(57)【要約】【目的】本発明は、道路等の軌道上における自動車、オートバイ等の車両の運転あるいは走行を模擬するドライビングシミュレータに関し、ハードウェアの構成が変更されることなく、応答性および性能が高く維持され、柔軟かつ多様なシナリオを適用可能なドライビングシミュレータを提供することを目的とする。【解決手段】  運転に応じた車両の動作を模擬し、前記車両の周りに位置する複数の仮想車両と前記車両との位置を求める模擬手段と、前記複数の仮想車両と前記車両との位置を画像として表示する画像処理手段とを備え、前記模擬手段は、前記車両に対する相対位置の昇順に優先して前記複数の仮想車両を前記表示の対象とすることにより構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転に応じた車両の動作を模擬し、前記車両の周りに位置する複数の仮想車両と前記車両との位置を求める模擬手段と、
前記複数の仮想車両と前記車両との位置を画像として表示する画像処理手段とを備え、
前記模擬手段は、
前記車両に対する相対位置の昇順に優先して前記複数の仮想車両を前記表示の対象とする
ことを特徴とするドライビングシミュレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のドライビングシミュレータにおいて
前記模擬手段は、
前記画像処理手段の資源を監視し、前記表示の対象となる複数の仮想車両の数を前記資源の範囲内に制限する
ことを特徴とするドライビングシミュレータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のドライビングシミュレータにおいて、
前記模擬手段は、
前記複数の仮想車両の内、前記車両に対する相対距離が減少している仮想車両を優先して前記表示の対象とする
ことを特徴とするドライビングシミュレータ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のドライビングシミュレータにおいて、
前記模擬手段は、
前記車両が通過した分岐点に連なる経路の内、前記車両が位置する経路に、前記車両に後続する仮想車両の大半の進路を設定する
ことを特徴とするドライビングシミュレータ。
【請求項５】
請求項４に記載のドライビングシミュレータにおいて、
前記模擬手段は、
前記複数の仮想車両の内、前記進路が設定された仮想車両を加速し、前記車両との相対距離を圧縮する
ことを特徴とするドライビングシミュレータ。
【請求項６】
請求項４または請求項５の何れか１項に記載のドライビングシミュレータにおいて、
前記模擬手段は、
前記複数の仮想車両の内、前記進路の設定の対象外となった仮想車両の進路を前記車両の進路に合流する経路に設定する
ことを特徴とするドライビングシミュレータ。
【請求項７】
請求項６に記載のドライビングシミュレータにおいて、
前記模擬手段は、
前記車両の進路に合流する経路に進路が設定された仮想車両を加速し、前記車両との相対距離を圧縮する
ことを特徴とするドライビングシミュレータ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７に記載のドライビングシミュレータにおいて、
前記車両および前記複数の仮想車両は自動車であり、かつ前記経路および前記分岐点は、それぞれ前記自動車が通過し得る道路および交差点である
ことを特徴とするドライビングシミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路等の軌道上における自動車、オートバイ等の車両の運転あるいは走行を模擬するドライビングシミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライビングシミュレータは、高度に進展した情報処理技術が適用されることにより実際に自動車等に乗ることなく安価かつ安全に、そして効率的に反復して所望の運転を模擬できるために、運転教習等に多く用いられつつある。
【０００３】
図７は、従来のドライビングシミュレータの構成例を示す図である。
図において、モーションベース６１には、例えば、自動車の運転に関するシミュレーションの過程で操作者によって操作される操作部と、モーションベース６１の揺動や音としてそのシミュレーションの結果を操作者に伝える出力部とが備えられる。なお、これらの操作部および出力部には、例えば、ハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダル、スピーカ（何れも図示されない。）が該当する。このような操作部および出力部は、インタフェース部６２を介してコンピュータ６３Ｍの対応するポートに接続される。コンピュータ６３Ｍの特定のポートは画像生成部６４を介してプロジェクタ６４が接続される。プロジェクタ６４によって画像が投影され、かつモーションベース６１上にいる操作者がその画像を見ることができる位置には、スクリーン６６が配置される。
【０００４】
このような構成のドライビングシミュレータでは、コンピュータ６３Ｍの主記憶には、図８に示すように、予め設定されたシナリオに基づいて設定され、かつ参照や更新が可能な車両状態レジスタ６３Ｓが配置される。
【０００５】
車両状態レジスタ６３Ｓは、個々の自動車を示すユニークな車両識別番号に対応するレコードを有し、これらの何れのレコードにも、該当する自動車が走行する方向ｄとその自動車の位置Ｐとがそれぞれ格納されるフィールドが含まれる。
車両状態レジスタ６３Ｓの各レコードは、モーションベース６１上で操作が行われ、かつシミュレーションの対象である自動車（以下、「自車両」という。）と、その自車両と並行して走行し、シミュレーションの過程における交通環境を与える複数の仮想的な自動車（以下、「他車両」という。）にも個別に割り付けられる。
【０００６】
なお、以下では、車両識別番号については、自車両に「０」が付与され、かつ他車両に「１」以上のユニークな整数ｉ（１≦ｉ≦ｎ）が割り付けられると共に、各車両の方向ｄおよび位置Ｐについては、車両識別番号ｉが添え番号として付加された「ｄｉ」、「Ｐｉ」と表記する。
【０００７】
このような従来のドライビングシミュレータでは、コンピュータ６３Ｍは、既述の操作部からインタフェース部６２を介して与えられる情報と、予め与えられたシナリオとに基づいてドライビングシミュレータの中枢部としての処理を行うことにより、モーションベース６１を介して運転者の姿勢を可変し、あるいはそのモーションベースの揺動を図る。
【０００８】
コンピュータ６３Ｍは、このような処理の手順に基づいて自車両と他車両との方向ｄ０〜ｄｎおよび位置Ｐ０〜Ｐｎを適宜更新し、自車両の位置Ｐ０の周辺の道路および街区を示す道路情報を生成する。さらに、コンピュータ６３Ｍは、画像生成部６４にこれらの方向ｄ０〜ｄｎ、位置Ｐ０〜Ｐｎおよび道路情報を引き渡す。
画像生成部６４は、引き渡された方向ｄ０〜ｄｎ、位置Ｐ０〜Ｐｎおよび道路情報を所定の形式のポリゴン単位の画像に変換し、プロジェクタ６５を介してスクリーン６６上にこれらの画像を投影する。
【０００９】
このようにして投影された画像によっては、操作者には、他車両に対する自車両の相対的な位置とその自車両の位置とが視覚情報として伝達される。
したがって、実際に自動車に乗ることなく運転技術の習得、あるいは自車両の振る舞いや性能の確認・評価を行うことができる。
【００１０】
本願発明に関連した先行技術には、以下のものがある。
「視点位置からの距離が近い順に表示物に付される順序番号を区分けする第１〜第Mの順序番号範囲が、第Kの順序番号範囲の方が第（K＋１）の順序番号範囲よりも視点位置からの距離が近い表示物に付される順序番号を含むように設定されることを前提として、第Ｋの順序番号範囲に順序番号が属する表示物の精密度を、第（Ｋ＋１）の順序番号範囲に順序番号が属する表示物の精密度よりも高くすることによって、表示物が視点付近に多く集まった場合にもリアルタイムに高品質の画像を形成できる」点に特徴がある３次元シミュレータ装置および画像合成方法…特許文献１
【００１１】
「形状、パーツの変化により表示物の精密度を表し、順序番号範囲或いは距離範囲が視点位置から近い表示物については、形状、パーツを変化させ、順序番号範囲或いは距離範囲が視点位置から遠い表示物については、形状、パーツを変化させないによって、表示物が視点付近に多く集まった場合にもリアルタイムに高品質の画像を形成できる」点に特徴がある３次元シミュレータ装置および画像合成方法…特許文献２
【００１２】
「移動体の各々が仮想的な運転者による運転操作をモデル化した運転者モデルと、各移動体の物理的な挙動をモデル化した車両運動モデルの組み合わせである移動体モデルとで表現され、移動体モデルが各々独立にコンピュータ上で表現された道路交通環境内を通行することによって、交通環境を予め分類したり、それに対応した通行ルールを事前に定義することなく移動体の挙動自由度が高い動作交通シミュレーションを実現する」点に特徴がある道路交通シミュレーション装置…特許文献３
【００１３】
「道路交通環境データベースおよび移動体モデルを有し、運転者の運転操作をモデル化した運転者モデルと、車両の挙動をモデル化した車両運動モデルとを移動体モデルが有し、その運転者モデルが異なる長さの周期の処理を並列に実行することによって、発生しうる状況と対応規則を個別に設定せずに、より自然な移動体の挙動を模擬する」点に特徴がある自由軌道交通シミュレータ…特許文献４
【特許文献１】特開２０００−３４８２１６号公報
【特許文献２】特開平１１−２５８９７４号公報
【特許文献３】特開２００４−１９９２８７号公報
【特許文献４】特開２００５−１２４２６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上述した従来例では、画像生成部６４は、自車両との相対距離の如何に関わらず、全ての他車両に関する描画処理を行っていた。
したがって、シナリオに基づいて決定される他車両の台数ｎには、画像生成部６４の資源や処理量の限界による制約が生じ、多数の他車両が介在する柔軟なシナリオの構築が妨げられる場合があった。
【００１５】
本発明は、ハードウェアの構成が変更されることなく、応答性および性能が高く維持され、柔軟かつ多様なシナリオを適用可能なドライビングシミュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に記載の発明では、模擬手段は、運転に応じた車両の動作を模擬し、前記車両の周りに位置する複数の仮想車両と前記車両との位置を求める。画像処理手段は、前記複数の仮想車両と前記車両との位置を画像として表示する。さらに、前記模擬手段は、前記車両に対する相対位置の昇順に優先して前記複数の仮想車両を前記表示の対象とする。
すなわち、画像処理手段によって上記車両と共に表示される仮想車両は、上記車両に対する相対距離が小さい順に選択される。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のドライビングシミュレータにおいて、前記模擬手段は、前記画像処理手段の資源を監視し、前記表示の対象となる複数の仮想車両の数を前記資源の範囲内に制限する。
すなわち、画像処理手段によって自車両と共に表示される他車両の数は、画像処理手段の資源の範囲で表示可能な値に制限される。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のドライビングシミュレータにおいて、前記模擬手段は、前記複数の仮想車両の内、前記車両に対する相対距離が減少している仮想車両を優先して前記表示の対象とする。
すなわち、運転の模擬が行われる車両との距離が減少しつつある仮想車両は、他の仮想車両より優先的に表示される。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のドライビングシミュレータにおいて、前記模擬手段は、前記車両が通過した分岐点に連なる経路の内、前記車両が位置する経路に前記複数の仮想車両の大半の進路を設定する。
すなわち、上記車両が交差点を通過後であっても、多くの仮想車両がその車両と共に同じ進路をとる状態が模擬される。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のドライビングシミュレータにおいて、前記模擬手段は、前記複数の仮想車両の内、前記進路が設定された仮想車両を加速し、前記車両との相対距離を圧縮する。
すなわち、交差点を通過した車両と異なる進路をとった仮想車両は、その車両の進路で速やかに合流する可能性が高められる。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５の何れか１項に記載のドライビングシミュレータにおいて、前記模擬手段は、前記複数の仮想車両の内、前記進路の設定の対象外となった仮想車両の進路を前記車両の進路に合流する経路に設定する。
すなわち、交差点を通過した車両と異なる進路をとった仮想車両は、その車両の進路と同じ進路に確度高く導かれる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載のドライビングシミュレータにおいて、前記模擬手段は、前記車両の進路に合流する経路に進路が設定された仮想車両を加速し、前記車両との相対距離を圧縮する。
すなわち、交差点を通過した車両と異なる進路をとった仮想車両は、その車両の進路と同じ進路に確度高く導かれる。
【００２３】
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項７に記載のドライビングシミュレータにおいて、前記車両および前記複数の仮想車両は自動車であり、かつ前記経路および前記分岐点は、それぞれ前記自動車が通過し得る道路および交差点である。
すなわち、本願発明は、自動車の運転模擬の分野に適用可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
上述したように本発明では、仮想車両の数が大きい場合であっても、表示の対象となる仮想車両が上述した相対距離の如何にかかわらず選択されることに起因する応答性や精度の低下が軽減され、あるいは回避される。
本発明では、資源不足に起因する応答性や性能の低下が回避され、安定な動作が確保される。
本発明では、運転の模擬の精度が高められ、かつ安定に維持される。
【００２５】
本発明では、交差点の通過の前後の何れについても、渋滞状態や十分な交通量の模擬が可能となる。
本発明では、交差点を通過した車両と異なる進路をとった仮想車両は、車両の進路上における渋滞状態や十分な交通量の確保のために確度高く積極的に再利用される。
本発明では、交差点を通過した車両の進路上でも、その進路上における渋滞状態や十分な交通量が速やかに模擬される。
【００２６】
したがって、本発明によれば、ハードウエアの規模や構成が変更されることなく、従来例に比べて大きな交通量、および多様かつ柔軟なシナリオによる運転教習、あるいは車両性能の確認・評価が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第一および第二の実施形態を示す図である。
図１に示すハードウエアの構成は、図７に示すコンピュータ６３Ｍに代えてコンピュータ１１Ｍが備えられた点で、従来例と異なる。
【００２８】
コンピュータ１１Ｍの主記憶には、図８に示す車両状態レジスタ６３Ｓに併せて、図２に示す相対距離レジスタ１１ｄが配置される。
相対距離レジスタ１１ｄは、既述の車両識別番号ｉの車両（自車両および他車両）に個別に対応し、該当する車両の自車両に対する相対距離（以下、「ｒｉ」と表記する。）が格納されるレコードの集合として構成される。
【００２９】
後述する第一および第二の実施形態の特徴は、コンピュータ１１Ｍによって行われる処理の手順および演算対象にあり、このコンピュータ１１Ｍは、処理量等の資源に不足がない場合には、図７に示すコンピュータ６３Ｍによる代替が可能である。
【００３０】
［第一の実施形態］
図３は、本発明の第一および第二の実施形態の動作フローチャートである。
図４は、本発明の第一の実施形態の動作を説明する図である。
以下、図１〜図４および図８を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
【００３１】
本実施形態の特徴は、コンピュータ１１Ｍが以下の処理を行う点にある。
(1) 車両状態レジスタ６３Ｓに保持される（自車両および他車両の）位置Ｐ０〜Ｐｎが更新される度に、該当する車両の「自車両に対する相対位置」を算出し、その車両に対応した相対距離レジスタ１１ｄの内容を更新する（図３ステップＳ１）。
【００３２】
(2) 自車両と、その自車両と共にスクリーン６６に投影されるべき地図を構成する街区等のポリゴンデータの個数およびサイズと、その時点における他車両（あるいは、上記地図上に自車両と共に表示されるべき他車両）の数ｎとを求める（図３ステップＳ２）。
【００３３】
(3) 求められたポリゴンデータの個数およびサイズと、他車両の数ｎとに対応可能な資源が画像生成部６４にあり、その画像生成部６４の応答性の低下（予想される過負荷状態の程度であってもよい。）が許容可能な限度内に抑えられるか否かの判断する（図３ステップＳ３）。
【００３４】
(4) 画像生成部６４の応答性の低下が許容可能な限度内に抑えられる場合には、以下の処理(5)〜(6)を省略し、従来と同様の処理を行う（図３ステップＳ４）。
【００３５】
(5) 画像生成部６４の応答性の低下が許容可能な限度を超えると判断される場合には、そのその応答性の低下を許容可能な限度内に抑えつつ「自車両と共に表示可能な他車両」の数の最大値Ｍａｘを特定し（図３ステップＳ５）、かつ相対距離レジスタ１１ｄに保持されている相対距離の昇順にＭａｘ台の他車両を選択する（図３ステップＳ６）。
【００３６】
(6) さらに、自車両の位置Ｐ０の周辺の道路および街区を示す道路情報を従来例と同様に生成し（図３ステップＳ７）、その位置Ｐ０および自車両の方向ｄ０に併せて、上記のＭａｘ台の他車両の方向および位置、並びに道路情報を画像生成部６４に引き渡す（図３ステップＳ８）。
【００３７】
画像生成部６４は、このようにして引き渡された方向、位置および道路情報を所定の形式のポリゴン単位の画像に変換し、プロジェクタ６５を介してスクリーン６６上にこれらの画像を投影する。
【００３８】
すなわち、図４に示すように、自車両（「■」印で示される。）と共にスクリーン６６上に描画される他車両（「□」印で示される。）の台数は、自車両との相対距離が小さく、画像生成部６４の資源が不足とはならない値に限定され、このような他車両以外の他車両（「×」印で示される。）は除外される。
【００３９】
したがって、本実施形態によれば、ハードウエアの構成が基本的に変更されることなく、しかも、従来のソフトウェアが大幅に変更されることなく、応答性や性能が高く維持され、かつ柔軟なシナリオの適用が可能となる。
なお、本実施形態では、Ｍａｘ台の他車両には、自車両に追い付き、あるいは接近しつつある他車両が優先的に選択されてもよい。
【００４０】
［第二の実施形態］
図５は、本発明の第二の実施形態の動作フローチャートである。
図６は、本発明の第二の実施形態の動作を説明する図である。
以下、図１、図２、図５および図６を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
【００４１】
本実施形態の特徴は、コンピュータ１１Ｍが既述の処理に併せて以下の処理を行う点にある。
(1) 自車両が交差点で走行方向を変更した場合には、その時点でスクリーン６６に表示されているＭａｘ台の他車両の内、既定の比率として定まる大半の他車両の走行方向を自車両が走行する分岐路の方向に変更する（図５ステップＳ１）。なお、このような走行方向の変更は、既述の車両状態レジスタ６３Ｓに保持される方向ｄｉおよび位置Ｐｉを更新することによって達成される。
【００４２】
(2) この分岐路以外の分岐路に進路をとった他車両については、スクリーン６６に表示されるか否かにかかわらず、進路を自車両の進路に合流する交差点に続く経路に設定し（図５ステップＳ２，図６(ａ)）、かつ加速を図る（図５ステップＳ３，図６(ｂ)）ことにより、自車両に対する相対距離の圧縮を早期に図る。
【００４３】
すなわち、自車両が交差点で走行方向を変更した場合であっても、大半の他車両がその自車両の近くに位置し続け、その走行方向の変更に伴う他車両の台数の低下分が速やかに補われる。
したがって、本実施形態によれば、交差点が多数設定されたシナリオの下であっても、自車両の近くに位置する他車両の台数が安定に維持され、自車両が渋滞状態に遭遇した状態における運転の模擬が安定に実現される。
【００４４】
なお、本実施形態は、以下の態様で構成されてもよい。
(a) 図５ステップＳ１に示す処理では、走行方向が自車両と同じである他車両について、自車両との相対距離を小さくする加速または減速の処理が併せて行われてもよい。
(b) 図５ステップＳ３に示す処理、または図５ステップＳ２、Ｓ３に示す処理は、例えば、自車両の近くに位置する他車両の台数の減少が許容される場合には、省略されてもよい。
(c) また、図５ステップＳ２、Ｓ３に示す処理は、例えば、「自車両が上記合流点に到達する時点に歩調を合わせて行われ、かつ該当する他車両の位置や方向を車両状態レジスタ６３Ｓに直接設定する処理」で代替されてもよい。
【００４５】
上述した第一および第二の実施形態では、自車両と他車量との位置は、予め設定されたシナリオに基づいてプロセッサ１１Ｍによって決定され、かつ更新されているが、例えば、操作者が操作するマウス等のポインティングデバイス、あるいは所定の端末によって設定されてもよい。
本発明は、自動車用のドライビングシミュレータに限定されず、例えば、オートバイの運転を模擬する「ライディングシミュレータ」のように、他車両と共に同じ道路上を移動し、かつ相互に追い抜きや接近が行われ得る多様な車両の運転の模擬に適用可能である。
【００４６】
本発明では、スクリーン６６に表示される画像は、自車両と他車両との相対位置および道路状況に限定されず、例えば、運転の模擬の過程で提供されるべき多様な情報が併せて表示されてもよく、かつ３次元画像として表示されてもよい。
本発明では、操作者に伝達される情報は、モーションベースの揺動や音による操作者への情報伝達が行われなくてもよく、例えば、運転の模擬に応じた自車両と他車両との相対距離や相対位置のみであってもよい。
【００４７】
本発明では、スクリーン６６上における自車両の位置は、必ずしも中央部である必要はなく、自車両の運転の模擬に適するならば、どのような位置であってもよい。
本発明は、自車両が停止している状態にも適用可能である。
【００４８】
本発明では、既述の第一および第二の実施形態においてコンピュータ１１Ｍと画像生成部６４が連係して行う既述の処理は、如何なる形態による機能分散や負荷分散が図られてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲で如何なる態様の実施形態としても実現が可能であり、構成要素の一部または全てに如何なる改良が施されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第一および第二の実施形態を示す図である。
【図２】相対距離レジスタの構成を示す図である。
【図３】本発明の第一および第二の実施形態の動作フローチャートである。
【図４】本発明の第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図５】本発明の第二の実施形態の動作フローチャートである。
【図６】本発明の第二の実施形態の動作を説明する図である。
【図７】従来のドライビングシミュレータの構成例を示す図である。
【図８】車両状態レジスタの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１ｄ  相対距離レジスタ
１１Ｍ，６３Ｍ  コンピュータ
６１  モーションベース
６２  インタフェース部
６３Ｓ  車両状態レジスタ
６４  画像生成部
６５  プロジェクタ
６６  スクリーン
【図１】
2010134101.tif 000003
【図２】
2010134101.tif 000004
【図３】
2010134101.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010134101.tif 000008
【図７】
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【図８】
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