JPH03296788A - 車両運転模擬装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明はモニタテレビなどの映像表示装置と、模擬操
縦装置とを用いてシミュレーションにより車両の模擬運
転を行う車両運転模擬装置に関する。

（ｂ）従来の技術 近来のモータリゼーションは道路環境の向上に比較して
車両保有台数の急激な増加をみ、また個々の車両につい
ても高性能化が著しい。このような状況下において未熟
な運転技術により大きな事故が増加しているのが現状で
ある。このような現状を打開して事故の発生件数を減少
させるためには、運転者に豊富な運転体験を積ませ、ハ
ンドルやアクセルの操作によって車両がどのような挙動
を示すかを認識させ、いかなる操作によって事故の発生
原因となる車両の不安定な挙動が引き起こされるのかを
理解させる必要がある。ところが、このような体験は運
転者の安全を保護する立場から実車によって実体験させ
ることができない、そこで、車両の運転操作を擬像的に
体験させ、ハンれている。

転者に表示される画面が平面的で臨場感に乏しく、運転
者に十分な擬似体験をさせることができず、運転技術の
向上に寄与するまでには至らなかった。

この発明の目的は、運転者の操作内容に応じた車両前方
視野の動画映像を運転者に対して表示するようにし、運
転者に現実に則した擬似体験を積ませることができるよ
うにし、例えば、事故発生時、高速による狭視界時、お
よび急坂でのスタート／ストップ等の非日常的な運転体
験を臨場感豊かに体験させ、運転技術の向上を実現でき
る車両運転模擬装置を提供することにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明の車両運転模擬装置は、複数のフレームから構
成される車両前方視野の動画映像群を複数記憶した映像
記憶手段と、 この映像記憶手段が記憶している動画映像群を再生する
映像再生装置と、 映像再生装置の出力信号を入力して映像を表示する映像
表示装置と、 車両の走行速度および進行方向を設定する擬似操縦装置
と、 映像表示装置に表示中の映像と、擬似操縦装置によって
設定された走行速度および進行方向とに応じて映像再生
装置が再生すべき動画映像群を選択する映像選択手段と
、 から構成したことを特徴とする。

（ｅ）作用 この発明においては、第１図に示すように、擬似操縦装
置が有する走行速度入力装置および進行方向入力装置か
ら速度データ■および方向データＤが映像選択手段に入
力される。映像再生装置は映像記憶手段が記憶している
動画映像群の何れかを再生し、再生した映像信号を映像
表示装置に出力する。この映像再生装置は映像選択手段
からの続出コマンドに応じて再生中の映像を示す再生映
像データを映像選択手段に送信する。映像選択手段は前
述の速度データＶおよび方向データＤと再生映像データ
とに基づいて映像再生装置が再生すべき映像群を選択し
、この選択結果を映像再生装置に出力する。映像再生装
置はこの選択結果に基づいて再生すべき動画映像群を映
像記憶手段から読み出す。

第２図に示すように各動画映像群Ｃｈｐｉ（ｉ子１〜ｍ
）は複数のフレームｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）によって構成さ
れている。例えば現在ある動画映像群Ｃｈｐ　ｉＯフレ
ームｆ（ｉ−１）を再生中であるとすると、映像選択手
段はこの再生中の動画映像群Ｃｈｐ　ｉＯフレームｆ（
ｉ−１）と、速度データＶおよび方向データＤとに基づ
いて例えば動画映像群Ｃｈｐ　（ｉ＋１）のフレームｆ
ｉを選択する。この映像選択手段の選択によって映像再
生装置は動画映像群Ｃｈｐ　（ｉ＋１）のフレームｆｉ
の映像を映像記憶手段から読み出して再生し、その映像
信号を映像表示装置に出力する。さらに、動画映像群Ｃ
ｈｐ　（ｉ＋１）のフレームｆｉを表示中には、映像選
択手段は速度データＶおよび方向データＤに基づいて例
えば動画映像群ｃｈｐｍＯフレーム「ｎを選択する。こ
の映像選択手段の選択によって映像再生装置は動画映像
群ｃｈｐｍＯフレームｆｎを読み出し、これを再生する
。したがって、各動画映像群をそれぞれ異なる走行速度
および進行方向で撮影しておき、映像選択手段が擬似操
縦装置の操作に応じた動画映像群を選択するようにして
おくと、擬似操縦装置における走行速度入力装置および
進行方向入力装置の操作状態の時間的変化に応じて、映
像再生装置において再生される映像の動画映像群が変化
し、擬似操縦装置の操作量に応じた動画映像が映像表示
装置に表示される。なお、映像記憶手段のどのアドレス
にどの状態の動画映像群が記憶されているかを映像記憶
手段に記憶しておき、動作開始時に映像選択手段が映像
再生装置を介してこれを読み出すようにすることができ
る。また、このような動画映像群のアドレスデータを各
シミュレーション（事故発生時や急坂でのスタート／ス
トップなど）毎に予め記憶しておいてもよい。

世装置の外観図である。

運転席１０には実車と同様に運転者が着座するシート５
、車両の進行方向を入力するハンドル１、エンジンに対
する燃料供給量を設定するアクセル２、制動力を与える
ブレーキ３、変速比を設定するチェンジレバ−４、エン
ジンを始動するイグニッションキー６および速度計や回
転計が設置されるメーターナセル７を備えている。この
模擬装置は自動変速機付車両を模して作られている。こ
の操縦席１０の正面にはこの発明の映像表示装置である
モニタテレビ８が備えられている。

第４図は、上記車両運転模擬装置の制御部のブロック図
である。

前述の操縦席１０に設けられたハンドル１、アクセルペ
ダル２およびブレーキペダル３の操作量はボリュームＶ
ＲＩ〜ＶＲ３によって検出される。これらボリュームＶ
Ｒ１−ＶＲ３の出力はＡ／Ｄ変換器３６〜３８によりデ
ィジタルデータに変換され、インクフェイス３１〜３３
からＣＰＵ２１に入力される。また、チェンジレバ−４
の操作位置はスイッチＳＷ１によって検出される。同様
にイグニッションキー６の操作はスイッチＳＷ２によっ
て検出される。これらスイッチｓｗｌおよびＳＷ２のオ
ン／オフ状態もインタフェイス３４３５を介してＣＰＵ
２１に入力される。ＣＰＵ２１ばＲＯＭ２２に予め書き
込まれているプログラムを実行し、各部の制御を行う。

ＲＡＭ２３は後述する処理のためのワーキングエリアと
して用いられている。

ビデオディスク装置２８は車両前方視界の動画映像を記
録したビデオディスクを再生する。このビデオディスク
装置２８はＲ３−２３２Ｃインタフエイス２４を介して
ＣＰＵ２　］に接続されており、ＣＰＵ２１はビデオデ
ィスク装置ｍ２Ｂに対して制御データを出力する。ビデ
オディスク装置２８はＣＰＵ２１からのコマンド応じて
ビデオディスクの先頭部に書き込まれている動画映像群
のアドレスデータをＣＰＵ２１に出力する。ＣＰＵ２２
１は上記アドレスデータの読取コマンド′をシミュレー
ションの開始に先立って出力する。ビデオディスク装置
２８から出力された映像信号は文字画面作成装置３０に
入力され、音声信号はミキサ４１に入力される。この音
声信号は主に車両の走行音によって構成されている。文
字画面作成装置３０はモニタテレビ８に表示されるスー
パーインポーズ画面を作成する装置である。この文字画
面作成装置３０はインタフェイス２７を介してＣＰＵ２
１に接続されており、ＣＰＵ２１から出力された文字デ
ータをモニタテレビ８の表示画面の所定の位置に表示さ
れるように作成し、モニタテレビ８に供給する。

また、インタフェイス２５を介してＣＰＵ２１に接続さ
れた音声合成袋Ｗ２９の出力がミキサ４１に入力される
。音声合成装置２９は、例えば「スピードの出し過ぎで
す。ｊ等の運転者に対するメツセージを複数記憶してお
り、インクフェイス２５を介しでＣＰＵ２１から入力さ
れた選択コマンドに該当するメツセージの音声信号をミ
キサ４１に出力する。ＣＰＵ２１はビデオディスク装置
２８が再生している映像に応じてできとうなメソセージ
を読み出すべきコマンドを主力する。ミキサ４１は音声
合成装置２９から音声信号が出力されると、これをビデ
オディスク装置２８から出力された音声信号にミキシン
グして出力する。ミキサ４１の出力はアンプ４２に入力
され、アンプ４２はスピーカ４３を駆動して車両の走行
音およびメツセージを出力する。上記メツセージは文字
画面作成装置３０を介して表示される文字データと関連
したものであってもよい。例えばスピード超過のメツセ
ージとともに、警告を与える文字データを表示すること
ができる。なお、このメツセージを車両の走行音に予め
ミキシングしてビデオディスクの記憶領域に記憶してお
くこともできる。

徴 ｉ装置の制御部の処理手順を示すフローチャートである
。

ＣＰＵ２１は電源がオンされると運転者による、スピー
ド変化と視野の関係およびコーナリング時等の各運転状
況を再現することができる。運転者は操縦席１０に設け
られた図外の選択ボタンによって所望の運転状況を選択
する。これとともにＣＰＵ２１はビデオディスク装置２
８にたいして、ビデオディスクの先頭部に記憶されてい
る動画映像群のアドレスデータの読取コマンドを出力す
る。ビデオディスク装置２８はこのコマンドに応じてア
ドレスデータをＣＰＵ２１に出力する。ＣＰＵ２１はＲ
ＡＭ２３の所定のメモリエリアにこのアドレスデータを
記憶しておき、後述する動画映像群の選択時に、再生す
−べき動画映像群のアドレスをＲＡＭ２３から読み出し
てビデオディスク装置２８に出力する。

次いでイグニッションキー６の操作を待機しくＳ２）、
イグニッションキー６が操作されてスイッチＳＷ２がオ
ンするとボリュームＶＲＩ〜ＶＲ３の出力およびスイッ
チＳＷＩの状態を読み取る（Ｓ３．Ｓ４）。次いでボリ
ュームＶＲ２，ＶＲ３およびスイッチＳＷＩの状態から
速度■を算８する（Ｓ５）。すなわち、アクセルペダル
２、ブレーキペダル３およびチェンジレバ−４の操作状
態から車両の走行速度Ｖを求める。さらに、ボリューム
ＶＲＩの出力から車両の進行方向りを求める（Ｓ６）。

このボリュームＶＲＩはハンドル１の操作に応じた電圧
を出力する。したがって、ボリュームＶＲＩの出力を検
出することによりハンドル１の操作量すなわち車両の進
行すべき方向がわかる。このようにして得られた速度デ
ータ■および方向データＤに基づいてディスク処理を実
行する（Ｓ７）。

次に、上記Ｓ７におけるディスク処理について、第６図
に示す車両のコーナリング１０のシミュレーションを例
にあげて説明する。ビデオディスク装置２８にセットさ
れたビデオディスクには第７図に示すように、動画映像
群ｃｈｐ　１〜Ｃｈｐ５が記憶されている。各動画映像
群は複数のフレームによって構成されている。各動画映
像群ｃｈｐ１〜ｃｈｐ　５は、第６図に示す■〜■の各
コースを走行した際における車両前方視野の映像で構成
されている。

ＣＰＵ２１はＳ７の処理において第５図（Ｂ）に示すよ
うにボリュームＶＲＩの出力に基づいて算出された方向
データＤの内容をチエツクする。

この方向データＤはハンドル１の左右の操作に応じて−
２〜２の値をとる。すなわち、ハンドル１が左に回転さ
れるとその回転量の大小によって方向データＤの値が−
２または−１をとり、ハンドル１が右に回転された場合
にはその回転量の大小に応じて方向データＤは２または
１をとる。また、ハンドル１が中立状態になる場合には
方向データＤの値は０になる。

ハンドル１が左右の何れかに回転され、方向データＤの
値が０でない場合にはビデオディスク装置２８において
現在再生している動画映像群ｃｈｐｉに方向データＤの
内容を加算した動画映像群Ｃｈｐ　（ｉ＋Ｄ）の次のフ
レーム番号ｆ　（ｉ＋１）の映像を選択する（Ｓ１２）
。ビデオディスク装置２８からはＣＰＵ２１に対して現
在再生中のフレーム番号ｆｉが常に入力されている。Ｃ
ＰＵ２１はハンドル１が操作されたときその操作量およ
び操作方向に応じて再生すべき動画映像群を切り換える
とともにその切り換えられた動画映像群において現在再
生中のフレーム番号の次のフレームから再生を開始する
。

この後ＣＰＵ２１は速度データＶがスピン発生速度Ｖａ
以下であるか否かの判別を行い（Ｓ１３）、スピン速度
Ｖａ以下である場合には速度データ■に比例定数ｋを掛
は合わせてビデオディスク装置２８における画像の再生
速度ａを決定する（Ｓ１４）。すなわち、アクセルペダ
ル２、ブレーキペダル３およびシフトレバ−４の操作量
によって決定される速度データ■に応じてビデオディス
ク装置２８における画像再生速度ａ（単位時間当りに再
生されるフレーム数）を変え、設定された速度に応じて
車両前方視界の映像の再生スピードを変えるようにして
いる。なお、方向データＤの判別時においてハンドル位
置が中立状態である場合にはＳｌｌから直接Ｓ１３に進
む。

Ｓ１３において速度データＶがスピン発生速度Ｖａ以上
である場合には、スピン時の車両前方視野の映像を記憶
した動画映像群に移行し、これを再生する（Ｓ１５）。

このスピン時の動画映像群を再生中に運転者によってハ
ンドル１やアクセルペダル２などの適切な操作があった
場合には元の動画映像群に戻ってコーナリング走行時の
車両前方視界の映像の再生を継続する（Ｓ１６→５３）
一方、適切な単作がなされなかった場合にはスピン時の
映像を記憶した動画映像群が終了するまでその再生を継
続して行う（Ｓ１７→５１５）。

以上のようにして、例えば第６図に示す走行ラインＬを
実現するようにハンドル１が操作された場合には、第７
図に示すように動画映像群Ｃｈｐ１から動画映像群Ｃｈ
ｐ５まで順に移行し、再び動画映像群ｃｈｐ　５からＣ
ｈｐ　１に移行する。このように再生する動画映像群を
ｃｈｐ　１からｃｈｐ５まで順に変えることにより、あ
たかも第６図に示す車両位置４２ａから車両位置４２ｂ
まで移動したように車両前方視野の映像をモニタテレビ
８に写し出すことができる。同様に、動画映像群ｃｈｐ
　５から動画映像群Ｃｈｐｌまで順に再生する映像を変
えることにより、あたかも車両位置４２ｂから車両位置
４２Ｃに移動したように車両前方視野の映像をモニタテ
レビ８に表示できる。

なお、第７図において１つの動画映像群から次の動画映
像群に移行する間に各動画映像群において４フレームづ
つ映像を再生しているが、この間は第５図（Ａ）に示す
８３〜Ｓ７の処理に要する時間に相当し、車両速度の変
化にともなってこのフレーム数も変化する。また、本実
施例では５つの動画映像群ｃｈｐ　１〜ｃｈｐ　５によ
ってコーナリング中における車両前方視野の変化を表す
ようにしているが、この動画映像群の数を増加すること
によってさらに臨場感を増すことができる。なお、再生
する動画映像群の選択にあたってはＣＰＵ２１は前記Ｓ
１でＲＡＭ２３に記憶したアドレスデータを参照して再
生すべきビデオディスクの記憶領域を指定する。

以上のようなコーナリングシミュレーションにおいてハ
ンドル１の操作が適当でなかったりコーナーへの進入速
度が速すぎたりした場合にはモニタテレビ８にはスピン
時の車両前方視界の動画映像が写し出される。したがっ
て、運転者はどのような操作によって車両がスピンを発
生するかを知ることができ、車両のスピンを擬似体験す
ることができる。また、このスピン映像を再生中にノλ
ンドルｌなどの適切な操作がなされた場合には元の状態
に復帰できるようにすることによりスピン発生後におけ
る事故の回避操作を擬似体験することができる。

なお、同様の処理によって交通信号変化時のシミュレー
ション、路面が滑り出すときのシミュレーションなど他
のシミュレーションをも容易に行うことができる。また
、文字画面作成装置３０によって運転者に対する指示や
評価をモニタテレビ８に表示するようにしても良い。さ
らに、ビデオディスク装置を複数備えることにより、動
画映像群の切換時に一方のビデオディスク装置において
切換前の動画映像群の再生を継続的に行い、これをモニ
タテレビ８に出力することによって、表示すべき動画映
像群の検索処理による無映像状態（モニタテレビ８に映
像が表示されていない状態）が生じることを防止できる
。また、シミュレーションしにおけるボリュームＶＲＩ
〜ＶＲ３およびスイッチＳＷＩの変化を記憶しておき、
必要に応じて運転状態を再現できるようにし、シミュレ
ーション後の教習に役立てるようにしてもよい。

（沿発明の効果 この発明によれば、多数の動画映像群を記憶するととも
に操縦者によるハンドルやアクセルなどの操作部材の操
作に応して再生すべき動画映像群を選択することにより
、臨場感に優れた車両運転の擬似体験を運転者に経験さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の構成および作ナリング
シミュレーションを示す平面図、第７図は同コーナリン
グシミュレーションにおいて再生される動画映像群の変
化を示す図である。 ８−ビデオディスク装置（映像再生装置）−モニタテレ
ビ（映像表示装置）、 −ハンドル、２−アクセルペダル、 −ブレーキペダル、４−シフトレバ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のフレームから構成される車両前方視野の動
   画映像群を複数記憶した映像記憶手段と、この映像記憶
   手段が記憶している動画映像群を再生する映像再生装置
   と、 映像再生装置の出力信号を入力して映像を表示する映像
   表示装置と、 車両の走行速度および進行方向を設定する擬似操縦装置
   と、 映像表示装置に表示中の映像と、擬似操縦装置によって
   設定された走行速度および進行方向とに応じて映像再生
   装置が再生すべき動画映像群を選択する映像選択手段と
   、 から構成したことを特徴とする車両運転模擬装置。