JP2019066637A - 運転教習装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受講者が模擬車両の運転中における問題点を迅速かつ具体的に把握することができ、それにより、教習効果及び商品性を向上させることができる運転教習装置及び運転教習方法を提供する。【解決手段】運転教習装置1による運転教習時、コントローラ30は、センサ装置4からの模擬車両2の操作状態を表す検出信号及び模擬映像データに応じて、受講者M1による模擬車両2の運転状態を演算して演算結果を記憶し（図5/STEP5,9)、演算結果を用いて、模擬走行環境下での受講者M1の運転状態を表す映像をモニタ11,21に再生表示させ(図6/STEP25)、映像再生の一時停止中、指導者M2によって所定の演算操作が実行されたときに、模擬車両2Aと車両41との間の2点間距離dを演算し、2点間距離d及び模擬車両の速度vに応じて、余裕度Eを演算し、余裕度Eを表す指標(○、△、×)をモニタ11,21に表示させる(図7/STEP41〜46)。【選択図】図9

Description

本発明は、模擬車両を運転したときの運転結果を用いて、運転教習を支援するための運転教習装置及び運転教習方法に関する。

従来、運転操作補助装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この運転操作補助装置では、自車両と前方の車両との間の車間距離及び相対速度などに基づいて、前方の車両に対するリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルを伝達して運転者の注意を喚起するために、リスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダル操作反力が制御されるとともに、自車両に減速度を発生させる制駆動力制御が実行される。この制駆動力制御を実行する際には、制駆動力制御の作動状態に対する運転者の理解を促進するために、リスクポテンシャルに基づいて目標減速度を算出し、この目標減速度が台形状のアイコンとして表示装置に表示される。

特開２００７−１３７３４７号公報

一般に、模擬車両を用いて運転教習を支援する運転教習装置が知られている。このような運転教習装置に対して、上記特許文献１の運転操作補助装置の手法を適用した場合、目標減速度が台形状のアイコンとして表示装置に表示されるものに過ぎないので、運転者にとって、自らの運転技術の問題点を把握しにくいという問題がある。また、同じ理由により、指導者が、そのときの運転状態において、走行速度などが妥当であったか否かなどを受講者に指導することができないことで、教習効果があがりにくいという問題もある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、受講者が模擬車両の運転中における問題点を迅速かつ具体的に把握することができ、それにより、教習効果及び商品性を向上させることができる運転教習装置及び運転教習方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、第１ユーザ（受講者Ｍ）が模擬車両２を模擬走行環境下で運転したときの運転結果を用いて、運転教習を支援する運転教習装置１において、出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）と、入力インターフェース（キーボード２２、マウス２３）と、模擬走行環境を映像化した模擬映像データを記憶する模擬映像データ記憶手段（コントローラ３０）と、模擬映像データ記憶手段に記憶された模擬映像データを出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に表示させる表示制御手段（コントローラ３０、図５／ＳＴＥＰ６）と、模擬映像データが出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に表示されているときの第１ユーザ（受講者Ｍ１）による模擬車両２の操作状態を表す操作状態データを検出する操作状態データ検出手段（センサ装置４）と、検出された操作状態データ及び模擬映像データに応じて、模擬走行環境下での第１ユーザ（受講者Ｍ１）による模擬車両２の運転状態を演算する演算手段（コントローラ３０、図５／ＳＴＥＰ５）と、演算手段の演算結果を記憶する演算結果記憶手段（コントローラ３０、図５／ＳＴＥＰ９）と、記憶された演算結果を用いて、模擬走行環境下での第１ユーザ（受講者Ｍ１）の運転状態を表す映像を出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に再生表示させる映像再生制御を実行する映像再生制御手段（コントローラ３０、図６／ＳＴＥＰ２５）と、映像再生制御の実行中、第２ユーザ（指導者Ｍ２）による入力インターフェース（キーボード２２、マウス２３）の操作によって所定の演算操作が実行されたときに、模擬走行環境下での模擬車両２Ａと模擬車両以外の物体（車両４１）との間の２点間距離ｄを演算し、２点間距離ｄ及び模擬車両の速度ｖに応じて、走行状態の安全性の評価を表す評価パラメータ（余裕度Ｅ）を演算する評価パラメータ演算手段（コントローラ３０、図７／ＳＴＥＰ４１〜４４）と、映像再生制御の実行中、評価パラメータの演算結果を表す指標（○、△、×）を出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に表示させる演算表示制御を実行する演算表示制御手段（コントローラ３０、図７／ＳＴＥＰ４６）と、を備えることを特徴とする。

この運転教習装置によれば、模擬走行環境を映像化した模擬映像データが出力インターフェースに表示され、模擬映像データが出力インターフェースに表示されているときの第１ユーザによる模擬車両の操作状態を表す操作状態データが検出され、検出された操作状態データ及び模擬映像データに応じて、模擬走行環境下での第１ユーザによる模擬車両の運転状態が演算され、この演算結果が記憶されるとともに、記憶された演算結果を用いて、模擬走行環境下での第１ユーザの運転状態を表す映像を出力インターフェースに再生表示させる映像再生制御が実行される。そして、映像再生制御の実行中、第２ユーザによる入力インターフェースの操作によって所定の演算操作が実行されたときに、模擬走行環境下での模擬車両と模擬車両以外の物体との間の２点間距離を演算し、２点間距離及び模擬車両の速度に応じて、走行状態の安全性の評価を表す評価パラメータが演算されるとともに、評価パラメータの演算結果を表す指標を出力インターフェースに表示させる演算表示制御が実行されるので、第１ユーザによる模擬車両の運転が終了した直後において、映像再生制御を実行しながら演算表示制御を実行することで、走行状態の安全性の評価を示しながら迅速かつ視覚的に教習を第１ユーザ、第２ユーザ及びそれ以外のユーザに実行することができる。それにより、第１ユーザ、第２ユーザ及びそれ以外のユーザが模擬車両の運転中における問題点を迅速かつ具体的に把握できることで、教習効果及び商品性を向上させることができる（なお、本明細書における「模擬車両と模擬車両以外の物体との間の２点間距離」は、模擬車両と路面（又は路面の位置）との間の２点間距離を含む）。

本発明において 映像再生制御の実行中、第１ユーザ（受講者Ｍ１）の運転状態を表す映像の再生表示が一時停止されている場合おいて、第２ユーザ（指導者Ｍ２）による入力インターフェース（キーボード２２、マウス２３）の操作によって所定の演算操作が実行されたときに、評価パラメータ演算手段が２点間距離ｄ及び評価パラメータ（余裕度Ｅ）の演算を実行するとともに、演算表示制御手段が演算表示制御を実行することが好ましい。

この運転教習装置によれば、映像再生制御の実行中、第１ユーザの運転状態を表す映像の再生表示が一時停止されている場合において、第２ユーザによる入力インターフェースの操作によって所定の演算操作が実行されたときに、演算表示制御が実行されるので、動画映像が再生されている場合と比べて、評価パラメータの演算結果を表す指標を出力インターフェースに表示したときに、第１ユーザ、第２ユーザ及びそれ以外のユーザが表示された指標を視認しやすくなる。その結果、教習効果及び商品性をさらに向上させることができる。

本発明において、評価パラメータは、模擬車両２Ａの停止までの余裕度Ｅであり、余裕度Ｅは、２点間距離ｄ、模擬車両２の限界減速度μ、限界停止距離Ｓａ及び路面状態に応じて演算されることが好ましい。

この運転教習装置によれば、映像再生制御の実行中、模擬車両の停止までの余裕度が、２点間距離、模擬車両の限界減速度、限界停止距離及び路面状態に応じて演算され、この余裕度を表す指標が出力インターフェースに表示されるので、第１ユーザによる模擬車両の運転が終了した直後において、この余裕度を第１ユーザ及び／又は第２ユーザに示しながら迅速かつ視覚的に教習することができ、教習効果及び商品性をさらに向上させることができる。

本発明において、指標は、余裕度Ｅを表す図形（○、△、×）であり、演算表示制御の実行中、余裕度Ｅを表す図形（○、△、×）に加えて、模擬車両２の限界減速度μ、限界停止距離Ｓａ及び路面状態が出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に表示されることが好ましい。

この運転教習装置によれば、第１ユーザによる模擬車両の運転が終了した直後において、模擬車両の停止までの余裕度を表す図形に加えて、模擬車両の限界減速度、限界停止距離及び路面状態を出力インターフェースに表示することができるので、第１ユーザ及び／又は第２ユーザに対して、これらの情報を示しながら迅速かつ視覚的に教習することができ、教習効果及び商品性をより一層、向上させることができる。

本発明において、映像再生制御の実行中、模擬走行環境下での模擬車両２Ａ及び物体（車両４１）は、俯瞰視映像として表示されることが好ましい。

この運転教習装置によれば、映像再生制御の実行中、模擬走行環境下での模擬車両及び物体が俯瞰視映像として表示されるので、模擬車両とその周囲の物体との関係の識別性を向上させることができ、教習効果及び商品性をさらに向上させることができる。

本発明において、出力インターフェースは、第１ユーザ用の第１出力インターフェース（メインモニタ１１）と第２ユーザ用の第２出力インターフェース（操作モニタ２１）とを含むことが好ましい。

この運転教習装置によれば、出力インターフェースは、第１ユーザ用の第１出力インターフェースと第２ユーザ用の第２出力インターフェースとを含んでいるので、第１ユーザと第２ユーザが離れた位置にいる場合でも、両者が同じ映像を同時に見ることができ、商品性をさらに向上させることができる。

前述した目的を達成するために、他の本発明は、出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）及び入力インターフェース（キーボード２２、マウス２３）を備えた運転教習装置１における模擬車両２を第１ユーザ（受講者Ｍ１）が模擬走行環境下で運転したときの運転結果を用いて、運転教習を支援する運転教習手法において、模擬走行環境を映像化した模擬映像データを記憶し、記憶された模擬映像データを出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に表示し（図５／ＳＴＥＰ６）、模擬映像データが出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に表示されているときの第１ユーザ（受講者Ｍ１）による模擬車両２の操作状態を表す操作状態データを検出し、検出された操作状態データ及び模擬映像データに応じて、模擬走行環境下での第１ユーザ（受講者Ｍ１）による模擬車両２の運転状態を演算し（図５／ＳＴＥＰ５）、演算手段の演算結果を記憶し（図５／ＳＴＥＰ９）、記憶された演算結果を用いて、模擬走行環境下での第１ユーザ（受講者Ｍ１）の運転状態を表す映像を出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に再生表示し（図６／ＳＴＥＰ２５）、映像が出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に再生表示されているときに、第２ユーザ（指導者Ｍ２）による入力インターフェース（キーボード２２、マウス２３）の操作によって所定の演算操作が実行されたときに、模擬走行環境下での模擬車両２Ａと模擬車両以外の物体（車両４１）との間の２点間距離ｄを演算し、２点間距離ｄ及び模擬車両の速度ｖに応じて、走行状態の安全性の評価を表す評価パラメータ（余裕度Ｅ）を演算し（図７／ＳＴＥＰ４１〜４４）と、映像が出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に再生表示されているときに、評価パラメータの演算結果を表す指標（○、△、×）を出力インターフェース（メインモニタ１１、操作モニタ２１）に表示する（コントローラ３０、図７／ＳＴＥＰ４６）ことを特徴とする。

この運転教習方法によれば、第１ユーザによる模擬車両の運転が終了した直後において、模擬走行環境下での第１ユーザの運転状態を表す映像を出力インターフェースに再生表示しながら、評価パラメータの演算結果を出力インターフェースに表示することで、第１ユーザ、第２ユーザ及びそれ以外のユーザに対して、走行状態の安全性の評価を示しながら迅速かつ視覚的に教習を実行することができる。それにより、第１ユーザ、第２ユーザ及びそれ以外のユーザが模擬車両の運転中における問題点を迅速かつ具体的に把握できることで、教習効果を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る運転教習装置の構成を示す正面図である。 運転教習装置の構成を示す側面図である。 ハンドル装置の構成を示す図である。 運転教習装置の電気的な構成を示すブロック図である。 模擬走行制御を示すフローチャートである。 走行再生制御を示すフローチャートである。 演算表示制御を示すフローチャートである。 走行再生制御の実行中、俯瞰視モードが選択されているときの２点間距離演算を実行するときの画面表示を示す図である。 演算表示制御における演算結果の表示例を示す図である。 図９の演算結果において、２点間距離を増大させたときの演算結果の表示例を示す図である。 演算表示制御における演算結果の他の表示例を示す図である。 図１１の演算結果において、自車速度を低下させたときの演算結果の表示例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る運転教習装置について説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態の運転教習装置１は、模擬車両２を用いて、運転教習を実行／支援するものであり、模擬車両２に加えて、表示音響装置１０及び指導用装置２０などを備えている。

この模擬車両２は、受講者Ｍ１（第１ユーザ）が跨がって運転する二輪車タイプのものであり、ＭＴ車用の運転教習と、ＡＴ車用の運転教習とに切り換えて運転教習を実行できるように構成されている。なお、図１，２では、受講者Ｍ１がＡＴ車用の教習運転時に足を乗せるステップの図示が省略されている。

模擬車両２は、図３に示すように、ハンドル３を備えており、このハンドル３には、兼用レバー３ａ、サイドビュースイッチ３ｂ、前照灯上下切換スイッチ３ｃ、方向指示スイッチ３ｄ、ホーンスイッチ３ｅ、スタータスイッチ３ｆ、エンジン停止スイッチ３ｇ、前輪ブレーキレバー３ｈ及びスロットルグリップ３ｉが設けられている。

この兼用レバー３ａは、ＭＴ車の運転教習時には、クラッチレバーとして機能し、ＡＴ車の運転教習時には、後輪ブレーキレバーとして機能するように切換可能に構成されている。また、サイドビュースイッチ３ｂは、表示音響装置１０の後述するメインモニタ１１内へのサイドビュー（サイドミラーの映像）の表示／非表示を切り換えるものである。

さらに、前照灯上下切換スイッチ３ｃは、前照灯のハイビーム／ロービームを切り換えるものであり、方向指示スイッチ３ｄは、左右の方向指示器の点滅／停止を切り換えるものである。一方、ホーンスイッチ３ｅは、押下して警告音を発生するためのものであり、スタータスイッチ３ｆ及びエンジン停止スイッチ３ｇはそれぞれ、エンジンの始動用及び停止用のものである。

また、前輪ブレーキレバー３ｈは、前輪ブレーキ操作を実行するためのものであり、スロットルグリップ３ｉは、回動させることによってエンジン回転数を上昇させるためのものである。

さらに、模擬車両２には、後輪ブレーキレバー３ｊ（図２参照）及び変速レバー（図示せず）が設けられている。この後輪ブレーキレバー３ｊは、ＭＴ車の運転教習時、右足で後輪ブレーキ操作を実行するためのものであり、変速レバーは、ＭＴ車の運転教習時、左足で変速動作を実行するためのものである。

前述した表示音響装置１０は、メインモニタ１１及び左右のスピーカ１２，１２を備えており、これらのメインモニタ１１及び左右のスピーカ１２，１２は、図４に示すように、コントローラ３０に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、メインモニタ１１が出力インターフェース及び第１出力インターフェースに相当する。

この表示音響装置１０では、運転教習中、後述するコントローラ３０からの映像信号によって、模擬走行環境下での教習用映像がメインモニタ１１に表示され、コントローラ３０からの音響信号によって、運転教習用の走行音などが左右のスピーカ１２，１２から出力される。

また、前述した指導用装置２０は、操作モニタ２１、キーボード２２及びマウス２３を備えており、図４に示すように、これらの構成要素２１〜２３はいずれもコントローラ３０に電気的に接続されている。

操作モニタ２１は、指導者Ｍ２（第２ユーザ）が運転教習時に参照するものであり、テーブル２４上に載置されているとともに、後述するように、運転教習中、コントローラ３０から映像信号が供給されることで、メインモニタ１１と同じ映像を表示できるように構成されている。なお、本実施形態では、操作モニタ２１が出力インターフェース及び第２出力インターフェースに相当する。

さらに、キーボード２２及びマウス２３も、テーブル２４上に載置されており、指導者Ｍ２は、これらのキーボード２２及びマウス２３を介して、運転教習の開始／終了動作や、運転教習中の後述する各種の操作を実行する。なお、本実施形態では、キーボード２２及びマウス２３が入力インターフェースに相当する。

一方、コントローラ３０は、表示音響装置１０に内蔵されており（図２参照）、このコントローラ３０によって、運転教習中、後述するように、模擬走行制御及び走行再生制御が実行される。なお、本実施形態では、コントローラ３０が模擬映像データ記憶手段、表示制御手段、演算手段、演算結果記憶手段、映像再生制御手段、評価パラメータ算出手段及び演算表示制御手段に相当する。

このコントローラ３０には、前述した構成要素１１，１２，２１〜２３に加えて、センサ装置４及びアクチュエータ装置５が電気的に接続されている。

センサ装置４（操作状態データ検出手段）は、各種のセンサで構成されており、前述した各種の構成要素３ａ〜３ｊ及び変速レバーの操作状態と、ハンドル３の操舵角とを表す操作状態データを検出して、それらを表す検出信号をコントローラ３０に出力する。

また、アクチュエータ装置５は、複数のアクチュエータで構成されている。コントローラ３０は、運転教習の実行中、アクチュエータ装置５を駆動することにより、後述する走行制御を実行する。この走行制御では、受講者Ｍ１が前後方向、上下方向及び左右方向の加減速度などを感じるように、模擬車両２の挙動が制御される。

一方、コントローラ３０は、記憶装置３１、データベース３２及び演算処理装置３３を備えている。この記憶装置３１は、例えば、ＲＡＭ及びＥ２ＰＲＯＭなどで構成されており、前述したセンサ装置４からの検出信号が表す操作状態データ、及び後述する模擬走行制御における演算結果などを記憶する。

また、データベース３２は、例えば、ＲＯＭなどで構成されており、その内部には、運転教習用の各種コース、各種走行条件及び各種環境条件などを含む模擬走行環境データ（映像データ及び音響データ）が記憶されている。

さらに、演算処理装置３３は、例えば、ＣＰＵなどで構成されており、運転教習時には、キーボード２２及びマウス２３の操作状態と、センサ装置４からの検出信号などに応じて、以下に述べるように、模擬走行制御及び走行再生制御を実行する。

次に、図５を参照しながら、模擬走行制御について説明する。この模擬走行制御は、模擬車両２を用いて、受講者Ｍ１による模擬走行状態を制御するものであり、コントローラ３０によって所定の制御周期（例えば数十ｍｓｅｃ）で実行される。

まず、リセットフラグＦ＿ＲＥＳＥＴが「０」であるか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ１）。この判定が肯定であるときには（図５／ＳＴＥＰ１…ＹＥＳ）、記憶装置３１内に記憶されている演算結果や後述するフラグなどの各種のデータをリセットする（図５／ＳＴＥＰ２）。

次いで、それを表すために、リセットフラグＦ＿ＲＥＳＥＴを「１」に設定する（図５／ＳＴＥＰ３）。

このようにリセットフラグＦ＿ＲＥＳＥＴを「１」に設定したとき、又は上述した判定が否定であるときには（図５／ＳＴＥＰ１…ＮＯ）、走行条件が設定済みであるか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ４）。

この走行条件は、走行コース、走行環境及び模擬車両２の変速機タイプ（ＭＴ／ＡＴ）などの条件であり、指導者Ｍ２のキーボード２２及びマウス２３による、操作モニタ２１のプログラム画面上の図示しないボタン操作で設定される。

この判定が否定で走行条件が設定されていないときには（図５／ＳＴＥＰ４…ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。

一方、この判定が肯定で走行条件が設定済みであるときには（図５／ＳＴＥＰ４…ＹＥＳ）、交通状態データを演算する（図５／ＳＴＥＰ５）。具体的には、再生中の映像データ、音響データ及びセンサ装置４の検出信号に応じて、所定の制御アルゴリズムにより、模擬走行環境下の交通状態データを演算する。この交通状態データとしては、模擬車両２の走行状態及びその周囲の交通移動体の走行状態を表す走行状態データと、それらを表す映像データ及び音響データなどが演算される。すなわち、模擬車両２の運転状態を表すデータが演算される。

次いで、映像制御を実行する（図５／ＳＴＥＰ６）。この映像制御では、上述した交通状態データに含まれる映像データに基づいて、映像信号値を演算し、それに対応する映像信号がメインモニタ１１及び操作モニタ２１に供給される。それにより、映像が２つのモニタ１１，２１に表示される（例えば図７〜９Ｄ）。

次に、音響制御を実行する（図５／ＳＴＥＰ７）。この音響制御では、前述した交通状態データに含まれる音響データに基づいて、音響信号値を演算し、それに対応する音響信号がスピーカ１２に供給される。それにより、例えば、模擬車両２の走行音、エンジン音及びブレーキ音などがスピーカ１２から出力される。

次いで、車両制御を実行する（図５／ＳＴＥＰ８）。この車両制御では、前述した交通状態データに含まれる走行状態データに基づいて、駆動信号値を演算し、それに対応する駆動信号がアクチュエータ装置５に供給される。それにより、例えば、受講者Ｍ１がスロットルグリップ３ｉを開ける方向に回したときには、加速感が得られるように、模擬車両２の挙動が制御され、受講者Ｍ１がブレーキ操作を実行したときには、減速感が得られるように、模擬車両２の挙動が制御される。

次いで、前述したように演算された交通状態データを記憶装置３１内に格納する（図５／ＳＴＥＰ９）。

次に、模擬走行が終了したか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ１０）。この場合、例えば、模擬走行のコースが終了し、それがモニタ１１，２１に表示された状態で、マウス２３によるプログラム上の図示しないボタン操作により、模擬走行の終了が選択されたとき、又は、模擬走行の実行中であっても、何らかの理由により、マウス２３の操作によって模擬走行の中止操作が実行されたときに、模擬走行が終了したと判定される。

この判定が否定で模擬走行が終了していないときには（図５／ＳＴＥＰ１０…ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。一方、この判定が肯定で模擬走行が終了したときには（図５／ＳＴＥＰ１０…ＹＥＳ）、それを表すために、模擬走行終了フラグＦ＿ＲＵＮ＿ＥＮＤを「１」に設定すると同時に、リセットフラグＦ＿ＲＥＳＥＴを「０」に設定する（図５／ＳＴＥＰ１１）。その後、本処理を終了する。

次に、図６を参照しながら、走行再生制御について説明する。この走行再生制御は、図５の模擬走行制御を実行したときの受講者Ｍ１の運転状態を再生するものであり、コントローラ３０によって所定の制御周期（例えば数十ｍｓｅｃ）で実行される。

まず、前述した模擬走行終了フラグＦ＿ＲＵＮ＿ＥＮＤが「１」であるか否かを判定する（図６／ＳＴＥＰ２０）。この判定が否定で模擬走行制御が終了していないときには（図６／ＳＴＥＰ２０…ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。

一方、この判定が肯定で模擬走行制御が終了済みであるときには（図６／ＳＴＥＰ２０…ＹＥＳ）、走行再生終了フラグＦ＿ＡＬＬ＿ＥＮＤが「１」であるか否かを判定する（図６／ＳＴＥＰ２１）。この判定が肯定で走行再生制御が終了済みであるときには（図６／ＳＴＥＰ２１…ＹＥＳ）、そのまま本処理を終了する。

一方、この判定が否定で走行再生制御が終了していないときには（図６／ＳＴＥＰ２１…ＮＯ）、モード選択操作が実行されたか否かを判定する（図６／ＳＴＥＰ２２）。この場合、マウス２３による、モニタ２１に表示されているプログラム画面上の図示しないボタン操作により、視点モードの選択動作が実行されたときに、モード選択操作が実行されたと判定され、それ以外のときには、モード選択操作が実行されていないと判定される。

この判定が肯定でモード選択操作が実行されたときには（図６／ＳＴＥＰ２２…ＹＥＳ）、視点モード設定処理を実行する（図６／ＳＴＥＰ２３）。この視点モード設定処理では、モニタ１１，２１で再生する映像の視点モードを設定するものであり、具体的には、視点モードとして、自車モード、俯瞰視モード、見下ろしモード及び他車モードのいずれか１つが選択される。

この自車モードでは、模擬車両２からの視点で映像が再生され（図８参照）、俯瞰視モードでは、模擬車両２及び他の交通移動体を俯瞰した視点で映像が再生される（図９Ａ〜９Ｄ参照）。また、見下ろしモードでは、模擬車両２をその斜め後方から見下ろした視点で映像が再生され、他車モードでは、他車からの視点で映像が再生される。

次に、視点モード設定処理を以上のように実行したとき（図６／ＳＴＥＰ２３）や、モード選択操作が実行されていないときには（図６／ＳＴＥＰ２２…ＮＯ）、走行再生条件が成立しているか否かを判定する（図６／ＳＴＥＰ２４）。この場合、マウス２３による、モニタ２１に表示されているプログラム画面上の図示しないボタン操作によって、走行再生動作が実行されたときに、それ以降、走行再生条件が成立したと判定される。

この判定が否定のときには（図６／ＳＴＥＰ２４…ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。一方、この判定が肯定で走行再生条件が成立しているときには（図６／ＳＴＥＰ２４…ＹＥＳ）、映像再生制御を実行する（図６／ＳＴＥＰ２５）。

この映像再生制御では、モニタ２１に表示されているプログラム画面上でマウス２３の図示しないボタン操作によって選択された再生状態、すなわち再生方向（通常再生、巻き戻し、一時停止）や、再生速度（早送り、スロー、コマ送り）に応じて、記憶装置３１に記憶されている交通状態データを読み出すことにより、模擬走行中の映像がメインモニタ１１及び操作モニタ２１に表示される。

次いで、音響再生制御を実行する（図６／ＳＴＥＰ２６）。この音響再生制御では、指導者Ｍ２によって選択された再生状態で、記憶装置３１に記憶されている交通状態データを読み出すことにより、模擬走行中の音響がスピーカ１２から出力される。

次に、再生一時停止中であるか否かを判定する（図６／ＳＴＥＰ２７）。この判定が肯定のときには（図６／ＳＴＥＰ２７…ＹＥＳ）、演算表示条件が成立している否かを判定する（図６／ＳＴＥＰ２８）。

この場合、マウス２３の操作によって、操作モニタ２１内のプログラム画面上で、距離計測ボタン４２（図８参照）が選択されたとき、又は前回以前の制御タイミングで演算結果が表示されていたときには、演算表示条件が成立していると判定される。

この判定が肯定のときには（図６／ＳＴＥＰ２８…ＹＥＳ）、演算表示制御を実行する（図６／ＳＴＥＰ２９）。この演算表示制御は、具体的には、図７に示すように実行される。なお、以下の説明において演算される各種の値は、コントローラ３０の記憶装置３１内に格納されるものとする。

まず、演算結果を表示中であるか否かを判定する（図７／ＳＴＥＰ４０）。この判定が否定のとき（図７／ＳＴＥＰ４０…ＮＯ）、すなわち、今回の制御タイミングで距離計測ボタン４２が選択されときには、２点間距離ｄを演算する（図７／ＳＴＥＰ４１）。

この２点間距離ｄは、再生一時停止中の映像において、マウス２３の操作によってポインティングされた２点間の距離であり、例えば、図８に示すように、模擬車両２Ａの位置Ｐ１と他の車両４１の位置Ｐ２との間の距離である。この場合、２点間距離ｄは、模擬走行環境下での座標系における距離を実空間の距離に換算することによって演算される。また、同図は、視点モードとして、前述した俯瞰視モードが選択されているときのものであり、図中の模擬車両２Ａは、映像再生制御の実行中に２つのモニタ１１，２１に表示される模擬車両の映像である。

次いで、下式（１）により、減速度αを演算する（図７／ＳＴＥＰ４２）。この減速度αは、模擬車両２Ａが他の車両４１の位置Ｐ２で停止するのに必要な減速度である。

上式（１）のｖは、映像再生が一時停止される直前の模擬車両２Ａの車速（以下「自車速度」という）である。

次に、下式（２）により、限界停止距離Ｓａを演算する（図７／ＳＴＥＰ４３）。

上式（２）のμは、路面の限界減速度であり、その路面状態で達成可能な最大減速度に相当する。本実施形態の場合、路面状態すなわち路面種類としては、乾路面、濡路面及び固雪路の３種類が設定されており、上式（２）においては、限界減速度μを乾路面用の値０．７と、濡路面用の値０．４５と、固雪路用の値０．１５とに切り換えることにより、３種類の路面用の限界停止距離Ｓａが演算される。これらの３種類の限界減速度μは、乾路面、濡路面及び固雪路における動摩擦係数に基づいて演算されたものである。

さらに、下式（３）により、余裕度Ｅを演算する（図７／ＳＴＥＰ４４）。

この場合、３種類の路面用の限界停止距離Ｓａを用いて、３種類の路面用の余裕度Ｅが演算される。

次いで、余裕度Ｅを判定する（図７／ＳＴＥＰ４５）。具体的には、上記のように算出された３つの余裕度Ｅが、Ｅ≦１．０が成立する第１範囲、１．０＜Ｅ≦１．３が成立する第２範囲、１．３＜Ｅが成立する第３範囲のいずれの範囲にあるかを判定する。

次に、演算結果を表示する（図７／ＳＴＥＰ４６）。この場合、演算結果は、２つのモニタ１１，２１において、例えば、図９〜１２に示すように表示される。すなわち、前述した３つの路面種類に対して、限界減速度μ及び限界停止距離Ｓａの値が表示される。

これに加えて、余裕度Ｅが上述した第１範囲にあるときには、余裕度Ｅを表す指標として「×」マークが表示され、余裕度Ｅが上述した第２範囲にあるときには、余裕度Ｅを表す指標として「△」マークが表示され、余裕度Ｅが上述した第３範囲にあるときには、余裕度Ｅを表す指標として「○」マークが表示される。これらの図９〜１２の詳細については後述する。

以上のように、演算結果を表示した後（図７／ＳＴＥＰ４６）、本処理を終了する。

一方、前述した判定が肯定で演算結果を表示中であるときには（図７／ＳＴＥＰ４０…ＹＥＳ）、マウス２３による、操作モニタ２１内のプログラム画面上での図示しないボタン操作によって、演算表示制御の終了動作が実行されたか否かを判定する（図７／ＳＴＥＰ４７）。

この判定が否定のときには（図７／ＳＴＥＰ４７…ＮＯ）、自車速度ｖ及び２点間距離ｄの双方が変更されていないか否かを判定する（図７／ＳＴＥＰ４８）。この場合、マウス２３によって操作モニタ２１内のプログラム画面上の後述するボタン４３〜４６が操作されると、自車速度ｖ及び／又は２点間距離ｄが変更される。

この判定が否定で自車速度ｖ及び／又は２点間距離ｄが変更されたときには（図７／ＳＴＥＰ４８…ＮＯ）、前述したように、２点間距離ｄの演算から演算結果の表示までを実行する（図７／ＳＴＥＰ４１〜４６）。その後、本処理を終了する。

一方、上記の判定が肯定で自車速度ｖ及び２点間距離ｄの双方が変更されていないときには（図７／ＳＴＥＰ４８…ＹＥＳ）、記憶装置３１内に格納されている前回以前の制御タイミングで演算された演算結果を表示する（図７／ＳＴＥＰ４６）。その後、本処理を終了する。

一方、前述した判定が肯定で演算表示制御の終了動作が実行されたときには（図７／ＳＴＥＰ４７…ＹＥＳ）、記憶装置３１内に格納されている演算データ、すなわち、２点間距離ｄ、減速度α、限界停止距離Ｓａ及び余裕度Ｅを消去する（図７／ＳＴＥＰ４９）。

次いで、２つのモニタ１１，２１において、演算結果を非表示にする（図７／ＳＴＥＰ５０）。その後、本処理を終了する。

図６に戻り、演算表示制御を以上のように実行したとき（図６／ＳＴＥＰ２９）や、映像再生が一時停止中でないとき（図６／ＳＴＥＰ２７…ＮＯ）又は演算表示条件が成立していないときには（図６／ＳＴＥＰ２８…ＮＯ）、走行再生制御が終了したか否かを判定する（図６／ＳＴＥＰ３０）。

この場合、記憶装置３１に記憶されている交通状態データが最後まで再生され、それがモニタ１１，２１に表示された状態で、マウス２３の操作により、操作モニタ２１内のプログラム画面上での図示しないボタンが選択され、再生制御の終了動作が実行されたとき、又は、再生制御の実行中であっても、何らかの理由により、マウス２３の操作によって再生制御の終了動作が実行されたときに、走行再生制御が終了したと判定される。

この判定が否定のときには（図６／ＳＴＥＰ３０…ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。一方、この判定が肯定で走行再生制御が終了したときには（図６／ＳＴＥＰ３０…ＹＥＳ）、それを表すために、走行再生終了フラグＦ＿ＡＬＬ＿ＥＮＤを「１」に設定する（図６／ＳＴＥＰ３１）。その後、本処理を終了する。

次に、図９〜１２を参照しながら、以上のような演算表示制御を実行したときの制御結果の一例について説明する。図９は、自車速度ｖ＝４８．２ｋｍ／ｈで、２点間距離ｄ＝１６．７ｍの場合の演算結果、すなわち限界減速度μ及び限界停止距離Ｓａの演算結果と、余裕度Ｅの判定とを表示したものである。同図において、２つのボタン４３，４４は、マウス２３の操作によって２点間距離ｄを増大側及び減少側にそれぞ変更するためのものであり、ボタン４５，４６は、マウス２３の操作によって自車速度ｖを増大側及び減少側にそれぞ変更するためのものである。

図９の演算結果では、乾路面における余裕度Ｅが前述した第２範囲（１．０＜Ｅ≦１．３）にあることで、余裕度Ｅを表す指標として「△」マークが表示され、濡路面及び固雪路における余裕度Ｅが前述した第１範囲（Ｅ≦１．０）にあることで、余裕度Ｅを表す指標として「×」マークが表示されている。

この図９の演算結果において、ボタン４３の操作により、２点間距離ｄを１６．７ｍから３０．１ｍに増大させると、図１０に示す演算結果が得られる。この図１０の演算結果では、乾路面及び濡路面における余裕度Ｅが前述した第３範囲（１．３＜Ｅ）にあることで、余裕度Ｅを表す指標として「○」マークが表示され、固雪路における余裕度Ｅが前述した第１範囲（Ｅ≦１．０）にあることで、余裕度Ｅを表す指標として「×」マークが表示されている。

以上のように、２点間距離ｄをより長く設定し、十分な空走距離を確保すれば、余裕度の評価が上昇することを示すことができるので、危険に対する認知が早いほど、安全性が向上することを、受講者Ｍ１に効果的に伝えることができる。

また、図１１は、自車速度ｖ＝５９．２ｋｍ／ｈで、２点間距離ｄ＝２９．６ｍの場合の演算結果を表示したものである。同図の演算結果では、乾路面における余裕度Ｅが前述した第３範囲（１．３＜Ｅ）にあることで、余裕度Ｅを表す指標として「○」マークが表示され、濡路面及び固雪路における余裕度Ｅが前述した第１範囲（Ｅ≦１．０）にあることで、余裕度Ｅを表す指標として「×」マークが表示されている。

この図１１の演算結果において、ボタン４６の操作により、自車速度ｖを５９．２ｋｍ／ｈから５４．２ｋｍ／ｈに減少させると、図１２に示す演算結果が得られる。この図１２の演算結果では、乾路面及び固雪路における余裕度Ｅを表す指標としての「×」マークは変化していないものの、濡路面における余裕度Ｅを表す指標が「×」マークから「△」マークに変化していることが判る。

このように、自車速度ｖを低下させれば、余裕度の評価が上昇することを示すことができるので、車両速度が安全性に影響することを、受講者Ｍ１に効果的に伝えることができる。

以上のように、本実施形態の運転教習装置１によれば、運転教習時、模擬走行制御及び走行再生制御が実行される。この模擬走行制御では、受講者Ｍ１による模擬車両２の運転が実行され、模擬車両２の走行状態及びその周囲の交通移動体の走行状態を表す走行状態データと、それらを表す映像データ及び音響データなどが演算されるとともに、この演算結果が記憶装置３１に記憶される。

そして、走行再生制御では、映像再生制御が実行され、この映像再生制御では、模擬走行制御中の受講者Ｍ１の運転状態を表す映像がメインモニタ１１及び操作モニタ２１に同時に再生表示される。そして、映像再生制御の実行中、指導者Ｍ２によって再生が一時停止されている状態で、所定の演算表示条件が成立したときに、演算表示制御が実行される。

この演算表示制御では、２点間距離ｄ、減速度α、限界停止距離Ｓａ及び余裕度Ｅが演算され、２点間距離ｄ、自車速度ｖ、限界減速度μ及び限界停止距離Ｓａがモニタ１１，２１に表示されるとともに、余裕度Ｅが前述した第１〜第３範囲のいずれの範囲にあるかに応じて、余裕度Ｅを表す指標として、「×」マーク、「△」マーク及び「○」マークのいずれかが表示される。

このように、受講者Ｍ１による模擬車両２の運転が終了した直後において、映像再生制御を実行しながら演算表示制御を実行することで、受講者Ｍ１に対して、走行状態の安全性の評価を示しながら迅速かつ視覚的に教習を実行することができる。それにより、受講者Ｍ１が模擬車両２の運転中における問題点を迅速かつ具体的に把握できることで、教習効果及び商品性を向上させることができる。

また、演算表示制御において、余裕度Ｅを表す指標として、「×」マーク、「△」マーク及び「○」マークを表示することで、受講者Ｍ１が模擬車両２の運転中における安全性の問題点をより具体的に把握することができる。これに加えて、２点間距離ｄ又は自車速度ｖを変化させることで、余裕度Ｅが変化することを視覚的に受講者Ｍ１に伝えることができる。以上により、教習効果及び商品性をさらに向上させることができる。

これに加えて、映像再生制御の実行中、俯瞰視モードでは、模擬走行環境下での模擬車両２Ａ及び車両４１が俯瞰視映像として表示されるので、これらの位置関係の識別性を向上させることができ、教習効果及び商品性をより一層向上させることができる。

また、走行再生制御及び演算表示制御の実行中、メインモニタ１１及び操作モニタ２１に同じ映像が表示されるので、受講者Ｍ１と指導者Ｍ２が離れた位置にいる場合でも、両者が同じ映像を同時に見ることができ、商品性をさらに向上させることができる。

なお、実施形態は、模擬車両として、２輪車両タイプのものを用いた例であるが、本発明の模擬車両はこれに限らず、３輪以上の車輪を備えた車両を用いてもよい。

また、実施形態は、第１ユーザを受講者Ｍ１とし、第２ユーザを指導者Ｍ２とした例であるが、本発明の第１ユーザ及び第２ユーザはこれらに限らず、第１ユーザは模擬車両を運転でき、第２ユーザは入力インターフェースを操作できるものであればよい。例えば、第１ユーザ及び第２ユーザを指導者Ｍ２とし、模擬走行制御において、指導者Ｍ２が模擬車両２を運転して模範走行を実施した後、走行再生制御において、その走行状態を再生して受講者に見せるように構成してもよい。また、実施形態とは逆に、第１ユーザを指導者Ｍ２とし、第２ユーザを受講者としてもよい。さらに、本発明の運転教習装置を用いて、第１ユーザ及び第２ユーザ以外のユーザに対して運転教習を実施してもよいことは言うまでもない。

さらに、実施形態は、出力インターフェースとして、メインモニタ１１及び操作モニタ２１を用いた例であるが、本発明の出力インターフェースはこれらに限らず、模擬映像データを表示可能なものであればよい。例えば、出力インターフェースとして、１つのモニタや、１つのタッチパネル式のモニタを用いてもよい。また、出力インターフェースとして、３Ｄホログラム装置や、ヘッドマウント式のＶＲ装置を用いてもよい。

一方、実施形態は、入力インターフェースとして、キーボード２２及びマウス２３を用いた例であるが、本発明の入力インターフェースはこれに限らず、操作によって所定の描画動作を実行できるものであればよい。例えば、入力インターフェースとして、レーザポインタなどの光学式ポインティングデバイスや、タッチパネルやタッチペンなどの接触式のデバイスを用いてもよい。さらに、入力インターフェースとして、音声を所定の描画動作に変換できる非接触式のデバイスを用いてもよい。

また、実施形態は、演算表示制御を映像の再生が一時停止されているときに実行した例であるが、これに代えて、演算表示制御を映像のコマ送り再生時又はスロー再生時に実行するように構成してもよい。

さらに、実施形態は、余裕度の演算結果を表す指標として、３つの図形（「×」、「△」、「○」）を用いた例であるが、本発明の余裕度の演算結果を表す指標はこれらに限らず、余裕度の演算結果を表すものであればよい。例えば、余裕度の演算結果を表す指標として、「良」「普通」「悪」などの漢字を用いたり、これらの英語表記を用いたりしてもよい。さらに、余裕度の演算結果を表す指標として、余裕度Ｅの演算値自体を用いたり、％表記を用いたり、３つの図形以外の記号や他の記号を用いたりしてもよい。

一方、実施形態は、路面状態として、乾路面、濡路面及び固雪路の３種類を用いた例であるが、本発明の路面状態はこれらに限らず、様々な路面状態を使用可能である。その場合、様々な路面状態に対応して、前述した限界減速度μを様々な値に設定すればよい。

Ｍ 受講者（第１ユーザ）
１ 運転教習装置
２ 模擬車両
２Ａ 模擬車両
４ センサ装置（操作状態データ検出手段）
１１ メインモニタ（出力インターフェース、第１出力インターフェース）
２１ 操作モニタ（出力インターフェース、第２出力インターフェース）
２２ キーボード（入力インターフェース）
２３ マウス（入力インターフェース）
３０ コントローラ（模擬映像データ記憶手段、表示制御手段、演算手段、演算結果 記憶手段、映像再生制御手段、評価パラメータ算出手段、演算表示制御手段）
４１ 車両（模擬車両以外の物体）
ｄ ２点間距離
ｖ 模擬車両の速度
Ｅ 余裕度（評価パラメータ）
μ 模擬車両の限界減速度
Ｓａ 限界停止距離
○ 図形（余裕度の演算結果を表す指標）
△ 図形（余裕度の演算結果を表す指標）
× 図形（余裕度の演算結果を表す指標）

Claims (7)

1. 第１ユーザが模擬車両を模擬走行環境下で運転したときの運転結果を用いて、運転教習を支援する運転教習装置において、
   出力インターフェースと、
   入力インターフェースと、
   前記模擬走行環境を映像化した模擬映像データを記憶する模擬映像データ記憶手段と、
   当該模擬映像データ記憶手段に記憶された前記模擬映像データを前記出力インターフェースに表示させる表示制御手段と、
   当該模擬映像データが前記出力インターフェースに表示されているときの第１ユーザによる前記模擬車両の操作状態を表す操作状態データを検出する操作状態データ検出手段と、
   当該検出された操作状態データ及び前記模擬映像データに応じて、前記模擬走行環境下での第１ユーザによる前記模擬車両の運転状態を演算する演算手段と、
   当該演算手段の演算結果を記憶する演算結果記憶手段と、
   当該記憶された演算結果を用いて、前記模擬走行環境下での第１ユーザの運転状態を表す映像を前記出力インターフェースに再生表示させる映像再生制御を実行する映像再生制御手段と、
   当該映像再生制御の実行中、第２ユーザによる前記入力インターフェースの操作によって所定の演算操作が実行されたときに、前記模擬走行環境下での前記模擬車両と当該模擬車両以外の物体との間の２点間距離を演算し、当該２点間距離及び前記模擬車両の速度に応じて、走行状態の安全性の評価を表す評価パラメータを演算する評価パラメータ演算手段と、
   前記映像再生制御の実行中、当該評価パラメータの演算結果を表す指標を前記出力インターフェースに表示させる演算表示制御を実行する演算表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする運転教習装置。
2. 前記映像再生制御の実行中、第１ユーザの運転状態を表す映像の再生表示が一時停止されている場合おいて、第２ユーザによる前記入力インターフェースの操作によって前記所定の演算操作が実行されたときに、前記評価パラメータ演算手段が前記２点間距離及び前記評価パラメータの演算を実行するとともに、前記演算表示制御手段が前記演算表示制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の運転教習装置。
3. 前記評価パラメータは、前記模擬車両の停止までの余裕度であり、
   当該余裕度は、前記２点間距離及び前記模擬車両の速度に加えて、前記模擬車両の限界減速度、限界停止距離及び路面状態に応じて演算されることを特徴とする請求項１又は２に記載の運転教習装置。
4. 前記指標は、前記余裕度を表す図形であり、
   前記演算表示制御の実行中、前記余裕度を表す図形に加えて、前記模擬車両の前記限界減速度、前記限界停止距離及び前記路面状態が前記出力インターフェースに表示されることを特徴とする請求項３に記載の運転教習装置。
5. 前記映像再生制御の実行中、前記模擬走行環境下での前記模擬車両及び前記物体は、俯瞰視映像として表示されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の運転教習装置。
6. 前記出力インターフェースは、第１ユーザ用の第１出力インターフェースと第２ユーザ用の第２出力インターフェースとを含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の運転教習装置。
7. 出力インターフェース及び入力インターフェースを備えた運転教習装置における模擬車両を第１ユーザが模擬走行環境下で運転したときの運転結果を用いて、運転教習を支援する運転教習手法において、
   前記模擬走行環境を映像化した模擬映像データを記憶し、
   当該記憶された前記模擬映像データを前記出力インターフェースに表示し、
   当該模擬映像データが前記出力インターフェースに表示されているときの第１ユーザによる前記模擬車両の操作状態を表す操作状態データを検出し、
   当該検出された操作状態データ及び前記模擬映像データに応じて、前記模擬走行環境下での第１ユーザによる前記模擬車両の運転状態を演算し、
   当該演算手段の演算結果を記憶し、
   当該記憶された演算結果を用いて、前記模擬走行環境下での第１ユーザの運転状態を表す映像を前記出力インターフェースに再生表示し、
   当該映像が前記出力インターフェースに再生表示されているときに、第２ユーザによる前記入力インターフェースの操作によって所定の演算操作が実行されたときに、前記模擬走行環境下での前記模擬車両と当該模擬車両以外の物体との間の２点間距離を演算し、当該２点間距離と前記模擬車両の速度に応じて、走行状態の安全性の評価を表す評価パラメータを演算し、
   前記映像が前記出力インターフェースに再生表示されているときに、前記評価パラメータの演算結果を前記出力インターフェースに表示することを特徴とする運転教習手法。