JPH0437890A - 運転訓練シミュレータ - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、各種交通機関における運転手の運転訓練を行
うための運転訓練シミュレータに係わり、特に訓練者が
誤った操作を行った場合に指導メツセージを自動的に発
声するようにした運転訓練シミュレータに関する。

（従来の技術） 電車、飛行機、船舶、バス等の多数の乗客を乗せて運行
する交通機関における運転手（操縦者）の運転訓練を行
う場合には、一般に、実際の機材を用いて訓練する前に
、運転訓練シミュレータを用いて訓練する。

この運転訓練シミュレータは、実物相当の模擬運転室と
、運転状態に応じて運転席正面から見た外部の景色等の
前方視野を表示するビデオ表示器とからなる。そして、
訓練者が操縦器を操作すると、その操作に応じて各計器
類に速度や走行距離や高度等が表示される。また、操作
に応じてビデオ表示器に表示される前方視野の画像デー
タの更新速度が変化する。すなわち、速度を上げると更
新速度が早くなり、速度を下げると更新速度が遅くなる
。

このような運転訓練シミュレータを用いて訓練する場合
は訓練者の他に指導教官が立会うのが通例である。すな
わち、指導教官は、ビデオ表示器の前方視野および訓練
者の操作を監視しながら、適切な操作タイミング、適切
な操作内容、適切な操作量を判断して、訓練者が行った
実際の操作とのずれを認識して、訓練者に適切に指導、
激励する。訓練者は指導教官のアドバイスに基づいて操
作をやり直したりして、短時間に効率的に運転技術を習
得する。

しかし、上述した運転訓練シミュレータにおいては原則
として指導教官が付いた状態で訓練が実施される。した
がって、指導教官が立会わない状態で訓練者のみが操作
したとしても、操作誤りが指摘されなく、自己が行って
いる運転操作が適切なものであるか否かを簡単に判断で
きないので、効率的に運転技術を習得できない問題かあ
った。

したがって、常時指導教官が立会う必要があるので、運
転訓練に要する費用か増大する。また、訓練者が一人で
この運転訓練シミュレータを使用できないので、たとえ
運転訓練シミュレータが空いていても練習できない問題
があるる。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の運転訓練シミュレータにおいては、
訓練者が行った運転操作が適切であるか否かを判断でき
なかったので、必ず指導教官の立ち会いが必要となり、
運転訓練費用か増大するのみならず、訓練者が独自で運
転訓練できない問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
前方視野の各画像データ位置における基準操作情報を予
め記憶しておき、訓練者の実際の操作と自動比較するこ
とによって、訓練者の操作誤りを即座に自動指摘でき、
たとえ指導教官が立会わなかったとしても訓練者のみで
効率的に運転技術を習得できる運転訓練シミュレータを
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記課題を解消するために本発明は、操縦器と計器類を
収納した運転室に前方視野を表示するビデオ表示器およ
びスピーカーを組込み、操縦器における運転操作に応じ
て計器類に運転状態を表示し、かつ運転操作に応じてビ
デオ表示器に表示する前方視野の画像データの更新速度
を変更する運転訓練シミュレータにおいて、 ビデオ表示器に表示する前方視野の運転開始から運転終
了までの各画像データ位置における各基準操作情報を記
憶する基準操作情報記憶手段と、ビデオ表示器に前方視
野が表示された状態で操縦器にて実行された運転操作の
操作情報と現在表示されている画像データ位置における
基準操作情報とを比較する比較手段と、この比較結果に
おいて操作情報が基準操作情報に対して規定以上ずれた
場合に指導メツセージをスピーカーを用いて音声出力す
る指導メソセージ発声手段と、運転開始から運転終了ま
でに発声された指導メツセージ数を集計して習得塵を演
算する習得塵演算手段とを伺えたものである。

（作用） このように構成された運転訓練シミュレータにおいては
、訓練対象となる車両、電車等の機材か運転開始位置か
ら運転終了位置まで移動する場合の各位置における運転
席から見た前方視野の各画像データ位置における正しい
操作を示す基準操作情報が記憶されている。そして、ビ
デオ表示器に前方視野が表示された状態で訓練者か操縦
器を操作すると、その操作情報が現在表示されている画
像データ位置の基準操作情報と比較され、訓練者の操作
情報が基準操作情報と規定以上ずれている場合には、指
導メツセージが音声出力される。

よって、訓練者は誤操作を行った時点でその誤りに気付
く。

また、運転終了した時点で指導メツセージ数が集計され
て運転技術の習得度が得られる。よって、訓練者は自己
の習得度を把握できる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例の運転訓練シミュレータの概略構成を示
す模式図である。図中１は例えば電車等の運転室を模擬
した模擬運転室である。この模擬運転室１内には、ハン
ドル、ブレーキ等の実際の電車の運転室と同一の操縦器
２と、速度計、電流計、走行距離計等の実際の運転室と
同一の計器類３、および運転座席４が設けられている。

そして、模擬運転室１のフロントガラスに相当する位置
に、訓練者５が見るモニタ表示装置等のビデオ表示器６
が配設されている。また、模擬運転室１の天井近傍には
各種指導メツセージを音声出力するスピーカー７が取付
けられている。

そして、訓練者５が操縦器２を用いて実行した操作情報
を示す操作信号は計器制御部８へ入力される。・計器制
御部８は入力した操作信号をコンピュータからなる制御
装置９へ送出するとともに操作信号に応じて計器類３に
おける対応する計器の指示値を制御する。また、ビデオ
表示器６にはスーパーインポーズ装置１０を介して例え
ばＶＴＲ等からなるビデオ再生装置１１から画像データ
が供給される。なお、スーパーインポーズ装置１０はビ
デオ表示器６に表示される前方視野の画像内に制御装置
９からの指令にて各種メツセージを重ね表示する装置で
ある。また、音声合成器１２は、「運行遅すぎ」、「運
行早すぎ」、「速度低すぎ」「速度高すぎ」　「減速せ
よ」　「加速せよ」　「停止せよ」　「起動せよ」等の
予め設定された複数種類の指導メツセージの音声データ
を記憶しており、制御装置９から指定された指導メツセ
ージをスピーカー７にて音声出力させる回路である。

また、制御装置９には、この制御装置９と対話形式で訓
練終了後に習得度等の各種データを出力させるためのキ
ーボードと表示器からなるコンソール１３が接続されて
いる。さらに、前記習得度等の各種データを印字出力す
るためのプリンタ１４が接続されている。また、運転開
始時刻からの経過時間を計時するタイマ回路１５が設け
られている。

ビデオ再生装置１１には、訓練対象となる電車が、始発
駅等の運転開始位置から終着路等の運転終了位置まで移
動する場合に、線路に沿った各位置における運転席から
見た前方視野の各画像データを記録した録画テープが装
着されている。そして、このビデオ再生装置１１の再生
速度は制御装置９にて任意に変更できる。具体的には、
この再生速度は電車の速度、すなわち、訓練者５が操縦
器２を用いて行う操作に従った速度でビデオ表示器６に
表示される前方視野の画像データが更新されていく。

そして、制御装置９の記憶部内に、前記録画テープにお
ける運転開始位置から運転終了位置まで移動する場合の
各画像データ位置における正しい操作を示す基準操作情
報を記憶する運転操作テーブルが形成されている。具体
的には、前記各位置はビデオ再生装置１１における録画
テープのテープカウンタのカウント値でもって各位置を
特定する。したがって、この運転操作テーブルには、各
カウント値に対応して、該当カウント値（位置）におけ
る上限速度ＶＨおよび下限速度ＶＬ１運転開始時刻から
の正しい基準経過時間ＴＳ＋　加速率減速率等の基準運
転情報、および該当位置における操縦器３の正しい運転
操作を示す基準操作情報か記憶されている。

また、駅、信号設置位置、カーブ位置、踏切位置等の予
め定められたチエツク位置か登録されている。そして、
ビデオ再生装置１１はビデオ表示器６に該当チエツク位
置の画像データが表示されるタイミングで制御装置９に
対してチエツク処理の割込信号を送出する。

また、前記記憶部内には、訓練者５が操縦器２を用いて
実行した操作情報および計器制御部８から各計器類３に
表示される速度Ｖ、電流等の運転情報を時間経過と共に
記憶する運転履歴メモリが形成されている。

さらに、運転開始から運転終了までにスピーカー７に指
導メツセージを音声出力した回数を計数する指導カウン
タ等が形成されている。

次に、この運転訓練シミュレータの実際の動作を順を追
って説明する。

まず、訓練者５が運転席４に着席して、運転開始ボタン
を押すと、その操作信号が計器制御装置８を経由して制
御装置９に入力する。制御装置９はタイマ回路１５の初
期化を行うとともに、カウンタ等の初期化を行う。また
、運転操作状況を記録するために現在時刻２年月日等を
記録する。また、ビデオ再生装置１１に起動信号を送出
する。

起動信号が入力されたビデオ再生装置１１は録画テープ
を運転開始位置を示す始発駅の画像データが表示される
まで、早送りしてをその位置で画像を停止させる。また
、計器制御部８は模擬運転室１の計器類３の表示値を初
期化する。以上の準備処理が終了すると、制御装置９は
スーパーインポーズ装置１０を介してビデオ表示Ｈ６に
運転開始の操作案内を表示する。

しかして、訓練者５が操縦器２を操作すると、操作信号
が計器制御部８および制御装置９へ入力される。その結
果、計器制御部８は操作に対応した速度、電流値等の運
転情報を計器類３に表示する。また、制御装置９は速度
Ｖに対応した信号をビデオ再生装置１１へ送出する。し
かして、速度Ｖに対応した速度で録画テープが送られる
ので、ビデオ表示器６には速度Ｖに応じて前方視野の画
像データが更新されていく。

しかして、前記制御装置９は、タイマ回路１５から一定
時間ΔＴ経過毎に時間割込信号か入力すると、第２図の
流れ図に従って、訓練者５の運転操作の妥当性をチエツ
クする。

すなわち、流れ図が開始されると、ビデオ表示器６に表
示されている現在の画像データ位置を前述したビデオ再
生装置１１におけるカウンタのカウント値から読取る。

そして、運転操作テーブルから該当カウント値に対応す
る基準経過時間Ｔｓ及び上限速度ｖＨおよび下限速度Ｖ
、を読取る。

次に、タイマ回路１５から運転開始時刻からの実際の経
過時間Ｔおよび現在の操作速度Ｖを計器制御部８から読
取る。

そして、実際の経過時間Ｔが読取った基準経過時間Ｔｓ
に対して許容誤差範囲（Ｔ　ｓ±α）を外れた場合には
、音声合成器１２に対して外れた方向に対応する指導ツ
セージの発声指令を送出して、音声合成器１２に「運行
早すぎ」又は「運行遅すぎ」の指導メツセージをスピー
カー７から発声させる。

さらに、実際の操作速度Ｖが前記上限速度ＶＨと下限速
度■Ｌとで示される速度範囲を外れた場合には、前述と
同様に音声合成器１２に対して外れた方向に対応する指
導メツセージの発声指令を送出して、音声合成器１２に
「速度低すぎ」又は「速度高すぎ」の指導メツセージ番
スピーカー７から発声させる。

その後、指導メツセージを発声した場合には、指導カウ
ンタの指導メツセージ回数を更新する。

以上で６１時間経過毎の時間割込処理を終了する。

さらに、前記制御装置９は、ビデオ再生装置１１から訓
練対象である電車がチエツク位置を通過したことを示す
割込信号か人力すると、第３図の流れ図に従って、訓練
者５の運転操作の妥当性をチエツクする。

流れ図か開始されると、運転操作テーブルから該当チエ
ツク位置を示すカウント値における基準操作情報のチエ
ツク項目を読取る。次に計器制御部８を介して実際の操
作情報を読取る。そして、この実際の操作情報か先に読
出したチエツク位置における基準操作情報に一致するか
否かを比較する。一致しなければ、訓練者５か誤った操
作を行ったので、例えば「減速せよ」　「加速せよ」　
「停止せよ」　「起動せよ」等の指導メツセージを音声
合成器１２を介してスピーカー７から発声させる。

その後、指導メッセーンを発声した場合には、指導カウ
ンタの指導メツセージ回数を更新する。

以上でチエツク位置通過に伴う割込チエツク処理を終了
する。

また、前記制御装置９は、操縦器２から計器制御部８を
介して操作情報が入力されると、第４図に示す流れ図に
従って、今回実行された訓練者の運転操作の妥当性をチ
エツクする。

流れ図が開始されると、ビデオ表示器６に表示されてい
る現在の画像データ位置に対応する上限速度ｖＩ（と下
限速度Ｖ、の許容速度及び操作情報を運転操作テーブル
から読取る。そして、今回実行された操作か妥当な操作
でなれければ、注意を喚起する指導メツセージを音声出
力する。また、操作を実行したタイミングが妥当でなけ
れば、やはり注意を喚起する指導メツセージを音声出力
する。

その後、指導メツセージを発声した場合には、指導カウ
ンタの指導メツセージ回数を更新する。

以上で訓練者による操作実行に伴う割込チエツク処理を
終了する。

そして、前方視野か終着駅を表示すると、一連の運転操
作か終了したので、コンソール１３を操作して、指導カ
ウンタの指導メツセージ回数等を用いて運転技術の習得
度を演算させて、プリンタ１４にレポートとして印字出
力させる。また、運転履歴メモリに記憶されている時系
列的な操作情報および運転情報を印字出力させる。

このように構成された運転訓練シミュレータであれば、
一定時間ΔＴ経過する毎に、またチエツク位置を通過す
る毎に、さらに運転操作を実行する毎に、運転状況およ
び操作の正当性がチエツクされ、許容範囲を外れた場合
には、その都度指導メツセージが音声出力される。

したがって、訓練者にとっては一連の運転訓練中におい
て、１回操作誤りを指導メツセージで注意を受けると、
それ以降同様な操作誤りを犯す確率が低下するので、指
導教官が訓練に立ち会ったと同様の効果を得ることが可
能である。よって、たとえ指導教官か訓練に立ち会なか
ったとしても運転訓練を能率的に実行できる。このよう
に、指導教官を省略できるので、運転訓練に要する人件
費が節減でき、運転訓練の費用を低減できる。

さらに、運転開始から運転終了までの一連の運転訓練が
終了すると、運転技術の習得度が自動的に演算されて出
力されるので、訓練者自信で運転技術の習得度を把握で
きる。

また、実施例においては、運転履歴メモリに訓練者の時
系列的な振作情報および運転情報が記録されているので
、訓練結果が指導メツセージ付きで時系列的に把握でき
る。よって、訓練者は後からその記録を見ることによっ
て、次回の訓練の参考にすることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。ビデオ表示器６として臨場感を出すために投影装置
を使用して大型スクリーンに表示させる方式が効果的で
ある。また、操作結果をビデオ表示器６と計器類３とで
表示するのみならず、加減速操作やカーブ位置にさしか
かった時に模擬運転室ないし運転席４を振動させたり傾
（キたりする装置を組み込むことによって、より効果的
なシミュレータとなる。

また、指導メツセージを音声出力するのみならず、発生
時点でビデオ表示器１２にその指導メツセージをテロッ
プの形式で表示してもよい。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明の運転訓練シミュレータによ
れば、前方視野の各画像データ位置における基準操作情
報を予め記憶しておき、訓練者の実際の操作と自動比較
して訓練者の操作誤りを即座に音声によって自動指摘し
ている。したがって、たとえ指導教官が立会わなかった
としても訓練者のみで効率的に運転技術を習得でき、運
転訓練の費用を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係わる運転訓練シミュレータを
示すものであり、第１図は全体構成を示す模式図、第２
図乃至第４図は動作を示す流れ図である。 １・・・模擬運転室、２・・・操縦器、３・・計器類、
４・・・運転席、５・・・訓練者、６・・・ビデオ表示
器、７・・・スピーカー　８・・・計器制御部、９・・
・制御装置、１０・・・スーパーインポーズ装置、１１
・・・ビデオ再生装置、１２・・・音声合成器、１３・
・・コンソール、１４・・・プリンタ、１５・・・タイ
マ回路。 第 因 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 操縦器と計器類を収納した運転室に前方視野を表示する
   ビデオ表示器およびスピーカーを組込み、前記操縦器に
   おける運転操作に応じて前記計器類に運転状態を表示し
   、かつ前記運転操作に応じて前記ビデオ表示器に表示す
   る前方視野の画像データの更新速度を変更する運転訓練
   シミュレータにおいて、 前記ビデオ表示器に表示する前方視野の運転開始から運
   転終了までの各画像データ位置における各基準操作情報
   を記憶する基準操作情報記憶手段と、前記ビデオ表示器
   に前方視野が表示された状態で前記操縦器にて実行され
   た運転操作の操作情報と現在表示されている画像データ
   位置における基準操作情報とを比較する比較手段と、こ
   の比較結果において操作情報が基準操作情報に対して規
   定以上ずれた場合に指導メッセージを前記スピーカーを
   用いて音声出力する指導メッセージ発声手段と、運転開
   始から運転終了までに発声された指導メッセージ数を集
   計して習得度を演算する習得度演算手段とを備えた運転
   訓練シミュレータ。