利用肌骨骼信息的操作支援装置和操作支援方法制造方法及图纸

一种操作支援装置，包括：用于检测操作者的肌骨骼状态的肌骨骼状态检测单元（２００）；由所述操作者操作的操作部件（５００）；响应于所述操作部件（５００）的操作而动作的作动机构（６００）；和控制单元。所述控制单元（１０２）包括肌骨骼状态信息取得单元（１０２ａ）；用于预测所述操作者是否要操作所述操作部件（５００）的操作预测单元（１０２ｂ）；和在所述操作部件的操作之前执行所述作动机构的实际动作的前处理动作、或者开始所述实际动作的机构控制单元（１０２ｃ）。该方法例如通过消除转向系统中的游隙或通过制动系统中的早期压力升高而允许被控制的机构更快地响应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种操作支援装置和一种操作支援方法。
技术介绍
存在用于感测操作者的状态并基于该状态控制各种类型的作动机构的技术，并且 关于车辆控制，通过监测车辆驾驶员的驾驶操作的输入和结果或车辆驾驶员的认知状态来 改变车辆控制的尝试已有所报道。例如，日本专利申请2006-123640号公报(JP-A-2006-123640)中记载的驾驶位置 调节装置由用照相机获取的图像信息检测驾驶员的关节弯曲角度，基于该关节弯曲角度计 算座椅和转向盘的最佳移动量，并基于所计算出的移动量调节座椅和转向盘，使得座椅、转 向盘和驾驶员的位置处于理想的驾驶位置。此外，日本专利申请2007-168641号公报(JP-A-2007-168641)中记载的可变转向 角转向装置是通过推定针对转向输入角度的目标车辆状态量(例如车速、横摆率或水平加 速度)来控制车辆运动的车辆稳定性控制(VSC)的一个示例，更具体地，其通过基于车速和 转向盘转向状态检测驾驶员的紧急避让操作并控制与该紧急避让操作对应的转向输出而 在驾驶员已进行紧急避让操作时自动地控制遵循驾驶员的避让意图的转向角。另一方面，还存在用于预测人的行为的技术。例如，日本专利申请2006-110217号公报(JP-A-2006-110217)中记载的肌肉活动 推定系统由操作特定目标对象的人的关节和肌肉的各个运动状态量及要被操作的目标对 象的刚性和粘性来推定人的肌肉活动状态。此处，通常希望在车辆控制期间尽快起动驾驶支援装置(快速起动)以便确保车 辆驾驶员的安全性。因此，可考虑一种发射“车辆驾驶员面部朝向警报”的技术，其利用由用照相机获 取的图像信息检测驾驶员的状态的JP-A-2006-123640等来检测驾驶员面部的朝向，或者 换句话说，是一种通过用照相机监测驾驶员的面部朝向而在驾驶员已将他或她的视线转移 到与行驶方向等不同的方向上的情况下使预碰撞安全系统(PCS)警报的时间加速的技术。但是，对于利用JP-A-2006-123640的“车辆驾驶员面部朝向警报”的情况，因为驾 驶员的认知行为是通过仅基于用照相机获取的图像信息来监测驾驶员的面部朝向和视线 而被推定的，由于存在许多导致驾驶员的实际操作的不确定要素，所以虽然该方法可适于 推定驾驶员的认知状态(例如察觉或未察觉)，但它具有不适于预测驾驶员的操作的问题。此外，JP-A-2007-168641中记载的转向协作模式的VSC基于与驾驶员先前执行 的操作有关的信息来进行控制。也就是说，虽然这种类型的控制在基本上没有不确定要素 (即，不具有任何预测的要素)方面较好(因为控制基于先前的结果来进行而不预测将来的 操作)，但是由于车辆运动控制的动作基于已由驾驶员执行的操作而开始，因此它具有不可 避免地包含“延迟要素”的问题。对于转向协作模式的VSC的情况，例如，由于不可避免地包 含该“延迟要素”，存在在驾驶员的操作和车辆控制动作之间产生分歧(偏差)状态的可能性，由此导致这种类型的控制具有不完善的方面(例如，发生不能由车辆控制处理的情况) 的问题。这样，虽然在JP-A-2006-123640和JP-A-2007-168641记载的相关技术中检测车 辆驾驶员的面部朝向或紧急避让操作，但由于这些未被提前预测，所以即使为了确保安全 性而快速起动驾驶支援装置，在实际上不需要紧急避让操作的情况下，也存在驾驶支援装 置最终并不由于其快速起动而被需要的问题。此外，还需要以高精度来推定驾驶员希望何 种类型的驾驶支援，并且在无法以高精度推定车辆驾驶员希望的驾驶支援的内容的情况 下，存在不能为驾驶员提供舒适的驾驶支援 的问题。此外，由于控制基于与由车辆驾驶员执 行的操作有关的信息而开始，因此存在控制不能快速开始的问题，由此使得控制开始的时 间不可避免地包含“延迟要素”。为了解决上述问题，必须在已精确地预测出驾驶员的实际运动和操作及与这些操 作直接相关的状态之后在适当的时间起动(包括快速起动)驾驶支援装置。此外，虽然希 望尽量消除上述“延迟要素”以便更安全地执行车辆运动控制，但由于存在如果控制更快速 地起动(快速起动)则动作变得不需要的情况，所以关于快速起动必须精确地预测是否希 望起动控制。因此，虽然可考虑使用例如在JP-A-2006-110217中记载的技术来预测人的行为， 但由于JP-A-2006-110217的预测技术仅能通过由驾驶员的关节和肌肉的各个运动状态量 及被操作车辆的刚性和粘性推定操作车辆的驾驶员的肌肉活动状态、利用计算机图形模型 在例如与障碍物碰撞的情况下推定车辆驾驶员的行为，所以该技术具有不能基于这些推定 结果实现实际的车辆控制的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种操作支援装置，其能够在作动机构控制(包括车辆运动 控制)期间精确地监测和推定操作者的认知和操作(包括车辆运动)，并基于这些推定结果 实现更安全和更舒适的作动机构动作(包括车辆运动)，还提供一种操作支援方法。在本专利技术的一个方面中，所述操作支援装置具有用于检测操作者的肌骨骼状态 的肌骨骼状态检测单元；由所述操作者操作的操作部件；响应于所述操作部件的操作而动 作的作动机构；和控制单元。所述控制单元包括用于通过控制所述肌骨骼状态检测单元来 取得所述操作者的肌骨骼状态信息的肌骨骼状态信息取得单元，用于基于由所述肌骨骼状 态信息取得单元取得的所述肌骨骼状态信息来预测所述操作者是否施行所述操作部件的 操作的操作预测单元，和机构控制单元，所述机构控制单元在所述操作预测单元预测出所 述操作部件的操作要被施行的情况下，在所述操作部件的操作之前执行所述作动机构的实 际动作的前处理动作，或者开始所述实际动作。此外，在本专利技术的该方面的操作支援装置中，所述操作者可以是车辆的驾驶员，并 且所述肌骨骼状态检测单元、所述操作部件、所述作动机构和所述控制单元可被装设在所 述车辆中。此外，在本专利技术的该方面的操作支援装置中，所述肌骨骼状态信息取得单元可取 得所述驾驶员的与所述操作部件接触的肢体的所述肌骨骼状态信息。此外，在本专利技术的该方面的操作支援装置中，所述肌骨骼状态信息取得单元可取得所述驾驶员的头部以下的身体部分的所述肌骨骼状态信息。此外，在本专利技术的该方面的操作支援装置中，所述操作部件可以是要由所述驾驶 员用来控制控制车辆运动的所述作动机构的部件，并且所述机构控制单元可对由于所述操 作部件的操作而产生的所述车辆运动执行辅助控制。此外，本专利技术的该方面的操作支援装置还可具有存储单元。所述存储单元可具有 用于存储人体肌骨骼信息的人体肌骨骼信息存储单元，所述人体肌骨骼信息至少包括基于 所述驾驶员的关节的运动范围确定的肢体或头部以下的身体部分的运动范围约束条件，并 且所述操作预测单元可参照存储在所述人体肌骨骼信息存储单元中的所述运动范围约束 条件，并且基于由所述肌骨骼状态信息取得单元取得的所述肌骨骼状态信息来预测所述驾 驶员是否操作所述操作部件。此外，在本专利技术的该方面的操作支援装置中，所述操作部件可包括转向盘，所述作 动机构可包括转向机构，并且所述机构控制单元可对响应于所述驾驶员对所述转向盘的操 作而动作的所述转向机构执行转矩辅助控制。此外，在本专利技术的该方面的操作支援装置中，运动范围约束条件可包括基于所述 驾驶员的肘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作支援装置，包括：用于检测操作者的肌骨骼状态的肌骨骼状态检测单元；由所述操作者操作的操作部件；响应于所述操作部件的操作而动作的作动机构；和控制单元，所述控制单元包括用于通过控制所述肌骨骼状态检测单元来取得所述操作者的肌骨骼状态信息的肌骨骼状态信息取得单元，用于基于由所述肌骨骼状态信息取得单元取得的所述肌骨骼状态信息来预测所述操作者是否施行所述操作部件的操作的操作预测单元，和机构控制单元，所述机构控制单元用于在所述操作预测单元已预测出所述操作部件的操作要被施行的情况下，在所述操作部件的操作之前执行所述作动机构的实际动作的前处理动作，或者开始所述实际动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松永昌树，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP