JP2013130928A - 設計支援装置、設計支援方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のディスプレイに表示する内容及びそのタイミングまでを含めた動的な評価を机上で行うことは困難である。そのため、複数のディスプレイを含むコックピットを運転者による実際の運転状況に則して評価することができる設計支援装置が、望まれる。
【解決手段】設計支援装置は、コックピットをモデル化したモデルデータと、モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像と、に基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現するシミュレーション画像を生成する画像生成部を備える。画像生成部は、ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、シミュレーション画像を再生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、設計支援装置、設計支援方法及びプログラムに関する。特に、車両のコックピットに関する設計を支援する設計支援装置、設計支援方法及びプログラムに関する。

年々、自動車の運転者に提供される情報は、増加の一途である。例えば、車外の状況を監視するためのカメラから得られる情報、携帯電話等の通信機器から得られる情報等、多種多様な情報が運転者に提供される。これは、自動車の運転を安全かつ快適に行いたいという要望に応えた結果である。

このように、多くの情報が運転者に提供されるため、車内には多数のディスプレイが存在する。車内に設置されるディスプレイの一例として、走行時の速度や燃料の残量を表示するコンビネーションメータが挙げられる。さらに、ナビゲーションに関する情報を表示するナビゲーション用ディスプレイや、音楽等のマルチメディアに関する情報を表示するディスプレイ等が車内に設置されることも多い。

さらに、近年では、運転を支援するための情報を表示するウィンドシールドディスプレイ（以下、ＷＳＤと表記する）の実用化がなされている。なお、ＷＳＤとは、運転者の前方に運転支援のための情報を虚像として表示する機能であるヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと表記する）を実現するためのフロントガラス上の仮想的な領域である。

このように、近年の車両は、運転者に多くの情報を提供するマルチファンクション化が著しい。その結果、車内に複数のディスプレイが配置されるマルチディスプレイ化が同時進行する。

ここで、特許文献１において、透明なタッチスクリーンの背後からプロジェクタで乗り物用の操作部を投影することにより、操作部のレイアウトを簡易に変更できる装置が開示されている。

また、特許文献２において、車両が走行する際の景観を立体視可能な画像表示部を備え、対話形式で操作可能なシミュレーション装置が開示されている。

さらに、特許文献３において、観察者の前面に曲面スクリーンを配置し、配置した曲面スクリーンにコックピット画像を投影することで、運転をする臨場感や没入感が得られる遊戯装置が開示されている。

特開２００５−０１４９０３号公報 国際公開第２００５／０６６９１８号 特開２００２−３６０９２７号公報

なお、上記先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。

車内、とりわけ運転席近辺のコックピットは、運転者が日常的に接する領域であることから、そのデザインは極めて重要視される。従って、最適なデザインを決定するために、様々な立場の人間が多くの時間を費やすことになる。つまり、最終的なデザインを決定するために、コンピュータ上での確認（机上での確認）や試作品による現物確認といったプロセスが何回か繰り返される。

ここで、机上での確認を行うことで、コックピットの内装部品が車内のディスプレイに対する視認を妨げていないか、といった確認を行うことができる。このような確認は、外部環境や運転操作には関係しない静的な評価であるといえる。しかし、このような机上での確認では、外部環境や運転操作によって時々刻々と変化するディスプレイ表示の見やすさや、分かりやすさを評価するのは困難である。ましてや、複数のディスプレイ間に表示する内容の連携や、そのタイミングなどの評価はより困難なものとなる。

例えば、ナビゲーション用ディスプレイとＷＳＤに進路を同時に表示する場合に、相互に理解を妨げたりするような表示は避けなければならない。また、運転者が気づいていない前方の歩行者の存在をＷＳＤに表示する場合には、適切なタイミングで適切な表示を行う必要がある。即ち、運転者が十分対応できる時間的余裕を確保しつつ、運転者の視界を妨げず、歩行者の存在に気づかせる必要がある。このような複数のディスプレイ間の連携や走行状況に応じた表示タイミングの評価は、外部環境や運転操作に関係する動的な評価であるといえる。

上述の静的な評価も重要な事項であるが、動的な評価も静的な評価と並んで重要である。コックピットのデザインは、車両が停止している場合だけではなく、実際の運転時においても最適である必要があるからである。このように机上での確認では、動的な評価は困難であるが、コックピットの内装部品と複数のディスプレイを備えた試作品であれば、動的な評価は可能である。しかし、試作品の作成には多大なコストが必要であり、何度も試作を繰り返すことはできない。

そのため、複数のディスプレイを含むコックピットを運転者による実際の運転状況に即して評価することができる設計支援装置、設計支援方法及びプログラムが、望まれる。

なお、特許文献１で開示された技術では、車両のコックピットとディスプレイを統合した評価を行うことが困難である。特許文献１が開示するのは、コックピットに含まれる機器類のボタン等を操作した場合に、どのような表示が行われるかを評価する技術であって、複数のディスプレイ間の連携やタイミングを評価することはできない。

また、特許文献２が開示する技術は、車両が走行する際の周囲の景観を立体視表示するに留まり、コックピットに関するデザインの決定には貢献しない。

さらに、特許文献３が開示する技術は、固定された曲面スクリーンにコックピットの画像を投影することでユーザに没入感を与えるものであって、コックピットに関するデザインの決定には貢献しない。

本発明の第１の視点によれば、コックピットをモデル化したモデルデータと、前記モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像と、に基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現するシミュレーション画像を生成する画像生成部を備え、前記画像生成部は、前記ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、前記シミュレーション画像を再生成する設計支援装置が提供される。

本発明の第２の視点によれば、コックピットをモデル化したモデルデータと、前記モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像と、に基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現し、ユーザが立体視可能な立体画像を生成する工程と、前記ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、前記立体画像を再生成する工程と、を含む設計支援方法が提供される。

本発明の第３の視点によれば、コックピットをモデル化したモデルデータと、前記モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像と、に基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現し、ユーザが立体視可能な立体画像を生成する処理と、前記ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、前記立体画像を再生成する処理と、をコンピュータに実行させることで、前記コンピュータを設計支援装置として動作させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。記憶媒体は、非トランジェント（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）なものとすることができる。

本発明の各視点によれば、複数のディスプレイを含むコックピットを運転者による実際の運転状況に即して評価することができる設計支援装置、設計支援方法及びプログラムが、提供される。

本発明の一実施形態の概要を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る設計支援装置１を含むシステム構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る設計支援装置１の内部構成の一例を示す図である。 設計支援装置１の動作の一例を示すフローチャートである。 ３Ｄ対応表示装置２が表示するコックピットの一例を示す図である。 ３Ｄ対応表示装置２が表示するコックピットの一例を示す図である。 ３Ｄ対応表示装置２が表示するコックピットの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る設計支援装置１ａの内部構成の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る設計支援装置１ｂの内部構成の一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る設計支援装置１ｃの内部構成の一例を示す図である。

初めに、図１を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

上述のように、コックピットに関するデザインは、車両のデザインの中でもとりわけ重要である。そのため、コンピュータを使用した机上の確認が行われるが、確認できる範囲及びその内容は限定的である。即ち、コックピットには複数のディスプレイが存在し、それぞれのディスプレイに表示する内容及びそのタイミングまでを含めた動的な評価を机上で行うことは困難である。このような動的な評価は、車両の試作品において実施することが可能であるが、試作品の作成には多大なコストが必要であり、何度も試作を繰り返すことはできない。そのため、複数のディスプレイを含むコックピットを運転者による実際の運転状況に即して評価することができる設計支援装置が、望まれる。

そこで、一例として図１に示す設計支援装置２００を提供する。設計支援装置２００は、コックピットをモデル化したモデルデータと、モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像と、に基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現するシミュレーション画像を生成する画像生成部２０１を備える。画像生成部２０１は、ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、シミュレーション画像を再生成（更新）する。

画像生成部２０１は、３種類のデータを受け付け、これらのデータに基づいてシミュレーション画像を生成する。その際、ディスプレイ画像は、コンビネーションメータやナビゲーション用ディスプレイ等に表示する画像を模擬した画像であって、定期的に更新されるデータである。即ち、実車を運転する際にディスプレイに表示されるデータを予め記憶しておき、このようなデータがディスプレイ画像として、順次、画像生成部２０１に供給される。

画像生成部２０１では、順次更新されるディスプレイ画像を使用して、シミュレーション画像を再生成し、ユーザに提供する。従って、ユーザは、シミュレーション画像を表示装置で確認することによって、複数のディスプレイに表示される内容及びそのタイミングを、実車で確認するのと同様の状況に即して評価することができる。その結果、試作を繰り返す必要がなくなり、コストの低減が実現できる。

本発明において下記の形態が可能である。

［形態１］上記第１の視点に係る設計支援装置のとおりである。

［形態２］前記画像生成部が生成する前記シミュレーション画像は、ユーザが立体視可能な画像であることが好ましい。

［形態３］前記設計支援装置は、さらに、ユーザによる前記モデルデータ又は前記表示パラメータの変更を受け付ける操作入力部を備え、前記画像生成部は、前記変更されたモデルデータ又は表示パラメータに基づいて、前記シミュレーション画像を再生成することが好ましい。

［形態４］前記ディスプレイ画像には、車内から外部を視覚する際の走行画像が含まれ、前記画像生成部は、前記走行画像を車内から外部を視覚する際の背景として使用し、前記シミュレーション画像を生成することが好ましい。

［形態５］前記ディスプレイ画像は、前記走行画像を生成した際の環境に関する外部環境情報を含み、前記画像生成部は、前記外部環境情報に応じて前記シミュレーション画像を生成することが好ましい。

［形態６］前記設計支援装置は、さらに、ユーザの眼の位置を検出する眼位置検出部を備え、前記画像生成部は、前記眼位置検出部が検出するユーザの眼の位置に基づいて、前記シミュレーション画像を生成することが好ましい。

［形態７］前記ディスプレイ画像には、カメラが取得する画像が含まれていることが好ましい。

［形態８］前記複数のディスプレイには、コンビネーションメータ、ナビゲーション用ディスプレイ、画像を車両のフロントガラスに投影表示するウィンドシールドディスプレイ、のうち少なくともいずれかが含まれることが好ましい。

［形態９］前記ウィンドシールドディスプレイに対応した前記ディスプレイ画像は、ステレオ画像であることが好ましい。
［形態１０］上記第２の視点に係る設計支援方法のとおりである。

［形態１１］前記設計支援方法は、前記モデルデータ又は前記表示パラメータの変更を受け付ける工程と、前記変更されたモデルデータ又は表示パラメータに基づいて、前記立体画像を再生成する工程と、を含むことが好ましい。

［形態１２］前記ディスプレイ画像には、車内から外部を視覚する際の走行画像が含まれ、前記設計支援方法は、前記走行画像を車内から外部を視覚する際の背景として使用し、前記立体画像を生成する工程を含むことが好ましい。

［形態１３］前記ディスプレイ画像は、前記走行画像を生成した際の環境に関する外部環境情報を含み、前記設計支援方法は、前記外部環境情報に応じて前記立体画像を生成する工程を含むことが好ましい。

［形態１４］前記設計支援方法は、ユーザの眼の位置に関する検出パラメータに基づいて、前記立体画像を生成する工程を含むことが好ましい。
［形態１５］上記第３の視点に係るプログラムのとおりである。

［形態１６］前記プログラムは、前記モデルデータ又は前記表示パラメータの変更を受け付ける処理と、前記変更されたモデルデータ又は表示パラメータに基づいて、前記立体画像を再生成する処理と、を実行することが好ましい。

［形態１７］前記ディスプレイ画像には、車内から外部を視覚する際の走行画像が含まれ、前記プログラムは、前記走行画像を車内から外部を視覚する際の背景として使用し、前記立体画像を生成する処理を実行することが好ましい。

［形態１８］前記ディスプレイ画像は、前記走行画像を生成した際の環境に関する外部環境情報を含み、前記プログラムは、前記外部環境情報に応じて前記立体画像を生成する処理を実行することが好ましい。

［形態１９］前記プログラムは、ユーザの眼の位置に関する検出パラメータに基づいて、前記立体画像を生成する処理を実行することが好ましい。

以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係る設計支援装置１を含むシステム構成の一例を示す図である。

図２において、設計支援装置１は、３Ｄ対応表示装置２及びコントローラ３と接続されている。設計支援装置１は、コックピットを模擬した画像信号（上述のシミュレーション画像に相当）を生成し、３Ｄ対応表示装置２に出力する。３Ｄ対応表示装置２は、設計支援装置１が出力する画像信号を受け付け、ユーザが立体視可能な立体画像を映し出す。ユーザは、３Ｄ対応表示装置２が映し出す立体画像を視聴することで、コックピットのデザインを評価する。即ち、設計支援装置１は、設計対象となっている車両のコックピットのデザインをシミュレーション可能とする。

さらに、ユーザは、適宜、コントローラ３を操作することで、３Ｄ対応表示装置２が映し出す立体画像を変更することも可能である。設計支援装置１では、ユーザによって変更されたデザインを保存することが可能である。そのため、あるユーザが最適であると決定し、保存したデザインを読み出すことで、他のユーザがこのようなデザインを再評価することが容易になる。その結果、試作品を用いることなく、車両の設計に関わる人間の意見（最適であると考えるデザイン）を収束させることができる。

なお、図２において、３Ｄ対応表示装置２としてテレビジョンを図示しているが、他の表示装置であってもよい。例えば、３Ｄ対応の液晶プロジェクタ等であってもよい。また、図２では、図示していないが、３Ｄ対応表示装置２において立体画像を視聴するために、専用の眼鏡が必要であれば、ユーザは３Ｄ対応眼鏡を使用する。

図３は、設計支援装置１の内部構成の一例を示す図である。なお、図３には、簡単のため、本実施形態に係る設計支援装置１に関係するモジュールのみを記載する。

設計支援装置１は、立体画像生成部１０と、モデルデータ読み込み部２０と、表示パラメータ読み込み部３０と、画像取込部４０と、操作入力部５０と、から構成されている。

立体画像生成部１０は、３Ｄ対応表示装置２に出力する画像を生成する際に、３種類のデータを必要とする。なお、立体画像生成部１０は、上述の画像生成部に相当する。

第１に、コックピットをモデル化したモデルデータである。モデルデータは、設計対象となっている車両のコックピットをポリゴンでモデル化する３Ｄデータである。その際、ポリゴンでモデル化する内装部品は、インパネだけではなく、ステアリング、バックミラー、Ａピラー等を含む。即ち、モデルデータには、運転者が座席に座った際におよそ視覚できる全ての構成要素が含まれる。このモデルデータは、設計支援装置１に接続された３Ｄモデルデータベース４に格納される。モデルデータは、３Ｄ対応のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）や３ＤＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ）対応のアプリケーションにより生成する。

第２に、モデルデータを３Ｄ対応表示装置２に出力する際に必要な表示パラメータである。モデルデータは、コックピットの形状をモデル化したデータ（各ポリゴンのＸＹＺ座標に相当）によって構成されているので、ポリゴンにどのようなテキスチャマッピングを施すか、といった内容は含まれていない。そこで、モデルデータが取り得るパラメータをモデルデータとは別に用意する必要がある。それが、表示パラメータである。なお、３Ｄモデルデータベース４には、複数の車種に対応したモデルデータが格納されているため、表示パラメータも各モデルデータに対応させて用意する必要がある。

表示パラメータには、各ポリゴンを３Ｄ対応表示装置２のどのような位置（ＸＹＺ座標）に表示するかを定める表示座標や、ＸＹＺからなる３Ｄ座標系における各軸の表示スケールや、モデルデータをどのような角度でユーザに提供するかを定める回転角度や、各ポリゴンによって構成され、ユーザが視聴する面の質感等を定める反射特性等が、含まれる。また、３Ｄ対応表示装置２の作り出す空間に配置するディスプレイ（例えば、ナビゲーション用ディスプレイ）の位置やサイズ、表示角度などを、表示パラメータによって設定することができる。

さらに、表示パラメータには、立体視表示に関するパラメータを含ませることが可能である。例えば、３Ｄ対応表示装置２の仕様（サイドバイサイド方式やプログレッシブ方式への対応可否等）や、左右画像の視差量に関する情報を、表示パラメータに含ませることが可能である。表示パラメータは、設計支援装置１に接続された表示パラメータデータベース５に格納される。なお、設計支援装置１と各データベース（３Ｄモデルデータベース４及び表示パラメータデータベース５）は図３のように直接接続されていてもよいし、ネットワーク及びサーバを介して接続されていてもよい。

第３に、車内に複数設置されたディスプレイに表示される画像を模擬したディスプレイ画像である。上述のように、コックピットには複数のディスプレイが配置されるが、これらのディスプレイにそれぞれ表示する画像を模擬したデータが、ディスプレイ画像である。例えば、ディスプレイ画像には、コンビネーションメータに表示する画像を模擬したデータや、ナビゲーション用ディスプレイに表示するナビゲーション画面等を模擬したデータが、含まれる。さらに、コックピットの前面に表示する画像（ユーザがフロントガラスを通して視認できる背景）をディスプレイ画像に含ませてもよい。なお、ディスプレイ画像は、設計支援装置１に接続された画像供給装置６に格納されている。

さらに、設計対象となっている車種がＷＳＤを備える場合には、ＷＳＤに表示する画像を模擬したデータも、ディスプレイ画像に含ませることができる。ディスプレイ画像が、ＷＳＤに表示する画像を模擬したデータも含む場合には、立体画像生成部１０は、運転席前方のフロントガラス付近に半透明の平面を仮定し、その半透明な平面に画像をマッピングしていくことで、ＷＳＤにＨＵＤを実現することができる。

ここで、フロントガラスに対して２台のプロジェクタから画像を投影することで、奥行きを持った画像を運転者に提供するＨＵＤが存在する。このようなＨＵＤの表示を再現するために、ディスプレイ画像としてステレオ画像を用意する。ステレオ画像を半透明な平面にマッピングすることで、奥行き感のある表示が再現できる。つまり、ステレオ画像をマッピングすることで、ＷＳＤに表示する対象物の奥行きを動的に変更することが容易に実現できる。より具体的には、ステレオ画像として予め左目画像及び右目画像を用意し、このステレオ画像を３Ｄ対応表示装置２が左目画像を出力するタイミングで左目画像をマッピングし、同様に、右目画像を出力するタイミングで右目画像をマッピングする。その結果、ユーザは、実車で体感するのと同様のＨＵＤを視認することができる。

なお、モデルデータとは異なり、ディスプレイ画像は２次元のデータでよい。モデルデータは、コックピットをより忠実に再現するために（３Ｄ対応表示装置２が映し出す画像を通じて得られる立体感を高めるために）３Ｄデータを使用するのが望ましい。しかし、未だ、立体視表示に対応したナビゲーションシステム等は、存在しないため、そのようなナビゲーションシステムが表示する画像を模擬するディスプレイ画像も２次元のデータを用意すれば十分だからである。但し、実車において、ナビゲーションシステム等が立体視表示に対応した場合には、３Ｄデータとすることが望ましい。

以上のように、立体画像生成部１０は３種類のデータを使用し、３Ｄ対応表示装置２に供給する立体画像を生成する。その際、立体画像生成部１０がモデルデータを使用する際には、モデルデータ読み込み部２０が３Ｄモデルデータベース４にアクセスする。同様に、表示パラメータを使用する際には、表示パラメータ読み込み部３０が表示パラメータデータベース５にアクセスする。なお、図３において、３Ｄモデルデータベース４及び表示パラメータデータベース５は、それぞれ異なるデータベースとして図示しているが、モデルデータ及び表示パラメータは同一のデータベースに格納されていてもよい。さらには、モデルデータ及び表示パラメータは、設計支援装置１が内蔵する記憶装置（図３において図示せず）に格納されていてもよい。

また、ディスプレイ画像は、画像供給装置６から設計支援装置１に供給される。画像供給装置６が供給するディスプレイ画像は、画像取込部４０により取り込まれ、立体画像生成部１０に提供される。より具体的には、ディスプレイ画像を複数のコンピュータ上で生成している場合には、それぞれのコンピュータ（画像供給装置６）と設計支援装置１をＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ケーブル等の映像ケーブルで接続する。さらに、画像取込部４０が、それぞれのコンピュータが出力する画像をキャプチャし、キャプチャした画像を立体画像生成部１０に供給する。

立体画像生成部１０は、モデルデータから構成したコックピットにキャプチャした画像を随時、マッピングする。即ち、立体画像生成部１０は、画像供給装置６から供給されるディスプレイ画像を定期的に取り込み、立体画像を再生成する。なお、画像供給装置６を設計支援装置１の内部で実現することも可能である。若しくは、ネットワークに接続されたサーバからディスプレイ画像の供給を受けることも可能である。

上述のように、立体画像生成部１０は、モデルデータやディスプレイ画像等を使用して、ユーザが３Ｄ対応表示装置２を介して視聴する画像を生成する（コックピットのデザインをシミュレーション可能とする）。立体画像生成部１０が立体画像を生成する際に使用するＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）には、ＯｐｅｎＧＬ（登録商標）等が考えられる。

ユーザが設計支援装置１に対する指示（操作）を行う際には、コントローラ３を使用する。コントローラ３には、キーボードやゲームを行う際に使用するジョイスティック等の汎用的なデバイスを使用することが考えられる。さらには、連続的な操作（アナログ的な操作）を補助するために、スライダー等を組み合わせて専用のコントローラを作成することも望ましい。若しくは、タッチパネル等のポインティングデバイスを備えるタブレットＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）を使用し、タブレットＰＣのアプリケーションとしてコントローラ３を実現することも考えられる。

ユーザは、コントローラ３を使用して、表示視点の変更、３Ｄ対応表示装置２が映し出すコックピットの移動・拡大、等の操作を実現できる。また、インパネの色彩や質感の変更や、ディスプレイの表示位置の変更などコックピットのデザインを変更することも可能である。さらに、変更したデザインを保存する操作や、設計対象とする車種を切り替える等の操作も可能である。

これらの操作は、操作入力部５０が受け付け、その内容を立体画像生成部１０に出力する。立体画像生成部１０では、これらの操作を解釈して、３Ｄ対応表示装置２に供給する立体画像の再生成を行う。その際、必要に応じて、３Ｄモデルデータベース４や表示パラメータデータベース５にアクセスする。

次に、設計支援装置１の動作について説明する。

図４は、設計支援装置１の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ０１において、操作入力部５０が、ユーザからのシミュレーション開始指示が存在するか否かを確認する。ユーザからの指示が存在すれば、ステップＳ０２に遷移する。ユーザからの指示が存在しなければ、ステップＳ０１の処理を継続する。

ステップＳ０２において、操作入力部５０が、シミュレーションの対象となるコックピットの選択を受け付ける（車種の選択を受け付ける）。

ステップＳ０３において、モデルデータ読み込み部２０が、前ステップで受け付けたユーザが指示するモデルデータを、３Ｄモデルデータベース４から読み込む。

ステップＳ０４において、表示パラメータ読み込み部３０が、前ステップで読み出したモデルデータに対応した表示パラメータの初期値を読み出す。なお、ステップＳ０３及びＳ０４で読み出したモデルデータ及び表示パラメータは立体画像生成部１０に供給される。

ステップＳ０５において、画像取込部４０が、画像供給装置６からディスプレイ画像を取得する。

ステップＳ０７において、立体画像生成部１０が、ステップＳ０３〜Ｓ０５で取得したそれぞれのデータを使用して、３Ｄ対応表示装置２に供給する立体画像を生成する。本ステップが終了した段階で、ユーザは自らが選択した車種のコックピットを模擬した立体画像を、３Ｄ対応表示装置２により視聴することができる。

図５は、３Ｄ対応表示装置２が表示するコックピットの一例を示す図である。図５には、内装部品に加えて、コンビネーションメータ１００と、ナビゲーション用ディスプレイ１０１と、ＷＳＤ１０２と、が示されている。ユーザは、図５を立体化した画像を視聴する。

ステップＳ０８において、画像取込部４０が、画像供給装置６が出力するディスプレイ画像をキャプチャし、立体画像生成部１０に供給する。立体画像生成部１０は、画像取込部４０から供給されたディスプレイ画像を使用して、立体画像を再生成する。

図６は、３Ｄ対応表示装置２が表示するコックピットの一例を示す図である。図６においては、コンビネーションメータ１００に表示する速度が変更になり、ナビゲーション用ディスプレイ１０１に表示する自車位置が更新されている。さらに、ＷＳＤ１０２に新たな表示が出現している。

ステップＳ０９において、操作入力部５０は、ユーザの操作を受け付け、その内容を判断する。ユーザによる指示が、モデルデータや表示パラメータの変更に関するものであれば、ステップＳ１０に遷移する。ユーザによる指示がシミュレーションの終了であれば、ステップＳ１２に遷移する。

ステップＳ１０において、ユーザがモデルデータの変更を行った場合には、モデルデータ読み込み部２０が、対応するモデルデータを３Ｄモデルデータベース４から読み出す。読み出されたモデルデータは、立体画像生成部１０に供給される。一方、ユーザがコントローラ３を使用して変更した表示パラメータは、操作入力部５０から立体画像生成部１０に供給される。

ステップＳ１１において、立体画像生成部１０は、前ステップで供給されたモデルデータや表示パラメータを使用して、３Ｄ対応表示装置２に供給する立体画像を再生成する。

図７は、３Ｄ対応表示装置２が表示するコックピットの一例を示す図である。図７では、ユーザが、インパネ領域１０３の色彩及びコンビネーションメータ１００の位置に関する変更を指示し、その指示が反映された結果のコックピットのデザインを表している。このように、設計支援装置１では、内装部品の色彩や質感といった構成要素を変更することができる。また、コンビネーションメータを初めとした各種のディスプレイの位置やサイズや角度を変更することもできる。本ステップが終了すると、ステップＳ０９に遷移し、処理を継続する。

ステップＳ１２において、ユーザが設計対象となっているコックピットのデザインに変更を加えた内容を保存し、処理を終了する。

なお、本実施形態に係る設計支援装置１は、３Ｄ対応表示装置２に立体画像を出力するものとして説明したが、平面画像を外部の表示装置に出力することもできる。その場合には、ユーザはコックピットを立体視することはできないが、各ディスプレイに表示する内容やタイミングの確認といった評価をすることができる。

また、本実施形態では、設計支援装置１は、コントローラ３からユーザの操作を受け付け、モデルデータや表示パラメータを変更し、リアルタイムで立体画像生成部１０が立体画像を再生成する場合について説明した。しかし、必ずしも、コントローラ３によってモデルデータや表示パラメータが変更可能である必要はない。ユーザの操作に応じてリアルタイムで立体画像を更新しなくても、各ディスプレイに表示する内容やタイミングの確認は可能だからである。

以上のように、本実施形態に係る設計支援装置１は、内装部品及び複数のディスプレイを含むコックピットのデザインを模擬した立体画像を３Ｄ対応表示装置２に出力することで、コックピットのデザインをシミュレーション可能とする。さらに、３Ｄ対応表示装置２が映し出すコックピットを視聴しながら、そのデザインを修正することが可能である。修正されたデザインは、立体画像に反映され、即時にデザイン変更の良し悪しを確認することができる。その結果、コックピットの立体感、各ディスプレイを配置する際の最適な位置、各ディスプレイに表示する内容及びそのタイミング、といった項目の評価を正確に行うことができる。つまり、実車を実際に運転する際の評価（試作品による評価）と同じ評価を行うことができる。そのため、何度も試作を繰り返すことなく、最終的なデザインが決定でき、車両の設計コストを低減することができる。

［第２の実施形態］
続いて、第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図８は、本実施形態に係る設計支援装置１ａの内部構成の一例を示す図である。図８において図３と同一構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。設計支援装置１及び１ａの相違点は、画像取込部４０ａにおいて、走行シミュレータ装置７が出力する画像を取り込む点である。

走行シミュレータ装置７は、ステアリング、アクセル及びブレーキ等の車両の運転に必要な構成要素を備えており、これらを使用することで、ユーザによる運転操作を取得することができる。さらに、走行シミュレータ装置７は、画像取込部４０ａに対して、ディスプレイ画像の一部として走行時の画像（以下、走行画像と表記する）を出力することができる。なお、走行画像についてもステレオ画像とすることもできる。走行画像をステレオ画像とすれば、奥行きを持った背景を再現することができる。

また、走行シミュレータ装置７は、ユーザが行う操作に対応して、走行画像を変更することができる。例えば、ユーザがアクセルを踏む操作を行えば、車両が加速した際の画像を提供し、ブレーキを踏む操作を行えば、車両が停止する際の画像を提供する。即ち、ユーザがアクセルやブレーキ等を使用して行う運転操作や車外の状況に応じて、走行シミュレータ装置７はディスプレイ画像を画像取込部４０ａに自動的に供給する。若しくは、予め定められたシナリオ（どの走行シーンでどのような表示を行うかを定めたシナリオ）を作成しておき、シナリオの進行に応じてディスプレイ画像が自動的に更新され、画像取込部４０ａに供給してもよい。なお、走行シミュレータ装置７が出力するディスプレイ画像は、直接、画像取込部４０ａに供給してもよいし、画像供給装置６を経由してもよい。

立体画像生成部１０ａは、モデルデータ及び表示パラメータに加えて、走行画像を含むディスプレイ画像を使用することで、走行時の背景変化を模擬する立体画像を３Ｄ対応表示装置２に供給する。

ここで、走行シミュレータ装置７は、走行画像を生成する際に、道路や町並みをモデル化したデータを使用する。走行シミュレータ装置７は、この町並み等をモデル化したデータを車内から観察した場合を仮定し、走行画像として出力する。さらに、走行画像を生成する際には、太陽の位置や気候等を想定し、走行画像を生成する。そこで、走行シミュレータ装置７から供給するディスプレイ画像に、シミュレーション時の天候や照度等の外部環境情報を含ませることが可能である。

外部環境情報を含むディスプレイ画像を受け取った立体画像生成部１０ａは、シミュレーション時の天候や照度等に基づいて、立体画像を変更することができる。例えば、天候がよければコックピット全体を明るくし、天候が悪ければコックピット全体を暗くする等の制御をすることができる。そのため、走行時の明るさとコックピットの明るさが連動し、より現実に近い環境でコックピットのデザインを評価することができる。

以上のように、本実施形態に係る設計支援装置１ａでは、走行シミュレータ装置７を使用することで、ユーザ自身が運転操作を行いつつ、ディスプレイに表示された内容やそのタイミングを評価することができる。その結果、コックピットのデザインと運転操作をシームレスに連携することが可能となり、より効率的な評価が実現できる。

［第３の実施形態］
続いて、第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図９は、本実施形態に係る設計支援装置１ｂの内部構成の一例を示す図である。図９において図３と同一構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。設計支援装置１及び１ｂの相違点は、眼位置検出部６０を備える点である。

眼位置検出部６０は、３Ｄ対応表示装置２の前方に座っているユーザの眼の位置を検出することが可能である。より具体的には、眼位置検出部６０は、ユーザの眼を含む顔画像を取得し、取得した顔画像から眼球が存在する領域を特定するといった画像処理を行う。

立体画像生成部１０ｂは、眼位置検出部６０が検出したユーザの眼の位置に応じて、ユーザに提供する立体画像を最適な視点及び距離に変更することができる。その結果、ユーザごとの体格等が考慮された、最適な立体画像を自動的に提供することができる。即ち、簡便かつ正確に、コックピットのデザインを評価することができる。若しくは、ユーザの眼の位置を検出することで、ユーザと３Ｄ対応表示装置２の間の距離を推測し、３Ｄ対応表示装置２が映し出す立体画像を拡大・縮小することもできる。例えば、ユーザが３Ｄ対応表示装置２に近づいてきた場合には、立体画像を拡大し、３Ｄ対応表示装置２から離れた場合には、立体画像を縮小するといった変更が可能である。

なお、本実施形態では、ユーザの眼の位置を検出する眼位置検出部６０を使用する場合について説明した。しかし、ユーザの頭の位置を検出し、頭部の位置に応じて立体画像の変更が可能なことは勿論である。

さらに、本実施形態に係る設計支援装置１ｂは、第２の実施形態において説明した走行シミュレーション装置７と連携してもよい。その場合には、走行シミュレータ装置７が眼位置検出結果を受け取る。ユーザの眼の位置に関する情報を受け取った走行シミュレータ装置７は、眼の位置に応じた走行シーンを作成・出力する。その結果、より実際の運転状況に違い評価が可能になる（よりリアルな評価が可能となる）。

以上のように、本実施形態に係る設計支援装置１ｂでは、ユーザの眼の位置を検出し、立体画像の生成に反映させることで、より実際に即した評価を行うことができる。

［第４の実施形態］
続いて、第４の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１０は、本実施形態に係る設計支援装置１ｃの内部構成の一例を示す図である。図１０において図３と同一構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。設計支援装置１及び１ｃの相違点は、カメラ８が出力する画像を取り込む点である。

画像取込部４０ｂは、カメラ８が出力する画像を取り込む。取り込まれた画像は、立体画像生成部１０ｃに供給される。立体画像生成部１０ｃは、カメラ８が出力する画像を使用し、立体画像を生成する。例えば、カメラ８から得られた画像（又は、カメラ８から得られた画像に対して加工をした画像）をインパネの模様として取り込み、立体画像を生成する。カメラ８で撮影した画像をそのままマッピングすることができるので、簡便かつ即時に、コックピットのデザインを評価することができる。

なお、引用した上記の特許文献の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、２００ 設計支援装置
２ ３Ｄ対応表示装置
３ コントローラ
４ ３Ｄモデルデータベース
５ 表示パラメータデータベース
６ 画像供給装置
７ 走行シミュレータ装置
８ カメラ
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 立体画像生成部
２０ モデルデータ読み込み部
３０ 表示パラメータ読み込み部
４０、４０ａ、４０ｂ 画像取込部
５０ 操作入力部
６０ 眼位置検出部
１００ コンビネーションメータ
１０１ ナビゲーション用ディスプレイ
１０２ ウィンドシールドディスプレイ
１０３ インパネ領域
２０１ 画像生成部

Claims (19)

1. コックピットをモデル化したモデルデータと、前記モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像と、に基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現するシミュレーション画像を生成する画像生成部を備え、
   前記画像生成部は、前記ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、前記シミュレーション画像を再生成することを特徴とする設計支援装置。
2. 前記画像生成部が生成する前記シミュレーション画像は、ユーザが立体視可能な画像である請求項１の設計支援装置。
3. さらに、ユーザによる前記モデルデータ又は前記表示パラメータの変更を受け付ける操作入力部を備え、
   前記画像生成部は、前記変更されたモデルデータ又は表示パラメータに基づいて、前記シミュレーション画像を再生成する請求項１又は２の設計支援装置。
4. 前記ディスプレイ画像には、車内から外部を視覚する際の走行画像が含まれ、
   前記画像生成部は、前記走行画像を車内から外部を視覚する際の背景として使用し、前記シミュレーション画像を生成する請求項１乃至３のいずれか一に記載の設計支援装置。
5. 前記ディスプレイ画像は、前記走行画像を生成した際の環境に関する外部環境情報を含み、
   前記画像生成部は、前記外部環境情報に応じて前記シミュレーション画像を生成する請求項４の設計支援装置。
6. さらに、ユーザの眼の位置を検出する眼位置検出部を備え、
   前記画像生成部は、前記眼位置検出部が検出するユーザの眼の位置に基づいて、前記シミュレーション画像を生成する請求項１乃至５のいずれか一に記載の設計支援装置。
7. 前記ディスプレイ画像には、カメラが取得する画像が含まれている請求項１乃至６のいずれか一に記載の設計支援装置。
8. 前記複数のディスプレイには、コンビネーションメータ、ナビゲーション用ディスプレイ、画像を車両のフロントガラスに投影表示するウィンドシールドディスプレイ、のうち少なくともいずれかを含む請求項１乃至７のいずれか一に記載の設計支援装置。
9. 前記ウィンドシールドディスプレイに対応した前記ディスプレイ画像は、ステレオ画像である請求項８の設計支援装置。
10. コックピットをモデル化したモデルデータと、前記モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像と、に基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現し、ユーザが立体視可能な立体画像を生成する工程と、
    前記ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、前記立体画像を再生成する工程と、 を含むことを特徴とする設計支援方法。
11. 前記モデルデータ又は前記表示パラメータの変更を受け付ける工程と、
    前記変更されたモデルデータ又は表示パラメータに基づいて、前記立体画像を再生成する工程と、
    を含む請求項１０の設計支援方法。
12. 前記ディスプレイ画像には、車内から外部を視覚する際の走行画像が含まれ、
    前記走行画像を車内から外部を視覚する際の背景として使用し、前記立体画像を生成する工程を含む請求項１０又は１１の設計支援方法。
13. 前記ディスプレイ画像は、前記走行画像を生成した際の環境に関する外部環境情報を含み、
    前記外部環境情報に応じて前記立体画像を生成する工程を含む請求項１２の設計支援方法。
14. ユーザの眼の位置に関する検出パラメータに基づいて、前記立体画像を生成する工程を含む請求項１０乃至１３のいずれか一に記載の設計支援方法。
15. コックピットをモデル化したモデルデータと、前記モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像と、に基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現し、ユーザが立体視可能な立体画像を生成する処理と、
    前記ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、前記立体画像を再生成する処理と、 をコンピュータに実行させることで、前記コンピュータを設計支援装置として動作させるプログラム。
16. 前記モデルデータ又は前記表示パラメータの変更を受け付ける処理と、
    前記変更されたモデルデータ又は表示パラメータに基づいて、前記立体画像を再生成する処理と、
    を実行する請求項１５のプログラム。
17. 前記ディスプレイ画像には、車内から外部を視覚する際の走行画像が含まれ、
    前記走行画像を車内から外部を視覚する際の背景として使用し、前記立体画像を生成する処理を実行する請求項１５又は１６のプログラム。
18. 前記ディスプレイ画像は、前記走行画像を生成した際の環境に関する外部環境情報を含み、
    前記外部環境情報に応じて前記立体画像を生成する処理を実行する請求項１７のプログラム。
19. ユーザの眼の位置に関する検出パラメータに基づいて、前記立体画像を生成する処理を実行する請求項１５乃至１８のいずれか一に記載のプログラム。

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