JP2003523526A

JP2003523526A - 車両用運転シミュレーター

Info

Publication number: JP2003523526A
Application number: JP2000614223A
Authority: JP
Inventors: クリストファー・チャールズ・エイ．
Original assignee: アイ−エス・アイ・エムコーポレーション
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2003-08-05
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: CA2371663A1; CA2371663C; CN1154078C; WO2000065555A1; KR100447314B1; KR20030006910A; CN1372680A; MXPA01011012A; EP1196909A4; AU4650200A; US6270350B1; JP3774627B2; EP1196909A1; AU756909B2; WO2000065555A9

Abstract

(57)【要約】運転コントロールと計器に対してインターフエイスするファイルされたプログラマブル・ゲート・アレイ（５０８）を使用する運転シミュレーター用の再構成可能なハードウエア・インターフエイスが提供される。ファイルされたプログラマブル・ゲート・アレイ（５０８）は運転用シミュレーターのコンピューター・システム（５０１）の入出力部と運転用シミュレーターの車両キャブ（５０９）の間に相互配設されている。これにより運転用シミュレーターを他の機能と同様キャブ（５０９）の特定の形式及びコントロールに対し迅速に適合させる際に簡便となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】産業上の利用分野本発明は車両用シミュレーターに関するもので、更に詳細には運動ベースのよ
うな、関連あるシステムと同様車両用コントロール、計器及び電子回路のインタ
ーフエイスをなす方法と装置に関するもので、又、車両シミュレーション・ソフ
トウエアに関するものである。

【０００２】発明の背景高度に現実的な運転経験をもたらす車両用運転シミュレーターが増加の一途を
たどって提供可能となって来ている。高度のシミュレーターは一般にホストコン
ピューター・システムでロードされて作動するシミュレーター・マスター・コン
トロール・プログラムを採用している。ホストコンピューター・システムからの
入力を制御することに応じてリアル・タイムのグラフィック画像を発生するグラ
フィック画像化エンジンがこのホストコンピューター・システムに従属している
。これらの画像は高度に現実的な運転経験を提供するバーチャル・リアリテイを
生み出す目的から約９０°から完全に３６０°の範囲内での視野角度を提供出来
るスクリーン上に投影可能である。シミュレーションを出来るだけ現実的にする
目的からシミュレーターは実際の生産車両の車両キャブを利用出来る。運転者が
車両キャブのコントロールを操作する際、運転者により行われる制御入力はマス
ターコントロール・プログラムとインターフエイスされる。現実についての認知
は更に高忠実度音声を発生する音声システムと運転者に外部環境、路面状態及び
運転者の入力といった投影画像と全て一致する力を与えるようにした、キャブに
接続された運動システムにより更に高めることが出来る。極限に近い運転シミュ
レーターは更に画像化されている路面に適した雑音も発生する場合がある。車両
運転用シミュレーターの購入者は一般にそのシミュレーターに対して１種類以上
の特別の適用例を備えている。例えば、このシミュレーターはセミ・トラックの
運転者の訓練用に使用出来、このシミュレーターは警察官を対象に高速追跡技術
の訓練用に使用出来、又は緊急車両用運転者の安全技術の改善目的に使用可能で
ある。こうした特殊化用途に対する運転技量の同質化を高める目的から、実際の
仕事で運転される実際の車両の車両キャブを使用することが高度に望ましい。こ
れはシミュレーター・ソフトウエアに対してインターフエイス状態にしなければ
ならない文字通り多数の車両キャブが存在し得ることからシミュレーターの製造
が複雑となる。例えば、或る警察署ではそのシミュレーターとしてフォード・ク
ラウン・ビクトリア・キャブの使用を希望し、一方他の警察署ではシボレー・ル
ミナ・キャブの使用を望むかもしれない。警察署といった政府関係の部局では典
型的には２、３年毎に車両交換を行なうという事実があるため、その状況は更に
複雑になっている。その上、トラック運転の教習所では、その習得した技量を実
際の社会によりよく移すために多数のトラック・キャブの利用を希望するかもし
れない。

【０００３】車両運転シミュレーション産業自体は幼年期にあるが、この産業は極めて競争
が激しい。シミュレーター製造業者はハードウエアの明細を基本的な最低状態に
維持し、別々の製品ラインの本数を最低にすることで最大人数の顧客の必要性を
満たすことで利潤性を改善することが出来る。理想的には顧客全員の必要性を満
たすべく基本的な単一の製品ラインが容易にあつらえられる事になる。

【０００４】ソフトウエアを変更することで、異なる形式の車両をシミュレートする際の多
くの相違点を満たすことが出来るが、或る点ではこのソフトウエアはハードウエ
アのインターフエイスを通じて各キャブの独特の電気回路に接続されねばならな
い。個々のキャブの電気的計器類は多くの相違点として以下のものが含まれる。

【０００５】１．電圧割合；２．入力信号の波形要件；３．締め付けた際の開閉するシート・ベルト・スイッチといったスイッチ論理
；４．入力信号と出力信号の個数；５．ハンドル、ブレーキ・ペダル、アクセル・ペダル又はギア・シフト・レバ
ー上のセンサーの形式（即ち、抵抗性電位差計、光学的符号器、スイッチ等）。

【０００６】現行の技術では、これらの相違点を各種様式に扱っている。図１ないし図３は
表示スクリーン１０１、表示スクリーン１０１上に画像を投影するプロジェクタ
ー１０２、シミュレーター・データ処理ユニット１０３を備えたシミュレーター
・システムに対する車両キャブのインターフエイスとなるべく現時点で使用され
る３つのアプローチを表している。最初のインターフエイス・アプローチは図１
で表されている。このアプローチを使用するとキャブ１０５は標準的なインター
フエイス・ユニット１０４に対する接続のため完全に再配線される。このアプロ
ーチの主たる利点は一方のキャブから他方のキャブへのソフトウエア上の変更が
無いことにある。しかしながら、主たる欠点は再配線過程がコスト高であり、時
間を消費する点にある。これは特に仕事上スイッチと計装関係のあつらえが必要
な場合、特に欠点となる。

【０００７】図２で表された第２アプローチは標準的なキャブ配線をシミュレーター・デー
タ処理ユニット１０３に相互接続する各キャブ２０５に対する独特のインターフ
エイス回路２０４を設計することにある。このオプションの主たる利点は、シミ
ュレーション・ソフトウエア又はキャブ配線に対して変更を必要としない点にあ
る。しかしながら、このアプローチについては、多数の著しい欠点がある。キャ
ブ回路の分析と文書化のみでなく、カスタム・インターフエイス回路の設計と製
造に多くの時間が費やされる。その上、カスタム・インターフエイス回路は限定
された量が構築されるので製造コストが比較的高くなる。他の欠点はキャブ回路
の再分析と文書化及び異なる車両キャブの導入の度毎に新しいインターフエイス
回路を再設計し、製造する必要性がある点にある。

【０００８】シミュレーション産業で頻繁に使用される他のアプローチを図３に示す。イン
ターフエイス３０４は現存するオフ・シェルフ回路板と電子モジュールを使用し
て設計されている。こうしたアプローチは典型的にはシミュレーション・ソフト
ウエアに対して変更を行なうことが要求される。このアプローチに対する主たる
利点はカスタム・ハードウエアがあまり要求されない点にある。容易に利用可能
なボードとモジュールを使用することにより設計と製造コストが低減化されるだ
けでなく、メインテナンス・コストも低減化される。このアプローチには多数の
問題点がある。オフ・シェルフ回路板は典型的には高価であり、システム内への
集積化が困難である。これらの回路板は又、プログラムが困難である。その上、
ソフトウエアを再設計する場合は、その回路板は全体的に置換しなければならな
い。又、キャブ回路のリバース・エンジニアリング（即ち、分析と文書化）に関
連した時間とそのコストも重要である。ソフトウエア変更が要求される場合は、
これがコスト高につながる。このオプションはそれでも一部のキャブについては
入手出来ないが、その理由は特異であることから、それがカスタム設計のインタ
ーフエイス・ハードウエアを要求する点にある。

【０００９】本明細書で今まで説明して来たインターフエイス・オプションはそれ自体では
キャブのシミュレーター・システムへの迅速且つ経済的インターフエイス化をも
たらさない。シミュレーターの顧客はキャブを定期的に変更出来て、これらの変
更に関連した時間とコストを最低にすることを望んでいる。図１のインターフエ
イス・オプションはキャブの迅速な交換を可能にし、又、実際の交換に関連した
コストを最低に出来るが、キャブにおける標準的なインターフエイスを提供する
コストは相当のものである。

【００１０】必要とされるものは車両キャブを運転用シミュレーターに接続するコストの低
減化、シミュレーター所有者がシミュレーターについてそのキャブを一層迅速且
つ一層廉価に交換できると共に現在のキャブ・インターフエイスを使用して可能
となるような遥かに少ないソフトウエア変更を以って可能にするようなインター
フエイスにある。こうしたインターフエイスは簡単な電気的非接続と接続及び僅
かのソフトウエア上の改変を必要とするだけで車両キャブの交換を容易にする。
その上、新しいシミュレーター・ハードウエアのデバッギングとキャブの組み合
わせが、この新しいインターフエイスにより容易にされる場合は、こうしたイン
ターフエイスは役立つことになろう。

【００１１】発明の要約本発明の目的上、運転用シミュレーター・システムにはシミュレーター運転者
が着座する車両キャブが含まれる。このシステムには又、可視表示スクリーンも
含まれ、このスクリーン上にはリアル・タイムの運転環境を表すグラフィック画
像が表示される。このシステムには又、少なくとも１つのホストデータ-処理ユ
ニット、又はコンピューター、１個以上の入出ポートを有するシステムも含まれ
る。他のデータ処理素子はホストコンピューターに従属可能である。ホストコン
ピューター・システムからの制御入力に応答してスクリーン上に表示するリアル
・タイム・グラフィック画像を発生するロッキード・マーチン・リアル３Ｄプロ
（ＬｏＣＫｈｅｅｄＭａｒｔｉｎＲｅａｌ３−ＤＰｒｏ）といったグラ
フィック画像化エンジンがこうした素子の１つである。各種システム構成要素の
リアル・タイム作動を同期化する目的で使用可能なデジタル信号プロセッサーが
こうした他の素子である。運転用シミュレーター・システムには又、ホストコン
ピューターで実施可能な運転用シミュレーション・ソフトウエア・プログラムも
含まれる。ソフトウエア・プログラムは車両キャブから出るオペレーター開始制
御入力に応答する入力信号の一組を認識するよう設計されている。ソフトウエア
・プログラムは又、出力信号の一組を発生する。これら出力信号の多くは他の各
種システム構成要素を制御する目的に使用され、他の信号はキャブ計装の制御目
的に使用される車両キャブに送られる。

【００１２】本発明の主眼点は、入出力ポートと車両キャブの電気回路の間に設けたフィー
ルド・プログラマブル・ゲート・アレイ即ちＦＰＧＡとして公知のフィールド・
プログラマブル集積回路の配設にある。プログラマブル集積回路はキャブからの
電気信号をコンピューターで理解される入力信号に変換し、又、プログラム出力
信号をキャブで利用可能な電気的入力の一組に変換することができる。こうした
ＦＰＧＡインターフエイスの機能の多くはマイクロプロセッサー又はマイクロ・
コントローラーで提供可能であるが、ＦＰＧＡのみが提供出来る一部の機能が存
在している。例えば、光学的符号器出力の復号化はＦＰＧＡの内部回路により提
供可能である。その上、信号調整回路もＦＰＧＡ回路により提供可能である。例
えば、各スイッチ入力にはスイッチを閉じる際発生するような信号バウンスを無
くすことにより信号の信頼性を改善するシュミット・トリガーを備えることが出
来る。

【００１３】本発明の好適実施のためには、このＦＰＧＡを静電的放電、誘電性ロード・キ
ックバック又は誤配線により生じる予測以上の電圧、接地ループ問題、又は回路
と車両キャブの間に断路回路を設置することで生じる欠陥配線にて生じる短絡に
対して保護することが望ましい。

【００１４】本発明の好適実施態様にとって、このＦＰＧＡはＲＡＭ構成形式のものである
。即ち、このＦＰＧＡにはＦＰＧＡを構成するデータ値の特異の一組を格納でき
るオン・ボード揮発性メモリー・レジスターが含まれている。この構成データは
ハード・ディスク・ドライブといった不揮発性媒体上に記憶出来、システム初期
化中にＦＰＧＡ内にロード可能である。それぞれ異なる車両キャブに対する構成
データの多数組をホストコンピューター・システムのハード・ディスク・ドライ
ブ上におけるデータ・フアイル・ライブラリー内に格納可能である。例えば、こ
のライブラリーから新しいキャブに対する適切なデータ・フアイルを選択するこ
とにより、新しい車両キャブを運転シミュレーターに対してインターフエイスさ
せることが出来る。アンチ・ヒューズ技術を利用している形式といった他のＦＰ
ＧＡ形式も本発明実行の目的に使用可能であることも理解すべきである。しかし
ながら、再プログラム可能なＦＰＧＡを使用することには確実に利点がある。構
成データ・フアイルが改変されるか又は更新される際、チップを交換する必要が
ないことからデバッギングが一層容易となる。その上、異なる車両キャブは単一
の再プログラム可能なＦＰＧＡにより適合可能である。

【００１５】本発明の他の第２実施態様にとっては、このＦＰＧＡとその関連あるインター
フエイス回路が単一回路板上に存在している。ＦＰＧＡと特定のキャブ・インタ
ーフエイスに対して要求される特別の構成要素は回路板上のソケット内にプラグ
・インされる単一モジュールとしてパッケージされる。こうした特別の構成要素
には、制限無しに光学的符号器及びＡＤＣ／ＤＡＣ波形/レベル発生器とインタ
ープリターが含まれる。車両キャブの切換え目的上、このモジュールはユニット
として置換される。

【００１６】いずれか一方の実施例に対して、ホストコンピューター・システムからの制御
信号はＦＰＧＡを介してキャブ内の計器類に送られる。同様に、キャブ・コント
ロールとスイッチからの信号は反対方向でＦＰＧＡを通じてホストコンピュータ
ー・システムに流される。

【００１７】完全に新しいキャブをこのシミュレーターに対してインターフエイス状態にす
る目的から、このキャブにおける各入力部又は出力部は単に認識され且つＦＰＧ
Ａのキャブ側に接続されているインターフエイス・バス上の特定のピンに接続さ
れねばならない。次にＦＰＧＡはキャブの各入出力が正確にそのホストコンピュ
ーター・システムからの対応する入出力と一致するようプログラムを組むことが
出来る。データ・フアイル編集作動中に各キャブ機能を引き続き検査することに
より、適切な論理値が所定信号に対して容易に割り当て可能となる。例えば、シ
ミュレーション・ソフトウエアが或るラッチされたシート・ベルトに対する高い
論理値を期待しているが、この機構に対するキャブ入力が代わりに低い論理レベ
ルを送出する場合は、ＦＰＧＡはその受信信号を逆にするよう編集機能中に再プ
ログラム化が可能である。個々の信号に対して適切なルート化と適切な論理割り
当てを提供することに加えて、ＦＰＧＡは又、任意の信号に対する信号処理機能
を提供するようプログラムを含むことが出来る。例えば、ＦＰＧＡはその入力が
キャブ内の光学的符号器に接続される際特定の入力に対する位置検出を提供する
ようプログラムを組むことが出来る。

【００１８】再構成可能なＦＰＧＡを使用する１つの明らかな利点は、このシミュレーター
・システムに対する新しいキャブのインターフエイス化処理が著しく単純化され
る点にある。その上、ＦＰＧＡは再構成可能であるので、ＦＰＧＡを構成するデ
ータ・フアイルは迅速且つ安全に試験可能である。これらの因子の結果、インタ
ーフエイス処理にかかるコストは現存するインターフエイス処理方法と比較して
著しく低下される。

【００１９】再構成可能なＦＰＧＡを使用する他の利点は、このＦＰＧＡがキャブの電気的
構成とは無関係にシミュレーション・ソフトウエアに対して一定のインターフエ
イスを作り出す点にある。ホストコンピューター・システムからの出力信号と同
様キャブからのＦＰＧＡ内に入る入力信号はルート化され、ＦＰＧＡの揮発性メ
モリー内にロードされていたデータ・フアイル値で検出される際ＦＰＧＡにより
処理される。シミュレーション・ソフトウエアは常時ＦＰＧＡからの一部の標準
的信号を予測出来るので、車両キャブを変更する際は、このシミュレーション・
ソフトウエアに対する改変が最低にされるか又は共に無くされる。ＦＰＧＡの構
成により、そのキャブはシミュレーション・ソフトウエアに対して自由状態とさ
れる。

【００２０】発明の詳細な説明車両運転用シミュレーターは多くの異なる方式で構成可能である。その最終的
な構成は２次構成部品のコストと利用可能性、単純性と使用可能性に対する必要
、望まれる現実性の度合いにより指示され、或る程度は一部の構成に何ら明らか
な利点が存在しない場合におけるランダムな設計上の選択により指示される。市
場に出ている製品に対してその設計と組み立てには補償が要求されることを理解
すべきである。その結果、本発明を導入している車両用運転シミュレーターの好
適実施態様は新しい構成要素が利用可能となり且つ現存する構成要素が更に実行
可能となる際変化することになる。

【００２１】ここで図４を参照すると、車両用運転シミュレーター・システム４００の現在
の好適実施態様にはホストコンピューター又はデータ処理システム４０１が含ま
れる。コンピューター・システムであるデータ処理システム４０１はホストコン
ピューター・システムであるデータ処理システム４０１からの制御入力に応答し
てスクリーン４０４上にプロジェクター４０３で表示するようリアル・タイムの
グラフィック画像を発生するロッキード・マーチン・リアル３−Ｄプロといった
グラフィック・プロセッサー４０２に接続されている。

【００２２】ホストコンピューターは又、音声発生器４０５に接続されている。全体のシス
テム・コストを低くするという目的のためなされる妥協案として、このホストコ
ンピューター・システム４０１はマイクロソフト＠ウインドウズ＠オペレーテイ
ング・システムが決定化処理に対しては適していないという事実にも拘わらず、
このオペレーテイング・システムの下で動作する。その結果、ホストコンピュー
ター・システム４０１はＩＳＡ又はＰＣ１バスといった並列インターフエイス４
０７を介してデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）４０６に対して従属化される。勿
論、並列バスの代わりに直列バスも使用可能である。ＤＳＰ４０６はシミュレー
ター・システム４００の各種構成要素に対してマスター・クロック信号を提供し
、かくして現実のシステムに対する同時性が達成されるよう各種システム構成要
素の作動を総合的に調整する。ＤＳＰ４０６は、これも直列インテーフエイスを
介してフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）４０８に直接
接続される。Ｘｉｌｉｎｘ＠ＸＣ５２１５集積回路（ＩＣ）が現在好適なＦＰＧ
Ａである。ＸＣ５２１５ＩＣはキャブ特定化構成データを内部に格納できるオン
・ボード揮発性メモリー・レジスターを有するＲＡＭ構成可能なデバイスである
。ＦＰＧＡ４０８は、この特異な組のデータ値で構成される。キャブ構成データ
はハード・ディスク・ドライブ４１１といった不揮発性媒体上に格納可能であり
、又、システム初期化中にＦＰＧＡ４０８内にロード可能である。それぞれ異な
る車両キャブに対する構成データの多数組をホストコンピューター・システムの
ハード・ディスク・ドライブ上のデータ・フアイル・ライブラリー内に格納出来
る。従って、ライブラリーからその新しいキャブに対する適切なデータ・フアイ
ルを選択することにより新しい車両キャブを運転シミュレーターに対してインタ
ーフエイス状態に出来る。

【００２３】ＸＣ５２１５ＩＣの構造は慣用的なＦＰＧＡＳのものと類似しているので、
これはプログラマブル入出力ブロック、プログラマブル論理ブロック及びプロ
グラマブル・インターコネクト部分を備えている。図５、図６及び図７はＦＰＧ
ＡＳ、ＸＣ５２０シリーズの構造の簡単な全体図を示す。図５はＸＣ５２００の
構造の概念的全体図を表す。慣用的なＦＰＧＡＳとは異なり、論理とローカル・
ルーチング・リソースは可撓的なＶｅｒｓａブロック内で結合されている。汎用
目的ルーチングが汎用ルーチング・マトリックス（ＧＲＭ）を介して各Ｖｅｒｓ
ａブロックに接続する。Ｖｅｒｓａリングは、多数の入出力ブロック（ＩＯＢＳ
）からＶｅｒｓａブロックによって構成される内部論理に対する接続をもたらす
デバイスを包囲している相互接続セルの「フリーウエイ（ｆｒｅｅｗａｙ）」で
ある。図６には単一Ｖｅｒｓａブロックの構造が表してある。構成可能な論理ブ
ロック（ＣＬB）には４個の論理セル、即ち、ＬＣ０、ＬＣ１、ＬＣ２及び、Ｌ
Ｃ３が含まれている。

【００２４】ＣＬＢはプログラマブル・ローカル・インターコネクト・マトリックス（ＬＩ
Ｍ）に接続され、一方、このＬＩＭは４ビット直接接続の４連状態を介して４個
の隣接するＶｅｒｓａブロックに接続され且つ２４個の２方向のノードを介して
ＧＲＭに接続されている。単一論理セル（ＬＣ）の構造を図７に示す。各ＬＣに
は４個の入力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を有する関数発生器ＦＤフリップ・フロッ
プ又はラッチとして構成可能な記憶装置ＦＤ；及び制御論理が含まれる。図７で
表されている信号は以下の通りである。ＤＩ＝データ入力；ＤＯ＝データ出力；
ＣＩ＝搬入；ＣＯ＝搬出；ＣＥ＝クロック可能化；ＣＫ＝クロック；ＣＬ＝クリ
ア；Ｄ＝ラッチ・データ入力；Ｑ＝ラッチ出力；Ｘ＝不ラッチ出力。制御論理は
演算機能の迅速な実行のためキャリー論理をもたらすマルチプレクサーＭ１、Ｍ
２、Ｍ３の３つを利用する。制御論理は又、極めて広い入力関数の復号化を可能
にするカスケード・チエーンとして構成可能である。従って、セルに対しては、
５個の入力（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、ＤＩ及びＣＩ）及び４個の出力（ＣＯ、
ＤＯ、Ｑ、Ｘ）が存在する。入力と出力の独立性によりソフトウエアは各ＬＣ内
でのリソースの利用を最大に出来る。Ｖｅｒｓａブロック内の全てのセルに共
通している信号ＣＥ、ＣＫ、ＣＬは値の書き込みとラッチＦＤに格納された値
の消去目的に使用される。各ＬＣは又、関数発生器又はレジスターのいずれかの
使用を犠牲にすることがない直接供給径路も含む。

【００２５】コストが低いことと、オン・ボード・メモリー・レジスターへの新しいデータ
の単なる書き込みにより再プログラム化が可能なためＸＣ５２１５ＩＣの使用が
有利である。アンチ・ヒューズ技術を採用している如きＦＰＧＡＳの他の形式も
本発明実行目的に使用可能である。しかしながら、内部プログラミング用にアン
チ・ヒューズ技術を利用するＦＰＧＡは１回のみプログラムが可能である。この
形式の不正確にプログラム化されたＦＰＧＡを修正するには、新しいプログラム
化されていないＦＰＧＡを使用しなければならない。他方、ＸｉｌｉｎｘＩＣ
はエラーの修正と異なるデータ・レジスター値を必要としている新しいキャブの
補償のため繰り返し再プログラム化が可能である。ＩＳＡ又はＰＣＩの如き並列
インターフエイスはホストコンピューター４０１とＤＳＰ４０６の相互接続用に
採用されているが、その代わりとして直列インターフエイスを使用可能である。
同様に、ＤＳＰ４０６とＦＰＧＡ４０８を接続する目的で直列インターフエイス
を使用するが、その代わりとして並列インターフエイスを使用可能である。一方
、ＦＰＧＡ４０８は車両キャブ４０９及び車両キャブ４０９の設置してある運動
ベース４１０に接続される。

【００２６】ここで、図８を参照すると、デジタル信号プロセッサー４０６を介して運動ベ
ース４１０、（非図示の）キャブ及びホストデータ処理システム４０１に接続さ
れたＦＰＧＡ４０８の簡略化された模式図を示してある。この模式図の主たる目
的はＦＰＧＡ４０８で実行可能な或る種形式の機能の理想的考えを提供すること
にある。ＦＰＧＡ４０８の左側の信号線はＤＳＰ４０６に対する入力と同様その
出力を表し；右側の信号線はキャブ計装と計器に対する入力、運動ベース４１０
に対する入力及び運動ベースからの出力と車両キャブ４０９からの制御入力を表
している。本発明で実施される如くＦＰＧＡ４０８が実行する主たる作業の１つ
はＦＰＧＡの片側の信号を他方の側の適切な個所へルート化する点にある。例え
ば、信号ＣＳ１、ＣＳ２及びＣＳ３は車両キャブ（非図示）内のスイッチから出
るキャブ側信号を表し、一方、信号DS１、 DS２及びDS３はそれぞれ信号ＣＳ１
、ＣＳ２及びＣＳ３に対応するＤＳＰ側の信号を表している。他方、信号ＤＣ１
、ＤＣ２及びＤＣ３はそれぞれキャブ側ゲージ入力ＣＧ１、ＣＧ２及びＣＧ３に
対応するＤＳＰ側ＦＰＧＡゲージ信号である。ＦＰＧＡ４０８は信号入力がその
関係ある出力にルート化されるようプログラムが組まれている。そのルート化が
不正確である場合、ＦＰＧＡ４０８はその問題点を修正すべく再プログラム化を
容易に行なえる。信号ＤＣ１、ＤＣ２及びＤＣ３はキャブ側運転者入力である。
信号ＣＤＩがハンドル位置情報を提供する光学的符号器に接続されると、当該情
報の復号化が論理ブロック８０２により提供可能とされる。ヒステリシス・デジ
タル復号器はＦＰＧＡ回路構成要素から構成可能である。こうしたデジタル復号
器は３６０°の完全回転にわたり複数個の等角弧状スパンの１つ内で回転軸の位
置を確認出来る。弧状スパンの寸法は多かれ少なかれ感度を提供するよう調節可
能である。論理ブロック８０２は又、電気信号がＤＳＰ４０６を通じてホストコ
ンピューター・システム４０１によりサンプリングされるまでキャブ特定化電気
信号を入力値に位置するＦＰＧＡ４０８の内部にある回路から構成されたラッチ
とすることが出来、又はそのラッチを含むことが出来る。

【００２７】更に図８を参照すると、各自由度における相対的位置を検出する目的で複数個
の光学的符号器を利用している運動ベース４１０はＦＰＧＡ４０８を介してＤＳ
Ｐ４０６に接続されている。ＤＳＰ側制御信号ＤＣ２、ＤＣ３及びＤＣ４はキ
ャブ側制御信号ＣＣ２、ＣＣ３、ＣＣ４、ＣＣ５、ＣＣ６及びＣＣ７に接続さ
れている。後者の信号は直接運動ベース４１０に接続されている。運動ベース４
１０の絶対値は運動ベース４１０を較正することで決定される。これは移動限界
の間で各自由度内における運動ベースを移動させることで行われる。論理ブロッ
ク８０４には運動ベース位置情報をホストＤＰＳ４０１に提供する多数の光学
的復号器が含まれている。論理ブロック８０２及び８０４内で使用可能な光学的
復号化回路について図９を参照しながら一層詳細に説明する。更に図８を参照す
ると、論理ブロック８０３はキャブ要件と対比可能となるようＤＳＰ４０６から
受信される信号を条件つけるよう使用される信号調整回路を表している。例えば
、論理ブロック８０３はＤＳＰ４０６からの出力がホストコンピューター・シス
テム４０１により更新される迄当該出力として受信される値にキャブ特定化電気
入力を維持するＦＰＧＡ内部の回路で構成されたラッチにすることが出来る。

【００２８】更に、図８を参照すると、ＦＰＧＡは運動ベース４１０とキャブ回路両者に絶
縁回路を介して間接的に接続されている。直接接続はＦＰＧＡ４０８を静電的放
電、誘電性ロード・キックバック又は誤配線により生じる予測以上の電圧、接地
ループ問題又は欠陥配線により生じる短絡にさらす恐れがあるので、この直接接
続は特に良好な設計方法ではない。ＦＰＧＡ４０８をこうした状態にさらすこと
はＦＰＧＡの信頼性を危うくし、又は、それを共に欠落状態にさせる。絶縁回路
には導電性又は誘電性結合が含まれるが、本発明の好適実施態様に対しては複数
個の光学的絶縁体０１１−０１１４が利用される。最も基本的な形式における各
光学的絶縁装置は受信トランジスターに隣接する発光ダイオード（ＬＥＤ）で構
成されている。代替的に、光学的絶縁装置は一対の隣接するＬＥＤで構成される
が、一方のＬＥＤは送信器として作用し、他方のＬＥＤは受信器として作用する
。かくして接地ループと他の絶縁問題が無くされる。本発明の好適実施態様に対
しては光学的絶縁装置０１１−０１１４が容易に構成可能なインターフエイス・
ボード上に物理的に位置付けられる。その上、キャブからの各スイッチ入力には
スイッチが閉じられる際生じる信号バウンスを無くすことにより信号信頼性を改
善するシュミット・トリガーが備えてある。スイッチ信号ＣＳ１、ＣＳ２及びＣ
Ｓ３はそれぞれシュミット・トリガーＳＴ２、ＳＴ１及びＳＴ３と関連している
ことが観察されよう。

【００２９】図９は直角成分符合化装置の出力を復号化する目的に使用される回路の現時点
での好適実施態様を示している。直角成分符号化については当技術で公知である
ため、その設計と機能についての説明はここでは行なわない。これらの復号化回
路については主として本発明開示内容の意味においてＦＰＧＡ４０８の実行可能
性を示す目的で開示されている。回転位置情報を提供するため運動ベース４１０
上には多数の直角成分符合化装置が採用してある。これらの符合化装置は又、方
向変更入力を提供すべくキャブ４０９のハンドル軸上にも採用可能である。更に
詳細には、図９は復号化回路だけでなく他の３つの関係ある回路も示している。
復号化回路自体は２つの大きなブロック、即ち、比較回路（ブロックＣ）及び位
置アキュムレーター（ブロックＤ）に分割可能である。オプションの回路は符号
化集積試験回路（ブロックＡ）、ノイズ拒絶回路（ブロックＢ）、並列対直列変
換器（ブロックＥ）である。

【００３０】オプションの符合化試験回路は直角成分符合化装置の出力をモニターし、符合
化装置の出力が活性化していること及び差動出力（Ａ、Ａ＊及びＢ、Ｂ＊）が実
際反対状態にあることを立証する。直角成分符合化装置が電力を失うか又は配線
が切断されるか又は短絡されると、符合化装置ＯＫ信号がローになり、ローの状
態を保つ。この安全機構は制御プロセッサーがホストデータ処理システム４０１
又はデジタル信号プロセッサー４０６であるにしろ、直角成分符合化装置からの
現在の位置出力値の有効性に関する情報を制御プロセッサーに提供する。

【００３１】ブロックＢのオプションのノイズ拒絶回路は符合器からの配線上のノイズを拒
絶する先行技術の方法と共通している。この回路は又、符合器製造業者により示
唆されている。

【００３２】ブロックＥのオプションの並列対直列変換器は単に復号器回路の並列出力値を
直列装置に対するインターフエイス用の直列値に変換する。

【００３３】ブロックＣの比較回路は非同期データを受信して同期データを出力する。この
非同期データはＦＰＧＡ４０８の内部にあるマスター・クロック信号によりブロ
ックＤの位置アキュムレーター回路内の符合付き位置値を有する同期データに変
換される。直角成分符合器は回転数あたりの計数又は１回転あたりのパルス数で
定格化される。従って、符合器仕様書は１回転あたりの符合器によりどれだけ多
くの矩形波パルスが発生されるかを示している。これらの矩形波パルスは信号Ｅ
ＮＣ．ＡＯＵＴ及びＥＮＣ．ＢＯＵＴとして比較回路により受信される。パ
ルス割合発生は符合器の回転速度（即ち、毎分あたりの回転数）に正比例してい
る。復号化回路はマスター・クロック周波数が少なくとも符号化周波数の１０倍
になるとの仮定の下に設計されている。符合器仕様書では一般に最大動作周波数
として約１００ｋＨｚを設定しており、ＦＰＧＡは典型的には少なくとも１ＭＨ
ｚの周波数で動作する。従って、実際の適用例の場合最大符合器周波数に対する
マスター・クロック周波数の比は少なくとも１０：１となる。復号化回路は一般
に符合化パルスあたり１個の計数（即ち、矩形波発生器のサイクル）か又は符合
化パルスあたり４個の計数にて作動するよう設計されている。最大解像度を提供
する目的から図９の回路は符合化パルスあたり４個の計数値で動作するよう設計
されている。

【００３４】更に図９を参照すると、比較回路と位置アキュムレーターは比較により先に受
信して記憶された出力値に対する受信された符合器出力を作動させる。符合器は
２ビット・グレイ・コード（グレイ・コードは単一ビットのみが一度に変化する
コードである）となっている４個の特異の状態を出力する。位置アキュムレータ
ー内における２個の最小記憶ビットは符合器出力に見られる同じグレイ・コード
に変換される。次に、比較回路は位置アキュムレーターの値が符合器値と等しく
なるようその位置アキュムレーターを符合器に対して同期化させようとする。こ
れは２つの計数値間の誤差を検出することで達成される。誤差（即ち、差）が検
出されれば、位置アキュムレーターは符合器の運動方向において１だけ増減され
る。特に、比較回路は２つの値の比較におけるヒステリシスを実行することで動
作する。この回路は図面において符合器方向のラベルが付けられた符合器流れ方
向を決定すべく符合器と従前の出力値の間の１計数の差を使用する。次に比較回
路は符合器運動の方向において、その計数値を１だけ変えるべく位置アキュムレ
ーターに信号を出す前に合計で２計数の誤差に対して他の差計数を待つ。この信
号にはステップ出力値というラベルが付けてある。以下の表１はブロックＣの比
較回路に対する動作表である。

【００３５】

【表１】

【００３６】ここで、符合器の実際の位置に対する復号器出力値の性状について分析する。
符合器は一定速度で回転しているので、出力値は常時実際の符合器位置より少な
くとも１計数分遅れており、その出力値の変更に伴いその計数はマスター・クロ
ック周波数で１が分割される限りにおいて一周期に対し実際の符合器位置が２計
数遅れる。符合器が停止し、特定位置の周りで＋１又は−１計数分移動すると、
復号器の出力は値が変化せず、従って、出力誤差は＋１、０又は−１計数となる
。符合器がいずれか一方の方向で移動し続け始めると、動作は前述の如く行われ
る。

【００３７】本明細書では本発明の多数の実施態様について開示して来たが、当技術の通常
の知識を有する者にとっては先の特許請求の範囲による本発明の範囲と技術思想
から逸脱せずに本発明に対して変更と改変をなし得ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は車両シミュレーション・プログラムが実行されるコンピューターに対し
て車両キャブをインターフエイス状態にする先行技術の第１方法を表すブロック
図である。

【図２】図２は車両シミュレーション・プログラムが実行されるコンピューターに対し
て車両キャブをインターフエイス状態にする先行技術の第２方法を表すブロック
図である。

【図３】図３は車両シミュレーション・プログラムが実行されるコンピューターに対し
て車両キャブをインターフエイス状態にする先行技術の第３方法を表すブロック
図である。

【図４】図４はシミュレーター・ソフトウエア・インターフエイスを車両キャブの電子
回路系に対してインターフエイスする本発明の好適実施態様のブロック図である
。

【図５】図５はＦＰＧＡＳのＸｉｌｉｎｘＸＣ５２００シリーズの構造ブロック図で
ある。

【図６】図６図はＸＣ５２００ＦＰＧＡシリーズのＶｅｒｓａブロックのブロック図
である。

【図７】図７はＸＣ５２００ＦＰＧＡシリーズの論理セルの論理図である。

【図８】図８は基本的機能であるインターフエイス機能を示している本発明に従って構
成されたＦＰＧＡの模式図である。

【図９】図９は光学的符号器入力を復号化するため使用される回路の模式図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年７月２２日（２００２．７．２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項４３】前記断路手段が光学的断路手段、変圧器及びコンデンサー
からなるグループより選択される、請求項４１記載の車両用運転シミュレーター
。

【請求項４４】前記信号調整回路が信号の信頼性を改善する少なくとも１
つのヒステリシス素子を含む、請求項４０記載の車両用運転シミュレーター。

【請求項４５】前記ヒステリシス素子がシュミット・トリガーである請求
項４４記載の車両用運転シミュレーター。

【請求項４６】一部のキャブ特定化電気入力が前記コンピューター・シス
テムにより更新されるまで、前記ＦＰＧＡの内部回路によりラッチされるように
した請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。

【請求項４７】一部のキャブ特定化電気信号が前記コンピューター・シス
テムでサンプリングされるまで、前記ＦＰＧＡの内部回路によりラッチされるよ
うにした請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。

【請求項４８】少なくとも１つのキャブ用特定化電気信号が前記コンピュ
ーター・システムで受信される前に当該信号がアナログ・デジタル変換器により
アナログ形式からデジタル形式に変換されるようにした請求項３５記載の車両用
運転シミュレーター。

【請求項４９】少なくともキャブ特定化入力がキャブ電気回路により受信
される前に当該キャブ特定化入力がデジタル形式からアナログ形式に変換される
ようにした請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。

【請求項５０】運転環境のシミュレートされた画像を前記車両キャブ内に
着座しているシミュレーター運転者に提供する、前記車両キャブの前方に位置付
けられた表示スクリーンと；前記表示スクリーン上に表示されるリアル・タイムのグラフィック画像を発生
する、前記少なくとも１つのコンピューター・システムに接続されたグラフィッ
ク・プロセッサーと；をさらに含む、請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。

【請求項５１】スクリーン上に表示される画像と運転者制御ユニットの両
者に一致する力を運転者に与える、キャブと接続された運動システムをさらに含
む、請求項５０記載の車両用運転シミュレーター。

【請求項５２】投影される画像と運転者制御入力に一致する音声を発生す
る音声システムをさらに含む、請求項５０記載の車両用運転シミュレーター。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの入出力ポートを有する少なくとも１つのコ
ンピューター・システムと；標準的入力信号一組を認識し、その信号の少なくとも１つが特定のオペレータ
ー開始制御作動に対応し、又標準的な出力信号一組を発生し、その信号の少なく
とも１つが特定の車両作動パラメーターに対応し、前記標準的な入力信号が前記
入出力ポートで受信可能であり、前記標準的な出力信号が前記入出力ポートから
送信可能である、前記コンピューター・システム上で実行可能な運転シミュレー
ション・ソフトウエア・プログラムと；少なくとも１つがオペレーター開始制御作動に応答してキャブ特定化電気信号
を提供する複数個のコントロール及びその少なくとも１つがその作動に対してキ
ャブ特性化電気入力を必要とした複数個の計器を含む電気回路を備えた車両キャ
ブと；前記入出力ポートと前記車両キャブの電気回路の間に配設されキャブ特定化電
気信号を前記一組の標準的入力信号に変換し又前記一組の標準的出力信号を前記
一組のキャブ特定化電気入力に変換するフィールド・プログラマブル・ゲート・
アレイ（ＦＰＧＡ）と；を具備する車両用運転シミュレーター。
【請求項２】前記運転用シミュレーション・ソフトウエア・プログラムの
初期化により前記車両キャブに対して特異の構成データがロード可能なオン・ボ
ード・レジスターが前記ＦＰＧＡに含まれ、ＦＰＧＡが前記一組のキャブ特定化
電気信号と前記一組の標準的出力信号をそれぞれ前記一組の標準的入力信号と前
記一組のキャブ特定化電気入力に変換することを行なうようＦＰＧＡを構成する
データ値の特異の一組を前記構成データが有する、請求項１記載の車両用運転シ
ミュレーター。
【請求項３】前記ＦＰＧＡに電力が供給される限りにおいてのみ前記オン
・ボード・レジスターが前記構成データを把持するようにした請求項２記載の車
両用運転シミュレーター。
【請求項４】前記コンピューター・システムが不揮発性メモリーを含み、
前記構成データが当該メモリーに記憶されている請求項２記載の車両用運転シミ
ュレーター。
【請求項５】前記ＦＰＧＡと前記電気回路の間に配設された信号調節回路を
さらに含む、請求項１記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項６】ＦＰＧＡを過渡電圧、静的放電、キャブ回路内の誤配線が原
因で生じる短絡及びキャブ回路の誤配線により生じる予測以上の電圧レベルから
絶縁する断路手段を前記信号調節回路が含む、請求項５記載の車両用運転シミュ
レーター。
【請求項７】前記断路手段が光学的断路装置、変圧器及びコンデンサーか
らなるグループより選択される、請求項６記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項８】前記信号調節回路が信号信頼性を改善する少なくとも１つの
ヒステリシス素子を含む、請求項５記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項９】前記ヒステリシス素子がシュミット・トリガーである請求項
８記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項１０】対応する標準出力信号が前記コンピューター・システムで
更新されるまで、一部のキャブ特定化電気入力が前記ＦＰＧＡの内部回路により
ラッチされるようにした請求項１記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項１１】対応する標準的入力信号が前記コンピューター・システム
によってサンプリングされるまで一部のキャブ特定化電気信号が前記ＦＰＧＡの
内部回路によりラッチされるようにした請求項１記載の車両用運転シミュレータ
ー。
【請求項１２】少なくとも１つのキャブ用特定化電気信号が前記コンピュ
ーター・システムによる受信前にアナログ・デジタル変換器によりアナログから
デジタル形式に変換されるようにした請求項１記載の車両用運転シミュレーター
。
【請求項１３】少なくとも１つのキャブ特定化用入力が前記キャブ用電気
回路による受信前にデジタル形式からアナログ形式に変換されるようにした請求
項１記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項１４】前記車両キャブ内でシフトしているシミュレーター運転者
に対して運転環境のシミュレートされた画像を提供する、前記車両キャブの前方
に位置付けられた表示スクリーンと；前記少なくとも１つのコンピューター・システムに接続され、前記表示スクリ
ーン上に表示されるリアル・タイムのグラフィック画像を発生するグラフィック
・プロセッサーと；を具備する、請求項１記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項１５】前記車両用キャブ内でシフトするシミュレーター運転者に
鑑み前記車両用キャブの前方に位置付けられた表示スクリーンと；運転環境のシミュレートされた画像を表す記録されたビデオ・シーケンスと；前記記録されたビデオ・シーケンスを読み取り、前記表示スクリーン上での表
示のため前記コンピューター・システムにこれらのシーケンスを提供するビデオ
・プレーヤーと；をさらに含む、請求項１記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項１６】スクリーン上に表示される画像と運転者制御入力両者に一
致する力を運転者に与える、キャブに接続された運動システムからなる請求項１
１記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項１７】投影される画像と運転者制御入力に一致する音声を発生す
る音声システムをさらに含む、請求項１１記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項１８】少なくとも１つの入力ポートを有する少なくとも１つのコ
ンピューター・システムと；標準的な入力信号の一組を認識し、その信号の少なくとも１つの信号が特定の
操作者開始制御作動に対応し、前記標準的入力信号が前記ポートにより受信可能
な、前記コンピューター・システム上で実行可能な運転用シミュレーション・ソ
フトウエア・プログラムと；複数個のコントロールを含み、当該コントロールの少なくとも１つのコントロ
ールがオペレーター開始制御作動に応答してキャブ特定化電気信号を提供する電
気回路を有する車両キャブと；キャブ特定化電気信号を標準的入力信号の前記一組に変換する、前記ポートと
前記車両キャブの前記回路の間に配設されたフィールド・プログラマブル・ゲー
ト・アレイ（ＦＰＧＡ）と；を具備する運転シミュレーター。
【請求項１９】前記入力ポートが又、出力ポートとしても機能し；前記ソフトウエア・プログラムが又標準的な出力信号の一組を発生し、当該信
号の少なくとも１つが特定の車両作動パラメーターに対応し、標準的出力信号が
前記入出力ポートから送信可能であり；前記車両キャブが又、複数個の計器を有し、当該計器の少なくとも１つの計器
がその作動に対するキャブ特定化電気入力を要求し；及び前記ＦＰＧＡが又、標準的出力信号の前記一組をキャブ特定化電気入力の前記
一組に変換するようにした請求項１８記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項２０】前記コンピューター・システムによる前記運転シミュレー
ション・ソフトウエア・プログラムの初期化時点に前記車両キャブに独特の構成
データがロード可能とされるようなオン・ボード・レジスターが前記ＦＰＧＡに
含まれ、前記構成データが前記キャブ特定化電気信号と前記出力信号を前記入力
信号の一組と前記キャブ特定化電気入力の前記一組にそれぞれ変換することを行
なうようＦＰＧＡを構成するデータ値の特異の組を有することを具備する請求項
１８記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項２１】前記オン・ボード・レジスターが前記ＦＰＧＡに対して電
力が供給されている限りにおいてのみ前記構成データを保持する請求項２０記載
の車両用運転シミュレーター。
【請求項２２】前記コンピューター・システムが前記構成データの格納さ
れる不揮発性メモリーを含む、請求項２０記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項２３】更に、前記ＦＰＧＡと前記車両キャブの電気回路の間に配
設された信号調整回路を含む、請求項１８記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項２４】前記信号調整回路がＦＰＧＡを過渡電圧、静電放電、キャ
ブ回路内の誤配線で生じる短絡及びキャブ回路の誤配線で生じる予測以上の電圧
レベルから絶縁する断路手段を含む、請求項２３記載の車両用運転シミュレータ
ー。
【請求項２５】前記断路手段が光学的断路手段、変圧器及びコンデンサー
からなるグループから選択される、請求項２４記載の車両用運転シミュレーター
。
【請求項２６】前記信号調整回路が信号の信頼性を改善する少なくとも１
つのヒステリシス素子を含む、請求項２３記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項２７】前記ヒステリシス素子がシュミット・トリガーである請求
項２６記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項２８】一部のキャブ特定化電気入力が前記コンピューター・シス
テムで更新されるまで前記ＦＰＧＡの内部回路によりラッチされるようにした請
求項１８記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項２９】一部のキャブ特定化電気信号が前記コンピューター・シス
テムでサンプリングされるまで前記ＦＰＧＡの内部回路によりラッチされるよう
にした請求項１８記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項３０】少なくとも１つのキャブ特定化電気信号が前記コンピュー
ター・システムによる受信前にアナログ・デジタル変換器によりアナログ形式か
らデジタル形式に変換されるようにした請求項１８記載の車両用運転シミュレー
ター。
【請求項３１】少なくともキャブ特定化入力がキャブ電気回路により受信
される前にデジタル形式からアナログ形式に変換されるようにした請求項１８記
載の車両用運転シミュレーター。
【請求項３２】前記車両キャブ内に着座しているシミュレーター運転者に
対し運転環境のシミュレートされる画像を提供する前記車両キャブの前方に位置
付けられた表示スクリーンと；前記表示スクリー-ン上に表示されるリアル・タイムのグラフィック画像を発
生する、前記少なくとも１つのコンピューター・システムに接続されたグラフィ
ック・プロセッサーと；をさらに含む、請求項１８記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項３３】スクリーン上に表示される画像と運転者制御入力の両者と
一致する力を運転者に与える、キャブに接続された運動システムをさらに含む、
請求項３２記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項３４】投影される画像と運転者制御入力に一致する音声を発生す
る音声システムをさらに含む、請求項３２記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項３５】少なくとも１つの出力ポートを有する少なくとも１つのコ
ンピューター・システムと；標準的出力信号の一組を発生し、その出力信号の少なくとも１つの信号が特定
の車両作動パラメーターに対応し、前記標準的出力信号が前記ポートにより送信
可能である、前記コンピューター・システム上で実行可能な運転シミュレーショ
ン・ソフトウエア・プログラムと；複数個の計器を含む電気回路を有し、当該複数個の計器の少なくとも１つの計
器がその作動に対するキャブ特定化電気入力を要求する、車両キャブと；標準的出力信号の前記一組をキャブ特定化電気入力の前記一組に変換する、前記
ポートと前記車両キャブの電気回路の間に配設されたフィールド・プログラマブ
ル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）と；を具備する運転用シミュレーター。
【請求項３６】前記出力ポートが又、入力ポートとして機能し；前記ソフトウエア・プログラムが又標準的入力信号の一組を認識し、当該入力信
号の少なくとも１つの信号が特定の操作者開始制御作動に対応し、前記標準的入
力信号が前記ポートにより受信可能であり；前記車両キャブが又複数個のコントロールを有し、当該複数個のコントロール
の少なくとも１つのコントロールが操作者開始制御作用に応答してキャブ特定化
電気信号を提供し；前記ＦＰＧＡが又、前記キャブ特定化電気信号を標準的入力信号の前記一組に
変換するようにした請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項３７】前記コンピューター・システムによる前記運転シミュレー
ション・ソフトウエア・プログラムの初期化時点で前記車両キャブに特異の構成
データをロードできるオン・ボード・レジスターが前記ＦＰＧＡに含まれ、前記
構成データが、前記キャブ特定化電気信号と前記出力信号を入力信号の前記一組
とキャブ特定化電気入力の前記一組にそれぞれ変換することを行なうようＦＰＧ
Ａを構成するデータ値の特異の組を有することを具備する請求項３５記載の車両
用運転シミュレーター。
【請求項３８】前記オン・ボード・レジスターが前記ＦＰＧＡに電力が供
給されている限りにおいてのみ前記構成データを保持するようにした請求項３７
記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項３９】前記コンピューター・システムが前記構成データの格納さ
れる不揮発性レベルを含む、請求項３７記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項４０】前記ＦＰＧＡと前記車両キャブの電気回路の間に配設され
た信号調整回路を更に含む、請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項４１】ＦＰＧＡを過渡電圧、静電放電、キャブ回路内の誤配線に
より生じる短絡とキャブ回路の誤配線で生じる予測以上の電圧レベルから絶縁す
る断路手段を前記信号調整回路が含む、請求項４０記載の車両用運転シミュレー
ター。
【請求項４２】前記断路手段が光学的断路手段、変圧器及びコンデンサー
からなるグループより選択される、請求項４０記載の車両用運転シミュレーター
。【請求項４２】前記断路手段が光学的断路手段、変圧器及びコンデンサー
からなるグループより選択される、請求項４１記載の車両用運転シミュレーター
。
【請求項４３】前記信号調整回路が信号の信頼性を改善する少なくとも１
つのヒステリシス素子を含む、請求項４０記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項４４】前記ヒステリシス素子がシュミット・トリガーである請求
項４３記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項４５】一部のキャブ特定化電気入力が前記コンピューター・シス
テムにより更新されるまで、前記ＦＰＧＡの内部回路によりラッチされるように
した請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項４６】一部のキャブ特定化電気信号が前記コンピューター・シス
テムでサンプリングされるまで、前記ＦＰＧＡの内部回路によりラッチされるよ
うにした請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項４７】少なくとも１つのキャブ用特定化電気信号が前記コンピュ
ーター・システムで受信される前に当該信号がアナログ・デジタル変換器により
アナログ形式からデジタル形式に変換されるようにした請求項３５記載の車両用
運転シミュレーター。
【請求項４８】少なくともキャブ特定化入力がキャブ電気回路により受信
される前に当該キャブ特定化入力がデジタル形式からアナログ形式に変換される
ようにした請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項４９】運転環境のシミュレートされた画像を前記車両キャブ内に
着座しているシミュレーター運転者に提供する、前記車両キャブの前方に位置付
けられた表示スクリーンと；前記表示スクリーン上に表示されるリアル・タイムのグラフィック画像を発生
する、前記少なくとも１つのコンピューター・システムに接続されたグラフィッ
ク・プロセッサーと；をさらに含む、請求項３５記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項５０】スクリーン上に表示される画像と運転者制御ユニットの両
者に一致する力を運転者に与える、キャブと接続された運動システムをさらに含
む、請求項４９記載の車両用運転シミュレーター。
【請求項５１】投影される画像と運転者制御入力に一致する音声を発生す
る音声システムをさらに含む、請求項４９記載の車両用運転シミュレーター。