(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員の運転操作に応じて模擬車体の姿勢制御を行う走行シミュレーション装置において、モニタに表示される障害物を設定するための障害物設定装置であって、
前記模擬車体の運転環境に関するシナリオデータを記憶するシナリオデータ記憶部と、
前記シナリオデータ内の障害パターンに含まれている障害物の有無を設定変更するとともに、該障害パターンに指定された配置範囲内の任意の位置における前記障害物の位置を設定変更可能な障害物設定部と、
前記設定された障害物の情報に基づいて、前記シナリオデータの映像を作成する映像作成部と、
前記障害物の有無および前記障害物の位置を設定変更する端末とを備え、
前記障害物設定部は、前記端末の画面上で、前記障害物の有無を選択する手段と、前記障害パターンを示す画像の道路上の障害物の位置を変位させるポジションコントロール手段とを有することを特徴とする走行シミュレーション装置の障害物設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗員の運転操作に応じて模擬車体の姿勢制御を行う走行シミュレーション装置において、モニタに表示される障害物を設定するための障害物設定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、乗員の模擬操作により模擬車体を動作させる走行シミュレーション装置が採用されている。一般的に、この種の走行シミュレーション装置は、例えば、二輪車や四輪車の教習に使用されている。実車走行時に懸念される事故パターン（障害パターン）を走行シミュレーション装置により体験させることにより、実車運転を行う際に、十分な危険予知や危険予測を心掛けるように指導するためである。
【０００３】
しかしながら、教習に使用されているシミュレーション用ソフトでは、模擬車体の運転環境が予め設定されており、この運転環境内で発生する事故パターンは、常に、同じ場所となっている。このため、上記の教習を一度体験したり、他人の教習を見たりすると、事故パターンが認知されてしまい、教習の効果がさほど得られないという問題が指摘されている。
【０００４】
そこで、本出願人は、モニタに表示される、模擬車体に関する一連の運転環境を、複数のパラメータに分解して各パラメータ毎に複数種類ずつ個々に記憶する記憶手段と、各パラメータについて選択させた種類のデータを記憶手段から読み込み一連の運転環境を組み立てる編集手段とを有する走行シミュレーション装置の運転環境編集装置を提案している（特開平８−２５４９４５号公報）。これにより、多数の運転環境を編集することができるとともに、自由に運転環境の編集内容を修正することが可能になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、運転教習では、学習すべき基本要件が決定されており、運転環境の安易な変更が制限されている。しかも、上記の従来技術では、任意に運転環境を組み立て自在となっていても、教習ソフトの作成には専門性および多くの時間が必要であるという問題がある。
【０００６】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な工程および構成で、障害物の設定作業を容易かつ短時間で遂行することが可能な走行シミュレーション装置の障害物設定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る走行シミュレーション装置の障害物設定装置では、模擬車体の運転環境に関するシナリオデータを記憶するシナリオデータ記憶部と、前記シナリオデータ内の障害パターンに含まれている障害物の有無を設定変更するとともに、該障害パターンに指定された配置範囲内の任意の位置における前記障害物の位置を設定変更可能な障害物設定部と、前記設定された障害物の情報に基づいて、前記シナリオデータの映像を作成する映像作成部と、前記障害物の有無および前記障害物の位置を設定変更する端末とを備え、前記障害物設定部は、前記端末の画面上で、前記障害物の有無を選択する手段と、前記障害パターンを示す画像の道路上の障害物の位置を変位させるポジションコントロール手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
これにより、所望の障害パターン内で障害物の有無や位置の設定が任意に変更可能になるとともに、１つのシナリオデータであっても、バリエーションの増大が容易に図られる。従って、簡単な工程および構成で、障害物の設定作業が容易かつ短時間で行われ、しかも、汎用性の向上を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る障害物設定装置を実施するための二輪車のライディングシミュレーション装置（走行シミュレーション装置）１０の概略斜視説明図であり、図２は、このライディングシミュレーション装置１０の概略側面図である。
【００１０】
ライディングシミュレーション装置１０は、乗員１２が運転操作を行う模擬車体１４と、前記模擬車体１４の運転環境を映像として表示するモニタ１６と、オペレータ（例えば、教官）１８が各種入力操作（後述する障害物設定操作を含む）を行うコンピュータ等の端末２０とを備える。
【００１１】
模擬車体１４は、基台２２上に車長方向（矢印Ａ方向）に延在するロール軸２４の回りと、車幅方向（矢印Ｂ方向）に延在するピッチ軸２６の回りとの２軸の回転自由度をもって支持されるメインフレーム２８を備える。メインフレーム２８の車長方向後方には、乗員１２が着座するためのシート３０とステップ３２とが設けられるとともに、前記メインフレーム２８の車長方向前方には、ステアリング軸３４が回転自在に支持される。
【００１２】
ステアリング軸３４の上端にハンドル３６が取り付けられており、前記ステアリング軸３４の下端部にステアリングモータ３８が連結される。ハンドル３６には、ステアリングモータ３８を介して運転状態に応じた操行負荷が与えられるように構成されている。
【００１３】
模擬車体１４には、ロール軸２４の軸線方向にオフセットした位置に、このロール軸２４の軸線を含みピッチ軸２６に直交する面に関して対称に左右一対の直動アクチュエータ４０、４０が配設される。各直動アクチュエータ４０は、サーボモータの作用下にボールねじ４１に沿って矢印Ｃ方向に進退可能な中空状のアクチュエータ本体部４２を備えるとともに、前記アクチュエータ本体部４２が自在継手４４を介してメインフレーム２８に連結されている。
【００１４】
ハンドル３６には、乗員１２が行うアクセルの操作量やフロントブレーキの操作力を検知する各種センサが内蔵され、シート３０には、前記乗員１２の体重の移動方向および移動量を検知するセンサが取り付けられ、さらに前記ステップ３２の近傍には、リアブレーキの操作力やシフトチェンジ操作を検知するセンサが設けられている。
【００１５】
これら各種センサからの検知信号は、図３に示すように、演算処理装置６０により処理されるものであり、この演算処理装置６０を介して一対の直動アクチュエータ４０およびステアリングモータ３８が駆動制御されることにより、模擬車体１４の姿勢が制御される。
【００１６】
演算処理装置６０は、シナリオデータ記憶部である教習シナリオデータベース６２から運転環境に関するシナリオデータが入力される映像作成部６４を備える。映像作成部６４には、他の車両や歩行者の動きを乱数に基づいて制御するために乱数発生部６６が接続されるとともに、市街地の風景や他の車両および歩行者等の映像データを記憶する映像データベース６８が接続される。
【００１７】
映像作成部６４は、映像データベース６８から市街地の風景や他の車両および歩行者等の映像データを呼び出し、この映像データを乗員１２から見た映像に変換してモニタ１６に表示する形式に合成した後、映像制御部７０に出力する。この映像制御部７０には、動作演算部７２から模擬車体１４の姿勢に応じた映像補正信号が入力される。例えば、コーナーリング時には模擬車体１４を傾けるが、この模擬車体１４では遠心力が生じないため映像を該模擬車体１４とは反対方向に傾けて乗員１２にこの模擬車体１４が大きく傾いたものと錯覚させるためである。
【００１８】
模擬車体１４が凍結部分や浮き砂の部分を走行する際には、この模擬車体１４の姿勢を不安定にしたり、制動距離を長くしたりする必要があるため、前記模擬車体１４の姿勢を制御する姿勢制御部７４には、映像作成部６４から姿勢補正信号が出力される。
【００１９】
演算処理装置６０は、本実施形態に係る障害物設定装置としての機能を有しており、教習シナリオデータベース６２から読み込まれるシナリオデータ内の障害パターンに含まれている障害物の有無を設定するとともに、該障害パターンに指定された配置範囲内の任意の位置に前記障害物の位置を設定可能な障害物設定部７６を備えている。
【００２０】
このように構成されるライディングシミュレーション装置１０の動作について、以下に説明する。
【００２１】
直動アクチュエータ４０では、一対のアクチュエータ本体部４２を同時に上昇または下降させると、模擬車体１４には、ピッチ軸２６を支点とした前上がりまたは前下がりの回動、すなわち、ピッチ動作が与えられる。一方、両直動アクチュエータ４０のアクチュエータ本体部４２を互いに上下反対方向に移動させると、模擬車体１４には、ロール軸２４を支点とした横方向の回動、すなわち、ロール動作が与えられる。
【００２２】
そこで、乗員１２はモニタ１６に表示される運転環境に基づいて、模擬車体１４の運転操作を行う。演算処理装置６０では、教習シナリオデータベース６２に記憶されているシナリオデータが映像作成部６４に読み込まれるとともに、この映像作成部６４には、乱数発生部６６から他の車両や歩行者の動きを乱数に基づいて制御するために乱数が入力される。
【００２３】
さらに、映像作成部６４には、映像データベース６８から市街地の風景や他の車両および歩行者等の映像データが読み込まれ、この映像データが乗員１２から見た映像に変換されて映像制御部７０に出力される。この映像制御部７０では、動作演算部７２から映像補正信号が入力され、この映像補正信号により補正された画像信号がモニタ１６に出力されて、このモニタ１６に運転環境が映像として表示される。
【００２４】
モニタ１６に表示される運転環境に関するシナリオデータには、種々の障害パターンが指定されている。例えば、図４に示す端末画面７８には、高速道路における走行環境において、他車の合流Ｋ１、追い越しＫ２、路上面の落下物Ｋ３、出口カーブでの減速Ｋ４、ゲートへの進入Ｋ５、ゲート出口の通過Ｋ６、本線への合流Ｋ７、渋滞中の対応Ｋ８、故障車の回避Ｋ９およびトラックの追い越しＫ１０等の障害パターンが設定されている。
【００２５】
例えば、渋滞中の対応Ｋ８では、図５に示すように、モニタ１６に渋滞映像８０が表示されており、高速道路８１上に霧が発生している中、ハザード８２を点灯して停車しているトラック（障害物）８４が道を塞いでいるシーンが表示されている。なお、渋滞映像８０中には、左後方視界８６Ｌおよび右後方視界８６Ｒが表示されている。
【００２６】
次いで、渋滞中の対応Ｋ８を用いて、本発明の実施形態に係る障害物設定装置の作用について、以下に説明する。
【００２７】
オペレータ１８は、端末２０であるコンピュータを操作し、図４に示す端末画面７８の渋滞中の対応Ｋ８にカーソル８８を重ねるようにマウス９０（図１参照）を操作する。そして、この位置でマウス９０をクリックすることにより、障害パターンが渋滞中の対応Ｋ８に指定される（図６中、ステップＳ１）。
【００２８】
このため、端末画面７８には、図７に示すように、障害パターン画像９２と障害物設定画像９４とが表示される。この障害パターン画像９２では、障害物であるトラック８４が、高速道路８１上に位置Ｐ１から位置Ｐ２の間に任意に設定可能である。この位置Ｐ１、Ｐ２間は、例えば、８０ｋｍで２０秒程度走行する距離に対応している。
【００２９】
そこで、まず、オペレータ１８は、マウス９０を操作して障害物設定画像９４中の障害物有り表示９８または障害物無し表示１００のいずれかを設定する（ステップＳ２）。ここで、障害物有り表示９８が設定されると（ステップＳ３中、ＹＥＳ）、障害物であるトラック８４が位置Ｐ１、Ｐ２間の任意の位置にポジションコントロール１０２を操作して設定される（ステップＳ４）。これにより、渋滞中の対応Ｋ８における障害物設定作業が完了する。そして、ステップＳ５に進んで、他の障害パターンの指定が必要に応じて行われ、オペレータ１８によるシナリオデータ中の障害パターンの変更作業が終了する。
【００３０】
図３に示すように、端末２０による入力信号は障害物設定部７６に送られ、この障害物設定部７６では、障害物の有無や位置に係る情報が設定され、実際の映像座標に変換されて映像作成部６４に送られる。この映像作成部６４では、シナリオデータ中のトラック８４等の障害物の有無および／または位置変更を行い、映像制御部７０からモニタ１６にその変更映像を表示させる。
【００３１】
このように、本実施形態では、模擬車体１４の運転環境に関するシナリオデータに含まれる障害パターンを指定し、指定されたこの障害パターンに含まれる障害物（トラック８４等）の有無を設定するとともに、必要に応じて前記障害パターンに指定された配置範囲内の任意の位置に前記障害物の位置を設定している。
【００３２】
このため、所望の障害パターン内で障害物の有無や位置が任意に変更可能になるとともに、１つのシナリオデータであっても、バリエーションの増大を容易に図ることができるという効果が得られる。
【００３３】
これにより、予め複数種類の教習ソフトを制作する際のような専門性を要したり、多くの時間を要するようなことがなく、簡単な工程および構成で、障害物の設定作業が容易かつ短時間で行われ、しかも汎用性の向上を図ることが可能になるという利点が得られる。
【００３４】
なお、本実施形態では、二輪車のライディングシミュレーション装置１０を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、四輪車のドライビングシミュレーション装置等にも適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る走行シミュレーション装置の障害物設定装置では、所望の障害パターン内で障害物の有無や位置の設定が任意に変更可能となるとともに、１つのシナリオデータであっても、バリエーションの増大が図られる。従って、簡単な工程および構成で、障害物の設定作業が容易かつ短時間で行われ、しかも、汎用性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る障害物設定装置を実施するための二輪車のライディングシミュレーション装置の概略斜視説明図である。
【図２】  前記ライディングシミュレーション装置の概略側面図である。
【図３】  本発明に係る障害物設定装置としての機能を有する演算処理装置の構成説明図である。
【図４】  端末画面に表示される高速道路での障害パターンの説明図である。
【図５】  前記端末画面に表示される渋滞中の対応に関連して、モニタに表示される渋滞映像の説明図である。
【図６】  前記障害物設定装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】  前記障害物設定装置における障害パターン画像および障害物設定画像の説明図である。
【符号の説明】
１０…ライディングシミュレーション装置
１２…乗員                      １４…模擬車体
１６…モニタ                    １８…オペレータ
２０…端末                      ２４…ロール軸
２６…ピッチ軸                  ２８…メインフレーム
３８…ステアリングモータ        ４０…直動アクチュエータ
６０…演算処理装置              ６２…教習シナリオデータベース
６４…映像作成部                ６６…乱数発生部
６８…映像データベース          ７０…映像制御部
７２…動作演算部                ７４…姿勢制御部
７６…障害物設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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