ドライビングシミュレーションにおける走行、交通、道路構造のバーチャルリアリティ最適モデリングの考察* (株)フォーラムエイト 正会員 ○清水駿太(株)オリエンタルコンサルタンツ 正会員
首都高速道路(株)１．はじめに後藤秀典
須長順行

表 1 パソコン、モニタのスペック

平成 22 年 3 月 28 日に開通した首都高速中央環状線山CPUIntel Core2 X6800 2.93GHz

手トンネル（3 号渋谷線～4 号新宿線間）の南端に位置す

メモリ

2GBる大橋ジャンクション（以下、大橋 JCT）は、地下トン

GPU

nVIDIA GeForce 8800GTX

ネルから高架構造までの高低差約70m を2 周のループでモニタ

42 インチ LCD×3結ぶという前例の無い構造をしている 1)。特殊な構造ゆモニタ解像度

1360 × 768

え従来とは異なる様々な安全対策が施されており、設計段階において対策の有効性を検証するためにドライビン

２．VR データのデータの作成

グシミュレータ（以下、DS）による走行実験が行われた。

2.1 道路構造の道路構造の作成

DS を使用するメリットとして、運転操作に意識を向走行実験を行うため、大橋 JCT が含まれる 3 号渋谷線けた状態で検証することができ、より現実に近い効果がおよび山手トンネルの VR データを作成した。再現区間期待できることが挙げられる。特に大橋 JCT は見通しのは、3 号渋谷線池尻出入口付近～大橋 JCT 上り側分合流

悪いカーブが連続することから、DS による検証が非常部、山手トンネル富ヶ谷出入口付近～大橋 JCT である。に有効である。使用した DS は図 1 のような 3 画面タイ設計者より受領した図面、資料を基に平面線形、縦断線プのもので、スペックは表 1 に示した通りである。実験形、横断面の構造を作成している。なお、VR のベースを行うにあたり、フォーラムエイトの UC-win/Roadとなる地形データには国土地理院の 50m メッシュ標高

Ver3.3 を使用して大橋 JCT のバーチャルリアリティ（以データが使用されている。

下、VR）のデータを作成している。
本稿は、DS で使用する VR を作成するに当たって行われた取り組みについて報告を行うものである。

図 2 VR で再現した大橋 JCT
2.1.1.1.1 線形の線形の作成
平面線形の入力には IP 法が用いられ、円の曲率やクロソイドの入力によって複雑なJCT 内の線形も正確に表現
図 1 3 画面ドライビングシミュレータ装置している。分合流部では線形同士が接続され、DS で走

Keywords : 交通安全，バーチャルリアリティ，ドライビングシミュレータ， 3D，モデリング* 連絡先 : simizu@forum8.co.jp(Phone) 03-5773-1888

線形も勾配および VCL の入力によって正確に表現して行する際には連続して走行することが可能である。縦断いる。
2.1.2.1.2 横断面の横断面の作成
横断面は、高架区間では高欄等の高架構造を、ループ部およびトンネル区間ではボックス断面もしくはシール

ド断面を表現している。また、路面の幅員構成の変化や標識や路面標示を確認して行先を判断するため、これら最大 10%に及ぶ横断勾配とその変化も表現している。DSの表現も行っている。いずれも道路構造を基準として位で走行するに当たって、路面のうち車道およびゼブラゾ置、サイズを指定できるため、3D モデルと同様に配置、ーン内を走行できるデータ構造とした。平面、縦断、横修正作業を容易に行うことができる。

断を合わせて表現できることから、DS での走行時には2.4 走行支援策の走行支援策の表現

実際の道路を運転した場合に非常に近い運転感覚で操作することが可能である。

対策の有効性を検証するための表現を VR データで行っている。
2.4.1 色による誘導による誘導の誘導の表現
検証内容の 1 つとして、ドライバーが安全に分岐を認識できるよう、方面別に案内表示を色分けする案が盛り込まれた。具体的には、都心方面を赤色、郊外（東名）方面を青色とし、路面や標識、壁面のカーブ警戒ゼブラ等を色分けするというものである。
2.4.2 壁面デザイン
壁面デザインによるデザインによる勾配による勾配の勾配の認識
特に下り勾配において、ドライバーが勾配を意識して速度を抑制することができるよう、勾配を感じさせるような三角形の模様を壁面に描く方法が検討された。

図 3 平面線形の入力

図 5 色による誘導および壁面の表現（当初案）
2.4.3 情報板による情報板による渋滞による渋滞の渋滞の予告
JCT 内は見通しが悪く、前方の様子が把握できないた
め、渋滞発生時の追突対策として天井に設置する情報板
図 4 縦断線形、横断面の表現
2.2 3D モデルのモデルの配置
実際と同様の運転環境を表現するため、道路周辺の配で警告を行う方法が検討された。VR でも実際と同様 2種類の内容を交互に表示させている。
2.5 安全施設の安全施設の表現

置物の再現を行っている。再現したものは主に 3 号渋谷トンネル、覆蓋区間における運転環境を現実に近づけ線の橋脚、安全対策の検証で使用する情報板、標識柱、るため、ドライバーから見える安全施設の表現を行った。

トンネル信号、非常設備である。道路沿いの配置物につ表現した内容は、照明（白色プロビーム）、消火栓、非常いては道路構造を基準として起点からの位置、左右の位電話、非常口、非常口誘導灯、火災検知器等である。

置、高さ等を入力することで道路に沿った配置が可能で、2.6 交通流の交通流の表現配置位置の調整等の修正作業を迅速かつ容易に行うことができる。

検証内容には、大型車によって標識等の走行支援策が見えにくい状況や、並走車両によって車線変更のタイミ

また、大橋 JCT 周辺を取材し、当時の現況における目ングが取り難い状況における検証が盛り込まれた。これ立つ建物を再現している。建物は 3D モデリングソフトに対応するため、検証のパターンごとに周辺交通の出現を使用して作成した 3D モデルを読み込み、50m メッシ位置を車両ごとに設定している。なお、周辺交通はドラュの地形上に配置している。

イバーが運転する車両を認識し、必要に応じて速度を落

2.3 案内表示の案内表示の表現として衝突を回避するため、追突されることは無い。

走行実験の際、ドライバーは実際の運転と同様に案内図 8 サイドミラーの表示
3.3 フレームレートのフレームレートの確保
図 6 大型車で視界が遮られるパターン
2.7
2.7 問題点とその問題点とその対応とその対応1 台のパソコンから3 画面に同時に出力するのに加え、サイドミラーとルームミラーの表示処理が行われるため、走行環境を表現する際に問題となったのが、配置間隔

VR データは極力簡素な構造としてパソコンへの負荷をがまちまちな壁面の縦の溝と、それに合わせて描かれる減らし、描画のフレームレートを確保する必要がある。

三角模様の表現である。走行環境を表現する上では間隔道路構造については、データの構造上必要だが走行視点とサイズも忠実に表現するのが好ましいが、パターンのでは見えない部分についてポリゴンが非表示となるよう異なる模様を多数描くのは非常に手間がかかり、VR デ設定を行い、また、作成した VR 空間の描画範囲を限定ータの構造が複雑化してしまう。検討の結果、最も多くすることで負荷を軽くしている。

見られるパターンに合わせ、一定間隔で配置することとなった。このようなランダム性の表現は VR を作成する

４．VR データのデータの修正際の重要な課題と言える。

4.1 実験結果の実験結果の反映
実験結果を踏まえて走行支援策の再検討が行われ、そ３．走行実験を走行実験を行うにあたっての留意点うにあたっての留意点の結果を VR データに反映させる作業を行っている。色3.1 車両挙動による案内は効果が高いことが示されたが、色合いにつ車両運動モデルは車種によって複数パターン用意さいての意見が出たため調整を行っている。VR でも当初れている。運転する車両の挙動については実験の前に関

赤 2 パターン、青 2 パターンから検討を行っているが、係者に意見を聞き、加速性能や上り坂での登坂性能など

VR の場合は表示する画面によって色合い等の見え方に一般的な乗用車のイメージに近い表現となるよう設定を差異が発生する。そのため、実際の色合いは現場で舗装行っている。なお、DS の機能の都合により実験当時は実験を行うことで決定し、それを VR に反映させ、近い下り坂でのエンジンブレーキを表現することができなか色合いに見えるよう調整が行われた。

ったが、現在はプログラムの改良によってエンジンブレその他の変更点としては、分岐までの距離を示す標識ーキの表現が可能となっている。

や注意喚起を提供する情報板の増設や位置の調整、効果

3.2 3 画面表示による画面表示による視界による視界の視界の確保が認められなかった壁面における速度抑制対策の廃止が使用した DS は前方および斜め前を表示させる 3 画面挙げられ、いずれも直ちに VR に反映されている。

タイプである。1 画面では視界が限られるが、3 画面とす修正した VR データを使用して再度走行実験を行った

ることで左右の視界を広げることができる。画面上にはところ、修正前と比較して走りやすくなったことが確認

ハンドルやダッシュボードなど車内のイメージを表示すされている。

ることができるため、ドライバーは車線の中央を走行するイメージを簡単につかむことができる。また、サイドミラーやルームミラーに映る後方の視界の表示が可能な

4.2 途中段階における途中段階における設計変更における設計変更の設計変更の反映
VR データは走行実験以外に警察協議等でも使用され、ため、車線変更時に後続車両を確認できるほか、自分が常に最新の仕様に合わせて VR データを提供できるよう車線の中央を走っているか確認することができる。

随時修正を行っている。主な変更としては、標識のデザイン、薄層舗装のパターン（べた塗りからゼブラ、ゼブラから狭さくドットへ、さらに配置間隔も調整）、車線減少部分の位置と構造、カーブ内側へのポストコーンの配置等が挙げられる。また、標識や情報板の文字が VR 上で見にくい場合は表示サイズを拡大し、建築限界につい

図 7 3 画面での表示イメージても VR で見た場合に問題がある可能性がある場所については検証、調整等の作業を行っている。

ることができるか検証を行っていく予定である。

図 9 VR データの修正作業（標識の調整）
図 11 実写と VR の比較（左：実写 右：VR）
今回の実験で使用した DS は 3 画面タイプであるが、合流部における左右の視認性を向上させるため、5 画面タイプの DS の構築も行っている。今回の走行実験では使用していないが、特に JCT 部での周辺状況の視認性が大幅に向上することから、今後積極的に使用していきたいと考えている。

図 10 修正作業後の VR データ
５．作成した作成した VR データのデータの活用
走行支援策の検証実験を行うために作成した VR デー
タであるが、実験以外にも様々な用途に用いられることとなった。主に大橋 JCT を PR する目的で使用され、2009
年 3 月の目黒川さくらまつり、7 月の記者発表、8 月の道の日イベント、現場見学等で DS による走行体験が行わ
れ 2)、大橋 JCT の構造を事前に知ってもらう広報活動の図 12 5 画面タイプ DS

ツールとして活躍した。実験の目的で作成した VR であるが、作成後には多目的での使用に役立っている。

７．おわりに今回、大橋 JCT を VR で作成、DS を使用した走行実

６．VR の再現性の再現性の検証
大橋 JCT 開通後、現場を走行しながらビデオ撮影を行

験を行うことで、安全対策における有効性の検証に十分活用できることが分かった。色による案内の有効性が示

い、作成した VR がどの程度実際の状況に近いか検証をされた一方で壁面における対策に効果が無いことが分か行った。対策設備の形状、位置等に若干の違いが見られるなど、対策の有効性の裏づけや、通常の検討では気づるものの、見え方にはほとんど違いは見られなかった。

かない問題点の発見等に役立てることができた。今後、そのため、今回作成した VR は走行支援対策の効果を検検証を行うツールとして VR と DS が普及し、活用の幅証するという使用目的に耐えうる精度を有していると言が広がっていくことを期待する。

える。
今回作成した VR では、サイズが小さい文字情報はつぶれて見にくくなってしまうため、情報板等の一部の文字はサイズを拡大している。文字の視認性は今後の検討課題と考え、現実と比較してどの程度の視認性を確保す参考文献
1) 日本道路協会：道路（平成22年4月号），技報堂，
pp.43-46，2010.
2) 東京SMOOTH Diary（首都高オフィシャルブログ）
http://www.c2info.jp/blog/