JP2016018558A - ヒューマンマシンインタラクションを支援する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両を運転する際に、車両搭載システムとインタラクトしている間の注意散漫を最小限にする装置及び方法を提供する。
【解決手段】車両システム等のシステムのセットとインタラクトする方法は、まず、センサー１０１を用いて、ユーザー視線等のユーザーの関心の方向を求める１１０。システムのうちの１つは、関心の方向に基づいて選択され１２０、選択されたシステムに対応するように状態が変更される１３０。ユーザーからの入力は、制御装置１０２（入力デバイス）を用いて取得され１５０、その後、状態と入力に従って、選択されたシステムに対し動作を行う１６０。
【選択図】図１

Description

この発明は、包括的には、ヒューマンマシンインタラクション(ＨＭＩ)に関し、より詳細には、ＨＭＩを簡略化することに関する。

多くの場合、ユーザーは、何らかの目的を遂行するために、マシン、機器、及びシステム(本明細書においては、包括的にシステムとする)とインタラクトすることを望む。しかしながら、多くのシステムは、ユーザーが行うことのできる多数の潜在的なインタラクションを有する。例えば、車両を考慮されたい。多くの車両は、車両の運転の主要なタスク、例えば、操縦、加速、及び減速を行うための、一般的に入力デバイスである制御装置に加えて、エンターテイメントシステム、空調システム、ナビゲーションシステム、座席システムを調整するための制御装置も有する。通常、各システムは、例えば、ラジオのための音量、フェーダー、及びチューナー、空調のための温度及びファン等の制御装置の専用セットを有する。多くの場合、運転者はこれらの制御装置を作動させるために、所望の目的、例えば、ラジオ局の変更を遂行するために注意を運転から著しく転じなければならない。

何らかのタスクを行うためにそのようなシステムとインタラクトする困難さをいくらか改善する１つの手法は、モーダル手法を用いることである。それにより、制御装置は、システムが１つのモードにあるときに、空調制御等の１つの機能を有することができ、システムが別のモードにあるときに、ラジオ制御等の別の機能を有することができる。この手法は、ユーザーがインタラクトしなければならない入力デバイスの数を大幅に減らすことができる。しかしながら、入力デバイスの数を大幅に減らすためにメニューシステムが極度に複雑になり、これはユーザーの更なる注意散漫及びフラストレーションにつながるおそれがある。

車両操縦者の注意散漫を減らすことができる別の手法は、ヘッドアップディスプレイ(ＨＵＤ)を用いることである。それにより、運転者は運転中に視線を転じる必要がなくなる。しかしながら、ＨＵＤでは、システムが提供する多数のインタラクションを支援するための入力デバイスが多すぎるという問題が解決されない。

米国特許出願公開第２０１４／０００９３９０号明細書

特許文献１は、ユーザーの視線に基づいてシステムを制御する方法を記載している。しかしながら、この方法は、マシンを視線の補助によって直感的に制御することに関して幾つかの短所を有する。

まず、このシステムにおいて、ユーザーは、グラフィカルユーザーインターフェース(ＧＵＩ)のコンポーネントを直接注視して、特定の動作を選択しなければならない。この要件の結果として、アクティブにコンポーネントを注視している間に視線に従った動作を行うように、入力デバイスが依存的に構成される。これは、目と手とのギャップ(eye-hand gap)として知られる現象に起因して問題となり得る。目と手とのギャップは、人が、注視したＧＵＩコンポーネントに関連した動作を行う際に生じる遅れであるが、マウスのクリック等の実際の入力動作のときには、多くの場合、視線は既に関心の対象から、操縦者が関心のある次のコンポーネントに移っている。

次に、操縦者は入力を向けている間コンポーネントを注視しなくてはならないため、ユーザーはその動作を続けている間、視線の向きを変えることができない。例えば、ユーザーはオーディオ音量を変えたい場合、音量制御コンポーネントを凝視し続けなければならない。

図１に示されるように、この発明の実施の形態は、ヒューマンマシンインタラクション(ＨＭＩ)を簡略化する装置及び方法を提供し、より詳細には、車両を運転する際に、車両搭載システム１７０とインタラクトしている間の注意散漫を最小限にする装置及び方法を提供する。本方法のステップは、メモリに接続された１つ又は複数のプロセッサ１００において実行することができる。

本方法は、ユーザーによって示された関心の推定方向に基づいてシステムに状態を変更させることにより、ＨＭＩを大幅に改善する。次に、システムの状態を用いて、例えば、入力デバイスの作用又はアクチュエーターの出力をシステムのために変え、ユーザーインタラクションの完了の成功を容易にすることができる。

１つの実施の形態では、車両は、車両システムにおける様々なステータスを示すヘッドアップディスプレイ(ＨＵＤ)を備える。ユーザーは、様々な表示コンポーネントを選択し、それに応じて状態を変更することができる。次に、単一の入力デバイスが、コンポーネントと関連した制御機能を引き継ぐことができる。関心の方向は、眼球追跡又は頭部姿勢追跡により求めることができる。

この発明の実施の形態に係るヒューマンマシンインタラクション(ＨＭＩ)の方法の流れ図である。 この発明の実施の形態に係るＨＭＩのための装置の概略図である。

この発明の実施の形態は、ヒューマンマシンインタラクション(ＨＭＩ)を簡略化する装置及び方法を提供し、より詳細には、車両を運転する際に、車両搭載システムのセットとインタラクトしている間の注意散漫を最小限にする装置及び方法を提供する。

図１は、実施の形態に係る方法を示す。センサー１０１を用いて関心の方向１０５を求める(１１０)。関心の方向は、眼球追跡、頭部姿勢追跡、手指追跡、腕部追跡、神経パターン追跡、又はこれらの組み合わせを含む様々な方法で求めることができる。関心は、システム、ヘッドアップディスプレイ(ＨＵＤ)、物理的な対象、又は仮想対象のうちの１つに向けることができる。

関心の方向を用いて、セット１７０内のシステムのうちの１つを選択することができる(１２０)。次いで、状態１０６を変更するか否かを判断する(１３０)。例えば、選択されたシステムが現在のシステムと同じであることに起因して、状態が変更されない場合(Ｆ)、ステップ１１０において継続する。そうでない場合(Ｔ)、状態を、選択したシステムの状態に変更する(１４０)。状態は、有限状態マシンとして保持することができる。次に、入力１０４が制御装置１０２から取得され(１５０)、それに応じて、選択されたものに対し動作が行われる(１６０)。

図２は、実施の形態に係る装置を示す。この実施の形態において、ＨＵＤ２００が用いられる。ＨＵＤは、ディスプレイの外縁に複数のコンテクストエリア(context area)２０１〜２０４を有するように構成することができる。セット１７０の各システムにつき１つのエリアが存在する。運転者が特定のエリアを注視すると、状態１０６は以前の状態から、ユーザーが注視しているエリアに関連する次の状態へと切り替えられる。頭部姿勢も用いることができる。

例えば、運転者がラジオエリア２０２を注視した場合、ＨＵＤの他の様々なエリアは、表示画面上のグラフィカルコンポーネント、例えば、フロントガラス又はアイコンとすることができる。コンポーネントは、局周波数及び音量２１２等の表示されたラジオ関連情報等に対応することができる。さらに、ハンドルに取り付けられたスクロールホイール又はスライダー等の入力デバイス又は制御装置１０２によって、例えば、車両の空調制御からラジオ音量２１２の制御へと作用を自動的に転じることができる。このようにして、操縦者は、視線を道路から大幅に動かすことも、両手をハンドルから大幅に動かすことも行う必要が一切なくなる。それにより、車両を運転するという主要タスクを注意散漫なしに行うことができる。入力は、音声又はジェスチャー認識システムによって取得することもできる。

本装置及び方法は、ユーザーの関心の方向をアクティブに監視し、この関心が、関連する状態を有する既知の(現実の、又はＨＵＤにおける場合のように仮想の)システムに向けられたとき、この状態は選択したシステムに対応するように変更される。

状態を変える動作は、常に別個の変更でなくてもよい。代わりに、動作はユーザーの対象に対する関心又は注意の確率的測度とすることができる。

代替的な実施の形態では、例えば非決定論的状態マシンにおいて、ユーザーがシステムの状態を変えるアクティブな意図なしに関心のシステムを注視している状況をできる限り避けるために、複数の状態を同時に保持することができる。

Claims (16)

1. システムのセットとインタラクトする方法であって、
   センサーを用いてユーザーの関心の方向を求めるステップと、
   前記関心の方向に基づいて前記システムのうちの１つを選択するステップと、
   前記選択されたシステムに対応する状態に変更するか否かを判断するステップと、
   真の場合、前記選択されたシステムに対応する前記状態に変更するステップと、
   入力デバイスを用いて前記ユーザーから入力を取得するステップと、
   前記状態及び前記入力に従って、前記選択されたシステムに対し動作を行うステップと、
   を含み、前記ステップはプロセッサにおいて実行される、システムのセットとインタラクトする方法。
2. 前記関心の方向は、眼球追跡、頭部姿勢追跡、手指追跡、腕部追跡、神経パターン追跡、又はこれらの組み合わせによって求められる、請求項１に記載の方法。
3. 前記関心の方向は、表示画面上のグラフィカルコンポーネントに向けられる、請求項１の方法。
4. 前記グラフィカルコンポーネントはヘッドアップディスプレイ(ＨＵＤ)上にある、請求項３に記載の方法。
5. 前記関心の方向は、前記システムのうちの１つのシステムの物理的コンポーネントに向けられる、請求項１に記載の方法。
6. 前記関心の方向は仮想対象に向けられる、請求項１に記載の方法。
7. 前記ユーザーは車両の運転者であり、前記システムは該車両に搭載される、請求項１に記載の方法。
8. 前記状態は有限状態マシンにおいて保持される、請求項１に記載の方法。
9. 前記有限状態マシンは非決定論的である、請求項８に記載の方法。
10. 前記状態は確率的である、請求項１に記載の方法。
11. 前記入力デバイスはハンドルに取り付けられる、請求項１に記載の方法。
12. 前記入力デバイスは音声認識システムである、請求項１に記載の方法。
13. 前記入力デバイスはジェスチャー認識システムである、請求項１に記載の方法。
14. 前記状態は、前記ユーザーのためにディスプレイに提示されるグラフィカルコンポーネントの出力を変更する、請求項１に記載の方法。
15. システムのセットとインタラクトするための装置であって、
    非一時的メモリと、
    センサーと、
    前記非一時的メモリ及び前記センサーに接続されるプロセッサであって、該センサーを用いてユーザーの関心の方向を求め、該関心の方向に基づいて前記システムのうちの１つを選択し、該選択されたシステムに対応する状態に変更するか否かを判断し、真の場合、前記選択されたシステムに対応する前記状態に変更し、前記入力デバイスを用いてユーザーから入力を取得し、前記状態及び入力に従って、前記選択されたシステムに対し動作を行う、プロセッサと、
    を備える、装置。
16. 前記ユーザーは車両の運転者であり、前記システムは該車両に搭載される、請求項１５に記載の装置。

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