特開 2023-181702 補正装置および補正プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023181702

(43)【公開日】2023-12-25

(54)【発明の名称】補正装置および補正プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/0338 20130101AFI20231218BHJP

【ＦＩ】

G06F3/0338 411

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022094974

(22)【出願日】2022-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】000220033

【氏名又は名称】東京コスモス電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西川 将史

【テーマコード（参考）】

5B087

【Ｆターム（参考）】

5B087AA02

5B087AD01

(57)【要約】

【課題】ジョイスティック装置の操作性の低下を抑制できる補正装置および補正プログラムを提供すること。
【解決手段】ユーザの操作により傾倒されるレバーと、レバーに設けられたマグネットと、マグネットの位置変化に基づいてレバーの角度を検出する磁気センサと、を備えたジョイスティック装置と電気的に接続される補正装置であって、磁気センサで検出された検出角度を取得する取得部と、検出角度および予め定められた第１設定値に基づいて第１角度を算出し、第１角度および予め定められた第２設定値に基づいて第２角度を算出する算出部と、第２角度が予め定められたレバー可動範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、第２角度がレバー可動範囲に含まれない場合、第２角度をレバー可動範囲に含まれる値に補正する補正部と、補正部により補正された第２角度を外部装置へ出力する出力部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの操作により傾倒されるレバーと、前記レバーに設けられたマグネットと、前記マグネットの位置変化に基づいて前記レバーの角度を検出する磁気センサと、を備えたジョイスティック装置と電気的に接続される補正装置であって、
前記磁気センサで検出された検出角度を取得する取得部と、
前記検出角度および予め定められた第１設定値に基づいて第１角度を算出し、前記第１角度および予め定められた第２設定値に基づいて第２角度を算出する算出部と、
前記第２角度が予め定められたレバー可動範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、
前記第２角度が前記レバー可動範囲に含まれない場合、前記第２角度を前記レバー可動範囲に含まれる値に補正する補正部と、
前記補正部により補正された前記第２角度を外部装置へ出力する出力部と、を有する、
補正装置。

【請求項2】

前記第１設定値は、前記レバーが無負荷状態のときに前記磁気センサにより検出される値であり、
前記第２設定値は、前記第１角度と、前記レバーの角度と前記第１角度とのズレ量の関係を１次関数として近似し、最小二乗法を用いて算出された値であり、
前記算出部は、
前記検出角度から前記第１設定値を減算することにより、前記第１角度を算出し、
前記第１角度と前記第２設定値とを乗算した値に前記第１角度を加算することにより、前記第２角度を算出する、
請求項１に記載の補正装置。

【請求項3】

前記第２角度が前記レバー可動範囲に含まれる場合、
前記補正部は、前記第２角度の補正を行わず、
前記出力部は、前記算出部により算出されたままの前記第２角度を前記外部装置へ出力する、
請求項１に記載の補正装置。

【請求項4】

前記第２角度は、二次元座標で表され、
前記レバー可動範囲は、２つの座標軸の交点を中心とした楕円で表され、
前記補正部は、
前記レバー可動範囲に含まれない前記第２角度の二次元座標を、前記楕円の中心と当該第２角度の二次元座標とを結んだ直線と、前記楕円の外周との交点の二次元座標に補正する、
請求項１に記載の補正装置。

【請求項5】

前記外部装置は、車両に搭載される制御装置である、
請求項１に記載の補正装置。

【請求項6】

ユーザの操作により傾倒されるレバーと、前記レバーに設けられたマグネットと、前記マグネットの位置変化に基づいて前記レバーの角度を検出する磁気センサと、を備えたジョイスティック装置と電気的に接続されるコンピュータに実行させる補正プログラムであって、
前記磁気センサで検出された検出角度を取得する処理と、
前記検出角度および予め定められた第１設定値に基づいて第１角度を算出する処理と、
前記第１角度および予め定められた第２設定値に基づいて第２角度を算出する処理と、
前記第２角度が予め定められたレバー可動範囲に含まれるか否かを判定する処理と、
前記第２角度が前記レバー可動範囲に含まれない場合、前記第２角度を前記レバー可動範囲に含まれる値に補正する処理と、
補正された前記第２角度を外部装置へ出力する処理と、を前記コンピュータに実行させる、
補正プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、補正装置および補正プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ユーザの操作により傾倒されるレバーと、そのレバーに設けられたマグネットと、そのマグネットの位置の変化に応じてレバーの角度を検出する磁気センサと、を備えたジョイスティック装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２２１３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

通常、大型機械（例えば、建設機械、農業機械等）で用いられるジョイスティック装置では、小型機械（例えば、ゲーム機、医療機器等）で用いられるジョイスティック装置に比べて、大型であり、マグネットと磁気センサとの間の距離が大きくなる。そのため、実際のレバーの角度と、磁気センサで検出されるレバーの角度との間にズレが生じやすい。その結果、ジョイスティック装置の特徴である直感的な操作性が損なわれてしまうおそれがあった。

【0005】

本開示の一態様の目的は、ジョイスティック装置の操作性の低下を抑制できる補正装置および補正プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る補正装置は、ユーザの操作により傾倒されるレバーと、前記レバーに設けられたマグネットと、前記マグネットの位置変化に基づいて前記レバーの角度を検出する磁気センサと、を備えたジョイスティック装置と電気的に接続される補正装置であって、前記磁気センサで検出された検出角度を取得する取得部と、前記検出角度および予め定められた第１設定値に基づいて第１角度を算出し、前記第１角度および予め定められた第２設定値に基づいて第２角度を算出する算出部と、前記第２角度が予め定められたレバー可動範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、前記第２角度が前記レバー可動範囲に含まれない場合、前記第２角度を前記レバー可動範囲に含まれる値に補正する補正部と、前記補正部により補正された前記第２角度を外部装置へ出力する出力部と、を有する。

【0007】

本開示の一態様に係る補正プログラムは、ユーザの操作により傾倒されるレバーと、前記レバーに設けられたマグネットと、前記マグネットの位置変化に基づいて前記レバーの角度を検出する磁気センサと、を備えたジョイスティック装置と電気的に接続されるコンピュータに実行させる補正プログラムであって、前記磁気センサで検出された検出角度を取得する処理と、前記検出角度および予め定められた第１設定値に基づいて第１角度を算出する処理と、前記第１角度および予め定められた第２設定値に基づいて第２角度を算出する処理と、前記第２角度が予め定められたレバー可動範囲に含まれるか否かを判定する処理と、前記第２角度が前記レバー可動範囲に含まれない場合、前記第２角度を前記レバー可動範囲に含まれる値に補正する処理と、補正された前記第２角度を外部装置へ出力する処理と、を前記コンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ジョイスティック装置の操作性の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一態様に係るジョイスティック装置および補正装置の構成例を示すブロック図

【図2】本開示の一態様に係るレバーの角度の一例を模式的に示す図

【図3】本開示の一態様に係るレバー可動範囲の一例を模式的に示す図

【図4】本開示の一態様に係る角度の補正例を模式的に示す図

【図5】本開示の一態様に係る補正装置の動作例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0011】

まず、図１を用いて、本実施の形態に係るジョイスティック装置２００および補正装置１００の構成について説明する。図１は、ジョイスティック装置２００および補正装置１００の構成例を示すブロック図である。

【0012】

ジョイスティック装置２００は、例えば、大型機械（例えば、建設機械、農業機械等）で用いられるジョイスティック装置である。

【0013】

図１に示すように、ジョイスティック装置２００は、主な構成要素として、レバー２１０、マグネット２２０、および磁気センサ２３０を有する。

【0014】

レバー２１０は、操作軸であり、ユーザの操作により傾倒される。

【0015】

マグネット２２０は、レバー２１０に固定され、レバー２１０の傾倒に伴って移動する。

【0016】

磁気センサ２３０は、例えばＩＣチップであり、マグネット２２０との相対位置の変化に基づいて、レバー２１０の角度を検出する。

【0017】

ここで、図２を用いて、磁気センサ２３０で検出されるレバー２１０の角度について説明する。図２は、磁気センサ２３０で検出されるレバー２１０の角度の一例を模式的に示す図である。

【0018】

まず、磁気センサ２３０は、マグネット２２０の位置（ｘ、ｙ、ｚ）を取得する。

【0019】

次に、磁気センサ２３０は、取得したマグネット２２０の位置（ｘ、ｙ、ｚ）に基づいて、角度（α、β）を算出する。

【0020】

αは、ｘ軸方向のレバー２１０の角度であり、βは、ｙ軸方向のレバー２１０の角度である。このように、レバー２１０の角度は、二次元座標で表される。

【0021】

次に、磁気センサ２３０は、算出した角度（α、β）を、後述する補正装置１００へ出力する。

【0022】

なお、以下では、磁気センサ２３０から補正装置１００へ出力される角度を、「検出角度（α０、β０）」と表記する。

【0023】

以下、図１の説明に戻る。

【0024】

補正装置１００は、ジョイスティック装置２００と電気的に接続され、ジョイスティック装置２００との通信が可能なコンピュータである。

【0025】

図示は省略するが、補正装置１００は、ハードウェアとして、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの主記憶装置、コンピュータプログラムを格納したハードディスク、フラッシュメモリなどの補助記憶装置を有する。

【0026】

以下に説明する補正装置１００の機能は、ＣＰＵが補助記憶装置から読み出したコンピュータプログラムを主記憶装置のＲＡＭに展開して実行することにより実現される。なお、そのコンピュータプログラムは、所定の記録媒体に記録されて、ユーザ等に提供されてもよい。

【0027】

図１に示すように、補正装置１００は、取得部１１０、算出部１２０、判定部１３０、補正部１４０、出力部１５０を有する。

【0028】

取得部１１０は、磁気センサ２３０から検出角度（α０、β０）を取得する。

【0029】

算出部１２０は、検出角度（α０、β０）および予め定められた第１設定値αｃ、βｃに基づいて、第１角度（α１、β１）を算出する。

【0030】

具体的には、算出部１２０は、α０からαｃを減算し、α１を算出する。同様に、算出部１２０は、β０からβｃを減算し、β１を算出する。

【0031】

第１設定値αｃ、βｃは、レバー２１０が無負荷状態（操作されていない状態）のときに磁気センサ２３０により検出されて出力される角度である。

【0032】

すなわち、α軸を横軸とし、β軸を縦軸とする二次元座標において、検出角度（α０、β０）と第1設定値αｃ、βｃとの差分である第１角度（α１、β１）は、原点からの角度変化とみなすことができる。

【0033】

次に、算出部１２０は、第１角度（α１、β１）および予め定められた第２設定値αｓ、βｓに基づいて、第２角度（α２、β２）を算出する。

【0034】

具体的には、算出部１２０は、α１とαｓとを乗算した値にα１を加算し、α２を算出する。同様に、算出部１２０は、β１とβｓとを乗算した値にβ１を加算し、β２を算出する。

【0035】

第２設定値αｓ、βｓは、第１角度（α１、β１）と、レバー２１０の角度と第１角度（α１、β１）とのズレ量（以下、単にズレ量という）の関係を１次関数としてそれぞれ近似し、最小二乗法を用いて算出された値であり、下記の数式で表される。

【数1】

【0036】

上記数式において、ｘは、複数の第１角度（α１、β１）である。ｙは、複数の第１角度（α１、β１）のそれぞれに対応する、複数のズレ量である。ｉは、複数の第１角度（α１、β１）の数である。

【0037】

判定部１３０は、第２角度（α２、β２）が予め定められたレバー２１０の可動範囲（以下、レバー可動範囲という）に含まれるか否かを判定する。

【0038】

ここで、図３を用いて、レバー可動範囲Ｒ１の一例について説明する。図３は、レバー可動範囲の一例を模式的に示す図である。

【0039】

図３に示すように、レバー可動範囲Ｒ１は、互いに垂直に交わる２つの座標軸（α軸、β軸）の交点（原点Ｏ）を中心とした楕円で表される。レバー可動範囲Ｒ１の外側には、磁気センサ２３０から出力される値の範囲であるセンサ出力範囲Ｒ２が設定されている。

【0040】

算出部１２０で算出された第２角度（α２、β２）がとりうる値は、レバー可動範囲Ｒ１外かつセンサ出力範囲Ｒ２内となる可能性がある。その場合、第２角度（α２、β２）を補正する必要がある。

【0041】

以下、図１の説明に戻る。

【0042】

補正部１４０は、第２角度（α２、β２）がレバー可動範囲Ｒ１に含まれない場合、第２角度（α２、β２）を、レバー可動範囲Ｒ１に含まれる値に補正する。

【0043】

ここで、図４を用いて、第２角度（α２、β２）の補正例について説明する。図４は、第２角度（α２、β２）の補正例を模式的に示す図である。図４は、図３に示したレバー可動範囲Ｒ１を部分的に拡大して示している。なお、図４では、図３に示したセンサ出力範囲Ｒ２の図示は省略している。

【0044】

図４に示すように、第２角度（α２、β２）がレバー可動範囲Ｒ１に含まれていない場合、補正部１４０は、その第２角度（α２、β２）を、直線Ｌとレバー可動範囲Ｒ１の外周との交点の座標（α３、β３）に補正する。図４に示す直線Ｌは、原点Ｏと第２角度（α２、β２）とを結ぶ２点間の直線である。以下では、補正後の第２角度を、「第３角度（α３、β３）」と表記する。

【0045】

なお、第２角度（α２、β２）がレバー可動範囲Ｒ１に含まれる場合、補正部１４０は、第２角度（α２、β２）の補正を行わない。

【0046】

以下、図１の説明に戻る。

【0047】

出力部１５０は、補正部１４０により第２角度（α２、β２）の補正が行われた場合、その補正により得られた第３角度（α３、β３）を外部装置へ出力する。

【0048】

一方、出力部１５０は、補正部１４０により第２角度（α２、β２）の補正が行われない場合（すなわち、第２角度（α２、β２）がレバー可動範囲Ｒ１に含まれる場合）、算出部１２０により算出されたままの第２角度（α２、β２）を外部装置へ出力する。

【0049】

外部装置としては、例えば、車両に搭載される制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が挙げられるが、これに限定されない。

【0050】

以上、ジョイスティック装置２００および補正装置１００の構成について説明した。

【0051】

次に、図５を用いて、補正装置１００の動作の流れについて説明する。図５は、補正装置１００の動作例を示すフローチャートである。

【0052】

まず、取得部１１０は、磁気センサ２３０から検出角度（α０、β０）を取得する（ステップＳ１）。

【0053】

次に、算出部１２０は、検出角度（α０、β０）と第１設定値αｃ、βｃとに基づいて、第１角度（α１、β１）を算出する（ステップＳ２）。

【0054】

次に、算出部１２０は、第１角度（α１、β１）と第２設定値αｓ、βｓとに基づいて、第２角度（α２、β２）を算出する（ステップＳ３）。

【0055】

次に、判定部１３０は、第２角度（α２、β２）がレバー可動範囲に含まれるか否かを判定する（ステップＳ４）。

【0056】

第２角度（α２、β２）がレバー可動範囲に含まれない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、補正部１４０は、第２角度（α２、β２）を補正する（ステップＳ５）。これにより、第３角度（α３、β３）が算出される。

【0057】

次に、出力部１５０は、第３角度（α３、β３）を外部装置へ出力する（ステップＳ６）。

【0058】

一方、第２角度（α２、β２）がレバー可動範囲に含まれる場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、補正部１４０による第２角度（α２、β２）の補正は行われず、出力部１５０は、算出部１２０により算出されたままの第２角度（α２、β２）を外部装置へ出力する（ステップＳ７）。

【0059】

以上、補正装置１００の動作について説明した。

【0060】

上述したように、本実施の形態の補正装置１００は、ユーザの操作により傾倒されるレバー２１０と、レバー２１０に設けられたマグネット２２０と、マグネット２２０の位置変化に基づいてレバー２１０の角度を検出する磁気センサ２３０と、を備えたジョイスティック装置２００と電気的に接続される補正装置１００であって、磁気センサ２３０で検出された検出角度（α０、β０）を取得する取得部１１０と、検出角度（α０、β０）および予め定められた第１設定値αｃ、βｃに基づいて第１角度（α１、β１）を算出し、第１角度（α１、β１）および予め定められた第２設定値αｓ、βｓに基づいて第２角度（α２、β２）を算出する算出部１２０と、第２角度（α２、β２）が予め定められたレバー可動範囲に含まれるか否かを判定する判定部１３０と、第２角度（α２、β２）がレバー可動範囲に含まれない場合、第２角度（α２、β２）をレバー可動範囲に含まれる値に補正する補正部１４０と、補正部１４０により補正された第２角度（α２、β２）を外部装置へ出力する出力部１５０と、を有することを特徴とする。

【0061】

この特徴により、実際のレバー２１０の角度と、磁気センサ２３０で検出されるレバー２１０の角度との間のズレを補正することができるので、例えば大型機械等において、ジョイスティック装置の操作性の低下を抑制することができる。

【0062】

なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本開示の補正装置および補正プログラムは、ジョイスティック装置のレバーの角度の補正に有用である。

【符号の説明】

【0064】

１００ 補正装置
１１０ 取得部
１２０ 算出部
１３０ 判定部
１４０ 補正部
１５０ 出力部
２００ ジョイスティック装置
２１０ レバー
２２０ マグネット
２３０ 磁気センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】