JPH0145069B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、運転手が遠近的に観察する道路画
像とバツクミラー画像とに対して各々一つのスク
リーンと、道路画像を発生する装置と、道路画像
に影響を与える制御装置とを用いてカーブのある
共通の道路において各々自動車の運転を模擬する
複数の装置から成る運転シミユレータに関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、道路において他の交通なしに一台の自動
車の運転を模擬する装置は特殊で簡単な構造のも
のであることが知られている。

この種の従来例としては特開昭51―141041号公
報、特開昭48―20631号公報、特開昭48―20632号
公報および特開昭48―58925号公報等を挙げるこ
とができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの公知構造のものは、一人の運転手しか
道路を利用できず、また自動車の運転のみでオー
トバイや自転車の運転を模擬できないという問題
点がある。

そこで、この発明の目的は、各々単一のスクリ
ーンと単一の制御装置とを備えた個々の装置を用
いて数人の運転手が共通の道路上で同時に運転を
模擬できしかもオートバイや自転車の運転も模擬
できる装置を提供することにある。

ところで、一本の道路を幾つかの自動車が同時
に走行する際に実際に何が起きるかを簡単に説明
する。

各運転手は風防ガラスを通して自動車の前方、
道路その周囲の物体、道路の中央線、他の道路利
用者、家や樹木や橋のような静止物体を見てい
る。運転手から見ると自動車の前方部分は動いて
なく、道路および静止物体が運転手に向つて自動
車の速度Ｖで動き、また他の利用者が他の利用者
の速度と自分の車の速度との差の速度で運転手に
向つて動くことになる。従つて垂直スクリーン上
における個々の点の運動は遠近法に従つて非直線
状であり、そして自動車の走行速度を一定とする
と関数ｙ＝ｆ（ｔ）に従つてスクリーンの頂部か
ら底部へ向つて増加する。

さらに、バイク、オートバイや自転車のような
車両の運転の際に実際に何が起きるかを簡単に説
明する。

垂直方向に対してバイク、オートバイや自転車
等の成す角度（すなわち傾斜角）、平行走路位置
および道路の長手方向軸線に対する走路の角度
は、バイク、オートバイや自転車等の走路の曲率
半径と、重量と時間との関数で表わされる。そし
てこの種の車両は遠心加速度と重量の水平成分と
の和で各瞬時力学的に平衡状態に保たれる。

運転手から見た実際の水平線に対する水平の角
度は傾斜角に等しくなる。

上記の目的を達成するために、この発明では、
個々の車両を表示するため、多数の個々の運転シ
ミユレータが設けられ、各個々の運転シミユレー
タは、画像スクリーン、標示線、およびアクセル
ペタルやブレーキペタルやクラツチペタルやシフ
トレバーやホーンスイツチで構成される。また
個々のシミユレータは、速度Ｖ、エンジン回転数
ｎ、平行走路位置ｘ、傾斜角γ、遠心加速度bF
および車両の特徴を表わす信号を伝送する信号線
を介して互いに接続される。

車両の特徴は色や型式であつてもよい。各運転
手は、他の道路利用者が各運転手の視野内にある
限り他の地路利用者を自分のスクリーン上で見て
いることになる。そして各運転手はそれらを確認
して、それらの平行走行位置、傾斜状態および速
度を確認し、それらのエンジン騒音および走行音
を聞く。これらの音を発生してそれらの大きさと
距離およびドプラ効果との関係を模擬する。

バイクを表示するためこの発明では道路画像は
バイクの傾斜角に従つて回転できる。さらに、最
大傾斜位置は越えることができず、引つかき音は
この傾斜状態において路面に触れた足掛けの音に
従つて発生され、また走路の曲率半径が修正され
ない時には横転が模擬される。

〔実施例〕

以下例として添附図面を参照してこの発明の実
施例について説明する。

この発明による個々のシミユレータの回路構成
は第１図にブロツク線図で示す。すなわち第１図
においては例として同一構造の図示してない二つ
の付加的な個々のシミユレータは総合シミユレー
タに属するものとする。自分の車両の動きを表示
する全ての装置は添番号１で示され、他の二つの
車両の動きを表示する装置は添番号２，３で示さ
れる。

道路画像発生装置は中央線、ガードレール、ガ
ート柱および道路周囲の静止物体の画像を発生す
る。またこの装置は道路のカーブ部分の画像も発
生する。道路画像発生装置は全ての道路画像の運
動速度に比例した速度信号Ｖと、長手方向の道路
軸線と水平線との交点のまわりの画像のひずみを
もたらす平行走路位置に対する信号ｘと、画像を
水平方向に変位させる走路角に対する信号βと、
画像の回転をもたらすバイクの傾斜状態に対する
信号γとによつて影響を受け得る。

道路画像発生装置の出力はテレビジヨン スク
リーンに対するビデオ信号の他に始点からの車両
の距離z₁の測定値である信号および道路の周囲の
物体に接触した時に誤差信号を発生するのに必要
な道路の周囲の物体に対する別個の出力ビデオ信
号R₁を含む。

道路画像発生装置はアナログまたはデジタル動
作し、この装置は制御入力γを介して画像を回転
させる概念を除いて特開昭51―141041号公報に開
示されているものを利用することができる。従つ
てここではその作用についての詳細な説明は省略
する。

画像の回転は、この発明によれば計算装置を介
して行なわれ、この計算装置は画像の垂直中心線
の適当な一点のまわりで全ての画像スポツトを回
転させる。この種の画像の回転は最新型のマイク
ロ処理装置によつて経済的に行なうことができ
る。これに対する計算機プログラムは一度仕事が
与えられれば熟練者によつて容易に作成できる。
この点についての詳細な説明は省略する。

騒音発生装置１はエンジン騒音、走行音、ホー
ン音および自分の車両の事故音を、回転数ｎ、遠
心加速度bF、ホーンスイツチ信号ｈおよびエラ
ー信号Ｆを用いて発生する。

速度計算装置はアクセルペタル、ブレーキペタ
ル、クラツチペタルおよびシフトレバーの時間に
対する位置を用いて速度信号Ｖを計算する。この
発明によれば、速度信号は、運転手の腕力によつ
て駆動される適当な装置（bitness tool）の車輪
の回転によつて直接得ることもできる。

走路計算装置は、平行走路位置ｘ（道路の中央
に対する車両の平行移動）、方向β（道路の長手方
向軸線の角度）および傾斜角γ（垂直方向に対す
るバイクの角度）を、自動車またはバイク等の車
両の走路の曲率半径αおよび速度信号Ｖを用いて
計算する。さらに騒音を発生するため、走路計算
装置は遠心加速度に対する信号bF₁を出力信号と
して発生する。バイク等の車両を力学的に考察す
ると、三つの上記の量のアナログまたはデジタル
計算は熟練者が容易に行なうことができ、ここで
はそれについての詳細な説明を省略する。

車両画像発生装置２は、運転手１が遠近法で観
察する車両の画像２を発生する。この車両の色は
車両の前方部分の色と同じである。

車両の画像２は非線形関数ｙ＝ｆ（ｔ）に従つ
て静止物体のようにスクリーン上を動く。この運
動速度は速度差（V₁−V₂）に比例する。従つて、
この信号は車両画像発生装置２に供給される。

道路の中央からの車両の画像の横方向走路離脱
はシミユレータ２からの平行走路位置信号x₂を用
いて車両画像発生装置２によつて計算される。こ
の離脱は道路の中央に対してと道路の幅員に対し
て行なわれる。道路の幅員は距離信号による位置
の計算を考慮して下方から上方へ向つて減少して
いる。距離信号は二台の車両の距離z₁，z₂の差か
ら誘導される。この距離信号および平行走路位置
信号x₂から、道路の画像に対する車両の画像２の
正確な位置と大きさが誘導される。道路の画像と
共に車両の画像２は上述の信号ｘ，β，γによつ
て付加的にゆがめられ、変位されそして回転され
る。二つの車両間の距離が視野範囲を越える場合
には、車両の画像は発生されない。

車両の画像２の速度、位置、角度および大きさ
の計算は、遠近法に従つて上記の量を用いて行な
われる。この計算は熟練者が最新のマイクロ処理
装置を用いて容易に行なうことができ、これにつ
いてはここでは詳細な説明は省略する。

騒音発生装置２は、車両２によつて発生されそ
して運転手によつて聞かれることになる騒音を発
生する。これらの騒音は主としてエンジンの回転
音、走行時のタイヤ音、およびホーンの騒音であ
る。従つて騒音発生装置２は車両２のエンジンの
回転数に対する信号n₂、車両２の遠心加速度に対
する信号bF₂および車両２のホーンスイツチに対
する信号h₂を入力信号として用いている。

この発明によれば、これらの騒音の大きさは車
両１と車両２との距離が離れるにつれて小さくな
る。従つて、距離信号は、自分車両の位置すなわ
ち距離z₁と車両２の位置すなわち距離z₂との間の
間隔として騒音発生装置２に供給される。従つ
て、この発明によれば、騒音発生装置２は電子ボ
リユーム制御装置から成つている。

この発明によれば、これらの騒音の周波数は、
二台の車両が互いに接近する時にはドプラ効果に
よつて車両２における周波数より高くなり、また
二台の車両が互いに離れてゆく時に低くなる。従
つて、騒音発生装置２には、位置z₁，z₂の差の信
号の他に速度V₁，V₂の差の信号が供給される。

この発明によれば、騒音発生装置２は、二台の
車両が互いに接近する時騒音周波数を決める信号
に、速度差に比例した成分を加え、また二台の車
両が互いに離れてゆく時には上記成分を差し引く
付加装置を有している。車両の接近と遠ざかりと
を区別するため、二つの位置z₁，z₂が等しい時ヒ
ステリシスをもち一方の状態から他方の状態へ変
化するフリツプフロツプが設けられる。

道路画像発生装置３および騒音発生装置３は対
応した発生装置２と同様にして構成される。これ
らの発生装置３にはシミユレータ３から七つの信
号z₃，x₃，γ₃，V₃，bF₃，n₃，h₃が供給される。
これらの信号はまたシミユレータ１から他の全て
のシミユレータへも供給される。

自動車の前方部分に対する発生装置は、自動車
またはバイクの前方部分の静止画像を発生する。

エラー測定装置１は、自動車１の前方部分と道
路の周囲の物体との接触、自動車１の前方部分と
車両２との接触、および自動車１の前方部分と車
両３との接触を検出し選択する。エラー信号は、
対応した画像信号が同時に現われる時に発生され
る。

個々のシミユレータにおける事故を容易に検出
できるようにするために、この発明では、接触瞬
時に自分の車両の速度が他の車両の速度と同程度
に高い時にのみエラーー信号を発生するようにさ
れている。そのような場合にはエラー信号Ｆは関
連した外部のシミユレータに供給される。同様に
してシミユレータ１には、自分の速度が事故の瞬
時におそかつた時には別のシミユレータからエラ
ー信号が供給される。

これによつてさらに、自分の車両によつて起き
るエラーを外部の車両からのものと同程度に非常
強調することが達成され得る。

エラー測定装置は、複数の車両をシミユレート
した位置に関する信号同志、および距離に関する
信号同志が等しいかどうかを検出する一つの論理
装置と、自分の車両と二台の外部の車両との速度
が等しい時一方の状態から他方の状態へ変化する
二つのフリツプフロツプとから成り、道路画像発
生装置からの信号R₁Z₁、速度計算装置からの信
号V₁および、シミユレータ１の信号V₁とシミユ
レータ２からの信号V₂の差の信号ΔVを受けてエ
ラー信号F₁，F_1-2，F_1-3を発生するようにされて
いる。なお、上記フリツプフロツプは信号ΔVが
正になつたセツトされ、信号ΔVが負になつた時
にはリセツトされる。

事故模擬用制御装置は、エラー測定装置からの
エラー信号F₁およびシミユレータ２，３からの
エラー信号F_2-1，F_3-1を受け、出力制御信号U₁
を道路画像発生装置に供給する。

上記の説明からわかるように、各個々のシミユ
レータは、各々二つの外部のシミユレータからの
８個の信号入力と、最初の７個を並列に接続した
２×８個の信号出力とを有している。

この発明によれば、相手のシミユレータ当りこ
れら16個の入力と出力は共通の17極ジヤツクに互
いに接地接続される。

この発明によれば、16の入力と出力が各相手の
シミユレータに17極ジヤツクで接続される。17番
目の極は接地である。

そして各シミユレータはプラグによつて17極ケ
ーブルを介して他のシミユレータに接続される。
シミユレータの総数が３台の場合にはプラグが各
シミユレータに対して入出力一組づつ２組必要と
なる。シミユレータの総数がｍ台である場合には
ｍ―１組のプラグが必要とされる。

第２図には特別な例におけるテレビジヨンスク
リーンの画面を示す。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明による装置
は、信号線によつて互いに接続された同じ種類の
多数の個々の運転シミユレータを備えているの
で、複数の人が同時に共通の道路上で異種の車両
例えば自動車、オートバイ、自転車等の運転を模
擬することができ、従つてより一層実際の運転感
覚に近い状態で運転模擬を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による一つの個々のシミユレ
ータの回路構成を示すブロツク線図、第２図は特
殊な例におけるテレビジヨン スクリーン上の画
像を示す図である。 図中、ｘは平行走路状態信号、γは画像角信
号、ｚは距離信号、Ｖは速度信号である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 運転手が遠近的に観察する道路の画像用スク
   リーンと、道路の画像を発生させるプログラム
   と、アクセルペタル、ブレーキペタル、クラツチ
   ペタル、シフトレバーおよび標示線とを用いてカ
   ーブした道路における運転を模擬する運転シミユ
   レータにおいて、信号線を介して互いに接続され
   た複数の個々のシミユレータを有し、各シミユレ
   ータが、スクリーンおよび拡声器を用いて他の模
   擬車両の騒音、平行走路位置、傾斜状態および速
   度を各運転手に表示する別の制御装置を備え、上
   記信号線が、各個々のシミユレータから他の個々
   のシミユレータへ接続された平行走路状態信号
   Ｘ、画像角信号γ、距離信号ｚおよび速度信号Ｖ
   の信号線から成り、また各個々のシミユレータが
   外部の車両に対する車両画像発生装置と、自分の
   車両の距離と外部の車両の距離との差ΔZを計算
   する減算装置と、自分の車両の速度と外部の車両
   の速度との差ΔVを計算する別の減算装置と、車
   両画像発生装置へ信号ｘ，γ，ΔZ，ΔVを入力と
   して供給する信号線と、車両画像発生装置へ自分
   の車両の平行走路状態信号Ｘ、走路角信号βおよ
   び画像角信号γを入力として供給する別の信号線
   と、幾何学および遠近法を用いて道路の画像の枠
   に対する外部の車両の長手方向位置、平行走路状
   態および傾斜角を上記入力信号から計算する各車
   両画像発生装置における計算装置と、計算したデ
   ータをビデオ信号に変換するインターフエース装
   置とを備えていることを特徴とする運転シミユレ
   ータ装置。