JP2000147997A - 車両の運転訓練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少ない記憶容量でも、低速域でのスムーズな映
像を投影することが可能な車両の運転訓練装置を提供す
る。 【解決手段】路線上を車両が任意の速度で走行した状況
で撮影した運転席前方の連続した景色の映像を格納し再
生する第一の映像再生手段と、該任意の速度よりも低速
で該路線上を車両が走行した状況で撮影した運転席前方
の任意の停車位置前後における景色の映像を格納し再生
する第二の映像再生手段と、該模擬運転席での加速制御
および減速制御に従って該路線上での車両の位置および
速度を得る運転制御手段と、該運転制御手段で得た車両
の速度、加速度及び位置に合わせて両映像再生手段にお
ける再生映像を決定して該各映像再生手段に再生する映
像を指示するとともに該運転制御手段で得た車両の速度
に合わせて両映像再生手段における映像の再生を切り替
えることを決定する映像制御手段と、該映像制御手段に
おける映像再生の切替決定に従ってスクリーンに路線映
像を表示する映像を切り替える映像切替手段とを備えた
車両の運転訓練装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は模擬運転席前方のス
クリーンに路線映像を投影して、模擬運転台からの力行
制御及びブレーキ制御などの運転操作によって車両の運
転を訓練する車両の運転訓練装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術では、任意の一定速度で撮影
された映像を信号化してレーザデイスクに格納してお
き、再生してスクリーンに投影するに当たっては、車両
が運転される加速制御や減速制御におけるシミュレーシ
ョン速度に応じて、撮影した映像のコマ（フレーム）を
抜いたり（コマ落としまたはコマ飛し）、重複させる
（コマ重ね）ことで映像の速度感を変化させており、撮
影する映像は１種類しか使用していなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の運転訓
練装置では、停車の運転訓練を行う場合に車両速度が低
速域となり、極端なコマの重複が発生して、スムーズな
映像を投影することが不可能となる問題点が有った。こ
のため、スムーズな映像を実現するためには、撮影する
速度を遅くし、細かい時間単位のコマを記憶しておく必
要が有った。ところがこの場合には、撮影した映像の記
憶容量の増大が問題となっていた。

【０００４】本発明の目的は、少ない記憶容量でも、低
速域でのスムーズな映像を投影することが可能な車両の
運転訓練装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明車両運転訓練装置の特徴は、模擬運転席前方のスクリ
ーンに路線映像を表示して運転訓練を行う車両の運転訓
練装置において、路線上を車両が任意の速度で走行した
状況で撮影した運転席前方の連続した景色の映像を格納
し再生する第一の映像再生手段と、該任意の速度よりも
低速で該路線上を車両が走行した状況で撮影した運転席
前方の任意の停車位置前後における景色の映像を格納し
再生する第二の映像再生手段と、該模擬運転席での加速
制御および減速制御に従って該路線上での車両の位置お
よび速度を得る運転制御手段と、該運転制御手段で得た
車両の速度、加速度及び位置に合わせて該第一の映像再
生手段および第二の映像再生手段における再生映像を決
定して該各映像再生手段に再生する映像を指示するとと
もに該運転制御手段で得た車両の速度に合わせて該第一
の映像再生手段および第二の映像再生手段における映像
の再生を切り替えることを決定する映像制御手段と、該
映像制御手段における映像再生の切替決定に従って該ス
クリーンに路線映像を表示する映像を切り替える映像切
替手段と、を備えたことにある。

【０００６】また、上記目的を達成する本発明車両運転
訓練装置の他の特徴は、該映像制御手段は映像の再生を
切り替えるポイントが車両の加速制御中での速度と減速
制御中での速度で異なること、さらには、該第二の映像
再生手段に格納された映像は、駅ならびにその前後の景
色の映像であること、さらにまた、該映像制御手段は映
像の再生を切り替えるポイントが駅発車時に第一の映像
再生手段に格納された映像を用い、駅付近での減速時に
第二の映像再生手段に格納された映像を用いるようにな
されていること、にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。図１に、本発明の一実施になる電車の運転訓練装
置のシステム構成を示す。

【０００８】図１において、１０は模擬運転席１１と模
擬運転台１２から構成される運転操作装置、２０は入出
力部、３０は運転制御装置、４０は映像制御装置であ
る。５１、５２は第一、第二映像再生装置であり、それ
ぞれ１秒間に６０画像（コマ）の静止画像として予め撮
影された路線映像のデータを格納した光ディスクを回転
させて路線映像を再生する。６０は第一、第二映像再生
装置５１、５２での映像再生を同期させる同期信号発生
装置、７０は両映像再生装置５１、５２での再生映像を
切り替える映像切換器、８０は映像を投影して表示する
映像表示装置、９０は車両の走行音、ブレーキ音、警笛
音などの音声信号を格納した音源装置、１００は音声増
幅器、１１０はスピーカである。

【０００９】運転制御装置３０は、運転操作装置１０か
ら訓練者の運転操作に基づいた力行又はブレーキのノッ
チ信号を入出力部２０を介して受け取ると、それぞれの
ノッチ信号に対応した電車の走行を公知の技術によりシ
ミュレーションする、即ち、ノッチ信号に対応したモー
タ特性やブレーキ力特性から電車に対するトルクを求
め、このトルクを用いて電車の運動方程式を計算するこ
とで電車の速度、加速度及び路線上での位置、つまり始
発駅からの走行距離を求める。

【００１０】映像制御装置４０は、運転制御装置３０か
ら送られてくる電車の速度、加速度及び路線上での位
置、つまり始発駅からの走行距離のデータに基づいて後
述するように両映像再生装置５１、５２での映像の再生
を制御するために、両映像再生装置５１、５２での映像
データのコマ番号と路線上での電車の位置（現地点）、
つまり始発駅からの走行距離とを対応させる対応テーブ
ル、及び運転制御装置３０から送られてくる電車の速
度、加速度及び路線上での位置、つまり始発駅からの走
行距離のデータのうち前回のデータと今回（現時点）の
データを記憶しておくＲＡＭを備え、また、電車の速度
及び加速度に応じて両映像再生装置５１、５２での映像
データのうちどのコマを用いるかを決定しその結果とし
てコマを抜く（飛す）か重ねるか１コマずつ進めるか、
さらには両映像再生装置５１、５２の映像データのうち
どちらの両映像再生装置５１、５２での映像データを使
用するかを判断する演算部などを備えている。

【００１１】第一映像再生装置５１は、電車が走行する
全路線について路線上を任意の速度、例えば３０Ｋｍ／
ｈの定速で連続して走行した状況で１秒間に６０画像
（コマ）の静止画像として撮影した運転席前方の景色の
路線映像データについて各コマ毎にコマ番号を付けて格
納しており、映像制御装置４０からコマ番号を指定され
ると、そのコマ番号の路線映像データを再生するもので
ある。

【００１２】第二映像再生装置５２は、第一映像再生装
置５１に格納した映像を撮影した時よりも低速、例えば
１０Ｋｍ／ｈの定速で駅ならびにその前後の範囲を走行
した状況で１秒間に６０画像（コマ）の静止画像として
撮影した運転席前方の景色の路線映像データについて各
コマ毎にコマ番号を付けて格納しており、映像制御装置
４０からコマ番号を指定されると、そのコマ番号の路線
映像データを再生するものである。

【００１３】両映像再生装置５１、５２の各静止画像
（コマ）に付けるコマ番号は、電車の全行程について連
続したものとし、両映像再生装置５１、５２における同
じ静止画像には同じコマ番号を付けると映像制御装置４
０での対応テーブルの作成、即ち、コマ番号と路線上で
の電車の位置（現地点）、つまり始発駅からの走行距離
との対応付けを容易に行うことができる。

【００１４】音源装置９０は、電車が全路線を走行する
際に発生する音声のデータをその発生地点に対応させる
対応テーブルと運転制御装置３０から得る電車の路線上
の位置、つまり始発駅からの走行距離のデータに基づい
てどの音声を再生するか判断する演算部を備えている。

【００１５】図２及び図３に従って路線映像の再生につ
いて説明する。図２は映像制御装置４０での映像再生処
理のフローを示す図、図３はＫ駅からＭ駅間を電車が走
行する場合の両映像再生装置５１、５２の映像切り替え
の状況を説明する図で、先頭車両における運転席の位置
を基準として速度を表示している。

【００１６】図１の模擬運転席１１に訓練者が居て模擬
運転台１２のノッチを操作し、電車が始発駅であるＫ駅
を出発する状況にあるとする。

【００１７】電車の入線に伴うＫ駅での停止で、映像制
御装置４０は、図２のステップ（以下、Ｓと略記）１０
０において初期化処理を行い、現時速は０Ｋｍ／ｈ、映
像データは１０Ｋｍ／ｈのもの、即ち、第二映像再生装
置５２を使用すると指定する。また、常に電車が発進し
たか確認するため、Ｓ２００で運転制御装置３０から現
時速と現地点の取り込みを行い、古いデータは取り込ん
だ新たなデータに更新する。そして、Ｓ３００でシミュ
レーションは終了か判断する、つまり、終着駅に到達し
たか、あるいは運転訓練そのものが中止されるのかを判
断し、そうでなければＳ４００に進む。

【００１８】初期化処理Ｓ１００で１０Ｋｍ／ｈの映像
データを使用すると設定されており、第二映像再生装置
５２の映像が再生されるが、電車はＫ駅に停止している
ので、Ｓ４００では、最初のコマ番号が指定される。

【００１９】訓練者が力行ノッチを操作しない状況にあ
り、Ｓ５００で現時速は１５Ｋｍ／ｈ以下であると判断
されるのでＳ２００に戻り、Ｓ３００を経てＳ４００で
再び最初のコマ番号が指定されることを繰り返している
間中、静止映像が表示され続ける。

【００２０】訓練者が力行ノッチを操作すると、運転制
御装置３０から現時速や加速度、現在位置が演算され、
映像制御装置４０はＳ２００で現時速、加速度及び現地
点を取り込み、Ｓ３００でシミュレーション継続（シミ
ュレーションは終了ではない）と判断されるに及んでＳ
４００に進み、映像コマ番号決定が行われる。

【００２１】映像コマ番号決定ステップ（Ｓ４００）で
は、先ず、現在のコマ番号の取り込みを行う。そしてそ
の時の速度と加速度から現在位置に対し次に表示するま
でに電車が移動する距離を演算し、その距離に対応した
コマ番号を次に表示する映像として指定することでコマ
を飛す（抜く）かの処理を行う。電車の発進時には加速
をするのでコマ飛しとなる。

【００２２】発進直後の速度は低く初期化処理Ｓ１００
で１０Ｋｍ／ｈの映像データを使用すると設定されてい
るので、第二映像再生装置５２の映像が再生され、映像
切換器７０を通して映像表示装置８０で表示される。そ
してＳ５００でＳ２００で更新されている前回の時速が
１５Ｋｍ／ｈ以下で現時速が１５Ｋｍ／ｈ以上であるか
判断し、現時速が１５Ｋｍ／ｈ以下であれば、Ｓ２００
に戻って、Ｓ２００からＳ５００の処理を繰り返す。こ
の間運転制御装置３０は力行ノッチの操作に従って現時
速を上げ現地点はＭ駅に向かって進んでいくから、それ
に見合うように映像制御装置４０ではコマ番号を対応テ
ーブルから得て新たな映像を表示させていく。

【００２３】Ｓ２００からＳ５００の処理を繰り返すう
ちにＳ５００で現時速が１５Ｋｍ／ｈを越えたと判断さ
れると、Ｓ６００に進み、映像制御装置４０は第一映像
再生装置５１の映像データを用いるように映像切替器７
０に指令を出し（３０Ｋｍ／ｈの映像データに切替
え）、Ｓ２００に戻る。図３における期間Ｔ１は第二映
像再生装置５２の映像データで映像の投影（表示）を実
行した期間である。

【００２４】図２のＳ２００に戻りＳ４００に進むと、
第一映像再生装置５１の映像データを用いているのでＳ
７００に進み、Ｍ駅付近であるか判断をする。当然のこ
ととしてＭ駅付近ではないのでＳ２００に戻り、Ｓ２０
０乃至Ｓ７００を繰り返す。その間、Ｓ４００でのコマ
番号の決定法は同じであるから説明は省く。ノッチオフ
で惰行運転に移行していると加速は止まっているが、電
車は高速で走行しているので、速度に見合った表示周期
間の移動距離に対応したコマを決定し映像を表示させ
る。

【００２５】訓練者がブレーキノッチを操作し減速が進
み駅付近であるとＳ７００で判断すると、Ｓ８００にお
いて前回の時速が２０Ｋｍ／ｈで現時速が２０Ｋｍ／ｈ
以下か判断し、以下になるまでＳ２００乃至Ｓ８００を
繰り返す。２０Ｋｍ／ｈ以下になると、Ｓ９００で第二
映像再生装置５２における１０Ｋｍ／ｈの映像データを
用いるように切替えをしてＳ２００に戻る。ここまでの
第一映像再生装置５１の映像を再生している期間を図３
にＴ２で示している。減速が大きい場合、コマ重ねが行
われる。

【００２６】この減速中は、第二映像再生装置５２にお
ける１０Ｋｍ／ｈの映像データを用いていることでコマ
重ねを極端に行う必要はなくなり、電車がゆっくりと走
行する映像を表示するようになる。

【００２７】そしてＭ駅に停車すると、Ｓ３００で途中
駅と判断され、Ｓ４００に進む。

【００２８】期間Ｔ２以降のＭ駅停止までの第二映像再
生装置５２を使用した映像再生の期間を図３にＴ３で示
した。

【００２９】Ｍ駅を発車する後のことは、以上の処理の
繰り返しになるので、煩雑化を避けるために説明は省く
が、終着駅においては、Ｓ３００で映像制御装置４０で
の映像再生処理は終了とされる。

【００３０】図３に示すように、駅付近の減速期間Ｔ３
と加速期間Ｔ１を加算した範囲よりも広い範囲（期間）
Ｔ４で映像を撮影しておくと、図２のＳ７００における
駅付近か、即ち、１0Ｋｍ／ｈの映像データ有りかの判
断が容易に行われ、映像の切替えが円滑に行われる。

【００３１】また、映像の切替えにおいて、その判断基
準とする電車の速度に差を持たせる、即ち、映像の再生
を切り替えるポイントが車両の加速制御中での速度と減
速制御中での速度が異なることで、切替えは円滑に行わ
れる。加速時にコマ飛し（コマ抜き）をすれば加速感が
得られるので、低い速度において映像の切替えをしても
違和感を生じない。一方、減速時に極端なコマ重ねが生
じると映像はステップ状に表示されるようになり違和感
が出るので、早めに、即ち、２０Ｋｍ／ｈ程度の中速走
行中から切替えをすることで、訓練者に違和感を与えな
い。

【００３２】音源装置９０は運転制御装置３０が出す現
時速や現地点の指令に従って映像表示装置８０で投影表
示される映像に即した臨場感を出す音声をスピーカから
再生する。

【００３３】他の実施形態として、駅付近での減速制御
中のみに第二映像再生装置５２における１０Ｋｍ／ｈの
映像データを用い、訓練者に違和感を与えないようにし
ても良い。この場合は、図２のＳ１００の初期化処理で
は、現時速=０Ｋｍ／ｈ、映像データ=３０Ｋｍ／ｈと
し、Ｓ６００での判断基準を前回時速０Ｋｍ／ｈで現時
速>０Ｋｍ／ｈであればＳ７００に進むようにする。そ
うすると発車すれば第一映像再生装置５１における３０
Ｋｍ／ｈの映像データが用いられ、図２の期間Ｔ１は消
される。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、少
ない記憶容量でも低速域でのスムーズな映像を投影する
ことが可能な車両の運転訓練装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態になる車両の運転訓練装置
の構成を示す図である。

【図２】図１における映像制御装置での映像再生処理の
フローを示す図である。

【図３】Ｋ駅からＭ駅間を電車が走行する場合に図１に
おける映像制御装置で両映像再生装置の映像切り替えの
状況を説明する図である。

【符号の説明】

１０・・・運転操作装置 １１・・・模擬運転席 １２・・・模擬運転台 ２０・・・入出力部 ３０・・・運転制御装置 ４０・・・映像制御装置 ５１・・・第一映像再生装置 ５２・・・第二映像再生装置 ６０・・・同期信号発生装置 ７０・・・映像切換器 ８０・・・映像表示装置 ９０・・・音源装置 １００・・音声増幅器 １１０・・スピーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 裕之 茨城県ひたちなか市堀口832番地の２ 日 立テクノエンジニアリング株式会社水戸事 業所内 Ｆターム(参考） 9A001 DD12 HH26 HH30 HH32 JZ77 KK09 KK56 KK63

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】模擬運転席前方のスクリーンに路線映像を
   表示して運転訓練を行う車両の運転訓練装置において、 路線上を車両が任意の速度で走行した状況で撮影した運
   転席前方の連続した景色の映像を格納し再生する第一の
   映像再生手段と、 該任意の速度よりも低速で該路線上を車両が走行した状
   況で撮影した運転席前方の任意の停車位置前後における
   景色の映像を格納し再生する第二の映像再生手段と、 該模擬運転席での加速制御および減速制御に従って該路
   線上での車両の位置および速度を得る運転制御手段と、 該運転制御手段で得た車両の速度、加速度及び位置に合
   わせて該第一の映像再生手段および第二の映像再生手段
   における再生映像を決定して該各映像再生手段に再生す
   る映像を指示するとともに該運転制御手段で得た車両の
   速度に合わせて該第一の映像再生手段および第二の映像
   再生手段における映像の再生を切り替えることを決定す
   る映像制御手段と、 該映像制御手段における映像再生の切替決定に従って該
   スクリーンに路線映像を表示する映像を切り替える映像
   切替手段と、 を備えたこと特徴とする車両の運転訓練装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両の運転訓練装置にお
   いて、 該映像制御手段は映像の再生を切り替えるポイントが車
   両の加速制御中での速度と減速制御中での速度で異なる
   ことを特徴とする車両の運転訓練装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の車両の運転訓練装置にお
   いて、 該第二の映像再生手段に格納された映像は、駅ならびに
   その前後の景色の映像であることを特徴とする車両の運
   転訓練装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の車両の運転訓練装置にお
   いて、 該映像制御手段は映像の再生を切り替えるポイントが駅
   発車時に第一の映像再生手段に格納された映像を用い、
   駅付近での減速時に第二の映像再生手段に格納された映
   像を用いるようになされていることを特徴とする車両の
   運転訓練装置。