JP2006282145A - コマンド入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドコマンドの認識率を向上させる。
【解決手段】ステアリング１を操舵する運転者の手を撮像できる所定の検出領域を撮像するカメラ１０と、撮像データに基づいて運転者の手の形状および／または手の動きを抽出する抽出手段２１と、抽出された手の形状および／または手の動きに対応するハンドコマンドを判定する判定手段２２と、判定されたハンドコマンドを実行させる実行手段２３と、を有し、ステアリング１に、ハンドコマンドの入力基準位置を運転者に示唆するとともに、運転者の触覚により認識可能な入力位置誘導部を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の運転者により表現されるハンドコマンドの入力を受け付けるコマンド入力装置に関し、特に、カメラを用いたコマンド入力装置に関する。

車両に搭載される車載機器の多様化に伴い、運転者が行う入力操作は複雑化している。運転中の運転者の負担を軽減するため、運転者がステアリングを握りながら差し出した指の形状や動きをイメージセンサで認識し、指の形状や動きに応じたハンドコマンドを受け付ける入力装置が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。

しかしながら、操舵のためにステアリングを握りながら手や指を動かした場合、その手の形状、指の形状が誤ってハンドコマンドとして認識されてしまい、運転者が意図しない動作が実行されてしまうという問題があった。また、ハンドコマンドに対応する手の形状を示しても、運転者の手がカメラの撮像領域内に存在しない場合、ハンドコマンドとして認識されず、運転者が意図した動作が実行されないという問題があった。

従来の技術

特開２００１−２１６０６９号公報 特開２００３−１３１７８５号公報

本発明は、運転者が示した手の形状等によるハンドコマンドの認識率を向上させることを目的とする。
この発明によれば、ステアリングを操舵する運転者の手を撮像できる所定の検出領域を撮像するカメラと、カメラの撮像データに基づいて運転者の手の形状および／または手の動きを抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出された手の形状および／または手の動きに対応するハンドコマンドを判定する判定手段と、判定手段により判定されたハンドコマンドを実行させる実行手段と、を有するコマンド入力装置であって、ステアリングに、ハンドコマンドの入力基準位置を運転者に示唆するとともに、運転者の触覚により認識可能な入力位置誘導部を設けたコマンド入力装置が提供される。
これにより、操舵中の運転者の視線を誘導することなく、運転者の手を所定の入力位置に導くことができ、運転者の示したハンドコマンドを正確に認識することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態のコマンド入力装置１００は車両に搭載され、図１に示すように運転者が車両のステアリングを握りながら手若しくは指の形態（差し出した指・差し出した指の本数など）又は手若しくは指の動作により表現したハンドコマンドの入力を受け付ける。本実施形態のハンドコマンドは、車両搭載のオーディオ装置、エアコン、ナビゲーション装置等の車載装置に対する制御命令である。

本実施形態のコマンド入力装置１００は、運転者によって示されたハンドコマンドをカメラ１０で撮像し、その撮像データに基づいてハンドコマンドの抽出・判定を行う。図２には、本実施形態のコマンド入力装置１００のブロック構成を示した。図２に示すように、コマンド入力装置１００は、カメラ１０と、入力制御装置２０とを備えている。コマンド入力装置１００は、外部の車載装置２００と車載ＬＡＮにより情報授受が可能なように接続されている。コマンド入力装置１００は、車載ＬＡＮを介して受け付けたハンドコマンドを車載装置２００に向けて送出する。

「入力制御装置２０」は、抽出手段２１と、判定手段２２と、実行手段２３とを備え、カメラ１０により撮像された画像に基づいて運転者が示したハンドコマンドを実行させる。カメラ１０は限定されず、運転者によりコマンドが示された手を撮像し、ハンドコマンドの抽出・判定処理ができる画像データを取得できればよい。本例では夜間や暗い場所でも撮像データを取得し、コマンドの抽出・判定を行う観点から、カメラ１０として赤外線カメラを採用するが、ＣＣＤカメラ、その他のデジタルカメラであってもよい。

本例の抽出手段２１は、カメラ１０（赤外線カメラ）により撮像された撮像データから、手の形状および／または手の動きを抽出する。抽出手法は特に限定されないが、人間の手の表皮温度（２４〜３４℃）を基準とした温度帯域に含まれる温点の分布を抽出し、この分布から人間の手の形状および／または人間の手の動きを抽出する。

判定手段２２は、抽出手段２１により抽出された手の形状および／または手の動きに基づいてハンドコマンドの内容を判定する。判定の手法は特に限定されず、抽出された手の形状および／または手の動きを、その特徴点（指先など）に基づいて認識してもよいし、パターンマッチング手法により判定してもよい。本実施形態では、抽出された手の形状および／または手の動きと、予めハンドコマンドにそれぞれ割り振られた手の形状および／または手の動きとを対比して、抽出された手の形状および／または手の動きのハンドコマンドを判定する。判定手段２２は、ハンドコマンドの内容と手の形状および／または手の動きとを予め対応づけた対応情報を、読み込み可能な記憶手段（ＲＡＭまたはＲＯＭ）から取得する。対応情報においては、手の形状および／または手の動きから予め対応づけられた所定のハンドコマンドが特定される。所定の手の形状（例えば指の本数）等と所定のハンドコマンド（例えば機器のＯＮ／ＯＦＦ）とを対応づけてもよいし、ハンドコマンドの階層構造に応じて、所定の手の形状（例えば指の本数）等の組み合わせと、所定のハンドコマンド（例えばオーディオ選択後の音量ＵＰ／ＤＯＷＮ）とを対応づけてもよい。

実行手段２３は、判定手段２２により判定されたハンドコマンドを実行させる。実行手段２３は、判定されたハンドコマンドが制御する装置へ向けて、そのハンドコマンドを送出する。ハンドコマンドを取得した各車載装置２００は、取得したハンドコマンドを実行する。

図３に、本実施形態のカメラ１０（赤外線カメラ）の配置例を示した。図３は運転者の手７がステアリングを握った状態を上方から見下ろした場合の検出領域６を示す。図３に示すように、本実施形態のカメラ１０は、ステアリングコラム２に取り付けられており、ステアリング１を握る運転者の手７と背景面となるフロントドア４の内壁面とを含む所定の検出領域を撮像し、検出領域内の背景面と運転者の手に関する撮像データ（赤外線データ）を取得する。このように検出領域を設定したのは、撮像データに運転者の手と背景以外の対象物、例えばその運転者の身体の一部を含まないようにするためである。これにより、背景面と検出対象となる運転者の手のみを撮像することができるため、運転者が示す手の形態等を正確に抽出することができる。なお、図３では右側ステアリング車両における各構成の配置を示したが、左側ステアリング車両では左右が反対の位置関係となる。

本発明では、運転者がステアリングを握りながらハンドコマンドを提示する場合に、運転者の視線を誘導することなく、運転者がハンドコマンドを示すべき「入力基準位置」を運転者に認識させることができるコマンド入力装置１００を提供する。本実施形態では、運転者が握るステアリングに、ハンドコマンドの入力基準位置を運転者に示唆するとともに、運転者の触覚により認識可能な入力位置誘導部１１を設けた。本実施形態では、運転者が触覚により認識できるようにするため、入力位置誘導部１１に（１）形状に関する特徴又は（２）表面状態に関する特徴を備えさせた。

このような入力位置誘導部１１を設けることにより、操舵中の運転者の視線を誘導することなく、運転者の手を所定の入力基準位置に導くことができる。これにより、運転者が示したハンドコマンドは正確に認識され、コマンド入力装置１００の精度を向上させることができる。また、本実施形態のコマンド入力装置１００は、ハンドコマンドを示す運転者の手を所定の入力基準位置に誘導することができることから、カメラによる撮像領域を必要最小限範囲に限定することができる。このため、撮像範囲が比較的狭い（画角が狭い、解像度が低い）安価なカメラでも高い認識率を維持することができる。つまり、コマンド入力装置１００のコストを低く抑えることができる。本実施形態の入力位置誘導部１１は、運転者にハンドコマンドの入力基準位置を示すとともに操舵に適した位置を示すため、運転者が入力位置誘導部１１を握りながら操舵を行わないように誘導することができ、結果としてハンドコマンドの誤認識を防止することができる。

特に限定されないが、入力位置誘導部１１は、ステアリング１の中心より下側であって、かつ車両のドア側の位置に設けられることが好ましい。当該位置は通常の操舵時において運転者が握らない（可能性が高い）部分であるため、この位置にハンドコマンド用の入力位置誘導部１１を設けても操舵性に影響を与えないからである。また、操舵中に運転者が入力位置誘導部１１を握ることがあっても、入力位置誘導部１１はステアリングの機能を妨害するものではないから、操舵性に影響を与えることはない。

特に限定されないが、入力位置誘導部１１には、運転手の指を掛けるための凹部１１１を設けることが好ましい。指を掛けるための凹部１１１を設けることにより、運転者は凹部１１１の位置を手がかりにして視線を動かさずに確実にハンドコマンドの入力基準位置を認識することができる。

まず、図４〜図８に基づいて形状的な特徴を有する入力位置誘導部１１の具体例を説明する。本実施形態では、入力位置誘導部１１を、ステアリングの他の部分から識別可能な形状とした。識別可能な形状とは、ステアリングの他の部分と異なる形状、ステアリングの他の部分と不連続な面、ステアリングの他の部分と異なる曲率面を含む形状である。

図４（Ａ）（Ｂ）〜図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、カメラ１０により撮像される検出領域に含まれるステアリング１の所定部分に入力位置誘導部１１を設け、この入力位置誘導部１１をこれ以外の部分と異なる太さとした。図４（Ａ）は、入力位置誘導部１１がステアリングコラム２側に凸状になり、他のステアリングよりも太い例を示した。図４（Ｂ）は、入力位置誘導部１１がステアリングコラム２側に凹状になり、他のステアリングよりも細い例を示した。図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、入力位置誘導部１１には、運転手の指を掛けるための凹部１１１を設けることが好ましい。他の変形例として、図５（Ａ）には、入力位置誘導部１１が運転手側に凸状になり、他のステアリングよりも太い例を示した。図５（Ｂ）には、入力位置誘導部１１がフロントガラス側に凸状になり、他のステアリングよりも太い例を示した。図６（Ａ）には、入力位置誘導部１１がステアリング１の運転手側で凹状になり、他のステアリングよりも細い例を示した。図６（Ｂ）には、入力位置誘導部１１がステアリング１のフロンガラス側で凹状になり、他のステアリングよりも細い例を示した。

また、本実施形態では、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、カメラ１０により撮像される検出領域に含まれるステアリング１の所定部分に入力位置誘導部１１を設けた。この入力位置誘導部１１は、ステアリング１の他の部分とはステアリング１の中心からの距離が異なる位置に設けられている。図７（Ａ）には、入力位置誘導部１１がステアリングコラム２側に凸状になり、他のステアリングよりもステアリング中心からの距離が短い例を示した。図７（Ｂ）には、入力位置誘導部１１がステアリング外側に凸状になり、他のステアリングよりもステアリング中心からの距離が長い例を示した。図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、入力位置誘導部１１には、運転者の視線誘導防止の観点から、運転手の指を掛けるための凹部１１１を設けることが好ましい。

さらに、本実施形態では、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、カメラ１０により撮像される検出領域に含まれるステアリング１の部分に入力位置誘導部１１を設けた。この入力位置誘導部１１はステアリング１の他の部分とはドライバからの距離が異なる位置に設けられている。図８（Ａ）には、入力位置誘導部１１がドライバ側に凸状になり、他のステアリングよりもドライバからの距離が短い例を示した。図８（Ｂ）には、入力位置誘導部１１がフロントガラス側に凸状になり、他のステアリングよりもドライバからの距離が長い例を示した。図示しないが、入力位置誘導部１１には運転手の指を掛けるための凹部１１１を設けることが好ましい。

次に、図９に基づいて表面状態に特徴を有する入力位置誘導部１１の具体例を説明する。本実施形態では、入力位置誘導部１１を、ステアリングの他の部分から識別可能な表面状態形状とした。識別可能な表面状態とは、ステアリングの他の部分と異なる硬さ、柔らかさ、弾性、受ける力の方向、テクスチャ（表面状態の手触り）、質感、滑り、表面粗度などの人間の皮膚が知覚できる触覚情報が異なる状態である。人間は、物の表面を触ったときに、その物が硬いか、柔らかいか、つるつるか、ざらざらかなどの触覚により物を識別することができるし、毛皮、布、織物、織目が異なる織物、ゴム、プラスチックなどの材質を識別することができる。本実施形態では入力位置誘導部１１の表面状態とステアリング１の他の部分の表面状態とを異なるものとしたため、運転者はステアリングを触ったときに、他の部分とは触覚情報（硬さ、柔らかさ、弾性、受ける力の方向、テクスチャ（表面状態の手触り）、質感、滑り、表面粗度など）が異なる入力位置誘導部１１の存在及びその位置を認識することができる。

入力位置誘導部１１を他の部分とは異なる表面状態とする観点から、特に限定されないが、本実施形態の入力位置誘導部１１の表面はステアリング１の他の部分とは異なる材料で構成されることが好ましい。入力位置誘導部１１を異なる材料で覆うことにより、運転者がステアリング１を触ったときに触覚により入力位置誘導部１１を認識することができるため、ハンドコマンド入力時に運転者の視線を誘導するおそれがない。図９に示すように、入力位置誘導部１１は、ステアリング１の他の部分とは異なる材質で覆われている。また、入力位置誘導部１１には運転手の指を掛けるための凹部１１１を設けることが好ましい。

次に本実施形態のコマンド入力装置１００の制御手順を図１０のフローチャートに基づいて説明する。図１０に示すように、起動後(Ｓ１０１)、カメラ１０は、ステアリング１を握る運転者の手を含む所定の検出領域を撮像する（Ｓ１０２）。抽出手段２１は、カメラ１０が取得した撮像データに基づいて運転者の手の形状および／または運転者の手の動きを抽出する(Ｓ１０３)。判定手段２２は、抽出手段２１により抽出された運転者の手の形状および／又は手の動きに対応するコマンドを判定する（Ｓ１０４）。実行手段２３は判定手段２２により判定されたコマンドを車載装置２００の制御手段に向けて出力する（Ｓ１０５）。車載装置２００は、受け付けたコマンドに基づいて車載装置２００を制御し（Ｓ１０６）、終了する。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

コマンド入力装置の使用例を示す図である。 コマンド入力装置のブロック構成図である。 検出領域の一例を示す図である。 入力位置誘導部の第１例を示す図である。 入力位置誘導部の第２例を示す図である。 入力位置誘導部の第３例を示す図である。 入力位置誘導部の第４例を示す図である。 入力位置誘導部の第５例を示す図である。 入力位置誘導部の第６例を示す図である。 コマンド入力装置の制御手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１００…コマンド入力装置
１０…カメラ（赤外線カメラ）
１１…入力位置誘導部
１１１…凹部
２０…入力制御装置
２１…抽出手段
２２…判定手段
２３…実行手段
１…ステアリング
２…ステアリングコラム
４…フロントドア
７…運転者の手
２００・・・車載装置

Claims (10)

1. ステアリングを操舵する運転者の手を含む所定の検出領域を撮像するカメラと、
   前記カメラの撮像データに基づいて運転者の手の形状および／または手の動きを抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段により抽出された手の形状および／または手の動きに対応するハンドコマンドを判定する判定手段と、
   前記判定手段により判定されたハンドコマンドを実行させる実行手段と、を有するコマンド入力装置であって、
   前記ステアリングに、ハンドコマンドの入力基準位置を運転者に示唆するとともに、運転者の触覚により認識可能な入力位置誘導部を設けたことを特徴とするコマンド入力装置。
2. 前記ハンドコマンドの入力位置誘導部は、ステアリングの他の部分から識別可能な形状であることを特徴とする請求項１に記載のコマンド入力装置。
3. 前記ハンドコマンドの入力位置誘導部は、ステアリングの他の部分とは太さが異なることを特徴とする請求項２に記載のコマンド入力装置。
4. 前記ハンドコマンドの入力位置誘導部は、ステアリングの他の部分とはステアリング中心からの距離が異なる位置に設けられたことを特徴とする請求項２に記載のコマンド入力装置。
5. 前記ハンドコマンドの入力位置誘導部は、ステアリングの他の部分とは運転者からの距離が異なる位置に設けられたことを特徴とする請求項２に記載のコマンド入力装置。
6. 前記ハンドコマンドの入力位置誘導部の表面は、ステアリングの他の部分とは表面状態が異なることを特徴とする請求項１に記載のコマンド入力装置。
7. 前記ハンドコマンドの入力位置誘導部の表面は、ステアリングの他の部分とは異なる材料であることを特徴とする請求項６に記載のコマンド入力装置。
8. 前記ハンドコマンドの入力位置誘導部に、運転者の所定の指を掛けるための凹部を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のコマンド入力装置。
9. 前記ハンドコマンドの入力位置誘導部は、ステアリングの中心より下側であって、かつ車両のドア側の位置に設けられたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のコマンド入力装置。
10. 前記カメラは赤外線カメラであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のコマンド入力装置。
    

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