(57)【要約】      （修正有）【課題】多軸手持ち型制御装置及びその方法を提供する。【解決手段】多軸手持ち型制御装置は、リモート型又はポインタ型制御装置が可能なものであり、主に任意な立体空間で、人体の手の動きで、腕を回し、又は腕の関節部を支点として生じた角度変化によって、被制御対象又はスクリーンポインタの実行する平面又は立体運動を制御することになっており、構造設計にあっては、主に装置内に多軸運動センサーが設けられ、それにより、手の向きの変化を検知し、そして、検知して生じた角速度又は角度を、被制御対象の位置移動に対応する距離と方向に変換することになっており、なお、ジャイロスコープのオン・オフ時を制御するためのスタートキー、及び多軸運動センサーの偏差値を調整するための校正キーにより、ユーザが任意な姿勢で、被制御対象への制御を行うことができ、装置制御の精密度をより有効に把握し、主動性と実用性のある装置に設けられている。【選択図】図１Ａ
2009147915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法であり、前記制御装置は中央処理装置、運動センサーとデータベースが備わっており、前記運動センサーは前記制御装置の運動を測定し、前記データベースは修正係数を保存することが設けられる被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法であり、
そのステップは、
前記制御装置は動きベクトルを検知し、運動信号が生じられ、前記運動信号が前記中央処理装置へ送られることになり、前記運動信号は前記動きベクトルの第一座標系における各座標軸の分量が含まれており、
前記中央処理装置は、前記データベースに前記運動信号に対応の修正係数を調べ、
前記データベースは、前記運動信号に対応の修正係数を前記中央処理装置へ送り、
前記中央処理装置は、前記運動信号に対応の修正係数をかけてから、その結果数値を制御命令に変換することになり、前記制御命令は第二座標系の各座標軸の分量が含まれており、
前記中央処理装置は、前記制御命令を前記被制御装置に送り、
前記被制御装置は、前記制御命令を受け取り、そして、前記被制御装置は前記制御命令により、前記第二座標系の各座標軸の分量で運動が行われることになっていることを特徴とする被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法及び手持ち型制御装置。  
【請求項２】
前記運動センサーは、微小電気機械多軸ジャイロスコープ、前記第一座標系は角速度の座標系、前記第二座標系は平行移動の平移座標系であることを特徴とする請求項１に記載の被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法である。
【請求項３】
前記運動センサーは加速度計、前記第一座標系は角位置移動の座標系、前記第二座標系は平行移動の移座標系であることを特徴とする請求項１に記載の被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法である。
【請求項４】
前記運動センサーは、加速度付けのジャイロスコープであり、前記第一座標系は３次元空間の座標系で、その中の二座標軸は角位置移動の座標軸で、もう一つの座標軸は角速度の座標軸であり、前記第二座標系は３次元空間の座標系であり、その中の二座標軸は平行移動の座標軸で、もう一つの座標軸は角位置移動の座標軸であることを特徴とする請求項１に記載の被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法である。
【請求項５】
前記制御装置は３次元空間のマウスで、前記被制御装置はスクリーン上のポインタであることを特徴とする請求項１に記載の被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法である。
【請求項６】
前記制御装置は手持ち型リモートコントローラーで、前記被制御装置はリモート制御の飛行機であることを特徴とする請求項１に記載の被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法である。
【請求項７】
前記制御装置は、人体に装着させる装着装置で、前記被制御装置はリモート制御されるロボットであることを特徴とする請求項１に記載の被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法である。
【請求項８】
更に、信号と一致させ、手持ち型制御装置の運動と制御命令出力への検知をオン・オフにするためのステップが設けられることを特徴とする請求項１に記載の被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法である。
【請求項９】
中央処理装置が設けられ、
前記制御装置の動きベクトルを検知し、運動信号が生じられ、前記運動信号を前記中央処理装置へ送るための運動センサーが設けられており、前記運動信号は前記動きベクトルの第一座標系における各座標軸の分量が含まれており、
修正係数を修正するためのデータベースが  設けられており、前記中央処理装置は前記運動信号を受け取ると、前記データベースに調査信号を発信し、前記運動信号に対応の修正係数を調べるようになっており、前記データベースは前記調査信号を受け取ったとき、前記運動信号に対応の修正係数を前記中央処理装置に送るようになっており、前記中央処理装置は、前記運動信号に対応の修正係数をかけてから、その結果数値を制御命令に変換し、前記制御命令は第二座標系の各座標軸の分量が含まれており、更に
前記制御命令を被制御装置に送るための通信装置が設けられていることを特徴とする手持ち型制御装置である。
【請求項１０】
前記運動センサーは、微小電気機械多軸ジャイロスコープであることを特徴とする請求項９に記載の前記手持ち型制御装置である。  
【請求項１１】
前記運動センサーは、加速度計であることを特徴とする請求項９に記載の前記手持ち型制御装置である。
【請求項１２】
前記運動センサーは、加速度計付けのジャイロスコープであることを特徴とする請求項９に記載の前記手持ち型制御装置である。
【請求項１３】
更に、スタートキーと校正キーが設けられており、前記スタートキーを押すと、前記手持ち型制御装置は前記運動センサーを通じて、前記手持ち型制御装置の前記第一座標系における各軸の運動をすぐ検知し、人体の回転できる腕又は肘の関節部を支点として、任意な姿勢で前記装置を動かし、前記被制御装置がそれに対応する２次元空間又は３次元空間の運動を行うようにし、腕や肘の関節の運動効果が生じられることを特徴とする請求項９に記載の前記手持ち型制御装置である。
【請求項１４】
前記手持ち型制御装置は、ファクションキー、文字・数字キーが付けられることを特徴とする請求項９に記載の前記手持ち型制御装置である。  
【請求項１５】
前記第一座標系は、腕、肘、肩又は体の何れかの箇所に付けられることを特徴とする請求項９に記載の前記手持ち型制御装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸手持ち型制御装置及びその方法に関わり、その中、多軸手持ち型制御装置は、リモート型又はポインタ型制御装置が可能なものであり、主に多軸運動センサーで、人体の手の移動又は回転から生じた角度又は角速度の変化を検知し、被制御対象の実行する平面又は立体運動の制御対応に変換することになっており、しかも、スタートキーと校正キーをオンにして、多軸運動センサーの検知時と校正を有効に制御することになっているものである。  
【背景技術】
【０００２】
現在、物件への遠隔制御は、従来のリモート制御モードで行われるのが多いが、例えば、第十二図に示すように、手持ち型リモート制御装置３３で、上部の制御バー３４を動かし、上下左右の間接的な検知制御モードにより、被リモート制御物件３５の生じる対応の移動方向が決められ、相互に制御することになっている装置である。
【０００３】
また、現在のパソコンスクリーンのマウスカーソルは、第十三図に示すように、マウス３０を固定した平面に置き、マウス３０を前後左右に動かして、スクリーン３１上のポインタ３２に対応する移動制御を行うようになっている。
【０００４】
但し、制御バーによるリモート制御モードは、被リモート制御物件の方向を把握することができるが、制御バーを指で動かして生じた間接的なリモート制御に過ぎず、その操作モードは変化性が不足し、主観的制御が感じられないため、理想的な設計だと言いがたいのである。  
【０００５】
それに、従来のマウスの制御モードは、反応が早く、正確に制御できる効果があるが、Ｘ−Ｙ軸の平面で行われることになっているため、そういう空間の制限で、使用上のニーズを完全に満足させることができない。
【０００６】
その上、従来の技術における３次元空間運動の分析理論と計算式は複雑で、高性能の嵌入式演算システムの手持ち型制御装置の運動が必要とされ、コストや消費電力も相当にかかるものである。  
【０００７】
そこで、業者が上述の問題点について改良し、立体空間でマウスカーソル制御可能な装置が研究開発され、それは、従来のマウスの代わりに機械式ジャイロスコープで行われる検知方法で、固定した平面空間で行われる動作の制限を乗り越え、ある空間で任意な姿勢でも制御できるモードが達成されるものである。  
【０００８】
しかし、手の動きでマウスカーソルの動きの正確性を制御するのが理想的ではなく、往々にして元の位置で丸い円を一回、二回ぐらい描いたら、マウスカーソルの中心点の位置が手の動きで示された中心点からずれてしまい、両者の中心点の位置を常に調整しなければ、手の動きとマウスカーソルの動きとの一致した效果が得られないこと、また、従来の機械式ジャイロスコープの設計にしたら、単位の体積が大きく、感度が悪く、復帰時間が長く、装置の稼動を維持するための消費電力が多く、角度偏移の検知が不安定で、実行上の誤差が容易に生じること、それらを解決、改善しなければならない。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の手持ち型制御装置の制御設計に不十分なところがあるところを鑑みて、発明者は関連業界に携わる長年の経験と技術を持っており、それらの研究、解決を行い、本発明の多軸手持ち型制御装置及びその方法を提案するが、主要目的は、人体の手の回転又は手の関節部を支点として、手の移動による手持ち型制御装置で、生じた角度又は角速度の変化を検知することであり、本発明は、各種のセンサー検知による手持ち型制御装置で、関節の回転運動によって、当該運動の信号が人体の関節の座標系にある量と方向を測ることになっており、運動信号量の大きさに基づき、表中の各運動量の修正係数を調べ、各運動信号量に、表中で調べられた係数を掛けると、修正後の運動信号量が得られるが、この修正後運動信号の量と方向を被制御装置座標系の運動量と方向の命令に変換するようにし、被制御装置はこの運動制御の命令を受け取ると、それに対応の手持ち型制御装置の平行移動又は回転運動が行われるようになり、そこで、任意な空間での姿勢で制御できると同時に、本発明で、３次元空間の運動分析に対する簡単な計算法が開発され、シングルチップで本発明を作ることができ、コスト削減や消費電力の削減にもつながっている。
【００１０】
本発明の二つ目の目的は、微小電気機械多軸ジャイロスコープ又は加速度センサーを主要なセンサー装置として使用することで、コンパクトで、低消費電力のほかに、利用可能な帯域幅が大きいため、制御全体の反応速度が向上されること、また、運動量修正係数の調整で、快速移動後で生じた累積誤差が修正され、システム全体の制御の正確性が高められること。  
【００１１】
本発明の三つ目の目的は、スタートキーで運動と姿勢センサーをオン又はオフにする検知時を制御し、及び校正キーで、ある一定時間使用後の手持ち型制御装置に対して、その運動又は姿勢センサーの出力信号電圧レベル、バテリー電圧の下降で生じた偏差ゼロを調整して、装置の制御精度をより有効に把握することができること。  
【００１２】
本発明の四つ目の目的は、手持ち型制御装置でリモート制御モードを行い、直接に被制御対象に対して、すぐ反応動作を行わせるようにし、従来の間接的な機械操作の代わりに、主観的な手の移動で制御し、相互に作用する好適な効果が達成られることである。  
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、被制御装置を制御するための手持ち型制御装置の運動を検知する方法を提供し、前記制御装置は、中央処理装置、運動センサーとデータベースが備わっており、前記運動センサーは、前記制御装置の運動を検知するものであり、前記データベースは、修正係数を保存するのに用いられるものであり、まず、前記制御装置は動きベクトルを検知して、運動信号が生じられ、そして、前記運動信号が前記中央処理装置に伝えられることになっており、前記運動信号は、前記動きベクトルの第一座標系における各座標軸の分量が含まれるが、前記中央処理装置は前記データベースに調査信号を発信して、前記運動信号に対応の修正係数を調べることになっている。  
【００１４】
前記運動信号に対応の修正係数が前記データベースから中央処理装置へ伝えられたとき、前記中央処理装置は、前記運動信号に対応の修正係数をかけてから、制御命令に変換することになっており、前記制御命令は、第二座標系の各座標軸の分量が含まれているが、前記被制御装置に、前記中央処理装置から前記制御命令が伝えられたとき、前記被制御装置が前記制御命令を受け取り、最後に、前記被制御装置が前記制御命令により、前記第二座標系の各座標軸の分量で運動を行うことになっている。  
【００１５】
本発明は、手持ち型制御装置をも提供し、中央処理装置、運動センサー、データベース及び通信装置が設けられており、前記中央処理装置は、前記手持ち型制御装置の運算と制御を行い、前記運動センサーは、前記制御装置の動きベクトルを検知して、運動信号を生じて、そして、前記運動信号を前記中央処理装置へ伝えるようになっており、前記運動信号は、前記動きベクトルが第一座標系における各座標軸の分量が含まれるが、前記中央処理装置は前記運動信号を受け取ったとき、前記データベースに調査信号を発信して、前記運動信号に対応の修正係数を調べることになっている。  
【００１６】
なお、前記データベースは、修正係数を保存するのに用いられているが、前記データベースは前記調査信号を受け取ると、前記運動信号に対応の修正係数が前記中央処理装置へ伝えられることになっており、そこで、前記中央処理装置は、前記運動信号に対応の修正係数をかけてから、制御命令に変換することになり、前記制御命令は、第二座標系の各座標軸の分量が含まれるが、前記通信装置は、前記制御命令を被制御装置へ伝えるように用いられるもので、前記被制御装置は前記制御命令を受け取ったとき、前記制御命令により、前記第二座標系の各座標軸の分量で運動を行うことになっている。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の構造組合せ、技術手段及び達成効果は、好適な実施例図を参照しながら、次のように例を挙げて具体的に説明する。  
【００１８】
まず、第一Ａ図の本発明に掲示した手持ち型制御装置のシステム仕組みブロック図を参照するが、本発明に掲示した手持ち型制御装置１１は、中央処理装置２、運動センサー１２、データベース６と通信装置８が備わっており、その中、前記中央処理装置２は、前記手持ち型制御装置１１の運算と制御を行い、前記運動センサー１２は、前記制御装置の動きベクトルを検知し、運動信号が生じられ、そして、前記運動信号が前記中央処理装置２へ伝えられることになっており、前記運動信号は、前記動きベクトルの第一座標系における各座標軸の分量が含まれるが、前記中央処理装置２は前記運動信号を受け取ると、前記データベース６に調査信号を発信し、前記運動信号に対応の修正係数を調べることになっており、本発明の一実施例においては、前記第一座標系は、腕、肘、肩又は体の何れかの箇所に設けられ、また、本発明の一実施例では、前記中央処理装置２と前記データベース６をマイクロコントローラー（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に統合することができる。  
【００１９】
なお、前記データベース６は、修正係数を保存するのに用いられ、前記データベース６は前記調査信号を受け取ると、前記運動信号に対応の修正係数が前記中央処理装置２に伝えられることになり、そのとき、前記中央処理装置２は前記運動信号に対応の修正係数をかけてから、制御命令に変換することになり、該制御命令は、第二座標系の各座標軸の分量が含まれている。
【００２０】
前記通信装置８は、前記制御命令を被制御装置９に伝えるように用いられるもので、前記被制御装置は前記制御命令を受け取ったとき、前記制御命令により、前記第二座標系の各座標軸の分量で運動を行うことになっている。  
【００２１】
続いて、第一図本発明に掲示した手持ち型制御装置の仕組み図だが、前記手持ち型制御装置は、ローラー１７、スタートキー１３と校正キー１４が備わっており、その中、前記スタートキー１３を押すと、前記手持ち型制御装置の前記運動センサーが前記第一座標系における前記手持ち型制御装置の各軸の運動を検知し、人体の回転できる腕又は肘の関節部を支点として、任意な姿勢で当該装置を動かし、前記被制御装置がそれに対応する２次元空間又は３次元空間の運動が行われ、腕又は肘の関節に対応する運動效果が生じられることになるが、本発明の一実施例において、前記スタートキー１３を持続に押したり、離したりして、前記運動センサーのオン・オフを制御することになるが、本発明のもう一つ実施例では、前記スタートキー１３を一回押すとオンになり、もう一度押すとオフになることができる。  
【００２２】
第二図の本発明に掲示した手持ち型制御装置の第一実施例の仕組み図を参照するが、この実施例では、前記手持ち型制御装置１１は手持ち型リモートコントローラー、前記被制御装置はリモート制御の飛行機２０、前記運動センサー１２は微小電気機械多軸ジャイロスコープであり、そこで、前記第一座標系は２次元空間又は３次元空間の角速度の座標系、前記第二座標系は２次元空間又は３次元空間の平行移動座標系である。  
【００２３】
実際の操作では、ユーザが前記制御装置１１のスタートキー１３を押すと、前記制御装置１１が立体空間で、人体の回転できる腕又は肘の関越部を支点として、任意な姿勢で前記制御装置１１をＸ−Ｙ平面で、前後左右に動かし、リモート制御の飛行機２０のＸ−Ｙ平面方向における移動を制御し、そして、ローラー１７を前後に転がして、リモート制御の飛行機２０の上昇又は下降運動を制御することができる。  
【００２４】
本発明の座標軸の定義は第二図に示すように、手持ち型制御装置１１は、立体空間のＯ点を円心に、Ｘ軸を回るピッチ（Ｐｉｔｃｈ）運動が行われ、そして、以下の演算法（１）が使われるが、仮にジャイロスコープでピッチ（Ｐｉｔｃｈ）軸向の角速度がωＸ  と感知し、Δθはピッチ（Ｐｉｔｃｈ）軸の相対角度変化、Δｙｈはリモート制御の飛行機２０のＹ軸での相対位置移動を表し、ωＸとΔｙｈとの関わりは、
2009147915.tif 000003
（１）
のようになるが、その中、ＳｆＸはＸ軸のジャイロスコープの比例定数で、Ｓ１Ｘは偏向軸（Ｐｉｔｃｈ）の回転運動の感知に対応して、Ｙ軸方向直線運動に変換された修正係数であり、また、Ｓ２Ｘ＝ＴＳ１Ｘ  でのＴは固定のサンプリングタイムであり、前記比例定数と修正係数は、前記データベース６に保存されている。
【００２５】
続いて第五図を見るが、Ｓ２ＸとωＸは関数関係にあり、Ｓ２Ｘの数値はωＸの増加に伴い減少され、飽和値になるが、当該曲線は主に微小なωＸがノイズ又は手の振れなどと見られ、無視計算されるのに対応するための補正であり、なお、当該曲線のもう一つの目的は、運動センサー１２（例えば多軸ジャイロスコープ）内での慣性センサーは、快速運動の測定値が大きくて、復帰時間がかかり、実際の運動量との誤差が容易に生じられる、という欠点を修正するものである。
【００２６】
第六図は、固定した１５度の往復動作に対して、オシレーターで測定した感度は３３．３  ｍＶ／（°／ｓｅｃ）、比例定数ＳｆＸは１０のジャイロスコープ実際測定値であり、論理的には、偏差値（ｂｉａｓ）の上下面積は同じのはずだが、Ｔ＝２ｍｓの場合、計算後の上ストロークの面積は１５．３４度、下ストロークの面積は１１．２８度で、４．０６度のギャップがあるため、比較的に大きい角速度ωＸは小さいＳ２Ｘ値に、小さいωＸ値は大きいＳ２Ｘに対応するが、その上、演算法（１）で計算すれば、最後の上下ストロークの面積は等しい数値に近づき、手の回転運動が被制御対象又はスクリーンポインタの移動目的地を正確に制御することができる。  
【００２７】
それから、第二図を参照するが、当該装置のセンサー動作は、単一チップで多軸ジャイロスコープのＸ−Ｙ軸の出力を検知するもので、その中、Ｘ軸の位置移動量Δｘｈは演算法で得られるが、
2009147915.tif 000004
（２）
ωＹはピッチ軸（Ｒｏｌｌ）の角速度、ＳｆＹはＹ軸のジャイロスコープの比例定数で、Ｓ２ＹとωＹは関数関係にある。
【００２８】
このような空間運動の手持ち型制御装置１１が被制御装置９を制御する方法は、まず、手持ち型制御装置１１が第一座標系−即ち人体関節の座標系（ｂｏｄｙ  ｆｒａｍｅ）における各軸運動の角速度（ωＸ，ωＹ）を測定し、それから当該運動信号の量と方向を第二座標系−即ち被制御装置の座標系（ｏｂｊｅｃｔ  ｆｒａｍｅ）の運動量と方向（Δｘｈ，Δｙｈ）に変換することになるが、以下の計算式（３）は、手持ち型制御装置の運動量と被制御対象の運動量との関わりを表す。
2009147915.tif 000005
（３）
【００２９】
第三図は、本発明に掲示した手持ち型制御装置の第二実施例の仕組み図だが、この実施例では、前記制御装置は３次元空間のマウス、前記被制御装置はスクリーン１５上のポインタ１６である。  
【００３０】
仮に、ωＺは偏向軸（ＹＡＷ）方向のジャイロスコープで検知した角速度、Δｙは偏向軸（ＹＡＷ）対応の角度変化、ΔｘｐはポインタがＸ軸での対応位置移動を表し、ωＺとΔｘｐとの関わりは  
2009147915.tif 000006
（４）
になるが、その中、ＳｆｚはＺ軸のジャイロスコープの比例定数、Ｓ１ｚは偏向軸  （ＹＡＷ）の回転運動の検知値をＸ軸方向の直線運動に変換した修正係数であり、そしてＳ２ｚ＝ＴＳ１ｚである。  
【００３１】
当該装置のセンサー動作は、単一チップで多軸ジャイロスコープのＺ−Ｙ軸の出力を検知するもので、その中、Ｚ軸の位置移動量ｚｐは、演算法  （５）で得られるが、
2009147915.tif 000007
（５）
その中、ωＸ為ピッチ軸（Ｐｉｔｃｈ）の角速度、ＳｆｘはＸ軸のジャイロスコープの比例定数、Ｓ２ｘとωＸは関数関係にあるが、なお、Ｙ軸の位置移動量Δｙｐは演算法（６）で得られるが、
2009147915.tif 000008
（６）
その中、ωＹはロール軸（Ｒｏｌｌ）の角速度、ＳｆＹはＹ軸のジャイロスコープの比例定数、Ｓ２ＹとωＹは関数関係にあるが、当該軸の操作方法は第四図に示すように、Ｙ軸方向のジャイロスコープが時計周り方向又は逆時計周り方向の回転でＹ軸方向の直線運動が前後に行われるように制御している。  
【００３２】
このような３次元空間運動の手持ち型制御装置１１が被制御装置９を制御する方法は、まず、手持ち型制御装置１１が第一座標系−即ち人体関節の座標系（ｂｏｄｙ  ｆｒａｍｅ）上における各軸運動の角速度（ωＸ，ωＹ，ωＺ）を測定し、それから当該運動信号の量と方向を第二座標系−即ち被制御装置の座標系（ｏｂｊｅｃｔ  ｆｒａｍｅ）の運動量と方向（Δｘｐ，Δｙｐ，Δｚｐ）に変換することになるが、以下の計算式は、手持ち型制御装置の運動量と被制御対象の運動量との関わりを表す。
2009147915.tif 000009
（７）
その中、Ｋｗは座標変換マトリックスであり、
2009147915.tif 000010
（８）
この例において、ｋ１３＝  ｋ２２＝  ｋ３１＝１で、その他のｋｉｊはゼロとなるが、また、ＳＷは運動信号量の修正マトリックスであり、
2009147915.tif 000011
（９）
この三軸には、出力電圧値のＡ／Ｄ変換でデータが得られ、その得られたデータがポインタ移動の関連パラメータとなり、更に、Ｘ−Ｚ−Ｙ座標の位置移動量に変換され、最後にポイント制御装置の移動状況がスクリーンに出力されたら、ポインタ１６に対応の偏差動作が得られる。
【００３３】
本発明のもう一つの実施例においては、前記運動センサーは加速度計であり、そこで、前記第一座標系は、２次元空間又は３次元空間の角位置移動の座標系、前記第二座標系は２次元空間又は３次元空間の平行移動の座標系になる。  
【００３４】
本発明の更にもう一つの実施例では、前記運動センサーは斜めセンサーであり、そこで、前記第一座標系は２次元空間又は３次元空間の角位置移動の座標系、前記第二座標系は２次元空間又は３次元空間の平行移動の座標系になる。
【００３５】
本発明のまたもう一つの実施例では、前記運動センサーは加速度計にジャイロスコープをつけたものであり、そこで、前記第一座標系は３次元空間座標系で、その中の二座標軸は角位置移動座標軸で、もう一つの座標軸は角速度座標軸であり、前記第二座標系は３次元空間座標系で、その中の二座標軸は平行移動座標軸で、もう一つの座標軸は角位置移動座標軸である。  
【００３６】
加速度計とジャイロスコープで、手持ち型制御装置が人体関節座標系における運動信号の量と方向をそれぞれ測定するという方法は、図十四に示すように、ジャイロスコープ、加速度計又は斜めセンサー付けの手持ち型制御装置を、手のひらに固定し、そこで、ジャイロスコープで手のひらのＹＡＷ運動角速度ωＺを測定し、加速度計又は斜めセンサーでてのひらの姿勢角（θ，φ）を測定するが、手のひらを前に出したままで、しかも、Ｙ軸の左右（Ｒｏｌｌ）とＸ軸の前後（Ｐｉｔｃｈ）と水平に保てば、手持ち型制御装置の姿勢参考値はゼロ（加速度ａｘ＝ａｙ＝０）となり、手のひらと手持ち型制御装置がＲｏｌｌとＰｉｔｃｈの運動が行われた場合、姿勢角（θ，φ）  は加速度ａｘ、ａｙの測定及び以下の計算式で，  手持ち型制御装置が肘座標系における姿勢角が算出され、
2009147915.tif 000012
（１０）
2009147915.tif 000013
（１１）
それから、当該運動信号の量と方向を被制御対象座標系の運動量と方向の命令に変換することができるが、手持ち型制御装置の人体関節座標系における運動信号の量と方向を測定する方法で得られた運動量（θ，φ，ωＺ）  は、以下の計算式で被制御対象座標系の左右制御量Δｖ、前後制御量Δｕとヘッドアングル変化Δψの命令が計算されるが、  
2009147915.tif 000014
その中、Ｓａｗはパラメーターと運動信号量を制御するための修正マトリックス、Ｋｗは座標変換マトリックスであり、本実施例のｋ１１＝  ｋ２２＝  ｋ３３＝１、その他のｋｉｊはゼロとなる。  
【００３７】
第七図は、本発明のスタート動作のフローイメージだが、スタートキー（ステップ７０１）を押すと、ローアクティブ（ステップ７０２）が生じられ、単一チップがオンになり  （ステップ７０３），運動センサー及びその各部のユニットが稼動される（ステップ７０４）が、スタートキーを離すと、本装置がすぐスタントバイの省エネモードに入り、そこで、ユーザが装置の使用時間と状態を把握できるが、使用中の制御装置は、各運動センサー、例えばジャイロスコープ、加速度計又は斜めセンサーなど、それぞれの特性が多少異なり、電圧又は数回の使用後でレベルずれが生じる可能性があるため、それを修正するための校正キーが必要となるが、まず、装置を平らなところに置き、校正キーを押して、単一チップでセンサー（例えば、ジャイロスコープ、加速度計又は斜めセンサー）の各軸の出力値を数回サンプリングし、その平均値を各軸の偏差値とするが、また、その数値を保存するとし、スタートキーを離すと、本装置がすぐスタンドバイモードに入るが、スタートキーを使用する度に、各軸の角速度の偏差値を得て、それを現在の角速度と比較し、比較後の数値をメインプログラムへ送り計算し、偏差状態を校正することを目的としている。
【００３８】
第八図は本発明に掲示した被制御装置を制御するための前記手持ち型制御装置の運動を検知する方法だが、前記制御装置は動きベクトルを測定し、運動信号が生じられ、それから、前記運動信号を前記中央処理装置へ送る（ステップ８０１）ことになるが、前記運動信号は前記動きベクトルの第一座標系における各座標軸の分量が含まれる。  
【００３９】
前記中央処理装置は、前記データベースに前記運動信号に対応の修正係数を調べ（ステップ８０２）、それから、前記運動信号に対応の修正係数は前記データベースから前記中央処理装置に送られる（ステップ８０３）ことになっている。  
【００４０】
更に、前記中央処理装置は、前記運動信号に対応の修正係数をかけてから、その結果値を制御命令に変換するが、前記制御命令は第二座標系の各座標軸の分量が含まれる（ステップ８０４）が、前記中央処理装置は、前記制御命令を前記被制御装置を送ったとき（ステップ８０５）、前記被制御装置が前記制御命令を受け取り（ステップ８０６）、最後に、前記被制御装置は前記制御命令により、前記第二座標系の各座標軸の分量で運動が行われる（ステップ８０７）。  
【００４１】
第九図に示すように、手持ち型制御装置１１が任意な空間で移動するほかに、被制御装置の平面又は立体運動を制御し、制御状態表示のウィンドウ２４７、目次キー２４１、スタート／一時停止キー２４２、停止キー２４３、音量増加キー２４４、音量減少キー２４５、選択キー２４６等のボタンを組合せ、動作制御及びキー制御の手持ち型リモート制御を統合することを目的としている。
【００４２】
本発明のもう一つの実施例において、前記手持ち型制御装置は手持ち型リモートコントローラーで、前記被制御装置はリモート制御の飛行機である。
【００４３】
本発明の更にもう一つの実施例において、前記制御装置は左右回転のハンドルで、前記被制御装置はリモート制御車である。
【００４４】
第十図は、手持ち型制御装置１１をハンドル２１操作タイプにした場合だが、左右回転ハンドル２１でリモート制御車２２の左右回転を制御し、前進ボタン２１１と後退ボタン２１２を押して、リモート制御車２２の前進、後退が行われるように設けられている。  
【００４５】
本発明の更にもう一つの実施例では、前記制御装置は、人体に装着される装着装置で、前記被制御装置はリモート制御されるロボットであり、第十一図の実施例図に示すように、手持ち型制御装置１１を運動と姿勢センサー器に換え、手袋と足輪の装置を人体１８の手足の動く肢体部に装着させ、控制されるロボット２３が人体１８と同じ動作を真似るようにする。  
【００４６】
本発明の実施例では、前記手持ち型制御装置はファクションキー、文字・数字キーが付けられるが、その中、前記ファクションキーはローラー、ボタン又はスイッチ等のリモート制御装置になるのが可能である。  
【００４７】
上述した内容をまとめると、本発明の多軸手持ち型制御装置及びその方法は、従来のリモート制御又はポインタ制御装置の種々の欠点を改善するように設けられるもので、主観的制御モードをユーザに提供するほかに、システム動作の安定性を向上し、全体としては優れた素晴らしいオリジナル設計であるため、法律規定により特許請求を提出するわけである。  
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】本発明に掲示した手持ち型制御装置のシステム仕組みのブロック図である。
【図１Ｂ】本発明に掲示した手持ち型制御装置の仕組み図である。
【図２】本発明に掲示した手持ち型制御装置の第一実施例の仕組み図である。
【図３】本発明に掲示した手持ち型制御装置の第二実施例の仕組み図である。
【図４】本発明に掲示した手持ち型制御装置の第三実施例の仕組み図である。
【図５】本発明の運動修正係数のイメージ図である。
【図６】本発明の往復運動のジャイロスコープによる出力測定図である。
【図７】本発明のスタート動作のフローイメージである。
【図８】本発明に掲示した被制御装置を制御するための前記手持ち型制御装置の運動を検知する方法のフローイメージである。
【図９】本発明におけるリモート制御装置を統合した構造のイメージである。
【図１０】本発明のもう一つの実施例のイメージである。
【図１１】本発明のまたもう一つの実施例のイメージである。
【図１２】従来のリモート制御装置の外観イメージである。
【図１３】従来のマウスカーソルによる制御イメージである。
【図１４】本発明の更にもう一つの実施例のイメージである。
【符号の説明】
【００４９】
２        中央処理装置
６        データベース
８        通信装置
１１      手持ち型制御装置
１２      運動センサー
１３      スタートキー
１４      校正キー
１５      スクリーン
１６      ポインタ
１７      ローラー
１８      人体
２０      リモート制御の飛行機
２１      ハンドル
２１１    前進ボタン
２１２    後退ボタン
２２      リモート制御車
２３      ロボット
２４１    目次キー
２４２    スタート／一時停止キー
２４３    ストップキー
２４４    音量増加キー
２４５    音量減少キー
２４６    選択キー
２４７    表示ウィンドウ
３０      マウス
３１      スクリーン
３２      ポインタ
３３      リモート制御装置
３４      制御バー
３５      被リモート制御物件
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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６】
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