JP2022066035A - Mobile operation device, mobile operation method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体を操作するための移動体操作装置、移動体操作方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a mobile body operating device for operating a moving body, a moving body operating method, and a program.
人が操作する移動体において、ハンドル、アクセルペダル、又はブレーキペダル等によって操縦する方法に代えて、運転者が乗った操縦ステップの重心位置に応じて移動体を操縦する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、操縦ステップ上での運転者の重心位置を演算し、重心位置に基づいて前方直線走行、旋回走行、又は後方直進走行のいずれかを実現する移動体が開示されている。特許文献１に記載された技術は、さらに第１制御モードと第２制御モードとを、運転者が選択できる運転者入力操作デバイスを備えている。これにより、運転者に操縦負担を与えないで重心移動操縦が可能であるとされている。 In a moving body operated by a person, a method of maneuvering the moving body according to the position of the center of gravity of the maneuvering step on which the driver rides has been proposed instead of the method of maneuvering with a steering wheel, an accelerator pedal, a brake pedal or the like. For example, Patent Document 1 discloses a moving body that calculates the position of the center of gravity of the driver on the maneuvering step and realizes either forward straight line running, turning running, or backward straight running based on the center of gravity position. There is. The technique described in Patent Document 1 further includes a driver input operation device that allows the driver to select a first control mode and a second control mode. As a result, it is said that the center of gravity can be moved and steered without imposing a maneuvering burden on the driver.
しかしながら、上述のような従来技術は、運転者が立ったまま操作をするものであり、運転者を支持するための支持フレームに運転者がつかまって操縦する必要がある。つまり、ハンドルを操作しなくても操縦が可能であるが、一方で支持フレームにつかまっていなければ運転できないという問題がある。特に、ハンドルを手で素早く操作することが困難な人々にとっては、支持フレーム等につかまって体を支えることが困難な場合も多い。そこで、操作者が座席に座った状態で、かつハンドルを使わないで移動体の操作が可能な移動体操作装置が望まれる。 However, in the conventional technique as described above, the driver operates while standing, and it is necessary for the driver to grab and steer the support frame for supporting the driver. That is, it is possible to maneuver without operating the steering wheel, but on the other hand, there is a problem that the driver cannot drive unless he / she is grasped by the support frame. In particular, for people who have difficulty in operating the handle quickly by hand, it is often difficult to support the body by holding onto a support frame or the like. Therefore, a mobile body operating device capable of operating a moving body while the operator is sitting on a seat and without using a handle is desired.
本発明の一態様は、操作者が座席に座った状態で、かつハンドルを使わないで移動体の操作が可能な移動体操作装置、及び移動体操作方法を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention is to realize a mobile body operating device capable of operating a moving body while the operator is sitting in a seat and without using a handle, and a moving body operating method.
本発明の一態様に係る移動体操作装置は、移動体の操作者が座る座席の下部に取り付ける支持体と、前記支持体に固定された１又は複数の６軸力覚センサと、前記６軸力覚センサから取得したセンサ信号に基づいて、前記移動体の操作信号を生成して出力するコントローラと、を備える。 The moving body operating device according to one aspect of the present invention includes a support attached to the lower part of the seat on which the operator of the moving body sits, one or a plurality of 6-axis force sensors fixed to the support, and the 6-axis. It includes a controller that generates and outputs an operation signal of the moving body based on a sensor signal acquired from a force sensor.
本発明の一態様に係る移動体操作方法は、移動体の操作者が座る座席の下部に取り付けられた６軸力覚センサからのセンサ信号を取得する工程と、前記センサ信号に基づいて、前記移動体の操作信号を生成して出力する工程と、を含む。 The moving body operating method according to one aspect of the present invention is based on a step of acquiring a sensor signal from a 6-axis force sensor attached to the lower part of a seat on which an operator of the moving body sits and the sensor signal. It includes a step of generating and outputting an operation signal of a moving body.
本発明の各態様に係るコントローラは、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータをコントローラが備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記コントローラをコンピュータにて実現させる移動体操作装置の移動体操作プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The controller according to each aspect of the present invention may be realized by a computer, and in this case, a mobile operation device that realizes the controller by the computer by operating the computer as each part (software element) provided in the controller. The mobile operation program and the computer-readable recording medium on which it is recorded also fall within the scope of the present invention.
本発明の一態様によれば、操作者が座席に座った状態で、かつハンドルを使わないで移動体の操作が可能な移動体操作装置、及び移動体操作方法を実現することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to realize a mobile body operating device capable of operating a moving body while the operator is sitting in a seat and without using a handle, and a moving body operating method.
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る移動体操作装置１００の構成を示す分解鳥瞰図であり、１００１は移動体操作装置１００をｙ軸方向から見た側面図である。移動体操作装置１００は、座して操作する移動体の座席に取り付けられる。移動体操作装置１００は、座席に座った操作者の動きを検出して、その動きに応じて移動体を操作する信号を出力する。移動体としては、自家用車、貨物車又は輸送車等の業務用車両、及び電動車いす等が考えられるが、これらに限定されない。
[Embodiment 1]
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is an exploded bird's-eye view showing the configuration of the mobile
（移動体操作装置）
移動体操作装置１００は、６軸力覚センサ１０と、コントローラ２０と、支持体３０と、を備える。移動体操作装置１００は、操作者が座る座席の下部に取り付けられる。６軸力覚センサ１０は、直交３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）方向の力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ｘ軸回りのモーメントＭｘ、ｙ軸回りのモーメントＭｙ、及びｚ軸回りのモーメントＭｚを検出して、センサ信号として出力することができる。なお、図１に示す６軸力覚センサ１０の座標軸は、ｘ軸が移動体の前方向、ｙ軸が移動体の前方向に対する直交（左右）方向、ｚ軸が鉛直方向を表す。コントローラ２０は、例えば、６軸力覚センサ１０から出力されたセンサ信号を取得して、それに基づいて移動体の操作信号を生成して出力する。コントローラ２０の詳細については後述する。
(Mobile operation device)
The mobile
（６軸力覚センサと支持体）
図１の１００１に示すように、６軸力覚センサ１０は、支持体３０を構成する第１支持板（上部支持板）３１と第２支持板（下部支持板）３２とにより固定されている。より具体的には、第１支持板３１は、６軸力覚センサ１０の上部に固定されている。また、第２支持板３２は、６軸力覚センサ１０の下部に固定されている。より具体的には、例えば第１支持板３１は、６軸力覚センサ１０のテーブルに固定され、第２支持板３２は、６軸力覚センサ１０のベースに固定されている。第１支持板３１は、移動体の座席の下部に取り付けられ、座席を介して操作者の体重を受け止める。さらに、第１支持板３１は、操作者の動きを６軸力覚センサ１０に伝達する役割を有する。第２支持板３２は、操作者の体重を受けた第１支持板３１と６軸力覚センサ１０を支持する。支持板３２は、操作者の体重を受けた第１支持板３１と６軸力覚センサ１０を支持して変形しない程度の強度を有する。又は、第２支持板３２は、十分な強度を有する移動体の構造部材の上に配置することを前提として、変形しない程度の強度を有するものであればよい。
(6-axis force sensor and support)
As shown in 1001 of FIG. 1, the 6-
図２は、移動体操作装置１００を移動体Ｖの座席５２に取り付ける一例を示す断面図である。移動体操作装置１００は、操作者Ｄが座る座席５２の下部に取り付けられる。より具体的には、移動体操作装置１００の第１支持板３１が、移動体Ｖのシャーシ４０に設けられた架台５１に載置され固定される。架台５１は、座席５２を適切な高さに配置するための架台である。架台５１は、座席５２を前後に移動可能な構成を備えていてもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of attaching the mobile
座席５２は、移動体操作装置１００の第１支持板３１の上に取り付けられる。第１支持板３１は、座席５２と操作者Ｄの重量を受けても湾曲しない程度の強度を有する。なお、６軸力覚センサ１０を保護するため、第１支持板３１と第２支持板３２との間に、１つ以上の緩衝体３５又は移動制限体３６を設けてもよい。緩衝体３５は、例えばスプリングであり、座席５２の過度の傾きを防止する。移動制限体３６は、例えば第１支持板３１と第２支持板３２との間の距離よりもやや小さい高さを有するスペーサである。移動制限体３６も、座席５２の過度の傾きを防止する。緩衝体３５と移動制限体３６の両方を設けてもよい。
The
第１支持板３１は、上体の動きによって操作者Ｄの重心位置が変化することにより、その傾きが変化する。第１支持板３１の傾きが変化することで、６軸力覚センサ１０に所定の方向の力が加わる。こうして、第１支持板３１は６軸力覚センサ１０に操作者Ｄの動きを伝達する役割を有する。このような機能を備える形態であれば、第１支持板３１は図１に示す形態に限られない。例えば、第１支持板３１は、座席５２の構造体の一部であってもよい。例えば、座席５２を構成する構造材の底面を第１支持板３１とし、第１支持板３１に略水平方向に平坦な領域を設け、その平坦な領域に６軸力覚センサ１０の上面が当接するように構成してもよい（図示せず）。
The inclination of the
（コントローラ）
図３は、実施形態１に係る移動体操作装置１００の６軸力覚センサ１０とコントローラ２０のブロック構成図である。コントローラ２０は、６軸力覚センサ１０から取得したセンサ信号に基づいて、移動体の操作信号を出力する。図３に示すように、コントローラ２０は、入出力インターフェース（入出力ＩＦ）２１、上体移動演算部２２、走行操作信号生成部２３、ドア開閉操作信号生成部２４、及び運行情報取得部２５を備える。
(controller)
FIG. 3 is a block configuration diagram of the 6-
入出力ＩＦ２１は、６軸力覚センサ１０が出力するセンサ信号を取得するための、又は外部（例えば、図示しない移動体Ｖの運転制御部）から移動体Ｖの運行情報を取得するためのインターフェースである。センサ信号は、前述のとおりである。運行情報とは、移動体Ｖの運行状態を示す情報である。具体的には、例えば、移動体Ｖのエンジンが回転しているか、停止しているか、移動体Ｖが停車しているか、移動しているか、ブレーキは作動しているか否か、移動体Ｖが移動（走行）している場合はその走行方向、走行速度、加速度、等のうちの少なくとも１つの情報である。
The input / output IF 21 is an interface for acquiring a sensor signal output by the 6-
上体移動演算部２２は、例えば、取得したセンサ信号から、操作者Ｄの重心の移動方向、移動量、移動速度、上体のひねり方向、ひねり量、及びひねり速度のうちの少なくとも１つを検出又は演算する。走行操作信号生成部２３は、上体移動演算部２２の演算結果と、センサ信号を取得した時点における移動体Ｖの運行情報に基づいて、走行操作信号を生成して出力する。ドア開閉操作信号生成部２４は、上体移動演算部２２の演算結果と、センサ信号を取得した時点における移動体Ｖの運行情報に基づいて、ドア開閉操作信号を生成して出力する。運行情報取得部２５は、移動体Ｖの運行情報を取得する。また、入出力ＩＦ２１は、走行操作信号生成部２３が生成した走行操作信号、及びドア開閉操作信号生成部２４が生成したドア開閉操作信号を、外部（例えば、図示しない移動体Ｖの運転制御部）へ出力するインターフェースでもある。
For example, the upper body
コントローラ２０の上体移動演算部２２、走行操作信号生成部２３、ドア開閉操作信号生成部２４、及び運行情報取得部２５は、それぞれごとにＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＰＬＤ（Programmable Logic Device）等の専用プロセッサで構成してもよい。又は、これらの各部の全体を１つの専用プロセッサで構成してもよい。あるいは、コントローラ２０の各部に対応するプログラムを図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶させておき、これらのプログラムを読み出して図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に展開してＣＰＵ（Central Processing Unit）が実行することにより、コントローラ２０の各部として機能させる構成でもよい。
The upper body
（移動体操作装置の作用）
次に、移動体操作装置１００の作用について説明する。６軸力覚センサ１０は、第１支持板３１から受ける力を、ｘ、ｙ、ｚ方向の各力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ｘ軸回りのモーメントＭｘ、ｙ軸回りのモーメントＭｙ、及びｚ軸回りのモーメントＭｚに分解し、その大きさに応じたセンサ信号に変換して出力する。コントローラ２０は、そのセンサ信号を取得して、第１支持板３１からどのような方向に力を受けているかを判断し、その結果に基づいて、操作信号を生成して出力する。操作信号とは、走行操作信号又はドア開閉操作信号である。なお、この際に、コントローラ２０は、センサ信号と、センサ信号を取得した時点における移動体Ｖの運行情報と、に基づいて、操作信号を生成して出力することが好ましい。このような作用により、操作者Ｄは、座席５２に座ったままで、上体を左右又は前後に倒すことにより、または上体を左右にひねることにより、移動体Ｖを操作することができる。
(Action of mobile operating device)
Next, the operation of the mobile
以下、操作者が行う移動体に対する操作を具体的に説明する。例えば、操作者Ｄは、移動体Ｖを右折させたい場合は、上体を右側に倒す。また、操作者Ｄは、移動体Ｖを左折させたい場合は、上体を左側に倒す。また、操作者Ｄは、移動体Ｖを加速させたい場合は、上体を前方に倒す。さらに、操作者Ｄは、移動体Ｖを減速又は停車させたい場合は、上体を後方に倒してもよい。このような場合、座席５２に座った操作者Ｄの上体の動きに対応したセンサ信号が、６軸力覚センサ１０から出力される。
Hereinafter, the operation performed by the operator on the moving body will be specifically described. For example, when the operator D wants to turn the moving body V to the right, the operator D tilts the upper body to the right. Further, when the operator D wants to turn the moving body V to the left, the operator D tilts the upper body to the left. Further, the operator D tilts the upper body forward when he / she wants to accelerate the moving body V. Further, the operator D may tilt the upper body backward when he / she wants to decelerate or stop the moving body V. In such a case, a sensor signal corresponding to the movement of the upper body of the operator D sitting on the
具体的には、操作者Ｄが上体を左右方向、又は前後方向に倒すことにより、第１支持板３１は全体として左右方向、又は前後方向に傾く。第１支持板３１が右方向又は左方向に傾いた場合、上面が第１支持板３１に固定された６軸力覚センサ１０は、図１に示す座標系において、ｘ軸回りの符号の異なるモーメントＭｘを出力する。６軸力覚センサ１０がｘ軸回りのモーメントＭｘを出力した場合（つまり、センサ信号が、操作者Ｄの重心の左右方向の移動に対応する信号である場合）、走行操作信号生成部２３は、モーメントＭｘの符号に応じて、移動体Ｖを右方向又は左方向へ旋回させる操作信号を生成し、出力する。
Specifically, when the operator D tilts the upper body in the left-right direction or the front-back direction, the
また、第１支持板３１が前方向又は後方向に傾いた場合、６軸力覚センサ１０は、ｙ軸回りの符号の異なるモーメントＭｙを出力する。６軸力覚センサ１０がｙ軸回りのモーメントＭｙを出力した場合（つまり、センサ信号が、操作者Ｄの重心の前後方向の移動に対応する信号である場合）は、走行操作信号生成部２３は、モーメントＭｙの符号に応じて、移動体Ｖを加速もしくは減速又は停止させる操作信号を生成し、出力する。
Further, when the
また、操作者Ｄは、座席５２の上で上体を左右にひねることにより、移動体Ｖを操作することができる。具体的には、例えば、操作者Ｄは、移動体Ｖの操作者Ｄ側のドアを開けたい場合は、上体を右側にひねる。また、操作者Ｄは、移動体Ｖの操作者Ｄ側のドアを閉めたい場合は、上体を左側にひねる。操作者Ｄが上体を左右方向にひねることにより、第１支持板３１はｚ軸を中心に左右方向に回転する。そのため、６軸力覚センサ１０は、ｚ軸回りの符号の異なるモーメントＭｚを出力する。６軸力覚センサ１０がｚ軸回りのモーメントＭｙを出力した場合（つまり、センサ信号が、操作者Ｄの上体のひねりに対応する信号である場合）は、ドア開閉操作信号生成部２４は、モーメントＭｚの符号に応じて、移動体Ｖのドアを開閉させる操作信号を生成し、出力する。
Further, the operator D can operate the moving body V by twisting the upper body to the left and right on the
なお、走行操作信号生成部２３及びドア開閉操作信号生成部２４は、センサ信号と、センサ信号を取得した時点における移動体Ｖの運行情報と、に基づいて、移動体Ｖの操作信号を出力することが好ましい。
The traveling operation
表１は、センサ信号と、センサ信号を取得した時点における移動体Ｖの運行情報とから生成される操作信号の一例である。 Table 1 is an example of an operation signal generated from the sensor signal and the operation information of the moving body V at the time when the sensor signal is acquired.
例えば、センサ信号を取得した時点での移動体Ｖの運行状態が前進中である場合に、センサ信号が、操作者Ｄの上体の移動方向が前方向であることに対応するものである場合は、走行操作信号生成部２３は、加速する操作信号を出力してもよい。なお、速度の閾値を設けて、閾値の速度を超えて加速しないことが安全上好ましい。また、センサ信号を取得した時点での移動体Ｖの運行状態が前進中である場合に、操作者Ｄの上体の移動方向が後方向であると判断された場合は、走行操作信号生成部２３は、減速又は停止する操作信号を出力してもよい。
For example, when the operating state of the moving body V at the time of acquiring the sensor signal is moving forward, the sensor signal corresponds to the moving direction of the upper body of the operator D being the forward direction. The travel operation
また、センサ信号を取得した時点での移動体Ｖの運行状態が前進中である場合に、センサ信号が、操作者Ｄの上体の移動方向が右方向又は左方向であることに対応するものである場合は、走行操作信号生成部２３は、それぞれ右方向又は左方向に旋回する操作信号を出力してもよい。なお、移動方向への移動量を演算し、移動量が大きいほど操舵量を大きくするように構成してもよい。ただし、移動量の閾値を設けて、閾値の移動量を超えても操舵量は大きくしないことが安全上好ましい。
Further, when the operating state of the moving body V at the time of acquiring the sensor signal is moving forward, the sensor signal corresponds to the moving direction of the upper body of the operator D being the right direction or the left direction. If this is the case, the travel operation
また、センサ信号を取得した時点での移動体Ｖの運行状態が前進中である場合に、センサ信号が、操作者Ｄの上体のひねり方向が右方向又は左方向であることに対応するものである場合は、走行操作信号生成部２３は、それぞれ右方向又は左方向に旋回する操作信号を出力してもよい。また、ひねり量を演算し、ひねり量が大きいほど操舵量を大きくするように構成してもよい。ただし、ひねり量の閾値を設けて、閾値のひねり量を超えても操舵量は大きくしないことが安全上好ましい。
Further, when the operating state of the moving body V at the time of acquiring the sensor signal is moving forward, the sensor signal corresponds to the twisting direction of the upper body of the operator D being the right direction or the left direction. If this is the case, the travel operation
また、センサ信号を取得した時点での移動体Ｖの運行状態が停止中に、操作者Ｄの上体のひねりがあったと判断された場合は、移動体Ｖのドアの開閉を決定してもよい。例えば、移動体Ｖが停止中に、センサ信号が、操作者Ｄの上体の左方向のひねりであることに対応するものである場合は、操作者Ｄが乗車して正面を向いたと判断されるため、ドア開閉操作信号生成部２４は、移動体Ｖのドアを閉止する操作信号を出力してもよい。また、移動体Ｖが停止中に、センサ信号が、操作者の上体の右方向ひねりであることに対応するものである場合は、運転操作を終了して降車するところであると判断されるため、ドア開閉操作信号生成部２４は、移動体Ｖのドアを開放する操作信号を出力してもよい。また、操作者Ｄの上体の左右方向の移動があったと判断された場合でも、移動体Ｖのドアの開閉を決定してもよい。上記の場合の「移動体Ｖの運行状態が停止中」とは、例えばエンジン停止でかつブレーキ操作ありとの条件である。
Further, if it is determined that the upper body of the operator D has been twisted while the operating state of the moving body V at the time of acquiring the sensor signal is stopped, even if the door of the moving body V is decided to be opened or closed. good. For example, if the sensor signal corresponds to a leftward twist of the upper body of the operator D while the moving body V is stopped, it is determined that the operator D has boarded and turned to the front. Therefore, the door opening / closing operation
また、センサ信号を取得した時点での移動体Ｖの運行状態が、エンジンは駆動中で停車中に、操作者Ｄの上体の移動方向が前方向であると判断された場合は、走行操作信号生成部２３は、発進する操作信号を出力してもよい。なお、安全のため、発進はブレーキ解除を含めた２段階操作を必要としてもよい。
If it is determined that the operating state of the moving body V at the time of acquiring the sensor signal is that the moving direction of the upper body of the operator D is the forward direction while the engine is being driven and the vehicle is stopped, the traveling operation is performed. The
表２は、センサ信号を取得した時点における移動体Ｖの運行情報が、右旋回中又は左旋回中の場合に生成される操作信号の一例である。 Table 2 is an example of an operation signal generated when the operation information of the moving body V at the time of acquiring the sensor signal is turning right or turning left.
例えば、センサ信号を取得した時点での移動体Ｖの運行状態が右旋回中、又は左旋回中である場合に、センサ信号が、操作者Ｄの上体の当該方向の移動量がさらに増加したことに対応する場合は、走行操作信号生成部２３は、旋回量を増加する操作信号を出力してもよい。逆に、センサ信号が、操作者Ｄの上体の移動方向が、座席５２の中央に戻る方向であることに対応する場合は、走行操作信号生成部２３は、旋回量を減少する操作信号を出力してもよい。
For example, when the operating state of the moving body V at the time of acquiring the sensor signal is turning right or turning left, the sensor signal further increases the amount of movement of the upper body of the operator D in that direction. When corresponding to the above, the travel operation
また、センサ信号を取得した時点での移動体Ｖの運行状態が右旋回中、又は左旋回中である場合に、センサ信号が、操作者Ｄの上体の移動方向が後方向であることに対応する場合は、走行操作信号生成部２３は、減速する操作信号を出力してもよい。
Further, when the operating state of the moving body V at the time of acquiring the sensor signal is turning right or turning left, the sensor signal indicates that the moving direction of the upper body of the operator D is the rear direction. In the case corresponding to, the traveling operation
図４は、実施形態１に係る移動体操作装置１００によって実行される移動体操作方法のフローチャートである。図５に示すように、ステップＳ１０において、コントローラ２０は、６軸力覚センサ１０から出力されたセンサ信号を取得する。次に、ステップＳ１２において、コントローラ２０は、取得したセンサ信号に基づいて、移動体の操作信号を生成して出力する。以上の方法により、操作者が座席に座った状態で、かつハンドルを使わないで移動体の操作が可能な移動体操作方法を実現することができる。
FIG. 4 is a flowchart of a mobile body operation method executed by the mobile
〔変形例〕
上記で説明した移動体操作装置１００の他の構成、又は移動体操作装置１００が備えていてもよい機能について、変形例として以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Modification example]
Other configurations of the mobile
上記の実施形態１では、６軸力覚センサ１０が１つ、支持体３０の中央付近に配置されている例を説明した。しかし、６軸力覚センサの数と配置はこれに限られない。例えば、図５に示すように、４つの６軸力覚センサ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを、支持体３０の四隅に配置してもよい。そして、４つの６軸力覚センサ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからのセンサ信号を総合して、第１支持板３１にかかる力を演算することにより、コントローラ２０は、操作者Ｄの上体の動きをより精度よく検出することができ、より精度の良い操作信号を出力することができる。
In the first embodiment described above, an example in which one 6-
上記の実施形態１では、コントローラ２０は、主として操作者Ｄの重心の移動の方向、又はひねりの方向を判断して、操作信号を出力する形態を説明した。しかし、操作者Ｄの重心の移動の方向、又はひねりの方向だけでなく、移動量、移動速度、ひねり量、又はひねり速度を演算して、これらの値のうちの少なくとも１つに基づいて操作信号を生成、出力してもよい。例えば、移動量、移動速度、ひねり量、又はひねり速度が大きいほど、操作量の大きな操作、又は操作速度の速い操作の操作信号を出力してもよい。ただし、上限閾値を設けることが安全上好ましい。
In the first embodiment, the
また、６軸力覚センサ１０に係る力は、操作者Ｄの動き、及び移動体Ｖの動きにより刻々と変化する。従って、６軸力覚センサ１０からの出力値は常に変化する。そこで、この出力値を平滑化する処理を行ってもよい。平滑化処理は、例えば、所定の時間ごとの移動平均を取ってもよい。あるいは、出力値の微分値を取り、出力値の変化方向を検出してもよい。そして、平滑化した出力信号、又は出力値の微分値に基づいて、走行操作信号生成部２３が操作信号を生成してもよい。
Further, the force related to the 6-
また、センサ信号と、センサ信号を取得した時点における移動体Ｖの運行状態を示す運行情報と、に基づいて、移動体Ｖの操作信号を出力する場合、運行情報として、実施形態１で説明した運行状態だけでなく、サイドブレーキの有無、フットブレーキの有無、エンジンの停止の有無、操作者Ｄの体の位置、又はシートベルト着用の有無等の情報を加えて、移動体Ｖの操作信号を出力してもよい。例えば、操作者Ｄの体の位置の情報として、操作者の手足の一部が、ドアの閉止位置に存在していないことを追加条件として、ドア閉止の操作信号を出力してもよい。このように、条件を追加することで、移動体の操作における安全性を向上することができる。 Further, when the operation signal of the moving body V is output based on the sensor signal and the operation information indicating the operating state of the moving body V at the time when the sensor signal is acquired, the operation information is described in the first embodiment. The operation signal of the moving body V is input by adding information such as the presence / absence of the side brake, the presence / absence of the foot brake, the presence / absence of the engine stop, the position of the operator D's body, or the presence / absence of the seat belt, as well as the operating state. It may be output. For example, as information on the position of the body of the operator D, an operation signal for closing the door may be output, provided that a part of the limbs of the operator does not exist at the closing position of the door. In this way, by adding the condition, it is possible to improve the safety in the operation of the moving body.
また、操作者Ｄの重心の動きに基づいて移動体Ｖを操作した場合、移動体Ｖの動きが操作者Ｄの上体の動きを妨げる動きとなる場合がある。例えば、操作者が前方に上体を倒すことにより移動体Ｖを前進させると、操作者Ｄには後方へ引っ張られる慣性力が働く。これにより、操作者Ｄの上体が後方に倒れる可能性がある。あるいは、操作者が右方向に上体を倒すことにより移動体Ｖを右方向に旋回させると、操作者Ｄには左方向へ引っ張られる慣性力が働く。これにより、操作者Ｄの上体が左方向に倒れる可能性がある。このような慣性力は、前進の加速度を小さくし、又は旋回の角度及び速度を緩やかに変化させることで小さくすることができる。そこで、操作信号は、加速度、旋回角度、旋回速度の上限値を設けて決定してもよい。 Further, when the moving body V is operated based on the movement of the center of gravity of the operator D, the movement of the moving body V may be a movement that hinders the movement of the upper body of the operator D. For example, when the operator advances the moving body V by tilting the upper body forward, the operator D is subjected to an inertial force that is pulled backward. As a result, the upper body of the operator D may fall backward. Alternatively, when the operator tilts the upper body to the right to turn the moving body V to the right, the operator D is subjected to an inertial force that is pulled to the left. As a result, the upper body of the operator D may fall to the left. Such inertial force can be reduced by reducing the forward acceleration or by gently changing the turning angle and speed. Therefore, the operation signal may be determined by setting the upper limit values of the acceleration, the turning angle, and the turning speed.
慣性力による影響を緩和する他の方法として、コントローラ２０が移動体Ｖの加速度又は旋回の角速度等を計算し、それに基づく慣性力によって操作者Ｄが受ける力を差し引いてもよい。これにより、操作者Ｄの操作意図に基づく上体の移動方向及び移動量をより正確に求めることができる。
As another method for alleviating the influence of the inertial force, the
〔ソフトウェアによる実現例〕
コントローラ２０の制御ブロック（特に上体移動演算部２２、走行操作信号生成部２３、ドア開閉操作信号生成部２４、運行情報取得部２５）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。後者の場合、コントローラ２０の各機能は、例えば、ソフトウェアであるプログラムＰの命令を実行するコンピュータによって実現される。
[Example of implementation by software]
The control block of the controller 20 (particularly, the upper body
このようなコンピュータの一例（以下、コンピュータＣと記載する）を図６に示す。コンピュータＣは、少なくとも１つのプロセッサＣ１と、少なくとも１つのメモリＣ２と、を備えている。メモリＣ２には、コンピュータＣをコントローラ２０として動作させるためのプログラムＰが記録されている。コンピュータＣにおいて、プロセッサＣ１は、このプログラムＰをメモリＣ２から読み取って実行することにより、コントローラ２０の各機能を実現する。
An example of such a computer (hereinafter referred to as computer C) is shown in FIG. The computer C includes at least one processor C1 and at least one memory C2. A program P for operating the computer C as the
プロセッサＣ１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＵ（Floating point number Processing Unit）、ＰＵ（Physics Processing Unit）、マイクロコントローラ、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。メモリＣ２としては、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。 Examples of the processor C1 include a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphic Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an MPU (Micro Processing Unit), an FPU (Floating point number Processing Unit), and a PU (Physics Processing Unit). , Microcontrollers, or combinations thereof. As the memory C2, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof can be used.
なお、コンピュータＣは、プログラムＰを実行時に展開したり、各種データを一時的に記憶したりするためのＲＡＭ（Random Access Memory）を更に備えていてもよい。また、コンピュータＣは、他の装置との間でデータを送受信するための通信インターフェースを更に備えていてもよい。また、コンピュータＣは、キーボードやマウスなどの入力機器、及び／又は、ディスプレイやプリンタなどの出力機器を接続するための入出力インターフェースを更に備えていてもよい。 The computer C may further include a RAM (Random Access Memory) for expanding the program P at the time of execution and temporarily storing various data. Further, the computer C may further include a communication interface for transmitting / receiving data to / from another device. Further, the computer C may further include an input / output interface for connecting an input device such as a keyboard and a mouse, and / or an output device such as a display and a printer.
また、プログラムＰは、コンピュータＣが読み取り可能な、一時的でない有形の記録媒体Ｍに記録することができる。このような記録媒体Ｍとしては、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、又はプログラマブルな論理回路などを用いることができる。コンピュータＣは、このような記録媒体Ｍを介してプログラムＰを取得することができる。また、プログラムＰは、伝送媒体を介して伝送することができる。このような伝送媒体としては、例えば、通信ネットワーク、又は放送波などを用いることができる。コンピュータＣは、このような伝送媒体を介してプログラムＰを取得することもできる。 Also, the program P can be recorded on a non-temporary tangible recording medium M that can be read by the computer C. As such a recording medium M, for example, a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. The computer C can acquire the program P via such a recording medium M. Further, the program P can be transmitted via a transmission medium. As such a transmission medium, for example, a communication network, a broadcast wave, or the like can be used. The computer C can also acquire the program P via such a transmission medium.
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る移動体操作装置は、移動体の操作者が座る座席の下部に取り付ける支持体と、前記支持体に固定された１又は複数の６軸力覚センサと、前記６軸力覚センサから取得したセンサ信号に基づいて、前記移動体の操作信号を生成して出力するコントローラと、を備える。
〔summary〕
The moving body operating device according to the first aspect of the present invention includes a support attached to the lower part of the seat on which the operator of the moving body sits, one or a plurality of 6-axis force sensors fixed to the support, and the 6-axis. It includes a controller that generates and outputs an operation signal of the moving body based on a sensor signal acquired from a force sensor.
上記の構成によれば、操作者が座席に座った状態で、かつハンドルを使わないで移動体の操作が可能な移動体操作装置を実現することができる。 According to the above configuration, it is possible to realize a mobile body operating device capable of operating a moving body while the operator is sitting on a seat and without using a handle.
本発明の態様２に係る移動体操作装置において、前記センサ信号は、前記操作者の上体の動きに対応した信号であってもよい。 In the mobile body operating device according to the second aspect of the present invention, the sensor signal may be a signal corresponding to the movement of the upper body of the operator.
上記の構成によれば、操作者が上体の動きで移動体を操作することができる。 According to the above configuration, the operator can operate the moving body by the movement of the upper body.
本発明の態様３に係る移動体操作装置において、前記コントローラは、走行操作信号生成部を備え、前記走行操作信号生成部は、前記センサ信号と、前記センサ信号を取得した時点における前記移動体の運行状態を示す運行情報と、に基づいて、前記移動体の操作信号を生成して出力してもよい。 In the mobile body operation device according to the third aspect of the present invention, the controller includes a travel operation signal generation unit, and the travel operation signal generation unit includes the sensor signal and the moving body at the time when the sensor signal is acquired. The operation signal of the moving body may be generated and output based on the operation information indicating the operation state.
上記の構成によれば、移動体操作装置は、移動体の運行状態を考慮して適切な操作信号を生成することができる。 According to the above configuration, the mobile body operating device can generate an appropriate operation signal in consideration of the operating state of the moving body.
本発明の態様４に係る移動体操作装置において、前記走行操作信号生成部は、前記センサ信号が前記操作者の重心の左右方向の移動に対応する信号であり、前記センサ信号を取得した時点における前記移動体の運行状態が前進中である場合は、当該移動の方向に旋回する操作信号を生成して出力してもよい。 In the moving body operating device according to the fourth aspect of the present invention, the traveling operation signal generation unit is a signal corresponding to the movement of the center of gravity of the operator in the left-right direction in the sensor signal, and is at the time when the sensor signal is acquired. When the operating state of the moving body is moving forward, an operation signal that turns in the direction of the moving body may be generated and output.
上記の構成によれば、操作者は、移動体の前進中に上体を右又は左に倒すことにより、移動体を右旋回又は左旋回させることができる。 According to the above configuration, the operator can turn the moving body to the right or left by tilting the upper body to the right or left while the moving body is advancing.
本発明の態様５に係る移動体操作装置において、前記走行操作信号生成部は、前記センサ信号が前記操作者の上体のひねりに対応する信号であり、前記センサ信号を取得した時点における前記移動体の運行状態が前進中である場合は、当該ひねりの方向に旋回する操作信号を生成して出力してもよい。 In the moving body operating device according to the fifth aspect of the present invention, the traveling operation signal generation unit is a signal corresponding to the twist of the upper body of the operator, and the movement at the time when the sensor signal is acquired. When the operating state of the body is moving forward, an operation signal that turns in the direction of the twist may be generated and output.
上記の構成によれば、操作者は、移動体の前進中に上体を右又は左にひねることにより、移動体を右旋回又は左旋回させることができる。 According to the above configuration, the operator can turn the moving body to the right or left by twisting the upper body to the right or left while the moving body is advancing.
本発明の態様６に係る移動体操作装置において、前記コントローラは、ドア開閉操作信号生成部を備え、前記ドア開閉操作信号生成部は、前記センサ信号が前記操作者の重心の左右方向の移動又はひねりに対応する信号であり、前記センサ信号を取得した時点における前記移動体の運行状態が停止中である場合は、前記移動体のドアを開閉する操作信号を生成して出力してもよい。 In the mobile body operation device according to the sixth aspect of the present invention, the controller includes a door opening / closing operation signal generation unit, and the door opening / closing operation signal generation unit is such that the sensor signal moves in the left-right direction of the center of gravity of the operator. When the operating state of the moving body is stopped at the time when the sensor signal is acquired, which is a signal corresponding to the twist, an operation signal for opening and closing the door of the moving body may be generated and output.
上記の構成によれば、操作者は、移動体の停止中に上体を右又は左にひねることにより、移動体のドアを開閉させることができる。 According to the above configuration, the operator can open and close the door of the moving body by twisting the upper body to the right or left while the moving body is stopped.
本発明の態様７に係る移動体操作装置において、前記支持体は、前記６軸力覚センサの上部に固定された上部支持板と、前記６軸力覚センサの下部に固定された下部支持板と、を備えていてもよい。 In the mobile body operating device according to the seventh aspect of the present invention, the support has an upper support plate fixed to the upper part of the 6-axis force sensor and a lower support plate fixed to the lower part of the 6-axis force sensor. And may be provided.
上記の構成によれば、移動体操作装置を、任意の移動体の座席の下に配置することができる。 According to the above configuration, the mobile operator can be placed under the seat of any mobile.
本発明の態様８に係る移動体操作装置において、前記上部支持板は、前記座席の構造体の一部であってもよい。 In the mobile body operating device according to the eighth aspect of the present invention, the upper support plate may be a part of the structure of the seat.
上記の構成によれば、６軸力覚センサを直接座席の下部構造体に取り付けることができる。 According to the above configuration, the 6-axis force sensor can be directly attached to the substructure of the seat.
本発明の態様９に係る移動体操作方法は、移動体の操作者が座る座席の下部に取り付けられた６軸力覚センサから出力されたセンサ信号を取得する工程と、前記センサ信号に基づいて、前記移動体の操作信号を生成して出力する工程と、を含む。 The moving body operating method according to the ninth aspect of the present invention is based on a step of acquiring a sensor signal output from a 6-axis force sensor attached to the lower part of a seat on which an operator of the moving body sits and a sensor signal. , A step of generating and outputting an operation signal of the moving body.
上記の構成によれば、操作者が座席に座った状態で、かつハンドルを使わないで移動体の操作が可能な移動体操作方法を実現することができる。 According to the above configuration, it is possible to realize a mobile body operation method in which the operator can operate the mobile body while sitting on the seat and without using the handle.
本発明の態様９に係る移動体操作プログラムは、態様１に記載の移動体操作装置としてコンピュータを機能させるための移動体操作プログラムであって、前記コントローラとしてコンピュータを機能させるための移動体操作プログラムである。 The mobile operation program according to the ninth aspect of the present invention is the mobile operation program for operating the computer as the mobile operation device according to the first aspect, and is the mobile operation program for operating the computer as the controller. Is.
上記の構成によれば、操作者が座席に座った状態で、かつハンドルを使わないで移動体の操作が可能な移動体操作プログラムを実現することができる。 According to the above configuration, it is possible to realize a mobile body operation program in which the operator can operate the mobile body while sitting on the seat and without using the handle.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
１０…６軸力覚センサ、２０…コントローラ、２１…入出力ＩＦ、２２…上体移動演算部、２３…走行操作信号生成部、２４…ドア開閉操作信号生成部、２５…運行情報取得部、３０…支持体、３１…第１支持板、３２…第２支持板、３５…緩衝体、３６…移動制限体、４０…シャーシ、５１…架台、５２…座席、１００…移動体操作装置
10 ... 6-axis force sensor, 20 ... controller, 21 ... input / output IF, 22 ... upper body movement calculation unit, 23 ... travel operation signal generation unit, 24 ... door open / close operation signal generation unit, 25 ... operation information acquisition unit, 30 ... Support, 31 ... 1st support plate, 32 ... 2nd support plate, 35 ... Buffer, 36 ... Movement limiter, 40 ... Chassis, 51 ... Mount, 52 ... Seat, 100 ... Mobile control device
Claims (10)
前記支持体に固定された１又は複数の６軸力覚センサと、
前記６軸力覚センサから取得したセンサ信号に基づいて、前記移動体の操作信号を生成して出力するコントローラと、
を備える移動体操作装置。 A support attached to the bottom of the seat where the operator of the moving object sits,
One or more 6-axis force sensors fixed to the support,
A controller that generates and outputs an operation signal of the moving body based on the sensor signal acquired from the 6-axis force sensor, and a controller.
A mobile operating device.
請求項１に記載の移動体操作装置。 The sensor signal is a signal corresponding to the movement of the upper body of the operator.
The mobile operating device according to claim 1.
請求項１又は２に記載の移動体操作装置。 The controller includes a travel operation signal generation unit, and the travel operation signal generation unit is based on the sensor signal and operation information indicating an operation state of the moving body at the time when the sensor signal is acquired. Generates and outputs operation signals for moving objects,
The mobile operating device according to claim 1 or 2.
請求項３に記載の移動体操作装置。 The traveling operation signal generation unit is a signal corresponding to the movement of the center of gravity of the operator in the left-right direction by the sensor signal, and when the operating state of the moving body at the time of acquiring the sensor signal is moving forward. , Generates and outputs an operation signal that turns in the direction of the movement,
The mobile operating device according to claim 3.
請求項３に記載の移動体操作装置。 When the sensor signal is a signal corresponding to the twist of the upper body of the operator and the operating state of the moving body is moving forward at the time when the sensor signal is acquired, the traveling operation signal generation unit is concerned. Generates and outputs an operation signal that turns in the direction of a twist,
The mobile operating device according to claim 3.
請求項１から５のいずれか１項に記載の移動体操作装置。 The controller includes a door open / close operation signal generation unit, and the door open / close operation signal generation unit is a signal in which the sensor signal corresponds to a left-right movement or twist of the center of gravity of the operator, and acquires the sensor signal. When the operating state of the moving body is stopped at that time, an operation signal for opening and closing the door of the moving body is generated and output.
The mobile operating device according to any one of claims 1 to 5.
請求項１から６のいずれか１項に記載の移動体操作装置。 The support includes an upper support plate fixed to the upper part of the 6-axis force sensor and a lower support plate fixed to the lower part of the 6-axis force sensor.
The mobile operating device according to any one of claims 1 to 6.
請求項７に記載の移動体操作装置。 The upper support plate is part of the structure of the seat.
The mobile operating device according to claim 7.
前記センサ信号に基づいて、前記移動体の操作信号を生成して出力する工程と、
を含む、移動体操作方法。 The process of acquiring the sensor signal output from the 6-axis force sensor attached to the lower part of the seat where the operator of the moving body sits, and
A process of generating and outputting an operation signal of the moving body based on the sensor signal, and
How to operate a mobile body, including.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2020174932A JP2022066035A (en) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | Mobile operation device, mobile operation method, and program |
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