JP6303681B2 - Crew attitude control device - Google Patents
Crew attitude control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6303681B2 JP6303681B2 JP2014060058A JP2014060058A JP6303681B2 JP 6303681 B2 JP6303681 B2 JP 6303681B2 JP 2014060058 A JP2014060058 A JP 2014060058A JP 2014060058 A JP2014060058 A JP 2014060058A JP 6303681 B2 JP6303681 B2 JP 6303681B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- occupant
- posture
- acceleration
- vehicle
- detected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Seats For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、乗員姿勢制御装置に関する。 The present invention relates to an occupant posture control device.
従来、車両の進行方向をナビゲーション装置により検出し、アクチュエータを用いて乗員に対して触覚を付与することにより、車両の進行方向を教示する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for teaching a traveling direction of a vehicle by detecting the traveling direction of the vehicle with a navigation device and giving a sense of touch to an occupant using an actuator (see, for example, Patent Document 1).
車両への乗車時には、加減速や旋回運動といった車両運動に伴い、乗員の身体には加速度に基づいて生じる慣性力が付加され、乗員の姿勢の乱れを引き起こす。特に、非運転乗員は運転乗員に比べて姿勢の変化が過大になりやすく、乗員の姿勢が乱れやすい。 At the time of getting on the vehicle, an inertial force generated based on the acceleration is added to the body of the occupant along with the vehicle motion such as acceleration / deceleration and turning motion, and the posture of the occupant is disturbed. In particular, a non-driving occupant tends to have an excessive change in posture as compared with a driving occupant, and the posture of the occupant tends to be disturbed.
特許文献1に記載の手法では、乗員に対して教示される情報は車両の進行方向であり、且つフィードフォワード制御である。そのため、特許文献1に記載の手法では、車両運動に伴う乗員の姿勢の乱れを容易には補正することはできないという問題点があった。
In the method described in
上記問題点に鑑み、本発明は、車両運動に伴う乗員の姿勢の乱れを容易に補正することができる乗員姿勢制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an occupant posture control device that can easily correct turbulence of an occupant posture associated with vehicle motion.
本発明の一態様に係る乗員姿勢制御装置は、車両の加速度及び乗員の姿勢の変化量を検出し、検出された加速度の変化に対する検出された乗員の姿勢の変化量が、所定の変化量より過大であるか否かにより乗員の姿勢制御の必要の有無を判定する。乗員姿勢制御装置は、乗員の姿勢制御が必要と判定した場合、検出された加速度の変化による乗員の姿勢の乱れを補正するように、乗員に触覚を付与する。
An occupant posture control apparatus according to an aspect of the present invention detects a vehicle acceleration and a change amount of the occupant posture, and the detected change amount of the occupant posture with respect to the detected change in acceleration is greater than a predetermined change amount. Whether or not the occupant's posture control is necessary is determined depending on whether or not it is excessive. Occupant attitude control apparatus, when it is determined that the required occupant attitude control, so as to correct the disturbance of the occupant's posture due to changes in the detected acceleration, to grant tactile to the occupant.
本発明によれば、車両運動に伴う乗員の姿勢の乱れを容易に補正することができる乗員姿勢制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the passenger | crew attitude | position control apparatus which can correct | amend easily the disturbance of the passenger | crew's attitude | position accompanying a vehicle motion can be provided.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
本発明の実施の形態に係る乗員姿勢制御装置は、一般的な車両に搭載可能である。本発明の実施の形態に係る乗員姿勢制御装置は、図1に示すように、車両運動に伴う加速度を検出する加速度検出手段(加速度検出センサ)2と、乗員の姿勢を検出する姿勢検出手段(姿勢検出センサ)3と、乗員に触覚を付与可能な触覚付与手段(アクチュエータ)4と、加速度検出センサ2により検出された加速度及び姿勢検出センサ3により検出された乗員の姿勢に基づいてアクチュエータ4を制御する電子制御ユニット(ECU)1とを備える。
The occupant posture control device according to the embodiment of the present invention can be mounted on a general vehicle. As shown in FIG. 1, an occupant posture control device according to an embodiment of the present invention includes an acceleration detection means (acceleration detection sensor) 2 for detecting acceleration accompanying vehicle motion, and an attitude detection means for detecting the occupant posture ( (Attitude detection sensor) 3, tactile sense imparting means (actuator) 4 capable of imparting a tactile sensation to the occupant, and the
ここで、本発明の実施の形態に係る乗員姿勢制御装置が解決すべき課題についてより具体的に説明する。図2(a)は、運転乗員21及び非運転乗員22が車室内のシート31,32にそれぞれ着座している様子を示す。車両運動に伴う姿勢変化は、運転乗員21と非運転乗員22とでは異なってくる。それは、運転乗員21は車両運動に伴う身体への慣性力を事前に予測可能であることや、操作系、特に操舵装置を把持していることにより姿勢制御が容易であることに起因する。
Here, the problem to be solved by the occupant posture control device according to the embodiment of the present invention will be described more specifically. FIG. 2A shows a state in which the driving
例えば、制駆動時には、車両前後方向に加速度が発生し、運転乗員21及び非運転乗員22には加速度の発生方向と逆方向に慣性力が付加される。このとき、非運転乗員22の身体上部の前傾又は後傾角度は、運転乗員21よりも大きく変化する。図2(b)は制動時の様子を示しており、運転乗員21及び非運転乗員22には車両前方に慣性力F1が付加される。このとき、運転乗員21の身体上部の前傾角度Φ1よりも、非運転乗員22の身体上部の前傾角度Φ2が大きく変化する。
For example, during braking / driving, acceleration occurs in the vehicle front-rear direction, and inertia force is applied to the
また、旋回時には横加速度が発生し、運転乗員21及び非運転乗員22には横加速度に応じた慣性力が付加される。運転乗員21は、通常は操舵装置の把持等を利用して、慣性力が付加される方向に対して抗う方向へ事前に姿勢を変化させている。一方、非運転乗員22は旋回運動のタイミングを正確には知りえないため、慣性力の付加により受動的な身体運動を発生してしまう。更には、一度身体運動を発生させてしまうと、操舵装置を把持していないため、姿勢変化が過大になりやすい。図2(c)は右旋回時の様子を示しており、車両左方向に慣性力F2が付加される。このとき、運転乗員21の身体上部の傾斜角度Φ3よりも、非運転乗員22の身体上部の傾斜角度Φ4が大きく変化しやすい。
Further, a lateral acceleration is generated during turning, and an inertial force corresponding to the lateral acceleration is applied to the
このように、車両乗車時には、加減速や旋回運動といった車両運動に伴って乗員の身体には常時慣性力が付加され、特に非運転乗員の姿勢を乱れさせる。このため、乗車時間が長いほど、乗員の姿勢制御の負荷は肉体的及び精神的な疲労負荷として蓄積され、疲労感や車両運動に対する不快感、不安感等のネガティブな影響を生成することとなる。また、車両運動と身体姿勢運動とのずれが、視覚や運動感覚、体性感覚等の間で相互に知覚のミスマッチを起こし、車酔いの要因となることが知られている。このような乗員の姿勢の乱れによる悪影響を抑制するために、本発明の実施の形態では、車両運動に伴う乗員の姿勢の乱れを容易に補正することができるように、乗員に対して触覚を付与することにより姿勢制御のための情報を提示する。 As described above, when the vehicle rides, an inertial force is constantly applied to the occupant's body along with the vehicle motion such as acceleration / deceleration and turning motion, and the posture of the non-driving occupant is particularly disturbed. For this reason, the longer the boarding time, the greater the load on the posture control of the occupant accumulates as a physical and mental fatigue load, and generates negative effects such as fatigue, discomfort and anxiety with respect to vehicle movement. . In addition, it is known that the difference between the vehicle motion and the body posture motion causes a mismatch in perception among sight, motion sensation, somatic sensation, and the like, and causes car sickness. In order to suppress such adverse effects caused by the occupant's posture disturbance, the embodiment of the present invention provides a sense of touch to the occupant so that the occupant's posture disturbance accompanying the vehicle motion can be easily corrected. By giving it, information for posture control is presented.
図1に示した加速度検出センサ2は、車両の前後加速度及び横加速度を検出する。姿勢検出センサ3は、加速度検出センサ2により検出される加速度の方向と一致する方向における乗員の姿勢を検出する。姿勢検出センサ3により検出される乗員の姿勢としては、例えば、乗員の身体上部(頭部)が車両前後方向において鉛直方向となす角度(以下、「ピッチ角」ともいう)と、乗員の身体上部(頭部)が車幅方向において鉛直方向となす角度(以下、「ロール角」ともいう)とのいずれか又は両方が含まれる。姿勢検出センサ3としては、光学カメラ又は超音波センサ等が使用可能である。姿勢検出センサ3は、図3に示すように、姿勢制御対象となる乗員22,23の頭部又は胸部が撮像領域3aに収まるように、車両10の車室内の天井付近に固定されている。
The
図1に示したECU1は、中央処理装置(CPU)、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコントローラからなり、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、乗員姿勢制御装置として機能する複数の情報処理部を構成する。ECU1の複数の情報処理部は、判定部11、補正部12及び制御部13を備える。
The
判定部11は、加速度検出センサ2で検出された車両運動に伴う加速度と、姿勢検出センサ3により検出された乗員の姿勢とに基づいて、乗員の姿勢制御の必要の有無を判定する。
The
例えば、図4(a)に示すように、車両制駆動に伴って慣性力F11,F12が付加され、乗員22の身体上部の前傾又は後傾角度Φ11が変化する場合を考える。乗員22が姿勢変化が過大となりやすい非運転乗員であっても、シート32等の3次元的な姿勢支持機構により姿勢変化は低減されるものの、いずれにせよ姿勢変化は起こる。
For example, as shown in FIG. 4A, consider a case where inertial forces F11 and F12 are applied in accordance with vehicle braking and driving, and the forward or backward tilt angle Φ11 of the upper part of the
姿勢支持機構(シート)32の剛性を一定値と考えた場合、姿勢支持機構32により吸収可能な姿勢変化量は、慣性力(加速度)の大きさに対して略線形の関係になる。姿勢変化量と慣性力(加速度)との間にこの線形関係が成立する場合、又は線形関係よりも慣性力(加速度)に対して姿勢変化量が小さい場合には、乗員22の身体姿勢そのものは車両運動に対して略同期が取れていると考えられる。一方、慣性力(加速度)の大きさに対してこの線形関係を逸脱して姿勢変化量が過大となっている場合、姿勢支持機構32では吸収しきれない身体の姿勢の乱れが生じていると判断できる。
When the rigidity of the posture support mechanism (seat) 32 is considered to be a constant value, the posture change amount that can be absorbed by the
したがって、姿勢支持機構32の剛性を含むシート特性等から、乗員22が一般的な姿勢で乗車している場合の慣性力(加速度)の大きさと姿勢支持機構32により吸収可能な姿勢変化量との関係式を予め求めておき、ECU1の記憶手段に記憶させておく。判定部11は、この関係式をECU1の記憶手段から読み出して、乗員22の身体姿勢制御の必要の有無を判定に用いる。
Therefore, from the seat characteristics including the rigidity of the
図4(b)は、制駆動時の車両前後方向の加速度と、乗員の身体上部のピッチ角との関係を示す。図4(b)の横軸の加速度は車両前方を正の方向とし、縦軸のピッチ角は車両前方を正の方向とする。図4(b)に示す直線L11,L12は、姿勢支持機構32により吸収可能な姿勢変化量と慣性力(加速度)の大きさとの関係式で表されるものであり、比例関係を示している。
FIG. 4B shows the relationship between the vehicle longitudinal acceleration during braking and driving and the pitch angle of the upper part of the occupant's body. The acceleration on the horizontal axis in FIG. 4B is positive in the front of the vehicle, and the pitch angle on the vertical axis is in the positive direction on the front of the vehicle. The straight lines L11 and L12 shown in FIG. 4B are expressed by a relational expression between the posture change amount that can be absorbed by the
駆動時はシート32の背面で身体姿勢支持が行われるため、シート32により吸収可能な姿勢変化量が制動時よりも大きくなる。このため、図4(b)に示すように、制動時と駆動時では線形特性である点では共通するが、直線L11,L12の傾きが異なっている。
Since the body posture is supported on the back surface of the
図4(b)において、乗員22の身体上部のピッチ角の変化量が、直線L11,L12上又は直線L11,L12よりも小さい領域(非制御領域)に有る場合には、身体姿勢そのものは車両運動に対して略同期が取れていると判断できる。一方、乗員22の身体上部のピッチ角の変化量が、直線L11,L12を越えて過大な領域(制御領域)に有る場合には、姿勢支持機構32では吸収しきれない身体の姿勢の乱れが生じていると判断できる。
In FIG. 4B, when the amount of change in the pitch angle of the upper part of the
そこで、判定部11は、加速度と姿勢変化量との関係式を用いて制御領域及び非制御領域を設定し、加速度検出センサ2により検出された加速度に対して、姿勢検出センサ3により検出された乗員22の身体上部のピッチ角が、制御領域に有るか否か(非制御領域に有るか)を判定する。例えば、図4(b)に示すように、制動時にピッチ角Φ11及び加速度a1が検出された場合、ピッチ角Φ11及び加速度a1に対応する位置P11が制御領域に有り、姿勢支持機構32では吸収しきれない身体の姿勢の乱れが生じていると考えられる。したがって、判定部11は、乗員22の姿勢制御が必要と判定する。
Therefore, the
また、車両旋回運動について、図5(a)に示すように、車両横方向に慣性力F21,F22が付加され、乗員22の身体上部のロール角Φ21が変化する場合を考える。図5(b)は、旋回運動時の横加速度と、乗員の身体上部のロール角との関係を示す。図5(b)の横軸の加速度は車両右方向を正の方向とし、縦軸のロール角は車両左方向を正の方向とする。図5(b)に示す直線L21,L22は、姿勢支持機構32により吸収可能な姿勢変化量と、慣性力(加速度)の大きさとの関係式で表されるものであり、比例関係を示している。図5(b)に示すように、横加速度で発生するロール角の変化については、左右方向は略対称として考えることができる。
Further, with respect to the vehicle turning motion, as shown in FIG. 5A, a case where inertia forces F21 and F22 are applied in the vehicle lateral direction and the roll angle Φ21 of the upper body of the
判定部11は、加速度検出センサ2により検出された加速度に対して、姿勢検出センサ3により検出されたロール角が、制御領域に有るか否か(非制御領域に有るか)を判定する。例えば、図5(b)に示すように、ロール角Φ21及び加速度a2が検出された場合、ピッチ角Φ21及び加速度F21に対応する位置P21が制御領域に有り、姿勢支持機構32では吸収しきれない身体の姿勢の乱れが生じていると考えられる。したがって、判定部11は、乗員22の姿勢の制御が必要と判定する。
The
なお、図4(b)及び図5(b)では、慣性力(加速度)と姿勢変化の関係を線形関係として示したが、シート特性等によっては必ずしも線形関係とは限らない。その場合は、多項式や関数式等を用いて制御領域及び非制御領域を設定すればよい。 In FIGS. 4B and 5B, the relationship between the inertial force (acceleration) and the posture change is shown as a linear relationship, but the relationship is not necessarily a linear relationship depending on the seat characteristics and the like. In that case, a control area and a non-control area may be set using a polynomial or a functional expression.
図1に示した補正部12は、乗員22の姿勢を制御(補正)するための補正方向及び補正量を算出する。例えば、補正部12は、図4(b)に示すように、乗員22の身体上部のピッチ角Φ11を直線L11上に戻す方向(車両後方)を補正方向として算出する。補正部12は更に、ピッチ角Φ11と直線L11上のピッチ角Φ12との差分を補正量として算出する。なお、乗員22の身体上部のピッチ角Φ11が非制御領域に有ればよいため、補正量はピッチ角Φ11,Φ12の差分よりも大きくてもよい。
The
また、補正部12は、図5(b)に示すように、乗員22の身体上部のロール角Φ21を直線L21上に戻す方向(車両右方向)を補正方向として算出する。補正部12は更に、ピッチ角Φ21と直線L21上のピッチ角Φ22との差分を補正量として決定する。なお、乗員22の身体上部のロール角Φ21が非制御領域に有ればよいため、補正量はピッチ角Φ21,Φ22の差分よりも大きくてもよい。
Moreover, the correction |
図1に示した制御部13は、加速度検出センサ2により検出された加速度や、補正部12により算出された補正方向及び補正量に基づいて、アクチュエータ4を制御するための制御信号を出力する。
The
アクチュエータ4は、加速度検出センサ2により検出された加速度の変化による乗員の姿勢の乱れを補正するように、乗員に触覚を付与する。例えば、アクチュエータ4は、制御部13からの制御信号に応じて振動を発生させ、補正部12により算出された姿勢の補正方向及び補正量を乗員22に対して提示する。また、アクチュエータ4は、制御部13からの制御信号に応じて振動を発生させ、加速度検出センサ2により検出された加速度に基づいて生じる慣性力の方向及び大きさを乗員22に対して提示してもよい。アクチュエータ4により提示する情報の種類は、乗員22等により予め設定可能である。
The
アクチュエータ4は、例えば図6(a)に示すように、シート32の背部に左右対称に内蔵された一対の振動子4a,4bで構成されている。車両旋回時には、振動子4a,4bの一方を振動させることにより、補正方向として車両左方向又は右方向を乗員22の背部に対して提示する。振動子4a,4bのいずれを振動させた場合に、車両左方向又は右方向のいずれが提示されたと乗員22が理解するかは乗員22等により予め設定可能である。例えば、右旋回時には、車両前方に向かって右側の振動子4aを振動させることにより、補正方向として車両右方向を乗員22に提示することができる。なお、加速度検出センサ2により検出された加速度に基づいて生じる慣性力の方向を提示する場合には、右旋回時には、車両前方に向かって左側の振動子4bを振動させることにより、慣性力の方向として車両左方向を乗員22に提示することができる。
For example, as shown in FIG. 6A, the
また、加減速時には、車両旋回時とは区別されるように、振動子4a,4bを車両旋回時の振動パターンとは異なる振動パターンで振動させ、補正方向又は慣性力の方向として車両前方又は後方を乗員22に対して提示する。例えば、振動子4a,4bの両方を同時に作動させることにより車両前方を乗員22に対して提示し、振動子4a,4bを交互に作動させることにより車両後方を乗員に対して提示する。
Further, at the time of acceleration / deceleration, the
また、振動子4a,4bは、補正部12により算出された補正量に応じて振動強度(振幅又は振動周期)の大きさを変化させることにより補正量を乗員22に対して提示することができる。例えば、振動子4a,4bは、補正量が大きいほど振動強度を大きくする。なお、振動子4a,4bは、加速度検出センサ2により検出された加速度に基づいて生じる慣性力の大きさに応じて振動強度(振幅又は振動周期)の大きさを変化させることにより慣性力の大きさを乗員22に対して提示することもできる。
Further, the
また、図6(b)に示すように、一対の振動子4a,4bをシート32の臀部に内蔵し、乗員22の臀部に振動を付与してもよい。また、図6(c)に示すように、振動子4a,4bをシート32に取り付けたアームレスト部32a,32bに内蔵し、乗員22の手部に振動を付与してもよい。図6(b)及び図6(c)に示した構成の場合も、図6(a)に示した構成の場合と同等の作用効果を奏する。
Further, as shown in FIG. 6B, a pair of
なお、振動子4a,4bは単純に振動させてもよいし、準静的に動かすことで振動ではなく変位として身体接触部に触覚刺激を付与してもよい。また、振動子4a,4bとしては、電動モータや空気圧等の駆動方式を有していてもよく、発熱素子を用いた温度変化を触覚として付与してもよい。また、送風機能を加えて手足や首、顔や頭部等の肌露出部に送風による皮膚刺激を付与してもよい。また、振動子4a,4b等の触覚付与手段4の種類や個数、配置位置は特に限定されず、車両前後方向又は車両左右方向を区別して提示可能であればよい。
The
次に、図7のフローチャートを参照しながら、本発明の実施の形態に係る乗員姿勢制御方法の一例を説明する。 Next, an example of the occupant posture control method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS10において、加速度検出センサ2が現在の車両運動の加速度を検出する。ステップS11において、姿勢検出センサ3が現在の乗員の姿勢を検出する。
In step S10, the
ステップS12において、判定部11が、加速度検出センサ2により検出された車両運動の加速度に対して、姿勢検出センサ3により検出された乗員の姿勢が、予め設定した制御領域に有るか否か(非制御領域に有るか)を判定することにより、乗員の姿勢制御の必要の有無を判定する。ステップS12において非制御領域にあると判定された場合には、ステップS13に移行してアクチュエータ4の作動を作動させず、即ち乗員姿勢制御は行わずに、ステップS10に戻る。
In step S12, the
一方、ステップS12で制御領域にあると判断された場合においては、ステップS14に移行する。ステップS14において、補正部12が、姿勢の補正方向及び補正量を決定する。ステップS15において、制御部13が、補正部12により決定された乗員姿勢の補正方向及び補正量に基づいてアクチュエータ4を作動させ、姿勢の補正方向及び補正量を乗員に対して提示させる。
On the other hand, if it is determined in step S12 that it is in the control region, the process proceeds to step S14. In step S14, the
本発明の実施の形態によれば、車両の加速度を検出し、検出された加速度の変化による乗員の姿勢の乱れを補正するように、乗員に触覚を付与することにより、乗員は身体姿勢の乱れを容易に補正することができる。したがって、特に非運転乗員に対して、車両運動に対する姿勢安定を常時促進させることができ、乗車中の疲労感低減や車酔い低減につなげることができる。更に、複数の乗員が乗車している場合、各乗員の姿勢をそれぞれ検出して、各乗員に対して姿勢を制御すべきである場合に触覚を付与することにより、各乗員に個別に情報を伝達することができる。 According to the embodiment of the present invention, the occupant can detect the acceleration of the vehicle and correct the occupant's posture disturbance due to the detected change in acceleration, thereby giving the occupant a sense of body posture disorder. Can be easily corrected. Therefore, it is possible to constantly promote posture stability with respect to vehicle motion, particularly for non-driving passengers, and this can lead to a reduction in tiredness and vehicle sickness during riding. Furthermore, when a plurality of occupants are on board, the posture of each occupant is detected, and when the posture should be controlled for each occupant, information is individually given to each occupant. Can communicate.
また、アクチュエータ4が、車両運動に伴う加速度に基づいて生じる慣性力の方向を乗員22に触覚で提示することにより、乗員22はどの方向に身体を動かせば姿勢の乱れを補正できるかを容易に把握することができる。
In addition, the
また、判定部11が、車両運動に伴う加速度及び乗員の姿勢に基づいて、乗員の姿勢制御の必要の有無を判定し、乗員の姿勢制御が必要と判定された場合に、アクチュエータ4が乗員に対して触覚を付与することにより、ある程度の乗員の姿勢変化は許容して触覚提示が連続的に起こる煩わしさを回避することができる。
Further, the
また、車両左右方向及び車両前後方向の乗員の姿勢及び加速度を検出することにより、旋回時による車両左右方向の姿勢変化と、制駆動による車両前後方向の姿勢変化とを含む路面平面内の任意方向の姿勢変化に対して姿勢制御を行うことができる。 Also, by detecting the posture and acceleration of the occupant in the vehicle left-right direction and the vehicle front-rear direction, any direction in the road surface plane including the vehicle left-right posture change due to turning and the vehicle front-rear direction change due to braking / driving Attitude control can be performed for any attitude change.
また、判定部11が、加速度と乗員の姿勢との関係式を用いて制御領域及び非制御領域を設定し、検出された加速度に対する乗員の姿勢が制御領域にあるか、或いは非制御領域にあるかを判定することにより、乗員姿勢制御のロジックを実現することができる。
Further, the
また、判定部11が、乗員の姿勢が加速度に対して予め設定された比例関係から逸脱して過大となるか否かを判定し、比例関係から逸脱して過大となると判定された場合に、アクチュエータ4が、乗員の姿勢を比例関係に戻す方向を、乗員に対して触覚で提示することにより、あるレベルの姿勢変化は許容させておき、過大な姿勢変化が生じた場合にのみ補正することができる。したがって、乗員の姿勢変化が小さい場合でも触覚提示が連続的に起こる煩わしさを回避することができる。
Further, when the
(第1の変形例)
本発明の実施の形態の第1の変形例では、図1に示した加速度検出手段2及び姿勢検出手段3としてセンサを用いる代わりに、図8に示すように、スマートフォンや携帯電話等の汎用の電子機器41の機能を利用する場合を説明する。電子機器41は、電子機器41に内蔵されている加速度検出センサにより車両10の加速度の方向及び大きさを検出することができる。また、電子機器41に内蔵されているカメラ機能を利用して乗員22,23の姿勢を検出することができる。電子機器41は、姿勢制御対象である乗員22,23の頭部又は身体上部が撮像範囲42に収まるように配置される。
(First modification)
In the first modification of the embodiment of the present invention, instead of using sensors as the acceleration detection means 2 and the posture detection means 3 shown in FIG. 1, as shown in FIG. A case where the function of the
本発明の実施の形態の第1の変形例によれば、車両10に固定したセンサを用いずに、汎用の電子機器41で簡易に加速度検出手段2及び姿勢検出手段3を実現することができる。なお、電子機器41により図1に示したECU1の機能を更に実現させることもできる。
According to the first modification of the embodiment of the present invention, the acceleration detection means 2 and the attitude detection means 3 can be easily realized by the general-purpose
(第2の変形例)
本発明の実施の形態の第2の変形例では、姿勢検出手段3として、乗員の姿勢変化を直接計測する代わりに、乗員の姿勢変化を間接的に示す量を計測することにより、乗員の姿勢変化を推定する場合を説明する。本発明の実施の形態の第2の変形例に係る姿勢検出手段は、例えば、図9(a)に示すように、シート31の座面に挿入された面圧センサ4cで構成される。面圧センサ4cは、乗員22の着座時の面圧重心を計測する。面圧重心は乗員22の姿勢変化に伴い移動する。このため、面圧重心の移動量から乗員22の姿勢変化量を推定することができる。
(Second modification)
In the second modification of the embodiment of the present invention, instead of directly measuring the posture change of the occupant as the posture detection means 3, the posture of the occupant is measured by measuring an amount indirectly indicating the pose change of the occupant. A case where the change is estimated will be described. The posture detection means according to the second modification of the embodiment of the present invention is configured by a
図9(b)に、面圧センサ4cによる面圧重心の計測手法を模式的に示す。図9(b)の矩形の枠が面圧センサ4cの範囲を示しており、位置P30が、乗員22の身体上部の姿勢変化がない場合の面圧重心の位置を示す。乗員22の身体上部がピッチ角Φ11だけ前傾した場合、面圧重心が位置P31に移動する。また、乗員22の身体上部がロール角Φ21だけ左方向に傾いた場合、面圧重心が位置P32に移動する。
FIG. 9B schematically shows a method for measuring the center of gravity of the surface pressure by the
本発明の実施の形態の第3の変形例によれば、姿勢検出手段3として、変位センサやカメラ等の光学的手段を用いて直接計測するだけでなく、面圧センサ4c等を用いて姿勢変化に伴って生じる間接的な量の変化から乗員22の姿勢変化を推定することも可能となる。
According to the third modification of the embodiment of the present invention, the
(第3の変形例)
本発明の実施の形態の第3の変形例では、第1の変形例と同様に、図1に示した加速度検出手段2、姿勢検出手段3及びECU1としての機能を、図10に示すように、スマートフォンや携帯電話等の汎用の電子機器51で実現させる。電子機器51は、姿勢制御対象である乗員22,23の頭部又は身体上部が撮像範囲52に収まるように配置される。
(Third Modification)
In the third modification of the embodiment of the present invention, as in the first modification, the functions as the acceleration detection means 2, the attitude detection means 3, and the
本発明の実施の形態の第3の変形例では更に、触覚付与手段4としてシートに固定したアクチュエータを用いる代わりに、別の電子機器53を用いることで実現させる。電子機器53としては、スマートフォンや携帯電話、ゲーム機の振動デバイスを内蔵したコントローラ等が使用可能である。電子機器51及び電子機器53とは有線で接続してもよく、或いはBluetoothや赤外線、無線LAN等の非接触な伝達方式を用いてもよい。
In the third modification of the embodiment of the present invention, it is further realized by using another
また、触覚付与手段4として、シートに固定したアクチュエータを用いる代わりに、乗員22,23が装着可能な、振動機能や触覚感覚発生機能を有するデバイスを使用してもよい。例えば、図11(a)に示すような眼鏡等の顔装着型のデバイス61や、図11(b)に示すように帽子やカツラ等の頭部装着型のデバイス62、図11(c)に示すような腕装着型のデバイス63であってもよい。デバイス61,62,63のそれぞれには振動子61a,62a,63aが内蔵されている。
In addition, instead of using an actuator fixed to the seat, a device having a vibration function or a tactile sensation generating function that can be worn by the
(第4の変形例)
本発明の実施の形態の第4の変形例では、第1の変形例と同様に、図1に示した加速度検出手段2、姿勢検出手段3及びECU1としての機能を、図12に示すように、スマートフォンや携帯電話等の電子機器71で実現させる。電子機器71は、姿勢制御対象である乗員22,23の頭部又は身体上部が撮像範囲72に収まるように配置される。
(Fourth modification)
In the fourth modified example of the embodiment of the present invention, as in the first modified example, the functions of the
本発明の実施の形態の第4の変形例では更に、乗員22が小さな子供の場合等には、ぬいぐるみ等の玩具73を抱えている場合が想定される。そこで、図13(a)に示すように、触覚付与手段としてのアクチュエータ74を玩具73に内包させ、玩具73を仲介物体として乗員22に触覚を付与してもよい。乗員22は玩具73等の仲介物体を介してアクチュエータ4からの振動又は変動による触覚感覚を得ることができる。電子機器71とアクチュエータ74とは有線で接続してもよく、或いはBluetoothや赤外線、無線LAN等非接触な伝達方式を用いてもよい。
Further, in the fourth modification of the embodiment of the present invention, it is assumed that the
本発明の実施の形態の第4の変形例によれば、乗員22に対して触覚を付与する際に、玩具73等の仲介物体を利用することで、乗員22とのインターフェースとしての親和性を向上させることができる。なお、図13(b)に示すように、玩具73等の仲介物体に可動部75を持たせて、アクチュエータ74と連動又は単独で駆動できる可動機構を介して可動部75を動かすことにより、乗員22に姿勢変化方向を提示してもよい。
According to the fourth modification of the embodiment of the present invention, when a tactile sensation is imparted to the
(第5の変形例)
本発明の実施の形態の第5の変形例に係る乗員姿勢制御装置は、図14に示すように、車両運動の予定情報を取得する車両運動情報取得手段5を更に備える点が、図1に示した乗員姿勢制御装置の構成と異なる。車両運動情報取得手段5としては、例えば操舵装置、ナビゲーション装置又は車両制御装置が使用可能である。また、車両運動情報取得手段5が取得する車両運動の予定情報としては、操舵装置等からの車両操作情報、ナビゲーション装置からの経路や速度情報、また車両が自動運転や運転支援状態であれば車両制御装置からの車両操作予定情報等である。
(Fifth modification)
As shown in FIG. 14, the occupant posture control apparatus according to the fifth modification of the embodiment of the present invention is further provided with vehicle motion information acquisition means 5 for acquiring schedule information of vehicle motion, as shown in FIG. Different from the configuration of the occupant posture control device shown. As the vehicle movement information acquisition means 5, for example, a steering device, a navigation device, or a vehicle control device can be used. Further, the vehicle motion schedule information acquired by the vehicle motion information acquisition means 5 includes vehicle operation information from the steering device, route and speed information from the navigation device, and vehicle if the vehicle is in an automatic driving or driving support state. This is vehicle operation schedule information from the control device.
本発明の実施の形態の第5の変形例においては、判定部11は、車両運動情報取得手段5により取得された車両運動の予定情報に基づいて、現在から一定時間後までの間に発生する車両の将来の加速度を予測する。更に、判定部11は、姿勢検出センサ3により検出された現在の乗員の姿勢が、車両の将来の加速度に対して制御領域にあるか否かを判定する。その結果、現在の乗員の姿勢が、車両の将来の加速度に対して制御領域にあると判定された場合には、将来的に乗員の姿勢の乱れが大きくなることが推測されるので、事前に乗員の姿勢を制御する必要があると判定する。
In the fifth modification of the embodiment of the present invention, the
本発明の実施の形態の第5の変形例に係る乗員姿勢制御装置の他の構成は、本発明の実施の形態に係る乗員姿勢制御装置の構成と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。 Since the other configuration of the occupant posture control device according to the fifth modification of the embodiment of the present invention is substantially the same as the configuration of the occupant posture control device according to the embodiment of the present invention, a duplicate description Is omitted.
次に、図15のフローチャートを参照しながら、本発明の実施の形態の第5の変形例に係る方法の一例を説明する。 Next, an example of a method according to a fifth modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS20において、車両運動情報取得手段5が車両運動の予定情報を取得する。ステップS21において、姿勢検出手段3が現在の乗員の姿勢を検出する。 In step S20, the vehicle motion information acquisition means 5 acquires schedule information of the vehicle motion. In step S21, the posture detection means 3 detects the current posture of the occupant.
ステップS22において、判定部11が、車両運動情報取得手段5により取得された車両運動の予定情報に基づいて、現在から一定時間後までの間に発生する車両運動に伴う将来の加速度を予測する。更に、判定部11が、予測された将来の加速度に対して、姿勢検出手段3により検出された現在の乗員の姿勢が制御領域にあるか否かを判定する。ステップS22において制御領域にあると判定された場合には、ステップS23に移行する。
In step S <b> 22, the
ステップS23において、補正部12が、姿勢の補正方向及び補正量を算出する。ステップS24において、制御部13が、アクチュエータ4を作動させて補正方向及び補正量を乗員へ伝達する。
In step S <b> 23, the
一方、ステップS22において非制御領域にあると判定された場合、ステップS26に移行する。ステップS26〜S29の手順は、図7のフローチャートのステップS12〜S15の手順と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。 On the other hand, when it determines with it being in a non-control area | region in step S22, it transfers to step S26. The procedure of steps S26 to S29 is substantially the same as the procedure of steps S12 to S15 in the flowchart of FIG.
本発明の実施の形態の第5の変形例によれば、判定部11が車両の将来の加速度を予測し、予測された加速度及び現在の乗員の姿勢の相関に基づいて乗員の姿勢制御の必要の有無を判定することにより、将来的な乗員姿勢制御のための方向提示をより早く開始させることができ、乗員姿勢制御の能力を高めることができる。
According to the fifth modification of the embodiment of the present invention, the
(第6の変形例)
本発明の実施の形態の第6の変形例では、乗員の姿勢変化速度を考慮する場合を説明する。乗員の現在の姿勢だけを見た場合には制御で姿勢を戻させる必要のない領域(非制御領域)にあったとしても、姿勢変化速度が過大なときには、自分の姿勢を調整するまでの時間遅れがあるために、結果として過大な姿勢変化を起こし、制御領域に到達する場合がある。
(Sixth Modification)
In the sixth modification of the embodiment of the present invention, a case will be described in which the posture change speed of the occupant is taken into consideration. If you look only at the current posture of the occupant, even if you are in an area where it is not necessary to return the posture by control (non-control area), if the posture change speed is excessive, the time to adjust your posture Due to the delay, an excessive posture change may occur as a result, and the control region may be reached.
そこで、本発明の実施の形態の第6の変形例においては、乗員の姿勢変化の速度を計測又は推定する。例えば、図14に示した判定部11が、姿勢検出センサ3により検出された乗員22の姿勢の時間変化に基づいて、乗員22の姿勢変化の速度dΦを推定する。判定部11は更に、現在の姿勢変化量Φ0及び姿勢変化速度dΦを用いて、補正遅れ時間TΦだけ後の時刻における将来の姿勢変化量
を以下の式(1)に示すように算出する。
Is calculated as shown in the following equation (1).
補正遅れ時間TΦは、人間の姿勢制御の反応時間遅れを考慮して事前に設定し、ECU1の記憶手段に記憶しておけばよい。
The correction delay time TΦ may be set in advance in consideration of the reaction time delay of human posture control and stored in the storage unit of the
例えば、図16に示すように、加速度検出センサ2により検出された現在の加速度a3と、姿勢検出センサ3により検出された現在の姿勢量Φ0との対応位置P41が非制御領域にある。一方、判定部11により算出された将来の姿勢変化量
と、加速度検出センサ2により検出された現在の加速度a3との対応位置P42は制御領域にあるため、判定部11は乗員姿勢制御が必要と判定する。補正部12は、将来の姿勢変化量
を直線L21上の位置P43又は位置P43よりも小さく戻すように補正量及び補正方向を算出する。
For example, as shown in FIG. 16, a corresponding position P41 between the current acceleration a3 detected by the
Since the corresponding position P42 with the current acceleration a3 detected by the
The correction amount and the correction direction are calculated so as to return smaller than the position P43 or the position P43 on the straight line L21.
次に、図17のフローチャートを参照しながら、本発明の実施の形態の第6の変形例に係る乗員姿勢制御方法の一例を説明する。 Next, an example of an occupant posture control method according to a sixth modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS30は、ステップS20と同様であり、車両運動の予定情報を取得する。ステップS31においては、姿勢検出センサ3が、乗員姿勢を検出することに加え、乗員姿勢の変化速度を更に検出する点が、図15に示したステップS21の手順と異なる。ステップS32〜S38は、図15に示したステップS22〜S26、S28、S29と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
Step S30 is the same as step S20, and acquires schedule information of vehicle motion. In step S31, in addition to detecting the occupant posture, the
ステップS36において、非制御領域に該当すると判定された場合の処理が、図15に示したフローチャートと異なる。即ち、ステップS39において、判定部11が、式(1)を用いて補正遅れ時間TΦ後の将来の姿勢変化予測量を計算する。ステップS40において、判定部11が、将来の姿勢変化予測量が、現在の加速度に対して制御領域にあるか否かを判定する。ステップS40において制御領域にあると判定された場合に、ステップS33に移行する。ステップS33において、補正部12が姿勢補正方向及び補正量を算出する。ステップS34において、制御部13が、アクチュエータ4を作動させて姿勢補正方向及び補正量を乗員に対して提示する。
In step S36, the processing when it is determined to fall under the non-control region is different from the flowchart shown in FIG. That is, in step S39, the
本発明の実施の形態の第6の変形例によれば、将来の姿勢変化量を用いて乗員姿勢制御の必要の有無を判定することにより、乗員姿勢制御のための方向提示を早く開始させることができる。この結果、乗員姿勢制御の能力を高めることができる。 According to the sixth modification of the embodiment of the present invention, the direction presentation for the occupant posture control is started early by determining whether or not the occupant posture control is necessary using the future posture change amount. Can do. As a result, the ability of occupant posture control can be enhanced.
1…電子制御ユニット(ECU)
2…加速度検出手段
3…姿勢検出手段
4…触覚付与手段
5…車両運動情報取得手段
11…判定部
12…補正部
13…制御部
1. Electronic control unit (ECU)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
乗員の姿勢の変化量を検出する姿勢検出手段と、
前記検出された加速度の変化に対する前記検出された乗員の姿勢の変化量が、所定の変化量より過大であるか否かにより前記乗員の姿勢制御の必要の有無を判定する判定部と、
前記判定部によって前記乗員の姿勢制御が必要と判定された場合に、前記検出された加速度の変化による前記乗員の姿勢の乱れを補正するように、前記乗員に触覚を付与する触覚付与手段
とを備えることを特徴とする乗員姿勢制御装置。 Acceleration detecting means for detecting the acceleration of the vehicle;
Posture detection means for detecting a change in the posture of the occupant;
A determination unit that determines whether or not the occupant posture control is necessary based on whether or not the detected change amount of the occupant posture relative to the detected change in acceleration is greater than a predetermined change amount;
When said determined necessary attitude control of the occupant by the determining section, to correct the disturbance of the occupant posture due to a change in the detected acceleration, and a tactile addition means for imparting a tactile to the occupant An occupant posture control device comprising:
前記姿勢検出手段が、前記加速度検出手段により検出された加速度と一致する方向における前記乗員の姿勢を検出する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の乗員姿勢制御装置。 The acceleration detecting means detects at least one of a lateral acceleration and a longitudinal acceleration of the vehicle;
The occupant posture control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the posture detection unit detects the posture of the occupant in a direction that coincides with the acceleration detected by the acceleration detection unit.
前記触覚付与手段が、前記比例関係から逸脱して過大となると判定された場合に、前記乗員の姿勢を前記比例関係に戻す方向を、前記乗員に対して触覚で提示する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の乗員姿勢制御装置。 The determination unit determines whether or not the occupant's posture is excessive and deviates from a preset proportional relationship with respect to the acceleration;
The tactile sensation providing means presents a direction to return the occupant's posture to the proportional relationship to the occupant by tactile sensation when it is determined that the tactile sensation deviating from the proportional relationship becomes excessive. Item 6. The occupant posture control device according to any one of items 1 to 5 .
前記検出された乗員の姿勢の変化速度から前記乗員の将来の姿勢を推定し、
前記検出された加速度及び前記推定された乗員の将来の姿勢の相関に基づいて、前記乗員の姿勢制御の必要の有無を判定する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の乗員姿勢制御装置。 The determination unit is
Estimating the future posture of the occupant from the detected rate of change of the posture of the occupant;
Based on the correlation of the detected acceleration and future orientation of the estimated occupant, according to any one of claims 1 to 6, wherein the determining whether it is necessary for the occupant attitude control Occupant posture control device.
前記車両の将来の加速度を予測し、
前記予測された加速度及び前記検出された乗員の姿勢の相関に基づいて、前記乗員の姿勢制御の必要の有無を判定する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の乗員姿勢制御装置。 The determination unit is
Predicting the future acceleration of the vehicle,
The occupant according to any one of claims 1 to 6 , wherein it is determined whether or not posture control of the occupant is necessary based on a correlation between the predicted acceleration and the detected posture of the occupant. Attitude control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014060058A JP6303681B2 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Crew attitude control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014060058A JP6303681B2 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Crew attitude control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015182564A JP2015182564A (en) | 2015-10-22 |
JP6303681B2 true JP6303681B2 (en) | 2018-04-04 |
Family
ID=54349613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014060058A Expired - Fee Related JP6303681B2 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Crew attitude control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6303681B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6439647B2 (en) * | 2015-10-09 | 2018-12-19 | トヨタ自動車株式会社 | Crew attitude control device for vehicle |
JP6418225B2 (en) * | 2016-11-24 | 2018-11-07 | マツダ株式会社 | Driver physical condition detection device |
US11932263B2 (en) | 2018-03-14 | 2024-03-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Travel sickness estimation system, moving vehicle, travel sickness estimation method, and travel sickness estimation program |
US11479149B2 (en) | 2018-11-06 | 2022-10-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Occupant posture control method and occupant posture control device |
JP2023176467A (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-13 | 株式会社アドヴィックス | Notification device for vehicle |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006027347A (en) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Riding quality improving device |
JP2009227075A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Toyota Central R&D Labs Inc | Occupant posture assisting device and program |
-
2014
- 2014-03-24 JP JP2014060058A patent/JP6303681B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015182564A (en) | 2015-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6303681B2 (en) | Crew attitude control device | |
Wada et al. | Analysis of driver's head tilt using a mathematical model of motion sickness | |
JP4882433B2 (en) | Motion sickness estimation device, operation method of motion sickness estimation device, and vehicle with motion sickness estimation device | |
JP6768390B2 (en) | Methods and devices for estimating the line-of-sight direction of vehicle occupants, and methods and devices for determining head movement enhancement parameters specific to vehicle occupants. | |
US11358470B2 (en) | Method for operating a display apparatus for a motor vehicle, and motor vehicle | |
EP3167927A1 (en) | System and method for reducing motion sickness of a vehicle passenger | |
JP2019055759A (en) | Control system of on-vehicle equipment | |
JP5163275B2 (en) | Driving guidance device and driving guidance method | |
JP6948210B2 (en) | Driving support device and driving support method | |
JP2022123925A (en) | Driving posture determination device | |
KR20150083354A (en) | Apparatus and Method for preventing passengers from motion sickness | |
JP7336228B2 (en) | Non-contact operating device for vehicle and vehicle | |
JP7465667B2 (en) | Vehicle seat, vehicle equipped with the vehicle seat, vehicle control method and program | |
CN111469849B (en) | Vehicle control device and vehicle | |
JP4175167B2 (en) | In-vehicle information provider | |
JP4972959B2 (en) | Image information providing apparatus, image information providing method, and vehicle with image information providing apparatus | |
JP2009067169A (en) | Occupant posture control device of vehicle | |
JP2021030842A (en) | Seat control device | |
KR20220103850A (en) | Method for reducing motion sickness using vehicle motion prediction | |
JP2007062685A (en) | Vehicle | |
US20240140454A1 (en) | On-vehicle system | |
JP7439699B2 (en) | Vehicle display device | |
JP7111655B2 (en) | Behavior reporting system, behavior reporting device, behavior reporting method, and behavior reporting control program | |
US10962562B2 (en) | Vehicle velocity indicator | |
US20210101512A1 (en) | Vehicle seat, vehicle seat control device, and vehicle seat control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170125 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171110 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171121 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180116 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180219 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6303681 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |