JPH07507402A - 成績データのフィードバックを備えたドライバー訓練システム - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 デー　のフ　−ドパ・・　−た゛ライバー・１　シスーム光皿の分野 本発明は概して訓練の自動化に関し、特に乗り物のシミュレーターに関する。

光朋少茸旦 乗り物のシミュレーターとは、環境での乗り物の運転状況をシミュレーションす るシステムと定義することができる。シミュレートする乗り物が自動車である場 合、乗り物は普通、ハンドル、ギヤ・シフト、アクセル・ペダル、ブレーキ・ペ ダルなど通常の自動車の制御装置を搭載している。一般的に、この乗り物は、典 型的には道路などの環境でシミュレーションするようになっている。この場合環 境とは、霧や雪などの天候状態なども含む場合がある。自動車以外にシミュレー ションできる他のタイプの乗り物としては、飛行機、船舶、水中船、宇宙船など がある。

乗り物のシミュレーターは、乗り物のオペレーターを効率的に訓練する手段にな る。乗り物のオペレーターは乗り物の現実世界での運転に内在する危険にさらさ れることなく、シミュレーターから、特定の状態で乗り物がどのように動くかを 安全に学ぶことができる。シミュレーター上で間違うことから得る経験は、現実 の状態の中で間違った運転のために発生する乗り物の破損やオペレーターが怪我 をするなどの内在する危険と比べると貴重である。例えば、警察の訓練に適用し た場合、生徒は警察のパトロール・カーの限界や追跡の方針を、学ぶことができ 、現実の訓練に伴う危険を犯さずにこうした分野で試験をかできる。

ある意味で、シミュレーターを用いれば、道路規則についてのオペレータの知識 に関する試験と、オペレーターの乗り物の使い方の試験との間のバランスを取る ことができる。オペレーターの知識に関する試験はペーパー試験や口頭試験で行 うのが普通であり、好都合でもある。

しかし試験というものは、オペレーターの訓練には有用性に限界がある。例えば 、オペレーターの反射運動は全く試験されることはない。さらには、このような 試験は、現実の意志決定に必要な技術を適切にアドレスすることはできない。

オペレーターの安全や乗り物の破損に関する危険に加え、実際の乗り物の運転を 用いた訓練には別の落とし穴がある。第１にインストラクタ−の時間コストは、 法外である。さらには、宇宙船や水中船など特定の乗り物は、訓練用に使用する ことはできない。最後に、生徒が現実の状況の中で実際の乗り物で訓練する場合 、常に事故の危険がある。例えば、空の駐車場で車の運転を学ぶなど、恵まれた 環境の中で、ある程度の訓練を行うが、オペレーターの訓練の早い時期に、非現 実的な環境の中で運転することがもはや有用ではなく、実際的でもない時期がや って来る。

乗り物のシミュレーターは、オペレーターに現実的な環境を提供するという問題 にアドレスするものである。しかし、既存の訓練システムの主な欠点は、それら のシステムが増分学習の現実的なフィードバックにはならないという点である。

例えば、大部分の公知のシステムでは、運転中に以前にその乗り物を使用した時 に比べどれくらい進歩したかを即座に測定する方法がないということである。

ビデオ・アーケード・ゲームは、ある程度ユーザーにフィードバックする別の技 術である。アーケード・ゲームは、アーケード・ホール、劇場、空港やユーザー がゲームをして楽しむその他の場所といった公共の場所に通常置かれている。

ビデオ・ディスプレイを利用するアーケード・ゲームは、「ボン」として知られ る櫂でポールがラインを越えるように跳ね返すという簡単なゲームから始まり、 今はかなりの開広まっている。しかし時間の経過とともに、ビデオ・アーケード ・ゲームは、一層洗練され、現実的になっている。

アーケード・ゲームは限られた空間を占めるハウジングを備えているため、ゲー ムのコンピューター装置は、空間が厳密に制限されている。さらに、ユーザーの 関心は、シミュレーターで把握し維持しなければならない。したがって、処理を リアルタイムで行う必要がある。スペースや時間の目標を競う場合には、ゲーム にリアリズムを注入することが一層困難になるのである。

多くの意味において、米国カリフォルニア州ミルピタスの　ＡｔａｒｉＧａｍｅ ｓ　Ｃｏｒｐ、の製造・販売するハード・ドライビン（登録商標）というアーケ ード・ゲームのリアリズムにおける技術水準を示している。ゲームの物理的な構 成には、クラッチ、ブレーキ、ガソリン・ペダル、ギヤ・シフト、ハンドルなど を含む。ユーザーあるいはドライバーは、運転環境の３次元図示を備えたビデオ ・ディスプレイと、運転の現実的な音を発生するスピーカーからフィードバック の応答を与えられている。多数のマイクロプロセッサ−とメモリーを具備するデ ジタル・プロセッサーは、ユーザー人カとフィードバック応答との間のインター フェースである。

シミュレーターやアーケード・ゲームの訓練の可能性は、生徒がユーザーのフィ ードバックを有する場合最高となる。可能なフィードバックのひとつの形態は、 シミュレーターやゲームのビデオ・モニターにいろいろな成績の数字をディスプ レイすることである。これらの成績の数字とは、トラック、トップ・スピード、 ポイントなどを完了するためかかった時間のことである。しかしこのようなタイ プの情報は、改良のためにはどのような場所やパラメーターが必要であるかを生 徒に知らせるものではない。さらには、図によるフィードバックは、数字や一連 の数字より一層生徒の注意を喚起し、保持する。したがって、生徒がインストラ クタ−により設定された標準と定期的にどのように比較するが、あるいはインス トラクタ−の標準的なセットにどこで行き着き、どのようなパラメーターが必要 かを示す成績データを図によりフィードバックする必要がある。また現実的な乗 り物のシミュレーターやアーケード・ゲームが、オペレーター／ユーザーとイン ストラクタ−／チャンピオンによりフィードバックを擬人化する擬人化フィード バックする必要もある。

乗り物のシミュレーターのなす訓練の効率を高めるため、シミュレーターが、特 定の状況でさまざまな乗り物の制御装置を操作する効果を現実的にシミューレー トするのと同じように、乗り物を運転する感触をシミュレートすることを保証す る必要がある。乗り物を運転する感触を現実的にシミュレートするということは 、乗り物がシミューレートした環境の中を運行する際のその乗り物の感触をシミ ュレートすること、実際に使用する際のさまざまな乗り物の制御装置の感触をシ ミュレートすることを含む。入力装置が現実のものと同じように感じたり、作用 する場合、生徒はシミュレーターから実際の乗り物に移動する場合、入力装置の ために、最小限の困難にしか出会わないはずである。自動車、トラックあるいは 類似する乗り物では、ステアリング・コラムにはいくつかの制御装置を搭載して いる。これらの制御装置は、しばしばギヤ・シフト・レバーであったり、方向指 示器のレバーであったりする。方向指示器レバーは、ドライバーが動かし、ター ンが実質的に完了するまで方向指示器を作動する。ターンを実質的に完了すると 、取消し機構により、方向指示器の作動を終了する。シフト・レバーには、どの ギヤを選択しているかを示す表示器がついており、この表示器はドライバーがギ ヤをシフトしたことに反応して動（。このように、現実の乗り物の入力装置のよ うに感じたり作用する入力装置が、シミュレーターやアーケード・ゲームには必 要である。

自動車のシミュレーターでは、自動車が出会いそうな多様な道路表面や対象物の 感触を、オペレーターに伝達することができれば、シミュレーターの行う訓練の 効果は高められるだろう。具体的には、シミュレートした自動車はシミュレーシ ョンの領域のどこにあり、シミュレートした自動車はその領域の中で何に接触す るかなどを基として、いろいろな道路の感触の鍵を生成するシステムが必要であ る。

従来技術のシミュレーターが環境の中で動く乗り物の感触をシミュレートしよう とした例を、モリシマに対する米国特許第４．５７４．３９１号に示す。モリシ マでは、大砲を用いたゲームにライブなアクションの感触を与えるために構成し たビデオ・ゲーム用の音響システムを開示する。この音響システムは、ユーザー の頭部の周囲に搭載したいくつかの音響スピーカーと、ユーザーの座席の下に搭 載した低周波のスピーカーとを含む。ライブなアクションの感触は、大砲の音を 生じる音響スピーカーを並べて取り付けることにより、つり出すことができる。

それにより、接近する大砲の砲撃の音の錯覚をつくり出している。砲撃が命中す ると、爆発音の低周波部をユーザーの座席の下に搭載する低周波スピーカーに伝 達する。すると低周波スピーカーにより、爆発音の直接的な結果として座席が振 動することになる。

モリシマ特許で開示したシステムのひとつの欠点は、座席の振動と爆発音が個別 に発生しないという点である。すなわち、振動は爆発音の低周波成分の直接的な 結果である。関連する音の低周波成分を伝達することにより物理的なフィードバ ックを発生すれば、そのようなフィードバックを十分に大きな低周波成分に限定 して、座席を撮動させる。したがって、大きな低周波成分を持たないシミュレー ションの間に起こる出来事の感触は、ユーザーには表示されない。したがって、 特定の環境で乗り物をシミュレートすることができ、大きな低周波成分を含む音 声では必ずしも達成することができないさまざまなシミューレートした出来事に 基づいて、物理的なフィードバックができるシステムが現在必要である。

自動車のシミュレーターにおいて、実際のブレーキ・ペダルを押した時の感触に 非常に近くなれば、シミュレーターで行う訓練の効率性を一層高めることができ るだろう。さらに、自動車のシミューレーターにおいてブレーキ・ペダルを一定 の型押す効果は、オペレーター（ユーザー）が観察通り、実際の自動車でブレー キ・ペダルを同じ型押したことの効果に非常に近いはずである。

今日の自動車の多くは、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）を備えて いる。ＡＢＳは、ブレーキ操作の間口動車の制御性を高めるため自動車に付加し た安全装置である。ＡＢＳを搭載しないブレーキが突然かけられ、又は大きな力 が付与されると、ブレーキのロックがかかり、結果的に自動車は制御不能なスキ ッドに遭遇することがよくある。自動車の前進方向のモーメントがタイヤの速度 を越える場合、自動車のタイヤは横滑りして、横滑り状態のまま舗装道路を前進 方向に引きづる。ＡＢＳはいつタイヤが舗装道路を横滑りするか感知してこうし た制御不能な横滑りを防止する役目を果たし、タイヤの回転を遅くしながら、舗 装道路をタイヤが回転しつづける程度に車輪にブレーキをかけて生じる停止圧力 を減じる。ＡＢＳはブレーキのロックアツプを防止しながら、通常の場合、タイ ヤの回転速度を遅くしようとする際にタイヤにかかるブレーキの力を増減させる 。このようなブレーキの力増減の間を変動することにより、ブレーキをかけてい る間に、ブレーキペダルが独特の振動をするようになる。

現在の、公知の乗り物のシミュレーターでは、ＡＢＳブレーキの感触や効果をシ ミュレートしない。しかしＡＢＳブレーキを装備した自動車を運転する運転者は 、初めてＡＢＳブレーキを装備した乗り物のブレーキ・ペダルの感触を体験した 時はに驚いて、乗り物のブレーキをかけるのが必要な時に、ブレーキの操作をや めてしまう。したがって、ＡＢＳブレーキを装備した自動車をシミュレートする シミュレーターがないということは、運転訓練用シミュレーターに関する従来技 術のもうひとつの欠点となっている。

シミュレーターによる訓練は、乗り物のシミュレーターで正確に大気の状態を再 現できれば改善できる。例えば、空気中の粒子や、空中の太陽の位置でできる大 気の状態により、運転手の感知する環境の色彩が和らぎ、変質したりする。

色彩の変化はスクリーンや画像を覆う格子状の罷によるものと考えることができ る。色彩変化のこのような視覚上の記号はかすみと今後呼ぶが、シミュレーター を一層リアルなものとし、ユーザーが変化する環境状態の中で自分の運転能力を 試験することができる。

夜の運転は運転能力を実桟し試験するのに望ましい別の状況である。対象物がヘ ッドライトで照らされているため、対象物が暗闇の中がら見えるようになる。

そしてユーザーが、対象物に接近すると、一層明るく見え一層容易に知覚できる ようになる。運転手の中には、対象物がヘッドライトの照らす範囲にない道路に 対象物があった場合に、安全に停止できない速度で運転するという問題がある場 合がある。シミュレーターを用いてこうした効果を安全な状態で体験して、実際 にはどのようにしてこの状態に対処するかを知ることが望ましい。したがって、 例えば、夜明け、昼間、夕暮れ、夜などの一日の時間帯や霧や雪などの天候をエ ミューレートする能力のあるシミュレーターがあれば、ユーザーはほとんどどの ような運転の状況でも体験する機会を得ることができる。

かすみや最適とは言えない大気の状態をシミュレートすることは、霧中の飛行や 、その他の最中の飛行をシミュレートする現在の軍事用シミュレーターの中に用 いているものがある。しかし公知のシミュレーターでは、こうした効果を再現す るためには、解像度の高いビデオ・ディスプレイを初めとする高価なコンピュー タのハードウェアが必要である。

さらには、霧、スモッグ、夕暮れなどの大気の状態のシミュレーションは、ビデ オ・ディスプレイで無限の解像度を持ち完べきで、例えば、微細な滴や顆粒を画 面に交互に重ねることができる。また、人間の目をあざむいて、より早い速度で ビデオ・フレームを更新して、実際よりも解像度の高くビデオを見せるようにす ることができる。不幸なことに、現在のビデオ・システムの大部分は、解像度が 限られ、ビデオの更新の速度が遅い。さらに、ビデオ・ディスプレイでの色彩の 選択には、ビデオ・メモリーの制限のためにしばしば限界がある。

前記のような問題の為に、大気の状態により色彩を変化させる視覚記号がついた 現実的な訓練を希望するユーザーは、高価な設備を使用するか、あるいは何もな しで訓練するかのいずれかをしなければならない。したがって、即座に利用する ことができ、手ごろな価格のビデオ・ディスプレイのシステムを用いて大気の状 態に近い状態をつくり出すことができる能力を有する運転のシミュレーターは、 運転手の訓練において大きな利益となる。

発胆の概整 前記の要求はシミュレートした乗り物のユーザーのためのドライバー訓練システ ムに利用した本発明により満たされる。このドライバー訓練システムは、シミュ レートした乗り物の運転を制御する複数のシミュレートした入力装置からなり、 ユーザーにシミュレートした環境の画面を示すビデオ・ディスプレイと、シミュ レートした環境の中で乗り物の位置と運転特性を模倣する入力装置がらの入力に 応答する手段とを含む。

本発明の一つの好適実施例において、シミュレートした乗り物は、自動車であり 、この実施例のシステムは、道路手かがりをユーザーに伝えなければならない地 点にいつシミュレートした領域の乗り物があるがを判断する手段を含む。この地 点でシステムはメモリーがら道路の手かがりのデジタル信号を呼出し、デジタル 信号をアナログ信号に変換して、このアナログ信号をローパス・フィルターで処 理し、増幅する。増幅した低周波信号は、スピーカーの振動板がユーザーの座席 に連結するエンクロジヤ−の中の気密性の本体とつながる低周波スピーカーに送 られる。そして信号によって、スピーカーの振動板が振動し、エンクロジヤ−の 中の空気を平行移動させ、圧縮する。エンクロジヤ−の中の空気を圧縮平行移動 することにより、エンクロジヤ−の不可欠な部品である一片の可とぅ性を持つ材 料からなる半剛性の振動板が振動する。ユーザーがすわる座席が半剛性の振動板 に連結しているため、ユーザーは半剛性の振動板の振動を感じる。

本発明の別の側面において、自動車に使用するように構成したシステムがあり、 このシステムは、ＡＢＳのブレーキ・システムを現実世界の自動車で作動させる ようなやり方でシミュレーターのユーザーがブレーキをかけるのはいつかを感知 するシステムである。したがって、このシステムはブレーキ・ペダルに機械的な 振動や鼓動を引き起こし、ＡＢＳのブレーキ・システムを装備した現実世界の自 動車と同じブレーキをかける状態で発生するブレーキ・ペダルの応答をシミュレ ートする。

本発明は、シミュレートした乗り物のユーザー用のドライバー訓練システムを含 み、同システムはシミュレートした乗り物を制御する複数のシミュレートした入 力装置と、ユーザーにシミュレートした環境の画面を示すビデオ・ディスプレイ と、シミュレートした環境の中でシミュレートした乗り物の位置情報を判断する 入力装置に応答する模倣手段と、位置情報に応答して、ビデオ・ディスプレイに シミュレートした環境を通じてシミュレートした乗り物の現在のルートをディス プレイする手段と、少なくとも一つのシミュレートした入力装置に応答して、現 在のルートで選択した時間に、ビデオ・ディスプレイに入力装置の複数の状態を ディスプレイする手段とを具備する。

本発明の別の側面において、シミュレートした乗り物のユーザー用の運転手訓練 用のシステムがあり、同システムはシミュレートした乗り物を制御する複数のシ ミュレートした入力装置と、ユーザーにシミュレートした環境の画面を示すビデ オ・ディスプレイと、シミュレートした環境の中でシミュレートした乗り物の位 置情報を判断する入力装置に応答する模倣手段と、位置情報に応答して、ビデオ ・ディスプレイにシミュレートした環境を通じてシミュレートした乗り物の現在 のルートをディスプレイする手段と、現在のルートとメモリーの中の少なくとも ひとつの入力装置の複数の状態を格納する手段と、ビデオ・ディスプレイに現在 のルートを再現し、メモリーに格納した状態に従い、入力装置を動かす手段とを 具備する。

本発明の別の側面では、ビデオ・ディスプレイと、複数の多角形に陰影をつける 方法であって、多角形のひとつを選択し、かすみの数値を、かすみ数値＝（ｚ＊ 　Ｋｖａ　Ｉ）／ｄ　ｉｍｖａ　ｌ　（Ｚはカメラの位置と多角形の距離、Ｋｖ ａｌは定数、ｄｉｍｖａｌは完全なかすみを示す）という数式で計算し、陰影の 数値を光源ベクトルと多角形の法線のドツト積として計算し、ディザ−・テーブ ルをかすみの数値と陰影の数値で索引をつけるディザ−・カラーをオフセットし 、選択した多角形の位置に基づいて、ディザ−・カラーのディザ−・パターンを 決定し、ディザ−・パターンを用いてビデオ・ディスプレイに選択した多角形を 描くことからなる方法とがある。

本発明の別の側面では、ハンドル用の方向指示器のアセランブリがあり、同装置 は、レバーと、フレームと、レバーの一端に接続し旋回点の回りでフレームに軸 方向に連結するリテーナプレートとフレームの中ぐりに搭載しバイアスがかかっ たプランジャーと、ハブ領域に結合する取消しビンとを具備し、前記のハブ領域 はハンドルに結合し、ハブ領域を一方向に回転すると、プランジャーが中ぐりに 押し込まれ、ハブ領域を別方向に回転すると、解除したプランジャーを押しつけ 、戻り止めを解除したり係合したりすることを特徴とする。

本発明のさらに別の側面において、低周波音声発生器があり、同発生器は一セッ トの入力装置と、入力装置から入力信号を受信するコンピューターと、コンピュ ーターが実施し入力信号を、シミュレートした環境を表示する出力信号に選択し て変換する制御処理と、出力信号をフィルターするローパス・フィルターと、フ ィルターで処理した信号を増幅する増幅器と、増幅信号を受信して低周波音声を 発生するスピーカーと、隙間のないブラダ−を有し、スピーカーが固定され、ブ ラダ−の中の空気と機械的につながるハウジングとを具備する。

本発明の別の側面では、シミュレートした乗り物のユーザー用のドライバー訓練 システムがあり、同システムはシミュレートした乗り物の運転を制御する複数の シミュレートした入力装置と、シミュレートした環境の中でシミュレートした乗 り物の位置情報を判断する入力装置に応答する模倣手段と、ユーザーにシミュレ ートした環境の画面を示すビデオ・ディスプレイと、シミュレートした入力装置 の選択したひとつを通じて、ユーザーにフィードバックする装置と、位置情報に 応答してユーザーに低周波音を与える手段とを具備する。

本発明のさらに別の側面では、低周波の音声システムがあり、同システムは、座 席と、複数の入力装置と、入力装置から入力信号を受信するコンピューターと、 コンピューターが実施し、入力信号を複数の出力信号に選択して変換する制御処 理と出力信号を座席に伝える変換器とを具備する。

本発明の別の側面では、アンチロック・ブレーキ・システムの作動中にブレーキ ・ペダルの物理的な感覚をシミュレートするシステムがあり、同システムは、ブ レーキ・ペダルをいつ押したかを感知する手段と、その感知手段に応答して、ア ンチロック・ブレーキ・システムの作動を判断する手段と、その判断手段に応答 して、ブレーキ・ペダルにアンチロック・ブレーキ・システムを表示するフィー ドバックを与える手段とを具備する。

本発明のこれらの目的や特徴やその他の目的や特徴は、次に示す記載や添付図面 を参照して付加した特許請求の範囲から、一層十分に明かになって来る。

区血Ω塗単μ説朋 図１は本発明の現在の好適なドライバー訓練システムのブロック図である。

図２は図１のドライバー訓練システムのビデオ・スクリーン・ディスプレイの搭 載するビデオ・スクリーン・ディスプレイに対応するステアリング・トラック上 のレーン変更コースをうまく操縦する間のユーザー用両面を示す斜視図である。

図３は図２のレーン変更コースを示す上面図である。

図４ａは図３に示すレーン変更コースを通過するインストラクタ−の進路の概略 評価の画面を示す略図である。

図４ｂは図３に示すレーン変更コースを通過するインストラクタ−の進路に重な る生徒の進路の概略評価の画面を示す略図である。

図５は図３に示すレーン変更コースを通る再現モードにおけるユーザー用画面の 略図である。

図６は図３に示すレーン変更コースを通る再現モードにおけるユーザーのシミュ レートした乗り物の鳥轍図である。

図７は図１に示すドライバー訓練システムのメイン・メニューの略図である。

図８は図１に示すドライバー訓練システムのトラック・メニュー・スクリーンの 略図である。

図９は図１に示すドライバー訓練システムの乗り物メニュー・スクリーンの略図 である。

図１０は図１に示すドライバー訓練システムの天候メニュー・スクリーンの略図 である。

図１１は図１に示すドライバー訓練システムの命令選択メニュー・スクリーンの 略図である。

図１２は図１に示す制御処理の一部を形成する「実施制御」機能を示すフローチ ャートである。

図１３は図１２に示す「実施制御」機能が用いる「プロリコード初期化」機能の フローチャートである。

図１４は図１２に示す「実施制御」機能が用いる「コーン」機能のフローチャー トである。

図１５は図１４の「コーン」機能が用いる「概略評価」機能のフローチャートで ある。

図１６は図１４の「コーン」機能が用いる「理想的な進路再現」機能のフローチ ャートである。

図１７は図１４の「コーン」機能が用いる「生徒の上からの視野の再現」機能の フローチャートである。

図１８は図１４の「コーン」機能が用いる「理想的な進路セーブ」機能のフロー チャートである。

図１９は図１４の「コーン」機能が用いる「速度再現」機能のフローチャートで ある。

図２０ａ、２０ｂ１２０ｃは図１に示すドライバー訓練システムの大気状態の側 面に近い状態を示すスクリーン・ディスプレイの略図である。

図２１は図１２に示す「実施制御」機能の「対象物ディスプレイ」機能で用いる 大気の状態に近い状態あるいは「大気の作用」機能を示すスクリーン・ディスプ レイの略図である。

図２２は図１に示すドライバー訓練システムのシミュレートした乗り物用の機械 入力装置と計器板とのセットの略図である。

図２３は図２２に示す方向指示器レバー用の方向指示器アセランブリの略図であ る。

図２４は座席と、スピーカーを座席の下にあり断面を示す、フロア−搭載のベー スに搭載する低周波スピーカー・アセランブリの現在の好適実施例の側面図であ る。

図２５は図２４の２５−２５の線で断面を取った低周波スピーカー・アセランブ リのベースの上面図である。

図２６は図２４に示す低周波スピーカーに接続するリレー・コントロール回路の 現在の好適実施例のひとつを示す電気略図である。

図２７はスピーカーを座席の後ろに搭載した、本発明のドライバー訓練システム 用の低周波スピーカー装置の現在の好適な別の実施例の側面立面図である。

図２８は本発明の＾絽ブレーキ・シミュレーション装置の現在の好適な実施例の 機構を示す断面側面図である。

な　の−な１１＋ 全体を通して同じ数字は同じ部分を示す図面について説明する。

図１は本発明のドライバー訓練システム１００の現在の好適な実施例を示す。

ドライバー訓練システム１００は、運転の能力を向上させたいと願うユーザー、 あるいは生徒１０２（略図で示す）が操作する。ここに記載するドライバー訓練 システム１００は人間の操作するどのタイプの乗り物にも適用できることを理解 しなければならない。本発明は、あらゆる種類のシミュレートした乗り物やあら ゆるタイプのドライビングのドライバー訓練システムに容易に擬人化できるフィ ードバック応答を含む。

次に示す図面や記載に示す運転システム１００のより具体的な実施例を、警察の 訓練用の乗り物シミュレーターとして示す。後述するように、「理想的な進路」 を確立したい場合、ユーザー１０２はしばしば生徒であるよりも、インストラク タ−になる。

図１において、発明の名称が「着席アーケード・ビデオ・ゲーム用のリア・エン トリー・ブースと調節可能な座席装置」の同じ発明者の米国特許である米国特許 第４．９６０．１１７号に記載するようなブースあるいは、ハウジング（図示せ ず）にユーザー１０２は着席するのが好ましい。そのようにして、できるだけ注 意散漫にならないようにして、ユーザー１０２は自分の運転技術を自己改善に専 念することができる。座席の位置も、乗り物を運転することに関連する現実の状 態もよりよくシミュレートすることができる。

ドライバー訓練システム１００において、ユーザー１０２は方向指示器のレバー １０４を動かし、複数のダッシュ・アンド・スイッチ１０５を操作し、シミュレ ートした自動車をスタートするキー回転式に点火スイッチ１０７を操作し、シミ ュレーション用のアンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）９００の一部で あるブレーキ・ペダル１０６を押し、通常のやり方でガソリン・ペダル１０８を 押す。さらに自動トランスミッション・シフター１１０はユーザー１０２が操作 して、リバース・ギヤあるいは複数の前進ギヤのひとつを選択する。ハンドル１ １２はユーザー１０２が回転し、望む進行方向にシミュレートした乗り物を導く ようにする。

ユーザー１０２が入力装置１０４．１０５．１０８．１１０．１１２に供給する 機械入力は、変換器によって、電気信号に変換され、その電気信号はコンピュー ター１１４に給送する。ブレーキ・ペダル１０６にかかる機械入力は、ＡＢＳの ブレーキ・システム９００により電気信号に変換し、信号はコンピューター１１ ４に結合するブリッジ・インターフェース回路９４６に給送する。コンピュータ ー１１４はさらに、入力とダウンロードのプログラムをパーソナル・コンピュー ター（ＰＣ）１０３から受け取るが、このパーソナル・コンピューター１０３は 、ＩＢＭと互換性があり、１００メガバイトのハード・ディスク・ドライブと４ メガバイトのＲＡＭを備える。パーソナル・コンピューター１０３とコンピュー ター１１４は、通信リンク１４０を介して、相互作用で結合する。通信リンク１ ４０は、毎秒１０メガビット程度の高速デジタル・データ伝達を処理できなけれ ばならず、コンピューター１１４とパーソナル・コンピューター１０３との間で 十分に高速の通信を確保することができるように、アナログ・ディバイス社が製 造したデジタル信号プロセッサー（ＡＤＳＰ）２１０５．２１０１などの通信回 路を含むのが好ましい。

現在の好適実施例において、コンピューター１１４は、モトローラ６８０００（ 図示せず）、モトローラ６８０ＸＯ系の別の素子などの汎用のマイクロプロセッ サ−を含む。６８０００のマイクロプロセッサ−のひとつの機能は、パレット操 作である。６８０００のマイクロプロセッサ−に加えて、コンピューター１１４ はＡＴ＆Ｔ社のＤＳＰ３２Ｃなどのモデル・プロセッサー（ＤＳＰ）、アナログ ・ディパス社のＡＤＳＰ−２１０１などのＡＤ　Ｓ　Ｐ、テキサス・インスッル メンツ社の３４０１０グラフイツク・システムなどグラフィックス・プロセッサ ー（ＧＳＰ）を含む。これらはいずれも図示しない。ＧＳＰがディザ−・パター ニング、生成と、多角形をビデオ・ディスプレイ１２２に書き込む低レベルのグ ラフィックの作業（いわゆる多角形画像処理）を効果的に行うのに対して、ＡＤ ＳＰは、変換、回転、倍率変更、シェーディングなどビデオ・ディスプレイの高 レベルの機能を果たす。

現在の好適コンピューター１１４には、２５６キロバイトの自己診断の記憶装置 を具備する読みだし専用メモリー（ＲＯＭ）と、１．７５メガバイトのダウンロ ード・プログラム、対象決定データ、画像処理領域のデータ、追加のダウンロー ドした画像処理の対象データ用であり、６８０００のプロセッサーと共有する、 追加の０．５メガバイトの共有メモリーを具備するランダム・アクセス・メモリ ー　（ＲＡＭ）とを含む。ビデオ・ディスプレイ１２２の中央モニター（図１） もまた、ダウンロードしたシナリオ交換データ用の追加の１メガバイトのＲＡＭ を含む。さらに現在の好適なコンピューター１１４は、６４キロバイトのＤＳＰ 。

（パーソナル・コンピューター１０３からダウンロードしたプログラム用）の１ ２キロバイトのプログラム・メモリーであるＡＤＳＰ、１６キロバイトのバッフ ァー・メモリー、（ＲＡＭあるいはパーソナル・コンピューター１０３からダウ ンロードしたプログラム用）の４５キロバイトのプログラム・メモリーと６４０ キロバイトのディスプレイ・メモリーであるＧＳＰなど個々のプロセッサー用に 追加のランダム・アクセス・メモリーも内臓する。ＧＳＰはさらにビデオ・ディ スプレイの速度改善のためビデオ・ランダム・アクセス・メモリー（ＶＲＡＭ） を用いる。　コンピューター１１は、１２８Ｋｘ８．７０−１００ナノ秒のＲＡ Ｍなどのメモリー（図示せず）に格納するコンピューターのソフトウェアを実行 する。このＲＡＭに格納し、このコンピューター１１４が実行するソフトウェア は、パーソナル・コンピューター１０３に格納した、運転に関するプログラムの 数多くのソフトウェアのシナリオのひとつである場合がある。このプログラムは 、パーソナル・コンピューター１０３の実行する命令に応答してＲＡＭにダウン ロードすることができる。コンピューターの実行するコンピューターのソフトウ ェアは、制御処理１２０を含むように論理的に構成されている。

制御処理１２０は入力装置１０４−１１２からデジタル化した信号を受信し、パ ーソナル・コンピューター１０３から、その他のデジタル化した入力信号をも受 信する。そして制御処理１２０は、データ・パス１１８を横断してこれらのデジ タル化した信号からのデータをシミュレートした自動車の速度と加速ベクトルを 模倣する模倣処理１１６にパスする。このように、時間Ｔにおいて、位置データ 、すなわち自動車のデカルト座標は模倣処理１１６で決定する。位置データは利 用して、データ・パス１１８を横断し制御処理１２０に戻す。したがって、制御 処理１２０は自動車の新しい位置に「道路規則」を適用し、ビデオ・ディスプレ イ１２２、一対のスピーカー１２３．１２４、ローパス・フィルター８５４、と 計器板１３０を駆動する信号を始動する。ローパス・フィルター８５４はローパ ス・フィルターで処理した信号を、リレー８５２に接続する増幅器８５０に供給 する。リレー８５２はさらに、２つの開示した実施例における、ユーザーの座席 ８０２（図２４）に隣接して位置するスピーカー８３０あるいは、座席８８２（ 図２７）に隣接して位置するスピーカー８８１に接続する。リレー８５２は、Ｐ ｏｔｔｅｒ　＆　Ｂｒｕｍｆｉｅｌｄ社製造の低電圧リレー、モデル番号Ｔ７０ Ｌ５Ｄであり、システム１００がパワーを上げたり下げたりする際にスピーカー ８３０を切断するリレー制御回路８５６にさらに結合することが好ましい。

制御処理１２０はさらにユーザーの視点を、乗り物の領域の画像表示に供給する 。乗り物のシミュレーションの好適実施例において、コンピューター１１４は、 ビデオ・ディスプレイ１２２に、多角形のグラフィックスを発生する。イリノイ 州シカゴのＷｅ　ｌ　ｌ　５−Ｇａ　ｒｄｎｅ　ｒ社が販売するモデル番号Ｎｏ 、２５に７１９１など、ひとつの好適なビデオ・ディスプレイは、５１２　Ｘ　 ２８８個の画素を表示するように構成した多重同調ディスプレイである。ビデオ ・ディスプレイ１２２は、ユーザー１０２に、実際の自動車に類似したシミュレ ート画面を与えるように半円形に配列した複数のビデオ装置を含む。このような 配列は発明の名称が［モジュール化したディスプレイのシミュレーター」であり 、整理番号Ｎｏ　０７／７０４．３７３の同じ発明者の同時係属中の米国特許出 願に記載されている。

ビデオ・ディスプレイ１２２は、環境のカラーで、三次元の画像表示、すなわち 、道路などの項目を含む画面領域についてのユーザーの観点を生成することが好 ましい。スピーカー１２３．１２４は、ギヤ・チェンジ、エンジンの　、横滑り などの音を発生する。低周波スピーカー８３０は、座席８ｏ２（図２４）に隣接 して搭載し、道路の感触をシミュレートすることが好ましい。計器板１３０は、 シミュレートした乗り物の速度を表示する速度計、シフターを用いて選択するギ ヤのインジケーター、方向指示器レバー１０４を用いて選択する方向を示す左右 のアロー・ライト、その他のさまざまなインジケーター・ライトを含む。このよ うに、ユーザ１０２−は、出力装置１２２．１２３．１２４．１３０およびユー ザー個人の成績により擬人化されたスピーカー８３０とシミュレートした領域で ユーザーが遭遇することかリアルタイムでフィードバックを受ける。

制御処理１２０は、さらにフィードバックを供給し、運転中の実際の自動車のハ ンドルの感触をシミュレートする。このようなシミュレーションは、発明の名称 が「現実的なフィードバックの能力を持つビデオによる乗り物のシミュレーター 用のハンドルなどの制御装置」である同じ発明者の発明である米国特許第５゜０ ４４．９５６号に記載するやり方で成し遂げることが好ましい。制御処理１２０ は、ブリッジ・インターフェース回路９４６を介し、ＡＢＳ９００からの入力に 応答し、ＡＢＳ９００を備えた自動車のブレーキの感触を、ブレーキ・ペダル１ ０６でシミュレートする。

シミュレーター・システムｌＯＯの基本操作をここで記載する。シミュレーショ ンのプログラムは、パーソナル・コンピューター１０３から、プログラムを実行 するコンピューター１１４までダウンロードする。そしてコンピューター１１４ は、グラフィックスの領域を生成し、スピーカー１２３．１２４を介してユーザ ー１０２にディスプレイする。ユーザー１０２は、ビデオ・ディスプレイ１２２ で見たものや、スピーカー１２３．１２４から聞こえるものに応答して、運転制 御を操作しそれによってシミュレートした乗り物を運転する。基本的にユーザー １０２は、点火スイッチ１０７で自動車を始動させ、自動トランスミッシヨン・ シフター１１０を介して自動車のギヤを入れ、ガソリン・ペダル１０８を押して 自動車を停止し、ハンドル１１２で自動車を操縦する。

入力装置ＩＩ　０４−１１２を介して与えられるユーザーからの入力に応答して 、コンピューター１１４の制御処理１２０は、模倣処理でシミュレートした乗り 物の速度と、加速ベクトルを模倣できるようにするデータ・パス１１８を介して 、模倣処理１１６にデータをパスし、乗り物のデカルト座標を決定する。このデ ータは、データ・パス１１８を介して制御処理１２０に逆にパスして制御処理１ ２０で使用し、ユーザー１０２に追加の信号を与える。例えば、模倣処理１１６ で決定したデカルト座標は、シミュレートした領域での中で、コーンの上をシミ ュレートした乗り物をユーザー１０２が運転したことを判断することができる。

したがって、制御処理１２０により、スピーカー１２３．１２４で適当な雑音を 発生し、低周波スピーカー８３０を介してコーンを叩く感触を生じてユーザー１ ０２に感じるようにさせ、コーンを叩くことに応答してユーザー１０２の手中で ハンドル１１２を撮動させる。さらに、ユーザー１０２がシステムを駆動できる ほど十分な力でブレーキをかけると、制御処理１２０はＡＢＳのブレーキ・シス テムを介して、ユーザー１０２に　フィードバックを送る。

図２はユーザー１０２　（図１）が乗り物を操作するコースの一例を示すビデオ ・スクリーン・ディスプレイの略図である。ユーザー１０２は生徒である場合が ある。図２の第１の人物の視点から、ユーザーが観察者の位置でシミュレートし た乗り物の「内部に配置している」ことがわかる。ユーザー１０２は、ビデオ・ ディスプレイ１２２の２次元スクリーンに投射した３次元のシミュレートした画 面領域１３９を示す。図２に示す場面は、ユーザー１０２がシミュレートした乗 り物を運転しトラックを前進しつつ、ウィンドシールドから前方を見つめる場面 である。

本発明のこの実施例において、ユーザー１０２は、画面領域１３９の具体例であ るコース１４２が示される。生徒１０２は例えば、コーン１４３の形など何の障 害物にもぶつかることなく望み通りの速度でコースを走り抜けるという基本的な 目的がある。またコンピューター１１４は適切な背景を表示する。例示したケー スにおいて、これは青空１４６を背景として縁どった都市の場面である。こうし た場面やその他の場面には、例えば、町中で他の車の追跡の仕方をユーザー１０ ２に教えるなど、異なった構成と目的があり、ユーザー１０２が選択したり、好 ましくは、インストラクタ−がパーソナル・コンピューター１０３がダウンロー ドすることができる。本発明の現在の好適なシステム１００はタイマーやスコア ー・ポイントなどを使用しないため、生徒１０２はできるだけ早く運転する必要 を感じることがなく、むしろ適切な技術を学ぶことに集中する。　゛こうした実 施例において、運転のインストラクタ−は「理想的な進路」を確立するため トラック上のコースを運転する。そして生徒１０２はコースを運転し自分の進路 と成績をインストラクタ−の進路と成績とを比較する。理想的な進路は、生徒１ ０２使用するのと同じドライバー訓練システム（機械に相違はない）で、（コン ピューターで生成したものではなく）実際の人物がつくったものであるため、生 徒は理想的な進路を達成することができると感じる。さらにインストラクタ−は 、状況に向かう技術や解釈を強調するため、コースを通る進路を容易につくり出 すことができ、このことはひとり以上の生徒のために強調する必要がある。

システム１００のひとつの好適実施例において、ダッシュ・アンド・コラム・ス イッチ１０５の一部である中断／選択ロッカー・スイッチとカーソル・ロッカー ・スイッチ（図示せず）がある。中断／選択ロッカー・スイッチを押し下げると 、選択あるいは入力操作を開始する。中断／選択ロッカー・スイッチを押し上げ ると、中止操作を開始する。システム１００の別の好適実施例では、入力ロッカ ー・スイッチと選択ロッカー・スイッチと中断ロッカー・スイッチ（すべて図示 せず）があり、それらは計器板１３０（図１）に隣接して搭載するダッシュ・ア ンド・コラム・スイッチ１０５の一部である。入力ロッカー・スイッチは上記の 中断ロッカー・スイッチの下向きの位置に対応し、中断ロッカー・スイッチは、 中断／選択ロッカー・スイッチの上向きの位置に対応する。選択ロッカー・スイ ッチはカーソル・ロッカー・スイッチに対応する。入力ロッカー・スイッチと選 択ロッカー・スイッチにより、ユーザー１０２は、後述するいろいろなメニュー 選択のなかから選択することができる。中断ロッカー・スイッチにより、ユーザ ーはシミュレーションの最中にシミュレーションを終了することができる。中断 ロッカー・スイッチはユーザーが入力ロッカー・スイッチを押していない場合、 サブメニューから前のメニューに戻るために使用することができる。

メインメニュー（図７に図示）はシミュレーションの初めに表示することができ る。システム１００により、生徒１０２は走行するトラックのタイプを選択する ことができる。選択したトラックは、操縦トラック１４ｏ（図３に図示）、迅速 な反応をする判定トラック、インターセクションや信号のある道路、オートクロ ス・トラックなどである。操縦トラック１４０には、３つのコースがあり、判定 トラックには２つのコースがある。図２に示すコースは操縦トラック１４０の一 部であり、レーン変更コース１４２と称する。別の選択肢として、また好適実施 例において、システム１００により、生徒１０２はシミュレートした乗り物の数 多くの異なったモデルから選択することができる。本発明のドライバー訓練シス テムの実施例において、選択する自動車の中には、実際の道路で運転する使用す る乗り物のシミュレーションを含む。システム１０ｏにより、生徒１０２は、天 候の状態を選択することができる。天候状態の中には、実施例では夕暮れなどの 一日の時間の状態も含む。そして「シナリオ開始」を選択することで生徒１０２ はシミュレートした乗り物の運転を開始することができる。

図２のレーン変更コース１４２と操縦トラックを一層よく理解するために、トラ ック１４０の上面図を示す図３を参照する。生徒１０２がシステム１００を操作 し、操縦トラック１４０を選択すると、生徒の画面は前方の２つの平行な列に配 列する白いコーンのいくつかのセットを向いている。生徒１０２は２列の白いコ ーンの間の領域の中からひとつを選択し、白いコーンの矩形と呼ぶ領域を入力す る。この矩形１５２はビデオ・スクリーン１２２（図１）には写らないが後はど フローチャートとともに記載するように、コンピューター１１４が初期化のため に使用する。前進して生徒１０２は、記録矩形１５４を入力するが、その時点で 後述するいろいろなパラメーターの数値をコンピューター１１４に記録する。さ らに下記に記載するように、そして生徒１０２はコンピューター１１４が記録し たパラメーターの数値が図示される領域を示す評価矩形１５６を入力する。いず れの矩形１５４．１５６も、ビデオ・ディスプレイ１２２には写らないが、その ペリメータ−はコンピューター１１４に格納する。

さらに図３とそれに加えて図１のシステム１００において、生徒１０２は、どの コーンにもぶつからずに２列の平行なコーンの間を運転しようとする。生徒１０ ２がコーン、例えばコーン１６０°にぶつけると、そのコーン１６０°は倒れる が、生徒１０２は怪我することなく、運転を続けることができる。生徒１０２は コーン１６０を抜け、ハンドル１１２を右に切り、第２のオレンジ色のコーンの セット１６２に接近する準備としてハンドル１１２を整えなければならない。

生徒１０２は２列の平行なコーン１６２の間を運転して抜けた後、ハンドル１１ ２を左に切り、第３のオレンジ色のコーンのセット１６４に接近する準備として ハンドル１１２を整えなければならない。生徒１０２は、２列の平行なコーン１ ６４の間を運転して抜けた後、ハンドルを右に切り、第４のオレンジ色のコーン のセット１６６に接近する準備として、ハンドル１１２を整えなければならない 。

生徒１０２は、２列の平行なコーン１６６の間を運転して抜けた後、ブレーキ・ ペダル１０６を踏み、シミュレートした乗り物を停止する。この乗り物を停止し た時には、評価矩形１５６の範囲を越えても、なお記録矩形１５４の中にいる。

一度シミュレートした乗り物が停止し、生徒が操縦トラック１４０あるいは判定 トラックにいれば、命令選択メニューがビデオ・ディスプレイ１２２に表示され る。このメニューで生徒１０２は、例えば概略評価など、いろいろ選択すること ができ、ちょうど完了したコースでの自分の成績の評価の役に立つ。

図２に戻って見ると、生徒１０２はコーン１６０を部分的に通過したポイントで レーン変更コース１４２にいる。生徒１０２の画面には、次の２つのコーンのセ ット１６４．１６６が見える。生徒１０２は適当にコースを検討して、まもなく ハンドル１１２を左に切り始める必要が出て来る。

図４８は評価矩形１５６の中にインストラクタ−の進路用に記録したいくつかの データの図示とともに、レーン変更コース１４２（図３）を通過するインストラ クタ−の進路１８０の上面図を示す概略評価スクリーン１７８の略図である。

インストラクタ−の進路１８０は、シミュレートした乗り物が評価矩形１５６の 中にある時にのみプロットする。ビデオ・ディスプレイ１２２の運動の方向は、 左から右である。類似したビデオ・スクリーンを、操縦トラック１４０（図３） と、判定トラック（図示せず）の異なったコースのそれぞれ向けにユーザー１０ ２が選択したシステムでディスプレイする。現在の好適な実施例では、シミュレ ートした乗り物が記録矩形１５４と評価矩形１５６とを通過して運転すると、約 １１５秒の間隔でデータがいろいろなパラメーターに記録される。

ディスプレイ・スクリーンは、操縦グラフ１８２、進路ディスプレイ領域１８４ 、加速／ブレーキ領域１８６、と速度領域１８８の４つの情報領域を含む。操縦 グラフ１８２は（ダッシュ線で示す）中央位置に関わるハンドル１１２（図１） の位置を示す。このように、シミュレートした乗り物で、直線上を運転する場合 、操縦グラフ１８２はグラフの中央で水平線となる。ユーザー１０２がハンドル １１２（図１）を自分の中央位置から右に切ると、操縦グラフのプロットはユー ザーがどれくらいの速度で、とれ（らいハンドル１１２を切るかに比例して、グ ラフの中央線から下に下がる。同じようにユーザー１０２が、ハンドル１１２を 自分の中央の位置から左に切ると、操縦グラフ１８２のプロットはグラフの中央 から上に上がる。

進路ディスプレイ領域１８４は、評価矩形１５６（図３）の中で、コーン１６０ ．１６２．１６４の４つのセットを通じてインストラクタ−が取った進路１８０ を示す。インストラクタ−が影つきバー１９０の開始でブレーキ・ペダル１０６ をいつ押し、影つきバー１９０の終了でプレー・ペダルをいつ離すかを示す。

同じように、異なったシェーディングのバー１９１で、インストラクタ−がいつ ガソリン・ペダル１０８を押して離すかを示す。速度領域１８８は、評価矩形を 走行する際のシミュレートした乗り物の速度が時速何マイル（ｍｐｈ）であるか をディスプレイする。コンピューター１１４は速度の数値が読みやすいようにそ の数値に間隔をあける。

図４ｂは評価矩形１５６（図３）の生徒の進路について記録されたいくつかのデ ータの図示とともに、レーン変更コース１４２（図３）を通過するインストラク タ−の進路１８０に重なる生徒の進路１９２の上面図を示す概略評価スクリーン の略図である。生徒の進路１９２は進路ディスプレイ領域１８４におけるインス トラクタ−の進路１８０より太い線で示す。進路ディスプレイ領域１８４は、コ ーン１６０“　と「Ｘ」という記号がついたコーン１６２′を表示し、生徒１０ ２がコース１４２を運転している間にぶつかったことを示す。操縦グラフ領域１ ８２では、操縦進路１９４は理想的な進路のためのハンドル１１２（図１）の位 置を表示し、操縦進路１９５は、コース１４２を通過する生徒の進路用である。

加速／ブレーキ領域１８６と速度領域１８８に表示するデータは、コース１４２ を通過する生徒の進路１９２に対応する。概略評価スクリーン１７８にいつ生徒 の進路のデータがあるのに対していつ理想的な進路のデータがあるかという説明 と理想的な進路を以後の記載で示す。

図５は再現モードにある間、１４２で概略を示すレーン変更コースを通過するユ ーザーの画面を示すビデオ・ディスプレイ・スクリーンの略図である。同じよう なスクリーンのディスプレイを理想的な進路の再現について見ることができる。

画面は図４ｂに５−５で示すセクション線のところに示される。再現モードでは 生徒の進路を再現すると、生徒が運転した進路を再現し、理想的な進路を再現す るとインストラクタ−が運転した進路を再現して、即座に再現する能力を示す。

現在の好適実施例において、ハンドル１１２（図１）は、進路をもともと記録し た時のハンドルの位置に対応する、コンピューター１１４からの信号に応答して 米国特許第第５．００４４．９５６号に記載するモーター（図示せず）で回転す る。したがって理想的な進路の再現すれば、生徒はコースを通過するためにはハ ンドル１１２をいつ、どれだけ回転すべきかを感じとることができる。もう一方 で、生徒の進路を再現すれば、生徒に何がうまく行かなかったのかをフィードバ ックするようになる。

再現モードの間、ユーザーが目にする画面は、初めにコースを運転した時、もと もとユーザー１０２が見ていた画面に類似している。図５に示す画面にはコーン １６６（図４ｂ）遠くに見える都市の水平線１４４と空１４６を含む。また、図 ４ｂの領域１８８にある速度情報に対応し、自動車の速度を含む速度情報ボック ス１９６と、図４ｂの情報領域１８６に対応して、「スロットル」あるいは「ブ レーキｊなどの言葉を含む加速／ブレーキ表示ボックス１９８を示す。

図６は再現モードの間レーン変更コースを通過する生徒の進路の上面図あるいは 鳥詭図を示すビデオ・ディスプレイ・スクリーンの略図である。上からの視野の 再現は現在のところ、理想的な進路ではなく、生徒の進路だけのために用いられ ている。シミュレートした自動車２００は、「カメラ」が自動車２００の上方約 ２００フイートの地点に、コースに沿って下向きに配置しているところを示す。

２つのセットのコーン１６０．１６２を、自動車２００がコーン１６０を去り、 コーン１６２に接近しているところを示す。情報ボックス１９６は、図５に関連 して記載する。図６において、図示する速度は時速１３マイルであり、ガソリン ・ペダル１０８もブレーキ・ペダル１０６もそのように押しておらず、ボックス １９８を表示していない。再現モードについての観察者の見方によれば、ハンド ル１１２（図１）は、進路をもともと記録した時のハンドル１１２の位置に応じ て、コンピューター１１４からの信号に応答してモーター（図示せず）により回 転する。

このように、概略評価のスクリーン１７８（図４ａ、４ｂ）と利用可能な再現モ ードのいろいろなバージョンを通して、生徒１０２（図１）には、反復トレーニ ングと呼ばれる自己改善の手段が与えられている。すなわち、それぞれ特定のコ ースを通過した後も、生徒１０２は、理想的な進路と自分の通過した進路とを比 較して改良を加えようとするのである。現在の好適なドライバー訓練システム１ ００には、多数の成績パラメーターがある。生徒１０２はひとつのパラメーター あるいは、ブレーキの距離とか道路上での乗り物のセンタリングなど複数のパラ メーターに集中することができる。さらに本発明のさまざまな変形において、シ ミュレートした環境を通過するルートには、異なったコースやトラックがある。

図７．８．９．１０と１１は、ユーザー１０２がシステム１００　（図１）を使 用する間にユーザー１０２が出会すいろいろなメニュー・ビデオ・スクリーンの ディスプレイを例示する。図７−１０には、すべて共通したヘッダー領域２２０ がある。図７において、ヘッダー領域２２０は、トラック・ライン２２０　ａ、 乗り物ライン２２０　ｂ、天候ライン２２０ｃの現時点での選択を示す。図７に 示すように、現在のトラックは判定トラックであり、現在の乗り物は、警察のパ トロールカーであり、現在の天候は日中である。ユーザー１０２がトラック、乗 り物、天候をを選択するメニュー画面を使用すると、ヘッダー領域２２０はコン ピューター１１４で更新し、選択を反映する。メニュー・ボックスの頭部にある 影つきライン２２２ａは特定のメニューを識別するが、図７において、このメニ ューはメイン・メニューである。スイッチ１０５の一部である選択ロッカー・ス イッチは押し下げたり、押し上げたりして望みの選択に対応する色つきの選択バ ー（図示せず）を動かすことができる。モして入力ロッカー・スイッチを押して 、選択をコンピュータ１１４に入力する。選択して入力ロッカー・スイッチを押 すと、ライン２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｅで第２のメニューを表示する。選択 して入力ロッカー・スイッチを押すと、ライン２２２ｂにより、乗り物のシミュ レーションを開始する。

図８はトラック・メニュー・ボックス２３０を例示する。判定トラック、ライン ２３０ａと操縦トラック、ライン２３０ｂとは、パラメーターの数値を記録し、 概略評価スクリーンをディスプレイすることができ、リレー・モードを実行する ことができるコーン・コース付きの２つのコースである。別のトラックは異なっ た訓練の目的のためである。例えば、追跡トラックにより、別のシミュレートし た乗り物を追跡する訓練の便宜を計るようになる。メイン・メニュー２３０ｃに より、メイン・メニュー２２２（図７）に戻ることができる。

図９は乗り物のメニュー・ボックス２３６を例示する。好適実施例において、別 のタイプの乗り物、例えば、警察のパトロールカー、スポーツセダン、クーペ、 ロードスターなどを選択できるようにする。個々の乗り物には、異なった性能特 性があり、その特性はコンピューター１１４に格納しており、模倣処理１１６が 利用して、選択した乗り物をエミュレートする。別の実施例では、異なった選択 と追加の選択、あるいはそのいずれかを選択の対象とする。

図１０は天候あるいは大気の作用のメニュー・ボックス２４０を例示する。好適 実施例において、このメニューには霧、雪などの天候状態に加えて昼間、夜、夜 明け、夕暮れなど一日の時間帯の状態を含んでいる。大気の作用の機能はコンピ ューター１１４が実行し、望みどおりの天候状態をエミュレートする。別の実施 例では、異なった選択と追加の選択、あるいはそのいずれかを選択の対象とする 。

図１１はユーザーが例えば操縦トラック、判定トラックなどの２つのコーン・ト ラックの上にあり、入力ロッカー・スイッチを押した場合、ビデオ・ディスプレ イ１２２（図１）に示す命令選択メニュー・ボックス２４４を例示する。好適実 施例の８つの選択についての記載を後述する。別の実施例では、異なった選択と 追加の選択、あるいはそのいずれかを選択の対象とする。

図１２は制御処理１２０（図１）のトップ・レベルの機能を対象とする、「実施 制御」と呼ばれるフローチャートである。現在の好適実施例のひとつにおいて、 制御処理１２０は、Ｃ言語を使用して書き込み、Ｇｒｅｅｎ−Ｈｉ　ｌ　ｌ　Ｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｉｎｃを用いてクロス編集する。Ｃ言語のコンパイラ−は、 マサチューセッツ州つオルサムのＸｅｌ、Ｉｎｃの一部門である０ａｓｙｓから 入手することができる。制御処理１２０はコンピューター１１４に配置するモー トローラ社の６８０００のマイクロプロセッサ−で実行する。しかしコンピュー ター技術の当業者は、その他の多くのコンピューター言語やコンピューターを用 いても、またそれらを複数組み合わせても、同じ結果を得るのである。

開始状態２７０の前に、プログラムをコンピューター１０３からコンピューター １１４にダウンロードする。状態２７２に移行すると、コンピューター１１４（ 図１）は、ビデオ・ディスプレイ１２２に指示を与えて、メイン・、メニュー（ 図７）をディスプレイし、メイン・メニュー（図７）からユーザー１０２は、ト ラック・メニュー（図８）からはトラック、乗り物メニュー（図９）からは乗り 物、天候メニューからは天候状態を選択することができる。ユーザーはメイン・ メニューの選択肢のうち一つ、２つ、３つを変更したり、全く変更しないように することができる。この選択は、必要に応じて選択ロッカー・スイッチ、入力ロ ッカー・スイッチを操作することで達成することができる。コンピューター１０ ３からダウンロードするシナリオやプログラムの中には、例えば、トラック−判 定、乗り物−警察のパトロールカー、天候−日中などのように、乗り物のタイプ 、トランクや天候などについて一連の省略時解釈の選択をなす。トラック、乗り 物、天候の選択の後、望みの場合、あるいは省略時解釈の選択を受け入れた場合 、ユーザー１０２は、シナリオ開始の選択をなし、入力ロッカー・スイッチを押 し、コンピューター１１４に次の状態に移るように信号で合図を送る。

「プロリコード初期化」２７４という機能に移行すると、コンピューター１１４ （図１）は、観察車（シミュレーション用の乗り物）の記録を開始する。コンピ ューター１１４は、これからのシナリオで観察車がたどる進路を記録する処理を 開始する。この記録は後に再生して、シナリオの間に使用したものの成績を分析 批判することができる。「実施制御」機能についての次に示す記載に見られるよ うに、機能２７４で初期化のステップをいくつが実施する。

コンピューター１１４（図１）は、中断ロッカー・スイッチを押したり、ユーザ ー１０２がダウンした時のみ終了するループ２７７の開始２７６に移行する。

ループ２７７は一連の状態２７６から２９８まで行き渡るが、位置情報をリアル タイムでディスプレイすることができ、観察車と環境にビデオ・スクリーン１２ ２、スピーカー１２３．１２４と低周波スピーカー８３０に対する流体の効果を 与えるようにコンピューター１１４で十分迅速に完了することが好ましい。

状態２７８において、観察車の位置は模倣処理１１６（図１）で得る。模倣処理 １１６は同期的に発生するユーザー人力に基づいて観察車の最後の位置を計算す る。次の状態２８０に移行してコンピューター１１４は、スピーカー１２３．１ ２４を介して、音声を含めた出力信号を、スピーカー８３０を介して道路の感触 の手がかりを、そしてＡＢＳシステム９００を介して、ハンドルの振動とブレー キ・ペダルの鼓動を発生する。例えば観察車の音は、観察車がコース１４２（図 ２）で牽引力を失う場合には横滑りの音を含める。

次に決定状態において、ユーザーが選択されたとか、コーンのコース配置された かは、コンピューター１１４（図１）が決定する。コーンのコースとは、ユーザ ー１０２が、操縦トラックあるいは判定トラックのいずれかのコースなど、ユー ザー１０２がコーンを含むトラックの上で自動車を運転するコースである。コー ンのコースの選択配置の時には、コンピューター１１４は、「コーン」の機能２ ８４に移行し、ユーザー１０２には、成績のフィードバックの選択ができる。

コーンのコースが、状態２８２の決定した状態として選択しなかった場合、コン ピューター１１４は状態２８６に前進する。状態２８６において、ユーザー１０ ２が、シミュレートした領域で特定の自動車、追跡車を追跡する必要がある追跡 トラックのひとつを選択したり、その追跡トラックに配置された場合、追跡車の 記録位置を更新する。したがって、コンピューター１１４（図１）のディスプレ イ・システムがビデオ・ディスプレイ１２２を現実に更新する前に、の追跡車が 画面領域あるいは、環境１３９（図２）のある位置に配置されていることになる 。

観察車は画面領域１３９のある位置に配置される。ループ２７７におけるこの点 では、決定状態２９０に移行してコンピューター１１４は中断ロッカー・スイッ チが押されているかあるいは、シミュレートした乗り物が衝突したかを確認する 。

次に「対象物ディスプレイ」の機能に移行し、中断ロッカー・スイッチを押して いなかったり、マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・デバイス社が販売す るＡＤＳＰ−２１０１のチップなど、コンピューター１１４のデジタル信号プロ セッサー（図示せず）に対してディスプレイ命令を開始する。この機能２９２で は、トラック、背景、追跡車（追跡トラックにある場合）と観察車などのディス プレイの対象物を、後にビデオ・ディスプレイでディスプレイするために、ユー ザー１０２の視点にしたがって、画面領域１３９（図２）に適切に変換する。

この機能２９２には、「大気の作用」の機能５２ｏ（後述する図２１）の呼出し を含み、いろいろな−日の時間と天候状態を正確にシミュレートする。

状態２９４に移行し、速度計を含む計器板１３０は、信号器やいろいろなインジ ケーター・ランプを更新する。別個になっている燃料計（図示せず）もまた更新 する。そして、状態２９６において、衝突音、バリヤー、コーン、建物などと衝 突する観察車と衝突する音は、コンピューター１１４が、シミュレートした乗り 物が何かに衝突したと判断した場合に発生する。状態２９８では、ビデオ・ディ スプレイ１２２には、色彩に満ちた３次元の図をリアルタイムで処理できるテキ サス・インスツルメンツ社の販売する３４０１０のチップなどのグラフィックス 信号プロセッサーに発する命令により、更新できる３次元のグラフィック・ディ スプレイを備えている。状態２９８に続いて、コンピューター１１４は状態２７ ６に移行して、ループ２７７の次のパスを開始する。

決定状態２９０に戻り、中断を選択したりシミュレートした乗り物が衝突した場 合には、現在のセツションは終了して、コンピューターは、状態２７２に進み次 のセツションを開始する。

次に図１３において、図１２に示す「プロリコード初期化」機能のフローチャー トを例示する。コンピューター１１４は開始状態がら、画面領域あるは環境１３ ９（図２）を、トラックや天候を対象として状態２７２でなした選択を基にして 、初期化した状態３１０に移行する。すると、コンピューター１１４は、状態３ １２に移行して、観察車と言う図の対象物をつくり出す。観察車という対象物は 、生徒の上からの視野再現機能で使用するようにつくる。そして、状態３１２に おいて、観察車という対象物の位置は、領域の端にセットし、（例えば再現時間 までは）ビデオ・ディスプレイ１２２に写らないようにする。そして機能２７４ は、戻り状態３１６で「実施制御」機能に戻る。

図１４において、図１２に示す「コーン」機能２８４のフローチャートを示す。

コンピューター１１４（図１）は、開始状態から決定状態３３０に移行し、そこ で入力ロッカー・スインを押したかどうかを決定する。入力ロッカー・スイッチ を押した場合は、コンピューター１１４は、状態３３２に移行しビデオ・ディス プレイ１２２に命令選択メニュー（図１１）をディスプレイする。

そしてコンピューター１１４は、状態３３４から３５４までにおいて、ユーザー １０２（図１）が命令選択メニューのどの選択肢を選択するかを確認する。決定 状態３３４で概略評価の選択を決定する場合、コンピューター１１４は「概略評 価」機能３３６を呼び出す。概略評価の選択を決定しない場合、コンピューター １１４は、決定状態３３８で理想的な進路の選択を決定するどうか確認し、決定 の場合は、コンピューター１１４は理想的な進路再現の機能３４０を呼び出す。

理想的な進路の選択を決定しない場合、コンピューター１１４は決定状態３４２ で生徒の目の高さの視野再現の選択を決定するかどうかを確認し、決定の場合、 コンピューター１１４は生徒の目の高さの視野再現の機能３４４を呼び出す。生 徒の目の高さの視野再現の選択を決定しない場合、決定状態３４６で生徒の上か らの視野再現の選択を決定するかどうかを確認し、決定の場合は、コンピュータ ー１１４は生徒の上からの視野再現の機能３４８を呼び出す。生徒の上からの視 野再現の選択を決定しない場合、コンピューター１１４は、理想的な進路セーブ の選択を決定するかどうか確認し、決定の場合にはコンピューター１１４は理想 的な進路セーブ３５２の機能を呼び出す。理想的な進路セーブの選択を決定しな い場合、コンピューター１１４は、決定状態３５４で速度再現の選択を決定する かどうかを確認し、決定の場合ユーザー１０２（図１）はコンピューター１１４ により再現速度を選択することができる。選択ロッカースイッチを繰り返し押す ことで、再現速度は最高速度（１／ｌ）から１／ｌ速度、１／４速度、１／８速 度に変化し、さらに循環的に最高速度に戻るようなっている。選択した再現速度 は、範囲の広く可変性のある「スローモーション再現」にセーブする。そしてコ ンピューター１１４は「速度再現」機能３５６を呼び出す。

再現速度の選択が状態３５４で誤っている場合、コンピューター１１４は、ユー ザー１０２が自動可能／不能フラッグの状態変更を望むがどうかを確認する。

ユーザー１０２が望む場合はフラッグを反対の状態に動がし、コンピューター１ １４は状態３６０に移行する。望まない場合、ユーザー１０２は命令選択メニュ ー終了を選択し、コンピューターも機能３３６．３４０．３４４．３４８．３５ ２、あるいは３５６のいずれかの機能を終了後に状態３６０に移行する。

コンピューター１１４（図１）は状態３６０で、自動車が停止しブレーキ／ペダ ルを押しているかどうかを判断する。ドライバー訓練システムの特徴は、コンピ ューター１１４が、状態３６０が本当でなければ、ユーザー１０２が自動車を運 転しているというシミュレートした画面領域１３９（図２）のディスプレイがら 、概略評価などの成績評価のディスプレイには移行しないということである。

このような状態によって、ユーザー１０２は、環境の急激な変化や、混乱を感じ ることなくすますことができる。状Ｒ３６０が本当であれば、コンピューター１ １４は、決定状態３６２に移行して、自動可能／不能のフラッグが可能の状態に セットされているかどうかを判断する。セットされている場合、コンピューター １１４は、「概略評価」の機能３３６を呼出し、状態３６４でコースをディスプ レイする。理想的な進路と生徒の進路（もし可能なら）の両方をディスプレイす る。例えば、下の状態３７０に記載されたままで、取消しになっていなかったり 。

少なくとも、ひとつのコースは走行済みであったりして利用できる場合や、例え ば、自動車が特定のコースの白いコーンの矩形１５２（図３）の前で停止してま だコースの選択をしていない場合、コンピューター１１４は、前に走行したコー スを生徒の進路として利用する。そうでなければ、コンピューターは現時点で選 択したコースを生徒の進路として利用する。システム１００には、個々のコーン ・コース用に理想的な進路のデータを予めロードしている。したがって、少な（ とも理想的な進路を状態３６４でディスプレイする。状態３６４の終了の後、コ ンピューター１１４は、状態３６０に進む。

決定状態３６０あるいは３６２のいずれかが誤っている場合、コンピューター（ 図１）１１４は、状態３６６に進み、シミュレートした自動車は、５つの可能性 のあるコーン・コースのいずれかの内、２列の矩形１５２（図３）の広いコーン の間の領域に入るかどうか判断する。入っている場合、現在のコースを、シミュ レートした自動車が入った白いコーンの領域に関連するコースに変更する。つぎ にコンピューター１１４は、ポイント・セーブのバッファーを取消しクリアする 。ポイント・セーブのバッファー（後述する）は、現在運転中のコースに関連す るデータを記録するために配置したメモリー領域である。前に運転したコースか らのデータは状態３７０で取り消すまでこのバッファーに保持する。

状態３７０を終了したり、シミュレートした自動車が、例えば、状態３６６で決 定した白いコーンの領域にない場合、コンピューター１１４（図１）は、決定状 態３７２に移行する。状態３７２において、コンピューター１１４は、自動車が 選択したコースの記録矩形１５４（図３）の中かどうかを判断する。中にある場 合、コンピューター１１４は、状態３７４において、デルタ・タイムとして知ら れている１・５秒の間隔で、現在の好適実施例に次のデータのセットを記録し、 状態３７６でポイント・セーブのバッファーに、そのデータのセットをセーブす る。（１）３次元空間での自動車の位置、（２）３次元空間での自動車の方向、 （３）個々のデータ・ポイントの間隔に関連する時間、（４）ハンドル１１２（ 図１）の位置、（５）現在の速度、（６）ガソリン・ペダル１０８は押している か（オン・フラッグあるいはオフ・フラッグ）、（７）ブレーキ・ペダル１０８ は押しているか（オン・フラッグあるいはオフ・フラッグ）などデータである。

状態３７２が本当であり、デルタ・タイムの間隔で増加する場合、記録上の時間 はゼロで始まる。現在の好適実施例において、リアル・タイムとして知られてい る正確な時間は、リアル・タイム・クロックでコンピューター１１４が保持する 。

リアル・タイムは４ミリ秒のタイマー（図示せず）で発生する中断を数えること により、決定する。ハンドル１１２の位置は、死点からカウントの線状のスケー ルあるいは、回転装置を利用して記録する。別の実施例で、例えば、横方向のＧ の力など別のパラメーターの数値を記録し使用することができる。状態３７６が 終了したり状態３７２が誤っている場合、コンピューター１１４は状態３７８で 「実施制御」機能に戻る。

図１５において、図１４の「コーン」機能に示す「概略評価」の機能３３６を記 載する。コンピューター１１４は（図１）はこの機能３３６を実施するコースを 識別する状態３９０に移行する。コースは現在のコースあるいは状態３６８（図 １４）で決定する現在のコース、あるいは状ｆｉ３６４（図１４）に関連するコ ースである。次に状態３９２でコンピューター１１４は選択したコースの評価矩 形１５６（図３）において、コーンの内部の対象物のデータベースをスキャンす る。状態３９４でコンピューター１１４は図４ｂに示すビデオ・ディスプレイ１ ２２の上からの視野のフォーマットにおいて正規の（立っていう）コーンと、倒 されたコーンの双方をプロットする。

後述する機能３５２に関連して記載するように、ポイント・セーブのバッファー のデータは理想的な進路のバッファーにセーブすることができる。理想的な進路 のバッファーには、５つのコーン・コースのそれぞれを対象とするセクションが ある。個々のコーン・コース用に予めロードする理想的な進路は、理想的な進路 のバッファーに格納するが、ユーザー１０２の選択どおり上書きすることができ る。状態３９６で選択したコース用に理想的な進路のバッファーから検索し、ポ イント・セーブのバッファー（利用できれば）からは、状ｆｉ３７４（図１４） で記録した個々のデルタ・タイム間隔用に、データを検索する。この機能３３６ のために、次のようなパラメーターの数値を検索する。ハンドル１１２（図１） の位置、速度、ブレーキ・ペダル１０６の状態、ガソリン・ペダル１０８の状態 などのパラメーターである。図４ｂの例に示すように、検索した数値はビデオ・ ディスプレイ１２２でコンピューター１１４が状態３９８でプロットする。ディ スプレイにはコースの長さに比例する暗示的な距離のスケールを有している。評 価矩形の中のデータ・ポイントのみプロットする。速度の数値は、ディスプレイ が読みやすいようにコンピューターが決定する間隔でディスプレイする。状態３ ９８を終了すると、状態４００で、図１４の「コーン」機能２８４に戻る。

ここで図１６において、図１４の「コーン」機能に示す「理想的な進路再現」の 機能３４０について記載する。この機能３４０は、コースを予め記録した場合、 ハンドル１１２（図１）を制御してハンドル１１２の運動をエミュレートすると ともに、自動車の中の視点から、理想的な進路の「即時再現」の特徴を実施する 。

コンピューター１１４は、開始状態からシステムのリアル・タイムのクロックを クリアして、選択したコース用に、記録データの開始と一致（デルタ・タイムロ タイム・ゼロ）する状態４１０に移行する。そして決定状態４１２で、コンピュ ーター１１４は、リアル・タイムの数値が記録したデルタ・ポイントのデルタ・ タイムの数値に等しいかどうかを判断する。例えば、リアル・タイムの数値がタ イム・ゼロを３１５秒を越えている場合、デルタ・タイムの間隔は、一致（１１ ５の３倍）し、コンピューター１１４は、状態４１４に進む。

状態４１４において、コンピューター１１４は、選択したコース用として、理想 的な進路のバッファーの中の記録したデータ・ポイントのデルタ・タイムの間隔 に関連するデータを検索する。この機能３４０のために検索するデータとしては 、自動車の位置、自動車の方向、ハンドルの位置などがある。検索した数値は、 幅の広い可変的な「カメラの対象物のデータベース」の中の状態４１６で捉える ことができる。

現在の好適実施例では、機能３４０のループは毎秒約１０回から３０回実施する ことができる。データは１１５秒の間隔で記録されるため、最高速度の再現を望 む場合、データポイントの間に補間をしなればならない。（後述するように、通 常速度の１／２．１／４あるいはｌ／８のリレー速度がなければならない）６し たがって最高速度では、約５から２５の補間をしなければならない。状態４１２ で、例えばリアル／タイムのクロック画３／１ｏ秒で最高速度の再現を選択する など、リアルタイムのクロックがデルタタイムの間隔に一致しない場合、コンピ ューター１１４（図１）は状態４１８に移行する。状態４１８では、次のような パラメーター用として、リアル・タイムのクロックの数値が決定する、２つの最 も近い記録数値の間で直線補間する。自動車の位置、自動車の方向、ハンドルの 位置などである。自動車の位置、自動車方向、ハンドルの位置などである。新し くつくりだした数値は範囲の広く可変的な「カメラ対象物のデータベース」の状 ￥３４２０で捉える。

状態４１６あるいは４２０の終了した後、コンピューター１１４（図１）は、状 態４２２に移行し、状態４１４あるいは４１８の結果からハンドル位置１１２（ 図１）についてのデータで範囲の広い「力の再現」を更新する。力の再現は、非 同期的にハンドル１１２の操縦制御装置に中断サービス・ルーチン（ＩＳＲ）を 通す操縦プロセスより、状態４２４で使用することができる。

操縦ハンドル１１２（図１）は状態４２４を通して制御されているため、コンピ ューター１１４はディスプレイの命令をＡＤＳＰに対して開始する「対象物ディ スプレイ」の機能２９２を実施する。トラック、背景などのディスプレイ対象物 は、ビデオ・ディスプレイ１２２（図１）で後にディスプレイするため、ユーザ ー１０２の観点に従い、画像領域１３９で適切に変換する。この機能２９２には 、「大気の作用」機能５２０（図２１）の発呼であり、いろいろな−日の時間や 天候状態において、トラックや背景を正確にシミュレートする。状態４２８にお いて、ビデオ・ディスプレイはＧＳＰに生起した命令により更新した３次元の画 面ディスプレイを備えている。そして決定状態４３０に移行し、選択したコース について理想的な進路のバッファーにもっとデータ・ポイントがあるかどうかを 判断する。もっとある場合、コンピューター１１４は決定状態４１２にループ・ バックし、決定状態４１２でリアル・タイム・クロックの新しい数値をチェック する。選択したコースについての理想的な進路のバッファーの中のすべてのデー タ・ポイントを状態４３０で使用した場合、コンピューター１１４は状態４３２ で図１４の「コーン」機能に戻る。

図１４に示す生徒の目の高さの視野の再現の機能３４４は、ちょうど記載した理 想的な進路の機能３４０に非常に類似している。異なっている点は、理想的なバ ッファーよりむしろポイント・セーブのバッファーからデータを検索しているこ とである。

図１７において、図１４の「コーン」機能に示す「生徒の上からの視野を再現」 の機能を記載する。この機能３４８では、ハンドル１１２（図１）を制御してコ ースを初めに記録した時のハンドル１１２の動きをエミュレートするとともに、 自動車の上２００フイート（約６１メートル）のシミュレートした視点から生徒 の進路の「即時再現」の特徴を実施する。この機能３４８は、「理想的な進路再 現」の機能３４０に類似し、機能３４０の状態とは異なる状態のみ記載する。

状態４４０と４４２は、機能３４０（図１６）の状態４１０と４１２と同じ仕事 をなす。データを機能３４０の理想的な進路のバッファーよりもむしろ、機能３ ４８のポイント・セーブのバッファーから検索する以外、状態４４４と４４８は 、機能３４０の状態４１４と４１８に類似している。自動車の位置と方向の数値 を機能３４０の範囲の広く可変的な「カメラ対象物のデータベース」よりもむし ろ、機能３４８の範囲の広く可変的な「私の対象物」にセーブすることができる こと以外、状態４４６と４５０とは機能３４０の状態４１６と４２０とに類似し ている。状態４５２と４５４とは機能３４０の状態４２２と４２４と同じ仕事を 実施する。

２つの機能３４０（図１６）と３４８との間の主な相違点は、機能３４８の状態 ４５６にある。状態４５６では、ビデオ・ディスプレイ１２２（図１）に示す画 面を前方を見つめる自動車の内部から、自動車を見おろし自動車とともに移動す る頭上からの視野に変化する。カメラは、シミュレートした自動車の上方２００ フイートという適切な高さに設置する。カメラは自動車とともに移動し、自動車 がコースを切り抜ける間に直接自動車を覆う視野をつくり出している。状態４５ ８において、状態４５６新しいカメラ視野の数値は範囲の広く可変的な「カメラ 対象物のデータベース」で捉える。「対象物ディスプレイ」の機能２９２におい て、「鳥諏図」の視点からディスプレイする対象物としては、トラックと観察車 の表示がある。観察車は「生徒の上からの視野再現」の機能３４８だけにディス プレイする。状態４６２は機能３４０の状態と同じ仕事を実施する。チェックし たバッファーが状態４３０の理想的な進路のバッファーよりもむしろ、状態４６ ４のポイント・セーブのバッファーであること以外、決定状態４６４は機能３４ ０の決定状態４３０に類似する。

図１８において、図１４の「コーン」機能に示す「理想的な進路セーブ」の機能 ３５２を記載する。この機能３５２により、コースの新しい進路として運転した コースの新しい理想的な進路として運転したコースに関連するデータをセーブす る。コンピューター１１４（図１）は開始状態から、ポイント・セーブのバッフ ァーの中のデータを検索する状Ｒ４７０に移行する。コンピューター１１４は、 検索したデータを記録するコースに対応する理想的な進路のバッファーにコピー する。そして、状態４７４において、コンピューター１１４は「コーン」機能２ ８４（図１４）に戻る。

図１９において、図１４の「コーン」機能に示す「速度再現」の機能３５６を記 載する。この機能３５６によって、再現機能のひとつに対する続きの発呼をセッ トアツプするが、ユーザー１０２（図１）が観察して一層学習できるようにする ほど、再現を十分に遅くさせるスローダウの要素を有する。その機能３５６自体 が再現を始動させるものではない。コンピューター１１４は、開始状態から始ま り、「コーン」機能（図１４）に関連して記載する範囲が広く可変的な「スロー モーション」を検索する状態４８０に移行する。コンピューター１１４は決定状 態４８２に移行し、選択した再現速度が１／２速度であるかどうかを判断する。

そうであれば、デルタ・タイムを２倍する。このことは、再現モードの間、最高 速度について、デルタ・タイムの間隔が１１５秒で毎秒、５データ・ポイントを 得るのに対して、１／２速度ついて、デルタ・タイムの間隔が２１５秒で再現時 間の２秒ごとに５データ・ポイントを得るということである。

このようにして、再現機能３４０．３４４あるいは３４８のひとつにより、２秒 間隔ごとに、（新しい中間数値をつくり出す）さらに５つの補間を行い、利用で きる実際のデータ・ポイントの数の減少の原因となる。

決定状態４８２での決定で、選択した再現速度が１／２速度でない場合、コンピ ューター１１４は、状態４８６に移行し、選択した速度が１／４速度であるがど うかを判断する。そうであれば、デルタ・タイムを４倍する。デルタ・タイムの 間隔が４・５秒となり、４秒の再現時間ごとに５つの現実的データ・ポイントを 利用することができる。決定状態４８２での決定で、選択した再現速度が１／４ 速度でない場合、コンピューター１１４は、状態４９０に移行し、選択した速度 が１／８速度でないかどうかを判断する。そうであれば、デルタ・タイムを８倍 する。暗示されている速度は、最高速度である。したがってデルタ・タイムを倍 加しない。コンピューター１１４（図１）は、状態４９４に進み、「コーン」機 能４９４（図１４）に戻る。

本発明の天候、−日の時間（例えば夜明け、夕暮れ、夜）大気の状態、かすみの 側面の模造は、図２０ａ、２０ｂ、２０ｃで示すスクリーン・ディスプレイで写 し出す。図２０ａはシミュレートした道路５０４に沿って、ユーザー１０２（図 １）が山脈５０２に接近する時の視野を示すビデオ・スクリーンの画面を示すブ ロック図である。図２０ａはさらに空５０８と地面５０９を示す。図２０ｂは、 図２０ａと同じ画面を示すがかすみの層５０６を有する。かすみ５０６は、霧、 スモッグ、煙、あるいはそのほがの大気の状態の結果である。図２０ｂにおいて 、かすみ５０６は、背景の山脈が部分的にしか見えるほどの厚さがある。この状 態夕暮れあるいは夜明けを表す。図２０ｃにおいて、シミュレートした状態は霧 であり、かすみが背景の山脈５０２’　（図２０ｂ）をぼかすほど厚くなってい る。ユーザー１０２（図１）が、ビルや道路標識のなど対象物に接近する場合、 かすみ５０６′は光で照らされ、対象物（図２０ｃ）は光を反射したり遮る空中 粒子により生じる光学的なゆがみのために次第に色を変化する。

前述した文の記載に類似する場面が、山脈（図２０ｂ）にも見られる。また明る さもかすみに影響されている。例えば、図２０ｃにおいて、第１のビル５１０は シミュレートした自動車の位置からもっと離れている第２のビルよりもっと遠く 、より明るい。垂直方向のかすみも、図示していないが本発明に含まれ、図２０ 　ａ、　ｂ、　ｃでは水平方向のかすみの効果を示すことを理解すべきである。

概して図２０ａ、ｂ、ｃにおいて、がすみ５０６はシミュレートしている色彩を 大気の状態のタイプに従ってゆがめる。例えば、現在の好適実施例において、次 のような状態や色調を画面領域１３９にディスプレイする。夜−黒色、霧−灰色 、夕暮れ−バイオレット、夜明は一黄色、日中−標準色、あるいは省略時解釈の 色、雪−白色などである。

本発明のかすみのプロセスにおいて、空５０８と地面５０９とは画面領域１３９ のその他の対象物とは異なった処理をする。例えば、ユーザー１０２（図１）の 利用できる大気の状態やかすみのタイプは、操作者が予め選択する。本発明のシ ミュレーターの現在の好適実施例では、６つの状態を示し、ユーザー１０２が選 択することができる。これら６つの状態は、図１０にドライバー訓練システム１ ００のメニュー・ディスプレイとして示す。

したがって、コンピューター１１４は処理時間を保持することができ（図１）、 また、本実施例のその他の前提は、かすみ５０６には均一性があり、多角形の個 々のポイントが視点あるいは画像をのぞき込むカメラ位置からの距離が異なって いるとしても、すべてのポイントを同じ色で処理できると言うものである。

図２１は、大気の状態の模造の部分あるいは、本発明の「大気の作用」の機能５ ２０のフローチャートである。機能５２０は、「実施制御」機能１２０（図１２ ）の「対象物ディスプレイ」の機能２９２から「理想的な進路再現」の機能３４ ０（図１６）、および「生徒の上からの視野再現」の機能３４８（図１７）と呼 ばれている。「大気の作用」の機能５２０は、制御処理１２０（図１）のどの機 能でも具体化されていないが、制御処理１２０のいろいろな状態や機能に分散し ていることに注目することは重要である。このように、図２１のフローチャート は機能の集まりの論理的な表示に過ぎない。６８０００のマイクロプロセッサ− １ＡＤＳＰＳＧＳＰはそれぞれ「大気の作用」機能５２０についての関連するコ ンピューターのソース・コードを有する。

本発明のかすみの側面に関して、制御処理１２０で実施する公知の機能を理解す る上で特に興味があることは、Ｊ、Ｄ、　ＦｏｌｅｙとＡ、Ｖａｎ　Ｄａｍが著 したＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｃｏｍｐｕｔ ｅｒ　Ｇｒａｐｈｉｃｓという教科書のセクション１６．２”　Ｄｉ　ｆ　ｆｕ ｓｅＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｍｂｉｅｎｔ　Ｌｉｇｈｔ”　（５７５ −５７７ページ）である。このセクションを参考文献として挙げておく。

「大気の作用」機能５２０は、画面領域１３９（図２０ａ）のパラメーターや特 性に次のような変更を加える。（１）空の色−かすみの厚みの機能、（２）地面 の色−空の色に類似、（３）ｄ　ｉｍｖａ　Ｉ−かすみが色彩に影響を与え始め る前に最小距離を決定する予め選択したパラメーター、（４）ｋｖａｌ−色彩が どれだけ早く変化するかを決定する予め選択したパラメーター、（５）光源１、 光源２−２つの光源の予め設定した位置と強度、（６）色彩パレット−色彩がか すむとどのように変化するかを決定する個々の多角形に関連する予め選択した色 合いと強度などがそれである 空の色と地面の色は機能５２０の状態５４６でダイナミックに変化する。残りの 上記のパラメーターは初期化領域の状態５２２と５２４とをセットする。多数の 光源すなわち光源（光源１．２）を使用して、多角形の画像に一層の深みを与え るものである。例えば、光源がひとつの場合には、色彩が均一な対象物がユーザ ーの方を向き、２つの面が合わさるコーナーがあれば、２つの面は同じ色をして いるように見え、平面で接合しているように見える。しかし光源１が第１の角度 で光の全強度の９０％を向け、別の光源２が第２の角度で光の全強度の１０％を 向ける場合、対象物のひとつの表面は、別の表面とはわずかに異なった色彩の影 ができる。普通のビデオ・システムの大部分でありうることであるが、どの特定 のパレットから選択する色彩の数が限られている場合、深みの問題を解決するこ とが特に重要になる。これはほとんど普通のビデオ・システムには当てはまるこ とである。

現在の好適なシステム１００（図１）において、すべての多角形に操作者が色彩 のパレットを与えている。この点において、色彩のパレットは操作者が、色彩選 択のプロセスに役立つソフトウェアの道具を使用する上で役に立つ。０から１４ までの範囲の１５色の色彩パレットを、個々の多角形用に使用している。このパ レットはシェーディングの数値と、かすみの数値の領域に配列されている。例え ば、パレットの最初の８つの色０から７までは、多角形の自然色からかすみが０ ％の完全な影つきの色彩までの直線的シェーディングの段階を含み、色彩８から １１まではかすみが２５％の直線的シェーディングの段階を含む。一般的にパレ ットはかすみとシェーディングとの割合で変化がついた多角形のベース・カラー を含む。ｋｖａ　ｌやｄｉｍｖａｌなどのパラメーターは、かすみの厚みとタイ プを反映するように選択する。

再び図２１において、−変操作者が色っけを完了し、ドライバーの訓練システム １００（図１）を作動すると、開始状態で「大気の作用」機能５２０を入力して 、「大気の作用」機能５２０でひとつの光源のベクトルをカメラのベクトルに等 しく設定し、（例えば、双方の単位ベクトルがカメラの向いている方向に向いて いる）別の光源のベクトルは下向きであるという状態５２５に進む。光はあらゆ る方向に分散すると考えられているため、光源がユーザーの視点から向かって来 るようにするために、ベクトルのコピーが必要である。状態５２４に移行して、 色彩のパレットは現在のかすみ状態を反映するように構成する。最初は制御処理 １２０で始動して空や地面以外に多角形の色っけや多角形のディスプレイに関す る残りの一連の状態はコンピューター１１４（図１）のＡＤＳＰやＧＳＰで実施 する。

このようにして、ループ状態５２６に移行して、「大気の作用」機能５２０はｄ ｉｍｖａｌやｋｖａ　ｌで決まる予め選択したかすみの厚みに従って多角形の色 彩を選択する一連の状態を開始する。次の状態、状態５２８において、「大気の 作用」機能５２０は、色付けけ用の多角形を選択する。前にも注目したように、 画面領域１３９（図２０ａ）の対象物、例えば、ビルや標識などは、多角形でつ くられている。色付けのために選択したのは、これらの対象物からの多角形であ る。

「大気の作用」機能５２０は機能５２０でカメラと選択した多角形の間の距離２ を計算する状態５３０に移行する。多角形の最も遠い頂点は、距離２から多角形 の参考点として選択する。しかし多角形のどの点でも選択することができる。そ して状態５３０において、次のようにして、かすみ数値を距離２から計算する。

かすみ数値＝　（ｚ＊ｋｖａ　ｌ）／ｄ　ｉｍｖａ　ＩＺはカメラ位置と多角形 の位置との間の距離であり、ｋｖａ　ｌは定数、ｄｉｍｖａｌは完全なかすみの 場合の距離である。

「大気の作用」機能５２０で浮動小数点を適用する場合、ｋｖａ　ｌはかすみの 範囲に設定することが好ましい。しかし、整数を適用する場合、ｋｖａ　ｌは、 かすみの全範囲を十分にカバーするように選択する。

「大気の作用」機能５２０は、決定状態５３２において、２とｄｉｍｖａｌとを 比較する。Ｚがｄ　ｉｍｖａ　ｌより大きい場合、多角形は完全にかすみ、この 多角形については、それ以上の処理（ディザリング）をしない。「大気の作用」 機能５２０は、決定状態５４４まで継続し、もっと多角形がないかどうかを確認 する。しかし、Ｚがｄｉｍｖａｌより小さい場合、かすみを通して部分的に見え 、状態５３４に移行する。

状態５３４において、多角形の陰影の数値が決まる。この数値は光源ベクトル５ ｉ＝（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）と多角形平面に対するの法線Ｎ＝　（ｘ、ｙ、ｚ）の ドツト積を計算することで決定する。それぞれのドツト積には、２つのベクトル の間でできた角度と、光源ベクトルの大きさにより決まる尺度を有するスケーラ −である。２つのベクトルが平行であれば、そのドツト積はゼロとなり、多角形 の色の強度も半分になる。もう一方において、ベクトル・ポイントがお互いに向 き合っている場合、最強度の光源を多角形の表面で受ければ（すなわち、５ｉ＝ Ｎ）、観察者は多角形の予め決まった色彩を見ることになる。そして、状態５３ ４では、（本実施例では、２つの光源、光源１と光源２がある）のドツト積の成 分を加算して和を出す。移動要因をその和に加えて、Ａ＝（０、Ｍ）（Ｍはスケ ーリング後のドツト積の最悪のケースの和を示す）と呼ばれる一連の正の数値を つくりだす。一般的に、個々の光源には、１．０に等しい大きさく強度）があり 、光源が同じ方向に向いているとすれば、スケーリング前の可能な限り最高の範 囲は、（−２，０，２，０）である。スケーリングの後には、Ａの最大値が常に （０，４，０）になるように範囲を設定する。

そして「大気の作用」機能５２０は多角形についてのディザ・パターンの色を決 定する状態５３６に進む。ディザ・カラーはかすみの数値と陰影の数値で引くデ ィザ・ルックアップ・テーブルに定義されている。ディザ・ルックアップ・テー ブルのそれぞれの見出しは、２つの色彩ＸＯとＸｌの多角形パレットのオフセッ トを含み、ディザ・パターンの中で用いている。本実施例において、それぞれの 多角形について、パレットの中で１６色を使用する。したがって、ＸＯとＸｌと は、Ｏから１５までの間の数値となる。

「大気の作用」機能５２０は、状態５３８に進み、２つのディザ・カラーのオフ セットがベース・カラーに付加される。多角形のベース・カラーＢは、どの１６ 色のグループを使用するかを指定する。２５６色のパレットでは、１６の色彩の グループがある。このように多角形のベース・カラーはＯから１５までの範囲と なる。２つのディザ・カラーＣｏ、Ｃ１は多角形用であり、次のように決定され る。

ＣＯ＝　（Ｂ＊　１６）＋Ｘ０ Ｃ１＝　（Ｂ＊１６）＋Ｘ１ 次に状態５４０は、多角形の位置に基づいてディザ・パターンを決定する。本実 施例で用いるディザ・パターンでは、次に示すようにＸのパターンに配列した２ 色の２Ｘ２のディザ・パターンを用いている。

パターンｌ　あるいは　パターン２ Ｃｏ　ＣＩ　ＣＩ　ＣＯ Ｃｌ　Ｃｏ　Ｃｏ’　Ｃ１ 多角形の角でディザ・パターンがぶつかり合わないように、ディザ・パターンを スクリーンの上で垂直位置に配列しなければならない。このように、多角形が偶 数の走査線で始まる場合はパターン１、奇数の走査線で始まる場合はパターン２ を選択する。その後、制御処理１２０（図１）はＧＳＰを用いて状態５４２で示 すように、状態５４０で計算したディザ・パターンを用いてビデオ・スクリーン １２２の上に多角形を描く。次にＡＤＳＰは、状態５４４で色づけしディスプレ イする対象の多角形がもっとあるかどうかを判断する。もっと多くの多角形があ れば、ループ状態５２６に移行し、「大気の作用」機能５２０が継続する。さな い場合、対象物の多角形をすべて引けば、機能５２０は状態５４６に進む。

ＧＳＰで作動したフレーム変更後の状態５４６において、機能５２０は、空５０ ８（図２０ａ）と地面５０９とのカラー・パレットをセットする。例えば、空が かすみの色、例えば、灰色が霧で黒い色が夜になるように選択する。同じように 、地面５０９に関して、カラー・パレットは、かすみの色と濃さに従って変化す る。

次の議論では地面５０９の色付けについて言及するが、同じ手順が、空５０８の カラー・パレットを変更する場合にも適用されることを理解しなければならない 。地面５０９（図２０３）は多くの多角形からなり、それぞれの多角形は、カメ ラからの特定の距離に対応している。カメラがこれらの多角形に接近すると、多 角形はかすみの中からはっきりした姿が見えて来る。地面の色彩については、次 のようなカラー〇からカラー１４までの範囲で１５色のセットが好ましい。すな わち、カラー１４は、最高の視界からは見れる多角形の色彩であり、カラー０は 大気で退色し７ｉい多角形の色である。また水平線も１５の多角形に区分けされ ている。色彩と多角形の数が多くなればなるほど、模造が改善される。しかし色 彩と多角形の数の増加により、計算が複雑になる。水平線の画像のかすみは、現 実のかすみの距離に合致してつくられる（ｄｉｍｖａｌ）。

例えば、かすみは視界１４０フイートの霧について設定している。それぞれの多 角形は、１０フイートの間隔をおき（１４０フイート・１４）、多角形Ｏの場合 、地面５０９の最も低いポイントに配置したカメラからの距離は０、多角形１４ は同じカメラの位置からの距離は１４０フイートである。ここで乗り物を、５０ フイートの高台の頂上に走らせたとしよう。そうすると多角形０はカメラから５ ０フイートの距離になり、多角形１はカメラから６０フイートの距離などとなる 。

例えば多角形Ｏなど、多角形の色を決定するため、「大気の作用」機能５２０は 、多角形とカメラとの間の距離を、例えば５０フイートと取り、もともとの範囲 の色彩の間に直線補間をなす。例えば、地面に関連するカラー・パレットの色彩 をセットすると、多角形Ｏは、地面の色と霧の色の間で５０／１４０　（３５， ７％）、多角形１の場合には６０／１４０　（４２，８％）である。この例にお ける視界距離１４０フィート以上離れている多角形の場合には、霧でかすみ、１ ００％霧の色彩となる。

最高視界を変更するということは、多角形の間の距離が異なっているということ である。例えば、視界が３５０フイートであれば、それぞれの多角形の間隔は２ ５フイートとなる（３５０フイート／１４）。乗り物が５０フイートの高台の頂 上にある場合、多角形１は色彩が地面の色と霧の色の間で７５／３５０　（２１ ４％）となる。

図２２に示すシステム１００の計器板１３０は、速度形６０２、トランスミッシ ョン・ギヤ・インジケーター６０６、インジケーターと警告ランプ領域６０８と を含む。方向指示器レバーを始めとするシステム１００のい（つかの入力装置、 自動トランスミッションすなわちシフト・レバー１１０やハンドル１１２なども 示す。ユーザー１０２（図１）がシミュレートした乗り物を「始動」した時、速 度計６０２とインジケーターは作動する。速度形６０２は、速度を測定する。ギ ヤ・インジケーター６０６はギヤ・インジケーター・ディスプレイ領域６０４の 上のシフト・レバーの位置を視覚表示する。インジケーターと警告ランプ領域６ ０８は、次のような指示器を備えている（左から右）左回転信号６０８ａ、温度 、電池、シートベルト、ブレーキ、ＡＢＳ、オイル圧力、ハイ・ビーム（ヘッド ライト）、緊急フラッシュ、右回転信号６０８ｂなどを備えている。ここの議論 で重要なのは、操縦コラム・ハウダイング６１０搭載の方向指示器レバー１０４ である。

図２３において、操縦コラム・ハウジイング６１０に搭載する方向指示器レバー １０４用のアッセンブリー６１２について記載する。アッセンブリー６１２は、 ハウジイング６１０に内臓する。レバー１０４には３つの位置がある。すなわち 太線で示す中心位置あるいは、ニュートラルの位置、ダッシュ線で示す右回転位 置１０４′と左回転位置（図示せず）である。ユーザー１０２　（図１）が、右 回転を希望する場合、へこみの位置に達するまでレバーを上に引っ張り、へこみ の位置にきたら右回転信号６０８ｂ　（図２２）を作動する。そして通常は短い 時間直線を運転した後、ユーザー１０２は、ハンドル１１２を中央位置から時計 回りに旋回し始める。中央位置はシミュレートした自動車を直線の前進進路を運 転する時のハンドル１１２の位置である。アッセンブリー６１２は、右回転信号 ６゜８の旋回を作動した状態に維持する。コーナーの頂点に達した時、ハンドル １１２は時計と反対の方向に旋回している。ハンドル１１２を中央位置に戻して いる間、レバー１０４は中央位置に戻り、右回転信号６０８ｂは停止する。

方向指示器レバー１０４は、フレーム６１８に搭載するリテーナプレート６１４ で保持する。リテーナプレート６１４は旋回点６１６を中心に旋回する。右回転 プランジャー６１９は、フレーム６１８の中ぐりに搭載し、中ぐりのスプリング （図示せず）で位置決めする。中央のへこみ６２ｏ１右のへこみ６２１（ダッシ ュ線）、左のへこみ６２２はリテーナプレート６１４の上に示す。右のへこみと 左のへこみを利用して、中央のへこみの位置がらレバー１０４の位置を保持する 。

レバー１０４の名目上の中央位置において、中間スプリング（図示せず）でバイ アスのかかった、アッセンブリー６１２に縦方向に位置する２つのポールヵ沖央 のへこみあるいは穴６２０に係合する。しかし、レバーが右手旋回位ｆｌ１０４ ゛に向かって動くと、スプリングは圧縮し上のボールは中央のへこみがら離れる 。

上方のボールがスプリングで右のへこみ６２１にはまるまで、リテーナ６１４は 旋回する。

右回転のマイクロスイッチ６２４は信号線（図示せず）を介してコンピューター １１４に接続する。レバー１０４を、位置１０４°に向かって押し上げると、フ レーム６１８は、旋回点６１６を中心として時計方向に回転し、ハードストップ ６２６に達するまでマイクロスイッチ６２４のマイクロプランジャー押す。フレ ームの新しい位置６１８°とプランジャーの新しい位ＩＥｔ６１９’　は、ダッ シュ線で示す。

方向指示器レバー１０４は右へこみ６２１で、位置１０４°に保持する。マイク ロスイッチ６２４は信号を伝達し、制御処理１２ｏ（図１）に、右回転している ことを知らせる。そして制御処理１２０は計器板１３ｏ（図１）に信号を伝達し 、右回転信号６０８ｂを作動する。

ユーザー１０２（図１）がハンドル１１２（図２２）を右に時計の方向に回転し 始めると、取消ピンも、ハブ領域６３２でハンドル−緒に回転する。取消しピン の回転６３４により、プランジャー６１９が中ぐりの中でスプリングに抗して動 くが、フレームの位ｇ１６１８°には影響しない。取消しピン６３０が、スプリ ングで押圧された一時的な位置でプランジャー６１９を通過した後、プランジャ ーはダッシュ線の位置６１９′に戻る。取消しピン６３０は、回転を続け、例え ば、１２時の位置が右回転の頂点で達成される。そして、ハンドル１１２が時計 とは反対の方向に回転して、シミュレートした自動車の運動を調節すると、回転 ６４０により、取消しピン６３０は位置６１９°において、プランジャー６１９ の側面に押圧される。このようにプランジャー６１９に圧力を加えると、フレー ム６１８が旋回点６１６を中心として、時計とは反対の方向に回転し、レバー１ ０４は中央位置に戻る。マイクロスイッチ６２４上のマイクロプランジャーが解 除され、コンピューター１１４に送る信号を介して、右回転信号６０８ｂ　（図 ２２）を解除する。前述したものと同じようなマイクロスイッチ、ハードトップ 、プランジャー（記号ないなどを、アッセンブリー６１２に均等に配置して左回 転する。

図２４は部分断面で示す座席と低周波スピーカー・アッセンブリー８００の好適 実施例の倒立面図である。座席と低周波スピーカー・アッセンブリー８００の目 的は、ユーザー１０２（図１）に有意義で、現実的な道路の感触の標識を与える ことである。アッセンブリー８００は、好適には軽量のプラスチック製あるいは 革張りした座席８０２などのハウジングを含む。ユーザー１０２はその座席の上 に着席し、システムを運転する。座席８０２は、好適には厚い金属製で、座席調 節機構をハウジング８０４に可動的に搭載する。座席調節機構は、ユーザー１０ ２が座席８０２を運転制御（図１）に対して好適な位置に調節できるようにする 公知技術なら、どのようなタイプのものでも良い。座席の調節は、座席調節制御 ８０６を操作するユーザー１０２がなすものである。

座席調節機構のハウジング８０４を概して参考番号８０８で示す取り付はポスト の上部に装着する。この好適実施例では、取り付はボス゛ト８０８は円筒形であ り、上部８０９と下部８１０とを備え、ステンレス鋼などのしっかりした材料で 製造されていることが好ましい。下部８１０は上部８０９より直径が小さい。円 筒ベアリング８１２は、取り付はポスト８０８の下部８１Ｏと同一平面に搭載す る。

取り付はポスト８０８の下部８１０は、旋回台８１６の取り付は穴８１４（図２ ５）を貫通する。取り付は穴８１４は、直径が４インチであることが好ましく、 これは取り付はポスト８０８の下部８１０の外径よりもわずかに大きい。ベアリ ング８１２を取り付はポスト８０８の下部８１０に搭載し、下部８１０が取り付 はポスト８０８を貫通して伸びる場合にはベアリング８１２の上面を取り付はポ スト８０８の上部と旋回台８１６の上面との間に配置する。ベアリング８１２は 座席の旋回を容易にするのであれば、公知技術のどのようなタイプのものでも良 い。旋回台８１６はステンレス鋼製であることが好ましく、座席取り付はプレー ト８２０の上部と同一面に取り付け、座席取り付はプレート８２０を貫通し、半 剛性の振動板８２４の中に伸びる４個のねじ８２２（そのうち２個を示す）によ って主として座席取り付はプレート８２０の上部に固定する。

固定部材８２６は旋回台８１６の下の取り付はポスト８０８の下部８１０に装着 し、座席８０２を旋回させながらも、固定部材８２６により取り付はポスト８０ ８が、持ち上がり取り付は穴８１４からはずれるのを阻止している。当業者は、 固定部材が取り付はポスト８０８の下部８１０のねじとの組み合わせあるいは、 座席８０２の回転を可能にしながら記載したやり方で、取り付はポスト８０８を 固定するその他のものと組み合わせて使用するナツトや止め座金から構成するこ とができる。

旋回台８１６は座席取り付はプレート８２０に装着し、座席取り付はプレート８ ２０は、端を開先した横１６インチ、縦１８．７５インチ厚さ３／４インチの厚 いベニア合板であることが好ましい。座席取り付はプレート８２０は、さらに半 剛性の振動板８２４に装着する。半剛性の振動板８２４は、横２９．８０インチ 、縦３５．５０インチ、厚さ１／２インチあるいは３／８インチのベニア合板で あることが好ましく、合板の上部は、ユーザー１０２のしっがすした足場になる 、波形のついたゴムのマット８２５（図２５に示す）で覆っている。半剛性の振 動板８２４は、十分な可とう性を持ち、隣接するエンクロージャー８２８に配置 する低周波スピーカー８３０が引き起こす空気圧の変化に応答して振動すること ができる。低周波スピーカー８３０とエンクロージャー８２８の作動は後に詳述 する。

半剛性の振動板８２４の下面の外側の端には、４つの垂直な支持部材８３２（そ の内２つを図示）を接続する。垂直な支持部材８３２は、厚さ３／４インチのパ ーティクルボードでつくることが好ましく、外縁に沿って半剛性の振動板８２４ に接続し、下向きに垂直に伸びる。垂直な支持部材８３２の下面には、好ましく は厚さ厚さ３／４インチのパーティクルボードでできた水平の支持部材８３４が 接続する。この水平の支持部材がアッセンブリー８００のベースプレートの役目 を果たす。水平の支持部材８３４の長さと幅は、半剛性の振動板８２４の長さ、 幅と同じであり、半剛性の振動板８２４、垂直の支持部材８３２、水平の支持部 材８３４を組み立てると、矩形の箱型構造になる。外側の端に平行であり、約１ インチ中に挿入した半剛性の振動板８２４の下面には、また４つのクリート８３ ６（２つを図示）も搭載する。４つのクリート８３６は断面が３／４インチの方 形のマホガニー材でできていることが好ましい。クリート８３６が半剛性の振動 板８２４の角の付近で交差する場合には、実質的に隙間なくて相互に接合するこ とが好ましい。

クリート８３６下面には、実質的に隙間なくスピーカ一部材８４０を装着する。

スピーカ一部材８４０は、厚さ３／４インチのパーティクルボードでできた、横 ２７．８０インチ、縦３３．５０インチ矩形であることが好ましい。スピーカ一 部材には、さらに直径約フインチの六８４２が含まれる。スピーカー８３０はス ピーカー８４０の下部に好ましくは実質的に隙間なく搭載し、スピーカー８３０ の振動板が、実質的にその穴８４２を中心とし、エンクロージャー８２８の中の 空気に触れている。したがって、エンクロージャー８２８は実質的に半剛性の振 動板８２４、クリート８３６、スピーカ一部材８４０、スピーカ−８３０１旋回 台８１６で形成する。エンクロージャー８２８には気密性を有するが、完全に気 密にすることは、アッセンブリー８００を操作するための必要条件ではない。現 在ノコノ好適実施例ニオイテ、スピーカー８３０は、ＱＵＡＭ　ＮＩＣＨＯＬＳ のモデルで、８インチ、５０ワツトの２つのターミナル・ウーファ−・スピーカ ーでパート番号９２−９８４６である。

図２５は、図２４の２５−２５の線で切り取った座席とスピーカー・アッセンブ リーのベース部分の上面図である。図２５は、現在の好適実施例のスピーカー８ ３０とエンクロージャー８２８を含むベースを具備するいくつかの部材の相対的 な取り付は位置と寸法を選択して示す。後述の記載をはっきりさせるため、図２ ５には２方向の矢印８４４と８４６とを示す。プレート８２０の取り付は六８１ ４は、プレート８２０の中心から矢印８４６の方向に約４インチ、矢印８４４の 方向に約３インチずれていることが好ましい。取り付はポスト８０８（図２４） は六８１４から外側に垂直に伸び、取り付は穴８１４がプレート８２０の中心か ら矢印８４４の方向にずれているのと同じ距離はど、同じ矢印８４４の方向に、 中心からずれている座席調節機構のハウスジング８０４（図２４に図示）に結合 することが好ましい。

座席８０２を名目上の位置に向け、図２４に示すように矢印８４６とは反対の方 向に向ける場合、矢印８４６の方向に座席取り付はプレート８２０の中心から約 ４インチずれて覆うとともに、矢印８４４の方向で座席取り付はプレート８０２ を中心を覆うように、座席８０２を配置する。座席８２０をこのように配置すれ ば、座席８２０は旋回することができるためにユーザー１０２が座席８０２座り 安くなる。したがって座席８２０を矢印８４４の方向に向けると、座席８０２の 端が、半剛性の振動板の端を越えて伸びることが好ましいことになる。図２５は また、旋回台８１６（図２４）を、座席取り付はプレート８２０と半剛性の振動 板８２４に固定する４つのねじ８２２用の４つの穴８２３の位置も示す。スピー カーの穴８４２はスピーカ一部材８４０（図２４）の実質的に中心に配置する。

図２５に示すように、穴８４２は半剛性の振動板８２４の下でほぼ中心に位置す るスピーカ一部材８４０に配置する。半剛性の振動板８２４の上面は、部分的に 図２５に示す波形つきのゴム製のマット８２５で覆う。このマット８２５は、鋲 や接着剤で半剛性の振動板８２４に固着することが好ましい。図２５にはさらに 、半剛性の振動板８２４の下に搭載したクリート８３６を示す。クリート８３６ は、合致し端で相互に接合しているところも示す。

さて再び図１を参照しながら、アッセンブリー８００の基本的な操作について説 明する。制御処理１２０は、例えば、対象物との衝突やエンジンの振動などとい った出来事が起こっていることを示す入力を模倣処理１１８から受ける。それに 対して制御処理１２０は、コンピューター１１４のＲＡＭのひとつに格納するウ ェーブテーブル（図示せず）の中にある信号のデジタル表示にアクセスする。

ウェーブテーブルには、特定の対象物との衝突やエンジン音などさまざまな出来 事に対応する信号の周波数、振幅数、継続時間などの公知のデジタル表示を格納 する。一度デジタル表示にアクセスすると、制御処理１２０はデジタル表示を再 現し、特定の出来事を表すアナログ信号に変換し、それをローパス・フィルター に送る。

フィルター８５４は、周波数応答が２０から８０ヘルツ（Ｈｚ）のローパス・フ ィルターであり、周波数が８０Ｈｚ以下の信号だけがフィルター８５４を通過し て、増幅器８５０に通過する。増幅器８５０は出力２８ワツトのアンプであり、 最高の利得で、２４ポルトのピーク・ピーク出力信号をつくり出すことができる 。

したがって増幅器８５０はローパス・フィルター８５４から受信する低周波信号 の振幅を増し、その増幅信号をリレー５２に送る。

リレー８５２はシステム１００のパワーを上げ下げすることで発生する電圧のス パイクにより起こる損傷からスピーカー８３０を保護するように設計されている 。当該技術で理解されているように、電子装置が出力を変動する際には一時的な 電圧のスパイクが発生し、そのスパイクをスピーカー８３０に類似するスピーカ ーに伝えると、スピーカーが破損することになる。たとえこのような一時的な現 象でスピーカー８３０が破損しないとしても、座席８０２に座るユーザー１０２ は落ちつかなくなる。したがって、リレー８５２は後述する制御回路８５６に接 続し、その回路により出力の変動する間にはスピーカー８３０を、システム１０ ０の電気回路から切り離す。

図１．２４．２５において、システム１００が出力変動の時期でない場合、リレ ー８５２は、増幅器から受けた高い振幅や低周波信号をスピーカー８３０に送る 。そしてスピーカーの振動板８５０は高い振幅や低周波信号に応答して振動し、 エンクロージャー８２８の中の空気を排除する。このようにエンクロージャー８ ２８の中の空気を排除すれば、エンクロージャー８２８と同じ構造部品を共有す る半剛性の振動板８２４をはずんだり振動したりする。そして半剛性の振動板８ ２４の振動が、座席取り付はプレート８２０や座席取り付はポスト８０８を介し て、座席８０２さらにはユーザー１０２に伝わる。このように、エンジンの振動 、対象物との衝突などは、シミュレーション・システム１００のユーザー１０２ １こ現実的に表示することができる。

例えば、図２に示すコースでシミュレートした乗り物の運転中にコーンに衝突す る感触をシミュレートするため、制御処理１２０はウェーブ・テーブル（図示せ ず）から、音のウェーブ・サンプルを検索し、鋭い低周波ピークを有する同じア ナログ信号を送る。フィルター８５４では信号の低い周波数（８０Ｈｚ以下）を 増幅器８５０に送る。増幅器８５０では信号の振幅を増し、それをリレー８５２ に送る。そしてシステム１００が、出力変動の時期になければ、このような高い 振幅の信号をスピーカー８３０に送る。スピーカーは、高い振幅ノ）ルスを、ス ピーカーの振動板を振動させることにより、エンクージャー８２８の空気を介し て伝達する。結果的に生じるエンクロージャー８２８の中の空気の排除と圧縮（ よ、半剛性の振動板８２４に伝わり、最終的には座席８０２に着席するユーザー １０２に伝わる。そしてユーザー１０２は、スピーカーの振動板がエンクロージ ャー８２８の空気を動かす際のコーンを叩く感触をシミュレートしたｐｚと（つ 急激な衝動を感じる。

制御処理１２０は、ひとつの出来事について、ウェーブ・チー１１に格納しｔこ いろいろな音のサンプルを前述したような方法でユーザー１０２１こ伝達するこ とができる。コーン衝突において制御処理１２０が発生する低周波信号（よ１０ ０ミリ秒から１秒まで持続時間がある。エンジンの振動を画定する信号などその （１力Ａの信号は、持続時間がもつと長い。ウェーブ・テーブルに格納した音の サンプルの数を増すことにより、システム１００では、その他数多くの道路の感 触の学力（かりを用いることができる。同じ出来事の間、制御処理はエンジン音 、コーン衝突などを表す独立信号をスピーカー１２３．１２４に送る。

リレー制御回路８５６は、図２６を参照することでもつと完全に記載する事がで きる。リレー制御回路８５６は、例えばシステムの出力を上げ下げするなど出力 変動時間にはリレー８５２のスイッチを切るように設計されている。リレー制御 回路８５６は、システム１００の実際の電圧が通常の入力電圧より低く、好まし くは１４ＶＤＣの場合、リレー８５２は増幅器８５０からのスピーカー８３０へ の入力を切断する。トランス（図示せず）の１２ＶＡＣ出力信号は、公知のやり 方で整流し、１４ＶＤＣ信号をつくり出す。

図２６に示す回路８５６の操作をここで記載する。システム１００のスイッチを 入れた場合、トランスからのＡＣＴＬ圧（Ｖｌｔａ＊＊ｌ。ｙ＋＋＋ｓｒ）をダ イオード８５７へ入力となる。そしてこの電圧は、比較器８６４の非逆転入力（ ＋）に結合するコンデンサー８６０を充電し始める。同時に、比較器８６４の逆 転（−）入力に接続するコンデンサー８７０は、抵抗器８６２を介して、好まし くは１４ＶＤＣで、通常の入力電圧あるいは参照電圧（Ｖ、、、）でも充電する ことができる。比較器８７３の非逆転（＋）入力に接続するコンデンサー８７０ も、抵抗器８６９を介して参照電圧（Ｖ、、、）で充電する。比較器８６４の非 逆転（＋）入力の電圧が、比較器８６４の逆転（−）入力の電圧を越える場合、 比較器８６４は高い電圧を出力し、その高い電圧は、コンデンサー８７２のゆっ くり充電する電圧を発生し、比較器８７３の逆転（−）入力に出現する。比較器 ８７３の逆転（−）入力の電圧が比較器８７３の非逆転（＋）入力の電圧を越え る場合、比較器８７３の出力は低（なり、リレーのコイルを付勢しスピーカー８ ３０を増幅器８５０に接続する。

システム１００のパワーを切ると、回路８５６は次のように作動する。コンデン サー８６０は急激に放電して、比較器８６４の非逆転（＋）入力の電圧を比較器 ８６４の逆転（−）の入力の電圧よりも低くなるように降下し、この比較器のス イッチを切る。したがって、比較器８７３の逆転（−）入力の電圧は降下する。

その結果比較器８７３の非逆転（＋）入力の電圧が逆転（−）入力の電圧より大 きいために比較器８７３のスイッチが切れる。比較器８７３のスイッチが切れれ ば（出力が上昇）、リレー８５２のコイルは消勢する。そしてリレー８５２が増 幅器８５０からスピーカーを切り離す。

システム１００のパワーが上昇する場合、リレー８５２のコイルの付勢を、かな り長い間、好ましくは４秒間スピーカー８３０を増幅器８５０に接続し、スピー カー８３０を破損するような過渡現象を消滅させる。しかし、システムｌｏ。

がパワーを下げる場合、急激にリレー８５２のフィルを増幅器８５０から、好ま しくは約１６ミリ秒で切り離して、過渡現象がスピーカー８３０に伝わらないよ うにすることが望ましい。回路８５６の現在のひとつの好適実施例の数値を下の 表１に示す。図２６に示す回路構成において使用する場合、適切に早いスイッチ オフの時間と適切に長い遅延スイッチオンを達成する。

表１ 識別子　部分　部品番号　数値 ８６４　比較器　ＬＭ３１１　− ８７３　比較器　ＬＭ３１１　− ８５７　ダイオード　ｌＮ４００１　−８７４　ダイオード　ｌＮ４００１　− ８６０　コンデンサー　−２，２マイクロフアラ一ド図２７は座席と低周波スピ ーカー・アッセンブリー８８０の別の好適実施例の断面を示す側路面図である。

アッセンブリー８８０の目的は、ユーザー１０２（図１）有意義で現実的な道路 の感触の手がかりを与えることでもある。アッセンブリー８８０は、少なくとも 内部の中空部を有する、座席８８２などのハウスジングを含み、へこみ８８４を 含む。へこみ８８４には低周波スピーカー８８１があり、低周波スピーカー８３ ０は、スピーカー８３０の振動板が座席のエンベロープやブラダ−８８６の中の 空気につながっている。スピーカー８８１の振動板８８は、スピーカ一端子に与 えらる信号に応答し、通常のやり方で前後に動（。

このよう前後運動は、空気を通して伝達され、座席８８２の表面に振動を起こす 。

表面８８８はいくらか可とう性を持つが、強力なプラスチックの材料でできてい る。奥の面や下面は幾分厚くそれ故に剛性を持つが、ユーザー１０２に接する面 （図１）は、より薄く、空気の振動に応答して曲がる。ユーザー１０２に接する 表面は、覆いとクッションがかかっている。

現在の本好適実施例のスピーカー８８１は、Ｒａｄｉｏ　５ｈａｃｋが販売する モデル４０−１３４８デユーアル・コイルの８インチ・スピーカーである。スピ ーカー８８１には４つの端子が付いており、第１の端子のセット８９０は、図２ ７に示す。スピーカー８８１は４個のボルトで、座席８８２に固定する。その内 ２個のボルトの位置は一対の穴８８３ａと８８３ｂで示す。スピーカー８８１は 、図２４．２５に示す好適実施例のスピーカー８３０と同じように、リレー８５ ２、増幅器８５０とローパス・フィルターシステム１００の制御処理１２０に接 続する。スピーカー８８１は前述したのと同じやり方で、道路の感触の手がかり を示す信号を受信する。

図２８は図１に示す本発明の好適実施例の装着したブレーキ・ペダル１０６を備 えたＡＢＳ９００の断面図を示す。ＡＢＳ９００は、ブレーキ・ペダル１０６が 実際の自動車におけるブレーキ・ペダルの運動をシミュレートする運動に備える ように機能的に配置する。

ＡＢＳ９００は後面９０３と前面９０５とを有する取り付はプレート９０２を含 む。取り付はプレートは複数の取り付は穴９０４（ひとつ図示）を含み、その穴 ９０４を貫通してねじ（図示せず）でブレーキ・システム９００を通常の自動車 のブレーキ・ペダルと同じ方向にシミュレーター・システム１００のハウスジン グ（図示せず）に固定する。

接続ロッド９０６は取り付はプレート９０２の穴を貫通する。接続ロッド９０６ の中で取り付はプレート９０２の後面から伸びる部分はねじにすることが好まし い。接続ロッド９０６のねじ付きの部分は、取り付はプレート９０２の後面９０ ３に隣接する接続ロッド９０６に配置する座金９０８である。接続ロンド９０６ の直径よりわずかに大きな開口部を有する円筒形の弾力のあるバンパーとスプリ ング９１２はともに、座金９０８に隣接する接続ロッド９０６のねじ付きの部分 に配置する。スプリング９１２の内径は、バンパー９１０の外径よりわずかに大 きく、バンパー９１０を接続ロッド９０６に配置すると、スプリング９１２を、 バンパー９１０の上に搭載する。スプリング９１２を保持し圧縮できる座金９１ ４も、接続ロッド９０６に配置することができ、スプリング９１２と弾力のある バンパー９１０を、座金９１４と座金９０８との間で、接続ロッド９０６と軸方 向に並べて配置することができる。スプリング９１２は弾力のあるバンパー９１ ０より長く、スプリング９１２を圧縮すれば、弾力のあるバンパー９１０が、同 時に座金９０８と９１４とに同時に接触する。ナツト９１６により、座金９１４ を接続ロッド９０６の特定の位置に調節可能に固定することができる。

接続ロッド９０６の中で、取り付はプレート９０２の前面９０５から突出する部 分はクロス・ピース９１８に接続し、クロス・ピース９１８は、同じような力の 乗数アーム９１９（ひとつを図示）を接続させる。弾力のあるリバウンド・バン パー９２０を、取り付はプレート９０２とクロス・ピース９１８との間で、接続 ロッド９０６の一部に配置する。電流をソレノイド９２２に印加すると、力の乗 数アーム９１９がそれに応答し動くというやり方で、力の乗数アーム９１９の上 端を、電気制御したソレノイド９２２の２つのアームのひとつにそれぞれボルト 付けする。

さらに調節ねじ９２８も、力の乗数アーム９１９の間に接続する別のクロス・ピ ースにも搭載する。調節ねじ９２８は、クロス・ピース９１８を貫通し、力の乗 数アーム９１９をレバー・アーム９２６に接続する。調節ねじ９２８のおかげで 、ユーザー１０２は、ソレノイド９２２が引き金となり、力の乗数アーム９１９ の運動量をレバー・アームに９２６に対して調節する。したがって、調節ねじ９ ２８を締めると、レバー・アームに９２６に対する力の乗数アーム９１９が移動 できる量を減少させることができる。２つの力の乗数アーム９１９の下端は、ボ ルト９３２とナツト（図示せず）でブレーキ・ペダル部材に接続する。ソレノイ ド９２２は、プレート９２４の上面に固定する。プレート９２４の下面は、プレ ート９２４から垂直に下向きに突出するレバー・アームに９２６に固定する。

レバー・アームに９２６は、レバー・アーム９２６の長さに沿って、下端の付近 でブレーキ・ペダル９３０に溶接する。レバー・アーム９２６はブレーキ・ペダ ル９３０の表面と交差する。ストレーン・ゲージ９３４はブレーキ・ペダル１０ ６に力を印加した際にレバー・アームの変形を感知する位置でレバー・アームの 材料に接合することが好ましい。ストレーン・ゲージ９３４は、通常の構造を有 し、金属タイプのものと半導体タイプのものとがある。ストレーン・ゲージ９３ ４は、特にレバー・アームを変形した時に長くなったり短（なったりして、抵抗 が変化する、蛇行する抵抗性の経路である。この抵抗の変化はこれから論じる適 切な電気回路で検知することができる。

ブレーキ・ペダル９３０は実質的にＬ字型の部材であり、最初は力の乗数アーム ９１９から実質的に下方向に伸び、取り付はプレート９０２からはブレーキ部材 ９３０がブレーキ・ペダルで終了する箇所まで実質的に外側に伸びる。ブレーキ ・ペダル１０６は、実際の自動車においては、通常のブレーキ・ペダルと同じで あることが好ましい。ブレーキ・ペダル部材９３０は旋回ベアリング部材９３８ に固定接続する。旋回ベアリング部材９３８は取り付はプレート９０２の前面９ ０５に搭載した２つの矩形固定部材９４０（そのひとつを図示）の間に水平に搭 載する金属製のシリンダーからなることが好ましい。

ここで図１と２８とを参照しながら、ブレーキ・システム９００の機械的な操作 について記載する。シミュレーター１００から観察する状態お応答して、ユーザ ー１０２は、足でブレーキ・ペダル１０６を置き、実際のブレーキ・ペダルを踏 むように、ブレーキ・ペダル１０６を踏む。ユーザー１０２がブレーキ・ペダル １０６を踏むことで生じる力に応答して、ブレーキ・ペダル部材９３０は矢印９ ４２の方向に旋回ベアリング部材９３８の周囲を旋回する。これにより、旋回ベ アリング９３８の上方のブレーキ・ペダル部材９３０の部分が、矢印９４４の描 く方向に動くようになる。旋回ベアリング９３８の上方にあるブレーキ・ペダル 部材９３０の部分が力の乗数アーム９１９に接続しているために、力の乗数アー ム９１９もまた、矢印９４４の方向に動くようになる。力の乗数アーム９１９が 矢印９４４の方向に動けば、力の乗数アーム９１９に装着する接続ロッド９０６ も同じ方向に動く。この方向は図２８の正のＸの方向である。

接続ロッド９０６は、装着した座金９１４、ナツト９１６を含むため、接続ロッ ド９０６が矢印９４４の方向に動けば、座金９１４とナツト９１６は正のＸ方向 に動くことにもなる。座金９１４はＸ方向に動くため、スプリング９１２を圧縮 し、負のＸ方向で座金９１４に働（力が直線的に増す。最後にはスプリング９１ ２は座金９１４が弾力のあるバンパー９１０に接触する場所まで圧縮する。その 場所では負のＸ方向に座金９１４により大きな力が働く。ユーザー１０２が矢印 ９４２の方向にブレーキ・ペダル１０６を踏むのを止めれば、スプリング９１０ が座金９１４と接続ロッド９０６を負のＸ方向に最初の位置まで押しつけ、それ によって、力の乗数アーム９１９とブレーキ・ペダル部材９３０とブレーキ・ペ ダル１０６とが、最初の踏みつけない位置にまで戻るようになる。理解する事が できるように、スプリング９１２と弾力のあるバンパー９１０が、矢印９４２の 方向にブレーキ・ペダル１０６を踏むユーザー１０２とは反対に働く力の量は、 別の場所にある座金９１４を、接続ロッド９０６に沿って配置し、ナツト９１６ で座金９１４をその場所に固定する事により、調節する事ができる。

このようにブレーキ・ペダル１０６を矢印９４２の方向にブレーキ・ペダル１０ ６を押せば、またレバー・アーム９２６を変形し、ストレーン・ゲージ９３４の 蛇行する抵抗性の経路が、短くなったり長くなったりして、測定される抵抗を変 化する。ストレーン・ゲージ９３４は、図１に示すように、コンピューター１１ ４の制御処理１２０に電気接続されている。理解できるように、レバー・アーム ９２６の変形が増すことによるストレーン・ゲージ９３４の抵抗値の変化をコン ピューター１１４が利用できる電気信号に変換するためには、さらに電気回路を 付加することが必要である。したがって、本発明の実施例では、市場で販売され ているタイプのブリッジ／インターフェース回路９４６（図１を参照）を含む。

一般的に、ストレーン・ゲージ９３４の抵抗は、レバー・アーム９２６の材料が 変形する間はほとんど変化せず、したがって、ブリッジ／インターフェース回路 ９４６もまた、ストレーン・ゲージ９３４の抵抗のわずかの変化を検知するため に使用するブリッジ回路を含む。さらにブリッジ／インターフェース回路９４６ はアナログのブリッジ回路の出力信号を制御処理１２０で使用するのに適したデ ジタルのフォーマットに変換するインターフェース回路をも含む。関連技術にお いて、当業者に理解できるように、ストレーン・ゲージ９３４、特に感度のよい シリコンを基にしたストレーン・ゲージ９３４の使用で困難な点は、これらのゲ ージには、温度が浮遊する特性があり、そのためにメモリカ坏正確になるという 点である。こうした影響を最小限に抑えるために、レバー・アーム９２６が変形 しない時にはブリッジを静かな状態でバランスを取ることが望ましい。

具体的には、現在の好適なブリッジ／インターフェース回路９４６は、Ｍｏｎ（ ｒｉｅｆらの米国特許第４．９４９．１１９号の図２８に示す回路と実質的に同 じであり、このような回路を使用することが好ましいことは、同米国特許のコラ ム７．３行から６０行に記載され、この回路を、バランス・ブリッジおよびアナ ログ・デジタル変換器として作動するやり方は、同特許のコラム９．１６行から コラム１０．３２行に詳しく記載されている。Ｍｏｎｃｒｉｅｆらの米国特許第 ４．９４９，１１９号をここで参考文献として記載する。

図２８に示すＡＢＳ９００は、現実世界の自動車でＡＢＳが作動するほど十分な 力でブレーキ・ペダル１０６を踏む時ユーザー１０２が感じる感触をシミュレー トする。前述したように、本好適実施例において、ユーザー１０２がブレーキ・ ペダル１０６を踏むと、レバー・アーム９２６が変形し、その変形をストレーン ・ゲージ９３４で検知する。ストレーン・ゲージ９３４は、ストレーン・ゲージ で検知した信号をコンピューター１１４、具体的には制御処理１２０で処理でき る信号に検知変換するブリッジ／インターフェース回路９４６に接続する。

この信号が、ユーザー１０２が現実世界の通常の自動車を作動できる十分な力で ブレーキ−ペダル１０６を踏んでいるということを示せば、制御処理１２０は、 脈動電圧信号をソレノイド９２２に送る。この脈動電圧に応答して、ソレノイド ９２２により、ソレノイド・アーム９２１を正と負のＸ方向に前後運動する。ソ レノイド・アーム９２１がこのように動（ことにより、力の乗数アーム９１９が 振動する。力の乗数アーム９１９が、ブレーキ・ペダル部材９３０に接続され、 ブレーキ・ペダル部材９３０はブレーキ・ペダル１０６に接続されているため、 最終的にはユーザー１０２が、ブレーキ・ペダルを踏む時、力の乗数アーム９１ ９の振動を感じるようになる。当業者に理解できるように、力の乗数アーム９１ ９にこのように引き起こされた振動の振幅は、その力の乗数アーム９１９に装着 した調節ねじ９２８を締めたりゆるめたりすることによって、制御することがで きる。したがって、ねじ９２８を調節するユーザー１０２がブレーキ・ペダル１ ０６を踏む間に感じる振動を、実際にＡＢＳを装備した自動車でＡＢＳブレーキ をかけた時のブレーキ・ペダルの感触に近づけることができる。

現在の好適実施例において、制御処理１２０はシミュレートした乗り物が動き続 け、ユーザー１０２が脈動電圧を発生させるために十分な力でブレーキ・ペダル １０６を踏むかぎりでは、ソノイド９２２に脈動電圧を送り続けることになる。

脈動電圧はパルス幅が４０ミリ秒、周期が１００ミリ秒であることが好ましい。

本発明の好適実施例は、ドライバー訓練システムなどの乗り物のシミュレーター に関して主として示し記載したが、本発明は別のタイプのシミュレーターにも使 用することができる。前述した本発明の実施例には、従来技術に比べていくつか 有意義な利点がある。具体的には本特許の出願人が開示したシミュレーション・ システムは、シミュレーターのユーザーに道路の感触についての広範囲な手がか りを発生伝達するこができるものである。こうした道路の感触の手がかりは、格 納して置き、シミュレートした領域で何かが起これば思い出す。このような出来 事、例えば、衝突などは特定の道路の感触があり、多数の感触を収納伝達する機 構によりユーザーに伝達する。

さらに本発明の出願人が開示したシミュレーション・システムは、現実の世界で 運転する場合の乗り物の制御装置の感触を現実的に表現するものである。具体的 には、本発明のドライブ装置には、フィードバックつきのハンドルと、ＡＢＳブ レーキの感触をシミュレートするブレーキとを含む。このような特徴を有する現 実世界をいっそう現実的に表現し、現実世界でこのような乗り物をどのように操 作するかのいっそう優れた教育体験を供給するものである。

前述した記載の中で議論の対象となったいろいろな実施例に適用した本発明の基 本的な新しい特徴を示し記載し指摘したが、いろいろな省略、代替物、形式の変 更、例示した装置の詳細などは、本発明の精神とかけ離れることなく当業者が行 うことができることが理解できるであろう。記載した実施例は、限定ではなく例 示としてあらゆる観点から考慮すべきである。

図２ １＝ＩＯ 図３ 図５ 図６ 図７ トラノク、１り定 乗　リ　物：　警　察 天　候　日　中 図８ トラ、り・　？ｌＩ　定 東り物１％Ｆ察 天　（１臭　日　中 口９ 天　候　・　日　中 ［づ１０ 図１１ ￥晦１ｌｌａ口 図Ｉ２ ブリフード初明化　概略評価 理セ的な進路の再現 埋り的な進路をセーフ　速度再現 図１９ ｒ］２０ｂ 大気の作用 ＼ｒ−ＣＤ ＣＣ−ｅＣ＼ 特許請求の範囲 平成６年１１月２２１

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．シミュレートした乗り物を制御する複数のシミュレートした入力装置と、ユ ーザーにシミュレートした環境の画面を示すビデオ・ディスプレイと、入力装置 に応答して、シミュレートした環境でシミュレートした乗り物の位置情報を決定 する模倣手段と、 前記の位置情報に応答して、シミュレートした環境を通過するシミュレートした 乗り物の現在のルートをビデオディスプレイにディスプレイする手段と、シミュ レートした入力装置の少なくとも一つに応答して、ビデオディスプレイに、現在 のルートにおいて、選択した時点での入力装置の複数の状態をディスプレイする 手段とを具備することを特徴とする、シミュレートした乗り物のユーザー用のド ライバー訓練システム。
2. ２．入力装置の状態をディスプレイする手段が、以前のルートから入力装置の状 態を検索し同時にディスプレイするメモリーを含むことを特徴とする請求項１記 載のシステム。
3. ３．入力装置の状態をディスプレイする手段が、現在のルートの入力装置の状態 をメモリーに格納する、ユーザーの選択可能な手段を含むことを特徴とする請求 項２記載のシステム。
4. ４．シミュレートした乗り物を制御する複数のシミュレートした入力装置と、ユ ーザーにシミュレートした環境の画面を示すビデオ・ディスプレイと、入力装置 に応答して、シミュレートした環境でシミュレートした乗り物の位置情報を決定 する模倣手段と、 前記の位置情報に応答して、シミュレートした環境を通過するシミュレートした 乗り物の現在のルートをビデオディスプレイにディスプレイする手段と、現在の ルートと少なくとひとつの入力装置の複数の状態とを、メモリーに格納す手段と 、 現在のルートをビデオディスプレイに再現し、メモリーに格納した状態にしたが って、入力装置を動かす手段とを具備することを特徴とする、シミュレートした 乗り物のユーザー用のドライバー訓練システム。
5. ５．シミュレートした乗り物の操縦を制御する複数のシミュレートした入力装置 と、 入力装置に応答して、シミュレートした環境でシミュレートした乗り物の位置情 報を決定する模倣手段と、 ユーザーにシミュレートした環境の画面を示すビデオ・ディスプレイと、シミュ レートした入力装置の選択したひとつを介してユーザーにフィードバックする手 段と、 前記の位置情報に応答して、ユーザーに低周波の音を供給する手段とを具備する ことを特徴とする、シミュレートした乗り物のユーザー用のドライバー訓練シス テム。
6. ６．前記の選択したシミュレートした入力装置がブレーキ・ペダルであることを 特徴とする請求項５記載のドライバー訓練システム。
7. ７．前記のフィードバック手段がアンチロック・ブレーキ・システムを表示する 感触を与えることを特徴とする請求項７記載のドライバー訓練システム。
8. ８．前記のフィードバック手段が、 ブレーキ・ペダルに搭載し、ユーザーがブレーキ・ペダルを踏む力を示す信号を プロセッサーに送り、いつアンチロックのブレーキの感触をシミュレートすべき かを判断するセンサーと、 プロセッサーからの信号に応答してブレーキ・ペダルを振動するソノイドとを具 備することを特徴とする請求項７記載のドライバー訓練システム。
9. ９．前記の音を供給する手段が、 低周波波音を表現する信号を格納する手段と、信号格納する手段から検索する信 号を処理する手段と、前記の処理手段から受信した信号を低周波音に変換する手 段とを具備することを特徴とする請求項５記載のドライバー訓練システム。
10. １０．前記の信号を格納する手段が、対象物と衝突する、シミュレートした乗り 物の物理的な感じを表現する信号を含むことを特徴とする請求項９記載のドライ バー訓練システム。
11. １１．格納した信号がデジタル信号を含み、前記の信号を処理する手段が、 信号格納手段からデジタル信号を受信するデジタル・アナログ変換器と、 前記の変換器からアナログ信号を受信するフィルターと、フィルターからフィル ター処理した信号を受信する増幅器とを具備することを特徴とする請求項９記載 のドライバーの訓練システム。
12. １２．前記のフィルターがローパス・フィルターであることを特徴とする請求項 １１記載のドライバー訓練システム。
13. １３．前記の信号を変換する手段が、 チャンバに音声信号を供給するスピーカーと、チャンバに接続し、音声信号に応 答して振動する半剛性の振動板とを具備する請求項９記載のドライバー訓練シス テム。
14. １４．ビデオディスプレイを有するコンピューターで複数の多角形をかすみさせ る方法において、 多角形のひとつを選択し、 かすみの数値を、かすみの数値＝（ｚ＊ｋｖａｌ）／ｄｉｍｖａ１（ｚはカメラ の位置と多角形の距離、ｋｖａｌは定数、ｄｉｍｖａｌは完全なかすみである） という公式として計算し、 陰影の数値を、光源ベクトルと多角形の平面に対する法線のドット積として計算 し、 かすみの数値と陰影の数値から、ディザ・カラーのオフセットのためディザ・テ ーブルに索引をつけ、 ディザ・カラーのためにベース・カラーをディザ・カラーのオフセットに付加し 、 選択した多角形の位置に基ずき、ディザ・カラーのディザ・パターンを決定し、 ディザ・パターンを用いて、ビデオディスプレイに選択した多角形を描くことを 含むことを特徴とする方法。
15. １５．ハンドル用の方向指示器アッセンブリーにおいて、レバーと、 フレームと、 レバーの一端にしっかり接続し、旋回点を中心として、フレームに軸方向に接合 するリテーナプレートと、 フレームの中ぐりに搭載され、バイアスをかけられたプランジャーと、前記のア ッセンブリーの中に位置し、リテーナプレートのへこみに選択して係合する手段 と、 ハブ領域に接続する取消ピンであって、前記のハブ領域はハンドルに接続し、一 方向に回転するプランジャーを中ぐりに押し込み、別の方向に回転すると解除し たプランジャーを押圧して回転止めを解除したり再係合する取り消しピンとを具 備するハンドル用の方向指示器アッセンブリー。
16. １６．入力装置のセットと、 入力装置から入力信号を受信するコンピューターと、コンピューターが実施し、 入力信号をシミュレートした環境表示の出力信号に選択して変換する制御処理と 、 出力信号をフィルター処理するローパスフィルターと、フィルター処理した信号 を増幅する増幅器と、増幅した信号を受信し、低周波信号を発生するスピーカー と、空気を詰めたブラダーを有し、ブラダーの中の空気と機械的に接続するよう にハウジングとを具備することを特徴とする低周波音発生器。
17. １７．座席と、 複数の入力装置と、 入力装置から入力信号を受信するコンピューターと、コンピューターが実施し、 入力信号を選択して、複数の出力信号に変換する制御処理と、 出力信号を座席に伝達する変換器とを具備することを特徴とする低周波音システ ム。
18. １８．アンチロック・ブレーキ・システムの操作中にブレーキ・ペダルの物理的 な感触をシミュレートするシステムにおいて、いつブレーキ・ペダルを踏んだか を検知する手段と、検知する手段に応答して、アンチロック・ブレーキ・システ ムの作動を決定する手段と、 決定手段に応答し、アンチロック・ブレーキ・システムを示すフィードバックを ブレーキ・ペダルに供給する手段とを具備するシステム。