(57)【要約】【課題】操作ミスの回避が可能な多方向入力装置を提供する。【解決手段】車両に取り付けられたジョイスティック入力装置は、スティック２１の周囲に変更制御可能な操作ガイド１１１が設定され、スティックはＧＵＩに応じて所定の方向にのみ操作可能となっている。スティック操作時に、操作履歴記憶部４０７ｂは、操作者の着座位置と操作方向レイアウトの組み合わせ毎に、さらに操作方向毎に操作履歴テーブルにスティックの操作方向角度θを累積記憶する。操作履歴分析部４０７ｃは各操作方向に対して所定数以上の履歴を累積した操作履歴テーブルを統計処理する。この統計量に基づいて可動領域制御部４０７ｄは、各操作方向に対して操作方向角度θの平均方向に可動領域１１４の中心方向を設定し、スティックの操作ミスを低減する。【選択図】        図３
2004272374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作端を所定の方向に傾倒またはスライドさせることにより、その操作方向と関連づけた指令を選択し、入力操作を行う多方向入力装置において、
前記操作端の操作毎に、操作端の操作軌跡を累積記憶する操作履歴記憶手段と、
前記累積記憶された操作軌跡の分布を統計処理する操作履歴分析手段と、
該操作履歴分析手段によって求められた操作軌跡の分布の統計量から前記指令に対応した前記操作端の操作方向を定める可動領域を変更制御する可動領域制御手段とを備えることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
操作端を所定の方向に傾倒またはスライドさせることにより、その操作方向と関連づけた指令を選択し、入力操作を行う多方向入力装置において、
前記操作端の操作毎に、操作端の操作軌跡を累積記憶する操作履歴記憶手段と、
前記累積記憶された操作軌跡の分布を統計処理する操作履歴分析手段と、
前記操作端の操作毎の軌跡を監視し、前記操作軌跡の分布に基づいて操作方向を判別する操作方向判定手段とを備えることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項３】
前記操作軌跡の分布の統計量から前記指令に対応した前記操作端の操作方向を判定するための操作方向判定領域を変更制御する判定領域制御手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の多方向入力装置。
【請求項４】
前記操作履歴記憶手段は、前記操作端の操作軌跡として所定の基準方向に対する操作端の操作方向角度を、前記指令に対応した操作方向毎に累積記憶し、
前記操作履歴分析手段は、前記指令に対応した操作方向毎に前記操作方向角度の分布を統計処理し、
前記可動領域制御手段は、前記指令に対応した操作方向毎の前記操作方向角度の平均に対応するように前記可動領域の中心方向角度を設定することを特徴とする請求項１に記載の多方向入力装置。
【請求項５】
前記操作履歴記憶手段は、前記操作端の操作軌跡として所定の基準方向に対する操作端の操作方向角度を、前記指令に対応した操作方向毎に累積記憶し、
前記操作履歴分析手段は、前記指令に対応した操作方向毎に前記操作方向角度の分布を統計処理し、
前記判定領域制御手段は、前記指令に対応した操作方向毎の前記操作方向角度の平均に対応するように前記操作方向判定領域の中心方向角度を設定することを特徴とする請求項３に記載の多方向入力装置。
【請求項６】
前記操作履歴記憶手段は、前記操作端の操作軌跡として、前記操作方向判定領域に入ったときの所定の基準方向に対する操作端の操作方向角度を、前記指令に対応した操作方向毎に累積記憶し、
前記操作履歴分析手段は、前記指令に対応した操作方向毎に前記操作方向角度の分布を統計処理し、
前記操作方向判定手段は、前記操作方向角度と前記操作端が入った操作方向判定領域および隣接の操作方向判定領域それぞれに対する前記操作方向角度の分布を用いた判別計算によって、操作端の操作方向を判定することを特徴とする請求項３に記載の多方向入力装置。
【請求項７】
前記操作履歴記憶手段は、前記操作端の操作軌跡として、前記操作方向判定領域に入ったときの所定の基準方向に対する操作端の操作方向角度と、前記操作方向判定領域に入る前後の所定の基準方向に対する操作端の移動方向の角度である操作方向ベクトルを、前記指令に対応した操作方向毎に累積記憶し、
前記操作履歴分析手段は、前記指令に対応した操作方向毎に前記操作方向角度の分布と前記操作方向ベクトルの分布を統計処理し、
前記操作方向判定手段は、前記操作方向角度および操作方向ベクトルを、前記操作端が入った操作方向判定領域および隣接の操作方向判定領域それぞれに対する前記操作方向角度の分布と前記操作方向ベクトルの分布を用いた判別計算によって、操作端の操作方向を判定することを特徴とする請求項３に記載の多方向入力装置。
【請求項８】
前記操作履歴記憶手段は、前記指令の選択肢配置に対応した操作方向の選択可能方向数タイプ毎に前記操作軌跡を累積記憶し、
前記操作履歴分析手段は、前記操作方向の選択可能方向数タイプ毎に前記操作軌跡の分布を統計処理することを特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載の多方向入力装置。
【請求項９】
操作者を識別する操作者識別手段を有して、
前記操作履歴記憶手段は、前記操作者毎に前記操作軌跡を累積記憶し、
前記操作履歴分析手段は、前記操作者毎に前記操作軌跡の分布を統計処理することを特徴とする請求項１から８のいずれか１に記載の多方向入力装置。
【請求項１０】
車両に取り付けられて、前記操作端が運転席と助手席から操作可能とされ、
前記操作者識別手段は、操作者の着座位置が運転席か助手席かを検出し、着座位置によって操作者を判定することを特徴とする請求項９記載の多方向入力装置。
【請求項１１】
前記操作者識別手段は、前記操作端の左右両側の近傍に設けられている検出センサの検知状態によって操作者を検出することを特徴とする請求項９または１０に記載の多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作端を傾倒またはスライドさせることによって指令を選択し入力操作を行う多方向入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−３１２３５９号公報
従来の多方向入力装置においては、例えば特許文献１記載の「入力装置」のように、各々の操作方向の操作ミス回数を計数、記憶する操作ミス計数手段を備え、ある操作方向に対する操作ミス回数が所定回数となった時に、当該操作方向によって選択される機能（指令）と、他の操作方向によって選択される機能とを入れ替え、操作ミスを回避する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の操作ミス防止対策では、操作すべき方向を見間違いや思い込みで誤る認知ミス、判断ミスによる誤操作を防止できるが、操作すべき方向は認識していても、操作者と操作端の位置関係、操作者の操作の癖、操作時に操作者や操作端に加えられた外乱等、入力装置側、操作者側さらには使用環境に関する様々な要因で、所望の操作方向に操作端を正確に操作することができずに、隣接する操作方向に操作してしまう狭義の操作ミスによる誤操作を防止できないという問題があった。
【０００４】
特に車載機器の操作のため車両で利用される場合、車両の振動が、操作者や操作端に伝達され、操作にぶれが生じたり、また車室内のレイアウト設計上、操作者の真正面に配置することが困難であり操作方向に偏りが生じたりする場合、操作ミスが容易に発生し、その対応策が求められている。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、操作者や操作端に加えられる外乱、操作者の操作の癖、または操作者と操作端の位置関係等により操作精度が悪化した状況下でも、操作ミスの回避が可能な多方向入力装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、操作端を所定の方向に傾倒またはスライドさせることにより、その操作方向と関連づけた指令を選択し、入力操作を行う多方向入力装置において、操作端の操作毎に、操作端の操作軌跡を累積記憶する操作履歴記憶手段と、累積記憶された操作軌跡の分布を統計処理する操作履歴分析手段と、操作履歴分析手段によって求められた操作軌跡の分布の統計量から指令に対応した操作端の操作方向を定める可動領域を変更制御する可動領域制御手段とを備えるものとした。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、操作端の操作方向を規制する可動領域を可変とし、操作端が操作された際の操作端の軌跡を累積記憶し、記憶された操作端の軌跡の分布を統計処理し、算出した操作軌跡の分布の統計量に応じて可動領域を変更制御するので、各指令に対応した可動領域を統計的に操作端が操作される頻度の高い方向に合わせて設定できる。つまり、操作者や操作端に加えられる外乱、操作者の操作の癖、または操作者と操作端の位置関係等により操作精度が悪化した操作環境に適合した可動領域設定ができ、結果として操作ミスを低減することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて実施例により説明する。
第１の実施例では、多方向入力装置として、車両のインストルメント・パネルに設置され、ディスプレイ上に表示されるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を操作対象とするジョイスティックタイプの入力装置とする。
【０００８】
ジョイスティック入力装置は、車両のインストルメント・パネルに設置され、運転席および助手席の双方から操作が可能であり、図１に示すようなセンター・クラスター２０より上方へ突出するスティック２１を中心位置から径方向に傾倒させることにより、表示手段であるディスプレイ２３に表示されるＧＵＩのメニュー選択、カーソル移動、画面スクロール等の操作を実行する。
【０００９】
スティック２１の手前には、直前のスティック操作で入力した操作指令を取り消すためのプッシュ・スイッチ型の取消スイッチ２２が設置されている。また、スティック２１の左右両側には、現在の操作者が運転席に座っている人物か助手席に座っている人物かを識別するための赤外線センサ２４（２４Ｌ、２４Ｒ）が設置されている。赤外線センサ２４はそれぞれ、発光部である赤外ＬＥＤと、受光部であるフォト・トランジスタの組み合わせで構成されている。赤外線センサを手で遮ると、赤外ＬＥＤから発せられた赤外光が反射されて、フォト・トランジスタで受光され検知信号として出力される。
【００１０】
赤外線センサ２４は、運転席または助手席に着座している操作者が、自然にスティック２１を操作した際、操作者側の赤外線センサのみ操作者の手を感知し、もう一方の赤外線センサは感知しないような位置に設置されている。例えば図２に示すように着座位置から自然に手３２（図においては、左手）を延ばしてスティック２１を操作した際に、親指の付け根付近の掌底部分がくる位置に設置するのが好適である。
【００１１】
操作時の手の位置は、操作者の体格により変化することが考えられるが、設計時の標準着座位置及び標準体格を想定して設置位置を決めてもよいし、人体寸法の統計データより、左右の赤外線センサ２４における操作者の区別が厳しくなる大柄な体格の場合の位置を用いて位置決めを行えば、より確実な操作者着座位置の識別が可能である。
【００１２】
すなわち、体格の大きい操作者の方がより後方から手を延ばし、図２においてはスティック２１の操作方向の０°方向基準線３４に、より平行な方向（角度αが小さい方向）から手が入るため、小指側がもう一方の赤外線センサ２４Ｌに接近し、感知される可能性が高くなる。
本実施例では、９５パーセンタイルの体格を代表体格として、標準着座時の手の掌底部分に対応した位置に赤外線センサ２４Ｌ、２４Ｒを設置し、操作者の着座位置を確実に識別可能にしている。
【００１３】
図３は、本実施例におけるジョイスティック入力装置の構成を示す制御ブロック図であり、図４はジョイスティック入力装置のハード的な構成を示す図である。
ジョイスティック入力装置４０１は、操作端であるスティック２１と、スティック２１のＸ軸方向（図１参照）にトルクを発生する電動モータで構成する横方向駆動部４０４Ｘと、スティック２１のＸ軸方向の回転角を検出する横位置検出部４０３Ｘと、スティック２１のＹ軸方向（図１参照）にトルクを発生する電動モータで構成する縦方向駆動部４０４Ｙと、スティック２１のＹ軸方向の回転角を検出する縦位置検出部４０３Ｙを有する。
【００１４】
スティック２１の端部５０２ａ（図４参照）は、Ｘ軸とＹ軸とで独立に傾倒する機構をもつ台座５０２ｂに接続し、横方向駆動部４０４Ｘ、縦方向駆動部４０４Ｙによって駆動できるよう構成されている。
また、横位置検出部４０３Ｘ、縦位置検出部４０３Ｙは、スティックの台座５０２ｂの傾倒角をＸ軸とＹ軸とで各々独立して検出するように、回転角度を光学的に検知するフォトエンコーダで構成されている。
【００１５】
ジョイスティック入力装置４０１は、さらに赤外線センサ２４（２４Ｌ、２４Ｒ）と、取消スイッチ２２と、スティック制御演算装置４０７と通信部４０８を有する。
スティック制御演算装置４０７は、操作者識別部４０７ａを内蔵する。操作者識別部４０７ａは赤外線センサ２４から入力される検知信号により、現在の操作者の着座位置を識別する。
【００１６】
スティック制御演算装置４０７は、操作・表示処理演算部４０９から通信部４０８を介して現在のＧＵＩ状態を入力される。
スティック制御演算装置４０７は、現在のＧＵＩ状態（操作タイプ、階層位置、選択肢数）をもとにスティック２１の操作方向レイアウトを決定し、スティック２１が操作方向レイアウトに従って移動できるように可動領域を制御する。
【００１７】
操作方向レイアウトとは、例えばＧＵＩが図８の（ａ）に示すようなメニュー配置の場合は、スティック２１の傾倒方向が操作方向と判別される方向が８方向のタイプのレイアウトであり、図８の（ａ）で「コミュニケーション」を選択すると、ディスプレイ２３の表示が変わって図８の（ｂ）に示すようなメニュー配置のＧＵＩが表示される。
図８の（ｂ）に示すようなメニュー配置の場合は４方向のタイプのレイアウトである。
【００１８】
図８の（ａ）のような８選択肢の操作方向レイアウトに対応するスティックの可動領域を図１０の（ａ）に示す。
図１０の（ａ）に示す可動領域の方向▲１▼〜▲８▼は、ＧＵＩの設定により決まる操作方向数８本とか４本など操作方向レイアウトの各操作方向番号を示し、現在のＧＵＩ状態の各選択肢に対応する。
以後「操作方向」と言うときは、ＧＵＩの各選択肢に対応した▲１▼〜▲８▼の操作方向番号で表示される操作方向のことである。図２に示すような矢印の方向にスティックを操作する時の、スティック２１の傾倒した向きの０°方向基準線３４からの時計回りの角度θは「操作方向角度」と区別して呼ぶ。
【００１９】
スティック２１の周囲には、図１０の（ａ）に斜線領域で示すように、操作ガイド１１１（１１１ａ〜１１１ｈ）が周方向に設定されている。操作ガイド１１１とは、スティック２１が進入できない領域であり、この領域に進入しようとすると、Ａ部を拡大した図１０の（ｂ）に示すように操作ガイド１１１からスティック２１を押し戻す力が横方向駆動部４０４Ｘ、縦方向駆動部４０４Ｙによって発生する。
【００２０】
これにより、隣接する操作ガイド１１１の間の白地部分が可動領域１１４（１１４ａ〜１１４ｈ）となり、図１０の（ａ）のＢ部を拡大した図１０の（ｃ）に示すように中央部の遊び領域１１３からスティック２１を径方向に傾倒するときに、操作方向番号▲１▼ないし▲８▼で示す各可動領域１１４のいずれかと概ね操作方向角度が一致していれば、スティック２１が所望の操作方向に誘導されることになる。
操作ガイド１１１は、スティック２１を傾倒するときに、横位置検出部４０４Ｘと縦位置検出部４０４Ｙで検出されたスティック位置に応じて、スティック制御演算装置４０７が横方向駆動部４０４Ｘ、縦方向駆動部４０４Ｙを制御することによって形成される。
【００２１】
スティック制御演算装置４０７は、操作方向判定部４０７ｅを内蔵し、横位置検出部４０３Ｘ、縦位置検出部４０３Ｙの検出値により、スティック２１の操作量および操作方向角度を判断して、次の処理をする。
まず、スティック２１を操作者が操作して横位置検出部４０３Ｘと縦位置検出部４０３Ｙの検出した位置が、中立点１２０からの距離が所定値以上であることを操作方向判定部４０７ｅが検出したとき、ここでは図１０の（ｃ）に示す操作方向角度判定円１１５を超えたことを検出したとき、操作方向判定部４０７ｅは操作方向角度判定信号と操作方向角度θを操作履歴記憶部４０７ｂに出力する。
【００２２】
スティック２１を操作者が操作して横位置検出部４０３Ｘと縦位置検出部４０３Ｙが検知した位置の、図１０の（ｃ）に示す中立点１２０からの距離が所定値以上であることを操作方向判定部４０７ｅが検出したとき、ここでは操作判定円１１６を超えたことを検出したとき、操作方向判定部４０７ｅは操作有りと判定する。そして、スティック２１が可動領域１１４ａ〜１１４ｈのいずれに位置しているかを判定し、操作履歴記憶部４０７ｂに操作有信号と操作方向番号ｉを出力する。
これは現在のＧＵＩ状態における選択肢の選択を意味し、スティック制御演算装置４０７は対応する選択肢の信号を、通信部４０８を介して外部の操作・表示処理演算部４０９に出力する。
【００２３】
なお、操作ガイド１１１は図１０の（ａ）に示すように、操作方向角度判定円１１５より外側に設定する。操作判定円１１６は操作方向角度判定円１１５より大きい半径であり、操作ガイド１１１を横断するように設定する。
【００２４】
スティック制御演算装置４０７は操作履歴記憶部４０７ｂを内蔵する。操作履歴記憶部４０７ｂは現在のＧＵＩ状態を監視し、操作方向判定部４０７ｅからの操作有信号を受けて、操作者の着座位置と操作方向レイアウトの組み合わせ毎に、さらに操作方向毎にスティック２１の操作軌跡として操作方向角度θを累積記憶する。
また、スティック制御演算装置４０７は操作履歴分析部４０７ｃを内蔵する。操作履歴分析部４０７ｃは累積記憶された操作方向角度θの分布を分析し、操作方向角度θの分布の統計量を算出する。
さらにスティック制御演算装置４０７は可動領域制御部４０７ｄを内蔵する。可動領域制御部４０７ｄは、操作方向角度θの分布から、操作ミスの発生傾向を低減する方向に可動領域１１４の設定を変更する。
【００２５】
なお、スティック制御演算装置４０７のハード構成としては、横位置検出部４０３Ｘ、縦位置検出部４０３Ｙからの入力信号および横方向駆動部４０４Ｘ、縦方向駆動部４０４Ｙへの出力信号の入出力処理のためのＡ／Ｄ変換回路とＤ／Ａ変換回路、操作者識別部４０７ａ、操作履歴記憶部４０７ｂ、操作履歴分析部４０７ｃ、可動領域制御部４０７ｄおよび操作方向判定部４０７ｅの制御演算およびスティック２１の制御を行うＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなる。
通信部４０８は外部と通信を行うシリアル・インターフェース回路で構成されている。
【００２６】
操作・表示処理演算部４０９は、通信部４０８と接続し、スティック制御演算装置４０７に現在のＧＵＩ状態を出力すると共に、スティック制御演算装置４０７から入力される選択肢の選択信号と現在のＧＵＩ状態から、対応する操作入力信号に変換し、情報処理演算部４１０に出力する。
操作・表示処理演算部４０９は、現在のＧＵＩ状態及び操作入力信号の有無に応じて表示映像信号を生成し、ディスプレイ２３に出力してＧＵＩの状態を映像表示させる。
【００２７】
情報処理演算部４１０は、操作・表示処理演算部４０９から入力される操作入力信号に対応する情報処理を実施し、必要に応じてＧＵＩの更新要求を操作・表示処理演算部４０９に出力する。
操作・表示処理演算部４０９と情報処理演算部４１０については、ここでは別々の機能としたが、これらの機能を統合し一つの装置で実現することができる。
【００２８】
次に、スティック制御演算装置４０７におけるスティック２１の制御について説明する。
図５は、スティック制御の全体の流れを示す基本フローチャートである。
ステップ１０１では、操作者識別部４０７ａにおいて、スティック２１の左右に設けられている赤外線センサ２４の検知信号により操作者が運転席に着座した人物か助手席に着座した人物かを判断する。
【００２９】
ステップ１０２では、操作履歴記憶部４０７ｂにおいて、操作者の着座位置と各ＧＵＩに対応した操作方向レイアウトの組み合わせ毎に、さらに操作方向毎にスティック２１が操作されたときの操作軌跡として操作方向角度θを累積記憶する。
ステップ１０３では、操作履歴分析部４０７ｃにおいて、操作履歴記憶部４０７ｂに記憶した操作履歴を統計処理により分析し、操作者の着座位置と各ＧＵＩに対応した操作方向レイアウトの組み合わせ毎に、さらに操作方向毎に後で詳述する操作方向角度の平均、標準偏差、判別値、誤判別率を算出する。
【００３０】
ステップ１０４では、可動領域制御部４０７ｄにおいて、操作者の着座位置によって、可動領域１１４の設定つまり操作ガイド１１１の設定を変更する。
操作ガイド１１１の設定は、横方向駆動部４０４Ｘ、縦方向駆動部４０４Ｙの制御に用いられ、スティック２１は操作者の着座位置と操作方向レイアウトの組み合わせ毎の操作ガイド１１１の設定形状に従って移動することとなり、操作方向全体が着座位置に応じて制御されることになる。
【００３１】
次に、上記操作者識別処理、操作履歴記憶処理、操作履歴分析処理、並びにスティックの可動領域制御処理について順に詳細な説明をする。
まず、操作者識別部４０７ａにおける操作者識別処理、つまり現在の操作者の着座位置の判定方法を説明する。着座位置の判定にはスティック２１の左右に配置された赤外線センサ２４（２４Ｌ、２４Ｒ）の検知状況を使用する。
図６は、操作者の着座位置の判定の流れを示すフローチャートである。
【００３２】
ステップ２０１では、右席の操作者を検知しているかどうかどうかをチェックする。検知している場合はステップ２０２に進み、そうでない場合はステップ２０５に進む。
ステップ２０２では、さらに左席の操作者を検知しているかどうかどうかをチェックする。検知している場合はステップ２０３に進む。検知していない場合はステップ２０４に進み、右席の操作者であると判定して終了する。
ステップ２０５では、さらに左席の操作者を検知しているかどうかどうかをチェックする。検知している場合はステップ２０６に進み、左席の操作者であると判定して終了する。検知していない場合はステップ２０７に進む。
【００３３】
赤外線センサ２４Ｌ、２４Ｒの内の一方の検知信号が検知状態、かつ他方が非検知状態の場合、検知状態の赤外線センサ側の座席が、現在の操作者の着座位置と判定する。例えば、図２の状況では、右側の赤外線センサ２４Ｒが検知状態で、左側の赤外線センサ２４Ｌが非検知状態となるので、ステップ２０４で操作者の手は右側から伸びていると推定し、現在の操作者の着座位置は右席と判定する。
逆に、右側の赤外線センサ２４Ｒが非検知状態で、左側の赤外線センサ２４Ｌが検知状態ならば、ステップ２０６で操作者の手は左側から伸びていると推定し、現在の操作者の着座位置は左席と判定する。
【００３４】
次に、ステップ２０３では、両側の赤外線センサ２４が共に検知状態の場合であり、現在の操作者の着座位置は運転席側と判定し終了する。
ステップ２０７では、両側の赤外線センサ２４が共に非検知状態の場合であり、現在の操作者の着座位置は運転席側と判定し終了する。
操作者の着座位置が運転席側という判定は、右ハンドル車の場合は右席、左ハンドル車の場合は左席という判定である。
【００３５】
両側の赤外線センサ２４がともに検知状態または非検知状態の場合は、左右の席から同時に操作している状況や、想定外の方向から手を伸ばしてスティック２１の操作を行っている場合等が考えられるが、何れにしても、車両においては運転者の操作を優先させるため、運転席の側と判定する。これにより、操作者の着座位置を判定できない状況では、運転者に適合した可動領域１１４の設定を行うことができる。
【００３６】
次に、操作履歴記憶部４０７ｂにおける操作履歴記憶処理について説明する。図７は、操作履歴記憶処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップ２１１では、通信部４０８を介して操作・表示処理演算部４０９から入力されるＧＵＩ状態に対応した操作方向レイアウトおよび前記操作者識別処理で判定した操作者の着座位置により、対応する操作履歴テーブルに切り替える。
【００３７】
操作履歴テーブルは、図９に示すような２次元配列のテーブルであり、操作者の着座位置（左席用、右席用）と、操作方向レイアウトの組み合わせ毎に、個別の記憶領域を有している。
本実施例では、操作方向レイアウトとして、４方向、６方向、８方向の３タイプのレイアウトを有しており、左席用、右席用に各々３種類のテーブルが用いられている。
【００３８】
ステップ２１２では、スティック２１が操作方向角度判定円１１５を超えて操作されたかどうかをチェックする。
スティック２１が操作方向角度判定円１１５を超えて操作されたことを検出した場合はステップ２１３に進み、そうでない場合は操作履歴記憶処理の流れは終了する。
【００３９】
ステップ２１３では、操作方向判定部４０７ｅから入力された操作方向角度θを、暫定的にバッファーに記憶する。
ステップ２１４では、スティック２１が操作されたかどうかチェックする。
スティック２１の操作有りを検出した場合はステップ２１５に進み、そうでない場合は操作履歴記憶処理の流れは終了する。
【００４０】
ステップ２１５では、操作履歴テーブルを更新する。
操作履歴記憶部４０７ｂは操作方向判定部４０７ｅからの操作有信号と操作方向番号ｉを受けて、バッファーに記憶した操作方向角度θを読み出し、現在の操作履歴テーブルの操作が行われた操作方向番号ｉに対応する欄の操作回数ｎｉに１を加算し、操作方向角度θｉｊの累積和Σｊθｉｊに操作方向角度θを加算し、操作方向角度の二乗累積和Σｊ（θｉｊ）２に操作方向角度θの２乗を加算する。
ここで、添え字のｊは、スティック２１の個々の操作を示し、添え字のｉは操作方向番号ｉを示す。
なお、取消スイッチ２２によって選択肢の選択操作が取り消された場合は、バッファーに記憶した操作方向角度θを読み出し、前述の操作履歴テーブルの累積和計算結果から取消分を減算する。
【００４１】
次に、操作履歴分析部４０７ｃにおける操作履歴分析処理を図１１に示すフローチャートと図１２の操作方向角度の分布を使って説明する。
ステップ３０１では、操作履歴テーブルを監視し、操作者の着座位置と操作レイアウトの組み合わせ毎の操作履歴テーブルに対して、全ての操作方向（ｉ＝１〜操作方向数ＩＭ）の操作回数ｎｉが分析開始閾値ｎＴを超えたか否かを判定する。
【００４２】
これは後述する統計処理を行うためには十分大きなサンプル数が必要なためである。分析開始閾値は分布の精度要求により異なるが、一般にはｎＴ＝１００とすれば十分である。
当該の操作履歴テーブルの全ての操作方向の操作回数が分析開始閾値ｎＴを超えた場合は、ステップ３０２に進み、全ての操作方向について操作方向角度の分布の統計処理として、操作方向角度の平均、標準偏差、判別値、誤判別率を計算する。そうでない場合はこの処理を終了する、
【００４３】
ここで、操作方向角度の平均＜θｉ＞は
【数１】
2004272374.tif 000003
操作方向角度の標準偏差σ（θｉ）は
【数２】
2004272374.tif 000004
で定義される。
これらの量から、下式によって隣接する操作方向ｍ、ｎ間の判別値Ｃｍｎを算出する。
【数３】
2004272374.tif 000005
【００４４】
なお、判別値Ｃｍｎは次のように求められる。マハラノビス汎距離が等しいという条件から、式（４）が導かれ、これを展開すると式（５）のようになる。
【数４】
2004272374.tif 000006
【数５】
2004272374.tif 000007
この式（５）を整理したものが式（３）である。
【００４５】
ここで、操作方向角度θの確率分布は、横軸を操作方向角度θの平均＜θｉ＞からの差分を標準偏差σ（θｉ）で除した変数ｘの、面積１．０に規格化した正規分布曲線とする。この正規分布曲線を定数ｘ０に対してｘ＞ｘ０のまたはｘ＜−ｘ０の範囲で積分したものを関数Ｐｒ｛ｘ；ｘ＞ｘ０｝またはＰｒ｛ｘ；ｘ＜−ｘ０｝とすると、例えば誤判別率Ｐｍｎは、以下のように表される。
【数６】
2004272374.tif 000008
【００４６】
図１２に基づき判別値Ｃｍｎと誤判別率Ｐｍｎの意味を説明する。横軸は操作方向角度θを、縦軸は確率を示す。
例えば、操作方向▲１▼と▲２▼に対する操作方向角度の分布から操作方向角度の平均＜θ１＞、＜θ２＞と標準偏差σ（θ１）、σ（θ２）を算出する。さらに隣接する操作方向▲１▼と▲２▼との判別値Ｃ１２と誤判別率Ｐ１２、Ｐ２１を算出する。
【００４７】
操作方向角度の平均と標準偏差から正規分布曲線６０１、６０２がそれぞれ決まる。
判別値Ｃｍｎ（ここではＣ１２）の意味は、隣接する操作方向▲１▼と▲２▼の間で、例えば操作判定円１１６を超えたときの最終的な操作方向が▲１▼の方向であって、▲２▼の操作方向に近い操作方向角度で操作方向角度判定円１１５を超えたときの正規分布曲線６０１の確率と、操作判定円１１６を超えたときの最終的な操作方向が▲２▼の方向であって、▲１▼の操作方向に近い操作方向角度で操作方向角度判定円１１５を超えたときの正規分布曲線６０２の確率を比較したとき、この値Ｃ１２を境にθが大きくなると後者の確率が大きくなる操作方向角度である。
【００４８】
誤判別率Ｐｍｎの意味（ここではＰ１２）は、判別値Ｃ１２の角度で隣接する操作方向▲１▼と▲２▼を区切って、操作方向角度判定円１１５を超えたときの操作方向角度から最終的な操作方向を予測した場合に、誤って予測してしまう確率である。これは、言い換えると、図１０の（ｃ）において操作方向角度判定円１１５上の方向線１１９ａの位置に、操作方向▲１▼と▲２▼を判別する物理的境界を設けた場合に、操作を意図した操作方向▲１▼に反して隣接する操作方向▲２▼に判別してしまう確率である。
なお、誤判別率Ｐｎｍは、式（７）のように表され、式（５）と正規分布の対称性により、Ｐｍｎ＝Ｐｎｍとなる。
【数７】
2004272374.tif 000009
【００４９】
ステップ３０３では、操作方向角度の平均、標準偏差、判別値、誤判別率を
当該の操作履歴テーブルに対応して、全ての操作方向について記憶する。
この記憶領域は、本実施例では図９の操作履歴テーブルの下半分に点線の欄で示したように操作履歴記憶部４０７ｂに設けている。
【００５０】
次に、図１３に基づいて可動領域制御部４０７ｄにおけるスティック２１の可動領域の制御の流れを説明する。
ステップ３１１では、可動領域制御部４０７ｄは操作履歴分析部４０７ｃを監視し、操作履歴分析部４０７ｃが操作履歴テーブルに対して操作履歴分析処理を行ったかどうかチェックする。操作履歴分析処理が行われていない場合は終了し、操作履歴分析処理が行われた場合はステップ３１２に進む。
ステップ３１２では、操作履歴分析処理が行われた操作履歴テーブルを操作履歴記憶部４０７ｂから引き出し、記憶されている各操作方向ｉの操作方向角度の平均、標準偏差、判別値などの統計量を読み出し、スティック２１の操作角度分布に合わせて、スティック２１の可動領域を設定する操作ガイド１１１を設定変更する。
【００５１】
操作ガイド１１１は、初期段階（使い始めの段階）においては、どの操作方向レイアウトと操作者の着座位置の組み合わせに対しても、操作方向数に対応した等方な形状である。例えば８方向タイプの例を図１４の（ａ）に示すが、▲１▼から▲８▼の操作方向に対して全て０°方向基準線３４を基点として４５°間隔の可動領域１１４が設定される（図では１１４ａ〜１１４ｃで代表的に表示）。
各可動領域１１４の中心方向を領域中心方向線１１８で示す（図では１１８ａ〜１１８ｃで代表的に示す）。
【００５２】
図１４の（ｂ）は、ある操作履歴テーブルに対して、前述のように操作履歴分析処理結果を反映して可動領域の設定変更がなされた場合を示し、各操作方向ｉ（ｉ＝１〜ＩＭ）に対して、可動領域１１４の中心方向を操作方向角度の平均＜θｉ＞に一致するように、例えば操作方向▲１▼と▲２▼の場合、領域中心方向線１１８ａ’、１１８ｂ’の方向にずらす。また例えば隣接する操作方向▲１▼と▲２▼の場合、操作ガイドの頂点である判別境界方向を判別値Ｃ１２に一致するように、右方向にずらし、判別境界方向線１１９ａ’上に操作ガイド１１１ａ’の頂点１１２ａ’を設定する。
【００５３】
さらに、スティック２１の中立点１２０と前述の操作ガイドの頂点１１２’（１１２ａ’）の距離ｒｍｎ’（ｒ１２’）を、操作方向角度判定円１１５に、操作判定円１１６の半径と操作方向角度判定円１１５の半径との差Ｒに誤判別率Ｐｍｎ（この例示では（Ｐ１２））を乗じた値を加算した値に一致するように設定する。
【００５４】
図１４の（ｂ）では、操作方向▲１▼と▲２▼について、操作ガイド１１１ａ’、１１１ｂ’のみの形状変更を示しているが、実際は全ての操作方向について操作履歴の統計処理結果を反映するように必要に応じて変更する。
これにより、例えば隣接する操作ガイド１１１ａ’と１１１ｈ’の間は、可動領域１１４ａ’となり、中央部の遊び領域１１３’からスティック２１を径方向に傾倒するときに、可動領域１１４ａ’と概ね操作方向角度が一致していれば、スティック２１が所望の操作方向▲１▼に誘導されることになる。
【００５５】
この操作ガイド１１１または１１１’の形状設定は、当該の操作者の着座位置と操作方向レイアウトの組み合わせ毎に可動領域制御部４０７ｄに記憶され、次に操作履歴分析処理がなされて、その結果が可動領域制御部４０７ｄで反映されるまで、維持される。
【００５６】
ステップ３１３では、可動領域の設定変更を行った操作履歴テーブルの累積記憶パラメータ、統計処理量の各欄のデータをゼロ・クリアする。
これによって、以後操作履歴記憶部４０７ｂはスティック２１を操作する毎に当該の操作履歴テーブルに新しい操作方向角度に関する累積を再度開始する。
【００５７】
本実施例におけるスティック２１は本発明の操作端を構成する。また、フローチャートのステップ１０１は操作者識別手段を、ステップ１０２は操作履歴記憶手段を、ステップ１０３は操作履歴分析手段を、ステップ１０４は可動領域制御手段を構成する。
【００５８】
本実施例は以上のように、車両のセンター・クラスター２０に設置されるジョイスティック入力装置において、操作者の着座位置を識別し、操作者の着座位置と操作方向レイアウトの組み合わせ毎に、スティック２１の操作方向角度を累積記憶し、操作方向ｉ毎に対する操作方向角度分布の統計処理結果から、スティック２１の操作される傾向が高い操作方向角度の平均＜θｉ＞を可動領域の中心方向とし、判別値Ｃｍｎを隣接する操作方向との判別境界方向としてスティック操作を誘導するように操作ガイド１１１’を設定している。
【００５９】
また、隣接する操作方向に誤って操作する確率が大きいほど操作ガイド１１１’の頂点１１２’の中立点１２０からの距離ｒｎｍ’を大きくして遊びを大きくしている。
その結果、着座位置および右手、左手によるスティック２１の操作性の差、操作者個人の癖、体格の差異による特性、ジョイスティック配置位置などによる偏りやぶれが生じる状況および操作レイアウトに適応した可動領域のガイドとなる操作ガイドが操作履歴の反映により自動的に設定され、操作ミスの低減を図ることができる。
【００６０】
さらに、スティックの操作軌跡として操作方向角度を使用するので、スティックの操作軌跡分布の分析が最小限のデータおよび計算量で可能であり、比較的に小規模かつ安価な構成で可動領域の制御ができる。
【００６１】
次に第２の実施例を図１５から図２１に基づいて説明する。
図１５は、本実施例におけるジョイスティック入力装置の構成を示す制御ブロック図であり、図１６はジョイスティック入力装置のハード的な構成を示す図である。
【００６２】
第１の実施例との違いは、まずジョイスティック入力装置４０１’に横方向駆動部および縦方向駆動部がないことである。次にスティック制御演算装置４０７’は可動領域制御部４０７ｄの代わりに操作方向判定領域制御部４０７ｄ’を有する。また、操作履歴記憶部４０７ｂ’における操作履歴記憶、操作履歴分析部４０７ｃ’における操作履歴分析、操作方向判定部４０７ｅ’における操作方向判定の処理が第１の実施例と一部異なる点である。
図１５、図１６において第１の実施例と同じ部分については、第１の実施例と同じ番号を付してある。
本実施例のジョイスティックの外観は第１の実施例の図１と同じである。
【００６３】
スティック制御演算装置４０７’は、操作者識別部４０７ａを内蔵し、通信部４０８経由で操作・表示処理演算部４０９から入力されている現在のＧＵＩ状態（操作タイプ、階層位置、選択肢数）をもとにスティック２１’の操作方向レイアウトを決定する。さらにスティック制御演算装置４０７’はスティック２１’が傾倒されて後述の操作方向判定領域に到ったことを判定し、この領域番号と後述の操作方向ベクトルから操作方向を判定する。また、操作方向判定領域に到る際の操作方向角度の分布から操作方向判定領域の設定を変更制御する。
【００６４】
図８の（ａ）のような８選択肢の操作方向レイアウトに対応するスティックの操作方向判定領域を図１９の（ａ）に示す。
すなわち、スティック２１’の周囲には、操作判定円１１６が設定され、図１９の（ａ）に示すように操作判定円１１６上には周方向に操作方向判定領域１３１（１３１ａ〜１３１ｈ）が設定されている。
▲１▼〜▲８▼は、第１の実施例と同じく操作方向レイアウトの各操作方向番号を示し、現在のＧＵＩ状態の各選択肢に対応する。
【００６５】
スティック制御演算装置４０７’は、横位置検出部４０３Ｘ、縦位置検出部４０３Ｙの検出値により、内蔵の操作方向判定部４０７ｅ’でスティック２１’のＸ軸方向（図１参照）およびＹ軸方向（図１参照）の操作位置を判断して、次の処理をする。
まず、スティック２１’の操作位置が、中立点１２０からの距離が所定値以上であることを判定したとき、ここでは図１９の（ａ）に示す操作方向ベクトル起点円１１５’を超えたとき、操作方向ベクトル起点信号を操作履歴記憶部４０７ｂ’に出力する。
【００６６】
スティック２１’の位置が操作判定円１１６を超えたとき操作有りと判定し、その時スティック２１’が操作方向判定領域１３１ａ〜１３１ｈのいずれに位置しているかを判定する。また、スティック２１’の操作位置から操作方向角度θを算出する。
操作有信号と操作方向判定領域番号ｉ、操作方向角度θは操作履歴記憶部４０７ｂ’に出力する。
【００６７】
ただし、ここで判定した操作方向判定領域番号ｉは操作履歴記憶処理のための暫定的な操作方向判定であり、最終的な操作方向判定は、後述の操作方向判定処理で行う。
なお、操作方向ベクトル起点円１１５’は図１９の（ａ）に示すように、操作判定円１１６より小さく設定する。
【００６８】
スティック制御の全体の流れを示す基本フローチャートを図１７に示す。
ステップ１４１では、操作者識別部４０７ａは操作者の識別処理を行う。この処理の詳細なフローチャートは第１の実施例における図６と同じである。
ステップ１４２では、操作履歴記憶部４０７ｂ’はスティック２１’操作時の操作軌跡を累積記憶する。操作履歴記憶処理の流れは第１の実施例と同様であるが、操作軌跡のパラメータが第１の実施より増して、操作方向角度θのほかに後で詳述の操作方向ベクトルの角度φを操作履歴テーブルに累積記憶する。
【００６９】
ステップ１４３では、操作履歴分析部４０７ｃ’が操作履歴記憶部４０７ｂ’に記憶された操作履歴を統計処理し、操作方向判定領域の設定データおよび操作方向判定式の係数を算出し、操作履歴テーブルに記憶する。
ステップ１４４では、操作方向判定領域制御部４０７ｄ’がステップ１４３で算出した操作方向判定領域の設定データに基づいて、操作者の着座位置と、現在のＧＵＩの状態に対応して決定された操作方向レイアウトの組み合わせ毎に操作方向判定領域を制御する。
ステップ１４５では、操作方向判定部４０７ｅ’が、操作者が操作してスティック２１’が進入した操作方向判定領域とステップ１４３で算出した操作方向判定式の係数から最終的な操作方向を判定する。
【００７０】
次に上記基本フローチャートの各処理において、第１の実施例と異なる点を中心に詳細に説明する。
本実施例の操作履歴記憶処理は基本的に図７の第１の実施例の操作履歴記憶処理の流れと同じである。ステップ２１２の「操作方向角度判定円を超えたか？」を「操作方向ベクトル起点円を超えたか？」に、ステップ２１３の「操作方向角度暫定記憶」を「操作方向ベクトルの起点暫定記憶」と読み直す。
【００７１】
本実施例で使用する操作履歴テーブルを図１８に示す。操作履歴テーブルは、２次元配列のテーブルであり、操作者の着座位置（左席用、右席用）と、および操作方向レイアウトの組み合わせ毎に、個別の記憶領域を有している。
本実施例では、操作方向のレイアウトとして、４方向、６方向、８方向の３タイプのレイアウトを有しており、左席用、右席用に各々３種類のテーブルが用いられる。
【００７２】
ステップ２１２では、操作履歴記憶部４０７ｂ’はスティック２１’が操作方向ベクトル起点円１１５’を超えて操作されたかどうかチェックする。
スティック２１’が操作方向ベクトル起点円を超えて操作されたことを検出した場合はステップ２１３に進み、そうでない場合は操作履歴記憶処理の流れは終了する。
ステップ２１３では、操作履歴記憶部４０７ｂ’は操作方向ベクトル起点信号を受けたときの横位置検出部４０３Ｘと縦位置検出部４０３Ｙの検出位置の横成分と縦成分を操作方向ベクトル起点として暫定的にバッファーに記憶する。
【００７３】
ステップ２１４では、スティック２１’が操作されたかどうかチェックする。
スティック２１’の操作有りを確認した場合はステップ２１５に進み、そうでない場合は操作履歴記憶処理の流れは終了する。
ステップ２１５では、操作履歴テーブルを更新する。
まず、操作判定円１１６を超えたときの横位置検出部４０３Ｘと縦位置検出部４０３Ｙの検出した位置の横成分と縦成分を操作方向ベクトルの終点とし、前述の暫定的に記憶した操作方向ベクトルの起点との差から、０°方向基準線３４と操作方向ベクトルのなす角度φを算出し、バッファーに記憶する。
【００７４】
ついで、操作方向判定部４０７ｅ’から入力された操作方向角度θと操作方向判定領域番号ｉに基づいて、図１８に示す現在の操作履歴テーブルの操作が行われた操作方向領域番号ｉに対応する欄の操作回数ｎｉに１を加算し、操作方向角度θｉｊの累積和Σｊθｉｊに操作方向角度θを加算し、操作方向角度の二乗累積和Σｊ（θｉｊ）２に操作方向角度θの２乗を加算する。
【００７５】
また、操作方向ベクトルの角度φの累積和Σｊφｉｊに角度φを加算し、角度φの二乗累積和Σｊ（φｉｊ）２に角度φの２乗を、操作方向角度θと操作方向ベクトルの角度φの積の累積和Σｊ（θｉｊ・φｉｊ）にθ・φを加算する。
ここで、添え字のｊは、スティック２１’の個々の操作を示し、添え字のｉは操作方向を示す。
なお、取消スイッチ２２によって選択肢の選択操作が取り消された場合は、バッファーに記憶した操作方向角度θと操作方向ベクトルのなす角度φを読み出し、前述の操作履歴テーブルの累積和計算結果から取消分を減算する。
【００７６】
次に操作履歴分析部４０７ｃ’で行う操作履歴分析処理について説明する。
操作履歴分析部４０７ｃ’は、操作履歴テーブルを監視し、操作者の着座位置と操作レイアウトの組み合わせ毎の操作履歴テーブルに対して、全ての操作方向（ｉ＝１〜操作方向数ＩＭ）の操作回数ｎｉが分析開始閾値ｎＴを超えたか否かを判定する。
操作履歴テーブルの履歴累積数が各操作方向ともｎＴ以上になったとき、第１の実施例と同様に統計処理をする。その結果を、図１８に示す操作履歴テーブルの破線で示した欄に追加記憶する。
【００７７】
この時第１の実施例と同様に操作方向角度θの平均＜θｉ＞、標準偏差σ（θｉ）、判別値Ｃｍｎを計算し、さらに操作方向ベクトルの角度φの平均＜φｉ＞、標準偏差σ（φｉ）、相関係数Ｒｉを計算する。
なお、操作方向ベクトルの角度φの平均＜φｉ＞、標準偏差σ（φｉ）は式（１）、式（２）と同じ定義式であり、θの代わりにφに置き直したものである。
相関係数Ｒｉは下式のように定義する。
【数８】
2004272374.tif 000010
【００７８】
次に図２０に示すフローチャートにより操作方向判定領域制御部４０７ｄ’で行う操作方向判定領域制御処理について詳細に説明する。
ステップ３２１では、操作履歴分析部４０７ｃ’が操作履歴テーブルに対して操作履歴分析処理を行ったかどうかチェックする。操作履歴分析処理が行われていない場合は終了し、操作履歴分析処理が行われた場合はステップ３２２に進む。
【００７９】
ステップ３２２では、操作履歴分析処理が行われた操作履歴テーブルを操作履歴記憶部４０７ｂ’から引き出し、記憶されている各操作方向ｉの操作方向角度θの平均＜θｉ＞、標準偏差σ（θｉ）、判別値Ｃｍｎの統計量を読み出し、スティック２１’の操作方向角度分布に合わせて、操作方向判定領域を設定変更する。
操作方向レイアウトが図２１に示すように８方向タイプの例の場合、操作方向判定領域１３１（１３１ａ〜１３１ｈ）は、初期段階（使い始めの段階）においては、図２１の（ａ）に示すようにどの操作者の着座位置と操作方向レイアウトの組み合わせに対しても、操作方向数に対応した等方な形状であり、▲１▼から▲８▼の全ての操作方向に対して０°方向基準線３４を基点として２２．５°、６７．５°・・・と４５°の間隔で操作方向判定領域１３１の周方向の境界が設定される。
【００８０】
ある操作履歴テーブルに対して、前述のように操作履歴分析処理がなされた場合、各操作方向ｉ（ｉ＝１〜ＩＭ）に対して、操作方向判定領域１３１の境界を判別値Ｃｍｎに一致するように変更する。例えば操作方向▲１▼と▲２▼の間の境界の場合、図２１の（ｂ）に示すように判別境界方向線１１９ａから判別境界方向線１１９ａ’にずらす。
図２１の（ｂ）では操作方向▲１▼と▲２▼の間の境界および▲１▼と▲８▼の間の境界に対してのみ変更を行っているが、実際は操作履歴分析処理の結果によって必要に応じて各操作方向判定領域の境界について実施する。
【００８１】
ステップ３２３では、操作方向判定領域制御部４０７ｄ’は、操作方向判定領域の設定変更を行った操作履歴テーブルの図１８で示した実線の欄（累積記憶パラメータの欄）のデータをゼロ・クリアする。
これによって、以後操作履歴記憶部４０７ｂ’はスティック２１’を操作する毎に操作履歴テーブルに新しい操作方向角度および操作方向ベクトルの角度に関する累積を再度開始する。
【００８２】
次に操作方向判定部４０７ｅ’における操作方向判定処理について詳細に説明する。この処理は実際には操作履歴記憶処理と並行して処理される。
操作者がスティック２１’を操作し、その操作位置が操作判定円１１６を超えたとき、最終的な操作方向を以下のような手続きで判定する。なお前述のように、操作判定円１１６を超えたとき、操作方向判定部４０７ｅ’は操作方向判定領域番号ｍの判定と操作方向角度θの算出を行う。
【００８３】
操作判定円１１６を超えてスティック２１’が傾倒されたとき、現在のＧＵＩ状態と操作者識別部４０７ａの操作者の着座位置判定結果とから、対応する操作履歴テーブルを操作履歴記憶部４０７ｂ’から引き出す。
初期段階（使いはじめの段階）で、操作履歴分析結果が操作履歴テーブルに記録されていないときは、操作判定円１１６を超えたときの操作方向判定領域番号ｍをもって操作方向と判定する。
【００８４】
操作履歴分析結果が操作履歴テーブルに記録されているときは、操作方向判定領域ｍ、ｎ、操作方向角度θおよび操作方向ベクトルの角度φを用いて最終的な操作方向判定を次のように行う。
操作方向判定領域番号ｍに該当する欄の操作方向角度の平均＜θｍ＞とθを比較して、現在の操作方向角度に近い隣接する操作方向判定領域番号ｎを選択する。
さらに上記操作履歴テーブルに記憶されている角度θとφの平均＜θｍ＞、＜φｍ＞、標準偏差標準偏差σ（θｍ）、σ（φｍ）、および相関係数Ｒｍから、下式で定義されるマハラノビス汎距離Ｄｍ２を算出する。
【数９】
2004272374.tif 000011
【００８５】
同様に操作方向判定領域番号ｎに該当する欄の角度θ、φの平均＜θｎ＞、＜φｎ＞、標準偏差標準偏差σ（θｎ）、σ（φｎ）、および相関係数Ｒｎから、マハラノビス汎距離Ｄｎ２を算出する。
マハラノビス汎距離Ｄｍ２、Ｄｎ２の結果に基づき、Ｄｍ２≦Ｄｎ２ならば操作方向ｍへの操作、Ｄｍ２＞Ｄｎ２ならば操作方向ｎへの操作と判定する。
【００８６】
本実施例におけるスティック２１’は本発明の操作端を、横位置検出部４０３Ｘ、縦位置検出部４０３Ｙおよび操作方向判定部４０７ｅ’は操作方向判定手段を構成する。
また、フローチャートのステップ１４１は操作者識別手段を、ステップ１４２は操作履歴記憶手段を、ステップ１４３は操作履歴分析手段を、ステップ１４４は判定領域制御手段を構成する。
【００８７】
本実施例によれば多方向入力装置において、操作者の着座位置を判別し、操作者の着座位置と操作方向レイアウトの組み合わせ毎にスティック２１’の操作方向角度について操作方向判定領域番号毎に履歴を記憶し、統計処理によって各操作方向判定領域に対して、操作方向角度の分布の平均、標準偏差、判別値を算出し、スティック２１’の操作される傾向が高い操作方向角度の平均＜θｉ＞方向を操作方向判別領域の中心方向とし、判別値Ｃｍｎを隣接する操作方向判別領域との境界方向として操作方向判別領域を設定変更している。
【００８８】
その結果、着座位置および右手、左手によるスティック２１’の操作性の差、操作者個人の癖、体格の差異による特性、ジョイスティック配置位置などによる偏りやぶれが生じる状況および操作レイアウトに適応した操作方向判別領域が設定され、操作ミスの低減を図ることができる。
【００８９】
さらに、個別の操作方向判定毎に操作判定円を超えたときのスティック２１’の位置する操作判定領域ｍだけでなく、操作判定領域ｍに隣接する操作判定領域ｎを選んだ可能性を操作履歴として記憶した操作方向の角度θと操作方向ベクトルの角度φの統計処理結果からマハラノビス汎距離によって判定し、最終的な操作方向の判定とするので、特にスティック２１’の軌跡がカーブするような操作の癖を持った操作者においても、正確に操作方向を判定できるようになり、結果として効果的に操作ミスの低減を図ることができる。
【００９０】
第１の実施例および第２の実施例において、操作履歴記憶部４０７ｂ、４０７ｂ’、操作履歴分析部４０７ｃ、４０７ｃ’をスティック制御演算装置４０７または４０７’の内部の処理として説明したが、これらの処理を装置外部の操作・表示処理演算部４０９にて実施し、その結果を通信部４０８経由でスティック制御演算装置４０７または４０７’へ出力する方式としてもよい。
【００９１】
また、第１の実施例および第２の実施例では、操作者識別部として非接触で感知可能な赤外線センサからの信号を利用した例を示したが、必ずしも赤外光である必要はなく、使用環境に適合する限り他の波長帯の光センサで代用してもよい。
さらに、赤外線センサの代わりに、センサへの接触が前提となる静電容量センサもしくは抵抗膜や感圧素子を用いた感圧センサを用いてもよい。そのような光センサ以外の場合も、センサの配置は図１と同様の位置でよい。
すなわち、図２のようなセンター・クラスター２０にジョイスティック２１、２１’を配置する場合、親指の付け根付近の掌底部分は、操作時のサポートとしてインストルメント・パネル面に接触するため、赤外線センサと同様の位置に静電容量センサもしくは感圧センサを設置すれば、同様に操作者着座位置を識別することができる。
【００９２】
さらに、第１の実施例および第２の実施例では、操作端としてスティックを傾倒することにより入力を行うジョイスティック入力装置について説明したが、中心位置から径方向にスライドさせることにより入力を行うマウスを操作端とする多方向入力装置であっても、操作者の着座位置を識別するためのセンサの配置は同様である。
但し、スライド量（ストローク）が大きい場合は、操作時の手の位置が移動するため、手の覆域を考慮して左右の分離ができるようセンサ位置を決める。
さらに、静電容量センサまたは感圧センサのような接触式センサの場合は、手の移動を考慮して接触面全体をカバーするようセンシング面を設定する。
【００９３】
なお、第１の実施例および第２の実施例では、操作履歴の操作方向角度θの分布または操作方向ベクトルの角度φの分布の統計処理において正規分布を前提として扱ったが、他の分布でもよい。
さらに、第２の実施例において操作方向ベクトルの角度φを、スティック２１’の０°方向基準線３４に対して操作方向ベクトルのなす角度としたが、操作方向角度θまたは当該操作方向判定領域の領域中心方向線１１８（１１８ａ〜１１８ｈ）または１１８’（１１８ａ’〜１１８ｈ’）と操作方向ベクトルのなす角度でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかるジョイスティック入力装置のレイアウトを示す図である。
【図２】スティック操作時の操作方向角度を示す説明図である。
【図３】第１の実施例のジョイスティック入力装置の制御ブロック図である。
【図４】第１の実施例のジョイスティック入力装置のハード的な構成を示す図である。
【図５】スティック制御の全体の流れを示すフローチャートである。
【図６】操作者識別処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】操作履歴記憶処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】選択メニューと操作方向レイアウトを説明する図である。
【図９】操作履歴テーブルの説明図である。
【図１０】可動領域を説明する図である。
【図１１】操作履歴分析処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】操作履歴を統計処理した結果を説明する図である。
【図１３】可動領域制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】可動領域が設定変更された場合の説明図である。
【図１５】第２の実施例のジョイスティック入力装置の制御ブロック図である。
【図１６】第２の実施例のジョイスティック入力装置のハード的な構成を示す図である。
【図１７】スティック制御の全体の流れを示すフローチャートである。
【図１８】操作履歴テーブルの説明図である。
【図１９】スティックの操作方向判定領域、操作方向角度検出および操作方向ベクトルを説明する図である。
【図２０】操作方向判定領域制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図２１】スティックの操作方向判定領域が変更制御された場合の説明図である。
【符号の説明】
２０      センター・クラスター
２１、２１’  スティック
２２      取消スイッチ
２３      ディスプレイ
２４、２４Ｒ、２４Ｌ  赤外線センサ
３２      手
３４      ０°方向基準線
３５      スティック操作方向線
１１１ａ〜１１１ｈ、１１１ａ’、１１１ｂ’、１１１ｈ’  操作ガイド
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ａ’、１１２ｂ’  頂点
１１３、１１３’  遊び領域
１１４ａ〜１１４ｈ、１１４ａ’、１１４ｂ’  可動領域
１１５    操作方向角度判定円
１１５’  操作方向ベクトル起点円
１１６    操作判定円
１１８ａ〜１１８ｈ、１１８ａ’、１１８ｂ’  領域中心方向線
１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｈ、１１９ａ’、１１９ｈ’  判別境界方向線
１２０    中立点
１３１ａ〜１３１ｈ、１３１ａ’  操作方向判定領域
４０１、４０１’  ジョイスティック入力装置
４０３Ｘ  横位置検出部
４０３Ｙ  縦位置検出部
４０４Ｘ  横方向駆動部
４０４Ｙ  縦方向駆動部
４０７、４０７’  スティック制御演算装置
４０７ａ  操作者識別部
４０７ｂ、４０７ｂ’  操作履歴記憶部
４０７ｃ、４０７ｃ’  操作履歴分析部
４０７ｄ  可動領域制御部
４０７ｄ’  操作方向判定領域制御部
４０７ｅ、４０７ｅ’  操作方向判定部
４０８    通信部
４０９    操作・表示処理演算部
４１０    情報処理演算部
５０２ａ、５０２ａ’  スティックの端部
５０２ｂ、５０２ｂ’  台座
【図１】
2004272374.tif 000012
【図２】
2004272374.tif 000013
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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