JP2010151939A - 運転模擬試験装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】衝突が発生した場合に実際の衝突と同様の振動を被験者に与える。
【解決手段】予めＨＤＤ１４ｂに、模擬車両に生じさせるための加速度を、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度の少なくとも１つとに対応して複数記憶し、他の仮想車両と仮想自車両が衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定し（１１６）、推定された力の方向と、少なくとも１つの仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度とに対応する加速度をＨＤＤ１４ｂから取得して（１１８）、取得した加速度に応じた振動を被験者に与えるように移動手段を制御する（１２０）。
【選択図】図１０

Description

本発明は、運転模擬試験装置、及びプログラムに関する。

車両の開発や運転者の訓練などを目的として、被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬体感することができるドライビングシミュレータ（運転模擬試験装置）が知られている。例えば、固定した道路の上を走行するときに体感される加速度と地震による加速度とを運転席に与えることにより、地震時の車両の走行を体感的に再現するドライビングシミュレータが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−７０５５９号公報

しかしながら、一般的にドライビングシミュレータでは、実際の運転とは異なるため、被験者にとって心理的に緊迫感がなく、これにより、ドライバイングシミュレータの各段階におけるシチュエーションにおいて、実際の運転操作とは異なる結果をもたらすことが懸念される。そこで、被験者に緊迫感をもたらすために、例えば、ドライビングシミュレータによるシミュレーションにおいて、他車両との衝突が発生した場合には、実際の衝突時と同様の振動を被験者に与えることにより、実際の運転時と同様な衝突を再現することが望まれるが、特許文献１には衝突が発生した場合に実際の衝突時と同様の振動を被験者に与える方法については何ら記載されていない。

本発明は上述した課題に鑑みて成されたものであり、衝突が発生した場合に実際の衝突と同様の振動を被験者に与えることができる運転模擬試験装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の運転模擬試験装置は、被験者に運転操作を行わせるための運転操作手段から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想自車両、及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境上に、前記仮想自車両を走行させるための模擬車両と、前記模擬車両を移動させるための移動手段と、前記模擬車両に生じさせるための加速度を、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向に対応させて予め複数記憶した記憶手段と、前記運転操作手段から被験者の運転操作量を取得する取得手段と、前記仮想道路環境上の前記仮想自車両の前記取得手段によって取得された運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、前記仮想道路環境上の前記他の仮想車両の位置、速度及び進行方向とに基づいて、前記他の仮想車両と前記仮想自車両とが衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された力の方向に対応する加速度を前記記憶手段から取得して、取得した加速度に応じた振動を前記被験者に与えるように前記移動手段を制御する制御手段とを含んで構成されている。

本発明の運転模擬試験装置によれば、予め記憶手段には、模擬車両に生じさせるための加速度が、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と対応して複数記憶されており、他の仮想車両と仮想自車両とが衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向が推定され、推定された力の方向に対応する加速度が記憶手段から取得され、取得した加速度に応じた振動を被験者に与えるように移動手段が制御される。これにより、例えば、模擬車両に生じさせるための加速度を、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の実車両に生じた加速度とし、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を、実車両と他車両とが衝突した場合の実車両の衝突箇所に加えられた力の方向とすると、衝突が発生した場合に実際の衝突と同様の振動を被験者に与えることができる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の運転模擬試験装置は、被験者に運転操作を行わせるための運転操作手段から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想自車両、及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境上に、前記仮想自車両を走行させるための模擬車両と、前記模擬車両を移動させるための移動手段と、前記模擬車両に生じさせるための加速度を、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度の少なくとも１つとに対応させて予め複数記憶した記憶手段と、前記運転操作手段から被験者の運転操作量を取得する取得手段と、前記仮想道路環境上の前記仮想自車両の前記取得手段によって取得された運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、前記仮想道路環境上の前記他の仮想車両の位置、速度及び進行方向とに基づいて、前記他の仮想車両と前記仮想自車両とが衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された力の方向と、前記少なくとも１つの前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度とに対応する加速度を前記記憶手段から取得して、取得した加速度に応じた振動を前記被験者に与えるように前記移動手段を制御する制御手段とを含んで構成されている。

本発明の運転模擬試験装置によれば、予め記憶手段には、模擬車両に生じさせるための加速度が、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度の少なくとも１つとに対応して複数記憶されており、他の仮想車両と仮想自車両とが衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向が推定され、推定された力の方向と少なくとも１つの仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度とに対応する加速度が記憶手段から取得されて、取得した加速度に応じた振動を被験者に与えるように移動手段が制御される。これにより、例えば、模擬車両に生じさせるための加速度を、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の実車両に生じた加速度とし、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を、実車両と他車両とが衝突した場合の実車両の衝突箇所に加えられた力の方向とし、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれを、実車両と他車両とが衝突した場合の実車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれとすると、衝突が発生した場合に実際の衝突と同様の振動を被験者に与えることができる。

請求項３に記載の運転模擬試験装置は、請求項１に記載の運転模擬試験装置において、前記模擬車両に生じさせるための加速度は、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の前記実車両に生じた加速度であり、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた前記力の方向は、前記実車両と前記他車両とが衝突した場合の前記実車両の衝突箇所に加えられた力の方向であるようにしたものである。

請求項４に記載の運転模擬試験装置は、請求項２に記載の運転模擬試験装置において、前記模擬車両に生じさせるための加速度は、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の前記実車両に生じた加速度であり、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた前記力の方向は、前記実車両と前記他車両とが衝突した場合の前記実車両の衝突箇所に加えられた力の方向であり、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれは、前記実車両と前記他車両とが衝突した場合の前記実車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれであるようにしたものである。

請求項５に記載の運転模擬試験装置は、前記制御手段を、前記取得した加速度が前記模擬車両に生じるように前記移動手段を制御することにより、前記振動を前記被験者に与えるようにしたものである。

上記目的を達成するために、請求項６に記載のプログラムは、コンピュータを、被験者に運転操作を行わせるための運転操作手段から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想自車両及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境上に前記仮想自車両を走行させるための模擬車両の前記運転操作手段から被験者の運転操作量を取得する取得手段、前記仮想道路環境上の前記仮想自車両の前記取得手段によって取得された運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、前記仮想道路環境上の前記他の仮想車両の位置、速度及び進行方向とに基づいて、前記他の仮想車両と前記仮想自車両とが衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定する推定手段、前記模擬車両に生じさせるための加速度を前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向に対応させて予め複数記憶した記憶手段から、前記推定手段によって推定された力の方向に対応する加速度を取得して、取得した加速度に応じた振動を前記被験者に与えるように、前記模擬車両を移動させるための移動手段を制御する制御手段として機能させるためのものである。

本発明のプログラムによれば、他の仮想車両と仮想自車両とが衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向が推定され、模擬車両に生じさせるための加速度を仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向に対応させて予め複数記憶した記憶手段から、推定された力の方向に対応する加速度が取得されて、取得した加速度に応じた振動を被験者に与えるように移動手段が制御される。これにより、例えば、模擬車両に生じさせるための加速度を、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の実車両に生じた加速度とし、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を、実車両と他車両とが衝突した場合の実車両の衝突箇所に加えられた力の方向とすると、衝突が発生した場合に実際の衝突と同様の振動を被験者に与えることができる。

請求項７に記載のプログラムは、コンピュータを、被験者に運転操作を行わせるための運転操作手段から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想自車両及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境上に、前記仮想自車両を走行させるための模擬車両の前記運転操作手段から被験者の運転操作量を取得する取得手段、前記仮想道路環境上の前記仮想自車両の前記取得手段によって取得された運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、前記仮想道路環境上の前記他の仮想車両の位置、速度及び進行方向とに基づいて、前記他の仮想車両と前記仮想自車両とが衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定する推定手段、前記模擬車両に生じさせるための加速度を前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度の少なくとも１つとに対応させて予め複数記憶した記憶手段から、前記推定手段によって推定された力の方向と前記少なくとも１つの前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度とに対応する加速度を取得して、取得した加速度に応じた振動を前記被験者に与えるように、前記模擬車両を移動させるための移動手段を制御する制御手段として機能させるためのものである。

本発明のプログラムによれば、他の仮想車両と仮想自車両とが衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向が推定され、模擬車両に生じさせるための加速度を、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度の少なくとも１つとに対応させて複数記憶した記憶手段から、推定された力の方向と少なくとも１つの仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度とに対応する加速度が取得されて、取得した加速度に応じた振動を被験者に与えるように移動手段が制御される。これにより、例えば、模擬車両に生じさせるための加速度を、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の実車両に生じた加速度とし、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を、実車両と他車両とが衝突した場合の実車両の衝突箇所に加えられた力の方向とし、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれを、実車両と他車両とが衝突した場合の実車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれとすると、衝突が発生した場合に実際の衝突と同様の振動を被験者に与えることができる。

以上説明したように、本発明の運転模擬試験装置、及びプログラムによれば、衝突が発生した場合に実際の衝突と同様の振動を被験者に与えることができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して、本発明の運転模擬試験装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、運転模擬試験装置をドライビングシミュレータと呼ぶこととする。

図１に示すように、本実施の形態に係るドライビングシミュレータ１０は、運転操作部１２と、制御部１４と、油圧シリンダ制御装置１６と、表示制御装置１８と、スクリーン２０と、油圧シリンダ３０とを備えている。なお、本実施形態のドライビングシミュレータ１０は、ドライビングシミュレーション用の車両（以下、模擬車両と称する）に設けられている。そして、本実施の形態のドライビングシミュレータ１０では、運転操作部１２から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想車両である仮想自車両、及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境（模擬道路環境）中の道路、街路樹、信号、仮想自車両、及び仮想車両がスクリーン２０に表示され、模擬車両は、この仮想道路環境上に、仮想自車両を走行させるためのものである。

被験者である模擬車両のドライバに運転操作を行わせるための運転操作手段としての運転操作部１２は、アクセルペダル１２ａ、ブレーキペダル１２ｂ、及びステアリング１２ｃを備えている。被験者は模擬車両に乗車して、アクセルペダル１２ａ、ブレーキペダル１２ｂ、及びステアリング１２ｃを操作することができる。アクセルペダル１２ａ、ブレーキペダル１２ｂ、及びステアリング１２ｃの各々は、被験者の運転操作に応じた運転操作量を各々制御部１４に出力する。すなわち、アクセルペダル１２ａは、被験者の運転操作に応じたアクセルペダル操作量を出力し、ブレーキペダル１２ｂは、被験者の運転操作に応じたブレーキペダル操作量を出力し、ステアリング１２ｃは、被験者の運転操作に応じたステアリング操作量を出力する。

制御部１４は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４ａ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４ｂ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４ｃ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４ｄ、及びＩ／Ｏ（入出力）ポート１４ｅを備えている。これらＲＯＭ１４ａ、ＨＤＤ１４ｂ、ＣＰＵ１４ｃ、ＲＡＭ１４ｄ、及びＩ／Ｏポート１４ｅは互いにバス１４ｆで接続されている。

記憶媒体としてのＲＯＭ１４ａには、ＯＳ等の基本プログラムが記憶されている。

記憶媒体としてのＨＤＤ１４ｂには、詳細を以下で説明する振動発生処理の処理ルーチンを実行するためのプログラムが記憶されている。

また、ＨＤＤ１４ｂには、図２に示されるように、スクリーン２０に表示させる映像データ（画像データ）が登録された画像データテーブル２８が記憶されている。同図に図示されるように、画像データテーブル２８には、ドライビングシミュレータ１０の運転操作部１２から得られた運転操作量に応じて仮想道路環境上で仮想的に走行する仮想自車両のシミュレータ地図上のｘ−ｙ座標で表される位置毎にレコード２８ａが登録される。各レコード２８ａは、シミュレータ地図上のｘ−ｙ座標で表される位置（ｘ，ｙ）が登録されるフィールド２８ｂ、及びフィールド２８ｂに登録された位置（ｘ，ｙ）においてスクリーン２０に表示される映像の映像データが登録されるフィールド２８ｃを備えている。なお、各レコード２８ａのフィールド２８ｃには、例えば、ビデオカメラ等によって予め実路の走行において撮影された映像データが、予め登録されているものとする。

また、ＨＤＤ１４ｂには、図３に示されるように、各時刻における仮想道路環境上で仮想的に走行する他の仮想車両（周辺仮想車両）の質量、進行方向、速度、位置が登録された周辺仮想車両データテーブル４０が記憶されている。同図に図示されるように、周辺仮想車両データテーブル４０には、周辺仮想車両毎に、レコード５０ａが登録される。各レコード５０ａは、周辺仮想車両を識別するためのＩＤ及びこのＩＤが示す周辺仮想車両（ＩＤによって特定される周辺仮想車両）の質量ｍ［ｋｇ］が登録されたフィールド５０ｂ、対応するフィールド５０ｂに登録されたＩＤが示す周辺仮想車両の時刻Ｔ１における進行方向、速度Ｖ１［ｖ／ｍ］、及びシミュレータ地図上での位置（ｘ１、ｙ１）が登録されたフィールド５０ｃ、対応するフィールド５０ｂに登録されたＩＤが示す周辺仮想車両の時刻Ｔ２における進行方向、速度Ｖ２［ｖ／ｍ］、及びシミュレータ地図上での位置（ｘ２、ｙ２）が登録されたフィールド５０ｄが登録されている。なお、フィールド５０ｅ以降には、同様に時刻Ｔｎにおける進行方向、速度Ｖｎ［ｖ／ｍ］、及びシミュレータ地図上での位置（ｘｎ、ｙｎ）が登録されている。

また、ＨＤＤ１４ｂには、図４に示されるように、模擬車両に生じさせるための加速度が加速度テーブル５２に登録されている。加速度テーブル５２には、実験によって取得されたデータが登録される。ここで、この実験について説明する。この実験では、実際の車両である実車両Ａと、この実車両Ａとは異なる他の実車両Ｂとを用いて、実車両Ａと他の実車両Ｂとが衝突した場合の実車両Ａの衝突箇所、実車両Ａの質量ｍ［ｋｇ］、実車両Ａの衝突箇所に加えられた力の方向、実車両Ａの進行方向、及び実車両Ａの速度ｖ［ｍ／ｓ］、並びに実車両Ｂの進行方向、実車両Ｂの質量ｍ［ｋｇ］、及び実車両Ｂの速度ｖ［ｍ／ｓ］を様々に変更して、複数回衝突させて、衝突した際に（衝突した場合の）実車両Ａに生じたＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びヨー方向の各方向の加速度ａ［ｍ／ｓ］を複数個求めて取得した。ここで、衝突箇所について図５を参照して説明する。同図に図示されるように、衝突箇所とは、実車両Ａと他の実車両Ｂとが衝突した際の衝突した箇所（部分）７０のことを指す。

本実施の形態では、以上の実験によって得られた加速度（４方向）が、模擬車両に生じさせるための加速度として加速度テーブル５２のフィールド５２ａに登録されている。また、このフィールド５２ａに登録された加速度に対応する実車両Ａの衝突箇所、実車両Ａの質量ｍ［ｋｇ］、実車両Ａの衝突箇所に加えられた力の方向、実車両Ａの進行方向、及び実車両Ａの速度ｖ［ｍ／ｓ］、並びに実車両Ｂの進行方向、実車両Ｂの質量ｍ［ｋｇ］、及び実車両Ｂの速度ｖ［ｍ／ｓ］が、それぞれ、仮想自車両の衝突箇所、仮想自車両の質量ｍ、仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向、仮想自車両の進行方向、及び仮想自車両の速度ｖ、並びに他の仮想車両の進行方向、他の仮想車両の質量ｍ、及び他の仮想車両の速度ｖとしてフィールド５２ｂに登録されている。そして、このフィールド５２ａ及びフィールド５２ｂを備えたレコード５２ｃが、上記の実験によって取得された複数個分だけ加速度テーブル５２に登録されている。

ここで、加速度テーブル５２のフィールド５２ａに登録されている各方向の加速度について説明する。

例えば、図６（Ａ）に示すように実車両Ａが進行方向前方に存在する実車両Ｂに衝突した場合には、実験によって図６（Ｂ）に示すようなＸ方向の加速度が取得されて、加速度テーブル５２のフィールド５２ａにＸ方向の加速度として登録される。

また、図７（Ａ）に示すように実車両Ａが進行方向後方から実車両Ｂに衝突された場合には、実験によって図７（Ｂ）に示すようなＸ方向の加速度が取得されて、加速度テーブル５２のフィールド５２ａにＸ方向の加速度として登録される。

次に、図８を参照して、ヨー方向への加速度が実車両Ａに生じる場合について説明する。例えば、図８（Ａ）に図示するように、衝突車両（この場合には実車両Ｂ）の重心Ｐ_Ｂを通り、かつ衝突車両の進行方向と平行な直線８０に対して、被衝突車両（この場合には実車両Ａ）の重心Ｐ_Ａから下ろした垂線の長さＬ（以下、Ｌを、重心Ｐ_Ａと直線８０との距離と称する）が０より大きい場合には、ヨー方向に力が加わり（ヨー方向のモーメントが発生して）、ヨー方向に加速度が生ずる。

一方、例えば、図８（Ｂ）に図示するように、重心Ｐ_Ａと直線８０との距離Ｌが０である場合には、ヨー方向に加速度が生じない。

ＣＰＵ１４ｃは、プログラムをＲＯＭ１４ａ及びＨＤＤ１４ｂから読み出して実行する。

ＲＡＭ１４ｄには、各種データが一時的に記憶される。

Ｉ／Ｏポート１４ｅには、運転操作部１２、油圧シリンダ制御装置１６、及び表示制御装置１８が接続されている。

被験者に振動を体感させる（被験者に振動を与える）ための振動発生装置としての油圧シリンダ３０は、模擬車両のＸ方向（例えば模擬車両の前後の方向）、Ｙ方向（例えば模擬車両の左右の方向）、及びＺ方向（例えば鉛直方向）の各位置が、油圧シリンダ制御装置１６の制御に応じた位置となるように模擬車両を移動させると共に、模擬車両のヨー角（模擬車両の重心を回転中心として鉛直方向軸回りの基準角度からの角度）が、油圧シリンダ制御装置１６の制御に応じたヨー角となるように模擬車両を移動させるためのものである。なお、油圧シリンダ３０は、本発明の移動手段に対応する。

油圧シリンダ制御装置１６は、入力された位置情報が示すＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各位置に模擬車両が移動するように油圧シリンダ３０を制御すると共に、入力された角度情報が示すヨー角となるように模擬車両が移動するように油圧シリンダ３０を制御する。油圧シリンダ制御装置１６は、入力された位置情報及び角度情報に基づいて、油圧シリンダ３０を伸縮動作させて模擬車両の位置を移動させることにより、模擬車両を振動させる。これにより、模擬車両に乗車している被験者に振動が伝わる。このようにして、模擬車両の４自由度（３並進運動（前後、左右、上下）と１回転運動（ヨーイング））の振動が再現される。

表示制御装置１８は、入力された映像データに基づいた映像がスクリーン２０に表示されるように、スクリーン２０の表示を制御する。

制御部１４を以下で詳細を説明する振動発生処理に従って機能ブロックで表すと、図９に示すように、記憶手段６０、取得手段６２、推定手段６４、及び制御手段６６で表すことができる。なお、記憶手段６６は、ＨＤＤ１４ｂ及びＲＡＭ１４ｄに対応する。

次に、本実施の形態のドライビングシミュレータ１０の作用について説明する。

ドライビングシミュレータ１０では、制御部１４が運転操作部１２から被験者の運転操作に応じたアクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量、及びステアリング操作量を取得して、仮想自車両のシミュレータ地図上のｘ−ｙ座標で表される位置（ｘ，ｙ）を演算する。より具体的には、取得したアクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量、及びステアリング操作量に基づいて加速度ａ［ｍ／ｓ^２］を演算し、演算された加速度ａを時間積分することにより速度ｖ［ｍ／ｓ］を演算し、演算された速度ｖを時間積分することにより車両固定座標系におけるＸ−Ｙ座標で表される位置（Ｘ，Ｙ）を演算し、この位置（Ｘ，Ｙ）を、車両固定座標系における座標から路面固定座標系における座標に変換するための所定の座標変換用行列を用いてシミュレータ地図上の路面固定座標系におけるｘ−ｙ座標で表される位置（ｘ，ｙ）に変換することにより、仮想自車両のシミュレータ地図上の位置（ｘ，ｙ）を演算する。

そして、制御部１４が、ＨＤＤ１４ｂに記憶された画像データテーブル２８を読み込んで、演算された路面固定座標系における位置（ｘ，ｙ）がフィールド２８ｂに登録されたレコード２８ａを特定する。そして、特定されたレコード２８ａのフィールド２８ｃに登録された映像データを取得する。また、制御部１４が、周辺仮想車両データテーブル４０を読み込んで、現在の時刻において、演算された路面固定座標系における位置（ｘ，ｙ）から所定範囲内（例えば２０ｍ以内）に存在する周辺仮想車両がフィールド５０ｂに登録されているレコード５０ａを特定する。そして、制御部１４が、特定したレコード５０ａの現在の時刻に対応するフィールドに登録されている進行方向、速度、及びシミュレータ地図上での位置に基づいて、スクリーン２０に表示させる周辺仮想車両の映像（画像）の周辺仮想車両映像データ（画像データ）を生成する。そして、制御部１４が、上記取得した映像データと生成した周辺仮想車両映像データを表示制御装置１８に出力する。これにより、スクリーン２０には、映像データ、及び周辺仮想車両映像データに基づいた映像が表示される。そして、制御部１４は、上記で説明した処理を所定間隔で繰り返す（例えば０．１秒毎に繰り返す）。

次に、制御部１４のＣＰＵ１４ｃが実行する振動発生処理の処理ルーチンについて図１０を用いて説明する。なお、本実施の形態において、本振動発生処理は、ドライビングシミュレータ１０のスイッチ（図示せず）がオンされた時点から所定時間間隔で実行される（例えば、数１０ｍｓｅｃ毎に実行される）。

まず、ステップ１００で、運転操作部１２のアクセルペダル１２ａ、ブレーキペダル１２ｂ、及びステアリング１２ｃからの各運転操作量（アクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量、ステアリング操作量）を所定間隔（例えば、５ｍｓｅｃ）毎に取り込むことを開始する。すなわち、ステップ１００では、運転操作部１２から被験者の運転操作量を取得する。

次のステップ１０２では、上記ステップ１００で取り込んだ各運転操作量に基づいて、仮想自車両の加速度ａ［ｍ／ｓ^２］を演算する。

次のステップ１０４では、上記ステップ１０２で演算された加速度ａを積分することにより、仮想自車両の速度ｖ［ｍ／ｓ］を演算する。

次のステップ１０６では、上記ステップ１０４で演算された速度ｖを積分することにより仮想自車両の車両固定座標系におけるＸ−Ｙ座標で表される位置（Ｘ，Ｙ）を演算し、この演算された位置（Ｘ，Ｙ）を、車両固定座標系における座標から路面固定座標系における座標に変換するための所定の座標変換用行列を用いてシミュレータ地図上の路面固定座標系におけるｘ−ｙ座標で表される位置（ｘ，ｙ）に変換することにより、仮想自車両のシミュレータ地図上の位置（ｘ，ｙ）を演算する。なお、本実施の形態では、ステップ１０６で演算される位置（ｘ，ｙ）は、仮想自車両の重心の位置であるものとする。また、重心の位置座標、加速度や速度の初期値は予め所定値（例えば、原点や数値０）を設定しておくことができる。

次のステップ１０８では、上記ステップ１０６で今回演算された位置（ｘ，ｙ）と、上記ステップ１０６で前回演算された位置（ｘ，ｙ）とに基づいて、位置（ｘ，ｙ）の変化（Δｘ，Δｙ）を検出し、検出した変化（Δｘ，Δｙ）に基づいて進行方向を検出する。

次のステップ１１０では、周辺仮想車両データテーブル４０を読み込んで、現在の時刻において、上記ステップ１０６で今回演算された位置（ｘ，ｙ）から所定範囲内（例えば２５ｍ以内）に存在する周辺仮想車両がフィールド５０ｂに登録されているレコード５０ａが周辺仮想車両データテーブル４０に登録されているか否かを判定するために、周辺仮想車両データテーブル４０を検索する。

上記ステップ１１０で、検索の結果見つかった場合には、仮想自車両の周辺に衝突の可能性がある仮想車両が存在すると判断して、次のステップ１１２へ進む。一方、上記ステップ１１０で、検索の結果見つからなかった場合には、仮想自車両の周辺に衝突の可能性がある仮想車両が存在しないと判断して、本振動発生処理を終了する。

次のステップ１１２では、上記ステップ１０４で演算された速度ｖ、上記ステップ１０６で演算された位置（ｘ，ｙ）、及び上記ステップ１０８で検出された進行方向、並びに上記ステップ１１０で仮想自車両の周辺に衝突の可能性があると判断された仮想車両がレコード５０ｂに登録されているレコード５０ａ（より詳しくは、衝突の可能性があると判断された仮想車両のＩＤがレコード５０ｂに登録されているレコード５０ａ）の現在の時刻に対応するフィールドに登録されている進行方向、速度、及びシミュレータ地図上での位置に基づいて、または、それらの何れかに基づいて、公知の技術を用いて、仮想自車両と周辺仮想車両とが衝突したか否かを判定する。衝突したか否かの判定方法としては、例えば、仮想自車両の位置と周辺仮想自車両の位置とが所定距離未満であった場合には、衝突したと判定する方法がある。

上記ステップ１１２で、衝突していないと判定された場合には本振動発生処理を終了する。一方、上記ステップ１１２で、衝突したと判定された場合には、次のステップ１１４へ進む。

ステップ１１４では、仮想自車両の形状と、周辺仮想自車両の形状とから、仮想自車両の衝突箇所を特定する。なお、本実施の形態では、予め仮想自車両の形状及び大きさと、周辺仮想自車両の形状及び大きさとが定められており、既知である。

次のステップ１１６では、衝突した際の仮想自車両の進行方向と周辺仮想車両の進行方向とから、上記ステップ１１４で特定された衝突箇所に加えられた力の方向を推定する。

すなわち、上記のステップ１１２〜１１６での処理によって、仮想道路環境上の仮想自車両の位置、速度、及び進行方向であって運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、仮想道路環境上の他の仮想車両（周辺仮想車両）の位置、速度及び進行方向とに基づいて、他の仮想車両と仮想自車両とが衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向が推定される。

次のステップ１１８では、加速度テーブル５２を読み込んで、上記ステップ１１６で推定された力の方向と、上記ステップ１１４で特定された衝突箇所、仮想自車両の質量、周辺仮想車両の質量、上記ステップ１０４で演算された速度、上記ステップ１０６で演算された位置、及び上記ステップ１０８で検出された進行方向、並びに上記ステップ１１０で仮想自車両の周辺に衝突の可能性があると判断された仮想車両がレコード５０ｂに登録されているレコード５０ａの現在の時刻に対応するフィールドに登録されている進行方向、速度、及びシミュレータ地図上での位置の情報がフィールド５２ｂに登録されたレコード５２ｃを特定する。そして、特定されたレコード５２ｃのフィールド５２ａに登録されている４方向の加速度を加速度テーブル５２から取得する。

次のステップ１２０では、上記ステップ１１８で取得された４方向の加速度の各々について積分して各々の速度を演算し、演算された各々の速度について積分してＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、及びＺ方向の位置を演算すると共にヨー方向の角度（ヨー角度）を演算する。そして、Ｘ方向の位置、Ｙ方向の位置、及びＺ方向の位置を位置情報として油圧シリンダ制御装置１６に出力すると共に、ヨー方向の角度を角度情報として油圧シリンダ制御装置１６に出力する。これにより、４方向の加速度が模擬車両に生じて、加速度に応じた振動が被験者に与えられる。すなわち、ステップ１２０では、上記ステップ１１８で取得された４方向の加速度に応じた振動を被験者に与えるように移動手段としての油圧シリンダ３０を油圧シリンダ制御装置１６を介して制御する。より具体的には、ステップ１２０では、上記ステップ１１８で取得された４方向の加速度が模擬車両に生じるように油圧シリンダ３０を油圧シリンダ制御装置１６を介して制御することにより、加速度に応じた振動を被験者に与える。

なお、本振動発生処理のステップ１００は取得手段６２で実行され、ステップ１０２〜１１６は推定手段６４で実行され、ステップ１１８〜１２０は制御手段６６で実行される。

以上説明したように、本実施の形態のドライビングシミュレータ１０によれば、予め記憶手段としてのＨＤＤ１４ｂには、模擬車両に生じさせるための加速度が、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度とに対応して複数登録された加速度テーブル５２が記憶されており、他の仮想車両と仮想自車両が衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向が推定され、推定された力の方向、仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度に対応する加速度をＨＤＤ１４ｂの加速度テーブル５２から取得して、取得した加速度に応じた振動を被験者に与えるように移動手段が制御される。また、模擬車両に生じさせるための加速度を、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の実車両に生じた加速度とし、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を、実車両と他車両とが衝突した場合の実車両の衝突箇所に加えられた力の方向とし、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれを、実車両と他車両とが衝突した場合の実車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれとしているので、衝突が発生した場合に実際の衝突と同様の振動を被験者に与えることができる。

なお、本発明は上記の構成に限られない。例えば、模擬車両に生じさせるための加速度を、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向に対応させて予め複数個、加速度テーブル５２に登録しておいてもよい。この場合には、上記ステップ１１６で推定された力の方向に対応する加速度をステップ１１８で加速度テーブル５２から取得して、ステップ１２０で、この取得した加速度に応じた振動を被験者に与えるように油圧シリンダ３０を油圧シリンダ制御装置１６を介して制御するようにしてもよい。

また、模擬車両に生じさせるための加速度を、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と、仮想自車両が他の仮想車両と衝突した場合の仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度の少なくとも１つとに対応させて予め複数個、加速度テーブル５２に登録しておいてもよい。この場合には、上記ステップ１１６で推定された力の方向と、上記少なくとも１つの仮想自車両の質量、周辺仮想車両の質量、上記ステップ１１４で特定された衝突箇所、上記ステップ１０４で演算された速度、上記ステップ１０６で演算された位置、及び上記ステップ１０８で検出された進行方向、並びに上記ステップ１１０で仮想自車両の周辺に衝突の可能性があると判断された仮想車両がレコード５０ｂに登録されているレコード５０ａの現在の時刻に対応するフィールドに登録されている進行方向、速度、及びシミュレータ地図上での位置とに対応する加速度をステップ１１８で加速度テーブル５２から取得して、ステップ１２０で、この取得した加速度に応じた振動を被験者に与えるように油圧シリンダ３０を油圧シリンダ制御装置１６を介して制御するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、油圧シリンダ３０が油圧シリンダ制御装置１６の制御によって、被験者に体感させるための振動を発生させる例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、ボディソニックのような振動子が振動を発生させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、ＣＰＵ１４ｃが振動発生処理を実行する例について説明したが、本発明はこれに限られない。取得手段６２、推定手段６４、制御手段６６の各々にＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いるようにして、取得手段６２がステップ１００の処理、推定手段６４がステップ１０２〜１１６の処理、制御手段６６がステップ１１８、及びステップ１２０の処理を実行するようにしてもよい。

また、上記では模擬車両の４自由度（３並進運動（前後、左右、上下）と１回転運動（ヨーイング））の振動が再現可能な油圧シリンダ３０を用いたが、模擬車両の６自由度（３並進運動（前後、左右、上下）と３回転運動（ピッチング、ローリング、ヨーイング））の振動が再現可能な油圧シリンダを用いて、被験者に振動を与えてもよい。

本発明の実施の形態に係る運転模擬試験装置を示す図である。 本実施の形態に係る画像データテーブルを説明するための図である。 本実施の形態に係る周辺仮想車両データテーブルを説明するための図である。 本実施の形態に係る加速度テーブルを説明するための図である。 衝突箇所について説明するための図である。 本実施の形態に係る記憶手段に記憶されている加速度を説明するための図である。 本実施の形態に係る記憶手段に記憶されている加速度を説明するための図である。 ヨー方向に加速度が生ずる場合を説明するための図である。 本実施の形態の制御部の機能ブロック図である。 本実施の形態に係る制御部が実行する振動発生処理の処理ルーチンのフローチャートを示す図である。

符号の説明

１０ ドライビングシミュレータ
１２ 操作部
１２ａ アクセルペダル
１２ｂ ブレーキペダル
１２ｃ ステアリング
１４ 制御部
１４ａ ＲＯＭ
１４ｂ ＨＤＤ
１４ｃ ＣＰＵ
１６ 油圧シリンダ制御装置
１８ 油圧シリンダ
６０ 記憶手段
６２ 取得手段
６４ 推定手段
６６ 制御手段

Claims (7)

1. 被験者に運転操作を行わせるための運転操作手段から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想自車両、及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境上に、前記仮想自車両を走行させるための模擬車両と、
   前記模擬車両を移動させるための移動手段と、
   前記模擬車両に生じさせるための加速度を、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向に対応させて予め複数記憶した記憶手段と、
   前記運転操作手段から被験者の運転操作量を取得する取得手段と、
   前記仮想道路環境上の前記仮想自車両の前記取得手段によって取得された運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、前記仮想道路環境上の前記他の仮想車両の位置、速度及び進行方向とに基づいて、前記他の仮想車両と前記仮想自車両とが衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された力の方向に対応する加速度を前記記憶手段から取得して、取得した加速度に応じた振動を前記被験者に与えるように前記移動手段を制御する制御手段と、
   を含む運転模擬試験装置。
2. 被験者に運転操作を行わせるための運転操作手段から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想自車両、及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境上に、前記仮想自車両を走行させるための模擬車両と、
   前記模擬車両を移動させるための移動手段と、
   前記模擬車両に生じさせるための加速度を、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度の少なくとも１つとに対応させて予め複数記憶した記憶手段と、
   前記運転操作手段から被験者の運転操作量を取得する取得手段と、
   前記仮想道路環境上の前記仮想自車両の前記取得手段によって取得された運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、前記仮想道路環境上の前記他の仮想車両の位置、速度及び進行方向とに基づいて、前記他の仮想車両と前記仮想自車両とが衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された力の方向と、前記少なくとも１つの前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度とに対応する加速度を前記記憶手段から取得して、取得した加速度に応じた振動を前記被験者に与えるように前記移動手段を制御する制御手段と、
   を含む運転模擬試験装置。
3. 前記模擬車両に生じさせるための加速度は、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の前記実車両に生じた加速度であり、
   前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた前記力の方向は、前記実車両と前記他車両とが衝突した場合の前記実車両の衝突箇所に加えられた力の方向である請求項１記載の運転模擬試験装置。
4. 前記模擬車両に生じさせるための加速度は、実際の車両である実車両と他の実際の車両である他車両とが衝突した場合の前記実車両に生じた加速度であり、
   前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた前記力の方向は、前記実車両と前記他車両とが衝突した場合の前記実車両の衝突箇所に加えられた力の方向であり、
   前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれは、前記実車両と前記他車両とが衝突した場合の前記実車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他車両の進行方向、質量、及び速度のそれぞれである請求項２記載の運転模擬試験装置。
5. 前記制御手段は、前記取得した加速度が前記模擬車両に生じるように前記移動手段を制御することにより、前記振動を前記被験者に与える請求項１〜請求項４の何れか１項記載の運転模擬試験装置。
6. コンピュータを、
   被験者に運転操作を行わせるための運転操作手段から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想自車両及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境上に前記仮想自車両を走行させるための模擬車両の前記運転操作手段から被験者の運転操作量を取得する取得手段、
   前記仮想道路環境上の前記仮想自車両の前記取得手段によって取得された運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、前記仮想道路環境上の前記他の仮想車両の位置、速度及び進行方向とに基づいて、前記他の仮想車両と前記仮想自車両とが衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定する推定手段、
   前記模擬車両に生じさせるための加速度を前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向に対応させて予め複数記憶した記憶手段から、前記推定手段によって推定された力の方向に対応する加速度を取得して、取得した加速度に応じた振動を前記被験者に与えるように、前記模擬車両を移動させるための移動手段を制御する制御手段
   として機能させるためのプログラム。
7. コンピュータを、
   被験者に運転操作を行わせるための運転操作手段から得られた運転操作量に応じて仮想的に走行する仮想自車両及び他の仮想車両が走行する仮想道路環境上に、前記仮想自車両を走行させるための模擬車両の前記運転操作手段から被験者の運転操作量を取得する取得手段、
   前記仮想道路環境上の前記仮想自車両の前記取得手段によって取得された運転操作量に基づいて定まる位置、速度及び進行方向と、前記仮想道路環境上の前記他の仮想車両の位置、速度及び進行方向とに基づいて、前記他の仮想車両と前記仮想自車両とが衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向を推定する推定手段、
   前記模擬車両に生じさせるための加速度を前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所に加えられた力の方向と、前記仮想自車両が前記他の仮想車両と衝突した場合の前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度の少なくとも１つとに対応させて予め複数記憶した記憶手段から、前記推定手段によって推定された力の方向と前記少なくとも１つの前記仮想自車両の衝突箇所、進行方向、質量、及び速度、並びに前記他の仮想車両の進行方向、質量、及び速度とに対応する加速度を取得して、取得した加速度に応じた振動を前記被験者に与えるように、前記模擬車両を移動させるための移動手段を制御する制御手段
   として機能させるためのプログラム。

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