JP6414420B2 - 車載機器操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、手指のジェスチャーで車載機器を操作する車載機器操作装置に関する。

自動車（車両）では、ハンドルと計器盤との間に各種操作レバーを配置する構造を用いて、車載機器であるターンシグナル装置のターンシグナルスイッチ、ヘッドランプ装置のランプスイッチ、ワイパー装置のワイパースイッチを操作し、ターンシグナルランプの点灯、ヘッドランプの点・消灯、ワイパーのオンオフなどを行っている。
こうした操作レバーによる車載機器の操作では、運転者は、視線を前方から操作レバーに移してから、当該操作レバーを操作する。つまり、操作レバーは、自動車の前方を運転者が注視している状況下で操作が行われるため、運転者の視線が前方から逸れることが多い。特に操作レバーの操作が不慣れな場合には、操作レバーを注視する時間が長くなりやすい。

そこで、自動車では、運転者の注意が、できるだけ操作レバーに逸れずにすむよう、操作レバーのレバー形状や操作の仕方に工夫を施すこと行われている。しかし、それでも、車種により操作レバーの形状や操作の仕方が異なるような場合、脇見、すなわち運転者が操作レバーを注視する時間が長くなりやすい。
一方、電子機器の入力分野では、特許文献１に見られるような人の動き、姿勢などをモーションキャプチャという手法で検出して、ユーザーインタフェース制御部で入力させる技術が提案され、人の動き、姿勢などで機器の操作を可能にしている。

特開２０１３−１７８６４５号公報

そこで、前方を注視しながら車載機器の操作が行えるよう、上記モーションキャプチャで機器を操作する技術を用いることが考えられる。
しかし、同技術で、ある場所に居る人の動き、姿勢を捉えるには、広いスペースが必要である。このため、限られた自動車の車室内で、人の動き、姿勢（いずれも全体）をモーションキャプチャすることは難しい。しかも、人の動きや姿勢の一部は、検出されないことが多く、信頼性の点に劣る。

そこで、本発明の目的は、検出しやすい手指のジェスチャーを用いて、運転者の視線が前方から逸れるのを最小限に抑えつつ、特定の車載機器の操作を可能とした車載機器操作装置を提供する。

本発明の態様は、車両のインストルメントパネルの前方に配置されたハンドルおよび同ハンドル周辺を含む領域を検出領域として同検出領域内で行われる、車載機器の操作を示唆する手指のジェスチャーを検出するジェスチャーセンサと、ジェスチャーセンサで検出されたジェスチャーを、特定の車載機器を操作する操作情報として認識し、当該特定車載機器を操作する操作信号を出力する制御部とを具備し、イントルメントパネルとハンドルとの間に、コラムカバーを有し、ジェスチャーセンサは、コラムカバーの上部に設けられ、コラムカバーの上方に検出領域が形成され、コラムカバーの上方へ手指が差し出されたとき手指のジェスチャーを検出するものとした。

本発明によれば、運転者は、車両前方を注視しながら、コラムカバーの上方に形成される検出領域に手指を差し出し、手指により車載機器の操作を示唆するジェスチャーを行うだけで、ジェスチャーで特定された車載機器へ操作信号が出力される。
それ故、検出しやすい手指のジェスチャーによる操作により、脇見、すなわち運転者の視線が前方から逸れるのを最小限に抑えつつ、特定の車載機器を操作することができる。

本発明の一実施形態の車載機器操作装置の各部を、車両のハンドル周辺と共に示すブック図。 同車載機器操作装置の制御を説明するフローチャート。 車載機器たるターンシグナルランプの点灯操作を示唆する手指のジェスチャーを説明する平面図。 車載機器たるヘッドランプの点灯操作を示唆する手指のジェスチャーを説明する平面図。 同ヘッドランプの消灯操作を示唆する手指のジェスチャーを説明する平面図。

以下、本発明を図１から図５に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は、例えば車載機器操作装置が組み込まれた自動車（車両）の車室内における前方側を示していて、図１中１は車室内の前部に設けられたインストルメントパネル、３は同インストルメントパネルから、運転席（運転者が着座する席）へ突き出たステアリングコラム端（図示しない）に装着されたステアリングホイール（本願のハンドルに相当）、５は同ステアリングホイール３と向き合うインストルメントパネル部分に設けられた計器盤である。ここでは、例えば計器盤５には、両側にエンジン回転数計６ａと車両速度計６ｂとが配置され、中間となるエンジン回転数計６ａと車両速度計６ｂ間に各種情報表示用のディスプレィ６ｃが配設されたメータクラスタ６が用いられている。

インストルメントパネル部分とステアリングホイール３との間のステアリングコラム部分は、コラムカバー７で周囲が覆われている。このコラムカバー７内には、各種の車載機器の操作スイッチ類８（以下、車載機器操作スイッチ類８という）が設けられている。ここでは、例えば車載機器たる、左右のターンシグナルランプ装置（方向指示器：図示しない）を操作するターンシグナルスイッチ９、同じくヘッドランプ装置（図示しない）を操作するヘッドランプスイッチ１１、同じくワイパー装置（図示しない）を操作するワイパースイッチ１３など（いずれも本願の車載機器に相当）が、これら各スイッチ９，１１，１３を駆動する駆動部、すなわちシグナルスイッチ用駆動部９ａ，ランプスイッチ用駆動部１１ａ，ワイパースイッチ用駆動部１３ａと共に設けられている。

車載機器操作装置は、これら車載機器の操作を、同操作を示唆する運転者の手指の動き、すなわちジェスチャーでするものである。ここでは、手指のジェスチャーで、例えば左右のターンシグナルスイッチ９のオン操作、ヘッドランプスイッチ１１の点・消灯操作、ワイパー装置のオンオフ操作を行う。
手指によるジェスチャーとしては、それぞれ車載機器の動きを想到させるような動きが用いられる。ここでは、例えばターンシグナルランプの操作を示唆するジェスチャーとしては、図３に示されるような運転者の片手ａ１（残る片方の手ａ２はステアリングホイールを把持：図１）を、ステアリングホイール３の上部で、同手ａ１をターンする方向へ往復スライドさせる動きが用いられる。ヘッドランプの点灯操作を示唆するジェスチャーとしては、図４に示されるようにステアリングホイール３の上部にて運転者の片手ａ１を握ったグーにし、同グーの状態から開いたパーの状態にする動きが用いられる。ヘッドランプの消灯操作を示唆するジェスチャーとしては、図５に示されるようにステアリングホイール３の正面に掌をかざすという動きが用いられる。ワイパー操作には、それ以外の動きでワイパーを想到するようなジェスチャーが用いられる。

車載機器操作装置は、例えばコラムカバー７の上部に、ジェスチャーセンサであるところの例えば赤外線カメラ１５を設けて、運転者（運転席に着座）の直前方となるステアリングホイール３および同ホイール周辺に、これらを含む検出領域δ（図１）を形成して、運転者の前方、すなわちステアリングホイール３の周辺であれば、どの場所からでも運転者の手指の動きが検出される構造としている。

具体的には、赤外線カメラ１５は、コラムカバー７の上方へ向け赤外線を出射する出射部１５ａと、反射する赤外線を受ける入射部１５ｂとを有したカメラが用いられる。これにより、ステアリングホイール３や同ホイール周辺に定められた赤外線の検出領域δ（図１）内において、手指のジェスチャーが検出される構造となる。つまり、運転者（運転席に着座）は、前方を注視したまま、単に運転者の前方（ステアリングホイール３付近）で、手指のジェスチャーを行うだけで、同ジェスチャーが赤外線カメラ１５で検出される。

特に検出領域δの周辺には、運転者の手指を検出領域δ内へ導くための目印を有している。ここでは、目印は、検出領域δと隣り合って配置されるエンジン回転数計６ａや車両速度計６ｂが担っていて、運転者が記憶しているエンジン回転数計６ａや車両速度計６ｂの位置を目印に手指を差し出しさえすれば、確実に検出領域δ内に手指が導かれる。
ちなみに、ジェスチャーセンサは、赤外線カメラ１５でなく、他のカメラやセンサでもよい。また赤外線カメラ１５の取付位置も、コラムカバー７でなく、他の部材や他の位置でも構わない。

この赤外線カメラ１５や車載機器スイッチ類８には、制御部１７が接続され、運転者の手指のジェスチャーを認識して、特定の車載機器が操作される構造としている。
例えば制御部１７には、認識部１９、特定部２１、出力部２３を有した構成が用いられる。すなわち、認識部１９は、赤外線カメラ１５で検出された手指のジェスチャーを、車載機器の操作情報である、左右のターンシグナルスイッチ９をオンする操作動作、ヘッドランプスイッチ１１を点・消灯をする操作動作、ワイパー装置をオンオフする操作動作として認識する機能をもつ。

特定部２１は、上記車載機器を操作する各種操作情報が、予め手指のジェスチャー、すなわち上記手の往復スライド動作、グーパー動作、掌で遮る動作の情報で設定されている。さらに特定部２１は、認識部１９で認識した操作動作と設定された各種操作動作とを照合する機能や、同照合にもとづき、認識された操作動作が特定車載機器を操作する操作動作であると特定する機能を有している。つまり、赤外線カメラ１５で捉えた手指のジェスチャーが、特定の車載機器を操作する情報であると認識される。

出力部２３は、特定された車載機器の操作動作に基づき、特定車載機器の駆動部９ａ，１１ａ、１３ａへ、操作信号たるオン信号やオフ信号を出力する機能を有している。この機能により、検出領域δ内で手指のジェスチャーを行うと、ターンシグナルスイッチ９のオン、ヘッドランプスイッチ１１の点・消灯、ワイパー装置のオンオフが行えるようにしている。ちなみに、ターンシグナルスイッチ９のオフは、操作したステアリングホイール３が戻るときの動作を利用して行われる。

図２のフローチャートには、この車載機器操作装置における制御の一例が示されている。同フローチャートを参照して、例えばターンシグナルランプ（車載機器）が手指のジェスチャーで操作されるまでを説明する。
ここでは、今、運転者は、運転席に着座し、ステアリングホイール３を両手で握りながら、例えば左折のために、左ターンシグナルランプを点灯させる場合を例に挙げる。

このときは、運転者は、まず、図１中の二点鎖線に示されるようにステアリングホイール３から片手ａ１を離して（残る片手ａ２は握ったまま）、その手ａ１を、運転者が記憶しているエンジン回転数計６ａや車両速度計６ｂを目印に手指を運転者の前方へ差し出し、予め決められている左折用のジェスチャーを行う。
すると、制御部１７は、運転者の手指の検出領域δ内への差し出しを受けて、まず、ステップＳ１のように手指を捕捉し、ジェスチャーが行われると判定する。続くステップＳ３により、左折用のジェスチャーである手指の動きを取り込む。

すなわち、左折用のジェスチャーは、左ターンシグナルランプを点灯させるための行為で、図３に示されるように手ａ１を、ステアリングホイール３の上部で、掌を下方に向けた姿勢のまま、右→左→右と往復するスライドのジェスチャーで行われる。
ステップＳ３は、この左ターンシグナルランプを点灯するジェスチャー（手指の動作）を取り込む。続くステップＳ５では、同ジェスチャーが、車載機器を動作させるためのジェスチャーか否かの判定が行われる。車載機器を動作させるためのジェスチャーであると認識されると、照合を行うステップＳ７へ至る。

すなわちステップＳ７では、認識した右→左→右のジェスチャー（操作動作）と、予め設定されている各種車載機器のスイッチ類を操作するジェスチャー（操作動作）との照合が行われる。続くステップＳ９により、同照合にもとづき、操作しようとする車載機器が、左ターンシグナルランプ、すなわち同ランプを点灯するターンシグナルスイッチ９であると特定される。

ついで、ステップＳ１１により、出力部２３から、特定した左ターンシグナルランプのターンシグナルスイッチ９をオンする信号（操作信号）が出力され、左ターンシグナルランプの点灯が行われる。
そして、左折ハンドル操作、すなわちステアリングホイール３をターン方向へ回転操作、続いて戻し操作をすることにより、左折を終える。このときのステアリングホイール３の戻し操作に伴い、ターンシグナルスイッチ９はオフされる。

ちなみに、右ターンシグナルランプを点灯させるときは、ステアリングホイール３の上部で、掌を下方に向けた姿勢で、左→右→左と往復するスライドのジェスチャーで行なえばよい。
同様に、ヘッドランプを点灯するときは、運転者は、エンジン回転数計６ａや車両速度計６ｂを目印に手指を運転者の前方へ差し出し、予め決められているヘッドランプ点灯用のジェスチャー、すなわち図４に示されるようにステアリングホイール３の上部にて、片手を握ったグーにし、同グーの状態から開いたパーの状態にするジェスチャーを行うと、ジェスチャーの照合を経て、ヘッドランプスイッチ１１がオンし、ヘッドランプが点灯する。その後、図５に示されるようにステアリングホイール３の正面に掌をかざすというジェスチャーを行うと、ヘッドランプが消灯する。図示はしないがワイパー装置のオンオフも、同様に運転者による手指のジェスチャーで行われる。

このようにステアリングホイール３および同ステアリングホイール周辺に、車載機器の操作を示唆する手指のジェスチャーを検出する検出領域δを設けることにより、運転者は、車両前方を注視しながら、ステアリングホイール３の近くで、手指により、車載機器の操作を示唆するジェスチャーを行うだけで、当該ジェスチャーで特定される車載機器を操作することができる。

それ故、運転者は、脇見、すなわち視線が前方から逸れるのを最小限に抑えつつ、特定の車載機器を操作することができる。特に手指のジェスチャーは検出しやすいから、運転者の意図にしたがい、確実に特定の車載機器を操作することができる。しかも、操作レバーのように脇に視線が逸れたり、脇見の時間が長くなることはない。
また検出領域δの周辺に、手指を検出領域δ内へ導くための目印、ここではエンジン回転数計６ａや車両速度計６ｂを目印としたことにより、運転者は、同目印を目標に手指を前方へ差し出しさえすれば、確実に手指のジェスチャーを認識することができる。

そのうえ、手指のジェスチャーによる車載機器の制御は、認識部１９、特定部２１、出力部２３を組み合わせるだけの簡単な構成ですむ。
なお、上述した各実施形態における各構成およびそれの組合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。

例えば上述した実施形態では、手指をスライドしたり、手指をグーパーしたり、掌で遮るなどのジェスチャーを用いて、ターンシグナル装置、ヘッドランプ装置、ワイパー装置を操作したが、他のジェスチャーで操作しても構わない。操作される車載機器も、例えばオーデォ装置やナビゲーション装置など他の車載機器でもよく、特定の車載機器に限定されるものではない。もちろん、手指のジャスチャーは、予め設定されているものでなく、別途、入力手段を用いて、好みの手指の動きをジェスチャーとして設定するようにしても構わない。

３ ステアリングホイール（ハンドル）
６ａ，６ｂ エンジン回転数計、車両速度計（目印）
９ ターンシグナルスイッチ，ヘッドランプスイッチ，ワイパースイッチ（車載機器）
１５ 赤外線カメラ（ジェスチャーセンサ）
１７ 制御部
１９ 認識部
２１ 特定部
２３ 出力部
δ 検出領域

Claims (3)

1. 車両のインストルメントパネルの前方に配置されたハンドルおよび同ハンドル周辺を含む領域を検出領域として同検出領域内で行われる、車載機器の操作を示唆する手指のジェスチャーを検出するジェスチャーセンサと、
   前記ジェスチャーセンサで検出されたジェスチャーを、特定の車載機器を操作する操作情報として認識し、当該特定車載機器を操作する操作信号を出力する制御部と
   を具備し、
   前記イントルメントパネルと前記ハンドルとの間に、コラムカバーを有し、
   前記ジェスチャーセンサは、前記コラムカバーの上部に設けられ、前記コラムカバーの上方に前記検出領域が形成され、前記コラムカバーの上方へ手指が差し出されたとき手指のジェスチャーを検出する
   ことを特徴とする車載機器操作装置。
2. 前記検出領域の周辺には、前記手指を前記検出領域内へ導くための目印を有することを特徴とする請求項１に記載の車載機器操作装置。
3. 前記制御部は、
   前記ジェスチャーセンサで検出されたジェスチャーを車載機器の操作情報として認識する認識部と、
   各種車載機器の各種操作情報がジェスチャーで設定され、前記認識された操作情報と前記設定された操作情報との照合にもとづき、前記認識された操作情報が特定の車載機器の操作情報であると特定する特定部と、
   前記特定された操作情報に基づき特定された車載機器へ操作信号を出力する出力部と
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載機器操作装置。

Images