JP2001236010A - ４輪車運転シミュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４輪自動車３９の運転者２が道路上の車体の
車幅を直感的に把握して、運転の安全確認動作を向上す
る。 【解決手段】 擬似運転を行う運転者２は、操蛇輪１８
を含む操作部材１８〜２４を操作し、その操作部材の操
作が操作センサ２５によって検出される。走行画像メモ
リ２８には、走行経路に沿う３次元の画像データがスト
アされる。運転者２は、頭部３にヘッドマウントディス
プレイである表示装置４を装着し、その頭部３の３次元
の位置が頭部位置センサ１４によって検出される。画像
制御手段は、操作センサ２５と頭部位置センサ１４とか
らの出力によって、運転者２の視界内にある画像データ
を表示手段１２に表示するとともに、その画像中に、走
行方向前方に、自車の車幅を表す影５１などから成る表
示部を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４輪自動車、たと
えばトラックなどの運転を擬似的に体験することができ
る４輪車運転シミュレータに関し、特に運転者の安全教
育に好適する４輪車運転シミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、本件出願人による
特開平９−８１０２４に開示された２輪車運転シミュレ
ータである。この先行技術では、固定位置に設置された
２輪車の実車部に運転者が搭乗して運転操作を行う。こ
の運転者は、その頭部に、ヘッドマウントディスプレイ
（略称ＨＭＤ）表示装置を装着する。擬似的な運転操作
によって表示装置に画面の走行および風景などが表示さ
れる。こうして運転者の操作に応じて画面が変化し、臨
場感あふれるシミュレートを実現する。

【０００３】この先行技術は、２輪車のためのものであ
り、したがってトラックなどの４輪自動車の運転操作を
シミュレートするものではない。４輪自動車は、２輪車
に比べて大きな車幅を有し、安全運転のためには、この
車幅を運転者が正しく把握しなければならない。４輪自
動車の安全運転のための教育には、運転者の頭部の姿勢
などによる視点情報が重要である。２輪車では、後進運
転の必要はないけれども、４輪自動車では、後進運転の
シミュレートを必要とする。したがってこのような先行
技術の２輪車運転シミュレータを、４輪自動車のために
そのまま実施することはできない。

【０００４】さらに先行技術では、運転者によって操作
される２輪車の走行経路であるコースは、予め固定的に
プログラム化されてメモリにストアされている。したが
って走行経路などをユーザが簡単に変更することはでき
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、４輪
自動車の運転者が、その４輪自動車の車幅等の車体情報
を正しく把握して、運転者の安全運転のための教育など
に好適に実施することができる４輪車運転シミュレータ
を提供することである。

【０００６】本発明の他の目的は、走行経路の設定、変
更を容易に行うことができるようにした４輪車運転シミ
ュレータを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、４輪自動車の
運転者によって操作される操舵輪を含む操作部材を備え
る運転操作手段と、操作部材の操作を検出する操作セン
サと、運転者の頭部に装着可能な表示装置であって、運
転者の頭部の位置を検出する頭部位置センサと、画像を
表示するヘッドマウントディスプレイ用表示手段とが搭
載された表示装置と、擬似運転の走行経路に沿う３次元
の画像データをストアする走行画像メモリと、操作セン
サと頭部位置センサとからの出力に応答し、運転者の視
界内にある前記画像データを、ヘッドマウントディスプ
レイ用表示手段に表示するとともに、走行方向前方の画
像に自車の車幅を表す表示部を表示する画像制御手段と
を含むことを特徴とする４輪車運転シミュレータであ
る。

【０００８】本発明に従えば、運転操作手段は、４輪自
動車の運転者が搭乗し、操作部材を運転操作のために操
作する。この操作部材は、操舵輪を含み、そのほか、後
述のように、運転者によって足踏み操作されるペダルお
よびそのほかの種類の操作部材を含む。

【０００９】操作センサは、操作部材の操作を検出し、
これによって擬似運転の走行経路上の自動車の走行位置
を演算し、走行画像メモリにストアされた走行位置に対
応する画像データのうち、頭部位置センサの出力によっ
て運転者の視野内にある画像データを作成し、ヘッドマ
ウントディスプレイ用表示手段に表示する。表示装置
は、運転者の頭部に装着可能であり、その頭部の位置
は、頭部位置センサによって検出する。したがって運転
者の視野内の画像データを、３次元画像データがストア
された走行画像メモリから読出して作成することができ
る。こうして運転者は、ヘッドマウントディスプレイで
ある表示装置を頭部に装着して運転操作を行うことがで
き、したがって画像表示を行う大形スクリーンは不要で
あって、設置面積を大幅に低減することができるととも
に、臨場感あふれるシミュレートを実現することができ
る。

【００１０】運転者が頭部に装着するヘッドマウントデ
ィスプレイである表示装置には、前述のように頭部位置
センサが設けられ、運転者の頭部の位置を検出すること
ができる。したがって運転者の頭部の動くことによる視
線を常に検出する。したがって運転者が車体の後方を向
いたとき、その運転者の視点に対応した画像がヘッドマ
ウントディスプレイ用表示手段によって目の前に表示さ
れる。したがって運転者が後方を向いた状態で、後進運
転の模擬を容易に行うことができる。

【００１１】特に本発明に従えば、ヘッドマウントディ
スプレイ用表示手段に表示される画像には、自車の車体
の左右の側部間の車幅を表す表示部が表示される。した
がって運転者は直感的に車幅を把握することができ、し
たがって自車の道路上での位置を容易に把握することが
できる。これによって運転者は実車の操作に近い安全確
認動作を行うことができる。

【００１２】また本発明は、前記表示部は、画像表示装
置に表示される運転台から見た前方の視界内の画像デー
タに、車幅の範囲に描かれた影であることを特徴とす
る。

【００１３】本発明に従えば、自車の車幅を表す表示部
は、車幅の範囲に描かれた影である。この影は、自車の
車体の軸線上で車体の後方から太陽光が照射されたとき
に道路の路面上に形成される影である。これによって車
幅を把握することが、運転者にとって容易である。

【００１４】影は、道路上の標示が認識できるような黒
または白の小さい多数の点が表示されるように構成され
てもよく、または複数の平行斜線によってハッチングが
施されて表示されてもよく、そのほかの表示態様で影状
の表示が行われてもよい。

【００１５】本発明の実施の他の形態では、前記影に代
えて、車幅を表す直線または記号などの表示部が用いら
れてもよい。

【００１６】また本発明は、走行画像メモリにストアさ
れている画像データは、交差した複数の道路を含み、こ
れらの道路を選択して走行経路を設定する走行経路設定
手段と、運転者に音響出力を与える音響出力手段と、予
め設定した走行経路に沿って走行すべき指示を表す情報
を導出して音響出力手段に与える走行指示手段とを含む
ことを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、操作センサの出力に応答
して、走行経路上の自動車の走行位置を走行位置演算手
段によって演算し、その演算して得られた走行位置に対
応して、走行画像メモリにストアされている画像データ
のうち、頭部位置センサの出力によって演算して得られ
る運転者の視野内にある画像データを、運転者はヘッド
マウントディスプレイ用表示手段で前述のように見るこ
とができ、このような走行経路を運転者が見ながら、音
響出力手段によって聴取される走行経路を表す情報を得
て、自動車の擬似運転を行うことができる。したがって
運転者を走行経路に沿って音響で案内することができ、
希望する走行経路に沿って走行する擬似運転による安全
運転の教育などを容易に行うことができるようになる。

【００１８】特に本発明に従えば、走行画像メモリに
は、交差した複数の道路のデータがストアされており、
これらの各道路を選択的に組合わせることによって、連
続した走行経路である走行コースを設定することができ
るようになる。こうして走行経路設定手段は、走行画像
メモリにストアされた複数の道路を連続的に選択して希
望する走行経路を容易に設定することができる。こうし
て４輪自動車の模擬運転者を、希望する走行経路で行う
ことが可能になる。

【００１９】また本発明は、操作センサの出力に応答
し、前記走行経路上の自動車の走行位置をストアする走
行位置メモリと、画像を表示する走行再生用表示手段と
を含み、画像制御手段は、走行画像メモリと走行位置メ
モリとの出力に応答し、自動車の外方から見た画像デー
タを作成して走行再生用表示手段に表示させることを特
徴とする。

【００２０】本発明に従えば、運転者の擬似運転によっ
て自動車が走行した走行経路上の走行位置は、走行位置
メモリに、時間経過に伴って順次的にストアされる。画
像制御手段は、この走行位置メモリにストアされた走行
位置毎の走行画像メモリにストアされた画像データを読
出して、その走行した自動車の外方から見た画像データ
（後述の図１８〜図２０参照）を演算して作成し、走行
再生用表示手段の画面に表示する。したがって自動車の
車体が走行経路の道路上で走行している状況を、走行経
路の走行後に、運転者が確認して把握することができ
る。したがって運転者の安全運転の教育効果が高まる。

【００２１】また本発明は、複数種類の各危険イベント
毎の道路上または道路付近の挙動を表すイベントデータ
をストアするイベントデータメモリと、走行画像メモリ
にストアされている走行経路の位置に対応してイベント
データメモリにストアされているイベントを設定するイ
ベント設定手段とを含み、画像制御手段は、操作センサ
の出力に対応する走行位置に設定されたイベントデータ
を、イベントデータメモリから読出して、ヘッドマウン
トディスプレイ用表示手段の画像上でイベントを実行す
ることを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、イベントデータメモリに
は、イベントデータがストアされる。このイベントデー
タというのは、複数種類の各危険イベント毎の道路上ま
たは道路付近の挙動を表し、たとえば道路を横切る線路
の付近に設けられた遮断機が下降／上昇する鉄道車両の
踏切における危険イベントであってもよく、道路の歩道
から車道に突然に飛出す子供の状態を表す危険イベント
であってもよく、さらにまた道路上にボールが転がり込
んでくる状況を表す危険イベントなどであってもよい。
このような危険イベントは、イベント設定手段によっ
て、走行経路の希望する位置に設定することができる。
したがって自動車の走行経路の走行中に、危険イベント
が実現され、このとき、運転者の操作部材による運転状
態を把握し、安全運転のための教育効果を高めることが
できる。

【００２３】イベントは、走行経路の希望する位置に上
述のように設定することができるので、模擬運転時の運
転者にとって慣れた走行経路であっても、このような危
険イベントの実行によって、安全運転の対策のシミュレ
ートの効果が高まる。

【００２４】また本発明は、操作センサと頭部位置セン
サとの各出力に応答し、前記走行経路上の自動車の走行
位置に対応して操作センサと頭部位置センサとの各出力
をストアする運転操作メモリと、走行経路の予め定める
走行位置における運転操作メモリにストアされている操
作部材の操作または頭部位置を、予め定める評価基準デ
ータに基づいて評価する評価手段とを含むことを特徴と
する。

【００２５】本発明に従えば、運転操作メモリには、運
転者による操作部材の操作を検出する操作センサの出力
と、運転者が頭部に装着したヘッドマウントディスプレ
イである表示装置の位置を表す出力とが、走行経路上の
擬似運転走行中にストアされる。これによってたとえば
交差点および踏切などにおける運転者の安全確認動作が
正しく実施されたかどうかを確認するために、その運転
状態を復元再生することができ、運転者の視点を把握す
ることができる。これによって、操作部材の操作または
頭部位置を、予め定める評価基準データに基づいて評価
することができる。こうして安全運転の評価、したがっ
てその評価に基づく運転者に対する安全運転の指導を、
的確に行うことが容易に可能になる。

【００２６】また本発明は、操作センサの出力に応答
し、前記走行経路上の自動車の走行位置をストアする走
行位置メモリと、画像を表示する走行再生用表示手段と
を含み、画像制御手段は、走行画像メモリと走行位置メ
モリとの出力に応答し、ヘッドマウントディスプレイ用
表示手段によって表示された画像データを作成して走行
再生用表示手段に表示させることを特徴とする。

【００２７】本発明に従えば、走行経路上を擬似運転に
よって走行することによって得られた自動車の走行位置
および運転者の頭部に装着された表示装置の頭部位置セ
ンサの走行位置に対応した出力をメモリにストアするこ
とによって、走行画像メモリから、走行中にヘッドマウ
ントディスプレイ用表示手段で表示された画像を作成す
ることができる。こうして得られた画像データを、擬似
運転終了後、運転者である教習生または指導教官が再生
して安全運転の指導教育のために利用することができ
る。たとえば教習生の走行中の視点を把握し、これによ
って交通安全上、重要な確認行為の良否の評価、確認を
行うことができる。

【００２８】また本発明は、４輪自動車の運転者によっ
て操作される操舵輪を含む操作部材を備える運転操作手
段と、操作部材の操作を検出する操作センサと、運転者
の頭部に装着可能な表示装置であって、運転者の頭部の
位置を検出する頭部位置センサと、画像を表示するヘッ
ドマウントディスプレイ用表示手段とが搭載された表示
装置と、擬似運転の走行経路に沿う３次元の画像データ
をストアし、この画像データは、交差した複数の道路を
含む走行画像メモリと、これらの道路を選択して走行経
路を設定する走行経路設定手段と、運転者に音響出力を
与える音響出力手段と、予め設定した走行経路に沿って
走行すべき指示を表す情報を導出して音響出力手段に与
える走行指示手段と、操作センサと頭部位置センサとか
らの出力に応答し、運転者の視界内にある前記画像デー
タをヘッドマウントディスプレイ用表示手段に表示する
画像制御手段とを含むことを特徴とする４輪車運転シミ
ュレータである。

【００２９】本発明に従えば、走行画像メモリには、走
行中の運転者が見ることができる複数の交差した道路
と、道路付近の景色を表す３次元の画像データがストア
される。このような複数の道路を連続的に選択して走行
経路を形成し、希望する走行経路を自由に設定すること
ができる。したがって安全運転の目的および運転者であ
る教習生の運転技能のレベルに応じて、適切な安全運転
の指導を行うことができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
全体の構成を示す４輪車運転シミュレータ１の斜視図で
ある。図２は図１に示される４輪車運転シミュレータ１
の電気的構成を示すブロック図である。これらの図面を
参照して、４輪車運転シミュレータは基本的に４輪自動
車を模擬運転する教習生である運転者２は、その頭部３
に着脱可能に装着されたヘッドマウントディスプレイで
ある表示装置４によって模擬運転を行う道路などの画面
を見ながら、実車部５において運転操作を行い、この模
擬運転で走行すべき走行経路などは、画像生成装置６で
演算して作成され、教官卓７で、運転者２による安全運
転の動作を観察することができる。教官卓７は、走行経
路作成装置８と教官用処理装置９とを含む。

【００３１】図３は、運転者２の頭部３に装着されるこ
とができる表示装置４と実車部５を示す斜視図である。
表示装置４は、頭部３を覆う枠体１１に、ヘッドマウン
トディスプレイ用表示手段１２が装着されるとともに、
スピーカなどの音響出力手段１３が備えられる。さらに
頭部３の３次元の位置を検出するための頭部位置センサ
１４が取付けられる。実車部５の付近には、前述の図１
に示される磁界発生手段１５が備えられる。頭部位置セ
ンサ１４は、磁界発生手段１５によって発生される磁界
の方向および大きさを検出し、これによって頭部３の３
次元の位置および方向を検出することができる。表示手
段１２は、たとえば液晶表示素子などによって実現さ
れ、画像を表示することができる。

【００３２】実車部５において、固定位置に設けられた
基台１６には、運転者２が着席するシートである運転席
１７が取付けられ、４輪自動車の運転台と同様に、運転
席１７の前方に、ハンドルである操舵輪１８が設けら
れ、変速機の変速段を操作変更するシフトレバー１９が
備えられ、また床面には、アクセルペダル２１、ブレー
キペダル２２およびクラッチペダル２３が備えられると
ともに、駐車用サイドブレーキ２４が備えられる。これ
らの操作部材１８〜２４のほかに、さらに表１に示され
るように追加的に操作部材が備えられてもよい。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示される参照符ア〜シの各操作部材
１８〜２４などの各操作は、操作センサ２５によって個
別的に検出される。操作センサ２５は、運転者による各
操作部材の操作の有無、および操作量を電気信号に変換
して、導出する。

【００３５】教官用処理装置９に備えられる入力手段７
８を操作することによって、運転状態設定回路７９によ
って、運転状態を設定することができる。運転状態とい
うのは、たとえば自動車の走行中における天候状態など
であってもよい。入力手段７８によって雨天が選択され
たとき、その運転状態設定回路７９の出力は、通信回路
６１，６２を経てメモリ手段２７に与えられ、処理回路
４２は、表示手段１２によって表示される画像に、自車
３９のフロントガラスに雨滴が付着した状態を、擬似的
に演算して表示することができる。これら運転状態設定
動作は、図８のステップａ２において実行されてもよ
い。

【００３６】再び図２を参照して、画像生成装置６に
は、メモリ手段２７が備えられる。このメモリ手段２７
の走行画像メモリ２８には、擬似が行われる地域の３次
元の画像データがストアされる。

【００３７】図４は、走行画像メモリ２８にストアされ
る地図を示す部分図である。この画像データは、たとえ
ば交差した複数の道路２９〜３７と、それらの道路２９
〜３７に関連する３次元の画像データがストアされる。

【００３８】図５は、図４に示される道路の一部を示す
平面図である。図５の道路２９上に擬似運転中の４輪自
動車３９が走行しているとき、その運転者２がたとえば
正面を見ている状態で、たとえば水平視野角θ１＝６０
度、垂直視野角θ２＝３４度の範囲で、道路２９〜３７
とその道路２９〜３７の周辺を見ることができる３次元
の画像データが、ストアされる。運転者２が擬似運転中
である４輪自動車３９を、自車３９ということがある。
表示装置４の表示手段１２によって表示される画像は、
前方１５０ｍの道路およびその周辺の状況であってもよ
い。こうして運転者２が表示手段１２によって前方を見
たときにおける表示手段１２によって表示される前方視
界は、たとえば図６に示されるとおりとなり、前方の景
色が、遠近感をつけて運転者２の眼から遠去かるほど小
さく描かれる透視図法、たとえば１消点透視図法で表示
される。

【００３９】図７は、図６に示される運転者２の前方視
界を簡略化して示す表示手段１２の画面によって表示さ
れた画像を示す図である。運転者２が擬似運転している
自動車３９の自車の運転席１７の前方にある計器盤４６
の一部が表示され、その走行中の道路２９が表示され、
さらにその道路２９の両側の歩道、建物およびそのほか
の物体が参照符４７，４８で示されるように表示され
る。自車３９の車体の左右側部間の車幅を表す影５１
が、自車３９の前進走行方向前方に、道路２９の路面上
に表示される。この影５１は、表示部であって、実車部
５の運転台の運転席１７に着席している運転者２が見た
前方の視界内の画像データに、その自車３９の車幅の範
囲に描かれた影である。この影５１は自車３９の車体の
前後に延びる軸線５２上で、車体の後方（図６および図
７の下方）から上空の太陽光が照射されるときに道路２
９の路面上に形成される影である。影５１は、黒または
白の小さい多数の点で表示されてもよく、あるいはまた
複数の平行斜線によってハッチングが施されて表示され
てもよく、図７ではハッチングが施されて表示される。
この影５１の表示態様に代えて、車幅を表す直線５３の
みが表示されてもよく、またはそのほかの記号などが表
示されてもよく、さらにそのほかの表示態様で表示部が
形成されてもよい。運転者２は、表示手段１２によって
表示される図６および図７の画像を見て、その影５１に
よって自車３９の路面上の左右の位置を知ることがで
き、直感的に車幅を把握することが容易である。これに
よって実車の操作に近い安全確認動作を行うことができ
るという優れた効果が達成される。図７は、説明の便宜
のために、図６とは異なっている部分がある。

【００４０】表示装置４に備えられている頭部位置セン
サ１４の出力は、画像生成装置６に備えられる視点演算
回路４１に与えられ、運転者２が見る視点、したがって
視線の方向を演算して導出し、処理回路４２に与える。
実車部５の操作部材１８〜２３およびそのほかの操作部
材の操作を検出する操作センサ２５からの出力は、画像
生成装置６の運転情報演算回路４３に与えられ、実車部
５の擬似運転中における４輪自動車の走行状態を表す運
転情報に演算されて変換される。運転情報演算回路４３
の出力は運転モデル演算回路４４に与えられ、前述の操
作部材による擬似運転中の走行方向、前進、後進、走行
速度などが演算され、これらの運転モデル情報に基づい
て、走行画像メモリにストアされた走行経路における道
路上の位置が演算して求められる。この運転モデル演算
回路４４の出力は、処理回路４２に与えられる。

【００４１】図８は、処理回路４２の全体の動作を説明
するための図である。この図８を参照しながら、構成を
もさらに説明する。ステップａ１からステップａ２に移
り、擬似運転の走行経路を設定する。この走行経路の設
定のために、走行経路作成装置８が使用される。入力手
段５５の操作によって、表示手段５６に示されるたとえ
ば図４の道路２９〜３７の平面である地図を見ながら、
道路２９〜３７のうち、道路２９〜３２を選択して走行
経路を設定する。入力手段５５と表示手段５６は、マイ
クロコンピュータなどによって実現される処理回路５７
に接続され、この処理回路５７は、走行経路をメモリ手
段２７の設定経路メモリ６３へストアする。また処理回
路５７で設定された走行経路は、教官用処理回路９に備
えられる走行経路用設定回路５９にも与えられる。この
データは走行経路を選択する場合に通信回路６１から、
画像生成装置６の通信回路６２に与えられ、メモリ手段
２７の設定経路メモリ６３から走行経路を取出す場合に
参照される。

【００４２】こうして図４の道路２９におけるスタート
位置６４から、道路３０，３１を経て、さらに道路３２
を経て終了位置６５までの走行経路が、設定経路メモリ
６３にストアされ選択可能となる。運転者２が実車部５
の操作部材１８〜２３などを操作することによって、操
作センサ２５からの出力が得られ、その運転情報演算回
路４３から自車３９の運転情報に変換され、運転モデル
演算回路４４において、操舵輪１８の操作による走行方
向、アクセルペダル２１およびブレーキペダル２２など
の操作による擬似運転による自車３９の走行速度、走行
距離などが、道路２９〜３７の地図上で演算され、自車
３９の現在の走行位置もまた、さらに演算して求められ
る。処理回路４２には、走行指示手段６７が接続され、
これによって合成音声によるナレーション処理および効
果音を表す信号が導出される。

【００４３】処理回路４２は、運転モデル演算回路４４
で演算されて得られる走行画像メモリ２８にストアされ
た地図上における走行位置を演算して求め、設定経路メ
モリ６３にストアされた内容に基づいて、この予め設定
した走行経路に沿って走行すべき指示を表す情報を演算
して導出し、表示装置４の音響出力手段１３から音響出
力を導出させる。これによって運転者２は走行すべき走
行経路を、音声で知ることができ、走行方向の指示が与
えられることになる。運転者は、この音響出力を聞きな
がら、操作部材１８〜２３などを操作し、自車３９を走
行させる。また、このとき表示手段１２によって、方向
を矢印等で指示することも可能である。

【００４４】このとき時間経過に伴う走行経路上の自動
車の走行位置は、記憶手段２７の走行位置メモリ６９に
順次的にストアされる。またこの走行位置に対応して時
間経過に伴い操作される操作部材１８〜２３などの操作
センサ２５によって検出される操作状態は、運転操作メ
モリ７１にストアされる。運転操作メモリ７１にはま
た、その操作位置に対応して頭部位置センサ１４によっ
て検出された頭部の位置および方向、したがって運転者
２の視点および／または視線が、時間経過に伴って順次
的にストアされる。この頭部位置センサ１４の出力、し
たがって前述のように運転者２の視点または視線は、頭
部位置メモリ７２にもまた、ストアされる。

【００４５】図８のステップａ３では、処理回路４２
は、視点演算回路４１からの視点情報に応答し、運転者
２の視線を演算して求め、この視線による視界内にある
画像データを、走行画像メモリ２８から読出して演算
し、その視界を表す画像データを、表示手段１２によっ
て表示するとともに、前述のように影５１もまた併せて
表示する。こうして運転者２は、操作部材１８〜２３な
どを操作しつつ、表示手段１２によって表示された画像
を見ながら、臨場感溢れるシミュレートを実現すること
ができる。

【００４６】ステップａ４では、運転者２が視点情報に
よって前方視界を見ている場合には、図６および図７に
関連して述べたように、表示手段１２によって前方の視
界が表示されるとともに、自車３９の車幅を表す影５１
が、その画面に、ステップａ５で表示される。ステップ
ａ６では、走行位置メモリ６９、運転操作メモリ７１お
よび頭部位置メモリ７２などの各メモリでの前述のスト
ア動作が行われる。

【００４７】図９は、これらのメモリ６９〜７２のスト
ア内容を簡略化して示す図である。メモリ２８，６３，
６９〜７２は、単一の半導体メモリチップによって実現
されてもよいけれども、複数のメモリチップによって実
現されてもよい。

【００４８】設定された走行経路の途中に危険イベント
を設定するために、走行経路作成装置８では、イベント
設定入力手段７４が備えられる。イベント設定入力手段
７４は、複数種類の危険イベントのうちの１または複数
を、選択して、設定された走行経路の途中の道路２９〜
３２に設定する。たとえば図４において参照符７５で
は、イベント１で示される危険イベントが設定されたこ
とを表す。危険イベントは、メモリ手段２７のイベント
データメモリ７６に複数種類、ストアされる。イベント
設定入力手段７４の操作によって処理回路５７は、イベ
ントデータメモリ７６にストアされた１または複数の選
択された危険イベントと、そのイベントが実行されるべ
き走行位置とを対応してストアする。したがって運転モ
デル演算回路４４によって演算して求められた自車３９
の走行位置が、イベントデータメモリ７６にストアされ
たイベント設定入力手段７４で設定された危険イベント
が実行されるべき位置に到達したとき、処理回路４２
は、その危険イベントデータをイベントデータメモリ７
６から読出して、危険イベントのプログラムを実行し、
表示手段１２に表示し、危険イベントが実行されること
になる。

【００４９】ステップａ４で、頭部位置センサ１４によ
って得られた出力に基づく運転者２の視線の方向が左ま
たは右の場合には、図１０（１）の左方視界が表示手段
１２によって表示され、または図１０（２）に示される
右方視界が表示される。この視界は、運転者２の視線の
方向および角度などに応じて変化される。

【００５０】図１１は、安全運転のために表示手段８６
に表示されることができる左方視界および右方視界の必
要性を示す図である。道路２９を自車３９が運転者２の
運転によって走行しているとき、たとえば道路３３から
他の自動車、たとえば２輪自動車８１が走行したときを
想定する。このとき、自動車８１の走行状態は、表示手
段１２によって図１０（２）の右方視界内に表示される
ことになる。このような自動車８１の道路２９への進入
は、危険イベントとして、イベント設定入力手段７４で
設定し、その危険イベントが実行された走行位置で、危
険イベントが実行されているようにすることができる。

【００５１】前方のぞき込みが行われたことがステップ
ａ４で判断されると、図１２に示される前方のぞき込み
視界の画像データが、処理回路４２の働きによって演算
されて求められ、図１２に示されるように表示される。

【００５２】図１３は、図１２に示される前方のぞき込
み視界が得られたときの状態を示す図である。自車３９
の運転者２が、その自車３９の前方下方道路２９の路面
をのぞき込んだときに、人または物体などの障害物８２
を確認することができる。危険イベントは、このような
障害物８２を、選択し、危険イベントの実行を行うこと
ができる。この図１３における自車３９の発進時、運転
者２は前方死角の確認を行うという安全運転の教育のた
めに、前方のぞき込みが行われたかどうかを確認する必
要がある。このような運転者２の擬似運転中における表
示手段１２によって表示される画像データは、教官用処
理装置９に備えられている画像表示手段８６によっても
また表示される。これによって教官はマイクロホン８７
に向かって送話し、その音声信号は、音響出力手段１３
に与えられて音響出力される。こうして教官による擬似
運転中の安全運転の指導を、実時間で行うことができ
る。

【００５３】図８のステップａ４で運転者２が自車３９
の後方を見たことが判断されたとき、図１４に示される
後方視界を、表示するための画像データを演算し、表示
手段１２で表示される。

【００５４】図１５は、図１４に示される後方視界を説
明するための図である。自車３９の後方に人または物な
どの障害物８４が存在することがあり、後進時にこのよ
うな後方視界の確認が運転者２によって行われたかどう
かを、運転者２の安全運転の教育のために必要となる。

【００５５】運転者２による実車部５における擬似運転
の終了後、入力手段７８によって、再生手段８８、通信
回路６１，６２の順で再生を制御する。記憶手段２７の
各メモリ２８，６３，６９〜７２，７６のストア内容に
基づいて、これらの内容を読出し、前述した再生制御デ
ータを基に処理回路４２にて再生演算することができ
る。この結果は表示手段８６によって、擬似運転の動作
を表示する。

【００５６】図１６は、表示手段８６によって表示され
る再生時の動作を説明する図である。運転席１７におけ
る運転者２が見た前方視界が表示される。また擬似運転
の走行中における運転者２が見た表示手段１２で表示さ
れた道路の側方の画像を、図１７に示されるようにして
表示手段８６で表示することができる。さらに走行経路
上の走行位置に対応して走行画像メモリ２８のストア内
容を読出し、自車３９の外方から見た画像データを作成
し、たとえば図１８では上方から見た画像データを作成
し、表示手段８６によって表示することができる。さら
にその模擬運転の走行位置毎における自車３９の外方か
ら見た画像データを、図１９および図２０に示されるよ
うにして表示手段８６によって表示することもできる。
図１９は表示手段８６によって表示される自車３９の後
ろ上方から見た画像データの表示状態を示す図である。
図２０は自車３９の後方から見た表示手段８６によって
表示される画像を示す図である。このような自車３９の
外方から見た画像データを、擬似運転の終了後、安全運
転の教育のために出力演算して表示し、安全運転の指導
の効果を向上することができる。

【００５７】教官用処理装置９には、マイクロコンピュ
ータなどによって実現される処理回路９１が備えられ、
この処理回路９１の演算結果をプリンタ９２によって記
録紙に印字して出力することができる。処理回路９１
は、運転者２の実車部５における擬似運転終了後、走行
経路の予め定める走行位置における運転操作メモリ７１
にストアされている操作部材１８〜２３などおよび／ま
たは頭部位置センサ１４によって検出される頭部位置、
したがって視線を、予め定める評価基準データに基づい
て評価する。この評価結果は、プリンタ９２によって記
録紙に印字出力される。

【００５８】図２１は、評価演算を行う処理回路９１の
動作を説明するためのフローチャートである。擬似運転
中に、またはその終了後、記憶手段２７のストア内容に
よって、特にその運転操作メモリ７１のストア内容に基
づき、ステップｂ１からステップｂ２に移り、走行経路
におけるたとえば鉄道車両の線路が横切る踏切のたとえ
ば１００ｍ手前に自車３９が到達したとき、この図２１
に示されるフログラム動作が実行されて運転操作の評価
演算が行われる。ステップｂ３では、踏切の手前で自車
３９が停止したかどうか、すなわち演算して得られる運
転情報の速度が零になったかどうかが判断され、さらに
またブレーキペダル２２が踏み込まれて制動されたかど
うかが判断されて評価される。ステップｂ４では、自車
３９の停止後、運転者２が左右を確認したかどうかが、
頭部位置センサ１４の出力に基づいて確認され、評価さ
れる。

【００５９】ステップｂ５では、たとえば踏切を自車３
９が走行中、シフトレバー１９およびクラッチペダル２
３が操作されることなく、すなわちギアチェンジが行わ
れずに走行したかどうかが確認されて評価される。この
ようにして擬似運転中の安全運転の評価が擬似運転と同
時に、または擬似運転終了後、演算して行われる。

【００６０】本発明は、４輪自動車だけでなく、３輪自
動車および４輪自動車よりもさらに車輪数が多いトラッ
クなどの自動車などに関連してもまた実施することがで
きる。

【００６１】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、運転者
が頭部に装着するヘッドマウントディスプレイである表
示装置の表示手段には、その運転者の視界内にある画像
が表示されるとともに、その画像にはまた、自車の走行
方向前方に車体の左右側部車幅を表す表示部が表示さ
れ、したがって運転者は道路上における車体の車幅を直
感的に把握することができる。これによって擬似運転の
操作性が向上するとともに、自車の道路上での位置を把
握することができ、こうして実車に近い安全確認動作を
行うことができる。

【００６２】したがって４輪自動車の運転手が、自車の
車幅を正しく把握することができず、これによって交差
点でのハンドルである操舵輪の操作の負担が増大し、ま
た狭い道路を走行するときにおける負担が増大し、その
結果、安全確認動作が不充分になる傾向が一般的に、存
在するけれども、本発明では、このような問題を解決す
る。

【００６３】請求項２記載の本発明によれば、前記表示
部は、車幅の範囲に描かれた影であり、道路の路面に、
自車の外形が部分的に描かれることになるので、運転者
による道路上の車幅および道路上の自車の位置を把握す
ることが容易である。

【００６４】請求項３記載の本発明によれば、走行画像
メモリには、交差した複数の道路およびその道路付近の
運転者から見ることができる景色などを含む３次元の画
像データがストアされており、走行経路設定手段によっ
てこれらの道路を選択して連続した走行経路を設定し、
擬似運転時には、走行経路に沿って走行すべき指示を、
音響出力手段によって音響出力して運転者に与えること
ができ、こうして希望する走行経路を擬似運転してシミ
ュレートすることができる。こうして安全運転などの目
的に対応して走行経路を設定し、安全運転の教育の効果
を向上することができるとともに、本件シミュレータ
を、多くの用途に実施することができるようになる。

【００６５】請求項４記載の本発明によれば、擬似運転
の走行後、走行位置メモリにストアされた自動車の走行
位置に対応して自動車の外方から見たたとえば前述の図
１８〜図２０に示される画像が、走行再生用表示手段の
画面に表示されるので、運転者の安全運転などの教育効
果をさらに向上することができる。

【００６６】請求項５記載の本発明によれば、複数種類
の危険イベントのデータがイベントデータメモリにスト
アされており、この危険イベントを、走行経路の希望す
る走行位置で実現されるように設定することができる。
したがって前述のように走行経路を自由に設定すること
ができるだけでなく、さらに危険イベントの場面を走行
経路の希望する位置に自由に設定することができるよう
になり、したがって運転者の危険イベントに対応する安
全運転の運転操作の教育、指導が向上されることになる
とともに、模擬運転の慣れた走行経路においても、各種
の危険イベントを任意の位置で発生させることによっ
て、安全運転の指導効果を向上することができる。

【００６７】請求項６記載の本発明によれば、走行経路
上を走行する自動車の各走行位置に対応して操作センサ
と頭部位置センサとの各出力が運転操作メモリにストア
され、そのストア内容に基づいて操作部材の操作または
頭部位置を、予め定める評価基準データに基づいて評価
し、これによって安全運転の評価を正確に行い、指導教
育を正確に行うことができるようになる。この評価は、
操作部材の操作および頭部位置の組合わせによって、行
うようにすることもまた、可能である。

【００６８】請求項７記載の本発明によれば、擬似運転
の走行後、自動車の走行位置に対応した頭部位置センサ
のストアされた出力によって、走行画像メモリのストア
内容を読出して、走行中にヘッドマウントディスプレイ
用表示手段によって表示された画像データを作成し、走
行再生用表示手段に表示させ、これによって運転者の視
線を参考とする安全運転の指導を、繰返し行うことがで
きる。

【００６９】請求項８記載の本発明によれば、４輪自動
車の運転者が擬似運転によって走行する走行経路を、走
行経路設定手段による複数の道路の連続的な選択によっ
て設定することができ、こうして得られた走行経路を、
運転者に音響出力して与えることができるので、希望す
る走行経路を自由に設定することができ、安全運転の指
導効果を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の全体の構成を示す４輪
車運転シミュレータ１の斜視図である。

【図２】図１に示される４輪車運転シミュレータ１の電
気的構成を示すブロック図である。

【図３】運転者２の頭部３に装着されることができる表
示装置４と実車部５を示す斜視図である。

【図４】走行画像メモリ２８にストアされる地図を示す
図である。

【図５】図４に示される道路の一部を示す図である。

【図６】運転者２が表示手段１２によって前方を見たと
きにおける表示手段１２によって表示される前方視界を
示す図である。

【図７】図６に示される運転者２の前方視界を簡略化し
て示す表示手段１２の画面によって表示された画像を示
す図である。

【図８】処理回路４２の全体の動作を説明するための図
である。

【図９】これらのメモリ６９，７１，７２，７６のスト
ア内容を簡略化して示す図である。

【図１０】表示手段１２によって左右視界が表示される
状態を示す図である。

【図１１】左方視界および右方視界の必要性を示す図で
ある。

【図１２】前方のぞき込み視界の画像データが、処理回
路４２の働きによって演算されて求められ表示手段１２
に表示される状態を示す図である。

【図１３】図１２に示される前方のぞき込み視界が得ら
れたときの状態を示す図である。

【図１４】後方視界を表示するための画像データを演算
し、表示手段１２で表示される状態を示す図である。

【図１５】図１４に示される後方視界を説明するための
図である。

【図１６】表示手段８６によって表示される再生時の動
作を説明する図である。

【図１７】擬似運転の走行中における運転者２が見た表
示手段１２で表示された道路の側方の画像を表示手段８
６で表示した図である。

【図１８】自動車３９の外方で上方から見た画像データ
を作成し、表示手段８６によって表示する図である。

【図１９】表示手段８６によって表示される自車３９の
後上方から見た画像データの表示状態を示す図である。

【図２０】自車３９の後方から見た表示手段８６によっ
て表示される画像を示す図である。

【図２１】評価演算を行う処理回路９１の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ ４輪車運転シミュレータ ２ 運転者 ３ 頭部 ４ 表示装置 ５ 実車部 ６ 画像生成装置 ７ 教官卓 ８ 走行経路作成装置 ９ 教官用処理装置 １２ 表示手段 １３ 音響出力手段 １４ 頭部位置センサ １５ 磁界発生手段 １６ 基台 １７ 運転席 １８ 操舵輪 ２５ 操作センサ ２７ メモリ手段 ２８ 走行画像メモリ ２９〜３７ 道路 ３９ 自車 ４１ 視点演算回路 ４２ 処理回路 ４３ 運転情報演算回路 ４４ 運転モデル演算回路 ５１ 影 ５５ 入力手段 ５６ 表示手段 ５７ 処理回路 ５９ 走行経路用処理回路 ６１，６２ 通信回路 ６３ 設定経路メモリ ６４ スタート位置 ６５ 終了位置 ６９ 走行位置メモリ ７１ 運転操作メモリ ７２ 頭部位置メモリ ７４ イベント設定入力手段 ７６ イベントデータメモリ ８６ 画像表示手段 ８８ 再生手段 ９１ 処理回路 ９２ プリンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 宏幸 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 Ｆターム(参考） 5B049 AA01 AA02 AA06 BB23 CC00 CC02 DD01 DD05 EE41 FF04 GG06 GG07 5B050 BA08 CA07 FA02 9A001 DD12 HH29 HH32 KK09

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４輪自動車の運転者によって操作される
   操舵輪を含む操作部材を備える運転操作手段と、 操作部材の操作を検出する操作センサと、 運転者の頭部に装着可能な表示装置であって、運転者の
   頭部の位置を検出する頭部位置センサと、画像を表示す
   るヘッドマウントディスプレイ用表示手段とが搭載され
   た表示装置と、 擬似運転の走行経路に沿う３次元の画像データをストア
   する走行画像メモリと、 操作センサと頭部位置センサとからの出力に応答し、運
   転者の視界内にある前記画像データを、ヘッドマウント
   ディスプレイ用表示手段に表示するとともに、走行方向
   前方の画像に自車の車幅を表す表示部を表示する画像制
   御手段とを含むことを特徴とする４輪車運転シミュレー
   タ。
2. 【請求項２】 前記表示部は、画像表示装置に表示され
   る運転台から見た前方の視界内の画像データに、車幅の
   範囲に描かれた影であることを特徴とする請求項１記載
   の４輪車運転シミュレータ。
3. 【請求項３】 走行画像メモリにストアされている画像
   データは、交差した複数の道路を含み、 これらの道路を選択して走行経路を設定する走行経路設
   定手段と、 運転者に音響出力を与える音響出力手段と、 予め設定した走行経路に沿って走行すべき指示を表す情
   報を導出して音響出力手段に与える走行指示手段とを含
   むことを特徴とする請求項１または２記載の４輪車運転
   シミュレータ。
4. 【請求項４】 操作センサの出力に応答し、前記走行経
   路上の自動車の走行位置をストアする走行位置メモリ
   と、 画像を表示する走行再生用表示手段とを含み、 画像制御手段は、 走行画像メモリと走行位置メモリとの出力に応答し、自
   動車の外方から見た画像データを作成して走行再生用表
   示手段に表示させることを特徴とする請求項１または２
   記載の４輪車運転シミュレータ。
5. 【請求項５】 複数種類の各危険イベント毎の道路上ま
   は道路付近の挙動を表すイベントデータをストアする
   イベントデータメモリと、 走行画像メモリにストアされている走行経路の位置に対
   応してイベントデータメモリにストアされているイベン
   トを設定するイベント設定手段とを含み、 画像制御手段は、 操作センサの出力に対応する走行位置に設定されたイベ
   ントデータを、イベントデータメモリから読出して、ヘ
   ッドマウントディスプレイ用表示手段の画像上でイベン
   トを実行することを特徴とする請求項１〜４のうちの１
   つに記載の４輪車運転シミュレータ。
6. 【請求項６】 操作センサと頭部位置センサとの各出力
   に応答し、前記走行経路上の自動車の走行位置に対応し
   て操作センサと頭部位置センサとの各出力をストアする
   運転操作メモリと、 走行経路の予め定める走行位置における運転操作メモリ
   にストアされている操作部材の操作または頭部位置を、
   予め定める評価基準データに基づいて評価する評価手段
   とを含むことを特徴とする請求項１〜５のうちの１つに
   記載の４輪車運転シミュレータ。
7. 【請求項７】 操作センサの出力に応答し、前記走行経
   路上の自動車の走行位置をストアする走行位置メモリ
   と、 画像を表示する走行再生用表示手段とを含み、 画像制御手段は、 走行画像メモリと走行位置メモリとの出力に応答し、ヘ
   ッドマウントディスプレイ用表示手段によって表示され
   た画像データを作成して走行再生用表示手段に表示させ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の４輪車運転
   シミュレータ。
8. 【請求項８】 ４輪自動車の運転者によって操作される
   操舵輪を含む操作部材を備える運転操作手段と、 操作部材の操作を検出する操作センサと、 運転者の頭部に装着可能な表示装置であって、運転者の
   頭部の位置を検出する頭部位置センサと、画像を表示す
   るヘッドマウントディスプレイ用表示手段とが搭載され
   た表示装置と、 擬似運転の走行経路に沿う３次元の画像データをストア
   し、この画像データは、交差した複数の道路を含む走行
   画像メモリと、 これらの道路を選択して走行経路を設定する走行経路設
   定手段と、 運転者に音響出力を与える音響出力手段と、 予め設定した走行経路に沿って走行すべき指示を表す情
   報を導出して音響出力手段に与える走行指示手段と、 操作センサと頭部位置センサとからの出力に応答し、運
   転者の視界内にある前記画像データをヘッドマウントデ
   ィスプレイ用表示手段に表示する画像制御手段とを含む
   ことを特徴とする４輪車運転シミュレータ。