JP2011133695A - Driving simulating device - Google Patents

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Shuji Nishiyama
修二 西山
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Okayama Prefecture Ind Promotion Foundation
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving simulating device which is safe and can be used at driving schools and in car development to provide more real driving experience and has simple mechanism with little failure. <P>SOLUTION: The device includes: a roller base 22 carrying a plurality of rollers 21 following to axial rotation of wheels F, R to rotate a lifting mechanism 23 which allows the roller base 22 to be lifted up and down; a rotating mechanism 24 which horizontally rotate, clockwise or counterclockwise, the roller base 22 on which the front wheel F is placed; a vehicle speed detector 25 which detects speed of a real vehicle J; a vehicle rotation detector 26 which detects the amount of horizontal rotation of the roller base 22; a display 27 which displays screens of virtual roads; and a controller 28 which causes the display 27 to display the screens of the virtual roads changing in accordance with speed and the amount of horizontal rotation, calculates the inclination of the virtual road, and allows the lifting mechanism 23 to lift up and down the roller base 22 to adjust the attitude of the real vehicle J in accordance with the calculated inclination. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、実車両を用いた運転シミュレーション装置に関するものである。   The present invention relates to a driving simulation apparatus using an actual vehicle.

自動車教習用やアミューズメント用として、自動車等の運転を模擬する運転シミュレーション装置が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
この運転シミュレーション装置１０は、図６に示すように、自動車等の形状を模した筐体１１にユーザが乗り、ディスプレー１２に映し出された道路や景色等の映像に従って、ユーザが自動車等の運転を模擬体験するものである。 A driving simulation device for simulating driving of an automobile or the like has been disclosed for use in car learning or amusement (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
As shown in FIG. 6, the driving simulation apparatus 10 is configured such that a user rides on a housing 11 simulating the shape of a car or the like, and the user drives a car or the like according to images such as roads and scenery projected on the display 12. This is a simulated experience.

このような運転シミュレーション装置１０を使用すると、新規に運転免許を取得するユーザが運転に慣れていない段階において、他の自動車等が走行している現実の道路で運転しなくてもよいので、安心して教習を受けられるという利点がある。また、運転免許の取得後に運転経験を積まずに長年経過してしまったいわゆるペーパードライバーの再教習や、高齢ドライバーの運転技能確認も安全に行うことができる。さらに、アミューズメント用として、ユーザは自動車レース等を模擬体験し、爽快感を味わうことができる。   When such a driving simulation apparatus 10 is used, it is not necessary to drive on an actual road on which another automobile or the like is traveling when a user who newly acquires a driving license is not used to driving. There is an advantage that you can learn with the heart. In addition, it is possible to safely perform so-called retraining of paper drivers that have passed for many years without acquiring driving licenses and confirmation of driving skills of older drivers. Further, for amusement, the user can experience a car race or the like and experience a refreshing feeling.

また、より現実的な運転感覚を得るために、実車両を用いた運転シミュレーション装置も開示されている（例えば特許文献３乃至９参照）。   Moreover, in order to obtain a more realistic driving feeling, a driving simulation apparatus using an actual vehicle is also disclosed (see, for example, Patent Documents 3 to 9).

一方、このような自動車教習用以外にも、自動車の開発時に車両の性能評価においてコンピュータによるシミュレーションが行われている。しかし、いくらコンピュータが高性能になった今日といえども、開発段階において実車両を用いた測定は必要であり、一般に実車両をテストコースで走行させて各種データを取得し、性能評価を行っている。   On the other hand, in addition to such automobile training, computer simulation is performed for evaluating the performance of a vehicle during the development of the automobile. However, even with today's high-performance computers, measurements using actual vehicles are necessary at the development stage. In general, various data are obtained by running actual vehicles on a test course, and performance evaluation is performed. Yes.

特開平１１−６５４１９号公報JP 11-65419 A 特開２０００−１２２５２３号公報JP 2000-122523 A 特公昭４１−６０５９号公報Japanese Patent Publication No.41-6059 特開平５−８８６０４号公報JP-A-5-88604 実公昭４０−１８５７３号公報Japanese Utility Model Publication No. 40-18573 特開昭５２−８２５２７号公報JP-A-52-82527 特開昭６１−２５５３８０号公報JP-A-61-255380 特表２００７−５２２５００号公報Special table 2007-522500 gazette 特開２００８−２１６３３２号公報JP 2008-216332 A

しかしながら、図６の運転シミュレーション装置１０は、自動車を模した筐体１１内においてユーザが運転操作を行うので、運転シミュレーション装置１０での運転感覚と実車両の運転感覚には少なからず差異が生じてしまうという問題がある。この差異が大きいと、運転シミュレーション装置１０で教習を行ったユーザが、実車両を操作した場合に違和感を覚える。これでは、運転シミュレーション装置１０による教習は、効果的な模擬体験とはいえない。とはいえ、いきなり実車両で実走という教習のスタイルでは、敷居が高いと感じてしまうユーザも存在する。   However, in the driving simulation apparatus 10 of FIG. 6, since the user performs a driving operation in the housing 11 simulating an automobile, there is a considerable difference between the driving sensation in the driving simulation apparatus 10 and the driving sensation of the actual vehicle. There is a problem of end. If this difference is large, the user who has learned with the driving simulation apparatus 10 feels uncomfortable when operating the actual vehicle. In this case, the teaching by the driving simulation device 10 is not an effective simulation experience. Nonetheless, there are users who suddenly feel that the threshold is high in the practice style of running on a real vehicle.

また、特許文献３及び４に記載の発明は、実車両を用いているがそのエンジンをかけずに運転シミュレーションを行うので、そのような自動車教習で現実的な運転感覚を得られるとは言い難い。
一方、特許文献５乃至８に記載の発明は、実車両のエンジンをかけ、実際に実車両のアクセルを踏んで運転シミュレーションを行うが、それであっても定位置走行での運転シミュレーションという性質上、実車両で実際の道路を走行するものとは運転感覚が異なり、この運転感覚の差は小さくはない。例えば、現実の道路には坂があるが、特許文献５乃至８に記載の発明においてはこれを全く考慮していないので、運転シミュレーションと現実の運転との感覚に差異がある。 In addition, although the inventions described in Patent Documents 3 and 4 use a real vehicle but perform a driving simulation without using the engine, it is difficult to say that such a driving lesson can provide a realistic driving feeling. .
On the other hand, in the inventions described in Patent Documents 5 to 8, an actual vehicle engine is started and an actual vehicle accelerator is stepped on to perform a driving simulation. The driving sensation is different from that of an actual vehicle traveling on an actual road, and the difference in driving sensation is not small. For example, although there is a slope on an actual road, the inventions described in Patent Documents 5 to 8 do not consider this at all, and thus there is a difference in feeling between driving simulation and actual driving.

ここで、特許文献９に記載の発明は、六本の油圧シリンダを備えるヘキサポッドによって、坂に対応できるようになっているが、その機構及び制御は複雑であるので、故障が生じ易い。
また、実車両の車輪の下に配置されたフラットベルト装置の回転をコンピュータによって制御しているが、この制御も複雑であるので、故障する可能性はゼロとはいえない。万が一、フラットベルト装置が故障した場合には、実車両がフラットベルト装置の前方に飛び出してしまうので、大変危険である。ここで、特許文献９の段落番号（００４７）には、「回転体は大径のローラであってもよい」とあるが、実車両の車輪とローラとの位置関係が不明確であり、これをもって当業者が実施することができる程度に具体的に発明が開示され、安全性が確保できているとはいえない。 Here, although the invention described in Patent Document 9 can cope with a hill by a hexapod having six hydraulic cylinders, its mechanism and control are complicated, and a failure is likely to occur.
Moreover, although the rotation of the flat belt device arranged under the wheel of the actual vehicle is controlled by a computer, this control is also complicated, so the possibility of failure is not zero. In the unlikely event that the flat belt device breaks down, the actual vehicle will pop out in front of the flat belt device, which is very dangerous. Here, paragraph number (0047) of Patent Document 9 states that “the rotating body may be a large-diameter roller”, but the positional relationship between the wheel and the roller of the actual vehicle is unclear. The invention is specifically disclosed to the extent that can be carried out by those skilled in the art, and it cannot be said that safety is ensured.

また、テストコースで自動車を実走させ性能評価を行う場合においては、実車両に測定機器を搭載し、実走しながら各種データを取得するので、搭載できる測定機器が限られている。つまり、測定できる項目が限られており、必ずしも性能評価に十分なデータが得られているとはいえない。また、データを取得するために、テストドライバーが危険を冒しながら高速走行を行っているのが現状である。   In addition, when performance is evaluated by running a car on a test course, measurement equipment is mounted on an actual vehicle, and various data are acquired while actually running, so the number of measurement equipment that can be mounted is limited. In other words, the items that can be measured are limited, and it cannot be said that sufficient data for performance evaluation is obtained. Moreover, in order to acquire data, the test driver is currently driving at high speed while taking risks.

つまり、自動車教習においても、自動車開発段階においても、シミュレーション及び実走にはそれぞれメリットもあるが、デメリットも存在する。   In other words, both in the driving lesson and in the vehicle development stage, the simulation and the actual running have advantages, but there are also disadvantages.

そこで、本発明の目的とするところは、自動車教習及び自動車開発において使用でき、より現実的な運転感覚を体験できるとともに、しかもその機構が簡易で故障が生じ難く安全な運転シミュレーション装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a safe driving simulation apparatus that can be used in driving lessons and vehicle development, can experience a more realistic driving feeling, and has a simple mechanism that is unlikely to cause failure. It is in.

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、実車両（Ｊ）を用いた運転シミュレーション装置（２０）であって、前記実車両（Ｊ）の車輪（Ｆ，Ｒ）の軸に平行で車輪（Ｆ，Ｒ）が上載されるように車輪（Ｆ，Ｒ）の前後に配置され、車輪（Ｆ，Ｒ）の軸回転に従動して回転する複数本（少なくとも二本以上）のローラー（２１）を搭載したローラー台（２２）を、各車輪（Ｆ，Ｒ）毎に計四台設けるとともに、前記実車両（Ｊ）の前輪（Ｆ）が上載された前記ローラー台（２２）、及び前記実車両（Ｊ）の後輪（Ｒ）が上載された前記ローラー台（２２）のうち少なくとも一組を昇降可能とした昇降機構（２３）を設け、仮想道路の勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を昇降可能にしたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a driving simulation apparatus (20) according to claim 1 of the present invention is a driving simulation apparatus (20) using an actual vehicle (J), and the actual vehicle (J). The wheel (F, R) is arranged in front of and behind the wheel (F, R) so that the wheel (F, R) is mounted in parallel to the axis of the wheel (F, R) of the vehicle, and rotates following the wheel rotation of the wheel (F, R). A total of four roller bases (22) for each of the wheels (F, R) mounted with a plurality of (at least two) rollers (21) to be mounted and the front wheels (F) of the actual vehicle (J) An elevating mechanism (23) capable of moving up and down at least one of the roller base (22) on which the rear wheel (R) is mounted and the roller base (22) on which the rear wheel (R) of the actual vehicle (J) is mounted. And adjust the attitude of the actual vehicle (J) according to the gradient of the virtual road In, characterized in that to allow the lifting of the lifting mechanism (23).

また、請求項２に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記実車両（Ｊ）のハンドルを左右に切って前記前輪（Ｆ）が左右に振れた場合に、前記前輪（Ｆ）が上載された前記ローラー台（２２）の複数本のローラー（２１）を前記前輪（Ｆ）の軸に平行に保つように、前記前輪（Ｆ）が上載された前記ローラー台（２２）を左右に水平回転させる回転機構（２４）を設けたことを特徴とする。   Further, in the driving simulation device (20) according to claim 2, the front wheel (F) is mounted when the steering wheel of the actual vehicle (J) is turned left and right and the front wheel (F) swings left and right. Further, the roller table (22) on which the front wheel (F) is mounted is horizontally rotated to keep the plurality of rollers (21) of the roller table (22) parallel to the axis of the front wheel (F). A rotating mechanism (24) is provided.

また、請求項３に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記回転機構（２４）は、前記ローラー台（２２）を上載し、前記前輪（Ｆ）が左右に振れた場合に、前記前輪（Ｆ）から前記ローラー（２１）にかかる前記実車両（Ｊ）の重量及び摩擦力に従動して水平回転するターンテーブルであることを特徴とする。   Further, in the driving simulation device (20) according to claim 3, when the rotation mechanism (24) mounts the roller base (22) and the front wheel (F) swings left and right, the front wheel ( It is a turntable that rotates horizontally following the weight and frictional force of the actual vehicle (J) applied to the roller (21) from F).

また、請求項４に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ローラー（２１）の回転から前記実車両（Ｊ）の速度を検出する車両速度検出部（２５）と、前記仮想道路の映像を表示するディスプレー（２７）と、前記車両速度検出部（２５）で検出された速度に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレー（２７）に表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された前記勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を介して前記ローラー台（２２）を昇降させる制御部（２８）と、を備えることを特徴とする。   The driving simulation device (20) according to claim 4 includes a vehicle speed detection unit (25) that detects the speed of the real vehicle (J) from the rotation of the roller (21), and an image of the virtual road. A display (27) to be displayed and an image of the virtual road that changes in accordance with the speed detected by the vehicle speed detector (25) are displayed on the display (27), and a virtual image in the displayed image is displayed. A control unit that calculates the gradient of the road and moves the roller base (22) up and down via the lifting mechanism (23) so as to match the posture of the actual vehicle (J) corresponding to the calculated gradient ( And 28).

また、請求項５に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ローラー（２１）の回転から前記実車両（Ｊ）の速度を検出する車両速度検出部（２５）と、前記ローラー台（２２）の水平回転量を検出する車両回転量検出部（２６）と、前記仮想道路の映像を表示するディスプレー（２７）と、前記車両速度検出部（２５）及び車両回転量検出部（２６）で検出された速度と水平回転量に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレー（２７）に表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された前記勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を介して前記ローラー台（２２）を昇降させる制御部（２８）と、を備えることを特徴とする。   The driving simulation device (20) according to claim 5 includes a vehicle speed detection unit (25) that detects the speed of the actual vehicle (J) from the rotation of the roller (21), and the roller base (22). Detected by a vehicle rotation amount detection unit (26) for detecting the horizontal rotation amount of the vehicle, a display (27) for displaying the video of the virtual road, the vehicle speed detection unit (25) and the vehicle rotation amount detection unit (26). The video of the virtual road that changes in accordance with the speed and the amount of horizontal rotation is displayed on the display (27), and the gradient of the virtual road in the displayed video is calculated and corresponds to the calculated gradient And a control unit (28) for moving the roller base (22) up and down via the lifting mechanism (23) so as to match the posture of the actual vehicle (J).

また、請求項６に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ローラー（２１）の回転から前記実車両（Ｊ）の速度を検出する車両速度検出部（２５）と、前記仮想道路の映像を表示するディスプレー（２７）と、前記車両速度検出部（２５）で検出された速度に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレー（２７）に表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出する映像処理部（２９）と、前記映像処理部（２９）で算出された前記勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を介して前記ローラー台（２２）を昇降させる制御部（２８）と、を備えることを特徴とする。   The driving simulation device (20) according to claim 6 includes a vehicle speed detection unit (25) for detecting the speed of the real vehicle (J) from the rotation of the roller (21), and an image of the virtual road. A display (27) to be displayed and an image of the virtual road that changes in accordance with the speed detected by the vehicle speed detector (25) are displayed on the display (27), and a virtual image in the displayed image is displayed. A video processing unit (29) for calculating a road gradient, and the lifting mechanism (23) so as to match the posture of the actual vehicle (J) in accordance with the gradient calculated by the video processing unit (29). And a control unit (28) for moving up and down the roller table (22).

また、請求項７に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ローラー（２１）の回転から前記実車両（Ｊ）の速度を検出する車両速度検出部（２５）と、前記ローラー台（２２）の水平回転量を検出する車両回転量検出部（２６）と、前記仮想道路の映像を表示するディスプレー（２７）と、前記車両速度検出部（２５）及び車両回転量検出部（２６）で検出された速度と水平回転量に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレー（２７）に表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出する映像処理部（２９）と、前記映像処理部（２９）で算出された前記勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を介して前記ローラー台（２２）を昇降させる制御部（２８）と、を備えることを特徴とする。   The driving simulation device (20) according to claim 7 includes a vehicle speed detection unit (25) that detects the speed of the actual vehicle (J) from the rotation of the roller (21), and the roller base (22). Detected by a vehicle rotation amount detection unit (26) for detecting the horizontal rotation amount of the vehicle, a display (27) for displaying the video of the virtual road, the vehicle speed detection unit (25) and the vehicle rotation amount detection unit (26). A video processing unit (29) for causing the display (27) to display a video of the virtual road that changes according to the speed and the horizontal rotation amount, and calculating a gradient of the virtual road in the displayed video; A control unit that raises and lowers the roller base (22) via the elevating mechanism (23) so as to match the posture of the actual vehicle (J) corresponding to the gradient calculated by the video processing unit (29). (28 Characterized in that it comprises a and.

また、請求項８に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記車両速度検出部（２５）で検出された速度に対応した強さの風を前記実車両（Ｊ）に送る送風装置（３０）をさらに備えることを特徴とする。   Further, the driving simulation device (20) according to claim 8 is a blower device (30) for sending wind having a strength corresponding to the speed detected by the vehicle speed detection unit (25) to the actual vehicle (J). Is further provided.

また、請求項９に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ディスプレー（２７）に表示される映像内で発生する音を出力するスピーカー（３１）をさらに備えることを特徴とする。   The driving simulation device (20) according to claim 9 further includes a speaker (31) for outputting a sound generated in an image displayed on the display (27).

ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。   Here, the symbols in the parentheses indicate corresponding elements or corresponding matters described in the drawings and the embodiments for carrying out the invention described later.

本発明の請求項１に記載の運転シミュレーション装置によれば、実車両の車輪の軸に平行で車輪が上載されるように車輪の前後に配置され、車輪の軸回転に従動して回転する複数本のローラーを搭載したローラー台を、各車輪毎に計四台設けたので、自動車教習中のユーザは定位置にて実車両のアクセルを踏むことができ、安心して自動車教習を受けることができる。また、ローラー台の構造が単純であるので、ローラー台が故障して実車両が前方に飛び出してしまうということが生じ難い。
しかも、実車両の前輪が上載されたローラー台及び実車両の後輪が上載されたローラー台のうち少なくとも一組を昇降可能とした昇降機構を設けたので、仮想道路の勾配に対応して実車両の姿勢を合わせることができる。よって、ユーザはさらに効果的な運転の模擬体験が可能である。しかも、実車両の姿勢を合わせるためには、少なくとも一組のローラーを昇降させるだけであるので、その機構は簡易であり、故障が生じ難い。
さらには、自動車の開発段階で、室内しかも定位置において、例えば坂道での走行性能や実車両の各部位にかかる負荷等を測定することができるので、各種データの取得が安全に行える。しかも、定位置で各種性能を測定できるので、車両内に搭載できない大型の測定機器によっても測定することができ、より多くの重要なデータを取得できる。 According to the driving simulation apparatus of the first aspect of the present invention, a plurality of wheels are arranged in front of and behind the wheels so as to be mounted on the wheels parallel to the wheels of the wheels of the actual vehicle, and rotate by following the wheel rotation of the wheels. A total of four roller bases equipped with a roller for each wheel are provided, so that a user during driving training can step on the accelerator of a real vehicle at a fixed position and can receive driving training with peace of mind. . Further, since the structure of the roller base is simple, it is difficult for the roller base to break down and the actual vehicle to jump forward.
In addition, since an elevating mechanism is provided that can move up and down at least one of the roller base on which the front wheels of the actual vehicle are mounted and the roller base on which the rear wheels of the actual vehicle are mounted, the actual structure is provided corresponding to the gradient of the virtual road. The vehicle attitude can be adjusted. Therefore, the user can have a more effective driving simulation experience. Moreover, in order to match the posture of the actual vehicle, it is only necessary to raise and lower at least one set of rollers, so that the mechanism is simple and does not easily cause a failure.
Furthermore, at the vehicle development stage, it is possible to measure, for example, the running performance on a slope and the load applied to each part of an actual vehicle indoors and at a fixed position, so that various data can be acquired safely. Moreover, since various performances can be measured at a fixed position, it can be measured even by a large measuring device that cannot be mounted in a vehicle, and more important data can be acquired.

また、請求項２に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加え、実車両のハンドルを左右に切って前輪が左右に振れた場合に、前輪が上載されたローラー台の複数本のローラーを前輪の軸に平行に保つように、前輪が上載されたローラー台を左右に水平回転させる回転機構を設けたので、ローラー台のローラーの上で高速走行している実車両の脱輪防止となる。つまり、実車両が不意に脱輪して室内を暴走してしまうことがないので、自動車教習中のユーザは定位置で実車両のハンドルを切ることができ、より効果的な運転の模擬体験が可能である。
もちろん、開発時のデータ取得中も脱輪せず、安全である。 Further, according to the driving simulation apparatus of the second aspect, in addition to the function and effect of the invention of the first aspect, the front wheel is mounted when the front wheel swings left and right by turning the steering wheel of the actual vehicle to the left and right. In order to keep the rollers on the roller base parallel to the front wheel axis, a rotation mechanism is provided that horizontally rotates the roller base on which the front wheels are mounted. This prevents the actual vehicle from being derailed. In other words, since the real vehicle does not accidentally derail and run away in the room, the user during car training can turn off the handle of the real vehicle at a fixed position, and a more effective driving simulation experience Is possible.
Of course, it is safe without taking off during data acquisition during development.

また、請求項３に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項２に記載の発明の作用効果に加え、回転機構は、ローラー台を上載し、前輪が左右に振れた場合に、前輪からローラーにかかる実車両の重量及び摩擦力に従動して水平回転するターンテーブルであるので、確実に脱輪防止として作用する。すなわち、脱輪防止機構の動作原理が単純であるので、故障が起こり難く安全である。   According to the driving simulation apparatus of the third aspect, in addition to the operation and effect of the invention of the second aspect, the rotation mechanism mounts a roller base, and when the front wheel swings left and right, Since this is a turntable that rotates horizontally in accordance with the weight and frictional force of the actual vehicle, it acts as a wheelchair prevention. That is, since the operating principle of the derailment prevention mechanism is simple, it is safe to cause failure.

また、請求項４に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加え、ローラーの回転から実車両の速度を検出する車両速度検出部と、仮想道路の映像を表示するディスプレーと、車両速度検出部で検出された速度に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレーに表示させる制御部と、を備えるので、ユーザは現実的な運転感覚を疑似体験できる。特に、ユーザ所有の自家用車を用い、ユーザの居住地近辺の映像をディスプレーに表示した場合には、一層運転感覚に現実感が増す。
しかも、制御部は、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両の姿勢を合わせるように、昇降機構を介してローラー台を昇降させるので、さらに現実的な運転感覚となる。 According to the driving simulation apparatus of the fourth aspect, in addition to the operation and effect of the invention of the first aspect, the vehicle speed detection unit that detects the speed of the real vehicle from the rotation of the roller, and the video of the virtual road Since the display includes a display and a control unit that displays on the display a video of a virtual road that changes according to the speed detected by the vehicle speed detection unit, the user can experience a realistic driving sensation. In particular, when a user-owned private car is used and an image of the vicinity of the user's residence is displayed on the display, the driving feeling is more realistic.
In addition, the control unit calculates the gradient of the virtual road in the displayed video, and moves the roller base up and down via the lifting mechanism so as to match the posture of the actual vehicle in accordance with the calculated gradient. It becomes a realistic driving sensation.

また、請求項５に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項２又は３に記載の発明の作用効果に加え、車両速度検出部及び車両回転量検出部で検出された速度と水平回転量に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレーに表示させる制御部を備えるので、ユーザが実車両のハンドルを左右に切ると、ディスプレーに表示される映像もそれに従い、現実的な運転感覚を疑似体験できる。   According to the driving simulation apparatus of the fifth aspect, in addition to the function and effect of the invention of the second or third aspect, the speed and horizontal rotation amount detected by the vehicle speed detection unit and the vehicle rotation amount detection unit are adjusted. A control unit that displays a correspondingly changing virtual road image on the display is provided, so if the user turns the steering wheel of the actual vehicle to the left or right, the image displayed on the display follows it and simulates a realistic driving feeling it can.

また、請求項６及び７に記載の運転シミュレーション装置によれば、制御部での処理の一部を映像処理部に役割分担させることもできるので、制御部の処理上の負担が軽減され、システム全体の処理速度が上がる。したがって、ユーザにとって、さらに現実的な運転感覚となる。   In addition, according to the driving simulation device of the sixth and seventh aspects, since part of the processing in the control unit can be assigned to the video processing unit, the processing burden on the control unit is reduced, and the system Overall processing speed increases. Therefore, it becomes a more realistic driving feeling for the user.

また、請求項８に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項４乃至７に記載の発明の作用効果に加え、車両速度検出部で検出された速度に対応した強さの風を実車両に送る送風装置をさらに備えるので、定位置でエアロダイナミクスの検証を行うことができる。   According to the driving simulation apparatus of the eighth aspect, in addition to the function and effect of the inventions of the fourth to seventh aspects, wind having a strength corresponding to the speed detected by the vehicle speed detecting unit is applied to the actual vehicle. Since the air blower to be sent is further provided, the aerodynamics can be verified at a fixed position.

また、請求項９に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項４乃至８に記載の発明の作用効果に加え、ディスプレーに表示される映像内で発生する音を出力するスピーカーをさらに備えるので、自車のエンジン音や走行音のみならず、仮想道路を走行する他の車両の走行音等をユーザは聞くことができ、より現実的な環境下で模擬体験を行える。   According to the driving simulation apparatus of the ninth aspect, in addition to the operational effects of the fourth to eighth aspects, the driving simulation apparatus further includes a speaker that outputs sound generated in the video displayed on the display. The user can hear not only the engine sound and traveling sound of the vehicle but also the traveling sound of other vehicles traveling on the virtual road, and can perform a simulated experience in a more realistic environment.

なお、本発明の運転シミュレーション装置のように、実車両を用い、速度とローラー台の水平回転量に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両の姿勢を合わせるように、昇降機構を介してローラー台を昇降させる点は、上述した特許文献１乃至９には全く記載されていない。   Note that, as in the driving simulation apparatus of the present invention, an actual vehicle is used, and a video of a virtual road that changes according to the speed and the amount of horizontal rotation of the roller base is displayed on the display, and the virtual road in the displayed video is displayed. The above-described Patent Documents 1 to 9 do not describe the point that the roller base is moved up and down via the lifting mechanism so as to calculate the gradient of the vehicle and adjust the posture of the actual vehicle in accordance with the calculated gradient. .

本発明の実施形態に係る運転シミュレーション装置を示す側面図である。It is a side view showing a driving simulation device concerning an embodiment of the present invention. 図１に示す運転シミュレーション装置におけるローラー台を示す平面図である。It is a top view which shows the roller stand in the driving | running simulation apparatus shown in FIG. 本発明の実施形態に係る運転シミュレーション装置の電気構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the driving | running simulation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る運転シミュレーション装置の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the driving | running simulation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る運転シミュレーション装置の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the driving | running simulation apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 従来例に係る運転シミュレーション装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the driving | running simulation apparatus which concerns on a prior art example.

図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態に係る、実車両Ｊを用いた運転シミュレーション装置２０を説明する。
この運転シミュレーション装置２０は、図１及び図３に示すようにローラー台２２、昇降装置２３、及び回転機構２４（回転機構２４は前輪Ｆの部分だけに設けられている）からなる支持機構と、車両速度検出部２５と、車両回転量検出部２６と、ディスプレー２７と、コンピュータＣと、送風装置３０と、スピーカー３１と、を備えるものである。
ここでは、ペーパードライバーであるユーザが再教習を行う場合を想定する。 Referring to FIGS, according to an embodiment of the present invention, a drive simulation apparatus 20 will be described using the real vehicle J.
As shown in FIGS. 1 and 3, the driving simulation device 20 includes a support mechanism including a roller base 22, an elevating device 23, and a rotation mechanism 24 (the rotation mechanism 24 is provided only in the front wheel F portion), A vehicle speed detection unit 25, a vehicle rotation amount detection unit 26, a display 27, a computer C, a blower device 30, and a speaker 31 are provided.
Here, it is assumed that the user is a Sunday driver performs re training.

実車両Ｊは、ユーザの家族等が自動車を所有し、ユーザが教習後にその自動車を運転する予定がある場合には、教習にもその自動車を用いる。教習とその後にユーザが単独で一般道を走行する場合の差異をなくし、ユーザに少しでも違和感を覚えさせないためである。   If the user's family or the like owns a car and the user plans to drive the car after the lesson, the actual vehicle J is also used for the lesson. This is because the difference between the lesson and the user traveling on the general road alone is eliminated, and the user does not feel a little uncomfortable.

ローラー台２２は、図１に示すように、一台につき少なくとも二本のローラー２１（ここでは三本）を備えている。
この二本のローラー２１は、実車両Ｊの車輪Ｆ，Ｒの軸に平行で、車輪Ｆ，Ｒが上載されるように車輪Ｆ，Ｒの前後に配置されている。そして、車輪Ｆ，Ｒが軸回転すると、それに従動して回転する。
ここでは二本のローラー２１に平行なもう一本ローラー２１が、その二本のローラー２１の中間に配置されている。実車両Ｊ毎に車輪Ｆ，Ｒの直径が異なるため、中央のローラー２１は直径に合わせて上下動することができ、三本のローラー２１が均等に車輪Ｆ，Ｒに接する。また、ローラー２１の表面には、通常の路面と同程度の摩擦係数になるような加工が施されている。
さらに、教習終了後に実車両Ｊが円滑に運転シミュレーション装置２０から退出できるように、ローラー２１を回転しないようにロックすることもできる。 As shown in FIG. 1, the roller base 22 includes at least two rollers 21 (three here).
The two rollers 21 are disposed in front of and behind the wheels F and R so that the wheels F and R are mounted on the wheels F and R in parallel with the axes of the wheels F and R of the actual vehicle J. When the wheels F, R is axially rotated, it rotates following.
Here, another roller 21 parallel to the two rollers 21 is arranged in the middle of the two rollers 21. Since the diameters of the wheels F and R are different for each actual vehicle J, the central roller 21 can move up and down according to the diameter, and the three rollers 21 are in contact with the wheels F and R evenly. Further, the surface of the roller 21 is processed so as to have a friction coefficient comparable to that of a normal road surface.
Furthermore, the roller 21 can be locked so as not to rotate so that the actual vehicle J can smoothly exit the driving simulation device 20 after the lesson.

回転機構２４は、前輪Ｆが上載されたローラー２１を搭載したローラー台２２を左右に水平回転させるターンテーブルである（ここではローラー台２２と回転機構２４を一体化している。）。実車両Ｊのハンドルを左右に切って前輪Ｆが左右に振れた場合に、回転機構２４により前輪Ｆが上載されたローラー台２２の二本のローラー２１を前輪Ｆの軸に平行に保つ。このターンテーブル２４は、水平回転方向の抵抗（摩擦力）が極めて小さいので、ローラー２１に上載された前輪Ｆが左右に振れた場合に、前輪Ｆからローラー２１にかかる実車両Ｊの重量及び摩擦力に従動して容易に水平回転する。   The rotation mechanism 24 is a turntable that horizontally rotates the roller base 22 on which the roller 21 on which the front wheel F is mounted is horizontally moved (here, the roller base 22 and the rotation mechanism 24 are integrated). When the steering wheel of the actual vehicle J is turned left and right and the front wheel F swings left and right, the two rollers 21 of the roller base 22 on which the front wheel F is mounted are kept parallel to the axis of the front wheel F by the rotation mechanism 24. Since the turntable 24 has extremely small resistance (friction force) in the horizontal rotation direction, when the front wheel F mounted on the roller 21 swings left and right, the weight and friction of the actual vehicle J applied to the roller 21 from the front wheel F. It easily rotates horizontally following the force.

昇降機構２３は、実車両Ｊの車輪Ｆ，Ｒが上載されたローラー２１を搭載したローラー台２２を昇降可能にするものである。前輪Ｆの場合は、ローラー台２２とともに回転機構２４を昇降させる。   The raising / lowering mechanism 23 enables raising / lowering of the roller base 22 carrying the roller 21 on which the wheels F and R of the actual vehicle J are mounted. In the case of the front wheel F, the rotating mechanism 24 is raised and lowered together with the roller base 22.

このようなローラー台２２、昇降装置２３、及び回転機構２４からなる支持機構が、実車両Ｊの前輪Ｆ用として二台設けられている。
一方、後輪Ｒ用のローラー台２２は水平回転する必要がないので、前輪Ｆ用の支持機構から回転機構２４を除いたものが、実車両Ｊの後輪Ｒ用として設けられている。ここで、前輪Ｆ用の支持機構と後輪Ｒ用の支持機構との距離を調節できるように、後輪Ｒ用の支持機構は前後に延びるレール３４によって前後に移動可能に設けられている。実車両Ｊ毎に前輪Ｆと後輪Ｒとの距離が異なるため、前輪Ｆ用の支持機構と後輪Ｒ用の支持機構との距離を、後輪Ｒ側の支持機構をレール３４によって前後に移動して調節する。また、運転シミュレーション装置２０において、仮想道路の勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３が稼動して実車両Ｊを前傾又は後傾させる場合、昇降機構２３の昇降量に応じて、後輪Ｒ側の支持機構を前進させて、支持機構間の水平方向距離を調整する。もちろん、実車両Ｊの姿勢が水平状態に戻ったときには、後輪Ｒ側の支持機構を後退させて元の位置に戻す。 Two such support mechanisms including the roller base 22, the lifting device 23, and the rotation mechanism 24 are provided for the front wheel F of the actual vehicle J.
On the other hand, since the roller base 22 for the rear wheel R does not need to rotate horizontally, the support mechanism for the front wheel F except the rotation mechanism 24 is provided for the rear wheel R of the actual vehicle J. Here, the support mechanism for the rear wheel R is provided so as to be movable back and forth by a rail 34 extending in the front-rear direction so that the distance between the support mechanism for the front wheel F and the support mechanism for the rear wheel R can be adjusted. Since the distance between the front wheel F and the rear wheel R varies depending on the actual vehicle J, the distance between the support mechanism for the front wheel F and the support mechanism for the rear wheel R can be set back and forth by the rail 34. Move and adjust. Further, in the driving simulation device 20, when the elevating mechanism 23 is operated and the actual vehicle J is tilted forward or backward so that the attitude of the actual vehicle J is adjusted according to the gradient of the virtual road, the elevating mechanism 23 is moved up and down. depending on the amount, by advancing the supporting mechanism of the rear wheel R side, to adjust the horizontal distance between the supporting mechanism. Of course, when the posture of the actual vehicle J returns to the horizontal state, the support mechanism on the rear wheel R side is retracted to return to the original position.

車両速度検出部２５は、単位時間あたりのローラー２１の回転数を検出することで実車両Ｊの速度を検出するセンサーである。この車両速度検出部２５は、教習等で用いられる実車両Ｊが前輪駆動車、後輪駆動車のどちらであっても実車両Ｊの速度を検出できるように、前輪Ｆ用のローラー台２２と、後輪Ｒ用のローラー台２２のいずれにも配置されている。   The vehicle speed detection unit 25 is a sensor that detects the speed of the actual vehicle J by detecting the number of rotations of the roller 21 per unit time. The vehicle speed detection unit 25 includes a roller base 22 for the front wheel F so that the speed of the actual vehicle J can be detected regardless of whether the actual vehicle J used in training or the like is a front wheel drive vehicle or a rear wheel drive vehicle. The roller table 22 for the rear wheel R is disposed on any of the rollers.

車両回転量検出部２６は、前輪Ｆが正面を向いている方向を基準とし、そこからのローラー台２２（ターンテーブル２４）の水平回転量を検出する。   The vehicle rotation amount detection unit 26 detects the horizontal rotation amount of the roller base 22 (turn table 24) from the direction in which the front wheel F is facing the front.

ディスプレー２７は、仮想道路の動的な映像をローラー台２２に載置された実車両Ｊの全周に表示する。ディスプレー２７は半球状であり、実車両Ｊが運転シミュレーション装置２０に進入退出可能なように、ディスプレー２７の一部が昇降（開閉）可能となっている。
実車両Ｊの側方にも映像が表示されるので、ユーザは仮想現実中の並走車を確認することができる。また実車両Ｊの後方にも映像を表示するので、ルームミラーやサイドミラーに後方の景色が映る。 The display 27 displays a dynamic image of the virtual road on the entire circumference of the actual vehicle J placed on the roller base 22. The display 27 is hemispherical, and a part of the display 27 can be moved up and down (opened and closed) so that the actual vehicle J can enter and leave the driving simulation apparatus 20.
Since the image is displayed on the side of the actual vehicle J, the user can confirm the parallel running vehicle in the virtual reality. Also, because to display an image in the rear of the actual vehicle J, views of the rear reflected in the rearview mirror and side mirrors.

送風装置３０は、車両速度検出部２５で検出された速度に対応した強さの風を実車両Ｊに送る。教習用としてはそれほど重要ではないが、自動車メーカーが車両の開発時にエアロダイナミクスの検証を行う場合には極めて重要な装置である。正面から送風することはもちろん、実車両Ｊの横風安定性も検証できるようにしている。   The blower 30 sends a wind having a strength corresponding to the speed detected by the vehicle speed detector 25 to the actual vehicle J. Although it is not so important for teaching purposes, it is an extremely important device for automakers to verify aerodynamics during vehicle development. In addition to blowing air from the front, the crosswind stability of the actual vehicle J can be verified.

スピーカー３１は、ディスプレー２７に表示される映像内で発生する音を出力する。これらの音には、仮想現実内で走行する他の車の走行音やクラクション、踏切の遮断機の警告音がある。   The speaker 31 outputs sound generated in the video displayed on the display 27. These sounds include running sounds and horns of other vehicles that run in virtual reality, and warning sounds of crossing breakers.

コンピュータＣは記憶部としてのＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３、それと制御部２８を備える。
コンピュータＣに接続されたモニタ等の出力装置３５で確認しながら、キーボード等の入力装置３６でシミュレーションを行う仮想道路等の情報等を選択する。 The computer C includes a ROM 32 and a RAM 33 as storage units, and a control unit 28.
While confirming with an output device 35 such as a monitor connected to the computer C, information such as a virtual road to be simulated is selected with an input device 36 such as a keyboard.

ＲＯＭ３２は、実在の道路や景色の三次元情報を季節、昼夜、天候別にそれぞれ記憶している。また、この三次元情報には、仮想道路を走行する他の車や、歩行者の情報もある。これらは、ユーザが自宅の車庫入れの練習さえも行えるように、ユーザの居住地近辺等、町の隅々まで詳細にデータ化されている。つまり、ＲＯＭ３２には、現実の道路環境を可能な限り再現し得る情報がある。
また、例えば海外の高速道路や観光地等の情報をＲＯＭ３２に記憶させておくと、アミューズメント用として有用である。
ＲＯＭ３２には記憶量に限界があるので、運転シミュレーション装置２０の使用目的別に外部記憶装置を用意し、それに三次元情報を記憶させておくのもよい。 The ROM 32 stores three-dimensional information of actual roads and scenery according to season, day and night, and weather. In addition, this three-dimensional information, there and other vehicles traveling on the virtual road, also information of the pedestrian. These data are detailed in every corner of the town, such as near the user's residence, so that the user can even practice garage storage at home. That is, the ROM 32, there is information that may be reproducible as possible the reality of the road environment.
For example, storing information such as overseas highways and sightseeing spots in the ROM 32 is useful for amusement.
Since the ROM 32 has a limited storage capacity, an external storage device may be prepared for each purpose of use of the operation simulation device 20 and three-dimensional information may be stored therein.

ＲＡＭ３３には、教習中のユーザの操作等を、仮想道路のどこを走行していたか、またそのときの対向車等の動きとともに記憶することができる。仮想現実中で交通事故やユーザの不適切な運転操作があった場合には、そのときのデータを読み出すことで、効率的に教習の復習を行うことが可能である。
一方、自動車開発の場面においては、ＲＡＭ３３で各種性能測定の測定データを記憶することができる。 In the RAM 33, the user's operation during the training can be stored along with where the vehicle was traveling on the virtual road and the movement of the oncoming vehicle at that time. When there is a traffic accident or an inappropriate driving operation by the user in the virtual reality, it is possible to review the teaching efficiently by reading the data at that time.
On the other hand, in the context of vehicle development, it is possible to store the measurement data of various performance measurements in RAM 33.

制御部２８は、車両速度検出部２５及び車両回転量検出部２６で検出された速度と水平回転量に対応して変化する仮想道路の映像を生成し、ディスプレー２７に表示させる。
また、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３を介してローラー台２２（前輪Ｆの場合はローラー台２２に加え回転機構２４）を昇降させ、昇降機構２３の昇降量に応じて、両車輪Ｆ，Ｒ用の支持機構の間隔を調整させることで、ピッチング運動をさせる。また、勾配に実車両Ｊの姿勢を合わせるだけでなく、仮想道路の左右の傾きにも合わせてローリング運動もさせる。
この仮想道路の勾配とは、坂が含まれることは当然であるが、微視的には仮想道路の凹凸も含まれる。 The control unit 28 generates an image of the virtual road that changes in accordance with the speed and the horizontal rotation amount detected by the vehicle speed detection unit 25 and the vehicle rotation amount detection unit 26, and displays them on the display 27.
In addition, the gradient of the virtual road in the displayed image is calculated, and the roller base 22 (roller in the case of the front wheel F in the case of the front wheel F) is adjusted via the elevating mechanism 23 so as to match the posture of the actual vehicle J corresponding to the calculated gradient. In addition to the base 22, the rotating mechanism 24) is moved up and down, and the pitching motion is performed by adjusting the distance between the support mechanisms for the wheels F and R according to the amount of lifting of the lifting mechanism 23. Further, not only the posture of the actual vehicle J is adjusted to the gradient, but also a rolling exercise is performed in accordance with the left and right inclination of the virtual road.
The slope of the virtual road naturally includes a slope, but microscopically includes unevenness of the virtual road.

次に、図４に示すフローチャートを参照して、本発明の実施形態に係る運転シミュレーション装置２０の制御（ステップＳ（以下、「ステップ」という語を省略する）１）について説明する。
まず、ＲＡＭ３３に記憶されたデータ等、システム全体の初期化を行う（Ｓ１０１）。
次に、制御部２８はディスプレー２７に初期画像を出力する（Ｓ１０２）。 Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 4, the control (step S (hereinafter, the term “step” is omitted) 1) of the driving simulation apparatus 20 according to the embodiment of the present invention will be described.
First, such data stored in the RAM 33, the initialization of the entire system performing (S101).
Next, the control unit 28 outputs an initial image to the display 27 (S102).

次に、制御部２８は車両速度検出部２５からの信号を読み込み、ローラー２１が回転しているか否か判断する（Ｓ１０３）。   Next, the control part 28 reads the signal from the vehicle speed detection part 25, and judges whether the roller 21 is rotating (S103).

このとき、ローラー２１が回転していれば、車両回転量検出部２６からの信号を読み込む（Ｓ１０４）。これと同時に、車両速度検出部２５から実車両Ｊの速度を読み込む（Ｓ１０５）。   If the roller 21 is rotating at this time, the signal from the vehicle rotation amount detection part 26 will be read (S104). At the same time, the speed of the actual vehicle J is read from the vehicle speed detector 25 (S105).

次に、ＲＯＭ３２に記憶された道路の三次元情報を読み込み、水平回転量と速度に対応した映像を生成し、ディスプレー２７に出力する（Ｓ１０６）。   Next, the three-dimensional road information stored in the ROM 32 is read, and an image corresponding to the horizontal rotation amount and speed is generated and output to the display 27 (S106).

次に、制御部２８は映像中の道路の勾配を算出し（Ｓ１０７）、算出された勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３に指示を出してローラー台２２（前輪Ｆの場合はローラー台２２に加え回転機構２４）を昇降させ（Ｓ１０８）、昇降機構２３の昇降量に応じて、両車輪Ｆ，Ｒ用の支持機構の間隔を調整させる。このとき制御部２８は前輪Ｆと後輪Ｒとの間隔を把握しているので、昇降量と後輪Ｒ側の支持機構の移動量は決まる。
これで運転シミュレーション装置２０の制御の１サイクルは終了する（Ｓ１０９）。このとき、シミュレーションを終了しない場合にはＳ１０３に戻る。
また、Ｓ１０３でローラー２１の回転を検出できないが、シミュレーションを終了しない場合には、ローラー２１の回転を検出できるまで待つ。 Next, the control unit 28 calculates the gradient of the road in the video (S107), and issues an instruction to the lifting mechanism 23 so as to adjust the posture of the actual vehicle J in accordance with the calculated gradient, and the roller base 22 ( In the case of the front wheel F, the rotation mechanism 24) is moved up and down in addition to the roller base 22 (S108), and the distance between the support mechanisms for the wheels F and R is adjusted according to the lift amount of the lift mechanism 23. At this time, since the control unit 28 grasps the distance between the front wheel F and the rear wheel R, the amount of elevation and the amount of movement of the support mechanism on the rear wheel R side are determined.
This completes one cycle of control of the driving simulation device 20 (S109). At this time, if the simulation is not terminated, the process returns to S103.
Further, in S103, the rotation of the roller 21 cannot be detected, but when the simulation is not terminated, the process waits until the rotation of the roller 21 can be detected.

以上のように構成された運転シミュレーション装置２０によれば、車輪Ｆ，Ｒの軸回転に従動して回転する二本のローラー２１を搭載したローラー台２２を、各車輪Ｆ，Ｒ毎に計四台設けるとともに、ローラー台２２（前輪Ｆの場合はローラー台２２に加え回転機構２４）を昇降可能とした昇降機構２３を設け、さらにローラー２１の回転から実車両Ｊの速度を検出する車両速度検出部２５と、仮想道路の映像を表示するディスプレー２７と、車両速度検出部２５で検出された速度に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレー２７に表示させる制御部２８と、を備えるので、ユーザは現実的な運転感覚を疑似体験できる。特に、ユーザ所有の自家用車を用い、ユーザの居住地近辺の映像をディスプレー２７に表示しているので、運転感覚に現実感が増す。
また、制御部２８は、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３を介してローラー台２２（前輪Ｆの場合はローラー台２２に加え回転機構２４）を昇降させ、昇降機構２３の昇降量に応じて、両車輪Ｆ，Ｒ用の支持機構の間隔を調整させるので、さらに現実的な運転感覚となる。しかも、ローラー台２２を上昇させるか下降させ、後輪Ｒ側の支持機構を前進させるか後退させるかという、非常に単純な機構及び制御であるので、故障が生じ難い。 According to the operation simulation apparatus 20 configured as described above, a roller base 22 equipped with two rollers 21 that rotate following the shaft rotation of the wheels F and R is divided into four for each wheel F and R. A vehicle speed detection that detects the speed of the actual vehicle J from the rotation of the roller 21 is provided, as well as a lift mechanism 23 that can lift and lower the roller base 22 (in the case of the front wheel F, the rotation mechanism 24 in addition to the roller base 22). Unit 25, a display 27 that displays the video of the virtual road, and a control unit 28 that displays the video of the virtual road that changes corresponding to the speed detected by the vehicle speed detection unit 25 on the display 27. The user can simulate a realistic driving feeling. In particular, since the user's own car is used and the video around the user's place of residence is displayed on the display 27, the driving feeling is more realistic.
In addition, the control unit 28 calculates the gradient of the virtual road in the displayed video, and the roller base 22 (front wheel) via the elevating mechanism 23 so as to adjust the posture of the actual vehicle J in accordance with the calculated gradient. In the case of F, the rotating mechanism 24) is moved up and down in addition to the roller base 22, and the distance between the support mechanisms for the wheels F and R is adjusted according to the amount of lifting of the lifting mechanism 23. Become. In addition, since the roller base 22 is raised or lowered and the support mechanism on the rear wheel R side is advanced or retracted, the mechanism and control are very simple, so that failure is unlikely to occur.

また、実車両Ｊのハンドルを左右に切って前輪Ｆが左右に振れた場合に、前輪Ｆが上載されたローラー台２２の二本のローラー２１を前輪Ｆの軸に平行に保つように、前輪Ｆが上載されたローラー台２２を左右に水平回転させるターンテーブル２４を設けたので、ローラー台２２のローラー２１の上で高速走行している実車両Ｊの脱輪防止となる。よって、教習中に、実車両Ｊが不意に脱輪して室内を暴走してしまうことがないので、実車両Ｊを用いていても安全である。
しかも、そのターンテーブル２４は、ローラー台２２を上載し、前輪Ｆが左右に振れた場合に、前輪Ｆからローラー２１にかかる実車両Ｊの重量及び摩擦力に従動して水平回転するので、確実に脱輪防止として機能する。すなわち、脱輪防止機構としての動作原理が単純であるので、故障が起こり難く信頼性が高い。
また、ローラー台２２は、ローラー２１の回転を制御せず前輪Ｆの軸回転に従動しているという単純な機構であるので、前輪Ｆが左右に振れない（ハンドルを操作しない）場合についても、ローラー台２２が故障して実車両Ｊが前方に飛び出してしまうことが生じ難い。 Further, when the front wheel F swings to the left and right when the steering wheel of the actual vehicle J is turned to the left and right, the front wheels are maintained so that the two rollers 21 of the roller base 22 on which the front wheels F are mounted are parallel to the axis of the front wheel F. Since the turntable 24 that horizontally rotates the roller base 22 on which F is mounted is provided to the left and right, it is possible to prevent the real vehicle J running at high speed on the roller 21 of the roller base 22 from being removed. Therefore, since the real vehicle J does not accidentally derail and run out of the room during training, it is safe to use the real vehicle J.
Moreover, since the turntable 24 is mounted on the roller base 22 and rotates horizontally by following the weight and frictional force of the actual vehicle J applied to the roller 21 from the front wheel F when the front wheel F swings to the left and right, the turntable 24 is surely It functions as an anti-derailment. That is, since the operating principle of the derailing prevention mechanism is simple, trouble hardly occurs reliable.
Further, since the roller base 22 is a simple mechanism in which the rotation of the roller 21 is not controlled and the shaft rotation of the front wheel F is followed, even when the front wheel F does not swing left and right (the handle is not operated), hardly occurs that the roller bed 22 the actual vehicle J failed will jump out forward.

また、ローラー台２２の水平回転量を検出する車両回転量検出部２６を備え、ディスプレー２７に表示される映像は、この水平回転量にも対応して変化するので、より運転感覚に現実味が増す。
また、ディスプレー２７に表示される映像内で発生する音を出力するスピーカー３１をさらに備えるので、自車のエンジン音や走行音のみならず、仮想道路を走行する他の車両の走行音等をユーザは聞くことができ、より現実的な環境下で模擬体験を行うことができる。 Further, the vehicle rotation amount detection unit 26 for detecting the horizontal rotation amount of the roller base 22 is provided, and the image displayed on the display 27 changes in accordance with the horizontal rotation amount. .
In addition, since the speaker 31 that outputs the sound generated in the video displayed on the display 27 is further provided, the user can not only hear the engine sound and traveling sound of the own vehicle but also the traveling sound of other vehicles traveling on the virtual road. can be can be heard, it makes a more realistic simulation experience in the environment.

一方、このような運転シミュレーション装置２０を自動車開発用に使用すると、室内しかも定位置において、各種データを安全に取得できる。しかも、定位置で各種性能を測定できるので、車両内に搭載できない大型の測定機器によっても測定することができ、より多くの重要なデータを取得できる。   On the other hand, when such a driving simulation apparatus 20 is used for automobile development, various data can be safely acquired indoors and at a fixed position. Moreover, since various performances can be measured at a fixed position, it can be measured even by a large measuring device that cannot be mounted in the vehicle, and more important data can be acquired.

なお、本実施形態において、ディスプレー２７への映像の出力は制御部２８が行ったが、映像処理部２９を設けてこの映像処理部２９に映像の出力等を行わせてもよい。
このときは、図５に示すフローチャートに示すように、制御部２８は、まずシステム全体の初期化を行い（Ｓ２０１）、次にディスプレー２７に初期画像を出力する指示を映像処理部２９に出す（Ｓ２０２）。
次に、制御部２８はローラー２１の回転の有無判断（Ｓ２０３）、ローラー台２２の水平回転量の読み込み（Ｓ２０４）、速度の読み込み（Ｓ２０５）を行う。Ｓ２０３からＳ２０５は、映像処理部２９を設けない場合と同じ制御である。 In this embodiment, the video output to the display 27 is performed by the control unit 28. However, a video processing unit 29 may be provided to cause the video processing unit 29 to output video.
At this time, as shown in the flowchart of FIG. 5, the control unit 28 first initializes the entire system (S201), and then issues an instruction to output an initial image to the display 27 to the video processing unit 29 (see FIG. 5). S202).
Next, the controller 28 determines whether or not the roller 21 is rotating (S203), reads the horizontal rotation amount of the roller base 22 (S204), and reads the speed (S205). S203 to S205 are the same control as when the video processing unit 29 is not provided.

次に、制御部２８はＲＯＭ３２に記憶されたデータを読み込んだ後、映像処理部２９に対し水平回転量と速度に対応した映像を生成し、ディスプレー２７に出力するよう指示を出す（Ｓ２０６）。   Next, after reading the data stored in the ROM 32, the control unit 28 instructs the video processing unit 29 to generate a video corresponding to the horizontal rotation amount and speed and output it to the display 27 (S206).

次に、映像処理部２９が表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、その勾配を制御部２８が読み込む（Ｓ２０７）。
次に、映像処理部２９がない場合と同様に、実車両Ｊの傾きが勾配と等しくなるようにローラー台２２を昇降させて（Ｓ２０８）、システムを終了させるか判断を行う（Ｓ２０９）。 Next, the video processing unit 29 calculates the gradient of the virtual road in the displayed video, and the control unit 28 reads the gradient (S207).
Next, as in the case where there is no video processing unit 29, the roller base 22 is moved up and down so that the inclination of the actual vehicle J becomes equal to the gradient (S208), and it is determined whether to end the system (S209).

このように映像処理部２９をさらに備え、制御部２８と映像処理部２９の役割を分けると、制御部の処理上の負担が軽減され、システム全体の処理速度が上がる。したがって、映像の変化及びローラー台２２の昇降に伴う実車両Ｊの制動が滑らかになるので、ユーザにとって、さらに現実的な運転感覚となる。   If the video processing unit 29 is further provided and the roles of the control unit 28 and the video processing unit 29 are separated, the processing load on the control unit is reduced and the processing speed of the entire system is increased. Therefore, since the braking of the actual vehicle J accompanying the change of the image and the raising / lowering of the roller base 22 becomes smooth, it becomes a more realistic driving feeling for the user.

本実施形態において、前輪Ｆでは、ローラー２１を搭載したローラー台２２、昇降機構２３、及び回転機構２４を含むものを支持機構とし、ローラー台２２を回転機構２４に上載したが、回転機構２４に直接ローラー２１を搭載して回転してもよい。   In the present embodiment, the front wheel F includes a roller base 22 mounted with the roller 21, an elevating mechanism 23, and a rotating mechanism 24 as a support mechanism, and the roller base 22 is mounted on the rotating mechanism 24. The roller 21 may be directly mounted and rotated.

さらには、運転シミュレーション装置２０は、回転機構２４及びディスプレー２７を備えることなく、ローラー台２２と昇降機構２３を備えるものでもよい。この場合、自動車教習中のユーザは定位置にて実車両Ｊのアクセルを踏むことができ、安心して自動車教習を受けることができる。また、仮想道路の勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせることができることは変わりなく、効果的な運転の模擬体験となる。
また、自動車開発においては、昇降機構２３を作動させて、例えば坂道での走行性能や実車両Ｊの各部位にかかる負荷等の測定は可能である。
もちろん、回転機構２４やディスプレー２７等の運転シミュレーション装置２０の構成要素が多いと、より現実的、効果的な自動車教習となり、他方自動車開発においては、評価可能な実車両Ｊの性能（機能）は増えるが、これらの要素は必須ではない。 Furthermore, the driving simulation device 20 may include the roller base 22 and the lifting mechanism 23 without including the rotating mechanism 24 and the display 27. In this case, the user during the driving lesson can step on the accelerator of the actual vehicle J at a fixed position, and can receive the driving lesson with peace of mind. In addition, the fact that the posture of the actual vehicle J can be adjusted in accordance with the gradient of the virtual road remains the same, which is an effective driving simulation experience.
In the development of an automobile, the elevating mechanism 23 can be operated to measure, for example, the running performance on a slope or the load applied to each part of the actual vehicle J.
Of course, if there are many components of the driving simulation device 20 such as the rotating mechanism 24 and the display 27, it becomes a more realistic and effective driving lesson. On the other hand, in the vehicle development, the performance (function) of the real vehicle J that can be evaluated is Although increasing, these elements are not essential.

また、車輪Ｆ，Ｒが上載されたローラー２１全て（四輪分）を昇降可能としたが、これに限られるものではなく、前輪Ｆが上載されたローラー２１、又は後輪Ｒが上載されたローラー２１のうちいずれか一組（前輪Ｆ分又は後輪Ｒ分）を昇降可能としておけば足りる。
また、ディスプレー２７によって実車両Ｊの全周に表示するとしたが、これに限られるものではなく、最低限、実車両Ｊの前方に表示されればよい。 Moreover, although all the rollers 21 (for four wheels) on which the wheels F and R are mounted can be moved up and down, the present invention is not limited to this, and the rollers 21 on which the front wheels F are mounted or the rear wheels R are mounted. It is sufficient if any one of the rollers 21 (front wheel F or rear wheel R) can be moved up and down.
In addition, the display 27 is displayed on the entire circumference of the actual vehicle J. However, the display is not limited to this. The display 27 may be displayed in front of the actual vehicle J at a minimum.

また、一台のコンピュータＣによって処理を行ったとしたが、これに限られるものではなく、複数台のコンピュータＣを用い、それぞれ役割を分担させてもよい。
また、実車両Ｊの速度は、ローラー２１の回転から車両速度検出部２５が検出したが、これに限られるものではなく、例えば実車両Ｊを制御する実車両Ｊに組み込まれているコンピュータから取得してもよい。
同様に、前輪Ｆ用のローラー台２２の水平回転量は、車両回転量検出部２６が検出したが、これも実車両Ｊに組み込まれているコンピュータがステアリング角度を検出して、これを制御部２８が読み込んでもよい。 Further, although the processing is performed by one computer C, the present invention is not limited to this, and a plurality of computers C may be used to share their roles.
Moreover, although the vehicle speed detection part 25 detected the speed of the real vehicle J from rotation of the roller 21, it is not restricted to this, For example, it acquires from the computer incorporated in the real vehicle J which controls the real vehicle J. May be.
Similarly, the horizontal rotation amount of the roller base 22 for the front wheel F is detected by the vehicle rotation amount detection unit 26, which also detects the steering angle by the computer incorporated in the actual vehicle J, and controls this. 28 may read.

１０ 運転シミュレーション装置
１１ 筐体
１２ ディスプレー
２０ 運転シミュレーション装置
２１ ローラー
２２ ローラー台
２３ 昇降機構
２４ 回転機構（ターンテーブル）
２５ 車両速度検出部
２６ 車両回転量検出部
２７ ディスプレー
２８ 制御部
２９ 映像処理部
３０ 送風装置
３１ スピーカー
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ レール
３５ 出力装置
３６ 入力装置
Ｃ コンピュータ
Ｆ 前輪
Ｊ 実車両
Ｒ 後輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Operation simulation apparatus 11 Case 12 Display 20 Operation simulation apparatus 21 Roller 22 Roller stand 23 Lifting mechanism 24 Rotating mechanism (turn table)
25 vehicle speed detecting section 26 vehicle rotation amount detection unit 27 display 28 controller 29 image processor 30 blower 31 Speaker 32 ROM
33 RAM
34 Rail 35 Output device 36 Input device C Computer F Front wheel J Real vehicle R Rear wheel

Claims (9)

実車両を用いた運転シミュレーション装置であって、
前記実車両の車輪の軸に平行で車輪が上載されるように車輪の前後に配置され、車輪の軸回転に従動して回転する複数本のローラーを搭載したローラー台を、各車輪毎に計四台設けるとともに、
前記実車両の前輪が上載された前記ローラー台、及び前記実車両の後輪が上載された前記ローラー台のうち少なくとも一組を昇降可能とした昇降機構を設け、
仮想道路の勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を昇降可能にしたことを特徴とする運転シミュレーション装置。 A driving simulation device using a real vehicle,
A roller base equipped with a plurality of rollers that are arranged in front of and behind the wheel so that the wheel is mounted parallel to the wheel axis of the actual vehicle and that rotates following the wheel shaft rotation is measured for each wheel. With four units,
An elevating mechanism is provided that can move up and down at least one of the roller table on which the front wheels of the actual vehicle are mounted and the roller table on which the rear wheels of the actual vehicle are mounted,
An operation simulation apparatus characterized in that the elevating mechanism can be moved up and down so that the posture of the actual vehicle is adjusted in accordance with the gradient of the virtual road. 前記実車両のハンドルを左右に切って前記前輪が左右に振れた場合に、前記前輪が上載された前記ローラー台の複数本のローラーを前記前輪の軸に平行に保つように、前記前輪が上載された前記ローラー台を左右に水平回転させる回転機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。   When the front wheel swings left and right when the steering wheel of the actual vehicle is turned left and right, the front wheel is mounted so as to keep the plurality of rollers of the roller table on which the front wheel is mounted parallel to the axis of the front wheel. The driving simulation apparatus according to claim 1, further comprising a rotation mechanism that horizontally rotates the roller table that is moved left and right. 前記回転機構は、前記ローラー台を上載し、前記前輪が左右に振れた場合に、前記前輪から前記ローラーにかかる前記実車両の重量及び摩擦力に従動して水平回転するターンテーブルであることを特徴とする請求項２に記載の運転シミュレーション装置。   The rotating mechanism is a turntable that is mounted on the roller base and rotates horizontally by following the weight and frictional force of the actual vehicle applied from the front wheel to the roller when the front wheel swings left and right. The driving simulation apparatus according to claim 2, wherein the driving simulation apparatus is characterized in that: 前記ローラーの回転から前記実車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記仮想道路の映像を表示するディスプレーと、
前記車両速度検出部で検出された速度に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された前記勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を介して前記ローラー台を昇降させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。 A vehicle speed detector for detecting the speed of the actual vehicle from the rotation of the roller;
A display for displaying the image of the virtual road;
The video of the virtual road that changes corresponding to the speed detected by the vehicle speed detection unit is displayed on the display, and the gradient of the virtual road in the displayed video is calculated, and the calculated gradient is supported. The driving simulation apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that moves the roller base up and down via the lifting mechanism so as to match the posture of the real vehicle. 前記ローラーの回転から前記実車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記ローラー台の水平回転量を検出する車両回転量検出部と、
前記仮想道路の映像を表示するディスプレーと、
前記車両速度検出部及び車両回転量検出部で検出された速度と水平回転量に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された前記勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を介して前記ローラー台を昇降させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の運転シミュレーション装置。 A vehicle speed detector for detecting the speed of the actual vehicle from the rotation of the roller;
A vehicle rotation amount detection unit for detecting a horizontal rotation amount of the roller table;
A display for displaying the image of the virtual road;
An image of the virtual road that changes according to the speed and horizontal rotation amount detected by the vehicle speed detection unit and the vehicle rotation amount detection unit is displayed on the display, and the gradient of the virtual road in the displayed image is displayed. The control part which raises / lowers the said roller stand via the said raising / lowering mechanism so that it may calculate and adjust the attitude | position of the said real vehicle corresponding to the calculated said gradient may be provided. The driving simulation device described in 1. 前記ローラーの回転から前記実車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記仮想道路の映像を表示するディスプレーと、
前記車両速度検出部で検出された速度に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出する映像処理部と、
前記映像処理部で算出された前記勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を介して前記ローラー台を昇降させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。 A vehicle speed detector for detecting the speed of the actual vehicle from the rotation of the roller;
A display for displaying the image of the virtual road;
A video processing unit that displays the video of the virtual road that changes corresponding to the speed detected by the vehicle speed detection unit on the display, and that calculates a gradient of the virtual road in the displayed video;
2. A control unit that raises and lowers the roller table via the elevating mechanism so as to adjust the posture of the actual vehicle in accordance with the gradient calculated by the video processing unit. The driving simulation device described in 1. 前記ローラーの回転から前記実車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記ローラー台の水平回転量を検出する車両回転量検出部と、
前記仮想道路の映像を表示するディスプレーと、
前記車両速度検出部及び車両回転量検出部で検出された速度と水平回転量に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出する映像処理部と、
前記映像処理部で算出された前記勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を介して前記ローラー台を昇降させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。 A vehicle speed detector for detecting the speed of the actual vehicle from the rotation of the roller;
A vehicle rotation amount detection unit for detecting a horizontal rotation amount of the roller table;
A display for displaying the image of the virtual road;
An image of the virtual road that changes according to the speed and horizontal rotation amount detected by the vehicle speed detection unit and the vehicle rotation amount detection unit is displayed on the display, and the gradient of the virtual road in the displayed image is displayed. A video processing unit to calculate,
2. A control unit that raises and lowers the roller table via the elevating mechanism so as to adjust the posture of the actual vehicle in accordance with the gradient calculated by the video processing unit. The driving simulation device described in 1. 前記車両速度検出部で検出された速度に対応した強さの風を前記実車両に送る送風装置をさらに備えることを特徴とする請求項４乃至７のうちいずれか一つに記載の運転シミュレーション装置。   The driving simulation device according to any one of claims 4 to 7, further comprising a blower that sends wind having a strength corresponding to the speed detected by the vehicle speed detector to the real vehicle. . 前記ディスプレーに表示される映像内で発生する音を出力するスピーカーをさらに備えることを特徴とする請求項４乃至８のうちいずれか一つに記載の運転シミュレーション装置。   The driving simulation apparatus according to any one of claims 4 to 8, further comprising a speaker that outputs a sound generated in an image displayed on the display.
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