JP2005056187A - Multi-way input operation device - Google Patents

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Goji Suda
剛司 寸田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To certainly perform instruction operation to prevent misoperation, and to simultaneously realize both the misoperation prevention and securing of excellent operability without causing deterioration of operation efficiency or increase of an operation load. <P>SOLUTION: In this multi-way input operation device, a lever position detection part 13 detects a displacement amount of a lever part 11, and a lever control arithmetic part 14 estimates an operation intention of an operator on the basis of an initial displacement amount of the lever part 11 just after an operation start and changes operation reaction according to operation estimated to be intended by the operator. Thereby, the operation reaction can be adjusted such that the operation intended by the operator is supported. Accordingly, in the multi-way input operation device, the instruction operation is certainly performed to prevent the misoperation, and both the misoperation prevention and the securing of the excellent operability can be simultaneously realized without causing the deterioration of the operation efficiency or the increase of the operation load. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、操作端の中立位置からの変位量を検出して操作入力とすると共に、前記操作端にかかる操作反力を動的に制御する多方向入力操作装置に関する。   The present invention relates to a multidirectional input operation device that detects an amount of displacement from a neutral position of an operation end as an operation input and dynamically controls an operation reaction force applied to the operation end.

従来より、誤操作防止対策を備えた車載機器操作用スイッチとしては、例えば下記の特許文献1に記載された技術が知られている。   Conventionally, for example, a technique described in Patent Document 1 described below is known as an in-vehicle device operation switch provided with measures for preventing erroneous operations.

この特許文献1には、車両が急加速や急減速を行っている状態を各種センサ情報より判定し、このような状態であると判定した場合には、スイッチ操作が行われても、スイッチ信号を車載機器側に出力しないように制御する車載機器操作装置が開示されている。これにより、この車載機器操作装置は、搭乗者の姿勢が不安定になりがちな状況における車載機器のスイッチ誤操作を防止することができるとしている。
特開2000−100272号公報
In this Patent Document 1, a state in which the vehicle is suddenly accelerating or decelerating is determined from various sensor information, and if it is determined that such a state is present, the switch signal is displayed even if a switch operation is performed. An in-vehicle device operation device that controls to not output to the in-vehicle device side is disclosed. As a result, this in-vehicle device operation device can prevent an erroneous switch operation of the in-vehicle device in a situation where the posture of the passenger tends to become unstable.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-100302

しかしながら、従来の車載機器操作装置においては、誤操作防止対策として、誤操作が発生しやすい状況におけるスイッチ入力を無視するようにしているものの、スイッチ操作自体は可能であるため、操作者によっては、スイッチを操作したにもかかわらず車載機器が作動しないことを当該車載機器の異常と誤認する可能性があった。そして、従来の車載機器操作装置においては、このような操作者の誤認が発生するのに起因して、例えばディスプレイの注視やスイッチの再操作といった行動に発展し、操作者にさらなる操作負荷を与える可能性があるという問題があった。   However, in conventional in-vehicle equipment operation devices, switch input in situations where erroneous operation is likely to occur is ignored as a countermeasure for erroneous operation, but switch operation itself is possible. There is a possibility that the in-vehicle device does not operate despite being operated, and is mistaken as an abnormality of the in-vehicle device. And in the conventional on-vehicle equipment operation device, due to the occurrence of such a misidentification of the operator, for example, it develops into an action such as gazing at the display or re-operation of the switch, and gives a further operation load to the operator. There was a problem that there was a possibility.

そこで、本発明は、上述した問題に鑑みて提案されたものであり、指示操作を確実に行わせて誤操作を防止することができると共に、操作負荷の上昇や操作効率の悪化を招来することなく、誤操作防止と良好な操作性の確保とを両立させることができる多方向入力操作装置を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and can prevent an erroneous operation by reliably performing an instruction operation, without causing an increase in operation load and a deterioration in operation efficiency. An object of the present invention is to provide a multidirectional input operation device capable of achieving both the prevention of erroneous operation and the securing of good operability.

本発明に係る多方向入力操作装置では、変位量検出手段によって操作端の変位量を検出し、変位量検出手段によって検出された操作端の操作開始直後における変位量に基づいて、操作意図推定手段によって操作者の操作意図を推定し、操作意図推定手段によって推定された操作者が意図する操作に応じて、操作反力変更手段によって操作反力を変更することにより、上述の課題を解決する。   In the multidirectional input operation device according to the present invention, the displacement amount of the operation end is detected by the displacement amount detection means, and the operation intention estimation means is based on the displacement amount immediately after the operation end of the operation end detected by the displacement amount detection means. The above-described problem is solved by estimating the operation intention of the operator by changing the operation reaction force by the operation reaction force changing means in accordance with the operation intended by the operator estimated by the operation intention estimation means.

本発明に係る多方向入力操作装置によれば、操作端の操作開始直後における変位量に基づいて、操作者の意図を推定し、推定される操作意図に応じて、操作反力を変更するので、操作者の意図する操作をサポートするように操作反力を調整することができる。したがって、本発明に係る多方向入力操作装置によれば、指示操作を確実に行わせて誤操作を防止することができると共に、操作負荷の上昇や操作効率の悪化を招来することなく、誤操作防止と良好な操作性の確保とを両立させることができる。   According to the multidirectional input operation device according to the present invention, the operator's intention is estimated based on the amount of displacement immediately after the operation start of the operation end, and the operation reaction force is changed according to the estimated operation intention. The operation reaction force can be adjusted to support the operation intended by the operator. Therefore, according to the multi-directional input operation device according to the present invention, it is possible to prevent the erroneous operation without causing the increase of the operation load and the deterioration of the operation efficiency, while being able to prevent the erroneous operation by surely performing the instruction operation. Ensuring good operability can be achieved at the same time.

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

この実施形態は、操作端の中立位置からの変位量を検出して操作入力とすると共に、操作端にかかる操作反力を動的に制御する多方向入力操作装置である。   This embodiment is a multi-directional input operation device that detects the amount of displacement from the neutral position of the operation end as an operation input and dynamically controls the operation reaction force applied to the operation end.

本発明は、以下に説明する第1実施形態及び第2実施形態に係る多方向入力操作装置に適用される。   The present invention is applied to the multidirectional input operation device according to the first and second embodiments described below.

[第1実施形態]
まず、第1実施形態に係る多方向入力操作装置について説明する。
[First Embodiment]
First, the multidirectional input operation device according to the first embodiment will be described.

第1実施形態に係る多方向入力操作装置は、操作方向が1軸であるレバー型のものに適用される。この多方向入力操作装置は、レバー部の操作開始直後における変位量(以下、「初期変位量」という。)に基づいて、操作者が選択しようとしている表示画面上のメニュー位置又はメニューの頁切替の意図を推定し、選択しようとしているメニュー位置又は頁切替を意図していると推定した場合には、当該選択しようとしているメニュー位置又は頁切替後の所定の初期メニュー位置でレバー部が中立位置に戻りやすくなるように、当該レバー部の操作反力パターンを変更し、誤操作の防止と良好な操作性との両立を図るものである。ここで、操作反力パターンとは、レバー部の変位位置に応じた操作反力の変化を示すパターンである。   The multi-directional input operation device according to the first embodiment is applied to a lever-type device having an operation direction of one axis. This multidirectional input operation device switches the menu position on the display screen or the menu page to be selected by the operator based on the displacement amount (hereinafter referred to as “initial displacement amount”) immediately after the operation of the lever portion is started. When it is estimated that the menu position or page switching to be selected is intended, the lever portion is in the neutral position at the menu position to be selected or the predetermined initial menu position after page switching. Thus, the operation reaction force pattern of the lever portion is changed so as to make it easier to return to step (b), and both the prevention of erroneous operation and good operability are achieved. Here, the operation reaction force pattern is a pattern indicating a change in the operation reaction force according to the displacement position of the lever portion.

多方向入力操作装置におけるレバー部は、図1に外観構成を示すように、操作面から突設され矢印aで示す1次元方向への傾倒操作、及び矢印bで示す方向への押し込み操作が可能とされるレバー部11が操作端として設けられている。   As shown in FIG. 1, the lever portion of the multi-directional input operation device can be tilted in the one-dimensional direction indicated by arrow a and pushed in the direction indicated by arrow b, protruding from the operation surface. A lever portion 11 is provided as an operation end.

この多方向入力操作装置は、操作者から視認可能な表示画面上に表示される例えば図2に示すような複数のメニュー項目が羅列されてなる選択メニューリストを操作対象としている。そして、この多方向入力操作装置では、レバー部11が傾倒操作されることによってカーソルCRを移動させてメニュー項目を順次選択表示させ、所望のメニュー項目をカーソルCRによって選択表示させている状態でレバー部11が押し込まれることによって、メニュー項目の決定操作がなされる。   This multi-directional input operation device has, as an operation target, a selection menu list in which a plurality of menu items as shown in FIG. 2, for example, are displayed on a display screen that can be viewed by an operator. In this multidirectional input operation device, the lever 11 is tilted, the cursor CR is moved to sequentially select and display menu items, and the desired menu items are selected and displayed by the cursor CR. When the section 11 is pushed in, a menu item determination operation is performed.

ここで、レバー部11の傾倒操作とカーソルCRの移動との関係は、レバー部11の中立位置からの変位量に比例した速度でカーソルCRが移動する操作系であるいわゆる「レート・コントロール」に基づくものである。したがって、多方向入力操作装置においては、レバー部11が傾倒する変位量が大きくされるほど、カーソルCRの移動表示を高速で行うので、選択項目の多い選択メニューリストにおいても効率よく操作させることができるようになっている。   Here, the relationship between the tilting operation of the lever portion 11 and the movement of the cursor CR is a so-called “rate control” which is an operation system in which the cursor CR moves at a speed proportional to the amount of displacement from the neutral position of the lever portion 11. Is based. Therefore, in the multi-directional input operation device, as the amount of displacement by which the lever unit 11 tilts is increased, the cursor CR is moved and displayed at a higher speed, so that it can be operated efficiently even in a selection menu list having many selection items. It can be done.

その反面、「レート・コントロール」に基づく多方向入力操作装置は、いわゆるジョグダイヤルのような、操作量がカーソル移動量に比例する操作系であるいわゆる「ポジション・コントロール」とは異なり、レバー部11の動きとカーソルCRの動きとに直接的な対応関係がない。したがって、この多方向入力操作装置では、カーソルCRを操作者の意図に従って表示制御させるには、操作者による表示画面の注視の必要があり、また、所望のメニュー項目にカーソルCRを停止させるのが比較的難しいという欠点がある。特に、この種の多方向入力操作装置は、車両に搭載する場合には、走行中の操作はもちろんのこと、停車時の操作においても、表示画面を注視しにくい環境であるため、上述した欠点が顕在化する。   On the other hand, the multi-directional input operation device based on “rate control” is different from the so-called “position control” in which the operation amount is proportional to the cursor movement amount, such as a so-called jog dial. There is no direct correspondence between the movement and the movement of the cursor CR. Therefore, in this multi-directional input operation device, in order to control the display of the cursor CR according to the operator's intention, it is necessary for the operator to watch the display screen, and the cursor CR is stopped at a desired menu item. There is a disadvantage that it is relatively difficult. In particular, when this type of multi-directional input operation device is mounted on a vehicle, it is an environment in which it is difficult to watch the display screen not only during operation but also during operation when the vehicle is stopped. Becomes apparent.

第1実施形態に係る多方向入力操作装置は、このようなレバー部11の操作にともなう本質的な欠点を克服することにより、誤操作の防止と良好な操作性との両立を図るものである。なお、レバー型の多方向入力操作装置は、小型であるので設置場所の自由度が高く、車両に搭載する場合には、少なくともレバー部11を例えばステアリング上といった車両乗員から操作可能な位置に設置することも可能であり、操作性の良好な運転者用入力操作装置を構成することができる。   The multidirectional input operation device according to the first embodiment achieves both prevention of erroneous operation and good operability by overcoming the essential drawbacks associated with the operation of the lever portion 11. The lever-type multi-directional input operation device is small and has a high degree of freedom in installation location. When mounted on a vehicle, at least the lever portion 11 is installed at a position where it can be operated by a vehicle occupant, for example, on a steering wheel. Therefore, it is possible to configure a driver input operation device with good operability.

[第1実施形態に係る多方向入力操作装置の構成]
第1実施形態に係る多方向入力操作装置1は、図3にその機能的な構成を示すように、上述した操作端であるレバー部11に加え、このレバー部11の傾倒方向にトルクを発生させるレバー駆動部12と、レバー部11の変位量及び押し込み操作を検出するレバー位置検出部13と、操作者の操作意図を推定して操作者が意図する操作をサポートするように操作反力パターンの時系列変化(以下、「スケジュール」という。)を決定するレバー制御演算部14と、外部の操作・表示処理演算部2との間で情報の授受を行う通信部15とを備える。
[Configuration of Multidirectional Input Operation Device According to First Embodiment]
As shown in FIG. 3, the multidirectional input operation device 1 according to the first embodiment generates torque in the tilting direction of the lever portion 11 in addition to the lever portion 11 that is the operation end described above. A lever driving unit 12 to be operated, a lever position detecting unit 13 for detecting a displacement amount and a pushing operation of the lever unit 11, and an operation reaction force pattern so as to support the operation intended by the operator by estimating the operation intention of the operator. Are provided with a lever control calculation unit 14 that determines a time series change (hereinafter referred to as “schedule”) and a communication unit 15 that exchanges information with the external operation / display processing calculation unit 2.

また、この多方向入力操作装置1には、操作者の操作内容に応じて表示内容を制御するための操作・表示処理演算部2及び情報処理演算部3、操作・表示処理演算部2からの表示データに従って各種情報を表示する表示部4が接続される。   The multi-directional input operation device 1 includes an operation / display processing calculation unit 2 and an information processing calculation unit 3 for controlling display contents according to the operation content of the operator, and an operation / display processing calculation unit 2. A display unit 4 for displaying various information according to the display data is connected.

レバー駆動部12は、レバー制御演算部14から供給されるトルク制御信号に基づいて、レバー部11の傾倒方向にトルクを発生し、当該レバー部11を駆動し、操作者に操作反力を与える。   Based on the torque control signal supplied from the lever control calculation unit 14, the lever driving unit 12 generates torque in the tilting direction of the lever unit 11, drives the lever unit 11, and gives an operation reaction force to the operator. .

レバー位置検出部13は、レバー部11の変位量及び押し込み操作を検出し、検出した位置検出信号をレバー制御演算部14に供給する。   The lever position detection unit 13 detects the amount of displacement and the pushing operation of the lever unit 11, and supplies the detected position detection signal to the lever control calculation unit 14.

レバー制御演算部14は、レバー位置検出部13から供給される位置検出信号をディジタル化してレバー位置情報に変換し、多方向入力装置1が接続する外部の操作・表示処理演算部2から入力されるメニュー状態情報とレバー位置情報とに基づいて、現在のカーソル位置を算出し、カーソル位置情報とレバー押し込み操作情報とを通信部15を介して操作・表示処理演算部2に出力する。   The lever control calculation unit 14 digitizes the position detection signal supplied from the lever position detection unit 13 and converts it into lever position information, which is input from the external operation / display processing calculation unit 2 to which the multidirectional input device 1 is connected. The current cursor position is calculated based on the menu state information and the lever position information, and the cursor position information and the lever pressing operation information are output to the operation / display processing calculation unit 2 via the communication unit 15.

また、レバー制御演算部14は、レバー部11の変位量に基づいて、後に詳述する各種処理を実行することによって、操作者の操作意図として、選択位置又は頁切替意図を推定する。そして、レバー制御演算部14は、推定結果とメニュー状態情報とに基づいて、操作者が意図する操作をサポートするように操作反力パターンのスケジュールを決定し、決定した操作反力パターンのスケジュールとレバー位置情報とに基づいて、現在のレバー部11における発生トルク量を算出し、この発生トルク量を示すトルク制御信号をレバー駆動部12に供給する。   Further, the lever control calculation unit 14 estimates a selection position or a page switching intention as an operation intention of the operator by executing various processes described later in detail based on the displacement amount of the lever part 11. Then, based on the estimation result and the menu state information, the lever control calculation unit 14 determines the operation reaction force pattern schedule to support the operation intended by the operator, and determines the determined operation reaction force pattern schedule. Based on the lever position information, the amount of torque generated in the current lever portion 11 is calculated, and a torque control signal indicating the amount of generated torque is supplied to the lever driving portion 12.

通信部15は、レバー制御演算部14から供給されるカーソル位置情報とレバー押し込み操作情報とを操作・表示処理演算部2に出力すると共に、操作・表示処理演算部2から入力されるメニュー状態情報をレバー制御演算部14に供給する。   The communication unit 15 outputs the cursor position information and the lever pressing operation information supplied from the lever control calculation unit 14 to the operation / display processing calculation unit 2 and the menu state information input from the operation / display processing calculation unit 2. Is supplied to the lever control calculation unit 14.

このような多方向入力操作装置は、例えば車両におけるインストルメントパネル内等に設けられる操作・表示処理演算部2に接続される。この操作・表示処理演算部2は、通信部15の通信方式と同じ通信方式に基づく図示しない通信部を内部に有し、通信部15から入力されるカーソル位置情報に基づいて、現在選択されているメニュー項目を特定する。また、操作・表示処理演算部2は、レバー押し込み操作情報を入力すると、選択されているメニュー項目の決定を認識し、この選択及び決定されたメニュー項目を、インストルメントパネル内等に設けられる情報処理演算部3に出力する。   Such a multidirectional input operation device is connected to an operation / display processing calculation unit 2 provided in, for example, an instrument panel in a vehicle. This operation / display processing calculation unit 2 has a communication unit (not shown) based on the same communication method as the communication method of the communication unit 15, and is currently selected based on the cursor position information input from the communication unit 15. Identify the menu item that is present. Further, when the operation / display processing calculation unit 2 inputs the lever pressing operation information, the operation / display processing calculation unit 2 recognizes the determination of the selected menu item, and the information provided in the instrument panel or the like for the selection and the determined menu item. The result is output to the processing calculation unit 3.

これに応じて、情報処理演算部3は、操作・表示処理演算部2からの情報に基づいて、選択及び決定されたメニュー項目に対応する所定の情報処理を行い、必要に応じて、次の選択メニューリストを操作・表示処理演算部2に出力する。また、操作・表示処理演算部2は、新しい選択メニューリストが情報処理演算部3から入力された場合には、多方向入力操作装置1に出力するメニュー状態情報を更新する。さらに、操作・表示処理演算部2は、現在の選択メニューリスト及びカーソル位置に基づいて表示データを読み出し、車両乗員から目視可能な位置に設けられる表示部4の表示画面上に、例えば図2に示すような選択メニュー画像を表示させる。   In response to this, the information processing calculation unit 3 performs predetermined information processing corresponding to the menu item selected and determined based on the information from the operation / display processing calculation unit 2, and if necessary, The selection menu list is output to the operation / display processing calculation unit 2. Further, when a new selection menu list is input from the information processing operation unit 3, the operation / display processing operation unit 2 updates the menu state information output to the multidirectional input operation device 1. Further, the operation / display processing calculation unit 2 reads the display data based on the current selection menu list and the cursor position, and displays, for example, in FIG. 2 on the display screen of the display unit 4 provided at a position that can be viewed from the vehicle occupant. A selection menu image as shown is displayed.

なお、ここでは、操作・表示処理演算部2と情報処理演算部3は、別個の機能であるものとして説明したが、これらの機能を1つの装置を用いて実現してもよい。   Here, the operation / display processing calculation unit 2 and the information processing calculation unit 3 have been described as being separate functions. However, these functions may be realized using a single device.

また、レバー制御演算部14と操作・表示処理演算部2との機能分担は、必ずしも上述した通りである必要はなく、レバー制御演算部14で行うものとした操作反力パターンのスケジュールを操作・表示処理演算部2によって決定し、レバー制御演算部14に現在の操作反力パターンを出力し、レバー制御演算部14によって現在の操作反力パターンとレバー位置情報とに基づいて、現在の発生トルク量を算出するような構成としてもよい。   Further, the function sharing between the lever control calculation unit 14 and the operation / display processing calculation unit 2 is not necessarily as described above, and the operation reaction force pattern schedule that is assumed to be performed by the lever control calculation unit 14 is operated / The display processing calculation unit 2 determines the current operation reaction force pattern to the lever control calculation unit 14, and the lever control calculation unit 14 outputs the current generated torque based on the current operation reaction force pattern and the lever position information. It is good also as a structure which calculates quantity.

さらには、操作・表示処理演算部2によって現在の発生トルク量の算出までを行うような構成としてもよい。ただし、この場合には、発生トルク量をリアルタイムで操作・表示処理演算部2から多方向入力操作装置1に出力する必要があるので、操作・表示処理演算部2と通信部15との間で行われる通信を、非常に高速に行う必要がある。   Furthermore, it is good also as a structure which performs until calculation of the present generation | occurrence | production torque amount by the operation / display process calculating part 2. FIG. However, in this case, it is necessary to output the generated torque amount from the operation / display processing calculation unit 2 to the multidirectional input operation device 1 in real time, and therefore, between the operation / display processing calculation unit 2 and the communication unit 15. It is necessary to perform the communication performed at a very high speed.

なお、以下では、説明の便宜上、上述したように、レバー制御演算部14により、操作者の操作意図を推定し、操作者が意図する操作をサポートするように操作反力パターンのスケジュールを決定し、現在の発生トルク量を算出するものとして説明する。   In the following, for convenience of explanation, as described above, the lever control calculation unit 14 estimates the operation intention of the operator and determines the operation reaction force pattern schedule so as to support the operation intended by the operator. A description will be given assuming that the current generated torque amount is calculated.

「多方向入力操作装置1の具体的な構成例」
このような多方向入力操作装置1の具体的な構成例としては、図4に示すものが挙げられる。
"Specific configuration example of multi-directional input operation device 1"
As a specific configuration example of such a multidirectional input operation device 1, there is the one shown in FIG.

すなわち、レバー位置検出部13は、レバー部11の傾倒動作を光学的に検知するフォトエンコーダ21aと、レバー部11の押し込みを機械的に検知するタクトスイッチ21bとを用いて構成することができる。   That is, the lever position detection unit 13 can be configured using a photo encoder 21 a that optically detects the tilting operation of the lever unit 11 and a tact switch 21 b that mechanically detects the pushing of the lever unit 11.

また、レバー制御演算部14は、A/D(Analog to Digital)変換回路、D/A(Digital to Analog)変換回路、上述した処理を実行するための制御プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、CPUのワークエリアとして機能するRAM(Random Access Memory)等から構成され、レバー位置検出部13を構成するフォトエンコーダ21a及びタクトスイッチ21bからの信号を入力して処理を行う制御回路42を用いて構成することができる。   The lever control calculation unit 14 includes an A / D (Analog to Digital) conversion circuit, a D / A (Digital to Analog) conversion circuit, and a CPU (Central Processing Unit) that executes a control program for executing the above-described processing. A ROM (Read Only Memory) that stores a control program, a RAM (Random Access Memory) that functions as a work area of the CPU, and the like, and signals from the photo encoder 21a and the tact switch 21b that constitute the lever position detector 13 are received. A control circuit 42 that performs input and processing can be used.

さらに、レバー駆動部12は、レバー制御演算部14を構成する制御回路22からの信号を入力して操作反力を発生させるために、シャフト23aを介してレバー部11に接続されている電動モータ23bを用いて構成することができる。電動モータ23bは、レバー部11における操作端部11aに接続して当該レバー部11を傾倒自在とする機構を有する台座11bに対して、シャフト23aを介して直交して取り付けられている。このようなレバー駆動部12は、電動モータ23bの駆動力に応じて回転し、操作端部11aに操作反力を与える。   Furthermore, the lever drive unit 12 is an electric motor connected to the lever unit 11 via the shaft 23a in order to generate an operation reaction force by inputting a signal from the control circuit 22 constituting the lever control calculation unit 14. 23b can be used. The electric motor 23b is attached orthogonally via a shaft 23a to a pedestal 11b having a mechanism that is connected to the operation end portion 11a of the lever portion 11 so that the lever portion 11 can be tilted. Such a lever drive part 12 rotates according to the drive force of the electric motor 23b, and gives an operation reaction force to the operation end part 11a.

さらにまた、通信部15は、レバー制御演算部14を構成する制御回路22に組み込まれている所定のシリアルインターフェース回路24を用いて構成することができる。   Furthermore, the communication unit 15 can be configured by using a predetermined serial interface circuit 24 incorporated in the control circuit 22 configuring the lever control calculation unit 14.

なお、多方向入力操作装置は、この図4に示す構成以外であっても、同一機能を有する他の装置を用いて構成してもよい。   Note that the multi-directional input operation device may be configured using other devices having the same function other than the configuration shown in FIG.

[操作者意図の推定処理、操作反力パターンのスケジュールの決定処理]
つぎに、レバー制御演算部14による操作者の意図の推定処理、及び操作者が意図する操作をサポートする操作反力パターンのスケジュール決定処理について説明する。
[Estimated operator intent processing, operation reaction force pattern schedule determination processing]
Next, an estimation process of an operator's intention by the lever control calculation unit 14 and an operation reaction force pattern schedule determination process that supports an operation intended by the operator will be described.

ここでは、操作対象として、先に図2(a)と図2(b)とに示したような2頁にわたる選択メニューリストを例として採用する。なお、図2(a)には、1頁目の表示画面例を示しており、図2(b)には、2頁目の表示画面例を示している。すなわち、この選択メニューリストは、1頁が4項目のメニューからなり、2頁で合計8項目のメニューからなり、操作・表示処理演算部2から表示部4への表示データにより、表示内容が変化される。   Here, as an operation target, a selection menu list spanning two pages as shown in FIGS. 2A and 2B is used as an example. FIG. 2A shows an example of the display screen for the first page, and FIG. 2B shows an example of the display screen for the second page. That is, in this selection menu list, one page consists of a menu of four items, and two pages consist of a total of eight menus, and the display contents change depending on the display data from the operation / display processing operation unit 2 to the display unit 4 Is done.

また、この選択メニューリストは、操作・表示処理演算部2により、メニュー項目の表示位置が固定して表示され、レバー部11の傾倒操作によってカーソルCRの表示位置が移動される。このような選択メニューリストにおいては、カーソルCRが図2(a)に示す1頁目の最下端のメニュー項目を選択表示した状態で、レバー部11が正方向に傾倒された場合には、図2(b)に示す2頁目に表示内容が切り替えられ、カーソルCRの表示位置が2頁目の最上端のメニュー項目を選択するように移動される。逆に、この選択メニューリストにおいては、カーソルCRの表示位置が2頁目の最上端のメニュー項目を選択した状態で、レバー部11が負方向に傾倒された場合には、1頁目に表示内容が切り替えられ、カーソルCRの表示位置が1頁目の最下端のメニュー項目を選択した状態とされる。   The selection menu list is displayed by the operation / display processing calculation unit 2 with the menu item display position fixed, and the display position of the cursor CR is moved by the tilting operation of the lever unit 11. In such a selection menu list, when the lever CR is tilted in the forward direction with the cursor CR selecting and displaying the bottommost menu item on the first page shown in FIG. The display content is switched to the second page shown in 2 (b), and the display position of the cursor CR is moved so as to select the menu item at the uppermost end of the second page. On the other hand, in the selection menu list, when the lever 11 is tilted in the negative direction with the cursor CR displayed at the topmost menu item on the second page, the first page is displayed. The contents are switched, and the display position of the cursor CR is in a state where the menu item at the bottom end of the first page is selected.

[操作者意図の推定処理]
まず、レバー制御演算部14による操作者の意図の推定処理について説明する。
[Operator intention estimation processing]
First, the process of estimating the operator's intention by the lever control calculation unit 14 will be described.

ここで、カーソル表示をメニュー項目表示に重畳させて表示させたり、ポインタ表示をアイコン表示に重畳させて表示するような処理をポインティング処理というが、このポインティング処理に操作者が要する時間は、“Card, et al. 1983”に記載されているように、いわゆるフィッツ(Fitts)の法則にしたがうことが知られている。   Here, the process of displaying the cursor display superimposed on the menu item display or displaying the pointer display superimposed on the icon display is called a pointing process. The time required for the pointing process by the operator is “Card , et al. 1983 ”, it is known to follow the so-called Fitts law.

[フィッツの法則の概要]
このフィッツの法則の概要について図5を用いて説明する。図5に示すように、カーソルCRによってターゲットTGを指示しようとする場合、フィッツの法則によれば、操作者によるポインティング作業に要する時間TPOSは、初期状態におけるカーソルCRとターゲットTGとの距離Dと、ターゲットTGの幅Sとを用いて、次式(1)で表すことができる。
[Overview of Fitz's Law]
The outline of Fitz's law will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, when the target TG is to be indicated by the cursor CR, according to Fitz's law, the time T POS required for the pointing operation by the operator is the distance D between the cursor CR and the target TG in the initial state. And the width S of the target TG can be expressed by the following equation (1).

POS=I・log(2D/S) ・・・(1)
なお、この上式(1)におけるIは、カーソルCRをターゲットTGに位置させる1サイクル動作あたりの知覚時間τp、1サイクル動作あたりの認知時間τc、1サイクル動作あたりの運動時間τm、及び1サイクルの動作によるターゲットTGへの接近精度εを用いて、次式(2)で表されるパラメータである。
T POS = I M · log 2 (2D / S) (1)
Incidentally, I M in the above formula (1) is, the recognition time τp per cycle operation to position the cursor CR to the target TG, cognitive time per cycle operation .tau.c, exercise time per cycle operation .tau.m, and 1 This is a parameter expressed by the following equation (2) using the approach accuracy ε to the target TG by the operation of the cycle.

=−(τp+τc+τm)/logε ・・・(2)
このようなフィッツの法則の導出過程は、以下のようになる。
I M = − (τp + τc + τm) / log 2 ε (2)
The process of deriving such Fitz's law is as follows.

まず、1サイクルのポインティング動作におけるターゲットTGへの接近精度εは、一定であるものとする。したがって、iサイクル目におけるカーソルCRとターゲットTGとの距離をXとすると、次式(3)が成立する。なお、0サイクル目におけるカーソルCRとターゲットTGとの距離Xは、X=Dであることはいうまでもない。 First, it is assumed that the approaching accuracy ε to the target TG in the one-cycle pointing operation is constant. Therefore, when the distance between the cursor CR and the target TG in the i-th cycle is X i , the following expression (3) is established. Needless to say, the distance X 0 between the cursor CR and the target TG in the 0th cycle is X 0 = D.

ε=X/Xi−1 ・・・(3)
そして、nサイクル目でカーソルCRがターゲットTGに到達したものとすると、次式(4)が成立する。
ε = X i / X i−1 (3)
Then, assuming that the cursor CR has reached the target TG in the nth cycle, the following expression (4) is established.

=εD=S/2 ・・・(4)
この上式(4)をnについて解くと、次式(5)となる。
X n = ε n D = S / 2 (4)
When the above equation (4) is solved for n, the following equation (5) is obtained.

n=−log(2D/S)/logε ・・・(5)
したがって、ポインティング作業に要する時間TPOSは、次式(6)で表されることになる。
n = −log 2 (2D / S) / log 2 ε (5)
Therefore, the time TPOS required for the pointing work is expressed by the following equation (6).

POS=n(τp+τc+τm)
=−{(τp+τc+τm)/logε}log(2D/S)
=式(1) ・・・(6)
ここで、このようなフィッツの法則の導出過程に注目し、上式(3)を用いると、カーソルCRの初期速度Vは、ポインティング動作1サイクルの周期をΔとすると、次式(7)で表されることになる。
T POS = n (τp + τc + τm)
= − {(Τp + τc + τm) / log 2 ε} log 2 (2D / S)
= Equation (1) (6)
Here, paying attention to the process of deriving such Fitz's law, using the above equation (3), the initial velocity V 1 of the cursor CR is expressed by the following equation (7), where Δ is the period of one cycle of the pointing operation. It will be represented by

=(X−X)/Δ=X(1−ε)/Δ∝X(=D) ・・・(7)
すなわち、カーソルCRの初期速度Vは、指示しようとしているターゲットTGまでの距離Dに比例する、ということが導出される。これは、感覚的には、遠くにあるターゲットTGを指示しようとするほど、ポインティング作業を行うための最初の操作を勢いよく行う傾向にある、ということである。
V 1 = (X 0 −X 1 ) / Δ = X 0 (1-ε) / Δ) X 0 (= D) (7)
That is, the initial velocity V 1 of the cursor CR is proportional to the distance D to the target TG trying to instruction, is derived that. This means that the sensuous tendency to perform the first operation for performing the pointing operation more vigorously as the target TG located farther is intended.

ここで、カーソルCRの移動速度とレバー部11の変位量との関係は、上述したように、比例関係にある。したがって、レバー部11の初期変位量は、操作者が指示しようとしているターゲットTGまでの距離に比例することになる。   Here, the relationship between the moving speed of the cursor CR and the amount of displacement of the lever portion 11 is proportional as described above. Therefore, the initial displacement amount of the lever portion 11 is proportional to the distance to the target TG that the operator intends to instruct.

そこで、レバー制御演算部14では、この関係に基づいて、操作者が画面上のメニュー位置を選択しようとしている意図と、表示画面範囲外へのカーソル移動、すなわち、メニューの頁切替の意図とを推定する。   Therefore, in the lever control calculation unit 14, based on this relationship, the intention of the operator to select the menu position on the screen and the cursor movement outside the display screen range, that is, the intention of switching the menu page. presume.

具体的には、操作者の意図を推定するにあたっては、レバー制御演算部14は、レバー部11の初期変位量と、その操作における最終的なカーソル移動量との分布に基づいて、後述の単回帰分析処理又は一変量判別分析処理を行うことにより、レバー部11の初期変位量からカーソル移動量を予測する予測式を算出する。   Specifically, in estimating the operator's intention, the lever control calculation unit 14 is based on the distribution of the initial displacement amount of the lever portion 11 and the final cursor movement amount in the operation. By performing regression analysis processing or univariate discriminant analysis processing, a prediction formula for predicting the cursor movement amount from the initial displacement amount of the lever portion 11 is calculated.

[単回帰分析処理によるカーソル移動量予測式の算出処理]
まず、単回帰分析処理によるカーソル移動量予測式の算出処理について説明する。
[Calculation of cursor movement amount prediction formula by simple regression analysis]
First, calculation processing of a cursor movement amount prediction formula by single regression analysis processing will be described.

単回帰分析処理におけるレバー初期変位量(横軸)と、カーソル移動量(縦軸)との関係を図6に示す。図6によれば、レバー部11の初期変位量と、最終的なカーソル移動量との関係は、レバー初期変位量のX方向に多少のばらつきが出るものの、直線状の分布が形成される。したがって、このようなレバー部11の初期変位量とカーソル移動量との関係について、単回帰分析処理によって回帰直線を求める。なお、Y方向のばらつきがないのは、カーソル移動量は整数値でカウントするためである。   FIG. 6 shows the relationship between the lever initial displacement amount (horizontal axis) and the cursor movement amount (vertical axis) in the single regression analysis process. According to FIG. 6, the relationship between the initial displacement amount of the lever portion 11 and the final cursor movement amount forms a linear distribution, although there is some variation in the X direction of the lever initial displacement amount. Accordingly, a regression line is obtained by a single regression analysis process for the relationship between the initial displacement amount of the lever portion 11 and the cursor movement amount. The reason why there is no variation in the Y direction is that the cursor movement amount is counted as an integer value.

このとき、上述したフィッツの法則として表されるポインティング作業における操作時間に関する理論によれば、回帰直線の切片が“0”となるはずであるが、実際には、レバー部11の中立位置のアソビや操作者の操作分解能に起因して、切片が“0”となることはない。また、レバー部11と操作者との位置関係により、レバー部11の正方向と負方向とでは操作条件が異なるので、回帰直線は、これら正方向と負方向とでは異なるものとなる。さらに、個人によってレバー部11の操作の仕方が異なるので、回帰直線の傾き及び切片は、個人によって異なるものとなる。   At this time, according to the theory relating to the operation time in the pointing operation expressed as Fitz's law described above, the intercept of the regression line should be “0”. And the intercept never becomes “0” due to the operation resolution of the operator. In addition, because the operation condition differs between the positive direction and the negative direction of the lever portion 11 depending on the positional relationship between the lever portion 11 and the operator, the regression line is different between the positive direction and the negative direction. Furthermore, since the method of operating the lever portion 11 varies depending on the individual, the slope and intercept of the regression line vary depending on the individual.

以上のことから、レバー制御演算部14により回帰直線を求めるためには、個人の操作履歴を使用し、レバー部11の操作方向が正の場合と負の場合とで、独立して単回帰分析処理を実施する必要がある。   From the above, in order to obtain the regression line by the lever control calculation unit 14, the individual operation history is used, and the single regression analysis is independently performed when the operation direction of the lever unit 11 is positive or negative. Processing needs to be performed.

[単回帰分析処理の処理手順]
つぎに、単回帰分析処理の処理手順について説明する。
[Single Regression Analysis Processing Procedure]
Next, the processing procedure of the single regression analysis process will be described.

単回帰分析処理においては、レバー部11の操作が発生する度に、当該レバー部11の初期変位量(X)と、その操作における最終的なカーソル移動量(Y)とから、図7に示すような形式からなる操作履歴テーブルをレバー制御演算部14により更新する。この操作履歴テーブルは、レバー部11の操作方向の正方向(+)及び負方向(−)のそれぞれに対応した値がレバー制御演算部14により作成される。そして、レバー制御演算部14は、レバー部11の操作方向に応じて、操作履歴テーブルにおける値を更新する。なお、初期状態の操作履歴テーブルは、全ての欄が“0”となっている。   In the single regression analysis process, each time the lever portion 11 is operated, the initial displacement amount (X) of the lever portion 11 and the final cursor movement amount (Y) in the operation are shown in FIG. The lever control calculation unit 14 updates the operation history table having such a format. In the operation history table, values corresponding to the positive direction (+) and the negative direction (−) of the operation direction of the lever unit 11 are created by the lever control calculation unit 14. Then, the lever control calculation unit 14 updates the value in the operation history table according to the operation direction of the lever unit 11. In the operation history table in the initial state, all columns are “0”.

レバー制御演算部14は、操作履歴テーブルを更新するにあたって、レバー部11の操作が発生して初期変位量(X)を検出すると、操作履歴テーブルにおける第1行(n:操作発生回数)の欄の値に“1”を加算し、第2行(Σ)の欄の値にレバー部11の初期変位量(X)を加算し、第3行(Σ )の欄の値に初期変位量を加算した値(X)を2乗した値(X )を加算する。 When updating the operation history table, the lever control calculation unit 14 detects the initial displacement (X) when the operation of the lever unit 11 occurs, and the first row (n: number of operation occurrences) column in the operation history table. "1" is added to the value of, the initial displacement (X) of the lever portion 11 is added to the value of the second row (Σ i X i ), and the column of the third row (Σ i X i 2 ) A value (X i 2 ) obtained by squaring a value (X i ) obtained by adding the initial displacement amount to the value of is added.

続いて、レバー制御演算部14は、操作履歴テーブルにおける第4行(Σ)の欄の値にカーソル移動量(Y)を加算し、第5行(Σ )の欄の値に(Y)を加算する。ただし、レバー制御演算部14は、操作にともなって頁切替が発生した場合、カーソル移動量(Y)を、操作方向が正方向の場合には頁切替に至るまでのカーソル移動量に“1”を加算した値とし、操作方向が負方向の場合には頁切替に至るまでのカーソル移動量から“1”を減算した値とする補正を行って第4行(Σ)及び第5行(Σ )を補正する。 Subsequently, the lever control calculation unit 14 adds the cursor movement amount (Y) to the value in the fourth row (Σ i Y i ) column in the operation history table, and the fifth row (Σ i Y i 2 ) column. (Y 2 ) is added to the value of. However, the lever control calculation unit 14 sets the cursor movement amount (Y) to “1” when the page is switched in accordance with the operation, and the cursor movement amount until the page is switched when the operation direction is the positive direction. When the operation direction is a negative direction, correction is performed by subtracting “1” from the amount of cursor movement until page switching, and the fourth row (Σ i Y i ) and the fifth row are corrected. Correct the line (Σ i Y i 2 ).

例えば、先に図2(a)に示した状態から正方向に操作を開始し、2頁目に切り替わった場合には、2頁目における最終的なカーソル位置にかかわらず、“2+1=3”をカーソル移動量とする。また、図2(b)に示した状態から負方向に操作を開始し、1頁目に切り替わった場合には、1頁目における最終的なカーソル位置にかかわらず、“3−1=2”をカーソル移動量とする。これは、頁切替が発生する場合には、操作者は、操作開始時に頁切替後の選択位置をねらうことはなく、差し当たってカーソルを表示画面範囲外に移動させることを意識するので、実質的なカーソル移動量は、頁切替に至るまでのカーソル移動量の“±1”とするのが合理的であるためである。   For example, when the operation is started in the forward direction from the state shown in FIG. 2A and the page is switched to the second page, “2 + 1 = 3” regardless of the final cursor position on the second page. Is the amount of cursor movement. When the operation is started in the negative direction from the state shown in FIG. 2B and the page is switched to the first page, “3-1 = 2” regardless of the final cursor position on the first page. Is the amount of cursor movement. This means that when page switching occurs, the operator does not aim at the selected position after page switching at the start of operation, but is aware that the cursor is moved outside the display screen range. This is because it is reasonable to set the typical cursor movement amount to “± 1” of the cursor movement amount until page switching.

最後に、レバー制御演算部14は、操作履歴テーブルにおける第6行(Σ)の欄の値に、レバー部11の初期変位量(X)とカーソル移動量(Y)との積を加算する。なお、このときのカーソル移動量(Y)についても、上述した頁切替に関する補正を行った値である。 Finally, the lever control calculation unit 14 adds the initial displacement amount (X) of the lever portion 11 and the cursor movement amount (Y) to the value in the sixth row (Σ i X i Y i ) column in the operation history table. Add products. The cursor movement amount (Y) at this time is also a value obtained by performing the correction related to the page switching described above.

そして、レバー制御演算部14は、以上のように操作が発生するごとに逐次更新した操作履歴テーブルに基づいて、回帰直線の傾き(a,a)と、切片(b,b)とを求める単回帰分析処理を行う。 The lever control calculation unit 14 then, based on the operation history table that is sequentially updated each time an operation occurs as described above, the regression line slope (a + , a ) and the intercept (b + , b ). Perform a single regression analysis process to find

レバー制御演算部14は、レバー部11が正方向に操作された場合の回帰直線を求める場合には、操作履歴テーブルにおける正方向に対応した値から、次式(8)乃至次式(12)なる演算をすることにより<X>及び<Y>を求め、当該<X>及び<Y>を用いて、傾きaと切片bとを、それぞれ次式(13)及び次式(14)なる演算をして求める。さらに、レバー制御演算部14は、これらから寄与率R を次式(15)なる演算をして求める。 When the lever control calculation unit 14 obtains a regression line when the lever unit 11 is operated in the positive direction, from the values corresponding to the positive direction in the operation history table, the following formulas (8) to (12) are obtained. <X> and <Y> are obtained by performing the following calculation, and using the <X> and <Y>, the slope a + and the intercept b + are respectively expressed by the following expressions (13) and (14): It is calculated by the following operation. Further, the lever control calculation unit 14 is obtained by the calculation made following equation (15) the contribution rate R + 2 from these.

<X>=Σ/n ・・・(8)
<Y>=Σ/n ・・・(9)
Sxx=Σ /n−(Σ ・・・(10)
Syy=Σ /n−(Σ ・・・(11)
Sxy=(Σ)/n−<X><Y> ・・・(12)
=Sxy/Sxx ・・・(13)
=<Y>−Sxy/Sxx<X> ・・・(14)
=Sxy/Sxx/Syy ・・・(15)
一方、レバー制御演算部14は、負方向の回帰直線を求める場合には、操作履歴テーブルにおける負方向に対応した値から、上式(8)〜上式(15)に示した正方向の場合と同様の演算を行うことにより、傾きaと切片bと寄与率R とを求める。
<X> = Σ i X i / n (8)
<Y> = Σ i Y i / n (9)
Sxx = Σ i X i 2 / n− (Σ i X i ) 2 (10)
Syy = Σ i Y i 2 / n− (Σ i Y i ) 2 (11)
Sxy = (Σ i X i Y i) / n- <X><Y> ··· (12)
a + = Sxy / Sxx (13)
b + = <Y> −Sxy / Sxx <X> (14)
R + 2 = Sxy 2 / Sxx / Syy (15)
On the other hand, when calculating the regression line in the negative direction, the lever control calculation unit 14 uses the value corresponding to the negative direction in the operation history table in the case of the positive direction shown in the above formulas (8) to (15). by performing the same operation as the slope a - and the intercept b - the contribution R - Request and 2.

なお、寄与率(R ,R )は、回帰直線による予測の精度を表す数値であり、後述する操作反力パターン変更可否の判定処理に用いる数値である。 Note that the contribution rate (R + 2, R - 2 ) is a numerical value representing the accuracy of the prediction by the regression line is a numerical value used for the determination processing of the operation reaction force pattern Changeable to be described later.

単回帰分析処理においては、このようにして正方向及び負方向についての回帰式(予測式)Y=aX+b、及びY=aX+bを求める。そして、レバー制御演算部14では、実際にレバー部11の初期変位量(X)を得た場合には、該当する操作方向の回帰式に初期変位量(X)を代入して実数(Y)を求め、この値の小数点第一位を四捨五入して得られる整数値を、そのときのカーソル移動量(Y)の推定値とすることができる。 In the single regression analysis process, the regression equations (predictive equations) Y = a + X + b + and Y = a X + b for the positive direction and the negative direction are obtained in this way. In the lever control calculation unit 14, when the initial displacement amount (X) of the lever portion 11 is actually obtained, the initial displacement amount (X) is substituted into the regression equation for the corresponding operation direction to obtain a real number (Y). And an integer value obtained by rounding off the first decimal place of this value can be used as an estimated value of the cursor movement amount (Y) at that time.

このように、多方向入力操作装置1においては、単回帰分析処理を行って操作者の意図を推定することができる。この単回帰分析処理は、比較的簡略な操作履歴テーブルと演算式とを用いて求めることができるので、レバー制御演算部14の演算負荷の低減に効果がある。しかしながら、単回帰分析処理は、レバー部11の初期変位量とカーソル移動量との間に理想的な線形関係が成立することを前提としているので、実環境に適用した場合には、推定精度に限界が生じる可能性がある。これに対し、レバー制御演算部14では、推定精度をさらに向上させるために、以下に説明する一変量判別分析処理を行う。   Thus, in the multidirectional input operation device 1, it is possible to estimate the operator's intention by performing a single regression analysis process. Since this single regression analysis process can be obtained using a relatively simple operation history table and calculation formula, it is effective in reducing the calculation load of the lever control calculation section 14. However, since the single regression analysis process is based on the premise that an ideal linear relationship is established between the initial displacement amount of the lever portion 11 and the cursor movement amount, the estimation accuracy can be improved when applied to an actual environment. Limits can arise. On the other hand, the lever control calculation unit 14 performs univariate discriminant analysis processing described below in order to further improve the estimation accuracy.

[一変量判別分析処理による予測式の算出処理]
つぎに、一変量判別分析による予測式の算出処理について説明する。
[Calculation of prediction formula by univariate discriminant analysis processing]
Next, calculation processing of a prediction formula by univariate discriminant analysis will be described.

図8は、最終的なカーソル移動量(整数値)を群とみなし、各群におけるレバー部11の初期変位量の発生頻度を確率分布で表現したものである。一変量判別分析処理は、あるレバー部11の初期変位量(X)がいずれの群に属するかを、いわゆるマハラノビス汎距離の比較から求める処理である。   FIG. 8 represents the final cursor movement amount (integer value) as a group, and represents the occurrence frequency of the initial displacement amount of the lever portion 11 in each group as a probability distribution. The univariate discriminant analysis process is a process for determining which group an initial displacement amount (X) of a certain lever portion 11 belongs to by comparing so-called Mahalanobis generalized distances.

具体的には、レバー制御演算部14は、各群の確率分布を正規分布と仮定して、全ての群(j)の境界を判別値(Cj−1,C)として求め、レバー部11の初期変位量(X)がいずれの群の範囲に属するかにより、対応する群(=カーソル移動量)を予測する。このとき、レバー制御演算部14は、各群について、隣接する群に誤って予測してしまう確率である誤判別率(Pj−1,P)を統計的に算出し、各群の推定精度(A=1−(Pj−1+P))を求める。なお、この各群の推定精度(A)は、後述する操作反力パターン変更可否の判定に用いるものである。 Specifically, the lever control calculation unit 14 obtains the boundaries of all groups (j) as discriminant values (C j−1 , C j ) assuming that the probability distribution of each group is a normal distribution, and the lever unit. The corresponding group (= cursor movement amount) is predicted depending on which group range the 11 initial displacement amount (X) belongs to. At this time, the lever control calculation unit 14 statistically calculates a misclassification rate (P j−1 , P j ) that is a probability of erroneously predicting an adjacent group for each group, and estimates each group. The accuracy (A j = 1− (P j−1 + P j )) is obtained. The estimated accuracy (A j ) of each group is used for determining whether or not the operation reaction force pattern can be changed, which will be described later.

[一変量判別分析処理の処理手順]
つぎに、一変量判別分析の処理手順について説明する。
[Univariate discriminant analysis processing procedure]
Next, a processing procedure for univariate discriminant analysis will be described.

レバー制御演算部14は、レバー部11の操作が発生して、レバー部11の初期変位量(X)を入力し、最終的なカーソル移動量(j)とから、図9に示すような形式からなる操作履歴テーブルを更新する。本実施形態では、図2に示したように、8個のメニュー項目からなる選択メニューリストを想定しているため、カーソル移動量が、“±7”の範囲の整数値となる。そのため、この操作履歴テーブルは、これに対応して8列から構成される。なお、初期状態の操作履歴テーブルは、全ての欄が“0”とされる。   The lever control calculation unit 14 receives the initial displacement amount (X) of the lever unit 11 when the operation of the lever unit 11 occurs, and uses the final cursor movement amount (j) as shown in FIG. Update the operation history table consisting of In this embodiment, as shown in FIG. 2, since a selection menu list including eight menu items is assumed, the cursor movement amount is an integer value in the range of “± 7”. Therefore, this operation history table is composed of 8 columns correspondingly. In the operation history table in the initial state, all columns are set to “0”.

レバー制御演算部14は、操作履歴テーブルを更新するにあたっては、レバー部11の操作が発生する度に、カーソル移動量(j)に対応する値の更新を行う。ただし、レバー制御演算部14では、カーソル移動量(j)を、単回帰分析処理の場合と同様に、レバー操作にともなって頁切替が発生した場合、操作方向が正方向の場合には、頁切替に至るまでのカーソル移動量に“1”を加算した値とし、操作方向が負方向の場合には、頁切替に至るまでのカーソル移動量から“1”を減算した値とする補正を行う。   When updating the operation history table, the lever control calculation unit 14 updates the value corresponding to the cursor movement amount (j) every time the lever unit 11 is operated. However, in the lever control calculation unit 14, the cursor movement amount (j) is set to the page when the page switching occurs in accordance with the lever operation as in the case of the single regression analysis process, or when the operation direction is the positive direction. A correction is made by adding “1” to the amount of cursor movement until switching and, if the operation direction is negative, correcting the value by subtracting “1” from the amount of cursor movement until page switching. .

そして、レバー制御演算部14では、求めたカーソル移動量(j)に対応する値について、第1行(n)の欄の値に“1”を加算し、第2行(Σij)の欄の値にレバー部11の初期変位量(X)を加算し、第3行(Σij )の欄の値にXを加算する。 Then, the lever control calculation unit 14 adds “1” to the value in the column of the first row (n j ) for the value corresponding to the calculated cursor movement amount (j), and the second row (Σ i X ij The initial displacement amount (X) of the lever portion 11 is added to the value in the column), and X 2 is added to the value in the third row (Σ i X ij 2 ).

これにより、レバー制御演算部14では、レバー部11の操作が発生する度に操作履歴テーブルを更新し、当該操作履歴テーブルに基づいて、各操作における最終的なカーソル移動量(j)の境界(Cj−1,C)と、誤判別率(Pj−1,P)と、当該群と両隣の群との推定精度(Aj−1,A,Aj+1)とを算出する。 Thereby, the lever control calculation unit 14 updates the operation history table every time the lever unit 11 is operated, and based on the operation history table, the boundary of the final cursor movement amount (j) in each operation ( C j−1 , C j ), misclassification rate (P j−1 , P j ), and estimation accuracy (A j−1 , A j , A j + 1 ) between the group and the adjacent groups. .

ここで、最終的なカーソル移動量が(j)であった場合には、レバー制御演算部14は、更新した操作履歴テーブルの値から、次式(16)に示す演算を行うことにより<X>を求め、当該<X>を用いて次式(17)に示す演算を行うことによりσを求める。 Here, when the final cursor movement amount is (j), the lever control calculation unit 14 performs the calculation represented by the following equation (16) from the updated value of the operation history table to obtain <X j > is obtained, and σ j is obtained by performing the calculation shown in the following equation (17) using the <X j >.

<X>=Σij/n ・・・(16)
σ=(n/(n−1)(Σij /n−<X))1/2 ・・・(17)
そして、レバー制御演算部14では、<X>及びσを用いて、カーソル移動量ごとに次式(18)乃至次式(24)に示す演算を行うことにより、カーソル移動量の境界値C、誤判別率P及び推定精度Aを算出して、図10(a)に示すような負方向にレバー部11を操作した場合の分析結果テーブル及び図10(b)に示すような正方向にレバー部11を操作した場合の分析結果テーブルに各算出結果を保持する。なお、次式(20)及び次式(21)におけるPr{}は、標準正規分布において{}内の条件が成立する累積確率である。
<X j > = Σ i X ij / n j (16)
σ j = (n j / (n j −1) (Σ i X ij 2 / n j − <X j > 2 )) 1/2 (17)
Then, the lever control calculation unit 14 uses the <X j > and σ j to perform the calculations shown in the following equations (18) to (24) for each cursor movement amount, thereby obtaining the boundary value of the cursor movement amount. C, misclassification rate P and estimation accuracy A are calculated, and the analysis result table when the lever portion 11 is operated in the negative direction as shown in FIG. 10A and the positive direction as shown in FIG. Each calculation result is held in the analysis result table when the lever portion 11 is operated. In addition, Pr {} in the following formula (20) and the following formula (21) is a cumulative probability that the condition in {} is satisfied in the standard normal distribution.

j−1=(<Xj−1>σ+<X>σj−1)/(σj−1+σ) ・・・(18)
=(<X>σj+1+<Xj+1>σ)/(σ+σj+1) ・・・(19)
j−1=Pr{z>(Cj−1−<Xj−1>)/σj−1} ・・・(20)
=Pr{z>(C−<Xj>)/σ} ・・・(21)
j−1=1−(Pj−2+Pj−1) ・・・(22)
=1−(Pj−1+P) ・・・(23)
j+1=1−(P+Pj+1) ・・・(24)
また、レバー制御演算部14は、カーソル移動量が上下限値であった場合、すなわち、j=−7又は+7であった場合、及びj=−1又は+1であった場合には、片側方向に対応する操作が存在しないため、片側についてのみの境界値C、誤判別率P及び推定精度Aを算出すればよい。
C j−1 = (<X j−1 > σ j + <X j > σ j−1 ) / (σ j−1 + σ j ) (18)
C j = (<X j > σ j + 1 + <X j + 1 > σ j ) / (σ j + σ j + 1 ) (19)
P j−1 = Pr {z> (C j−1 − <X j−1 >) / σ j−1 } (20)
P j = Pr {z> ( C j - <Xj>) / σ j} ··· (21)
A j−1 = 1− (P j−2 + P j−1 ) (22)
A j = 1− (P j−1 + P j ) (23)
A j + 1 = 1− (P j + P j + 1 ) (24)
Further, the lever control calculation unit 14 determines the one-side direction when the cursor movement amount is the upper and lower limit values, that is, when j = −7 or +7 and when j = −1 or +1. Therefore, the boundary value C, the misclassification rate P, and the estimation accuracy A for only one side may be calculated.

レバー制御演算部14は、上述の一変量判別分析処理を行うことにより、図10に示すような分析結果テーブルを更新すると、あるレバー部11の初期変位量(X)が分析結果テーブルの境界値Cに対して属する群を、カーソル移動量(j)の推定値とする。   When the lever control calculation unit 14 updates the analysis result table as shown in FIG. 10 by performing the univariate discriminant analysis process described above, the initial displacement amount (X) of a certain lever unit 11 becomes the boundary value of the analysis result table. A group belonging to C is an estimated value of the cursor movement amount (j).

このように、多方向入力操作装置1においては、一変量判別分析処理を行うことにより操作者の意図を推定することができる。このような一変量判別分析処理では、隣接するカーソル移動量に関する群の間の分布に基づいて、カーソル移動量の推定を行い、単回帰分析処理のようなレバー部11の初期変位量とカーソル移動量との間の線形関係を前提としないので、さらに精度の高い推定が可能となるメリットがある。ただし、一変量判別分析処理は、分析結果テーブルの計算を行って記憶する必要があり、単回帰分析処理と比較してより多くの記憶領域や演算量が必要となるので、演算回路の負荷が上昇するというデメリットがある。   Thus, in the multidirectional input operation device 1, the intention of the operator can be estimated by performing the univariate discriminant analysis process. In such univariate discriminant analysis processing, the cursor movement amount is estimated based on the distribution between the groups related to the adjacent cursor movement amount, and the initial displacement amount and cursor movement of the lever portion 11 as in the single regression analysis processing are performed. Since a linear relationship between quantities is not assumed, there is a merit that estimation with higher accuracy is possible. However, the univariate discriminant analysis process needs to calculate and store the analysis result table, and requires more storage area and calculation amount than the single regression analysis process. There is a demerit of rising.

以上のことから、多方向入力操作装置1においては、操作者の意図を推定するにあたって、単回帰分析処理を適用するか、一変量判別分析処理を適用するかについて、推定精度とコストとのトレードオフによって選択することが可能となる。   From the above, in the multi-directional input operation device 1, in estimating the operator's intention, whether to apply the single regression analysis process or the univariate discriminant analysis process, the trade-off between estimation accuracy and cost It becomes possible to select by turning off.

[操作反力パターンのスケジュールの決定処理]
つぎに、操作者が意図する操作をサポートする操作反力パターンのスケジュールの決定処理について説明する。
[Operation reaction pattern schedule decision processing]
Next, an operation reaction force pattern schedule determination process for supporting an operation intended by the operator will be described.

レバー制御演算部14では、上述したレバー部11の初期変位量による最終的なカーソル移動量の推定処理により、操作者の選択位置又は頁切替の意図の推定を行う。すなわち、レバー制御演算部14は、現在のカーソル位置に対して、カーソル移動量の推定値を加算した位置が同一頁内のメニュー項目の選択位置である場合には、当該位置を操作者の意図するメニュー項目をカーソルCRによる選択位置とする。また、レバー制御演算部14は、現在のカーソル位置に対して、カーソル移動量の推定値を加算した位置が次頁又は前頁のメニュー項目の選択位置である場合には、レバー部11の操作が頁切替の意図したものであると判定する。   The lever control calculation unit 14 estimates the selection position of the operator or the intention of page switching by the estimation processing of the final cursor movement amount based on the initial displacement amount of the lever unit 11 described above. In other words, when the position obtained by adding the estimated value of the cursor movement amount to the current cursor position is the selection position of the menu item in the same page, the lever control calculation unit 14 determines the position as the operator's intention. The menu item to be selected is set as the selection position by the cursor CR. The lever control calculation unit 14 operates the lever unit 11 when the position obtained by adding the estimated value of the cursor movement amount to the current cursor position is the selection position of the menu item on the next page or the previous page. Are determined to be intended for page switching.

そして、レバー制御演算部14は、操作意図が同一頁内のメニュー項目を選択する位置であると推定した場合には、当該推定したメニュー項目の位置でレバー部11が中立位置に戻りやすくなるように操作反力を制御する。一方、レバー制御演算部14は、操作意図が頁切替であると推定した場合には、頁切替後の初期のメニュー項目の選択位置においてレバー部11が中立位置に戻りやすくなるように操作反力を制御する。すなわち、本実施形態においては、1頁目から2頁目に切り替わった際には、2頁目の最上端位置においてレバー部11が中立位置に戻りやすくなるように操作反力を制御し、2頁目から1頁目に切り替わった際には、1頁目の最下端位置においてレバー部11が中立位置に戻りやすくなるように操作反力を制御する。   When the lever control calculation unit 14 estimates that the operation intention is a position for selecting a menu item in the same page, the lever unit 11 is likely to return to the neutral position at the position of the estimated menu item. Control the reaction force. On the other hand, when it is estimated that the operation intention is page switching, the lever control calculation unit 14 operates the reaction force so that the lever unit 11 can easily return to the neutral position at the initial menu item selection position after page switching. To control. That is, in this embodiment, when switching from the first page to the second page, the operation reaction force is controlled so that the lever portion 11 can easily return to the neutral position at the uppermost position of the second page. When switching from the first page to the first page, the operation reaction force is controlled so that the lever portion 11 can easily return to the neutral position at the lowermost position of the first page.

まず、レバー部11には、基本操作反力パターンとして、図11に示すようなレバー変位量に対する操作反力が予めレバー制御演算部14に設定されている。図11に示すように、基本操作反力パターンは、レバー部11の変位量に対して操作反力がいわばすり鉢の縦断面状に設定されたものであり、レバー部11の変位量が増加するほど、レバー制御演算部14により、レバー部11の操作反力が大きくなるようにレバー駆動部12を制御するように設定されている。これにより、レバー制御演算部14は、操作者が、レバー部11の変位量に比例するカーソル移動速度を、当該レバー部11の操作反力により認識させる。また、レバー制御演算部14は、操作者がレバー部11から手を離した場合には、基本操作反力パターンに従ってレバー駆動部12を駆動させていることにより、レバー部11を中立位置に戻し、表示部4上でのカーソルの移動表示を停止させる。   First, an operation reaction force with respect to a lever displacement amount as shown in FIG. 11 is preset in the lever control calculation unit 14 as a basic operation reaction force pattern. As shown in FIG. 11, in the basic operation reaction force pattern, the operation reaction force is set to the vertical cross-sectional shape of the mortar with respect to the displacement amount of the lever portion 11, and the displacement amount of the lever portion 11 increases. The lever control calculation unit 14 is set to control the lever driving unit 12 so that the operation reaction force of the lever unit 11 is increased. Accordingly, the lever control calculation unit 14 causes the operator to recognize the cursor movement speed proportional to the displacement amount of the lever unit 11 by the operation reaction force of the lever unit 11. The lever control calculation unit 14 returns the lever unit 11 to the neutral position by driving the lever driving unit 12 according to the basic operation reaction force pattern when the operator releases the lever unit 11. Then, the moving display of the cursor on the display unit 4 is stopped.

また、レバー制御演算部14には、基本操作反力パターンとして、図12に示すようなレバー部11の操作速度に対する減衰力が全ての変位量にわたって予め設定されている。この減衰力は、ダンパーとも称され、レバー部11の変位速度に比例する操作反力である。これにより、レバー制御演算部14は、レバー部11の動作に滑らかな感触を発生させるようにレバー駆動部12を制御することにより、操作品質を高める効果を与える。   Further, in the lever control calculation unit 14, as a basic operation reaction force pattern, a damping force with respect to the operation speed of the lever unit 11 as shown in FIG. This damping force is also called a damper and is an operation reaction force proportional to the displacement speed of the lever portion 11. Thereby, the lever control calculating part 14 gives the effect which improves operation quality by controlling the lever drive part 12 to generate | occur | produce a smooth touch in operation | movement of the lever part 11. FIG.

更にまた、レバー制御演算部14は、レバー部11の初期変位量に基づいて、同一頁内の選択位置を選択しようとしている意図が推定できた場合には、カーソルが推定される選択位置に到達した時点で、基本操作反力パターンに基づいて、中立位置に戻る力(以下、「センタリング力」という。)を増加させ、さらにレバー部11を加振させる。具体的には、レバー制御演算部14は、センタリング力を増加させるために、図13に示すように、変位量に対する操作反力の傾きを増加させる。また、レバー制御演算部14は、レバー部11を加振するために、カーソルが推定されるメニュー項目の選択位置に到達した時点から当該レバー部11が中立位置に戻るまでの間、図14に示すような時間的に正弦波状に変化する操作反力を、図13に示す静的操作反力に合成させて、レバー駆動部12を制御する。   Furthermore, if the intention to select a selection position within the same page can be estimated based on the initial displacement amount of the lever section 11, the lever control calculation unit 14 reaches the selection position where the cursor is estimated. At this point, the force to return to the neutral position (hereinafter referred to as “centering force”) is increased based on the basic operation reaction force pattern, and the lever portion 11 is further vibrated. Specifically, the lever control calculation unit 14 increases the inclination of the operation reaction force with respect to the displacement amount, as shown in FIG. 13, in order to increase the centering force. In addition, the lever control calculation unit 14 oscillates the lever unit 11 until the lever unit 11 returns to the neutral position from when the cursor reaches the menu item selection position where the cursor is estimated. The lever reaction unit 12 is controlled by synthesizing an operation reaction force that changes in a sine wave shape with time into a static operation reaction force shown in FIG.

このとき、レバー制御演算部14は、図13に示すように、中立位置付近における減衰力も増加させる。レバー制御演算部14は、減衰力を増加させるために、図15に示すように、基本の減衰力の傾きを負方向に増大させ、変位速度に対して大きな操作反力が発生するようにレバー駆動部12を制御する。これは、センタリング力の増加により、レバー部11が中立位置に急激に戻され、中立位置を通り越して反対側に振れることによって発生する、意図しないレバー部11の発振を防止するためである。   At this time, the lever control calculation unit 14 also increases the damping force near the neutral position, as shown in FIG. In order to increase the damping force, the lever control calculation unit 14 increases the inclination of the basic damping force in the negative direction as shown in FIG. 15 so that a large operating reaction force is generated with respect to the displacement speed. The drive unit 12 is controlled. This is to prevent unintentional oscillation of the lever portion 11 which occurs when the lever portion 11 is suddenly returned to the neutral position due to an increase in the centering force and swings to the opposite side after passing through the neutral position.

このように、レバー制御演算部14は、カーソルが推定されるメニュー項目の選択位置に到達した時点で、レバー部11のセンタリング力を増加させることにより、カーソルが推定されるメニュー項目の選択位置に到達した際に、レバー部11を中立位置に戻りやすくし、結果として、推定されるメニュー項目の選択位置でカーソルを停止しやすくする。   Thus, the lever control calculation unit 14 increases the centering force of the lever unit 11 when the cursor reaches the menu item selection position where the cursor is estimated, thereby moving the cursor to the menu item selection position where the cursor is estimated. When it reaches, the lever portion 11 is easily returned to the neutral position, and as a result, the cursor is easily stopped at the estimated menu item selection position.

また、レバー制御演算部14は、カーソルが推定されるメニュー項目の選択位置に到達した場合に、操作者が操作端を強く把持しているために、センタリング力を増加させても操作者の操作力が上回って操作端が中立位置に戻らない場合であっても、レバー部11を加振することによる操作端の振動を発生させることにより操作端の把持力を弱めさせ、操作者の操作力を弱めさせることができるので、センタリング力の増加を有効に作用させ、操作端が中立位置に戻りやすくする。   Further, the lever control calculation unit 14 operates the operator's operation even when the centering force is increased because the operator strongly holds the operation end when the cursor reaches the estimated menu item selection position. Even when the force exceeds the operating end and does not return to the neutral position, the gripping force of the operating end is weakened by generating vibration of the operating end by vibrating the lever portion 11, and the operating force of the operator Since the centering force is effectively increased, the operation end can easily return to the neutral position.

一方、レバー制御演算部14は、レバー部11の初期変位量に基づいて、頁切替の意図を推定した場合には、カーソルが頁切替後の初期位置に到達した時点で、上述した処理と同様の処理によってセンタリング力の増加と加振とを行い、レバー部11を中立位置に戻す。   On the other hand, when the lever control calculation unit 14 estimates the intention of page switching based on the initial displacement amount of the lever unit 11, the same processing as described above is performed when the cursor reaches the initial position after the page switching. In this process, the centering force is increased and the vibration is performed, and the lever portion 11 is returned to the neutral position.

本実施形態のように、メニュー画面が頁単位で切り替わる場合には、頁切替後の初期位置にカーソルの表示位置が確実に停止させることにより、メニュー項目の探索が容易になることが、実験からわかっている。これは、カーソルは、通常、選択位置が明確となるように、誘目性が高い表示を行うので、操作者は、頁切替の直後には、まずカーソルに視線が誘導される。したがって、頁切替後のカーソル位置が頁の上下端にある場合等、初期位置にない場合には、メニュー探索のために視線の往復が発生し、探索に時間がかかることになる。これに対して、多方向入力操作装置1では、頁切替後のカーソル位置が、頁の上下端等の所定の初期位置に停止させるので、メニュー探索のための視線移動を一方向に統制しやすく、メニュー探索を容易とさせる。   From the experiment, when the menu screen is switched in units of pages as in the present embodiment, it is easy to search for menu items by surely stopping the display position of the cursor at the initial position after page switching. know. This is because the cursor is normally displayed with high attractiveness so that the selected position is clear, and therefore, the operator first induces a line of sight to the cursor immediately after the page switching. Therefore, when the cursor position after page switching is not at the initial position, such as when the cursor position is at the upper or lower end of the page, the line of sight is reciprocated for menu search, and the search takes time. On the other hand, in the multi-directional input operation device 1, the cursor position after the page switching is stopped at a predetermined initial position such as the upper and lower ends of the page, so it is easy to control the line-of-sight movement for menu search in one direction. Make menu search easy.

[レバー制御演算部による処理内容]
つぎに、上述した処理を行うレバー制御演算部14による処理手順について、図16に示すフローチャートを参照して説明する。
[Processing content of lever control calculation unit]
Next, a processing procedure by the lever control calculation unit 14 that performs the above-described processing will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

まず、レバー制御演算部14は、多方向入力操作装置1が起動されてレバー部11が操作されると、ステップS1において、レバー部11の変位量の算出を行う。具体的には、レバー制御演算部14は、レバー位置検出部13からのレバー位置情報を一定周期でサンプリングし、ディジタル化した値をレバー部11の変位量として算出する。また、レバー制御演算部14は、減衰力制御を行うために、レバー部11の変位量の差分をサンプリング周期で除すことによってレバー部11の変位速度を算出する。   First, when the multi-directional input operation device 1 is activated and the lever unit 11 is operated, the lever control calculation unit 14 calculates a displacement amount of the lever unit 11 in step S1. Specifically, the lever control calculation unit 14 samples the lever position information from the lever position detection unit 13 at a constant period, and calculates a digitized value as the displacement amount of the lever unit 11. The lever control calculation unit 14 calculates the displacement speed of the lever unit 11 by dividing the difference in the displacement amount of the lever unit 11 by the sampling period in order to perform the damping force control.

続いて、レバー制御演算部14は、操作者の操作状況の判定を行う。具体的には、レバー制御演算部14は、前サイクルでレバー部11の変位量が所定の操作検出閾値未満であり、且つ、今サイクルで操作検出閾値以上となった場合には、「操作開始」と判定する。また、レバー制御演算部14は、前サイクルでレバー部11の変位量が操作検出閾値以上であり、且つ、今サイクルで操作検出閾値未満となった場合には、「操作終了」と判定する。   Subsequently, the lever control calculation unit 14 determines the operation status of the operator. Specifically, the lever control calculation unit 14 determines that the operation start is performed when the amount of displacement of the lever unit 11 is less than a predetermined operation detection threshold value in the previous cycle and exceeds the operation detection threshold value in the current cycle. Is determined. The lever control calculation unit 14 determines that “the operation is completed” when the displacement amount of the lever unit 11 is equal to or larger than the operation detection threshold in the previous cycle and is less than the operation detection threshold in the current cycle.

ここで、レバー制御演算部14は、ステップS2において、「操作開始」であると判定した場合には、ステップS4へと処理を移行する。一方、レバー制御演算部14は、「操作開始」でないと判定し、且つ、ステップS3において、「操作終了」であると判定した場合には、ステップS8へと処理を移行する。さらに、レバー制御演算部14は、「操作終了」でないと判定したその他の操作状況である場合、すなわち、レバー部11の変位量が、前サイクル及び今サイクル共に操作検出閾値以上である場合(操作継続中の場合)、又は前サイクル及び今サイクル共に操作検出閾値以下である場合(操作なしの場合)には、今サイクルの処理を終了する。   Here, if the lever control calculation unit 14 determines in step S2 that “operation start”, the process proceeds to step S4. On the other hand, if the lever control calculation unit 14 determines that the operation is not “start” and determines that the operation is “end” in step S3, the process proceeds to step S8. Further, when the lever control calculation unit 14 is in another operation state that is determined not to be “end of operation”, that is, when the displacement amount of the lever unit 11 is equal to or greater than the operation detection threshold value in both the previous cycle and the current cycle (operation If the current cycle is lower) or if both the previous cycle and the current cycle are less than or equal to the operation detection threshold (no operation), the processing of the current cycle is terminated.

レバー制御演算部14は、ステップS2にて「操作開始」であると判定してステップS4へと処理を移行すると、操作開始時におけるレバー部11の初期変位量として、ステップS2における判定で使用したレバー部11の変位量を所定のバッファに一時記憶する。また、レバー制御演算部14は、操作開始時点でのカーソル位置もあわせてバッファに一時記憶する。   When it is determined that the operation is started in step S2 and the process proceeds to step S4, the lever control calculation unit 14 is used in the determination in step S2 as the initial displacement amount of the lever unit 11 at the start of the operation. The displacement amount of the lever portion 11 is temporarily stored in a predetermined buffer. The lever control calculation unit 14 also temporarily stores the cursor position at the start of operation in the buffer.

続いて、レバー制御演算部14は、ステップS5において、現状の推定精度で、操作意図の推定が可能か否かを判定する。ここで、操作意図の推定精度としては、上述した単回帰分析処理を行う場合には、レバー制御演算部14は、寄与率(R ,R )を算出して、今サイクルの傾倒方向が正方向の場合には、寄与率R が推定精度閾値以上であれば、推定精度は十分であると判定する一方で、傾倒方向が負方向の場合には、寄与率R が推定精度閾値以上であれば、推定精度は十分であると判定する。 Subsequently, in step S5, the lever control calculation unit 14 determines whether or not the operation intention can be estimated with the current estimation accuracy. Here, the estimation accuracy of the operation intended, when performing simple linear regression analysis processing described above, the lever control calculation unit 14, the contribution rate - to calculate the (R + 2, R 2) , commitment-cycle When the direction is positive, if the contribution rate R + 2 is equal to or greater than the estimation accuracy threshold, it is determined that the estimation accuracy is sufficient, while when the tilt direction is negative, the contribution rate R - 2. Is greater than the estimation accuracy threshold, it is determined that the estimation accuracy is sufficient.

一方、上述した一変量判別分析処理を行う場合には、レバー制御演算部14は、操作意図の推定精度として、上述した各カーソル移動量の推定精度Ajを算出し、この推定精度Ajのうち、最小値min(Aj)が推定精度閾値以上であれば、推定精度は十分であると判定する。   On the other hand, when performing the above-described univariate discriminant analysis processing, the lever control calculation unit 14 calculates the above-described estimation accuracy Aj of each cursor movement amount as the estimation accuracy of the operation intention, and among the estimation accuracy Aj, If the minimum value min (Aj) is equal to or greater than the estimation accuracy threshold, it is determined that the estimation accuracy is sufficient.

なお、推定精度閾値は、誤判別をどのくらい許容するかという設計要件にかかわるが、快適な操作を実現するためには、例えば0.9以上の設定が必要と考えられる。   Note that the estimated accuracy threshold is related to the design requirement of how much misclassification is allowed, but it is considered necessary to set a value of, for example, 0.9 or more in order to realize a comfortable operation.

ここで、レバー制御演算部14は、推定精度が不十分であると判定した場合には、今サイクルの処理を終了する一方で、推定精度が十分であると判定した場合には、ステップS6へと処理を移行する。   Here, if the lever control calculation unit 14 determines that the estimation accuracy is insufficient, the lever control calculation unit 14 ends the process of the current cycle. On the other hand, if the lever control calculation unit 14 determines that the estimation accuracy is sufficient, the process proceeds to step S6. And migrate the process.

レバー制御演算部14は、ステップS6において、レバー部11の初期変位量に基づく意図推定を行う。具体的には、レバー制御演算部14は、単回帰分析処理を行った場合には、上述した回帰式Y=aX+b,Y=aX+bに対して、レバー部11の初期変位量(X)を、該当する傾倒方向の回帰式に代入して実数(Y)を求め、この値の小数点第一位を四捨五入して得られる整数値を、カーソル移動量の推定値とする。 In step S <b> 6, the lever control calculation unit 14 performs intention estimation based on the initial displacement amount of the lever unit 11. Specifically, the lever control calculation unit 14, when performing simple regression analysis process, the above-mentioned regression equation Y = a + X + b + , Y = a - X + b - relative, initial displacement of the lever portion 11 A real number (Y) is obtained by substituting the amount (X) into the regression equation of the corresponding tilt direction, and an integer value obtained by rounding off the first decimal place of this value is used as an estimated value of the cursor movement amount.

一方、レバー制御演算部14は、一変量判別分析処理を行った場合には、図10に示した分析結果テーブルを作成し、レバー部11の初期変位量(X)が分析結果テーブルの境界値Cに対して属する群を、カーソル移動量の推定値とする。   On the other hand, when the univariate discriminant analysis process is performed, the lever control calculation unit 14 creates the analysis result table shown in FIG. 10, and the initial displacement amount (X) of the lever unit 11 is the boundary value of the analysis result table. A group belonging to C is assumed to be an estimated value of the cursor movement amount.

そして、レバー制御演算部14は、カーソル移動量の推定値を求めると、上述したように、現在のカーソル位置に対して、カーソル移動量の推定値を加算した位置が、同一頁内のメニュー項目の選択位置である場合には、当該位置が操作者の意図するメニュー項目の選択位置であると判定し、次頁又は前頁のメニュー項目の選択位置である場合には、頁切替のメニュー項目を選択する意図であると判定する。   Then, when the lever control calculation unit 14 obtains the estimated value of the cursor movement amount, the position obtained by adding the estimated value of the cursor movement amount to the current cursor position is the menu item in the same page as described above. If the selected position is the selected position of the menu item intended by the operator, and if it is the selected position of the menu item on the next page or the previous page, the menu item for page switching is determined. It is determined that the intention is to select.

そして、レバー制御演算部14は、ステップS7において、先に図11乃至図15を用いて説明した処理により、推定意図による操作反力パターンの変更スケジュールを設定し、今サイクルの処理を終了する。   Then, in step S7, the lever control calculation unit 14 sets the operation reaction force pattern change schedule according to the estimation intention by the processing described above with reference to FIGS. 11 to 15, and ends the processing of the current cycle.

また、レバー制御演算部14は、ステップS3にて「操作終了」であると判定してステップS8へと処理を移行すると、操作反力パターンの変更スケジュールをリセットする。すなわち、レバー制御演算部14は、操作反力パターンを、先に図11及び図12に示した基本操作反力パターンのまま保持する設定とし、次の操作に備える。   In addition, when the lever control calculation unit 14 determines that the operation is “finished” in step S3 and shifts the process to step S8, the operation reaction force pattern change schedule is reset. That is, the lever control calculation unit 14 sets the operation reaction force pattern to the basic operation reaction force pattern previously shown in FIGS. 11 and 12 and prepares for the next operation.

続いて、レバー制御演算部14は、ステップS9において、ステップS4にてバッファに一時記憶した操作開始時点でのカーソル位置と、操作終了時点でのカーソル位置との差分に基づいて、今サイクルで終了した操作におけるカーソル移動量を算出し、ステップS4にてバッファに一時記憶したレバー部11の初期変位量とあわせて、操作履歴テーブルを更新する。なお、この操作履歴テーブルは、単回帰分析処理を行う場合には、先に図7に示したものであり、一変量判別分析処理を適用する場合には、先に図9に示したものである。   Subsequently, in step S9, the lever control calculation unit 14 ends in this cycle based on the difference between the cursor position at the operation start time temporarily stored in the buffer at step S4 and the cursor position at the operation end time. The amount of cursor movement in the operated operation is calculated, and the operation history table is updated together with the initial displacement amount of the lever portion 11 temporarily stored in the buffer in step S4. This operation history table is the one shown in FIG. 7 when performing the single regression analysis process, and the one shown in FIG. 9 when applying the univariate discriminant analysis process. is there.

そして、レバー制御演算部14は、ステップS10において、予測式を更新し、今サイクルの処理を終了する。すなわち、レバー制御演算部14は、単回帰分析処理を行う場合には、回帰式Y=aX+b,Y=aX+bを求めて更新し、一変量判別分析処理を行う場合には、分析結果テーブルの値を更新する。 Then, in step S10, the lever control calculation unit 14 updates the prediction formula and ends the process of the current cycle. That is, the lever control calculation unit 14, when performing simple linear regression analysis process, the regression equation Y = a + X + b + , Y = a - X + b - when updating seeking performs univariate discriminant analysis process Update the value of the analysis result table.

レバー制御演算部14は、このような一連の処理を経ることにより、操作者の操作意図を推定して操作者が意図する操作をサポートするような操作反力パターンのスケジュールを決定することができ、これら操作反力パターンのスケジュールとレバー位置情報とに基づいて、現在の発生トルク量を算出することになる。   The lever control calculation unit 14 can determine the operation reaction force pattern schedule that supports the operation intended by the operator by estimating the operation intention of the operator through such a series of processes. The current generated torque amount is calculated based on the schedule of the operation reaction force pattern and the lever position information.

[第1実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、第1実施形態に係る多方向入力操作装置1によれば、メニューの指示操作の際に、操作開始直後におけるレバー部11の初期変位量に基づいて、操作者の操作意図を推定し、推定した操作者が意図する操作に応じて、操作反力を変更するので、操作者の意図する操作をサポートするように操作反力を調整することができる。したがって、この多方向入力操作装置1によれば、操作者が意図した操作を確実に行わせることができる。
[Effect of the first embodiment]
As described above in detail, according to the multi-directional input operation device 1 according to the first embodiment, when the menu is instructed, based on the initial displacement amount of the lever portion 11 immediately after the operation starts, the operator's Since the operation intention is estimated and the operation reaction force is changed according to the operation intended by the estimated operator, the operation reaction force can be adjusted to support the operation intended by the operator. Therefore, according to the multi-directional input operation device 1, the operation intended by the operator can be surely performed.

また、この多方向入力操作装置1によれば、操作反力の調整を逐次行うので、常に操作者の意図する操作に応じたサポートを実施することができ、良好な操作性を確保することができる。   Further, according to the multidirectional input operation device 1, since the operation reaction force is sequentially adjusted, it is possible to always provide support according to the operation intended by the operator, and to ensure good operability. it can.

更に、この多方向入力操作装置1によれば、レバー部11の操作開始直後における変位量に基づいて、操作者の意図を推定するので、操作反力を変更するための時間的余裕を確保することができ、確実に操作反力の変更を行うことができる。   Furthermore, according to this multidirectional input operation device 1, since the operator's intention is estimated based on the amount of displacement immediately after the operation of the lever portion 11, the time margin for changing the operation reaction force is ensured. Therefore, the operation reaction force can be reliably changed.

更にまた、この多方向入力操作装置1によれば、操作者が意図するメニュー項目の位置でカーソルの移動を停止しやすくなるので、操作中から操作終了までの間の操作が大雑把になっても誤操作が起こりにくく、操作者に画面を注視させることなく、所望の位置にカーソルを停止させることが比較的容易とさせることができる。これにより、この多方向入力操作装置1によれば、レバー部11の操作量に応じてカーソルの移動速度を高くするという基本操作の長所である操作の効率性を活かすことができ、操作負荷の上昇や操作効率の低下を招来することなく、誤操作の防止と良好な操作性の確保とを両立させることができる。   Furthermore, according to the multi-directional input operation device 1, it is easy to stop the movement of the cursor at the position of the menu item intended by the operator, so even if the operation from the operation to the end of the operation becomes rough. An erroneous operation is unlikely to occur, and it is relatively easy to stop the cursor at a desired position without having the operator gaze at the screen. Thereby, according to this multidirectional input operation device 1, it is possible to make use of the efficiency of the operation, which is an advantage of the basic operation of increasing the moving speed of the cursor in accordance with the operation amount of the lever portion 11, and to reduce the operation load. It is possible to achieve both the prevention of erroneous operation and the securing of good operability without incurring a rise or a decrease in operation efficiency.

更にまた、この多方向入力操作装置1によれば、レバー部11の操作開始直後における中立位置からの変位量に基づいて、レバー制御演算部14によって操作者が選択しようとしている表示画面上の選択対象であるメニュー項目の位置を推定し、当該メニュー項目を指示した時点でレバー部11が中立位置に戻りやすくするように操作反力を変更するので、操作者が指示しようとしているメニュー項目を確実に選択させることが可能となる。このとき、この多方向入力操作装置1によれば、メニュー項目を指示した時点でレバー部11が中立位置に戻りやすくなるので、指示操作において最も時間と注意とを要する指示位置の微調整が容易となり、操作時間の短縮と操作性の向上を図ることができる。   Furthermore, according to the multidirectional input operation device 1, the selection on the display screen that the operator is to select by the lever control calculation unit 14 based on the displacement amount from the neutral position immediately after the operation of the lever unit 11 is started. The position of the target menu item is estimated, and the operation reaction force is changed so that the lever portion 11 can easily return to the neutral position when the menu item is designated. Can be selected. At this time, according to the multi-directional input operation device 1, since the lever portion 11 easily returns to the neutral position when the menu item is designated, fine adjustment of the designated position that requires the most time and attention in the instruction operation is easy. Thus, the operation time can be shortened and the operability can be improved.

更にまた、この多方向入力操作装置1によれば、レバー部11の操作開始直後における中立位置からの変位量に基づいて、レバー制御演算部14によって操作者が表示画面範囲外の選択対象を選択しようとしていることを推定し、表示画面切替後の所定のメニュー項目を指示した時点でレバー部11が中立位置に戻りやすくするように操作反力を変更するので、複数頁にまたがるメニュー項目を指示する場合等において、頁切替によって表示画面が刷新された際に、予め所定の初期位置に指示位置を停止させることができる。したがって、この多方向入力操作装置1によれば、メニュー探索のための視線移動を一方向に統制しやすく、メニュー探索を容易とすることができる。   Furthermore, according to this multidirectional input operation device 1, the operator selects the selection target outside the display screen range by the lever control calculation unit 14 based on the displacement amount from the neutral position immediately after the operation of the lever unit 11 is started. Since it is estimated that it is going to be performed and the predetermined reaction after switching the display screen is instructed, the operation reaction force is changed so that the lever portion 11 can easily return to the neutral position. For example, when the display screen is renewed by page switching, the designated position can be stopped at a predetermined initial position in advance. Therefore, according to this multidirectional input operation device 1, it is easy to control the line-of-sight movement for menu search in one direction, and the menu search can be facilitated.

更にまた、この多方向入力操作装置1によれば、メニュー項目を指示した時点で、レバー制御演算部14によってセンタリング力を増加させる。すなわち、この多方向入力操作装置1によれば、レバー部11が中立位置に戻りやすくする操作反力の変化として、センタリング力の増加を用いる。したがって、この多方向入力操作装置1によれば、所望のメニュー項目位置を指示した時点で、レバー部11を確実に中立位置に戻すことができ、効率的に上述した効果を得ることができる。   Furthermore, according to the multi-directional input operation device 1, the centering force is increased by the lever control calculation unit 14 at the time when the menu item is designated. That is, according to the multidirectional input operation device 1, an increase in the centering force is used as a change in the operation reaction force that makes it easy for the lever portion 11 to return to the neutral position. Therefore, according to this multidirectional input operation device 1, when the desired menu item position is designated, the lever portion 11 can be reliably returned to the neutral position, and the above-described effects can be obtained efficiently.

更にまた、この多方向入力操作装置1によれば、メニュー項目を指示した時点で、レバー制御演算部14によってレバー部11を加振することもできる。すなわち、この多方向入力操作装置1によれば、レバー部11が中立位置に戻りやすくする操作反力の変化として、レバー部11の加振を用いることもできる。特に、この多方向入力操作装置1によれば、センタリング力の増加とレバー部11の加振とを併用することにより、操作者が操作端を強く把持しているために、センタリング力を増加させても操作者の操作力が上回り、操作端が中立位置に戻らない場合であっても、レバー部11を加振することによる操作端の振動で操作端の把持力を弱めさせ、操作者の操作力を弱めさせることができるので、センタリング力の増加を有効に作用させ、操作端が中立位置に戻りやすくなる。   Furthermore, according to the multi-directional input operation device 1, the lever unit 11 can be vibrated by the lever control calculation unit 14 when the menu item is designated. That is, according to the multidirectional input operation device 1, the vibration of the lever portion 11 can be used as a change in the operation reaction force that makes the lever portion 11 easily return to the neutral position. In particular, according to the multi-directional input operation device 1, the centering force is increased by using the increase of the centering force and the vibration of the lever portion 11, because the operator strongly holds the operation end. Even if the operating force of the operator is greater and the operating end does not return to the neutral position, the gripping force of the operating end is weakened by the vibration of the operating end by exciting the lever portion 11, and the operator's Since the operating force can be weakened, an increase in the centering force is effectively applied, and the operating end can easily return to the neutral position.

更に、この多方向入力操作装置1によれば、レバー制御演算部14によってレバー部11の中立位置からの変位量に基づいて操作の終了を判定し、操作反力の変更スケジュールをリセットするので、操作者が操作を中断した場合には、当該操作の意図に対応した操作反力の変更をリセットし、次の操作の意図推定に対応することができるようになり、常に最新の操作意図に対応して効率よく上述した効果を得ることができる。   Furthermore, according to the multidirectional input operation device 1, the lever control calculation unit 14 determines the end of the operation based on the displacement amount from the neutral position of the lever unit 11, and resets the operation reaction force change schedule. If the operator interrupts the operation, the change in the reaction force corresponding to the intention of the operation can be reset, and the intention of the next operation can be estimated. And the effect mentioned above can be acquired efficiently.

更にまた、この多方向入力操作装置1によれば、レバー制御演算部14が、レバー部11の操作開始直後における中立位置からの変位量と操作結果とを記録する操作履歴テーブルを作成し、レバー部11の操作開始直後における中立位置からの変位量と操作結果との分布に基づいて、操作意図を推定するので、操作開始直後における変位量と操作結果(選択位置)との相関関係を操作者個人のデータによって構築することが可能となる。ここで、操作開始直後における変位量と操作位置との間には、正の相関関係が存在し、回帰分析処理や判別分析処理を行って操作者の意図推定が可能となるが、この相関関係は、個人によって傾向が異なることがわかっている。したがって、この多方向入力操作装置1によれば、操作者個人についての操作履歴テーブルを作成して、相関関係を求めることにより、より高精度に操作意図の推定を行うことが可能となり、確実に上述した効果を得ることができる。   Furthermore, according to this multidirectional input operation device 1, the lever control calculation unit 14 creates an operation history table that records the displacement amount and the operation result from the neutral position immediately after the start of the operation of the lever unit 11, and the lever Since the operation intention is estimated based on the distribution of the displacement amount from the neutral position immediately after the operation start of the unit 11 and the operation result, the correlation between the displacement amount immediately after the operation start and the operation result (selected position) is determined by the operator. It is possible to build with personal data. Here, there is a positive correlation between the displacement immediately after the start of the operation and the operation position, and it is possible to estimate the intention of the operator by performing regression analysis processing or discriminant analysis processing. Are known to have different trends depending on the individual. Therefore, according to the multi-directional input operation device 1, it is possible to estimate the operation intention with higher accuracy by creating an operation history table for the individual operator and obtaining the correlation, and reliably The effect mentioned above can be acquired.

また、この多方向入力操作装置1によれば、レバー制御演算部14によって単回帰分析処理又は一変量判別分析処理を行って操作意図を推定する。したがって、多方向入力操作装置1によれば、単回帰分析処理を行って操作意図を推定することにより、比較的簡略な操作履歴テーブルと算出式とを用いてカーソルの停止位置を推定することができ、演算負荷の低減を図ることができる。また、多方向入力操作装置1によれば、一変量判別分析処理を行って操作意図を推定することにより、単回帰分析処理のようなレバー部11の初期変位量とカーソル移動量との間の線形関係を前提とすることがなく、更に精度の高い推定を行うことが可能となる。   Further, according to the multidirectional input operation device 1, the lever control calculation unit 14 performs the single regression analysis process or the univariate discriminant analysis process to estimate the operation intention. Therefore, according to the multidirectional input operation device 1, it is possible to estimate the stop position of the cursor using a relatively simple operation history table and a calculation formula by performing the single regression analysis process and estimating the operation intention. The calculation load can be reduced. Further, according to the multidirectional input operation device 1, by performing the univariate discriminant analysis process and estimating the operation intention, the initial displacement amount of the lever portion 11 and the cursor movement amount as in the single regression analysis process are estimated. It is possible to perform more accurate estimation without assuming a linear relationship.

[第2実施形態]
つぎに、第2実施形態に係る多方向入力操作装置1’について説明する。なお、この第2実施形態の説明では、上述の第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付することによってその詳細な説明を省略するものとする。
[Second Embodiment]
Next, a multidirectional input operation device 1 ′ according to the second embodiment will be described. In the description of the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

[多方向入力操作装置1’の構成]
第2実施形態に係る多方向入力操作装置1’は、操作方向が2軸であるジョイスティック型のものに適用される。
[Configuration of Multidirectional Input Operation Device 1 ']
The multi-directional input operation device 1 ′ according to the second embodiment is applied to a joystick type device in which the operation direction is biaxial.

多方向入力操作装置1’は、例えば車両のインストルメントパネル内のセンター・クラスタに設置され、運転席及び助手席の双方から操作が可能とされる。この多方向入力操作装置1’は、図17に外観構成を示すように、回転可能な所定の操作面の円周端に向かって、中立位置から円周方向への傾倒操作及び押し込み操作が可能とされるスティック部101が操作端として設けられている。この多方向入力操作装置1’は、上述した表示部4の表示画面上に表示されるGUI(Graphical User Interface)のアイコン選択等の操作を行う。   The multidirectional input operation device 1 ′ is installed, for example, in a center cluster in an instrument panel of a vehicle and can be operated from both a driver seat and a passenger seat. As shown in the external configuration of FIG. 17, this multidirectional input operation device 1 ′ can be tilted and pushed in from the neutral position toward the circumferential direction toward the circumferential end of a predetermined rotatable operation surface. A stick unit 101 is provided as an operation end. The multidirectional input operation device 1 ′ performs operations such as selection of GUI (Graphical User Interface) icons displayed on the display screen of the display unit 4 described above.

また、この多方向入力操作装置1’において、スティック部101の手前左右には、現在の操作者が運転席に座っている人物であるのか、助手席に座っている人物であるのかを識別するための赤外線センサ102,102が設置されている。これら赤外線センサ102,102は、それぞれ、図示しない発光部と受光部との組み合わせとして構成されているので、同図に示すように、これら発光部と受光部とに対応する2つの開口部を有している。 Further, in this multidirectional input operation device 1 ′, whether the current operator is a person sitting in the driver's seat or a person sitting in the passenger seat is identified on the left and right sides of the stick unit 101. Infrared sensors 102 L and 102 R are installed. Since each of these infrared sensors 102 L and 102 R is configured as a combination of a light emitting unit and a light receiving unit (not shown), two openings corresponding to the light emitting unit and the light receiving unit are shown in FIG. have.

これら赤外線センサ102,102の設置位置は、車室内のレイアウト設計に依存するが、運転席又は助手席に着座している操作者が自然にスティック部101を操作した際に、操作者側の赤外線センサのみが感知し、もう一方の赤外線センサは感知しないようにする必要がある。したがって、図18に示すように、着座位置から操作者が自然に手HDを伸ばしてスティック部101を操作した際に、親指の付け根付近の掌低部分が来る位置に一方の赤外線センサを設置することが望ましい。なお、図18においては、着座位置から操作者が右手を伸ばしてスティック部101を操作している様子を示しているので、親指の付け根付近の掌低部分に存在する位置に赤外線センサ102を設置することが望ましい。 The installation positions of these infrared sensors 102 L and 102 R depend on the layout design in the passenger compartment, but when the operator sitting in the driver seat or the passenger seat naturally operates the stick unit 101, It is necessary to detect only one of the infrared sensors and not the other infrared sensor. Therefore, as shown in FIG. 18, when the operator naturally extends the hand HD from the sitting position and operates the stick unit 101, one infrared sensor is installed at a position where the palm low part near the base of the thumb comes. It is desirable. In FIG. 18, since the operator extends the right hand from the seating position and operates the stick unit 101, the infrared sensor 102 R is placed at a position that exists in the palm lower part near the base of the thumb. It is desirable to install.

このとき、操作時の手HDの位置は、操作者の体格に応じて変化することが考えられるが、設計時の標準着座位置及び標準体格を想定して左右の赤外線センサ102,102の位置決めを行ってもよく、また、人体寸法の統計データに基づいて、左右の赤外線センサ赤外線センサ102,102における操作者の分離が厳しくなる方向の代表体格を用いて位置決めを行うことが望ましく、これにより更に確実な操作者着座位置の識別を可能とする。具体的には、多方向入力操作装置1’においては、本実施形態のようにセンター・クラスタに設置された場合には、体格の大きい操作者の方がより後方から手HDを伸ばし、インストルメントパネルのセンター・ライン103に対してより平行に手HDが入るように構成されているので、小指側がもう一方の赤外線センサ102に接近し、感知される危険性が高くなる。したがって、本実施形態では、95パーセンタイルの体格を代表体格として、赤外線センサ102,102の位置決めを行うことにより、確実に操作者着座位置の識別を行う。 At this time, the position of the hand HD at the time of operation may be changed according to the physique of the operator, but the left and right infrared sensors 102 L and 102 R are assumed assuming the standard seating position and the standard physique at the time of design. Positioning may be performed, and it is desirable to perform positioning using a representative physique in a direction in which separation of operators in the left and right infrared sensors 102 L and 102 R becomes severe based on statistical data of human body dimensions. This makes it possible to more reliably identify the operator seating position. Specifically, in the multi-directional input operation device 1 ′, when installed in the center cluster as in the present embodiment, the operator with a large physique extends the hand HD from the rear, and the instrument is configured so as hand HD enters more parallel to the panel of the center line 103, the little finger side closer to the other of the infrared sensor 102 L, risk perceived increases. Therefore, in this embodiment, the operator's seating position is reliably identified by positioning the infrared sensors 102 L and 102 R using the 95th percentile as a representative physique.

なお、本実施形態では、操作者識別手段として非接触で感知可能な赤外線センサ102,102を例として挙げたが、操作者識別手段としては、後述するように、赤外線センサに代えて、センサへの接触が前提となる静電容量センサや感圧センサを用いても良い。この場合、これらのセンサの配置は、赤外線センサと同様の位置で良い。すなわち、図18に示すようなセンター・クラスタに多方向入力操作装置1’を配置する場合には、親指の付け根付近の掌底部分が、操作時のサポートとしてインストルメントパネル面に接触するので、赤外線センサと同様の位置に静電容量センサや感圧センサを設置することにより、同様に操作者着座位置を識別することが可能となる。 In the present embodiment, the infrared sensors 102 L and 102 R that can be sensed in a non-contact manner as an operator identification unit are given as examples. However, as will be described later, the operator identification unit is replaced with an infrared sensor. You may use the electrostatic capacitance sensor and pressure sensor which presuppose the contact to a sensor. In this case, the arrangement of these sensors may be the same position as the infrared sensor. That is, when the multidirectional input operation device 1 ′ is arranged in the center cluster as shown in FIG. 18, the palm portion near the base of the thumb contacts the instrument panel surface as a support during operation. By installing a capacitance sensor or a pressure sensor at the same position as the infrared sensor, it is possible to identify the operator seating position in the same manner.

このような多方向入力操作装置1’は、表示部4の表示画面上に表示される例えば図19に示すような地図上のアイコン選択を操作対象として想定する。図19に示す地図画面は、いわゆるナビゲーション画面を想定したものであり、自車位置111を基準として、自車周辺の地図が表示されるものである。更に、この地図画面には、周囲の施設等を示す複数のアイコン112a,112b,112c,112dが表示される。多方向入力操作装置1’は、スティック部101が傾倒操作されることによって地図画面をスクロールさせ、表示画面中央のセンター・クロス113に、所望のアイコンを重畳させる処理をする(以下、「ポインティング処理」という。)。これにより、多方向入力操作装置1’は、アイコン112a,112b,112c,112dを選択状態とし、この状態でスティック部101が押し込まれることによって当該アイコンの決定操作が行われる。   Such a multidirectional input operation device 1 ′ is assumed to select an icon on the map as shown in FIG. 19 displayed on the display screen of the display unit 4 as an operation target. The map screen shown in FIG. 19 assumes a so-called navigation screen, and a map around the own vehicle is displayed with the own vehicle position 111 as a reference. Further, a plurality of icons 112a, 112b, 112c, 112d indicating surrounding facilities and the like are displayed on this map screen. The multi-directional input operation device 1 ′ performs a process of scrolling the map screen by tilting the stick unit 101 and superimposing a desired icon on the center cross 113 at the center of the display screen (hereinafter referred to as “pointing process”). "). As a result, the multidirectional input operation device 1 ′ selects the icons 112 a, 112 b, 112 c, and 112 d, and when the stick unit 101 is pushed in this state, the icon is determined.

ここで、スティック部101の傾倒操作と画面スクロールとの関係は、第1実施形態と同様に、スティック部101の変位量に比例した速度で、当該スティック部101の傾倒方向と反対方向に画面がスクロールする。   Here, the relationship between the tilting operation of the stick unit 101 and the screen scroll is similar to the first embodiment in that the screen is in the direction opposite to the tilting direction of the stick unit 101 at a speed proportional to the amount of displacement of the stick unit 101. Scroll.

なお、以下では、スティック部101の操作に応じて画面がスクロールする方式について説明するが、多方向入力操作装置1’は、スティック部101の操作に応じてカーソルを移動させ、所望のアイコン上にカーソルを重畳させて決定する方式であっても同様に適用可能であることは勿論である。   In the following, a method of scrolling the screen according to the operation of the stick unit 101 will be described. However, the multidirectional input operation device 1 ′ moves the cursor according to the operation of the stick unit 101, and moves it to a desired icon. Of course, the method of determining by superimposing the cursor can be similarly applied.

多方向入力操作装置1’は、図20にその機能的な構成を示すように、上述した操作端であるスティック部101に加え、スティック部101の横方向(X軸)にトルクを発生するスティックX軸駆動部121Xと、スティック部101の縦方向(Y軸)にトルクを発生するスティックY軸駆動部121Yと、スティック部101のX軸方向の変位量を検出するスティックX軸位置検出部122Xと、スティック部101のY軸方向の変位量を検出するスティックY軸位置検出部122Yと、現在の操作者の着座位置を識別するために操作者の手の存在を検知する左右の操作者検知部123L,123Rと、スティック部101によって選択された操作を決定する操作決定部124と、操作者の操作意図を推定して操作者が意図する操作をサポートするように操作反力パターンのスケジュールを決定するスティック制御演算部125と、操作・表示処理演算部2との間で情報の授受を行う通信部126とを備える。   As shown in FIG. 20, the multidirectional input operation device 1 ′ has a stick that generates torque in the lateral direction (X axis) of the stick unit 101 in addition to the stick unit 101 that is the operation end described above. X-axis drive unit 121X, stick Y-axis drive unit 121Y that generates torque in the vertical direction (Y-axis) of stick unit 101, and stick X-axis position detection unit 122X that detects the amount of displacement of stick unit 101 in the X-axis direction And a stick Y-axis position detection unit 122Y that detects the amount of displacement of the stick unit 101 in the Y-axis direction, and left and right operator detection that detects the presence of the operator's hand to identify the current operator's seating position The units 123L and 123R, the operation determination unit 124 that determines the operation selected by the stick unit 101, and the operation intended by the operator by estimating the operation intention of the operator. Comprises a stick control operation unit 125 for determining a schedule of operating reaction force pattern to over preparative, and a communication unit 126 that exchanges information with the operation and display processing operation unit 2.

スティックX軸駆動部121Xは、スティック制御演算部125から供給されるトルク制御信号に基づいて、スティック部101の横方向(X軸)にトルクを発生し、当該スティック部101を駆動する。スティックY軸駆動部121Yは、スティック制御演算部125から供給されるトルク制御信号に基づいて、スティック部101の縦方向(Y軸)にトルクを発生し、当該スティック部101を駆動する。   The stick X-axis drive unit 121X generates torque in the lateral direction (X-axis) of the stick unit 101 based on the torque control signal supplied from the stick control calculation unit 125, and drives the stick unit 101. The stick Y-axis drive unit 121 </ b> Y generates torque in the vertical direction (Y-axis) of the stick unit 101 based on the torque control signal supplied from the stick control calculation unit 125, and drives the stick unit 101.

スティックX軸位置検出部122Xは、スティック部101のX軸方向の変位量を検出し、検出した位置検出信号をスティック制御演算部125に供給する。スティックY軸位置検出部122Yは、スティック部101のY軸方向の変位量を検出し、検出した位置検出信号をスティック制御演算部125に供給する。   The stick X-axis position detection unit 122X detects the amount of displacement of the stick unit 101 in the X-axis direction, and supplies the detected position detection signal to the stick control calculation unit 125. The stick Y-axis position detection unit 122Y detects the amount of displacement of the stick unit 101 in the Y-axis direction, and supplies the detected position detection signal to the stick control calculation unit 125.

操作者検知部123L,123Rは、それぞれ、上述した赤外線センサ102L,102Rに対応するものであり、現在の操作者の着座位置を識別するために操作者の手の存在を検知し、検知した検知信号をスティック制御演算部125に供給する。   The operator detection units 123L and 123R correspond to the above-described infrared sensors 102L and 102R, respectively, detect the presence of the operator's hand in order to identify the current operator's sitting position, and detect the detection. The signal is supplied to the stick control calculation unit 125.

操作決定部124は、スティック部101によって選択された操作を決定するための当該スティック部101の押し込みを検出し、検出した決定操作有無信号をスティック制御演算部125に供給する。   The operation determination unit 124 detects pressing of the stick unit 101 for determining the operation selected by the stick unit 101, and supplies the detected determination operation presence / absence signal to the stick control calculation unit 125.

スティック制御演算部125は、スティックX軸位置検出部122X及びスティックY軸位置検出部122Yのそれぞれから供給される位置検出信号をディジタル化してスティック位置情報に変換すると共に、操作決定部124から供給される決定操作有無信号をディジタル化して決定操作情報に変換する。また、スティック制御演算部125は、操作・表示処理演算部2から入力されるGUI状態情報とスティック位置情報とに基づいて、現在のポインティング位置を算出し、ポインティング位置情報と決定操作情報とを通信部126を介して操作・表示処理演算部2に出力する。   The stick control calculation unit 125 digitizes a position detection signal supplied from each of the stick X-axis position detection unit 122X and the stick Y-axis position detection unit 122Y to convert it into stick position information, and is also supplied from the operation determination unit 124. The decision operation presence / absence signal is digitized and converted into decision operation information. The stick control calculation unit 125 calculates the current pointing position based on the GUI state information and the stick position information input from the operation / display processing calculation unit 2, and communicates the pointing position information and the determination operation information. The data is output to the operation / display processing calculation unit 2 via the unit 126.

また、スティック制御演算部125は、スティック部101のX軸方向及びY軸方向のそれぞれの変位量と、操作者検知部123L,123Rのそれぞれによる検知結果に基づいて、現在の操作者に対応した操作意図(選択しようとしているアイコン)を推定する。そして、スティック制御演算部125は、後に詳述するが、その推定結果とGUI状態情報とに基づいて、操作者が意図する操作をサポートするように操作反力パターンのスケジュールを決定する。そして、スティック制御演算部125は、決定した操作反力パターンのスケジュールとスティック位置情報とに基づいて、現在のスティック部101のX軸方向及びY軸方向のそれぞれにおける発生トルク量を算出し、この発生トルク量を示すトルク制御信号を、それぞれ、スティックX軸駆動部121X及びスティックY軸駆動部121Yに供給する。   Further, the stick control calculation unit 125 corresponds to the current operator based on the respective displacement amounts of the stick unit 101 in the X-axis direction and the Y-axis direction and the detection results by the operator detection units 123L and 123R. Estimate the operation intention (the icon you are trying to select). As will be described in detail later, the stick control calculation unit 125 determines an operation reaction force pattern schedule so as to support an operation intended by the operator based on the estimation result and the GUI state information. Then, the stick control calculation unit 125 calculates the generated torque amount in each of the X-axis direction and the Y-axis direction of the current stick unit 101 based on the determined operation reaction force pattern schedule and stick position information. Torque control signals indicating the amount of generated torque are supplied to the stick X-axis drive unit 121X and the stick Y-axis drive unit 121Y, respectively.

通信部126は、スティック制御演算部125から供給されるポインティング位置情報と決定操作情報とを操作・表示処理演算部2に出力すると共に、操作・表示処理演算部2から入力されるGUI状態情報をスティック制御演算部125に供給する。   The communication unit 126 outputs the pointing position information and the determination operation information supplied from the stick control calculation unit 125 to the operation / display processing calculation unit 2, and the GUI state information input from the operation / display processing calculation unit 2. This is supplied to the stick control calculation unit 125.

なお、スティック制御演算部125と操作・表示処理演算部2との機能分担は、必ずしも上述した通りである必要はなく、スティック制御演算部125で行うものとした操作反力パターンのスケジュールを操作・表示処理演算部2によって決定し、スティック制御演算部125に現在の操作反力パターンを出力し、スティック制御演算部125によって現在の操作反力パターンとスティック位置情報とに基づいて、現在の発生トルク量を算出するような構成としてもよい。更には、操作・表示処理演算部2によって現在の発生トルク量の算出までを行うような構成としてもよいが、この場合には、上述したように、操作・表示処理演算部2と通信部15との間で行われる通信を、非常に高速に行う必要がある。   It should be noted that the function sharing between the stick control calculation unit 125 and the operation / display processing calculation unit 2 is not necessarily as described above, and the operation reaction force pattern schedule assumed to be performed by the stick control calculation unit 125 is operated / The display processing calculation unit 2 determines the current operation reaction force pattern to the stick control calculation unit 125, and the stick control calculation unit 125 generates the current generated torque based on the current operation reaction force pattern and the stick position information. It is good also as a structure which calculates quantity. Further, the operation / display processing calculation unit 2 may be configured to calculate the current generated torque amount. In this case, as described above, the operation / display processing calculation unit 2 and the communication unit 15 may be used. It is necessary to perform communication performed between and at a very high speed.

なお、以下では、説明の便宜上、上述したように、スティック制御演算部125により、操作者の操作意図を推定し、操作者が意図する操作をサポートするように操作反力パターンのスケジュールを決定し、現在の発生トルク量を算出するものとして説明する。   In the following, for convenience of explanation, as described above, the stick control calculation unit 125 estimates the operation intention of the operator, and determines the schedule of the operation reaction force pattern so as to support the operation intended by the operator. A description will be given assuming that the current generated torque amount is calculated.

「多方向入力操作装置1’の具体的な構成例」
このような多方向入力操作装置1’の具体的な構成例としては、図21に示すものが挙げられる。
"Specific configuration example of multi-directional input operation device 1 '"
As a specific configuration example of such a multidirectional input operation device 1 ′, there is the one shown in FIG.

すなわち、スティックX軸駆動部121X及びスティックY軸駆動部121Yは、それぞれ、シャフト131aX,131aYを介してスティック部101に接続されている電動モータ131bX,131bYを用いて構成することができる。シャフト131aX,131aYは、それぞれ、スティック部101における操作端部101aに接続して当該スティック部101をX軸とY軸とで独立に傾倒自在とする台座101bに対して、シャフト131aX,131aYを介して直交して取り付けられている。このようなスティックX軸駆動部121X及びスティックY軸駆動部121Yは、それぞれ、電動モータ131bX,131bYの駆動力に応じて回転し、操作反力を与える。   That is, the stick X-axis drive unit 121X and the stick Y-axis drive unit 121Y can be configured by using electric motors 131bX and 131bY connected to the stick unit 101 via shafts 131aX and 131aY, respectively. The shafts 131aX and 131aY are connected via the shafts 131aX and 131aY to the pedestal 101b that is connected to the operation end portion 101a of the stick portion 101 so that the stick portion 101 can be tilted independently between the X axis and the Y axis. Are mounted orthogonally. The stick X-axis drive unit 121X and the stick Y-axis drive unit 121Y rotate according to the driving force of the electric motors 131bX and 131bY, respectively, and give an operation reaction force.

また、スティックX軸位置検出部122X及びスティックY軸位置検出部122Yは、それぞれ、スティック部101における台座101bの傾倒をX軸とY軸とで独立して光学的に検知するフォトエンコーダ132X,132Yを用いて構成することができる。   The stick X-axis position detection unit 122X and the stick Y-axis position detection unit 122Y are photo encoders 132X and 132Y that optically detect the tilt of the pedestal 101b in the stick unit 101 independently of the X axis and the Y axis. Can be used.

更に、操作者検知部123L,123Rは、それぞれ、発光部である赤外発光ダイオード133aL,133aRと、受光部であるフォト・トランジスタ133bL,133bRとの組み合わせとして構成される赤外線センサ102L,102Rを用いて構成することができる。これら赤外線センサ102L,102Rは、それぞれ、手で遮られると、赤外発光ダイオード133aL,133aRのそれぞれから発せられた赤外光を、フォト・トランジスタ133bL,133bRのそれぞれによって受光し、検知信号として出力する。   Furthermore, the operator detection units 123L and 123R use infrared sensors 102L and 102R configured as combinations of infrared light emitting diodes 133aL and 133aR that are light emitting units and phototransistors 133bL and 133bR that are light receiving units, respectively. Can be configured. When these infrared sensors 102L and 102R are blocked by hand, the infrared light emitted from the infrared light emitting diodes 133aL and 133aR is received by the phototransistors 133bL and 133bR, respectively, and output as detection signals. To do.

更にまた、操作決定部124は、スティック部101の押し込みを機械的に検知するタクトスイッチ134を用いて構成することができる。   Furthermore, the operation determination unit 124 can be configured using a tact switch 134 that mechanically detects the pushing of the stick unit 101.

また、スティック制御演算部125は、第1実施形態として示したレバー制御演算部14と同様に、A/D変換回路、D/A変換回路、CPU、ROM、RAM等から構成される制御回路135を用いて構成することができる。   In addition, the stick control calculation unit 125 is a control circuit 135 including an A / D conversion circuit, a D / A conversion circuit, a CPU, a ROM, a RAM, and the like, similar to the lever control calculation unit 14 shown as the first embodiment. Can be used.

更に、通信部126は、第1実施形態として示した通信部15と同様に、スティック制御演算部125を構成する制御回路135に組み込まれている所定のシリアルインターフェース回路136を用いて構成することができる。   Further, the communication unit 126 may be configured by using a predetermined serial interface circuit 136 incorporated in the control circuit 135 that constitutes the stick control calculation unit 125, similarly to the communication unit 15 shown as the first embodiment. it can.

なお、この図21に示す構成は、多方向入力操作装置1’は、同一機能を有する他の装置を用いて構成してもよい。特に、赤外線センサ102L,102Rは、それぞれ、必ずしも赤外光である必要はなく、使用環境に適合する限り、他の波長帯の光センサで代用してもよい。また、本実施例のように、操作時に操作者の手が操作面に接触することが想定される場合には、上述したように、非接触方式である光センサの代わりに、手の接触による接触面の静電容量変化を検知する静電容量センサや、抵抗膜や感圧素子を用いた感圧センサを用いることも可能である。   In the configuration shown in FIG. 21, the multidirectional input operation device 1 ′ may be configured using other devices having the same function. In particular, the infrared sensors 102L and 102R do not necessarily have to be infrared light, and may be replaced with optical sensors in other wavelength bands as long as they are suitable for the usage environment. Further, when it is assumed that the operator's hand is in contact with the operation surface during the operation as in this embodiment, as described above, instead of the non-contact type optical sensor, it is based on the contact of the hand. It is also possible to use a capacitance sensor that detects a change in capacitance of the contact surface, or a pressure sensor using a resistance film or a pressure sensitive element.

[操作者意図の推定処理、及び操作反力パターンのスケジュールの決定処理]
さて、以下では、スティック制御演算部125における、操作者の意図の推定処理、及び操作者が意図する操作をサポートする操作反力パターンのスケジュールの決定処理について説明する。
[Estimation processing of operator intention and determination processing of operation reaction force pattern]
In the following, a process for estimating the operator's intention and a process for determining an operation reaction force pattern schedule that supports the operation intended by the operator in the stick control calculation unit 125 will be described.

[操作者意図の推定処理]
まず、操作者の意図の推定処理について説明する。
[Operator intention estimation processing]
First, the process of estimating the operator's intention will be described.

この操作者の意図の推定処理についての基本的な原理は、第1実施形態として示したものと同様であり、操作方向が2軸であるジョイスティック型の多方向入力操作装置1’においても、操作開始直後におけるスティック部101の初期変位量と、その操作におけるスクロール量との間には比例関係が成立する。したがって、スティック制御演算部125では、第1実施形態と同様の処理で、スティック部101の初期変位量から最終的なスクロール量を推定する。   The basic principle of the estimation process of the operator's intention is the same as that shown in the first embodiment, and the joystick-type multi-directional input operation device 1 ′ having two operating directions can be operated. A proportional relationship is established between the initial displacement amount of the stick unit 101 immediately after the start and the scroll amount in the operation. Therefore, the stick control calculation unit 125 estimates the final scroll amount from the initial displacement amount of the stick unit 101 by the same processing as in the first embodiment.

ただし、第1実施形態は、操作対象が先に図2に示したようなリスト形式のメニューであり、操作方向が1次元であり、且つ、カーソル移動量が離散的とされるものであった。そのため、第1実施形態においては、最終的なカーソル移動量を、メニュー項目毎の群として考えることができたので、判別分析を適用することが可能であった。しかしながら、本実施例では、操作対象が、先に図19に示したような地図上の任意の位置に配置されるアイコンであり、スクロール量も連続的な分布となるので、単回帰分析処理はそのまま適用可能であるが、一変量判別分析処理の手法をそのまま適用することはできない。また、本実施例では、単回帰分析処理の適用の仕方についても、当該本実施例の特徴である2次元且つ連続的なスクロール量の分布に適合するように、第1実施形態における処理とは異なることになる。   However, in the first embodiment, the operation target is a list-type menu as shown in FIG. 2, the operation direction is one-dimensional, and the cursor movement amount is discrete. . Therefore, in the first embodiment, since the final cursor movement amount can be considered as a group for each menu item, it is possible to apply discriminant analysis. However, in this embodiment, the operation target is an icon placed at an arbitrary position on the map as shown in FIG. 19, and the scroll amount is also continuously distributed. Although it can be applied as it is, the method of univariate discriminant analysis processing cannot be applied as it is. In the present embodiment, the processing in the first embodiment is also applied to the method of applying the single regression analysis process so as to conform to the two-dimensional and continuous scroll amount distribution that is the feature of the present embodiment. Will be different.

単回帰分析処理において、スティック部101の初期変位量とそのときの最終的なスクロール量との関係は、図22に示すような直線上の分布となる。したがって、スティック制御演算部125は、スティック部101の初期変位量とスクロール量との関係について、単回帰分析処理によって回帰直線を求める。   In the single regression analysis process, the relationship between the initial displacement amount of the stick unit 101 and the final scroll amount at that time is a distribution on a straight line as shown in FIG. Accordingly, the stick control calculation unit 125 obtains a regression line by a single regression analysis process for the relationship between the initial displacement amount of the stick unit 101 and the scroll amount.

ここで、スティック部101の初期変位量及びスクロール量は、操作方向とは関係なく、速さ及び距離のスカラー量である。この回帰直線は、個人によってスティック部101の操作の仕方が異なるので、その傾き及び切片が個人によって異なるものとなる。   Here, the initial displacement amount and scroll amount of the stick unit 101 are scalar amounts of speed and distance regardless of the operation direction. Since this regression line has different ways of operating the stick unit 101 depending on the individual, its inclination and intercept differ depending on the individual.

したがって、本実施例のように、運転席及び助手席の双方から操作される可能性のある多方向入力操作装置1’の場合には、操作者を識別し、操作者毎に回帰直線を求めることが重要となる。   Therefore, in the case of the multi-directional input operation device 1 ′ that can be operated from both the driver seat and the passenger seat as in this embodiment, the operator is identified and a regression line is obtained for each operator. It becomes important.

[単回帰分析処理の手順]
つぎに、スティック制御演算部125による単回帰分析処理の手順について説明する。
[Single Regression Analysis Procedure]
Next, a procedure of single regression analysis processing by the stick control calculation unit 125 will be described.

単回帰分析処理においては、スティック制御演算部125は、スティック部101の操作を検出する度に、当該スティック部101の初期変位量(X)と、その操作における最終的なスクロール量(Y)とから、図23に示すような形式からなる操作履歴テーブルを更新する。この操作履歴テーブルは、運転席用と助手席用との2種類から構成され、単回帰分析処理においては、スティック制御演算部125により、現在の操作者に対応する操作履歴テーブルを更新する。なお、初期状態の操作履歴テーブルは、全ての欄が“0”とされる。   In the single regression analysis process, each time the stick control calculation unit 125 detects the operation of the stick unit 101, the initial displacement amount (X) of the stick unit 101 and the final scroll amount (Y) in the operation are calculated. Thus, the operation history table having the format as shown in FIG. 23 is updated. This operation history table is composed of two types, one for the driver seat and one for the passenger seat. In the single regression analysis process, the operation history table corresponding to the current operator is updated by the stick control calculation unit 125. In the operation history table in the initial state, all columns are set to “0”.

スティック制御演算部125は、操作履歴テーブルを更新するにあたっては、スティック部101の操作を検出する度に、当該操作履歴テーブルにおける第1行(n)の欄の値に“1”を加算し、第2行(Σ)の欄の値にスティック部101の初期変位量(X)を加算し、第3行(Σ )の欄の値に(X)を加算する。続いて、スティック制御演算部125は、当該操作履歴テーブルにおける第4行(Σ)の欄の値にスクロール量(Y)を加算し、第5行(Σ )の欄の値に(Y)を加算する。最後に、スティック制御演算部125は、当該操作履歴テーブルにおける第6行(Σ)の欄の値に、スティック部101の初期変位量(X)とスクロール量(Y)との積を加算する。 When updating the operation history table, the stick control calculation unit 125 adds “1” to the value in the column of the first row (n) in the operation history table every time an operation of the stick unit 101 is detected. initial displacement amount of the stick 101 to the value of the column of the second row (Σ i X i) (X ) by adding the adds (X 2) the value of the column of the third row (Σ i X i 2) . Subsequently, the stick control calculation unit 125 adds the scroll amount (Y) to the value of the fourth row (Σ i Y i ) column in the operation history table, and the fifth row (Σ i Y i 2 ) column. (Y 2 ) is added to the value of. Finally, the stick control calculation unit 125 adds the initial displacement amount (X) of the stick unit 101 and the scroll amount (Y) to the value in the sixth row (Σ i X i Y i ) of the operation history table. Add products.

単回帰分析処理においては、スティック制御演算部125は、以上のように操作を検出する度に逐次更新する操作履歴テーブルに基づいて、回帰直線の傾きaと、切片bとを求める。   In the single regression analysis process, the stick control calculation unit 125 obtains the slope a and the intercept b of the regression line based on the operation history table that is sequentially updated each time an operation is detected as described above.

回帰直線を求める場合には、スティック制御演算部125は、操作履歴テーブルの値から、上式(8)乃至次式(12)に示す演算を行い、回帰直線の傾きaと切片bとを、次式(25)及び次式(26)に示す演算をして求める。更に、スティック制御演算部125は、寄与率Rを次式(27)に示す演算をして求める。なお、寄与率Rは、上述したように、回帰直線による予測の精度を表すものであり、操作反力パターン変更可否の判定に用いるものである。 When calculating the regression line, the stick control calculation unit 125 performs the calculation shown in the above equation (8) to the following equation (12) from the values in the operation history table, and calculates the slope a and the intercept b of the regression line, It calculates | requires by calculating shown to following Formula (25) and following Formula (26). Furthermore, the stick control arithmetic unit 125 is obtained by the calculation shown the contribution ratio R 2 in the following equation (27). Note that the contribution rate R 2 is, as described above, which represents the accuracy of the prediction by the regression line is to use the determination of the operation reaction force pattern change availability.

a=Sxy/Sxx ・・・(25)
b=<Y>−Sxy/Sxx<X> ・・・(26)
R2=Sxy2/Sxx/Syy ・・・(27)
スティック制御演算部125は、回帰式Y=aX+bを求めると、次回にスティック部101の操作を検出した場合に、当該スティック部101の初期変位量(X)を回帰式に代入してスクロール量推定値(Y)を求め、スティック部101の操作開始時におけるポインティング位置から、当該スティック部101の操作方向に対応する地図スクロール方向の距離(Y)だけ離れた位置を、仮のポインティング推定位置とする。そして、スティック制御演算部125は、仮のポインティング推定位置から距離最小のアイコンを、操作者がポインティングを意図するアイコンとして推定する。図24に示す例において、スティック制御演算部125は、スティック部101の操作開始時におけるポインティング位置141から、スティック部101の操作方向に対応する地図スクロール方向の距離(Y)だけ離れた位置を、仮のポインティング推定位置142として求める。これにより、スティック制御演算部125は、仮のポインティング推定位置142から距離最小のアイコン143が、操作者がポインティングを意図するアイコンと認識する。
a = Sxy / Sxx (25)
b = <Y> -Sxy / Sxx <X> (26)
R2 = Sxy2 / Sxx / Syy (27)
When the stick control calculation unit 125 obtains the regression equation Y = aX + b, when the operation of the stick unit 101 is detected next time, the initial displacement amount (X) of the stick unit 101 is substituted into the regression equation to estimate the scroll amount. A value (Y) is obtained, and a position that is separated from the pointing position at the start of operation of the stick unit 101 by a distance (Y) in the map scroll direction corresponding to the operation direction of the stick unit 101 is set as a temporary pointing estimated position. . Then, the stick control calculation unit 125 estimates the icon with the minimum distance from the temporary pointing estimated position as the icon that the operator intends to point. In the example shown in FIG. 24, the stick control calculation unit 125 has a position separated from the pointing position 141 at the start of the operation of the stick unit 101 by a distance (Y) in the map scroll direction corresponding to the operation direction of the stick unit 101. The provisional pointing estimated position 142 is obtained. As a result, the stick control calculation unit 125 recognizes that the icon 143 having the minimum distance from the temporary estimated pointing position 142 is an icon intended by the operator for pointing.

このように、多方向入力操作装置1’においては、単回帰分析処理を適用して操作者の意図を推定することができる。   Thus, in the multidirectional input operation device 1 ′, the intention of the operator can be estimated by applying the single regression analysis process.

[操作反力パターンのスケジュールの決定処理]
つぎに、操作者が意図する操作をサポートする操作反力パターンのスケジュールの決定処理について説明する。
[Operation reaction pattern schedule decision processing]
Next, an operation reaction force pattern schedule determination process for supporting an operation intended by the operator will be described.

スティック制御演算部125は、単回帰分析処理を行って操作者がポインティングを意図するアイコンを決定すると、そのアイコン位置をポインティングした時点でスティック部101が中立位置に戻りやすくなるように操作反力を制御する。   When the operator performs a single regression analysis process and determines an icon intended for pointing, the stick control calculation unit 125 applies an operation reaction force so that the stick unit 101 can easily return to the neutral position when the icon position is pointed. Control.

まず、スティック部101には、基本操作反力パターンとして、図25に示すような操作反力が予めスティック制御演算部125に設定されている。なお、図25においては、横軸にスティック部101の変位量を示し、縦軸に操作反力を示している。図25に示すように、基本操作反力パターンは、スティック部101の中立位置を中心としてすり鉢状に設定されている。   First, an operation reaction force as shown in FIG. 25 is preset in the stick control calculation unit 125 in the stick unit 101 as a basic operation reaction force pattern. In FIG. 25, the horizontal axis indicates the amount of displacement of the stick portion 101, and the vertical axis indicates the operation reaction force. As shown in FIG. 25, the basic operation reaction force pattern is set in a mortar shape with the neutral position of the stick portion 101 as the center.

したがって、スティック制御演算部125では、スティック部101の変位量が増加するほど、操作反力が大きくなるようにスティックY軸駆動部121Y及びスティックX軸駆動部121Xを制御する。これにより、多方向入力操作装置1’においては、操作者が、スティック部101の変位量に比例するスクロール速度を、当該スティック部101の操作反力でも認識することができるように構成されている。   Therefore, the stick control calculation unit 125 controls the stick Y-axis drive unit 121Y and the stick X-axis drive unit 121X so that the operation reaction force increases as the displacement amount of the stick unit 101 increases. Thus, the multidirectional input operation device 1 ′ is configured such that the operator can recognize the scroll speed proportional to the amount of displacement of the stick unit 101 even with the operation reaction force of the stick unit 101. .

また、スティック制御演算部125は、操作者がスティック部101から手を離した場合には、基本操作反力パターンにより、当該スティック部101を中立位置に戻し、スクロールを停止させる。更に、スティック制御演算部125は、第1実施形態と同様に、基本操作反力パターンとして、先に図12に示したような減衰力を全ての変位量にわたって制御する。   In addition, when the operator releases his / her hand from the stick unit 101, the stick control calculation unit 125 returns the stick unit 101 to the neutral position according to the basic operation reaction force pattern and stops scrolling. Further, as in the first embodiment, the stick control calculation unit 125 controls the damping force as shown in FIG. 12 over the entire displacement amount as the basic operation reaction force pattern.

スティック制御演算部125は、スティック部101の初期変位量に基づいて、ポインティング意図するアイコンを決定した場合には、地図表示をスクロールさせ、推定したアイコンをポインティングした時点で、基本操作反力パターンに基づいて、センタリング力を増加させ、更にスティック部101を加振する。具体的には、スティック制御演算部125は、センタリング力を増加させるために、図26の実線に示すように、変位量に対する操作反力の勾配を増加させる。   When the icon intended to be pointed is determined based on the initial displacement amount of the stick unit 101, the stick control calculation unit 125 scrolls the map display, and when the estimated icon is pointed, the stick control calculation unit 125 changes the basic operation reaction force pattern. Based on this, the centering force is increased and the stick unit 101 is further vibrated. Specifically, in order to increase the centering force, the stick control calculation unit 125 increases the gradient of the operation reaction force with respect to the displacement amount as shown by the solid line in FIG.

また、スティック制御演算部125は、スティック部101を加振するために、推定されるアイコンをポインティングした時点から当該スティック部101が中立位置に戻るまでの間、第1実施形態と同様に、先に図14に示したような時間的に正弦波状に変化する操作反力を、先に図12に示した静的操作反力に合成する。このとき、スティック制御演算部125は、図26に示すように、中立位置付近における減衰力も増加させる。スティック制御演算部125は、減衰力を増加させるために、第1実施形態と同様に、先に図15に示したように、基本の減衰力の勾配を負方向に増大させ、変位速度に対して大きな操作反力が発生するように制御する。   In addition, in order to vibrate the stick unit 101, the stick control calculation unit 125 performs the same operation as in the first embodiment from when the estimated icon is pointed to when the stick unit 101 returns to the neutral position. 14 is combined with the static operation reaction force previously shown in FIG. 12. At this time, the stick control calculation unit 125 also increases the damping force near the neutral position, as shown in FIG. In order to increase the damping force, the stick control calculation unit 125 increases the gradient of the basic damping force in the negative direction as shown in FIG. Control to generate a large operating reaction force.

このように、スティック制御演算部125は、推定したアイコンをポインティングした時点で、スティック部101のセンタリング力を増加させることにより、推定したアイコンをポインティングした際に、スティック部101が中立位置に戻りやすくなり、結果として、推定されるアイコンを確実にポインティングする。   As described above, when the estimated icon is pointed, the stick control calculation unit 125 increases the centering force of the stick unit 101 so that the stick unit 101 can easily return to the neutral position when the estimated icon is pointed. As a result, the estimated icon is reliably pointed.

また、スティック制御演算部125は、これと同時に、操作者が操作端を強く把持しているために、センタリング力を増加させても操作者の操作力が上回り、操作端が中立位置に戻らない場合であっても、スティック部101を加振することによる操作端の振動で操作端の把持力を弱めさせ、操作者の操作力を弱めさせることができるので、センタリング力の増加を有効に作用させ、操作端が中立位置に戻りやすくなる。なお、加振にあたっては、先に図14に示した操作反力変化を、操作者の操作力と直交するスティック部101の円周方向に合成する。   At the same time, since the operator strongly holds the operation end, the stick control calculation unit 125 increases the operation force of the operator even if the centering force is increased, and the operation end does not return to the neutral position. Even in such a case, the gripping force of the operation end can be weakened by the vibration of the operation end by vibrating the stick unit 101, and the operation force of the operator can be weakened. This makes it easier for the operating end to return to the neutral position. In addition, in the vibration, the operation reaction force change shown in FIG. 14 is synthesized in the circumferential direction of the stick portion 101 orthogonal to the operation force of the operator.

[スティック制御演算部による処理内容]
つぎに、スティック制御演算部125による処理手順について、図27に示すフローチャートを用いて説明する。
[Processing content of stick control calculation unit]
Next, a processing procedure by the stick control calculation unit 125 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

スティック制御演算部125は、スティック部101の操作を検出すると、先ず、操作者の識別を行う。具体的には、スティック制御演算部125は、ステップS21において、スティック部101の左右に配置された操作者検知部123,123としての左右の赤外線センサ102,102のうち、右の赤外線センサ102によって操作者が検知されたか否かを判定する。 When the stick control calculation unit 125 detects the operation of the stick unit 101, first, the stick control calculation unit 125 identifies the operator. Specifically, the stick control calculation unit 125, in step S21, of the left and right of the infrared sensor 102 L, 102 R as arranged operator detection unit 123 L, 123 R on the left and right of the stick 101, the right operator by an infrared sensor 102 R determines whether the sensed.

ここで、スティック制御演算部125は、赤外線センサ102によって操作者が検知されたと判定した場合には、ステップS22において、左右の赤外線センサ102,102のうち、左の赤外線センサ102によって操作者が検知されたか否かを判定する。 Here, the stick control calculation unit 125, if the operator is determined to have been detected by the infrared sensor 102 R, in step S22, the left and right infrared sensor 102 L, 102 of R, by the left of the infrared sensor 102 L It is determined whether an operator has been detected.

スティック制御演算部125は、赤外線センサ102によって操作者が検知されなかったと判定した場合、すなわち、右の赤外線センサ102のみによって操作者が検知された状況である場合には、操作者の手は右側から伸びていると推定し、ステップS23において、現在の操作者の着座位置は右席であると判定する。 Stick control calculation unit 125, if the operator by an infrared sensor 102 L is determined to have not been detected, i.e., when the situation in which the operator is detected only by the right of the infrared sensor 102 R is the operator's hand Is estimated to extend from the right side, and in step S23, it is determined that the current operator's seating position is the right seat.

一方、スティック制御演算部125は、赤外線センサ102によって操作者が検知されたと判定した場合、すなわち、左右双方の赤外線センサ102,102によって操作者が検知された状況である場合には、ステップS24において、現在の操作者の着座位置は運転席であると判定する。すなわち、スティック制御演算部125は、現在の操作者の着座位置が、右ハンドル車の場合には右席であり、左ハンドル車の場合には左席であると判定する。 On the other hand, if the stick control calculation unit 125, if the operator by an infrared sensor 102 L is determined to have been detected, i.e., a situation where the operator is detected by the infrared sensor 102 L, 102 R of the left and right both sides, In step S24, it is determined that the current operator's seating position is the driver's seat. That is, the stick control calculation unit 125 determines that the current operator's seating position is the right seat in the case of a right-hand drive vehicle and the left seat in the case of a left-hand drive vehicle.

また、スティック制御演算部125は、ステップS21にて赤外線センサ102によって操作者が検知されなかったと判定した場合には、ステップS25において、左右の赤外線センサ102,102のうち、左の赤外線センサ102によって操作者が検知されたか否かを判定する。 Also, the stick control calculation unit 125, if the operator by an infrared sensor 102 R is determined to have not been detected at step S21, in step S25, the infrared sensor 102 of the right and left L, 102 of R, the left infrared operator by the sensor 102 L determines whether or not detected.

ここで、スティック制御演算部125は、赤外線センサ102によって操作者が検知されたと判定した場合、すなわち、左の赤外線センサ102のみによって操作者が検知された状況である場合には、操作者の手は左側から伸びていると推定し、ステップS26において、現在の操作者の着座位置は左席であると判定する。 Here, the stick control calculation unit 125, if the operator by an infrared sensor 102 L is determined to have been detected, i.e., when the situation in which the operator is detected only by the left infrared sensor 102 of the L, the operator The hand is estimated to extend from the left side, and it is determined in step S26 that the current operator's seating position is the left seat.

一方、スティック制御演算部125は、赤外線センサ102Lによって操作者が検知されなかったと判定した場合、すなわち、左右双方の赤外線センサ102,102によって操作者が検知されなかった状況である場合には、ステップS27において、現在の操作者の着座位置は運転席であると判定する。すなわち、スティック制御演算部125は、現在の操作者の着座位置が、右ハンドル車の場合には右席であり、左ハンドル車の場合には左席であると判定する。 On the other hand, the stick control calculation unit 125, if the operator by an infrared sensor 102L is determined to have not been detected, i.e., when the operator by an infrared sensor 102 L, 102 R of the right and left both the situation that was not detected In step S27, it is determined that the current operator's seating position is the driver's seat. That is, the stick control calculation unit 125 determines that the current operator's seating position is the right seat in the case of a right-hand drive vehicle and the left seat in the case of a left-hand drive vehicle.

ここで、左右双方の赤外線センサ102,102によって操作者が検知された場合、又は左右双方の赤外線センサ102,102によって操作者が検知されなかった場合には、左右の席から同時に操作している状況や、想定外の方向から手を伸ばして操作を行っている場合等が考えられるが、いずれにしても、車両においては運転者の操作が優先であり、運転者の操作と判定するのが合理的である。 Here, if the operator by an infrared sensor 102 L, 102 R of the right and left both is detected, or when both left and right infrared sensor 102 of the L, 102 operator by R is not detected, at the same time from the left and right seats The situation where the driver is operating or when the operator is reaching out from an unexpected direction may be considered, but in any case, in the vehicle, the driver's operation has priority. It is reasonable to judge.

このように、スティック制御演算部125は、左右の赤外線センサ102,102を用いて、操作者の識別を行うことができる。スティック制御演算部125は、現在の操作者の着座位置を判定すると、各着座位置毎に、先に図16に示した一連の処理を経ることにより、操作者の操作意図を推定すると共に、操作者が意図する操作をサポートするような操作反力パターンのスケジュールを決定し、これら操作反力パターンのスケジュールとレバー位置情報とに基づいて、現在の発生トルク量を算出することになる。 As described above, the stick control calculation unit 125 can identify the operator by using the left and right infrared sensors 102 L and 102 R. When the stick control calculation unit 125 determines the current operator's seating position, the stick control calculation unit 125 estimates the operator's operation intention by performing the series of processes shown in FIG. An operation reaction force pattern schedule that supports an operation intended by the person is determined, and the current generated torque amount is calculated based on the operation reaction force pattern schedule and lever position information.

[第2実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、第2実施形態に係る多方向入力操作装置1’によれば、アイコン選択操作の際に、スティック部101のX軸方向及びY軸方向の変位量を検出し、操作開始直後におけるスティック部101の初期変位量に基づいて、操作者の操作意図を推定し、推定した操作者が意図する操作に応じて、操作反力を変更するので、第1実施形態と同様に、操作者の意図する操作をサポートするように操作反力を調整することができる。
[Effects of Second Embodiment]
As described above in detail, according to the multidirectional input operation device 1 ′ according to the second embodiment, the amount of displacement in the X axis direction and the Y axis direction of the stick unit 101 is detected during the icon selection operation, Since the operation intention of the operator is estimated based on the initial displacement amount of the stick unit 101 immediately after the operation is started, and the operation reaction force is changed according to the operation intended by the estimated operator, the same as in the first embodiment. Further, the operation reaction force can be adjusted to support the operation intended by the operator.

したがって、この多方向入力操作装置1’によれば、操作者が意図した操作を確実に行わせることができる。また、この多方向入力操作装置1’によれば、操作反力の調整を逐次行うので、常に操作者の意図する操作に応じたサポートを実施することができ、良好な操作性を確保することができる。   Therefore, according to the multidirectional input operation device 1 ′, the operation intended by the operator can be surely performed. Further, according to the multi-directional input operation device 1 ′, since the operation reaction force is sequentially adjusted, it is possible to always support according to the operation intended by the operator, and to ensure good operability. Can do.

また、この多方向入力操作装置1’によれば、現在の操作者の着座位置を識別する赤外線センサ102,102を備え、これら赤外線センサ102,102によって識別した着座位置の操作者毎に、スティック制御演算部125によって操作意図を推定するので、車両のセンター・クラスタに設置した場合のように、複数の操作者が使用する可能性がある場合であっても、操作に関する個人差に対応し、各操作者に対して、高精度の意図推定を実施することができる。 Further, according to the multi-directional input operation device 1 ', an infrared sensor 102 L, 102 R to identify the seating position of the current operator, the operator of the seating position identified by these infrared sensors 102 L, 102 R Every time the stick control calculation unit 125 estimates the operation intention, even if there is a possibility that a plurality of operators may use it, such as when installed in the center cluster of the vehicle, individual differences regarding the operation In response to the above, high-precision intention estimation can be performed for each operator.

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。   The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.

本発明を適用した第1実施形態に係るレバー型の多方向入力操作装置の外観構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing the appearance composition of the lever type multi-directional input operation device concerning a 1st embodiment to which the present invention is applied. 本発明を適用した第1実施形態に係るレバー型の多方向入力操作装置の操作対象としての選択メニューリストの表示画面例を示す図であって、(a)は1頁目の表示画面例を示す図であり、(b)は2頁目の表示画面例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display screen of the selection menu list | wrist as an operation target of the lever type multi-directional input operation device which concerns on 1st Embodiment to which this invention is applied, Comprising: (a) is a display screen example of the 1st page. (B) is a figure which shows the example of a display screen of the 2nd page. 本発明を適用した第1実施形態に係るレバー型の多方向入力操作装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the lever type multidirectional input operating device which concerns on 1st Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した第1実施形態に係るレバー型の多方向入力操作装置の具体的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structural example of the lever-type multidirectional input operation apparatus which concerns on 1st Embodiment to which this invention is applied. フィッツの法則として表されるポインティング作業における操作時間に関する理論の概要について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the theory regarding the operation time in the pointing operation represented as Fitz's law. 本発明の第1実施形態における単回帰分析を適用した操作者意図の推定処理のイメージを示す図であって、レバー部の初期変位量とそのときの最終的なカーソル移動量との関係をプロットした図である。It is a figure which shows the image of the estimation process of the operator intention which applied the single regression analysis in 1st Embodiment of this invention, Comprising: The relationship between the initial displacement amount of a lever part and the final cursor movement amount at that time is plotted FIG. 本発明の第1実施形態における単回帰分析に使用する操作履歴テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the operation history table used for the single regression analysis in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における判別分析を適用した操作者意図の推定処理のイメージを示す図であって、レバー部の初期変位量とそのときの最終的なカーソル移動量との関係をプロットした図である。最終的なカーソル移動量を群とみなしたときの各群におけるレバー部の初期変位量の発生頻度を確率分布で表現した図である。It is a figure which shows the image of the estimation process of the operator intention which applied the discriminant analysis in 1st Embodiment of this invention, Comprising: The relationship between the initial displacement amount of a lever part and the final cursor movement amount at that time was plotted FIG. It is the figure which expressed the occurrence frequency of the initial displacement amount of the lever part in each group when the final cursor movement amount was regarded as a group by probability distribution. 本発明の第1実施形態における判別分析に使用する操作履歴テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the operation history table used for the discriminant analysis in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における判別分析の結果を保持する分析結果テーブルの構成を示す図であって、(a)はレバー部の操作方向が負方向である場合に対応して用意されている分析結果テーブルの構成を示す図であり、(b)はレバー部の操作方向が正方向である場合に対応して用意されている分析結果テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the analysis result table holding the result of discriminant analysis in 1st Embodiment of this invention, Comprising: (a) is prepared corresponding to the case where the operation direction of a lever part is a negative direction. It is a figure which shows the structure of an analysis result table, (b) is a figure which shows the structure of the analysis result table prepared corresponding to the case where the operation direction of a lever part is a positive direction. レバー部の変位量に対する基本操作反力パターンを示す図である。It is a figure which shows the basic operation reaction force pattern with respect to the displacement amount of a lever part. 減衰力に関する基本操作反力パターンを示す図である。It is a figure which shows the basic operation reaction force pattern regarding a damping force. レバー部を中立位置に戻りやすくする操作反力パターンの変更処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change process of the operation reaction force pattern which makes it easy to return a lever part to a neutral position. レバー部加振のための時間的操作反力変化を示す図である。It is a figure which shows the time operation reaction force change for lever part vibration. 減衰力の増加処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the increase process of a damping force. 本発明を適用した第1実施形態に係るレバー型の多方向入力操作装置のレバー制御演算部における一連の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of processing procedures in the lever control calculating part of the lever type multi-directional input operation device according to the first embodiment to which the present invention is applied. 本発明を適用した第2実施形態に係るジョイスティック型の多方向入力操作装置の外観構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance structure of the joystick type | mold multidirectional input operation apparatus which concerns on 2nd Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した第2実施形態に係るジョイスティック型の多方向入力操作装置の操作者検知部の配置及び操作者の手の進入角度について説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the operator detection part of the joystick type | mold multidirectional input operation apparatus which concerns on 2nd Embodiment to which this invention is applied, and the approach angle of an operator's hand. 本発明を適用した第2実施形態に係るジョイスティック型の多方向入力操作装置の操作対象としての地図上におけるアイコンの表示画面例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display screen of the icon on the map as an operation target of the joystick type | mold multidirectional input operation apparatus which concerns on 2nd Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した第2実施形態に係るジョイスティック型の多方向入力操作装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the joystick type | mold multidirectional input operation apparatus which concerns on 2nd Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した第2実施形態に係るジョイスティック型の多方向入力操作装置の具体的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structural example of the joystick type | mold multi-directional input operation apparatus which concerns on 2nd Embodiment to which this invention is applied. 本発明の第2実施形態における単回帰分析を適用した操作者意図の推定処理のイメージを示す図であって、レバー部の初期変位量とそのときの最終的なスクロール量との関係をプロットした図である。It is a figure which shows the image of the estimation process of the operator intention which applied the single regression analysis in 2nd Embodiment of this invention, Comprising: The relationship between the initial displacement amount of a lever part and the final scroll amount at that time was plotted FIG. 本発明の第2実施形態における単回帰分析に使用する操作履歴テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the operation history table used for the single regression analysis in 2nd Embodiment of this invention. 本発明を適用した第2実施形態に係るジョイスティック型の多方向入力操作装置の操作対象としての地図上におけるアイコンの表示画面例を示す図であって、ポインティングを意図するアイコンの推定処理について説明するための図である。It is a figure which shows the example of the display screen of the icon on the map as an operation target of the joystick type | mold multi-directional input operation apparatus which concerns on 2nd Embodiment to which this invention is applied, Comprising: The estimation process of the icon which intends pointing is demonstrated. FIG. スティック部の変位量に対する基本操作反力パターンを示す図である。It is a figure which shows the basic operation reaction force pattern with respect to the displacement amount of a stick part. スティック部を中立位置に戻りやすくする操作反力パターンの変更処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change process of the operation reaction force pattern which makes a stick part return to a neutral position easily. 本発明を適用した第2実施形態に係るジョイスティック型の多方向入力操作装置のスティック制御演算部において、操作者の識別を行う際の一連の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of processing procedures at the time of identifying an operator in the stick control calculating part of the joystick type | mold multidirectional input operation device which concerns on 2nd Embodiment to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1,1’ 多方向入力操作装置
11 レバー部
11a,101a 操作端部
11b,101b 台座
12 レバー駆動部
13 レバー位置検出部
14 レバー制御演算部
15,126 通信部
31 操作・表示処理演算部
32 情報処理演算部
33 表示部
41a,132X,132Y フォトエンコーダ
41b,134 タクトスイッチ
42,135 制御回路
43a,131aX,131aY シャフト
43b,131bX,131bY 電動モータ
44,136 シリアルインターフェース回路
101 スティック部
102L,102R 赤外線センサ
103 センター・ライン
111 自車位置
112a,112b,112c,112d,143 アイコン
113 センター・クロス
121X スティックX軸駆動部
121Y スティックY軸駆動部
122X スティックX軸位置検出部
122Y スティックY軸位置検出部
123,123 操作者検知部
124 操作決定部
125 スティック制御演算部
133aL,133aR 赤外発光ダイオード
133bL,133bR フォト・トランジスタ
141 ポインティング位置
142 仮のポインティング推定位置
CR カーソル
HD 手
TG ターゲット
1, 1 'Multi-directional input operation device 11 Lever part 11a, 101a Operation end part 11b, 101b Pedestal 12 Lever drive part 13 Lever position detection part 14 Lever control calculation part 15, 126 Communication part 31 Operation / display processing calculation part 32 Information Processing operation unit 33 Display unit 41a, 132X, 132Y Photo encoder 41b, 134 Tact switch 42, 135 Control circuit 43a, 131aX, 131aY Shaft 43b, 131bX, 131bY Electric motor 44, 136 Serial interface circuit 101 Stick unit 102L, 102R Infrared sensor 103 Center line 111 Vehicle position 112a, 112b, 112c, 112d, 143 Icon 113 Center cross 121X Stick X-axis drive unit 121Y Stick Y-axis drive unit 1 2X stick X axis position detector 122Y stick Y-axis position detecting section 123 L, 123 R operator detection unit 124 operation determining unit 125 stick control calculation unit 133aL, 133aR IRED 133bL, 133bR phototransistor 141 pointing position 142 provisionally Estimated pointing position CR cursor HD hand TG target

Claims (9)

操作端の中立位置からの変位量を検出して操作入力とすると共に、前記操作端にかかる操作反力を動的に制御する多方向入力操作装置において、
前記操作端の変位量を検出する変位量検出手段と、
前記変位量検出手段によって検出された前記操作端の操作開始直後における変位量に基づいて、操作者の操作意図を推定する操作意図推定手段と、
前記操作意図推定手段によって推定された前記操作者が意図する操作に応じて、操作反力を変更する操作反力変更手段と
を備えることを特徴とする多方向入力操作装置。
In the multidirectional input operation device that detects the amount of displacement from the neutral position of the operation end and makes an operation input, and dynamically controls the operation reaction force applied to the operation end,
A displacement amount detecting means for detecting a displacement amount of the operation end;
Operation intention estimation means for estimating the operator's operation intention based on the displacement amount immediately after the operation start of the operation end detected by the displacement amount detection means;
A multidirectional input operation device comprising: an operation reaction force changing unit that changes an operation reaction force according to an operation intended by the operator estimated by the operation intention estimation unit.
前記操作意図推定手段は、前記変位量検出手段によって検出された前記操作端の操作開始直後における中立位置からの変位量に基づいて、前記操作者が選択しようとしている表示画面上の選択対象の位置を推定し、
前記操作反力変更手段は、前記選択対象を指示した時点で前記操作端が中立位置に戻る操作反力を変更することを特徴とする請求項1に記載の多方向入力操作装置。
The operation intention estimation unit is configured to select a position of a selection target on the display screen that the operator intends to select based on a displacement amount from a neutral position immediately after the operation start of the operation end detected by the displacement amount detection unit. Estimate
2. The multidirectional input operation device according to claim 1, wherein the operation reaction force changing unit changes an operation reaction force at which the operation end returns to a neutral position when the selection target is instructed. 3.
前記操作意図推定手段は、前記操作端の操作開始直後における中立位置からの変位量に基づいて、前記操作者が表示画面範囲外の選択対象を選択しようとしていることを推定し、
前記操作反力変更手段は、表示画面切替後の所定の選択対象を指示した時点で前記操作端が中立位置に戻る操作反力を変更することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の多方向入力操作装置。
The operation intention estimation means estimates that the operator is trying to select a selection target outside the display screen range based on a displacement amount from a neutral position immediately after the operation start of the operation end,
The operation reaction force changing means changes an operation reaction force at which the operation end returns to the neutral position when a predetermined selection target after switching the display screen is instructed. Multi-directional input operation device.
前記操作反力変更手段は、前記選択対象を指示した時点で、前記操作端が中立位置に戻る操作反力を増加させることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の多方向入力操作装置。 4. The multidirectional input operation according to claim 2, wherein the operation reaction force changing unit increases an operation reaction force at which the operation end returns to a neutral position when the selection target is instructed. 5. apparatus. 前記操作反力変更手段は、前記選択対象を指示した時点で、前記操作端を加振することを特徴とする請求項2〜請求項4の何れかに記載の多方向入力操作装置。 The multi-directional input operation device according to any one of claims 2 to 4, wherein the operation reaction force changing unit vibrates the operation end when the selection target is instructed. 前記操作反力変更手段は、前記操作端の中立位置からの変位量に基づいて操作の終了を判定し、操作反力の変更の時系列変化である変更スケジュールをリセットすることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れかに記載の多方向入力操作装置。 The operation reaction force changing means determines the end of the operation based on a displacement amount from the neutral position of the operation end, and resets a change schedule that is a time-series change of the operation reaction force. The multidirectional input operation device according to any one of claims 1 to 5. 前記操作意図推定手段は、前記操作端の操作開始直後における中立位置からの変位量と操作結果とを記録する操作履歴記録手段を有し、前記操作端の操作開始直後における中立位置からの変位量と操作結果との分布に基づいて、操作意図を推定することを特徴とする請求項1〜請求項6の何れかに記載の多方向入力操作装置。 The operation intention estimation unit includes an operation history recording unit that records a displacement amount from the neutral position immediately after the operation start of the operation end and an operation result, and a displacement amount from the neutral position immediately after the operation end of the operation end is started. The multi-directional input operation device according to claim 1, wherein the operation intention is estimated based on a distribution of the operation results. 現在の操作者の着座位置を識別する操作者識別手段を備え、
前記操作意図推定手段は、前記操作者識別手段によって識別した着座位置の操作者毎に、操作意図を推定することを特徴とする請求項7に記載の多方向入力操作装置。
Comprising operator identification means for identifying the current operator's seating position;
The multi-directional input operation device according to claim 7, wherein the operation intention estimation unit estimates the operation intention for each operator at the sitting position identified by the operator identification unit.
前記操作意図推定手段は、回帰分析処理又は判別分析処理を行って前記操作者が選択しようとしている表示画面上の選択対象の位置を推定することを特徴とする請求項7に記載の多方向入力操作装置。 The multi-directional input according to claim 7, wherein the operation intention estimation unit estimates a position of a selection target on a display screen that the operator intends to select by performing regression analysis processing or discriminant analysis processing. Operating device.
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