(57)【要約】【課題】コマンド入力装置においてハンドコマンドの認識率を向上させる。【解決手段】  車両を運転する運転者の手を含む所定の検出領域を撮像するカメラ１０と、撮像データに基づいて運転者の手の形状および／または手の動きを抽出する抽出手段２１と、抽出された手の形状および／または手の動きに対応するハンドコマンドを判定する判定手段２２と、判定されたハンドコマンドを実行させる実行手段２３とを備え、車両のステアリングとスポークとが連なる領域に、ハンドコマンドによる入力を開始するタイミングを示す入力開始情報を受け付ける入力手段３０を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、車両の乗員の手の形状および／または手の動きにより表現されるコマンドの入力を受け付けるコマンド入力装置であって、
車両を運転する運転者の手を含む所定の検出領域を撮像するカメラと、
前記カメラの撮像データに基づいて運転者の手の形状および／または手の動きを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された手の形状および／または手の動きに対応するハンドコマンドを判定する判定手段と、
前記判定手段により判定されたハンドコマンドを実行させる実行手段と、を備え、
前記車両のステアリングとスポークとが連なる領域に、前記ハンドコマンドによる入力を開始するタイミングを示す入力開始情報の入力を受け付ける入力手段を設けたことを特徴とするコマンド入力装置。
【請求項２】
前記入力手段は、前記ステアリングの中心よりも車両下側であって、前記ステアリングの中心よりも車両外側の位置に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のコマンド入力装置。
【請求項３】
前記入力手段は、前記ステアリングの中心を通る水平方向に対して車両下側０度から６０度の範囲内に配置することを特徴とする請求項１に記載のコマンド入力装置。
【請求項４】
前記入力手段が前記ステアリングの中心を通る水平方向に対して車両下側０度から４０      度未満の範囲内に配置する場合は、当該入力手段を前記スポークの車両下側面であって前記ステアリングと連なる領域に設けることを特徴とする請求項１に記載のコマンド入力装置。
【請求項５】
前記入力手段が前記ステアリングの中心を通る水平方向に対して車両下側４０度から９０度の範囲内に配置する場合は、当該入力手段を前記スポークの車両上側面であって前記ステアリングと連なる領域に設けることを特徴とする請求項１に記載のコマンド入力装置。
【請求項６】
前記車両のステアリングとスポークとが連なる領域に凹部を設け、当該凹部内側に前記入力手段を設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコマンド入力装置。
【請求項７】
前記入力手段は、受け付けた入力開始情報を抽出手段、判定手段、又は実行手段のいずれか１以上に向けて出力する請求項１〜６のいずれかに記載のコマンド入力装置。
【請求項８】
前記カメラは赤外線カメラであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のコマンド入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者により表現されるハンドコマンドの入力を受け付けるコマンド入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される車載機器の多様化に伴い、運転者が行う入力操作は複雑化している。運転中の運転者の負担を軽減するため、運転者がステアリングを握りながら差し出した指の形状や動きをイメージセンサで認識し、指の形状や動きに応じたハンドコマンドを受け付ける入力装置が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
しかしながら、操舵時にステアリングやスポークを握りながら手や指を動かした場合、その手の形状、指の形状が誤ってハンドコマンドとして認識されてしまい、運転者が意図しない動作が実行されてしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２１６０６９号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１７８５号公報
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、運転者が示した手の形状等によるハンドコマンドの認識率を向上させることを目的とする。
この発明によれば、車両を運転する運転者の手を含む所定の検出領域を撮像するカメラと、撮像データに基づいて運転者の手の形状および／または手の動きを抽出する抽出手段と、抽出された手の形状および／または手の動きに対応するハンドコマンドを判定する判定手段と、判定されたハンドコマンドを実行させる実行手段とを有し、車両のステアリングとスポークとが連なる領域に、ハンドコマンドによる入力を開始するタイミングを示す入力開始情報の入力を受け付ける入力手段を設けたことを特徴とするコマンド入力装置が提供される。
【０００５】
本発明では、操舵時には通常握らないスポークとハンドルとが連なる部分にハンドコマンドの入力開始情報を受け付ける入力手段を設けたため、操舵中に誤って入力手段を操作するおそれがなく、入力手段への入力に続いて運転者により示されるハンドコマンドと操舵に伴う無意識の手の形状等とを誤認識することがなく、ハンドコマンドを正確に認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
本実施形態のコマンド入力装置１００は、車両に搭載され、運転者が車両のステアリング１を握りながら手若しくは指の形態（差し出した指・差し出した指の本数など）又は手若しくは指の動作により表現したハンドコマンドの入力を受け付ける。  
図１（Ａ）は運転者の手７がステアリング１を握った状態を運転者側から示す。図１（Ｂ）は、運転者の手７がスポーク３を握りながらハンドコマンドを示した状態を上方側から見た図である。また図１（Ｂ）には本実施形態のカメラ１０の配置例と検出領域６を示す。カメラ１０の検出領域６はステアリング１の少なくとも一部を含む。図１（Ｂ）に示すように、本実施形態のカメラ１０は、ステアリングコラム２中に取り付けられており、ステアリングコラム２から背景となるドア方向に向けて検出領域６を撮像し、検出領域内の背景面(ドア)と運転者の手に関する撮像データを取得する。ステアリング１及びスポーク３の境界領域とドアを含むように検出領域を設定することにより、背景に運転者の手以外の身体の一部が写りこまないようにすることができる。これにより、運転者が示す手の形態等を正確に抽出することができる。なお、図１（Ａ）（Ｂ）では右側ステアリング車両における各構成の配置を示したが、左側ステアリング車両では左右が反対の位置関係となる。
【０００７】
本実施形態のコマンド入力装置１００は、運転者によって示されたハンドコマンドをカメラ１０で撮像し、その撮像データに基づいてハンドコマンドの抽出・判定を行う。図２に本実施形態のコマンド入力装置１００のブロック構成を示した。図２に示すように、コマンド入力装置１００は、カメラ１０と、入力手段３０と、入力制御装置２０とを備えている。本実施形態のハンドコマンドは、車両搭載のオーディオ装置、エアコン、ナビゲーション装置等の車載装置に対する制御命令である。コマンド入力装置１００は、外部の車載装置２００と車載ＬＡＮにより情報授受が可能なように接続されている。コマンド入力装置１００は、車載ＬＡＮを介して受け付けたハンドコマンドを車載装置２００に向けて送出する。
【０００８】
「入力手段３０」は、運転者がハンドコマンドによる入力を開始するタイミングを示す入力開始情報の入力を受け付ける。運転者はハンドコマンドを示す前に入力手段３０に入力開始情報を入力し（例えばスイッチに触れ）、その後ハンドコマンドを示す。入力開始情報を入力するための入力手段３０を設けることにより、運転者が示す手の形状がハンドコマンドであるのか、操舵に伴う無意識のものであるのかを誤ることなく判断することができる。
【０００９】
本実施形態では、入力手段３０として機能するスイッチ３０をステアリング１とスポーク３とが連なる領域に設けた。スイッチ３０の設置位置は特に限定されないが、その一例を図３に示した。図３に示すように、本例のスイッチ３０はステアリング１とスポーク３とが交差する境界部分に設けられている。操舵時には通常握らない位置であって、判り易く且つ指を持っていきやすいステアリング１とスポーク３との境界領域にスイッチ３０を設けたことにより、運転者は手の触覚でスイッチ３０の位置を認識し、無理なく操作することができる。つまり、本装置はハンドコマンド入力時において運転者の視線を誘導しない。
【００１０】
図３に示す例のように、入力手段３０はステアリングの中心Ｑよりも車両下側であって、ステアリング１の中心Ｑよりも車両外側の位置に設けることが好ましい。ハンドコマンドの入力は直進走行時に行われるものと想定される。本例では、直進走行時において多くの運転者は「ステアリング１の中心Ｑよりも車両下側であって、ステアリング１の中心Ｑよりも車両外側の位置」を握らない傾向にあるという分析結果に基づいて、この位置にスイッチ３０を設けた。これにより操舵に伴う手の動きとハンドコマンドを示す手の動きとを誤って認識することを防止することができる。また、ハンドコマンドの入力は、スイッチ３０を押してから行われるため、ハンドコマンド入力を行う運転者の手を、ステアリング１の中心Ｑより下側のエリアＲに誘導することができる。スイッチ３０近傍のエリア（例えばエリアＲ）に検出領域を設定すれば、カメラ１０はハンドコマンドの入力を行う運転者の手を確実に撮像することができる。ここでは、ステアリング１の中心Ｑより右下側のエリアＲについて説明したが、ステアリング１の中心Ｑより左下側のエリアについても同様である。
【００１１】
特に限定されないが、入力手段（スイッチ）３０は、ステアリングの中心を通る水平方向に対して車両下側０度から６０度の範囲内に配置することが好ましい。この領域は通常の操舵時において握らない部分であるため、操舵性に影響を与える可能性を抑えることができる。もっとも、スイッチ３０は操舵を妨げるものではないため、危険回避のために急操舵が必要な場合であっても問題はない。
【００１２】
特に限定されないが、図４に示すように、入力手段（スイッチ）３０がステアリング１の中心を通る水平方向に対して車両下側０度から４０度未満の範囲内に配置する場合は、入力手段（スイッチ）３０をスポーク３の車両下側の側面であってステアリング１と連なる領域に設けることが好ましい。直進走行時において、運転者はスポーク３の車両上側の側面であってステアリング１と連なる領域に手をかけて運転することがある。他方、直進走行時において、スポーク３の車両下側の側面であってステアリング１と連なる領域に手をかけて運転することは殆どない。以上の分析結果から、このような場合には入力手段（スイッチ）３０をスポーク３の車両下側の側面であってステアリング１と連なる領域に設けた。これにより、本例において運転者がスイッチ３０に触れたときは、操舵ではなくハンドコマンド入力時であると判断することができ、操舵のための手の動きをハンドコマンドと誤って認識することがない。
【００１３】
特に限定されないが、図５に示すように、入力手段（スイッチ）３０がステアリング１の中心を通る水平方向に対して車両下側４０度から９０度の範囲内に配置する場合は、入力手段（スイッチ）３０をスポーク３の車両上側の側面であってステアリング１と連なる領域に設けることが好ましい。スポーク３がステアリング１の中心を通る水平方向に対して車両下側４０度から９０度の傾きで設けられている場合、運転者はスポーク３に手を置くことが少ないとの分析結果から、運転者がスイッチ３０に触れたときは、操舵ではなくハンドコマンド入力時であると高い確率で判断することができ、操舵のための手の動きをハンドコマンドと誤って認識することがない。また、ステアリング１の中心を通る水平方向に対して車両下側４０度から９０度の傾きを有するスポーク３の車両下側の側面にスイッチ３０を設けると、スポーク３及びスイッチ３０がハンドコマンドの入力の邪魔になる可能性があるとともに、操作に無理な動作を求める恐れがあるが、車両上側の側面にスイッチ３０を設けた場合にはこのような問題はない。図４及び図５では、ステアリング１の中心Ｑより右下側の入力手段３０について説明したが、ステアリング１の中心Ｑより左下側に入力手段３０が設けられた場合も同様である。
【００１４】
特に限定されないが、本実施形態では、車両のステアリング１とスポークとが連なる領域に凹部１１０を設け、この凹部１１０内側にスイッチ３０を設けることが好ましい。スイッチ３０を凹部１１０の内側に設けることにより、運転者は手の触覚で凹部１１０を探り、その内側に設けられたスイッチ３０の位置を認識することができる。つまり、本装置はハンドコマンド入力時において運転者の視線を誘導しない。図６には、スイッチ３０を、ステアリング１の中心を通る水平方向に対して車両下側３０度（０度から４０度未満の範囲内）の位置であって、凹部１０の内側に設けた例を示した。また、図７には、スイッチ３０を、ステアリング１の中心を通る水平方向に対して車両下側６０度（４０度から９０度の範囲内）の位置であって、凹部１０の内側に設けた例を示した。
【００１５】
本実施形態の入力手段３０は、受け付けた入力開始情報を入力制御装置２０（抽出手段２１、判定手段２２、又は実行手段２３のいずれか１以上）に向けて出力する。入力制御装置２０は、入力開始情報が示すタイミング以後に撮像された撮像データに基づいてハンドコマンドの抽出処理、判定処理、又は実行処理を行う。
【００１６】
「入力制御装置２０」は、抽出手段２１と、判定手段２２と、実行手段２３とを備え、カメラ１０により撮像された画像に基づいて運転者が示したハンドコマンドを実行させる。カメラ１０は限定されず、運転者によりコマンドが示された手を撮像し、ハンドコマンドの抽出・判定処理ができる画像データを取得できればよい。本例では夜間や暗い場所でも撮像データを取得し、コマンドの抽出・判定を行う観点から、カメラ１０として赤外線カメラを採用するが、ＣＣＤカメラ、その他のデジタルカメラであってもよい。
【００１７】
本例の抽出手段２１は、取得した入力開始情報が示すハンドコマンドの入力開始タイミング以後に、カメラ１０（赤外線カメラ）により撮像された撮像データから、手の形状および／または手の動きを抽出する。抽出手法は特に限定されないが、人間の手の表皮温度（２４〜３４℃）を基準とした温度帯域に含まれる温点の分布を抽出し、この分布から人間の手の形状および／または人間の手の動きを抽出する。
【００１８】
判定手段２２は、抽出手段２１により入力開始情報が示すハンドコマンドの入力開始タイミング以後に撮像された撮像データから抽出された手の形状および／または手の動きに基づいてハンドコマンドの内容を判定する。判定の手法は特に限定されず、抽出された手の形状および／または手の動きを、その特徴点（指先など）に基づいて認識してもよいし、パターンマッチング手法により判定してもよい。本実施形態では、抽出された手の形状および／または手の動きと、予めハンドコマンドにそれぞれ割り振られた手の形状および／または手の動きとを対比して、抽出された手の形状および／または手の動きのハンドコマンドを判定する。判定手段２２は、ハンドコマンドの内容と手の形状および／または手の動きとを予め対応づけた対応情報を、読み込み可能な記憶手段（ＲＡＭまたはＲＯＭ）から取得する。対応情報においては、手の形状および／または手の動きから予め対応づけられた所定のハンドコマンドが特定される。所定の手の形状（例えば指の本数）等と所定のハンドコマンド（例えば機器のＯＮ／ＯＦＦ）とを対応づけてもよいし、ハンドコマンドの階層構造に応じて、所定の手の形状（例えば指の本数）等の組み合わせと、所定のハンドコマンド（例えばオーディオ選択後の音量ＵＰ／ＤＯＷＮ）とを対応づけてもよい。
【００１９】
実行手段２３は、判定手段２２により判定されたハンドコマンドを実行させる。実行手段２３は、判定されたハンドコマンドが制御する装置へ向けて、そのハンドコマンドを送出する。ハンドコマンドを取得した各車載装置２００は、取得したハンドコマンドを実行する。
【００２０】
このように、本実施形態のコマンド入力装置１００は、ハンドコマンドによる入力を開始するタイミングを示す入力開始情報を受け付ける入力手段３０を有するので、運転者は入力開始ボタンを入力した後にハンドコマンドを示すため、ハンドコマンドの抽出・判定を正確に行うことができる。また運転者がハンドコマンドとして示したものではない（無意識に示した）手の形状等を、ハンドコマンドとして誤って認識することがない。これによりハンドコマンドの認識率を向上させることができる。
【００２１】
また、入力手段３０を操舵時には触らないステアリング１とスポーク３とが連なる領域に設けたことにより、運転者の手の形状等が操舵に伴うものであるのか又はハンドコマンドを示すものなのかを明確に区別することができる。また、運転者の視線を誘導することなく、運転者の手を所定の入力基準位置に導くことができる。これにより、運転者が示したハンドコマンドは正確に認識され、コマンド入力装置１００の精度を向上させることができる。
【００２２】
このように、本実施形態のコマンド入力装置１０は、ハンドコマンドを示す運転者の手を所定の入力基準位置に誘導することができることから、カメラによる撮像領域を必要最小限範囲に限定することができる。このため、撮像範囲が比較的狭い（画角が狭い、解像度が低い）安価なカメラでも高い認識率を維持することができる。つまり、コマンド入力装置１００のコストを低く抑えることができる。
【００２３】
次に本実施形態のコマンド入力装置１００の制御手順を図８のフローチャートに基づいて説明する。図８に示すように、起動後(Ｓ１０１)、カメラ１０は、スポーク３の一部と運転者の手を含む所定の検出領域を撮像する（Ｓ１０２）。スイッチ３０は運転者からの入力開始タイミングの入力があるまで待機する（Ｓ１０３）。運転者から入力開始タイミングを示す入力開始情報を取得した場合、入力開始タイミング情報を入力制御装置２０へ向けて出力する。入力開始タイミング情報を取得した入力制御装置２０の抽出手段２１は、入力開始タイミング以後にカメラ１０が取得した撮像データに基づいて運転者の手の形状および／または運転者の手の動きを抽出する(Ｓ１０４)。判定手段２２は、抽出手段２１により抽出された運転者の手の形状および／又は手の動きに対応するコマンドを判定する（Ｓ１０５）。実行手段２３は判定手段２２により判定されたコマンドを車載装置２００の制御手段に向けて出力する（Ｓ１０６）。車載装置２００は、受け付けたコマンドに基づいて車載装置２００を制御し(Ｓ１０７)、終了する。本例では入力開始情報を抽出手段２１に送出することにより、運転手がスイッチ３０に接触してから示したハンドコマンドを実行するようにしたが、入力開始情報を判定手段２２に送出し、判定手段２２に入力開始情報入力後に撮像された撮像データから抽出された手の形状等に基づいてハンドコマンドを判定させてもよい。同様に、入力開始情報を実行手段２３に送出し、実行手段２３に入力開始情報入力後に撮像された撮像データから抽出・判定されたコマンドを実行させてもよい。
【００２４】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】(Ａ)(Ｂ)は本実施形態のコマンド入力装置の使用例を示す図である。
【図２】コマンド入力装置のブロック構成図である。
【図３】入力手段の第１の設置例を示す図である。
【図４】入力手段の第２の設置例を示す図である。
【図５】入力手段の第３の設置例を示す図である。
【図６】入力手段の第４の設置例を示す図である。
【図７】入力手段の第５の設置例を示す図である。
【図８】本実施形態のコマンド入力装置の制御手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００…コマンド入力装置
１０…カメラ（赤外線カメラ）
２０…入力制御装置
２１…抽出手段
２２…判定手段
２３…実行手段
３０・・・入力手段（スイッチ）
１…ステアリング
１１０・・・凹部
２…ステアリングコラム
３…スポーク
６…検出領域
７…運転者の手
【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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【図７】
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【図８】
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