JP2000112334A - 運転操作訓練装置 - Google Patents
運転操作訓練装置Info
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- JP2000112334A JP2000112334A JP10285253A JP28525398A JP2000112334A JP 2000112334 A JP2000112334 A JP 2000112334A JP 10285253 A JP10285253 A JP 10285253A JP 28525398 A JP28525398 A JP 28525398A JP 2000112334 A JP2000112334 A JP 2000112334A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＣＧモデルの作成のための作業量が少なくても
触感があること。 【解決手段】実機を模擬して作成する模擬機からなる運
転操作訓練装置であり、実機のうち非可動部分の部分１
２が現実態として実現され、実機のうち可動部分の部分
が仮想現実態１４として実現される。更に、現実部分に
仮想現実部分を重畳して表示する。筐体１２などの非可
動部分即ち映像として可変でない部分のＣＧ化が省略さ
れているが、制御盤などの可動部分は非可動部分に重畳
されて表示されているので、実機の全情報が仮想現実と
してＣＧ化されている映像に等価である。
触感があること。 【解決手段】実機を模擬して作成する模擬機からなる運
転操作訓練装置であり、実機のうち非可動部分の部分１
２が現実態として実現され、実機のうち可動部分の部分
が仮想現実態１４として実現される。更に、現実部分に
仮想現実部分を重畳して表示する。筐体１２などの非可
動部分即ち映像として可変でない部分のＣＧ化が省略さ
れているが、制御盤などの可動部分は非可動部分に重畳
されて表示されているので、実機の全情報が仮想現実と
してＣＧ化されている映像に等価である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、運転操作訓練装置
に関し、特に、３次元コンピュータグラフィックスによ
り仮想現実を作成して制御盤などの操作の訓練を行うた
めの運転操作訓練装置に関する。
に関し、特に、３次元コンピュータグラフィックスによ
り仮想現実を作成して制御盤などの操作の訓練を行うた
めの運転操作訓練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電プラント等は、操作盤を見ながら人
が運転する。高度で年季を要するこのような運転は、前
もって訓練が必要である。実機で運転の訓練をすること
は困難であるので、模擬訓練が行われる。模擬訓練・操
縦装置は、コンピュータ・グラフィックス（ＣＧ）の技
術で３次元的な訓練を可能にしている。仮想現実をＣＧ
で現出して模擬訓練を行わせる訓練装置が、多様な分野
で開発されている。
が運転する。高度で年季を要するこのような運転は、前
もって訓練が必要である。実機で運転の訓練をすること
は困難であるので、模擬訓練が行われる。模擬訓練・操
縦装置は、コンピュータ・グラフィックス（ＣＧ）の技
術で３次元的な訓練を可能にしている。仮想現実をＣＧ
で現出して模擬訓練を行わせる訓練装置が、多様な分野
で開発されている。
【０００３】図４は、公知のそのような装置の機能チャ
ートを示している。このチャートに見られるように、公
知の模擬訓練装置は、訓練対象である実機３１の全体を
模擬した３次元ＣＧモデル３２を作成し、それをもとに
訓練対象を再現する仮想現実映像３３を実現し、訓練者
はその仮想現実映像の中で運転操作訓練３４を行う装置
である。
ートを示している。このチャートに見られるように、公
知の模擬訓練装置は、訓練対象である実機３１の全体を
模擬した３次元ＣＧモデル３２を作成し、それをもとに
訓練対象を再現する仮想現実映像３３を実現し、訓練者
はその仮想現実映像の中で運転操作訓練３４を行う装置
である。
【０００４】訓練者が仮想現実映像の中だけで訓練を行
う公知の訓練装置には、その３次元ＣＧモデルを作成す
るために膨大な作業量を要するという問題があった。更
に、映像だけで訓練対象を再現しているため、操作を行
っても触感がえられず現実感に欠けるという問題点もあ
った。ＣＧモデルの作成のための作業量が少ないこと、
更に、模擬訓練操作に触感が得られることが好ましい。
う公知の訓練装置には、その３次元ＣＧモデルを作成す
るために膨大な作業量を要するという問題があった。更
に、映像だけで訓練対象を再現しているため、操作を行
っても触感がえられず現実感に欠けるという問題点もあ
った。ＣＧモデルの作成のための作業量が少ないこと、
更に、模擬訓練操作に触感が得られることが好ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
技術的背景に基づいてなされたものであり、次のような
課題を解決するものである。本発明の課題は、ＣＧモデ
ルの作成のための作業量が少ない運転操作訓練装置を提
供することにある。本発明の課題は、ＣＧモデルの作成
のための作業量が少ないが実機と同等な仮想現実を実現
することができる運転操作訓練装置を提供することにあ
る。本発明の更に他の課題は、ＣＧモデルの作成のため
の作業量が少なく操作に触感がある運転操作訓練装置を
提供することにある。
技術的背景に基づいてなされたものであり、次のような
課題を解決するものである。本発明の課題は、ＣＧモデ
ルの作成のための作業量が少ない運転操作訓練装置を提
供することにある。本発明の課題は、ＣＧモデルの作成
のための作業量が少ないが実機と同等な仮想現実を実現
することができる運転操作訓練装置を提供することにあ
る。本発明の更に他の課題は、ＣＧモデルの作成のため
の作業量が少なく操作に触感がある運転操作訓練装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による運転操作訓
練装置は、実機を模擬して作成する模擬機からなる運転
操作訓練装置において、前記模擬機は、実機のうち非可
動部分の部分が現実態として実現される現実部分と、前
記実機のうち可動部分の部分を仮想現実態として実現さ
れる仮想現実部分とからなり、更に、前記現実部分に前
記仮想現実部分を重畳して表示するための重畳表示手段
とからなることを特徴としている。その現実部分は実機
の筐体部分を備え、仮想現実部分は制御盤部分を備える
ことが特に好ましい。
練装置は、実機を模擬して作成する模擬機からなる運転
操作訓練装置において、前記模擬機は、実機のうち非可
動部分の部分が現実態として実現される現実部分と、前
記実機のうち可動部分の部分を仮想現実態として実現さ
れる仮想現実部分とからなり、更に、前記現実部分に前
記仮想現実部分を重畳して表示するための重畳表示手段
とからなることを特徴としている。その現実部分は実機
の筐体部分を備え、仮想現実部分は制御盤部分を備える
ことが特に好ましい。
【０００７】このように作成された映像は、筐体などの
非可動部分即ち映像として可変でない部分のＣＧ化が省
略されているが、制御盤などの可動部分は非可動部分に
重畳されて表示されているので、実機の全情報が仮想現
実としてＣＧ化されている映像に等価であり、訓練上の
支障はない。
非可動部分即ち映像として可変でない部分のＣＧ化が省
略されているが、制御盤などの可動部分は非可動部分に
重畳されて表示されているので、実機の全情報が仮想現
実としてＣＧ化されている映像に等価であり、訓練上の
支障はない。
【０００８】映像化装置としては、視界映像生成装置が
用いられることが好ましい。視界映像生成装置は、頭部
の装着する頭部装着機器が備えるヘッドマウントディス
プレイ（頭部装着表示装置）が用いられことが好まし
い。頭部装着機器に付属する視点検出装置により検出す
る両目視点に基づいて、非可動部分映像に可動部分映像
を重畳することが好ましい。
用いられることが好ましい。視界映像生成装置は、頭部
の装着する頭部装着機器が備えるヘッドマウントディス
プレイ（頭部装着表示装置）が用いられことが好まし
い。頭部装着機器に付属する視点検出装置により検出す
る両目視点に基づいて、非可動部分映像に可動部分映像
を重畳することが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による運転操作訓
練装置の形態を示している。訓練者が座る椅子１の前方
に、実機の非可動部分である制御盤の筐体が実物大モッ
クアップ１２として現実に物理的実体として即ち現実態
として作成され実現されている。椅子１に座る運転操作
の訓練者は、ヘルメットタイプのヘッドマウントディス
プレイ（頭部装着表示装置）２を頭部に装着している。
練装置の形態を示している。訓練者が座る椅子１の前方
に、実機の非可動部分である制御盤の筐体が実物大モッ
クアップ１２として現実に物理的実体として即ち現実態
として作成され実現されている。椅子１に座る運転操作
の訓練者は、ヘルメットタイプのヘッドマウントディス
プレイ（頭部装着表示装置）２を頭部に装着している。
【００１０】ヘッドマウントディスプレイ２は、ジェッ
ト戦闘機の操縦者等のために開発された立体表示装置で
あり、慣用手段である。これは、２次元映像表示面、両
眼とその２次元映像表示体との間に介設される焦点位置
調整用の光学レンズを含む光学系からなり、視点を異な
らせた２次元映像を２面で作成しそれぞれを２面の２次
元表示体に表示して、レンズを介して両眼でその２面の
映像を見ることにより、任意の位置の立体画像を視覚す
ることができるように調整制御された映像化装置であ
る。
ト戦闘機の操縦者等のために開発された立体表示装置で
あり、慣用手段である。これは、２次元映像表示面、両
眼とその２次元映像表示体との間に介設される焦点位置
調整用の光学レンズを含む光学系からなり、視点を異な
らせた２次元映像を２面で作成しそれぞれを２面の２次
元表示体に表示して、レンズを介して両眼でその２面の
映像を見ることにより、任意の位置の立体画像を視覚す
ることができるように調整制御された映像化装置であ
る。
【００１１】頭部装着表示装置２は、図３に示されるよ
うに、左目映像表示装置２６、右目映像表示装置２７を
備えている。頭部装着表示装置２には、更に、視点位置
検出装置２５、視界映像取込装置２０が付随している。
視点位置検出装置２５は、慣用手段である。例えば、磁
界発生装置と微少コイルを組み合わせた検出器により、
空間における位置及び向きを計測することができる公知
手段である。
うに、左目映像表示装置２６、右目映像表示装置２７を
備えている。頭部装着表示装置２には、更に、視点位置
検出装置２５、視界映像取込装置２０が付随している。
視点位置検出装置２５は、慣用手段である。例えば、磁
界発生装置と微少コイルを組み合わせた検出器により、
空間における位置及び向きを計測することができる公知
手段である。
【００１２】視界映像取込装置２０は、取込映像の画素
座標を持つＣＣＤカメラである。視界映像取込装置２０
は、頭部と同体（又は一体）であり、人の頭に対して相
対的に固定されている。訓練者の手指には、図１に示さ
れるように、手袋タイプのデータグローブと呼ばれる手
指動作検出装置２２が嵌め込まれている。手指動作検出
装置２２は、訓練者の手指の３次元座標位置と指の曲げ
角を数値化する。
座標を持つＣＣＤカメラである。視界映像取込装置２０
は、頭部と同体（又は一体）であり、人の頭に対して相
対的に固定されている。訓練者の手指には、図１に示さ
れるように、手袋タイプのデータグローブと呼ばれる手
指動作検出装置２２が嵌め込まれている。手指動作検出
装置２２は、訓練者の手指の３次元座標位置と指の曲げ
角を数値化する。
【００１３】このように数値化された数値は、訓練対象
模擬計算機２３、模擬視界映像生成装置２４に入力され
る。模擬視界映像生成装置２４で生成される視界映像の
信号が左目映像表示装置２６、右目映像表示装置２７に
送られて、視界映像が再生される。この再生により、訓
練者の目には、実物大モックアップ１２上に仮想現実映
像１４が重畳されて仮想現実態として実現する。
模擬計算機２３、模擬視界映像生成装置２４に入力され
る。模擬視界映像生成装置２４で生成される視界映像の
信号が左目映像表示装置２６、右目映像表示装置２７に
送られて、視界映像が再生される。この再生により、訓
練者の目には、実物大モックアップ１２上に仮想現実映
像１４が重畳されて仮想現実態として実現する。
【００１４】訓練者の手指は、実物大モックアップ１２
に接触させて置くことができ、空中に手指を常に浮かせ
ておく必要はない。訓練者は仮想現実の制御盤映像と実
物大モックアップ１２を同時に見ることができる。訓練
者は、手指で操作手段を動かすことにより変化する制御
盤の計器類、スイッチ類を見て、実機を扱うのと同じ感
触を持って、実機制御盤を使用したのと等価な訓練を実
施することができる。仮想現実映像は、スイッチ類、計
器類であり、特には、可動部分である。
に接触させて置くことができ、空中に手指を常に浮かせ
ておく必要はない。訓練者は仮想現実の制御盤映像と実
物大モックアップ１２を同時に見ることができる。訓練
者は、手指で操作手段を動かすことにより変化する制御
盤の計器類、スイッチ類を見て、実機を扱うのと同じ感
触を持って、実機制御盤を使用したのと等価な訓練を実
施することができる。仮想現実映像は、スイッチ類、計
器類であり、特には、可動部分である。
【００１５】図２の機能チャートに示されているよう
に、訓練対象であるプラント制御盤実機１１に対して制
御盤を構成する箱型の筐体部分だけを模擬した簡単な実
物大モックアップ１２が物理的に作成される。更に、実
際の操作対象である制御盤上の計器類、スイッチ類に関
しては、３次元ＣＧモデル１３が作成される。３次元Ｃ
Ｇモデル１３をもとにして、計器類、スイッチ類に関し
て、仮想現実映像１４が実現される。仮想現実映像１４
は、実物大モックアップ１２上に重畳表示される。訓練
者は、このように重畳表示された映像を見て運転操作訓
練を行う。
に、訓練対象であるプラント制御盤実機１１に対して制
御盤を構成する箱型の筐体部分だけを模擬した簡単な実
物大モックアップ１２が物理的に作成される。更に、実
際の操作対象である制御盤上の計器類、スイッチ類に関
しては、３次元ＣＧモデル１３が作成される。３次元Ｃ
Ｇモデル１３をもとにして、計器類、スイッチ類に関し
て、仮想現実映像１４が実現される。仮想現実映像１４
は、実物大モックアップ１２上に重畳表示される。訓練
者は、このように重畳表示された映像を見て運転操作訓
練を行う。
【００１６】図３は、図２に示した機能チャートを実現
する回路ブロックを示している。訓練対象データベース
２１は、仮想現実映像によりプラント制御盤上に重畳表
示される計器類、操作対象であるスイッチ類の形状、盤
面上の配置、その動作を定義するデータを含む。
する回路ブロックを示している。訓練対象データベース
２１は、仮想現実映像によりプラント制御盤上に重畳表
示される計器類、操作対象であるスイッチ類の形状、盤
面上の配置、その動作を定義するデータを含む。
【００１７】手指動作検出装置２２は、訓練者の手指の
３次元座標位置と指の曲げ角を数値化してその数値を訓
練対象模擬計算機２３と模擬視界映像生成装置２４に送
信する。訓練対象模擬計算機２３は、訓練対象データベ
ース２１から得られるスイッチ類の状態、手指動作検出
装置２２から得られる訓練者の手指の位置とその状態に
基づいて、訓練者が行った操作を特定し、制御対象のプ
ラントの内部状態のシミュレーションを行う。その結果
をもとに、訓練対象模擬計算機２３は模擬視界映像生成
装置２４に対して制御盤上の計器類とスイッチ類の最新
状態を描画するために必要な情報を指示する。
３次元座標位置と指の曲げ角を数値化してその数値を訓
練対象模擬計算機２３と模擬視界映像生成装置２４に送
信する。訓練対象模擬計算機２３は、訓練対象データベ
ース２１から得られるスイッチ類の状態、手指動作検出
装置２２から得られる訓練者の手指の位置とその状態に
基づいて、訓練者が行った操作を特定し、制御対象のプ
ラントの内部状態のシミュレーションを行う。その結果
をもとに、訓練対象模擬計算機２３は模擬視界映像生成
装置２４に対して制御盤上の計器類とスイッチ類の最新
状態を描画するために必要な情報を指示する。
【００１８】一方、訓練者は、視点位置検出装置２５、
左目映像表示装置２６、右目映像表示装置２７を含む頭
部装着表示装置２を頭部に装着する。視点位置検出装置
２５で検出した視点位置は、後述の補正量計算装置２８
を通して、左右視点位置計算装置２９に送られる。
左目映像表示装置２６、右目映像表示装置２７を含む頭
部装着表示装置２を頭部に装着する。視点位置検出装置
２５で検出した視点位置は、後述の補正量計算装置２８
を通して、左右視点位置計算装置２９に送られる。
【００１９】左右視点位置計算装置２９では、視点位置
検出装置２５で計測されたセンサの位置情報と、そのセ
ンサの装着オフセット、訓練者の眼間距離をもとに左右
視点位置を計算し、それらを模擬視界映像生成装置２４
に送る。模擬視界映像生成装置２４では、これらの視点
位置をもとに左目用と右目用の視界映像を作成し、それ
ぞれ左目映像表示装置２６、右目映像表示装置２７に送
り、訓練者は仮想現実映像による制御盤上の計器類、ス
イッチ類を３次元的に認識することができる。
検出装置２５で計測されたセンサの位置情報と、そのセ
ンサの装着オフセット、訓練者の眼間距離をもとに左右
視点位置を計算し、それらを模擬視界映像生成装置２４
に送る。模擬視界映像生成装置２４では、これらの視点
位置をもとに左目用と右目用の視界映像を作成し、それ
ぞれ左目映像表示装置２６、右目映像表示装置２７に送
り、訓練者は仮想現実映像による制御盤上の計器類、ス
イッチ類を３次元的に認識することができる。
【００２０】視点位置検出装置２５に用いられる磁気セ
ンサ、超音波センサは計測誤差を含んでいるため、既述
の手法で得られた計器類、スイッチ類の仮想映像は、こ
のままでは、制御盤筐体である実物大モックアップ１２
に正しく重畳しない。このような誤差を解消し、仮想現
実映像を正しく実物大モックアップ１２に重畳させるた
めに、実物大モックアップ１２に、予め既知の複数箇所
にマーカーを装着する。
ンサ、超音波センサは計測誤差を含んでいるため、既述
の手法で得られた計器類、スイッチ類の仮想映像は、こ
のままでは、制御盤筐体である実物大モックアップ１２
に正しく重畳しない。このような誤差を解消し、仮想現
実映像を正しく実物大モックアップ１２に重畳させるた
めに、実物大モックアップ１２に、予め既知の複数箇所
にマーカーを装着する。
【００２１】視界映像取込装置２０では、訓練者の視点
位置からこのマーカーを含んだ視界映像を取り込み、補
正量計算装置２８に送る。補正量計算装置２８では、視
点位置検出装置２５から得られる誤差を含んだ視点位置
をもとに計算した仮想映像上のマーカー位置と、視界映
像取込装置２０から得たマーカー位置を比較し、前者を
後者に一致させるような補正量を計算し、新たな視点位
置として左右視点位置計算装置２９に送る。このような
補正方法と補正量により、実物大モックアップ１２上に
仮想現実映像による計器類を正確に重畳表示して、両者
を併用した訓練を実施することができる。
位置からこのマーカーを含んだ視界映像を取り込み、補
正量計算装置２８に送る。補正量計算装置２８では、視
点位置検出装置２５から得られる誤差を含んだ視点位置
をもとに計算した仮想映像上のマーカー位置と、視界映
像取込装置２０から得たマーカー位置を比較し、前者を
後者に一致させるような補正量を計算し、新たな視点位
置として左右視点位置計算装置２９に送る。このような
補正方法と補正量により、実物大モックアップ１２上に
仮想現実映像による計器類を正確に重畳表示して、両者
を併用した訓練を実施することができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明による運転操作訓練装置は、膨大
な作業を要することなく、仮想現実映像を用いた模擬実
機の運転操作訓練を行うことができ、且つ、物理的現実
感を持たせた訓練が可能である。
な作業を要することなく、仮想現実映像を用いた模擬実
機の運転操作訓練を行うことができ、且つ、物理的現実
感を持たせた訓練が可能である。
【図１】図１は、本発明による運転操作訓練装置の実施
の形態を示す装置の斜軸投影図である。
の形態を示す装置の斜軸投影図である。
【図２】図２は、機能チャート図である。
【図３】図３は、本発明による運転操作訓練装置の実施
の形態を示す回路ブロック図である。
の形態を示す回路ブロック図である。
【図４】図４は、従来の訓練装置の機能チャート図であ
る。
る。
１…椅子 ２…頭部装着表示装置 １２…実物大モックアップ １４…仮想現実映像 ２０…視界映像取込装置（カメラ） ２２…手指動作検出装置 ２３…訓練対象模擬計算機 ２４…模擬視界映像生成装置 ２５…視点位置検出装置 ２６…左目映像表示装置 ２７…右目映像表示装置 ２９…左右視点位置計算装置
Claims (2)
- 【請求項１】実機を模擬して作成する模擬機からなる運
転操作訓練装置において、 前記模擬機は、 実機のうち非可動部分の部分が現実態として実現される
現実部分と、 前記実機のうち可動部分の部分を仮想現実態として実現
される仮想現実部分とからなり、 更に、前記現実部分に前記仮想現実部分を重畳して表示
するための重畳表示手段とからなることを特徴とする運
転操作訓練装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記現実部分は前記実機の筐体部分を備え、 前記仮想現実部分は制御盤部分を備えることを特徴とす
る運転操作訓練装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10285253A JP2000112334A (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 運転操作訓練装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10285253A JP2000112334A (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 運転操作訓練装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000112334A true JP2000112334A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17689114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10285253A Withdrawn JP2000112334A (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 運転操作訓練装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000112334A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004252024A (ja) * | 2003-02-19 | 2004-09-09 | Komatsu Forklift Co Ltd | 作業車両の運転操作シミュレーション装置、及びそれを用いた作業車両の運転操作講習方法 |
| JP2007163367A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | カメラ情報解析装置 |
| JP2010066898A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Canon Inc | 三次元ｃａｄシステム |
| CN107767720A (zh) * | 2016-08-18 | 2018-03-06 | 天津康途科技有限公司 | 一种采用虚拟现实技术的电梯维保培训系统 |
| CN110045826A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-07-23 | 北京小马智行科技有限公司 | 应用于车辆的虚拟现实体验方法、装置和系统 |
| JP2020013035A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 三菱重工業株式会社 | 訓練装置、訓練システム、訓練方法、及びプログラム |
| CN113763799A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-07 | 三峡大学 | 一种振荡扑翼波浪能发电装置的实验平台及方法 |
-
1998
- 1998-10-07 JP JP10285253A patent/JP2000112334A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8643676B2 (en) | 2008-09-09 | 2014-02-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Mixed reality space image providing apparatus |
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| JP7129839B2 (ja) | 2018-07-19 | 2022-09-02 | 三菱重工業株式会社 | 訓練装置、訓練システム、訓練方法、及びプログラム |
| CN110045826A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-07-23 | 北京小马智行科技有限公司 | 应用于车辆的虚拟现实体验方法、装置和系统 |
| CN113763799A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-07 | 三峡大学 | 一种振荡扑翼波浪能发电装置的实验平台及方法 |
| CN113763799B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-02-03 | 三峡大学 | 一种振荡扑翼波浪能发电装置的实验平台及方法 |
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