JP6495813B2 - Remote control system and remote control device - Google Patents

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哲史 莊司
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Description

本発明は、遠隔制御技術に関し、特に、RCカーやドローン等(遠隔制御対象装置)と、これらを操縦するリモコン装置(遠隔制御装置)との技術に関する。   The present invention relates to a remote control technique, and more particularly, to a technique of an RC car, a drone, etc. (remote control target apparatus) and a remote control apparatus (remote control apparatus) for maneuvering them.

現在、遠隔制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置が存在する。例えば、RCカー用の遠隔制御装置には、RCカーの進行を操作する走行用レバーと、RCカーの進行方向を操作するステアリング用レバーと、走行用レバー又はステアリング用レバーの操作に基づく制御信号を無線で送信する送信機と、が具備されている。一方、RCカーには、遠隔制御装置からの制御信号を無線で受信する受信機と、遠隔制御装置での走行用レバーの操作に基づきRCカーの速度、加速度、前後の進行方向を制御するスピードコントローラ及びモータと、遠隔制御装置でのステアリング用レバーの操作に基づきRCカーの左右の進行方向を制御するステアリングサーボと、が具備されている。   Currently, there exists a remote control device that remotely controls a remote control target device. For example, a remote control device for an RC car includes a travel lever for operating the RC car, a steering lever for operating the RC car, and a control signal based on the operation of the travel lever or the steering lever. And a transmitter for wirelessly transmitting. On the other hand, the RC car has a receiver that wirelessly receives a control signal from the remote control device, and a speed that controls the speed, acceleration, and forward / backward direction of the RC car based on the operation of the travel lever on the remote control device. A controller and a motor, and a steering servo for controlling the left and right traveling directions of the RC car based on the operation of the steering lever by the remote control device are provided.

“タミヤRCスタートガイド”、[online]、[平成27年11月30日検索]、<URL:http://www.tamiya.com/japan/cms/rcstartguide.html>“Tamiya RC Start Guide”, [online], [Search on November 30, 2015], <URL: http://www.tamiya.com/japan/cms/rcstartguide.html>

しかしながら、従来の遠隔制御装置には、上述した走行用レバーやステアリング用レバー等、遠隔制御対象装置を操作する機能のみが具備されているため、遠隔制御対象装置で力学的にどのような力が発生しているか、遠隔制御対象装置が外部からどのような力を受けているかが分からないという課題があった。   However, since the conventional remote control device has only the function of operating the remote control target device such as the above-described traveling lever and steering lever, what kind of force is mechanically applied to the remote control target device. There has been a problem that it is not known what is occurring or what kind of force the remote control target device is receiving from the outside.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、遠隔制御対象装置に生じた慣性力をユーザが遠隔制御装置を通じて感じ取ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to allow a user to feel inertial force generated in a remote control target device through the remote control device.

以上の課題を解決するため、本発明の遠隔制御システムは、遠隔制御される遠隔制御対象装置と、前記遠隔制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置と、を備えた遠隔制御システムにおいて、前記遠隔制御対象装置は、前記遠隔制御対象装置に生じた慣性力を測定する測定部と、測定した慣性力の値を送信する送信部と、を備え、前記遠隔制御装置は、前記遠隔制御対象装置から前記慣性力の値を受信する受信部と、受信した慣性力の値に応じた牽引力を前記遠隔制御装置に出力する出力部と、を備え、前記測定部は、測定した慣性力の値から前記遠隔制御対象装置の重力加速度を減算することを要旨とする。 In order to solve the above-described problems, a remote control system according to the present invention includes a remote control target device that is remotely controlled and a remote control device that remotely controls the remote control target device. The control target device includes a measurement unit that measures the inertial force generated in the remote control target device, and a transmission unit that transmits a value of the measured inertial force. The remote control device is connected to the remote control target device. A receiving unit that receives the value of the inertial force, and an output unit that outputs a traction force according to the value of the received inertial force to the remote control device, and the measurement unit is configured to calculate the inertial force from the measured value of the inertial force. The gist is to subtract the gravitational acceleration of the remote control target device .

又、本発明の遠隔制御システムは、請求項1に記載の遠隔制御システムにおいて、前記出力部は、正方向と負方向で加速度が非対称な非対称振動子で前記牽引力を出力することを要旨とする。   Further, the gist of the remote control system of the present invention is the remote control system according to claim 1, wherein the output unit outputs the traction force by an asymmetric vibrator having an asymmetric acceleration in a positive direction and a negative direction. .

又、本発明の遠隔制御システムは、請求項1又は2に記載の遠隔制御システムにおいて、前記測定部は、前記遠隔制御対象装置に生じた加速度又は角加速度を測定することを要旨とする。 The gist of the remote control system of the present invention is the remote control system according to claim 1 or 2 , wherein the measurement unit measures acceleration or angular acceleration generated in the remote control target device.

又、本発明の遠隔制御システムは、請求項1又は2に記載の遠隔制御システムにおいて、前記測定部は、前記遠隔制御対象装置で互いに直交する複数の軸において各軸方向の加速度又は各軸を中心とする角加速度をそれぞれ測定し、前記出力部は、前記遠隔制御対象装置で所定軸に生じた加速度又は角加速度に応じた牽引力を、前記所定軸に予め関連付けられた前記遠隔制御装置の所定軸で出力することを要旨とする。 The remote control system according to the present invention is the remote control system according to claim 1 or 2 , wherein the measurement unit calculates acceleration in each axial direction or each axis in a plurality of axes orthogonal to each other in the remote control target device. Each of the angular accelerations measured at the center is measured, and the output unit is configured to generate an acceleration generated on a predetermined axis in the remote control target device or a traction force corresponding to the angular acceleration in a predetermined range of the remote control device previously associated with the predetermined axis. The gist is to output on the shaft.

又、本発明の遠隔制御システムは、請求項1乃至のいずれかに記載の遠隔制御システムにおいて、前記測定部は、前記遠隔制御装置の遠隔制御により生じた慣性力を測定することを要旨とする。 Further, the remote control system of the present invention is the remote control system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the measurement unit measures an inertial force generated by remote control of the remote control device. To do.

又、本発明の遠隔制御システムは、請求項1乃至のいずれかに記載の遠隔制御システムにおいて、前記測定部は、前記遠隔制御装置の遠隔制御の有無に関わらず前記遠隔制御対象装置が外部から受けた慣性力を測定することを要旨とする。 The remote control system of the present invention is the remote control system according to any one of claims 1 to 5 , wherein the measuring unit is external to the remote control target device regardless of whether the remote control device is remotely controlled. The gist is to measure the inertial force received from.

又、本発明の遠隔制御装置は、遠隔制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置において、前記遠隔制御対象装置に生じた慣性力の値であり、前記遠隔制御対象装置によって前記遠隔制御対象装置の重力加速度が減算された慣性力の値を受信する受信部と、受信した慣性力の値に応じた牽引力を前記遠隔制御装置に出力する出力部と、を備えることを要旨とする。 Further, the remote control device of the present invention is a value of an inertia force generated in the remote control target device in the remote control device for remotely controlling the remote control target device, and the remote control target device uses the value of the remote control target device. The gist of the invention is to include a receiving unit that receives the value of the inertial force obtained by subtracting the gravitational acceleration , and an output unit that outputs a traction force corresponding to the received value of the inertial force to the remote control device.

本発明によれば、遠隔制御対象装置に生じた慣性力をユーザが遠隔制御装置を通じて感じ取ることができる。   According to the present invention, the user can feel the inertial force generated in the remote control target device through the remote control device.

第1の実施の形態に係る遠隔制御システムの全体構成及び機能ブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure and functional block structure of the remote control system which concern on 1st Embodiment. 遠隔制御対象装置と遠隔制御装置での軸の決定例を示す図である。It is a figure which shows the example of determination of the axis | shaft with a remote control object apparatus and a remote control apparatus. 加速度出力装置の構成例及び配置例を示す図である。It is a figure which shows the structural example and arrangement example of an acceleration output device. 遠隔制御装置での制御波形(推進力)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control waveform (propulsive force) in a remote control apparatus. 遠隔制御装置のマイコンからの詳細波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the detailed waveform from the microcomputer of a remote control apparatus. 遠隔制御装置での制御波形(衝撃力)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control waveform (impact force) in a remote control apparatus. 遠隔制御装置での制御波形(遠心力)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control waveform (centrifugal force) in a remote control apparatus. RCカーの動作例(進行時)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (at the time of progress) of RC car. RCカーの動作例(旋回時)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (at the time of turning) of RC car. RCカーの動作例(衝突時)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (at the time of a collision) of RC car. ドローンの動作例(進行時)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (at the time of progress) of a drone. ドローンの動作例(旋回時)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (at the time of turning) of a drone. ドローンの動作例(衝突時)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (at the time of a collision) of a drone. ドローンの動作例(落下時)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (at the time of fall) of a drone. ドローンの動作例(風を受けたとき)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (when receiving a wind) of a drone. 遠隔制御対象装置の重力加速度を除去する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of removing the gravitational acceleration of a remote control object apparatus. 第2の実施の形態に係る遠隔制御システムの全体構成及び機能ブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure and functional block structure of the remote control system which concern on 2nd Embodiment. 角加速度出力装置の構成例及び配置例を示す図である。It is a figure which shows the structural example and arrangement example of an angular acceleration output device. RCカーの動作例(左右回転)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (left-right rotation) of RC car. RCカーの動作例(前後回転)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (front-back rotation) of RC car. RCカーの動作例(上下回転)を示す図である。It is a figure which shows the operation example (up-and-down rotation) of RC car.

以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1の実施の形態>
図1は、第1の実施の形態に係る遠隔制御システム1の全体構成及び機能ブロック構成を示す図である。遠隔制御システム1は、遠隔制御される遠隔制御対象装置10と、遠隔制御対象装置10を遠隔制御する遠隔制御装置30と、を備えて構成される。遠隔制御対象装置10と遠隔制御装置30とは、無線又は有線を介して相互に通信可能である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration and a functional block configuration of a remote control system 1 according to the first embodiment. The remote control system 1 includes a remote control target device 10 that is remotely controlled, and a remote control device 30 that remotely controls the remote control target device 10. The remote control target device 10 and the remote control device 30 can communicate with each other via wireless or wired communication.

先ず、遠隔制御対象装置10について説明する。遠隔制御対象装置10は、例えば、RCカー、ドローン(無人航空機)、船、ロボット等である。RCカーを例とすると、図1に示すように、走行用モータ11と、ステアリング用モータ12と、加速度センサ13と、マイコン14と、無線回路15と、を備えて構成される。従来のRCカーに対し、RCカーの加速度をセンシングする加速度センサ13を更に備える。以下、各機能を説明する。   First, the remote control target device 10 will be described. The remote control target device 10 is, for example, an RC car, a drone (unmanned aircraft), a ship, a robot, or the like. Taking an RC car as an example, as shown in FIG. 1, the vehicle includes a traveling motor 11, a steering motor 12, an acceleration sensor 13, a microcomputer 14, and a wireless circuit 15. The conventional RC car further includes an acceleration sensor 13 for sensing the acceleration of the RC car. Each function will be described below.

走行用モータ11は、遠隔制御装置30での走行用レバーの操作に基づき遠隔制御対象装置10の前後方向の走行を制御する。   The traveling motor 11 controls traveling in the front-rear direction of the remote control target device 10 based on the operation of the traveling lever in the remote control device 30.

ステアリング用モータ12は、遠隔制御装置30でのステアリング用レバーの操作に基づき遠隔制御対象装置10の左右方向の走行を制御する。   The steering motor 12 controls traveling in the left-right direction of the remote control target device 10 based on the operation of the steering lever in the remote control device 30.

加速度センサ13は、XYZ軸の3方向の加速度を測定可能な3軸加速度センサであり、遠隔制御対象装置10に生じた加速度を測定する。例えば、遠隔制御装置30での遠隔制御により生じた遠隔制御対象装置10の加速度や、遠隔制御装置30での遠隔制御の有無に関係なく遠隔制御対象装置10が任意に外部から受けた加速度を測定する。具体的には、例えば、加速度の値、加速度が生じた軸方向等を測定する。3軸加速度センサに代えて、1軸加速度センサを3つ用いてもよいし、1軸加速度センサと2軸加速度センサを組み合わせて用いてもよい。その他、2軸加速度センサのみを用いてもよい。   The acceleration sensor 13 is a three-axis acceleration sensor that can measure accelerations in three directions of the XYZ axes, and measures acceleration generated in the remote control target device 10. For example, the acceleration of the remote control target device 10 caused by the remote control by the remote control device 30 and the acceleration arbitrarily received by the remote control target device 10 from the outside regardless of the presence or absence of the remote control by the remote control device 30 are measured. To do. Specifically, for example, an acceleration value, an axial direction in which the acceleration occurs, and the like are measured. Instead of the 3-axis acceleration sensor, three 1-axis acceleration sensors may be used, or a combination of the 1-axis acceleration sensor and the 2-axis acceleration sensor may be used. In addition, only a biaxial acceleration sensor may be used.

マイコン14は、遠隔制御装置30から送信された遠隔制御対象装置10を操作するための制御信号を走行用モータ11又はステアリング用モータ12に送信する。制御信号には、遠隔制御装置30で操作されたレバーの種類を識別する識別情報が含まれており、レバーの種類を判定し特定した後、走行用レバーの操作に基づく制御信号については走行用モータ11に送信し、ステアリング用レバーの操作に基づく制御信号についてはステアリング用モータ12に送信する。   The microcomputer 14 transmits a control signal for operating the remote control target device 10 transmitted from the remote control device 30 to the traveling motor 11 or the steering motor 12. The control signal includes identification information for identifying the type of the lever operated by the remote control device 30. After determining and specifying the type of the lever, the control signal based on the operation of the driving lever is used for driving. The control signal is transmitted to the motor 11 and a control signal based on the operation of the steering lever is transmitted to the steering motor 12.

又、マイコン14は、加速度センサ13による加速度情報を無線回路15を介して遠隔制御装置30に送信する。加速度情報には、例えば、加速度の値、加速度が生じた軸方向、加速度の測定単位等が含まれている。   Further, the microcomputer 14 transmits acceleration information from the acceleration sensor 13 to the remote control device 30 via the wireless circuit 15. The acceleration information includes, for example, an acceleration value, an axial direction in which the acceleration occurs, an acceleration measurement unit, and the like.

無線回路15は、遠隔制御装置30から送信された前述の制御信号を受信し、マイコン14に送信する。又、加速度センサ13で測定された加速度の値等が含まれる加速度情報を遠隔制御装置30に送信する。   The radio circuit 15 receives the control signal transmitted from the remote control device 30 and transmits it to the microcomputer 14. Further, acceleration information including the acceleration value measured by the acceleration sensor 13 is transmitted to the remote control device 30.

続いて、遠隔制御装置30について説明する。遠隔制御装置30は、遠隔制御対象装置10を操作する操作者(ユーザ)が把持するリモコン装置である。遠隔制御対象装置10がRCカーの場合、図1に示すように、走行用レバー31と、ステアリング用レバー32と、加速度出力装置33と、マイコン34と、無線回路35と、を備えて構成される。従来の遠隔制御装置に対し、RCカーに生じた加速度に相当する加速度を出力する加速度出力装置33を更に備える。以下、各機能を説明する。   Next, the remote control device 30 will be described. The remote control device 30 is a remote control device held by an operator (user) who operates the remote control target device 10. When the remote control target device 10 is an RC car, as shown in FIG. 1, the remote control target device 10 includes a travel lever 31, a steering lever 32, an acceleration output device 33, a microcomputer 34, and a wireless circuit 35. The An acceleration output device 33 that outputs an acceleration corresponding to the acceleration generated in the RC car is further provided for the conventional remote control device. Each function will be described below.

走行用レバー31は、遠隔制御対象装置10の進行を操作する。   The travel lever 31 operates the progress of the remote control target device 10.

ステアリング用レバー32は、遠隔制御対象装置10の進行方向を操作する。   The steering lever 32 operates the traveling direction of the remote control target device 10.

加速度出力装置33は、遠隔制御対象装置10に生じた加速度に応じた加速度を遠隔制御装置30に出力する。具体的には、遠隔制御対象装置10のX軸方向に生じた加速度に相当する加速度を遠隔制御装置30のX軸方向に出力する加速度出力装置(X軸)33aと、遠隔制御対象装置10のY軸方向に生じた加速度に相当する加速度を遠隔制御装置30のY軸方向に出力する加速度出力装置(Y軸)33bと、遠隔制御対象装置10のZ軸方向に生じた加速度に相当する加速度を遠隔制御装置30のZ軸方向に出力する加速度出力装置(Z軸)33cと、で構成され、遠隔制御装置30の筐体内部に固定される。遠隔制御対象装置10に生じた加速度に応じた加速度を遠隔制御装置30に出力することにより、遠隔制御対象装置10に生じた慣性力の値に応じた牽引力を遠隔制御装置30に発生させる。   The acceleration output device 33 outputs an acceleration corresponding to the acceleration generated in the remote control target device 10 to the remote control device 30. Specifically, an acceleration output device (X axis) 33 a that outputs an acceleration corresponding to the acceleration generated in the X axis direction of the remote control target device 10 in the X axis direction of the remote control device 30, and the remote control target device 10. An acceleration output device (Y axis) 33b for outputting an acceleration corresponding to the acceleration generated in the Y-axis direction in the Y-axis direction of the remote control device 30, and an acceleration corresponding to an acceleration generated in the Z-axis direction of the remote control target device 10 And an acceleration output device (Z-axis) 33c that outputs the signal in the Z-axis direction of the remote control device 30 and is fixed inside the housing of the remote control device 30. By outputting an acceleration corresponding to the acceleration generated in the remote control target device 10 to the remote control device 30, a traction force corresponding to the value of the inertia force generated in the remote control target device 10 is generated in the remote control device 30.

マイコン34は、走行用レバー31又はステアリング用レバー32での操作に基づく制御信号を無線回路35を介して遠隔制御対象装置10に送信する。制御信号には、走行用レバー31又はステアリング用レバー32を識別する識別情報が含まれている。   The microcomputer 34 transmits a control signal based on an operation at the traveling lever 31 or the steering lever 32 to the remote control target device 10 via the wireless circuit 35. The control signal includes identification information for identifying the traveling lever 31 or the steering lever 32.

又、マイコン34は、遠隔制御対象装置10から送信された加速度情報に基づき、加速度出力装置(X軸)33a〜加速度出力装置(Z軸)33cをそれぞれ制御する。具体的には、受信した加速度情報から加速度の値と加速度が生じた軸方向とを参照し、該加速度に相当する加速度が該軸方向の加速度出力装置33で出力されるように加速度出力装置(X軸)33a〜加速度出力装置(Z軸)33cを制御する。   The microcomputer 34 controls the acceleration output device (X axis) 33a to the acceleration output device (Z axis) 33c based on the acceleration information transmitted from the remote control target device 10, respectively. More specifically, the acceleration output device (refer to the acceleration value and the axial direction in which the acceleration is generated is referred to from the received acceleration information so that the acceleration corresponding to the acceleration is output by the acceleration output device 33 in the axial direction. X axis) 33a to acceleration output device (Z axis) 33c are controlled.

無線回路35は、走行用レバー31又はステアリング用レバー32での操作に基づく制御信号を遠隔制御対象装置10に送信する。又、遠隔制御対象装置10から送信された加速度情報を受信し、マイコン34に送信する。   The radio circuit 35 transmits a control signal based on an operation at the traveling lever 31 or the steering lever 32 to the remote control target device 10. In addition, the acceleration information transmitted from the remote control target device 10 is received and transmitted to the microcomputer 34.

次に、遠隔制御対象装置10と遠隔制御装置30の軸を決定する方法について説明する。遠隔制御対象装置10と遠隔制御装置30の各装置を中心にした相対座標で考えると、遠隔制御対象装置10と遠隔制御装置30との各軸が必ずしも一致するとは限らない。この状態では、遠隔制御対象装置10の進行方向と遠隔制御装置30での加速度の出力方向とを一致させることができない。   Next, a method for determining the axes of the remote control target device 10 and the remote control device 30 will be described. Considering relative coordinates around the remote control target device 10 and the remote control device 30, the axes of the remote control target device 10 and the remote control device 30 do not always match. In this state, the traveling direction of the remote control target device 10 and the acceleration output direction in the remote control device 30 cannot be matched.

そこで、本実施の形態では、図2に示すように、遠隔制御対象装置10の前方をX軸、側面方向をY軸、地面への垂直方向をZ軸とする。又、遠隔制御装置30は、一般的にアンテナの設置側面がユーザから最も離れた状態で把持されることから、遠隔制御装置30を成す筐体の中心部からアンテナの位置する方向をX軸、ユーザの両手により把持される対向側面の向かい合う方向をY軸、地面に対する垂直方向をZ軸とする。そして、遠隔制御対象装置10のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に生じた各加速度に相当するそれぞれの加速度を、遠隔制御装置30のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向でそれぞれ出力する。これにより、図3に示すように、例えば、遠隔制御対象装置10が前方に加速した場合、加速度出力装置(X軸)33aにより+X軸方向に加速度が出力され、遠隔制御装置30のアンテナの位置する方向に推進力(牽引力)が疑似的に発生する。その他、遠隔制御対象装置10に生じた加速度の方向に応じて、−X軸方向に衝撃力、+Y軸方向又は−Y軸方向に遠心力、+Z軸方向に上昇、−Z軸方向に下降等の牽引力を発生する。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the front of the remote control target device 10 is the X axis, the side surface direction is the Y axis, and the direction perpendicular to the ground is the Z axis. Further, since the remote control device 30 is generally gripped with the installation side of the antenna farthest from the user, the direction in which the antenna is located from the center of the casing forming the remote control device 30 is set to the X axis, The direction in which the opposite side surfaces held by both hands of the user face each other is defined as the Y axis, and the direction perpendicular to the ground is defined as the Z axis. Then, the respective accelerations corresponding to the respective accelerations generated in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction of the remote control target device 10 are respectively indicated in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction of the remote control device 30. Output. Thereby, as shown in FIG. 3, for example, when the remote control target device 10 accelerates forward, the acceleration output device (X axis) 33a outputs acceleration in the + X axis direction, and the position of the antenna of the remote control device 30 Propulsive force (traction force) is generated in a pseudo direction. In addition, depending on the direction of acceleration generated in the remote control target device 10, impact force in the -X-axis direction, centrifugal force in the + Y-axis direction or -Y-axis direction, increase in the + Z-axis direction, decrease in the -Z-axis direction, etc. Generate traction force.

次に、加速度出力装置33の構成について説明する。本実施の形態では、所定の方向(正方向)とその反対方向(負方向)で加速度が非対称な非対称振動子(例えば、アクチュエータ等)を用いる。以下、非対称振動子の構成及び動作原理について概説する。   Next, the configuration of the acceleration output device 33 will be described. In the present embodiment, an asymmetric vibrator (for example, an actuator or the like) whose acceleration is asymmetric in a predetermined direction (positive direction) and the opposite direction (negative direction) is used. Hereinafter, the configuration and operation principle of the asymmetric vibrator will be outlined.

非対称振動子は、図3に模式したように直方状又は円筒状の筐体で外観が形成され、筐体の内部に、筐体の長手方向に沿ってスライドする1つの永久磁石と、永久磁石の両端を支持する2つのバネと、永久磁石のN極とS極に離間して巻き付けられた2つのコイルと、を備える。一方のコイルに電流が供給されると、該コイルは流された電流に応じた加速度を永久磁石に与え、永久磁石は筐体の長手方向に周期的な加速度運動を行う。これにより、非対称振動子は、正方向又は負方向に偏加速度をもった周期的な並進往復運動を行う。   As shown in FIG. 3, the asymmetric vibrator is formed in a rectangular or cylindrical casing, and has one permanent magnet that slides in the longitudinal direction of the casing inside the casing, and a permanent magnet Two springs that support both ends of the magnet and two coils wound around the N and S poles of the permanent magnet. When a current is supplied to one of the coils, the coil gives an acceleration corresponding to the passed current to the permanent magnet, and the permanent magnet performs a periodic acceleration motion in the longitudinal direction of the casing. As a result, the asymmetric vibrator performs a periodic translational reciprocating motion having a partial acceleration in the positive direction or the negative direction.

本実施の形態では、この非対称振動子を3つ用意し、図3に示したように、各非対称振動子が互いに直交し、かつ、各非対称振動子の長手方向が遠隔制御装置30のX軸、Y軸、Z軸に沿うように、遠隔制御装置30の内部中央に配置して固定する。これにより、加速度出力装置33は、軸毎に加速度を出力することが可能となる。又、加速度の出力を大きくするため、軸毎に並列配置した複数の非対称振動子を用いてもよい。尚、図3は、非対称振動子の配置例を示すにすぎない。その他、遠隔制御装置30の内部上端、内部右端、遠隔制御装置30の外表面に外付けするようにしてもよい。   In the present embodiment, three asymmetric vibrators are prepared. As shown in FIG. 3, the asymmetric vibrators are orthogonal to each other, and the longitudinal direction of each asymmetric vibrator is the X axis of the remote control device 30. It is arranged and fixed at the inner center of the remote control device 30 along the Y axis and the Z axis. Thereby, the acceleration output device 33 can output acceleration for each axis. In order to increase the output of acceleration, a plurality of asymmetric vibrators arranged in parallel for each axis may be used. FIG. 3 merely shows an example of the arrangement of the asymmetric vibrators. In addition, the remote control device 30 may be externally attached to the internal upper end, the internal right end, and the external surface of the remote control device 30.

次に、第1の実施の形態に係る遠隔制御システム1の動作について説明する。   Next, the operation of the remote control system 1 according to the first embodiment will be described.

まず、ステップS101では、遠隔制御対象装置10において、加速度センサ13が、遠隔制御対象装置10のXYZ軸の3方向に生じた加速度を測定し、無線回路15が、該加速度の値と、加速度が生じた軸方向と、加速度の測定単位とが含まれる加速度情報を遠隔制御装置30に送信する。   First, in step S101, in the remote control target device 10, the acceleration sensor 13 measures acceleration generated in the three directions of the XYZ axes of the remote control target device 10, and the radio circuit 15 determines the acceleration value and the acceleration. The acceleration information including the generated axial direction and the measurement unit of acceleration is transmitted to the remote control device 30.

その後、ステップS102では、遠隔制御装置30において、無線回路35が、遠隔制御対象装置10から送信された加速度情報を受信し、マイコン34が、該加速度情報に含まれる加速度の値と加速度が生じた軸方向とに基づき、該加速度に相当する加速度が該軸方向の加速度出力装置33で出力されるように加速度出力装置(X軸)33a〜加速度出力装置(Z軸)33cをそれぞれ制御する。これにより、制御された加速度出力装置33から遠隔制御対象装置10に生じた加速度に相当する加速度が出力される。つまり、遠隔制御対象装置10に生じた慣性力に応じた牽引力が遠隔制御装置30で発生することになる。   Thereafter, in step S102, in the remote control device 30, the wireless circuit 35 receives the acceleration information transmitted from the remote control target device 10, and the microcomputer 34 generates the acceleration value and the acceleration included in the acceleration information. Based on the axial direction, the acceleration output device (X-axis) 33a to the acceleration output device (Z-axis) 33c are respectively controlled so that the acceleration corresponding to the acceleration is output by the acceleration output device 33 in the axial direction. As a result, an acceleration corresponding to the acceleration generated in the remote control target device 10 is output from the controlled acceleration output device 33. That is, the traction force corresponding to the inertial force generated in the remote control target device 10 is generated in the remote control device 30.

例えば、遠隔制御対象装置10が前方に加速した場合、遠隔制御対象装置10では、図4(a)に示すような急峻に加速した後になだらかに減速する加速度が測定され、測定された加速度が遠隔制御装置30に送信される。遠隔制御装置30は、遠隔制御対象装置10から加速度を受信すると、図4(b)の右側に示すように非対称振動子で短周期の非対称振動を行うことにより、図4(a)の波形と同様の波形形状の加速度を出力する(図4(b))。これにより、遠隔制御対象装置10での進行に応じた推進力を疑似的に遠隔制御装置30で発生させることができる。   For example, when the remote control target device 10 accelerates forward, the remote control target device 10 measures acceleration that gently decelerates after rapid acceleration as shown in FIG. It is transmitted to the control device 30. When receiving the acceleration from the remote control target device 10, the remote control device 30 performs a short-period asymmetric vibration with an asymmetric vibrator as shown on the right side of FIG. An acceleration having a similar waveform shape is output (FIG. 4B). Thereby, the propulsive force according to the progress in the remote control target device 10 can be generated in a pseudo manner by the remote control device 30.

このとき、遠隔制御装置30のマイコン34が非対称振動子のコイルに流す電流の例を図5に示す。図5では、正方向の電流(正方向の加速度を永久磁石に与える電流)を流す第1の期間t1と負方向の電流(負方向の加速度を永久磁石に与える電流)を流す第2の期間t2とを周期的に繰り返す。この場合、第1の期間t1と第2の期間t2との比に応じ、例えば図3の上方向又は下方向に疑似的な牽引力を提示することが可能となる。例えば、図3の上方向に牽引力を提示する場合、t1>t2となる周期的な電流をコイルに流す。   FIG. 5 shows an example of the current that the microcomputer 34 of the remote control device 30 passes through the coil of the asymmetric vibrator at this time. In FIG. 5, a first period t1 in which a positive current (current that gives positive acceleration to a permanent magnet) flows and a second period in which a negative current (current that gives negative acceleration to a permanent magnet) flows. Periodically repeat t2. In this case, according to the ratio between the first period t1 and the second period t2, for example, it is possible to present a pseudo traction force upward or downward in FIG. For example, when the traction force is presented in the upward direction in FIG. 3, a periodic current that satisfies t1> t2 is passed through the coil.

その他、遠隔制御対象装置10が障害物に衝突し、図6(a)に示すような加速度が測定された場合、遠隔制御装置30は、上述した前方への進行時と同様に非対称振動子で短周期の非対称振動を行うことにより、図6(b)に示すような加速度を出力する。図4(b)よりも加速度の出力時間を短くすることにより、加速度を衝撃力としてユーザに知覚させることができる。   In addition, when the remote control target device 10 collides with an obstacle and acceleration as shown in FIG. 6A is measured, the remote control device 30 is an asymmetrical vibrator as in the case of traveling forward. By performing a short-period asymmetric vibration, an acceleration as shown in FIG. 6B is output. By making the acceleration output time shorter than in FIG. 4B, the acceleration can be perceived by the user as an impact force.

また、遠隔制御対象装置10が旋回し、図7(a)に示すような加速度が測定された場合、遠隔制御装置30は、やはり上述した前方への進行時と同様に非対称振動子で短周期の非対称振動を行うことにより、図7(b)に示すような加速度を出力する。図4(b)よりも加速度の出力時間を短くし、図6(b)よりも加速度の出力時間を長くすることにより、加速度を遠心力としてユーザに知覚させることができる。   Further, when the remote control target device 10 turns and acceleration as shown in FIG. 7A is measured, the remote control device 30 is also an asymmetrical vibrator with a short period as in the case of traveling forward as described above. As shown in FIG. 7B, acceleration is output. By making the acceleration output time shorter than in FIG. 4B and making the acceleration output time longer than in FIG. 6B, the acceleration can be perceived by the user as centrifugal force.

引き続き、具体例を交えて説明する。図8〜図15は、加速度のセンシングと疑似牽引力との関係を示している。RCカーの場合、2次元空間のみを移動するので、加速度センサ13として2軸加速度センサを用いる。又、遠隔制御装置30では、加速度出力装置(非対称振動子)33の例としてリニアアクチュエータを2つ直交させてX軸とY軸に配置し、それぞれをリニアアクチュエータ(X軸)33aとリニアアクチュエータ(Y軸)33bとする。各軸のセンシング結果に相当する力を、各軸のリニアアクチュエータを非対称振動させることによりユーザに伝達する。これにより、推進力、遠心力、衝撃力をユーザに伝達することが可能となる。   A description will be given with a specific example. 8 to 15 show the relationship between acceleration sensing and pseudo traction force. In the case of an RC car, since it moves only in a two-dimensional space, a two-axis acceleration sensor is used as the acceleration sensor 13. In the remote control device 30, as an example of the acceleration output device (asymmetric vibrator) 33, two linear actuators are orthogonally arranged on the X axis and the Y axis, and the linear actuator (X axis) 33a and the linear actuator ( Y axis) 33b. A force corresponding to the sensing result of each axis is transmitted to the user by asymmetrically vibrating the linear actuator of each axis. Thereby, propulsive force, centrifugal force, and impact force can be transmitted to the user.

例えば、図8に示すように、RCカー10が前方に加速した場合、リニアアクチュエータ(X軸)33aは+X軸方向に並進往復振動を行う。これにより、アンテナの位置する方向に推進力が発生し、RCカー10の前方への進行を遠隔制御装置30で疑似的に知覚することができる。   For example, as shown in FIG. 8, when the RC car 10 accelerates forward, the linear actuator (X axis) 33a performs translational reciprocating vibration in the + X axis direction. Thereby, a propulsive force is generated in the direction in which the antenna is located, and the remote control device 30 can artificially perceive the advance of the RC car 10 in the forward direction.

又、図9に示すように、RCカー10が右旋回した場合、リニアアクチュエータ(Y軸)33bは+Y軸方向に並進往復振動を行う。これにより、遠隔制御装置30を把持したユーザの左手方向に遠心力が発生し、RCカー10の右旋回を遠隔制御装置30で疑似的に知覚することができる。   As shown in FIG. 9, when the RC car 10 turns right, the linear actuator (Y axis) 33b performs translational reciprocating vibration in the + Y axis direction. Thereby, a centrifugal force is generated in the direction of the left hand of the user holding the remote control device 30, and the right turn of the RC car 10 can be perceived by the remote control device 30 in a pseudo manner.

又、図10に示すように、RCカー10が障害物に衝突した場合、リニアアクチュエータ(X軸)33aは−X軸方向に並進往復振動を行う。これにより、ユーザに対して衝撃力が発生し、RCカー10での衝突を遠隔制御装置30で疑似的に知覚することができる。   As shown in FIG. 10, when the RC car 10 collides with an obstacle, the linear actuator (X axis) 33a performs translational reciprocating vibration in the −X axis direction. Thereby, an impact force is generated for the user, and a collision with the RC car 10 can be perceived in a pseudo manner by the remote control device 30.

一方、ドローンの場合、3次元空間を移動するので、前述したように3軸加速度センサを用いる。又、リニアアクチュエータを3つ直交させてX軸とY軸とZ軸に配置し、それぞれをリニアアクチュエータ(X軸)33aとリニアアクチュエータ(Y軸)33bとリニアアクチュエータ(Z軸)33cする。各軸のセンシング結果に相当する力を、各軸のリニアアクチュエータを非対称振動させることによりユーザに伝達する。3軸加速度センサ及び3軸のリニアアクチュエータを用いるので、2軸加速度センサ及び2軸のリニアアクチュエータを用いた場合と比べて、上昇、下降、重力を更に伝達することが可能となる。   On the other hand, since a drone moves in a three-dimensional space, a three-axis acceleration sensor is used as described above. In addition, three linear actuators are orthogonally arranged on the X axis, the Y axis, and the Z axis, and are respectively set as a linear actuator (X axis) 33a, a linear actuator (Y axis) 33b, and a linear actuator (Z axis) 33c. A force corresponding to the sensing result of each axis is transmitted to the user by asymmetrically vibrating the linear actuator of each axis. Since a triaxial acceleration sensor and a triaxial linear actuator are used, it is possible to further transmit ascending, descending, and gravity as compared with the case of using a biaxial acceleration sensor and a biaxial linear actuator.

例えば、図11〜図13に示すように、ドローン10が前方に加速、右旋回、衝突した場合、図8〜図10の場合と同様に、推進力、遠心力、衝撃力を出力することができる。   For example, as shown in FIGS. 11 to 13, when the drone 10 accelerates forward, turns right, and collides, the driving force, centrifugal force, and impact force are output as in FIGS. 8 to 10. Can do.

又、図14に示すように、ドローン10が下降した場合、リニアアクチュエータ(Z軸)33cは−Z軸方向に並進往復振動を行う。これにより、遠隔制御装置30に重力が発生し、ドローン10の落下を遠隔制御装置30で疑似的に知覚することができる。   As shown in FIG. 14, when the drone 10 is lowered, the linear actuator (Z-axis) 33c performs translational reciprocating vibration in the -Z-axis direction. Thereby, gravity is generated in the remote control device 30, and the fall of the drone 10 can be perceived by the remote control device 30 in a pseudo manner.

尚、ドローン10の場合、前述の通り3次元空間を移動するため、姿勢が不安定となり、特に地面に対してZ軸が傾斜する。それ故、ドローン10が下降した場合、ドローン10の加速度センサ13では、Z軸方向以外に、X軸方向及びY軸方向の加速度も併せて測定されることになる。すると、遠隔制御装置30では、XYZ軸の3つのリニアアクチュエータがそれぞれ振動することになる。しかし、それでは、ドローン10が下降しているのか、進行しているのか、旋回しているのかを正しく把握することができない。そこで、遠隔制御装置30は、ドローン10が下降又は上昇する場合、ドローン10の姿勢にかかわらず、常にドローン10の下降方向又は上昇方向と等しい方向に重力を発生させるようにしてもよい。例えば、遠隔制御装置30のマイコン34は、ドローン10から受信した各軸方向の加速度を比較し、Z軸方向の加速度が閾値よりも大きい場合、又は、Z軸方向の加速度と他方向の加速度との差が閾値よりも大きい場合、ドローン10は落下していると判定し、ドローン10の姿勢にかかわらず、常に下降方向と等しい重力方向(例えば、−Z軸方向)に重力を発生させる。   In the case of the drone 10, since it moves in the three-dimensional space as described above, the posture becomes unstable, and in particular, the Z axis is inclined with respect to the ground. Therefore, when the drone 10 descends, the acceleration sensor 13 of the drone 10 measures the acceleration in the X-axis direction and the Y-axis direction in addition to the Z-axis direction. Then, in the remote control device 30, the three XYZ axis linear actuators vibrate. However, it is not possible to correctly grasp whether the drone 10 is descending, traveling, or turning. Therefore, when the drone 10 descends or ascends, the remote control device 30 may always generate gravity in a direction equal to the descending direction or ascending direction of the drone 10 regardless of the attitude of the drone 10. For example, the microcomputer 34 of the remote control device 30 compares the accelerations in the respective axial directions received from the drone 10, and when the acceleration in the Z-axis direction is larger than the threshold value, or the acceleration in the Z-axis direction and the acceleration in the other direction If the difference is larger than the threshold value, it is determined that the drone 10 is falling, and gravity is always generated in the gravitational direction (for example, −Z axis direction) equal to the descending direction regardless of the attitude of the drone 10.

これまで、ユーザの操作により慣性力が遠隔制御対象装置10で発生する例を説明したが、遠隔制御対象装置10に対して外部から力が作用した場合でも、該力に相当する牽引力を遠隔制御装置30で発生させるようにしてもよい。特にドローン10は、空中に位置し、RCカーのように地面との接触がないため、環境外乱の影響を受けやすい。例えば、図15に示すように、ユーザがドローン10を操作していない場合であっても風の力を受けることがある。この場合でも、風の圧力によりドローン10に加速度が発生することから、加速度センサ13は、該加速度を測定することができる。これにより、例えば、リニアアクチュエータ(X軸)33aは+X軸方向に並進往復振動を行い、アンテナの位置する方向に推進力が発生することになる。ドローン10を操作していないにもかかわらず推進力が発生するため、ユーザはドローン10が風を受けていることを把握し、その風力を疑似的に知覚することができる。つまり、ドローン10が上空で受ける風の影響及び風の強さをユーザに伝達できるので、ユーザは上空の風力を感覚的に把握することができる。そのため、上空の風の状況を体感したい場合等の用途に応用することができる。   So far, the example in which the inertial force is generated in the remote control target device 10 by the operation of the user has been described. However, even when a force is applied to the remote control target device 10 from the outside, the traction force corresponding to the force is remotely controlled. It may be generated by the device 30. In particular, since the drone 10 is located in the air and has no contact with the ground like an RC car, it is easily affected by environmental disturbances. For example, as shown in FIG. 15, even when the user is not operating the drone 10, a wind force may be received. Even in this case, since the acceleration is generated in the drone 10 by the wind pressure, the acceleration sensor 13 can measure the acceleration. Thereby, for example, the linear actuator (X axis) 33a performs translational reciprocating vibration in the + X axis direction, and a propulsive force is generated in the direction in which the antenna is located. Since propulsive force is generated even when the drone 10 is not operated, the user can grasp that the drone 10 is receiving wind and can perceive the wind force in a pseudo manner. In other words, since the drone 10 can transmit to the user the influence of wind and the strength of the wind that the drone 10 receives in the sky, the user can sensuously grasp the wind power in the sky. Therefore, it can be applied to applications such as when it is desired to experience the situation of the wind in the sky.

次に、加速度センサ13で測定された加速度の値から重力加速度を除去する方法について説明する。加速度センサ13で測定された加速度には、重力加速度が含まれている。そこで、遠隔制御対象装置10は、RCカー10の場合、図16(a)に示すように、Z軸方向の加速度から9.8m/sを減算する。X軸方向及びY軸方向の加速度には重力加速度が含まれていないため、測定値をそのまま利用する。尚、減算処理については、加速度センサ13で行ってもよいし、遠隔制御対象装置10のマイコン14で行ってもよい。 Next, a method for removing the gravitational acceleration from the acceleration value measured by the acceleration sensor 13 will be described. The acceleration measured by the acceleration sensor 13 includes gravitational acceleration. Therefore, in the case of the RC car 10, the remote control target device 10 subtracts 9.8 m / s 2 from the acceleration in the Z-axis direction, as shown in FIG. Since the acceleration in the X-axis direction and the Y-axis direction does not include gravitational acceleration, the measured value is used as it is. Note that the subtraction process may be performed by the acceleration sensor 13 or the microcomputer 14 of the remote control target device 10.

一方、ドローン10の場合、図16(b)に示すように、X軸方向の加速度から「9.8m/s×sinα(α:ドローンのピッチ角)」を減算する。又、Y軸方向の加速度から「9.8m/s×sinβ(β:ドローンのロール角)」を減算する。又、Z軸方向の加速度から「9.8m/s×cosα×cosβ」を減算する。尚、ピッチ角αとロール角βについては、公知の慣性計測ユニットを用いて測定可能である。例えば、慣性運動計測機器<URL:http://www.xbow.jp/japandmuahrs.htm>を用いる。 On the other hand, in the case of the drone 10, as shown in FIG. 16B, “9.8 m / s 2 × sin α (α: drone pitch angle)” is subtracted from the acceleration in the X-axis direction. Further, “9.8 m / s 2 × sin β (β: drone roll angle)” is subtracted from the acceleration in the Y-axis direction. Further, “9.8 m / s 2 × cos α × cos β” is subtracted from the acceleration in the Z-axis direction. The pitch angle α and roll angle β can be measured using a known inertial measurement unit. For example, an inertial motion measuring device <URL: http://www.xbow.jp/japandmuahrs.htm> is used.

以上より、本実施の形態によれば、遠隔制御対象装置10が、遠隔制御対象装置10に生じた加速度(慣性力)を測定し、測定した加速度を遠隔制御装置30に送信し、遠隔制御装置30は、遠隔制御対象装置10から加速度を受信し、受信した加速度に応じた牽引力を遠隔制御装置30に出力するので、遠隔制御装置30のユーザは、遠隔制御対象装置10に生じた慣性力を遠隔制御装置30を通じて感じ取ることができる。即ち、遠隔制御対象装置10の進行による推進力、衝突による衝撃力、旋回による遠心力、路面隆起による上昇力、路面陥没による落下力、上昇気流、下降気流、横風による推進力又は落下による重力等を遠隔制御装置30で体感できるようになる。   As described above, according to the present embodiment, the remote control target device 10 measures the acceleration (inertial force) generated in the remote control target device 10 and transmits the measured acceleration to the remote control device 30. 30 receives the acceleration from the remote control target device 10 and outputs the traction force corresponding to the received acceleration to the remote control device 30, so that the user of the remote control device 30 uses the inertial force generated in the remote control target device 10. It can be sensed through the remote control device 30. That is, the propulsive force due to the advancement of the remote control target device 10, the impact force due to the collision, the centrifugal force due to the turning, the ascending force due to the road surface rise, the falling force due to the road surface depression, the ascending air current, the descending air current, Can be experienced with the remote control device 30.

<第2の実施の形態>
図17は、第2の実施の形態に係る遠隔制御システム1の全体構成及び機能ブロック構成を示す図である。遠隔制御対象装置10は、加速度センサ13の代わりに角加速度センサ16を用いて構成される。又、遠隔制御装置30は、加速度出力装置33の代わりに角加速度出力装置36を用いて構成される。それ以外の構成は、第1の実施の形態で説明した構成と同じである。
<Second Embodiment>
FIG. 17 is a diagram illustrating an overall configuration and a functional block configuration of the remote control system 1 according to the second embodiment. The remote control target device 10 is configured using an angular acceleration sensor 16 instead of the acceleration sensor 13. The remote control device 30 is configured using an angular acceleration output device 36 instead of the acceleration output device 33. Other configurations are the same as those described in the first embodiment.

角加速度センサ16は、XYZ軸の各軸を中心に回転する角加速度を測定可能な3軸角加速度センサであり、遠隔制御対象装置10に生じた角加速度を測定する。例えば、遠隔制御装置30での遠隔制御により生じた遠隔制御対象装置10の角加速度、遠隔制御装置30での遠隔制御の有無に関係なく遠隔制御対象装置10が任意に外部から受けた角加速度を測定する。3軸角加速度センサに代えて、1軸角加速度センサを3つ用いてもよいし、1軸角加速度センサと2角軸加速度センサを組み合わせて用いてもよい。その他、2軸角加速度センサのみを用いてもよい。   The angular acceleration sensor 16 is a three-axis angular acceleration sensor capable of measuring angular acceleration that rotates about each of the XYZ axes, and measures the angular acceleration generated in the remote control target device 10. For example, the angular acceleration of the remote control target device 10 caused by the remote control by the remote control device 30 and the angular acceleration arbitrarily received by the remote control target device 10 from the outside regardless of the remote control by the remote control device 30 are detected. taking measurement. Instead of the triaxial angular acceleration sensor, three monoaxial angular acceleration sensors may be used, or a monoaxial angular acceleration sensor and a biaxial acceleration sensor may be used in combination. In addition, only a biaxial angular acceleration sensor may be used.

角加速度出力装置36は、遠隔制御対象装置10に生じた角加速度に応じた角加速度を遠隔制御装置30に出力する。具体的には、遠隔制御対象装置10のX軸回りに生じた角加速度に相当する角加速度を遠隔制御装置30のX軸回りに出力する角加速度出力装置(X軸回り)36aと、遠隔制御対象装置10のY軸回りに生じた角加速度に相当する角加速度を遠隔制御装置30のY軸回りに出力する角加速度出力装置(Y軸回り)36bと、遠隔制御対象装置10のZ軸回りに生じた角加速度に相当する角加速度を遠隔制御装置30のZ軸回りに出力する角加速度出力装置(Z軸回り)36cと、で構成され、遠隔制御装置30の内部に固定される。   The angular acceleration output device 36 outputs angular acceleration corresponding to the angular acceleration generated in the remote control target device 10 to the remote control device 30. Specifically, an angular acceleration output device (around the X axis) 36a that outputs angular acceleration corresponding to the angular acceleration generated around the X axis of the remote control target device 10 around the X axis of the remote control device 30, and remote control An angular acceleration output device (around the Y axis) 36b that outputs angular acceleration corresponding to the angular acceleration generated around the Y axis of the target device 10 around the Y axis of the remote control device 30, and around the Z axis of the remote control target device 10 And an angular acceleration output device (around the Z axis) 36c that outputs an angular acceleration corresponding to the angular acceleration generated in the direction around the Z axis of the remote control device 30, and is fixed inside the remote control device 30.

次に、角加速度出力装置36の構成及び配置について説明する。第1の実施の形態の場合、遠隔制御装置30に加速度を出力するため、XYZ軸の3方向に対応付けられた少なくとも3つの非対称振動子を用いることで足りる。一方、本実施の形態の場合、遠隔制御装置30を軸毎に回転させるため、軸毎に2つの非対称振動子、合計6つの非対称振動子を用いる。例えば、図18に示すように、長手方向が遠隔制御装置30のZ軸に沿う2つの非対称振動子を遠隔制御装置30の内部左右両端にそれぞれ配置して固定し、角加速度出力装置(X軸回り)36aとする。又、長手方向が遠隔制御装置30のZ軸に沿う2つの非対称振動子を遠隔制御装置30の内部上下両端にそれぞれ配置して固定し、角加速度出力装置(Y軸回り)36bとする。又、長手方向が遠隔制御装置30のX軸に沿う2つの非対称振動子を遠隔制御装置30の内部左右両端にそれぞれ配置して固定し、角加速度出力装置(Z軸回り)36cとする。   Next, the configuration and arrangement of the angular acceleration output device 36 will be described. In the case of the first embodiment, in order to output the acceleration to the remote control device 30, it is sufficient to use at least three asymmetric vibrators associated with the three directions of the XYZ axes. On the other hand, in the case of the present embodiment, in order to rotate the remote control device 30 for each axis, two asymmetric oscillators for each axis and a total of six asymmetric oscillators are used. For example, as shown in FIG. 18, two asymmetrical vibrators whose longitudinal directions are along the Z axis of the remote control device 30 are arranged and fixed at the left and right ends of the remote control device 30 respectively, and the angular acceleration output device (X axis) Rotation) 36a. In addition, two asymmetrical vibrators whose longitudinal directions are along the Z axis of the remote control device 30 are respectively arranged and fixed at the upper and lower ends inside the remote control device 30 to obtain an angular acceleration output device (around the Y axis) 36b. In addition, two asymmetrical vibrators whose longitudinal directions are along the X axis of the remote control device 30 are respectively arranged and fixed at both left and right ends of the remote control device 30 to obtain an angular acceleration output device (around the Z axis) 36c.

次に、第2の実施の形態に係る遠隔制御システム1の動作について説明する。   Next, the operation of the remote control system 1 according to the second embodiment will be described.

まず、ステップS201では、遠隔制御対象装置10において、角加速度センサ16が、遠隔制御対象装置10のX軸回り、Y軸回り、Z軸回りに生じた角加速度を測定し、無線回路15が、該角加速度の値と、角加速度が生じた軸と、角加速度の測定単位とが含まれる角加速度情報を遠隔制御装置30に送信する。   First, in step S201, in the remote control target device 10, the angular acceleration sensor 16 measures the angular acceleration generated around the X axis, the Y axis, and the Z axis of the remote control target device 10, and the wireless circuit 15 The angular acceleration information including the value of the angular acceleration, the axis where the angular acceleration has occurred, and the angular acceleration measurement unit is transmitted to the remote control device 30.

その後、ステップS202では、遠隔制御装置30において、無線回路35が、遠隔制御対象装置10から送信された角加速度情報を受信し、マイコン34が、該角加速度情報に含まれる角加速度の値と角加速度が生じた軸とに基づき、該角加速度に相当する角加速度が該軸の角加速度出力装置36で出力されるよう角加速度出力装置(X軸回り)36a〜角加速度出力装置(Z軸回り)36cをそれぞれ制御する。   Thereafter, in step S202, in the remote control device 30, the wireless circuit 35 receives the angular acceleration information transmitted from the remote control target device 10, and the microcomputer 34 determines the angular acceleration value and the angular acceleration included in the angular acceleration information. The angular acceleration output device (around the X axis) 36a to the angular acceleration output device (around the Z axis) so that the angular acceleration corresponding to the angular acceleration is output by the angular acceleration output device 36 of the axis based on the axis where the acceleration occurs. ) 36c is controlled respectively.

例えば、図19に示すように、RCカー10が進行方向に対して左右に回転した場合、角加速度センサ16は、RCカー10でZ軸回りの角加速度を測定する。この場合、遠隔制御装置30のマイコン34は、RCカー10で測定された角加速度で、遠隔制御装置30の内部左端に配置されたリニアアクチュエータ(Z軸回り)36c1を+X軸方向に並進往復運動させ、遠隔制御装置30の内部右端に配置されたリニアアクチュエータ(Z軸回り)36c2を−X軸方向に並進往復運動させる。   For example, as shown in FIG. 19, when the RC car 10 rotates left and right with respect to the traveling direction, the angular acceleration sensor 16 measures the angular acceleration about the Z axis with the RC car 10. In this case, the microcomputer 34 of the remote control device 30 translates the linear actuator (around the Z axis) 36c1 arranged at the left end inside the remote control device 30 in the + X-axis direction by the angular acceleration measured by the RC car 10. Then, the linear actuator (around the Z axis) 36c2 arranged at the inner right end of the remote control device 30 is translated and reciprocated in the −X axis direction.

又、図20に示すように、RCカー10が進行方向に対して前後に回転した場合、角加速度センサ16は、RCカー10でY軸回りの角加速度を測定する。この場合、遠隔制御装置30のマイコン34は、RCカー10で測定された角加速度で、遠隔制御装置30の内部上端に配置されたリニアアクチュエータ(Y軸回り)36b1を−Z軸方向に並進往復運動させ、遠隔制御装置30の内部下端に配置されたリニアアクチュエータ(Z軸回り)36b2を+Z軸方向に並進往復運動させる。   As shown in FIG. 20, when the RC car 10 rotates back and forth with respect to the traveling direction, the angular acceleration sensor 16 measures the angular acceleration around the Y axis with the RC car 10. In this case, the microcomputer 34 of the remote control device 30 translates the linear actuator (around the Y axis) 36b1 arranged at the inner upper end of the remote control device 30 in the -Z-axis direction by the angular acceleration measured by the RC car 10. The linear actuator (around the Z axis) 36b2 disposed at the inner bottom end of the remote control device 30 is translated and reciprocated in the + Z axis direction.

又、図21に示すように、RCカー10が進行軸に対して左右に回転した場合、角加速度センサ16は、RCカー10でX軸回りの角加速度を測定する。この場合、遠隔制御装置30のマイコン34は、RCカー10で測定された角加速度で、遠隔制御装置30の内部左端に配置されたリニアアクチュエータ(X軸回り)36a1を+Z軸方向に並進往復運動させ、遠隔制御装置30の内部右端に配置されたリニアアクチュエータ(X軸回り)36a2を−Z軸方向に並進往復運動させる。   As shown in FIG. 21, when the RC car 10 rotates left and right with respect to the traveling axis, the angular acceleration sensor 16 measures the angular acceleration around the X axis with the RC car 10. In this case, the microcomputer 34 of the remote control device 30 translates the linear actuator (around the X axis) 36a1 arranged at the left end inside the remote control device 30 in the + Z-axis direction by the angular acceleration measured by the RC car 10. Then, the linear actuator (around the X axis) 36a2 arranged at the inner right end of the remote control device 30 is translated and reciprocated in the −Z axis direction.

即ち、各軸のセンシング結果に相当する力を、遠隔制御装置30のリニアアクチュエータを非対称振動させることによりユーザに伝達する。つまり、2つのリニアアクチュエータを互いに反対方向に並進往復運動させ、疑似牽引力を反対方向に出力することにより、遠隔制御対象装置10に生じた角加速度及び回転方向に相当する角加速度及び回転方向を遠隔制御装置30に伝達することが可能となる。   That is, the force corresponding to the sensing result of each axis is transmitted to the user by asymmetrically vibrating the linear actuator of the remote control device 30. That is, the two linear actuators are translated and reciprocated in opposite directions, and the pseudo traction force is output in the opposite direction, whereby the angular acceleration and the rotation direction corresponding to the angular acceleration and the rotation direction generated in the remote control target device 10 are remotely controlled. This can be transmitted to the control device 30.

以上より、本実施の形態によれば、遠隔制御対象装置10が、遠隔制御対象装置10に生じた角加速度(慣性力)を測定し、測定した角加速度を遠隔制御装置30に送信し、遠隔制御装置30は、遠隔制御対象装置10から角加速度を受信し、受信した角加速度に応じた牽引力を遠隔制御装置30に出力するので、遠隔制御装置30のユーザは、遠隔制御対象装置10に生じた慣性力を遠隔制御装置30を通じて感じ取ることができる。即ち、遠隔制御対象装置10に生じた回転を遠隔制御装置30で体感できるようになる。   As described above, according to the present embodiment, the remote control target device 10 measures the angular acceleration (inertial force) generated in the remote control target device 10, transmits the measured angular acceleration to the remote control device 30, and remotely Since the control device 30 receives the angular acceleration from the remote control target device 10 and outputs the traction force according to the received angular acceleration to the remote control device 30, the user of the remote control device 30 is generated in the remote control target device 10. The inertial force can be sensed through the remote control device 30. That is, the rotation generated in the remote control target device 10 can be experienced by the remote control device 30.

尚、各実施の形態で説明した構成を組み合わせてもよい。これにより、推進力、遠心力、衝撃力、重力、回転等、遠隔制御対象装置10に生じた様々な種類の慣性力に対応する牽引力を遠隔制御装置30で発生させることができる。   In addition, you may combine the structure demonstrated in each embodiment. Thereby, the traction force corresponding to various kinds of inertial forces generated in the remote control target device 10 such as propulsive force, centrifugal force, impact force, gravity, rotation, etc. can be generated by the remote control device 30.

又、非対称振動子の構成及び動作原理(牽引力の発生方法)については、特願2007−516866、特願2014−110283に詳述されている。角加速度センサの実装方法、複数の牽引力を発生させて回転を通知する方法については、特願2014−110285に詳述されている。   Further, the configuration and operation principle of the asymmetric vibrator (the method for generating the traction force) are described in detail in Japanese Patent Application Nos. 2007-516866 and 2014-110283. A method for mounting the angular acceleration sensor and a method for notifying rotation by generating a plurality of traction forces are described in detail in Japanese Patent Application No. 2014-110285.

最後に、各実施の形態で説明した遠隔制御対象装置10及び遠隔制御装置30は、CPU等の演算機能やメモリ等の記憶機能を備えたコンピュータで実現できる。また、それら各装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムや該プログラムの記憶媒体を作成することも可能である。   Finally, the remote control target device 10 and the remote control device 30 described in each embodiment can be realized by a computer having a calculation function such as a CPU and a storage function such as a memory. It is also possible to create a program for causing a computer to function as each of these devices and a storage medium for the program.

1…遠隔制御システム
10…遠隔制御対象装置(RCカー、ドローン)
11…走行用モータ
12…ステアリング用モータ
13…加速度センサ(測定部)
14…マイコン(送信部)
15…無線回路(送信部)
16…角加速度センサ
30…遠隔制御装置
31…走行用レバー
32…ステアリング用レバー
33…加速度出力装置(非対称振動子、アクチュエータ、出力部)
33a…加速度出力装置(X軸)
33b…加速度出力装置(Y軸)
33c…加速度出力装置(Z軸)
34…マイコン
35…無線回路(受信部)
36…角加速度出力装置(出力部)
36a…角加速度出力装置(X軸回り)
36b…角加速度出力装置(Y軸回り)
36c…角加速度出力装置(Z軸回り)
S101〜S102、S201〜S202…ステップ
1 ... Remote control system 10 ... Remote control target device (RC car, drone)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Traveling motor 12 ... Steering motor 13 ... Acceleration sensor (measurement part)
14 ... Microcomputer (transmitter)
15 ... Radio circuit (transmitter)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Angular acceleration sensor 30 ... Remote control device 31 ... Travel lever 32 ... Steering lever 33 ... Acceleration output device (asymmetric vibrator, actuator, output part)
33a ... Acceleration output device (X axis)
33b ... Acceleration output device (Y axis)
33c ... Acceleration output device (Z axis)
34 ... Microcomputer 35 ... Wireless circuit (receiver)
36 ... Angular acceleration output device (output unit)
36a ... Angular acceleration output device (around X axis)
36b ... Angular acceleration output device (around Y axis)
36c ... Angular acceleration output device (around Z axis)
S101 to S102, S201 to S202 ... Step

Claims (7)

遠隔制御される遠隔制御対象装置と、前記遠隔制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置と、を備えた遠隔制御システムにおいて、
前記遠隔制御対象装置は、
前記遠隔制御対象装置に生じた慣性力を測定する測定部と、
測定した慣性力の値を送信する送信部と、を備え、
前記遠隔制御装置は、
前記遠隔制御対象装置から前記慣性力の値を受信する受信部と、
受信した慣性力の値に応じた牽引力を前記遠隔制御装置に出力する出力部と、を備え
前記測定部は、
測定した慣性力の値から前記遠隔制御対象装置の重力加速度を減算することを特徴とする遠隔制御システム。
In a remote control system comprising: a remote control target device that is remotely controlled; and a remote control device that remotely controls the remote control target device.
The remote control target device is:
A measuring unit for measuring an inertial force generated in the remote control target device;
A transmitter for transmitting the measured inertial force value,
The remote control device is:
A receiver for receiving the value of the inertial force from the remote control target device;
An output unit that outputs a traction force according to the value of the received inertial force to the remote control device ;
The measuring unit is
A remote control system, wherein a gravitational acceleration of the device to be remotely controlled is subtracted from a measured inertial force value .
前記出力部は、
正方向と負方向で加速度が非対称な非対称振動子で前記牽引力を出力することを特徴とする請求項1に記載の遠隔制御システム。
The output unit is
The remote control system according to claim 1, wherein the traction force is output by an asymmetric vibrator having an asymmetric acceleration in a positive direction and a negative direction.
前記測定部は、The measuring unit is
前記遠隔制御対象装置に生じた加速度又は角加速度を測定することを特徴とする請求項1又は2に記載の遠隔制御システム。The remote control system according to claim 1, wherein acceleration or angular acceleration generated in the remote control target device is measured.
前記測定部は、前記遠隔制御対象装置で互いに直交する複数の軸において各軸方向の加速度又は各軸を中心とする角加速度をそれぞれ測定し、The measuring unit measures acceleration in each axis direction or angular acceleration around each axis in a plurality of axes orthogonal to each other in the remote control target device;
前記出力部は、The output unit is
前記遠隔制御対象装置で所定軸に生じた加速度又は角加速度に応じた牽引力を、前記所定軸に予め関連付けられた前記遠隔制御装置の所定軸で出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の遠隔制御システム。The traction force according to the acceleration or angular acceleration generated on the predetermined axis in the remote control target device is output on the predetermined axis of the remote control device associated in advance with the predetermined axis. The remote control system described.
前記測定部は、The measuring unit is
前記遠隔制御装置の遠隔制御により生じた慣性力を測定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の遠隔制御システム。The remote control system according to claim 1, wherein inertial force generated by remote control of the remote control device is measured.
前記測定部は、The measuring unit is
前記遠隔制御装置の遠隔制御に関わらず前記遠隔制御対象装置が外部から受けた慣性力を測定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の遠隔制御システム。6. The remote control system according to claim 1, wherein an inertial force received by the remote control target device from the outside is measured regardless of the remote control of the remote control device.
遠隔制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置において、In a remote control device for remotely controlling a remote control target device,
前記遠隔制御対象装置に生じた慣性力の値であり、前記遠隔制御対象装置によって前記遠隔制御対象装置の重力加速度が減算された慣性力の値を受信する受信部と、A receiving unit that receives a value of an inertial force generated in the remote control target device, and is obtained by subtracting a gravitational acceleration of the remote control target device by the remote control target device;
受信した慣性力の値に応じた牽引力を前記遠隔制御装置に出力する出力部と、An output unit for outputting a traction force according to the value of the received inertial force to the remote control device;
を備えることを特徴とする遠隔制御装置。A remote control device comprising:
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