JP2004309383A

JP2004309383A - 機器制御装置

Info

Publication number: JP2004309383A
Application number: JP2003105446A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Oi; 知義多井; Shigeki Hayashi; 茂樹林; Seiji Ishikawa; 石川　　誠司; Takayuki Kikuchi; 菊池　　尊行
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】人間が操作しやすく、感覚的に制御目的の動作を把握、理解しやすく、熟練を必要としない機器制御装置を提供する。
【解決手段】機器制御装置３５Ａは、把持可能な長尺体３、長尺体３に取り付けられており、長尺体３に加わる少なくとも一軸の回転角速度を検出する角速度測定装置、および、長尺体３に加わる回転角速度に基づいて機器の制御信号を送信する送信機構を備えている。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転角速度の測定を利用して機器を制御する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるラジコン装置においては、手元にリモコン操作盤を持ち、リモコン操作盤上のスイッチを前後左右に動かし、ミニチュア車両の動作を制御している。図１を参照しつつ、この動作例について述べる。図１（ａ）に示すように、ミニチュア車両１が、（１）のように直進し、（２）のように右折し、再び（３）のように直進する場合について検討する。図１（ｂ）にはリモコン制御装置８を概略的に示す。装置８には、前進−後退制御部９と右折左折−制御部１０とが設けられている。直進時には、（１）に示すように、前進−後退制御部９のスイッチ９ａを前方に動かす。そして、（２）のように右折−左折制御部１０のスイッチ１０ａを右端に動かし、（２）のように右折させる。次いで、十分に車両進路が回動したことを確認してから、（３）のように右折−左折制御部のスイッチ１０ａを中央位置に戻す。
【０００３】特許文献１には、２軸の回転角速度を測定するセンサを使用したマウスが記載されている。このマウスによれば、２軸の回転角速度を測定し、その情報に基づいて、パーソナルコンピューターの画面上のカーソルを前後左右に移動させる。
【特許文献１】
特開平８−９４６５４号公報
【０００４】特許文献２に記載のリモコン装置では、棒状物を台座の軸に回動可能なように取り付け、この棒状物の回転角速度を測定し、この測定値に応じてステッピングモーターの回転数を制御している。そして、この装置にＡ、Ｂ方向の選択スイッチを取り付ける。Ａ方向を選択した後、棒状物を回動させて目的物をＡ方向に所定量動かし、次いでＢ方向を選択し、棒状物を回動させて目的物をＢ方向に所定量動かす。
【特許文献２】
特開平８−１２６０６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１のリモコン装置においては、平面的に見てＸ軸方向とＹ軸方向との各移動にそれぞれ別々の動作が必要であり、感覚的に習得が難しく、リモコン装置に熟練を必要とする。前述したマウス操作についても同様の問題がある。
【０００６】本発明の課題は、人間が操作しやすく、感覚的に制御目標の動作を把握、理解しやすく、熟練を必要としない機器制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、把持可能な長尺体、この長尺体に取り付けられており、長尺体に加わる少なくとも一軸の回転角速度を検出する角速度測定装置、および長尺体に加わる回転角速度に基づいて機器の制御信号を送信する送信機構を備えていることを特徴とする、機器制御装置に係るものである。
【０００８】本発明によれば、人間が把持可能な長尺体に角速度測定装置を取り付け、この長尺体の動作によって発生する回転角速度に応じて目的物を制御する。つまり、長尺体を把持して振り回す動作によって、直接に目的物の動作を制御できる。従って、本発明の機器制御装置は、人間が操作しやすく、感覚的に制御目的の動作を把握、理解しやすく、熟練を必要としない。
【０００９】
【発明の実施の形態】一実施形態においては、複数の軸の周りの各回転角速度を測定する。これによって、長尺体を振る一種類の動作によって、目的物の２方向の移動を制御可能となる。
【００１０】また、好適な実施形態においては、本発明の機器制御装置が、各回転角速度に対する感度を調整する感度調整部を備えている。これによって、目的物の各方向への移動感度を調整し、あるいは移動をキャンセルすることができる。
【００１１】好適な実施形態においては、制御対象の機器が移動体である。本発明は、移動体の行動制御に最も適している。図２〜図５は、この実施形態に係る図面である。
【００１２】本発明において、長尺体とは、人間が把持可能な細長い物体を意味しており、その具体的形状は問わない。円棒状、角棒状、管状、ファイバー状であってよい。また、長尺体部分の中あるいは末端に、より幅の広い幅広部分が設けられていて良い。
【００１３】図２、図３の例では、移動体の例として、ミニチュア車両１の動作を制御する例について述べる。本発明の機器制御装置３５Ａは、細長い杖３を備えている。杖３には、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の周りの各回転角速度を測定可能な測定装置が取り付けられている。杖３には、各軸に対応する各感度調整スイッチ４Ａ、４Ｂ、４Ｃが設けられている。杖３は更にコントローラー２に結線されており、コントローラー２のアンテア２ａから矢印Ａのように車両１に制御信号を伝送できる。
【００１４】杖３への各角速度測定装置の取り付け方法は限定されない。例えば、図３（ａ）に示すような形状の取り付け部５を、杖３の中央部Ｅや先端部Ｆなどに設けることができる。この取り付け部５の取り付け場所は、特に限定されるものではないが、基本的に杖３の内部に設置される。図３（ａ）は、この取り付け部５の外観を示す斜視図であり、図３（ｂ）は取り付け部５をその端面５ｂから見た正面図である。取り付け部５の側面５ａには、Ｘ軸の周りの回転角速度ωｘを検出するための角速度測定装置６Ａが取り付けられている。端面５ｂには、Ｙ軸の周りの回転角速度ωｙを検出するための角速度測定装置６Ｂが取り付けられている。他の端面５ｃには、Ｚ軸の周りの回転角速度ωｚを検出するための角速度測定装置６Ｃが取り付けられている。
【００１５】この杖の内部の構成を図５（ａ）に示す。各角速度測定装置６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、本例では振動型ジャイロスコープを収容する各パッケージである。各ジャイロスコープ６Ａ、６Ｂ、６Ｃからの各信号は、感度調整部１１を通って所望の感度に調整される。次いで、検出軸切り換えスイッチ１２を通り、検出軸切り替えスイッチで、ジャイロの検出軸とラジコンの操作軸の対応を指定されて、エンコーダー１３において、送受信するデータ形式にエンコードされる。その後、データで適当な搬送波を変調し、送信機１４からアンテナ１５を通して搬送波を発振する。
【００１６】この搬送波は、電波の他、赤外線でもよい。その場合はアンテナではなくて赤外線ダイオードから発射される。エンコーダーは任意であるが、例えばパルスエンコーダーである。変調方式は任意であるが、例えば電波の場合、エンコーダーのパルスで２７ＭＨｚの搬送波をＦＭ変調したものである。
【００１７】受信側の構成を図５（ｂ）に示す。アンテナ１６、受信機１７においてデータ搬送波を受信し、デコーダー１８でモータ１（前進−後退制御用）１９Ａ、モータ２（左右操舵用）１９Ｂの各制御信号を取り出す。これと共に、スイッチ１の制御信号を取り出す。スイッチ１の制御対象は任意であるが、たとえばライトの点滅である。
【００１８】杖の動作とミニチュア車両の動作との関係について、図４を参照しながら説明する。本例では、Ｚ軸の周りに（Ｘ−Ｙ平面内で）杖３を振ることによって、車両１の平面内の走行方向を制御できる。例えば、（１）（３）（５）のように杖３を真っ直ぐＹ軸方向に向けたときには車両１はそのまま直進する（（１）（３）（５））。ここで、杖３をωｚのように右側へと向かって振ると、車両１が（２）のように右方向へと向かって回動する。このときの回動の角速度は、杖３の回転角速度ωｚと、これに対する感度調整部の感度とによって決定される。また、杖３をωｚのように左側へと向かって振ると、車両１が（４）のように左方向へと向かって回動する。このときの回動の角速度は、杖３の回転角速度ωｚと、これに対する感度調整部の感度とによって決定される。
【００１９】この例では移動体としてミニチュア車両を示した。しかし、移動体の例は車両に限られず、鉄道車両であってもよく、これはミニチュアであってもよい。また、移動体は、飛行機、ヘリコプター、ロケットのような飛翔体であってよく、これらはミニチュアであってもよい。
【００２０】また、制御対象の機器は、テレビジョン、画像記録再生機器、照明装置等の電気製品であってよい。この場合には、長尺体を所定軸の周りに回動させるときの動作に応じて、電気製品のオン−オフを選択することができる。
【００２１】例えば、図６の装置３５Ｂにおいては、長尺体３をωＸ、ωＹ、またはωｚのように回動させる動作によって、テレビジョン２１や画像記録再生装置２２のスイッチのオン−オフを選択できる。また、テレビジョンのチャンネルや、画像再生記録装置２２の動作（再生、録画、早送り、巻き戻し、取り出し）を選択するように設定できる。
【００２２】また、図７（ａ）に示す例では、照明装置２８のオン−オフを、長尺体３の回動によって選択することができる。
【００２３】これらの機器制御装置３５Ｂに対応するブロック図を図８に示す。図８の例においては、角速度パターン・操作内容変換部には、印加された角速度のパターンと操作内容の対応関係を記憶している。角速度測定装置６Ａ、６Ｂ、６Ｃからの測定値を感度調整部１１において所望の感度となるように調整し、検出軸切り換えスイッチ１２で検出軸を選択する。そして、角速度パターン−操作内容記録部２５において所定の操作内容を選択する。この選択された操作内容は、パルスエンコーダーの出力となって送信機１４から赤外線ダイオード２６の点滅信号として発射される。被制御側は、一般的な赤外線リモコンの受光側機器で良い。
【００２４】このうよな電気機器制御装置は、暗い場所でも電気機器を操作できるという利点を有する。
【００２５】また、本発明は、コンピューター画面上のポインタなどのバーチャルな対象物の操作にも適用できる。例えば、図７（ｂ）に示すように、パーソナルコンピューターのディスプレー２３の画面２４にポインタ２５が表示されている。ここで、杖等の長尺体３の先端を画面２４に向ける。そして、ｚ軸周りの回転角速度ωｚを左右方向のカーソルの移動Ｂと関連づける。また、ｘ軸周りの回転角速度ωｘを上下方向のカーソルの移動Ｃと関連づける。
【００２６】この制御装置の構成を図９にブロック図として示す。ジャイロ６Ａによってｚ軸周りの回転角速度ωｚを測定し、ジャイロ６Ｂによってｘ軸周りの回転角速度ωｘを測定する。そして、各測定値について、感度を感度調整部１１において調整する。そして、各角速度に応じたパルスをエンコーダー１３で生成し、生成されたパルスとクリックスイッチ２８の情報を加えたデータで適当な搬送波を変調し、変調波をアンテナ１５から発射する。
【００２７】また、長尺体には、更に異形の付加部分を付けることができる。例えば、図１０に示すように、本例の長尺体は、杖部３の末端に箒状部３８を取り付けた形状を有する。この制御装置３５Ｄの他の構成は、図１に示す装置と同様である。
【００２８】図１１は、この制御装置３５Ｄの使用態様の一例を示す。人が長尺体の杖部３を両足の間に挟んでまたがり、杖部３の先端をディスプレー３１の画面３２に対して向ける。そして、杖部３に回転角速度が加わったときに、画面３２内の画像４０が移動変形するように設定す。このようにすれば、実物大の箒状の長尺体３を用いて、画面３２内の画像４０を操作することができ、あたかも魔法使いと化したかのような気分を味わうことができる。
【００２９】また、図１２に模式図を示すように、箒状の長尺体を操作し、物体３４を動かすことができる。例えば、遊園地のアトラクションとして、小河川４１の両側に一対のはね橋３４を設置する。はね橋３４がそれぞれモーターによって駆動され、開閉可能に設定されている。そして、長尺体３に、位置検出装置３３を取り付ける。この位置検出装置３３は、周知のものであり、ＧＰＳ装置および位置情報発信装置を備えている。この位置情報を受け、杖部３およびこれを持つ人がはね橋の前に来たら、はね橋のロックを解除する。そして、長尺体３を所定軸の周りに回動させると、はね橋３４が矢印Ｇのように動し，橋が出現するようにする。
【００３０】図１３の例では、人が門扉３７の前に立って、杖状の長尺体３を水平に振ると、杖３にｚ軸の周りの回転角速度ωｚが印加される。この回転角速度を検出すると、前述の機構から、門扉３７が矢印Ｈのように左右に開くようになっている。本発明の移動体は、図１２、図１３に示すような移動体も含む趣旨である。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、人間が操作しやすく、感覚的に制御目標の動作を把握、理解しやすく、熟練を必要としない機器制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、車両１の動作例を示す模式図であり、（ｂ）は、各動作（１）（２）（３）に対応するリモコン装置の操作例を示す模式図である。
【図２】車両１を制御する機器制御装置３５Ａを示す模式図である。
【図３】（ａ）は、角速度測定装置の取り付け例を示す斜視図であり、（ｂ）は端面図である。
【図４】車両１の走行例および長尺体３の動作例を示す模式図である。
【図５】（ａ）は、本発明の機器制御装置の構成例を示すブロック図であり、（ｂ）は、移動体の受信側の構成例を示すブロック図である。
【図６】テレビジョン２１および画像記録再生装置２２を模式的に示す図である。
【図７】（ａ）は、照明装置２８および杖状の機器制御装置３５Ｂを示す模式図であり、（ｂ）は、パーソナルコンピューター２３のディスプレー２３および杖状の機器制御装置３５Ｃを示す模式図である。
【図８】電気機器の操作に利用される機器制御装置３５Ｂの構成例を示す模式図である。
【図９】コンピューターディスプレーの画面上のカーソルを操作するための制御装置３５Ｃの構成例を示す模式図である。
【図１０】箒状の長尺体を備えている機器制御装置３５Ｄを示す模式図である。
【図１１】箒状の機器制御装置３５Ｄを用いて画面３２内の画像を操作する状態を示す模式図である。
【図１２】箒状の機器制御装置３５Ｄを用いて可動式のはね橋３４を操作する状態を示す模式図である。
【図１３】杖状の機器制御装置３５Ａを用いて可動式の門扉を操作する状態を示す模式図である。
【符号の説明】１車両３杖状の長尺体４Ａ、４Ｂ、４Ｃ感度調整スイッチ５角速度測定装置の取り付け部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ角速度測定装置１１感度調整部１２検出軸切り換えスイッチ１３エンコーダー１４送信機１５アンテナ２１、２２電気機器２３ディスプレー２４ディスプレー画面２５ポインタ２８照明装置３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ機器制御装置

Claims

把持可能な長尺体、この長尺体に取り付けられており、前記長尺体に加わる少なくとも一軸の回転角速度を検出する角速度測定装置、および前記長尺体に加わる回転角速度に基く機器の制御信号を送信する送信機構を備えていることを特徴とする、機器制御装置。
前記長尺体が棒状部または管状部を含むことを特徴とする、請求項１記載の装置。
複数の軸の周りの各回転角速度を測定することを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
前記回転角速度に対する感度を調整する感度調整部を備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の装置。
前記機器が移動体であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の装置。