JP7183008B2

JP7183008B2 - Operation support device and operation support method

Info

Publication number: JP7183008B2
Application number: JP2018220658A
Authority: JP
Inventors: 洋明貞田
Original assignee: NTT Communications Corp
Current assignee: NTT Communications Corp
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2022-12-05
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: JP2020086959A

Description

この発明は、例えば人による車両や生産装置の運転操作を支援する操作支援装置および操作支援方法に関する。 The present invention relates to an operation assistance device and an operation assistance method for assisting, for example, a person's driving operation of a vehicle or a production apparatus.

例えば、車両や生産装置の運転中に、人は周囲の状況や装置の動作状態を目視等により監視し、危険な状態を検知した場合に手や足等を動かすことで車両または生産装置の動作を停止または回避させる操作を行っている。また、最近ではこのような人の操作を支援するために、例えば車両や生産装置に設けられたセンサにより周囲の状況や装置の動作状態を監視し、危険な状態が検出された場合にその旨をアラームにより人に報知することで、人に対し停止または回避操作を促す技術も提案されている（例えば特許文献１を参照）。 For example, while driving a vehicle or production equipment, a person visually monitors the surrounding conditions and the operation status of the equipment, and if a dangerous situation is detected, moves the vehicle or production equipment by moving hands or feet. are being operated to stop or avoid Recently, in order to support such human operations, for example, sensors installed in vehicles and production equipment are used to monitor the surrounding conditions and the operation status of the equipment, and when a dangerous condition is detected, a notification is sent. There has also been proposed a technique for prompting a person to stop or avoid an operation by notifying the person of this by an alarm (see, for example, Patent Literature 1).

特開２０１７－１１４２５６号公報JP 2017-114256 A

ところが、一般に人は目視またはアラーム等により危険な状態が発生したことを認知してから、実際に停止または回避操作を行うまでに一定の時間を必要とする。例えば、危険な状態を認知すると、人は危険の内容を分析し、その分析結果をもとに操作内容を判断して手や足を動作させ、停止または回避操作を行う。このため、危険な状態を認知してから実際に手や足を動かして停止または回避操作が行われるまでに比較的長い時間が掛かる。この時間を認知・反応時間と呼ぶが、一般的な成人の平均的な認知・反応時間は約１秒とされている。従って、車両や生産装置で発生した危険の種類や状況、或いは人の年齢や体調等によっては、人が危険を認知してから実際に操作を行っても停止または回避が間に合わない場合がある。 However, in general, it takes a certain amount of time for people to actually stop or avoid the vehicle after recognizing the occurrence of a dangerous situation visually or by an alarm. For example, when a person recognizes a dangerous state, he or she analyzes the content of the danger, determines the operation content based on the analysis result, moves the hands or feet, and performs a stop or avoidance operation. For this reason, it takes a relatively long time from recognizing a dangerous state to actually moving a hand or foot to perform a stop or avoidance operation. This time is called cognition/reaction time, and the average cognition/reaction time of general adults is about 1 second. Therefore, depending on the type and situation of the danger that occurred in the vehicle or production equipment, or the age and physical condition of the person, it may not be possible to stop or avoid the danger in time even if the person recognizes the danger and actually operates it.

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、危険な状態が認知されてから人が所定の操作を実行するまでの時間を短縮することを可能にした操作支援装置および操作支援方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to reduce the time from when a dangerous situation is recognized to when a person performs a predetermined operation. An object of the present invention is to provide a device and an operation support method.

上記目的を達成するために、この発明に係る操作支援装置および操作支援方法の第１の態様は、操作対象物に対する人の危険回避操作を支援する際に、前記危険回避操作が必要となる監視対象の状況を表す検知情報を取得し、前記検知情報の取得に応じて、当該検知情報が取得された時点から予め定義された前記人の認知・反応時間より短い時間内に、前記人に対し前記危険回避操作のための初動刺激を与えるようにしたものである。 In order to achieve the above object, a first aspect of an operation assistance device and an operation assistance method according to the present invention provides a monitoring device that requires the danger avoidance operation when assisting a person's danger avoidance operation on an operation target. Acquisition of detection information representing a situation of a target, and in response to acquisition of the detection information, to the person within a time shorter than a predefined recognition/reaction time of the person from the point in time when the detection information is acquired An initial stimulus for the danger avoidance operation is given.

さらに、この発明に係る操作支援装置および操作支援方法の第１の態様は、前記初期刺激を与える際に、前記検知情報が取得された時点から予め定義された前記人の認知・反応時間より短い時間内に、前記危険回避操作時に動作する前記人の動作部位および前記操作対象物のいずれか一方に装着された電磁石に対し励磁パルスを印加し、これにより前記人の動作部位または前記操作対象物の前記電磁石と対向する部位に配置された、前記電磁石と対をなす磁性体に対し、前記電磁石を吸着させるようにしたものである。 Furthermore, in the first aspect of the operation support device and operation support method according to the present invention, when the initial stimulus is applied, the reaction time is shorter than the predefined recognition/reaction time of the person from the point of time when the detection information is acquired. Within the time, an excitation pulse is applied to an electromagnet attached to one of the human action part and the operation object that operates during the danger avoidance operation, whereby the human action part or the operation object is activated. The electromagnet is attracted to a magnetic body that forms a pair with the electromagnet and is arranged at a portion facing the electromagnet.

この発明に係る操作支援装置の第２の態様は、前記電磁石または前記磁性体を前記人の手指に装着するようにしたものである。 A second aspect of the operation support device according to the present invention is one in which the electromagnet or the magnetic body is attached to the finger of the person.

この発明の第１の態様によれば、危険回避操作が必要となる監視対象の状況を表す検知情報が取得されると、当該検知情報が取得された時点から予め定義された前記人の認知・反応時間より短い時間内に、人に対し危険回避操作のための初動刺激が与えられる。このため、人は上記初動刺激を受けることで、上記検知情報を認知してから自身の認知・反応時間より短いタイミングで危険回避操作を開始することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when the detection information representing the situation of the monitored object that requires the danger avoidance operation is acquired, the predefined recognition and An initial stimulus for danger avoidance operation is given to the person within a time shorter than the reaction time. Therefore, by receiving the initial stimulus, the person can start the danger avoidance operation at a timing shorter than the person's own recognition/reaction time after recognizing the detection information.

さらに、この発明の第１の態様によれば、人に刺激を与えるために励磁パルス発生器とこれにより動作する電磁石が使用され、危険検知情報が取得されたとき、その時点から予め定義された前記人の認知・反応時間より短い時間内に、上記励磁パルス発生部から励磁パルスが発生されて電磁石が例えば人の指を屈曲させるように動作する。この結果、危険が検知されたとき、上記電磁石の動作により人に対し危険回避操作のための初動刺激を与えることが可能となり、人は上記電磁石の動作による初動刺激を受けることで、上記検知情報を認知してから自身の認知・反応時間より短いタイミングで危険回避操作を開始することが可能となる。 Furthermore, according to the first aspect of the present invention, when the excitation pulse generator and the electromagnet operated by it are used to give a stimulus to a person, and the danger detection information is acquired, the predefined An excitation pulse is generated from the excitation pulse generator within a time period shorter than the recognition/reaction time of the person, and the electromagnet operates to bend a person's finger, for example. As a result, when a danger is detected, it is possible to give an initial stimulus to a person for a danger avoidance operation by the operation of the electromagnet, and the person receives the initial stimulus by the operation of the electromagnet, thereby obtaining the detection information. After recognizing, it is possible to start the danger avoidance operation at a timing shorter than the own recognition/reaction time.

すなわちこの発明の各態様によれば、危険な状態が認知されてから人が所定の操作を実行するまでの時間を短縮することを可能にした操作支援装置および操作支援方法を提供することができる。 That is, according to each aspect of the present invention, it is possible to provide an operation assistance device and an operation assistance method that make it possible to shorten the time from the recognition of a dangerous state to the execution of a predetermined operation by a person. .

図１は、この発明の第１の実施形態に係る操作支援装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an operation support device according to a first embodiment of the invention. 図２は、図示に示した操作支援装置の装着ユニットの内部構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the mounting unit of the operation support device shown in the drawing. 図３は、図１に示した操作支援装置の装着ユニットおよび制御ユニットの機能構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing functional configurations of an attachment unit and a control unit of the operation support device shown in FIG. 図４は、図３に示した制御ユニットの制御手順と制御内容を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart showing the control procedure and control contents of the control unit shown in FIG. 図５は、この発明の第２の実施形態に係る操作支援装置の概略構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an operation support device according to a second embodiment of the invention. 図６は、図５に示した操作支援装置の装着ユニットおよび制御ユニットの機能構成を示すブロック図である。6 is a block diagram showing the functional configuration of the mounting unit and the control unit of the operation support device shown in FIG. 5. FIG. 図７は、図６に示した制御ユニットの制御手順と制御内容を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart showing the control procedure and control contents of the control unit shown in FIG.

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
この発明の第１の実施形態に係る操作支援装置は、ＥＭＳ（Electric Muscle Stimulation）を利用した刺激パルス発生器を有する装着ユニットを人（以後ドライバとも言う）の前腕部または手首部に装着し、車両の運転中に例えば自動運転制御装置が危険な状態を検知した場合に、その検知時点からドライバの認知・反応時間より短いタイミングで上記刺激パルス発生器によりドライバの手を握る動作に寄与する指屈筋に初動刺激を与え、これをトリガとしてドライバに危険回避操作を開始させるようにしたものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
An operation support device according to a first embodiment of the present invention comprises a mounting unit having a stimulation pulse generator using EMS (Electric Muscle Stimulation) mounted on the forearm or wrist of a person (hereinafter also referred to as a driver), For example, when the automatic driving control device detects a dangerous state while driving a vehicle, a finger that contributes to the motion of grasping the driver's hand by the stimulus pulse generator at a timing shorter than the driver's recognition and reaction time from the time of detection. An initial stimulus is given to the flexor muscles, and this is used as a trigger to cause the driver to start danger avoidance maneuvers.

（構成）
図１は、この発明の第１の実施形態に係る操作支援装置の概略構成図である。
操作支援装置３は、装着ユニット３Ａと、制御ユニット３Ｂとを備え、これらのユニット３Ａ，３Ｂ間は例えば信号ケーブル３Ｃにより接続される。なお、図中２は車両のステアリングホイールを示す。 (Constitution)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an operation support device according to a first embodiment of the invention.
The operation support device 3 includes a mounting unit 3A and a control unit 3B, and these units 3A and 3B are connected by, for example, a signal cable 3C. In addition, 2 in the drawing indicates the steering wheel of the vehicle.

装着ユニット３Ａは、例えば図１に示すようにドライバ１の前腕部１１または手首部１２に装着される。装着手段としては、例えばマジックテープ（登録商標）を備えたバンドが好適であるが、それに限らずゴム素材を用いた伸縮性を有するバンドやバックル形式のバンド等、種々のバンドを用いることができる。 The mounting unit 3A is mounted, for example, on the forearm 11 or wrist 12 of the driver 1 as shown in FIG. As the mounting means, for example, a band equipped with Velcro (registered trademark) is suitable, but it is not limited thereto, and various bands such as elastic bands made of rubber materials and buckle-type bands can be used. .

図２は、装着ユニット３Ａの内部構成を示す側面図である。装着ユニット３Ａは、基板３１の裏面側に複数の電極３２ａ，３２ｂを配置すると共に、基板３１の表面側に刺激パルス発生器３３および動きセンサ３４を配置したものとなっている。電極３２ａ，３２ｂは、装着ユニット３Ａを一般的な人の前腕部または手首部に装着した状態で、例えば浅指屈筋（ＦＤＳ）および長母指屈筋（ＦＰＬ）と対向するように配置位置が設定されている。 FIG. 2 is a side view showing the internal configuration of the mounting unit 3A. The mounting unit 3A has a plurality of electrodes 32a and 32b arranged on the back side of the substrate 31, and a stimulation pulse generator 33 and a motion sensor 34 arranged on the front side of the substrate 31. FIG. The electrodes 32a and 32b are positioned so as to face the flexor digitorum superficialis (FDS) and flexor pollicis longus (FPL), for example, when the mounting unit 3A is mounted on the forearm or wrist of a general person. It is

なお、電極３２ａ，３２ｂの配置位置は、手を握る動作に寄与する指屈筋に対向する位置であればどこであってもよい。また、基板３１における電極３２ａ，３２ｂの配置位置は、所定の範囲内で調整できるように構成されていてもよい。このようにすると、指屈筋の位置の個人差を吸収することが可能となる。 The electrodes 32a and 32b may be arranged at any position as long as they face the finger flexors that contribute to the action of clenching the hand. Also, the arrangement positions of the electrodes 32a and 32b on the substrate 31 may be configured to be adjustable within a predetermined range. By doing so, it is possible to absorb individual differences in the positions of the finger flexors.

刺激パルス発生器３３は、手を握る動作に寄与する指屈筋に対し電気刺激を与えるためのＥＭＳ（Electric Muscle Stimulation）パルスを発生する。ＥＭＳパルスは、例えば正弦波を所定のパルス発生期間にバースト的に発生することにより生成される。刺激パルス発生器３３は上記正弦波の電流値または電圧値およびパルス発生期間（パルス幅）を可変設定する機能を有している。 The stimulation pulse generator 33 generates EMS (Electric Muscle Stimulation) pulses for giving electrical stimulation to the finger flexors that contribute to the action of gripping the hand. The EMS pulse is generated, for example, by bursting a sine wave during a predetermined pulse generation period. The stimulation pulse generator 33 has a function of variably setting the current value or voltage value of the sine wave and the pulse generation period (pulse width).

一例として、上記正弦波の周波数は１１kHz に設定され、また５００Ω負荷のもとで電流の実効値は０～１５０mAに、電圧の実効値は０～７５V にそれぞれ可変設定される。さらに、パルス幅は０．０１～０．３５msecの範囲で可変に設定される。 As an example, the frequency of the sine wave is set to 11 kHz, and under a load of 500Ω, the effective current value is set to 0 to 150 mA and the effective voltage value to 0 to 75V. Furthermore, the pulse width is variably set within the range of 0.01 to 0.35 msec.

動きセンサ３４は、例えば３軸加速度センサからなり、ドライバ１の手首部１２または前腕部１１の動きを検知してその検知情報を出力する。 The motion sensor 34 is, for example, a three-axis acceleration sensor, detects motion of the wrist 12 or the forearm 11 of the driver 1, and outputs the detection information.

図３は、装着ユニット３Ａおよび制御ユニット３Ｂの機能構成を示すブロック図である。制御ユニット３Ｂは、例えば車両のダッシュボードに設置される。なお、制御ユニット３Ｂは座席シートやドライバ１の腕等に装着してもよく、また装着ユニット３Ａと一体的に構成してもよい。また、制御ユニット３Ｂと装着ユニット３Ａとの間は信号ケーブル３Ｃ以外に無線インタフェースを用いて接続することも可能である。無線インタフェースとしては、例えばBluetooth（登録商標）等の小電力無線データ通信規格を採用した無線インタフェースを使用することが可能であるがこれに限らない。さらに、自動運転制御装置等と制御ユニット３Ｂとの間の接続手段にも、上記無線インタフェースを使用するようにしてもよい。 FIG. 3 is a block diagram showing functional configurations of the mounting unit 3A and the control unit 3B. The control unit 3B is installed, for example, on the dashboard of the vehicle. The control unit 3B may be attached to the seat or the arm of the driver 1, or may be integrated with the attachment unit 3A. Also, the control unit 3B and the mounting unit 3A can be connected using a wireless interface other than the signal cable 3C. As the wireless interface, it is possible to use, for example, a wireless interface adopting a low-power wireless data communication standard such as Bluetooth (registered trademark), but the present invention is not limited to this. Furthermore, the wireless interface may be used as a connection means between the automatic operation control device and the control unit 3B.

制御ユニット３Ｂは、例えばマイクロコンピュータからなり、制御部３５と、記憶部３６と、入出力インタフェース部３７とを備えている。これらはバスを介して相互に接続される。入出力インタフェース部３７は、上記装着ユニット３Ａの刺激パルス発生器３３および動きセンサ３４との間で刺激制御信号およびセンサデータの送受信を行う。 The control unit 3B is composed of, for example, a microcomputer, and includes a control section 35, a storage section 36, and an input/output interface section 37. These are interconnected via a bus. The input/output interface section 37 transmits and receives stimulus control signals and sensor data to and from the stimulus pulse generator 33 and the motion sensor 34 of the mounting unit 3A.

記憶部３６は、記憶媒体として、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の随時書込みおよび読出しが可能な不揮発性メモリと、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリとを組み合わせて構成される。その記憶領域には、プログラム記憶領域と、データ記憶領域とが設けられる。プログラム記憶領域には、この発明の第１の実施形態に係る各種制御処理を実行するために必要なプログラムが格納される。 The storage unit 36 includes, as storage media, a nonvolatile memory such as a HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive) that can be written and read at any time, and a nonvolatile memory such as a ROM (Read Only Memory). , RAM (Random Access Memory) and other volatile memories. The storage area includes a program storage area and a data storage area. The program storage area stores programs necessary for executing various control processes according to the first embodiment of the present invention.

データ記憶領域には、制御パラメータ記憶部３６１が設けられている。制御パラメータ記憶部３６１には、ドライバ１ごとに予め設定された電気刺激パルス（ＥＭＳパルス）の制御パラメータが記憶される。制御パラメータには、例えばＥＭＳパルスのパルス幅と、電流値又は電圧値が含まれる。上記制御パラメータは、例えば運用開始前にドライバ１ごとにＥＭＳパルスに対する感応力を調べ、この感応力に応じた最適な値となるように設定される。なお、制御パラメータは、一般的なドライバの平均的な値に固定的に設定されてもよい。 A control parameter storage unit 361 is provided in the data storage area. The control parameter storage unit 361 stores control parameters of electrical stimulation pulses (EMS pulses) preset for each driver 1 . Control parameters include, for example, the pulse width of the EMS pulse and the current value or voltage value. For example, the above-mentioned control parameters are set to optimal values according to the responsiveness to the EMS pulse by examining the responsiveness to the EMS pulse for each driver 1 before the start of operation. In addition, the control parameter may be fixedly set to an average value of a general driver.

制御部３５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサを備える。そして、この発明の第１の実施形態を実現するための制御機能として、危険検知情報取得部３５１と、刺激パルス発生制御部３５２と、動き検知情報取得部３５３とを備えている。これらの制御機能部は、いずれも上記記憶部３６のプログラム記憶領域に格納されたプログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。 The control unit 35 includes, for example, a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit). As control functions for realizing the first embodiment of the present invention, a danger detection information acquisition section 351, a stimulus pulse generation control section 352, and a motion detection information acquisition section 353 are provided. These control function units are realized by causing the CPU to execute programs stored in the program storage area of the storage unit 36 .

危険検知情報取得部３５１は、例えば車両に設置されている自動運転制御装置（図示省略）から、入出力インタフェース部３７を介して危険検知情報を取得する。危険検知情報は、例えば車両の進行方向において障害物が検知されたことを示す情報である。なお、この実施形態では自動運転制御装置から危険検知情報を取得する場合を例にとって説明するが、自動運転制御装置が設置されていない場合には、例えば自動ブレーキシステムから危険検知情報を取得したり、また自動ブレーキシステムも備えられていない場合には、例えばドライブカメラの映像を取得してこの映像をもとに自力で危険状態を検知するようにしてもよい。 The danger detection information acquisition unit 351 acquires danger detection information via the input/output interface unit 37 from, for example, an automatic driving control device (not shown) installed in the vehicle. Danger detection information is, for example, information indicating that an obstacle has been detected in the traveling direction of the vehicle. In this embodiment, the case where the danger detection information is acquired from the automatic driving control device will be described as an example. In addition, when an automatic braking system is not provided, for example, an image of a drive camera may be acquired and a dangerous state may be detected by itself based on this image.

動き検知情報取得部３５３は、装着ユニット３Ａの動きセンサ３４から出力される動き検知情報を、入出力インタフェース部３７を介して取得する。 The motion detection information acquisition section 353 acquires, via the input/output interface section 37, motion detection information output from the motion sensor 34 of the mounting unit 3A.

刺激パルス発生制御部３５２は、以下の制御機能を有している。
(1) 上記危険検知情報取得部３５１により危険検知信号が取得された場合に、記憶部３６の制御パラメータ記憶部３６１に記憶された制御パラメータに基づいて、刺激パルス発生器３３にＥＭＳパルスの発生を指示するための刺激制御信号を生成し、生成された刺激制御信号を入出力インタフェース部３７から装着ユニット３Ａの刺激パルス発生器３３へ出力する。ここで、上記危険検知情報を取得してから刺激制御信号を出力するまでの時間は、平均的なドライバの認知・反応時間より十分に短くなるように設定される。 The stimulation pulse generation controller 352 has the following control functions.
(1) When the danger detection signal is acquired by the danger detection information acquisition unit 351, the stimulation pulse generator 33 generates an EMS pulse based on the control parameters stored in the control parameter storage unit 361 of the storage unit 36. and outputs the generated stimulation control signal from the input/output interface section 37 to the stimulation pulse generator 33 of the mounting unit 3A. Here, the time from the acquisition of the danger detection information to the output of the stimulus control signal is set to be sufficiently shorter than the recognition/reaction time of an average driver.

(2) 上記刺激制御信号の出力後の予め設定された時間内に、動き検知情報取得部３５３により動き検知情報を取得できたか否かを監視する。そして、取得できなかった場合に、刺激制御信号を再度生成して装着ユニット３Ａへ出力する処理。この場合刺激パルス発生制御部３５２は、制御パラメータ記憶部３６１に予め記憶された再刺激用の制御パラメータをもとに、最初のＥＭＳパルスより刺激の強いＥＭＳパルスを発生させるための刺激制御信号を生成し出力する。 (2) Monitor whether or not the motion detection information acquisition unit 353 has acquired motion detection information within a preset time after the stimulus control signal is output. Then, when the stimulus control signal could not be obtained, a process of generating the stimulus control signal again and outputting it to the mounting unit 3A. In this case, the stimulation pulse generation control unit 352 generates a stimulation control signal for generating an EMS pulse with a stronger stimulation than the first EMS pulse, based on control parameters for restimulation stored in the control parameter storage unit 361 in advance. Generate and output.

（動作）
次に、以上のように構成された操作支援装置３による、ドライバの運転操作を支援する動作について説明する。
（１）制御パラメータの初期設定
ＥＭＳパルスに対するドライバ１の感応力は、ドライバ間で個人差があると考えられる。そこで、操作支援装置３の運用に先立ち、ドライバ１にとって適切なＥＭＳパルスが発生されるようにその制御パラメータを設定する。制御パラメータとして、この例ではパルス幅および電流値又は電圧値を設定する。 (motion)
Next, the operation of assisting the driver's driving operation by the operation assistance device 3 configured as described above will be described.
(1) Initial setting of control parameters It is considered that the sensitivity of the driver 1 to the EMS pulse varies among drivers. Therefore, prior to operation of the operation support device 3, its control parameters are set so that an appropriate EMS pulse for the driver 1 is generated. As control parameters, the pulse width and current value or voltage value are set in this example.

先ずドライバ１の前腕部または手首部に装着ユニット３Ａを装着する。このとき、装着ユニット３Ａの装着位置は、電極３２ａ，３２ｂがドライバ１の手を握る動作に寄与する指屈筋と対向するように調整される。次に、制御ユニット３Ｂは、制御部３５の制御の下、パルス幅および電流値または電圧値が標準値に設定されたＥＭＳパルスを刺激パルス発生器３３から発生させる。そして、このときのドライバ１の手または腕の動きの検知情報を動きセンサ３４から受け取り、動き量と動きのタイミングが予め設定された適正範囲内であるか否かを判定する。この判定の結果、動き量と動きのタイミングが適正範囲内であれば、このときのパルス幅および電流値または電圧値の標準値を、ドライバ１にとって適切な制御パラメータとして記憶部３６内の制御パラメータ記憶部３６１に記憶させる。 First, the mounting unit 3A is mounted on the driver's 1 forearm or wrist. At this time, the mounting position of the mounting unit 3A is adjusted so that the electrodes 32a and 32b face the finger flexors that contribute to the driver's 1 hand gripping action. Next, the control unit 3B, under the control of the control section 35, causes the stimulus pulse generator 33 to generate an EMS pulse whose pulse width and current value or voltage value are set to standard values. Then, detection information of the motion of the hand or arm of the driver 1 at this time is received from the motion sensor 34, and it is determined whether or not the amount of motion and the timing of the motion are within a preset appropriate range. As a result of this determination, if the amount of movement and the timing of movement are within the appropriate range, the standard values of the pulse width and current value or voltage value at this time are set as appropriate control parameters for the driver 1 and stored in the storage unit 36. Store in the storage unit 361 .

これに対し、上記判定の結果、動き量と動きのタイミングが適正範囲外であれば、パルス幅と電流値または電圧値のいずれか一方を、標準値から所定量変化させる。このとき、変化させる方向は、例えば、検知された動き量と動きのタイミングが適正範囲に対し正または負のいずれの方向にずれているかを判定し、その判定結果に基づいて設定される。なお、手または腕の動きの検知情報が検出されなかった場合には、パルス幅と電流値または電圧値のいずれか一方を、無条件に標準値より所定量大きい値に設定する。 On the other hand, if the motion amount and the motion timing are out of the proper range as a result of the determination, the pulse width and either the current value or the voltage value are changed from the standard values by a predetermined amount. At this time, the direction of change is determined, for example, in which direction, positive or negative, the detected motion amount and motion timing deviate from the appropriate range, and is set based on the determination result. If no hand or arm motion detection information is detected, either the pulse width, the current value, or the voltage value is unconditionally set to a value larger than the standard value by a predetermined amount.

そして、制御ユニット３Ｂは制御部３５の制御の下、上記パルス幅と電流値または電圧値のいずれかが可変設定されたＥＭＳパルスを刺激パルス発生器３３から発生させ、ドライバ１の指屈筋に電気刺激を与える。そして制御部３５は、この電気刺激の付与後のドライバ１の手または腕の動きの検知情報を動きセンサ３４から受け取り、動き量と動きのタイミングが上記適正範囲内であるか否かを判定する。この判定の結果、動き量と動きのタイミングが適正範囲内であれば、このときのパルス幅および電流値または電圧値の値を、ドライバ１にとって適切な制御パラメータとして記憶部３６内の制御パラメータ記憶部３６１に記憶させる。 Then, under the control of the control unit 35, the control unit 3B causes the stimulation pulse generator 33 to generate an EMS pulse in which either the pulse width and the current value or the voltage value are variably set, and the finger flexor muscle of the driver 1 is electrified. Inspire. Then, the control unit 35 receives from the motion sensor 34 the detection information of the motion of the hand or arm of the driver 1 after applying the electrical stimulation, and determines whether or not the amount of motion and the timing of the motion are within the proper range. . As a result of this determination, if the amount of motion and the timing of motion are within appropriate ranges, the pulse width and current value or voltage value at this time are stored in the storage unit 36 as appropriate control parameters for the driver 1. Stored in unit 361 .

以後同様に、制御部３５は、電気刺激の付与後のドライバ１の手または腕の動き量と動きのタイミングが適正範囲内になるまで、パルス幅と電流値または電圧値のいずれか一方を所定量ずつ変化させながら、上記ＥＭＳパルスの発生制御を繰り返す。なお、パルス幅と電流値または電圧値を上限値まで変化させても、ドライバ１の手または腕の動き量と動きのタイミングが適正範囲内にならない場合には、装着ユニット３Ａが適切な位置に装着されていないと見なし、アラームを発生する。アラームとしては、例えば、スピーカから鳴音または音声メーセージを発生させるものが考えられるが、その他に装着ユニット３Ａに表示器を設けて光を点滅させたり、警告メッセージを表示させる手法も考えられる。 Thereafter, similarly, the control unit 35 sets either the pulse width, the current value, or the voltage value until the movement amount and movement timing of the hand or arm of the driver 1 after application of the electrical stimulation fall within the appropriate range. The generation control of the EMS pulse is repeated while changing it by a fixed amount. Even if the pulse width and the current value or voltage value are changed to the upper limit values, if the movement amount and movement timing of the hand or arm of the driver 1 do not fall within the proper range, the mounting unit 3A is placed at the proper position. Assume that it is not installed and generate an alarm. As the alarm, for example, it is conceivable to generate a ringing sound or a voice message from a speaker, but it is also conceivable to provide a display device on the mounting unit 3A to blink light or display a warning message.

（２）緊急時における運転操作の支援
例えばイグニッションキーが投入されると、制御ユニット３Ｂは以下のように運転操作の支援動作を開始する。図４はその制御手順および制御内容を示すフローチャートである。 (2) Assisting driving operation in an emergency For example, when the ignition key is turned on, the control unit 3B starts the operation of assisting the driving operation as follows. FIG. 4 is a flow chart showing the control procedure and control details.

制御ユニット３Ｂの制御部３５は、先ずステップＳ１１において危険検知情報取得部３５１の制御の下、危険検知情報の発生を監視する。この状態で、例えば図示しない自動運転制御装置において、車両前方に歩行者や車両、障害物等の危険が検知され、自動運転制御装置から危険検知情報が出力されると、危険検知情報取得部３５１は上記危険検知情報を入出力インタフェース部３７を介して取得する。 The control section 35 of the control unit 3B first monitors occurrence of danger detection information under the control of the danger detection information acquisition section 351 in step S11. In this state, for example, an automatic driving control device (not shown) detects a danger such as a pedestrian, a vehicle, or an obstacle in front of the vehicle, and outputs danger detection information from the automatic driving control device. obtains the danger detection information through the input/output interface section 37 .

制御部３５は、次に刺激パルス発生制御部３５２の制御の下、ステップＳ１２により記憶部３６の制御パラメータ記憶部３６１から制御パラメータを読み込み、ステップＳ１３において、上記制御パラメータに応じたＥＭＳパルスを発生させるための刺激制御信号を生成し、入出力インタフェース部３７から装着ユニット３Ａの刺激パルス発生器３３へ出力する。 Next, under the control of the stimulation pulse generation control section 352, the control section 35 reads control parameters from the control parameter storage section 361 of the storage section 36 in step S12, and generates EMS pulses according to the control parameters in step S13. A stimulation control signal is generated to cause the stimulation to occur, and is output from the input/output interface section 37 to the stimulation pulse generator 33 of the mounting unit 3A.

上記刺激制御信号を受信すると、装着ユニット３Ａの刺激パルス発生器３３が動作し、上記刺激制御信号によりパルス幅および電流値または電圧値が指定されたＥＭＳパルスを発生し、当該ＥＭＳパルスを電極３２ａ，３２ｂに印加する。このＥＭＳパルの印加によりドライバ１の手を握る動作に寄与する指屈筋が電気刺激を受け、この結果当該指屈筋が収縮する。この指屈筋の収縮は危険回避操作の初動動作となり、以後ドライバ１は自身の判断の下で危険回避操作を開始する。 When the stimulation control signal is received, the stimulation pulse generator 33 of the mounting unit 3A operates to generate an EMS pulse whose pulse width and current value or voltage value are specified by the stimulation control signal, and send the EMS pulse to the electrode 32a. , 32b. Due to the application of this EMS pulse, the finger flexor muscles that contribute to the motion of gripping the hand of the driver 1 are electrically stimulated, and as a result, the finger flexor muscles contract. This contraction of the finger flexor is the initial movement of the danger avoidance operation, and thereafter the driver 1 starts the danger avoidance operation under his/her own judgment.

このとき、上記制御ユニット３Ｂが危険検知情報を受け取ってから装着ユニット３Ａの刺激パルス発生器３３がドライバ１の指屈筋にＥＭＳパルスを与えるまでの時間は、ドライバ１の認知・反応時間より短い時間となるように設定されている。このため、ドライバ１は自身の認知・反応時間より早いタイミングで、危険回避操作を開始することが可能となる。 At this time, the time from when the control unit 3B receives the danger detection information to when the stimulus pulse generator 33 of the mounting unit 3A gives the EMS pulse to the finger flexor muscles of the driver 1 is shorter than the recognition/reaction time of the driver 1. is set to be Therefore, the driver 1 can start the danger avoidance operation at a timing earlier than his/her own recognition/reaction time.

（３）電気刺激に対するドライバの反応と再刺激
制御ユニット３Ｂの制御部３５は、上記ＥＭＳパルスの印加後、ステップＳ１４において動き検知情報取得部３５３の制御の下、装着ユニット３Ａの動きセンサ３４からの動き検知信号の受信を監視する。そして、ＥＭＳパルスの印加後予め設定された時間内に動き検知情報が受信された場合には、上記電気刺激を受けてドライバ１は危険回避操作を開始したと判断し、支援動作を終了する。 (3) Driver's Response to Electrical Stimulation and Restimulation After the application of the EMS pulse, the control section 35 of the control unit 3B, under the control of the motion detection information acquisition section 353 in step S14, detects the motion sensor 34 of the mounting unit 3A. monitor for motion detection signal reception. Then, when motion detection information is received within a preset time after application of the EMS pulse, it is determined that the driver 1 has started a danger avoidance operation in response to the electrical stimulation, and the support operation is terminated.

一方、ＥＭＳパルスの印加後上記時間内に動き検知情報が受信されなかった場合には、制御部３５はドライバ１が危険回避操作を開始していないと判断し、ステップＳ１２に戻って再刺激のための制御を実行する。例えば、刺激パルス発生制御部３５２の制御の下、先ずステップＳ１２において制御パラメータ記憶部３６１から再刺激用の制御パラメータを読み込む。この再刺激用の制御パラメータは、最初の刺激に使用した制御パラメータよりパルス幅および電流値または電圧値が大きな値に設定されている。刺激パルス発生制御部３５２は、ステップＳ１３において、上記再刺激用の制御パラメータに基づいて刺激制御信号を生成し、当該刺激制御信号を装着ユニット３Ａの刺激パルス発生器３３へ出力する。 On the other hand, if the motion detection information is not received within the time period after the application of the EMS pulse, the control unit 35 determines that the driver 1 has not started the danger avoidance operation, returns to step S12, and performs restimulation. control for For example, under the control of the stimulation pulse generation control section 352, first, in step S12, control parameters for restimulation are read from the control parameter storage section 361. FIG. The control parameters for this re-stimulation are set to values greater in pulse width and current value or voltage value than the control parameters used for the initial stimulation. In step S13, the stimulation pulse generation control section 352 generates a stimulation control signal based on the control parameters for restimulation, and outputs the stimulation control signal to the stimulation pulse generator 33 of the mounting unit 3A.

この結果、刺激パルス発生器３３から再刺激のためのＥＭＳパルスが発生されて電極３２ａ，３２ｂに印加され、ドライバ１に対し危険回避操作を促すための初動刺激が行われる。従って、たとえドライバ１が最初の刺激に反応しなかった場合でも、上記最初の刺激より強く設定された再刺激により、ドライバ１に対しより確実に危険回避操作を促すことが可能となる。 As a result, an EMS pulse for re-stimulation is generated from the stimulus pulse generator 33 and applied to the electrodes 32a and 32b, thereby performing an initial stimulus for prompting the driver 1 to perform danger avoidance maneuvers. Therefore, even if the driver 1 does not respond to the first stimulus, the re-stimulus stronger than the first stimulus can prompt the driver 1 to perform a risk avoidance operation more reliably.

なお、上記再刺激動作は、１回だけ行うようにしてもよいが、ドライバ１が危険回避操作を行うまで断続的に繰り返し行ってもよい。 The restimulation operation may be performed only once, or may be performed intermittently and repeatedly until the driver 1 performs a danger avoidance operation.

（効果）
以上詳述したように第１の実施形態では、ＥＭＳパルスを発生する刺激パルス発生器３３と印加用の電極３２ａ，３２ｂを有する装着ユニット３Ａをドライバ１の前腕部または手首部に装着する。そして、制御ユニット３Ｂにおいて、車両の運転中に危険検知情報が受信された場合に、その時点からドライバ１の認知・反応時間より短いタイミングで刺激制御信号を生成して上記刺激パルス発生器３３に与え、これによりドライバ１の手を握る動作に寄与する指屈筋に初動刺激を与えて、ドライバ１に危険回避操作を開始させるようにしている。 (effect)
As detailed above, in the first embodiment, the mounting unit 3A having the stimulation pulse generator 33 for generating the EMS pulse and the electrodes 32a and 32b for application is mounted on the forearm or wrist of the driver 1. FIG. Then, in the control unit 3B, when danger detection information is received during driving of the vehicle, a stimulus control signal is generated at a timing shorter than the recognition/reaction time of the driver 1 from that point of time, and sent to the stimulus pulse generator 33. This gives an initial stimulus to the finger flexors that contribute to the driver's 1 hand gripping action, and causes the driver 1 to start the danger avoidance operation.

従って、ドライバ１は上記ＥＭＳパルスによる初動刺激を受けることで、危険を認知してから自身の認知・反応時間より短いタイミングで危険回避操作を開始することが可能となる。しかも、事前にドライバ１に対し適切な制御パラメータを設定しておき、この制御パラメータに応じたＥＭＳパルスを発生させるようにしている。このため、ドライバ１ごとにその感応力に対応した適切な電気刺激を行うことが可能となる。 Therefore, by receiving the initial stimulus by the EMS pulse, the driver 1 can start the danger avoidance operation at a timing shorter than his/her own recognition/reaction time after recognizing the danger. Moreover, appropriate control parameters are set for the driver 1 in advance, and EMS pulses are generated according to these control parameters. Therefore, it is possible to perform appropriate electrical stimulation corresponding to the sensitivity of each driver 1 .

また、上記最初の刺激を行った後に、動きセンサ３４の動き検知情報をもとにドライバ１の手または腕の動きを監視し、所定時間内にてまたは腕の動きが検知されない場合には、初回より強いＥＭＳパルスを発生させてドライバに再刺激を与えるようにしている。このため、初回の刺激に対しドライバが反応しなかった場合でも、より確実に危険回避操作を回避させることが可能となる。 Further, after performing the first stimulation, the movement of the driver 1's hand or arm is monitored based on the movement detection information from the movement sensor 34, and if no arm movement is detected within a predetermined period of time, The driver is re-stimulated by generating a stronger EMS pulse than the first time. Therefore, even if the driver does not react to the first stimulus, it is possible to more reliably avoid the danger avoidance operation.

［第２の実施形態］
この発明の第２の態様に係る操作支援装置は、電磁石とその励磁駆動回路を備える装着ユニットを、人（以後作業者とも言う）の前腕部に装着し、工場の生産ラインまたは物流倉庫の等の作業ラインの運転中に、例えば監視装置が危険な状態を検知した場合に、その検知時点から作業者の認知・反応時間より短いタイミングで上記励磁駆動回路により電磁石を動作させることで、作業者の手を握る動作に寄与する指屈筋に初動刺激を与え、これをトリガとして作業者にライン停止操作を行わせるようにしたものである。 [Second embodiment]
An operation support device according to a second aspect of the present invention attaches a mounting unit having an electromagnet and its excitation drive circuit to the forearm of a person (hereinafter also referred to as a worker), and is used in a production line of a factory, a distribution warehouse, or the like. During operation of the work line, for example, when the monitoring device detects a dangerous state, the excitation drive circuit operates the electromagnet at a timing shorter than the worker's recognition and reaction time from the time of detection, so that the worker An initial stimulus is given to the finger flexor muscles that contribute to the hand gripping action, and this is used as a trigger to make the worker perform the line stop operation.

（構成）
図５は、この発明の第２の実施形態に係る操作支援装置の概略構成を示す図である。
操作支援装置５は、装着ユニット５Ａと、制御ユニット５Ｂとを備え、これらのユニット５Ａ，５Ｂ間は例えば信号ケーブル５Ｃにより接続される。 (Constitution)
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an operation support device according to a second embodiment of the invention.
The operation support device 5 includes a mounting unit 5A and a control unit 5B, and these units 5A and 5B are connected by, for example, a signal cable 5C.

装着ユニット５Ａは、例えば図５に示すように、作業者の前腕部１１または手首部１２にバンド等により装着される励磁駆動回路５１と、作業者の親指等に装着される電磁石５２とを備えている。励磁駆動回路５１と電磁石５２との間は、例えば信号線５３を介して接続される。励磁駆動回路５１は、後述する制御ユニット５Ｂから送られる刺激制御信号により励磁パルスを発生して電磁石５２を励磁する。電磁石５２は、励磁されたときに例えばグリップスイッチ４に設けられた磁性体からなる金属部に吸着動作することで、作業者の親指に初動刺激を与える。 The mounting unit 5A includes, for example, as shown in FIG. 5, an excitation driving circuit 51 mounted on the forearm 11 or the wrist 12 of the operator with a band or the like, and an electromagnet 52 mounted on the thumb or the like of the operator. ing. The excitation driving circuit 51 and the electromagnet 52 are connected via a signal line 53, for example. The excitation drive circuit 51 excites the electromagnet 52 by generating an excitation pulse according to a stimulation control signal sent from the control unit 5B, which will be described later. When the electromagnet 52 is excited, the electromagnet 52 is attracted to, for example, a metal portion made of a magnetic material provided on the grip switch 4, thereby giving an initial stimulus to the operator's thumb.

制御ユニット５Ｂは、例えば作業者の腰や腹部のベルト等に取着される。制御ユニット５Ｂは、図６に示すように、制御部５４と、入出力インタフェース部５５と、記憶部（図示省略）とを備え、これらの間はバスを介して接続されている。入出力インタフェース部３７は、上記装着ユニット５Ａの励磁駆動回路５１へ刺激制御信号を出力する。記憶部のプログラム記憶領域には、この発明の第２の実施形態に係る各種制御処理を実行するために必要なプログラムが格納されている。 The control unit 5B is attached, for example, to the waist or abdominal belt of the operator. As shown in FIG. 6, the control unit 5B includes a control section 54, an input/output interface section 55, and a storage section (not shown), which are connected via a bus. The input/output interface section 37 outputs a stimulus control signal to the excitation driving circuit 51 of the mounting unit 5A. The program storage area of the storage unit stores programs necessary for executing various control processes according to the second embodiment of the present invention.

制御部５４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサを備える。そして、この発明の第２の実施形態を実現するための制御機能として、危険検知情報取得部５４１と、励磁パルス発生制御部５４２とを備えている。これらの制御機能部は、いずれも上記記憶部のプログラム記憶領域に格納されたプログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。 The control unit 54 includes, for example, a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit). A danger detection information acquisition section 541 and an excitation pulse generation control section 542 are provided as control functions for realizing the second embodiment of the present invention. These control function units are realized by causing the CPU to execute programs stored in the program storage area of the storage unit.

危険検知情報取得部５４１は、例えば生産ラインまたは物流ライン等の監視対象となる装置の動作を監視する監視装置から、入出力インタフェース部５５を介して危険検知情報を取得する。危険検知情報は、例えば生産ラインまたは物流ライン上に障害物が検知されたり製品詰まりが発生したことが検知された場合に、監視装置から出力される情報である。 The danger detection information acquisition unit 541 acquires danger detection information via the input/output interface unit 55 from a monitoring device that monitors the operation of a device to be monitored, such as a production line or a distribution line. Danger detection information is information output from a monitoring device when, for example, an obstacle is detected on a production line or a distribution line, or a product jam is detected.

励磁パルス発生制御部５４２は、上記危険検知情報が取得された場合に刺激制御信号を生成し、生成された刺激制御信号を入出力インタフェース部５５から装着ユニット５Ａの励磁駆動回路５１へ出力する。ここで、上記危険検知情報を取得してから刺激制御信号を出力するまでの時間は、平均的な作業者の認知・反応時間より十分に短くなるように設定される。 The excitation pulse generation control section 542 generates a stimulation control signal when the danger detection information is acquired, and outputs the generated stimulation control signal from the input/output interface section 55 to the excitation drive circuit 51 of the mounting unit 5A. Here, the time from the acquisition of the danger detection information to the output of the stimulus control signal is set to be sufficiently shorter than the recognition/reaction time of an average worker.

なお、制御ユニット５Ｂと装着ユニット５Ａとの間は信号ケーブル５Ｃ以外に無線インタフェースを用いて接続することも可能である。無線インタフェースとしては、例えばBluetooth（登録商標）等の小電力無線データ通信規格を採用した無線インタフェースを使用することが可能であるがこれに限らない。 It is also possible to connect the control unit 5B and the mounting unit 5A using a wireless interface other than the signal cable 5C. As the wireless interface, it is possible to use, for example, a wireless interface adopting a low-power wireless data communication standard such as Bluetooth (registered trademark), but the present invention is not limited to this.

また、上記例では電磁石を有する装着ユニット５Ａを作業者の手または指に装着するようにしたが、装着ユニット５Ａをグリップスイッチ側に設け、作業者の手または指には磁性体からなる金属部材を装着するようにしてもよい。このようにすると、作業者の手または指に装着する部材を小型化することができるので、作業者の操作性を高く維持することができる。 In the above example, the mounting unit 5A having the electromagnet is mounted on the operator's hand or finger. may be worn. In this way, the member attached to the hand or fingers of the operator can be made smaller, so that the operability of the operator can be maintained at a high level.

（動作）
次に、以上のように構成された操作支援装置５による、作業者の操作を支援する動作について説明する。
例えば制御ユニット５Ｂの電源が投入されると、制御ユニット５Ｂは以下のように生産ラインまたは物流ラインにおける運転操作の支援動作を開始する。図７はその制御手順および制御内容を示すフローチャートである。 (motion)
Next, the operation of assisting the operator's operation by the operation assisting device 5 configured as described above will be described.
For example, when the power of the control unit 5B is turned on, the control unit 5B starts the following operations to support driving operations in the production line or the physical distribution line. FIG. 7 is a flow chart showing the control procedure and control contents.

制御ユニット５Ｂの制御部５４は、先ずステップＳ２１において危険検知情報取得部５４１の制御の下、危険検知情報の発生を監視する。この状態で、例えば生産ラインまたは物流ライン上において障害や製品詰まり等が発生し、感知装置から危険検知情報が出力されると、危険検知情報取得部５４１は上記危険検知情報を入出力インタフェース部５５を介して取得する。 The control section 54 of the control unit 5B first monitors occurrence of danger detection information under the control of the danger detection information acquisition section 541 in step S21. In this state, for example, when a failure or product clogging occurs on the production line or the distribution line and danger detection information is output from the sensing device, the danger detection information acquisition unit 541 outputs the danger detection information to the input/output interface unit 55 . to get through.

制御部５４は、次に励磁パルス発生制御部５４２の制御の下、ステップＳ２２において、励磁パルスを発生させるための刺激制御信号を生成し、入出力インタフェース部５５から装着ユニット５Ａの励磁駆動回路５１へ出力する。 Next, under the control of the excitation pulse generation control section 542, in step S22, the control section 54 generates a stimulus control signal for generating an excitation pulse. Output to

上記刺激制御信号を受信すると、装着ユニット５Ａの励磁駆動回路５１により励磁パルスが発生され、当該励磁パルスが電磁石５２に供給される。電磁石５２は上記励磁パルスにより励磁されてグリップスイッチ４の金属部に吸着する。この結果、作業者の親指に対し初動刺激を与えられ、作業者はこの初動刺激をトリガとして自律的に親指を動かし、例えばグリップスイッチ４に設けられたライン停止ボタンを押下する。 When the stimulation control signal is received, an excitation pulse is generated by the excitation drive circuit 51 of the attachment unit 5A and supplied to the electromagnet 52 . The electromagnet 52 is excited by the excitation pulse and attracted to the metal portion of the grip switch 4 . As a result, an initial stimulus is given to the operator's thumb, and the operator autonomously moves the thumb using this initial stimulus as a trigger to press a line stop button provided on the grip switch 4, for example.

このとき、上記制御ユニット５Ｂが危険検知情報を受け取ってから装着ユニット５Ａの励磁駆動回路５１が電磁石５２を励磁するまでの時間は、作業者の認知・反応時間より短い時間となるように設定されている。このため、作業者は自身の認知・反応時間より早いタイミングで、ラインを停止させる等の危険回避操作を開始することが可能となる。 At this time, the time from when the control unit 5B receives the danger detection information to when the excitation drive circuit 51 of the mounting unit 5A excites the electromagnet 52 is set to be shorter than the operator's recognition/reaction time. ing. Therefore, the worker can start the danger avoidance operation such as stopping the line at a timing earlier than the worker's own recognition/reaction time.

なお、電磁石５２への励磁時間は、例えば上記認知・反応時間より短い時間に設定される。従って、電磁石５２の吸着動作は、作業者が自律的にライン停止ボタンを押下する操作を行う前に解放される。このため、電磁石５２の吸着動作は、作業者によるライン停止ボタンの押下操作を阻害しない。 It should be noted that the excitation time of the electromagnet 52 is set to a time shorter than the recognition/reaction time, for example. Therefore, the attracting operation of the electromagnet 52 is released before the operator autonomously presses the line stop button. Therefore, the attracting operation of the electromagnet 52 does not interfere with the operator's operation of pressing the line stop button.

（効果）
以上詳述したように第２の実施形態に係る操作支援装置では、電磁石５２とその励磁駆動回路５１を備える装着ユニット５Ａを、作業者の前腕部または手首部に装着する。そして、制御ユニット５Ｂにおいて、生産ラインまたは物流ラインの運転中に危険検知情報が受信された場合に、その時点から作業者の認知・反応時間より短いタイミングで刺激制御信号を励磁駆動回路５１に与えて電磁石５２を動作させ、これにより作業者の親指に初動刺激を与えて、作業者にグリップスイッチ４のライン停止ボタンを押下させるようにしている。 (effect)
As described in detail above, in the operation support device according to the second embodiment, the attachment unit 5A including the electromagnet 52 and its excitation drive circuit 51 is attached to the forearm or wrist of the operator. In the control unit 5B, when danger detection information is received during operation of a production line or a distribution line, a stimulus control signal is given to the excitation drive circuit 51 at a timing shorter than the worker's recognition/reaction time from that time. actuates the electromagnet 52, thereby giving an initial stimulus to the operator's thumb and causing the operator to press the line stop button of the grip switch 4. As shown in FIG.

従って、作業者は上記電磁石５２の吸着動作による初動刺激を受けることで、危険が認知されてから自身の認知・反応時間より短いタイミングでライン停止操作を開始することが可能となる。 Therefore, by receiving the initial stimulus by the attracting action of the electromagnet 52, the operator can start the line stop operation at a timing shorter than his/her own recognition/reaction time after recognizing the danger.

［その他の実施形態］
（１）第１および第２の実施形態では、人の前腕部または手首部に装着ユニット３Ａ，５Ａを装着し、制御ユニット３Ｂ，５Ｂの制御の下で、それぞれ上記装着ユニット３Ａの刺激パルス発生器３３～ＥＭＳパルスを発生させるか、または励磁駆動回路５１により電磁石５２を動作させることで、手を握る動作に寄与する筋肉に初動刺激を与えて危険回避操作を開始させるようにした。しかし、それに限らず、装着ユニットを人の足首部または下肢部に装着し、制御ユニットの制御の下、上記装着ユニットからＥＭＳパルスを発生させるかまたは電磁石を動作させることで、人の足の動作に寄与する筋肉に初動刺激を与えて危険回避操作を開始させるようにしてもよい。 [Other embodiments]
(1) In the first and second embodiments, the attachment units 3A and 5A are attached to the forearms or wrists of a person, and the attachment unit 3A generates stimulation pulses under the control of the control units 3B and 5B, respectively. By generating an EMS pulse from the device 33 or operating the electromagnet 52 by the excitation drive circuit 51, the muscle contributing to the hand gripping motion is given an initial stimulus to start the danger avoidance operation. However, the present invention is not limited to this, and the attachment unit is attached to the ankle or lower leg of a person, and under the control of the control unit, the attachment unit generates an EMS pulse or operates an electromagnet, thereby causing the movement of the person's foot. An initial stimulus may be given to the muscles contributing to the risk avoidance operation.

（２）第１および第２の実施形態では、人に初動刺激を与える手段として、それぞれＥＭＳおよび電磁石を用いた。しかし、この発明はこれらに限るものではなく、例えば擬似的な力覚を発生する装置を使用することでも実現できる。 (2) In the first and second embodiments, an EMS and an electromagnet are used as means for giving initial stimulus to humans, respectively. However, the present invention is not limited to these, and can be realized by using, for example, a device that generates a pseudo force sensation.

擬似力覚発生装置は、例えば、人が握っているハンドルやグリップスイッチに少なくとも１つの振動部を内設または外設することにより構成される。振動部は、例えば、リニアアクチュエータを用いて構成され、制御部からの刺激制御信号の入力に応じて、振動軸に沿って直線的な非対称振動を行う。この非対称振動はハンドルまたはグリップスイッチの筐体を介して人の指または手の平等に伝達され、これにより人に対し力覚が提示される。非対称振動の振動周波数は、例えば人の指先に力覚を提示する場合には４０－２００Hzが用いられ、また人の手の平に力覚を提示する場合には５－１０Hzが用いられる。 A pseudo-force sense generator is configured, for example, by installing at least one vibrating section inside or outside a handle or a grip switch held by a person. The vibrating section is configured using, for example, a linear actuator, and performs linear asymmetric vibration along the vibration axis in response to the input of the stimulus control signal from the control section. This asymmetrical vibration is equally transmitted to the human finger or hand through the handle or the housing of the grip switch, thereby presenting a haptic sensation to the human. The vibration frequency of the asymmetrical vibration is, for example, 40-200 Hz when presenting the force sensation to the fingertips of a person, and 5-10 Hz when presenting the force sensation to the palm of the person.

上記振動部は複数設けるとよい。例えば、ハンドルまたはグリップスイッチにおける人の把持部位を挟んだ両側で、かつ当該把持部位から一定距離離れた位置に配置するとよい。このようにすると、２個の振動部の非対称振動によって生じる合力が人の指に伝達されることになり、人に対しより明確な力覚を提示することが可能となる。その際、２個の振動部の非対称振動の方向が同一またはほぼ同一となるように振動部の配置向きを設定することで、各非対称振動の強力の大きさを最大化することができる。 It is preferable to provide a plurality of vibrating portions. For example, they may be placed on both sides of the handle or the grip switch with respect to the gripping portion of the person and at a certain distance from the gripping portion. By doing so, the resultant force generated by the asymmetrical vibration of the two vibrating parts is transmitted to the finger of the person, making it possible to present a clearer haptic sensation to the person. At this time, by setting the arrangement direction of the vibrating portions so that the directions of the asymmetric vibrations of the two vibrating portions are the same or substantially the same, the strength of each asymmetric vibration can be maximized.

また、複数個の振動部に与える制御信号の位相を制御することで、各振動部による非対称振動の位相を同期させてもよい。例えば、複数個の振動部の非対称振動によって生じる合力の大きさ（例えば、当該合力の大きさの平均値または最大値）が最大となるように、当該複数個の振動部の非対称振動の位相を制御するようにしてもよい。または、複数個の振動部の非対称振動によって生じる合力の大きさが閾値以上となるように、当該複数個の振動部の非対称振動の位相を制御するようにしてもよい。なお、複数個の振動部の非対称振動によって生じる合力の大きさとは、複数個の振動部の非対称振動による力ベクトルを合成したベクトルの大きさを意味する。また、加速度の大きさを指標として力の大きさを制御することも可能である。 Further, by controlling the phase of the control signal given to the plurality of vibrating portions, the phases of the asymmetrical vibrations by the vibrating portions may be synchronized. For example, the phases of the asymmetric vibrations of the plurality of vibrating parts are adjusted so that the magnitude of the resultant force generated by the asymmetric vibrations of the plurality of vibrating portions (for example, the average value or maximum value of the magnitude of the resultant force) is maximized. It may be controlled. Alternatively, the phases of the asymmetric vibrations of the plurality of vibrating sections may be controlled so that the magnitude of the resultant force generated by the asymmetric vibrations of the plurality of vibrating sections is greater than or equal to a threshold value. The magnitude of the resultant force generated by the asymmetrical vibrations of the plurality of vibrating portions means the magnitude of the vector obtained by synthesizing the force vectors due to the asymmetrical vibrations of the plurality of vibrating portions. It is also possible to control the magnitude of the force using the magnitude of the acceleration as an index.

なお、複数個の振動部の非対称振動の方向は互いに異なっていてもよい。例えば、複数個の振動部の非対称振動の方向が多角形の各辺に沿った方向であってもよい。このような振動部の非対称振動を制御することで、全体として提示される力覚の方向や大きさを制御することも可能となる。 In addition, the directions of the asymmetrical vibrations of the plurality of vibrating portions may be different from each other. For example, the directions of the asymmetric vibrations of the plurality of vibrating portions may be along the sides of the polygon. By controlling such asymmetrical vibration of the vibrating portion, it is possible to control the direction and magnitude of the force sensation presented as a whole.

以上述べた擬似力覚発生装置を用いると、振動部を操作対象物に設けることができるので、手や前腕部、下肢等の人の四肢に初動刺激手段を直接装着する必要がない。従って、人の操作性を阻害したり不快感を生じさる心配がない。 By using the pseudo force sense generator described above, the vibrating section can be provided on the object to be operated, so there is no need to directly attach the initial stimulus means to the human extremities such as the hand, the forearm, and the lower leg. Therefore, there is no concern that the operability of the person will be hindered or discomfort will be caused.

その他、操作対象物の種類や構成、装着ユニットおよび制御ユニットの設置位置と構成、制御手順および制御内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。 In addition, the type and structure of the operation target, the installation position and structure of the mounting unit and the control unit, the control procedure and the contents of control, etc. can be variously modified without departing from the gist of the present invention.

要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In short, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the present invention at the implementation stage. Also, various inventions can be formed by appropriate combinations of the plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in each embodiment. Furthermore, constituent elements of different embodiments may be combined as appropriate.

１…ドライバ、２…ステアリングホイール、３，５…操作支援装置、４…グリップスイッチ、３Ａ，５Ａ…装着ユニット、３Ｂ，５Ｂ…制御ユニット、３Ｃ，５Ｃ…信号ケーブル、１１…前腕部、１２…手首部、３１…基板、３２ａ，３２ｂ…電極、３３…刺激パルス発生器、３４…動きセンサ、３５…制御部、３６…記憶部、３７…入出力インタフェース部、５１…励磁駆動回路、５２…電磁石、５３…信号線、５４…制御部、５５…入出力インタフェース部、３５１，５４１…危険検知情報取得部、３５２…刺激パルス発生制御部、３５３…動き検知情報取得部、５４２…励磁パルス発生制御部、３６１…制御パラメータ記憶部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Driver, 2... Steering wheel, 3, 5... Operation support device, 4... Grip switch, 3A, 5A... Mounting unit, 3B, 5B... Control unit, 3C, 5C... Signal cable, 11... Forearm, 12... Wrist part 31 Substrate 32a, 32b Electrode 33 Stimulation pulse generator 34 Motion sensor 35 Control unit 36 Storage unit 37 Input/output interface unit 51 Excitation drive circuit 52 Electromagnet 53 Signal line 54 Control unit 55 Input/output interface unit 351, 541 Danger detection information acquisition unit 352 Stimulation pulse generation control unit 353 Motion detection information acquisition unit 542 Excitation pulse generation control unit, 361... control parameter storage unit;

Claims

An operation support device that supports a person's danger avoidance operation for an operation target,
an acquisition unit that acquires detection information representing a situation of a monitoring target that requires the danger avoidance operation;
Acting in response to acquisition of the detection information, the initial stimulus for the danger avoidance operation to the person within a time shorter than a predefined recognition/reaction time of the person from the time the detection information is acquired. and a stimulus generator that provides
The stimulus generator is
an electromagnet attached to one of the human action part and the operation object that operates during the danger avoidance operation;
a magnetic body that forms a pair with the electromagnet and is arranged at a part of the person's motion or the part of the object to be manipulated that faces the electromagnet;
an excitation pulse generator that applies an excitation pulse for causing the electromagnet to perform an attraction operation to the magnetic body;
a control unit connected to the excitation pulse generation unit and configured to generate the excitation pulse from the excitation pulse generation unit within a time period shorter than a predefined recognition/reaction time of the person from the time the detection information is acquired;
Operation support device.

2. The operation support device according to claim 1 , wherein said electromagnet or said magnetic body is attached to said person's finger.

An operation support method executed by an operation support device that supports a person's danger avoidance operation for an operation target,
a process of acquiring detection information representing a situation of the operation target that requires the danger avoidance operation;
Acting in response to acquisition of the detection information, the initial stimulus for the danger avoidance operation to the person within a time shorter than a predefined recognition/reaction time of the person from the time the detection information is acquired. and
The process of applying the initial stimulus includes:
Within a time shorter than the predefined recognition/reaction time of the person from the point of time when the detection information is acquired, it is attached to either the action part of the person or the operation object that operates during the danger avoidance operation. An excitation pulse is applied to the electromagnet, thereby causing the electromagnet to be attracted to a magnetic body paired with the electromagnet arranged at a portion of the person's action portion or the object to be manipulated facing the electromagnet. Operation support method.