JP5198482B2

JP5198482B2 - 遠隔操作装置

Info

Publication number: JP5198482B2
Application number: JP2010004790A
Authority: JP
Inventors: 武士澤田
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2030-01-13
Also published as: JP2011145806A

Description

本発明は、遠隔操作装置に関する。

従来の技術として、本体に対して回転する操作部に設けられた圧力センサによって左右のどちらの手で操作部を把持したかを判別する車載用入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この車載用入力装置によると、圧力センサの出力に基づいて操作者の各指の間隔を求めることにより、左右のどちらの手で把持したかを判定して運転席及び助手席のどちらからの操作かを判別し、判別した結果に基づいて運転席からの操作を制限することで安全性を向上させることができる。

特開２００５−９６５１５号公報

しかし、従来の車載用入力装置は、各指の間隔から左右どちらの手で把持したかを判定するため、操作部の把持の仕方によって誤判定する可能性がある。また、車載用入力装置は、回転する操作部に圧力センサが設けられているため、圧力センサに接続されたハーネスに、ねじれ等による断線が発生する可能性がある。

本発明の目的は、右手による操作か、左手による操作かを正確に判定することができる遠隔操作装置を提供することにある。

本発明の一態様は、車両に搭載された本体と、前記本体に回転可能に設けられた操作部と、前記操作部の回転操作方向に沿って前記本体に設けられ、前記操作部を操作する手指を検出する複数の手指検出部と、前記操作部の右回りに連続的に前記手指を検出した手指検出部の数を第１のカウント値としてカウントし、前記操作部の左回りに連続的に前記手指を検出した手指検出部の数を第２のカウント値としてカウントするカウント部と、前記カウント部でカウントされた前記第１及び第２のカウント値に基づいて前記操作部を操作する操作者の親指の位置を判定し、判定した前記親指の位置に基づいて右手による操作か、左手による操作かを判定する判定部と、を備えた遠隔操作装置を提供する。

本発明によれば、右手による操作か、左手による操作かを正確に判定することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作装置を搭載した車両内部の概略図である。図２は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作装置と遠隔操作装置が接続される被制御装置のブロック図である。図３は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作装置の概略図である。図４は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作装置の検出部のブロック図である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係る静電容量ＩＣにより電極に印加される電圧Ｖ_ｃと時間ｔの関係を示す図であり、（ｂ）は、検出される電圧Ｖ_ｏｕｔと時間ｔの関係を示す図である。図６は、本発明の実施の形態に係る操作部を把持する操作者の右手と第１〜第７の電極の関係を示す概略図である。図７は、本発明の実施の形態に係る操作部を把持する操作者の左手と第１〜第７の電極の関係を示す概略図である。図８は、本発明の実施の形態に係るフローチャートである。

[実施の形態]
（車両の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作装置を搭載した車両内部の概略図である。車両１は、図１に示すように、車両内部の前方に設けられ、計器等が配置されるインストルメントパネル１０と、このインストルメントパネル１０から運転席１４と助手席１６の間に伸びて設けられたセンタークラスタ１２とを有する。

インストルメントパネル１０には、例えば、遠隔操作装置２によって操作される被制御装置５の表示部５２が配置されている。この被制御装置５は、例えば、音楽再生装置やカーナビゲーション装置である。

センタークラスタ１２には、例えば、遠隔操作装置２が配置されている。なお、遠隔操作装置２の配置は、センタークラスタ１２に限定されない。

図２は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作装置と遠隔操作装置が接続される被制御装置のブロック図である。

遠隔操作装置２は、図２に示すように、例えば、車両ＬＡＮ（Local Area Network）用バス１００を介して被制御装置５に接続されている。

被制御装置５は、例えば、表示部５２等を制御する制御部５０と、車両ＬＡＮ用バス１００と接続可能な入力部５１と、表示部５２と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）からなる記憶部５３と、を備えて概略構成されている。

（遠隔操作装置の構成）
図３は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作装置の概略図である。図４は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作装置の検出部のブロック図である。

この遠隔操作装置２は、主に、車両１に搭載された本体３６と、本体３６に回転可能に設けられた操作部２０と、操作部２０の回転操作方向に沿って本体３６に設けられ、操作部２０を操作する手指を検出する複数の手指検出部としての第１〜第７の電極３０１〜３０７と、操作部２０の右回りに連続的に手指を検出した第１〜第７の電極３０１〜３０７の数を第１のカウント値としてカウントし、操作部２０の左回りに連続的に手指を検出した第１〜第７の電極３０１〜３０７の数を第２のカウント値としてカウントするカウント部３２２と、カウント部３２２でカウントされた第１及び第２のカウント値に基づいて操作部２０を操作する操作者の親指の位置を判定し、判定した親指の位置に基づいて右手による操作か、左手による操作かを判定する判定部３２４と、を備えて概略構成されている。

また遠隔操作装置２は、例えば、図２及び図３に示すように、操作部２０になされた操作を検出する操作検出部２２と、本体３６の先端部に並んで配置された第１〜第３のスイッチ２４、２６、２８と、操作部２０を把持する操作者の手指を検出する検出部３０と、車両ＬＡＮ用バス１００と接続する出力部３２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等からなるマイクロコンピュータである制御部３４と、を備えて概略構成されている。

操作部２０は、例えば、図３に示すように、本体３６の先端部近傍に設けられたカバー３８上に配置されている。操作部２０は、その回転軸（図示せず）が操作検出部２２に接続されている。操作検出部２２は、例えば、操作部２０になされた回転操作を検出し、検出した回転操作に基づく信号を制御部３４に出力するように構成されている。なお、操作検出部２２は、例えば、操作部２０になされたプッシュ操作を検出するように構成されても良い。

第１〜第３のスイッチ２４、２６、２８は、例えば、図３に示すように、本体３６の先端部に並んで配置されている。第１〜第３のスイッチ２４、２６、２８は、例えば、機械式スイッチであり、なされたプッシュ操作に基づく信号を制御部３４に出力するように構成されている。

制御部３４は、例えば、検出部３０のマルチプレクサ３０８を所定の周期で制御する。

（検出部の構成）
検出部３０は、例えば、操作部２０を把持する操作者の手指を検出するものであり、図４に示すように、第１〜第７の電極３０１〜３０７と、第１〜第７の電極３０１〜３０７と静電容量ＩＣ（Integrated Circuit）３１０の接続を切り替えるマルチプレクサ３０８と、静電容量ＩＣ３１０と、カウント部３２２と、判定部３２４と、を備えて概略構成されている。

第１〜第７の電極３０１〜３０７は、例えば、導電性を有する金属から構成され、図３に示すように、操作部２０の回転操作方向に沿ってカバー３８下に配置されている。なお、手指を検出する電極の数は、奇数であることが望ましい。なぜなら、判定部３２４は、後述する反応電極数と電極の過半数とを比較することで、操作者の親指の位置を判定するからである。

また第１〜第７の電極３０１〜３０７は、例えば、操作者が操作部２０を操作する際に手指を検出することができる位置に配置される。第１〜第７の電極３０１〜３０７は、例えば、図３に示すように、およそ等間隔に並べられる。なお、起点となる、操作者の手首に近い第１の電極３０１と第７の電極３０７の間は、操作者の手首に対応する位置に電極を配置することを避けるため、他の電極間よりも広く取られても良い。また、電極の配置及びその個数は、上記に限定されない。

マルチプレクサ３０８は、例えば、制御部３４による制御によって電極と静電容量ＩＣ３１０との接続を切り替える。マルチプレクサ３０８は、例えば、操作部２０の回転操作方向の右回り、つまり、第１〜第７の電極３０１〜３０７の順に接続を切り替える。また、マルチプレクサ３０８は、例えば、操作部２０の回転操作方向の左回り、つまり、第７〜第１の電極３０７〜３０１の順に接続を切り替える。

図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係る静電容量ＩＣにより電極に印加される電圧Ｖ_ｃと時間ｔの関係を示す図であり、（ｂ）は、検出される電圧Ｖ_ｏｕｔと時間ｔの関係を示す図である。

静電容量ＩＣ３１０は、例えば、図５（ａ）に示すように、マルチプレクサ３０８で接続を切り替えられることにより、第１〜第７の電極３０１〜３０７のそれぞれに交流電圧である電圧Ｖ_ｃを印加し、図５（ｂ）に示すように、操作者の手指と電極間で形成されるコンデンサの静電容量により変化した電圧Ｖ_ｃをＶ_ｏｕｔとしてカウント部３２２に出力する。

手指が電極近傍に位置する、すなわち、電極による検出可能な領域に手指が位置するとき、電圧Ｖ_ｃがしきい値電圧Ｖ_ｔｈより小さくなる、図５（ｂ）に示す手指検出区間において、カウント部３２２は、電極により手指を検出したとカウントする。なお、一例として、操作者が操作部２０を把持しない状態で出力される電圧Ｖ_ｃを２ｖ、しきい値電圧Ｖ_ｔｈを１．５ｖとするものとする。

静電容量ＩＣ３１０は、例えば、一端が接地され、高周波信号（例えば、１００ｋＨｚ）を出力する発振部３１２と、抵抗値（例えば、１００ｋΩ）を有する抵抗３１４と、発振部３１２から出力された高周波信号の平滑化を行うダイオード３１６と、所定の周波数（例えば、２ｋＨｚ）以下の信号を通過させるＬＰＦ（Low Pass Filter）３１８と、ＬＰＦ３１８から出力される信号を増幅してＶ_ｏｕｔとしてカウント部３２２に出力するオペアンプ３２０とから構成されている。

図６は、本発明の実施の形態に係る操作部を把持する操作者の右手と第１〜第７の電極の関係を示す概略図である。図７は、本発明の実施の形態に係る操作部を把持する操作者の左手と第１〜第７の電極の関係を示す概略図である。なお、図６において、第３の電極３０３以外の電極は、手指を検出するものとし、図７において、第５の電極３０５以外の電極は、手指を検出するものとする。

カウント部３２２は、例えば、図６に示すように、第１の電極３０１を起点として右回りに連続的に操作者の手指を検出した電極の数をカウンタ１（第１のカウント値）としてカウントする。また、カウント部３２２は、例えば、図６に示すように、第７の電極３０７を起点として左回りに連続的に操作者の手指を検出した電極の数をカウンタ２（第２のカウント値）としてカウントする。つまり、カウント部３２２は、第１又は第７の電極３０１、３０７を起点として無反応電極までの電極の数をカウントする。この無反応電極とは、操作者の手指を検出していない電極、すなわち、静電容量ＩＣ３１０から出力される電圧Ｖ_ｏｕｔがＶ_ｔｈとＶ_ｃの間の値となる電極である。

図６におけるカウンタ１は、第１の電極３０１及び第２の電極３０２が反応電極であることから２である。また、カウンタ２は、第７の電極３０７、第６の電極３０６、第５の電極３０５及び第４の電極３０４が反応電極であることから４である。

また図７におけるカウンタ１は、第１の電極３０１、第２の電極３０２、第３の電極３０３及び第４の電極３０４が反応電極であることから４である。また、カウンタ２は、第７の電極３０７及び第６の電極３０６が反応電極であることから２である。

判定部３２４は、例えば、カウント部３２２でカウントされたカウンタ１及びカウンタ２に基づいて操作部２０を操作する操作者の親指の位置を判定し、判定した親指の位置に基づいて右手による操作か、左手による操作かを判定し、判定結果を制御部３４に出力するように構成されている。

以下に、本実施の形態に係る遠隔操作装置２の動作について、各図を参照しながら、図８に示すフローチャートに従って説明する。

（動作）
操作者が、図６に示すように、右手で操作部２０を把持する場合、つまり、車両１の助手席１６側から操作部２０を操作する場合の親指の検出について説明する。

遠隔操作装置２の制御部３４は、所定の周期で検出部３０のマルチプレクサ３０８を制御し、判定部３２４は、カウント部３２２を介して第１〜第７の電極３０１〜３０７の少なくとも１つの電極が操作者の手指を検出するか否かの判定を行う。

ステップ１において、判定部３２４は、カウント部３２２を介して、所定の周期で第１〜第７の電極３０１〜３０７の少なくとも１つの電極が操作者の手指を検出するか否かを判定し、第１〜第７の電極３０１〜３０７の少なくとも１つの電極が手指を検出するとき（Ｓ１；Ｙｅｓ）、カウント部３２２は、反応電極数をカウントする（Ｓ２）。ここで、ステップ１において、手指が検出されないとき（Ｓ１；Ｎｏ）、処理を終了する。処理を終了した場合、判定部３２４は、所定の周期が経過した後、再度処理を開始し、手指を検出するか否かを判定する。

上記の反応電極数のカウントは、例えば、第１〜第７の電極３０１〜３０７の順に、静電容量ＩＣ３１０との接続を切り替えて行われる。カウント部３２２は、例えば、反応電極数を判定部３２４に出力する。

判定部３２４は、反応電極数が第１〜第７の電極３０１〜３０７の過半数よりも多いか少ないかを判定し、反応電極数が過半数よりも少ないとき（Ｓ３；Ｙｅｓ）、処理を終了し、反応電極数が過半数より多いとき（Ｓ３；Ｎｏ）、反応電極数と全電極数を比較する。ここで、反応電極数が過半数よりも少ないときは、例えば、操作者が操作するつもりで操作部２０に触れていない、又は検出エラー等と考えられるため、処理を終了するものである。

次に、判定部３２４は、反応電極数が全電極数以上であるとき（Ｓ４；Ｙｅｓ）、処理を終了する。ここで、反応電極数が全電極数以上であるときは、例えば、手指で操作部２０を触れていない、又は検出エラー等と考えられるため、処理を終了するものである。

ステップ４において、図６に示すように、反応電極数が全電極数より少ないとき（Ｓ４；Ｎｏ）、カウント部３２２は、第１の電極３０１を起点（右回り）として、第１の電極３０１から無反応電極までの電極数をカウンタ１としてカウントする（Ｓ５）。具体的には、図６を参照すると、第１の電極３０１を起点として第２の電極３０２までが手指を検出するので、カウンタ１は２となる。

次に、カウント部３２２は、第７の電極３０７を起点（左回り）として、第７の電極３０７から無反応電極までの電極数をカウンタ２としてカウントする（Ｓ６）。具体的には、図６を参照すると、第７の電極３０１を起点として第４の電極３０４までが手指を検出するので、カウンタ２は４となる。

次に、判定部３２４は、カウント部３２２から取得したカウンタ１及びカウンタ２に基づいて、カウンタ１とカウンタ２を加算した数が反応電極数と一致するか否かを判定し、一致しないとき（Ｓ７；Ｙｅｓ）、処理を終了する。ここで、カウンタ１とカウンタ２を加算した数が反応電極数と一致しないときは、例えば、検出エラー等と考えられるため、処理を終了するものである。

ステップ７において、判定部３２４は、カウンタ１とカウンタ２を加算した数が反応電極数と一致するとき（Ｓ７；Ｎｏ）、カウンタ１とカウンタ２を比較し、カウンタ１とカウンタ２が等しいとき（Ｓ８；Ｙｅｓ）、処理を終了する。ここで、カウンタ１とカウンタ２が等しいときは、操作者の中指の位置に相当する電極が無反応電極となる場合であり、例えば、操作者が操作するつもりで操作部２０に触れていない、又は検出エラー等と考えられるため、処理を終了するものである。

ステップ８において、判定部３２４は、カウンタ１とカウンタ２が等しくないとき（Ｓ８；Ｎｏ）、カウンタ１とカウンタ２を比較する。判定部３２４は、カウンタ１とカウンタ２を比較することによって操作部２０を操作する手が右手なのか、左手なのかを判定する。以下に、この判定について説明する。なお、運転席１４と助手席１６の配置が逆の場合は、判定結果も配置に合わせて逆転するものである。

図６に示すように、操作部２０を右手６で把持した場合、親指６０と人差指６１の間隔が、他の隣り合う指の間隔よりも広いため、例えば、第３の電極３０３は手指を検出しない。つまり、判定部３２４は、カウンタ１とカウンタ２を比較することにより、親指の位置が操作部２０の右寄りか、左寄りかを判定することができ、その判定の結果に基づいて操作部２０を操作する手が右手であるか、左手であるかを判定する。判定部３２４は、例えば、反応電極数が少ない方に親指があると判定し、右手か左手かを判定する。

また、図７に示すように、操作部２０を左手７で把持した場合、親指７０と人差指７１の間隔が、他の隣り合う指の間隔よりも広いため、例えば、第５の電極３０５は手指を検出しない。つまり、判定部３２４は、カウンタ１とカウンタ２を比較することにより、親指の位置が操作部２０の右寄りか、左寄りかを判定することができ、その判定の結果に基づいて操作部２０を操作する手が右手であるか、左手であるかを判定する。

ステップ９において、判定部３２４は、カウンタ１≦カウンタ２が成り立つとき（Ｓ９；Ｙｅｓ）、操作部２０を把持する手を右手と判定し（Ｓ１０）、処理を終了する。

また、ステップ９において、判定部３２４は、カウンタ１≦カウンタ２が成り立たないとき（Ｓ９；Ｎｏ）、操作部２０を把持する手を左手と判定し（Ｓ１１）、処理を終了する。

上記の判定処理が終了した後、制御部３４は、判定部３２４から判定結果を取得すると、出力部３２、車両ＬＡＮ用バス１００及び入力部５１を介して被制御装置５の制御部５０に判定結果を送信する。判定結果を取得した制御部５０は、判定結果に基づいて、例えば、表示部５２に表示される操作メニューを変更する。この変更は、例えば、被制御装置５がカーナビゲーション装置であるとき、車両１の走行中に運転席１４側から操作が行われた、つまり、判定部３２４により、左手によって操作部２０が操作されたと判定されると、運転中に複雑な操作は安全性を損なうため、運転に支障がない操作メニューに変更するものである。

また、車両１の走行中に助手席１６側から操作が行われた、つまり、判定部３２４により、右手によって操作部２０が操作されたと判定されると、助手席１６側の操作者は、運転に関係しないため、通常の操作メニューが表示部５２に表示される。

（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態の遠隔操作装置２によれば、操作部２０に操作者の手指を検出する電極が配置されていないため、電極と接続されるハーネスの断線等によるトラブルを防止することができる。

また、遠隔操作装置２は、カウンタ１及びカウンタ２を比較することによって親指の位置を判定するので、例えば、各指の間隔から左右どちらの手であるかを判定する場合と比べて、検出エラー等による誤判定を防止し、容易で正確な判定を行うことができる。

さらに、遠隔操作装置２は、反応電極数が全電極の過半数か否かを判定するので、検出エラー等による誤判定を防止することができる。また、遠隔操作装置２は、反応電極数と全電極数を比較するので、検出エラー等による誤判定を防止することができる。

またさらに、遠隔操作装置２は、カウンタ１とカウンタ２を加算した数と反応電極数が一致するか否かを判定するため、検出エラー等によるカウンタ１とカウンタ２を加算した数と反応電極数の不一致状態における判定を防ぎ、誤判定を防止することができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形及び組み合わせが可能である。

１…車両、２…遠隔操作装置、５…被制御装置、６…右手、７…左手、１０…インストルメントパネル、１２…センタークラスタ、１４…運転席、１６…助手席、２０…操作部、２２…操作検出部、２４…スイッチ、３０…検出部、３２…出力部、３４…制御部、３６…本体、３８…カバー、５０…制御部、５１…入力部、５２…表示部、５３…記憶部、６０…親指、６１…人差指、７０…親指、７１…人差指、１００…車両ＬＡＮ用バス、３０１〜３０７…第１〜第７の電極、３０８…マルチプレクサ、３１２…発振部、３１４…抵抗、３１６…ダイオード、３２０…オペアンプ、３２２…カウント部、３２４…判定部

Claims

車両に搭載された本体と、
前記本体に回転可能に設けられた操作部と、
前記操作部の回転操作方向に沿って前記本体に設けられ、前記操作部を操作する手指を検出する複数の手指検出部と、
前記操作部の右回りに連続的に前記手指を検出した手指検出部の数を第１のカウント値としてカウントし、前記操作部の左回りに連続的に前記手指を検出した手指検出部の数を第２のカウント値としてカウントするカウント部と、
前記カウント部でカウントされた前記第１及び第２のカウント値に基づいて前記操作部を操作する操作者の親指の位置を判定し、判定した前記親指の位置に基づいて右手による操作か、左手による操作かを判定する判定部と、
を備えた遠隔操作装置。
前記カウント部は、前記操作部を操作する操作者の手首に近い手指検出部を起点として右回り及び左回りに連続的に前記手指を検出した手指検出部の数をカウントする請求項１に記載の遠隔操作装置。
前記判定部は、前記第１のカウント値が前記第２のカウント値よりも大きいとき、前記左手による操作が行われたと判定する請求項２に記載の遠隔操作装置。