JP6215669B2 - 遠隔操作システム - Google Patents

Description

本発明は、加速度センサによる検出結果を解析してユーザの動作を推定し、その動作に応じて制御対象の遠隔操作を行う遠隔操作システムに関する。

特許文献１には、加速度センサによる検出結果を解析してユーザの歩行状態を推定し、歩行状態に応じて車両環境を整える技術が開示されている。この技術を用いれば、歩行動作をスライドドアの自動オープン制御に反映させることができる。

特開２０１１−５７１５６号公報

ユーザが無意識に歩いてしまった場合でも、そうした歩行動作がスライドドアの自動オープン制御に反映される。この場合、意図せずスライドドアが開けられることになる。ユーザの意思を確実に反映させるために、自動オープン制御に必要な動作を複雑化すると、通常の使用時に利便性が低下する。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、複雑な動作を必要とせずに、無意識の動作による遠隔操作を低減することが可能な遠隔操作システムを提供することにある。

上記課題を解決する遠隔操作システムは、加速度センサによる検出結果を解析してユーザの動作を推定し、その動作に応じて制御対象の遠隔操作を行う遠隔操作システムにおいて、前記加速度センサの内蔵された携帯機を前記ユーザが所持することを前提に、前記携帯機と前記制御対象との通信が可能なエリアが規定され、前記エリア内で歩行が停止された後、鉛直方向のみの動作が前記加速度センサによって検出されたことを条件に、前記制御対象の遠隔操作を行う制御手段を備え、前記制御手段は、前記エリア内での歩行停止の検出とその後の鉛直方向のみの動作の検出とを遠隔操作の条件とすることで、水平方向の動作を含む歩行動作と切り分けることをその要旨としている。

この構成によれば、携帯機と制御対象との通信が可能なエリア内で歩行を停止した後、鉛直方向のみの動作を行うことで、制御対象の遠隔操作が行われる。この動作は鉛直方向の他に水平方向にも及ぶ歩行動作とは切り分けられ、これにより、無意識の歩行動作による遠隔操作が回避される。また、鉛直方向のみのシンプルな動作を行えばよいので、利便性が低下することもない。したがって、複雑な動作を必要とせずに、無意識の動作による遠隔操作を低減することができる。

上記遠隔操作システムについて、前記鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置での上下運動として規定されることとしてもよい。
この構成によれば、歩行停止位置で上下運動を行うことによって、制御対象の遠隔操作を行うことができる。

上記遠隔操作システムについて、前記鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置で膝を曲げた後、伸ばす動作（屈伸運動）として規定されることとしてもよい。
この構成によれば、歩行停止位置でかかとを地面に着けたまま膝の屈伸運動を行うことによって、制御対象の遠隔操作を行うことができる。かかとを地面に着けたままでの膝の屈伸運動は安定するので、当該運動（ユーザの動作）が加速度センサによって確実に検出され、それが制御対象の遠隔操作に好適に反映される。

上記遠隔操作システムについて、前記鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろす動作として規定されることとしてもよい。
この構成によれば、歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろす動作を行うことによって、制御対象の遠隔操作を行うことができる。

上記遠隔操作システムについて、前記鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろして着地に至る動作として規定されることとしてもよい。

この構成によれば、歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろして着地に至る動作を行うことによって、制御対象の遠隔操作を行うことができる。
上記遠隔操作システムについて、前記携帯機に付与された加速度の大きさが、互いに直交する３軸方向の加速度成分による合成ベクトルによって規定され、前記制御手段は、前記合成ベクトルの時間的な変化を監視して基準値と比較することによってユーザの動作を推定することとしてもよい。

この構成によれば、鉛直方向のみの動作が行われた場合の特徴を予め抽出し、その特徴を基準値に反映させることを前提に、合成ベクトルの時間的な変化を基準値と比較することによって、鉛直方向のみの動作を見極めることができる。これにより、鉛直方向のみの動作を歩行動作と的確に切り分けることができる。

上記遠隔操作システムについて、前記制御手段は、前記携帯機に付与された加速度について鉛直方向のみに着目し、鉛直方向の加速度成分を基準値と比較することによってユーザの動作を推定することとしてもよい。

この構成によれば、歩行動作との切り分けが可能な鉛直方向のみの動作が行われる限り、複雑な動作を必要とせずに、無意識の動作による遠隔操作を低減することができる。

本発明によれば、複雑な動作を必要とせずに、無意識の動作による遠隔操作を低減することができる。

遠隔操作システムの構成を示すブロック図。 スライドドアを自動で開けるために必要な動作を示す斜視図。 基準動作が行われたときの加速度の時間的な変化を示すグラフ。 スライドドアの自動オープン制御について、携帯機と車両の動作を示すシーケンスチャート。 スライドドアを自動で開けるために必要な動作の別例（膝の屈伸運動）を示す斜視図。

以下、遠隔操作システムの一実施の形態について説明する。
図１に示すように、遠隔操作システム１は、ユーザによって所持される携帯機２と、車両に搭載されたセキュリティ装置３とを備えている。遠隔操作システム１は、携帯機２とセキュリティ装置３との間で無線による双方向通信が可能であるとともに、携帯機２を送信側とする単方向通信が可能である。双方向通信ではＬＦ帯の電波とＵＨＦ帯の電波が用いられ、単方向通信ではＵＨＦ帯の電波が用いられる。

携帯機２は、ＬＦ受信回路２１、マイコン２２、ＵＨＦ送信回路２３、加速度センサ２４を備えている。
ＬＦ受信回路２１は、セキュリティ装置３から送信されたリクエスト信号を受信可能である。リクエスト信号はＬＦ帯の電波として規定される。ＬＦ受信回路２１は、リクエスト信号を受信すると、その信号を復調する等、リクエスト信号を電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号をマイコン２２に出力する。

マイコン２２は不揮発性のメモリ２２ａを備えている。メモリ２２ａには、携帯機２に固有のＩＤが記憶されている。マイコン２２は、ＬＦ受信回路２１から受信信号が入力されると、リクエスト信号に応答するために、上記ＩＤを含む原信号を生成し、この原信号をＵＨＦ送信回路２３に出力する。

ＵＨＦ送信回路２３は、マイコン２２から入力された原信号を変調する等、原信号を電気的に処理しつつ応答信号を生成し、この応答信号を送信する。応答信号はＵＨＦ帯の電波として規定される。

加速度センサ２４は、携帯機２に付与された加速度に応じた検出信号をマイコン２２に出力する。マイコン２２は、加速度センサ２４から入力された検出信号の解析を行ってユーザの動作を推定する。マイコン２２は、その動作が予め定められた基準動作と一致したとき、この基準動作に割り当てられた車両動作を要求する操作コードと上記ＩＤとを含む原信号を生成し、この原信号をＵＨＦ送信回路２３に出力する。この場合、ＵＨＦ送信回路２３は、当該原信号を電気的に処理しつつ、狙いの車両動作を要求する遠隔操作信号をＵＨＦ帯の電波として送信する。本例では、車両の近くで立ち止まり、両足のかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろして着地に至る動作が基準動作として規定され、この動作がスライドドアの自動オープン制御に反映される。

セキュリティ装置３は、ＬＦ発信機３１、ＵＨＦ受信機３２、照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit ）３３を備えている。
ＬＦ発信機３１は、照合ＥＣＵ３３から入力された原信号を変調する等、原信号を電気的に処理しつつリクエスト信号を生成し、このリクエスト信号を車両周辺に送信する。ＬＦ発信機３１は、車室内にリクエスト信号を発信するもの及び車室外にリクエスト信号を発信するものの双方が規定され、後者についてはドア毎に規定される。例えば、運転席のドアに設置されたＬＦ発信機３１によるリクエスト信号の送信エリアは、当該ドアから約０．７メートル〜１．０メートルの範囲として規定される。リクエスト信号の送信エリアが、携帯機２とセキュリティ装置３との通信が可能なエリアに相当する。

ＵＨＦ受信機３２は、携帯機２から送信された応答信号や遠隔操作信号を受信可能である。ＵＨＦ受信機３２は、それらの信号を受信すると、各信号を復調する等、当該信号を電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を照合ＥＣＵ３３に出力する。

照合ＥＣＵ３３は、不揮発性のメモリ３３ａを備えている。メモリ３３ａには、自車両に適合する正規の携帯機２のＩＤが基準ＩＤとして登録されている。照合ＥＣＵ３３は、ＵＨＦ受信機３２から受信信号が入力されると、その受信信号に含まれたＩＤについて、上記基準ＩＤとの照合を行う。照合ＥＣＵ３３は、ＩＤが照合一致したことを条件に、車両動作を許容する。

例えば、駐車状態にありドアロックが施錠されているとき、照合ＥＣＵ３３は、車室外にリクエスト信号を定期的に発信する。このリクエスト信号の送信エリアに携帯機２が進入すると、携帯機２から応答信号が送信され、この応答信号が照合ＥＣＵ３３で解析される。ＩＤが照合一致したことを条件に、ドアロックの解錠が許容される。

一方、運転席のドアが開けられた後、そのドアが閉められたことを契機に、照合ＥＣＵ３３は、車室内にリクエスト信号を発信する。このリクエスト信号の送信エリアに携帯機２が進入すると、携帯機２から応答信号が送信され、この応答信号が照合ＥＣＵ３３で解析される。ＩＤが照合一致したことを条件に、エンジンの始動が許容される。

他方、運転席のドアのアウトサイドハンドルに設けられたドアロックスイッチが操作されたことを契機に、照合ＥＣＵ３３は、車室外にリクエスト信号を発信する。このリクエスト信号の送信エリアに携帯機２が進入すると、携帯機２から応答信号が送信され、この応答信号が照合ＥＣＵ３３で解析される。ＩＤが照合一致したことを条件に、ドアロックが施錠される。

ところで、照合ＥＣＵ３３は、駐車状態にありドアロックが施錠されているとき、携帯機２の加速度センサ２４を起動させるＯＮ指令をリクエスト信号に付加する。携帯機２のマイコン２２は、リクエスト信号にＯＮ指令が含まれているとき、加速度センサ２４を起動する。これにより、携帯機２に付与された加速度が検出可能となる。一方、リクエスト信号にＯＮ指令が含まれていない場合や携帯機２がリクエスト信号の送信エリア外にある場合には、加速度センサ２４の動作が停止される。これにより、携帯機２の消費電流が低減される。

次に、遠隔操作システム１の作用について説明する。
図２に示すように、駐車状態にありドアロックが施錠されていることを前提に、携帯機２を所持したユーザがリクエスト信号の送信エリア内に進入すると、ＯＮ指令を受けて加速度センサ２４が起動する。このリクエスト信号の送信エリア内でユーザが歩行を停止した後、両足のかかとを浮かせて「トン」と着地する一連の動作を１回行うと、スライドドアが自動的に開けられる。

図３に示すように、基準動作の初期の段階で歩行が停止されているとき、およそ１Ｇの大きさの加速度が加速度センサ２４によって検出される。加速度の大きさは、互いに直交する３軸方向の加速度成分による合成ベクトルによって規定される。Ｘ軸方向の加速度成分の大きさをｘ、Ｙ軸方向の加速度成分の大きさをｙ、Ｚ軸方向の加速度成分の大きさをｚとすると、合成ベクトルの大きさは、ｘの二乗とｙの二乗とｚの二乗を加えた値の平方根で表わされる。

歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになる伸び上がりの段階では、踏み込みに伴い加速度が一旦上昇した後、かかとが伸び上がるに連れて下降して０Ｇに近づく。かかとを下ろす落下の開始された段階で加速度が最小値となった後、上昇する。かかとが地面に着く着地の段階で加速度が最大値となった後、下降し、やがて１Ｇ付近で安定する。

こうした加速度の時間的な変化が基準値として携帯機２のメモリ２２ａに登録されている。マイコン２２は、携帯機２に付与された加速度を監視して上記基準値と比較することによってユーザの動作を推定する。これにより、リクエスト信号の送信エリア内でユーザが歩行を停止した後、両足のかかとを浮かせて「トン」と着地する一連の動作を１回行うと、この動作が基準動作と一致するため、スライドドアが自動的に開けられることになる。

図４に示すように、ステップＳ１において、車両からリクエスト信号が送信され、このリクエスト信号の送信エリアに携帯機２が進入すると、ステップＳ２において、携帯機２から応答信号が送信される。応答信号の解析が行われ、ステップＳ３において、ＩＤが照合一致すると、車両動作が許容される。

ステップＳ４では、リクエスト信号に含まれたＯＮ指令を受けて加速度センサ２４が起動される。ステップＳ５において、基準動作に一致するユーザの動作が検出されると、ステップＳ６において、スライドドアの自動オープン制御を要求する遠隔操作信号が携帯機２から送信される。ステップＳ７では、携帯機２からの要求を受けてスライドドアの自動オープン制御が実行される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）リクエスト信号の送信エリア内で歩行を停止した後、鉛直方向のみの動作を行うことで、スライドドアの自動オープン制御が行われる。この動作は鉛直方向の他に水平方向にも及ぶ歩行動作とは切り分けられ、これにより、無意識の歩行動作による車両動作が回避される。また、鉛直方向のみのシンプルな動作を行えばよいので、利便性が低下することもない。したがって、複雑な動作を必要とせずに、無意識の動作による車両動作を低減することができる。

（２）鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置での上下運動として規定される。この構成によれば、歩行停止位置で上下運動を行うことによって、狙いの車両動作を行うことができる。

（３）歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろす動作を行った段階でも、すなわち着地に至らない段階でも、歩行動作との切り分けが可能である。当該動作を行うことによって、狙いの車両動作を行うことができる。

（４）歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろして着地に至る動作を行うことによって、高い精度での歩行動作との切り分けが可能となる。したがって、狙いの車両動作を的確に行うことができる。

（５）携帯機２に付与された加速度の大きさが、互いに直交する３軸方向の加速度成分による合成ベクトルによって規定される。この構成によれば、鉛直方向のみの動作が行われた場合の特徴を予め抽出し、その特徴を基準値に反映させることを前提に、合成ベクトルの時間的な変化を基準値と比較することによって、鉛直方向のみの動作を見極めることができる。これにより、鉛直方向のみの動作を歩行動作と的確に切り分けることができる。

尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図３に示された加速度の時間的な変化を基準値とする構成に限定されない。上記実施の形態による（３）の効果でも触れたが、着地に至らなくても、それまでの特徴的な加速度情報を用いることで、歩行動作との切り分けが可能である。よって、例えば落下前の加速度情報、すなわち歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになる伸び上がりの動作に伴う特徴的な加速度情報を基準値とする構成を採用してもよい。

・伸び上がりの動作に代えて、屈伸操作や、歩行停止位置で真っ直ぐ上にジャンプする動作を車両制御に反映させる構成を採用してもよい。
以下、歩行停止位置で膝の屈伸運動を行ってスライドドアを自動的に開ける場合について説明する。

図５に示すように、駐車状態にありドアロックが施錠されていることを前提に、携帯機２を所持したユーザがリクエスト信号の送信エリア内に進入すると、ＯＮ指令を受けて加速度センサ２４が起動する。このリクエスト信号の送信エリア内でユーザが歩行を停止した後、膝を曲げた後、伸ばす動作（屈伸運動）を１回行うと、スライドドアが自動的に開けられる。

この構成によれば、歩行停止位置でかかとを地面に着けたまま膝の屈伸運動を行うことによって、狙いの車両動作を行うことができる。かかとを地面に着けたままでの膝の屈伸運動は安定するので、当該運動（ユーザの動作）が加速度センサ２４によって確実に検出され、それが狙いの車両動作に好適に反映される。

・ユーザの動作を検出するにあたり、精度を高めるために、一連の動作を複数回行わせることを前提に、そのうち１回以上基準動作と一致したことを条件に、車両動作が許容される構成を採用してもよい。

・携帯機２に付与された加速度について鉛直方向のみに着目し、鉛直方向の加速度成分を基準値と比較することによってユーザの動作を推定する構成を採用してもよい。この構成でも、歩行動作との切り分けが可能な鉛直方向のみの動作が行われる限り、上記実施の形態と同様の作用効果が得られる。

・鉛直方向のみの動作が反映される車両動作は、スライドドアの自動オープン制御に限定されない。スライドドアを自動で閉める制御、トランクを自動で開ける制御に適用してもよい。或いは、携帯機２の動きを監視しつつ中継器を使った不正行為を防止する機能、応答信号を解析しつつ携帯機２を特定するとともに当該携帯機２のユーザに対しておもてなしをする機能に適用してもよい。或いは、鉛直方向のみの動作によりエンジンの始動を許容してもよい。車両動作にも限定されず、例えば建物のドアやシャッタの開閉制御に適用してもよい。或いは、照明の点灯及び消灯の制御に適用してもよい。

次に、上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）遠隔操作システムにおいて、鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになる伸び上がりの動作として規定されること。

（ロ）遠隔操作システムにおいて、鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置で真っ直ぐ上にジャンプする動作として規定されること。

１…遠隔操作システム、２…携帯機、３…セキュリティ装置、２１…ＬＦ受信回路、２２…マイコン（制御手段）、２２ａ…メモリ、２３…ＵＨＦ送信回路、２４…加速度センサ、３１…ＬＦ発信機、３２…ＵＨＦ受信機、３３…照合ＥＣＵ（制御手段）、３３ａ…メモリ。

Claims (7)

1. 加速度センサによる検出結果を解析してユーザの動作を推定し、その動作に応じて制御対象の遠隔操作を行う遠隔操作システムにおいて、
   前記加速度センサの内蔵された携帯機を前記ユーザが所持することを前提に、前記携帯機と前記制御対象との通信が可能なエリアが規定され、
   前記エリア内で歩行が停止された後、鉛直方向のみの動作が前記加速度センサによって検出されたことを条件に、前記制御対象の遠隔操作を行う制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記エリア内での歩行停止の検出とその後の鉛直方向のみの動作の検出とを遠隔操作の条件とすることで、水平方向の動作を含む歩行動作と切り分ける
   ことを特徴とする遠隔操作システム。
2. 前記鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置での上下運動として規定される
   請求項１に記載の遠隔操作システム。
3. 前記鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置で膝を曲げた後、伸ばす動作として規定される
   請求項１又は２に記載の遠隔操作システム。
4. 前記鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろす動作として規定される
   請求項１又は２に記載の遠隔操作システム。
5. 前記鉛直方向のみの動作は、歩行停止位置でかかとを上げてつま先だちになった後、かかとを下ろして着地に至る動作として規定される
   請求項１又は２又は４に記載の遠隔操作システム。
6. 前記携帯機に付与された加速度の大きさが、互いに直交する３軸方向の加速度成分による合成ベクトルによって規定され、
   前記制御手段は、前記合成ベクトルの時間的な変化を監視して基準値と比較することによってユーザの動作を推定する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の遠隔操作システム。
7. 前記制御手段は、前記携帯機に付与された加速度について鉛直方向のみに着目し、鉛直方向の加速度成分を基準値と比較することによってユーザの動作を推定する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の遠隔操作システム。