JP2009087110A - Design support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品の三次元形状をコンピュータ上で仮想的に表現して当該部品の設計を支援する設計支援装置に関する。 The present invention relates to a design support apparatus that virtually represents a three-dimensional shape of a part on a computer and supports the design of the part.
従来から、設計支援装置を用いて、車両に搭載される様々な部品を設計することが知られている(例えば、下記特許文献1,2など参照)。ここで、車両に搭載される部品の中には、その視認性を十分に検討しなければならない部品もある。例えば、メータ文字盤は、安全運転に必要な情報を運転者に提示する部品であるため、その視認性が十分に検討される必要がある。このメータ文字盤の視認性には、当該メータ文字盤より手前側に配置されるハンドルとの相対的な関係が大きく影響する。すなわち、メータ文字盤は、運転席に座った運転者からみて、ハンドルの奥側に位置している。そのため、メータ文字盤の視認性が、ハンドルに阻害される場合もある。
Conventionally, it is known to design various parts mounted on a vehicle using a design support device (for example, see
しかしながら、従来、ハンドルとメータ文字盤は、それぞれ、異なる部門で設計されており、両者の相対位置関係、ひいては、メータ文字盤の視認性を的確に検討することは困難であった。もちろん、従来においても、ハンドルおよびメータ文字盤の三次元形状を、設計支援装置の表示部に仮想表示させ、その表示内容を目視で確認することで、メータ文字盤の視認性(ハンドルおよびメータ文字盤の相対位置関係)を概略的に確認することはできた。しかし、かかる手法による視認性確認は、あくまで、概略的なものであり、正確性に乏しかった。つまり、従来の技術では、メータ文字盤のように、他の部品との相対位置関係によりその視認性が変化する部品の視認性確認を簡易、かつ、正確に行うことは困難であった。 However, conventionally, the handle and the meter dial have been designed in different departments, and it has been difficult to accurately examine the relative positional relationship between the two and thus the visibility of the meter dial. Of course, in the past, the three-dimensional shape of the handle and the meter dial is virtually displayed on the display unit of the design support device, and the display content is visually confirmed, so that the visibility of the meter dial (the handle and the meter dial) The relative positional relationship of the board) could be confirmed roughly. However, the visibility confirmation by such a method is merely schematic and lacks in accuracy. That is, in the conventional technology, it is difficult to easily and accurately check the visibility of a component whose visibility changes depending on the relative positional relationship with other components, such as a meter dial.
そこで、本発明では、他の部品との相対位置関係によりその視認性が変化する部品の視認性検討をより簡易、かつ、正確にでき得る設計支援装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a design support apparatus that can more easily and accurately examine the visibility of a component whose visibility changes depending on the relative positional relationship with other components.
本発明の設計支援装置は、部品の三次元形状をコンピュータ上で仮想的に表現して当該部品の設計を支援する設計支援装置であって、車室内に配置される第一部材の形状および配置を示す第一部材データと、運転席に座する運転者からみて前記第一部材より奥側に配置される第二部材の形状および配置を示す第二部材データと、運転者の視点の位置に関連する情報を含む視点関連データと、を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された三つのデータに基づいて、第二部材のうち、前記視点から見て第一部材に遮られることなく視認可能な視認領域を示す視認領域データを算出する制御手段と、前記第二部材データおよび視認領域データそれぞれが示す三次元形状を仮想的に表示する表示手段と、を備え、前記制御手段は、前記第一部材データ、第二部材データ、および、視点関連データに基づいて、前記視点を基準として、第一部材の少なくとも一部を第二部材に向かって投影した投影線を示すデータを算出し、算出された投影線を示すデータに基づいて、前記視認領域データを算出することを特徴とする。 A design support apparatus according to the present invention is a design support apparatus that virtually represents a three-dimensional shape of a part on a computer and supports the design of the part, and the shape and arrangement of a first member arranged in a vehicle interior The first member data indicating the position, the second member data indicating the shape and arrangement of the second member disposed behind the first member as viewed from the driver sitting in the driver's seat, and the position of the driver's viewpoint Based on the three pieces of data stored in the storage means and the viewpoint related data including related information, the second member is visually recognized without being blocked by the first member when viewed from the viewpoint. Control means for calculating visual recognition area data indicating a possible visual recognition area; and display means for virtually displaying the three-dimensional shape indicated by each of the second member data and the visual recognition area data. First part day Based on the second member data and the viewpoint-related data, data indicating a projection line obtained by projecting at least a part of the first member toward the second member with respect to the viewpoint is calculated, and the calculated projection The visual recognition area data is calculated based on data indicating a line.
好適な態様では、前記視点関連データは、少なくとも、運転者の右目に相当する右視点の位置および左目に相当する左視点の位置に関連する情報を含み、前記制御手段は、前記右視点を基準とする投影線および左視点を基準とする投影線を算出し、算出された二つの投影線に基づいて、右視点から視認可能な範囲および左視点から視認可能な範囲を足し合わせた範囲を示すデータを前記視認領域データとして算出する。 In a preferred aspect, the viewpoint-related data includes at least information related to a right viewpoint position corresponding to a driver's right eye and a left viewpoint position corresponding to the left eye, and the control means uses the right viewpoint as a reference. And a projection line based on the left viewpoint is calculated, and based on the two calculated projection lines, the range that is visible from the right viewpoint and the range that is visible from the left viewpoint are added. Data is calculated as the viewing area data.
他の好適な態様では、前記視点関連データは、少なくとも、全運転者のN割の運転者の視点位置に関連する情報を含み、前記制御手段は、前記N割の運転者の視点のうち最も高い高位視点を基準とする投影線および前記N割の運転者の視点のうち最も低い低位視点を基準とする投影線を算出し、算出された二つの投影線に基づいて、前記N割の運転者のいずれもが視認可能な範囲を示すデータを視認領域データとして算出する。このとき、前記制御手段は、対象とする運転者の割合Nの値が互いに異なる複数種類の視認領域データを算出することも望ましい。 In another preferred aspect, the viewpoint-related data includes at least information related to viewpoint positions of N% of all drivers, and the control means is the most preferable among the viewpoints of the N% drivers. A projection line based on a high high viewpoint and a projection line based on the lowest low viewpoint among the N% driver's viewpoints are calculated, and the N% driving is performed based on the two calculated projection lines. Data indicating a range that can be visually recognized by any person is calculated as viewing area data. At this time, it is also preferable that the control means calculates a plurality of types of viewing area data having different values of the target driver ratio N.
他の好適な態様では、前記視点関連データは、運転席の形状及び配置を示す運転席CADデータと、運転席に対する視点の相対位置を示す情報と、を含む。他の好適な態様では、前記視認領域データは、視認領域の境界線を示す線データである。また、第一部材はハンドルであり、第二部材はハンドルの奥側に配置されるメータ文字盤であることも望ましい。 In another preferred aspect, the viewpoint-related data includes driver seat CAD data indicating the shape and arrangement of the driver seat, and information indicating the relative position of the viewpoint with respect to the driver seat. In another preferred aspect, the visual recognition area data is line data indicating a boundary line of the visual recognition area. It is also desirable that the first member is a handle and the second member is a meter dial arranged on the back side of the handle.
本発明によれば、視認領域を示す視認領域データを算出するとともに、視認性確認が必要な第二部材とともに当該視認領域データが示す形状が表示部に仮想表示される。その結果、第一部材との相対位置関係により視認性が変化する第二部材の視認性検討をより簡易、かつ、正確にできる。 According to the present invention, the viewing area data indicating the viewing area is calculated, and the shape indicated by the viewing area data is virtually displayed on the display unit together with the second member that requires the visibility confirmation. As a result, it is possible to more easily and accurately examine the visibility of the second member whose visibility changes depending on the relative positional relationship with the first member.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態である設計支援装置10の概略構成図である。この設計支援装置10は、ユーザの対話的操作に基づいて各部品の形状および配置を示すCADデータを生成するともに、当該CADデータが示す三次元形状を表示画面上に仮想的に表示する装置である。換言すれば、この設計支援装置10は、いわゆる、三次元CAD装置である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
この設計支援装置10の物理的構成は、一般的な計算機とほぼ同様である。すなわち、設計支援装置10は、CPUなどからなる制御部12と、ハードディスクやメモリなどからなる記憶部14、LCDなどからなる表示部18、キーボードやマウスなどからなる入力部16、LANカードなどからなる通信インターフェース部(通信I/F)20などを備えている。記憶部14には、CADアプリケーションプログラム22やCADデータファイル等の各種データファイル24が記憶されている。ユーザからの指示に応じて、計算機の制御部12が、CADアプリケーションプログラムを起動させることで、当該計算機が設計支援装置10として機能する。
The physical configuration of the
この設計支援装置10は、通常の三次元CAD装置と同様に、各種部品の設計(CADデータ作成)を支援するために必要な各種機能を備えている。例えば、設計支援装置10は、二次元図形(線分や円弧など)や三次元図形(ブロックや球体など)といった各種図形の描画機能や、描画された図形同士の接線や交点といった図形の自動描画機能などを備えている。かかる機能を用いて描画された図形の形状および配置は、複数の三次元座標値や、各座標値同士の関係を示す線データや面データ等から構成されるCADデータとして記憶部14に記憶される。なお、上述したような機能は、いずれも、公知の技術で実現できるため、具体的処理手順等についての詳説は省略する。
The
本実施形態の設計支援装置10は、上述した公知の機能の他に、さらに、車両に搭載されるハンドルおよびメータ文字盤の設計に特に好適な機能、より具体的には、視認領域データの自動算出機能も有している。視認領域データは、メータ文字盤のうち、ハンドルに阻害されることなく視認可能な視認領域を示す図形データである。
The design support
すなわち、図2に図示するように、車両に搭載されるハンドル30は、運転席50に座った運転者100から見て、メータ文字盤40より手前側に位置している。ハンドル30は、通常、図3(a)に図示するように、リング状のハンドルリング32と、当該ハンドルリング32を横断するように配されたハンドルパッド34と、を備えている。このハンドルリング32とハンドルパッド34の間には、通常、隙間が形成されており、この隙間を通じて、運転者100は、ハンドル30より奥側に位置するメータ文字盤40を見ることになる。
That is, as shown in FIG. 2, the
ただし、ハンドルパッド34とハンドルリング32の間に形成される隙間は、必ずしも、十分な大きさがあるわけではなく、ハンドル30の形状や配置によっては、当該ハンドル30によりメータ文字盤40の一部の視認が阻害される場合もあった。
However, the gap formed between the
ここで、メータ文字盤40は、周知のとおり、また、図3(b)に図示するとおり、速度メータ42や、燃料メータ44など、車両の状態に関係する様々な情報が表示される部品である。かかるメータ文字盤40の視認が阻害されることは大きな問題であり、当該メータ文字盤40の視認性については十分に検討される必要があった。
Here, the
そこで、従来でも、設計者は、設計支援装置10の表示部18に、同一座標系で設計されたハンドル30およびメータ文字盤40の三次元形状を表示させ、その表示内容を見て、両部品の相対位置関係、ひいては、メータ文字盤40の視認性確認などを行っていた。そして、その確認結果に基づいて、メータ文字盤40やハンドル30の位置や形状を修正していた。
Therefore, conventionally, the designer displays the three-dimensional shape of the
しかしながら、上記手順による視認性確認では、運転者の視点位置を明確に定義していないため、正確な視認性確認はできていなかった。また、従来の視認性の確認作業では、設計者が、マウスなどの入力部16を操作して、表示部18で形状表示する際の仮想的視点位置(ワーク視点位置)を変更、調整する必要があり、極めて煩雑であった。さらに、メータ文字盤40の視認領域は、運転者100の視点位置(目の位置)によっても変化する。この運転者100の視点位置は、運転者100の体格や顔造形などに応じて、様々である。そのため、運転者100ごとの視点位置の相違を考慮して、メータ文字盤40の視認性を確認することは極めて困難、かつ、煩雑であった。
However, in the visibility check according to the above procedure, since the driver's viewpoint position is not clearly defined, accurate visibility cannot be confirmed. Further, in the conventional visibility checking operation, the designer needs to change and adjust the virtual viewpoint position (work viewpoint position) when the shape is displayed on the
本実施形態では、かかる問題を解消するために、事前に作成されたハンドルCADデータおよび文字盤CADデータに基づいて、メータ文字盤40のうちハンドル30に阻害されることなく視認可能な視認領域を示す図形データを、視認領域データとして自動算出する機能を備えている。以下、この視認領域データの自動算出機能について詳説する。
In the present embodiment, in order to solve such a problem, based on the handle CAD data and dial CAD data created in advance, a visual recognition area that is visible without being obstructed by the
はじめに、本実施形態で算出される視認領域データについて説明する。本実施形態では、三種類の視認領域データ、すなわち、最広視認領域データ、最狭視認領域データ、中間視認領域データを算出する。最広視認領域データは、最も平均的な運転者の視点位置から見て、ハンドル30に阻害されることなく視認可能なメータ文字盤40の領域を示すデータである。この最広視認領域データで示される視認領域は、最狭視認領域データおよび中間視認領域データが示す視認領域に比して広くなる。
First, the viewing area data calculated in the present embodiment will be described. In the present embodiment, three types of viewing area data, that is, the widest viewing area data, the narrowest viewing area data, and the intermediate viewing area data are calculated. The widest viewing area data is data indicating an area of the
最狭視認領域データは、ほぼ全ての運転者、具体的には全運転者のうち約99%の運転者のいずれもが、ハンドル30に阻害されることなく視認可能なメータ文字盤40の領域を示すデータである。ほぼ全ての運転者のいずれもが視認可能な領域は、当然ながら、狭くならざるを得ず、この最狭視認領域データで示される視認領域は、最広視認領域データおよび中間視認領域データが示す視認領域に比して広くなる。
The narrowest viewing area data is an area of the
中間視認領域データは、多数の運転者、具体的には全運転者のうち約95%の運転者のいずれもが、ハンドル30に阻害されることなく視認可能なメータ文字盤40の領域を示すデータである。この中間視認領域データで示される視認領域は、最広視認領域データに比して狭いものの、最狭視認領域データに比して広くなる。
The intermediate visual recognition area data indicates an area of the
以上のような三種類の視認領域データを算出するのは次の理由による。メータ文字盤40は、様々な情報を表示する部品であるが、このメータ文字盤40で表示される各情報の重要度(車両走行中に運転者が視認する必要度)は、均一ではない。例えば、車両走行中であっても運転者が視認可能である必要性が高い情報もあれば、車両走行中に運転者が視認可能である必要性が低い情報もある。メータ文字盤40の視認性確認をする場合には、かかる各情報ごとの重要度も考慮することが必要となる。
The above three types of viewing area data are calculated for the following reason. The
すなわち、メータ文字盤40の視認性確認をする場合には、重要度の高い情報表示部位が、ほぼ全ての運転者の視認可能な範囲に収まっているか否かを判断する必要がある。かかる判断を容易に行えるようにするために、本実施形態では、ほぼ全ての運転者(99%の運転者)のいずれもが視認可能な領域を示す最狭視認領域データを算出している。
That is, when confirming the visibility of the
また、メータ文字盤40の中には、できるだけ多数の運転者が視認可能であることが望ましいものの全ての運転者が視認可能でなくてもよい重要度の低い情報表示部位がある。メータ文字盤40の視認性確認時には、かかる情報表示部位が、多数の運転者の視認領域に収まっているか否かの判断もする必要がある。かかる判断を容易に行えるようにするために、本実施形態では、多数の運転者(95%の運転者)のいずれもが視認可能な領域を示す中間視認領域データを算出している。さらに、本実施形態では、メータ文字盤40の視認領域の概略的な傾向を知るための参考として、最も平均的な運転者の視認領域を示す最広視認領域データも算出している。
In addition, the
そして、このように、三種類の視認領域データが示す図形を表示部18に表示することで、メータ文字盤40の中における各情報表示部位ごとの重要度の違いも考慮した視認性確認を、より簡易に、かつ、正確に行えることができる。
And, in this way, by displaying the graphic indicated by the three types of viewing area data on the
次に、この視認領域データの算出手順について詳説する。はじめに、最広視認領域データの算出手順について説明する。最広視認領域データは、既述したとおり、最も平均的な運転者の視認領域を示すデータである。したがって、当該最広視認領域データを算出する場合には、最も平均的な運転者の視点位置に相当する座標値(視点座標値)を算出する必要がある。なお、通常、運転者は、右目と左目という二つの視点(目)を有しているので視点座標値としては二種類、すなわち、右視点座標値および左視点座標値を算出する。 Next, a procedure for calculating the viewing area data will be described in detail. First, the procedure for calculating the widest viewing area data will be described. As described above, the widest viewing area data is data indicating the most average driver's viewing area. Therefore, when calculating the widest viewing area data, it is necessary to calculate a coordinate value (viewpoint coordinate value) corresponding to the viewpoint position of the average driver. Note that the driver usually has two viewpoints (eyes), that is, a right eye and a left eye, and therefore calculates two types of viewpoint coordinate values, that is, a right viewpoint coordinate value and a left viewpoint coordinate value.
この二つの視点座標値の算出の手順について図4を参照して説明する。図4(a)は、運転席50周辺の概略側面図であり、図4(b)は、運転席50周辺の概略正面図である。なお、以下の図面では、車両幅方向軸をX軸、車両前後軸方向をY軸、車両高さ方向軸をZ軸とする。
The procedure for calculating these two viewpoint coordinate values will be described with reference to FIG. 4A is a schematic side view around the
右視点Erおよび左視点Elの座標値を算出する際には、まず、両視点Er,Elの中心点Cの座標値(すなわち、眉間位置に相当する座標値)を算出する。この中心点Cの座標値は、予め記憶部14に記憶されている運転席CADデータおよび中心点データ等に基づいて算出される。中心点データは、平均的運転者の中心点C(略眉間)の運転席50からの相対的位置を示すデータである。より具体的には、中心点データは、運転席50の所定位置(例えば座部の中心点P)を原点とした場合における、平均的運転者の中心点C(略眉間)の相対座標値データである。この中心点データは、多数の運転者の視点位置(あるいは中心点位置)を実測した結果から算出され、予め、記憶部14に記憶される。
When calculating the coordinate values of the right viewpoint Er and the left viewpoint El, first, the coordinate value of the center point C of both the viewpoints Er and El (that is, the coordinate value corresponding to the position between the eyebrows) is calculated. The coordinate value of the center point C is calculated based on the driver's seat CAD data, center point data, and the like stored in the
設計支援装置10の制御部12は、記憶部14に記憶されている運転席CADデータおよび中心点データに基づいて、まず、この中心点Cの絶対座標値を算出する。次いで、記憶部14に記憶されている眼間距離データに基づいて、当該中心点Cを、眼間距離分だけ左右(X軸方向プラス側およびマイナス側)にオフセットした点の座標値を右視点Erおよび左視点Elの座標値として算出する。
The
なお、ここで説明した視点Er,Elの座標値の算出手順は一例であり、適宜、変更してもよい。例えば、設計者が、キーボード等の入力手段を用いて、右視点座標値および左視点座標値の値を直接入力するようにしてもよい。 The procedure for calculating the coordinate values of the viewpoints Er and El described here is an example, and may be changed as appropriate. For example, the designer may directly input the right viewpoint coordinate value and the left viewpoint coordinate value using an input unit such as a keyboard.
右視点座標値および左視点座標値が算出できれば、続いて、制御部12は、各視点Er,Elからメータ文字盤40に向かってハンドル30の外形線を投影した投影線Mr,Mlを算出する。図5は、左視点Elを基準とした投影線、すなわち、左投影線Mlの算出の様子を示すイメージ図である。なお、図5では見易さのためハンドルパッド34の図示を省略している。
If the right viewpoint coordinate value and the left viewpoint coordinate value can be calculated, then the
左投影線Mlを算出する場合、制御部12は、上記手順で算出された左視点Elの座標値、および、ハンドルCADデータに基づいて、左視点Elを通り、ハンドルリング32の内周面およびハンドルパッド34の上面に接する接線La,Lb,・・・Lnを複数算出する。次いで、この接線La,Lb,・・・Lnをメータ文字盤40の表面まで延長し、当該接線La,Lb,・・・Lnとメータ文字盤40との交点Pa,Pb,・・・Pnの座標値を算出する。そして、算出された交点Pa,Pb,・・・Pnの座標値に基づいて、当該複数の交点Pa,Pb,・・・Pnの間を補間した補間曲線Mlを算出する。この補間曲線Mlが、左視点Elを基準とした左投影線Mlとなる。
When calculating the left projection line Ml, the
左投影線Mlが算出できれば、同様の手順で、右投影線Mr(図5では図示せず)も算出する。すなわち、右視点Erを通り、ハンドル30の表面に接する接線を複数算出し、当該複数の接線とメータ文字盤40との交点を算出し、当該複数の交点の間を補間した補間曲線を右投影線Mrとして算出する。
If the left projection line Ml can be calculated, the right projection line Mr (not shown in FIG. 5) is also calculated in the same procedure. That is, a plurality of tangents that pass through the right viewpoint Er and touch the surface of the
右投影線Mrおよび左投影線Mlが算出できれば、最後に、制御部12は、両投影線Mr,Mlのうち不要部分を削除して残った線データを最広視認領域データとして算出する。より具体的には、制御部12は、右投影線Mrで囲まれる範囲および左投影線Mlで囲まれる範囲を足し合わせた範囲(加算範囲)を示す線データを最広視認領域データとして算出する。ここで、右投影線Mrで囲まれる範囲は右視点Erから視認可能な範囲を、左投影線Mlで囲まれる範囲は左視点Elから視認可能な範囲を、それぞれ意味している。したがって、両範囲の加算範囲とは、右目(右視点Er)と左目(左視点El)の両方を持つ運転者の視認範囲を意味している。制御部12は、この加算範囲(右目と左目を使って見える範囲)を算出するために、各投影線Mr,Mlのうち他の投影線Ml,Mrより外側に位置する線部分を特定し、削除する。そして、最後に残った線のデータを、最も平均的な運転者が視認可能な視認領域を示す最広視認領域データとして算出する。
If the right projection line Mr and the left projection line Ml can be calculated, the
図6は、最広視認領域データ算出の様子を示すイメージ図である。図6のうち、太線(実線および破線)は左投影線Mlを、細線(実線および破線)は右投影線Mrをそれぞれ示している。この図6のうち太破線および細破線で囲まれた範囲が、右視点Erおよび左視点Elの両方を使って視認可能な範囲であり、太実線および細実線は不要部分として削除される線部分である。そして、図6において、太破線および細破線を示す図形データが、最広視認領域データとして算出され、記憶部14に記憶される。
FIG. 6 is an image diagram showing how the widest viewing area data is calculated. In FIG. 6, a thick line (solid line and broken line) indicates the left projection line Ml, and a thin line (solid line and broken line) indicates the right projection line Mr. In FIG. 6, a range surrounded by a thick broken line and a thin broken line is a visible range using both the right viewpoint Er and the left viewpoint El, and a thick solid line and a thin solid line are deleted as unnecessary parts. It is. In FIG. 6, graphic data indicating thick broken lines and thin broken lines are calculated as the widest viewing area data and stored in the
次に、最狭視認領域データの算出手順について説明する。最狭視認領域データの算出手順も基本的には、既述した最広視認領域データ算出手順と同様である。すなわち、まず、視点の座標値を算出し、当該視点からメータ文字盤40に向かってハンドル外形線を投影した投影線を複数算出し、投影線のうち不要部分を削除して残った線を示すデータを最広視認領域データとして算出する。
Next, a procedure for calculating the narrowest viewing area data will be described. The procedure for calculating the narrowest viewing area data is basically the same as the procedure for calculating the widest viewing area data described above. That is, first, the coordinate value of the viewpoint is calculated, a plurality of projection lines are calculated by projecting the handle outline from the viewpoint toward the
ただし、最狭視認領域データは、既述したとおり、ほぼ全ての運転者のいずれもが視認可能な領域を示すデータである。そのため、運転者ごとの視点位置の相違を考慮する必要がある。その結果、最狭視認領域データを算出するに当たっては、視点座標値の算出手順が、最広視認領域データの場合とは異なってくる。 However, as described above, the narrowest viewing area data is data indicating an area that can be visually recognized by almost all drivers. Therefore, it is necessary to consider the difference in viewpoint position for each driver. As a result, in calculating the narrowest viewing area data, the viewpoint coordinate value calculation procedure is different from that for the widest viewing area data.
具体的には、ほぼ全ての運転者のいずれもが視認可能な範囲を算出するためには、各運転者の視認領域を算出し、その重複範囲を抽出する必要がある。しかし、多数の運転者それぞれの視認領域を算出することは、極めて煩雑である。そこで、本実施形態では、図7に図示するように、本実施形態では、ほぼ全ての運転者の視点のうち最も高い視点Ehでの視認領域、および、最も低い視点Edでの視認領域の重複範囲Sを抽出し、当該重複範囲を示す図形データを最狭視認領域データとして算出する。 Specifically, in order to calculate a range that can be visually recognized by almost all drivers, it is necessary to calculate the visual recognition area of each driver and extract the overlapping range. However, it is extremely complicated to calculate the visual recognition area for each of a large number of drivers. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, in this embodiment, the viewing area at the highest viewpoint Eh and the viewing area at the lowest viewpoint Ed are overlapped among the viewpoints of almost all drivers. The range S is extracted, and the graphic data indicating the overlapping range is calculated as the narrowest viewing area data.
したがって、最狭視認領域データを算出する場合には、まず、最も高い視点Eh、および、最も低い視点Edの座標値を算出する必要がある。これらの座標値は、運転席CADデータ、99%アイレンジCADデータ、および、アイレンジ配置データ等に基づいて算出される。99%アイレンジCADデータは、全運転者のうち99%の運転者の視点位置(より正確には眉間位置)のバラつき範囲を示す三次元CADデータであり、より具体的には、99%の運転者の全眉間位置を包絡する略卵型図形(99%アイレンジ)を示す三次元CADデータである。この99%アイレンジCADデータは、多数の運転者の視点位置(あるいは眉間位置)を実測した結果に基づいて予め作成され、記憶部14に記憶されている。また、アイレンジ配置データは、99%アイレンジの中点Oの運転席に対する相対座標値データである。
Therefore, when calculating the narrowest viewing area data, first, it is necessary to calculate the coordinate values of the highest viewpoint Eh and the lowest viewpoint Ed. These coordinate values are calculated based on driver's seat CAD data, 99% eye range CAD data, eye range arrangement data, and the like. The 99% eye range CAD data is three-dimensional CAD data indicating the variation range of the viewpoint position (more precisely, the position between the eyebrows) of 99% of all drivers, and more specifically, 99% It is three-dimensional CAD data which shows the substantially egg-shaped figure (99% eye range) which envelops a driver | operator's all eyebrow position. The 99% eye range CAD data is created in advance based on the results of actual measurement of the viewpoint positions (or eyebrow positions) of a large number of drivers, and is stored in the
最狭視認領域データを算出する場合、制御部は、まず、これらのデータに基づいて、99%アイレンジの配置位置、具体的には、99%アイレンジ中点Oの絶対座標値を算出する。次いで、この99%アイレンジ中点Oを通り、YZ平面に平行な平面を中心平面として算出する。図8は、この中心平面での概略断面図である。 When calculating the narrowest viewing area data, the control unit first calculates the 99% eyerange arrangement position, specifically, the absolute coordinate value of the 99% eyerange midpoint O based on these data. . Next, a plane that passes through the 99% eye range midpoint O and is parallel to the YZ plane is calculated as a central plane. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view at this central plane.
中心平面が算出できれば、続いて、制御部12は、当該中心平面において、99%アイレンジ60の上側表面およびハンドルリング32の内周面に接する接線を第一接線Lhとして算出する。また、99%アイレンジ60の下側表面およびハンドルパッド34の上面に接する接線を第二接線Ldとして算出する。そして、この第一接線Ldと99%アイレンジ60との接点を、最も視点位置が高い運転者の中心点Ch(略眉間)とし、その座標値を算出する。また、第二接線Ldと99%アイレンジ60との接点を、最も視点位置が低い運転者の中心点Cd(略眉間)とし、その座標値を算出する。
If the center plane can be calculated, the
二種類の中心点Ch,Cdが算出できれば、続いて、この二つの中心点Ch,Cdを、予め記憶されている眼間距離データに基づいて、左右(X軸方向プラス側およびマイナス側)にオフセットした点の座標値を左右の視点座標値として算出する。すなわち、図9に図示するように、最も視点位置が高い運転者の中心点Chを左右にオフセットした点を、高位右視点Ehrおよび高位左視点Ehlとし、その座標値を算出する。同様に、最も視点位置が低い運転者の中心点Cdを左右にオフセットした点を、低位右視点Edrおよび低位左視点Edlとし、その座標値を算出する。なお、図9に例示するとおり、最も視点位置が高い運転者の眼間距離(高位右視点Ehrと高位左視点Ehlとの間隔)と、最も視点位置が低い運転者の眼間距離(低位右視点Edrと低位左視点Edlとの間隔)と、は同じである必要はなく、いずれか一方が、他方より小さくてもよい。 If the two types of center points Ch and Cd can be calculated, the two center points Ch and Cd are subsequently moved to the left and right (X-axis direction plus side and minus side) based on the interocular distance data stored in advance. The coordinate value of the offset point is calculated as the left and right viewpoint coordinate values. That is, as illustrated in FIG. 9, points obtained by offsetting the center point Ch of the driver with the highest viewpoint position to the left and right are set as the high-order right viewpoint Ehr and the high-order left viewpoint Ehl, and the coordinate values thereof are calculated. Similarly, a point obtained by offsetting the center point Cd of the driver with the lowest viewpoint position to the left and right is set as the lower right viewpoint Edr and the lower left viewpoint Edl, and the coordinate values thereof are calculated. In addition, as illustrated in FIG. 9, the interocular distance of the driver with the highest viewpoint position (interval between the high-order right viewpoint Ehr and the high-order left viewpoint Ehl) and the interocular distance of the driver with the lowest viewpoint position (low-order right The distance between the viewpoint Edr and the lower left viewpoint Edl does not have to be the same, and either one may be smaller than the other.
四種類の視点Ehr,Ehl,Edr,Edlの座標値が算出できれば、続いて、各視点ごとにハンドル30をメータ文字盤40に向かって投影した投影線を算出する。この投影線の算出手順は、最広視認領域データの場合とほぼ同様である。すなわち、各視点Ehr,Ehl,Edr,Edlを通り、ハンドル30の表面に接する接線を複数算出し、当該複数の接線とメータ文字盤40との交点を複数算出し、算出された交点の間を補間した補間曲線を投影線として算出する。
If the coordinate values of the four types of viewpoints Ehr, Ehl, Edr, and Edl can be calculated, a projection line in which the
ただし、最狭視認領域データでは、高位右視点Ehrおよび高位左視点Ehlを基準とする投影線としては、ハンドルリング32の投影線のみを算出する。また、低位右視点Edrおよび低位左視点Edlを基準とした投影線としては、ハンドルパッド34の投影線のみを算出する。
However, in the narrowest viewing area data, only the projection line of the
このような手順で算出された投影線の一例を図10(a)に示す。図10において、細実線は高位右視点Ehrを基準としたハンドルリング32の投影線Lhrを、細破線は高位左視点Ehlを基準としたハンドルリング32の投影線Lhlを、太実線は低位右視点Edrを基準としたハンドルパッド34の投影線Ldrを、太破線は低位左視点Edlを基準としたハンドルパッド34の投影線Ldlを、それぞれ示している。
An example of the projection line calculated by such a procedure is shown in FIG. In FIG. 10, the thin solid line represents the projection line Lhr of the
かかる四種類の投影線Ehr,Ehl,Edr,Edlが算出できれば、制御部12は、これら四つの投影線Ehr,Ehl,Edr,Edlのうち不要部分を削除する。具体的には、制御部は、まず、二つのハンドルリング投影線Lhr,Lhlそれぞれについて、他方のハンドルリング投影線より内側に位置する線部分を不要部分として削除する。同様に、二つのハンドルパッド投影線Ldr,Ldlそれぞれについて、他方のハンドルパッド投影線より内側に位置する線部分を不要部分として削除する。続いて、残ったハンドルリング投影線とハンドルパッド投影線のうち、他方の投影線より外側に位置する部分を削除する。そして、この削除処理後に残った線を最狭境界線とし、当該最狭境界線を示す図形データを、ほぼ全ての運転者が視認可能な領域を示す最狭視認領域データとして算出する。図10(b)は、かかる手順により得られる最狭境界線の一例を示す図である。この図10(b)において図示された最狭境界で囲まれる範囲が、ほぼ全ての運転者が視認可能な最狭視認領域となる。
If the four types of projection lines Ehr, Ehl, Edr, Edl can be calculated, the
次に、中間視認領域データの算出手順について簡単に説明する。中間視認領域データは、既述したとおり、多数の運転者、具体的には、全運転者のうち95%の運転者が視認可能な領域を示すデータである。この中間視認領域データを算出する手順は、最狭視認領域データ算出手順とほぼ同じである。ただし、99%の運転者を対象とする最狭視認領域データと異なり、この中間視認領域データは、95%の運転者を対象とするデータであるため、視点座標値の算出に利用するアイレンジの形状(サイズ)が若干異なる。 Next, a procedure for calculating the intermediate visual recognition area data will be briefly described. As described above, the intermediate visual recognition area data is data indicating an area that can be visually recognized by a large number of drivers, specifically, 95% of all the drivers. The procedure for calculating the intermediate visual recognition area data is substantially the same as the procedure for calculating the narrowest visual recognition area data. However, unlike the narrowest viewing area data for 99% of drivers, this intermediate viewing area data is data for 95% of drivers, and therefore the eye range used for calculating the viewpoint coordinate values. The shape (size) is slightly different.
すなわち、最狭視認領域データ算出時には99%の運転者の全ての視点を包絡する99%アイレンジを利用して四種類の視点座標値を算出していたが、中間視認領域データ算出時には95%の運転者全ての視点を包絡する95%アイレンジを利用して四種類の視点座標値を算出する。95%アイレンジは、99%アイレンジと同様に、略卵型図形として表現されるが、そのサイズは、99%アイレンジに比して若干小さくなっている。 That is, at the time of calculating the narrowest viewable area data, four types of viewpoint coordinate values were calculated using a 99% eye range that envelops all the viewpoints of 99% of the drivers. Four types of viewpoint coordinate values are calculated using a 95% eye range that envelops the viewpoints of all drivers. The 95% eye range is expressed as a substantially oval figure like the 99% eye range, but its size is slightly smaller than the 99% eye range.
かかる95%アイレンジを利用して、四種類の視点(高位右視点Ehr、高位左視点Ehl、低位右視点Edr、低位左視点Edl)の座標値を算出し、各視点ごとの投影線を算出し、得られた投影線の不要部分を削除して残った線が中間境界線となる。制御部12は、この中間境界線を示すデータを、多数の運転者が視認可能な領域を示す中間視認領域データとして算出し、記憶部14に記憶させる。
Using the 95% eye range, the coordinate values of four types of viewpoints (higher right viewpoint Ehr, higher left viewpoint Ehl, lower right viewpoint Edr, lower left viewpoint Edl) are calculated, and a projection line for each viewpoint is calculated. Then, an unnecessary portion of the obtained projection line is deleted, and the remaining line becomes the intermediate boundary line. The
このように算出された三種類の視認領域データは、当該視認領域データの算出に利用された運転席CADデータやハンドルCADデータ、メータ文字盤CADデータと対応づけられて記憶部14に記憶される。また、三種類の視認領域データが示す図形(境界線)は、メータ文字盤40の三次元形状とともに表示部18に仮想的に描画表示される。図11は、三種類の境界線が同時表示された際の一例を示す図である。図11において、実線は最広境界線Baを、破線は最狭境界線Bbを、一点鎖線は中間境界線Bcをそれぞれ示している。なお、ここでは、境界線の種類ごとに線種を変えているが、境界線の種類ごとに色を変えるようにしてもよい。
The three types of viewing area data calculated in this way are stored in the
設計者(設計支援装置10のユーザ)は、図11のような表示内容を目視で確認し、メータ文字盤40のうちの各情報の表示部位が適切な位置にあるか否かなどを確認する。より具体的には、重要度の高い情報表示部位が、ほぼ全ての運手者が視認可能な位置にあるか否か、換言すれば、最狭境界線Bbで囲まれた範囲内にあるか否か、を確認する。また、重要度がやや高めな情報表示部位が、多数の運転者が視認可能な位置にあるか否か、換言すれば、中間境界線Bcで囲まれた範囲内にあるか否か、を確認する。さらに、最広境界線Baとメータ文字盤40との相対関係に基づいて、平均的運転者の視認領域の確認なども行う。
The designer (the user of the design support apparatus 10) visually confirms the display content as shown in FIG. 11, and confirms whether or not the display part of each piece of information on the
かかる確認作業の結果、適切な視認性が得られないと判断した場合、設計者は、メータ文字盤40やハンドル30の位置や形状、また、メータ文字盤内40における各情報表示部の配置位置や大きさなどを変更する。この作業の際、仮想表示されている各境界線Ba,Bb,Bcを見ながら作業できるため、より簡易に、また、より正確な設計変更が可能となる。
When it is determined that appropriate visibility cannot be obtained as a result of the confirmation work, the designer can determine the position and shape of the
なお、当然ながら、ハンドル30や運転席等の位置や形状を変更すれば、視認領域(境界線の位置・形状)も変更される。したがって、ハンドル30や運転席等の位置または形状が変更された場合、制御部12は、画面上に表示されるアイコンの色や図形を変更したり、メッセージを表示することで、現在表示されている境界線が現設計内容(設計変更後の設計内容)に応じた境界線ではないことをユーザに通知する。
Of course, if the position and shape of the
最後に、この視認領域データ自動算出機能を利用したハンドル30およびメータ文字盤40の設計の流れについて図12を参照して説明する。図12は、ハンドル30およびメータ文字盤40の設計の流れを示すフローチャートである。なお、図12において実線のブロックは設計支援装置10の処理を、破線のブロックは設計者の作業内容を、それぞれ示している。
Finally, the design flow of the
設計支援装置10の制御部12は、まず、設計者から指示されたハンドルCADデータおよび文字盤CADデータを読み込み、当該CADデータが示す三次元形状を表示部に仮想的に描画表示する(S10、S12)。設計者は、この表示内容を目視で確認し、必要であれば、ハンドルおよびメータ文字盤の配置などを粗調整する(S14)。
First, the
次に、設計者は、入力部16を操作して、視認領域データの自動算出を設計支援装置10に指示する(S16)。この指示を受けた制御部12は、まず、記憶部14に記憶されている運転席CADデータや、アイレンジCADデータ等に基づいて、視認領域データ算出に必要な視点の座標値を算出する(S18)。
Next, the designer operates the
続いて、算出された視点座標値に基づいて、三種類の視認領域データ、すなわち、最広視認領域データ、最狭視認領域データ、中間視認領域データを算出する(S20)。次に、この算出された三つの視認領域データが示す図形、すなわち、最広境界線、最狭境界線、中間境界線を、ハンドル30やメータ文字盤40とともに、表示部18に仮想的に描画表示する(S22)。
Subsequently, based on the calculated viewpoint coordinate values, three types of viewing area data, that is, the widest viewing area data, the narrowest viewing area data, and the intermediate viewing area data are calculated (S20). Next, the figures indicated by the calculated three viewing area data, that is, the widest boundary line, the narrowest boundary line, and the intermediate boundary line are virtually drawn on the
設計者は、この表示された境界線と部品との位置関係に基づいて、メータ文字盤40の視認性が適切か否かを判断する(S24)。具体的には、重要な情報表示部位が最狭境界線で囲まれた範囲内にあるか否かなどを判断する。視認性が適切であると判断した場合には、現在の設計内容で問題がないということなので、メータ文字盤40およびハンドル30の設計作業は終了となる。
The designer determines whether the visibility of the
一方、判断の結果、視認性に関して何らかの問題があると判断した場合、設計者は、再度、各部品の配置などを変更する(S26)。各部品の配置等が変更された場合、制御部12は、表示部18に表示されているアイコンの図形を変更したり、メッセージを通知したりすることで、現在表示されている境界線が最新のものでない(無効である)ことを設計者に提示する(S28)。
On the other hand, if it is determined as a result of the determination that there is some problem regarding visibility, the designer again changes the arrangement of the components (S26). When the arrangement or the like of each component is changed, the
また、設計者は、所望の変更作業(S26)が完了すれば、再度、視認領域データの自動算出を指示する(S16)。そして、以降は、視認性が適切であると判断できるまで、ステップS16〜S28を繰り返す。 Further, when the desired change work (S26) is completed, the designer instructs the automatic calculation of the viewing area data again (S16). Thereafter, steps S16 to S28 are repeated until it can be determined that the visibility is appropriate.
以上の説明から明らかなとおり、本実施形態によれば、視認領域を示すデータを自動的に作成し、当該データが示す図形を設計対象部品とともに画面上に表示する。そのため、設計者は、メータ文字盤40の視認性が適切か否かの判断を簡易に、かつ、正確に行える。そして、その結果、各部品の配置等に関する微調整を簡易に行うことができる。
As is apparent from the above description, according to the present embodiment, data indicating the visual recognition area is automatically created, and the graphic indicated by the data is displayed on the screen together with the design target part. Therefore, the designer can easily and accurately determine whether or not the visibility of the
なお、本実施形態では、三種類の視認領域データを算出しているが、算出される視認領域データの種類の数は、特に限定されない。したがって、算出される視認領域データは、一種類のみであってもよいし、四種類以上であってもよい。 In the present embodiment, three types of viewing area data are calculated, but the number of types of viewing area data to be calculated is not particularly limited. Therefore, the calculated viewing area data may be only one type or four or more types.
また、本実施形態では、視認領域を「線(境界線)」で示しているが、視認領域を設計者が認識可能であるならば、「線」に代えて「面」で視認領域を表現してもよい。換言すれば、視認領域に相当する「面」データを視認領域データとして算出するようにしてもよい。 In this embodiment, the visual recognition area is indicated by “line (boundary line)”. However, if the visual recognition area can be recognized by the designer, the visual recognition area is expressed by “surface” instead of “line”. May be. In other words, “surface” data corresponding to the viewing area may be calculated as the viewing area data.
さらに、本実施形態では、右視点と左視点など、複数の視点の座標値を算出して視認領域データを求めている。しかし、必ずしも複数の視点を算出する必要はなく、一つの視点のみから視認領域データを算出するようにしてもよい。 Furthermore, in this embodiment, the viewing area data is obtained by calculating the coordinate values of a plurality of viewpoints such as the right viewpoint and the left viewpoint. However, it is not always necessary to calculate a plurality of viewpoints, and the viewing area data may be calculated from only one viewpoint.
また、本実施形態では、ハンドルとメータ文字盤を位置関係確認するための視認領域データを算出しているが、他の部品間の位置関係確認のための視認領域データを算出するようにしてもよい。例えば、近年、運転者の居眠り検出などを目的として、ハンドル近傍に運転者の顔を撮影するカメラを設置することが検討されている。かかるカメラによるメータ文字盤の視認性阻害の有無を確認するための視認領域データを算出するようにしてもよい。具体的には、運転者視点から、メータ文字盤に向かってカメラ外形を投影した投影線を示すデータを視認領域データとして算出するようにしてもよい。 In this embodiment, the visual area data for confirming the positional relationship between the handle and the meter dial is calculated. However, the visual area data for confirming the positional relation between other components may be calculated. Good. For example, in recent years, for the purpose of detecting the driver's sleep, etc., it has been studied to install a camera for photographing the driver's face in the vicinity of the steering wheel. You may make it calculate the visual recognition area data for confirming the presence or absence of the visibility obstruction of the meter dial by such a camera. Specifically, from the driver's viewpoint, data indicating a projection line obtained by projecting the camera outer shape toward the meter dial may be calculated as the viewing area data.
10 設計支援装置、12 制御部、14 記憶部、16 入力部、18 表示部、30 ハンドル、32 ハンドルリング、34 ハンドルパッド、40 メータ文字盤、42 速度メータ、44 燃料メータ、46 走行距離表示部、50 運転席、60 アイレンジ、100 運転者。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
車室内に配置される第一部材の形状および配置を示す第一部材データと、運転席に座する運転者からみて前記第一部材より奥側に配置される第二部材の形状および配置を示す第二部材データと、運転者の視点の位置に関連する情報を含む視点関連データと、を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された三つのデータに基づいて、第二部材のうち、前記視点から見て第一部材に遮られることなく視認可能な視認領域を示す視認領域データを算出する制御手段と、
前記第二部材データおよび視認領域データそれぞれが示す三次元形状を仮想的に表示する表示手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記第一部材データ、第二部材データ、および、視点関連データに基づいて、前記視点を基準として、第一部材の少なくとも一部を第二部材に向かって投影した投影線を示すデータを算出し、
算出された投影線を示すデータに基づいて、前記視認領域データを算出する
ことを特徴とする設計支援装置。 A design support device that virtually represents a three-dimensional shape of a part on a computer and supports the design of the part,
First member data indicating the shape and arrangement of the first member arranged in the passenger compartment, and the shape and arrangement of the second member arranged behind the first member as seen from the driver sitting in the driver's seat are shown. Storage means for storing second member data and viewpoint related data including information related to the position of the driver's viewpoint;
Based on the three data stored in the storage means, among the second member, a control means for calculating visual area data indicating a visual recognition area that is visible without being blocked by the first member when viewed from the viewpoint;
Display means for virtually displaying the three-dimensional shape indicated by each of the second member data and the viewing area data;
With
The control means includes
Based on the first member data, the second member data, and the viewpoint related data, data indicating a projection line obtained by projecting at least a part of the first member toward the second member with respect to the viewpoint is calculated. ,
The visual recognition area data is calculated on the basis of data indicating the calculated projection line.
前記視点関連データは、少なくとも、運転者の右目に相当する右視点の位置および左目に相当する左視点の位置に関連する情報を含み、
前記制御手段は、
前記右視点を基準とする投影線および左視点を基準とする投影線を算出し、
算出された二つの投影線に基づいて、右視点から視認可能な範囲および左視点から視認可能な範囲を足し合わせた範囲を示すデータを前記視認領域データとして算出する
ことを特徴とする設計支援装置。 The design support apparatus according to claim 1,
The viewpoint related data includes at least information related to the position of the right viewpoint corresponding to the right eye of the driver and the position of the left viewpoint corresponding to the left eye,
The control means includes
Calculating a projection line based on the right viewpoint and a projection line based on the left viewpoint;
Based on the two calculated projection lines, data indicating a range obtained by adding a range visible from the right viewpoint and a range visible from the left viewpoint is calculated as the visual recognition area data. .
前記視点関連データは、少なくとも、全運転者のN割の運転者の視点位置に関連する情報を含み、
前記制御手段は、
前記N割の運転者の視点のうち最も高い高位視点を基準とする投影線および前記N割の運転者の視点のうち最も低い低位視点を基準とする投影線を算出し、
算出された二つの投影線に基づいて、前記N割の運転者のいずれもが視認可能な範囲を示すデータを視認領域データとして算出する
ことを特徴とする設計支援装置。 The design support apparatus according to claim 1 or 2,
The viewpoint related data includes at least information related to viewpoint positions of N% of all drivers,
The control means includes
Calculating a projection line based on the highest high viewpoint among the N% driver viewpoints and a projection line based on the lowest low viewpoint among the N driver viewpoints;
Based on the two calculated projection lines, data indicating a range that can be visually recognized by any of the N% of the drivers is calculated as visual recognition area data.
前記制御手段は、対象とする運転者の割合Nの値が互いに異なる複数種類の視認領域データを算出することを特徴とする設計支援装置。 The design support apparatus according to claim 3,
The design support device, wherein the control means calculates a plurality of types of viewing area data having different target driver ratios N.
前記視点関連データは、運転席の形状及び配置を示す運転席CADデータと、運転席に対する視点の相対位置を示す情報と、を含むことを特徴とする設計支援装置。 The design support apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The design support device, wherein the viewpoint related data includes driver seat CAD data indicating a shape and arrangement of a driver seat and information indicating a relative position of the viewpoint with respect to the driver seat.
第一部材はハンドルであり、第二部材はハンドルの奥側に配置されるメータ文字盤であることを特徴とする設計支援装置。 The design support apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A design support apparatus characterized in that the first member is a handle and the second member is a meter dial arranged on the back side of the handle.
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