JP2010002714A - シミュレータ装置、運転課題提供方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被験者に警戒させることなくイベントを実行するシミュレータ装置及び運転課題提供方法を提供すること。
【解決手段】車両の実機の操作部を模擬した操作手段２３と、被験者による前記操作手段の操作から仮想の車両の運動状態を決定する運動状態決定手段３３と、運動状態に応じて運転席を視点とした疑似光景を表示する表示手段２２と、を有するシミュレータ装置１００において、被験者の注視点を検出する注視点検出手段２４と、注視点検出手段２４が検出する被験者の注視点に応じて、疑似光景を用いた運転課題を提供するか否かを決定する運転課題実行手段３６と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行環境を模擬して走行中の疑似光景を表示し、疑似光景に対する被験者の操作に基づき、被験者の運転を評価するシミュレータ装置及び運転課題提供方法に関する。

運転席を視点とする疑似光景をフロントガラスや車外のスクリーンに表示して、運転席に着座した被験者がこの疑似光景を見ながらハンドル等を操作して、操作に応じて疑似光景を進行、変化させる交通シミュレーション装置が実用化されている。

交通シミュレーション装置は、実機の車両を運転した際に起こりうる前方車両の急停車などの走行状況を疑似光景で再現し、その運転課題（以下、イベントという）に対する被験者の運転操作を評価することができる（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、実機である車両そのものを、前輪後輪を乗せる台座、車両前方のスクリーン等が用意されたシミュレータボックスに侵入させ、被験者が実機に乗車したままシミュレートされた走行環境を疑似光景及び車体の高低変化により提供する車両運転シミュレータ装置が提案されている。

また、交通シミュレータ装置では予めイベントの内容がプログラムされているので、被験者にかかわらずシナリオが単調になりやすい。そこで、提供されたイベントに対する被験者の評価レベルに応じて次のイベントを決定することで被験者毎に最適な疑似光景を提供する模擬運転の進行方法が記載されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、被験者の視線方向から、被験者が疑似光景のどの部分を注視しているかを検出するシステムが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３記載のシステムでは、シナリオの終了後、注視点を疑似光景に重畳して表示して、被験者に注視点の改善を促すことができる。

ところで、交通シミュレーション装置では、実機の車両では実現が困難な事故の遭遇場面に対する運転者の運転操作を評価できるが、被験者の注意が障害物などの対象物に向けられていない状況下でかかるイベントを実行するニーズがある。従来の交通シミュレーション装置１００では、シナリオにおけるイベントの実行場所がシナリオ上の車両の仮想的な位置に対して設定されており、車両がその位置に到達したら自動的にそのイベントを実行する。このため、被験者の視線が対象物からそれるよう、イベントの実行場所に到達する際に、被験者にナビ画面を操作させるなどにより、被験者の視線を障害物から意図的にそらせる手法が取られることがあった。
特開２００１−９２３４３号公報 特開２００６−２８５１３８号公報 特開２００１−１１７０４６号公報

しかしながら、被験者に意図的に脇見をさせると被験者が逆に警戒した状態でイベントが実行されることになり、期待した被験者の反応が得られず、適切な運転評価が困難になることが多いという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、被験者に警戒させることなくイベントを実行するシミュレータ装置及び運転課題提供方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、車両の実機の操作部を模擬した操作手段と、被験者による前記操作手段の操作から仮想の車両の運動状態を決定する運動状態決定手段と、運動状態に応じて運転席を視点とした疑似光景を表示する表示手段と、を有するシミュレータ装置において、被験者の注視点を検出する注視点検出手段と、前記注視点検出手段が検出する被験者の注視点に応じて、疑似光景を用いた運転課題を提供するか否かを決定する運転課題実行手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、被験者の注視点に応じて、疑似光景を用いた運転課題を提供するか否かを決定するので、運転者が脇見している状態で運転課題を与えることができる。

被験者に警戒させることなくイベントを実行するシミュレータ装置及び運転課題提供方法を提供することができる。

以下、本発明を実行するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の交通シミュレーション装置１００によるイベント実行の概略を説明する図の一例を示す。交通シミュレーション装置１００は、運転者（以下、被験者という）が違和感なく着座するため実機と同等の運転席を備え、運転席を視点とした疑似光景を表示したり音声を出力して、被験者の操作情報を取得する模擬車両５０と、被験者に与える運転課題（以下、イベントという場合がある）の実行を決定したり、被験者の操作を評価するシナリオ制御装置６０とを有する。

模擬車両５０には、被験者の注視点を検出する注視点検出装置２４が備えられており、注視点検出装置２４が検出した注視点情報（疑似光景のどこをみているか）がシナリオ制御装置６０に送出される。そして、シナリオ制御装置６０は、注視すべき位置として予め定められた理想注視点と被験者の注視点が異なっている場合に、イベントを実行する。

したがって、本実施形態の交通シミュレーション装置１００は、脇見などにより被験者が注視すべき方向を見ていない状態でイベントが発生した場合に、被験者がどのような運転操作をするか、その正確性、そのタイミング等を評価することができる。また、交通シミュレーション装置１００の運用者は、被害を低減するにはどのような対策を取ることが効果的か等の情報を得ることができる。また、被験者の注意をそらすための作為的な作用もないので、被験者を警戒させることもない。

なお、図１では模擬車両５０とシナリオ制御装置６０とを別体に示したが、模擬車両５０とシナリオ制御装置６０とは一体であってもよい。また、シナリオとは、種々の走行状況（一般道、高速道、雨天、夜間、交差点、渋滞等の走行時に遭遇する状況）を規定してその疑似光景を表示するための一連の場面設定情報であり、イベントが実行される場合には、さらに、いつ、どこで、どのような、イベントを発生させるかが予めプログラムされている。イベントを含むシナリオについては後述するが、例えば、先行車を急停止させる疑似光景を表示し先行車を回避するシナリオ、夜間走行時に見通しの悪い交差点で歩行者が飛び出す疑似光景を表示し歩行者を回避するシナリオ、等である。本実施形態では、シナリオ毎に実行可能なイベントが定められている。

図２（ａ）（ｂ）は、交通シミュレーション装置１００の概略図の一例をそれぞれ示す。図２（ａ）の交通シミュレーション装置１００は、実機のボディの一部を利用したタイプ又は実機の外観を模倣したタイプであって、被験者が着座するシート、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ウィンカレバー、サイドブレーキ操作レバー等の主要な操作手段２３が、実際と同等の位置に、同等の形状で設けられている。

模擬車両５０はドーム内に設置され、ドーム内を覆う半球面状のスクリーン２２ａの全体（360度）に疑似光景が表示される。疑似光景は、プロジェクタによりスクリーン２２ａに投影されてもよいし、湾曲した有機ELディスプレイやプラズマディスプレイに表示してもよい。このスクリーン２２ａが表示装置２２に相当する。また、スクリーン２２ａへ疑似光景を投影するのでなく、ヘッドマウントディスプレイを用いて疑似光景を提供してもよい。

図２（ａ）の模擬車両５０は、タイヤの位置で車外の台座と連結されており、台座が備える油圧発生源とそれをサーボ制御するコントローラとにより、４輪部分が独立に上下運動される。これにより、被験者の操作に応じて決定された車両の運動状態を再現し、実機と同様の車両挙動を被験者に体感させることができる。

図２（ａ）のような交通シミュレーション装置１００では、模擬車両５０と車外のシナリオ制御装置６０は有線又は無線で接続されており、ハンドル操作量、ブレーキペダルやアクセルペダル等の踏み込み量、等の操作情報がシナリオ制御装置６０に送信されている。

図２（ｂ）の交通シミュレーション装置１００は実機の車両の運転席のみを模倣したタイプである。図２（ｂ）の交通シミュレーション装置１００は底面を、急制動時や加速時に車両に生じるピッチング運動、旋回走行時に車両に生じるロール運動やヨー運動、を再現するアクチュエータにより支持されている。被験者は実機と同等の車両状態を体感できる。

シート正面のフロントガラスは表示装置２２になっているか、又は、フロントガラス越しに表示装置２２が配置されている。表示装置２２は、例えば、液晶ディスプレイやプロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ等である。なお、本実施形態では図２（ａ）の形態を用いて説明する。

図３は、図２（ａ）（ｂ）の交通シミュレーション装置１００において、表示される疑似光景の一例を示す。後述するように、予めプログラムされたシナリオに従って、運転席を視点とする疑似光景（道路や道路脇の地物、先行車両、併走車両、対向車両、歩行者、信号機、路面標示、交通標識、障害物等）が表示される。疑似映像は、例えばＣＧ（Computer Graphics）、アニメーション、実写した映像等により提供される。

〔模擬車両５０〕
図４は交通シミュレーション装置１００の機能ブロック図の一例を示す。上記のように、模擬車両５０は、疑似光景に伴う音声メッセージや音楽、音（以下、単に音という）等を出力するスピーカ２１、疑似光景を表示する表示装置２２、ハンドル等の操作手段２３及び被験者の注視点を検出する注視点検出装置２４、を有する。

〔注視点の検出〕
図５は、注視点検出装置２４による注視点の検出を模式的に説明する図の一例である。交通シミュレーション装置１００の運転席には、被験者の顔画像を撮影するカメラ４１がステアリングコラムのアッパーカバーの上側又はメータパネルに、運転者の顔をほぼ正面から撮影するように配置されている。

・顔向き方向
注視点検出装置２４は、このカメラ４１が撮影した顔画像から顔向きを検出する。顔画像の背景部が静止しているのに対し、運転者の顔は顔画像毎に位置がずれることを利用して、顔画像から顔のおよその位置（顔の輪郭）を検出する。背景部と顔部の境界は、画素値の変動が大きいのでこの画素値を、顔画像が切り替わる毎に同じ画素位置同士で加算していく。顔画像の左右方向及び上下方向に加算した画素値を投影すると、背景部と顔部の境界でピークを示すのでそこが顔の輪郭位置となる。

そして、注視点検出装置２４は、顔画像から輪郭内の画像データを取り出し、輪郭内のエッジ情報から顔の特徴点を検出する。顔の特徴点（眉、上下の瞼、鼻孔、口角、上下の唇の境など）は、肌に比べ輝度の変化が大きいのでエッジ情報として検出される。顔画像の画素値に上下方向及び左右方向からエッジ情報を検出することで、輝度小から大、輝度大から小の２種類のエッジ情報に囲まれる顔の各パーツの輪郭が得られる。

人の顔の特徴点は左右対称に配置されているので、このエッジ情報の数が左右でほぼ均等になる垂直線が顔の中央線である。被験者が左右いずれかに顔を向けると中央線の位置も移動するので、この中央線の位置と左右の輪郭位置の関係から顔向き方向（顔向き度）を算出する。したがって、顔向き度は所定方向（例えば正面方向）を基準にした角度である。

・注視点
注視点を検出する場合、赤外線ライト４２が作るプルキニエ像（角膜表面における反射像）を利用する。プルキニエ像を得るため赤外線ライト４２は光束が発散しにくい点光源
である。

注視点検出装置２４は、顔画像からまず瞳孔領域を決定する。顔画像に鮮鋭化処理や所定の画素値範囲毎にクラスタリング処理を施し、同じ画素値の画素が連続した連続領域にラベリングを行う。近赤外画像では，瞳孔は周囲に比べ最も小さい輝度値（画素値）を示す。このため、ラベリングされた画素領域を画素値の低い順に並べ、その面積や形状に基づきフィルタリングすることで瞳孔を検出することができる。この瞳孔の中心と仮想的に求める眼球中心Ｏを結ぶ線が視線方向である。

次いでプルキニエ像を検出する。プルキニエ像は，点光源の映り込みであるため輝度値が大きく，例えば８ビット処理では２００以上（２５５が最大輝度）の画素領域として検出できる。

プルキニエ像が検出されれば、プルキニエ像のカメラ座標系における位置から、仮想的な眼球中心を求めることができる。ここで、カメラ４１の焦点距離、カメラ４１の位置，光軸の方向は既知である。注視点検出装置２４は、プルキニエ像に対し、カメラ４１のフォーカスが最も合ったフォーカス値を用いて、カメラ４１からプルキニエ像までの距離を算出する。すると、カメラ４１の位置及び方向が既知なので、世界座標系（例えば、地球重心を原点とする座標系）におけるプルキニエ像の位置が得られる。

ここで、プルキニエ像が所定の曲率半径Ｃの角膜上に存在すると仮定すると、プルキニエ像の位置を距離Ｃだけ延長した方向を、仮想的な眼球中心Ｏとなる。したがって、眼球中心Ｏと瞳孔の中心とを結ぶことで視線方向が得られる。実際には、プルキニエ像、眼球中心Ｏ及び瞳孔中心と、視線方向には個人差があるので、注視点を示したパネルを用いて注視点と視線方向を関連付けるキャリブレーションを行い、被験者毎にキャリブレーションパラメータを取得しておく。

模擬車両５０からスクリーン２２ａまでの距離は既知なので、顔向き度が検出されれば視線の先が到達するスクリーン２２ａにおける円周方向の位置が、視線方向が検出されればスクリーン２２ａ上の注視点（２次元座標）も明らかとなる（以下、両者を単に注視点という）。また、模擬車両５０は、ヨーイング運動、ローリング運動、ピッチング運動が可能なので、模擬車両５０に固定されたカメラ４１も位置が変わるが、交通シミュレーション装置１００が制御する車両挙動は既知なのでヨー角、ロール角及びピッチング角と逆方向に同じだけ視線方向を補正すれば、模擬車両５０は動かないものとしてスクリーン２２ａに対する視線方向を扱うことができる。

〔シナリオ制御装置６０〕
シナリオ制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスドライブやフラッシュメモリ等の不揮発メモリ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、入出力インターフェイス等がバスで接続されたコンピュータを実体とする。そして、不揮発メモリにはプログラムが記憶されており、このプログラムをＣＰＵが実行するか又はＡＳＩＣにより、音声再生部３１、映像生成部３２、運動状態演算部３３、運転評価部３４、イベント実行判定部３５及びイベント実行部３６の各機能が実現される。また、不揮発メモリにはシナリオデータ記憶部３７及びイベント実行テーブル記憶部３８が実装される。

〔イベント、シナリオ〕
まず、イベントについて説明する。イベントは、被験者の車両操作が適切か、適切でなければどのような点に改善すべきかを評価するための運転課題であって、交通シミュレーション装置１００には、例えば次のような種々のイベントが用意されている。
Ａ．交差点用
Ａ１.交差点右折時、右折を譲った対向直進車両の陰から二輪車が直進（サンキュー事故）
Ａ２.交差点右折時、対向右折車の陰から車両が直進
Ａ３.交差点右折時、右折を譲った対向直進車両の先を歩行者が横断
Ａ４.交差点左折時、左後側方から二輪車が直進
Ａ５.交差点左折時、左後側方から歩行者が横断
Ｂ．単路用
Ｂ１.先方の停止車両（行き止まり）
Ｂ２.併走車が割込んだことによる先行車両の急減速
Ｂ３.対向車のはみ出し
Ｂ４.路側帯の二輪車のふらつき
Ｂ５.自車前方への歩行者の飛び出し
図６は、Ａ１のイベントにおける自車両（交通シミュレーション装置１００）、対向直進車両、及び、二輪車の関係をＣＧで示す図である。このＣＧは、運転席を視点とする疑似光景を、視点を変えて表示した光景であって、例えばシナリオ終了後に交通シミュレーション装置１００から被験者に提供され得るものである。

シナリオとして自車両は右折レーンから右折するが、対向車線を対向直進車両が直進している。イベントが実行されなければ、対向直進車両が停止又は徐行して、自車両は障害なく右折することができる。

これに対し、交通シミュレーション装置１００がイベントを実行すると、対向直進車両が停止又は徐行して自車両が右折する過程における所定のタイミングで、対向直進車両の陰から二輪車が直進してくる。この二輪車を回避することが運転課題である。

Ａ２のイベントは二輪車が車両に変わっただけなのでＡ１と同様であり、Ａ３のイベントでは自車両が右折する過程における所定のタイミングで疑似光景に表示される（視界に入ってくる）歩行者を、回避することが運転課題である。

また、Ａ４のイベントでは、シナリオとして自車両は左折レーンから左折する。イベントが実行されなければ、自車両は障害なく左折することができる。交通シミュレーション装置１００がイベントを実行すると、自車両の左後側方から二輪車が直進してくる。スクリーン２２ａは３６０度に渡って配置されているので、被験者は、自車両の左後側方から直進する二輪車を見ることができる。この二輪車を回避すること（巻き込み防止すること）が運転課題である。Ａ５のイベントは、イベントが実行されると左折中に横断歩道を歩行者が横断するので、歩行者を回避することが運転課題である。

図７は、Ｂ１〜Ｂ５のイベントを模式的に説明する図の一例である。図７（ａ）はＢ１のイベントに相当し、自車両に相当する交通シミュレーション装置１００よりも前方に、車両Ａ〜Ｃの３台の車両が存在しており、そのうち車両Ａは停止している。イベントが発生するまで、表示装置２２には車両Ａが表示されず（認知できない設定の場合）、車両Ｂ、Ｃのみが表示される。

イベントが発生すると、車両Ｂが追い越し車線に移動して車両Ａを回避する。すると、被験者の所定距離前方に車両Ａが現れることになるので、被験者が車両Ａと接触するまでに停止するか操舵により車両Ａを回避することが運転課題である。

同様に、図７（ｂ）はＢ２のイベントに相当し、イベントが発生するまで、自車両に相当する交通シミュレーション装置１００よりも前方を、車両Ａ、Ｂの２台の車両が走行している。イベントが発生すると、車両Ｂが自車線に急に移動して、車両Ａが急減速する。被験者が車両Ａと接触するまでに停止するか操舵により車両Ａを回避することが運転課題である。

図７（ｃ）はＢ３のイベントに相当し、イベントが発生するまで、自車両に相当する交通シミュレーション装置１００よりも前方を、車両Ａが走行しており、対向車線を車両Ｂが走行している。疑似光景では、イベントが発生するまで被験者が複数の車両Ｂとすれ違う場合がある。イベントが発生すると、車両Ｂが自車線の方向に進行し車線をはみ出してくる。被験者が減速するか操舵して車両Ｂを回避すすることが運転課題である。

図７（ｄ）はＢ４のイベントに相当し、イベントが発生するまで、自車両に相当する交通シミュレーション装置１００よりも前方を車両Ａ、Ｂが走行している。イベントが発生するまで、表示装置２２には二輪車が表示されない（繰り返し二輪車を追い越すように二輪車を表示してもよい）。イベントが発生すると、二輪車Ｄが車道側にはみ出してくる。被験者が二輪車Ｄを操舵により回避するか二輪車Ｄとの車間距離を保つことが運転課題である。

図７（ｅ）はＢ５のイベントに相当し、イベントが発生するまで、自車両に相当する交通シミュレーション装置１００よりも前方を車両Ａ、Ｂが走行し、横断歩道を渡る前の歩行者Ｅが停止している。イベントが発生するまで、表示装置２２に歩行者Ｅが表示されても横断歩道を渡ることはない。イベントが発生すると、車両側の信号機の現表示が青であるにも関わらず歩行者Ｅが車道側に飛び出してくる。被験者が歩行者Ｅを回避することが運転課題である。

Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５のようなイベントのデータ（疑似光景及びそれに伴う音声）は、それぞれシナリオと一体又はシナリオに関連付けてシナリオデータ記憶部３７に記憶されている。

図８（ａ）は、イベントとシナリオの関係を模式的に説明する図である。複数のシナリオを連結してその疑似光景を提供することで、被験者には１つの運転コースとして認識される。シナリオ間の連結は運用者が自在に設定でき、被験者に与えたいイベントを含むシナリオのみを提供してもよいし、全てのシナリオを順番又は不作為に提供してもよい。また、同じシナリオを繰り返し提供することもできる。それぞれのシナリオは、擬似的な距離が定められているので、被験者が速い速度で走行すればシナリオの実行時間は短くなる。

シナリオ１ではイベントＡ１、Ａ２が、シナリオ２ではイベントＡ３〜Ａ５が、それぞれ実行可能となっているように、シナリオ毎に実行可能な１以上のイベントが、仮想的な位置に応じて定められている。複数のシナリオに共通のイベントを用意してもよい。イベントが実行可能な位置は実際には幅があるので、前後方向の所定範囲（エリア）がイベントが実行される位置となる。

イベントの実行状況はイベント実行テーブル記憶部３８に記憶されたイベント実行テーブルにより管理される。図８（ｂ）はイベント実行テーブルの一例を示す図である。イベント実行テーブルには、イベントを識別するイベント番号に、イベントの状態を示すイベントステータス、イベントを実行可能なシナリオ、が登録される。イベントステータスには、「実行済」、「実行中」、「実行されていない」、の３つの状態が登録される。

〔運動状態に応じた疑似光景の表示〕
図４に戻って説明する。上記のイベントを疑似光景や音声で提供するシナリオデータがシナリオデータ記憶部３７に記憶されている。シナリオデータは、シナリオに応じて生成された疑似光景の描画用の画像データ（例えば、ポリゴンで構成された複数の３Ｄオブジェクト）とそれに伴う音声データを有する。また、先行車両、対向車両、歩行者、二輪車、障害物等のオブジェクトの画像データが記憶されている。

運動状態演算部３３は、車両を力学的モデルに置き換え、操作手段２３の操作を力学モデルに適用して仮想的な自車両の運動状態を決定する。運動状態演算部３３は、自動車運動の力学的モデルを逐次数値的に解きながら、得られた解によって自車の運動状態を定めるパラメータ（前後方向速度、前後方向加速度、横方向速度、横方向加速度、ヨーレート、タイヤ角等）を決定する。このような運動状態から、ヨー角、ロール角、ピッチング角の車両挙動も演算できる。

力学的モデルとしては２輪モデルが知られている。２輪モデルは、操舵される前輪と操舵されない後輪とを、それぞれ１つのタイヤに置き換え、全体で２つのタイヤに発生する力の合力と重心まわりのモーメントとが、それぞれ車両重心の運動と、車両の重心の周りの回転運動とを決定する、という簡略化されたモデルである。

また、演算負荷を低減するためデータベースから運動状態を定めてもよい。この場合、実機の車両の走行中に、操舵量、操舵トルク、駆動力（アクセルペダル操作量、シフトポジション）、制動力（ブレーキペダル操作量）等に対応づけて、運動状態を定める上記のパラメータを予め記憶しておく。

被験者が操作手段２３を操作すると刻々と変化する運動状態が演算され、それに伴いシナリオ上の位置（仮想的な位置）や進行方向（道路に対するヨー角）が決定される。交通シミュレーション装置１００の運動状態は映像生成部３２に出力され、映像生成部３２は、刻々と演算される交通シミュレーション装置１００の仮想的な位置に応じて表示装置２２に表示する疑似映像を決定し、また、ヨー角に基づき表示装置２２に表示する疑似映像を地表に水平に回転させる。

また、映像生成部３２は、運動状態に応じてオブジェクトとの関係を演算し、例えば、相対距離に応じた大きさのオブジェクトを相対速度に応じて疑似光景に登場させる。映像生成部３２は、シナリオに応じてオブジェクトを疑似光景に登場させるので、周辺環境とオブジェクトの前後関係に基づいて、見えないはずの面を処理する陰面処理等を施し疑似光景を表示する。

また、音声再生部３１は、シナリオに応じて疑似光景に伴う音声を再生してスピーカ２１から出力する。例えば、エンジン音、ロードノイズ、イベントの実行に伴う音等である。また、運動状態に応じて、交通シミュレーション装置１００は模擬車両５０のピッチング角、ロール角、ヨー角を制御する。

〔注視点情報に基づくイベントの実行の判定〕
イベント実行判定部３５は、注視点情報に基づきイベントを実行するか否かを判定する。本実施例では、イベントの対象物又は対象物の方向を被験者が見ていない場合に、イベントを実行すると判定する。イベントの対象物とは、イベントが実行されると表示される回避対象物（障害物）である。例えば、Ａ１では二輪車、Ａ２では直進してくる車両、Ａ３では歩行者、Ａ４では二輪車、Ａ５では歩行者、Ｂ１では先方の停止車両、Ｂ２では先行車両、Ｂ３では対向車、Ｂ４では二輪車、Ｂ５では歩行者、である。

したがって、イベント毎にそれぞれ定められた対象物が表示されるスクリーン２２ａ上の位置が理想注視位置となる。イベントの対象物は２次元上の広がりをもって表示されるので、理想注視位置は、例えばイベントの対象物の重心位置とする。

イベント実行判定部３５は、視線の先が到達するスクリーン２２ａ上の注視点と理想注視点とを比較して、それらが閾値時間t0以上、一致しないとイベントを実行すると判定する。なお、交通シミュレーション装置１００にとって、対象物が表示されるスクリーン２２ａ上の理想注視位置は既知である。

また、被験者がイベントの対象物を注視していても、注視点と理想注視位置とが完全に一致することは少ないので、イベント実行判定部３５は注視点と理想注視位置の差（距離）が所定値s0以内であれば一致していると判定する。顔向き度から注視点を求めた場合は、理想注視位置を中心にスクリーン２２ａにおける円周方向の所定範囲に、注視点が入れば一致していると判定する。閾値時間t0、s0はイベント毎に設定することができる。

説明のため、イベントの対象物がスクリーン２２ａに表示されているように説明しているが、イベントを実行するか否かを判定している段階では、イベントの対象物はまだ表示されていない。したがって、理想注視位置とは、イベントの対象物を表示する予定の位置、又は、イベントが実行されたらイベントの対象物が表示されるはずの位置である。

イベント実行部３６は、イベント実行判定部３５がイベントを実行してよいと判定すると、そのイベントを実行する。イベント実行部３６は予め定められた順番又は不作為にシナリオを実行しており、映像生成部３２及び運転評価部３４に実行するそのシナリオで実行するイベントの識別情報等を通知する。以降は、交通シミュレーション装置１００は、イベントの「実行中」の状態となる。

〔運転評価〕
運転評価部３４は、映像生成部３２が表示装置２２に表示する疑似光景に対する被験者の操作を検出して、被験者の運転を評価する。図９は運転評価の概略の一例を示す図である。図９は、Ａ１のイベントの場合の評価例であるが、他のイベントも同様に評価することができる。

イベントを実行すると、イベント実行部３６はイベントステータスを「実行中」に設定する。被験者はイベントを開始する前後から既に交差点の右折を開始中なので、ハンドルを右方向に操舵している。また、運動状態演算部３３は運動状態（特に、位置、ヨー角、車速）を繰り返し演算している。

そして、映像生成部３２は指示されたイベントの疑似光景を表示装置２２に表示する。この場合の疑似光景は、対向直進車両の陰から二輪車が直進してくる映像である。そして、この二輪車が表示装置２２に表示されたタイミングが運転評価部３４に通知される。

被験者は疑似光景を認知して操作手段２３を操作する。被験者が二輪車を認知している場合、接触を回避するためブレーキペダルを操作し、本実施形態の交通シミュレーション装置１００が想定する脇見状態の場合はブレーキペダルの操作が遅れる。

運転評価部３４は、ブレーキペダルの操作タイミング、車速の時間的な変化、運動状態演算部３３が演算する自車両の仮想的な位置とイベント実行部３６が通知する二輪車の位置との比較結果等からイベントに対する被験者の運転を評価する。例えば、「ブレーキペダルを操作するタイミングが遅すぎる」、「二輪車と接触した」等の運転評価が得られる。

また、被験者の注視点が検出されているので、注視点と理想注視点との比較を運転評価に加えてもよく、例えば、実際の注視点を疑似映像に重畳したスナップショットを運転評価として印刷する。イベントは、予め定めた条件、例えば、車速がゼロになる、二輪車と接触する、右折が終了する、等の条件が満たされると終了する。

〔イベント実行手順〕
交通シミュレーション装置１００がイベントを実行する手順について、図１０のフローチャート図に基づき説明する。図１０のフローチャート図は、例えば、交通シミュレーション装置１００のスイッチを操作するとスタートし、所定のサイクル時間毎に繰り返される。

イベント実行部３６は、なんらかのイベントが「実行中」か否かを、イベント実行テーブルを参照して判定する（Ｓ１０）。１つのシナリオは複数のイベントを含みうるが、イベントは同時に１つのみ実行可能だからである。このため、イベント実行テーブルのイベントステータスに「実行中」であることが登録されている場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、イベント実行部３６はイベントの実行が完了するまで待機する（Ｓ８０）。

イベントが「実行中」でない場合（Ｓ１０のＮｏ）、イベント実行部３６はイベントの実行が可能なエリアか否かを判定する（Ｓ２０）。イベントの実行が可能なエリアとは、図８に示したように各シナリオにおいてイベント毎に実行可能であると定められた範囲、例えば交差点、交差点の手前、右折中、右折の直前、左折中、左折の直前、単路走行中等である。実行可能なエリアを走行中でなければ（Ｓ２０Ｎｏ）、図１０の処理を終了する。

イベントの実行が可能なエリアの場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、イベント実行部３６はイベント実行テーブルを参照して、そのエリアで実行可能なイベントが実行済みか否かを判定する（Ｓ３０）。実行済みの場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、図１０の処理を終了する。

そのシナリオで実行可能なイベントが実行済みでない場合（Ｓ３０のＮｏ）、イベント実行判定部３５は注視点検出装置２４が検出する被験者の注視点情報を取得する（Ｓ４０）。

そして、イベント実行判定部３５は、注視点が、イベントの対象物が表示される（予定の）理想注視位置に一致していない状態が閾値t0時間以上継続したか否かを判定する（Ｓ５０）。かかる基準を満たさない場合（Ｓ５０のＮｏ）、イベント実行判定部３５は被験者の注視点が、イベント対象物と一致しなくなるまで待機する。

かかる基準を満たさす場合（Ｓ５０のＹｅｓ）、イベント実行判定部３５はイベント実行部３６にイベントの実行を許可する。これにより、イベント実行部３６はイベントを開始する（Ｓ６０）。そして、イベント実行部３６は、イベント実行テーブルのイベントステータスを「実行中」に設定する（Ｓ７０）。

映像生成部３２は、イベントの疑似光景、例えば、対向直進車両の陰から直進する二輪車の疑似光景を表示装置２２に表示する。イベント実行部３６はイベントが完了するまで待機し（Ｓ８０）、イベントが完了すると（Ｓ８０のＹｅｓ）、イベント実行テーブルのイベントステータスに実行が終了した状態を登録する（Ｓ９０）。交通シミュレーション装置１００は、イベント実行テーブルの１以上のイベントについて図１０の処理を繰り返す。

以上説明したように、被験者がイベント対象物を注視していない場合に、事故に遭遇するような特定のイベントを発生させることで、被験者が脇見状態の時に生じうる事故のデータを正確に収集できるようになる。

交通シミュレーション装置によるイベント実行の概略を説明する図の一例である。 交通シミュレーション装置の概略図の一例である。 表示装置に表示される疑似光景の一例を示す図である。 交通シミュレーション装置の機能ブロック図の一例である。 注視点検出装置による注視点の検出を模式的に説明する図の一例である。 自車両、対向直進車両、及び、二輪車の関係をＣＧで示す図である。 イベントを模式的に説明する図の一例である。 ベントとシナリオの関係を模式的に説明する図の一例である。 運転評価の概略の一例を示す図である 交通シミュレーション装置がイベントを実行する手順の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

２２ 表示装置
２３ 操作手段
２４ 注視点検出装置
３２ 映像再生部
３３ 運動状態演算部
３４ 運転評価部
３５ イベント実行判定部
３６ イベント実行部
５０ 模擬車両
６０ シナリオ制御装置
１００ 交通シミュレーション装置

Claims (4)

1. 車両の実機の操作部を模擬した操作手段と、被験者による前記操作手段の操作から仮想の車両の運動状態を決定する運動状態決定手段と、運動状態に応じて運転席を視点とした疑似光景を表示する表示手段と、を有するシミュレータ装置において、
   被験者の注視点を検出する注視点検出手段と、
   前記注視点検出手段が検出する被験者の注視点に応じて、疑似光景を用いた運転課題を提供するか否かを決定する運転課題実行手段と、
   を有することを特徴とするシミュレータ装置。
2. 前記運転課題実行手段は、被験者の注視点が、運転課題において回避すべき対象物が表示された位置又は対象物が表示される予定の位置と、所定値以上離れている場合、疑似光景を用いた運転課題を提供する、
   ことを特徴とする請求項１記載のシミュレータ装置。
3. 前記運転課題実行手段は、自車両が右折する際に、対向直進車両の陰から直進する二輪車を表示する、一連の疑似光景を前記表示手段に表示する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のシミュレータ装置。
4. 車両の実機の操作部を模擬した操作手段と、被験者による前記操作手段の操作から仮想の実機の運動状態を決定する運動状態決定手段と、運動状態に応じて運転席を視点とする疑似光景を表示する表示手段と、を有するシミュレータ装置の運転課題提供方法において、
   被験者状態検出センサが、被験者の意識レベルを検出するステップと、
   運転課題実行手段が、前記被験者状態検出センサが検出する被験者の意識レベルに応じて、疑似光景を用いた運転課題を提供するか否かを決定するステップと、
   を有することを特徴とする運転課題提供方法。

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