JP2018111431A - Handling device - Google Patents
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Abstract
Description
自動的に操作されている操作部を把持し続けることを容易とする操作装置に関するものである。 The present invention relates to an operating device that makes it easy to keep gripping an automatically operated operating unit.
近年、人工知能の発達によって、鉄道や自動車など従来人が操作していたものが自動的に操作されるようになっている。
これら、自動化された機械は、センサなどで外界を観測し、自ら判断をして行動を起こす。
In recent years, with the development of artificial intelligence, things that have been operated by people such as railways and automobiles have been automatically operated.
These automated machines observe the outside world with sensors and make decisions based on their own judgment.
しかし、これら自動化された機械が適切な判断ができない緊急時には人が介入することが望ましい。 However, it is desirable for humans to intervene in emergencies where these automated machines cannot make good decisions.
特に、自動車の自動運転では、事故時の責任の観点などからも、運転手が自動運転中もハンドルに手を添えておくことが望まれている。 In particular, in an automatic driving of a car, it is desired that the driver keeps a hand on the steering wheel even during the automatic driving from the viewpoint of responsibility in case of an accident.
しかし、自動運転中、常にハンドルに手を添えた状態を維持することは、ハンドルを握った状態を保つよりも大変である。 However, it is more difficult to maintain a state in which the hand is always attached to the handle during automatic driving than to hold the handle.
一方で、自動運転中にハンドルを握る場合は、カーブなどでハンドルが大きく動くため、ハンドルを握り続けることは困難である。 On the other hand, when gripping the handle during automatic driving, it is difficult to keep gripping the handle because the handle moves greatly on a curve or the like.
特許文献1では、ハンドルにハンドルレストを設けることで、手の疲れを低減し、緊急時にすぐにハンドルを握ることを可能としているが、とっさにハンドルに持ち直す場合に直ちにハンドルの状態を把握し適切な運転を維持することは困難である。
In
本願発明は、ハンドルなどの操作部が自動的に操作されているとき、その動きを制御することによって、自動操作中も操作部を把持していることを容易とし、さらに操作部の動きによって、自動的に操作されている操作対象の状態を把握することが可能な操作装置を提供する。 The present invention makes it easy to grip the operating unit even during automatic operation by controlling its movement when the operating unit such as a handle is automatically operated, and further by the movement of the operating unit, Provided is an operating device capable of grasping the state of an operation target that is automatically operated.
操作部と第二の操作部と操作対象値からなる操作対象値を操作する操作装置であり、
制御状態として連動状態と非連動状態を有し、
連動状態とは、操作部の状態と動き、もしくはそのどちらかに応じて、操作対象値を決
定し、必要に応じて、操作対象値の操作部以外による変化に応じて、操作部が動くこと、
もしくは操作部による通常の操作が行われている状態
であり、
非連動状態とは、第二の操作部によって、操作対象値を決定し、その値と必要に応じて第二の操作部以外による操作対象値の変化に応じて、操作部の状態を決定する。
An operation device that operates an operation target value including an operation unit, a second operation unit, and an operation target value,
There are linked and unlinked states as control states,
The interlocking state means that the operation target value is determined according to the state and / or movement of the operation unit, and the operation unit moves according to the change of the operation target value by other than the operation unit as necessary. ,
Or it is the state where normal operation by the operation part is performed,
In the non-interlocking state, the operation target value is determined by the second operation unit, and the state of the operation unit is determined according to the value and, if necessary, the change in the operation target value by other than the second operation unit. .
非連動状態においては、連動状態であるときよりも、同じ操作対象値に対する操作部の動きを同等以下とする。 In the non-interlocking state, the movement of the operation unit with respect to the same operation target value is equal to or less than that in the interlocking state.
操作部の動きの範囲を連動と非連動状態とでそれぞれ定め、前記操作対象値が最大最小のとき、前記操作部が前記動きの範囲の最大最小となるように動かす。 The range of movement of the operation unit is determined in each of linked and non-linked states, and when the operation target value is the maximum and minimum, the operation unit is moved so as to be the maximum and minimum of the range of movement.
もしくは、非連動状態においては、前記操作部を前記操作対象値に応じて動かさない。 Alternatively, in the non-linked state, the operation unit is not moved according to the operation target value.
操作対象値の範囲として、知覚提示範囲を一つ以上設定し、前記操作対象値が前記知覚提示範囲内であるとき、前記操作対象値に応じた提示を行う。 One or more perceptual presentation ranges are set as the range of the operation target value, and when the operation target value is within the perceptual presentation range, presentation according to the operation target value is performed.
前記の提示手段は、動画像の表示、操作部の動き、音、電気的刺激、との任意の組み合わせによる。 The presenting means is based on any combination of moving image display, operation unit movement, sound, and electrical stimulation.
前期連動状態と非連動状態とを切り替えるとき、操作部の状態を操作対象値によって決まる切り替え先の制御状態での状態となるように動かし、その際、最大負荷を定め、操作部の操作によってかかる操作部への負荷が前記最大負荷以下もしくは未満のときは、操作部を前記所定の状態となるように動かし、
操作部の操作によってかかる操作部への負荷が前記最大負荷を超える、もしくは以下のときは、前記操作対象値を前記操作部の状態によって決定する値に向かって変化させる。
When switching between the interlocked state and the non-linked state in the previous period, move the state of the operation unit so that it becomes the state in the control state of the switching destination determined by the operation target value, and at that time, determine the maximum load and apply it by operating the operation unit When the load on the operation unit is less than or less than the maximum load, move the operation unit to the predetermined state,
When the load on the operation unit exceeds or exceeds the maximum load due to the operation of the operation unit, the operation target value is changed toward a value determined by the state of the operation unit.
非連動状態と連動状態との切り換え時に、操作部が、切り替え先の前記制御状態での操作対象値に対応する所定の状態ではないとき、
現在の操作部の状態によって、切り替え先の前記制御状態での操作対象値が現在の値となるように、切り替え先の前記制御状態における前記操作部と前記操作対象値との動作に修正を加える。
At the time of switching between the non-linked state and the linked state, when the operation unit is not a predetermined state corresponding to the operation target value in the control state of the switching destination,
Modify the operation of the operation unit and the operation target value in the control state of the switching destination so that the operation target value in the control state of the switching destination becomes the current value depending on the state of the current operation unit .
非連動状態と連動状態との切り換え時に、 前記制御状態の切り替えが完了するまでの間は、前記第二の操作部による操作を行い、その間は必要に応じて、前記操作部の操作に応じて前記第二の操作部の操作に介入することを可能とする。 When switching between the non-interlocking state and the interlocking state, the operation by the second operation unit is performed until the switching of the control state is completed, and during that time, depending on the operation of the operation unit, as necessary It is possible to intervene in the operation of the second operation unit.
少なくとも、非連動状態のときの前記操作対象値を提示する手段を備える。 At least means for presenting the operation target value when in an unlinked state.
本願発明のある様態では、
操作装置とは操舵装置であり、
操作対象値とは操舵量であり、
操作部とはハンドルであり、
第二の操作部とは自動的に操舵量を操作するシステムによって操作されるものであり、
操作部の状態とはハンドルの回転量であり、
操作部の操作とはハンドルを回転させることとする。
In one aspect of the present invention,
The operating device is a steering device,
The operation target value is the steering amount.
The operation part is a handle,
The second operation unit is operated by a system that automatically operates the steering amount.
The state of the operation unit is the amount of rotation of the handle,
The operation of the operation unit is to rotate the handle.
本願発明の別のある様態では、
操作装置とはレバーであり、
操作部とはレバーの持ち手部分であり、
操作部の状態とは前記持ち手部の位置であり、
操作部の操作とは前記持ち手部を動かすことである。
In another aspect of the present invention,
The operating device is a lever,
The operation part is the handle part of the lever,
The state of the operation part is the position of the handle part,
The operation of the operation unit is to move the handle part.
前記した特徴を有する操作装置を2つ以上任意の組み合わせで備えた操作装置を提供する。
Provided is an operating device provided with an arbitrary combination of two or more operating devices having the characteristics described above.
操作部の状態をA、操作対象値に対応する操作部の目標状態をB、AとBの差を表す量をxとすると、操作装置は、xが徐々に減少するようにAを変化させ、Aの変化が妨げられxをその瞬間での目標値にできない場合は、Bを変化させることによってxを所定の値にする。 Assuming that the state of the operation unit is A, the target state of the operation unit corresponding to the operation target value is B, and the amount representing the difference between A and B is x, the operation device changes A so that x gradually decreases. If the change of A is hindered and x cannot be set to the target value at the moment, x is set to a predetermined value by changing B.
例えば、所定の値xが一定の減少量で減少するものとするとき、AとBを上記のように変化させることによって、xの減少量が一定となるように維持する。このとき、操作部に負荷がかからないならば、操作部は前記一定の変化量でBの状態に近づき、操作部が固定されAが変化しないときは、操作対象値を変化させることによってBをAに近づけることとなる。 For example, when the predetermined value x is decreased by a constant decrease amount, the decrease amount of x is maintained constant by changing A and B as described above. At this time, if the operation unit is not loaded, the operation unit approaches the state of B with the constant change amount, and when the operation unit is fixed and A does not change, B is changed to A by changing the operation target value. It will be close to.
前記操作対象値に対応する操作部の目標状態Bを第二の操作部の状態として考えてもよい。 The target state B of the operation unit corresponding to the operation target value may be considered as the state of the second operation unit.
本願発明により、ハンドルなどの操作部が自動的に操作されているとき、その動きを制御することによって、自動操作中も操作部を把持していることを容易とし、さらに操作部の動きによって、自動的に操作されている操作対象の状態を把握することが可能な操作装置を提供する。
According to the present invention, when an operation unit such as a handle is automatically operated, by controlling its movement, it is easy to hold the operation unit even during automatic operation, and further by the movement of the operation unit, Provided is an operating device capable of grasping the state of an operation target that is automatically operated.
以下に本願操作装置のシステムの概要を述べる。 The outline of the system of the operation device of the present application will be described below.
システムは、操作部と第二の操作部と操作対象値によって構成される。 The system includes an operation unit, a second operation unit, and an operation target value.
図1のシステムについて説明する。 The system of FIG. 1 will be described.
連動状態においては、操作部(1)の動きは操作対象値(3)を決定する数値に変換される。 In the interlocking state, the movement of the operation unit (1) is converted into a numerical value that determines the operation target value (3).
また、外部要因による操作対象値(3)の変化は操作部(1)の動きとしてフィードバックしても良い。 Further, a change in the operation target value (3) due to an external factor may be fed back as a movement of the operation unit (1).
本願操作装置の特徴を既存操作装置に適用する実施を行う場合は、連動状態を適用先の既存操作装置の働きに一致させてもよい。このとき、既存の操作部を第二の操作部(2)としても良い。適用にあたって新たな操作部を用意して、操作部(1)、もしくは第二の操作部(2)としても良い。 When performing the application of the features of the operating device of the present application to the existing operating device, the interlocking state may be matched with the function of the existing operating device to which the application is applied. At this time, the existing operation unit may be the second operation unit (2). A new operation unit may be prepared for application, and the operation unit (1) or the second operation unit (2) may be used.
非連動状態においては、第二の操作部(2)の状態、動きによって操作対象値(3)が決定する。さらに、第二の操作部(2)の状態、動きによって、操作部(1)の状態、動きが決定される。 In the non-interlocking state, the operation target value (3) is determined by the state and movement of the second operation unit (2). Further, the state and movement of the operation unit (1) are determined by the state and movement of the second operation unit (2).
第二の操作部(2)は、システムの内部状態でも構わない。 The second operation unit (2) may be in the internal state of the system.
第二の操作部(2)は、操作対象値(3)を自動的に操作するシステムによって操作しても良い。 The second operation unit (2) may be operated by a system that automatically operates the operation target value (3).
本願システムのもう一つの構成例を、図2、図3に示す。 Another configuration example of the present system is shown in FIGS.
図2、図3のシステムでは、連動状態と非連動状態において操作対象値(1)は第二の操作部(2)によって操作される。 In the system of FIGS. 2 and 3, the operation target value (1) is operated by the second operation unit (2) in the interlocking state and the non-interlocking state.
このとき、本願システムを既存の操作装置に適用するとき、第二の操作部(2)は適用する操作装置の元々の操作部と同等の働きをするもとする。適用に際して、前記元々の操作部を仮想の第二の操作部(2)として実施してもよい。第二の操作部(2)を実デバイスとして実施しても良い。 At this time, when the system of the present application is applied to an existing operating device, the second operating unit (2) is assumed to function in the same manner as the original operating unit of the applied operating device. In application, the original operation unit may be implemented as a virtual second operation unit (2). The second operation unit (2) may be implemented as an actual device.
連動状態のときは、操作部(1)の動きを第二の操作部(2)の動きと一致させる。即ち、操作部(1)を操作することによって、第二の操作部(2)を介して操作対象値(3)を操作する。また、図2、図3のシステムでは、操作対象値(3)を変化させることは第二の操作部(2)を変化させることと同意であり、第二の操作部(2)を変化させることは操作対象値(3)を変化させることと同意である。 In the interlocked state, the movement of the operation unit (1) is matched with the movement of the second operation unit (2). That is, by operating the operation unit (1), the operation target value (3) is operated via the second operation unit (2). Further, in the systems of FIGS. 2 and 3, changing the operation target value (3) is equivalent to changing the second operation unit (2), and changing the second operation unit (2). This is the same as changing the operation target value (3).
さらに、操作対象値(3)の外部要因による変化を第二の操作部(2)を介して操作部(1)に伝える。 Furthermore, a change due to an external factor of the operation target value (3) is transmitted to the operation unit (1) via the second operation unit (2).
連動状態での操作装置の働きは、本願操作装置を適用するシステムの元々の働きと等価として良い。即ち、連動状態においては、操作部の動きが本願操作装置によって制御されない場合と同等の働きをする。 The operation of the operation device in the interlocked state may be equivalent to the original operation of the system to which the operation device of the present application is applied. That is, in the interlocking state, the operation of the operation unit is equivalent to the case where the operation is not controlled by the operation device of the present application.
次に、非連動状態における操作部(1)の動きについて述べる。 Next, the movement of the operation unit (1) in the non-linked state will be described.
非連動状態においては、第二の操作部(2)の動き、状態に応じて操作部(1)の動き、状態を制御する。 In the non-interlocking state, the movement and state of the operation unit (1) are controlled according to the movement and state of the second operation unit (2).
非連動状態においては、図4に示すように連動状態の時よりも同じ操作対象値に対する操作部の動きを小さくする。 In the non-interlocking state, as shown in FIG. 4, the movement of the operation unit with respect to the same operation target value is made smaller than in the interlocking state.
より具体的には、図7に示すように、操作部の最大、最小状態と操作対象値の最大値、最小値を定め、操作対象値が最大値の時に操作部が最大状態、操作対象値が最小値の時は操作部が最小状態となるように操作部の動きを調整する。 More specifically, as shown in FIG. 7, the maximum and minimum states of the operation unit and the maximum and minimum values of the operation target value are determined. When the operation target value is the maximum value, the operation unit is in the maximum state and the operation target value. When is the minimum value, the movement of the operation unit is adjusted so that the operation unit is in the minimum state.
または、図5のような、操作部の状態(14)と操作対象値(3)の関係を定める。図5と図6に示すように、操作部の動きと操作対象値との関係は比例関係でなくても良い。比例関係であってもよい。また、変曲点を含んでもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 5, the relationship between the state (14) of the operation unit and the operation target value (3) is determined. As shown in FIGS. 5 and 6, the relationship between the movement of the operation unit and the operation target value may not be a proportional relationship. It may be a proportional relationship. Further, an inflection point may be included.
必要に応じて、操作装置の状態や外的要因によって操作部の状態(14)と操作対象値(3)の関係を変化させても良い。 If necessary, the relationship between the state (14) of the operation unit and the operation target value (3) may be changed depending on the state of the operation device and external factors.
その他には、非連動状態では操作対象値(3)によらず操作部(1)を動かさない。 In addition, the operation unit (1) is not moved in the non-linked state regardless of the operation target value (3).
操作対象値(3)の値に応じて、操作者に提示を行う。 It is presented to the operator according to the value of the operation target value (3).
操作対象値(3)の範囲として、知覚提示範囲を一つ以上設定し、値が前記範囲内であるとき、前記操作対象値に応じた提示を行う。 One or more perceptual presentation ranges are set as the range of the operation target value (3), and when the value is within the range, presentation according to the operation target value is performed.
例えば、図8のように知覚提示範囲(51,52)を設定したとき、図8における操作部は知覚提示範囲内(51,52)では動かないように制御されるが、
操作対象値(3)が範囲1(51)もしくは範囲2(52)内であるときは、例えば、操作部(1)がそのときの状態で、操作対象値(3)の大きさに応じて振動し操作者に現在の装置対象値を知覚させる。
For example, when the perceptual presentation range (51, 52) is set as shown in FIG. 8, the operation unit in FIG. 8 is controlled not to move within the perceptual presentation range (51, 52).
When the operation target value (3) is within range 1 (51) or range 2 (52), for example, depending on the size of the operation target value (3) while the operation unit (1) is in that state Vibrate and let the operator perceive the current device target value.
これにより、本願操作装置において操作部(1)が動かない場合や動きが少ない場合であっても、操作対象値(3)の現在の値を知ることができる。 Thereby, even when the operation unit (1) does not move or moves little in the operation device of the present application, the current value of the operation target value (3) can be known.
上記提示方法は一例であり、他の提示手段として文字や動画像の表示、音、触覚の刺激などがあり、操作者に知覚させる手段であれば何を用いても構わない。また、図8の例では、知覚範囲内において操作部(1)を動かさないものとしたが、操作部(1)の動きをともなっても良い。 The presenting method is an example, and other presenting means include display of characters and moving images, sound, and tactile stimulation. Any means may be used as long as it is a means for the operator to perceive. In the example of FIG. 8, the operation unit (1) is not moved within the perceptual range, but the operation unit (1) may be moved.
以下に、連動状態と非連動状態の切り替え時の動作に関して述べる。 The operation at the time of switching between the interlocking state and the non-interlocking state will be described below.
連動状態と非連動状態の切り替え時に、それぞれの制御状態において決定する操作部(1)の状態が異なるとき、徐々に操作部(1)の状態を切り替え先の制御状態で決定する操作部(1)の状態となるように動かし、その間に操作者による操作介入があれば、必要に応じてその操作を反映する。 When the state of the operation unit (1) to be determined in each control state is different when switching between the linked state and the non-linked state, the operation unit (1) that gradually determines the state of the operation unit (1) in the control state of the switching destination (1 ), And if there is an operation intervention by the operator during that time, the operation is reflected as necessary.
前記連動状態と非連動状態とを切り替えるとき、操作部(1)の状態を操作対象値(3)によって決まる切り替え先の制御状態での状態となるように動かし、その際、最大負荷を定め、操作部(1)の操作によってかかる操作部(1)への負荷が前記最大負荷以下もしくは未満のときは、操作部(1)を前記所定の状態となるように動かし(図9負荷小)、
操作部(1)の操作によってかかる操作部(1)への負荷が前記最大負荷を超える、もしくは以下のときは、前記操作対象値(3)を前記操作部(1)の状態によって決定する値に向かって変化させる(図9負荷大1もしくは負荷大2)。図9に動作を図示する。
When switching between the interlocking state and the non-interlocking state, the state of the operation unit (1) is moved to become the state in the control state of the switching destination determined by the operation target value (3), and at that time, the maximum load is determined, When the load on the operation unit (1) is less than or less than the maximum load due to the operation of the operation unit (1), the operation unit (1) is moved so as to be in the predetermined state (FIG. 9 small load),
When the load on the operation unit (1) by the operation of the operation unit (1) exceeds the maximum load, or the following, the value to be determined by the state of the operation unit (1) the operation target value (3) (Fig. 9
実施形態の例として、図11のモデルを例として説明する。
目標状態(11)とは切り替え先の制御状態で決定する操作部(1)の状態である。
瞬間目標状態(12)とは操作部(1)のその瞬間での目標状態であり、目標状態(11)を基準とする。
差(13)とは目標状態(11)と操作部の状態(14)との差であり、この差(13)を徐々に小さくするように瞬間目標状態(12)を変化させることで、最終的に操作部を目標状態(11)に一致させる。
As an example of the embodiment, the model in FIG. 11 will be described as an example.
The target state (11) is the state of the operation unit (1) determined by the control state of the switching destination.
The instantaneous target state (12) is a target state at the moment of the operation unit (1), and is based on the target state (11).
The difference (13) is the difference between the target state (11) and the operating unit state (14) .By changing the instantaneous target state (12) so that this difference (13) is gradually reduced, The operation unit is matched with the target state (11).
本願操作装置は、操作部(1)の、目標状態(11)と瞬間目標状態(12)との差(13)が所定の条件を満たすように制御しながら、操作部(1)と操作対象値(3)、第二の操作部(2)との動き、変化を互いに伝える。 The operation device of the present application controls the operation unit (1) and the operation target while controlling the difference (13) between the target state (11) and the instantaneous target state (12) of the operation unit (1) to satisfy a predetermined condition. The value (3) and the movement and change with the second operation unit (2) are transmitted to each other.
加えて、操作部(1)の、目標状態(11)と瞬間目標状態(12)との差(13)の所定の条件を変化させることによって、操作部の状態(14)を目標状態(11)に変化させ、切り替えを完了する。 In addition, by changing a predetermined condition of the difference (13) between the target state (11) and the instantaneous target state (12) of the operation unit (1), the state (14) of the operation unit is changed to the target state (11 ) To complete the switching.
切り替え中においては、操作部の状態(14)を瞬間目標状態(12)に一致するように操作部(1)を動かす。PID制御よる瞬間目標(12)への追従制御などによって実現する。 During switching, the operation unit (1) is moved so that the state (14) of the operation unit matches the instantaneous target state (12). This is achieved by tracking the instantaneous target (12) using PID control.
切り替え中においては、目標状態(11)と瞬間目標状態(12)(操作部の状態(14))との差(13)が所定の条件となるように瞬間目標状態(12)を変化させる。これにより、操作対象値(3)、第二の操作部(2)が変化すると、瞬間目標状態(12)が、差(13)を所定の条件にするように動く。 During the switching, the instantaneous target state (12) is changed so that the difference (13) between the target state (11) and the instantaneous target state (12) (the operating unit state (14)) is a predetermined condition. Thus, when the operation target value (3) and the second operation unit (2) change, the instantaneous target state (12) moves so that the difference (13) becomes a predetermined condition.
即ち、切り替え中は、差(13)が所定の条件以外によって変化しないように操作部(1)と操作対象値(3)を制御する。 That is, during the switching, the operation unit (1) and the operation target value (3) are controlled so that the difference (13) does not change except for a predetermined condition.
切り替え中は、差(13)の所定の条件を変化させることによって、操作部(1)、操作対象値(3)、第二の操作部(2)を動かし、前期制御と合わせて、操作部の状態(14)を目標状態(11)に一致させてゆく。 During switching, the operation unit (1), the operation target value (3), and the second operation unit (2) are moved by changing the predetermined condition of the difference (13). The state (14) of is matched with the target state (11).
差(13)の所定の条件を変化させることとは、例えば、差(13)を時間経過とともに小さくすることであり、これによって、操作部(1)が時間経過とともに目標状態(11)に近づいてゆくこととなる。 Changing the predetermined condition of the difference (13) is, for example, reducing the difference (13) with the passage of time, whereby the operation unit (1) approaches the target state (11) with the passage of time. Will be going.
差(13)は切り替え開始時の操作部の状態(14)と目標状態(13)との差を前記差(13)の初期値とする。 For the difference (13), the difference between the state (14) of the operation unit at the start of switching and the target state (13) is set as the initial value of the difference (13).
切り替え時の動作例として、切り替え中に、第二の操作部(2)によって操作対象値(3)が変化すると、差(13)が所定の条件を満たすように、その操作対象値(3)の変化に応じて瞬間目標状態(12)を変化させ、操作部(1)の動きに反映する。 As an operation example at the time of switching, when the operation target value (3) is changed by the second operation unit (2) during switching, the operation target value (3) is set so that the difference (13) satisfies a predetermined condition. The instantaneous target state (12) is changed according to the change in the value and reflected in the movement of the operation unit (1).
外的要因による操作対象値(3)の変化を操作部(1)に反映する場合も同様に、その操作対象値(3)の変化に応じて目標状態(11)、瞬間目標状態(12)を変化させ、操作部(1)の動きに反映する。 Similarly, when the change in the operation target value (3) due to an external factor is reflected in the operation unit (1), the target state (11) and the instantaneous target state (12) according to the change in the operation target value (3). Is reflected in the movement of the operation unit (1).
切り替え中において、操作部(1)に任意に設定した大きさ以上の力がかかると、その力の大きさに応じた操作対象値(3)の変化として伝える。 During the switching, if a force greater than an arbitrarily set magnitude is applied to the operation unit (1), it is reported as a change in the operation target value (3) according to the magnitude of the force.
操作部(1)に、瞬間目標状態(11)から離れる方向への力が働くと、その力に応じて操作対象値(3)と必要に応じて第二の操作部(2)の状態が変化する。 When a force in a direction away from the instantaneous target state (11) is applied to the operation unit (1), the operation target value (3) and the state of the second operation unit (2) are changed according to the force. Change.
もしくは、操作部(1)に、瞬間目標状態(11)から離れる方向への力が働くと、その力に応じて操作部の状態(14)が変化し、それにともなって操作対象値(3)と必要に応じて第二の操作部(2)の状態が変化する。 Alternatively, when a force in the direction away from the instantaneous target state (11) is applied to the operation unit (1), the state (14) of the operation unit changes according to the force, and accordingly the operation target value (3) If necessary, the state of the second operation unit (2) changes.
これによって、切り替え中、操作部(1)が切り替え先の制御状態によって決まる状態となるように動いていても、操作者による操作部(1)からの操作を操作対象値(3)に反映することを可能とする。 As a result, even if the operation unit (1) moves during switching so as to be determined by the control state of the switching destination, the operation from the operation unit (1) by the operator is reflected in the operation target value (3). Make it possible.
動作の一例は、切り替え中に、操作部(1)が目標状態(11)に向かって動いているときに、操作者がその動きを妨げる力を加えると、代わりに操作対象値(3)が変化することで目標状態(11)が操作部の状態(14)に近づいてゆく。
一定以上の力であるが操作部(1)の動きを止めるもしくは妨げる方向へ動かす程の力がない場合は、操作部(1)と操作対象値(3)がそれぞれ、その力に応じて動く。このとき、その力に応じてどのように動くかは任意に設定可能とする。
また、操作部(1)を目標状態(11)に近づける方向に力を加え動かす場合も、瞬間目標(12)が、操作部の状態(14)に近づくような目標状態(11)となるべく操作対象値(3)を変化させることで、差(13)が所定の条件を満たすようにする。
An example of the operation is that when the operation unit (1) is moving toward the target state (11) during switching, if the operator applies a force that prevents the movement, the operation target value (3) By changing, the target state (11) approaches the state (14) of the operation unit.
If the force is more than a certain level but there is not enough force to stop or prevent the operation unit (1) from moving, the operation unit (1) and the operation target value (3) will move accordingly. . At this time, how to move according to the force can be arbitrarily set.
In addition, when moving the operation unit (1) closer to the target state (11) and moving it, operate the target state (11) so that the instantaneous target (12) approaches the operation unit state (14). By changing the target value (3), the difference (13) satisfies a predetermined condition.
連動状態から非連動状態への移行時の動作は、例えば、非連動状態では、操作部の状態(14)が操作対象値(3)によらずある一定の状態、基準状態であるとき、
目標状態(11)は前記基準状態となり、差(13)は基準状態と切り替え時の操作部の状態(14)との差を初期値として、前記と同様に操作部の状態(14)を目標状態(11)に一致させる。
The operation at the time of transition from the interlocking state to the non-interlocking state is, for example, in the non-interlocking state, when the state (14) of the operation unit is a certain state or reference state regardless of the operation target value (3).
The target state (11) is the reference state, and the difference (13) is the difference between the reference state and the state (14) of the operation unit at the time of switching, with the initial value being the difference between the reference state and the state (14) of the operation unit. Match with state (11).
以下に別の、連動状態と非連動状態の切り替え時の動作に関して述べる。 The operation when switching between the interlocking state and the non-interlocking state will be described below.
連動状態と非連動状態との切り替え時、それぞれの制御状態において決定する操作部(1)の状態が異なるとき、現在の操作部(1)の状態が切り替え先の制御状態における操作部(1)の状態となるように補正を行う。 When the state of the operation unit (1) determined in each control state is different when switching between the linked state and the non-linked state, the state of the current operation unit (1) is the operation unit (1) in the control state of the switching destination. Correction is performed so that
一例では、操作部(1)の状態とは、ある基準からの変化量であり、操作対象値(3)が操作部(1)の変化量に応じて決定されるとき、切り替え先の制御状態において、切り替え時の操作部(1)の状態によって操作対象値(3)が現在の値をとるように、前記基準を変更する。 In one example, the state of the operation unit (1) is a change amount from a certain reference, and when the operation target value (3) is determined according to the change amount of the operation unit (1), the control state of the switching destination In the above, the reference is changed so that the operation target value (3) takes the current value depending on the state of the operation unit (1) at the time of switching.
図13のような場合を例に説明する。操作部の状態(21)が数値によって表され、操作対象値(23)を数値であるとすると、操作対象値(23)は、0を基準(20)とした操作部(21)の変化量によって決定する。連動状態では操作部(21)と操作対象値(23)は一致している(図13 連動状態)。非連動状態に移行し、操作部(21)と操作対象値(23)が一致しないときに(図13 切り替え時の状態)、非連動状態から連動状態に切り替わったとき、現在の操作部(21)の値によって、現在の操作対象値(23)が決定されるように、前記基準(20)を変更する(図13 切り替え時の状態)。このとき、操作対象値(23)が0になっても操作部(21)の値は0とならない(図13 操作対象値が0となるとき)。 A case as shown in FIG. 13 will be described as an example. If the state (21) of the operation unit is represented by a numerical value and the operation target value (23) is a numerical value, the operation target value (23) is the amount of change of the operation unit (21) with 0 as the reference (20). Determined by. In the interlocked state, the operation unit (21) and the operation target value (23) match (FIG. 13 interlocked state). When the operation part (21) and the operation target value (23) do not match (Figure 13 switching state) when the operation part (21) and the operation target value (23) do not match, the current operation part (21 ) To change the reference (20) so that the current operation target value (23) is determined (FIG. 13 state at the time of switching). At this time, even if the operation target value (23) becomes 0, the value of the operation unit (21) does not become 0 (FIG. 13 when the operation target value becomes 0).
非連動状態における操作部(1)による操作介入に関して説明する。 The operation intervention by the operation unit (1) in the non-linked state will be described.
非連動状態での、操作部(1)への所定の操作を信号として、操作装置のシステム内外に伝える。 A predetermined operation to the operation unit (1) in the non-interlocking state is transmitted as a signal to the inside and outside of the operating device system.
例えば、自動運転車両では、ハンドルを右に切る操作を行うと、その信号が自動運転システムに伝わり、車両を右側のレーンに移動させる。 For example, in an automatic driving vehicle, when an operation of turning the steering wheel to the right is performed, the signal is transmitted to the automatic driving system, and the vehicle is moved to the right lane.
所定の速さ、力で操作部が操作され、必要に応じて特定の条件を満たすとき、非連動状態から連動状態へと移行する。 When the operation unit is operated at a predetermined speed and force and a specific condition is satisfied as necessary, the state is shifted from the non-linked state to the linked state.
前記所定の値や操作、条件は、操作装置の適用先のシステムによって任意に決めてよい。 The predetermined value, operation, and condition may be arbitrarily determined by a system to which the operating device is applied.
操作部(1)に、操作者が操作部(1)を把持しているかを検知する装置を備え、一定期間把持を検知でないとき、操作装置のシステム外に伝える。例えば、これによって、自動操作システムが操作者の把持を検出できないことを検知すると、警告を発し、それでも把持を検出できない場合は、安全を確保した上で自動操作の停止を試みる。 The operation unit (1) is provided with a device for detecting whether the operator is holding the operation unit (1), and when it is not detected for a certain period of time, the operation unit (1) is notified outside the system of the operation device. For example, when it is detected that the automatic operation system cannot detect the grip of the operator, a warning is issued. If the grip is still not detected, an attempt is made to stop the automatic operation while ensuring safety.
本願操作装置を2つ以上組み合わせることも可能とする。 It is also possible to combine two or more operation devices of the present application.
例えば、ジョイスティックのようにx方向とy方向の動きを操作部(1)の動きとする操作装置では、x方向とy方向の動きを対応する本願操作装置によってそれぞれ制御する。 For example, in an operating device that uses movements in the x and y directions as the movement of the operation unit (1), such as a joystick, the movements in the x and y directions are controlled by the corresponding operating devices.
異なる種類の操作装置を組み合わせることを可能とする。例えば、スロットルレバーとハンドルなどである。 It is possible to combine different types of operating devices. For example, a throttle lever and a handle.
自動運転車両における、ステアリングシステムの実施例を示す。本願操作装置を自動運転車両のステアリングシステムに適用する例である。 An embodiment of a steering system in an autonomous driving vehicle will be described. This is an example in which the operating device of the present application is applied to a steering system for an autonomous driving vehicle.
本実施例では、操作部(1)としてハンドル、第二の操作部(2)としてステアリング操作量を示す内部状態を備え、操作対象値(3)とはステアリング量である。 In this embodiment, the operation unit (1) has an internal state indicating a steering wheel and the second operation unit (2) indicates a steering operation amount, and the operation target value (3) is a steering amount.
本願システムの連動状態が手動運転をしている状態、非連動状態が自動運転をしている状態に対応する。 The interlocking state of the system of the present application corresponds to a state where manual operation is performed, and the non-interlocking state corresponds to a state where automatic operation is performed.
操作部(1)の状態とは、手動運転においてステアリング量が0で直進するときのハンドルの状態を基準として、ハンドルがどれだけ回っているかとする。操作部(1)の変化とはハンドルが回転することである。 The state of the operation unit (1) is defined as how much the steering wheel is turned on the basis of the state of the steering wheel when the steering amount is 0 at the time of manual operation. The change of the operation unit (1) is that the handle rotates.
本実施例の説明では、本願操作装置のシステムは図2のシステム構成をもとに行う。
即ち、手動運転中は、操作部(1)であるハンドルによって第二の操作部(2)が操作される。また、第二の操作部(2)によって操作対象値(3)であるステアリング量を操作する。これにより手動運転中は、操作部(1)であるハンドルの操作によって操作対象値(3)であるステアリング量を操作する。
In the description of this embodiment, the system of the operating device of the present application is performed based on the system configuration of FIG.
That is, during the manual operation, the second operation unit (2) is operated by the handle which is the operation unit (1). Further, the steering amount which is the operation target value (3) is operated by the second operation unit (2). Thus, during manual operation, the steering amount as the operation target value (3) is operated by operating the steering wheel as the operation unit (1).
自動運転中における第二の操作部は、自動運転システムの自動的にステアリングを操作する機能によって操作される。さらに、第二の操作部の状態に応じて、操作部であるハンドルの動きが制御される。本実施例では、第二の操作部は前記自動運転システムの自動的にステアリングを操作する機能によって操作されるシステムの内部状態であるものとするが、当然実デバイスによって第二の操作部を構成してもよい。 During the automatic driving, the second operation unit is operated by a function of automatically operating the steering of the automatic driving system. Furthermore, the movement of the handle that is the operation unit is controlled according to the state of the second operation unit. In this embodiment, the second operation unit is assumed to be an internal state of the system that is operated by the function of automatically operating the steering of the automatic driving system, but naturally the second operation unit is configured by an actual device. May be.
ここで、手動運転時のハンドルの働きは本願操作装置を適用する前の元の手動運転時の働きと同じであるとする。 Here, it is assumed that the operation of the handle during the manual operation is the same as the original operation during the manual operation before the application device is applied.
自動運転中のハンドルは、前記した非連動状態での操作部(1)の動きのいずれかを行う。 The handle during automatic operation performs any of the movements of the operation unit (1) in the non-interlocking state described above.
手動運転から自動運転への切り替えについて述べる。 This section describes switching from manual operation to automatic operation.
手動運転から自動運転への切り替えは、自動運転システムを備える車両によって定められた手段によって行われる。例えば、自動運転に切り替えるボタンを押したときや、車両のシステムが運転手の運転困難を検知したときなどである。 Switching from manual driving to automatic driving is performed by means determined by a vehicle equipped with an automatic driving system. For example, when a button for switching to automatic driving is pressed, or when a vehicle system detects difficulty in driving the driver.
操作部(1)を手動運転に対応する操作部の状態から、自動運転に対応する操作部の状態に変化させる。
このときの操作部(1)は、前記の制御状態の切り替え動作のいずれかの方法によって動かすものとする。
The operation unit (1) is changed from the state of the operation unit corresponding to the manual operation to the state of the operation unit corresponding to the automatic operation.
At this time, the operation unit (1) is moved by any one of the control state switching operations.
自動運転から手動運転への切り替えについて述べる。 This section describes switching from automatic operation to manual operation.
操作部を自動運転に対応する操作部の状態から、手動運転に対応する操作部の状態に変化させる。 The operation unit is changed from the state of the operation unit corresponding to the automatic operation to the state of the operation unit corresponding to the manual operation.
自動運転から手動運転への切り替えは、切り替えの要因が緊急事態によるものであることが考えられるため、切り替えによってハンドルが操作装置のシステムによって動いている間も、運転手による操作介入ができることが望ましい。 Switching from automatic driving to manual driving is considered to be caused by an emergency situation. Therefore, it is desirable that the driver should be able to intervene while the steering wheel is moved by the operating device system. .
即ち前記の、操作部(1)の、目標状態(11)と瞬間目標状態(12)との差(13)が所定の条件を満たすように制御しながら、操作部(1)と操作対象値(3)、第二の操作部(2)との動き、変化を互いに伝える
方法によって切り替えを行う。
That is, while controlling the difference (13) between the target state (11) and the instantaneous target state (12) of the operation unit (1) to satisfy a predetermined condition, the operation unit (1) and the operation target value (3) Switching is performed by a method of communicating movement and change with the second operation unit (2).
前記した、図11を用いて説明した動作を本実施例で適用すると、図10に記載のような動作となる。
図10負荷小のときのようにハンドル(80)にかかる負荷が一定以下のときは、ハンドル(80)がステアリング量(82)に向かって動く。図10負荷大1のときのようにハンドル(80)の動きと逆方向に一定以上の負荷がかかるとき、ステアリング量(82)が負荷と同じ方向、つまり図10の例ではハンドル(80)の方向に動く。図10負荷大2のときのようにハンドル(80)の動きと同じ方向に一定以上の負荷がかかるとき、ステアリング量(82)が負荷と同じ方向に動く。
When the operation described with reference to FIG. 11 is applied in the present embodiment, the operation shown in FIG. 10 is obtained.
When the load applied to the handle (80) is below a certain level as in the case of a small load in FIG. 10, the handle (80) moves toward the steering amount (82). As shown in Fig. 10, when a certain amount of load is applied in the opposite direction to the movement of the handle (80) as in the case of a
つまり、ハンドルが現在のステアリング量によって決まるハンドルの角度になるように現在のハンドルの角度との差を小さくしてゆく。 That is, the difference from the current steering wheel angle is reduced so that the steering wheel angle is determined by the current steering amount.
もしくは、直ちに切り替えが完了することが望ましいため、現在のハンドルの状態が切り替え先の操作部の状態となるように補正を行う。 Alternatively, since it is desirable to complete the switching immediately, correction is performed so that the current steering wheel state becomes the switching destination operation unit state.
例えば、図12のように、ハンドルはまっすぐだが、ステアリングは右方向に舵を切っているときに手動運転への切り替えが行われると、ハンドルがまっすぐの状態でステアリングが右方向に舵を切るように補正される。このとき、ステアリングをまっすぐにするには、その時の状態からハンドルを左に回すこととなり、まっすぐの状態から左に回した状態が新たなハンドルの基準状態となる。 For example, as shown in Fig. 12, if the steering wheel is straight but the steering is turned to the right, switching to manual operation will cause the steering to turn to the right with the handle straight. It is corrected to. At this time, in order to straighten the steering wheel, the steering wheel is turned counterclockwise from the current state, and the state where the steering wheel is turned counterclockwise becomes the new reference state of the steering wheel.
この補正は、ユーザー操作や一定時間後に解除されることが望ましい。 This correction is desirably canceled after a user operation or after a predetermined time.
解除時は、前記の、操作部(1)の、目標状態(11)と瞬間目標状態(12)との差(13)が所定の条件を満たすように制御しながら、操作部(1)と操作対象値(3)、第二の操作部(2)との動き、変化を互いに伝える
方法によって補正を解除することが望ましい。
At the time of release, while controlling the difference (13) between the target state (11) and the instantaneous target state (12) of the operation unit (1) to satisfy a predetermined condition, the operation unit (1) It is desirable to cancel the correction by a method of communicating the operation target value (3), the movement and change with the second operation unit (2).
また、補正が行われている間は、そのことを知らせる通知を行うことが望ましい。 In addition, while the correction is being performed, it is desirable to notify that fact.
自動運転中のハンドル操作による、自動運転による制御への介入について述べる。 This section describes the intervention to control by automatic driving by steering operation during automatic driving.
自動運転中においては、操作装置のシステムによって、ハンドルの動きが制御されている。このとき、運転手が能動的にハンドルを回すことによって、自動運転による制御に介入することを可能とする。 During automatic driving, the movement of the steering wheel is controlled by the system of the operating device. At this time, the driver can intervene in the control by the automatic driving by actively turning the steering wheel.
例えば、自動運転中に、操作装置システムによる制御に逆らってハンドルを右に回すと、自動運転システムは操作装置システムからその信号を受け取り、走行車線を右側に変更することを試みる。もしくは、自動運転システムによって決定したルートを変更し、本来右折する予定ではなかった箇所での右折を試みる。 For example, during automatic driving, when the steering wheel is turned to the right against the control by the operating device system, the automatic driving system receives the signal from the operating device system and tries to change the traveling lane to the right side. Alternatively, the route determined by the automatic driving system is changed, and a right turn is attempted at a place that was not originally scheduled to turn right.
ハンドルが所定の強さ以上の力で回されたとき、自動運転から手動運転に切り替える。例えば、運転手が緊急時に危険の回避のため、右側にハンドルを回すときである。 When the steering wheel is turned with a force greater than the predetermined strength, the automatic operation is switched to the manual operation. For example, when the driver turns the steering wheel to the right to avoid danger in an emergency.
本願操作装置の適用の別の実施例は、
操作装置とはレバーであり、
操作部とはレバーの持ち手部分であり、
操作部の状態とは前記持ち手部の位置、もしくはレバーの操作状態であり、
操作部の操作とは前記持ち手部を動かすことである
操作装置である。
Another example of application of the present application device is:
The operating device is a lever,
The operation part is the handle part of the lever,
The state of the operation part is the position of the handle part or the operation state of the lever.
The operation of the operation unit is an operation device that moves the handle part.
1 操作部
2 第二の操作部
3 操作対象値
4 第二の操作部を操作する手段
11 目標状態
12 瞬間目標状態
13目標状態と操作部の状態との差
14 操作部の状態
20 基準
21 操作部の状態
22 第二の操作部
23 操作対象値
51 知覚提示範囲1
52 知覚提示範囲2
80 ハンドル
81 ステアリング基準量
82 ステアリング量
1 Operation unit
2 Second control unit
3 Operation target value
4 Means to operate the second operation unit
11 Target state
12 Instantaneous target state
13 Difference between the target state and the operation unit state
14 Operation unit status
20 standards
21 Control unit status
22 Second control unit
23 Operation target value
51
52 Perception presentation range 2
80 Handle
81 Steering reference amount
82 Steering amount
Claims (13)
制御状態として連動状態と非連動状態を有し、
連動状態とは、操作部の状態と動き、もしくはそのどちらかに応じて、操作対象値を決定し、必要に応じて、操作対象値の操作部以外による変化に応じて、操作部が動くこと、
もしくは操作部による通常の操作が行われている状態
であり、
非連動状態とは、第二の操作部によって、操作対象値を決定し、その値と必要に応じて第二の操作部以外による操作対象値の変化に応じて、操作部の状態を決定する
操作装置。 An operation device that operates an operation target value including an operation unit, a second operation unit, and an operation target value,
There are linked and unlinked states as control states,
The interlocking state means that the operation target value is determined according to the state and / or movement of the operation unit, and the operation unit moves according to the change of the operation target value by other than the operation unit as necessary. ,
Or it is the state where normal operation by the operation part is performed,
In the non-interlocking state, the operation target value is determined by the second operation unit, and the state of the operation unit is determined according to the value and, if necessary, the change in the operation target value by other than the second operation unit. Operating device.
非連動状態においては、連動状態であるときよりも、同じ操作対象値に対する操作部の動きを同等以下とする操作装置。 The operating device according to claim 1,
In the non-interlocking state, an operation device that makes the movement of the operation unit with respect to the same operation target value equal or less than in the interlocking state.
操作部の動きの範囲を連動と非連動状態とでそれぞれ定め、前記操作対象値が最大最小のとき、前記操作部が前記動きの範囲の最大最小となるように動かす操作装置。 The operating device according to claim 1,
An operation device that determines the range of movement of the operation unit for each of an interlocked state and a non-interlocked state, and moves the operation unit so as to be the maximum and minimum of the range of movement when the operation target value is the maximum and minimum.
非連動状態においては、前記操作部を前記操作対象値に応じて動かさない操作装置。 The operating device according to claim 1,
An operation device that does not move the operation unit according to the operation target value in a non-interlocking state.
操作対象値の範囲として、知覚提示範囲を一つ以上設定し、前記操作対象値が前記知覚提示範囲内であるとき、前記操作対象値に応じた提示を行う操作装置。 The operating device according to claim 1 to claim 4,
An operation device that sets one or more perceptual presentation ranges as the range of operation target values, and performs presentation according to the operation target values when the operation target value is within the perceptual presentation range.
操作部の操作によってかかる操作部への負荷が前記最大負荷を超える、もしくは以下のときは、前記操作対象値を前記操作部の状態によって決定する値に向かって変化させる操作装置。 When the operation device according to claim 1 to 6 is switched between the interlocking state and the non-interlocking state in the previous period, the state of the operation unit is moved to a predetermined state determined by the operation target value, and at that time, the maximum load is set. When the load on the operation unit is less than or less than the maximum load by the operation of the operation unit, the operation unit is moved so as to be in the predetermined state,
An operation device that changes the operation target value toward a value determined by the state of the operation unit when a load on the operation unit exceeds or exceeds the maximum load due to an operation of the operation unit.
非連動状態と連動状態との切り換え時に、操作部の状態が、切り替え先の前記制御状態での操作対象値に対応する所定の状態ではないとき、
現在の操作部の状態によって、切り替え先の前記制御状態での操作対象値が現在の値となるように、切り替え先の前記制御状態における前記操作部と前期操作対象値との動作に修正を加える操作装置。 The operating device according to claim 1 to claim 7,
When switching between the non-interlocking state and the interlocking state, the state of the operation unit is not a predetermined state corresponding to the operation target value in the control state of the switching destination,
Modify the operation of the operation unit and the previous operation target value in the control state of the switching destination so that the operation target value in the control state of the switching destination becomes the current value depending on the state of the current operation unit Operating device.
非連動状態と連動状態との切り換え時に、前記制御状態の切り替えが完了するまでの間は、前記第二の操作部による操作を行い、その間は必要に応じて、前記操作部の操作に応じて前記第二の操作部の操作に介入することを可能とする操作装置。 The operating device according to claim 1 to claim 8,
When switching between the non-interlocking state and the interlocking state, until the switching of the control state is completed, the operation by the second operation unit is performed, and during that time, according to the operation of the operation unit as necessary An operating device capable of intervening in the operation of the second operation unit.
操作装置とは操舵装置であり、
操作対象値とは操舵量であり、
操作部とはハンドルであり、
第二の操作部とは自動的に操舵量を操作するシステムによって操作されるものであり、
操作部の状態とはハンドルの回転量であり、
操作部の操作とはハンドルを回転させることである
操作装置。
The operating device according to claim 1 to claim 10,
The operating device is a steering device,
The operation target value is the steering amount.
The operation part is a handle,
The second operation unit is operated by a system that automatically operates the steering amount.
The state of the operation unit is the amount of rotation of the handle,
The operation device is an operation device that rotates the handle.
操作装置とはレバーであり、
操作部とはレバーの持ち手部分であり、
操作部の状態とは前記持ち手部の位置であり、
操作部の操作とは前記持ち手部を動かすことである
操作装置
The operating device according to claim 1 to claim 10,
The operating device is a lever,
The operation part is the handle part of the lever,
The state of the operation part is the position of the handle part,
An operation device in which the operation of the operation unit is to move the handle portion
11. An operating device comprising two or more operating devices according to claim 1 in any combination.
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