JP2001075470A - シミュレーションライド制御装置 - Google Patents
シミュレーションライド制御装置Info
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- JP2001075470A JP2001075470A JP25252799A JP25252799A JP2001075470A JP 2001075470 A JP2001075470 A JP 2001075470A JP 25252799 A JP25252799 A JP 25252799A JP 25252799 A JP25252799 A JP 25252799A JP 2001075470 A JP2001075470 A JP 2001075470A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動装置のストロークの可動範囲を大きくす
ることなく、搭乗者に効果的に体感加速度を与える。 【解決手段】 カプセル８には座席７が設けられ、この
座席７に搭乗者７１が着席する。また、カプセル８には
表示装置４によりスクリーン４１に映像が表示されてい
る。そして搭乗者７１がスクリーン４１を見ながら操作
部６を運転操作すると、その運転操作情報がシミュレー
ション装置１に取り込まれる。シミュレーション装置１
は、仮想空間における乗り物の姿勢および速度ベクトル
などの運動データを逐次的に生成する。また、映像発生
装置２は運動データより仮想空間での視野映像を生成
し、モーション制御装置３は運動データよりアクチュエ
ータ５の動作データを生成する。このとき、モーション
制御装置３は、動作データの生成を視野映像の生成より
も一定時間遅延させる。
ることなく、搭乗者に効果的に体感加速度を与える。 【解決手段】 カプセル８には座席７が設けられ、この
座席７に搭乗者７１が着席する。また、カプセル８には
表示装置４によりスクリーン４１に映像が表示されてい
る。そして搭乗者７１がスクリーン４１を見ながら操作
部６を運転操作すると、その運転操作情報がシミュレー
ション装置１に取り込まれる。シミュレーション装置１
は、仮想空間における乗り物の姿勢および速度ベクトル
などの運動データを逐次的に生成する。また、映像発生
装置２は運動データより仮想空間での視野映像を生成
し、モーション制御装置３は運動データよりアクチュエ
ータ５の動作データを生成する。このとき、モーション
制御装置３は、動作データの生成を視野映像の生成より
も一定時間遅延させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、搭乗者にあたかも
乗り物に乗っているような疑似体験を与えるシミュレー
ションライドの制御装置に関する。
乗り物に乗っているような疑似体験を与えるシミュレー
ションライドの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】搭乗者に疑似体験をさせるシミュレーシ
ョンライドは、訓練用のフライトシミュレータ、ドライ
ビングシミュレータ、アミューズメント施設などで広く
使用されている。しかし、これらのシミュレーションラ
イドは、臨場感を増す必要性から、広視野角、すなわち
大型のスクリーンを有する映像装置と、大きな加速度と
可動範囲を持つ駆動装置が必要となり、大型かつ高コス
トの設備となる。特に駆動装置は、そのストロークが有
限の可動範囲であるため、仮想空間上を自由に運動する
乗り物を模擬するためには、体感効果として大きな課題
となっている。
ョンライドは、訓練用のフライトシミュレータ、ドライ
ビングシミュレータ、アミューズメント施設などで広く
使用されている。しかし、これらのシミュレーションラ
イドは、臨場感を増す必要性から、広視野角、すなわち
大型のスクリーンを有する映像装置と、大きな加速度と
可動範囲を持つ駆動装置が必要となり、大型かつ高コス
トの設備となる。特に駆動装置は、そのストロークが有
限の可動範囲であるため、仮想空間上を自由に運動する
乗り物を模擬するためには、体感効果として大きな課題
となっている。
【０００３】なお、シミュレーションライドの小型化に
関する従来技術については、米国特許5,433,670号や特
開平７―２５３７５１号公報に開示されている。しか
し、これらの従来例にも、駆動装置の有限の可動範囲を
補う技術については示されていない。
関する従来技術については、米国特許5,433,670号や特
開平７―２５３７５１号公報に開示されている。しか
し、これらの従来例にも、駆動装置の有限の可動範囲を
補う技術については示されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、従来技術のシ
ミュレーションライド制御装置の課題について、図１０
を用いて説明する。図１０（ａ）は、仮想空間上の乗り
物の運動を表したもので、縦軸に速度、横軸に時間をと
って、速度の時間変化の一例を示したものである。本例
では、Ｔ１時間徐々に速度が増加し、Ｔ２時間一定速度
で運動していることを意味する。この運動をシミュレー
ションライドで表現する場合には、Ｔ１時間に駆動装置
を動作させ、一定の加速度を搭乗者に印加することによ
り、速度変化の体験を搭乗者に与えることができる。
ミュレーションライド制御装置の課題について、図１０
を用いて説明する。図１０（ａ）は、仮想空間上の乗り
物の運動を表したもので、縦軸に速度、横軸に時間をと
って、速度の時間変化の一例を示したものである。本例
では、Ｔ１時間徐々に速度が増加し、Ｔ２時間一定速度
で運動していることを意味する。この運動をシミュレー
ションライドで表現する場合には、Ｔ１時間に駆動装置
を動作させ、一定の加速度を搭乗者に印加することによ
り、速度変化の体験を搭乗者に与えることができる。
【０００５】しかし、駆動装置のストロークは有限の可
動範囲しか持てぬため、図１０（ｂ）で示すがごとく、
ある時点（Ｔ１１時間）まで到達すると、駆動装置の動
作限界点（ストロークエンド）に到達するため、Ｔ１２
時間は、搭乗者に加速度を印加することができない。Ｔ
２時間のように一定速度となり加速度が０となれば、Ｔ
１３に示すようにゆっくりと駆動装置のストロークを元
の位置（ホームポジション）に戻すことにより、次の速
度変化に対応することができるが、Ｔ１２時間は、前進
加速中であるためにホームポジションに戻すことはでき
ず、加速度を再び搭乗者に与えることは困難となる。
動範囲しか持てぬため、図１０（ｂ）で示すがごとく、
ある時点（Ｔ１１時間）まで到達すると、駆動装置の動
作限界点（ストロークエンド）に到達するため、Ｔ１２
時間は、搭乗者に加速度を印加することができない。Ｔ
２時間のように一定速度となり加速度が０となれば、Ｔ
１３に示すようにゆっくりと駆動装置のストロークを元
の位置（ホームポジション）に戻すことにより、次の速
度変化に対応することができるが、Ｔ１２時間は、前進
加速中であるためにホームポジションに戻すことはでき
ず、加速度を再び搭乗者に与えることは困難となる。
【０００６】この課題を回避するために、図１０（ｃ）
のようにＴ１１時間ゆっくりと動作させればよいが、Ｔ
１１時間をＴ１時間と同じ時間とすると、搭乗者に与え
る加速度が小さくなり、十分な効果を与えることができ
ない。
のようにＴ１１時間ゆっくりと動作させればよいが、Ｔ
１１時間をＴ１時間と同じ時間とすると、搭乗者に与え
る加速度が小さくなり、十分な効果を与えることができ
ない。
【０００７】本発明の目的は、駆動装置のストロークの
可動範囲を大きくすることなく、搭乗者に効果的に体感
加速度を与えることのできるシミュレーションライド制
御装置を提供することである。
可動範囲を大きくすることなく、搭乗者に効果的に体感
加速度を与えることのできるシミュレーションライド制
御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ここで、人間の認知過程
を考察してみる。認知工学における論文で、たとえば、
Card,S.K.,et al.,“The Psychology of Human-Compute
r Interaction”,Lawrence Erlbaum Associates,1983に
よれば、単純反応における眼球の視覚刺激から、運動に
いたる人間の反応時間Ｔは、 Ｔ ＝ τP＋τc＋τM ………（式１） で与えられる。
を考察してみる。認知工学における論文で、たとえば、
Card,S.K.,et al.,“The Psychology of Human-Compute
r Interaction”,Lawrence Erlbaum Associates,1983に
よれば、単純反応における眼球の視覚刺激から、運動に
いたる人間の反応時間Ｔは、 Ｔ ＝ τP＋τc＋τM ………（式１） で与えられる。
【０００９】ここでτPは、外界の感覚情報を内的表象
に変換する知覚プロセッサの処理時間であり、実験デー
タより、典型値と変動幅は、下記と言われている。 τP ＝ １００ ［５０ 〜 ２００］msec ………（式２） また、τcは、認知プロセッサの処理時間で、知覚プロ
セッサから送られた情報を意味的分析、意思決定を行
う。この時間は、以下である。 τC ＝ ７０ ［２５ 〜 １７０］msec ………（式３） τMは、運動プロセッサの処理時間で、反応決定から遠
心性神経を通じて筋肉を活性化する時間であり、以下の
値を持つ。 τM ＝ ７０ ［３０ 〜 １００］msec ………（式４） 以上の値を（式１）に代入することにより、人間の反応
時間Ｔは、 Ｔ ＝ τP＋τc＋τM ＝ ２４０［１０５〜４７０］ ……（式５） となる。
に変換する知覚プロセッサの処理時間であり、実験デー
タより、典型値と変動幅は、下記と言われている。 τP ＝ １００ ［５０ 〜 ２００］msec ………（式２） また、τcは、認知プロセッサの処理時間で、知覚プロ
セッサから送られた情報を意味的分析、意思決定を行
う。この時間は、以下である。 τC ＝ ７０ ［２５ 〜 １７０］msec ………（式３） τMは、運動プロセッサの処理時間で、反応決定から遠
心性神経を通じて筋肉を活性化する時間であり、以下の
値を持つ。 τM ＝ ７０ ［３０ 〜 １００］msec ………（式４） 以上の値を（式１）に代入することにより、人間の反応
時間Ｔは、 Ｔ ＝ τP＋τc＋τM ＝ ２４０［１０５〜４７０］ ……（式５） となる。
【００１０】次にシミュレーションライドにおける人間
の反応について考える。シミュレーションライドでは、
表示装置により投影される映像による暗示効果で、実際
に印加される加速度以上の運動感覚を搭乗者に与えられ
ることが知られている。これを上記の認知過程にあては
めて考えれば、映像による視覚刺激から、認知プロセッ
サが次の来るべき運動変化を予想し、それに対応した体
の動きを生じるため、実際の加速度以上の効果を与えて
いると考えることができる。
の反応について考える。シミュレーションライドでは、
表示装置により投影される映像による暗示効果で、実際
に印加される加速度以上の運動感覚を搭乗者に与えられ
ることが知られている。これを上記の認知過程にあては
めて考えれば、映像による視覚刺激から、認知プロセッ
サが次の来るべき運動変化を予想し、それに対応した体
の動きを生じるため、実際の加速度以上の効果を与えて
いると考えることができる。
【００１１】したがって、視覚刺激とそれに対応した体
の反応までの時間には、（式５）で与えられる遅延時間
があり、映像による暗示が実際の効果を与えるにはこの
遅延時間が必要となる。
の反応までの時間には、（式５）で与えられる遅延時間
があり、映像による暗示が実際の効果を与えるにはこの
遅延時間が必要となる。
【００１２】一方で、連続的な運動や、視覚的に次の挙
動が予想される場合には、視覚刺激を待たず、以前の視
覚情報から体が反応しているため、（式５）の遅延時間
を待たず、印加加速度の効果が表れる。
動が予想される場合には、視覚刺激を待たず、以前の視
覚情報から体が反応しているため、（式５）の遅延時間
を待たず、印加加速度の効果が表れる。
【００１３】以上から、映像情報から次の運動変化が予
想できない場合には、（式５）の時間分だけ駆動装置の
動作が遅れても効果は変わらない。また、次の運動変化
が予想される場合には、（式５）の時間よりも短い時間
で映像に合わせた駆動装置の動作が必要となる。
想できない場合には、（式５）の時間分だけ駆動装置の
動作が遅れても効果は変わらない。また、次の運動変化
が予想される場合には、（式５）の時間よりも短い時間
で映像に合わせた駆動装置の動作が必要となる。
【００１４】上記目的を達成するために、本発明は、搭
乗者が乗った乗り物を最大６軸の自由度の範囲内で駆動
させる駆動装置と、前記搭乗者の運転操作情報を取り込
んで、仮想空間における乗り物の姿勢および速度ベクト
ルなどの運動データを逐次的に生成するシミュレーショ
ン装置と、前記運動データより仮想空間での視野映像を
生成する映像発生装置と、前記運動データより前記駆動
装置の動作データを生成するモーション制御装置と、を
備えたシミュレーションライド制御装置において、前記
モーション制御装置は、前記動作データの生成を前記視
野映像の生成よりも一定時間遅延させることを特徴とし
ている。
乗者が乗った乗り物を最大６軸の自由度の範囲内で駆動
させる駆動装置と、前記搭乗者の運転操作情報を取り込
んで、仮想空間における乗り物の姿勢および速度ベクト
ルなどの運動データを逐次的に生成するシミュレーショ
ン装置と、前記運動データより仮想空間での視野映像を
生成する映像発生装置と、前記運動データより前記駆動
装置の動作データを生成するモーション制御装置と、を
備えたシミュレーションライド制御装置において、前記
モーション制御装置は、前記動作データの生成を前記視
野映像の生成よりも一定時間遅延させることを特徴とし
ている。
【００１５】駆動装置のストロークが短い場合、加速度
印加時間を長くするとストロークエンドに到達するた
め、加速度印加時間を短くする必要がある。そのため、
仮想空間における乗り物の速度変化時に、効果的な時間
だけ加速度を印加すればよい。すなわち、人間にとって
運動が予測できない場合には、最も加速感を感じるの
は、視覚刺激のＴ時間後であるため、映像により運動変
化を与えた後、Ｔ時間ずらして駆動装置で加速度を与え
れば、効果を下げずに加速度印加時間を短くでき、短い
ストロークとすることができる。
印加時間を長くするとストロークエンドに到達するた
め、加速度印加時間を短くする必要がある。そのため、
仮想空間における乗り物の速度変化時に、効果的な時間
だけ加速度を印加すればよい。すなわち、人間にとって
運動が予測できない場合には、最も加速感を感じるの
は、視覚刺激のＴ時間後であるため、映像により運動変
化を与えた後、Ｔ時間ずらして駆動装置で加速度を与え
れば、効果を下げずに加速度印加時間を短くでき、短い
ストロークとすることができる。
【００１６】また、上記シミュレーションライド制御装
置を構成するに際しては、以下の要素を付加することが
できる。 （１）前記モーション制御装置は、仮想空間における乗
り物の運動変化が発生した時に、前記動作データの生成
を遅延させるよう構成されている。 （２）前記モーション制御装置は、仮想空間における乗
り物の運動変化が発生した時に、その運動変化が搭乗者
に予想できる変化か否かを識別する手段を有し、予想で
きない運動変化の場合に、前記動作データの生成を遅延
させるよう構成されている。 （３）前記映像発生装置は、前記動作データの生成遅延
時間に、運動変化の映像を生成するよう構成されてい
る。 （４）前記動作データの生成遅延時間は、人間の運動認
識時間の約０.１秒から０.５秒に設定されている。 （５）動作データの生成遅延時間は可変に設定されてい
る。
置を構成するに際しては、以下の要素を付加することが
できる。 （１）前記モーション制御装置は、仮想空間における乗
り物の運動変化が発生した時に、前記動作データの生成
を遅延させるよう構成されている。 （２）前記モーション制御装置は、仮想空間における乗
り物の運動変化が発生した時に、その運動変化が搭乗者
に予想できる変化か否かを識別する手段を有し、予想で
きない運動変化の場合に、前記動作データの生成を遅延
させるよう構成されている。 （３）前記映像発生装置は、前記動作データの生成遅延
時間に、運動変化の映像を生成するよう構成されてい
る。 （４）前記動作データの生成遅延時間は、人間の運動認
識時間の約０.１秒から０.５秒に設定されている。 （５）動作データの生成遅延時間は可変に設定されてい
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１は、本発明に係るシミュレーシ
ョンライドの構成図である。カプセル８に下部にはアク
チュエータ５が設けられ、このアクチュエータ５は、カ
プセル８を駆動して上下・左右などの運動を与える。カ
プセル８を駆動する場合、６軸の自由度の範囲以内で運
動を与えることができる。カプセル８は、座席７、表示
装置４、および表示装置４からの映像を表示するスクリ
ーン４１を有し、搭乗者７１に映像と加速度を与えるこ
とにより、仮想空間の乗り物の疑似体験を経験させるこ
とができる。また、座席７に取り付けられた操作部６に
より、搭乗者７１は、あたかも自分が操縦しているがご
とく、仮想空間上の乗り物の姿勢・速度・方向を操作す
ることができる。これは、操作部６の操作情報をシミュ
レーション装置１が取込み、仮想空間上の乗り物の動き
をシミュレーション計算によって求め、その結果得られ
る運動データを映像発生装置２とモーション制御装置３
に与えることにより、乗り物の姿勢や速度に合わせた映
像とモーションを生成することにより行われる。
に従って説明する。図１は、本発明に係るシミュレーシ
ョンライドの構成図である。カプセル８に下部にはアク
チュエータ５が設けられ、このアクチュエータ５は、カ
プセル８を駆動して上下・左右などの運動を与える。カ
プセル８を駆動する場合、６軸の自由度の範囲以内で運
動を与えることができる。カプセル８は、座席７、表示
装置４、および表示装置４からの映像を表示するスクリ
ーン４１を有し、搭乗者７１に映像と加速度を与えるこ
とにより、仮想空間の乗り物の疑似体験を経験させるこ
とができる。また、座席７に取り付けられた操作部６に
より、搭乗者７１は、あたかも自分が操縦しているがご
とく、仮想空間上の乗り物の姿勢・速度・方向を操作す
ることができる。これは、操作部６の操作情報をシミュ
レーション装置１が取込み、仮想空間上の乗り物の動き
をシミュレーション計算によって求め、その結果得られ
る運動データを映像発生装置２とモーション制御装置３
に与えることにより、乗り物の姿勢や速度に合わせた映
像とモーションを生成することにより行われる。
【００１８】映像発生装置２は、表示装置４に接続さ
れ、仮想空間の乗り物の姿勢・位置に応じた映像を生成
する。モーション制御装置３は、アクチュエータ５に接
続され、仮想空間の乗り物の運動に合わせて動作させ
る。
れ、仮想空間の乗り物の姿勢・位置に応じた映像を生成
する。モーション制御装置３は、アクチュエータ５に接
続され、仮想空間の乗り物の運動に合わせて動作させ
る。
【００１９】図２は、シミュレーション装置の処理フロ
ーを示したものである。本処理は、ステップ１０１によ
り３０ｍｓｅｃ周期に実行される。ステップ１０２で操
作部６の操作量、例えばハンドルの回転角やペダルの踏
み込み量などを取込む。ステップ１０３でハンドル、ペ
ダルの操作量から自ビークルの移動する方向・速度すな
わち速度ベクトルＶを計算し、ステップ１０４にて、現
在の位置座標値Ｐ０に速度ベクトルＶを加えることによ
り、現在の位置座標Ｐを算出する。
ーを示したものである。本処理は、ステップ１０１によ
り３０ｍｓｅｃ周期に実行される。ステップ１０２で操
作部６の操作量、例えばハンドルの回転角やペダルの踏
み込み量などを取込む。ステップ１０３でハンドル、ペ
ダルの操作量から自ビークルの移動する方向・速度すな
わち速度ベクトルＶを計算し、ステップ１０４にて、現
在の位置座標値Ｐ０に速度ベクトルＶを加えることによ
り、現在の位置座標Ｐを算出する。
【００２０】ステップ１０５では、道路からはみ出した
り、障害物に衝突しているかをチェックするために他オ
ブジェクトとの干渉チェックを行う。これは、自ビーク
ルと他オブジェクト間の距離を計算することにより行わ
れる。もし、干渉する場合には、ステップ１１５に進
み、衝突のシミュレーション計算により、その時の速度
ベクトルＶ、位置Ｐを求め、ステップ１０７に進む。
り、障害物に衝突しているかをチェックするために他オ
ブジェクトとの干渉チェックを行う。これは、自ビーク
ルと他オブジェクト間の距離を計算することにより行わ
れる。もし、干渉する場合には、ステップ１１５に進
み、衝突のシミュレーション計算により、その時の速度
ベクトルＶ、位置Ｐを求め、ステップ１０７に進む。
【００２１】ステップ１０５において、自ビークルと他
オブジェクトが干渉している場合は、ステップ１０６に
進む。ステップ１０６では、前回の速度ベクトルＶ０と
今回の速度ベクトルＶとの差分により、運動量の変化を
求める。もし、あらかじめ設定した変化しきい値ＶＭＡ
Ｘよりも変化が大きい場合にはステップ１１２に進み、
小さい場合はステップ１０７に進む。
オブジェクトが干渉している場合は、ステップ１０６に
進む。ステップ１０６では、前回の速度ベクトルＶ０と
今回の速度ベクトルＶとの差分により、運動量の変化を
求める。もし、あらかじめ設定した変化しきい値ＶＭＡ
Ｘよりも変化が大きい場合にはステップ１１２に進み、
小さい場合はステップ１０７に進む。
【００２２】ステップ１０７では、ディレイ時間を計測
するためのカウンタＣＮＴを次の処理のために０クリア
し、同様にステップ１０８では、次回の処理のために今
回の速度ベクトルＶをＶ０に待避する。
するためのカウンタＣＮＴを次の処理のために０クリア
し、同様にステップ１０８では、次回の処理のために今
回の速度ベクトルＶをＶ０に待避する。
【００２３】ステップ１１２では、ディレイカウンタＣ
ＮＴの値をインクリメントし、ステップ１１３にてあら
かじめ設定した遅延時間ＤＥＬＡＹに満たない場合に
は、スッテプ１１４に進んで、今回計算された速度ベク
トル値を破棄して、前回の速度ベクトル値Ｖ０を今回の
ベクトルＶとする。ステップ１１３にてあらかじめ設定
した遅延時間ＤＥＬＡＹに満たしている場合には、スッ
テプ１０８に進む。なお、ステップ１１３での遅延時間
ＤＥＬＡＹは可変である。
ＮＴの値をインクリメントし、ステップ１１３にてあら
かじめ設定した遅延時間ＤＥＬＡＹに満たない場合に
は、スッテプ１１４に進んで、今回計算された速度ベク
トル値を破棄して、前回の速度ベクトル値Ｖ０を今回の
ベクトルＶとする。ステップ１１３にてあらかじめ設定
した遅延時間ＤＥＬＡＹに満たしている場合には、スッ
テプ１０８に進む。なお、ステップ１１３での遅延時間
ＤＥＬＡＹは可変である。
【００２４】ステップ１０９では、現在位置Ｐを次回の
ためにＰ０に待避する。そして、ステップ１１０にて、
映像発生装置２に次の位置Ｐを送出し、スッテプ１１４
にてモーション制御装置２に速度ベクトルＶを送出す
る。
ためにＰ０に待避する。そして、ステップ１１０にて、
映像発生装置２に次の位置Ｐを送出し、スッテプ１１４
にてモーション制御装置２に速度ベクトルＶを送出す
る。
【００２５】図３は、映像発生装置の処理フローを示し
たものである。ステップ２０１は、本処理を３０ｍｓｅ
ｃ周期に実行するためである。スッテプ２０２でシミュ
レーション装置１から送られる位置情報Ｐを取込み、ス
テップ２０３にてその位置から見える全視野の映像を計
算し、スッテプ２０４にて表示装置４に送出する。
たものである。ステップ２０１は、本処理を３０ｍｓｅ
ｃ周期に実行するためである。スッテプ２０２でシミュ
レーション装置１から送られる位置情報Ｐを取込み、ス
テップ２０３にてその位置から見える全視野の映像を計
算し、スッテプ２０４にて表示装置４に送出する。
【００２６】図４は、モーション制御装置の処理フロー
を示したものである。ステップ３０１は、この処理を３
０ｍｓｅｃ周期に実行するためのものである。ステップ
３０２にて、シミュレーション装置１から送られる速度
ベクトル値Ｖを取込み、ステップ３０３にて前回の速度
ベクトルＶ０との差分により速度変化量αを算出する。
スッテプ３０４にて現在のカプセル位置座標Ｐ０に速度
変化量αを加算することにより、次のカプセル位置Ｐを
求める。ステップ３０５にてカプセル位置Ｐが、可動限
界のストロークエンドにあるかをチェックし、もしスト
ロークエンドならば、ステップ３０６にてオーバーラン
させないために今回の位置情報Ｐを破棄し、前回の位置
情報Ｐ０と置き換える。
を示したものである。ステップ３０１は、この処理を３
０ｍｓｅｃ周期に実行するためのものである。ステップ
３０２にて、シミュレーション装置１から送られる速度
ベクトル値Ｖを取込み、ステップ３０３にて前回の速度
ベクトルＶ０との差分により速度変化量αを算出する。
スッテプ３０４にて現在のカプセル位置座標Ｐ０に速度
変化量αを加算することにより、次のカプセル位置Ｐを
求める。ステップ３０５にてカプセル位置Ｐが、可動限
界のストロークエンドにあるかをチェックし、もしスト
ロークエンドならば、ステップ３０６にてオーバーラン
させないために今回の位置情報Ｐを破棄し、前回の位置
情報Ｐ０と置き換える。
【００２７】ステップ３０５において、カプセル位置Ｐ
が可動限界のストロークエンドでないならば、ステップ
３０７に進む。そして、ステップ３０７にて変化量αの
有無をチェックし、変化が無い場合は、ステップ３１２
に進み、無変化時間カウンタＣＮＴをインクリメントす
る。次にステップ３１２にて無変化時間カウンタＣＮＴ
がしきい値ＲＴＮよりも大きい場合は、ステップ３１４
にて、カプセル８を原点位置に戻すため、現在位置Ｐに
係数ｒを乗ずる。係数ｒを１よりも小さい値とすること
により、位置Ｐを原点に近づく方向に変更する。
が可動限界のストロークエンドでないならば、ステップ
３０７に進む。そして、ステップ３０７にて変化量αの
有無をチェックし、変化が無い場合は、ステップ３１２
に進み、無変化時間カウンタＣＮＴをインクリメントす
る。次にステップ３１２にて無変化時間カウンタＣＮＴ
がしきい値ＲＴＮよりも大きい場合は、ステップ３１４
にて、カプセル８を原点位置に戻すため、現在位置Ｐに
係数ｒを乗ずる。係数ｒを１よりも小さい値とすること
により、位置Ｐを原点に近づく方向に変更する。
【００２８】ステップ３０７にて、変化がある場合に
は、ステップ３０８に進み、無変化カウンタＣＮＴを０
クリアし、ステップ３０９にて次の処理のために位置Ｐ
をＰ０に待避し、ステップ３１０にてアクチュエータ５
に位置指令Ｐを送出する。
は、ステップ３０８に進み、無変化カウンタＣＮＴを０
クリアし、ステップ３０９にて次の処理のために位置Ｐ
をＰ０に待避し、ステップ３１０にてアクチュエータ５
に位置指令Ｐを送出する。
【００２９】図５は、図１に示す表示装置４が映写する
映像の例を示したものである。図５（ａ）は、停車中の
映像を示したもので、ここから車を発進させたとする
と、次の時間では図５（ｂ）のような映像となる。この
時のモーションの経時変化を図８に示している。図８
（ａ）は、図２のステップ１０３で計算される速度ベク
トルＶの時間変化を示したものである。時間Ｔ１では、
アクセルペダルを踏むことにより、一定の加速度で速度
が増加し、時間Ｔ２に入ると一定速度で進行する。図８
（ｂ）は、実際のカプセル位置Ｐの時間変化を示したも
のである。時間Ｔ２１では、ステップ１０６の判定で変
化が検出されるが、遅延時間カウンタＣＮＴが、設定値
ＤＥＬＡＹに満たぬため、前回の速度ベクトルすなわ
ち、速度０のままとなる。時間Ｔ２２では、ＣＮＴ値が
ＤＥＬＡＹよりも大となるため速度ベクトルＶが更新さ
れ、その結果カプセル８の位置が前に進む。時間Ｔ２３
では、一定速度となるため、図４に示すモーション制御
装置の処理により、無変化時間がＲＴＮよりも大きくな
ると次第にカプセル８の位置が原点に近づく。
映像の例を示したものである。図５（ａ）は、停車中の
映像を示したもので、ここから車を発進させたとする
と、次の時間では図５（ｂ）のような映像となる。この
時のモーションの経時変化を図８に示している。図８
（ａ）は、図２のステップ１０３で計算される速度ベク
トルＶの時間変化を示したものである。時間Ｔ１では、
アクセルペダルを踏むことにより、一定の加速度で速度
が増加し、時間Ｔ２に入ると一定速度で進行する。図８
（ｂ）は、実際のカプセル位置Ｐの時間変化を示したも
のである。時間Ｔ２１では、ステップ１０６の判定で変
化が検出されるが、遅延時間カウンタＣＮＴが、設定値
ＤＥＬＡＹに満たぬため、前回の速度ベクトルすなわ
ち、速度０のままとなる。時間Ｔ２２では、ＣＮＴ値が
ＤＥＬＡＹよりも大となるため速度ベクトルＶが更新さ
れ、その結果カプセル８の位置が前に進む。時間Ｔ２３
では、一定速度となるため、図４に示すモーション制御
装置の処理により、無変化時間がＲＴＮよりも大きくな
ると次第にカプセル８の位置が原点に近づく。
【００３０】図６は、一定速度で進行中（図６（ａ））
にハンドルを左に回し、車が左折する（図６（ｂ））時
の映像を示したものである。この場合も図５の例と同様
に図８に示す位置制御となる。
にハンドルを左に回し、車が左折する（図６（ｂ））時
の映像を示したものである。この場合も図５の例と同様
に図８に示す位置制御となる。
【００３１】図７は、道路の向こうからトラックが近づ
いて（図７（ａ））、衝突する（図７（ｂ））時の映像
を示したものである。この時のモーション動作を図９に
示す。図９（ａ）に示すごとく、Ｔ３時間で一定速度で
進行して、衝突するとＴ４時間にて急停止により速度が
０となる。図２のステップ１１５の処理により速度Ｖ、
位置Ｐが計算され、変化チェックのステップ１０６を飛
ばしてステップ１０７に進むため、速度変化があっても
図９（ｂ）に示すように時間Ｔ２４にて遅れ時間無し
に、負の方向に運動する。時間Ｔ２５にて、速度変化が
無くなるためにカプセル位置Ｐは、次第に原点に戻る。
いて（図７（ａ））、衝突する（図７（ｂ））時の映像
を示したものである。この時のモーション動作を図９に
示す。図９（ａ）に示すごとく、Ｔ３時間で一定速度で
進行して、衝突するとＴ４時間にて急停止により速度が
０となる。図２のステップ１１５の処理により速度Ｖ、
位置Ｐが計算され、変化チェックのステップ１０６を飛
ばしてステップ１０７に進むため、速度変化があっても
図９（ｂ）に示すように時間Ｔ２４にて遅れ時間無し
に、負の方向に運動する。時間Ｔ２５にて、速度変化が
無くなるためにカプセル位置Ｐは、次第に原点に戻る。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動作データの生成を視野映像の生成よりも一定時間遅延
させて、運動変化から人間の反応時間分だけモーション
の動作開始を遅らせることにより、運動変化に人間が反
応するのと同時期に、駆動装置がストロークエンドに達
することを防止することができる。これにより、人間の
違和感あるいは乗り物酔いを防止しながら、駆動装置の
ストロークを小さくできる。また、人間の反応時間が小
さくなるような予測可能な運動変化に対しては、遅延さ
せないことにより違和感無くモーションの制御が可能と
なる。
動作データの生成を視野映像の生成よりも一定時間遅延
させて、運動変化から人間の反応時間分だけモーション
の動作開始を遅らせることにより、運動変化に人間が反
応するのと同時期に、駆動装置がストロークエンドに達
することを防止することができる。これにより、人間の
違和感あるいは乗り物酔いを防止しながら、駆動装置の
ストロークを小さくできる。また、人間の反応時間が小
さくなるような予測可能な運動変化に対しては、遅延さ
せないことにより違和感無くモーションの制御が可能と
なる。
【図１】本発明に係るシミュレーションライド制御装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】シミュレーション装置の処理フローを示した図
である。
である。
【図３】映像発生装置の処理フローを示した図である。
【図４】モーション制御装置の処理フローを示した図で
ある。
ある。
【図５】表示装置が映写する映像例で、直進していると
きの図である。
きの図である。
【図６】表示装置が映写する映像例で、左折していると
きの図である。
きの図である。
【図７】表示装置が映写する映像例で、衝突するときの
図である。
図である。
【図８】本発明でのモーション時間変化を示した図であ
る。
る。
【図９】衝突時のモーション時間変化を示した図であ
る。
る。
【図１０】従来技術でのモーション時間変化を示した図
である。
である。
１ シミュレーション装置 ２ 映像発生装置 ３ モーション制御装置 ４ 表示装置 ５ アクチュエータ ６ 操作部 ７ 座席 ８ カプセル ４１ スクリーン
Claims (6)
- 【請求項１】 搭乗者が乗った乗り物を最大６軸の自由
度の範囲内で駆動させる駆動装置と、前記搭乗者の運転
操作情報を取り込んで、仮想空間における乗り物の姿勢
および速度ベクトルなどの運動データを逐次的に生成す
るシミュレーション装置と、前記運動データより仮想空
間での視野映像を生成する映像発生装置と、前記運動デ
ータより前記駆動装置の動作データを生成するモーショ
ン制御装置と、を備えたシミュレーションライド制御装
置において、 前記モーション制御装置は、前記動作データの生成を前
記視野映像の生成よりも一定時間遅延させることを特徴
とするシミュレーションライド制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のシミュレーションライ
ド制御装置において、 前記モーション制御装置は、仮想空間における乗り物の
運動変化が発生した時に、前記動作データの生成を遅延
させることを特徴とするシミュレーションライド制御装
置。 - 【請求項３】 請求項２に記載のシミュレーションライ
ド制御装置において、 前記モーション制御装置は、仮想空間における乗り物の
運動変化が発生した時に、その運動変化が搭乗者に予想
できる変化か否かを識別する手段を有し、予想できない
運動変化の場合に、前記動作データの生成を遅延させる
ことを特徴とするシミュレーションライド制御装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載のシミュレーションライ
ド制御装置において、 前記映像発生装置は、前記動作データの生成遅延時間
に、運動変化の映像を生成することを特徴とするシミュ
レーションライド制御装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載のシミュレーションライ
ド制御装置において、 前記動作データの生成遅延時間は、人間の運動認識時間
の約０.１秒から０.５秒に設定されていることを特徴と
するシミュレーションライド制御装置。 - 【請求項６】 請求項１又は５に記載のシミュレーショ
ンライド制御装置において、 動作データの生成遅延時間は、可変であることを特徴と
するシミュレーションライド制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25252799A JP2001075470A (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | シミュレーションライド制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25252799A JP2001075470A (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | シミュレーションライド制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001075470A true JP2001075470A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17238619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25252799A Pending JP2001075470A (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | シミュレーションライド制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001075470A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016047999A3 (ko) * | 2014-09-22 | 2016-05-19 | (주)에프엑스기어 | 방향 예측을 이용한 저 레이턴시 시뮬레이션 장치 및 방법과, 이를 위한 컴퓨터 프로그램 |
| CN109872601A (zh) * | 2018-03-07 | 2019-06-11 | 北京理工大学 | 一种基于虚拟现实的个性化驾驶习惯训练方案生成方法 |
-
1999
- 1999-09-07 JP JP25252799A patent/JP2001075470A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016047999A3 (ko) * | 2014-09-22 | 2016-05-19 | (주)에프엑스기어 | 방향 예측을 이용한 저 레이턴시 시뮬레이션 장치 및 방법과, 이를 위한 컴퓨터 프로그램 |
| KR101728408B1 (ko) * | 2014-09-22 | 2017-04-19 | (주)에프엑스기어 | 방향 예측을 이용한 저 레이턴시 시뮬레이션 장치 및 방법과, 이를 위한 컴퓨터 프로그램 |
| CN107302845A (zh) * | 2014-09-22 | 2017-10-27 | 爱父爱斯吉尔有限公司 | 利用方向预测的低时延模拟装置及方法、用于该方法的计算机程序 |
| US10204420B2 (en) | 2014-09-22 | 2019-02-12 | Fxgear Inc. | Low latency simulation apparatus and method using direction prediction, and computer program therefor |
| CN107302845B (zh) * | 2014-09-22 | 2020-11-10 | 爱父爱斯吉尔有限公司 | 利用方向预测的低时延模拟装置、方法及计算机可读介质 |
| CN109872601A (zh) * | 2018-03-07 | 2019-06-11 | 北京理工大学 | 一种基于虚拟现实的个性化驾驶习惯训练方案生成方法 |
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