JP2000293094A

JP2000293094A - 運転シミュレーション装置

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Publication number: JP2000293094A
Application number: JP11097786A
Authority: JP
Inventors: Shuji Shiraishi; 修士白石; Nobuharu Kuriki; 信晴栗城; Osamu Yamamoto; 修山本; Takashi Nishihara; 隆西原; Yutaka Nishi; 裕西; Mitsuya Serizawa; 満也芹沢; Yuichi Hashimoto; 勇一橋本; Toyotaka Torii; 豊隆鳥井; Akihiko Otsu; 明彦大津; Takuya Sakai; 琢哉酒井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2000-10-20
Anticipated expiration: 2019-04-05
Also published as: JP4235308B2

Abstract

(57)【要約】【課題】実車両に近い揺動動作および乗車感を実現する
ことができ、また、シミュレータ酔いを回避することの
できる運転シミュレーション装置を提供する。【解決手段】ホストコンピュータ１８のキーボード１７
０からコックピット１６の揺動中心点の位置情報として
実車両の重心位置および運転者の頭部位置を車両運動計
算部１６２に設定し、前記位置情報に従ってコックピッ
ト１６の姿勢を求め、モーションコントローラ２０に出
力し、モーションベース１２を駆動することにより、こ
れらの揺動中心を中心としてコックピット１６を動作さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の運転に必要
な各種操作機器、メータ類を有し、運転者を収容するコ
ックピットと、前記コックピットを揺動可能な状態で支
持するモーションベースとを備え、前記運転者の操作に
応じて前記モーションベースを制御する運転シミュレー
ション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、運転者の技能訓練や自動車の
研究開発等に利用する装置として、運転シミュレーショ
ン装置が知られている。この運転シミュレーション装置
は、運転者が搭乗し各種操作を行うためのコックピット
と、走行路や他車を含む情景をコンピュータグラフィッ
クスを用いて運転者の前面に表示するスクリーンと、コ
ックピットを支持し、運転者の操作に応じてコックピッ
トを揺動させるモーションベースと、これらの制御を行
う制御部とから基本的に構成されている。

【０００３】ところで、実車両においては、揺動中心が
車両の重心位置となるのに対して、運転シミュレーショ
ン装置においては、揺動中心がモーションベース側に設
定されてしまうことがある。このような状態でシミュレ
ーションを行った場合、運転者の頭部が揺動中心から大
きく離れているため、特に大きな加減速を伴う動作が継
続した場合、いわゆる、シミュレータ酔いを催すことが
ある。

【０００４】そこで、特開平８−２４８８７２号公報に
開示された従来技術では、コックピットの加減速が大き
くなるに従い、揺動中心点が運転者の頭部に近づくよう
に制御することで、運転者に対する不快感を軽減するよ
うにしている。

【０００５】しかしながら、このようにコックピットの
動作を制御した場合、不快感は軽減されるものの、状況
によっては、実車両の動作に応じた乗車感を得ることが
できなくなってしまうおそれがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の不都
合を解決すべくなされたものであって、実車両に近い揺
動動作および乗車感を実現することのできる運転シミュ
レーション装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明では、車両の運転に必要な各種操作機器、
メータ類を有し、運転者を収容するコックピットと、コ
ックピットを揺動可能な状態で支持するモーションベー
スとを備え、運転者の操作に応じてモーションベースを
制御する運転シミュレーション装置において、運転者の
操作に応じて演算された車両運動情報から、前記車両の
重心位置を揺動中心として前記モーションベースを駆動
制御するための第１制御信号を演算するとともに、前記
コックピット内の前記運転者の頭部位置を揺動中心とし
て前記モーションベースを駆動制御するための第２制御
信号を演算し、前記第１制御信号と前記第２制御信号と
を加算した制御信号に基づいて前記コックピットを駆動
制御する。

【０００８】この場合、実車両のロール、ピッチ、ヨー
の動きは、車両の重心位置を中心として発生している。
一方、進行方向の加減速感や横方向の加減速感は、運転
シミュレーションの場合、重力を利用して運転者に感じ
させる必要がある。そこで、それぞれの動きを独立に求
め、モーションベースにそれらを加算した制御信号を供
給することにより、違和感のない運転シミュレーション
を行う。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本実施形態の運転シミュ
レーション装置１０を示す。この運転シミュレーション
装置１０は、モーションベース１２と、前記モーション
ベース１２上に戴置されるキャビン１４と、キャビン１
４内に収容されるコックピット１６とを備える。

【００１０】一方、運転シミュレーション装置１０は、
ホストコンピュータ１８によって全体が制御されてお
り、このホストコンピュータ１８には、モーションベー
ス１２を運転者の操作に基づいて揺動制御するモーショ
ンコントローラ２０と、コックピット１６内の各種操作
機器とホストコンピュータ１８との間で多数の信号の授
受を行うためのコックピットインタフェースユニット２
２と、運転者に対して走行中の仮想効果音を提供するた
めの音響コントローラ２４と、コンピュータグラフィッ
クスを用いて運転者に対し走行路や他車を含むシミュレ
ーション画像を提供するＣＧ発生装置２６とがネットワ
ーク回路であるＬＡＮ（Local Area Network）２８によ
って接続される。また、コックピット１６には、シミュ
レーションに係る複数の画面を合成する画面合成装置３
０が接続されており、この画面合成装置３０によって合
成された画面がオペレータのディスプレイ３２に表示さ
れる。さらに、コックピット１６には外部のスピーカ３
４が接続されており、このスピーカ３４を用いて運転者
の音声がオペレータに伝達される。

【００１１】モーションベース１２は、図２に示すよう
に、三角形状に連結される３本の下部支持バー３６ａ〜
３６ｃと、三角形状に連結される３本の上部支持バー３
８ａ〜３８ｃと、下部支持バー３６ａ〜３６ｃおよび上
部支持バー３８ａ〜３８ｃを連結する６本のシリンダＡ
〜Ｆとを備える。シリンダＡ〜Ｆは、下部支持バー３６
ａ〜３６ｃによって構成される三角形の各頂点と上部支
持バー３８ａ〜３８ｃによって構成される三角形の各頂
点とを連結するボールねじ機構からなる。すなわち、シ
リンダＡ〜Ｆは、下部支持バー３６ａ〜３６ｃ側に揺動
自在に連結される筒状部４０と、筒状部４０に挿入さ
れ、上部支持バー３８ａ〜３８ｃ側に揺動自在に連結さ
れるロッド部４２とから構成される。ロッド部４２の下
部支持バー３６ａ〜３６ｃ側には、外周部に図示しない
雄ねじが形成されており、この雄ねじが筒状部４０内に
配設される図示しない雌ねじ部材に螺合する。前記雌ね
じ部材は、筒状部４０の外周部に装着されたシリンダ駆
動モータ４４Ａ〜４４Ｆによって回転可能に構成され
る。

【００１２】上部支持バー３８ａ〜３８ｃの上部には、
ガイドブラケット４６ａ〜４６ｆが同一円周上となるよ
うに固定されており、これらのガイドブラケット４６ａ
〜４６ｆに回転テーブル４８が回転自在に支持される。
この回転テーブル４８の下面部には、上部支持バー３８
ａ〜３８ｃの中央部に装着された装着板５０を介してテ
ーブル駆動モータ５２が装着される。また、下部支持バ
ー３６ａ〜３６ｃの中央部には、装着板５４を介してモ
ータドライバ５６が配置される。このモータドライバ５
６は、各シリンダＡ〜Ｆのシリンダ駆動モータ４４Ａ〜
４４Ｆおよびテーブル駆動モータ５２の駆動制御を行
う。

【００１３】モーションベース１２の上部に配置される
キャビン１４は、モーションベース１２を構成する回転
テーブル４８によって回転可能に支持される。すなわ
ち、キャビン１４は、図３〜図５に示すように、モーシ
ョンベース１２を構成する各シリンダＡ〜Ｆによって
Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸の周りにロール角φ、ピッチ角θ、ヨ
ー角ψだけ揺動自在であるとともに、回転テーブル４８
によってＺ軸の周りにヨー角ψ_Yだけ揺動自在に構成さ
れる。また、キャビン１４は、前後、左右、上下の各方
向にも移動可能である。なお、図３〜図５は、コックピ
ット１６の揺動中心点を車両の重心位置に相当する点Ｒ
Ｇに設定した場合を示す。

【００１４】キャビン１４は、略遮光状態とすべくその
内部に収容されるコックピット１６を壁面によって囲繞
しており、コックピット１６のドア近傍には、遮光カー
テン５８、６０を有する出入口６２および６４が設けら
れる。また、コックピット１６の正面および前方左右に
は、図６に示すように、走行路のシミュレーション画像
を形成するための正面スクリーン６６、左スクリーン６
８および右スクリーン７０が配置される。キャビン１４
の上面部には、図６〜図８に示すように、正面スクリー
ン６６に対向する２台の正面プロジェクタ７２Ｌ、７２
Ｒと、左スクリーン６８に対向する２台の左プロジェク
タ７４Ｌ、７４Ｒと、右スクリーン７０に対向する右プ
ロジェクタ７６Ｌ、７６Ｒとが配置される。これらの６
台の正面プロジェクタ７２Ｌ、７２Ｒ、左プロジェクタ
７４Ｌ、７４Ｒおよび右プロジェクタ７６Ｌ、７６Ｒ
は、ＣＧ発生装置２６に接続される。なお、正面スクリ
ーン６６、左スクリーン６８および右スクリーン７０に
対応して、夫々２台の正面プロジェクタ７２Ｌ、７２
Ｒ、左プロジェクタ７４Ｌ、７４Ｒおよび右プロジェク
タ７６Ｌ、７６Ｒを配置するのは、図８に示すように、
運転者が装着する偏光グラス７７によってシミュレーシ
ョン画像を立体化させるためである。

【００１５】コックピット１６には、図６および図９に
示すように、運転者による各種操作機器、各種センサ等
が設けられる。すなわち、コックピット１６内には、実
車両の場合と同様に、ステアリングホイール８０、ウィ
ンカー等の操作を行うためのコンビネーションスイッチ
８２、シフトレバー８４、サイドブレーキ８６、シート
ベルト８８、ブレーキペダル９０、アクセルペダル９
２、空調ファン９４、スピードメータ、タコメータ等の
メータ類９６、緊急自動車におけるサイレン等を操作す
るための操作スイッチ９８、車内灯１００等が備えられ
る。

【００１６】ステアリングホイール８０には、ステアリ
ングホイール８０の切り角を検出するためのポテンショ
メータ、ロータリエンコーダ等のステアリング角度セン
サ１０２と、電動パワーステアリングギアボックス１０
６と、電動パワーステアリングコントロールユニット１
０８とが連結される。ブレーキペダル９０には、制動倍
力装置１１０とマスタシリンダ１１２と、ブレーキキャ
リパ１１４と、負圧タンク１１６およびマスタシリンダ
１１２を介して制動倍力装置１１０に負圧を供給する負
圧ポンプ１１８とが連結される。なお、マスタシリンダ
１１２には、後輪用のブレーキキャリパ１２０が同様に
して連結される。マスタシリンダ１１２には、ＡＢＳ
（アンチロックブレーキングシステム）コントロールユ
ニット１２８が接続され、これによってブレーキのアン
チロック制御が行われる。アクセルペダル９２には、ス
ロットル開度センサ１２２が連結される。シフトレバー
８４には、シフトポジションセンサ１２４が接続され、
シートベルト８８が装着される部位にはシートベルト装
着検出センサ１２６が接続される。

【００１７】コックピット１６内には、さらに、本実施
形態の運転シミュレーション装置１０として特有の構成
要素が配設される。すなわち、運転席の上部には、車両
後方のシミュレーション画像を表示するルームミラー用
ＬＣＤディスプレイ１３０と、左右のドアミラー用ＬＣ
Ｄディスプレイ１３２Ｌ、１３２Ｒと、運転者の音声を
外部オペレータに伝達するためのマイク１３４と、シミ
ュレーション動作中における走行音等の効果音およびオ
ペレータの音声を運転者に伝達するためのスピーカ１３
６と、ルームミラー用ＬＣＤディスプレイ１３０の近傍
に配置され、運転者の状態を撮影する運転者映像用ＣＣ
Ｄカメラ１３８と、ブレーキペダル９０およびアクセル
ペダル９２を撮影するための足元映像用ＣＣＤカメラ１
４０と、ステアリングホイール８０の近傍を撮影するた
めのステアリング映像用ＣＣＤカメラ１４２とを備え
る。なお、足元映像用ＣＣＤカメラ１４０の近傍には、
照明灯１４４が配設される。さらに、コックピット１６
内には、当該運転シミュレーション装置１０に対して補
助電力を供給するためのバッテリ１４６と、運転者によ
ってシミュレーション動作を非常停止させるための非常
停止スイッチ１４８と、コックピット１６とホストコン
ピュータ１８との間でＬＡＮ２８を介して信号の授受を
行うためのコックピットインタフェースユニット２２が
配設される。

【００１８】次に、図１０〜図１３に基づき、運転シミ
ュレーション装置１０の制御系の構成について説明す
る。

【００１９】図１０において、ホストコンピュータ１８
は、ＬＡＮ２８を介して、モーションコントローラ２
０、コックピットインタフェースユニット２２、音響コ
ントローラ２４およびＣＧ発生装置２６の間で信号の授
受を行うＬＡＮインタフェース１６０と、運転者の操作
に基づいて車両の運動情報を演算する車両運動計算部１
６２と、シミュレーションの各種シナリオを記憶するシ
ナリオ記憶部１６４と、運転者と会話するためのマイク
１６８と、オペレータによる各種設定処理を行うための
キーボード１７０およびモニタリング等を行うためのデ
ィスプレイ１７２とを備える。

【００２０】図１１において、ＣＧ発生装置２６には、
前述したように、キャビン１４内に配設される正面プロ
ジェクタ７２Ｌ、７２Ｒ、左プロジェクタ７４Ｌ、７４
Ｒ、右プロジェクタ７６Ｌ、７６Ｒ、ルームミラー用Ｌ
ＣＤディスプレイ１３０、ドアミラー用ＬＣＤディスプ
レイ１３２Ｌ、１３２Ｒが夫々接続される。

【００２１】図１２において、音響コントローラ２４に
は、コックピット１６内の音響アンプ１３５を介してス
ピーカ１３６が接続される。画面合成装置３０には、コ
ックピット１６内の運転者映像用ＣＣＤカメラ１３８、
足元映像用ＣＣＤカメラ１４０およびステアリング映像
用ＣＣＤカメラ１４２が接続されるとともに、ＣＧ発生
装置２６が接続される。また、コックピットインタフェ
ースユニット２２には、スピードメータ１６１、タコメ
ータ１６３、負圧ポンプ１１８、電動パワーステアリン
グコントロールユニット（ＥＰＳ−ＥＣＵ）１０８、Ａ
ＢＳコントロールユニット（ＡＢＳ−ＥＣＵ）１２８、
ステアリング角度センサ１０２、スロットル開度センサ
１２２、ブレーキ圧センサ１６９、負圧ポンプ圧力セン
サ１７１、シフトポジションセンサ１２４、キーポジシ
ョンセンサ１７３、シートベルト装着検出センサ１２
６、ドアセンサ１７４、サイドブレーキスイッチ１７
６、ヘッドライトスイッチ１７８、１８０、スモールラ
イトスイッチ１８２、ウィンカースイッチ１８４、ハザ
ードスイッチ１８６、ホーンスイッチ１８８、非常停止
スイッチ１４８、前後Ｇセンサ１９０、横Ｇセンサ１９
２、上下Ｇセンサ１９４、ロールレートセンサ１９６、
ピッチレートセンサ１９８、ヨーレートセンサ２００が
夫々接続される。

【００２２】図１３において、モーションコントローラ
２０には、モータドライバ５６を介して各シリンダ駆動
モータ４４Ａ〜４４Ｆが接続される。各シリンダ駆動モ
ータ４４Ａ〜４４Ｆには、ストロークセンサ２０２Ａ〜
２０２Ｆが連結されており、それらの信号がモーション
コントローラ２０に供給される。また、モータドライバ
５６には、テーブル駆動モータ５２が接続されており、
このテーブル駆動モータ５２の回転角が回転角センサ２
０４によって検出され、モーションコントローラ２０に
供給される。さらに、モーションコントローラ２０に
は、モーションベース１２の動作を非常停止させるため
の非常停止スイッチ１６６が接続される。

【００２３】本実施形態の運転シミュレーション装置１
０は、基本的には以上のように構成されるものであり、
次にその動作について図１４および図１５に示すフロー
チャートに従い説明する。

【００２４】先ず、オペレータは、ホストコンピュータ
１８のキーボード１７０等を操作することで当該運転シ
ミュレーション装置１０を起動させる。運転シミュレー
ション装置１０が起動されると、ホストコンピュータ１
８は、運転シミュレーション装置１０の各状態の初期化
を行う（ステップＳ１）。

【００２５】次に、ホストコンピュータ１８は、ＬＡＮ
インタフェース１６０からＬＡＮ２８を介して、モーシ
ョンコントローラ２０に対しシリンダ駆動モータ４４Ａ
〜４４Ｆの駆動指令信号を送信する。シリンダ駆動モー
タ４４Ａ〜４４Ｆは、前記駆動指令信号に基づきシリン
ダＡ〜Ｆを構成するロッド部４２を下部支持バー３６ａ
〜３６ｃ側へ移動させ、シリンダＡ〜Ｆに設けられたロ
ータリエンコーダ等の絶対位置を持たない図示しないス
トロークセンサの初期化を行う。すなわち、ロッド部４
２を下降させ、シリンダＡ〜Ｆに設けられた図示しない
リミットスイッチがオンになったときのロッド部４２の
位置を初期位置（最下端位置）とし、その位置における
前記ストロークセンサの出力を初期値に設定する（ステ
ップＳ２）。

【００２６】次いで、ホストコンピュータ１８からの駆
動指令信号に基づき、シリンダ駆動モータ４４Ａ〜４４
Ｆが再度駆動されることにより、シリンダＡ〜Ｆのロッ
ド部４２が所定量上昇し、キャビン１４が乗車位置まで
移動する（ステップＳ３）。この位置において、運転者
の乗降、交代等が行われる。

【００２７】キャビン１４が所定の乗降位置に設置され
た後、オペレータは、訓練条件の設定を行う（ステップ
Ｓ４）。この場合、訓練条件としては、例えば、市街地
走行訓練、高速道路走行訓練、サーキット走行訓練等の
選択条件、日中走行、夜間走行、霧中走行等の選択条件
などを挙げることができる。

【００２８】訓練条件の設定を完了したならば、ホスト
コンピュータはシリンダＡ〜Ｆを駆動し、キャビン１４
がステップＳ３で設定された乗車位置から所定の訓練開
始位置に移動する（ステップＳ５）。具体的には、キャ
ビン１４の前方に配置されたシリンダＣ〜Ｆを主として
駆動し、キャビン１４を前上がりの状態に設定する。す
なわち、車両の急発進時における前部の上昇量と、急制
動時における前部の下降量とを比較すると、急制動時に
おける前部の下降量の方が大きく、従って、その可動範
囲の分だけ予めキャビン１４の前部を上昇させておくこ
とにより、シリンダＡ〜Ｆの可動有効範囲を十分に確保
することができる。

【００２９】以上のようにしてキャビン１４が訓練開始
状態に設定された後、運転者はコックピット１６内の各
種操作機器を操作して訓練を開始する（ステップＳ
６）。

【００３０】そこで、図１５に示すフローチャートに基
づき、ホストコンピュータ１８による制御動作を説明す
る。

【００３１】この場合、キャビン１４内の正面スクリー
ン６６、左スクリーン６８および右スクリーン７０に
は、オペレータにより設定された訓練条件に基づき、シ
ナリオ記憶部１６４から選択されたシナリオの開始位置
のシミュレーション画像がＣＧ発生装置２６によって作
成され、正面プロジェクタ７２Ｌ、７２Ｒ、左プロジェ
クタ７４Ｌ、７４Ｒ、右プロジェクタ７６Ｌ、７６Ｒに
より投影されている。また、コックピット１６内のルー
ムミラー用ＬＣＤディスプレイ１３０、ドアミラー用Ｌ
ＣＤディスプレイ１３２Ｌ、１３２Ｒにも、同様にして
車両後部のシミュレーション画像が形成されている。

【００３２】運転者がイグニッションをＯＮにするとキ
ーポジションセンサ１７３からの信号がコックピットイ
ンタフェースユニット２２を介してホストコンピュータ
１８に供給される。次いで、運転者がシフトレバー８
４、アクセルペダル９２、ブレーキペダル９０、ステア
リングホイール８０等を操作することにより、訓練が開
始され、それに伴って生じる各操作信号がコックピット
インタフェースユニット２２を介してホストコンピュー
タ１８に供給される（ステップＳ２０）。コックピット
１６からの運転者による操作によって生成された操作信
号を受信したホストコンピュータ１８は、車両運動計算
部１６２において車両運動の演算処理を開始する（ステ
ップＳ２１）。

【００３３】すなわち、図１６に示すように、ホストコ
ンピュータ１８の車両運動計算部１６２は、コックピッ
トインタフェースユニット２２からＬＡＮ２８を介して
供給されたスロットル開度センサ１２２からの信号、ブ
レーキ圧センサ１６９からの信号、ステアリング角度セ
ンサ１０２からの信号、シフトポジションセンサ１２４
からの信号等に基づき、実車両の運動情報である前後方
向変位量α_X、横方向変位量α_Y、上下方向変位量
α_Z、ロールレート、ピッチレート、ヨーレートを求め
る。

【００３４】次に、ホストコンピュータ１８は、ステッ
プＳ２１における実車両の運動情報の演算結果に基づ
き、モーション処理、コックピット処理、ＣＧ処理およ
び音響処理の４つの処理を並列的に行う。

【００３５】モーション処理においては、ステップＳ２
１で求められた実車両の運動情報から、運転シミュレー
ション装置１０のキャビン１４の目標位置Ｘ、Ｙ、Ｚお
よび姿勢（ロール角φ、ピッチ角θ、ヨー角ψ、ψ_Y）
が演算によって求められる（ステップＳ２２Ａ）。な
お、ヨー角ψはシリンダＡ〜Ｆによって制御されるヨー
角の高周波成分であり、ヨー角ψ_Yは回転テーブル４８
によって制御されるヨー角の低周波成分である。

【００３６】この場合、ホストコンピュータ１８の車両
運動計算部１６２には、コックピット１６の揺動中心と
して、実車両の重心位置に相当する点ＲＧおよび運転シ
ミュレーション装置１０の運転者の頭部位置に相当する
点ＲＨの２つが予め設定されている。

【００３７】そこで、車両運動計算部１６２では、コッ
クピットインタフェースから得た信号を元に、２つの揺
動中心の情報を用いて、次のようにして目標位置Ｘ、
Ｙ、Ｚおよび姿勢（ロール角φ、ピッチ角θ、ヨー角
ψ、ψ_Y）が演算される。すなわち、モーションベース
１２の基準点を揺動中心とした場合に、目標位置Ｘ＝
０、Ｙ＝０、Ｚ＝０および姿勢（ロール角φ、ピッチ角
θ、ヨー角ψ、ψ_Y）が求められるものとすると、重心
位置に相当する点ＲＧを揺動中心としてロール角φ＝φ
１、ピッチ角θ＝θ１だけ回転させた場合には、回転に
より生じる前記基準点の位置ずれをΔＸ１、ΔＹ１、Δ
Ｚ１として、目標位置Ｘ＝ΔＸ１、Ｙ＝ΔＹ１、Ｚ＝Δ
Ｚ１となる。同様に、運転者の頭部位置に相当する点Ｒ
Ｈを揺動中心としてロール角φ＝φ２、ピッチ角θ＝θ
２だけ回転させた場合には、回転により生じる前記基準
点の位置ずれをΔＸ２、ΔＹ２、ΔＺ２として、目標位
置Ｘ＝ΔＸ２、Ｙ＝ΔＹ２、Ｚ＝ΔＺ２となる。従っ
て、重心位置に相当する点ＲＧおよび頭部位置に相当す
る点ＲＨの両方を揺動中心に設定した場合、車両運動計
算部１６２は、目標位置Ｘ、Ｙ、Ｚおよび姿勢φ、θ
を、各揺動中心に対して求め、その結果を加算すること
により、目標位置Ｘ＝ΔＸ１＋ΔＸ２、Ｙ＝ΔＹ１＋Δ
Ｙ２、Ｚ＝ΔＺ１＋ΔＺ２、ロール角φ＝φ１＋φ２、
ピッチ角θ＝θ１＋θ２として求める。

【００３８】ホストコンピュータ１８は、ＬＡＮ２８を
介してモーションコントローラ２０に対しこれらの加算
結果である位置・姿勢目標値を出力する（ステップＳ２
３Ａ）。これらの目標値を受信したモーションコントロ
ーラ２０は、それをシリンダＡ〜ＦのストロークＳ_A〜
Ｓ_Fおよび回転テーブル４８の回転角度信号であるヨー
角ψ_Yに変換し、モータドライバ５６を制御して各シリ
ンダ駆動モータ４４Ａ〜４４Ｆおよびテーブル駆動モー
タ５２を駆動する。この結果、モーションベース１２上
に支持されたキャビン１４内のコックピット１６が運転
者の操作に応じて揺動することになる。

【００３９】ここで、コックピット１６の揺動中心が車
両の重心位置および運転者の頭部位置の両方を考慮して
設定されているため、運転者は、実車両のピッチ動作お
よびロール動作に近い揺動状態と、実車両に近い加速度
とをともに体感することができる。また、頭部の過剰な
揺動がなく、シミュレータ酔いを防止することができ
る。

【００４０】一方、コックピット処理においては、ステ
ップＳ２１で求められた実車両の運動情報の演算結果に
基づき、コックピット１６内の各種操作機器の制御を行
うための信号を出力する（ステップＳ２２Ｂ）。例え
ば、ホストコンピュータ１８は、スロットル開度センサ
１２２によって検出されたアクセルペダル９２の踏み込
み量に基づき、スピードメータ１６１、タコメータ１６
３等の表示値を演算し、コックピットインタフェースユ
ニット２２に送信する。コックピットインタフェースユ
ニット２２は、これらの表示値を読み込み、コックピッ
ト１６内のメータ類９６に送信する。コックピット１６
内のメータ類９６は、送信された信号に基づき所望の表
示を行う。また、ホストコンピュータ１８は、各種機器
の操作信号から路面反力値を演算し、その演算結果をコ
ックピットインタフェースユニット２２を介して電動パ
ワーステアリングコントロールユニット１０８に供給す
る。電動パワーステアリングコントロールユニット１０
８は、演算された路面反力値に従ってステアリングホイ
ール８０に対し所定の抵抗力を付与する。これにより、
運転者は、あたかも、実車両における場合と同様のステ
アリングホイールの操作感覚を体感することができる。

【００４１】ＣＧ処理において、ホストコンピュータ１
８は、ステップＳ２１で求められた実車両の運動情報の
演算結果およびシナリオに基づき、他車の位置、方向に
係る情報を求め（ステップＳ２２Ｃ）、自車に係る情報
とともにＬＡＮ２８を介してＣＧ発生装置２６に出力す
る（ステップＳ２３Ｃ、Ｓ２４Ｃ）。ＣＧ発生装置２６
は、これらの情報に基づき走行路や他車等を含むシミュ
レーション画像を形成し、正面プロジェクタ７２Ｌ、７
２Ｒ、左プロジェクタ７４Ｌ、７４Ｒ、右プロジェクタ
７６Ｌ、７６Ｒ、ルームミラー用ＬＣＤディスプレイ１
３０、ドアミラー用ＬＣＤ１３２Ｌ、１３２Ｒに夫々画
像信号を転送する。これらの画像信号に基づき、キャビ
ン１４内およびコックピット１６内において、運転者の
操作に応じた画像が形成される。

【００４２】音響処理において、ホストコンピュータ１
８は、ステップＳ２１で求められた実車両の運動情報の
演算結果およびシナリオに基づき、他車の状態、位置、
方向、速度に係る情報を求め（ステップＳ２２Ｄ）、自
車両に係る情報とともにＬＡＮ２８を介して音響コント
ローラ２４にこれらの情報を出力する（ステップＳ２３
Ｄ、Ｓ２４Ｄ）。音響コントローラ２４は、これらの情
報に基づき音響アンプ１３５を介しコックピット１６内
のスピーカ１３６より効果音を出力する。ここで、状態
とは、エンジンの回転数、タイヤスキール音、クラクシ
ョン、サイレン等を含む。

【００４３】なお、上記のような処理が行われている
間、オペレータの前面に配置されているディスプレイ３
２には、図１７に示すように、キャビン１４内の正面ス
クリーン６６に形成された画像（ＣＧ）と、運転者映像
用ＣＣＤカメラ１３８によって撮影された運転者の画像
（ＤＲＩＶＥＲ）と、足元映像用ＣＣＤカメラ１４０に
よって撮影されたブレーキペダル９０およびアクセルペ
ダル９２の操作状態の画像（ＰＥＤＡＬ）と、ステアリ
ング映像用ＣＣＤカメラ１４２によって撮影されたステ
アリングホイール８０の操作状態の画像（ＳＴＥＥＲＩ
ＮＧ）とが、画面合成装置３０によって合成された状態
で表示される。オペレータは、この画像に基づき運転者
の訓練状態を把握することができる。

【００４４】以上のようにして所定の訓練が完了する
と、シナリオを変更して訓練を継続するか否かを運転者
に対して確認し（ステップＳ７）、継続する場合には、
ステップＳ４に戻って訓練条件の再設定を行う。また、
継続しない場合には、ステップＳ８へ進む。

【００４５】ステップＳ８において、運転者の交代があ
る場合には、ステップＳ３に戻ってキャビン１４を乗車
位置に移動させる。また、訓練を継続せず、且つ、運転
者の交代もない場合には、キャビン１４を乗車位置まで
移動させ（ステップＳ９）、運転シミュレーション装置
１０を用いた訓練が完了する。

【００４６】ここで、本実施形態の運転シミュレーショ
ン装置１０では、ホストコンピュータ１８、モーション
コントローラ２０、コックピットインタフェースユニッ
ト２２、音響コントローラ２４およびＣＧ発生装置２６
間で多数の信号の授受を行っているが、これらの信号の
授受がＬＡＮ２８を介して行われているため、回線が著
しく簡素化される。その結果、大量の信号の送受信を行
い、より実車両に近い状態での運転シミュレーションを
行うことができる。また、ＬＡＮ構成であるため、接続
される制御機器の改廃も極めて容易であり、構成の変更
に対する柔軟性の高い運転シミュレーション装置１０を
提供することができる。

【００４７】以上のように、本発明は、車両の運転に必
要な各種操作機器、メータ類を有し、運転者を収容する
コックピット（１６）と、前記コックピット（１６）を
揺動可能な状態で支持するモーションベース（１２）と
を備え、前記運転者の操作に応じて前記モーションベー
ス（１２）を制御する運転シミュレーション装置（１
０）において、前記運転者の操作に応じた車両運動情報
を演算し、前記車両運動情報から、前記車両の重心位置
（点ＲＧ）を揺動中心として前記モーションベース（１
２）を駆動制御するための第１制御信号を演算するとと
もに、前記コックピット内の前記運転者の頭部位置（点
ＲＨ）を揺動中心として前記モーションベースを駆動制
御するための第２制御信号を演算し、前記第１制御信号
と前記第２制御信号とを加算して制御信号を生成する車
両運動情報演算手段（車両運動計算部１６２）を備え、
前記制御信号に基づいて前記コックピットを揺動制御す
る。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る運転シミュ
レーション装置では、実車両の重心位置と運転者の頭部
位置とをそれぞれ揺動中心として独立に演算した制御信
号を加算し、この加算された制御信号に従ってコックピ
ットを揺動させることにより、実車両に近い揺動感およ
び加速度感を得ることができる。また、運転者の頭部が
過剰に揺動されることがないため、シミュレータ酔いを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】運転シミュレーション装置の全体構成ブロック
図である。

【図２】モーションベースおよびキャビンの分解斜視図
である。

【図３】キャビンのロールの説明図である。

【図４】キャビンのピッチの説明図である。

【図５】キャビンのヨーの説明図である。

【図６】キャビン内のコックピットの構成斜視図であ
る。

【図７】キャビン内に配置されるプロジェクタの平面配
置説明図である。

【図８】キャビン内のプロジェクタの側面配置説明図で
ある。

【図９】コックピットにおける各種操作機器の説明図で
ある。

【図１０】運転シミュレーション装置全体の制御系の構
成ブロック図である。

【図１１】キャビン内のプロジェクタを含む制御系の構
成ブロック図である。

【図１２】コックピット内の各種操作機器およびセンサ
を含む制御系の構成ブロック図である。

【図１３】モーションベースの制御系の構成ブロック図
である。

【図１４】運転シミュレーション装置の処理フローチャ
ートである。

【図１５】図１４に示すサブルーチンにおける処理フロ
ーチャートである。

【図１６】ホストコンピュータによる車両運動演算処理
からモーションコントローラによるモーションベースの
制御に至る処理の流れの説明図である。

【図１７】オペレータのディスプレイに表示された監視
画面の説明図である。

【符号の説明】

１０…運転シミュレーション装置１２…モーション
ベース１４…キャビン１６…コックピッ
ト１８…ホストコンピュータ２０…モーション
コントローラ２２…コックピットインタフェースユニット２４…音響コントローラ２６…ＣＧ発生装
置２８…ＬＡＮ３０…画面合成装
置３２…ディスプレイ４４Ａ〜４４Ｆ…
シリンダ駆動モータ４８…回転テーブル５２…テーブル駆
動モータ６６…正面スクリーン６８…左スクリー
ン７０…右スクリーン７２Ｌ、７２Ｒ…
正面プロジェクタ７４Ｌ、７４Ｒ…左プロジェクタ７６Ｌ、７６Ｒ…
右プロジェクタ８０…ステアリングホイール１０８…電動パワーステアリングコントロールユニット１２８…ＡＢＳコントロールユニット１３０…ルームミラー用ＬＣＤディスプレイ１３２Ｌ、１３２Ｒ…ドアミラー用ＬＣＤディスプレイ１３８…運転者映像用ＣＣＤカメラ１４０…足元映像
用ＣＣＤカメラ１４２…ステアリング映像用ＣＣＤカメラ１６２…車両運動計算部１７０…キーボー
ドＡ〜Ｆ…シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本修埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者西原隆埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者西裕埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者芹沢満也埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者橋本勇一埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者鳥井豊隆埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者大津明彦埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者酒井琢哉埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者石▲はま▼ 秀則埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の運転に必要な各種操作機器、メータ
類を有し、運転者を収容するコックピットと、前記コッ
クピットを揺動可能な状態で支持するモーションベース
とを備え、前記運転者の操作に応じて前記モーションベ
ースを制御する運転シミュレーション装置において、前記運転者の操作に応じた車両運動情報を演算し、前記
車両運動情報から、前記車両の重心位置を揺動中心とし
て前記モーションベースを駆動制御するための第１制御
信号を演算するとともに、前記コックピット内の前記運
転者の頭部位置を揺動中心として前記モーションベース
を駆動制御するための第２制御信号を演算し、前記第１
制御信号と前記第２制御信号とを加算して制御信号を生
成する車両運動演算手段を備え、前記制御信号に基づいて前記コックピットを揺動制御す
ることを特徴とする運転シミュレーション装置。