説明

位置特定装置及び車両

【課題】ユーザの操作位置を的確に認識し、かつ、操作対象からユーザへの通知を確実に把握させることができる技術が求められていた。
【解決手段】ドライバー60がステアリングホイール66の上に表示された通知映像58に手を伸ばし、その手に装着する指輪形状の位置情報伝達装置70(RFタグ72)の位置が通知映像58の位置と一致した場合に、通報制御部23はドライバー60が通知映像58を認識したと判断し、通知映像58の表示を停止する等の処理を行う。RFタグ72の位置の検知には、ステアリングホイール66に設けられた第1及び第2のRFID受信器41、42とRFタグ72の通信が用いられる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位置特定装置及び車両に係り、特に、操作対象として表示させた映像に対するユーザの操作手段の位置を特定する位置特定装置及びその位置特定装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【0002】
車両を含め、様々な機器のインタフェイスにおいて、より効果的な認識を可能としユーザビリティを向上させる技術が提案されている。そのような技術分野の一つに、ユーザの位置やユーザの一部の位置を認識する技術分野がある。この認識技術分野では、例えば、人体から発生される熱を2個の赤外センサで検知することで、人の空間位置を検出する技術がある(例えば、特許文献1参照)。また、人が身につけた地磁気センサが検知した地磁気座標情報から人の動きを検出する技術がある(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
また、ユーザに認識させる技術分野として、例えば、車両用ハンドルに振動体を設置し、振動体で振動を生み出すことで、触覚を通じて情報を伝達させる技術がある(例えば、特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−71984号公報
【特許文献2】特開2009−156779号公報
【特許文献3】特開2006−199094号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1に開示の技術では、人が何も装着することなく人の空間位置を検出することができるが、人とセンサの間に遮蔽物があった場合に、人の空間位置を検出することができなくなるという課題があった。特許文献2に開示の技術では、センサを人が身につけることで、車両と人の間に遮蔽物があった場合でも空間位置をセンシングできるという利点があるが、センサが得た情報を車両に伝達するために、別途何らかの装置が必要であり、よりシンプルな構成で実現する技術が求められていた。また、特許文献3に開示の技術では、ユーザに通知する装置の設置場所が車両用ハンドル等のように設置場所が車両側に限定されてしまい、設置されていない場所にユーザの手などがある場合には、人への情報伝達には使用できないという課題があった。特に、空間上に擬似的なスイッチを表示させて、ユーザの操作の用に供させる場合に、車両側に通知装置があると、触感(触覚)による通知が実現できないという課題があった。
【0006】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る位置特定装置は、RFタグと通信を行う複数のRFリーダを備えたRFタグ受信器と、前記RFタグ受信器の前記複数のRFリーダと前記RFタグとの送受信処理を基に、前記RFタグの位置を特定するタグ位置特定手段と、前記RFタグが、空間上に表示された映像の位置にあると判断したときに、前記映像への操作がなされたと判定する操作判定部と、前記映像への操作がなされたと判定したときに、前記RFタグに対して、動作命令を出力する動作制御部とを備える。
また、前記RFタグは、ユーザが装着する物品に備わり、前記物品は、前記動作制御部からの前記動作命令を前記RFタグより取得して、前記ユーザが認知可能な振動又は電流を発生させる伝達部を備えてもよい。
また、前記空間上に映像を表示させる映像表示部を備えてもよい。
本発明に係る車両は、ステアリングホイールの近傍の空間上に映像を表示させる表示部と、ユーザにより認知可能な振動又は電流を発生させる伝達部とRFタグとをユーザの装着品に配置した位置情報伝達部と、前記RFタグと通信を行う複数のRFリーダを備えたRFタグ受信器と、前記複数のRFリーダと前記RFタグとの送受信処理を基に、前記RFタグの位置を特定するタグ位置特定手段と、前記RFタグが、前記ステアリングホイールの近傍の空間上に表示された前記映像の位置にあると判断したときに、前記映像への操作がなされたと判定する操作判定部と、前記映像への操作がなされたと判定したときに、前記RFタグに対して、前記伝達部の動作命令を出力する動作制御部と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ユーザの操作位置を的確に認識し、かつ、操作対象からユーザへの通知を確実に把握させることができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態に係る、立体映像空中投影パネルを用いた表示に関する基本原理を示す図である。
【図2】実施形態に係る、立体映像空中投影パネルを車両に適用した状態を模式的に示す図である。
【図3】実施形態に係る、指輪形状の位置情報伝達装置を示す図である。
【図4】実施形態に係る、RFID受信部が配置されるステアリングホイールを示した図である。
【図5】実施形態に係る、車両表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図6】実施形態に係る、メッセージスイッチ表示処理を示すフローチャートの処理である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の概要は次の通りである。本実施形態は、立体映像空中投影パネル(LRP:Longitudinal Reflection Plate)を用いた表示装置を車両に搭載し、その表示装置を用いて立体映像を空中に表示させる。この表示技術は、例えば、特開2009−53262号公報(基本技術2)や特開2009−53263号公報(基本技術2)、国際公開第2009/131128号(基本技術3)に開示されており、眼に特殊な装備などを装着することを一切不要とし、対象とする映像(被写体)をシンプルな特殊反射パネルによって、空中に再度結像させて表示する。そして、その結像位置にあたかも触ることができるかのように手を持って行くことができ、そのとき、実体が無いのですり抜けてしまうという映像を空中、空間に表示することができるという特徴がある。
【0011】
ここで、空中に表示させる立体映像は、ドライバーの操作の用に供されるスイッチ(以下、「虚像スイッチ」ともいう)となる。なお、立体映像の表示手段として、例えば、ホログラムのような他の技術が用いられてもよい。
【0012】
そして、ドライバーの指の座標と虚像スイッチの空間上の座標が一致したとき、人がスイッチを操作したと車両が認識することができる。このとき、ドライバーの指には、ICタグ(RFID)を有する指輪が位置情報伝達装置として装着されている。そして、ステアリングホイールに設けられた二つのタグレシーバ(RFID受信器)によって、ICタグの座標を特定する。また、虚像スイッチと指輪が一致したときには、2個のRFID受信器から、指輪に対して、人がスイッチを操作したことを車両認識したという情報を加えた電波を発信する。位置情報伝達装置に内蔵されたRFIDはRFID受信器からの電波を受信し、同様に位置情報伝達装置に内蔵された疑似触覚伝達装置を動作させる。疑似触覚伝達装置が発生させた振動力ないしは電流などを人の指の神経が感知すると人は触感をえられる。触感を得たことによって、人は自分が操作スイッチを操作したことを車両が認識したことを知ることができる。以下、具体的に説明する。
【0013】
図1に立体映像空中投影パネルを用いた表示装置に関する基本原理を示す。詳細は、上述の基本技術1〜3に記載されているので、ここでは簡単に説明する。図1は、断面図による説明図であり、図1(b)は斜視図による説明図である。なお、図1(a)と図1(b)では、内部遮蔽スクリーンの配置を変えている。
【0014】
図1(a)に示すように、この表示装置は、内部遮蔽スクリーンの一部として配置されるLRPパネル54を備える。内部遮蔽スクリーンは、後述の車両への適用例におけるダッシュボード68に対応する。そのスクリーン内部には、例えば液晶ディスプレイ52において実映像が表示される。実映像面(液晶ディスプレイ52)は、LRPパネル54に対して所定の角度θだけ傾斜して配置されている。そして、実映像に対してLRPパネル54と対称な位置に、空中映像が再結像する。この空中映像は、車両に適用した場合に、通知映像58として使用される。
【0015】
具体的には、実映像の第1映像点A1から出力した映像(光束A11〜A13)は、LRPパネル54への入射角と同じ値の反射角で内部遮蔽スクリーンの外部に反射する。例えば、光束A11の入射角θ1と反射角θ1’は、図示のように、θ1=θ1’となる。そして各光束A11〜A13は、LRPパネル54に対して第1映像点A1と対称となる位置である第1再結像点A2で結像する。同様に、実映像の第2映像点B1から出力した光束B11〜B13は、LRPパネル54に対して第2映像点B1と対称となる位置である第2再結像点B2で結像する。その結果、LRPパネル54に対して被写体と反対側の対称位置に実像(空中映像)を結ばせることができる。なお、図1(b)に示したように、内部遮蔽スクリーンはLRPパネル54と一致させる必要はなく、透明な部材とすることで、図1(a)と同様に、空中映像を実現できる。
【0016】
図2は、LRP表示装置50を車両のインストルメントパネルの一部に配置した例を示している。ダッシュボード68上では、インストルメントパネル31のドライバー側の透明カバー部分に、LRPパネル54が配置されている。このとき、ダッシュボード68(透明カバー)の内部に液晶ディスプレイ52が配置されている。そして、LRPパネル54に対して液晶ディスプレイ52と対称となる位置に空中結像(後述の通知映像58に対応する)が表示される。したがって、通知映像58の位置(座標は)は、一意に定まる。ここでは、ドライバー60のアイレンジERからは、空中結像(通知映像58)はちょうどフロントウィンドウガラス90とステアリングホイール66の間にある。この結像位置は、LRPパネル54及び液晶ディスプレイ52の配置によって調整することができる。
【0017】
本実施形態では、LRP表示装置50による表示を警告灯に適用する。ドライバー60は、RFID機能付きの指輪形状の位置情報伝達装置70を装着している。また、ステアリングホイール66にはRFID受信部40が備わる。図3は、指輪形状の位置情報伝達装置70を示している。位置情報伝達装置70は、RFタグ(RFID)72と疑似触覚伝達装置76とを備える。
【0018】
RFタグ72は、図示のように、アンテナ73とIC74とを備えており、パッシブタイプのICタグとして機能する。このRFタグ72は、例えば、ISO1443やISO15693で規定されている技術を用いることができる。また、疑似触覚伝達装置76は、特開2009−213952号公報や特開2004−319255号公報により開示されている技術を用いることができる。これらの技術では、非常に小さな電流を周期的に変化させることで、振動が発生し、人に疑似触覚を与えることができ、位置情報伝達装置70のような指輪形状に取り付けることが可能である。
【0019】
図4は、位置情報伝達装置70のRFタグ72と通信を行うRFID受信部40を備えたステアリングホイール66を示している。RFID受信部40として、「3時の位置(90度)」に第1のRFID受信器41が、「9時の位置(270度)」に第2のRFID受信器42が、それぞれ配置されている。そして、RFタグ72と第1のRFID受信器41及び第2のRFID受信器42が通信を行い、信号の強度及び位相から位置情報伝達装置70の位置が特定される。位置特定精度の向上のために、さらにRFID受信部40が設けられてもよい。
【0020】
そして、ドライバー60が、ステアリングホイール66の上に表示された通知映像58に、指輪形状の位置情報伝達装置70を指に装着した手を伸ばして、その位置情報伝達装置70が通知映像58の位置(座標)と一致した場合に、車両はドライバー60が通知映像58を認識したと判断する。そして、車両は、通知映像58の表示を停止する等の所定の処理を行う。つまり、通知映像58は、メッセージスイッチとして機能する。
【0021】
図5は、本実施形態に係る車両表示装置10の概略構成を示す機能ブロック図である。ここでは、主に車両の表示系に着目して示している。車両表示装置10は、制御部20と、表示部30と、車両状態センサ36と、外界センサ37と、音声出力部38と、RFID受信部40とを備える。
【0022】
RFID受信部40は、第1のRFID受信器41及び第2のRFID受信器42とを備えており、上述のようにステアリングホイール66に配置されている。そして、第1のRFID受信器41及び第2のRFID受信器42は、通知映像58の近傍における位置情報伝達装置70の動きを検知する。検知結果は、空間操作制御部24に通知される。
【0023】
制御部20は、車両制御部21と、表示制御部22と、通報制御部23と、空間操作制御部24とを備える。車両制御部21は、車両を統括的に制御するとともに、表示制御部22、通報制御部23、及び空間操作制御部24と協働し各機能を実行する。
【0024】
表示制御部22は、車両制御部21と協働により、表示部30(インストルメントパネル31及びLRP表示装置50)の表示制御を行う。通報制御部23は、車両状態センサ36や外界センサ37の検知結果に応じて、警告灯の表示制御や音声出力部38への出力制御を行う。空間操作制御部24は、RFID受信部40(第1及び第2のRFID受信器41、42)の位置情報伝達装置70との通信状況をもとに、位置情報伝達装置70(RFタグ72)が通知映像58の位置まで移動したか否かを判断する。このとき、通知映像58における、より具体的な動きを検知してもよい。空間操作制御部24の検知結果は、車両制御部21を介して通報制御部23に通知される。そのとき、通報制御部23は、検知結果に応じた表示制御を行う。つまり、通知映像58が虚像スイッチとして機能する場合には、スイッチ操作がなされたと判断し、そのスイッチ操作に関連づけられた動作が行われる。例えば、通知映像58を消したり、別の映像に変更したり、また、車両の状態制御(オートクルーズ動作やワイパー動作、ライト点灯動作など)を行ったりする。
【0025】
車両状態センサ36は、車速センサや舵角センサ、ヨーレートセンサ、燃料量センサなどの車両の状態を検知するセンサから構成され、検知結果は車両制御部21に通知される。なお、舵角センサの検知量は、ステアリングホイール66の操作量に対応しているので、位置情報伝達装置70(RFタグ72)の位置特定の際に、反映される。
【0026】
外界センサ37は、カメラやレーダーなどのセンサから構成され、車両近傍の物体(別の車両や人物)の有無や相対距離、相対速度等を検知する。検知結果は、車両制御部21に通知される。音声出力部38は、増幅装置及びスピーカを備えて構成されており、警報音等を出力することができる。
【0027】
以上の構成の車両表示装置10によるドライバー60への警報処理手順をより具体な実施例にて説明する。
【0028】
燃料警告(燃料計)に関して、図6のフローチャートを参照して説明する。燃料計は、インストルメントパネル31の一構成として配置され、警告が必要とされていない場合には、一般的な燃料計と同様に、インストルメントパネル31において指針表示している。
【0029】
車両制御部21は、車両状態センサ36や外界センサ37等の検知結果を取得して、メッセージを表示して警告が必要となる事項が発生したと判断すると、通報制御部23は、表示制御部22を制御してLRP表示装置50を用いてメッセージスイッチとして機能する通知映像58を表示させる(S10)。ここでは、燃料量が少なくなり所定未満となったか否かを判断し、燃料量が所定未満となると、メッセージスイッチの表示が必要であると判断される。
【0030】
つづいて、空間操作制御部24は、RFID受信部40を駆動制御し、位置情報伝達装置70位置検出処理を開始する。具体的には、まず第1及び第2のRFID受信器41、42が、制御信号を含む電波を交互に発信する(S11)。位置情報伝達装置70では、RFタグ72がRFID受信部40から発信された電波を受信し(S12)、IC74が受信した電波を変調させて、アンテナ73から電波を発信する(S13)。
【0031】
第1のRFID受信器41及び第2のRFID受信器42は、それぞれ自身が発信した電波が変調されて戻ってきた信号を受信し、空間操作制御部24に通知する。空間操作制御部24は、第1のRFID受信器41及び第2のRFID受信器42の通知をもとに、位置情報伝達装置70(RFタグ72)の位置を特定する(S14)。つまり、戻ってきた二つの信号の強さや位相をもとに、RFタグ72の位置を特定する。
【0032】
位置情報伝達装置70の位置が特定される、空間操作制御部24は、位置情報伝達装置70が虚像スイッチである通知映像58の位置(座標)と一致したか否かを判断する(S15)。一致しない場合(S15のN)、S11〜S14の処理を継続する。
【0033】
一致した場合(S15のY)、空間操作制御部24は、人が通知映像58(虚像スイッチ)を操作したと判断し、その旨を車両制御部21に通知する(S16)。車両制御部21は、必要に応じて、表示制御部22を制御してLRP表示装置50による通知映像58の表示状態を変更する。さらに、空間操作制御部24は、第1のRFID受信器41及び第2のRFID受信器42を制御して、疑似触覚伝達装置76の動作命令の信号を電波で発信する(S17)。RFタグ72は、RFID受信部40から発信された動作命令を受信すると(S18)、位置情報伝達装置70の制御ICに対して駆動命令を送信する(S19)。
【0034】
疑似触覚伝達装置76の制御ICは、電流を印加し(S20)、位置情報伝達装置70を装着するドライバー60に対して疑似触覚を与える振動又は電流を発生させる(S21)。この動作、つまり擬似的な触覚をえることによって、ドライバー60は、虚像スイッチである通知映像58を操作したと判断することができ、かつ、車両がドライバー60の操作を認識したことを把握することができる。
【0035】
さらに、ドライバー60の動作によって、ドライバー60は警報を確実に記憶に留めることができる。つまり、ドライバー60と車両とは、「ドライバー60が警報を確認した」という情報を共有することができる。また、擬似的な触覚による通知によって、通知映像58が小さい場合や、ドライバー60が視線を動かせない場合に、操作が認識されたことを的確に把握することができる。
【0036】
なお、通知映像58の表示は、警報の重要度に応じて大きさや色が変更されても良い。例えば、燃料量が一層少なくなった場合には、液晶ディスプレイ52の表示を大きくすることで、通知映像58を大きくするといった処理が可能である。また、緊急性の高い警報の場合に、液晶ディスプレイ52における表示位置を変更することで、ドライバー60に対する視認性を向上させ注意をより促すといった処理も可能となる。また、液晶ディスプレイ52とLRPパネル54との間に、複数のレンズで構成される光学系を配置し、それらレンズ位置を可動として、通知映像58の表示距離を擬似的に変化せてもよい。また、LRPパネル54自体を可動としても同様の効果が得られる。
【0037】
また、ダイヤル表示である通知映像58がステアリングホイール66のすぐ上の空間に表示されるので、ドライバー60は通知映像58の操作を安全に行うことができ、危険な状態を誘発するといったことを防止できる。つまり、ドライバー60は、スイッチ操作のために体や顔を大きく動かすことがない場所に、所望のスイッチ機能付き表示を映し出すことができるので、スイッチ操作による危険な状態の発生を防止できる。
【0038】
以上、本発明を実施形態を基に説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。本実施形態では、車両に搭載される態様について説明したが、ゲーム機や各種の分析機器、医療機器、エレベータ等の乗車機械、電子楽器等に適用することもできる。その場合、それら機器に対する操作を確実に把握することができ、注意がそがれて機器に対して誤操作をしてしまうといったことを回避できる。また、位置情報伝達装置70は、充電式バッテリを内蔵して、RFタグ72や疑似触覚伝達装置76をバッテリ駆動してもよい。その場合、車両に充電装置を設けることで、使用していないときに位置情報伝達装置70を充電することができる。また、位置情報伝達装置70は、指輪形状の構成として例示したが、これに限る趣旨でなく、RFタグ72や疑似触覚伝達装置76をテープや革バンドの備え、面ファスナー等の固定手段で手に巻き付け固定する構成でもよい。また、グローブにRFタグ72や疑似触覚伝達装置76が備わる構成でもよい。
【符号の説明】
【0039】
10 車両表示装置
20 制御部
21 車両制御部
22 表示制御部
23 通報制御部
24 空間操作制御部
30 表示部
31 インストルメントパネル
36 車両状態センサ
37 外界センサ
38 音声出力部
40 RFID受信部
41 第1のRFID受信器
42 第2のRFID受信器
50 LRP表示装置
52 液晶ディスプレイ
54 LRPパネル
58 通知映像
60 ドライバー
66 ステアリングホイール
68 ダッシュボード
70 位置情報伝達装置
72 RFタグ
73 アンテナ
74 IC
76 疑似触覚伝達装置
90 フロントウィンドウガラス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
RFタグと通信を行う複数のRFリーダを備えたRFタグ受信器と、
前記RFタグ受信器の前記複数のRFリーダと前記RFタグとの送受信処理を基に、前記RFタグの位置を特定するタグ位置特定手段と、
前記RFタグが、空間上に表示された映像の位置にあると判断したときに、前記映像への操作がなされたと判定する操作判定部と、
前記映像への操作がなされたと判定したときに、前記RFタグに対して、動作命令を出力する動作制御部と
を備えることを特徴とする位置特定装置。
【請求項2】
前記RFタグは、ユーザが装着する物品に備わり、
前記物品は、前記動作制御部からの前記動作命令を前記RFタグより取得して、前記ユーザが認知可能な振動又は電流を発生させる伝達部を備えることを特徴とする請求項1に記載の位置特定装置。
【請求項3】
前記空間上に映像を表示させる映像表示部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の位置特定装置。
【請求項4】
ステアリングホイールの近傍の空間上に映像を表示させる表示部と、
ユーザにより認知可能な振動又は電流を発生させる伝達部とRFタグとをユーザの装着品に配置した位置情報伝達部と、
前記RFタグと通信を行う複数のRFリーダを備えたRFタグ受信器と、
前記複数のRFリーダと前記RFタグとの送受信処理を基に、前記RFタグの位置を特定するタグ位置特定手段と、
前記RFタグが、前記ステアリングホイールの近傍の空間上に表示された前記映像の位置にあると判断したときに、前記映像への操作がなされたと判定する操作判定部と、
前記映像への操作がなされたと判定したときに、前記RFタグに対して、前記伝達部の動作命令を出力する動作制御部と、
を備えることを特徴とする車両。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−33336(P2013−33336A)
【公開日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−168353(P2011−168353)
【出願日】平成23年8月1日(2011.8.1)
【出願人】(000006895)矢崎総業株式会社 (7,019)
【Fターム(参考)】