FR2731825A1 - Appareil pour la simulation de la circulation d'un vehicule - Google Patents
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Abstract
Un pilote (R) qui est monté sur le corps de véhicule simulé (1) réalise une opération de pilotage de ce corps tout en regardant les environnements de circulation affichés sur un moniteur (20). Les mouvements du corps de véhicule simulé (1) sont effectués sur la base de l'opération de pilotage. L'appareil mémorise une pluralité de données qui sont fixées pour chacun des facteurs d'environnement constituant les environnements de circulation. Des données souhaitées sont choisies parmi la pluralité des données pour chacun des facteurs d'environnement. Les environnements de circulation sont édités en lisant les données choisies de chacun des facteurs d'environnement.
Description
APPAREIL POUR LA SIMULATION
DE LA CIRCULATION D'UN VEHICULE
La présente invention concerne un appareil pour la simulation de la circulation d'un véhicule, l'appareil ayant un corps de véhicule simulé et un moniteur pour afficher les conditions environnantes dans lesquelles le véhicule circule (ci-après appelées les
"environnements de circulation").
Dans ce type d'appareil classique pour la simulation de la circulation d'un véhicule, la disposition suivante est utilisée. C'est-à-dire qu'un pilote, qui est monté sur un corps de véhicule simulé, exécute une opération de pilotage du corps de véhicule simulé tout en regardant les environnements de circulation qui sont affichés sur un moniteur, et que les mouvements du corps de véhicule simulé sont effectués sur la base de cette opération de pilotage, grâce à laquelle le pilote a l'impression d'être réellement en train de conduire un véhicule sur une route. Les environnements de circulation réels changent de façon variée selon les circonstances respectives de plusieurs types de facteurs d'environnement, tels qu'un parcours de circulation, les mouvements des autres véhicules, l'état de la surface des routes, les conditions climatiques, ou similaires. Les environnements de circulation devant être affichés à l'écran sont classiquement construits individuellement par un programmeur sur la base de sa conception de chacun des facteurs d'environnement. Pour pouvoir amener les environnements de circulation aussi près que possible de l'état réel des choses, un grand nombre de facteurs d'environnement doivent être pris en considération. Comme construire ne serait-ce qu'un environnement de circulation prend beaucoup de temps, il est difficile de préparer divers environnements de circulation. De plus, même si divers environnements de circulation ont pu être construits, un dispositif à mémoire destiné à stocker ces environnements de circulation devient important en capacité, entraînant un coût plus élevé. L'appareil classique est donc limité à la préparation d'environnements de circulation limités de différents schémas. En conséquence, une fois que le pilote de l'appareil a expérimenté le pilotage ou le fonctionnement du corps de véhicule simulé un certain nombre de fois, il mémorisera l'environnement de la circulation et sera donc capable d'anticiper, durant le fonctionnement, l'environnement de circulation devant ensuite être affiché. Le désavantage de cela étant donc que, lorsque l'appareil pour la simulation de la circulation d'un véhicule est utilisé pour former aux techniques de pilotage, les résultats de la formation
ne peuvent pas être atteints.
De plus, lorsque l'appareil pour la simulation de la circulation d'un véhicule est utilisé dans le but de former aux techniques de pilotage ou similaires, il est souhaitable de corriger les environnements de circulation selon la personnalité ou la technique de pilotage de chaque pilote, de façon à améliorer les résultats de la formation. Toutefois, si les environnements de circulation sont construits un par un comme décrit ci-dessus, il est impossible de
corriger les environnements de circulation sur-le-
champ. Au regard des points ci-dessus, la présente invention a pour objet de fournir un appareil pour la simulation de la circulation d'un véhicule dans lequel divers environnements de circulation peuvent être édités sans utiliser un dispositif à mémoire à grande échelle et dans lequel les environnements de
circulation peuvent être librement corrigés.
De façon à atteindre l'objet ci-dessus, la présente invention est un appareil pour la simulation de la o10 circulation d'un véhicule ayant un corps de véhicule simulé et un moniteur pour afficher des environnements de circulation, de sorte que les mouvements du corps du véhicule simulé sont effectués sur la base du fonctionnement d'une opération de pilotage devant être réalisée par un pilote qui est monté sur le corps du véhicule simulé tout en regardant les environnements de circulation devant être affichés sur le moniteur, l'appareil comprenant: des moyens de mémoire pour mémoriser une pluralité de données qui sont établies pour chacun de plusieurs types de facteurs d'environnement constituant les environnements de circulation, la mémorisation se faisant pour chacun des facteurs d'environnement; des moyens de choix pour choisir les données voulues parmi la pluralité de données de chacun des facteurs d'environnement; et des moyens d'édition pour éditer des environnements d'ensemble de circulation en lisant des données choisies de chacun des facteurs d'environnement telles
que choisies par les moyens de choix.
Selon la présente invention, en réalisant le travail d'édition en combinant des conditions respectives de plusieurs types de facteurs d'environnement, il est possible de construire facilement divers environnements de circulation, et également de corriger librement les environnements de circulation en changeant n'importe lequel des facteurs d'environnement. De plus, les environnements d'ensemble de circulation sont obtenus en les éditant et, donc, il n'est pas nécessaire de mémoriser
individuellement divers environnements de circulation.
Il s'ensuit qu'un dispositif à mémoire à grande échelle n'est plus nécessaire, ce qui entraine une
réduction du coût.
Soit dit en passant, dans la circulation réelle du véhicule, il y a des cas o un glissement est susceptible de se produire selon l'état de surface des routes. Dans ce cas, s'il existe des moyens de correction pour corriger les mouvements du corps de véhicule simulé basés sur les données de l'état de surface des routes qui sont incluses dans les environnements de circulation, il devient possible au pilote d'expérimenter réellement les mouvements sur les surfaces de route glissantes. Le pilote peut donc atteindre réellement une technique de pilotage pour conduire le véhicule en toute sécurité sur les surfaces de route glissantes. De plus, le degré de glissement varie selon les conditions climatiques. Il est donc préférable de fournir à l'appareil des moyens de calcul pour calculer un coefficient de frottement sur une surface de route basé sur des données de conditions climatiques et sur les données de l'état de surface des routes, ces données étant comprises dans les environnements de circulation, de sorte que les mouvements du corps de véhicule simulé peuvent être
corrigés selon le coefficient de frottement calculé.
Les objets ci-dessus, ainsi que d'autres, et les avantages concomitants de la présente invention deviendront facilement apparents en se référant à la
description détaillée suivante considérée
conjointement avec les dessins joints dans lesquels: La figure 1 est une vue de côté montrant un agencement de l'appareil pour la simulation de la circulation d'un véhicule; La figure 2 est un schéma montrant un exemple d'une image sur un moniteur 20; La figure 3 est un schéma montrant un exemple d'une image sur un terminal 7; et La figure 4 est un schéma de principe montrant l'agencement à l'intérieur d'un dispositif de
traitement informatique.
En se référant à la figure 1, une explication sera maintenant donnée au sujet d'un exemple d'un appareil pour simuler la circulation d'un véhicule sous la forme d'une motocyclette. Le numéro de référence 1 indique une motocyclette simulée. Lorsque qu'un pilote R monté sur la motocyclette simulée 1 réalise une opération de pilotage de la motocyclette simulée 1 tout en regardant l'environnement de circulation, tel qu'un paysage ou similaire devant être affiché sur un moniteur 20 tel qu'un terminal à écran cathodique ou similaire qui est disposé devant la motocyclette simulée 1, la posture de la motocyclette simulée 1 est commandée selon cette opération. La motocyclette simulée 1 est équipée d'une ossature 10 en forme de châssis. Un moteur électrique 3 pour un mouvement de roulis (ci-après appelé un "moteur à roulis 3") est supporté par un châssis de support 21 sur une base 2 telle qu'un axe de rotation devient parallèle à une
direction longitudinale de la motocyclette simulée 1.
Un support 31 est monté sur un axe rotatif du moteur à roulis 3. Sur ce support 31 se trouve un pivot 32 qui est à angle droit par rapport à la direction longitudinale de la'motocyclette simulée 1, de façon à s'étendre dans les directions droite et gauche. Les extrémités inférieures de bras 11, qui sont verticalement fournis en paire sur les côtés droit et gauche de l'ossature 10, sont supportées de façon o10 pivotante par le pivot 32. De plus, sur le support 31 se trouve un axe de support 33 qui est parallèle au pivot 32, et un moteur électrique 4 pour un mouvement de tangage (ci-après appelé un "moteur à tangage 4") est conçu de manière à être pivotable autour de l'axe de support 33. D'un autre côté, l'ossature 10 est muni d'un écrou 13 qui est pivotable autour d'un axe de
support 12 qui est parallèle à l'axe de support 33.
Une barre filetée 41 qui est reliée au moteur à tangage 4 est vissée à l'écrou 13. La motocyclette simulée 4 est ainsi soumise à un mouvement de roulis par le moteur à roulis 3 et est également soumise à un basculement, c'est-à-dire un mouvement de tangage, par le moteur à tangage 4 autour du pivot 32 relatif au
support 31.
Sur la partie extrême avant de l'ossature 10 est monté un moteur de direction 5 à une inclinaison d'un angle de tête prédéterminé. Une poignée 51 est directement reliée à un axe rotatif du moteur de direction 5. Selon cet agencement, lorsque la poignée 51 est dirigée ou tournée par le motocycliste R, une charge prédéterminée est donnée par le moteur de
direction 5 contre la rotation de la poignée 51.
Dans cette poignée 51 se trouvent divers capteurs qui détectent la quantité de commande d'un accélérateur et la force de commande d'un frein avant par le motocycliste R. Dans un siège 14 sont montés des capteurs pour la détection de la direction et de la quantité de mouvement du poids du motocycliste R. Dans des marchepieds 15 sont montés des capteurs pour la détection du changement de charge comme conséquence du mouvement du poids du motocycliste R. Dans le voisinage de celui-ci, il est de plus fourni des capteurs pour la détection de la force de fonctionnement d'un frein arrière et du fonctionnement du changement de vitesses. Les signaux de ces divers capteurs sont traités par un dispositif de traitement informatique 6, et le moteur à roulis 3, le moteur à tangage 4 et le moteur de direction 5 sont pilotés pour ainsi contrôler la posture de la motocyclette simulée 1. Soit dit en passant, le dessin ou l'image sur le moniteur 20 est composé, comme indiqué sur la figure 2, d'une vue avant F, d'une vue arrière gauche BL, d'une vue arrière droite BR, et de données de circulation I telles que la vitesse de circulation, des informations sur le changement de vitesse ou similaires. Il est également prévu une partie indicatrice RI pour indiquer le mouvement de roulis et une partie indicatrice PI pour indiquer le mouvement de tangage de la motocyclette simulée 1. Une condition idéale de la motocyclette simulée 1 et une condition de la motocyclette simulée 1 basée sur l'opération de pilotage par le motocycliste R sont doublement affichées, c'est-à-dire l'une au-dessus de l'autre dans ces parties indicatrices RI, PI. Les environnements de circulation devant être affichés sur le moniteur 20 doivent être édités par le fonctionnement d'un terminal 7 d'un ordinateur ou similaire qui est connecté au dispositif de traitement informatique 6. Sur le terminal 7 est affiché une image, par exemple, -comme indiqué sur la figure 3. Il est ainsi possible d'éditer ou de changer les environnements de circulation en choisissant les données respectives des divers facteurs d'environnement telles que le parcours (ou la route du
voyage) ou similaire via le terminal 7.
La procédure d'édition ou de changement de ce type d'environnement de circulation va maintenant être expliqué en se référant à la figure 4. Le terminal 7 est utilisé d'abord pour choisir les données cartographiques qui sont stockées dans une base de données cartographiques 61. Dans la base de données cartographiques 61 sont stockées diverses données cartographiques telles que les rues, les chemins de montagne, les circuits de course, les autoroutes ou similaires. L'image montrée sur la figure 2 est celle dans laquelle les données cartographiques sur les rues sont choisies. Ensuite, le terminal 7 est utilisé pour choisir des données de scénario adaptées parmi une pluralité de données de scénario stockées qui sont stockées dans une base de données de scénario 62 et définissent un scénario de circulation, tel que le parcours, la présence ou l'absence d'autres véhicules, ou similaire. Puis le terminal 7 est utilisé pour choisir des scènes appropriées parmi une pluralité de données de scènes dangereuses stockées qui définissent des paramètres stockés dans une base de données de scènes dangereuses 63, tels qu'un tournant à droite à une intersection d'un véhicule roulant sur la voie opposée, l'arrêt brutal d'un véhicule précédent, ou similaire. Les bases de données 61, 62, 63 correspondent aux moyens de mémoire. Soit dit en passant, afin de devenir familier avec le parcours pour une certaine- période après le début de la formation aux techniques de pilotage, il est parfois souhaitable de faire en sorte qu'aucune scène dangereuse ne se produise. Dans un tel cas, un signal est envoyé depuis le terminal 7 vers une section 64 de production des scènes dangereuses qui le prend en
compte afin qu'aucune scène dangereuse ne se produise.
Les données cartographiques et les données de scénario choisies selon les explications ci-dessus et les données de scènes dangereuses, par l'intermédiaire de la section 64 de production des scènes dangereuses, sont lues dans une section 65 de préparation des images. Une section 66 de génération de chiffres aléatoires est connectée à la section 65 de préparation des images, afin de commander ainsi les mouvements des autres véhicules et des piétons sur la base de chiffres aléatoires. De façon à afficher les environnements de circulation devant être construits par ces facteurs d'environnement sur le moniteur 20, ils doivent être convertis en images telles que celles vues par les yeux du motocycliste R. Aussi, après que les données d'images telles que les paysages des rues et les mouvements des autres véhicules et piétons dans une base de données d'images 67 sont appelées et synthétisées sous une forme adaptée à l'affichage sur le moniteur 20, elles sont transmises à une section 68
de production de l'image qui sert de moyen d'édition.
En prenant un virage, par exemple, la motocyclette simulée 1 s'incline, mais une force centrifuge ne s'appliquera pas sur la motocyclette simulée 1. Il est donc souhaitable d'incliner l'image dans la direction opposée à la motocyclette simulée 1 pour ainsi donner au motocycliste R l'illusion que la motocyclette simulée 1 était largement inclinée, ainsi que de changer la vitesse d'avance de l'image sur le moniteur en fonction de la vitesse de circulation. Comme solution, selon la posture et la vitesse de la motocyclette simulée 1, des signaux de correction lo d'image provenant d'une section 69 de traitement d'image sont envoyés vers la section 68 de production de l'image. Les signaux d'image corrigés par les signaux de correction d'image sont ainsi transmis vers
le moniteur 20 pour y être affichés.
Les divers travaux d'édition décrits ci-dessus et la correction des contenus édités peuvent être réalisés concrètement à l'écran, comme montré sur la figure 3. C'est-à-dire qu'un curseur C d'une souris (non illustrée) est déplacé au-dessus de l'un des divers boutons d'article B indiqués dans une liste
verticale sur le côté gauche de l'écran, et un bouton-
poussoir de la souris est pressé pour ainsi terminer le réglage dans chaque bouton d'article. Par exemple, dans un bouton d'article B1 relatif aux routes, un
réglage est effectué quant à la largeur des routes.
Dans un bouton d'article B2 relatif aux bâtiments, un réglage est effectué quant aux sortes de bâtiments devant apparaitre sur le parcours. Dans un bouton d'article B3 relatif aux autres véhicules, un réglage est effectué pour déterminer si les autres véhicules, tels que ceux roulant sur la voie opposée ou similaire, sont des voitures particulières, des bus ou des camions. Dans un bouton d'article B4 pour les signes, un réglage est effectué quant aux différents panneaux de signalisation tels que des panneaux de limitation de vitesse, des panneaux d'interdiction de stationner ou similaires. Dans un bouton d'article B5 pour les scénarios; un réglage est effectué pour déterminer s'il doit se passer, ou non, des choses comme l'arrivée abrupte d'un piéton sur la route, l'ouverture d'une porte d'un véhicule garé, le
dépassement en force d'un autre véhicule ou similaire.
Sur la figure, la référence B6 indique un bouton d'article permettant de régler une zone de déclenchement pour la survenance de dangers et la référence B7 indique un bouton d'article pour
effectuer un zoom.
De cette façon, les environnements de circulation
peuvent être aisément édités par le terminal 7.
Lorsque les environnements de circulation, une fois édités, doivent être corrigés en fonction de la technique de pilotage du motocycliste R ou similaire, il n'est pas nécessaire d'éditer à nouveau les environnements de circulation, il suffit de corriger uniquement les facteurs d'environnement qui requièrent
une correction.
Soit dit en passant, il est également contenu dans les données cartographiques des données sur l'état de surface des routes. Sur la figure 3, la référence C1 qui est établie autour de chaque intersection et la référence C2 qui est établie dans chaque coin indiquent des parties de chaussées considérées comme spéciales, sur lesquelles un coefficient de frottement plus important que celui d'une surface ordinaire de route est établi. La référence C3, d'un autre côté, indique des plaques métalliques placées ou étalées sur la partie de route en réparation, sur lesquelles un coefficient de frottement moins important que celui d'une surface ordinaire de route est établi. La référence C4 indique une route de graviers o un agencement est conç de telle façon que la conduite devient instable, car la roue avant ne peut pas maintenir la maîtrise de la direction et qu'un coefficient de frottement apparent est diminué par
rapport à celui d'une surface de route ordinaire.
Comme autre agencement, le coefficient de frottement des parties peintes telles que les lignes centrales et les intersections est diminué par rapport à celui
d'une surface de route ordinaire.
Il est également prévu que les conditions
climatiques puissent être choisies par le terminal 7.
Lorsque des conditions pluvieuses ou neigeuses et venteuses sont choisies, une section 601 de production du vent et de la pluie dans le dispositif 6 de traitement informatique détermine les forces de la pluie ou de la neige et du vent. Dans le cas o on doit faire varier automatiquement les forces de la pluie et du vent, les nombres aléatoires peuvent être introduits depuis une section 602 de génération de chiffres aléatoires pour ainsi faire varier les forces de la pluie et du vent en fonction des nombres aléatoires. Dans le cas o on doit faire varier les forces manuellement, les forces de la pluie et du vent sont entrées à partir du terminal 7. Une fois les forces de la pluie et du vent déterminées de cette façon, les données sur la force de la pluie ou de la neige sont envoyées vers une section 603 de calcul de coefficient de frottement et les données sur la force du vent sont transmises vers une section 604 de calcul d'équation de déplacement. La section 603 de calcul du coefficient de frottement y ayant entré la force de la pluie ou de la neige indique, à partir de la section de préparation d'images, des données sur les conditions de la surface de la route sur laquelle la motocyclette simulée 1 est en train de rouler à présent. Les coefficients de frottement des surfaces des routes sont obtenus en fonction des données sur la pluie ou la neige et des données sur l'état de surface des routes. La section 604 de calcul de l'équation de déplacement enregistre les signaux détectés par chacun des capteurs décrits ci-dessus sur la motocyclette simulée 1 pour ainsi calculer la posture de la motocyclette simulée 1 sur la base de chacun de ces signaux détectés, et corrige en outre la posture calculée sur la base des données sur les coefficients de frottement et des données décrites ci-dessus sur la force du vent. Sur la base des résultats corrigés de
calcul, chacun des moteurs électriques 3, 4, 5 ci-
dessus mentionnés est commandé pour ainsi commander la
posture de la motocyclette simulée 1.
Les coefficients de frottement sont donc calculés pour qu'il soit plus facile de glisser lorsque la pluie ou la neige est importante, pour qu'il soit plus difficile de glisser que dans les autres parties en C1 ou C2, là o le revêtement spécial est appliqué à la surface de la route, et pour qu'il soit plus facile de glisser que dans les autres parties en C3, là o les plaques d'acier sont étendues sur la surface de la route. Selon les coefficients de frottement, la distance de freinage est modifiée et le degré de
glissement au moment de l'emploi du frein est changé.
Conformément aux mouvements se produisant lors de la circulation réelle du véhicule, la posture de la motocyclette simulée 1 et l'image sur le moniteur 20 sont corrigées. Par exemple, un facteur de freinage Kb est défini, tel que donné dans la formule suivante (1), comme étant fonction du coefficient de frottement Rp et d'un facteur de pluie Kr qui est la force de la
pluie ou de la neige.
Kb = Ru / (Kr + 1)... (1) Une force de freinage Bk est alors obtenue par la formule suivante (2) à partir du facteur de freinage Kb devant être défini par la formule (1) ci-dessus et d'une force de fonctionnement Bt devant être appliquée
à un levier ou à une pédale de frein.
Bk = Bt. Kb... (2) La distance de freinage ou similaire est changée en conséquence. Le changement dans la distance de freinage est indiqué comme le changement dans la
position d'arrêt de l'image sur le moniteur 20.
De plus, lorsque le vent arrive de côté, une correction est effectuée de façon à ce que la direction de circulation devient zigzagante selon la force du vent, en prenant en considération l'amplitude
du coefficient de frottement.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, une explication a été réalisée sur un exemple d'un appareil pour simuler la circulation d'une motocyclette. Elle peut, bien sur, être appliquée à un appareil de simulation pour automobiles ou similaires.
Il apparaît clairement que l'appareil décrit ci-
dessus pour simuler la circulation d'un véhicule atteint tous les objets mentionnés ci-dessus et présente également l'avantage d'avoir une large utilité commerciale. Il doit être compris que la forme
spécifique de l'invention décrite ci-dessus dans les présentes n'a qu'une intention de représentation, alors que certaines modifications dans le cadre de ces5 enseignements seront apparentes aux spécialistes dans l'art.
Claims (3)
1. Appareil pour la simulation de la circulation d'un véhicule ayant un corps de véhicule simulé (1) et un moniteur (20) pdur afficher les environnements de circulation de façon à ce que les mouvements du corps de véhicule simulé (1) soient effectués sur la base d'une opération de pilotage devant être réalisée par un pilote (R) qui est monté sur le corps du véhicule simulé (1) tout en regardant les environnements de circulation devant être affichés sur le moniteur (20), caractérisé en ce que ledit appareil comprend: des moyens de mémoire (61, 62, 63) pour mémoriser une pluralité de données qui sont fixées pour chacun des différents types de facteurs d'environnement constituant les environnements de circulation, ladite mémorisation étant faite pour chacun desdits facteurs d'environnement; des moyens de choix (7) pour choisir les données souhaitées parmi ladite pluralité de données pour chacun desdits facteurs d'environnement; et des moyens d'édition (68) pour éditer les environnements d'ensemble de circulation en lisant des données choisies de chacun desdits facteurs d'environnement telles que choisies par lesdits moyens
de sélection.
2. Appareil pour la simulation de la circulation d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de correction (604) pour corriger des mouvements dudit corps de véhicule simulé (1) sur la base de données concernant l'état de surface des routes qui sont incluses dans
lesdits environnements de circulation.
3. Appareil pour la simulation de la circulation d'un véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de calcul (603) pour calculer un coefficient de frottement d'une surface de route sur la base de données sur les conditions climatiques et sur lesdites données sur l'état de surface des routes, ces données étant incluses dans lesdits environnements de circulation, dans lequel lesdits moyens de correction (604) corrigent les mouvements dudit corps de véhicule simulé (1) selon ledit coefficient de frottement calculé.
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