WO2021033551A1

WO2021033551A1 - 情報通知装置、制御装置、および非一時的なコンピュータ可読媒体

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Publication number: WO2021033551A1
Application number: PCT/JP2020/030038
Authority: WO
Inventors: 秀平武内; 彩角野; 鈴木　隆司
Original assignee: 株式会社東海理化電機製作所
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2021-02-25
Also published as: DE112020003921T5; US20220281471A1; JP2021033508A

Abstract

触覚呈示装置（１１）は、移動体の乗員の身体の一部が接触する対象物（ＯＢ）において電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する。制御装置（１２）は、移動体の移動環境に関する所定の条件が満足されると、触覚呈示装置（１１）に電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示させる制御信号（ＣＳ）を出力する。

Description

情報通知装置、制御装置、および非一時的なコンピュータ可読媒体

　本開示は、移動体に搭載される情報通知装置に関連する。本開示は、移動体の乗員の身体の一部が接触する部材において電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する触覚呈示装置を制御するために当該移動体に搭載される制御装置、および当該制御装置のプロセッサにより実行可能なコンピュータプログラムが記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体にも関連する。

　日本国特許出願公開２０１９－０９６３６８号公報は、移動体の移動環境が特定の条件を満たしたことを乗員へ通知することにより移動支援を行なう技術を開示している。

　本明細書において「移動環境」という語は、移動体の外部環境の状態、移動体の状態、乗員の状態を包括的に意味するものとして用いられる。

　移動体の移動環境に関する情報をより確実に乗員へ通知できるようにすることが求められている。

　上記の要求に応えるための一態様は、移動体に搭載される情報通知装置であって、
　前記移動体の乗員の身体の一部が接触する部材において電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する触覚呈示装置と、
　前記移動体の移動環境に関する所定の条件が満足されると、前記触覚呈示装置に前記電気的刺激、前記温感、および前記冷感の少なくとも一つを呈示させる制御信号を出力する制御装置と、
を備えている。

　上記の要求に応えるための一態様は、移動体の乗員の身体の一部が接触する部材において電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する触覚呈示装置を制御するために当該移動体に搭載される制御装置であって、
　前記移動体の移動環境に関する情報を受け付ける入力インターフェースと、
　前記移動環境に関する所定の条件が満足されると、前記電気的刺激、前記温感、および前記冷感の少なくとも一つを前記触覚呈示装置に呈示させる制御信号を生成するプロセッサと、
　前記制御信号を出力する出力インターフェースと、
を備えている。

　上記の要求に応えるための一態様は、移動体の乗員の身体の一部が接触する部材において電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する触覚呈示装置を制御するために当該移動体に搭載される制御装置のプロセッサにより実行可能なコンピュータプログラムが記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
　前記コンピュータプログラムが実行されることにより、前記制御装置に、
　　前記移動体の移動環境に関する所定の条件が満足されたかを判断させ、
　　前記所定の条件が満足されたと判断されると、前記触覚呈示装置に前記電気的刺激、前記温感、および前記冷感の少なくとも一つを呈示させる制御信号を出力させる。

　上記のような構成によれば、部材に接触している乗員の身体に対して触覚を呈示することによって、移動体の移動環境が所定の条件を満足した事実を通知できる。移動中における乗員の視覚や聴覚は、他の情報を取得するためにも多くが割り当てられている。電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つは、視覚や聴覚とは別の神経経路を通じて乗員に知覚されるので、刺激の意外性を相対的に高めることができる。結果として、移動体の移動環境に関する情報をより確実に乗員に通知できる。

一実施形態に係る情報通知装置の機能構成を例示している。図１の情報通知装置が搭載される車両を例示している。図１の触覚呈示装置の構成を例示している。図１の情報通知装置の動作を説明するための比較例を示している。図１の情報通知装置の動作を説明するための比較例を示している。

　添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。図１は、一実施形態に係る情報通知装置１０の機能構成を例示している。

　情報通知装置１０は、図２に例示されるような車両２０に搭載される。車両２０は、移動体の一例である。図２においては、運転者３０がシート２１に着座している状態が例示されている。運転者３０は、移動体の乗員の一例である。運転者３０は、シートベルト２２を装着している。運転者３０は、ステアリングホイール２３を把持している。

　図１に例示されるように、情報通知装置１０は、触覚呈示装置１１と制御装置１２を備えている。

　触覚呈示装置１１は、対象物ＯＢにおいて電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する装置である。対象物ＯＢは、運転者３０の身体の一部が接触する部材である。図２におけるシート２１、シートベルト２２、およびステアリングホイール２３の各々は、対象物ＯＢの一例である。ヘッドレストやアームレストもまた、対象物ＯＢの一例となりうる。

　電気的刺激は、対象物ＯＢの表面に形成された電極を通じて提供される。運転者３０に痛覚を与えることなく電気的刺激を知覚させるために、例えば２～５ｍＡの電流が電極に流される。すなわち、電極に電流を流す装置は、触覚呈示装置１１の一例である。

　温感は、対象物ＯＢの表面温度を常温よりも高くすることによって提供される。温感は、ヒータなどの動作を通じて提供されうる。すなわち、ヒータおよびその動作を制御する装置は、触覚呈示装置１１の一例である。

　冷感は、対象物ＯＢの表面温度を常温よりも低くすることによって提供される。冷感は、ペルチェ素子などの動作を通じて提供されうる。すなわち、ペルチェ素子およびその動作を制御する装置は、触覚呈示装置１１の一例である。

　呈示される触覚の種別と触覚が呈示される位置との関係は、任意に定められうる。図３は、考えられうる組合せの例を示す表である。

　パターンＡは、表の上下方向に延びる組合せを示している。シート２１、シートベルト２２、およびステアリングホイール２３の全てが電気的刺激を呈示する例が示されている。同種の触覚が複数の対象物ＯＢから呈示される全ての組合せが、パターンＡに含まれうる。例えば、シートベルト２２とステアリングホイール２３から温感が呈示される組合せが、パターンＡに含まれうる。

　パターンＢは、表の左右方向に延びる組合せを示している。電気的刺激、温感、および冷感の全てがシート２１において呈示される例が示されている。複数種の触覚が同じ対象物ＯＢから呈示される全ての組合せが、パターンＢに含まれうる。例えば、ステアリングホイール２３において温感と冷感が呈示される組合せが、パターンＢに含まれうる。

　パターンＣは、表の上下方向または左右方向に並ばない組合せを示している。シート２１において電気的刺激が呈示され、シートベルト２２において温感が呈示され、ステアリングホイール２３において冷感が呈示される例が示されている。複数の対象物ＯＢから相違する複数種の触覚が呈示される全ての組合せが、パターンＣに含まれうる。例えば、シートベルト２２において冷感が呈示され、ステアリングホイール２３において電気的刺激が呈示される組合せが、パターンＣに含まれうる。

　触覚呈示装置１１は、パターンＡ、パターンＢ、およびパターンＣの少なくとも一つに基づいて、呈示される触覚の種別と触覚が呈示される位置との関係を規定している。

　制御装置１２は、触覚呈示装置１１を制御する装置である。図１に例示されるように、制御装置１２は、入力インターフェース１２１、プロセッサ１２２、および出力インターフェース１２３を備えている。

　入力インターフェース１２１は、車両２０の環境情報ＥＩを受け付けるように構成されている。環境情報ＥＩは、車両２０の移動環境を示す情報である。すなわち、環境情報ＥＩは、車両２０の外部環境の状態を示す情報、車両２０の状態を示す情報、および運転者３０の状態を示す情報の少なくとも一つを含む。環境情報ＥＩは、車両２０に搭載された各種のセンサや制御装置によって取得された情報に基づいて生成される。

　車両２０の外部環境の状態を示す情報としては、天候情報、交通情報、車間距離情報、障害物情報、路面情報などが挙げられる。

　車両２０の状態を示す情報としては、速度を示す情報、加速度を示す情報、進行方向を示す情報、照明装置の点灯状態を示す情報、パーキングブレーキの状態を示す情報、ドアの施錠状態を示す情報、エンジン温度を示す情報、タイヤの空気圧を示す情報などが挙げられる。

　運転者３０の状態を示す情報としては、覚醒度を示す情報、シートベルトの未装着を示す情報、脇見状態を示す情報などが挙げられる。

　環境情報ＥＩは、アナログデータの形態であってもよいし、デジタルデータの形態であってもよい。環境情報ＥＩがアナログデータの形態である場合、入力インターフェース１２１は、Ａ／Ｄコンバータを含む適宜の変換回路を備える。

　プロセッサ１２２は、環境情報ＥＩに基づいて、車両２０の移動環境に関する所定の条件が満足されたかを判断するように構成されている。所定の条件は、運転者３０の注意を促す必要がある移動環境を通知するために、車両２０の外部環境の状態を示す情報、車両２０の状態を示す情報、および運転者３０の状態を示す情報の少なくとも一つを用いて設定される。所定の条件としては、以下に列挙されるものが例示されうる。

・　照度低下や悪天候により視界不良の状態でありながら前照灯が点灯されていない。
・　法定速度を超過している。
・　前方車両との車間距離が閾値を下回っている。
・　パーキングブレーキが非作動の状態でエンジンが停止された。
・　運転者の覚醒度が閾値を下回っている。
・　シートベルトが未装着の状態で走行している。

　プロセッサ１２２は、所定の条件が満足されていることを示す環境情報ＥＩを入力インターフェース１２１が取得した事実をもって、移動環境に関する所定の条件が満足されたと判断してもよい。

　プロセッサ１２２は、移動環境に関する所定の条件が満足されたと判断すると、制御信号ＣＳを生成するように構成されている。制御信号ＣＳは、対象物ＯＢにおける電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つの呈示を触覚呈示装置１１に行なわせる信号である。

　出力インターフェース１２３は、生成された制御信号ＣＳを、触覚呈示装置１１へ送信するように構成されている。制御信号ＣＳを受信した触覚呈示装置１１は、制御信号ＣＳに対応する電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを対象物ＯＢにおいて呈示する。制御信号ＣＳは、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよい。制御信号ＣＳがアナログ信号である場合、出力インターフェース１２３は、Ｄ／Ａコンバータを含む適宜の変換回路を備える。

　このような構成によれば、対象物ＯＢに接触している運転者３０の身体に対して触覚を呈示することによって、車両２０の移動環境が所定の条件を満足した事実を通知できる。運転中における運転者３０の視覚や聴覚は、他の情報を取得するためにも多くが割り当てられている。電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つは、視覚や聴覚とは別の神経経路を通じて運転者３０に知覚されるので、刺激の意外性を相対的に高めることができる。結果として、車両２０の移動環境に関する情報をより確実に運転者３０に通知できる。特に運転者３０の覚醒度が閾値を下回ることを通知する場合、上記のような刺激の意外性が覚醒度の回復に寄与しうる。

　プロセッサ１２２は、電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つの呈示される位置が不規則性を伴うように制御信号ＣＳを生成しうる。換言すると、移動環境に係る特定の条件が成立したことと、当該事実を通知するための触覚呈示に使用される対象物ＯＢとの間の関係が規則性を有しないように、制御信号ＣＳが生成される。具体的には、プロセッサ１２２は、乱数表などを用いて触覚を呈示する対象物ＯＢを決定し、決定された対象物ＯＢを指定するように制御信号ＣＳを生成する。

　図４に例示されるように、運転者３０の覚醒度が閾値を下回る場合に電気的刺激が呈示され、かつシート２１、シートベルト２２、およびステアリングホイール２３の各々において電気的刺激の呈示が可能である場合を考える。パターンＤは、電気的刺激が常にシート２１において呈示される例を示している。パターンＥは、電気的刺激が呈示される位置が、シート２１、シートベルト２２、およびステアリングホイール２３の順に繰り返し変化する例を示している。いずれのパターンにおいても、運転者３０は、触覚の呈示が繰り返されるうちに、次に触覚が呈示される位置を予測できるようになる。

　他方、上記のような位置に係る不規則性を伴うように制御信号ＣＳが生成されることにより、電気的刺激は、シート２１、シートベルト２２、およびステアリングホイール２３のいずれかにおいて不規則的に呈示される。このような構成によれば、運転者３０は、次に触覚が呈示される位置を予測しにくくなる。これにより、上記した刺激の意外性を維持しやすくなる。

　これに加えてあるいは代えて、プロセッサ１２２は、電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つの呈示されるタイミングが不規則性を伴うように制御信号ＣＳを生成しうる。具体的には、プロセッサ１２２は、乱数表などを用いて触覚が呈示される繰り返し時間間隔を決定し、決定された時間間隔を指定するように制御信号ＣＳを生成する。

　一例として、運転者３０の覚醒度が閾値を下回るとシート２１から電気的刺激が繰り返し呈示される場合を考える。電気的刺激が繰り返される時間間隔が一定である場合、運転者３０は、触覚の呈示が繰り返されるうちに、次に触覚が呈示されるタイミングを予測できるようになる。

　他方、上記のようなタイミングに係る不規則性を伴うように制御信号ＣＳが生成されることにより、シート２１において呈示される電気的刺激の繰り返し時間間隔を不規則的にできる。このような構成によれば、運転者３０は、次に触覚が呈示されるタイミングを予測しにくくなる。これにより、上記した刺激の意外性を維持しやすくなる。

　これに加えてあるいは代えて、プロセッサ１２２は、電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも二つの呈示される順序が不規則性を伴うように制御信号ＣＳを生成しうる。換言すると、移動環境に係る特定の条件が成立したことと、当該事実を通知するために用いられる触覚の種別との間の関係が規則性を有しないように、制御信号ＣＳが生成される。具体的には、プロセッサ１２２は、乱数表などを用いて呈示される触覚の種別を決定し、決定された触覚の種別を指定するように制御信号ＣＳを生成する。

　図５に例示されるように、運転者３０の覚醒度が閾値を下回る場合にステアリングホイール２３において触覚の呈示が可能である場合を考える。パターンＦは、常に電気的刺激が呈示される例を示している。パターンＧは、呈示される触覚の種別が、電気的刺激、温感、および冷感の順に繰り返し変化する例を示している。いずれのパターンにおいても、運転者３０は、触覚の呈示が繰り返されるうちに、次に触覚が呈示される種別を予測できるようになる。

　他方、上記のような順序に係る不規則性を伴うように制御信号ＣＳが生成されることにより、電気的刺激、温感、および冷感のいずれかがステアリングホイール２３において不規則的に呈示される。このような構成によれば、運転者３０は、次に呈示される触覚の種別を予測しにくくなる。これにより、上記した刺激の意外性を維持しやすくなる。

　プロセッサ１２２は、図４を参照して説明した触覚が呈示される位置に係る不規則性と、図５を参照して説明した呈示される触覚の種別に係る不規則性とを組み合わせて制御信号ＣＳを生成しうる。この場合、移動環境に係る特定の条件が成立すると、電気的刺激、温感、および冷感のいずれかが、シート２１、シートベルト２２、およびステアリングホイール２３のいずれかにおいて不規則的に呈示される。このような構成によれば、運転者３０は、次に呈示される触覚の位置と種別をさらに予測しにくくなる。これにより、上記した刺激の意外性をさらに維持しやすくなる。

　これまで説明したプロセッサ１２２の各機能は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されうる。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。この場合、ＲＯＭには、上述した処理を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。ＲＯＭは、コンピュータプログラムを記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体の一例である。プロセッサ１２２は、ＲＯＭ上に記憶されたプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上述した処理を実行する。上記のコンピュータプログラムは、汎用メモリにプリインストールされてもよいし、通信ネットワークを介して外部サーバ装置からダウンロードされて汎用メモリにインストールされてもよい。この場合、外部サーバ装置は、非一時的なコンピュータ可読媒体の一例である。

　プロセッサ１２２の各機能は、上記のコンピュータプログラムを実行可能なマイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの専用集積回路によって実現されてもよい。この場合、当該専用集積回路に含まれる記憶素子に上記のコンピュータプログラムがプリインストールされる。当該記憶素子は、非一時的なコンピュータ可読媒体の一例である。プロセッサ１２２の各機能は、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路の組合せによって実現されてもよい。

　上記の実施形態は、本開示の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本開示の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

　上記の情報通知装置１０は、運転者３０を必要とする車両２０以外の移動体にも搭載可能である。例えば、遊戯施設におけるアトラクションで使用される移動体において、当該アトラクションにおける所定のイベントの発生に応じて、乗員の身体が接触する部材を通じて上述の触覚を呈示できる。この場合、所定のイベントの発生は、移動体の移動環境の一例である。

　本開示の一部を構成するものとして、２０１９年８月２１日に提出された日本国特許出願２０１９－１５１１３２号の内容が援用される。

Claims

　移動体に搭載される情報通知装置であって、
　前記移動体の乗員の身体の一部が接触する部材において電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する触覚呈示装置と、
　前記移動体の移動環境に関する所定の条件が満足されると、前記触覚呈示装置に前記電気的刺激、前記温感、および前記冷感の少なくとも一つを呈示させる制御信号を出力する制御装置と、
を備えている、
情報通知装置。
　前記所定の条件は、前記乗員の覚醒度が閾値を下回ることである、
請求項１に記載の情報通知装置。
　前記制御装置は、前記電気的刺激、前記温感、および前記冷感の少なくとも一つの呈示される位置とタイミングの少なくとも一方が不規則性を伴うように前記制御信号を生成する、
請求項１または２に記載の情報通知装置。
　前記制御装置は、前記電気的刺激、前記温感、および前記冷感の少なくとも二つの呈示される順序が不規則性を伴うように前記制御信号を生成する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の情報通知装置。
　移動体の乗員の身体の一部が接触する部材において電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する触覚呈示装置を制御するために当該移動体に搭載される制御装置であって、
　前記移動体の移動環境に関する情報を受け付ける入力インターフェースと、
　前記移動環境に関する所定の条件が満足されると、前記電気的刺激、前記温感、および前記冷感の少なくとも一つを前記触覚呈示装置に呈示させる制御信号を生成するプロセッサと、
　前記制御信号を出力する出力インターフェースと、
を備えている、
制御装置。
　移動体の乗員の身体の一部が接触する部材において電気的刺激、温感、および冷感の少なくとも一つを呈示する触覚呈示装置を制御するために当該移動体に搭載される制御装置のプロセッサにより実行可能なコンピュータプログラムが記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
　前記コンピュータプログラムが実行されることにより、前記制御装置に、
　　前記移動体の移動環境に関する所定の条件が満足されたかを判断させ、
　　前記所定の条件が満足されたと判断されると、前記触覚呈示装置に前記電気的刺激、前記温感、および前記冷感の少なくとも一つを呈示させる制御信号を出力させる、
非一時的なコンピュータ可読媒体。