JP4409471B2 - Driver assistance device - Google Patents

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Description

本発明は、前庭感覚への電気刺激を利用してバランス動作により方向を変化する乗物を運転する運転者を支援する運転者支援装置に関する。   The present invention relates to a driver support device that supports a driver who drives a vehicle that changes direction by a balance operation using electrical stimulation to a vestibular sensation.

従来、特許文献１に記載されているように、平衡感覚の受容器である前庭感覚への電気刺激を利用して身体の誘導を行う電気刺激誘導装置が知られている。この電気刺激誘導装置１０００の電気刺激による歩行の誘導は次のようなものである。
図９に示すように、装着者１の左耳の後ろに皮膚表面電極１００１ａを、右耳の後ろに皮膚表面電極１０００ｂを設置し、電気刺激誘導装置１０００の本体１００２からこれらの電極間に数ｍＡ程度の微弱な電流を流すと、陽極側に向かって装着者１の前庭感覚に加速度感を生じさせることができる。すなわち、装着者１の主観的な重力の方向が傾き、電流の向きと強さに応じて装着者１の重心が揺らいで左又は右へ体が泳ぐ。皮膚への刺激が無いので装着者１は自分の体が動いた後で気が付く。 2. Description of the Related Art Conventionally, as described in Patent Document 1, there is known an electrical stimulation induction device that performs body induction using electrical stimulation to a vestibular sensation that is a receptor for balanced sensation. The induction | guidance | derivation of the walk by the electrical stimulation of this electrical stimulation induction | guidance | derivation apparatus 1000 is as follows.
As shown in FIG. 9, a skin surface electrode 1001a is placed behind the left ear of the wearer 1 and a skin surface electrode 1000b is placed behind the right ear. When a weak current of about mA is flowed, a sense of acceleration can be generated in the vestibular sense of the wearer 1 toward the anode side. That is, the subjective gravity direction of the wearer 1 is inclined, and the center of gravity of the wearer 1 fluctuates according to the direction and strength of the current, and the body swims to the left or right. Since there is no irritation to the skin, the wearer 1 notices after his body moves.

このように左右方向への加速度感を生じさせることによって、立体動作の原点である鉛直方向感覚に傾きを生じさせることができ、これによって装着者１の立位姿勢は当人の意図的な応答によらず陽極側に傾く。この傾きを歩行中に生じさせると、図１０に示すように装着者１の歩行方向は陽極側に向かって曲がって行くことになる。すなわち、図１０に示すように、装着者１の左耳の後ろに設置した皮膚表面電極１００１ａを陽極、右耳の後ろに設置した皮膚表面電極１００１ｂを陰極として電流を流すと、装着者１は陽極側である左方向に向かって曲がって歩いていく。装着者１の左耳の後ろに設置した皮膚表面電極１００１ａを陰極、右耳の後ろに設置した皮膚表面電極１００１ｂを陽極として電流を流すと、装着者１は陽極側である右方向に向かって歩いて行く。   By generating a sense of acceleration in the left-right direction in this way, it is possible to cause a tilt in the sense of the vertical direction, which is the origin of the three-dimensional movement, so that the standing posture of the wearer 1 is the intentional response of the person. Inclined to the anode side regardless. When this inclination is generated during walking, the walking direction of the wearer 1 is bent toward the anode side as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 10, when a current is passed using the skin surface electrode 1001a placed behind the left ear of the wearer 1 as an anode and the skin surface electrode 1001b placed behind the right ear as a cathode, the wearer 1 Turn to the left, which is the anode side, and walk. When a current is passed with the skin surface electrode 1001a placed behind the left ear of the wearer 1 as a cathode and the skin surface electrode 1001b placed behind the right ear as an anode, the wearer 1 moves toward the right, which is the anode side. Go for a walk.

上記のようにして電気刺激誘導装置１０００の装着者１の歩行を誘導した事例を図１１に示す。図１１のグラフは、図１０のｚ軸の方向に向けて直進しているつもりで歩いている人間の腰の位置を歩行軌跡として上方からプロットしたものである。グラフの横軸は図１０のｚ軸方向すなわち前方への移動量、縦軸は図１０のｘ軸方向すなわち左右方向への移動量を表す。電流量は装着者１の左耳の後ろに設置する皮膚表面電極１００１ａを陽極、右耳の後ろに設置する皮膚表面電極１００１ｂを陰極とした場合をプラスの値、その逆の場合をマイナスの値で表し、電流量ごとに装着者１の歩行軌跡がプロットされている。各マークは０．５秒毎の位置を表し、電気刺激は横軸０の位置から開始した。   FIG. 11 shows an example in which walking of the wearer 1 of the electrical stimulation guidance device 1000 is induced as described above. The graph of FIG. 11 is obtained by plotting the position of the waist of a human walking as if walking in the direction of the z axis in FIG. The horizontal axis of the graph represents the amount of movement in the z-axis direction of FIG. 10, that is, the forward direction, and the vertical axis represents the amount of movement in the x-axis direction of FIG. The amount of current is a positive value when the skin surface electrode 1001a placed behind the left ear of the wearer 1 is an anode, and the skin surface electrode 1001b placed behind the right ear is a cathode, and the opposite case is a negative value. The walking locus of the wearer 1 is plotted for each current amount. Each mark represents a position every 0.5 seconds, and electrical stimulation started from the position of 0 on the horizontal axis.

図１１によると、電流量がプラス側に大きくなるほど左方向への曲がり方が大きく、電流量がマイナス側に大きくなるほど右方向への曲がり方が大きくなっており、電流量に応じて装着者１の左右の加速度感の強さを制御できることを表している。この現象を利用して、装着者１の歩行を強制的な外力無しに再現性高く誘導することができる。   According to FIG. 11, as the amount of current increases to the plus side, the way of bending to the left increases, and as the amount of current increases to the minus side, the way of bending to the right increases. This shows that the left and right acceleration feeling can be controlled. Using this phenomenon, the wearer 1 can be guided with high reproducibility without forced external force.

上記のような電気刺激において、装着者１の皮膚痛覚が刺激され痛みを感じる場合がある。このような皮膚痛覚刺激を抑制するには高周波の交流成分を抑制すればよいとされ、一般的にはローパスフィルタによって高周波数成分を抑制した刺激信号が用いられていた。以下、図１２を参照して、このような電気刺激を行う従来の電気刺激誘導装置２０００の構成を説明する。   In the electrical stimulation as described above, the skin pain of the wearer 1 may be stimulated to feel pain. In order to suppress such skin pain sensation, a high-frequency AC component should be suppressed. In general, a stimulation signal in which a high-frequency component is suppressed by a low-pass filter has been used. Hereinafter, the configuration of a conventional electrical stimulation induction device 2000 that performs such electrical stimulation will be described with reference to FIG.

従来の電気刺激誘導装置２０００は、電流指令値（アナログ電圧）を出力する電流指令値入力装置１０、この電圧に前処理を行って出力する前処理フィルタ部３０、前処理フィルタ部３０の出力電圧に従って１対の皮膚表面電極４４へ電流を出力する定電流発生・制御装置４０から構成される。なお、図９の本体１００２は、これらから定電流発生・制御装置４０に含まれる皮膚表面電極４４を除いた部分により構成されている。   The conventional electrical stimulation induction device 2000 includes a current command value input device 10 that outputs a current command value (analog voltage), a preprocessing filter unit 30 that performs preprocessing on the voltage and outputs the voltage, and an output voltage of the preprocessing filter unit 30. The constant current generation / control device 40 is configured to output a current to the pair of skin surface electrodes 44 according to the above. The main body 1002 of FIG. 9 is configured by a portion excluding the skin surface electrode 44 included in the constant current generation / control device 40 from these.

電流指令値入力装置１０は、刺激目標の電流値を指示する電流指令値を前処理フィルタ部３０へ出力する。前処理フィルタ部３０のローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１は、入力された電圧を徐々に増加させる。ゲイン調整器３２は、増幅率を調整する可変抵抗器が設けられ、入力された電圧を増幅率に従って増減して出力する。   The current command value input device 10 outputs a current command value that indicates the current value of the stimulation target to the preprocessing filter unit 30. The low pass filter (LPF) 31 of the preprocessing filter unit 30 gradually increases the input voltage. The gain adjuster 32 is provided with a variable resistor that adjusts the amplification factor, and outputs and increases or decreases the input voltage according to the amplification factor.

定電流発生・制御装置４０の電源４１は、一定電流を出力する。電流検出器４２は、電源４１から電流調整器４３へ流れる電流量を検出し、検出した電流量に比例した電圧を比較器４５へ出力する。比較器４５は、電流検出器４２が出力する電圧と前処理フィルタ部３０が出力する電圧とを比較し、ハイレベル又はローレベルの電圧を出力する。例えば、電流検出器４２の出力する電圧が前処理フィルタ部３０の出力する電圧より小さい場合は、ハイレベルの電圧を出力し、そうでない場合はローレベルの電圧を出力する。電流調整器４３は、比較器４５からハイレベルの電圧が入力されたときは電流量を増加させ、ローレベルの電圧が入力されたときは電流量を減少させる。皮膚表面電極４４は、左耳の後ろに設置される皮膚表面電極１００１ａ及び右耳の後ろに設置される皮膚表面電極１００１ｂから構成され、電流調整器４３から出力された電流を装着者１に入力する。定電流発生・制御装置４０は上記のような構成により、実際に流れる電流量を測定して、前処理フィルタ部３０から入力される電圧に対応する電流量を達成するように電流供給を制御する。   The power supply 41 of the constant current generation / control device 40 outputs a constant current. The current detector 42 detects the amount of current flowing from the power supply 41 to the current regulator 43 and outputs a voltage proportional to the detected current amount to the comparator 45. The comparator 45 compares the voltage output from the current detector 42 with the voltage output from the preprocessing filter unit 30 and outputs a high level or low level voltage. For example, when the voltage output from the current detector 42 is smaller than the voltage output from the preprocessing filter unit 30, a high level voltage is output. Otherwise, a low level voltage is output. The current regulator 43 increases the amount of current when a high level voltage is input from the comparator 45, and decreases the amount of current when a low level voltage is input. The skin surface electrode 44 includes a skin surface electrode 1001a installed behind the left ear and a skin surface electrode 1001b installed behind the right ear, and inputs the current output from the current regulator 43 to the wearer 1. To do. The constant current generating / control device 40 measures the amount of current actually flowing and controls the current supply so as to achieve the amount of current corresponding to the voltage input from the preprocessing filter unit 30 with the above-described configuration. .

電気刺激誘導装置が図１２に示すように構成される以前は、電流指令値入力装置１０が出力する電流指令値に合わせた定電流を定電流発生・制御装置４０において発生・制御し、皮膚表面電極４４を通じて装着者１に刺激を与える構成であった。これに対し、上記のように構成することにより、装着者１に入力される電流量は徐々に増加して電流指令値が示す電流量に到達するので、皮膚痛覚刺激が抑制される。
特開２００４−２５４７９０号公報 Before the electrical stimulation induction device is configured as shown in FIG. 12, the constant current generation / control device 40 generates and controls a constant current in accordance with the current command value output from the current command value input device 10, and the skin surface In this configuration, the wearer 1 is stimulated through the electrode 44. On the other hand, by configuring as described above, the amount of current input to the wearer 1 gradually increases and reaches the amount of current indicated by the current command value, so that skin pain sensation is suppressed.
JP 2004-254790 A

ここで、上述のような前庭感覚への電気刺激を利用して人の動作を誘導する、様々な仕組みが考えられるが、自転車や自動二輪車のようなバランス動作により方向を変化する乗物を運転する運転者に利用する装置がなかった。   Here, various mechanisms for inducing human movements using electrical stimulation to the vestibular sensation as described above can be considered, but driving a vehicle whose direction is changed by a balance operation, such as a bicycle or a motorcycle. There was no device for the driver.

そこで、本発明は、前庭感覚への電気刺激を利用してバランス動作により方向を変化する乗物を運転する運転者の誘導をリアルタイムに行うことを可能にする運転者支援装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a driver assistance device that can guide a driver who drives a vehicle whose direction is changed by a balance operation using electrical stimulation to a vestibular sensation in real time. And

本発明は、電流指令値入力装置と、皮膚表面電極を介した電気刺激によって運転者の前庭感覚を刺激する複数の前庭感覚刺激装置とを備え、バランス動作により方向を変化する乗物を運転する運転者を支援する運転者支援装置において、前記電流指令値入力装置が、刺激目標の電流値を指示する電流指令値を前記前庭感覚刺激装置の夫々に対して供給する電流指令値供給手段を備え、各前記前庭感覚刺激装置が、前記皮膚表面電極に供給する電流の基準となる電流を前記電流指令値入力装置から入力される前記電流指令値まで上昇させるときの当該電流の単位時間当たりの電流変化量を皮膚痛覚を刺激しない最大値またはそれを超えない近傍の値に制御する電流変化量制御手段とを備えることを特徴とする運転者支援装置である。   The present invention comprises a current command value input device and a plurality of vestibular sensation stimulation devices that stimulate a driver's vestibular sensation by electrical stimulation via skin surface electrodes, and drives a vehicle that changes direction by a balance operation. In the driver assistance device for assisting a person, the current command value input device includes a current command value supply means for supplying a current command value indicating a current value of a stimulation target to each of the vestibular sense stimulation devices, Current change per unit time of the current when each vestibular sensation stimulating device raises the current serving as a reference of the current supplied to the skin surface electrode to the current command value input from the current command value input device A driver assistance device comprising: a current change amount control unit that controls the amount to a maximum value that does not stimulate skin pain sensation or a value that does not exceed the maximum value.

また本発明は、前記電流指令値入力装置が、障害物の検出を行う障害物検出手段と、検出された障害物の少なくとも距離と方向とに基づいて、前記障害物を回避する前記電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、を備えることを特徴とする。   Further, the present invention provides the current command value input device for avoiding the obstacle based on obstacle detection means for detecting the obstacle and at least the distance and direction of the detected obstacle. Current command value generation means for generating

また本発明は、前記電流指令値入力装置が、少なくとも前記乗物の車体の傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数を検出するセンサ手段と、予め所定の位置における前記車体の少なくとも傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数からなる規範情報を記憶する規範情報記憶手段と、前記車体の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記所定の位置に対応付けられて前記規範情報記憶手段で記憶している少なくとも車体の傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数を読取る規範情報読取手段と、前記所定の位置において前記センサ手段で検出した情報と、前記読取った規範情報とを比較して、その差異を補正するための前記電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、を備えることを特徴とする。   According to the present invention, the current command value input device includes sensor means for detecting at least one of the vehicle body inclination, acceleration, and angular velocity of the vehicle, and at least the vehicle body inclination and acceleration in a predetermined position in advance. A reference information storage means for storing reference information consisting of any one or more of angular velocities, a position detection means for detecting the position of the vehicle body, and the predetermined position detected by the position detection means. Reference information reading means for reading at least one of the inclination, acceleration and angular velocity of the vehicle body stored in the reference information storage means, information detected by the sensor means at the predetermined position, and the read Current command value generation means for comparing the reference information with each other and generating the current command value for correcting the difference.

また本発明は、前記電流指令値入力装置は、少なくとも前記乗物の車体の傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数を検出するセンサ手段と、車体の方向転換の指示を受付ける方向転換指示受付手段と、前記方向転換の指示により生成される少なくとも車体の傾き、加速度、角速度何れか１つまたは複数と、前記センサ手段で検出した少なくとも車体の傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数とをそれぞれ比較して、その差異に基づいて、前記方向転換の指示を受付けた時点の車体のバランスを考慮した前記電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、を備えることを特徴とする。   According to the present invention, the current command value input device includes sensor means for detecting at least one of a vehicle body inclination, acceleration, and angular velocity of the vehicle, and a direction change instruction reception for receiving a direction change instruction of the vehicle body. And at least one or more of the vehicle body tilt, acceleration and angular velocity generated by the direction change instruction, and at least one or more of the vehicle body tilt, acceleration and angular velocity detected by the sensor device; And a current command value generating means for generating the current command value considering the balance of the vehicle body at the time when the direction change instruction is received based on the difference.

本発明によれば、電流指令値入力装置から同じ電流指令値を各前庭感覚刺激装置に対して入力し、各前記前庭感覚刺激装置は、電流の単位時間当たりの電流変化量を皮膚痛覚を刺激しない最大値またはそれを超えない近傍の値にしているため、誘導対象者に対して刺激を与えることがない。また前庭感覚へ電気刺激を与えることで、二輪車などの運転者へのリアルタイムな操縦方向の誘導を行うことが可能となる。   According to the present invention, the same current command value is input to each vestibular sensation stimulating device from the current command value input device, and each vestibular sensation stimulating device stimulates skin pain perception by the amount of current change per unit time. Since it is set to a maximum value that does not exceed or a value that does not exceed the maximum value, no stimulation is given to the induction target person. In addition, by applying electrical stimulation to the vestibule sensation, it is possible to guide the driver in a real-time steering direction to a driver such as a motorcycle.

本発明の各実施の形態において使用する前庭電気刺激装置について図１を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態において用いる前庭電気刺激装置の構成を示すブロック図であり、前庭電気刺激装置１００は電流変化量制御装置２０と定電流発生・制御装置４０とから構成されている。図１に示す前庭電気刺激装置１００は、図１２に示した従来の前庭電気刺激装置とは前処理フィルタ部３０に代えて電流変化量制御装置２０を設けた点において異なっている。この電流変化量制御装置２０は、従来の図１２のローパスフィルタ３１による処理では刺激提示のタイミングが大きく遅れる問題を、周波数を基準とした処理ではなく、単位時間当たりの電流変化量を皮膚痛覚を刺激しない最大値またはそれを越えない近傍の値に抑える処理によって、皮膚痛覚刺激を生じさせることなく刺激が効果を奏するまでの時間の遅れを小さくするものである。なお、図１に示す電流変化量制御装置２０および定電流発生・制御装置４０の構成は一例であり、この構成に限定されるものではない。   A vestibular electrical stimulation apparatus used in each embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vestibular electrical stimulation apparatus used in an embodiment of the present invention, and the vestibular electrical stimulation apparatus 100 includes a current change amount control device 20 and a constant current generation / control device 40. . The vestibular electrical stimulation device 100 shown in FIG. 1 differs from the conventional vestibular electrical stimulation device shown in FIG. 12 in that a current change amount control device 20 is provided in place of the preprocessing filter unit 30. This current change amount control device 20 has a problem that the timing of stimulus presentation is greatly delayed in the conventional processing by the low-pass filter 31 of FIG. By the process of suppressing to the maximum value that does not irritate or a value that does not exceed the maximum value, the time delay until the irritation is effective without causing skin pain sensation is reduced. The configurations of the current change amount control device 20 and the constant current generation / control device 40 shown in FIG. 1 are merely examples, and are not limited to this configuration.

電流変化量制御装置２０の定数値出力部２１は、一定電圧を出力する。ゲイン調整器２２は、増幅率を調整する可変抵抗器が設けられ、入力された電圧を増幅率に従って増減して出力する。この電圧は積分器２４において積分され電流量を指示する値として用いられるので、ゲイン調整器２２から出力され積分器２４に入力される電圧は単位時間当たりの電流変化量を指示する値となる。すなわち、ゲイン調整器２２の増幅率を調整することにより電流変化量を制御することができる。図１３のグラフにおいて刺激入力開始時刻ｔ０における立ち上がり波形の電流変化量が皮膚痛覚を刺激しない最も単位時間あたりの電流量の変化の大きい部分であるので、ゲイン調整器２２が出力する電圧がこの電流変化量に対応する値となるように、ゲイン調整器２２の増幅率を設定する。 The constant value output unit 21 of the current change amount control device 20 outputs a constant voltage. The gain adjuster 22 is provided with a variable resistor that adjusts the amplification factor, and outputs and increases or decreases the input voltage according to the amplification factor. Since this voltage is integrated by the integrator 24 and used as a value indicating the amount of current, the voltage output from the gain adjuster 22 and input to the integrator 24 is a value indicating the amount of current change per unit time. That is, the amount of current change can be controlled by adjusting the gain of the gain adjuster 22. In the graph of FIG. 13, since the current change amount of the rising waveform at the stimulus input start time t 0 is the portion where the change in the current amount per unit time that does not stimulate skin pain is the largest, the voltage output by the gain adjuster 22 is this. The gain of the gain adjuster 22 is set so that the value corresponds to the amount of current change.

比較器２６は、電流指令値入力装置１０が出力する電圧と積分器２４が出力する電圧とを比較し、ハイレベル又はローレベルの電圧を出力する。例えば、積分器２４の出力する電圧が電流指令値入力装置１０の出力する電圧より小さい場合は、比較器２６はハイレベルの電圧を出力し、そうでない場合はローレベルの電圧を出力する。スイッチ２３は、比較器２６からハイレベルの電圧が入力されたときはスイッチ２３をオンにしてゲイン調整器２２の出力電圧を積分器２４へ入力させ、ローレベルの電圧が入力されたときはスイッチ２３をオフしてゲイン調整器２２の出力電圧を積分器２４へ入力させない。積分器２４は、ゲイン調整器２２が出力する電圧を積分して出力する。すなわち、積分器２４の出力電圧は時間に比例して上昇し、電流指令値に等しい値まで上昇すると、以後、その値を維持する。   The comparator 26 compares the voltage output from the current command value input device 10 with the voltage output from the integrator 24, and outputs a high level or low level voltage. For example, when the voltage output from the integrator 24 is smaller than the voltage output from the current command value input device 10, the comparator 26 outputs a high level voltage, and otherwise outputs a low level voltage. The switch 23 turns on the switch 23 when a high level voltage is input from the comparator 26 and inputs the output voltage of the gain adjuster 22 to the integrator 24. When the low level voltage is input, the switch 23 23 is turned off and the output voltage of the gain adjuster 22 is not input to the integrator 24. The integrator 24 integrates and outputs the voltage output from the gain adjuster 22. That is, the output voltage of the integrator 24 rises in proportion to time, and when it rises to a value equal to the current command value, the value is maintained thereafter.

ゲイン調整器２５は、増幅率を調整する可変抵抗器が設けられ、入力された電圧を増幅率に従って増減して出力する。電流指令値に等しい値に維持された積分器２４の出力電圧がゲイン調整器２５の増幅率に従って増減された電圧は定常目標電流量を指示する値として定電流発生・制御装置４０に入力される。すなわち、ゲイン調整器２５の増幅率を調整することにより定常目標電流量を制御することができる。   The gain adjuster 25 is provided with a variable resistor that adjusts the amplification factor, and outputs and increases or decreases the input voltage according to the amplification factor. The voltage obtained by increasing or decreasing the output voltage of the integrator 24 maintained at a value equal to the current command value according to the gain of the gain adjuster 25 is input to the constant current generation / control device 40 as a value indicating the steady target current amount. . That is, the steady target current amount can be controlled by adjusting the gain of the gain adjuster 25.

電流変化量制御装置２０は上記のような構成により、定常目標電流量と単位時間あたりの電流変化量を制御する。また、定電流発生・制御装置４０は従来と同様に構成され、実際に流れる電流量を測定して、電流変化量制御装置２０から入力される定常目標電流量と電流変化量を達成するように電流供給を制御する。   The current change amount control device 20 controls the steady target current amount and the current change amount per unit time by the configuration as described above. Further, the constant current generation / control device 40 is configured in the same manner as in the prior art, and measures the actual amount of current flowing so as to achieve the steady target current amount and the current change amount input from the current change amount control device 20. Control the current supply.

上述した前庭電気刺激装置１００による電流波形を図２のグラフにおいて破線で示す。図２のグラフは、図１３のグラフに破線が追加されたものであり、この破線は前庭電気刺激装置１００により装着者１に入力される電流値を示す。電流変化量制御装置２０は電流指令値入力装置１０が電流指令値として出力する電圧をランプ型時間応答追従特性の電圧に変換し、電流指令値に等しい電圧まで上昇させて、以後、その値を維持する。この電圧はゲイン調整器２５の増幅率に従って増減して出力され、この電圧に対応する電流が定電流発生・制御装置４０の皮膚表面電極４４から装着者１に入力される。   The current waveform by the vestibular electrical stimulation device 100 described above is indicated by a broken line in the graph of FIG. The graph of FIG. 2 is obtained by adding a broken line to the graph of FIG. 13, and this broken line indicates a current value input to the wearer 1 by the vestibular electrical stimulation device 100. The current change amount control device 20 converts the voltage output from the current command value input device 10 as a current command value into a voltage having a ramp-type time response tracking characteristic, and raises the voltage to a voltage equal to the current command value. maintain. This voltage is output by increasing / decreasing according to the gain of the gain adjuster 25, and a current corresponding to this voltage is input to the wearer 1 from the skin surface electrode 44 of the constant current generation / control device 40.

なお、電流指令値入力装置１０からＩ０より小さい刺激目標の電流値を指示する電流指令値が出力された場合は装着者１には上記より弱い刺激が与えられ、Ｉ０により奏する効果より小さい効果を奏する。 When a current command value indicating a stimulation target current value smaller than I 0 is output from the current command value input device 10, the wearer 1 is given a weaker stimulus than the above and is less effective than I 0. There is an effect.

従来の電気刺激装置２０００のローパスフィルタ３１による処理において、皮膚痛覚を刺激しない最も単位時間あたりの電流量の変化の大きい部分は、刺激入力開始時刻ｔ０における立ち上がり波形である。これよりも急激な電流量の変化、すなわち刺激電流の時間波形をグラフに表したときに図２の斜線部分に含まれる場合には、皮膚痛覚を刺激することとなる。したがって、電流値の時間変化量を一定以下にする必要がある。図１の前庭電気刺激装置１００において、ゲイン調整器２２を適切に設定することにより、常にこの皮膚痛覚を刺激しない限界値となる最大の変化量で電流を制御することが可能となり、皮膚痛覚を刺激せずに最短時間であるｔ０からｔ１までの時間で刺激目標の電流値Ｉ０に到達することができる。 In processing by the low pass filter 31 of a conventional electrical stimulation device 2000, a large portion of the change in current per most unit time does not irritate the skin pain is a rising waveform of stimulation input start time t 0. If the change in the current amount more drastically than this, that is, the time waveform of the stimulation current is represented in the graph, if it is included in the hatched portion of FIG. 2, skin pain is stimulated. Therefore, it is necessary to keep the amount of time change of the current value below a certain level. In the vestibular electrical stimulation apparatus 100 of FIG. 1, by appropriately setting the gain adjuster 22, it becomes possible to control the current with the maximum amount of change that is a limit value that does not always stimulate the skin pain sensation. The stimulation target current value I 0 can be reached in the time from t 0 to t 1 which is the shortest time without stimulation.

上述した図１の前庭電気刺激装置１００を利用すれば、刺激提示してから刺激提示された人物の行動の誘導が開始されるまでの時間が短く、動作している人の誘導を行うことが可能になり、例えば、二輪車の運転時に障害物などの危険物の回避に利用することも可能になる。   If the vestibular electrical stimulation apparatus 100 of FIG. 1 described above is used, the time from the stimulus presentation to the start of the induction of the behavior of the person presented by the stimulus is short, and the person who is operating can be guided. For example, it can be used for avoiding dangerous objects such as obstacles when driving a motorcycle.

以下において、自動二輪車（または自転車や一輪車の場合も含む）を運転する操縦者の操縦方向の強い加速度刺激が加わることで、操縦すべき方向に自然に身体を傾ける現象（人間の体に備わった姿勢反射の一種）を利用して、自動二輪車の操縦を制御する手法について説明する。なお本実施形態においては自動二輪車を用いて説明するが、バランス動作により方向を変化する乗物であれば自動二輪車以外であってもよい。   In the following, a strong acceleration stimulus in the steering direction of a driver who drives a motorcycle (or a bicycle or a unicycle) is added, so that the body naturally tilts in the direction to be driven (provided in the human body) A method for controlling the operation of a motorcycle using a kind of attitude reflection will be described. Although the present embodiment will be described using a motorcycle, any vehicle other than a motorcycle may be used as long as the vehicle changes its direction by a balance operation.

以下、本発明の第１の実施の形態における運転者支援装置について図３、図４を参照しつつ説明する。
図３は第１の実施の形態における運転者支援装置の処理概要を示す図である。
また図４は第１の実施の形態における運転者支援装置の構成を示すブロック図である。図３が示すように本実形態における運転者支援装置２００は、視認困難な物体や移動中の驚異物などの障害物を避けるよう自動二輪車の操縦者へ指示する処理を行う。
図４に示す運転者支援装置２００は、電流指令値入力装置２１０と前庭電気刺激装置２２０とから構成される。前庭電気刺激装置２２０は図１の電流変化量制御装置２０と定電流発生・制御装置４０とから構成され、前庭電気刺激装置２２０が備える１対の皮膚表面電極は、夫々、誘導対象の自動二輪車の操縦者２３０の左耳の後ろ、右耳の後ろに設置されている。 Hereinafter, the driver assistance apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a diagram showing a processing outline of the driver assistance apparatus in the first embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the driver assistance apparatus in the first embodiment. As shown in FIG. 3, the driver assistance device 200 according to the present embodiment performs a process of instructing the motorcycle operator to avoid obstacles such as objects that are difficult to visually recognize and surprising foreign objects that are moving.
The driver support apparatus 200 shown in FIG. 4 includes a current command value input apparatus 210 and a vestibular electrical stimulation apparatus 220. The vestibular electrical stimulation device 220 includes the current change amount control device 20 and the constant current generation / control device 40 shown in FIG. 1, and a pair of skin surface electrodes provided in the vestibular electrical stimulation device 220 is a motorcycle to be guided. Are installed behind the left ear and the right ear of the pilot 230.

また電流指令値入力装置２１０は、障害物検出センサ２１１と操縦方向判定部２１２とを備えている。障害物検出センサ２１１は自動二輪車の後方または前方に設置され、障害物を検出する。ここで障害物は、障害物検出センサ２１１が後方に設置されている場合には、自動二輪車の後方の車両などを検出するセンサであり、また前方に設置されている場合には、前方の障害物（例えば車両、二輪車、壁）などを検出するセンサである。この障害物検出センサ２１１は赤外線、超音波などの探査波を発信させ、その反射によって障害物の距離や方向を検出するものである。また障害物検出センサ２１１は、自動二輪車の前方または後方の何れか一方または両方に設置されていても良いし、障害物検出行う各方向に別々に設置されるようにしてもよい。   The current command value input device 210 includes an obstacle detection sensor 211 and a steering direction determination unit 212. The obstacle detection sensor 211 is installed behind or in front of the motorcycle and detects an obstacle. Here, the obstacle is a sensor that detects a vehicle behind the motorcycle when the obstacle detection sensor 211 is installed at the rear, and a front obstacle when the obstacle detection sensor 211 is installed at the front. It is a sensor that detects an object (for example, a vehicle, a motorcycle, a wall) and the like. The obstacle detection sensor 211 transmits a search wave such as infrared rays and ultrasonic waves, and detects the distance and direction of the obstacle by reflection. Also, the obstacle detection sensor 211 may be installed either in front of or behind the motorcycle, or both, or may be installed separately in each direction in which obstacle detection is performed.

そして操縦方向判定部２１２は、障害物検出センサ２１１より受付けた、障害物有りを示す情報と、その障害物の方向と、距離などの情報によって、自動二輪車の操縦方向を判定し、その操縦方向の方角に対応する電圧値を示す電流指令値を生成する。例えば右後方に車両が所定の閾値（距離）以上に接近している場合には、操縦方向判定部２１２は、右後方の障害物を検出する障害物検出センサ２１１から操縦者の背面垂直方向の角度を０とした場合の、右後方の角度（車両の接近してきた角度）と、車両の距離とを受付ける。そして、操縦方向判定部２１２は、接近してきた車両の角度と反対方向の角度へ誘導すると判定する。そして操縦方向判定部２１２は、操縦者が左方向へ体を傾けるように、自動二輪車の操縦者２５０の左耳の後ろに設置された皮膚表面電極が陽極であることを示す電流指令値を前庭電気刺激装置２２０へ出力する。   Then, the steering direction determination unit 212 determines the steering direction of the motorcycle based on the information received from the obstacle detection sensor 211 indicating the presence of the obstacle, the direction of the obstacle, the information such as the distance, and the steering direction. A current command value indicating a voltage value corresponding to the direction of is generated. For example, when the vehicle is approaching the right rear side by a predetermined threshold value (distance) or more, the steering direction determination unit 212 detects the obstacle in the rear vertical direction from the obstacle detection sensor 211 that detects the right rear obstacle. When the angle is set to 0, the right rear angle (the angle at which the vehicle approaches) and the vehicle distance are received. Then, the steering direction determination unit 212 determines to guide to an angle opposite to the angle of the approaching vehicle. Then, the steering direction determination unit 212 outputs a current command value indicating that the skin surface electrode placed behind the left ear of the motorcycle operator 250 is an anode so that the operator leans leftward. Output to the electrical stimulator 220.

前庭電気刺激装置２２０は、夫々、電流指令値入力装置２１０から入力される電流指令値に基づいて、図１および図１２を用いて説明した動作を行い、操縦者に取り付けられた一対の皮膚表面電極４４に電流を流す。これによって、操縦者２３０の自動二輪車の操縦における左方向または右方向への操縦を誘導する。   The vestibular electrical stimulation device 220 performs the operation described with reference to FIGS. 1 and 12 based on the current command value input from the current command value input device 210, respectively, and a pair of skin surfaces attached to the operator. A current is passed through the electrode 44. This guides the driver 230 to steer leftward or rightward when maneuvering the motorcycle.

上述したように、電流指令値入力装置２１０から前庭電気刺激装置２２０に対して、操縦者の操縦方向を誘導する電流指令値を出力するので、障害物を回避させるための操縦者の誘導を行うことが可能となる。また、前庭電気刺激装置２２０は、上述したように単位時間当たりの電流変化量を皮膚痛覚を刺激しない最大値またはそれを越えない近傍の値に設定しているので、皮膚痛覚刺激を生じさせることなく刺激が効果を奏するまでの時間の遅れを小さくすることができる。また、前庭感覚へ電気刺激を与えることで、自動二輪車などのバランス動作により方向を変化する乗物を運転する運転者へのリアルタイムな操縦方向の誘導を行うことができる。   As described above, the current command value input device 210 outputs a current command value for guiding the driver's steering direction to the vestibular electrical stimulation device 220, so that the driver is guided to avoid an obstacle. It becomes possible. In addition, as described above, the vestibular electrical stimulation device 220 sets the current change amount per unit time to the maximum value that does not stimulate skin pain sensation or a value that does not exceed the maximum value, so that skin pain sensation is generated. Therefore, the time delay until the stimulus is effective can be reduced. In addition, by applying electrical stimulation to the vestibule sensation, it is possible to guide the driving direction in real time to a driver who drives a vehicle whose direction is changed by a balance operation such as a motorcycle.

以下、本発明の第２の実施の形態における運転者支援装置について図５、図６を参照しつつ説明する。
図５は第２の実施の形態における運転者支援装置の処理概要を示す図である。
また図６は第２の実施の形態における運転者支援装置の構成を示すブロック図である。図５が示すように本実形態における運転者支援装置２００は、熟練者が自動二輪車を運転した際の自動二輪車に設置された各種センサが取得したデータに基づいて、訓練者へ自動二輪車の運転における熟練者との差異を通知する処理を行う。
図６に示す運転者支援装置２００は、電流指令値入力装置２４０と前庭電気刺激装置２２０とから構成される。前庭電気刺激装置２２０は図１の電流変化量制御装置２０と定電流発生・制御装置４０とから構成され、前庭電気刺激装置２２０が備える１対の皮膚表面電極は、夫々、誘導対象の自動二輪車の操縦者２３０の左耳の後ろ、右耳の後ろに設置されている。 Hereinafter, the driver assistance apparatus in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG. 5, FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a processing outline of the driver assistance apparatus in the second embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the driver support apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the driver assistance apparatus 200 in the present embodiment provides the trainee with the driving of the motorcycle based on data acquired by various sensors installed in the motorcycle when the skilled person drives the motorcycle. The process of notifying the difference with the expert in
The driver support device 200 shown in FIG. 6 includes a current command value input device 240 and a vestibular electrical stimulation device 220. The vestibular electrical stimulation device 220 includes the current change amount control device 20 and the constant current generation / control device 40 shown in FIG. 1, and a pair of skin surface electrodes provided in the vestibular electrical stimulation device 220 is a motorcycle to be guided. Are installed behind the left ear and the right ear of the pilot 230.

また電流指令値入力装置２４０は、熟練者データベース２４１、加速度センサ２４２、ジャイロセンサ２４３、姿勢センサ２４４、位置センサ２４５、操縦方向判定部２４６、を備えている。ここで、熟練者データベース２４１は熟練者が自動二輪車を運転した際の各種センサによって取得されたデータを記憶している。例えば、この熟練者データベース２４１にはレーシングサーキット場を熟練者が自動二輪車で走行した際の各種センサで取得した情報が記憶されている。各種センサとは、上記加速度センサ２４２、ジャイロセンサ２４３、姿勢センサ２４４、位置センサ２４５であり、これらは自動二輪車に設置されている。   The current command value input device 240 includes an expert database 241, an acceleration sensor 242, a gyro sensor 243, an attitude sensor 244, a position sensor 245, and a steering direction determination unit 246. Here, the expert database 241 stores data acquired by various sensors when the expert drives the motorcycle. For example, the expert database 241 stores information acquired by various sensors when an expert runs on a motorcycle in a racing circuit field. The various sensors are the acceleration sensor 242, the gyro sensor 243, the attitude sensor 244, and the position sensor 245, and these are installed in the motorcycle.

また加速度センサ２４２は、所定のタイミング（例えば位置センサ２４５が移動距離５ｍおきに信号を出力するタイミングなど）ごとに自動二輪車の加速度を検出して操縦方向判定部２４６に通知する。またジャイロセンサ２４３は、上記所定のタイミングごとに、自動二輪車の角速度（例えば地上に対して垂直方向を０度とする）を検出して操縦方向判定部２４６に通知する。また姿勢センサ２４４は例えば、上記所定のタイミングごとに、体の傾きなどを検出する。また位置センサ２４５は上記所定のタイミングごとに、自動二輪車の位置を検出する。そして、操縦方向判定部２４６は、上記各種センサによって検出された情報と、熟練者データベース２４１に記録されている情報とを比較して、操縦者２３０の自動二輪車の操縦における左方向または右方向への操縦を誘導する。   Further, the acceleration sensor 242 detects the acceleration of the motorcycle at every predetermined timing (for example, timing when the position sensor 245 outputs a signal every 5 m of movement distance) and notifies the steering direction determination unit 246 of it. Further, the gyro sensor 243 detects the angular velocity of the motorcycle (for example, the vertical direction with respect to the ground is 0 degree) and notifies the steering direction determination unit 246 at each predetermined timing. In addition, the posture sensor 244 detects, for example, the inclination of the body at each predetermined timing. The position sensor 245 detects the position of the motorcycle at each predetermined timing. Then, the steering direction determination unit 246 compares the information detected by the various sensors with the information recorded in the expert database 241, and moves the steering direction to the left or right in the steering of the motorcycle of the pilot 230. Guide the maneuver.

次に熟練者データベースの記憶する情報について説明する。
熟練者データベース２４１は、予め熟練者が自動二輪車を操縦してレーシングサーキット場を走行した際の、各種センサの検出した情報を記憶している。例えば、位置センサ２４５は、熟練者の操縦により自動二輪車がレーシングサーキット場を走行すると、そのスタート地点からの移動距離を検出する。例えば、自動二輪車に設置された距離メータから出力されるスタート地点からの距離を検出し、所定の距離ごとに（例えば５メータごとに）信号のクロックを出力する。また、各種センサは位置センサ２４５が出力したクロック信号に応じて、検出した値を出力する。そして、移動距離ごとに各種センサを記録したデータが熟練者データベース２４１に格納される。なお、位置センサ２４５は、例えばＧＰＳから受信した信号に基づいて自動二輪車の位置（座標）検出するようにしても良いし、また、サーキット場の各地点に設置された発信装置から発信される赤外線や音波などの電磁波の信号を受けることにより、その発信装置の位置に到達したことを検出するといった方法により自動二輪車の位置を検出するようにしてもよい。 Next, information stored in the expert database will be described.
The expert database 241 stores in advance information detected by various sensors when the expert steers the motorcycle and travels on the racing circuit field. For example, the position sensor 245 detects a moving distance from the starting point when a motorcycle travels on a racing circuit field by an expert. For example, a distance from a start point output from a distance meter installed in a motorcycle is detected, and a signal clock is output at every predetermined distance (for example, every 5 meters). Various sensors output detected values in accordance with the clock signal output from the position sensor 245. And the data which recorded various sensors for every moving distance are stored in the expert database 241. FIG. The position sensor 245 may detect the position (coordinates) of the motorcycle based on a signal received from the GPS, for example, or may transmit infrared light transmitted from a transmitting device installed at each point of the circuit field. The position of the motorcycle may be detected by receiving a signal of an electromagnetic wave such as a sound wave or the like and detecting that the position of the transmitting device has been reached.

次に、本実施形態により運転者支援装置の処理について説明する。
まず、訓練者が自動二輪車を操縦してレーシングサーキットのスタート位置からスタートすると、そのスタートと同時に位置センサ２４５は距離メータから出力される移動距離を受信し、５ｍおきにクロック信号を出力する。加速度センサ２４５、ジャイロセンサ２４３、姿勢センサ２４４のそれぞれのセンサは、位置センサ２４５からクロック信号を受付けると、そのクロック信号を受付けることを契機に、それぞれが検出した情報（加速度、角速度、体の傾き）を操縦方向判定部２４６に出力する。 Next, the processing of the driver assistance device will be described according to this embodiment.
First, when the trainee steers the motorcycle and starts from the starting position of the racing circuit, simultaneously with the start, the position sensor 245 receives the moving distance output from the distance meter and outputs a clock signal every 5 m. When each of the acceleration sensor 245, the gyro sensor 243, and the posture sensor 244 receives a clock signal from the position sensor 245, the detected information (acceleration, angular velocity, body inclination) is received when the clock signal is received. ) Is output to the steering direction determination unit 246.

操縦方向判定部２４６は、位置センサ２４６から出力されるクロック信号を受付けるごとに、移動距離に対応して訓練者データベース２４１に記録されている各種情報（加速度、角速度、体の傾き）を読み出す。そして、操縦判定部２４６は、各種センサから受付けた値と、熟練者データベース２４１から取得した値とを比較して、その差異を算出する。そして、操縦方向判定部２４６は、加速度、角速度、体の傾きの差の値に応じて、自動二輪車の方向を制御するための電流指令値を生成する。そして、操縦方向判定部２４６は、自動二輪車の操縦者２３０の左耳または右耳の後ろに設置されたいずれかの皮膚表面電極が陽極であることを示す電流指令値を前庭電気刺激装置２２０へ出力する。   Each time the steering direction determination unit 246 receives a clock signal output from the position sensor 246, it reads various information (acceleration, angular velocity, body inclination) recorded in the trainee database 241 corresponding to the movement distance. Then, the steering determination unit 246 compares the values received from the various sensors with the values acquired from the expert database 241, and calculates the difference. Then, the steering direction determination unit 246 generates a current command value for controlling the direction of the motorcycle according to the values of the difference in acceleration, angular velocity, and body tilt. Then, the steering direction determination unit 246 sends to the vestibular electrical stimulation device 220 a current command value indicating that any skin surface electrode placed behind the left ear or the right ear of the motorcycle operator 230 is an anode. Output.

前庭電気刺激装置２２０は、夫々、電流指令値入力装置２４０から入力される電流指令値に基づいて、図１および図１２を用いて説明した動作を行い、操縦者（訓練者）に取り付けられた一対の皮膚表面電極４４に電流を流す。これによって、操縦者２３０の自動二輪車の操縦における左方向または右方向への操縦を誘導する。   The vestibular electrical stimulation device 220 is attached to the operator (trainer) by performing the operation described with reference to FIGS. 1 and 12 based on the current command value input from the current command value input device 240, respectively. A current is passed through the pair of skin surface electrodes 44. This guides the driver 230 to steer leftward or rightward when maneuvering the motorcycle.

上述したように、電流指令値入力装置２４０から前庭電気刺激装置２２０に対して、操縦者（訓練者）２３０の操縦方向を誘導する電流指令値を出力するので、訓練者は、熟練者のレーシングサーキット場での高速走行時の姿勢や、自動二輪車の車体の加速度や傾きを直感的に体験することができる。またこのような手法により、レーシングサーキット場等における練習に際しての、ライントレース・ライトポジション訓練などを行うことができる。   As described above, the current command value input device 240 outputs the current command value that induces the steering direction of the operator (trainer) 230 to the vestibular electrical stimulation device 220. You can intuitively experience the posture during high-speed driving on the circuit field and the acceleration and tilt of the motorcycle body. In addition, by such a method, it is possible to perform line trace / light position training, etc. during practice in a racing circuit field or the like.

以下、本発明の第３の実施の形態における運転者支援装置について図７、図８を参照しつつ説明する。
図７は第３の実施の形態における運転者支援装置の処理概要を示す図である。
また図８は第３の実施の形態における運転者支援装置の構成を示すブロック図である。図７が示すように本実形態における運転者支援装置２００は、カーナビゲーション装置を備えており、自動二輪車の車体の角度やハンドルの角度を考慮して、操縦者の自動二輪車の操縦を誘導する処理を行う。
図８に示す運転者支援装置２００は、電流指令値入力装置２５０と前庭電気刺激装置２２０とから構成される。前庭電気刺激装置２２０は図１の電流変化量制御装置２０と定電流発生・制御装置４０とから構成され、前庭電気刺激装置２２０が備える１対の皮膚表面電極は、夫々、誘導対象の自動二輪車の操縦者２３０の左耳の後ろ、右耳の後ろに設置されている。 Hereinafter, the driver assistance apparatus in the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG. 7, FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an outline of processing of the driver assistance apparatus according to the third embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the driver assistance apparatus according to the third embodiment. As shown in FIG. 7, the driver assistance device 200 in the present embodiment includes a car navigation device, and guides the driver to operate the motorcycle in consideration of the angle of the body of the motorcycle and the angle of the handle. Process.
The driver support device 200 shown in FIG. 8 includes a current command value input device 250 and a vestibular electrical stimulation device 220. The vestibular electrical stimulation device 220 includes the current change amount control device 20 and the constant current generation / control device 40 shown in FIG. 1, and a pair of skin surface electrodes provided in the vestibular electrical stimulation device 220 is a motorcycle to be guided. Are installed behind the left ear and the right ear of the pilot 230.

また電流指令値入力装置２５０は、ナビゲーション装置２５１、加速度センサ２５２、ジャイロセンサ２５３、姿勢センサ２５４、位置センサ２５５、操縦方向判定部２５６、を備えている。ここで、ナビゲーション装置２５１は、地図データとＧＰＳ装置によって取得した自動二輪車の座標とに基づいて、地図上における現在位置特定し、予め設定された道路の走行経路に応じて交差点などに差しかかった際の走行方向を通知する処理を行う。なお上記加速度センサ２５２、ジャイロセンサ２５３、姿勢センサ２５４、位置センサ２５５は、自動二輪車に設置されている。   The current command value input device 250 includes a navigation device 251, an acceleration sensor 252, a gyro sensor 253, an attitude sensor 254, a position sensor 255, and a steering direction determination unit 256. Here, the navigation device 251 specified the current position on the map based on the map data and the coordinates of the motorcycle acquired by the GPS device, and approached an intersection or the like according to a preset road travel route. The process which notifies the running direction at the time is performed. The acceleration sensor 252, the gyro sensor 253, the attitude sensor 254, and the position sensor 255 are installed in the motorcycle.

加速度センサ２５２は、所定のタイミングごとに自動二輪車の加速度を検出して操縦方向判定部２５６に通知する。またジャイロセンサ２５３は、上記所定のタイミングごとに、自動二輪車の角速度（例えば地上に対して垂直方向を０度とする）を検出して操縦方向判定部２５６に通知する。また姿勢センサ２５４は例えば、上記所定のタイミングごとに、体の傾きなどを検出する。また位置センサ２５５は上記所定のタイミングごとに、自動二輪車の位置を検出する。そして、操縦方向判定部２５６は、ナビゲーション装置２５１から受付けた情報と、各種センサによって検出された情報を用いて、操縦者２３０の自動二輪車の操縦における左方向または右方向への操縦を誘導する。   The acceleration sensor 252 detects the acceleration of the motorcycle at every predetermined timing and notifies the steering direction determination unit 256 of the acceleration. Further, the gyro sensor 253 detects the angular velocity of the motorcycle (for example, the vertical direction with respect to the ground is 0 degree) and notifies the steering direction determination unit 256 at every predetermined timing. In addition, the posture sensor 254 detects, for example, the inclination of the body at each predetermined timing. The position sensor 255 detects the position of the motorcycle at each predetermined timing. Then, the steering direction determination unit 256 uses the information received from the navigation device 251 and the information detected by the various sensors to guide the leftward or rightward steering of the pilot 230 in the steering of the motorcycle.

次に、本実施形態により運転者支援装置の処理について説明する。
まず、センサ操縦者２３０が自動二輪車の運転を開始すると、ナビゲーション装置２５１が、入力された目的地や現在地から地図上の道路における移動経路を検出する。そして、位置センサ２５５（例えばＧＰＳ装置）から受付けた座標に基づいて地図上の現在位置を把握する。次にナビゲーション装置２５１は、移動経路上において、道路を左折（または右折）する場合には、左折（または右折）の情報（例えば左折前の直進方向を０度とした際の左折の角度）を操縦方向判定部２５６へ通知する。 Next, the processing of the driver assistance device will be described according to this embodiment.
First, when the sensor operator 230 starts driving the motorcycle, the navigation device 251 detects a travel route on a road on the map from the input destination or current location. And the present position on a map is grasped | ascertained based on the coordinate received from the position sensor 255 (for example, GPS apparatus). Next, when the navigation device 251 makes a left turn (or right turn) on the travel route, the left turn (or right turn) information (for example, the left turn angle when the straight direction before the left turn is 0 degree) is used. The control direction determination unit 256 is notified.

次に、操縦方向判定部２５６は、ナビゲーション装置２５１から通知を受けた情報の各種センサから受付けた情報とを比較する。そして、ナビゲーション装置２５１から受付けた情報に基づいて算出された車体の加速度、角速度と、体の傾きと、実際にセンサから受け付けた車体の加速度、角速度、体の傾きとの差異を算出し、その差異の分だけ、加速度、角速度、体の傾きを増加または減少させるための電流指令値を生成する。そして、操縦方向判定部２５６は、自動二輪車の操縦者２３０の左耳または右耳の後ろに設置されたいずれかの皮膚表面電極が陽極であることを示す電流指令値を前庭電気刺激装置２２０へ出力する。   Next, the steering direction determination unit 256 compares the information received from the various sensors of the information received from the navigation device 251. Then, the difference between the acceleration, angular velocity, and body inclination calculated based on the information received from the navigation device 251 and the body acceleration, angular velocity, and body inclination actually received from the sensor is calculated. A current command value for increasing or decreasing the acceleration, the angular velocity, and the body inclination is generated by the difference. Then, the steering direction determination unit 256 sends a current command value indicating that one of the skin surface electrodes installed behind the left ear or the right ear of the motorcycle operator 230 is an anode to the vestibular electrical stimulation device 220. Output.

前庭電気刺激装置２２０は、夫々、電流指令値入力装置２５０から入力される電流指令値に基づいて、図１および図１２を用いて説明した動作を行い、操縦者に取り付けられた一対の皮膚表面電極４４に電流を流す。これによって、操縦者２３０の自動二輪車の操縦における左方向または右方向への操縦を誘導する。   The vestibular electrical stimulation device 220 performs the operation described with reference to FIGS. 1 and 12 based on the current command value input from the current command value input device 250, respectively, and a pair of skin surfaces attached to the operator. A current is passed through the electrode 44. This guides the driver 230 to steer leftward or rightward when maneuvering the motorcycle.

上述したように、電流指令値入力装置２５０から前庭電気刺激装置２２０に対して、既に車体が加速度や傾きを増加または減少させている際や、体を傾ける際に、ナビゲーション装置２５１から出力される情報によって、同一の方向にさらに加速度や傾きを増加または減少させる情報を出力してバランスを失う危険性を減少させる処理を行う。これにより、角に加速度感や傾きの度合が大きく（または小さく）ならないように補正して前庭刺激を行うことで、操縦者のバランスを崩すことなく操縦の誘導をすることができる。   As described above, the current command value input device 250 outputs the navigation device 251 to the vestibular electrical stimulation device 220 when the vehicle body has already increased or decreased acceleration or tilt, or when tilting the body. Depending on the information, information that further increases or decreases the acceleration or tilt in the same direction is output to reduce the risk of losing balance. As a result, it is possible to guide the maneuver without breaking the operator's balance by performing the vestibular stimulation by correcting the angle so that the degree of acceleration and the degree of inclination are not increased (or decreased).

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims.

尚、上述した各処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上記各種処理を行ってもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   It should be noted that a program for realizing the functions of each processing unit described above is recorded on a computer-readable recording medium, the program recorded on the recording medium is read into a computer system, and executed to execute the above-described various processes. You may go. The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

本発明の実施の形態に用いる前庭電気刺激装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the vestibular electrical stimulation apparatus used for embodiment of this invention. 図１の前庭電気刺激装置による電流波形を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current waveform by the vestibular electrical stimulation apparatus of FIG. 第１の実施形態における運転者支援装置の処理概要を示す図である。It is a figure which shows the process outline | summary of the driver assistance apparatus in 1st Embodiment. 第１の実施形態における運転者支援装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the driver assistance apparatus in 1st Embodiment. 第２の実施形態における運転者支援装置の処理概要を示す図である。It is a figure which shows the process outline | summary of the driver assistance apparatus in 2nd Embodiment. 第２の実施形態における運転者支援装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the driver assistance apparatus in 2nd Embodiment. 第３の実施形態における運転者支援装置の処理概要を示す図である。It is a figure which shows the process outline | summary of the driver assistance apparatus in 3rd Embodiment. 第３の実施形態における運転者支援装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the driver assistance apparatus in 3rd Embodiment. 従来の電気刺激誘導装置の装着例を示す図。The figure which shows the example of mounting | wearing with the conventional electrical stimulation induction | guidance | derivation apparatus. 図９の電気刺激誘導装置による電流の極性と歩行方向の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the polarity of the electric current by the electrical stimulation induction | guidance | derivation apparatus of FIG. 9, and a walking direction. 図９の電気刺激誘導装置を用いた歩行誘導における歩行軌跡を示すグラフ。The graph which shows the walk locus | trajectory in the walk guidance using the electrical-stimulation guidance apparatus of FIG. 従来の電気刺激誘導装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the conventional electrical stimulation induction | guidance | derivation apparatus. 図１２の電気刺激誘導装置による電流波形を示すグラフ。The graph which shows the electric current waveform by the electrical stimulation induction | guidance | derivation apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

２００…運転者支援装置
２１０、２４０、２５０…電流指令値入力装置
２２０…前庭電気刺激装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Driver assistance device 210, 240, 250 ... Current command value input device 220 ... Vestibular electrical stimulation device

Claims (4)

電流指令値入力装置と、皮膚表面電極を介した電気刺激によって運転者の前庭感覚を刺激する複数の前庭感覚刺激装置とを備え、バランス動作により方向を変化する乗物を運転する運転者を支援する運転者支援装置において、
前記電流指令値入力装置が、
刺激目標の電流値を指示する電流指令値を前記前庭感覚刺激装置の夫々に対して供給する電流指令値供給手段を備え、
各前記前庭感覚刺激装置が、
前記皮膚表面電極に供給する電流の基準となる電流を前記電流指令値入力装置から入力される前記電流指令値まで上昇させるときの当該電流の単位時間当たりの電流変化量を皮膚痛覚を刺激しない最大値またはそれを超えない近傍の値に制御する電流変化量制御手段とを備える
ことを特徴とする運転者支援装置。 Equipped with a current command value input device and a plurality of vestibular sensation stimulation devices that stimulate the driver's vestibular sensation by electrical stimulation via skin surface electrodes, and assists a driver who drives a vehicle that changes direction by balance operation In the driver assistance device,
The current command value input device is
A current command value supply means for supplying a current command value indicating a current value of a stimulation target to each of the vestibular sensation stimulation devices;
Each of the vestibular sensory stimulation devices
The maximum amount of current change per unit time of the current when stimulating the current to be supplied to the skin surface electrode to the current command value input from the current command value input device does not stimulate skin pain And a current change amount control means for controlling the value to a value not exceeding the value or a nearby value. 前記電流指令値入力装置は、
障害物の検出を行う障害物検出手段と、
検出された障害物の少なくとも距離と方向とに基づいて、前記障害物を回避する前記電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転者支援装置。 The current command value input device is:
Obstacle detection means for detecting obstacles;
Current command value generating means for generating the current command value for avoiding the obstacle based on at least the distance and direction of the detected obstacle;
The driver assistance apparatus according to claim 1, further comprising: 前記電流指令値入力装置は、
少なくとも前記乗物の車体の傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数を検出するセンサ手段と、
予め所定の位置における前記車体の少なくとも傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数からなる規範情報を記憶する規範情報記憶手段と、
前記車体の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した前記所定の位置に対応付けられて前記規範情報記憶手段で記憶している少なくとも車体の傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数を読取る規範情報読取手段と、
前記所定の位置において前記センサ手段で検出した情報と、前記読取った規範情報とを比較して、その差異を補正するための前記電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転者支援装置。 The current command value input device is:
Sensor means for detecting at least one or more of inclination, acceleration, angular velocity of the vehicle body of the vehicle;
Normative information storage means for storing normative information consisting of at least one of tilt, acceleration and angular velocity of the vehicle body at a predetermined position in advance;
Position detecting means for detecting the position of the vehicle body;
A normative information reading unit that reads at least one of the inclination, acceleration, and angular velocity of the vehicle body stored in the normative information storage unit in association with the predetermined position detected by the position detecting unit;
Current command value generating means for comparing the information detected by the sensor means at the predetermined position with the read norm information and generating the current command value for correcting the difference;
The driver assistance apparatus according to claim 1, further comprising: 前記電流指令値入力装置は、
少なくとも前記乗物の車体の傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数を検出するセンサ手段と、
車体の方向転換の指示を受付ける方向転換指示受付手段と、
前記方向転換の指示により生成される少なくとも車体の傾き、加速度、角速度何れか１つまたは複数と、前記センサ手段で検出した少なくとも車体の傾き、加速度、角速度の何れか１つまたは複数とをそれぞれ比較して、その差異に基づいて、前記方向転換の指示を受付けた時点の車体のバランスを考慮した前記電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転者支援装置。
The current command value input device is:
Sensor means for detecting at least one or more of inclination, acceleration, angular velocity of the vehicle body of the vehicle;
A direction change instruction receiving means for receiving a direction change instruction of the vehicle body;
At least one or more of the vehicle body inclination, acceleration, and angular velocity generated by the direction change instruction is compared with at least one of the vehicle body inclination, acceleration, and angular velocity detected by the sensor means. Then, based on the difference, current command value generation means for generating the current command value considering the balance of the vehicle body at the time of receiving the direction change instruction,
The driver assistance apparatus according to claim 1, further comprising:
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