(57)【要約】      （修正有）【課題】モーションプラットフォームの姿勢を制御する装置、並びに、モーションデータ作成プログラムに関し、容易に行えるモーションプラットフォームの姿勢を制御するためのモーションデータを作成できるモーションデータ作成装置、及び、モーションデータ作成方法、並びに、モーションデータ作成プログラムを提供する。【解決手段】入力装置１０２の操作に基づいてモーションプラットフォームの姿勢を制御するモーションデータを作成するためのモーションデータ作成装置１０１であって、モーションプラットフォームの画像を表示装置１０３に表示させ、モーションプラットフォームの画像が入力装置１０２により操作されたときに、モーションプラットフォームの画像の姿勢に応じた姿勢データを作成する姿勢データ作成部１１１と、姿勢データに基づいてモーションデータを作成するモーションデータ作成部１１２とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2008212651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置の操作に基づいてモーションプラットフォームの姿勢を制御するモーションデータを作成するためのモーションデータ作成装置であって、
前記モーションプラットフォームの画像を表示装置に表示させ、前記モーションプラットフォームの画像が前記入力装置により操作されたときに、前記モーションプラットフォームの画像の姿勢に応じた姿勢データを作成する姿勢データ作成部と、
前記姿勢データに基づいて前記モーションデータを作成するモーションデータ作成部とを有するモーションデータ作成装置。
【請求項２】
前記姿勢データ作成部は、時間軸に対して前記姿勢データをプロットした姿勢データグラフを前記表示装置に表示させる請求項１記載のモーションデータ作成装置。
【請求項３】
前記姿勢データ作成部は、前記姿勢データグラフのうちエラー発生部分に前記姿勢データグラフのエラー解消の境界となる波形を合わせて表示させる請求項２記載のモーションデータ作成装置。
【請求項４】
前記姿勢データ作成部は、前記姿勢データグラフを変更したとき、変更前の姿勢データグラフを合わせて表示させる請求項２記載のモーションデータ作成装置。
【請求項５】
前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内における観測位置及び方向情報が入力され、入力された観測位置及び方向情報、前記モーションプラットフォームの姿勢データに基づいて前記観測位置から前記観測方向から見たときの前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内におけるプレビュー画像を表示させるプレビュー画面表示処理部を有する請求項１乃至４のいずれか一項記載のモーションデータ作成装置。
【請求項６】
入力装置の操作に基づいてモーションプラットフォームの姿勢を制御するモーションデータを作成するためのモーションデータ作成装置であって、
前記モーションプラットフォームの画像を表示装置に表示させ、前記モーションプラットフォームの画像が前記入力装置により操作されたときに、前記モーションプラットフォームの画像の姿勢に応じた姿勢データを作成する姿勢データ作成部と、
前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内での観測位置及び方向情報が入力され、入力された観測位置及び方向情報、前記モーションプラットフォームの姿勢データに基づいて前記観測位置から前記観測方向から見たときの前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内におけるプレビュー画像を表示させるプレビュー画面表示処理部とを有するモーションデータ作成装置。
【請求項７】
コンピュータに入力装置の操作に基づいてモーションプラットフォームの姿勢を制御するモーションデータを作成するためのモーションデータ作成方法であって、
前記モーションプラットフォームの画像を表示装置に表示させ、
前記モーションプラットフォームの画像が前記入力装置により操作されたときに、前記モーションプラットフォームの画像の姿勢に応じた姿勢データを作成し、
前記姿勢データに基づいて前記モーションデータを作成するモーションデータ作成方法。
【請求項８】
時間軸に対して前記姿勢データをプロットした姿勢データグラフを前記表示装置に表示させる請求項７記載のモーションデータ作成方法。
【請求項９】
前記姿勢データグラフのうちエラー発生部分に前記姿勢データグラフのエラー解消の境界となる波形を合わせて表示させる請求項８記載のモーションデータ作成方法。
【請求項１０】
前記姿勢データグラフを変更したとき、変更前の姿勢データグラフを合わせて表示させる請求項８記載のモーションデータ作成方法。
【請求項１１】
前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内での観測位置及び方向情報が入力され、入力された観測位置及び方向情報、前記モーションプラットフォームの姿勢データに基づいて前記観測位置から前記観測方向から見たときの前記モーションプラットフォームが搭載されるステージ上におけるプレビュー画像を表示させる請求項７乃至１０のいずれか一項記載のモーションデータ作成方法。
【請求項１２】
入力装置の操作に基づいてモーションプラットフォームの姿勢を制御するモーションデータを作成するためのモーションデータ作成方法であって、
前記モーションプラットフォームの画像を表示装置に表示させ、前記モーションプラットフォームの画像が前記入力装置により操作されたときに、前記モーションプラットフォームの画像の姿勢に応じた姿勢データを作成させる手順と、
前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内での観測位置及び方向情報が入力され、入力された観測位置及び方向情報、前記モーションプラットフォームの姿勢データに基づいて前記観測位置から前記観測方向から見たときの前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内におけるプレビュー画像を表示させる手順とを有するモーションデータ作成方法。
【請求項１３】
コンピュータに、
モーションプラットフォームの画像を、表示装置に表示させる手順と、
前記モーションプラットフォームの画像が前記入力装置により操作されたときに、前記モーションプラットフォームの画像の姿勢に応じた姿勢データを作成させる手順と、
前記姿勢データに基づいて前記モーションデータを作成させる手順とを実行させるコンピュータ読み取り可能なモーションデータ作成プログラム。
【請求項１４】
時間軸に対して前記姿勢データをプロットした姿勢データグラフを前記表示装置に表示させる請求項１３記載のモーションデータ作成プログラム。
【請求項１５】
前記姿勢データに応じた前記モーションプラットフォームの画像を前記表示装置に表示させる請求項１３記載のモーションデータ作成プログラム。
【請求項１６】
前記表示装置に表示される前記モーションプラットフォームの画像は、前記モーションプラットフォームの立体モデル画像である請求項１３記載のモーションデータ作成プログラム。
【請求項１７】
前記入力装置の操作に基づいて選択された範囲に、プロットされている姿勢データを補間し、前記姿勢データグラフを作成する請求項１４記載のモーションデータ作成プログラム。
【請求項１８】
前記姿勢データグラフで指定された時間に対応する画像を前記表示装置に表示させる請求項１４記載のモーションデータ作成プログラム。
【請求項１９】
前記姿勢データグラフのうちエラー発生部分に前記姿勢データグラフのエラー解消の境界となる波形を合わせて表示させる請求項１４記載のモーションデータ作成プログラム。
【請求項２０】
前記姿勢データグラフを変更したとき、変更前の姿勢データグラフを合わせて表示させる請求項１３記載のモーションデータ作成プログラム。
【請求項２１】
前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内での観測位置及び方向情報が入力され、入力された観測位置及び方向情報、前記モーションプラットフォームの姿勢データに基づいて前記観測位置から前記観測方向から見たときの前記モーションプラットフォームが搭載されるステージ上におけるプレビュー画像を表示させる請求項１３乃至２０のいずれか一項記載のモーションデータ作成プログラム。
【請求項２２】
コンピュータに、
モーションプラットフォームの画像を、表示装置に表示させる手順と、
前記モーションプラットフォームの画像が前記入力装置により操作されたときに、前記モーションプラットフォームの画像の姿勢に応じた姿勢データを作成させる手順と、
前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内での観測位置及び方向情報が入力され、入力された観測位置及び方向情報、前記モーションプラットフォームの姿勢データに基づいて前記観測位置から前記観測方向から見たときの前記モーションプラットフォームが配置される仮想空間内におけるプレビュー画像を表示させる手順とを実行させるコンピュータ読み取り可能なモーションデータ作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモーションデータ作成装置、及び、モーションデータ作成方法、並びに、モーションデータ作成プログラムに係り、特に、モーションプラットフォームの姿勢を制御するモーションデータを作成するためのモーションデータ作成装置、及び、モーションデータ作成方法、並びに、モーションデータ作成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
シミュレーションゲーム装置などのシミュレータとして、模擬車両などに運転者が乗り、シミュレーション画面を見ながらカーレースやラリーを行うものがある（例えば、特許文献１、２参照）。運転者がコースを選択してシミュレーションを開始すると、経路に沿って予め組込まれたプログラムによってシミュレーションが進行し、車両の衝突、ジャンプ、スリップ等の種々の事象が発生する。この事象に対応して模擬車両の動きが制御される。このとき、車両の進行に伴って衝突、横滑り、ジャンプ等の事象が発生する。そして、事象に対応して予め作成された模擬車両の動きの制御データがメモリのテーブルから読出されて模擬車両の制御機構に与えられる。これによって、模擬車両が衝突、加速、スリップ等の動きを示し、運転者にシミュレーションの臨場感を与える。
【０００３】
このとき、さらに臨場感を与えるために、衝撃音などに合わせて衝撃振動を与えるようにしている。
【０００４】
搭乗部に衝突などの衝撃振動を与える場合には、衝撃映像に合わせて衝撃音をスピーカから発生させている。このとき、このような振動については、開発者が手作業によりアクチュエータの動きを場面に合わせて振動波形を作成していた。
【０００５】
したがって、６軸制御などを行うと、一つの衝撃音に合わせて６軸の振動波形を各々作成していた。このため、手間がかかり、コンテンツの作成が容易に行えなかった。このため、コンテンツの交換などが容易に行えなかった。
【０００６】
また、搭乗者によって操縦可能な搭乗部では、パターン化された複数の制御データとフラグとを対応させ、操作に応じてフラグを順次羅列し、フラグの並びに応じて制御データを合成して、搭乗部の制御データを作成していた（例えば、特許文献３参照）
なお、モーションデータの作成方法としては、横軸に時間軸をとり、縦軸にモーションチャンネルを設定した画面を用いてモーションデータを編集する提案があった（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１１−３１３９８３号公報
【特許文献２】特開２００３−６６８２５号公報
【特許文献３】特許３８２３２６５号公報
【特許文献４】特開２００２−１０３２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、従来のシミュレーションシステムのモーションデータは、設計者がモーションプラットフォームの姿勢データの波形を操作することによって決定していた。
【０００８】
このため、設計者が直感的にモーションプラットフォームの姿勢を把握することが困難であり、よって、モーションデータ作成後、シミュレーションシステムを実際に駆動するなどして、多くの手直しを行う必要があった。例えば、映像とモーションプラットフォームとの姿勢とが一致しないなどの不都合が生じたり、設定した姿勢が意図した姿勢と異なるなどの不都合が生じたりしていた。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、設計者の意図するように、かつ、容易に行えるモーションプラットフォームの姿勢を制御するためのモーションデータを作成できるモーションデータ作成装置、及び、モーションデータ作成方法、並びに、モーションデータ作成プログラム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】
【００１０】
本発明は、入力装置の操作に基づいてモーションプラットフォームの姿勢を制御するモーションデータを作成するためのモーションデータ作成装置であって、モーションプラットフォームの画像を表示装置に表示させ、モーションプラットフォームの画像が入力装置により操作されたときに、モーションプラットフォームの画像の姿勢に応じた姿勢データを作成する姿勢データ作成部と、姿勢データに基づいてモーションデータを作成するモーションデータ作成部とを有するものである。
【００１１】
また、時間軸に対して姿勢データをプロットした姿勢データグラフを前記表示装置に表示させることを特徴とする。
【００１２】
さらに、姿勢データに応じたモーションプラットフォームの画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする。
【００１３】
また、入力装置の操作に基づいて選択された範囲に、プロットされている姿勢データを補間し、姿勢データグラフを作成させることを特徴とする。
【００１４】
また、表示装置に表示される前記モーションプラットフォームの画像は、前記モーションプラットフォームの立体モデル画像であることを特徴とする。
【００１５】
また、姿勢データグラフで指定された時間に対応する画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする。
【００１６】
さらに、姿勢データグラフのうちエラー発生部分に姿勢データグラフのエラー解消の境界となる波形を合わせて表示させることを特徴とする。また、姿勢データグラフを変更したとき、変更前の姿勢データグラフを合わせて表示させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、モーションプラットフォームが配置される仮想空間内での観測位置及び方向情報が入力され、入力された観測位置及び方向情報、モーションプラットフォームの姿勢データに基づいて観測位置から前記観測方向から見たときのモーションプラットフォームが配置される仮想空間内における画像を表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、入力装置により操作可能にモーションプラットフォームの画像を表示装置に設定された姿勢入力領域に表示させ、入力装置により姿勢入力領域に表示されたモーションプラットフォームの画像が操作されたときにモーションプラットフォームの姿勢に応じた姿勢データを作成させ、姿勢データに基づいてモーションデータを作成させることにより、設計者がモーションプラットフォームの姿勢を視覚的に把握しつつ、モーションプラットフォームの姿勢を決定できるため、設計者の意図するように、かつ、容易に行えるモーションデータを作成できる。
【００１９】
また、本発明によれば、モーションプラットフォームが配置される仮想空間内での観測位置及び方向情報が入力され、入力された観測位置及び方向情報、モーションプラットフォームの姿勢データに基づいて観測位置から観測方向から見たときのモーションプラットフォームが配置される仮想空間内における画像を表示させることにより、作成したモーションデータを実機で試す前に、モーションプラットフォームへの搭乗者から見た動きを体感でき、設計者の意図をモーションデータに反映しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。
【００２１】
本実施例のモーションデータ作成システム１００は、モーションデータ作成装置１０１、入力装置１０２、表示装置１０３から構成されている。モーションデータ作成装置１０１は、入力装置１０２の操作に基づいてモーションプラットフォームの姿勢を制御するモーションデータを作成するものであり、コンピュータシステムから構成されている。モーションデータ作成装置１０１は、主に、姿勢データ作成部１１１及びモーションデータ作成部１１２から構成されている。また、入力装置１０２は、キーボード１２１、マウス１２２などから構成される。さらに、表示装置１０３は、ＣＲＴ、ＬＣＤなどから構成される。
【００２２】
図２はモーションデータ作成装置１０１により表示装置１０３に表示されるモーションデータ作成画面の一例を示す図である。
【００２３】
モーションデータ作成画面Ｍ0は、数値入力部Ｍ11、軸選択部Ｍ12、時間軸表示部Ｍ13、姿勢データグラフ表示部Ｍ14、立体モデル入力部Ｍ15、立体モデル表示部Ｍ16、アクチュエータ情報表示部Ｍ17、映像表示部Ｍ18、時間軸表示部Ｍ19、マウスポインタ位置表示部Ｍ20から構成されている。また、図２においてＰ0はマウスポインタを示している。
【００２４】
数値入力部Ｍ11は、選択された軸、時間におけるデータの数値が入力される。
【００２５】
軸選択部Ｍ12は、姿勢データを決定する複数の軸、例えば、ピッチ、ロール、ヨー、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応した領域に分割されており、各領域にポインタを位置させて、クリックすることにより、軸が選択される。
【００２６】
時間軸表示部Ｍ13には、制御開始からの時間が表示される。
【００２７】
姿勢データグラフ表示部Ｍ14には、軸選択部Ｍ12の制御軸毎に姿勢データグラフが表示される。各姿勢データグラフは、横軸が時間軸であり、縦軸が姿勢制御量である。
【００２８】
立体モデル入力部Ｍ15は、モーションプラットフォームの立体モデル画像が表示される。また、立体モデル入力部Ｍ15に表示される立体モデル画像は、３次元のコンピュータグラフィックス画像であり、入力装置１０２の操作により姿勢を変えることができるようにインタフェースが構成されている。これにより、設計者は、立体モデル入力部Ｍ15に表示されたモーションプラットフォームの立体モデル画像を動かして姿勢を決定することができる。このため、設計者は、直感的にモーションプラットフォームの姿勢を決定することが可能となる。
【００２９】
立体モデル表示部Ｍ16は、モーションプラットフォームの立体モデル画像が表示される。立体モデル表示部Ｍ16に表示されるモーションプラットフォームの立体モデル画像は、モーションプラットフォームの３次元コンピュータグラフィックス画像であり、姿勢データグラフ表示部Ｍ14に表示された姿勢データに対応した姿勢の立体モデル画像である。
【００３０】
アクチュエータ情報表示部Ｍ17は、アクチュエータ変位量データを数値表示する。アクチュエータ変位量データは、姿勢データを、モーションプラットフォームを駆動するアクチュエータの変位量に変換したデータである。なお、アクチュエータ情報表示部Ｍ17に表示されるアクチュエータ変位量データは、アクチュエータの長さが予め設定された適正範囲、例えば、０〜３００〔ｍｍ〕外、また、アクチュエータの伸縮速度が適正範囲外のときにエラー状態となると、その旨がわかるような表示となる。例えば、範囲内のときには表示される数値の色を黒色とし、適正範囲外のときには赤色とする。なお、表示される数値のバックの色を範囲内のときと範囲外ときとで変えるようにしてもよい。これによって、設計者がモーションデータのエラーを容易に認識でき、モーションプラットフォームの姿勢などを調整することができる。
【００３１】
映像表示部Ｍ18には、一点鎖線で示す指定時刻における映像が表示される。映像は、実際のシミュレーションシステムにおいてスクリーンに投影される映像であり、姿勢データグラフ表示部Ｍ14に表示される姿勢データグラフの時間軸に同期して表示される。このため、映像データと姿勢データグラフとの時刻が対応づけられている。これにより、設計者は、実際のスクリーンに表示される映像を見ながらモーションプラットフォームの姿勢を決定することができる。よって、映像とモーションデータとの対応を確実にとることができ、臨場感のあるモーションデータを作成することができる。
【００３２】
なお、図２において、Ｐ0はマウスのポインタ表示であり、マウスポインタＰ0は時間軸の「８４０」を示している。アクチュエータ情報表示部Ｍ17には、マウスポインタＰ0が示している時間軸「８４０」におけるピッチ、ロール、ヨー、Ｘ，Ｙ，Ｚでの姿勢を構成するための６軸のアクチェータ軸の長さが表示される。例えば、アクチュエータ軸を識別するためのＬｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「０」〜「６」毎にその長さが〔ｍｍ〕単位で表示されている。図２ではＬｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「０」のアクチュエータの長さが「１１１」〔ｍｍ〕、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「１」のアクチュエータ長さが「−８０（赤字表示）」〔ｍｍ〕、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「２」のアクチュエータの長さが「３５０（赤字表示）」〔ｍｍ〕、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「３」のアクチュエータの長さが「１８０」〔ｍｍ〕、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「４」のアクチュエータの長さが「９７」〔ｍｍ〕、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「５」の長さが「９９」〔ｍｍ〕であることを示している。
【００３３】
なお、本実施例では、アクチュエータの適正長さ範囲が０〜３００〔ｍｍ〕であるので、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「１」のアクチュエータ長さが「−８０（赤字表示）」〔ｍｍ〕、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「２」のアクチュエータの長さが「３５０（赤字表示）」〔ｍｍ〕は適正長さ範囲を超えており、エラーとなる。このため、赤字表示となっている。
【００３４】
また、アクチュエータ情報表示部Ｍ17には、各Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒにおける速度「Ｓｐｅｅｄ」［ｍｍ／ｓ］の数値が表示される。図２ではＬｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「０」のアクチュエータの伸縮速度が「−１８４」［ｍｍ／ｓ］、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「１」の変位速度が「２１」［ｍｍ／ｓ］、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「２」のアクチュエータの伸縮速度が「−９１」［ｍｍ／ｓ］、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「３」のアクチュエータの伸縮速度が「−７８」［ｍｍ／ｓ］、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「４」のアクチュエータの伸縮速度が「１００」［ｍｍ／ｓ］、Ｌｅｇ  Ｎｕｍｂｅｒ「５」のアクチュエータの伸縮速度が「１０」［ｍｍ／ｓ］であることを示している。
【００３５】
また、映像表示部Ｍ18に表示される画像は、一点鎖線で示す時間軸ライン、すなわち、時間軸「７７０」における静止画を示しており、画像の時間軸は時間軸表示部Ｍ19に［Ｌｉｎｅ：７７０］として表示されている。なお、図２では、時間軸ラインをその表示をわかり易くするために一点鎖線で表示しているが、実際の表示では、例えば、赤の実線などで表示される。
【００３６】
また、マウスポインタ位置表示部Ｍ20には、マウスポインタＰ0の位置を数値で示しており、図２ではマウスポインタＰ0が時間軸「８４０(７．００ｓｅｃ)」、姿勢データのピッチ「０」のところに存在していることを示している。なお、時間軸「８４０」とは１秒当たり１２０フレームで構成しており、７秒後が１２０×７＝８４０であることを示している。
【００３７】
姿勢データ作成部１１１は、入力装置１０２により操作可能にモーションプラットフォームの立体モデル画像を表示装置１０３に設定された立体モデル入力部Ｍ15に表示させ、入力装置１０２により立体モデル入力部Ｍ15に表示されたモーションプラットフォームの立体モデル画像が操作されたときにモーションプラットフォームの姿勢に応じた姿勢データを作成する。また、モーションデータ作成部１１２は、姿勢データに基づいてモーションデータを作成する。
【００３８】
また、姿勢データ作成部１１１は、姿勢データ表示部Ｍ14に表示された姿勢データに応じた姿勢のモーションプラットフォームの立体モデル画像を立体モデル表示部Ｍ16に表示させる。さらに、姿勢データ作成部１１１では、入力装置１０２の操作に基づいて姿勢データグラフ表示部Ｍ14に表示される姿勢データグラフによって姿勢データを作成可能とされている。姿勢データグラフ表示部Ｍ14に表示された姿勢データグラフは、姿勢データを作成する時間範囲を選択され、入力装置１０２の操作に基づいて選択時間範囲内でプロットされた点を予め設定された補間方法によって補間する処理を行う。
【００３９】
図３はモーションデータ作成装置１０１のブロック構成図を示す。
【００４０】
本実施例のモーションデータ作成装置１０１は、処理装置１３１、ファイル装置１３２、インタフェース回路１３３、表示制御回路１３４、メモリ１３５、可換式ディスク記憶装置１３６、通信回路１３７、バス１３８などを含む構成とされている。
【００４１】
処理装置１３１は、ＣＰＵなどから構成されており、ファイル装置１３２にインストールされたモーションデータ作成プログラムを実行し、モーションプラットフォームの姿勢を制御するためのモーションデータを生成する処理を実行する。
【００４２】
ファイル装置１３２は、ハードディスクドライブなどから構成されており、プログラムファイル１４１、及び、データファイル１４２、設定ファイル１４３から構成されている。プログラムファイル１４１には、モーションデータ作成プログラムなどがインストールされる。データファイル１４２には、姿勢データ、モーションデータなどが記憶される。
【００４３】
なお、姿勢データは、例えば、モーションプラットフォームの姿勢に関するデータであり、モーションプラットフォームのピッチデータ、ロールデータ、ヨーデータ、ヒーブデータ、サージデータ、スウェイデータなどのデータから構成されている。
【００４４】
ピッチデータは、搭乗部のピッチ角度の大きさの情報である。ロールデータは、搭乗部のロール角度の大きさを示すデータである。ヨーデータは、搭乗部のヨー角度の大きさを示すデータである。ヒーブデータは、搭乗部の上下方向の変位の大きさを示す情報である。サージデータは、搭乗部の前後方法の変位の大きさを示す情報である。スウェイデータは、搭乗部の左右方向の変位の大きさを示すデータである。
【００４５】
また、設定ファイル１４３は、適用するアクチュエータ形式のモーションベースに関する情報を設定するためのファイルである。設定ファイル１４３は、モーションベースの可動軸情報、アクチュエータ数、モーションベースの原点位置情報、各アクチュエータのニュートラル時の取り付け位置情報、各アクチュエータの最小長情報、各アクチュエータのニュートラル時のアクチュエータ長情報、各アクチュエータの最大長情報、各アクチュエータの最大伸縮速度情報などを含む。
【００４６】
モーションベースの可動軸情報は、例えば、Ｘ軸（スウェイ）、Ｙ軸（サージ）、Ｚ軸（ヒーブ）、ピッチ、ロール、ヨーの６種類の軸情報から使用するデータを選択するための情報であり、モーションベースの自由度（ＤＯＦ）を設定するための情報である。ユーザは、上記６種類の情報から使用するモーションベースのタイプに対応した可動軸を設定する。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とスウェイ、サージ、ヒーブとの関係は、その都度異なるものとなり、Ｘ軸（スウェイ）、Ｙ軸（サージ）、Ｚ軸（ヒーブ）は、その一例を示している。
【００４７】
例えば、６軸スチュワートタイプのモーションベースのモーションデータを作成する場合には、全６種類の軸情報が可動軸となる。また、３軸モーションベースのモーションデータを作成する場合には、例えば、ピッチ、ロール、ヨー、あるいは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が可動軸となる。さらに、４軸モーションベースのモーションデータを作成する場合には、例えば、Ｚ軸、ピッチ、ロール、ヨーが可動軸となる。なお、３軸モーションベースのモーションデータを作成する場合の例としてピッチ、ロール、ヨー、あるいは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を可動軸とする場合を上げたが、これは一例であり、他の組み合わせも考えられることは言うまでもない。同様に、４軸モーションベースのモーションデータを作成する場合の例として、Ｚ軸、ピッチ、ロール、ヨーを可動軸とする場合を上げたが、これは一例であり、他の組み合わせも考えられることは言うまでもない。
【００４８】
アクチュエータ数としては、適用するモーションベースに搭載されるアクチュエータ数を設定する。
【００４９】
モーションベースの原点位置情報には、モーションベースの原点の位置情報が３次元座標情報により設定される。各アクチュエータのニュートラル時の取り付け位置情報には、モーションベースに搭載された各アクチュエータのニュートラル時の取り付け位置が３次元座標により設定される。
【００５０】
各アクチュエータの最小長情報には、モーションベースに搭載された各アクチュエータの最小長の値が設定される。各アクチュエータのニュートラル時のアクチュエータ長情報には、モーションベースに搭載された各アクチュエータのニュートラル時のアクチュエータ長の値が設定される。
【００５１】
各アクチュエータの最大長情報には、モーションベースに搭載された各アクチュエータの最大長の値が設定される。
【００５２】
各アクチュエータの最大伸縮速度情報には、モーションベースに搭載された各アクチュエータの伸縮速度の最大値が設定される。
【００５３】
上記設定値に基づいてモーション作成プログラムの処理動作が実行される。
【００５４】
インタフェース回路１３３は、入力装置１０２とバス１３８とのインタフェースを取っている。
【００５５】
表示制御回路１３４は、処理装置１３１からの指示により表示装置１０３を制御し、表示装置１０３に姿勢操作表示領域、姿勢データ表示領域、姿勢表示領域を表示させる。
【００５６】
メモリ１３５は、処理装置１３１の作業用記憶領域として用いられる。可換式ディスク記憶装置１３６は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷなどの可換式ディスクを読み取るドライブ装置であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷなどからデータを読み取るとともに、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷにデータを書き込むための装置である。
【００５７】
可換式ディスク記憶装置１３６を用いることにより、可換式ディスクに記憶されて提供されたモーションデータ作成プログラムを読み出し、ファイル装置１３２のプログラムファイル１４１にインストールしたり、モーションデータ作成プログラムにより作成されたモーションデータを可換式ディスクに記憶したりすることができる。
【００５８】
通信回路１３７は、ネットワークとの通信を行うための回路である。通信回路１３７を用いることにより、サーバからファイル装置１３２のプログラムファイル１４１にモーションデータ作成プログラムをインストールしたり、データファイル１２２に記憶されたモーションデータを、ネットワークを介してモーションプラットフォーム駆動装置に提供したりすることができる。
【００５９】
次にモーションデータ作成プログラムの処理動作について説明する。
【００６０】
図４はモーションデータ作成プログラムの処理フローチャートを示す。
【００６１】
処理装置１３１は、まず、ステップＳ１−０で映像再生処理を開始する。映像再生処理では、設計者などによりモーションデータファイルを指定すると、指定されたモーションデータファイルに対応する映像をデータファイル１４２から読み出し、映像表示部Ｍ18に表示する処理が行われる。このとき、設計者により時間軸表示部Ｍ13、又は、姿勢データグラフ表示部Ｍ14で時刻を指定すると、指定された時刻に表示される映像が映像表示部Ｍ18に表示される。これによって、特定の時刻における映像とモーションプラットフォームの姿勢とを正確に把握できる。
【００６２】
処理装置１３１は、ステップＳ１−０１で設定ファイル１４３に設定された情報を読み込む。これによってユーザが設定ファイル１４３に設定した軸構成のモーションベースに対応したモーションデータの作成が行われる。
【００６３】
処理装置１３１は、ステップＳ１−１でモデルによる姿勢データ入力か否かを判定する。処理装置１３１は、ステップＳ１−１でモデルによる姿勢データ入力である場合には、ステップＳ１−２でファイル装置１３２姿勢入力表示部Ｍ15にモーションプラットフォームの立体モデル画像を表示する。
【００６４】
処理装置１３１は、次にステップＳ１−３で姿勢を設定する時間範囲及び時間が指定された後、ステップＳ１−４で設計者により入力装置１０２が操作され、姿勢操作表示領域に表示されたモーションプラットフォームの立体モデル画像の姿勢が操作されると、ステップＳ１−５で姿勢操作表示領域に表示されたモーションプラットフォームの立体モデル画像の姿勢を姿勢表示領域の立体モデル画像に反映させるとともに、ステップＳ１−６で姿勢データ表示領域に表示された姿勢データグラフに対して指定された時間範囲内でライン補間を行う。
【００６５】
ライン補間の方法としては、例えば、線形補間（Linear）、ベジエ曲線（Bezier）、多項式曲線（Cubic）がある。
【００６６】
図５はライン補間の例を説明するための図を示す。図５（Ａ）は線形補間によるライン補間、図５（Ｂ）はベジエ曲線によるライン補間、図５（Ｃ）は多項式曲線によるライン補間の例を示している。
【００６７】
線形補間は、図５（Ａ）に示すように設定された時間範囲Ｔ１内でプロットｐ１，ｐ２，ｐ３を直線で補間したラインを形成する。
【００６８】
ベジエ曲線によるライン補間は、図５（Ｂ）に示すようにプロットｐ１，ｐ２間、ｐ２、ｐ３間をベジエ曲線によりなめらかな曲線で補間するライン補間である。
【００６９】
多項式曲線によるライン補間は、図５（Ｃ）に示すように指定されたプロットｐ１、ｐ２、ｐ３を全て通る曲線を導き出して補間するライン補間方法である。
【００７０】
次に処理装置１３１は、ステップＳ１−７においてライン補間された姿勢情報に対して設計者による入力装置１０２の操作によって波形整形が行われる。
【００７１】
波形整形としては、例えば、切り取り・コピー・貼り付け、挿入・加算、平均合成、一定値化、頂点削除、平滑化、オフセットなどがあり、波形生成としてノイズ加算、正弦波加算、音声加算などがある。
【００７２】
切り取り・コピー・貼り付けは、既に作成されている波形をグラフから選択して、選択したグラフを選択範囲に切り取り・コピーし、貼り付ける波形整形操作である。
【００７３】
挿入は、指定した時刻からコピー切り取られたグラフを挿入する波形整形操作である。
【００７４】
上乗せは、選択範囲のグラフをコピーあるいは切り取られたグラフに変更する波形整形操作である。
【００７５】
ミックスは、選択範囲のグラフとコピーあるいは切り取られたグラフとの平均のグラフに波形整形する操作である。
【００７６】
一定値は、選択範囲のデータを一定値にそろえる波形整形操作である。
【００７７】
頂点削除は、プロットされた点を削除する波形整形操作である。
【００７８】
平滑化は、前後のフレームの平均をとることにより、全体的にデータを丸める波形整形操作である。
【００７９】
オフセットは、選択範囲にあるグラフを全体的に一定値シフトさせる波形整形操作である。
【００８０】
増幅・減衰は、選択範囲にあるグラフを、０の値を中心として増幅・減衰させる波形生成操作である。
【００８１】
ノイズ加算は、選択範囲にあるグラフに、設計者が指定した最大振幅、周期を持ったブロックノイズをランダムに生成して加算する波形生成操作である。
【００８２】
正弦波加算は、選択範囲にあるグラフに、設計者が指定した振幅、周期を持った正弦波を生成して、加算する波形生成操作である。
【００８３】
音源加算は、指定された音源の波形をグラフに加算する波形生成操作である。
【００８４】
処理装置１３１は、ステップＳ１−８において姿勢データ変換処理を実行する。姿勢データ変換処理は、姿勢データを、逆運動学の理論を用いて６軸アクチュエータを構成する６つのアクチュエータの各アクチュエータ長データに変換する。
【００８５】
ここで、姿勢データをアクチュエータ長データに変換するための原理について説明する。
【００８６】
図６はアクチュエータ長への変換動作を説明するための図を示す。
【００８７】
モーションプラットフォーム上部２０１の座標系を上部座標系｛Ｍ｝、下部２０２の座標系（絶対座標）を下部座標系｛Ｌ｝とする。なお、Ｏは下部座標系の原点、Ｏ'は上部座標系の原点を示す。
【００８８】
上部座標系｛Ｍ｝において、アクチュエータの上部取り付け位置Ａ'までのベクトル
ＭＰは、
【００８９】
【数１】
2008212651.tif 000003
下部座標系｛Ｌ｝から見た上部座標系｛Ｍ｝のベクトルは、
【００９０】
【数２】
2008212651.tif 000004
下部座標系｛Ｌ｝からみたアクチュエータの上部２０１の取り付け位置までのベクトルは
【００９１】
【数３】
2008212651.tif 000005
とする。
【００９２】
モーションプラットフォーム上部２０１がある位置・姿勢に変位したとすると、アクチュエータの上部２０１の取り付け位置の絶対座標は、
【００９３】
【数４】
2008212651.tif 000006
で表すことができる。
【００９４】
なお、ここで、ＭＲは、ある姿勢へ回転するための回転マトリクスであり、
【００９５】
【数５】
2008212651.tif 000007
により、上部座標系｛Ｍ｝の原点Ｏ'上で、ある姿勢に移行した際のアクチュエータの上部取り付け位置を求めることができる。
【００９６】
また、
【００９７】
【数６】
2008212651.tif 000008
は、上部座標系｛Ｍ｝における、変位後のある位置への移動ベクトルであり、上下左右方向の移動を示している。よって、
【００９８】
【数７】
2008212651.tif 000009
により、上部座標系｛Ｍ｝における、ある位置・姿勢に変化した際のアクチュエータの上部取り付け位置を求めることができる。
【００９９】
例えば、初期条件を
【０１００】
【数８】
2008212651.tif 000010
とし、初期位置から
【０１０１】
【数９】
2008212651.tif 000011
だけ移動するとともに、モーションプラットフォーム上部２０１がｚ軸（上下方向）を中心にθだけ回転したときを考える。
【０１０２】
このとき、回転マトリクスは、
【０１０３】
【数１０】
2008212651.tif 000012
となるため、変位後のアクチュエータの上部取り付け位置は、
【０１０４】
【数１１】
2008212651.tif 000013
で表すことができる。
【０１０５】
よって、モーションプラットフォーム上部と下部を結合するアクチュエータの長さは、下部座標系において、アクチュエータの下部取り付け位置が
【０１０６】
【数１２】
2008212651.tif 000014
であるとすると、
【０１０７】
【数１３】
2008212651.tif 000015
で表せる。
【０１０８】
なお、このことは、例えば、広瀬茂男著「ロボット工学（改訂版）-機械システムのベクトル解析-」裳華房、２００１年９月２０日第１５版発行のp.18〜p.21などに記載がある。
【０１０９】
上記計算をモーションプラットフォーム２０１とベース２０２とを結合する他の脚部に対しても計算することによって、ピッチ、ロール、ヨー、ヒーブ、サージ、スウェイからベース２０２とモーションプラットフォーム２０１とを結合する脚部２０３の長さを求めることができる。
【０１１０】
アクチュエータによって脚部２０３の長さを制御することによってモーションプラットフォーム２０１がベース２０２に対して姿勢データに応じた姿勢となるように変移する。
【０１１１】
図７は姿勢データを６軸のアクチュエータ長さに変換したときの一例の波形図を示す。
【０１１２】
図７（Ａ）はピッチの波形、図７（Ｂ）ロールの波形、図７（Ｃ）はヨーの波形、図７（Ｄ）はヒーブの波形、図７（Ｅ）はサージの波形、図７（Ｆ）はスウェイの波形、図７（Ｇ）〜（Ｌ）はアクチュエータ長さの波形を示す。
【０１１３】
図７（Ａ）〜（Ｆ）に示すように指定された姿勢データは、逆運動学の理論によって、例えば、図７（Ｇ）〜（Ｌ）に示すアクチュエータ長さのように変換される。
【０１１４】
次に、処理装置１３１は、ステップＳ１−８においてアクチュエータ長データを取得すると、ステップＳ１−９でアクチュエータ長データに対してエラーチェックを行う。エラーチェックは、各アクチュエータ長データが予め設定された範囲内になるか否かをチェックする。設定範囲は、脚部２０３を駆動するアクチュエータの伸縮長の範囲に設定されている。
【０１１５】
処理装置１３１は、ステップＳ１−９のエラーチェックの結果、ステップＳ１−１０においてエラーが発生した場合には、アクチュエータ長データがそのデータにより駆動されるアクチュエータの伸縮長の範囲を超えていると判断され、ユーザに対してエラー表示などを行い、ステップＳ１−１に戻って処理を続ける。
【０１１６】
また、処理装置１３１は、ステップＳ１−１０においてエラーが発生しなければ、６軸全てのアクチュエータ長データがそのデータにより駆動されるアクチュエータの伸縮長の範囲内になると判断して、ステップＳ１−１１において生成されたアクチュエータ長データをシミュレータのモーションデータとしてデータファイル１２２に登録する。
【０１１７】
図８、図９はエラー発生時の画面表示を示す図である。
【０１１８】
モーションデータにエラーが発生したときには、図８示すようにエラーが発生した箇所に、図８に実線で示す作成した姿勢データグラフと図８に破線で示すエラーが解消されるであろう姿勢データグラフとが表示される。エラーが解消されるであろう姿勢データグラフは、作成した姿勢データグラフとは異なる表示、例えば、異なる色で表示される。図８に破線で示すエラーが解消されるであろう姿勢データグラフが表示されることによって、設計者は、作成した姿勢データグラフではモーションデータにエラーが発生することを認識できる。
【０１１９】
ここで、図９に示すように姿勢データグラフのうちピッチの姿勢データグラフを変形させた場合、これに基づいてモーションデータが変化しており、ロール、ヨー、Ｘ、Ｙ、Ｚなど他の姿勢データグラフにも影響がある。このため、設計者によりピッチの姿勢データグラフが変形された場合、図９に破線で示すロール、ヨー、Ｘ、Ｙ、Ｚなど他の姿勢データグラフのエラーが解消されるであろう表示に反映させる。これによって、作成された姿勢データグラフとエラーが解消されるであろう姿勢データグラフとの差が小さくなる場合がある。これによって、全ての姿勢データグラフを変形させることなく、エラーを解消することが可能となる。
【０１２０】
例えば、図８に示すようにすべての姿勢データグラフにエラーが発生した場合などに不要な動作、優先順位の低い動作の姿勢データグラフを変形させ、他の姿勢データグラフの変形量を小さくした後、エラーが解消されるように姿勢データグラフを変形させることにより、設計者が意図した姿勢を大幅に変えることなく、エラーを解消させることが可能となる。
【０１２１】
図１０は姿勢データグラフ変形時の表示画面を示す図である。なお、図１０は姿勢データグラフのうちピッチを変形させたときの表示画面であり、他の姿勢データグラフの記載は省略している。
【０１２２】
姿勢データグラフを変形させると、図１０に破線、一点鎖線で示すように変形前、その前の姿勢データグラフが実線で示す変形後の姿勢データグラフとは異なる表示、例えば、異なる色で表示される。これによって、変形前の姿勢データグラフの状態を容易に認識できるようになり、設計者がどのような姿勢データグラフの変形を行っているかを容易に把握できるようになる。
【０１２３】
以上によって、設計者が希望するモーションプラットフォームのモーションデータが生成される。
【０１２４】
モーションデータ作成システム１００により生成されたモーションデータは、例えば、可換式ディスク記憶装置１３６により可換式ディスク１５１に記憶されて、シミュレーションシステムに登録される。なお、ネットワークを介してシミュレーションシステムに登録するようにしてもよい。
【０１２５】
次に、モーションデータ作成システム１００により生成されたモーションデータにより駆動されるシミュレーションシステムについて説明する。
【０１２６】
図１１はシミュレーションシステムの斜視図、図１２はシミュレーションシステムの平面図、図１３は音響システムの配置図を示す。
【０１２７】
シミュレーションシステム１は、体験者が搭乗部２に搭乗する領域である第１ステージ３とこの搭乗部２に乗った体験者に対して仮想体験をさせる主要な領域である第２ステージ４とに、壁５によって分割され、これら第１ステージ３と第２ステージ４との間に開閉可能なクローズ手段である両開きの自動ドア６を設けている。
【０１２８】
この自動ドア６は開閉制御信号によって開閉されるようになっている。また、第１ステージ３の天井には照明７が固定されており、これら照明７は照明点滅制御信号により点滅するようになっている。
【０１２９】
また、このシミュレーションシステム１では、搭乗部２は例えば、車両、ボートなど体験者が搭乗可能な座席を有する乗り物の形状に構成されており、この搭乗部２は移動手段により第１ステージ３と第２ステージ４との間を移動できるようになっている。この移動手段は、例えば、第１ステージ３と第２ステージ４との間に敷設したレールと、このレール上を油圧モータ等で移動する車両とからなる走行装置で構成したり、あるいは、第１ステージ３と第２ステージ４との間を設けた平坦な床面と、この床面を油圧モータ等で移動する台車とからなる走行装置で構成したりしてもよい。
【０１３０】
この走行装置の上には、挙動適用手段である６軸アクチュエータが搭載されている。このアクチュエータの上には搭乗部２が固定されており、このアクチュエータによって搭乗部２には、ロール、ピッチ、ヨー、スウェイ（左右）、ヒーブ（上下）サージ（前後）などの挙動が個々にあるいはそれらを複合した状態で与えられるようになっている。
【０１３１】
また、第２ステージ４には、正面中央が奥で、左右が手前に突出した形状の巨大な半円筒状（Ｒ状）のスクリーン８が設けられており、このスクリーン８には、スクリーン８の手前の天井の中央、左、右に設けられた３つのビデオプロジェクタ９ａ，９ｂ，９ｃから映像が投影されるようになっている。
【０１３２】
この第２ステージ４のスクリーン８の図示左側には、機械室１０が設けられており、この第２ステージ４と機械室１０とは壁１１で仕切られており、これら第２ステージ４と機械室１０との間には音響等が漏れないドアＤＲが設けられている。なお、符号１２ａ〜１２ｆはこのシミュレーションシステム１を設置する建物の柱である。
【０１３３】
また、機械室１０には、各種の制御を行う制御手段としてのコンピュータ装置１３と、音響を供給すると音響発生手段及び映像を供給するビデオ映像発生手段としてのオーディオビジュアル機器１４と、６軸油圧アクチュエータ５１ａ〜５１ｆに油圧を供給する油圧ユニット１５が設けられている。また、スクリーン８の上方から搭乗部を臨むように風を供給する送風機１６が設けられている。
【０１３４】
第１ステージ３は、高床式の乗降床１７が設けられており、この乗降床１７により体験者は搭乗部２への乗降が簡単になる。この乗降床１７には、図示のように、階段１８ａ、１８ｂがそれぞれ設けられており、体験者の乗降床１７への上り下りを容易にしている。また、乗降床１７の上で、自動ドア６の図示左端には、操作パネル１９が設けられている。この操作パネル１９には、各種指令をコンピュータ装置１３に与える操作スイッチや、非常時にアクチュエータを緊急停止させる緊急停止スイッチ等が設けられた操作盤と、第２ステージ４における搭乗部２の動作状況やその搭乗部２に載っている体験者の状態を監視するための監視モニタとが設けられている。
【０１３５】
また、搭乗部２には、例えば、シート２０が３列にわたって設けられている。シート２０は、例えば、ベンチシートから構成されており、例えば、一列に４人の体験者が搭乗できるようになっており、３列で合計１２人の体験者が搭乗できるようになっている。
【０１３６】
このシミュレーションシステム１では、ステレオ音響回路が４系統とモノラル音響１系統（ＳＰ９,１０、セリフ用）設けられており、各系統のスピーカＳＰ１〜ＳＰ１０が各部にそれぞれ配置されている。まず、シミュレーションの効果音響を与える２系統のステレオ音響回路のスピーカＳＰ１〜ＳＰ４については次のように配置されている。１系統のスピーカＳＰ１，ＳＰ２は、スピーカＳＰ１がスクリーン８の裏側天井に、スピーカＳＰ２が壁５側天井に配置されている。また、１系統のスピーカＳＰ３，ＳＰ４は、スピーカＳＰ３がスクリーン８の前の図示左側床面に、スピーカＳＰ４がスクリーン８の前の図示右側床面に、それぞれ配置されている。
【０１３７】
また、１系統のステレオ音響回路のスピーカＳＰ５，６は、スピーカＳＰ５が図１２に示すように第１ステージ３の乗降床１４の下前に、スピーカＳＰ６が図１２に示すように第１ステージ３の乗降床１４の下後に、それぞれ配置されている。
【０１３８】
さらに、１系統のステレオ音響回路のスピーカＳＰ７，８は、スピーカＳＰ７が図１２に示すように第２ステージ４の左端天井に、スピーカＳＰ８が図１２に示すように第１ステージ３の乗降床１４の左端下に、それぞれ配置されている。
【０１３９】
また、１系統のステレオ音響回路のスピーカＳＰ９，１０は、体験者の座席の前にそれぞれ設けられている。コンピュータ装置１３によって制御されるのは、スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と、セリフ用のＳＰ９,１０である。
【０１４０】
図１４はシミュレーションシステムのシステム構成図を示す。
【０１４１】
コンピュータ装置１３は、コンピュータシステムから構成されており、シミュレーションの進行を統括的に処理し、各種機器をシミュレーションの進行に合わせて制御する。このコンピュータ装置１３は、図示しないが各種の処理や制御をプログラムに従って処理をする中央処理装置（ＣＰＵ）を備え、かつ、このＣＰＵの制御下に動作する音源制御ボード、デジタル／アナログ（ＤＡ）変換器を備えている。また、コンピュータ装置１３には、同期信号入力ポート３１、シリアルポート３２、音響出力ポート３３、アナログ出力ポート３４、入出力ポート３５、その他ポート３６、３７が設けられている。
【０１４２】
同期信号入力ポート３１、シリアルポート３２及び音響出力ポート３３には、オーディオビジュアル機器１４が接続されている。アナログ出力ポート３４及び入出力ポート３５の一部には、油圧ユニット１５が接続されている。また、入出力ポート３５には、操作パネル１９、照明７、送風機１６がそれぞれ接続されている。その他ポート３６にはキーボード３９が、その他ポート３７にはモニタ４０が接続されている。
【０１４３】
オーディオビジュアル機器１４は、同期信号発生回路４０、ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃ、スキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃと、オーディオプレーヤ４３と、パワーアンプ４４とから構成されている。
【０１４４】
同期信号発生回路４０は、垂直同期（Ｖ SYNC ）信号と、複合同期(COMPSIT SYNC）信号を出力する。
【０１４５】
同期信号発生回路４０は、コンピュータ装置１３の同期信号入力ポート３１に接続されており、垂直同期信号を同期信号入力ポート３１に供給する。また、同期信号発生回路４０はビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃの同期入力端子に接続されており、各ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃに複合同期信号を供給する。
【０１４６】
ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃは、コンピュータ装置１３のシリアルポート３２に接続されており、コンピュータ装置１３からの制御信号と同期信号発生回路４０からの複合同期信号とを基に各ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃで再生する画像の同期が取れるようになっている。
【０１４７】
ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃはスキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃに接続されており、再生した画像信号をスキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃに供給する。スキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃは、ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃからの画像信号をビデオプロジェクタ９ａ，９ｂ，９ｃが駆動できる画像信号に変換する。スキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃで変換した画像信号はビデオプロジェクタ９ａ，９ｂ，９ｃに供給される。なお、スキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃは、走査線を目立たなくする作用（走査線によるちらつきを低減する）を持っている。
【０１４８】
また、オーディオビジュアル機器１４のオーディオプレーヤ４３はコンピュータ装置１３の音響出力ポート３３に接続されており、音響出力ポート３３からの音響再生制御信号により音響信号を再生する。
【０１４９】
オーディオプレーヤ４３で再生された音響信号は、パワーアンプ４４に供給される。パワーアンプ４４は、オーディオプレーヤ４３からの音響信号を電力増幅してスピーカＳＰに供給する。なお、オーディオプレーヤ４３、パワーアンプ４４は、ステレオ再生回路が各々３系統、設けられている。
【０１５０】
油圧ユニット１５は、７チャンネルサーボアンプ５１、６軸油圧アクチュエータ５２、走行装置油圧アクチュエータ５３と、モーションベース制御盤５４とから構成されている。
【０１５１】
サーボアンプ５１は、コンピュータ装置１３のアナログ出力ポート３４に接続されており、６軸油圧アクチュエータ５２、油圧モータ５３をコンピュータ装置１３からの指示に基づいて駆動制御する。
【０１５２】
ファイル装置７０には、モーションデータ生成システム１００で生成されたモーションデータが記憶されている。
【０１５３】
図１５は６軸駆動機構の模式図を示す。
【０１５４】
６軸駆動機構は、ベース６１に前出の６軸油圧アクチュエータ５１ａ〜５１ｆを介して搭乗部２が搭載される揺動部６２が接続された揺動可能に取り付けられた構成とされている。
【０１５５】
６軸油圧アクチュエータ５１ａ〜５１ｆは、モーションデータ生成システム１００により生成されたモーションデータを構成するアクチュエータ長データによって指定されたアクチュエータ長となるように駆動されて、姿勢データに応じたロール、ピッチ、ヨー、スウェイ（左右）、ヒーブ（上下）サージ（前後）となるように揺動部６２が３次元的に変位する。
【０１５６】
また、モーショベース制御盤５４は、コンピュータ装置１３の入出力ポート３５に接続されており、コンピュータ装置１３にサーボユニットの状態情報、すなわち、搭乗部２の状態情報を与える。コンピュータ装置１３は、このモーションベース制御盤５４から状態情報を得て、サーボアンプ５１に制御命令を与えることで、６軸油圧アクチュエータ５２，走行装置油圧アクチュエータ５３を制御している。
【０１５７】
また、油圧ユニット１５は、緊急停止装置３０から電力が供給されている。緊急停止装置３０は、エリアセンサからの検出信号、あるいは、操作パネル１９の緊急停止スイッチの操作により緊急停止信号が入力されると、電源から油圧ユニット１５への電力の供給を停止するようになっている。油圧ユニット１５は、電力の供給がなくなると６軸油圧アクチュエータ５２、走行装置油圧アクチュエータ５３への作動油の供給ができなくなり、これにより搭乗部２が緊急停止する。
【０１５８】
次にコンピュータ装置１３の動作を説明する。
【０１５９】
図１６はコンピュータ装置１３の処理フローチャートを示す。
【０１６０】
まず、第１ステージ３の停止位置に停止した搭乗部２に体験者が乗り込む。このときには、照明７は点灯した状態になっている。搭乗部２に体験者が乗り込んでスタートできる状態になると、例えば、インストラクタ（アテンダ）等が操作パネル１９のスタートボタンを押下する。
【０１６１】
コンピュータ装置１３は、ステップＳ３−１において操作パネル１９のスタートボタンが押下されると、ステップＳ３−２においてスタート処理として、照明７を消灯し、走行装置油圧アクチュエータ５２を制御して、搭乗部２を第２ステージ４に移動させる。
【０１６２】
次にコンピュータ装置１３は、ステップＳ３−３においてビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃ、及び、オーディオプレーヤ４３、並びに、送風機１６を起動し、シミュレーションを開始する。これにより、スクリーン８にはシミュレーション画面（体感映像）が表示されており、当該画面に応じた音響と風等の体感媒体が体験者に与えられることになる。
【０１６３】
また、コンピュータ装置１３は、ステップＳ３−４においてファイル装置７０からモーションデータを読み出し、ステップＳ３−５において読み出したモーションデータにより６軸油圧アクチュエータ５２を駆動して、搭乗部２の姿勢を制御する。このとき、モーションデータ生成システム１００で姿勢データに付加された音響振動データによって搭乗部２が音響に同期して振動する。
【０１６４】
これによって搭乗部２に搭乗した体験者により一層リアルな仮想体験を与えることが可能となる。
【０１６５】
コンピュータ装置１３は、ステップＳ３−６においてシミュレーションが終了すると、ステップＳ３−５で、搭乗部２を第１ステージ３に動作させ、照明７を点灯する。
【０１６６】
そして、搭乗部２に搭乗していた体験者は、搭乗部２から降りて、階段１８ｂを通って第１ステージ３から退場する。
【０１６７】
以上により、オーディオプレーヤ４３で再生される音響に同期して、搭乗部２が振動する。このとき、搭乗部２の振動は、オーディオプレーヤ４３で再生される音響データそのものから生成されるため、より臨場感のある振動が得られる。
【０１６８】
なお、本実施例では、６軸アクチュエータとして油圧アクチュエータを用いた例について説明したが、これに限定されるものではなく、６軸アクチュエータとしてサーボモータなどの電気モータを用いて電気的に駆動するようにしてもよい。
【０１６９】
また、本実施例では、モーションデータ生成システム１００とシミュレーションシステムとを別にした構成について説明したが、これらを一体化してシステム化してもよい。
【０１７０】
また、本実施例のモーションデータ生成システム１００では、入力装置としてキーボード１１３、及び、マウス１１４を用いたが、これに代わり、図１５で示すような構成の６軸モーションプラットフォーム構造の模型（簡易模型）の６本の足にポテンショメータなどのセンサを取り付け、各部の動きを検出し、センサの出力信号を、インタフェースを介してモーションデータ生成システム１００に入力することによって、モーションデータを作成するようにしてもよい。
【０１７１】
この場合、図１５に示すような６軸モーションプラットフォーム構造の簡易模型を手に持ち、簡模型を動かしたい姿勢とする。これによって、センサが６本の足の長さを検出し、モーションデータ生成システム１００に取り込むことにより、姿勢が決定される。
【０１７２】
このような６軸モーションプラットフォーム構造の簡易模型を用いて入力を行うことによって、動き全体を視覚的に確認しながらモーションデータを作成できるため、直感的に動きを把握でき、入力が容易となる。
【０１７３】
なお、本実施例では、６軸モーションプラットフォームについてモーションデータを作成する場合について説明したが、本発明のモーションデータ作成方法はこれに限定されるものではなく、３軸、４軸のモーションプラットフォームについても同様に直感的にモーションデータを作成することが可能となる。
【０１７４】
図１７は３軸モーションプラットフォームの一例の概略構成図を示す。
【０１７５】
３軸モーションプラットフォーム２１０は、下部ベース２１１、回転軸２１２、リンク２１３、２１４、２１７、ユニバーサルジョイント２１５、上部ベース２１６などを含む構成とされている。なお、リンク２１３、２１４、２１７は、アクチュエータなどで構成され、下部ベース２１１、あるいは、上部ベース２１６を駆動する。
【０１７６】
下部ベース２１１は、回転軸２１２に搭載され、リンク２１７の長さを変位させることによりヨー方向、矢印Ｙw方向に揺動可能とされている。上部ベース２１６はリンク２１３、２１４、ユニバーサルジョイント２１５を介して下部ベース２１１に結合している。
【０１７７】
ユニバーサルジョイント２１５では、リンク２１３、２１４の長さの変化に応じて自在に揺動できる。リンク２１３、２１４の長さを変位させることによりピッチ方向、矢印Ｐt方向、及びロール方向、矢印Ｒl方向に揺動する。
【０１７８】
設定ファイル１４３において、可動軸としてピッチ、ロール、ヨーを選択し、アクチュエータの数を３に設定し、モーションベースの中心の３次元座標、各アクチュエータの３次元座標、各アクチュエータのニュートラル時、最小時、最大時の長さ、伸縮の最大速度などを設定することにより、上記のような構成の３次元モーションプラットフォーム２１０のモーションデータを作成することが可能となる。
【０１７９】
図１８は４軸モーションプラットフォームの一例の概略構成図を示す。
【０１８０】
４軸モーションプラットフォーム２２０は、下部ベース２２１をリンク２２２、２２３、２２４、２２５により上部ベース２２６にリンクさせた構成とされている。
【０１８１】
リンク２２２、２２３は、Ｘ軸方向に並べて配置されており、リンク２２４、２２５はＹ軸方向に並べて配置されている。
【０１８２】
リンク２２２、２２３、２２４、２２５の長さをアクチュエータによって変位させることによって、ピッチ方向、矢印Ｐt方向、ロール方向、矢印Ｒl方向、ヨー方向、矢印Ｙw方向に揺動可能であるとともに、ｙ軸方向及びｚ軸方向に平行移動可能とされている。
【０１８３】
設定ファイル１４３において、可動軸としてピッチ、ロール、ヨーを選択し、アクチュエータ数を４に設定し、モーションベースの中心の３次元座標、各アクチュエータの３次元座標、各アクチュエータのニュートラル時、最小時、最大時の長さ、伸縮の最大速度などを設定することにより、上記のような構成の４次元モーションプラットフォーム２２０のモーションデータを作成することが可能となる。
【０１８４】
なお、本出願人は、例えば、特開平７−１５５４７５号において直交３軸のモーションプラットフォームの構造について提案している。また、特開平１０−１５１２７３号において角度３軸のモーションプラットフォームの構造を提案している。さらに、実登２５４１３８２号において３軸のモーションプラットフォームの構造について提案している。
【０１８５】
これらについては本実施例とは姿勢制御のための軸数が異なるだけであり、同様にモーションデータを作成することが可能である。
【０１８６】
なお、本実施例では、油圧アクチュエータを用いたモーションベースに適用した例について説明したが、空気圧アクチュエータ、リニアモータアクチュエータ、電動モータアクチュエータなど他のアクチュエータを用いたモーションデータベースのモーションデータ作成にも適用できることは言うまでもない。
【０１８７】
また、上記モーションデータ作成システム１００では、表示装置１０３に姿勢操作表示領域、姿勢データ、モーションプラットフォームの姿勢、適用する映像を個別に表示するに留まっているが、更に、プレビューモードなるものを設定し、特定時刻におけるモーションプラットフォームの姿勢における搭乗者の観測位置から見た周囲の画像を表示するようにしてもよい。これによって、モーションデータ作成時、後述するようなシミュレーションシステムに適用した際のモーションの姿勢を直感的に把握することが可能となり、実際に近い状況でモーションデータを作成することができるため、モーションデータの修正などを低減することができる。
【０１８８】
図１９はプレビューモードの処理フローチャート、図２０はプレビュー画面の一例を示す図を示す。図２０（Ａ）は３次元仮想空間を示す図、図２０（Ｂ）はプレビュー画面を示す図である。
【０１８９】
処理装置１３１は、ステップＳ４−１でプレビューモードが設定されると、ステップＳ４−２で図２０（Ａ）に示すようにモーションプラットフォームを設置するステージなどの３次元仮想空間３１１を設定する。
【０１９０】
処理装置１３１は、ステップＳ４−３で３次元仮想空間内に設定されたスクリーン３１２に適用する映像を貼り付け、ステップＳ４−４で、例えば、図２０（Ｂ）に示すような予め設定された観測位置Ｐeye、観測方向Ｌeyeでの３次元仮想空間内の画像をプレビュー画面３２１に表示する。
【０１９１】
処理装置１３１は、ステップＳ４−５でユーザによるマウスなどの操作により３次元仮想空間内での観測方向Ｐeye、観測方向Ｌeyeが更新されると、ステップＳ４−５で変更された観測位置Ｐeye、観測方向Ｌeyeにおける３次元仮想空間の画像が表示されるようにプレビュー画面３２１に表示される画像を更新する。
【０１９２】
また、ステップＳ４−６で姿勢データが更新されると、ステップＳ４−７で変更された姿勢データに基づいてプレビュー画面３２１に表示される画像を更新する。
【０１９３】
処理装置１３１は、ステップＳ４−６で姿勢データを決定する複数の軸、例えば、ピッチ、ロール、ヨー、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸などの数値に変化がある、すなわち、モーションプラットフォーム３１３の動きに変化があると、その変化をプレビュー画面３２１に表示された画像に反映させる。例えば、モーションプラットフォーム３１３が上昇した場合には、上昇した位置で設定された観測位置、観測方向における画像を表示させ、下降した場合には下降した位置で設定された観測位置、観測方向における画像を表示させる。なお、具体的な処理としては、例えば、モーションプラットフォーム３１３の姿勢データに基づいて観測位置Ｐeye、観測方向Ｌeyeを変更する。
【０１９４】
以上により、ユーザはプレビュー画面３２１を参照することにより、モーションプラットフォーム３１３に実際に搭乗した感覚でモーションデータを作成することができる。
【０１９５】
このとき、ユーザが観測位置Ｐeye、観測方向Ｌeyeを変えることにより搭乗位置を変えたときの観測位置Ｐeye、観測方向Ｌeyeにおけるモーションプラットフォーム３１３の動きを確認できる。これによって、モーションデータ作成を補助できる。
【０１９６】
なお、３次元仮想空間は簡易的に設定された空間であってもよいが、実際のステージの３次元画像データなどを用いるようにしてもよい。これによって、モーションプラットフォームの動きを、よりリアルに再現することが可能となる。
【０１９７】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形例が考えられることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。
【図２】モーションデータ作成装置１０１により表示装置１０３に表示されるモーションデータ作成画面の一例を示す図である。
【図３】モーションデータ作成装置１０１のブロック構成図である。
【図４】モーションデータ作成プログラムの処理フローチャートである。
【図５】ライン補間の例を説明するための図である。
【図６】アクチュエータ長への変換動作を説明するための図である。
【図７】姿勢データを６軸のアクチュエータ長さに変換したときの一例の波形図である。
【図８】エラー発生時の画面表示を示す図である。
【図９】エラー発生時の画面表示を示す図である。
【図１０】姿勢データグラフ変形時の表示画面を示す図である。
【図１１】シミュレーションシステムの斜視図である。
【図１２】シミュレーションシステムの平面図である。
【図１３】音響システムの配置図である。
【図１４】シミュレーションシステムのシステム構成図である。
【図１５】６軸駆動機構の模式図である。
【図１６】コンピュータ装置１３の処理フローチャートである。
【図１７】３軸モーションプラットフォームの一例の概略構成図である。
【図１８】４軸モーションプラットフォームの一例の概略構成図である。
【図１９】プレビューモードの処理フローチャートである。
【図２０】プレビュー画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１９９】
１００  モーションデータ作成システム、１０１  モーションデータ作成装置
１０２  入力装置、１０３  表示装置
１１１  姿勢データ作成部、１１２  モーションデータ作成部
１３１  処理装置、１３２  ファイル装置、１３３  インタフェース回路
１３４  表示制御回路、１３５  メモリ、１３６  可換式ディスク記憶装置
１３７  通信回路、１３８  バス
【図１】
2008212651.tif 000016
【図２】
2008212651.tif 000017
【図３】
2008212651.tif 000018
【図４】
2008212651.tif 000019
【図５】
2008212651.tif 000020
【図６】
2008212651.tif 000021
【図７】
2008212651.tif 000022
【図８】
2008212651.tif 000023
【図９】
2008212651.tif 000024
【図１０】
2008212651.tif 000025
【図１１】
2008212651.tif 000026
【図１２】
2008212651.tif 000027
【図１３】
2008212651.tif 000028
【図１４】
2008212651.tif 000029
【図１５】
2008212651.tif 000030
【図１６】
2008212651.tif 000031
【図１７】
2008212651.tif 000032
【図１８】
2008212651.tif 000033
【図１９】
2008212651.tif 000034
【図２０】
2008212651.tif 000035