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JP6413649B2 - Operation input device - Google Patents
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JP6413649B2 - Operation input device - Google Patents

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Description

本発明は、操作対象機器への操作入力を受け付ける操作入力装置に関する。   The present invention relates to an operation input device that receives an operation input to an operation target device.

従来、操作者のジェスチャを認識して操作対象機器への操作入力を受け付ける操作入力装置が知られている。ジェスチャを用いた操作入力は、スイッチやボタン等の入力部を用いる操作入力と比較して、操作者の視線や注意を入力部に向けることなく行うことができるので、例えば車両に搭載された車載機器への操作入力等に有効である。
例えば、下記特許文献1は、予め定めた複数の操作対象機器に対応して設けられた複数のジェスチャ領域にそれぞれ異なる色の光を照射し、複数のジェスチャ領域を撮影した撮影結果からジェスチャ操作を検出する共に当該ジェスチャ操作されたジェスチャ領域を検出する。そして、検出されたジェスチャ領域に対応する操作対象機器に対して、検出されたジェスチャ操作に対応する予め定めた操作を行うように制御する。
Conventionally, an operation input device that recognizes an operator's gesture and receives an operation input to an operation target device is known. Compared with operation input using an input unit such as a switch or a button, operation input using a gesture can be performed without directing the operator's line of sight or attention to the input unit. Effective for operation input to equipment.
For example, in Patent Document 1 below, a plurality of gesture regions provided corresponding to a plurality of predetermined operation target devices are irradiated with light of different colors, and a gesture operation is performed based on a result of photographing the plurality of gesture regions. In addition to detecting, a gesture region in which the gesture operation is performed is detected. Then, control is performed to perform a predetermined operation corresponding to the detected gesture operation on the operation target device corresponding to the detected gesture region.

特開2014−153954号公報JP 2014-153554 A

ジェスチャは操作者の体の一部、特に操作対象機器が車載機器である場合には、操作者である運転者の手を動かして行うのが一般的である。車両の運転中は、通常運転者の手はステアリングホイールを握った状態であるが、ジェスチャを行っている間はステアリングホイールを離した状態になる場合がある。また、ステアリングホイールを握った状態で行うジェスチャであっても、運転者の注意は多少ジェスチャに対して向くことになる。
よって、運転動作をより慎重に行う必要がある場面、例えば高速走行時には、ジェスチャが短時間で完了するようにすることが好ましい。
一方で、短時間で完了するような簡易なジェスチャを常時採用すると、操作入力の誤認識率が高まる可能性がある。
The gesture is generally performed by moving the driver's hand as a part of the operator's body, particularly when the operation target device is an in-vehicle device. While the vehicle is being driven, the driver's hand is usually in a state of gripping the steering wheel, but may be in a state of releasing the steering wheel while performing a gesture. Even if the gesture is performed while holding the steering wheel, the driver's attention is slightly directed toward the gesture.
Therefore, it is preferable that the gesture is completed in a short time when the driving operation needs to be performed more carefully, for example, at high speed.
On the other hand, if a simple gesture that can be completed in a short time is always employed, an erroneous recognition rate of an operation input may be increased.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ジェスチャを用いた操作入力において誤認識率を低減しつつ高速走行時の安全性を向上させることにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve safety during high-speed traveling while reducing a false recognition rate in operation input using a gesture.

上述の目的を達成するため、請求項1の発明にかかる操作入力装置は、3次元空間内における操作者のジェスチャを認識して操作対象機器への操作入力を受け付ける操作入力装置であって、前記操作対象機器は車両に搭載された車載機器であり、前記操作入力は複数種類設定されており、前記車両の走行速度を検出する速度検出手段と、前記走行速度に基づいて前記操作入力として受け付ける有効ジェスチャを決定するジェスチャ決定手段と、前記3次元空間を連続的に撮影する撮影手段と、前記撮影手段によって撮影された撮影画像に基づいて、前記操作者が前記ジェスチャ決定手段によって決定された有効ジェスチャを行ったか否かを識別し、前記有効ジェスチャを行った際に、前記有効ジェスチャに対応する動作を前記操作対象機器に行わせる制御信号を出力するジェスチャ識別手段と、を備え、前記ジェスチャ決定手段は、1つの操作入力に対して、前記走行速度が所定速度以上の場合に適用する高速時ジェスチャと、前記走行速度が前記所定速度未満の場合に適用する通常時ジェスチャとを予め決定しておき、前記複数種類の操作入力を、前記走行速度に基づいて前記有効ジェスチャを前記高速時ジェスチャと前記通常時ジェスチャとの間で切り替える切替操作入力群と、前記走行速度が所定速度以上の場合には前記操作入力を禁止する禁止操作入力群と、に分けて設定する、ことを特徴とする。
請求項の発明にかかる操作入力装置は、前記高速時ジェスチャは、前記通常時ジェスチャよりもジェスチャに要する時間またはジェスチャによって移動する部位の移動距離が短い、ことを特徴とする。
請求項の発明にかかる操作入力装置は、前記有効ジェスチャは、ジェスチャ動作と、当該ジェスチャ動作が行われた前記3次元空間上の位置を示すジェスチャ領域とによって特定され、前記ジェスチャ領域は、前記3次元空間を少なくとも2つの座標軸方向に沿って複数の領域に分割したものである、ことを特徴とする。
請求項の発明にかかる操作入力装置は、前記3次元空間には車両のステアリングホイールが配置されており、前記ジェスチャ領域は、前記3次元空間を前記ステアリングホイールの中心点を原点として前記車両の上下方向にほぼ沿った略上下方向軸、および前記車両の前後方向にほぼ沿った略前後方向軸に沿って分割したものであり、前記略上下方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールの内周領域、前記ステアリングホイールの外縁領域、および前記外縁領域より上方の上方領域に分割され、前記略前後方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールが運転者と対向する面である前面領域と、前記ステアリングホイールの車体への取り付け面である後面領域とに分割される、ことを特徴とする。
請求項の発明にかかる操作入力装置は、前記3次元空間には車両のステアリングホイールが配置されており、前記ジェスチャ領域は、前記3次元空間を前記ステアリングホイールの中心点を原点として前記車両の上下方向にほぼ沿った略上下方向軸、前記車両の前後方向にほぼ沿った略前後方向軸、および前記車両の車幅方向にほぼ沿った略車幅方向軸に沿って分割したものであり、前記略上下方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールの内周領域、前記ステアリングホイールの外縁領域、および前記外縁領域より上方の上方領域に分割され、前記略前後方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールが運転者と対向する面である前面領域と、前記ステアリングホイールの車体への取り付け面である後面領域とに分割され、前記略車幅方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールの中心点から一方の車側側の領域と、前記中心点から他方の車側側の領域とに分割される、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an operation input device according to the invention of claim 1 is an operation input device that recognizes an operator's gesture in a three-dimensional space and receives an operation input to an operation target device. The operation target device is an in-vehicle device mounted on a vehicle, and a plurality of types of the operation input are set, and a speed detection unit that detects a traveling speed of the vehicle and an effective input that is accepted as the operation input based on the traveling speed. A gesture determining means for determining a gesture; an imaging means for continuously capturing the three-dimensional space; and an effective gesture determined by the gesture determining means based on a captured image captured by the imaging means. When the effective gesture is performed, the operation corresponding to the effective gesture is performed on the operation target device. And a gesture identification means for outputting a control signal to I, the gesture determination unit, for one operation input, and a high speed when a gesture in which the traveling speed is applied when more than a predetermined speed, the running speed A normal-time gesture to be applied when the speed is less than the predetermined speed is determined in advance, and the plurality of types of operation inputs are determined based on the travel speed, the effective gesture is set between the high-speed gesture and the normal-time gesture. a switching operation input unit to switch, the traveling speed is set separately for a prohibited operation input unit to prohibit the operation input in the case of more than a predetermined speed, characterized by a crotch.
The operation input device according to a second aspect of the invention is characterized in that the high-speed gesture has a shorter time required for the gesture or a moving distance of a portion moved by the gesture than the normal gesture.
In the operation input device according to a third aspect of the present invention, the valid gesture is specified by a gesture action and a gesture area indicating a position in the three-dimensional space where the gesture action is performed. The three-dimensional space is divided into a plurality of regions along at least two coordinate axis directions.
In the operation input device according to a fourth aspect of the present invention, a steering wheel of a vehicle is arranged in the three-dimensional space, and the gesture region has the three-dimensional space as an origin at a center point of the steering wheel. It is divided along a substantially vertical axis substantially along the vertical direction and a substantially longitudinal axis substantially along the longitudinal direction of the vehicle, and the space along the substantially vertical axis is an inner space of the steering wheel. The space is divided into a circumferential region, an outer edge region of the steering wheel, and an upper region above the outer edge region, and the space along the substantially front-rear axis is a front region where the steering wheel is a surface facing the driver; The steering wheel is divided into a rear surface region that is a mounting surface to the vehicle body.
In the operation input device according to a fifth aspect of the present invention, a steering wheel of a vehicle is arranged in the three-dimensional space, and the gesture region of the vehicle has the three-dimensional space as an origin at a center point of the steering wheel. Divided along a substantially vertical axis substantially along the vertical direction, a substantially longitudinal axis substantially along the vehicle longitudinal direction, and a substantially vehicle width direction axis substantially along the vehicle width direction of the vehicle, The space along the substantially vertical axis is divided into an inner circumferential region of the steering wheel, an outer edge region of the steering wheel, and an upper region above the outer edge region, and the space along the substantially longitudinal axis is The steering wheel is divided into a front region that is a surface facing the driver and a rear region that is a mounting surface of the steering wheel to the vehicle body. Space along the substantially vehicle transverse axis, said and one of the car-side side area from the center point of the steering wheel, is divided from the center point to the other car side side region, it is characterized.

発明によれば、車両の走行速度に基づいて操作入力として受け付ける有効ジェスチャを決定する。車両内における操作者は運転者である場合が多いが、運転者の身体的・心理的状態は、車両の走行状態、特に走行速度によって大きく異なる。よって、車両の走行速度に基づいて有効ジェスチャを決定することによって、操作者の身体的・心理的状態に即したジェスチャを有効ジェスチャとして設定し、ジェスチャを用いた操作入力をより有効に機能させることができる。また、前方の注視を要求される車両の運転中に入力部等を用いずに車載機器を操作することができ、車両運転中の安全性を向上させることができる。
発明によれば、運転動作をより慎重に行う必要がある高速走行時と、運転動作に比較的余裕がある通常走行時とで操作入力として用いる有効ジェスチャを変更する。よって、車載機器の操作入力にジェスチャを用いる場合に、運転動作とジェスチャ動作とを並行して行いやすくすることができ、車両走行中の安全性を向上させることができる。
発明によれば、複数種類の操作入力を切替操作入力群と禁止操作入力群とに分けて設定する。よって、例えば高速走行中は必要性が低い操作入力を禁止するなどして、高速走行時の有効ジェスチャの数を減らすことができ、高速走行時における操作者(運転者)の注意を走行動作に向けやすくすることができる。
発明によれば、高速時ジェスチャは通常時ジェスチャよりもジェスチャに要する時間またはジェスチャによって移動する部位の移動距離が短いので、短時間で操作入力を完了することができ、操作者(運転者)の注意が操作入力に向く時間を短縮することができる。
発明によれば、3次元空間内における操作者のジェスチャを認識して操作入力を受け付けるにあたって、予め定められた所定のジェスチャ動作を行ったか否かと、当該所定のジェスチャが行われた領域とに基づいて有効ジェスチャを特定する。よって、領域に区分されていない単一空間内でジェスチャを行う場合と比較して、操作入力の意図のない単なる動作を操作入力のジェスチャと誤認識する可能性を低減することができる。また、ジェスチャ領域は3次元空間を少なくとも2つの座標軸方向に沿って複数の領域に分割したものであるので、ジェスチャ動作を行う位置をより詳細に特定することができ、操作入力の認識率を向上させることができる。また、ジェスチャ動作とジェスチャ領域との組み合わせによって、操作入力の種類を増加させることができる。
発明によれば、車両のステアリングホイールが基準となって、操作者が座標軸方向を認識しやすくなり、ジェスチャ動作を容易かつ正確に行うことができる。
According to the present invention, an effective gesture that is accepted as an operation input is determined based on the traveling speed of the vehicle. In many cases, the operator in the vehicle is a driver, but the physical and psychological state of the driver varies greatly depending on the traveling state of the vehicle, particularly the traveling speed. Therefore, by determining an effective gesture based on the traveling speed of the vehicle, a gesture according to the physical and psychological state of the operator is set as an effective gesture, and operation input using the gesture functions more effectively. Can do. In addition, the vehicle-mounted device can be operated without using an input unit or the like during driving of a vehicle that requires forward gaze, and safety during driving of the vehicle can be improved.
According to the present invention, the effective gesture used as the operation input is changed during high-speed traveling where the driving operation needs to be performed more carefully and during normal traveling where the driving operation has a relatively large margin. Therefore, when a gesture is used for operation input of the in-vehicle device, it is possible to easily perform the driving operation and the gesture operation in parallel, and the safety during traveling of the vehicle can be improved.
According to the present invention, a plurality of types of operation inputs are set separately for the switching operation input group and the prohibited operation input group. Therefore, for example, it is possible to reduce the number of effective gestures during high-speed driving by prohibiting low-necessity operation inputs during high-speed driving, and the attention of the operator (driver) during high-speed driving to the driving operation. It can be made easier to point.
According to the present invention, the high-speed gesture can complete the operation input in a short time because the time required for the gesture or the moving distance of the portion moved by the gesture is shorter than the normal gesture, and the operator (driver) It is possible to shorten the time required for the attention of the user to input an operation.
According to the present invention, when recognizing an operator's gesture in a three-dimensional space and receiving an operation input, whether or not a predetermined gesture operation is performed in advance and an area where the predetermined gesture is performed are determined. Identify valid gestures based on it. Therefore, compared with the case where a gesture is performed in a single space that is not divided into regions, it is possible to reduce the possibility of erroneously recognizing a simple operation with no intention of operation input as a gesture of operation input. In addition, since the gesture region is obtained by dividing the three-dimensional space into a plurality of regions along at least two coordinate axis directions, the position where the gesture operation is performed can be specified in more detail, and the recognition rate of operation input is improved. Can be made. Further, the types of operation inputs can be increased by combining the gesture operation and the gesture area.
According to the present invention, the operator can easily recognize the direction of the coordinate axis based on the steering wheel of the vehicle, and the gesture operation can be performed easily and accurately.

実施の形態にかかる操作入力装置10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 operation input apparatus 10 concerning embodiment. ステアリングホイール20の正面図である。2 is a front view of a steering wheel 20. FIG. ステアリングホイール20の側面図(図2のA矢視図)である。FIG. 3 is a side view of the steering wheel 20 (viewed in the direction of arrow A in FIG. 2). 操作識別データベースDBの内容を模式的に示す表である。It is a table | surface which shows the content of operation identification database DB typically. 操作入力のジェスチャを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gesture of operation input typically. 操作入力のジェスチャを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gesture of operation input typically. 操作入力のジェスチャを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gesture of operation input typically. 操作入力のジェスチャを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gesture of operation input typically. 操作入力のジェスチャを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gesture of operation input typically. 操作入力のジェスチャを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gesture of operation input typically. 操作入力のジェスチャを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gesture of operation input typically. 操作入力装置10による処理の手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the operation input device 10. 3次元空間内の他の領域設定例である。It is another example of area setting in a three-dimensional space.

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる操作入力装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an operation input device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

(実施の形態1)
図1は、実施の形態にかかる操作入力装置10の構成を示すブロック図である。
実施の形態にかかる操作入力装置10は、図示しない車両に搭載されており、3次元空間S内における操作者のジェスチャを認識して車両内の車載機器30(操作対象機器)への操作入力を受け付ける。
本実施の形態では、3次元空間Sとは車両内の車室空間であり、特に運転席近傍のステアリングホイール20が配置された空間を指す。
また、本実施の形態では、ステアリングホイール20を基準として周囲の空間を複数の領域(ジェスチャ領域)に分割し、どの領域でどのようなジェスチャ(ジェスチャ動作)が行われたかによって、操作内容を識別する。
すなわち、操作入力装置10は、ジェスチャを用いた操作入力が行われる際に、ジェスチャ動作と、そのジェスチャ動作が行われた位置を示すジェスチャ領域によって操作入力の内容を特定する。
このように、ジェスチャ時に基準となる部材(ステアリングホイール20)を空間内で特定することによって、操作者(運転者)がジェスチャの基準となる位置を認識しやすく、操作を行いやすくすることができるとともに、操作入力装置10におけるジェスチャの認識率を向上させることができる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an operation input device 10 according to the embodiment.
The operation input device 10 according to the embodiment is mounted on a vehicle (not shown), recognizes an operator's gesture in the three-dimensional space S, and inputs an operation input to the in-vehicle device 30 (operation target device) in the vehicle. Accept.
In the present embodiment, the three-dimensional space S is a cabin space in the vehicle, and particularly refers to a space where the steering wheel 20 in the vicinity of the driver's seat is arranged.
In the present embodiment, the surrounding space is divided into a plurality of regions (gesture regions) with reference to the steering wheel 20, and the operation content is identified according to what gesture (gesture operation) is performed in which region. To do.
That is, when an operation input using a gesture is performed, the operation input device 10 specifies the content of the operation input based on the gesture operation and the gesture area indicating the position where the gesture operation is performed.
In this way, by specifying the reference member (steering wheel 20) in the space in the space, it is easy for the operator (driver) to recognize the reference position of the gesture and to perform the operation. At the same time, the gesture recognition rate in the operation input device 10 can be improved.

図2は、ステアリングホイール20の正面図であり、図3は、ステアリングホイール20の側面図(図2のA矢視図)である。
図2に示すように、ステアリングホイール20は、環状のグリップ部22と、当該グリップ部22の中央に配置されたセンター部24と、当該センター部24から左右の径方向に延設されてセンター部24とグリップ部22とを接続する複数のスポーク部26と、を有している。
また、図3に示すように、ステアリングホイール20は、車室内前方の幅方向に延びて形成されているインストルメントパネル31からコラムカバー32を介して配設されている。
ステアリングホイール20は、コラムカバー32内でステアリングシャフト34の上端と連結されている 。ステアリングシャフト34は、筒状のステアリングコラム36内に回転自在に支持され、コラムカバー32内からインストルメントパネル31内にかけて延びている。
ステアリングコラム36には、ステアリングホイール20の角度を変更するチルト装置38がインストルメントパネル31内に設けられている。
FIG. 2 is a front view of the steering wheel 20, and FIG. 3 is a side view of the steering wheel 20 (viewed in the direction of arrow A in FIG. 2).
As shown in FIG. 2, the steering wheel 20 includes an annular grip portion 22, a center portion 24 disposed in the center of the grip portion 22, and a center portion extending from the center portion 24 in the left and right radial directions. 24 and a plurality of spoke portions 26 for connecting the grip portion 22 to each other.
Further, as shown in FIG. 3, the steering wheel 20 is disposed via a column cover 32 from an instrument panel 31 formed to extend in the width direction in front of the vehicle interior.
The steering wheel 20 is connected to the upper end of the steering shaft 34 in the column cover 32. The steering shaft 34 is rotatably supported in a cylindrical steering column 36 and extends from the column cover 32 to the instrument panel 31.
The steering column 36 is provided with a tilt device 38 that changes the angle of the steering wheel 20 in the instrument panel 31.

本実施の形態では、ステアリングホイール20周辺の3次元空間Sを、少なくとも2つの座標軸方向に沿って複数の領域に分割することによってジェスチャ領域を特定する。
本実施の形態では、3次元空間Sを3つの座標軸方向、すなわちステアリングホイール20の中心点を原点Oとして、車両の上下方向にほぼ沿った略上下方向軸であるX軸、車両の前後方向にほぼ沿った略前後方向軸であるZ軸、および車両の車幅方向にほぼ沿った略車幅方向軸であるY軸に沿って分割してジェスチャ領域を特定する。
ここで、車両の上下方向や前後方向等にほぼ沿ったとは、図3に示すようにステアリングホイール20は車両の前後方向に傾けて配置されている場合が多く、後述のようにステアリングホイール20の円環を基準として座標軸を設定した場合、車両の上下方向や前後方向に厳密には沿わないことを意味する。
In the present embodiment, the gesture region is specified by dividing the three-dimensional space S around the steering wheel 20 into a plurality of regions along at least two coordinate axis directions.
In the present embodiment, the three-dimensional space S is set in three coordinate axis directions, that is, with the center point of the steering wheel 20 as the origin O, the X axis that is a substantially vertical axis substantially along the vehicle vertical direction, and the vehicle longitudinal direction. A gesture region is specified by dividing along a Z axis that is a substantially longitudinal axis that is substantially along, and a Y axis that is a substantially vehicle width direction axis that is substantially along the vehicle width direction of the vehicle.
Here, “almost along the vertical direction or the front-rear direction of the vehicle” means that the steering wheel 20 is often inclined with respect to the front-rear direction of the vehicle as shown in FIG. When the coordinate axis is set based on the circular ring, it means that the vehicle does not strictly follow the vertical direction or the front-rear direction of the vehicle.

略上下方向軸(X軸)に沿った空間は、図2に示すようにステアリングホイール20の内周領域X1、ステアリングホイール20の外縁領域X2、および外縁領域X2より上方の上方領域X3に分割される。
なお、外縁領域X2は、例えばステアリングホイール20のグリップ部22の上端部22Aから上に数センチ程度(操作者の握りこぶしの高さ程度)までの領域である。
また、本実施の形態では、各領域X1〜X3を原点Oより上の空間にのみ設定している。これは、原点Oより下の空間は操作者の視界に入りにくく、操作が行いづらいためである。
しかしながら、図13Aに示すように、原点Oより下の空間にも各領域X1〜X3を設定してもよい。また、図13Bに示すように、原点Oより上の空間に設定された領域X1〜X3と、原点Oより下の空間に設定された領域X1〜X3(領域X1’〜X3’)とを別個の領域として設定してもよい。
As shown in FIG. 2, the space along the substantially vertical axis (X axis) is divided into an inner peripheral region X1 of the steering wheel 20, an outer edge region X2 of the steering wheel 20, and an upper region X3 above the outer edge region X2. The
The outer edge region X2 is, for example, a region from the upper end 22A of the grip portion 22 of the steering wheel 20 up to about several centimeters (about the height of the fist of the operator).
In the present embodiment, the regions X1 to X3 are set only in the space above the origin O. This is because the space below the origin O is difficult to enter the operator's field of view and is difficult to operate.
However, as shown in FIG. 13A, the regions X1 to X3 may be set in a space below the origin O. Further, as shown in FIG. 13B, the regions X1 to X3 set in the space above the origin O and the regions X1 to X3 (regions X1 ′ to X3 ′) set in the space below the origin O are separated. It may be set as a region.

略車幅方向軸(Y軸)に沿った空間は、図2に示すようにステアリングホイール20の中心点(原点O)から一方の車側側の領域(図2では操作者から見て右側に位置する右側領域Y1)と、中心点(原点O)から他方の車側側の領域(図2では操作者から見て左側に位置する左側領域Y2)とに分割する。   As shown in FIG. 2, the space along the substantially vehicle width direction axis (Y axis) is a region on the vehicle side from the center point (origin O) of the steering wheel 20 (in FIG. 2, on the right side as viewed from the operator). It is divided into a right area Y1) and a center area (origin O) on the other vehicle side (left area Y2 located on the left side as viewed from the operator in FIG. 2).

略前後方向軸(Z軸)に沿った空間は、図3に示すようにステアリングホイール20が運転者と対向する面である前面領域Z1と、ステアリングホイール20の車体への取り付け面である後面領域Z2とに分割される。   As shown in FIG. 3, the space along the substantially longitudinal axis (Z-axis) includes a front area Z1 where the steering wheel 20 faces the driver and a rear area where the steering wheel 20 is attached to the vehicle body. Divided into Z2.

なお、図2および図3では、3次元空間Sを3つの座標軸方向に分割する場合について説明したが、3次元空間Sを2つの座標軸方向、例えば略上下方向軸であるX軸と略前後方向軸であるZ軸とに分割するようにしてもよい。   2 and 3, the case where the three-dimensional space S is divided into three coordinate axis directions has been described. However, the three-dimensional space S is divided into two coordinate axis directions, for example, an X axis that is a substantially vertical axis and a substantially front-rear direction. You may make it divide | segment into the Z-axis which is an axis | shaft.

図1の説明に戻り、操作入力装置10は、速度検出手段11と、ジェスチャ決定手段12と、撮影手段13と、ジェスチャ識別手段14と、操作識別データベースDBによって構成される。
上記の構成のうち、ジェスチャ決定手段12およびジェスチャ識別手段14は、車両ECU等の処理部によって構成される。車両ECUは、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成され、上記CPUが上記制御プログラムを実行することによって、ジェスチャ決定手段12またはジェスチャ識別手段14として機能する。
Returning to the description of FIG. 1, the operation input device 10 includes a speed detection unit 11, a gesture determination unit 12, a photographing unit 13, a gesture identification unit 14, and an operation identification database DB.
Among the above configurations, the gesture determination unit 12 and the gesture identification unit 14 are configured by a processing unit such as a vehicle ECU. The vehicle ECU includes a CPU, a ROM that stores and stores a control program, a RAM as an operation area of the control program, an EEPROM that holds various data in a rewritable manner, an interface unit that interfaces with peripheral circuits, and the like. Then, the CPU functions as the gesture determining unit 12 or the gesture identifying unit 14 by executing the control program.

速度検出手段11は、操作入力装置10が搭載された車両の走行速度を検出する。速度検出手段11は、例えば車速パルスを取得することにより、車両の走行速度を検出する。
ジェスチャ決定手段12は、車両の走行速度に基づいて操作入力として受け付ける有効ジェスチャを決定する。
より詳細には、ジェスチャ決定手段12は、車両の走行速度が高速(所定速度以上)の場合には、操作者の注意を運転操作に対してより多く向ける必要があると判断して、操作者の注意がジェスチャを用いた操作入力に向く割合を低くするようなジェスチャを有効ジェスチャとして決定する。
本実施の形態では、有効ジェスチャを、ジェスチャ動作と、当該ジェスチャ動作が行われた3次元空間S上の位置を示すジェスチャ領域とによって特定する。
The speed detection means 11 detects the traveling speed of the vehicle on which the operation input device 10 is mounted. The speed detection means 11 detects the traveling speed of the vehicle, for example, by acquiring a vehicle speed pulse.
The gesture determination means 12 determines an effective gesture that is accepted as an operation input based on the traveling speed of the vehicle.
More specifically, the gesture determination means 12 determines that the operator's attention needs to be more directed toward the driving operation when the vehicle traveling speed is high (a predetermined speed or more), and the operator A gesture that lowers the rate of attention to the operation input using a gesture is determined as an effective gesture.
In the present embodiment, an effective gesture is specified by a gesture action and a gesture area indicating a position on the three-dimensional space S where the gesture action is performed.

ジェスチャ決定手段12による決定結果には、例えば以下の<1>〜<3>の種類がある。
<1>すべての操作入力について、有効ジェスチャを通常時(走行速度が所定速度未満の時)のジェスチャよりも簡易な高速時ジェスチャに切り替える。
すなわち、1つの操作入力に対して、走行速度が所定速度以上の場合に適用する高速時ジェスチャと、走行速度が所定速度未満の場合に適用する通常時ジェスチャとを予め決定しておき、走行速度に基づいて有効ジェスチャを高速時ジェスチャと通常時ジェスチャとの間で切り替える。
ここで、高速時ジェスチャは、通常時ジェスチャよりもジェスチャに要する時間またはジェスチャによって移動する部位の移動距離が短いジェスチャに設定される。
<2>複数種類の操作入力のうち、一部の操作入力は有効ジェスチャを通常時ジェスチャから高速時ジェスチャに切り替え(切替操作入力群)、一部の操作入力は操作入力を禁止する(禁止操作入力群)。
すなわち、操作入力が複数種類設定されている場合、複数種類の操作入力を、走行速度に基づいて有効ジェスチャを高速時ジェスチャと通常時ジェスチャとの間で切り替える切替操作入力群(上記<1>と同様)と、走行速度が所定速度以上の場合には操作入力を禁止する禁止操作入力群と、に分けて設定する。
<3>高速走行時には有効ジェスチャをなくす。
すなわち、高速走行時にはジェスチャを用いた操作入力を全面的に禁止する。
The determination result by the gesture determination means 12 includes the following types <1> to <3>, for example.
<1> For all operation inputs, the effective gesture is switched to a simple gesture at a high speed rather than a gesture at a normal time (when the traveling speed is less than a predetermined speed).
That is, for one operation input, a high-speed gesture that is applied when the travel speed is equal to or higher than a predetermined speed and a normal-time gesture that is applied when the travel speed is less than the predetermined speed are determined in advance, and the travel speed is determined. The effective gesture is switched between a high-speed gesture and a normal-time gesture based on.
Here, the high-speed gesture is set to a gesture in which the time required for the gesture or the movement distance of the portion moved by the gesture is shorter than that in the normal gesture.
<2> Among several types of operation inputs, some operation inputs are switched from normal gestures to high-speed gestures (switching operation input group), and some operation inputs are prohibited from operation input (prohibited operations) Input group).
That is, when a plurality of types of operation inputs are set, a plurality of types of operation inputs are switched operation input groups for switching an effective gesture between a high-speed gesture and a normal-time gesture based on the traveling speed (above <1> and And the prohibited operation input group for prohibiting operation input when the traveling speed is equal to or higher than the predetermined speed.
<3> Eliminate effective gestures when driving at high speeds.
That is, operation input using gestures is completely prohibited during high-speed traveling.

以下では主に上記<2>について説明する。
なお、上記<1>または<2>の場合において、一部の操作入力の通常時ジェスチャと高速時ジェスチャとが同一のジェスチャであってもよい。
Hereinafter, the above <2> will be mainly described.
In the case of <1> or <2> above, the normal gesture and the high-speed gesture for some operation inputs may be the same gesture.

ジェスチャ決定手段12についてより詳細に説明するために、操作識別データベースDBについて説明する。
操作識別データベースDBは、3次元空間S内のどの領域でどのようなジェスチャ動作が行われたかによって、操作内容を識別するためのデータが記録されている。
図4は、操作識別データベースDBの内容を模式的に示す表である。
図4の表では、5種類の操作入力(第1の操作入力〜第5の操作入力)について、操作対象機器1481、操作内容1482、通常時ジェスチャ1483、高速時ジェスチャ1484がそれぞれ示されている。
ジェスチャ決定手段12は、車両の走行速度が所定速度未満の場合には通常時ジェスチャを、車両の走行速度が所定速度以上の場合には高速時ジェスチャを、有効ジェスチャとして決定する。
通常時ジェスチャ1483および高速時ジェスチャ1484は、ジェスチャ動作と、ジェスチャ動作が行われる領域(ジェスチャ領域)の2つの要素から特定される。
In order to describe the gesture determination unit 12 in more detail, the operation identification database DB will be described.
In the operation identification database DB, data for identifying the operation content is recorded depending on which gesture operation is performed in which region in the three-dimensional space S.
FIG. 4 is a table schematically showing the contents of the operation identification database DB.
In the table of FIG. 4, for five types of operation inputs (first operation input to fifth operation input), an operation target device 1481, operation contents 1482, normal gesture 1483, and high speed gesture 1484 are shown. .
The gesture determination means 12 determines a normal gesture as an effective gesture when the vehicle traveling speed is less than a predetermined speed, and a high-speed gesture when the vehicle traveling speed is equal to or higher than a predetermined speed.
The normal-time gesture 1483 and the high-speed gesture 1484 are specified from two elements: a gesture operation and a region in which the gesture operation is performed (gesture region).

第1の操作入力の操作対象機器30は車両のスモールランプおよびテールランプであり、操作内容は点灯および消灯、すなわちスモールランプおよびテールランプが消灯した状態でこのジェスチャが行われた場合にはスモールランプおよびテールランプを点灯し、スモールランプおよびテールランプが点灯した状態でこのジェスチャが行われた場合にはスモールランプおよびテールランプを消灯する。
第1の操作入力の通常時ジェスチャは、ステアリングホイール20の上方領域X3かつ後面領域Z2で、操作者の手をグー(握りこぶし)からパー(手のひらを広げる)に変化させるジェスチャ動作を行うものである。
すなわち、図5に示すようにステアリングホイール20の上方のインストルメントパネル31寄りの領域に操作者の手Hを位置させて、手Hの形状をグーからパーへと変化させるジェスチャである。
なお、図5〜図7、図11において、図Aはステアリングホイール20の正面図であり、図Bはステアリングホイール20の側面図である。また、図8〜図10において、図Aと図Bは共にステアリングホイール20の正面図である。
また、第1の操作入力の高速時ジェスチャは、ステアリングホイール20の上方領域X3かつ後面領域Z2で、ステアリングホイール20に対して操作者の手をかざすジェスチャ動作を行うものである。
すなわち、図6に示すようにステアリングホイール20の上方で下向き(ステアリングホイール20向きに)操作者の手Hを広げるジェスチャである。
このように、高速時ジェスチャは通常時ジェスチャと比較して短時間に動作が完了するものになっている。
The operation target device 30 of the first operation input is a small lamp and a tail lamp of the vehicle, and the operation content is turned on and off, that is, when this gesture is performed with the small lamp and the tail lamp turned off, the small lamp and the tail lamp. Is turned on, and when this gesture is performed in a state where the small lamp and the tail lamp are lit, the small lamp and the tail lamp are turned off.
The normal gesture of the first operation input is a gesture operation that changes the operator's hand from goo (fist fist) to par (spreads the palm) in the upper region X3 and the rear surface region Z2 of the steering wheel 20. .
That is, as shown in FIG. 5, the gesture is a gesture in which the operator's hand H is positioned in a region near the instrument panel 31 above the steering wheel 20 and the shape of the hand H is changed from goo to par.
5 to 7 and 11, FIG. A is a front view of the steering wheel 20, and FIG. B is a side view of the steering wheel 20. 8 to 10, FIGS. A and B are both front views of the steering wheel 20.
The first operation input high-speed gesture is a gesture operation in which an operator's hand is held over the steering wheel 20 in the upper region X3 and the rear surface region Z2 of the steering wheel 20.
That is, as shown in FIG. 6, the gesture is to spread the operator's hand H downward (toward the steering wheel 20) above the steering wheel 20.
As described above, the high-speed gesture completes the operation in a shorter time than the normal gesture.

第2の操作入力の操作対象機器30は車両のヘッドライトであり、操作内容はヘッドライトが点灯した状態でこのジェスチャが行われた場合にはヘッドライトの照射方向をハイとローとで切り替え(ハイ/ロー切替)、ヘッドライトが消灯した状態でこのジェスチャが行われた場合にはパッシング点灯(瞬間的なハイビーム点灯)を行う。
第2の操作入力の通常時ジェスチャは、操作者の手をステアリングホイール20の内周領域X1の前面領域Z1から後面領域Z2に移動させるジェスチャ動作を行うものである。
すなわち、図7に示すようにステアリングホイール20の内周に手をくぐらせるジェスチャである。
一方、第2の操作入力の高速時ジェスチャは設定されていない。すなわち、高速時には第2の操作入力は禁止となる。
高速時に禁止となる動作としては、例えば高速時に行うと走行時の安全性が低下する操作や、操作内容の緊急性が低く走行速度が所定速度以下になってから行うことが好ましい操作などが挙げられる。
The operation target device 30 of the second operation input is a headlight of a vehicle, and when the gesture is performed with the headlight turned on, the operation content is switched between a headlight irradiation direction between high and low ( When this gesture is performed in a state where the headlight is turned off), passing lighting (instant high beam lighting) is performed.
The normal gesture of the second operation input is a gesture operation for moving the operator's hand from the front surface area Z1 of the inner peripheral area X1 of the steering wheel 20 to the rear surface area Z2.
That is, as shown in FIG. 7, it is a gesture for putting a hand over the inner periphery of the steering wheel 20.
On the other hand, the high-speed gesture for the second operation input is not set. That is, the second operation input is prohibited at high speed.
Examples of operations that are prohibited at high speeds include operations that reduce safety when traveling at high speeds, and operations that are less urgent and are preferably performed after the traveling speed falls below a predetermined speed. It is done.

第3の操作入力の操作対象機器30は、操作者から見て左側のターンランプであり、操作内容は点灯である。
第3の操作入力の通常時ジェスチャは、ステアリングホイール20の外縁領域X2に沿って操作者の手を右側領域Y1から左側領域Y2へと移動させ、さらに右側領域Y1へと戻すジェスチャ動作を行うものである。
すなわち、図8Aに示すように操作者の右手Hをステアリングホイール20の外縁に沿って車幅方向に往復させるジェスチャである。これは、操作者が左折操作をする際にステアリングホイール20を左側に回転させる動作を模擬している。
また、第3の操作入力の高速時ジェスチャは、操作者の右手Hをステアリングホイール20の外縁領域X2かつ前面領域Z1と後面領域Z2との境界付近で、グー(握りこぶし)からパー(手のひらを広げる)に変化させるジェスチャ動作を行うものである。
すなわち、図9に示すようにステアリングホイール20の保持位置で操作者の右手Hの形状をグーからパーへと変化させるジェスチャである。
このように、高速時ジェスチャは通常時ジェスチャと比較して、ジェスチャによって移動する部位(本実施の形態では操作者の手)の移動距離が短いものとなっている。
The operation target device 30 of the third operation input is a left turn lamp as viewed from the operator, and the operation content is lit.
The normal gesture of the third operation input is a gesture that moves the operator's hand from the right region Y1 to the left region Y2 along the outer edge region X2 of the steering wheel 20, and then returns to the right region Y1. It is.
That is, as shown in FIG. 8A, this is a gesture in which the operator's right hand H is reciprocated in the vehicle width direction along the outer edge of the steering wheel 20. This simulates the operation of rotating the steering wheel 20 to the left when the operator performs a left turn operation.
Further, the third operation input high-speed gesture is such that the operator's right hand H is moved from the goo (fist fist) to the par (palm palm) in the vicinity of the outer edge region X2 of the steering wheel 20 and the front region Z1 and the rear region Z2. ) To perform a gesture operation.
That is, as shown in FIG. 9, the gesture is a gesture for changing the shape of the right hand H of the operator from goo to par at the holding position of the steering wheel 20.
In this way, the high-speed gesture has a shorter moving distance of the portion (the operator's hand in this embodiment) moved by the gesture than the normal gesture.

また、第4の操作入力の操作対象機器30は、操作者から見て右側のターンランプであり、操作内容は点灯である。
第4の操作入力の通常時ジェスチャは、ステアリングホイール20の外縁領域X2に沿って操作者の手を左側領域Y2から右側領域Y1へと移動させ、さらに左側領域Y2へと戻すジェスチャ動作を行うものである。
すなわち、図8Bに示すように操作者の左手Hをステアリングホイール20の外縁に沿って車幅方向に往復させるジェスチャである。これは、操作者が右折操作をする際にステアリングホイール20を右側に回転させる動作を模擬している。
また、第4の操作入力の高速時ジェスチャは、操作者の左手Hをステアリングホイール20の外縁領域X2かつ前面領域Z1と後面領域Z2との境界付近で、グー(握りこぶし)からパー(手のひらを広げる)に変化させるジェスチャ動作を行うものである。
すなわち、図10に示すようにステアリングホイール20の保持位置で操作者の左手Hの形状をグーからパーへと変化させるジェスチャである。
The operation target device 30 of the fourth operation input is a right turn lamp as viewed from the operator, and the operation content is lit.
The normal gesture of the fourth operation input is a gesture that moves the operator's hand from the left region Y2 to the right region Y1 along the outer edge region X2 of the steering wheel 20, and then returns to the left region Y2. It is.
That is, as shown in FIG. 8B, the gesture is a reciprocation of the left hand H of the operator in the vehicle width direction along the outer edge of the steering wheel 20. This simulates the operation of rotating the steering wheel 20 to the right when the operator performs a right turn operation.
Further, the fourth operation input high-speed gesture is performed by moving the left hand H of the operator from the goo (fist fist) to the par (palm palm) in the vicinity of the outer edge region X2 of the steering wheel 20 and the front region Z1 and the rear region Z2. ) To perform a gesture operation.
That is, as shown in FIG. 10, the gesture is a gesture for changing the shape of the left hand H of the operator from goo to par at the holding position of the steering wheel 20.

第5の操作入力の操作対象機器30は車両のヘッドランプであり、操作内容は点灯および消灯、すなわちヘッドランプが消灯した状態でこのジェスチャが行われた場合にはヘッドランプを点灯し、ヘッドランプが点灯した状態でこのジェスチャが行われた場合にはヘッドランプを消灯する。
第5の操作入力は、ステアリングホイール20の内周領域X1かつ前面領域Z1で、ステアリングホイール20に対して手をかざすジェスチャ動作を行うものである。
すなわち、図11に示すようにステアリングホイール20に正対して操作者の手Hを広げるジェスチャである。
この第5の操作は、通常時ジェスチャ1483と高速時ジェスチャ1484とが同じ動作となっている。このように、例えば通常時ジェスチャ1483が比較的簡易なジェスチャである場合などは、必ずしも通常時ジェスチャ1483と高速時ジェスチャ1484とを異なる動作にしなくてもよい。
The operation target device 30 of the fifth operation input is a vehicle headlamp, and the operation content is turned on and off, that is, when this gesture is performed with the headlamp turned off, the headlamp is turned on. If this gesture is performed while is lit, the headlamp is turned off.
The fifth operation input is a gesture operation in which the hand is held with respect to the steering wheel 20 in the inner peripheral region X1 and the front surface region Z1 of the steering wheel 20.
That is, as shown in FIG. 11, the gesture is to spread the operator's hand H directly against the steering wheel 20.
In the fifth operation, the normal gesture 1483 and the high speed gesture 1484 are the same. As described above, for example, when the normal gesture 1483 is a relatively simple gesture, the normal gesture 1483 and the high speed gesture 1484 do not necessarily have to be operated differently.

図4に示した例のうち、第1の操作、第3の操作および第4の操作は、切替操作入力群となり、第2の操作は禁止操作入力群となる。   In the example shown in FIG. 4, the first operation, the third operation, and the fourth operation are a switching operation input group, and the second operation is a prohibited operation input group.

図1の説明に戻り、撮影手段13は、3次元空間を連続的に撮影する。連続的に撮影とは、3次元空間内における操作者の挙動(ジェスチャ)が認識可能な画像群(映像データ)を撮影することを指す。
撮影手段13は、例えば赤外線カメラであり、夜間でも3次元空間内の映像を撮影可能とする。また、撮影手段13を複数のカメラ(ステレオカメラ等)で構成してもよい。
撮影手段13の設置位置は任意であるが、ステアリングホイール20および上述した各領域X1〜X3,Y1,Y2,Z1,Z2を撮影範囲に含むことができる位置とする。
Returning to the description of FIG. 1, the photographing unit 13 continuously photographs a three-dimensional space. Continuous shooting refers to shooting a group of images (video data) in which the behavior (gesture) of the operator in a three-dimensional space can be recognized.
The photographing means 13 is, for example, an infrared camera, and can photograph a video in a three-dimensional space even at night. Further, the photographing means 13 may be composed of a plurality of cameras (stereo cameras or the like).
The installation position of the photographing unit 13 is arbitrary, but the steering wheel 20 and the above-described regions X1 to X3, Y1, Y2, Z1, and Z2 are positions that can be included in the photographing range.

ジェスチャ識別手段14は、撮影手段13によって撮影された撮影画像に基づいて、操作者がジェスチャ決定手段12によって決定された有効ジェスチャを行ったか否かを識別し、有効ジェスチャを行った際に、有効ジェスチャに対応する動作を操作対象機器30に行わせる制御信号を出力する。
ジェスチャ識別手段14は、動作識別手段140、領域識別手段142、操作内容特定手段144、および機器制御手段146を有する。
The gesture identification unit 14 identifies whether or not the operator has performed the effective gesture determined by the gesture determination unit 12 based on the captured image captured by the imaging unit 13, and is effective when the effective gesture is performed. A control signal for causing the operation target device 30 to perform an operation corresponding to the gesture is output.
The gesture identification unit 14 includes an operation identification unit 140, a region identification unit 142, an operation content identification unit 144, and a device control unit 146.

動作識別手段140は、撮影手段13によって撮影された撮影画像に基づいて、3次元空間内で操作者が有効ジェスチャのジェスチャ動作を行ったか否かを識別する。
本実施の形態において、操作者とは運転者であり、動作を行う部分は手Hである。動作識別手段140は、公知の画像認識技術(パターン認識技術)を用いて撮影画像中に映る手を識別し、さらに手の各点の位置が時間経過とともにどのように変化するかに基づいて、手のジェスチャ動作を認識する。そして、ジェスチャ決定手段12で決定された有効ジェスチャのジェスチャ動作と一致するジェスチャ動作を行ったか否かを識別する。
The action identifying unit 140 identifies whether or not the operator has performed a gesture operation of an effective gesture in the three-dimensional space based on the photographed image photographed by the photographing unit 13.
In the present embodiment, the operator is a driver, and the part that performs the operation is the hand H. The action identifying means 140 identifies a hand appearing in a captured image using a known image recognition technique (pattern recognition technique), and further, based on how the position of each point of the hand changes over time, Recognize hand gestures. Then, it is identified whether or not a gesture operation that matches the gesture operation of the valid gesture determined by the gesture determination means 12 has been performed.

領域識別手段142は、所定のジェスチャ動作が行われた位置が上述した複数の領域X1〜X3,Y1,Y2,Z1,Z2のいずれに属するかを識別する。
領域識別手段142は、撮影画像中のステアリングホイール20の位置とジェスチャ動作時における操作者の手の位置との相対関係から、当該ジェスチャ動作が複数の領域X1〜X3,Y1,Y2,Z1,Z2のいずれで行われたかを識別する。
The area identifying unit 142 identifies which of the plurality of areas X1 to X3, Y1, Y2, Z1, and Z2 the position where the predetermined gesture operation is performed.
The region identification unit 142 determines that the gesture operation is performed in a plurality of regions X1 to X3, Y1, Y2, Z1, and Z2 based on the relative relationship between the position of the steering wheel 20 in the captured image and the position of the operator's hand during the gesture operation. To identify whether it was done.

操作内容特定手段144は、所定のジェスチャ動作と所定のジェスチャが行われた領域とに基づいて、操作対象機器30への操作入力の内容(操作内容)を特定する。
操作内容特定手段144は、動作識別手段140で識別されたジェスチャ動作の種類と、領域識別手段142で識別された領域との組み合わせが有効ジェスチャに一致するかを判断し、一致している場合には当該操作入力に対応する操作対象機器30への操作内容を特定する。
例えば、車両の走行速度が所定速度未満であり、有効ジェスチャが通常時ジェスチャとされている際に、動作識別手段140で識別されたジェスチャ動作が操作者の手の形状をグーからパーへと変化させるジェスチャ動作(第1の操作入力におけるジェスチャ動作)であったとする。
このとき、領域識別手段142で識別された領域がステアリングホイール20の上方領域X3かつ後面領域Z2である場合には、操作内容特定手段144は、第1の操作入力が行われたと判断し、車両のスモールランプおよびテールランプの点灯または消灯が操作内容であると特定する。
また、領域識別手段142で識別された領域がステアリングホイール20の内周領域X1や前面領域Z1などである場合には、該当する操作入力はないため、操作内容特定手段144は、操作入力なしと判定する。
すなわち、操作内容特定手段144は、動作識別手段140で識別されたジェスチャ動作と、領域識別手段142で識別された領域との組み合わせが、操作識別データベースDBに記録された有効ジェスチャのいずれかに一致した場合のみ、有効な操作入力として認識する。
The operation content specifying unit 144 specifies the content (operation content) of the operation input to the operation target device 30 based on the predetermined gesture operation and the area where the predetermined gesture is performed.
The operation content specifying unit 144 determines whether the combination of the type of the gesture action identified by the action identifying unit 140 and the area identified by the area identifying unit 142 matches the valid gesture. Specifies the operation content to the operation target device 30 corresponding to the operation input.
For example, when the traveling speed of the vehicle is less than a predetermined speed and the effective gesture is a normal gesture, the gesture motion identified by the motion identification means 140 changes the shape of the operator's hand from goo to par. It is assumed that the gesture operation is to be performed (the gesture operation in the first operation input).
At this time, if the region identified by the region identifying unit 142 is the upper region X3 and the rear region Z2 of the steering wheel 20, the operation content specifying unit 144 determines that the first operation input has been performed, and the vehicle It is specified that the small lamp and the tail lamp are turned on or off.
In addition, when the area identified by the area identifying unit 142 is the inner peripheral area X1 or the front area Z1 of the steering wheel 20, there is no corresponding operation input. judge.
That is, the operation content specifying unit 144 matches the combination of the gesture action identified by the action identifying unit 140 and the area identified by the area identifying unit 142 with one of the valid gestures recorded in the operation identification database DB. Is recognized as a valid operation input only.

機器制御手段146は、操作内容に対応する動作、すなわち有効ジェスチャに対応する動作を操作対象機器30に行わせる制御信号を出力する。
例えば上記第1の操作入力が行われた場合には、機器制御手段146は、車両のスモールランプおよびテールランプに対して点灯および消灯を切り換える制御信号を出力する。
The device control unit 146 outputs a control signal that causes the operation target device 30 to perform an operation corresponding to the operation content, that is, an operation corresponding to the valid gesture.
For example, when the first operation input is performed, the device control unit 146 outputs a control signal for switching on / off the small lamp and tail lamp of the vehicle.

図12は、操作入力装置10による処理の手順を示すフローチャートである。
操作入力装置10は、車両の走行中は図12に示す処理をくり返し行う。
まず、速度検出手段11によって、車両の走行速度を検出する(ステップS800)。
つぎに、有効ジェスチャ決定手段12によって、ステップS800で検出された走行速度に基づいて有効ジェスチャを決定する(ステップS801)。すなわち、走行速度が所定速度未満の場合は通常時ジェスチャを有効ジェスチャとして決定し、走行速度が所定速度以上の場合は高速時ジェスチャを有効ジェスチャとして決定する。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the operation input device 10.
The operation input device 10 repeats the process shown in FIG. 12 while the vehicle is traveling.
First, the vehicle speed is detected by the speed detector 11 (step S800).
Next, an effective gesture is determined by the effective gesture determination means 12 based on the traveling speed detected in step S800 (step S801). That is, when the traveling speed is less than a predetermined speed, the normal gesture is determined as an effective gesture, and when the traveling speed is equal to or higher than the predetermined speed, the high speed gesture is determined as an effective gesture.

つづいて、撮影手段13によってステアリングホイール20周辺の車室空間を撮影する(ステップS802)。
動作識別手段140は、撮影手段13で撮影された撮影画像を解析し、操作者が有効ジェスチャに含まれるジェスチャ動作(有効なジェスチャ動作)を行ったか否かを判断する(ステップS803)。
操作者が有効ジェスチャに含まれるジェスチャ動作を行っていない場合は(ステップS803:No)、ステップS800に戻って以降の処理をくり返す。
また、操作者が有効ジェスチャに含まれるジェスチャ動作を行った場合は(ステップS803:Yes)、領域識別手段142によってジェスチャ動作を行った領域を特定する(ステップS804)。
つぎに、操作内容特定手段144は、操作者が行ったジェスチャ動作と当該ジェスチャ動作を行った領域との組み合わせが、いずれかの有効ジェスチャに一致するか否かを判断する(ステップS806)。
いずれかの有効ジェスチャに一致しない場合は(ステップS806:No)、ステップS800に戻って以降の処理をくり返す。
また、いずれかの有効ジェスチャに一致する場合は(ステップS806:Yes)、操作対象機器30および制御内容を特定し(ステップS808)、機器制御手段146によって操作対象機器30へと制御信号を出力する(ステップS810)。
その後、ステップS800に戻り、以降の処理をくり返す。
Subsequently, the vehicle space around the steering wheel 20 is photographed by the photographing means 13 (step S802).
The motion identification unit 140 analyzes the captured image captured by the capturing unit 13 and determines whether or not the operator has performed a gesture operation (effective gesture operation) included in the effective gesture (step S803).
If the operator does not perform the gesture operation included in the valid gesture (step S803: No), the process returns to step S800 and the subsequent processing is repeated.
If the operator performs a gesture operation included in the valid gesture (step S803: Yes), the region identification unit 142 identifies the region where the gesture operation has been performed (step S804).
Next, the operation content specifying unit 144 determines whether the combination of the gesture motion performed by the operator and the region where the gesture motion is performed matches any valid gesture (step S806).
If it does not match any of the valid gestures (step S806: No), the process returns to step S800 and the subsequent processing is repeated.
If it matches any of the valid gestures (step S806: Yes), the operation target device 30 and the control content are specified (step S808), and the device control means 146 outputs a control signal to the operation target device 30. (Step S810).
Thereafter, the process returns to step S800, and the subsequent processing is repeated.

なお、図12および上記の説明では、動作識別手段140によって所定のジェスチャ動作が行われたことを識別してから領域識別手段142によってジェスチャ領域を識別しているが、これに限らずジェスチャ領域を識別してから所定のジェスチャ動作を行ったかを識別してもよい。例えば、操作者の手の位置を常時追跡しつつ、所定のジェスチャ動作が行われたかを識別してもよい。   In FIG. 12 and the above description, the gesture identification region is identified by the region identification unit 142 after identifying that the predetermined gesture operation has been performed by the motion identification unit 140. However, the gesture region is not limited to this. You may identify whether predetermined gesture operation | movement was performed after identifying. For example, it may be determined whether a predetermined gesture operation has been performed while constantly tracking the position of the operator's hand.

以上説明したように、実施の形態にかかる操作入力装置10は、車両の走行速度に基づいて操作入力として受け付ける有効ジェスチャを決定する。車両内における操作者は運転者である場合が多いが、運転者の身体的・心理的状態は、車両の走行状態、特に走行速度によって大きく異なる。よって、車両の走行速度に基づいて有効ジェスチャを決定することによって、操作者の身体的・心理的状態に即したジェスチャを有効ジェスチャとして設定し、ジェスチャを用いた操作入力をより有効に機能させることができる。
また、操作入力装置10によれば、前方の注視を要求される車両の運転中に入力部等を用いずに車載機器を操作することができ、車両運転中の安全性を向上させることができる。
また、操作入力装置10は、運転動作をより慎重に行う必要がある高速走行時と、運転動作に比較的余裕がある通常走行時とで操作入力として用いる有効ジェスチャを変更する。よって、車載機器の操作入力にジェスチャを用いる場合に、運転動作とジェスチャ動作とを並行して行いやすくすることができ、車両走行中の安全性を向上させることができる。
また、操作入力装置10は、複数種類の操作入力を切替操作入力群と禁止操作入力群とに分けて設定する。よって、例えば高速走行中は必要性が低い操作入力を禁止するなどして、高速走行時の有効ジェスチャの数を減らすことができ、高速走行時における操作者(運転者)の注意を走行動作に向けやすくすることができる。
高速時ジェスチャは通常時ジェスチャよりもジェスチャに要する時間またはジェスチャによって移動する部位の移動距離が短いので、短時間で操作入力を完了することができ、操作者(運転者)の注意が操作入力に向く時間を短縮することができる。
また、操作入力装置10は、3次元空間内における操作者のジェスチャを認識して操作入力を受け付けるにあたって、予め定められた所定のジェスチャ動作を行ったか否かと、当該所定のジェスチャが行われた領域とに基づいて操作入力の内容(操作対象機器の動作)を特定する。
よって、領域に区分されていない単一空間内でジェスチャを行う場合と比較して、操作入力の意図のない単なる動作を操作入力のジェスチャと誤認識する可能性を低減することができる。
また、ジェスチャ領域は3次元空間を少なくとも2つの座標軸方向に沿って複数の領域に分割したものであるので、ジェスチャ動作を行う位置をより詳細に特定することができ、操作入力の認識率を向上させることができる。また、ジェスチャ動作とジェスチャ領域との組み合わせによって、操作入力の種類を増加させることができる。
また、操作入力装置10では、車両のステアリングホイールが基準となって、操作者が座標軸方向を認識しやすくなり、ジェスチャ動作を容易かつ正確に行うことができる。
As described above, the operation input device 10 according to the embodiment determines an effective gesture that is accepted as an operation input based on the traveling speed of the vehicle. In many cases, the operator in the vehicle is a driver, but the physical and psychological state of the driver varies greatly depending on the traveling state of the vehicle, particularly the traveling speed. Therefore, by determining an effective gesture based on the traveling speed of the vehicle, a gesture according to the physical and psychological state of the operator is set as an effective gesture, and operation input using the gesture functions more effectively. Can do.
Further, according to the operation input device 10, the vehicle-mounted device can be operated without using an input unit or the like during driving of a vehicle that requires a forward gazing, and safety during vehicle driving can be improved. .
In addition, the operation input device 10 changes an effective gesture used as an operation input during high-speed traveling where the driving operation needs to be performed more carefully and during normal traveling where the driving operation has a relatively large margin. Therefore, when a gesture is used for operation input of the in-vehicle device, it is possible to easily perform the driving operation and the gesture operation in parallel, and the safety during traveling of the vehicle can be improved.
The operation input device 10 sets a plurality of types of operation inputs separately for a switching operation input group and a prohibited operation input group. Therefore, for example, it is possible to reduce the number of effective gestures during high-speed driving by prohibiting low-necessity operation inputs during high-speed driving, and the attention of the operator (driver) during high-speed driving to the driving operation. It can be made easier to point.
The high-speed gesture can be completed in a short time because the time required for the gesture or the movement distance of the part moved by the gesture is shorter than the normal gesture. The time to face can be shortened.
Further, when the operation input device 10 recognizes the gesture of the operator in the three-dimensional space and accepts the operation input, whether or not a predetermined gesture operation is performed in advance and an area in which the predetermined gesture is performed Based on the above, the content of the operation input (operation of the operation target device) is specified.
Therefore, compared with the case where a gesture is performed in a single space that is not divided into regions, it is possible to reduce the possibility of erroneously recognizing a simple operation with no intention of operation input as a gesture of operation input.
In addition, since the gesture region is obtained by dividing the three-dimensional space into a plurality of regions along at least two coordinate axis directions, the position where the gesture operation is performed can be specified in more detail, and the recognition rate of operation input is improved. Can be made. Further, the types of operation inputs can be increased by combining the gesture operation and the gesture area.
In the operation input device 10, the operator can easily recognize the coordinate axis direction based on the vehicle steering wheel, and the gesture operation can be performed easily and accurately.

10……操作入力装置、11……速度検出手段、12……ジェスチャ決定手段、13……撮影手段、14……ジェスチャ識別手段、140……動作識別手段、142……領域識別手段、144……操作内容特定手段、146……機器制御手段、DB……操作識別データベース、20……ステアリングホイール、22……グリップ部、22A……上端部、24……センター部、26……スポーク部、30……操作対象機器(車載機器)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Operation input device, 11 ... Speed detection means, 12 ... Gesture determination means, 13 ... Shooting means, 14 ... Gesture identification means, 140 ... Action identification means, 142 ... Area identification means, 144 ... ... operation content specifying means, 146 ... device control means, DB ... operation identification database, 20 ... steering wheel, 22 ... grip part, 22A ... upper end part, 24 ... center part, 26 ... spoke part, 30: Operation target device (on-vehicle device).

Claims (5)

3次元空間内における操作者のジェスチャを認識して操作対象機器への操作入力を受け付ける操作入力装置であって、
前記操作対象機器は車両に搭載された車載機器であり、
前記操作入力は複数種類設定されており、
前記車両の走行速度を検出する速度検出手段と、
前記走行速度に基づいて前記操作入力として受け付ける有効ジェスチャを決定するジェスチャ決定手段と、
前記3次元空間を連続的に撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって撮影された撮影画像に基づいて、前記操作者が前記ジェスチャ決定手段によって決定された有効ジェスチャを行ったか否かを識別し、前記有効ジェスチャを行った際に、前記有効ジェスチャに対応する動作を前記操作対象機器に行わせる制御信号を出力するジェスチャ識別手段と、
を備え、
前記ジェスチャ決定手段は、1つの操作入力に対して、前記走行速度が所定速度以上の場合に適用する高速時ジェスチャと、前記走行速度が前記所定速度未満の場合に適用する通常時ジェスチャとを予め決定しておき、前記複数種類の操作入力を、前記走行速度に基づいて前記有効ジェスチャを前記高速時ジェスチャと前記通常時ジェスチャとの間で切り替える切替操作入力群と、前記走行速度が所定速度以上の場合には前記操作入力を禁止する禁止操作入力群と、に分けて設定する、
とを特徴とする操作入力装置。
An operation input device that recognizes an operator's gesture in a three-dimensional space and receives an operation input to an operation target device,
The operation target device is an in-vehicle device mounted on a vehicle,
A plurality of types of operation inputs are set,
Speed detecting means for detecting the traveling speed of the vehicle;
Gesture determining means for determining an effective gesture received as the operation input based on the traveling speed;
Photographing means for continuously photographing the three-dimensional space;
Based on the photographed image photographed by the photographing means, it is identified whether or not the operator has performed an effective gesture determined by the gesture determining means, and when the effective gesture is performed, it corresponds to the effective gesture Gesture identifying means for outputting a control signal for causing the operation target device to perform an action to be performed;
With
The gesture determining means preliminarily performs a high-speed gesture to be applied when the travel speed is equal to or higher than a predetermined speed and a normal-time gesture to be applied when the travel speed is less than the predetermined speed for one operation input. A plurality of types of operation inputs, a switching operation input group for switching the effective gesture between the high-speed gesture and the normal-time gesture based on the travel speed, and the travel speed is equal to or higher than a predetermined speed. In the case of, the setting is divided into a prohibited operation input group that prohibits the operation input,
Operation input device comprising a call.
前記高速時ジェスチャは、前記通常時ジェスチャよりもジェスチャに要する時間またはジェスチャによって移動する部位の移動距離が短い、
ことを特徴とする請求項記載の操作入力装置。
The high-speed gesture has a shorter time required for the gesture or a movement distance of the part moved by the gesture than the normal gesture.
The operation input device according to claim 1 .
前記有効ジェスチャは、ジェスチャ動作と、当該ジェスチャ動作が行われた前記3次元空間上の位置を示すジェスチャ領域とによって特定され、
前記ジェスチャ領域は、前記3次元空間を少なくとも2つの座標軸方向に沿って複数の領域に分割したものである、
ことを特徴とする請求項1または2記載の操作入力装置。
The effective gesture is specified by a gesture action and a gesture region indicating a position in the three-dimensional space where the gesture action is performed,
The gesture region is obtained by dividing the three-dimensional space into a plurality of regions along at least two coordinate axis directions.
The operation input device according to claim 1, wherein:
前記3次元空間には車両のステアリングホイールが配置されており、
前記ジェスチャ領域は、前記3次元空間を前記ステアリングホイールの中心点を原点として前記車両の上下方向にほぼ沿った略上下方向軸、および前記車両の前後方向にほぼ沿った略前後方向軸に沿って分割したものであり、
前記略上下方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールの内周領域、前記ステアリングホイールの外縁領域、および前記外縁領域より上方の上方領域に分割され、
前記略前後方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールが運転者と対向する面である前面領域と、前記ステアリングホイールの車体への取り付け面である後面領域とに分割される、
ことを特徴とする請求項記載の操作入力装置。
A steering wheel of a vehicle is arranged in the three-dimensional space,
The gesture region has a substantially vertical axis substantially along the vertical direction of the vehicle with the center point of the steering wheel as an origin in the three-dimensional space, and a substantially longitudinal axis substantially along the longitudinal direction of the vehicle. Divided,
The space along the substantially vertical axis is divided into an inner peripheral region of the steering wheel, an outer edge region of the steering wheel, and an upper region above the outer edge region,
The space along the substantially longitudinal axis is divided into a front region, which is a surface where the steering wheel faces the driver, and a rear region, which is a mounting surface of the steering wheel to the vehicle body.
The operation input device according to claim 3 .
前記3次元空間には車両のステアリングホイールが配置されており、
前記ジェスチャ領域は、前記3次元空間を前記ステアリングホイールの中心点を原点として前記車両の上下方向にほぼ沿った略上下方向軸、前記車両の前後方向にほぼ沿った略前後方向軸、および前記車両の車幅方向にほぼ沿った略車幅方向軸に沿って分割したものであり、
前記略上下方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールの内周領域、前記ステアリングホイールの外縁領域、および前記外縁領域より上方の上方領域に分割され、
前記略前後方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールが運転者と対向する面である前面領域と、前記ステアリングホイールの車体への取り付け面である後面領域とに分割され、
前記略車幅方向軸に沿った空間は、前記ステアリングホイールの中心点から一方の車側側の領域と、前記中心点から他方の車側側の領域とに分割される、
ことを特徴とする請求項記載の操作入力装置。
A steering wheel of a vehicle is arranged in the three-dimensional space,
The gesture region includes a substantially vertical axis substantially along the vertical direction of the vehicle with the center point of the steering wheel as an origin in the three-dimensional space, a substantially longitudinal axis substantially along the longitudinal direction of the vehicle, and the vehicle Divided substantially along the vehicle width direction axis substantially along the vehicle width direction,
The space along the substantially vertical axis is divided into an inner peripheral region of the steering wheel, an outer edge region of the steering wheel, and an upper region above the outer edge region,
The space along the substantially longitudinal axis is divided into a front region, which is a surface where the steering wheel faces the driver, and a rear region, which is a mounting surface of the steering wheel to the vehicle body,
The space along the substantially vehicle width direction axis is divided into a region on one vehicle side from the center point of the steering wheel and a region on the other vehicle side from the center point.
The operation input device according to claim 3 .
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