JP2010175716A

JP2010175716A - Acceleration simulator and acceleration simulation method

Info

Publication number: JP2010175716A
Application number: JP2009016784A
Authority: JP
Inventors: Shinko Goto; 真弘後藤; Ichiro Awaya; 伊智郎粟屋; Yoshinao Takakuwa; 義直高桑; Takuzo Okada; 卓三岡田; Koichiro Okada; 幸一郎岡田; Takeshi Kubo; 壮久保
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2029-01-28
Also published as: JP5427424B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acceleration simulator and an acceleration simulation method that reduce the sense of incongruity felt by an examinee. <P>SOLUTION: The acceleration simulator includes a target value calculation section 14, which calculates a target value indicating the target motion of a motion base 5 on the basis of the virtual value indicating the virtual motion of the virtual vehicle so that an examinee who rides the motion base 5 feels that the examinee is riding a virtual vehicle; a control section 16 which controls a driving device 8 driving the motion base 5, on the basis of the target value so that the motion base 5 performs the target motion; and a rotation center position calculating section 15 which calculates the rotation center position on the basis of the virtual value. Furthermore, the control section 16 control the driving device 8 so that the center of rotation is arranged at the rotation center position. According to such an acceleration simulator 1, examinee who rides the motion base 5 feels less sense of incongruity in the sense of acceleration, when the virtual vehicle stops. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法に関し、特に、乗り物に乗るときに感覚される加速度を模擬的に生成する加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法に関する。 The present invention relates to an acceleration simulator and an acceleration simulation method, and more particularly, to an acceleration simulator and an acceleration simulation method for simulating generation of acceleration sensed when riding a vehicle.

乗り物に乗るときに感覚される加速度を模擬的に生成する加速度シミュレータが知られている。このような加速度シミュレータは、被験者が配置されるモーションベースを可動範囲内で駆動することにより、仮想の乗り物の加速度をその被験者に擬似的に感覚させている。このような加速度シミュレータは、被験者が感じる違和感を低減することが望まれ、違和感によって生じる被験者の乗り物酔いを低減することが望まれている。 2. Description of the Related Art There is known an acceleration simulator that generates simulated acceleration sensed when getting on a vehicle. Such an acceleration simulator makes the subject feel the virtual vehicle acceleration in a pseudo manner by driving a motion base in which the subject is placed within a movable range. Such an acceleration simulator is desired to reduce the sense of incongruity felt by the subject, and to reduce motion sickness of the subject caused by the sense of discomfort.

特開平０８−２４８８７２号公報には、揺動台の可動範囲が狭くなることなく、運転者に不快感を与えることを防止又は軽減することが可能な運転模擬試験装置が開示されている。その運転模擬試験装置は、運転者が着座する模擬運転席及び該模擬運転席に着座した運転者が運転操作を行うための操作部が少なくとも設置された揺動台と、前記揺動台を揺動させると共に、前記揺動における揺動中心の位置を変更可能な揺動装置と、前記運転者の運転操作に基づいて該運転操作により加わる仮想的な加速度を演算し、前記演算した加速度が模擬されるように前記揺動装置により所定の揺動中心点を揺動中心として前記揺動台を揺動させる制御手段と、前記演算された加速度の変化に応じて模擬運転席に着座している運転者と前記揺動中心点との距離が変化するように揺動中心点の位置を変更する揺動中心変更手段とを含んでいる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-248872 discloses a driving simulation test apparatus capable of preventing or reducing discomfort to the driver without narrowing the movable range of the swinging table. The driving simulation test apparatus includes a swing base on which a driver sits, a swing base on which at least an operation unit for a driver seated on the simulated driver seat is installed, and the swing base. And a swing device capable of changing the position of the swing center in the swing and a virtual acceleration applied by the driving operation based on the driving operation of the driver, and the calculated acceleration is simulated As described above, the control device for swinging the swing base with a predetermined swing center point as the swing center by the swing device is seated on the simulated driver's seat in accordance with the change in the calculated acceleration. Rocking center changing means for changing the position of the rocking center point so as to change the distance between the driver and the rocking center point.

特開２００８−７６６８８号公報には、運転者（被験者）の行う運転操作に対し、運転者が違和感を感ぜずに加速度のシミュレート（模擬）を行える加速度シミュレート方法が開示されている。その加速度シミュレート方法は、被験者を配置する座席が設けられた空間を有する仮想の乗り物の運動状態を前記被験者が行う運転操作の情報に基づいて算出し、該算出結果に基づいて前記仮想の乗り物のＸＹＺ軸方向移動と該ＸＹＺ軸を中心とする回転とを行わせて前記被験者に、前記運転操作に基づく加速度を体感させる加速度シミュレート方法において、被験者の加速度を体感させる位置座標を入力する第１のステップと、前記被験者が行う運転操作情報を取得する第２のステップと、該第２のステップで取得した運転操作情報により前記仮想の乗り物の運動状態を算出する第３のステップと、該第３のステップで算出した仮想の乗り物の運動状態と前記第１のステップで入力した加速度体感位置座標とにより、前記運転操作に基づく加速度を前記加速度体感位置座標において再現するよう前記仮想の乗り物のＸＹＺ軸方向移動量と該ＸＹＺ軸を中心とする回転量とを算出する第４のステップと、該第４のステップで算出したＸＹＺ軸方向移動量と回転量とで前記仮想の乗り物の駆動装置を駆動する第５のステップとからなり、前記第１のステップで入力した加速度体感位置で前記第４のステップで算出した移動量と回転量とを算出し、該算出結果によって前記第５のステップで前記仮想の乗り物を駆動して加速度を再現することを特徴とする。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-76688 discloses an acceleration simulation method that allows a driver to simulate acceleration without feeling uncomfortable with respect to a driving operation performed by the driver (subject). The acceleration simulation method calculates a motion state of a virtual vehicle having a space in which a seat for placing the subject is provided based on information on a driving operation performed by the subject, and based on the calculation result, the virtual vehicle In the acceleration simulation method for causing the subject to experience the acceleration based on the driving operation by performing the movement in the XYZ axis direction and the rotation about the XYZ axis, a position coordinate for causing the subject to experience the acceleration is input. A first step, a second step of acquiring driving operation information performed by the subject, a third step of calculating a motion state of the virtual vehicle based on the driving operation information acquired in the second step, Based on the driving state of the virtual vehicle calculated in the third step and the acceleration sensory position coordinates input in the first step. A fourth step of calculating the amount of movement of the virtual vehicle in the XYZ-axis direction and the amount of rotation about the XYZ-axis so as to reproduce the speed at the acceleration sensory position coordinates, and the XYZ calculated in the fourth step A fifth step of driving the virtual vehicle drive device with the amount of axial movement and the amount of rotation, and the amount of movement calculated in the fourth step at the acceleration sensory position input in the first step; An amount of rotation is calculated, and acceleration is reproduced by driving the virtual vehicle in the fifth step based on the calculation result.

特開２００８−２１６４００号公報には、運動についての違和感が少ない運転シミュレータが開示されている。その運転シミュレータは、被験者を乗せるモーションベースと、前記モーションベースに取り付けられた操作装置と、前記操作装置の操作に基づいて仮想の乗り物の加速度を演算する運動演算部と、前記加速度に基づいて前記モーションベースが実現すべき目標加速度を演算する目標加速度演算部と、前記目標加速度に基づいて前記モーションベースを動かすサーボ装置と、加速度感覚推定部と、目標加速度修正部とを具備し、前記加速度感覚推定部は、前記モーションベースが前記加速度で運動した場合に前記被験者が感じるであろう第１加速度感覚を数式モデルに基づいて推定し、前記モーションベースが前記目標加速度で運動した場合に前記被験者が感じるであろう第２加速度感覚を前記数式モデルに基づいて推定し、前記目標加速度修正部は、前記第１加速度感覚と前記第２加速度感覚とに基づいて前記目標加速度を修正する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-216400 discloses a driving simulator with less discomfort about exercise. The driving simulator includes a motion base on which a subject is placed, an operation device attached to the motion base, a motion calculation unit that calculates acceleration of a virtual vehicle based on an operation of the operation device, and the operation based on the acceleration. A target acceleration calculation unit that calculates a target acceleration to be realized by the motion base, a servo device that moves the motion base based on the target acceleration, an acceleration sensation estimation unit, and a target acceleration correction unit; The estimation unit estimates a first acceleration sensation that the subject will feel when the motion base moves at the acceleration based on a mathematical model, and the subject moves when the motion base moves at the target acceleration. A second acceleration sensation that would be felt is estimated based on the mathematical model, and the target acceleration Tadashibu corrects the target acceleration on the basis of the second acceleration sensation and the first acceleration sensation.

特開平０８−２４８８７２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-248872 特開２００８−０７６６８８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-076688 特開２００８−２１６４００号公報JP 2008-216400 A

本発明の課題は、被験者が感覚する違和感を低減する加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、モーションベースに乗る被験者に仮想の乗り物が停止するときの加速度をより現実的に感覚させる加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an acceleration simulator and an acceleration simulation method that reduce a sense of incongruity felt by a subject.
Another object of the present invention is to provide an acceleration simulator and an acceleration simulation method that allow a subject riding on a motion base to more realistically feel acceleration when a virtual vehicle stops.

以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 In the following, means for solving the problems will be described using the reference numerals used in the modes and examples for carrying out the invention in parentheses. This symbol is added to clarify the correspondence between the description of the claims and the description of the modes and embodiments for carrying out the invention. Do not use to interpret the technical scope.

本発明による加速度シミュレータ（１）は、モーションベース（５）に乗る被験者が仮想乗り物に乗っていると感じるように、その仮想乗り物の仮想運動を示している仮想値に基づいてモーションベース（５）の目標運動を示している目標値を算出する目標値算出部（１４）と、モーションベース（５）がその目標運動をするように、モーションベース（５）を駆動する駆動装置（８）をその目標値に基づいて制御する制御部（１６）と、その仮想値に基づいて回転中心位置を算出する回転軸位置算出部（１５）とを備えている。制御部（１６）は、さらに、その回転中心がその回転中心位置に配置されるように、駆動装置（８）を制御する。このような加速度シミュレータ（１）によれば、モーションベース（５）に乗る被験者は、仮想乗り物に乗っているときの加速度の感覚との違和感が小さい。 The acceleration simulator (1) according to the present invention has a motion base (5) based on a virtual value indicating a virtual motion of the virtual vehicle so that a subject riding the motion base (5) feels that the subject is riding on the virtual vehicle. A target value calculation unit (14) for calculating a target value indicating the target motion of the motor and a drive device (8) for driving the motion base (5) so that the motion base (5) performs the target motion. A control unit (16) that controls based on the target value and a rotation axis position calculation unit (15) that calculates the rotation center position based on the virtual value are provided. The control unit (16) further controls the driving device (8) so that the rotation center is arranged at the rotation center position. According to such an acceleration simulator (1), the subject who rides on the motion base (5) has little discomfort with the sense of acceleration when riding on the virtual vehicle.

その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その仮想の乗り物が減速しているときに、その仮想の乗り物の速度に関して単純に増加することが好ましい。 Preferably, the distance between the subject's head and the center of rotation simply increases with respect to the speed of the virtual vehicle when the virtual vehicle is decelerating.

その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その仮想の乗り物が減速していないときに、その被験者の足元とその回転中心との距離より小さい。その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その仮想の乗り物が減速している場合で、その仮想の乗り物の速度が所定速度より小さいときに、その被験者の足元とその回転中心との距離より大きい。その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その仮想の乗り物が減速している場合で、その仮想の乗り物の速度がその所定速度より小さいときに、その被験者の足元とその回転中心との距離より大きい。 The distance between the subject's head and the center of rotation is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation when the virtual vehicle is not decelerating. The distance between the subject's head and the center of rotation is the distance between the subject's feet and the center of rotation when the virtual vehicle is decelerating and the speed of the virtual vehicle is less than a predetermined speed. Greater than distance. The distance between the subject's head and the center of rotation is when the virtual vehicle is decelerating, and when the speed of the virtual vehicle is less than the predetermined speed, Greater than the distance.

その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その速度に関して滑らかに変化することが好ましい。 The distance between the subject's head and the center of rotation preferably varies smoothly with respect to the speed.

その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その仮想の乗り物が走行しているときに、その被験者の足元とその回転中心との距離より小さく、その仮想の乗り物が停止するときに、その被験者の足元とその回転中心との距離より大きいことが好ましい。 The distance between the subject's head and the center of rotation is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation when the virtual vehicle is running, and when the virtual vehicle stops, It is preferable that the distance between the subject's feet and the center of rotation is greater.

回転中心位置算出部（１５）は、その仮想乗り物に乗る人が感じる第１感覚をその仮想値に基づいて算出する第１モデル部（７１）と、その被験者が感じる第２感覚をその目標値に基づいて算出する第２モデル部（７２）と、その第１感覚とその第２感覚とに基づいて違和感を算出する違和感算出部（７３）と、その違和感の程度に基づいてその回転中心位置を算出する回転中心位置算出部本体（７４，７５）とを備えている。 The rotation center position calculation unit (15) includes a first model unit (71) that calculates a first sensation felt by a person riding the virtual vehicle based on the virtual value, and a second sensation felt by the subject as a target value. A second model unit (72) that is calculated based on the first sense, a discomfort calculation unit (73) that calculates discomfort based on the first sense and the second sense, and a rotation center position based on the degree of the discomfort And a rotation center position calculation unit main body (74, 75).

その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その違和感の程度に関して単純に増加する。その被験者の足元とその回転中心との距離は、その違和感の程度に関して単純に減少することが好ましい。 The distance between the subject's head and the center of rotation simply increases with respect to the degree of discomfort. The distance between the subject's foot and the center of rotation is preferably simply reduced with respect to the degree of discomfort.

本発明による加速度シミュレータ（１）は、操作装置（６）の操作内容に基づいてその仮想値を算出するシミュレーション部（１１）をさらに備えていることが好ましい。 The acceleration simulator (1) according to the present invention preferably further includes a simulation unit (11) that calculates a virtual value based on the operation content of the operation device (6).

本発明による加速度シミュレーション方法は、モーションベース（５）に乗る被験者が仮想乗り物に乗っていると感じるように、その仮想乗り物の仮想運動を示している仮想値に基づいてモーションベース（５）の目標運動を示している目標値を算出するステップと、モーションベース（５）がその目標運動をするように、モーションベース（５）を駆動する駆動装置（８）をその目標値に基づいて制御するステップと、その仮想値に基づいて回転中心位置を算出するステップとを備えている。制御部（１６）は、さらに、その回転中心がその回転中心位置に配置されるように、駆動装置（８）を制御する。このような加速度シミュレーション方法によれば、モーションベース（５）に乗る被験者は、仮想乗り物に乗っているときの加速度の感覚との違和感が小さい。 The acceleration simulation method according to the present invention is based on the virtual value indicating the virtual motion of the virtual vehicle so that the subject who rides the motion base (5) feels riding on the virtual vehicle. A step of calculating a target value indicating motion, and a step of controlling the driving device (8) for driving the motion base (5) based on the target value so that the motion base (5) performs the target motion. And calculating a rotation center position based on the virtual value. The control unit (16) further controls the driving device (8) so that the rotation center is arranged at the rotation center position. According to such an acceleration simulation method, the subject who rides on the motion base (5) has little discomfort with the sense of acceleration when riding on the virtual vehicle.

その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その仮想の乗り物が減速していないときに、その被験者の足元とその回転中心との距離より小さい。その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その仮想の乗り物が減速している場合で、その仮想の乗り物の速度が所定速度より小さいときに、その被験者の足元とその回転中心との距離より大きい。その被験者の頭部とその回転中心との距離は、その仮想の乗り物が減速している場合で、その仮想の乗り物の速度がその所定速度より小さいときに、その被験者の足元とその回転軸との距離より大きい。 The distance between the subject's head and the center of rotation is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation when the virtual vehicle is not decelerating. The distance between the subject's head and the center of rotation is the distance between the subject's feet and the center of rotation when the virtual vehicle is decelerating and the speed of the virtual vehicle is less than a predetermined speed. Greater than distance. The distance between the subject's head and the center of rotation is when the virtual vehicle is decelerating and when the speed of the virtual vehicle is less than the predetermined speed, Greater than the distance.

本発明による加速度シミュレーション方法は、その仮想乗り物に乗る人が感じる第１感覚をその仮想値に基づいて算出するステップと、モーションベース（５）に乗る被験者が感じる第２感覚をその目標値に基づいて算出するステップと、その第１感覚とその第２感覚とに基づいて違和感を算出するステップとを備えている。このとき、その回転中心位置は、その違和感の程度に基づいて算出されることが好ましい。 The acceleration simulation method according to the present invention calculates a first sensation felt by a person riding on the virtual vehicle based on the virtual value, and a second sensation felt by the subject riding on the motion base (5) based on the target value. And calculating a sense of incongruity based on the first sense and the second sense. At this time, the rotation center position is preferably calculated based on the degree of uncomfortable feeling.

本発明による加速度シミュレーション方法は、操作装置の操作内容に基づいてその仮想値を算出するステップをさらに備えていることが好ましい。 The acceleration simulation method according to the present invention preferably further includes a step of calculating the virtual value based on the operation content of the operating device.

本発明による加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法によれば、モーションベースに乗る被験者は、仮想乗り物に乗っているときの加速度の感覚との違和感が小さい。 According to the acceleration simulator and the acceleration simulation method of the present invention, the subject riding on the motion base is less discomfort with the sense of acceleration when riding the virtual vehicle.

図１は、本発明による加速度シミュレータを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an acceleration simulator according to the present invention. 図２は、仮想の乗り物の速度と回転中心の位置との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the speed of the virtual vehicle and the position of the rotation center. 図３は、仮想の乗り物が加速したときのモーションベースの運動を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing motion-based motion when a virtual vehicle accelerates. 図４は、仮想の乗り物が減速したときのモーションベースの運動を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing motion-based motion when the virtual vehicle decelerates. 図５は、仮想の乗り物が停止したときのモーションベースの運動を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing motion-based motion when the virtual vehicle stops. 図６は、仮想の乗り物が減速して停止したときのモーションベースの運動の比較例を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a comparative example of motion-based motion when a virtual vehicle decelerates and stops. 図７は、仮想の乗り物の速度と回転中心の位置との他の関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing another relationship between the speed of the virtual vehicle and the position of the rotation center. 図８は、仮想の乗り物の速度と回転中心の位置とのさらに他の関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing still another relationship between the speed of the virtual vehicle and the position of the rotation center. 図９は、他の回転中心位置算出部を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing another rotation center position calculation unit. 図１０は、被験者が感覚する違和感と回転中心の位置との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the sense of discomfort felt by the subject and the position of the rotation center.

図面を参照して、本発明による加速度シミュレータの実施の形態を説明する。その加速度シミュレータ１は、図１に示されているように、加速度シミュレータ本体２と加速度シミュレータ制御装置３とシミュレーション装置４とを備えている。加速度シミュレータ本体２は、モーションベース５と操作装置６とディスプレイ７と駆動装置８とを備えている。モーションベース５は、土台に対して、所定の範囲を平行移動することができるように、かつ、所定の回転角度範囲を回転移動することができるように、その土台に支持されている。モーションベース５は、被験者が着席する座席を備えている。 An embodiment of an acceleration simulator according to the present invention will be described with reference to the drawings. The acceleration simulator 1 includes an acceleration simulator body 2, an acceleration simulator control device 3, and a simulation device 4, as shown in FIG. The acceleration simulator main body 2 includes a motion base 5, an operation device 6, a display 7, and a drive device 8. The motion base 5 is supported on the base so that it can move in a predetermined range relative to the base and can rotate in a predetermined rotation angle range. The motion base 5 includes a seat on which the subject sits.

操作装置６は、モーションベース５に支持されている。操作装置６は、その被験者に操作可能であるステアリングハンドルとアクセルペダルとブレーキペダルとを備え、シミュレーション装置４に情報伝達可能に接続されている。操作装置６は、その被験者により操作される操作内容を示す電気信号をシミュレーション装置４に出力する。その操作内容は、ステアリングハンドルの回転角とアクセルペダルの踏み込み量とブレーキペダルの踏み込み量とを示している。 The operating device 6 is supported by the motion base 5. The operation device 6 includes a steering handle, an accelerator pedal, and a brake pedal that can be operated by the subject, and is connected to the simulation device 4 so that information can be transmitted. The operation device 6 outputs an electric signal indicating the operation content operated by the subject to the simulation device 4. The operation contents indicate the rotation angle of the steering wheel, the depression amount of the accelerator pedal, and the depression amount of the brake pedal.

ディスプレイ７は、モーションベース５に支持されている。ディスプレイ７は、表示面を備え、シミュレーション装置４に情報伝達可能に接続されている。ディスプレイ７は、シミュレーション装置４により作成された画像をその表示面に表示する。 The display 7 is supported by the motion base 5. The display 7 has a display surface and is connected to the simulation apparatus 4 so as to be able to transmit information. The display 7 displays the image created by the simulation device 4 on its display surface.

駆動装置８は、ドライバと複数のアクチュエータとを備えている。そのドライバは、加速度シミュレータ制御装置３から出力される目標値に対応する電気信号をその複数のアクチュエータに出力する。その複数のアクチュエータは、それぞれ、その土台とモーションベース５との間に設置され、その電気信号に応答してモーションベース５を駆動し、モーションベース５の位置、姿勢、運動を加速度シミュレータ制御装置３に出力する。すなわち、加速度シミュレータ制御装置３と駆動装置８とは、目標値に追従するようにモーションベース５を自動で駆動するサーボ機構を構成している。 The drive device 8 includes a driver and a plurality of actuators. The driver outputs an electrical signal corresponding to the target value output from the acceleration simulator control device 3 to the plurality of actuators. Each of the plurality of actuators is installed between the base and the motion base 5, drives the motion base 5 in response to the electrical signal, and determines the position, posture, and motion of the motion base 5 in the acceleration simulator control device 3. Output to. That is, the acceleration simulator control device 3 and the drive device 8 constitute a servo mechanism that automatically drives the motion base 5 so as to follow the target value.

駆動装置８は、その土台に対してモーションベース５を任意の方向に平行に平行移動させ、任意の方向に平行である回転軸を中心に回転移動させる。このような駆動装置８は、周知であり、たとえば、特開平０８−２４８８７２号公報に開示されている。このとき、モーションベース５の運動は、第１回転移動と第２回転移動と平行移動とから形成されている運動を含んでいる。その第１回転移動は、モーションベース５の仮想の乗り物の進行方向に対応する方向に垂直であり、かつ、鉛直方向に垂直である第１回転軸を中心に回転する回転移動を示している。その第２回転移動は、その第１回転軸と平行でない第２回転軸を中心に回転する回転移動を示している。その平行移動は、その第１回転軸に平行に移動する平行移動を示している。 The drive device 8 translates the motion base 5 in parallel to an arbitrary direction with respect to the base, and rotates the motion base 5 around a rotation axis parallel to the arbitrary direction. Such a driving device 8 is well known and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-248872. At this time, the motion of the motion base 5 includes a motion formed by the first rotational movement, the second rotational movement, and the parallel movement. The first rotational movement indicates a rotational movement that rotates about a first rotational axis that is perpendicular to the direction corresponding to the traveling direction of the virtual vehicle of the motion base 5 and that is perpendicular to the vertical direction. The second rotational movement indicates a rotational movement that rotates around a second rotational axis that is not parallel to the first rotational axis. The parallel movement indicates a parallel movement that moves parallel to the first rotation axis.

シミュレーション装置４は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、シミュレーション装置４にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を一時的に記録する。そのインターフェースは、シミュレーション装置４に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、操作装置６とディスプレイ７と加速度シミュレータ制御装置３とを含んでいる。 The simulation device 4 is a computer and includes a CPU, a storage device, and an interface not shown. The CPU executes a computer program installed in the simulation device 4 to control the storage device and the interface. The storage device records the computer program and temporarily records information generated by the CPU. The interface outputs information generated by an external device connected to the simulation apparatus 4 to the CPU, and outputs information generated by the CPU to the external device. The external device includes an operation device 6, a display 7, and an acceleration simulator control device 3.

そのコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムであるシミュレーション部１１と映像作成部１２とを含んでいる。 The computer program includes a simulation unit 11 and a video creation unit 12 which are computer programs.

シミュレーション部１１は、操作装置６に操作された操縦内容を操作装置６から収集し、その操縦内容に基づいて、仮想の乗り物が配置される位置と姿勢とを算出し、その仮想の乗り物の加速度を算出し、その仮想の乗り物の速度を算出する。その仮想の乗り物としては、自動車が例示される。このようなシミュレーション部１１は、周知である。 The simulation unit 11 collects the operation details operated by the operation device 6 from the operation device 6, calculates the position and orientation at which the virtual vehicle is arranged based on the operation details, and accelerates the acceleration of the virtual vehicle And the speed of the virtual vehicle is calculated. An example of the virtual vehicle is an automobile. Such a simulation unit 11 is well known.

映像作成部１２は、シミュレーション部１１により算出された仮想の乗り物が配置される位置と姿勢とに基づいて仮想の乗り物に乗る人から見える映像を作成し、その映像をディスプレイ７に表示する。このような映像作成部１２は、周知である。 The video creation unit 12 creates a video that can be seen by a person riding on the virtual vehicle based on the position and posture of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 and displays the video on the display 7. Such a video creation unit 12 is well known.

加速度シミュレータ制御装置３は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、加速度シミュレータ制御装置３にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を一時的に記録する。その入力装置は、ユーザに操作されることにより情報を生成し、その情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより生成される情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、ディスプレイが例示される。さらに、その入力装置または出力装置としては、リムーバルメモリドライブ、通信装置が例示される。そのリムーバルメモリドライブは、リムーバルメモリに記録されている情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をそのリムーバルメモリに記録する。そのリムーバルメモリとしては、フラッシュメモリ、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク）、磁気テープ（ビデオテープ）、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスクが例示される。その通信装置は、通信回線網を介してそのＣＰＵにより生成された情報を他のコンピュータに送信し、その通信回線網を介して他のコンピュータから出力された情報をそのＣＰＵに出力する。その通信回線網としては、ＬＡＮ、インターネット、専用回線が例示される。そのインターフェースは、加速度シミュレータ制御装置３に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、シミュレーション装置４と駆動装置８とを含んでいる。 The acceleration simulator control device 3 is a computer and includes a CPU, a storage device, an input device, an output device, and an interface (not shown). The CPU executes a computer program installed in the acceleration simulator control device 3 to control the storage device, the input device, the output device, and the interface. The storage device records the computer program and temporarily records information generated by the CPU. The input device generates information when operated by the user, and outputs the information to the CPU. Examples of the input device include a keyboard and a mouse. The output device outputs information generated by the CPU so that the user can recognize the information. An example of the output device is a display. Further, examples of the input device or output device include a removable memory drive and a communication device. The removal memory drive outputs information recorded in the removal memory to the CPU, and records information generated by the CPU in the removal memory. Examples of the removable memory include flash memory, magnetic disk (flexible disk, hard disk), magnetic tape (video tape), optical disk (CD, DVD), and magneto-optical disk. The communication device transmits information generated by the CPU to another computer via the communication line network, and outputs information output from the other computer to the CPU via the communication line network. Examples of the communication line network include a LAN, the Internet, and a dedicated line. The interface outputs information generated by an external device connected to the acceleration simulator control device 3 to the CPU, and outputs information generated by the CPU to the external device. The external device includes a simulation device 4 and a drive device 8.

そのコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムである目標値算出部１４と回転中心位置算出部１５と制御部１６とを含んでいる。 The computer program includes a target value calculation unit 14, a rotation center position calculation unit 15, and a control unit 16 which are computer programs.

目標値算出部１４は、シミュレーション装置４のシミュレーション部１１により算出された仮想の乗り物の加速度に基づいて、目標値を算出する。その目標値は、モーションベース５の加速度を示し、モーションベース５に乗る被験者がその仮想の乗り物に乗っていると感じるように、すなわち、モーションベース５に乗る被験者がその仮想の乗り物の加速度を感じるように、算出されている。 The target value calculation unit 14 calculates a target value based on the acceleration of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 of the simulation device 4. The target value indicates the acceleration of the motion base 5 so that the subject on the motion base 5 feels on the virtual vehicle, that is, the subject on the motion base 5 feels the acceleration of the virtual vehicle. So that it is calculated.

回転中心位置算出部１５は、シミュレーション装置４のシミュレーション部１１により算出された仮想の乗り物の加速度と速度とに基づいて回転中心位置を算出する。 The rotation center position calculation unit 15 calculates the rotation center position based on the acceleration and speed of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 of the simulation device 4.

制御部１６は、目標値算出部１４により算出された目標値が示す加速度でモーションベース５が運動するように、駆動装置８を制御する。すなわち、制御部１６は、目標値算出部１４により算出された目標値に基づいて駆動装置８の複数のアクチュエータの各々の動作を算出し、その複数のアクチュエータの各々がその動作をするように、電気信号を駆動装置８に出力する。 The control unit 16 controls the driving device 8 so that the motion base 5 moves with the acceleration indicated by the target value calculated by the target value calculation unit 14. That is, the control unit 16 calculates the operation of each of the plurality of actuators of the driving device 8 based on the target value calculated by the target value calculation unit 14, so that each of the plurality of actuators performs the operation. An electric signal is output to the driving device 8.

図２は、シミュレーション部１１により算出される仮想の乗り物の速度と回転中心位置算出部１５により算出される回転中心位置との関係を示している。その関係２１は、特に、その仮想の乗り物が減速しているときに、シミュレーション部１１により算出された仮想の乗り物の速度に対応する回転中心位置との関係を示している。その仮想の乗り物の速度の定義域は、第１範囲２２と第２範囲２３と第３範囲２４とから形成されている。第１範囲２２は、その速度が閾値２５より小さい区間を示している。第２範囲２３は、その速度が閾値２５より大きく、かつ、閾値２６より小さい区間を示している。第３範囲２４は、その速度が閾値２６より大きい区間を示している。関係２１は、その仮想の乗り物の速度が第１範囲２２に含まれるときに、その回転中心位置がモーションベース５に乗る被験者の足元に配置されることを示している。関係２１は、さらに、その仮想の乗り物の速度が第３範囲２４に含まれるときに、その回転軸位置がモーションベース５に乗る被験者の頭部に配置されることを示している。関係２１は、さらに、その仮想の乗り物の速度が第２範囲２３に含まれるときに、その回転中心とその被験者の足元との距離がその速度に関して単純に増加することを示し、その回転中心とその被験者の頭部との距離がその速度に関して単純に減少することを示している。関係２１は、さらに、その回転中心位置がその速度に関してなだらかに変化することを示し、すなわち、その回転中心位置をその速度で微分した関数がその速度に関して連続であることを示している。 FIG. 2 shows the relationship between the speed of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 and the rotation center position calculated by the rotation center position calculation unit 15. The relationship 21 particularly indicates a relationship with the rotation center position corresponding to the speed of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 when the virtual vehicle is decelerating. The definition area of the speed of the virtual vehicle is formed by a first range 22, a second range 23, and a third range 24. The first range 22 indicates a section whose speed is smaller than the threshold value 25. The second range 23 indicates a section in which the speed is larger than the threshold 25 and smaller than the threshold 26. The third range 24 indicates a section in which the speed is greater than the threshold value 26. The relation 21 indicates that when the speed of the virtual vehicle is included in the first range 22, the rotation center position is arranged at the feet of the subject who rides on the motion base 5. The relation 21 further indicates that when the speed of the virtual vehicle is included in the third range 24, the rotation axis position is arranged on the head of the subject who rides on the motion base 5. The relationship 21 further indicates that when the speed of the virtual vehicle is included in the second range 23, the distance between the center of rotation and the feet of the subject simply increases with respect to the speed, It shows that the distance to the subject's head simply decreases with respect to the speed. The relation 21 further indicates that the rotation center position changes gently with respect to the speed, that is, the function obtained by differentiating the rotation center position with respect to the speed is continuous with respect to the speed.

さらに、回転中心位置算出部１５により算出される回転中心位置は、その仮想の乗り物が加速しているときに（すなわち、シミュレーション部１１により算出される仮想の乗り物の加速度が正であるときに）、その仮想の乗り物の速度に関係なく、モーションベース５に乗る被験者の頭部の位置を示している。 Further, the rotation center position calculated by the rotation center position calculation unit 15 is determined when the virtual vehicle is accelerating (that is, when the acceleration of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 is positive). The position of the head of the subject riding on the motion base 5 is shown regardless of the speed of the virtual vehicle.

本発明による加速度シミュレーション方法の実施の形態は、加速度シミュレータ制御装置３とシミュレーション装置４とにより実行される。ユーザは、まず、加速度シミュレータ制御装置３の入力装置を用いて周波数帯を加速度シミュレータ制御装置３に入力する。被験者は、モーションベース５の座席に着席して、ディスプレイ７に表示される画面を見て、操作装置６を操作する。シミュレーション装置４は、被験者が操作装置６を操作した操作内容を収集する。シミュレーション装置４は、操作装置６に操作された操縦内容を操作装置６から収集し、その操縦内容に基づいて、仮想の乗り物が配置される位置と姿勢とを算出し、その仮想の乗り物の加速度を算出し、その仮想の乗り物の速度を算出する。シミュレーション装置４は、その仮想の乗り物が配置される位置と姿勢とに基づいて仮想の乗り物に乗る人から見える映像を作成し、その映像をディスプレイ７に表示する。 The embodiment of the acceleration simulation method according to the present invention is executed by the acceleration simulator control device 3 and the simulation device 4. The user first inputs a frequency band to the acceleration simulator control device 3 using the input device of the acceleration simulator control device 3. The subject sits on the seat of the motion base 5 and operates the operation device 6 while viewing the screen displayed on the display 7. The simulation device 4 collects operation details of the operation of the operation device 6 by the subject. The simulation device 4 collects the operation details operated by the operation device 6 from the operation device 6, calculates the position and orientation at which the virtual vehicle is arranged based on the operation content, and accelerates the virtual vehicle. And the speed of the virtual vehicle is calculated. The simulation device 4 creates an image that can be seen by a person riding on the virtual vehicle based on the position and posture where the virtual vehicle is arranged, and displays the image on the display 7.

加速度シミュレータ制御装置３は、その仮想の乗り物の加速度に基づいて、目標値を算出する。その目標値は、モーションベース５の加速度を示し、モーションベース５に乗る被験者がその仮想の乗り物に乗っていると感じるように、すなわち、モーションベース５に乗る被験者がその仮想の乗り物の加速度を感じるように、算出される。 The acceleration simulator control device 3 calculates a target value based on the acceleration of the virtual vehicle. The target value indicates the acceleration of the motion base 5 so that the subject on the motion base 5 feels on the virtual vehicle, that is, the subject on the motion base 5 feels the acceleration of the virtual vehicle. As calculated.

加速度シミュレータ制御装置３は、さらに、その算出された仮想の乗り物の加速度と速度とに基づいて回転中心位置を算出する。その回転中心位置は、その仮想の乗り物が加速しているときに、モーションベース５に乗る被験者の頭部に近い位置を示し、その仮想の乗り物が減速しているときに、図２に示されているように、その仮想の乗り物の速度に対応する位置を示している。 Further, the acceleration simulator control device 3 calculates the rotation center position based on the calculated acceleration and speed of the virtual vehicle. The rotation center position indicates a position close to the head of the subject on the motion base 5 when the virtual vehicle is accelerating, and is shown in FIG. 2 when the virtual vehicle is decelerating. As shown, the position corresponding to the speed of the virtual vehicle is shown.

加速度シミュレータ制御装置３は、その算出された目標値が示す加速度でモーションベース５が運動するように、かつ、その算出された回転中心位置に配置された回転中心を中心にモーションベース５が回転するように、駆動装置８の複数のアクチュエータの各々の動作を算出する。加速度シミュレータ制御装置３は、その複数のアクチュエータの各々がその動作をするように、駆動装置８から出力されたモーションベース５の位置、姿勢、運動に基づいて生成された電気信号を駆動装置８に出力する。駆動装置８は、その電気信号に応答してモーションベース５を駆動し、モーションベース５の位置、姿勢、運動を加速度シミュレータ制御装置３に出力する。 The acceleration simulator control device 3 rotates the motion base 5 around the rotation center arranged at the calculated rotation center position so that the motion base 5 moves at the acceleration indicated by the calculated target value. As described above, the operation of each of the plurality of actuators of the driving device 8 is calculated. The acceleration simulator control device 3 sends an electrical signal generated based on the position, posture, and motion of the motion base 5 output from the drive device 8 to the drive device 8 so that each of the plurality of actuators operates. Output. The drive device 8 drives the motion base 5 in response to the electric signal, and outputs the position, posture, and motion of the motion base 5 to the acceleration simulator control device 3.

このような操作装置６の操作内容をモーションベース５の運動に反映させる動作は、ループを形成している。そのループのサンプリング周期は、仮想の乗り物の性能により決定される。 Such an operation of reflecting the operation content of the operation device 6 in the motion of the motion base 5 forms a loop. The sampling period of the loop is determined by the performance of the virtual vehicle.

図３は、その仮想の乗り物が加速したときのモーションベース５の運動を示している。このとき、モーションベース５は、被験者３１が仰向けの状態３２になる方向に、モーションベース５に乗る被験者３１の頭部に近い回転中心３３を中心に回転する。図４は、その仮想の乗り物が減速したときのモーションベース５の運動を示している。このとき、モーションベース５は、被験者３４がうつ伏せの状態３５になる方向に、モーションベース５に乗る被験者３１の頭部に近い回転中心３６を中心に回転する。人は、頭部に配置される耳石と三半規管とを用いて、加速度を感覚する。このため、このようなモーションベース５の回転によれば、加速度シミュレータ１は、モーションベース５に乗る被験者に加速または減速する仮想の乗り物に乗ったときの感覚をより現実的に感覚させることができる。 FIG. 3 shows the motion of the motion base 5 when the virtual vehicle accelerates. At this time, the motion base 5 rotates around the rotation center 33 near the head of the subject 31 riding on the motion base 5 in the direction in which the subject 31 is in the supine state 32. FIG. 4 shows the motion of the motion base 5 when the virtual vehicle decelerates. At this time, the motion base 5 rotates around a rotation center 36 close to the head of the subject 31 riding on the motion base 5 in a direction in which the subject 34 becomes prone 35. A person senses acceleration using an otolith placed on the head and a semicircular canal. For this reason, according to the rotation of the motion base 5, the acceleration simulator 1 can make the subject on the motion base 5 feel more realistically when he / she gets on a virtual vehicle that accelerates or decelerates. .

図５は、その仮想の乗り物が減速して停止したときのモーションベース５の運動を示している。このとき、モーションベース５は、被験者３８がうつ伏せの状態から通常の状態３７になる方向に、モーションベース５に乗る被験者３８の足元に近い回転中心３９を中心に回転する。図６は、その仮想の乗り物が減速して停止したときのモーションベース５の運動の比較例を示している。この比較例では、モーションベース５は、被験者４１がうつ伏せの状態から通常の状態４２になる方向に、モーションベース５に乗る被験者４１の頭部に近い回転中心４３を中心に回転する。図５のようなモーションベース５の回転によれば、図６のようなモーションベース５の回転に比較して、モーションベース５に乗る被験者は、上半身が後ろに振り戻される感覚をより現実的に感覚することができ、加速度シミュレータ１は、モーションベース５に乗る被験者に減速して停止する仮想の乗り物に乗ったときの感覚をより現実的に感覚させることができる。 FIG. 5 shows the motion of the motion base 5 when the virtual vehicle decelerates and stops. At this time, the motion base 5 rotates around the rotation center 39 near the feet of the subject 38 riding on the motion base 5 in a direction in which the subject 38 changes from the prone state to the normal state 37. FIG. 6 shows a comparative example of the motion of the motion base 5 when the virtual vehicle decelerates and stops. In this comparative example, the motion base 5 rotates around a rotation center 43 near the head of the subject 41 riding on the motion base 5 in a direction in which the subject 41 changes from the prone state to the normal state 42. According to the rotation of the motion base 5 as shown in FIG. 5, compared to the rotation of the motion base 5 as shown in FIG. 6, the subject riding on the motion base 5 has a more realistic feeling that the upper body is turned back. The acceleration simulator 1 can make the subject on the motion base 5 more realistically feel the feeling when riding a virtual vehicle that decelerates and stops.

加速度シミュレータ１は、さらに、その仮想の乗り物が減速しているときに、その回転中心位置がその速度に関してなだらかに変化することにより、その回転中心の移動の感覚を低減し、モーションベース５に乗る被験者に減速して停止する仮想の乗り物に乗ったときの感覚をより現実的に感覚させることができる。 Further, when the virtual vehicle is decelerating, the acceleration simulator 1 changes the rotation center position gently with respect to the speed, thereby reducing the sense of movement of the rotation center and getting on the motion base 5. It is possible to make the subject feel more realistic when riding a virtual vehicle that decelerates and stops.

図７は、シミュレーション部１１により算出される仮想の乗り物の速度と回転中心位置算出部１５により算出される回転中心位置との他の関係を示している。その関係５１は、特に、その仮想の乗り物が減速しているときに、シミュレーション部１１により算出された仮想の乗り物の速度に対応する回転中心位置との関係を示している。その仮想の乗り物の速度の定義域は、第１範囲５２と第２範囲５３と第３範囲５４とから形成されている。第１範囲５２は、その速度が閾値５５より小さい区間を示している。第２範囲５３は、その速度が閾値５５より大きく、かつ、閾値５６より小さい区間を示している。第３範囲５４は、その速度が閾値５６より大きい区間を示している。関係５１は、その仮想の乗り物の速度が第１範囲５２に含まれるときに、その回転中心位置がモーションベース５に乗る被験者の足元に配置されることを示している。関係５１は、さらに、その仮想の乗り物の速度が第３範囲５４に含まれるときに、その回転中心位置がモーションベース５に乗る被験者の頭部に配置されることを示している。関係５１は、さらに、その仮想の乗り物の速度が第２範囲５３に含まれるときに、その回転中心とその被験者の足元との距離がその速度に関して単純に増加することを示し、その回転中心とその被験者の頭部との距離がその速度に関して単純に減少することを示している。関係５１は、さらに、その回転中心位置がその速度に関して直線的に変化することを示している。 FIG. 7 shows another relationship between the speed of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 and the rotation center position calculated by the rotation center position calculation unit 15. The relationship 51 particularly indicates the relationship with the rotation center position corresponding to the speed of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 when the virtual vehicle is decelerating. The definition range of the speed of the virtual vehicle is formed by a first range 52, a second range 53, and a third range 54. The first range 52 indicates a section whose speed is smaller than the threshold 55. The second range 53 indicates a section in which the speed is larger than the threshold 55 and smaller than the threshold 56. The third range 54 indicates a section whose speed is greater than the threshold value 56. The relation 51 indicates that when the speed of the virtual vehicle is included in the first range 52, the rotation center position is arranged at the feet of the subject who rides on the motion base 5. The relation 51 further indicates that when the speed of the virtual vehicle is included in the third range 54, the rotation center position is arranged on the head of the subject who rides on the motion base 5. The relationship 51 further indicates that when the speed of the virtual vehicle is included in the second range 53, the distance between the center of rotation and the feet of the subject simply increases with respect to the speed, It shows that the distance to the subject's head simply decreases with respect to the speed. The relation 51 further indicates that the rotational center position changes linearly with respect to the speed.

加速度シミュレータ１は、図７に示されているように回転中心位置を算出することにより、図２に示されているように回転中心位置を算出することと同様にして、モーションベース５に乗る被験者に減速して停止する仮想の乗り物に乗ったときの上半身が後ろに振り戻される感覚をより現実的に感覚することができる。 The acceleration simulator 1 calculates the rotation center position as shown in FIG. 7, and in the same way as the rotation center position is calculated as shown in FIG. It is possible to more realistically feel that the upper body is turned back when riding on a virtual vehicle that decelerates and stops.

図８は、シミュレーション部１１により算出される仮想の乗り物の速度と回転中心位置算出部１５により算出される回転軸位置との他の関係を示している。その関係６１は、特に、その仮想の乗り物が減速しているときに、シミュレーション部１１により算出された仮想の乗り物の速度に対応する回転中心位置との関係を示している。その仮想の乗り物の速度の定義域は、第１範囲６２と第２範囲６４とから形成されている。第１範囲６２は、その速度が閾値６５より小さい区間を示している。第２範囲６４は、その速度が閾値６５より大きい区間を示している。関係６１は、その仮想の乗り物の速度が第１範囲６２に含まれるときに、その回転中心位置がモーションベース５に乗る被験者の足元に配置されることを示している。関係６１は、さらに、その仮想の乗り物の速度が第２範囲６４に含まれるときに、その回転中心位置がモーションベース５に乗る被験者の頭部に配置されることを示している。 FIG. 8 shows another relationship between the speed of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 and the rotation axis position calculated by the rotation center position calculation unit 15. The relationship 61 particularly indicates a relationship with the rotation center position corresponding to the speed of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 when the virtual vehicle is decelerating. The definition area of the speed of the virtual vehicle is formed by the first range 62 and the second range 64. The first range 62 indicates a section whose speed is smaller than the threshold 65. The second range 64 indicates a section where the speed is greater than the threshold value 65. The relation 61 indicates that when the speed of the virtual vehicle is included in the first range 62, the rotation center position is arranged at the feet of the subject who rides on the motion base 5. The relation 61 further indicates that when the speed of the virtual vehicle is included in the second range 64, the rotation center position is arranged on the head of the subject who rides on the motion base 5.

加速度シミュレータ１は、図８に示されているように回転中心位置を算出することにより、図２に示されているように回転中心位置を算出することと同様にして、モーションベース５に乗る被験者に減速して停止する仮想の乗り物に乗ったときの上半身が後ろに振り戻される感覚をより現実的に感覚することができる。 The acceleration simulator 1 calculates the rotation center position as shown in FIG. 8, and in the same way as the rotation center position is calculated as shown in FIG. It is possible to more realistically feel that the upper body is turned back when riding on a virtual vehicle that decelerates and stops.

なお、加速度シミュレータ１は、仮想の乗り物が減速するときに、モーションベース５に乗る被験者の頭部と回転中心位置との距離がその仮想の乗り物の速度に関して単純に減少し、かつ、その被験者の頭部と回転中心位置との距離がその速度に関して単純に増加する他の関数により、回転中心位置を算出することもできる。このような加速度シミュレータは、図２に示されているように回転中心位置を算出することと同様にして、モーションベース５に乗る被験者に減速して停止する仮想の乗り物に乗ったときの上半身が後ろに振り戻される感覚をより現実的に感覚することができる。 The acceleration simulator 1 simply reduces the distance between the head of the subject riding on the motion base 5 and the rotation center position with respect to the speed of the virtual vehicle when the virtual vehicle decelerates. The rotation center position can also be calculated by another function in which the distance between the head and the rotation center position simply increases with respect to the speed. In such an acceleration simulator, as shown in FIG. 2, the upper body when the user rides on a virtual vehicle that decelerates and stops to the subject on the motion base 5 in the same manner as calculating the rotation center position. You can feel the sense of being turned back more realistically.

なお、加速度シミュレータ１は、仮想の乗り物が減速して停止するときにだけ、その回転中心をその被験者の足元に配置することもできる。このような加速度シミュレータは、図２に示されているように回転中心位置を算出することと同様にして、モーションベース５に乗る被験者に減速して停止する仮想の乗り物に乗ったときの上半身が後ろに振り戻される感覚をより現実的に感覚することができる。 In addition, the acceleration simulator 1 can also arrange | position the rotation center to the test subject's step, only when a virtual vehicle decelerates and stops. In such an acceleration simulator, as shown in FIG. 2, the upper body when the user rides on a virtual vehicle that decelerates and stops to the subject on the motion base 5 in the same manner as calculating the rotation center position. You can feel the sense of being turned back more realistically.

本発明による加速度シミュレータの実施の他の形態は、既述の実施の形態における回転中心位置算出部１５が他の回転中心位置算出部に置換されている。その回転中心位置算出部７０は、図９に示されているように、第１耳石器官モデル部７１と第２耳石器官モデル部７２と違和感算出部７３と違和感絶対値算出部７４と回転中心位置算出部本体７５とを備えている。第１耳石器官モデル部７１は、数学モデルを用いて、シミュレーション部１１により算出された仮想の乗り物の加速度に基づいて、その仮想の乗り物に乗っている人の感覚を算出する。第２耳石器官モデル部７２は、数学モデルを用いて、目標値算出部１４により算出された目標値に基づいて、モーションベース５に乗っている被験者の感覚を算出する。違和感算出部７３は、第１耳石器官モデル部７１により算出された感覚と第２耳石器官モデル部７２により算出された感覚とに基づいて、違和感を算出する。このような感覚と違和感との算出は、周知であり、たとえば、特開２００８−２１６４００号公報に開示されている。違和感絶対値算出部７４は、違和感算出部７３により算出された違和感に基づいて違和感絶対値（スカラー量）を算出する。その違和感絶対値は、その違和感の程度を示し、値が大きいほど違和感の程度が大きいことを示している。回転中心位置算出部本体７５は、違和感絶対値算出部７４により算出された違和感絶対値に基づいて回転中心位置を算出する。 In another embodiment of the acceleration simulator according to the present invention, the rotation center position calculation unit 15 in the above-described embodiment is replaced with another rotation center position calculation unit. As shown in FIG. 9, the rotation center position calculation unit 70 includes a first otolith organ model unit 71, a second otolith organ model unit 72, a discomfort calculation unit 73, a discomfort absolute value calculation unit 74, and a rotation. And a center position calculation unit main body 75. The first otolith organ model unit 71 uses a mathematical model to calculate the sensation of a person riding on the virtual vehicle based on the acceleration of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11. The second otolith organ model unit 72 calculates the sensation of the subject on the motion base 5 based on the target value calculated by the target value calculation unit 14 using a mathematical model. The discomfort calculation unit 73 calculates discomfort based on the sensation calculated by the first otolith organ model unit 71 and the sensation calculated by the second otolith organ model unit 72. Such calculation of feeling and discomfort is well known, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-216400. The discomfort absolute value calculation unit 74 calculates the discomfort absolute value (scalar amount) based on the discomfort calculated by the discomfort calculation unit 73. The discomfort absolute value indicates the degree of discomfort, and the larger the value, the greater the discomfort. The rotation center position calculation unit main body 75 calculates the rotation center position based on the discomfort absolute value calculated by the discomfort absolute value calculation unit 74.

図１０は、違和感絶対値算出部７４により算出される違和感絶対値と回転中心位置算出部本体７５により算出される回転中心位置との関係を示している。その関係８１は、特に、その仮想の乗り物が減速しているときに、違和感絶対値算出部７４により算出された違和感絶対値に対応する回転中心位置との関係を示している。その違和感絶対値の定義域は、第１範囲８２と第２範囲８３と第３範囲８４とから形成されている。第１範囲８２は、その違和感絶対値が閾値８５より小さい区間を示している。第２範囲８３は、その違和感絶対値が閾値８５より大きく、かつ、閾値８６より小さい区間を示している。第３範囲８４は、その違和感絶対値が閾値８６より大きい区間を示している。関係８１は、その違和感絶対値が第１範囲８２に含まれるときに、その回転中心位置がモーションベース５に乗る被験者の足元に配置されることを示している。関係８１は、さらに、その違和感絶対値が第３範囲８４に含まれるときに、その回転軸位置がモーションベース５に乗る被験者の頭部に配置されることを示している。関係８１は、さらに、その違和感絶対値が第２範囲８３に含まれるときに、その回転中心とその被験者の足元との距離がその速度に関して単純に増加することを示し、その回転中心とその被験者の頭部との距離がその速度に関して単純に減少することを示している。関係８１は、さらに、その回転中心位置がその速度に関して直線的に変化することを示している。 FIG. 10 shows the relationship between the uncomfortable feeling absolute value calculated by the discomfort absolute value calculating section 74 and the rotation center position calculated by the rotation center position calculating section main body 75. The relationship 81 particularly indicates the relationship with the rotation center position corresponding to the discomfort absolute value calculated by the discomfort absolute value calculation unit 74 when the virtual vehicle is decelerating. The definition range of the discomfort absolute value is formed by a first range 82, a second range 83, and a third range 84. The first range 82 indicates a section in which the discomfort absolute value is smaller than the threshold value 85. The second range 83 indicates a section in which the discomfort absolute value is larger than the threshold value 85 and smaller than the threshold value 86. The third range 84 indicates a section in which the discomfort absolute value is greater than the threshold value 86. The relationship 81 indicates that the rotation center position is arranged at the feet of the subject who rides on the motion base 5 when the discomfort absolute value is included in the first range 82. The relationship 81 further indicates that when the discomfort absolute value is included in the third range 84, the rotation axis position is arranged on the head of the subject who rides on the motion base 5. The relationship 81 further indicates that when the discomfort absolute value is included in the second range 83, the distance between the rotation center and the subject's feet simply increases with respect to the speed, and the rotation center and the subject It shows that the distance from the head is simply reduced with respect to its speed. The relation 81 further indicates that the rotational center position changes linearly with respect to the speed.

さらに、回転中心位置算出部本体７５により算出される回転中心位置は、その仮想の乗り物が加速しているときに（すなわち、シミュレーション部１１により算出される仮想の乗り物の加速度が正であるときに）、その違和感絶対値に関係なく、モーションベース５に乗る被験者の頭部の位置を示している。 Further, the rotation center position calculated by the rotation center position calculation unit main body 75 is determined when the virtual vehicle is accelerating (that is, when the acceleration of the virtual vehicle calculated by the simulation unit 11 is positive). ), The position of the head of the subject on the motion base 5 is shown regardless of the absolute value of the uncomfortable feeling.

モーションベース５に乗る被験者が感覚する違和感は、一般に、モーションベース５が回転する回転中心の位置が不適切であるときに、大きくなる。違和感絶対値算出部７４により算出される違和感絶対値は、通常の減速と加速とに比較して、その仮想の乗り物が減速して停止するときに、大きくなる。このため、このような加速度シミュレータは、モーションベース５に乗る被験者に、減速して停止する仮想の乗り物に乗ったときの上半身が後ろに振り戻される感覚をより現実的に感覚することができる。 The sense of incongruity felt by the subject riding on the motion base 5 is generally increased when the position of the center of rotation around which the motion base 5 rotates is inappropriate. The discomfort absolute value calculated by the discomfort absolute value calculation unit 74 becomes larger when the virtual vehicle decelerates and stops compared to normal deceleration and acceleration. For this reason, such an acceleration simulator can more realistically feel the feeling that the upper body of the subject riding on the motion base 5 is turned back when riding on a virtual vehicle that decelerates and stops.

なお、加速度シミュレータは、仮想の乗り物が減速するときに、モーションベース５に乗る被験者の頭部と回転中心位置との距離がその違和感絶対値に関して単純に減少し、かつ、その被験者の頭部と回転中心位置との距離がその違和感絶対値に関して単純に増加する他の関数により、回転中心位置を算出することもできる。このような加速度シミュレータは、図２に示されているように回転中心位置を算出することと同様にして、モーションベース５に乗る被験者に減速して停止する仮想の乗り物に乗ったときの上半身が後ろに振り戻される感覚をより現実的に感覚することができる。 The acceleration simulator simply reduces the distance between the subject's head riding on the motion base 5 and the rotation center position when the virtual vehicle decelerates with respect to the absolute value of the discomfort, The rotation center position can also be calculated by another function in which the distance to the rotation center position simply increases with respect to the absolute value of the uncomfortable feeling. In such an acceleration simulator, as shown in FIG. 2, the upper body when the user rides on a virtual vehicle that decelerates and stops to the subject on the motion base 5 in the same manner as calculating the rotation center position. You can feel the sense of being turned back more realistically.

なお、目標値算出部１４は、操作装置６の操作内容により変化しない仮想の乗り物の運動に基づいて目標値を算出する他の目標値算出部に置換されることができる。このような加速度シミュレータとしては、遊園地のアトラクションが例示される。このような加速度シミュレータは、加速度シミュレータ本体２が操作装置６を備える必要がなく、加速度シミュレータ制御装置３がシミュレーション部１１を備える必要がなく、より容易に作製されることができ、さらに、既述の実施の形態における加速度シミュレータ１と同様にして、モーションベース５に乗る被験者の乗り物酔いを防止することができる。 The target value calculation unit 14 can be replaced with another target value calculation unit that calculates a target value based on the motion of a virtual vehicle that does not change depending on the operation content of the controller device 6. An example of such an acceleration simulator is an amusement park attraction. Such an acceleration simulator does not require the acceleration simulator main body 2 to include the operation device 6, and does not require the acceleration simulator control device 3 to include the simulation unit 11, and can be easily manufactured. In the same manner as the acceleration simulator 1 in this embodiment, motion sickness of a subject riding on the motion base 5 can be prevented.

１：加速度シミュレータ
２：加速度シミュレータ本体
３：加速度シミュレータ制御装置
５：モーションベース
６：操作装置
７：ディスプレイ
８：駆動装置
１１：シミュレーション部
１２：映像作成部
１４：目標値算出部
１５：回転中心位置算出部
１６：制御部
２１：関係
２２：第１範囲
２３：第２範囲
２４：第３範囲
２５：閾値
２６：閾値
３１：被験者
３２：仰向けの状態
３３：回転軸
３４：被験者
３５：うつ伏せの状態
３６：回転軸
３７：通常の状態
３８：被験者
３９：回転軸
５１：関係
５２：第１範囲
５３：第２範囲
５４：第３範囲
５５：閾値
５６：閾値
６１：関係
６２：第１範囲
６４：第２範囲
６５：閾値
７０：回転軸位置算出部
７１：第１耳石器官モデル部
７２：第２耳石器官モデル部
７３：違和感算出部
７４：違和感絶対値算出部
７５：回転中心位置算出部本体
８１：関係
８２：第１範囲
８３：第２範囲
８４：第３範囲
８５：閾値
８６：閾値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Acceleration simulator 2: Acceleration simulator main body 3: Acceleration simulator control apparatus 5: Motion base 6: Operation apparatus 7: Display 8: Drive apparatus 11: Simulation part 12: Image | video creation part 14: Target value calculation part 15: Rotation center position Calculation unit 16: Control unit 21: Relationship 22: First range 23: Second range 24: Third range 25: Threshold value 26: Threshold value 31: Subject 32: State of supine 33: Rotating shaft 34: Subject 35: State of prone 36: Rotating shaft 37: Normal state 38: Subject 39: Rotating shaft 51: Relationship 52: First range 53: Second range 54: Third range 55: Threshold 56: Threshold 61: Relationship 62: First range 64: Second range 65: Threshold value 70: Rotation axis position calculation unit 71: First otolith organ model unit 72: Second otolith organ model unit 73: Discomfort Calculator 74: discomfort absolute value calculation unit 75: the rotation center position calculating unit body 81: Relationship 82: first range 83: second region 84: 3 Range 85: threshold 86: threshold

Claims

A target value calculation unit that calculates a target value indicating the motion-based target motion based on a virtual value indicating the virtual motion of the virtual vehicle, so that a subject who rides the motion base feels riding on the virtual vehicle;
A control unit that controls a drive device that drives the motion base based on the target value so that the motion base performs the target motion;
A rotation center position calculation unit that calculates a rotation center position based on the virtual value;
The target motion includes a rotational motion that rotates about a rotational center that is perpendicular to the vertical direction,
The said control part is an acceleration simulator which controls the said drive device further so that the said rotation center may be arrange | positioned in the said rotation center position.

In claim 1,
The acceleration simulator wherein the distance between the subject's head and the center of rotation simply increases with respect to the speed of the virtual vehicle when the virtual vehicle is decelerating.

In claim 2,
The distance between the subject's head and the center of rotation is
When the virtual vehicle is not decelerating, it is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation,
In the case where the virtual vehicle is decelerating, when the speed of the virtual vehicle is smaller than a predetermined speed, it is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation,
When the virtual vehicle is decelerating and the speed of the virtual vehicle is greater than the predetermined speed, the acceleration simulator is greater than a distance between the foot of the subject and the center of rotation.

In claim 3,
The acceleration simulator in which the distance between the head of the subject riding on the motion base and the center of rotation changes smoothly with respect to the speed.

In any one of Claims 2-4,
The distance between the subject's head and the center of rotation is
When the virtual vehicle is running, it is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation,
An acceleration simulator that is larger than the distance between the subject's feet and the center of rotation when the virtual vehicle stops.

In claim 1,
The rotation center position calculation unit
A first model unit that calculates a first sensation felt by a person riding on the virtual vehicle based on the virtual value;
A second model unit that calculates a second sensation felt by a subject on the motion base based on the target value;
A sense of incongruity calculating unit that calculates discomfort based on the first sense and the second sense;
An acceleration simulator comprising: a rotation center position calculation unit main body that calculates the rotation center position based on the degree of uncomfortable feeling.

In claim 6,
The distance between the subject's head and the center of rotation simply increases with respect to the degree of discomfort,
The acceleration simulator in which the distance between the subject's foot and the center of rotation is simply reduced with respect to the degree of discomfort.

In any one of Claims 1-7,
An acceleration simulator further comprising a simulation unit that calculates the virtual value based on the operation content of the operation device.

Calculating a target value indicating the motion-based target motion based on a virtual value indicating the virtual motion of the virtual vehicle, so that a subject riding on the motion base feels riding on the virtual vehicle;
Controlling a driving device for driving the motion base based on the target value so that the motion base performs the target motion;
Calculating a rotation center position based on the virtual value,
The target motion includes a rotational motion that rotates about a rotational center that is perpendicular to the vertical direction,
The acceleration simulation method, wherein the control unit further controls the drive device so that the rotation center is arranged at the rotation center position.

In claim 9,
The acceleration simulation method, wherein the distance between the subject's head and the center of rotation simply increases with respect to the speed of the virtual vehicle when the virtual vehicle is decelerating.

In claim 10,
The distance between the subject's head and the center of rotation is
When the virtual vehicle is not decelerating, it is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation,
In the case where the virtual vehicle is decelerating, when the speed of the virtual vehicle is smaller than a predetermined speed, it is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation,
When the virtual vehicle is decelerating and the speed of the virtual vehicle is greater than the predetermined speed, the acceleration simulation method is greater than the distance between the foot of the subject and the center of rotation.

In claim 11,
The acceleration simulation method, wherein the distance between the head of the subject riding on the motion base and the center of rotation changes smoothly with respect to the speed.

In any one of Claims 10-12,
The distance between the subject's head and the center of rotation is
When the virtual vehicle is running, it is smaller than the distance between the subject's feet and the center of rotation,
An acceleration simulation method that is larger than a distance between the foot of the subject and the center of rotation when the virtual vehicle stops.

In claim 9,
Calculating a first sensation felt by a person riding on the virtual vehicle based on the virtual value;
Calculating a second sensation felt by the subject riding on the motion base based on the target value;
Calculating a sense of incongruity based on the first sense and the second sense,
The acceleration center method is calculated based on the degree of uncomfortable feeling.

In claim 14,
The distance between the subject's head and the center of rotation simply increases with respect to the degree of discomfort,
The acceleration simulation method, wherein the distance between the subject's foot and the center of rotation is simply reduced with respect to the degree of discomfort.

In any one of Claims 9-15,
An acceleration simulation method, further comprising: calculating the virtual value based on an operation content of the operation device.