JP3665058B2

JP3665058B2 - Simulator scenario production support program and simulator device

Info

Publication number: JP3665058B2
Application number: JP2003049205A
Authority: JP
Inventors: 伊智郎粟屋; 真喜夫桝田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: JP2004258334A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗り物の操縦を仮想的に体験することを可能にするシミュレータ装置に関する。本発明は特に、乗り物を運転した際に体感する加速度を再現するシミュレータ装置と、そうしたシミュレータ装置に適したシミュレータシナリオの製作を支援するプログラムとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機、車両に例示される乗り物の操縦を仮想的に体験するために、搭乗者から見られる視界あるいは搭乗者によって感覚される加速度を模擬的に再現するシミュレータ装置が用いられている。シミュレータ装置による現実感を高めるために、運行経路、速度、加速度あるいは気象条件に例示される条件からなるシナリオを自由に設定することが可能なシミュレータ装置が望まれている。更に、そうしたシナリオの製作を簡易にすることが望まれている。
【０００３】
航空機の操縦において、気象条件によって視覚、平衡感覚あるいは体性感覚に狂いが生じることによって、搭乗者が航空機の姿勢を正しく把握できなくなる空間識失調と呼ばれる現象が知られている。実際の航空機による飛行の安全性を高めるために、空間識失調に対する訓練を行うことが有効である。しかし、実際の航空機を用いた訓練では、空間識失調を誘発する気象条件を望む通りに用意することは困難である。空間識失調を誘発する条件を再現することができるシミュレータ装置が望まれている。空間識失調を誘発する条件を模擬的に再現するシミュレータ装置用のシナリオの製作を簡易にするシステムが望まれている。
【０００４】
シナリオ制御ロジックについては全て制御プログラムに組込み、シナリオ実行に供されるシナリオデータについては制御プログラムとは独立させることによって、シナリオ制御プログラムを変更せずにデータの追加・変更を行うだけで自在にシナリオが構築できるシミュレータのシナリオ製作支援装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３１２１４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、シナリオの設定が簡易に行われるシミュレータシナリオ製作支援プログラム及びシミュレータ装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、多様な気象条件あるいは乗り物の運動状態を簡易に設定することができるシミュレータシナリオ製作プログラムと、多様な気象条件あるいは乗り物の運動状態を視覚的あるいは体感的に再現するシミュレータ装置を提供することである。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、空間識失調を誘発する状況を含むシナリオを簡易に作成するシミュレータシナリオ製作支援プログラムと、空間識失調を誘発する状況を再現するシミュレータ装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）は、仮想空間（３１）を表示するステップ（ステップＳ２）と、シナリオ情報（１０２）を収集するステップ（ステップＳ８〜ステップＳ１８）と、シナリオ情報（１０２）は仮想の乗り物（３２）が仮想空間（３１）の中を移動する経路（３３）を示す経路情報（１２１）を含み、経路（３３）に含まれる任意の点において乗り物（３２）の搭乗者から見た視界を仮想的に表現する画像を作成するステップ（ステップＳ１９）と、画像を経路（３３）に沿って時系列的に再生する再生ステップ（ステップＳ２１）とを具備する方法をコンピュータに実行させる。
【００１１】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）は更に、経路情報（１２１）によって示される経路（３３）が複数の不連続な通過点（３８）を含むとき、通過点（３８）の間を自動的に補間して経路情報（１２１）を修正するステップ（ステップＳ１５）を含む方法をコンピュータに実行させる。
【００１２】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）において、シナリオ情報（１０２）は更に、仮想空間（３１）における位置に対応する環境情報（１２５）を含み、更に、環境情報（１２５）を用いて画像を加工するステップ（ステップＳ１７）を具備する方法をコンピュータに実行させる。
【００１３】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）において、環境情報（１２５）は気象条件に関する情報を含んでいることが好ましい。環境情報（１２５）は、昼間（４１）、夜間（４２）、雲（４３）、雲の切れ目から差し込む太陽光（４４）、傾斜面を有する雲（４５）、雨（４６）、雪（４７）、星空（４８）、漁火（４９）、先導する乗り物（５０）、他の乗り物（５１）のうちの少なくとも１つを含む。
【００１４】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）は更に、太陽光が差し込む角度、雨が降る角度、雪が降る角度、傾斜面を有する雲の傾斜面の角度のうちの少なくとも１つを設定するステップ（ステップＳ１８）を具備する方法をコンピュータに実行させる。
【００１５】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）において、シナリオ情報（１０２）は更に、経路（３３）の各々の位置における乗り物（３２）の姿勢を示す姿勢情報（１２２）を含み、更に、画像（６０）を姿勢情報を用いて加工するステップ（ステップＳ１６）を具備する方法をコンピュータに実行させる。
【００１６】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）において、乗り物（３２）は航空機であり、仮想空間（３１）は三次元である。
【００１７】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）において、シナリオ情報（１０２）は更に、仮想空間（３１）における傾斜面を有する雲（４５）の位置と、傾斜面の角度と、角度が変化する速さの情報とを含み、再生ステップ（ステップＳ２１）において、傾斜面を有する雲（４５）は、傾斜面の角度が連続的に変化するように再生される。
【００１８】
本発明におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）は更に、経路（３３）のうちからユーザによって任意に選択される点において搭乗者から見た視界を仮想的に表現する画像（６０）を表示するステップ（ステップＳ２０）を具備する方法をコンピュータに実行させる。
【００１９】
本発明によるシミュレーション装置（２０１）は、シミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）を用いて前記シナリオ情報（１０２）を生成するシナリオ生成部（２４６）と、被験者が配置される座席（２２１）と、座席（２２１）を貫通していないせん回軸（２１６）と、せん回軸（２１６）と異なる複数のジンバル軸（２２５、２２７、２２９）と、シナリオ情報（１０２）を用いて仮想の乗り物（３２）の加速度を算出するシミュレーション部（２４２）と、加速度に基づいて座席（２２１）がせん回軸（２１６）を中心に回転する角速度を算出するせん回軸角速度算出部（２４４）と、加速度に基づいて、せん回軸（２１６）と複数のジンバル軸（２２５、２２７、２２９）とが回転する角度を算出する操縦席姿勢算出部（２４５）とを具備している。
【００２０】
本発明によるシミュレーション装置（２０１）は更に、シナリオ情報（１０２）を用いて乗り物（３２）の搭乗者から見た仮想的な視界を被験者に表示する表示部（図示せず）を具備している。
【００２１】
本発明によるシミュレーション装置（２０１）は、シミュレータシナリオ製作支援プログラム（１０１）を用いてシナリオ情報（１０２）を生成するシナリオ生成部（２４６）と、被験者が配置される座席（２２１）と、座席（２２１）を貫通していないせん回軸（２１６）と、せん回軸（２１６）と異なる複数のジンバル軸（２２５、２２７、２２９）と、仮想の乗り物（３２）の加速度を算出するシミュレーション部（２４２）と、加速度に基づいて座席（２２１）がせん回軸（２１６）を中心に回転する角速度を算出するせん回軸角速度算出部（２４４）と、加速度に基づいて、せん回軸（２１６）と複数のジンバル軸（２２５、２２７、２２９）とが回転する角度を算出する操縦席姿勢算出部（２４５）と、乗り物（３２）の搭乗者から見た仮想的な視界を被験者に表示する表示部（図示せず）と、視界にはシナリオ情報（１０２）に従って移動して乗り物（３２）を先導する移動体（５０）が表示され、座席（２２１）に着席する被験者により操作盤に入力される操作内容を収集する操作内容収集部（２４１）とを具備し、シミュレーション部（２４２）は、操作内容に基づいて加速度を算出する。
【００２２】
本発明によるシミュレータ装置（２０１）において、ジンバル軸（２２５、２２７、２２９）は、それぞれ１つの点を通ることが好ましい。
【００２３】
本発明によるシミュレータ装置（２０１）において、ジンバル軸（２２５、２２７、２２９）は、せん回軸（２１６）と平行なヨー軸（２２５）と、ヨー軸（２２５）と平行ではないピッチ軸（２２７）と、ピッチ軸（２２７）と平行ではないロール軸（２２９）とを含み、操縦席姿勢算出部（２４５）は、前記シミュレーション部（２４２）が算出する加速度に基づいて、座席（２２１）がヨー軸（２２５）を中心に回転するヨー角度と座席（２２１）がピッチ軸（２２７）を中心に回転するピッチ角度と座席（２２１）がロール軸（２２９）を中心に回転するロール角度とを算出することが好ましい。
【００２４】
本発明によるシミュレータ装置（２０１）において、ヨー軸（２２５）は、せん回軸（２１６）と平行であることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
［実施の第１形態］
以下、図面を参照しながら、本発明によるシミュレータシナリオ製作支援プログラム及びシミュレータシナリオ製作支援装置の実施の第１形態について説明する。本実施の形態におけるシミュレータシナリオ製作支援プログラムは、航空機のフライトをシミュレートするシミュレータ用のシナリオを製作するために用いられる。
【００２６】
図１は、シミュレータシナリオ製作支援装置１の構成を示している。シミュレータシナリオ製作支援装置１は、表示部２と、入力部３と、演算部４と、記憶部５と、転送部６とを具備している。シミュレータシナリオ製作支援装置１は、パーソナルコンピュータあるいはワークステーションに例示されるコンピュータシステムによって実現される。
【００２７】
入力部３は、キーボードと、マウスに例示されるポインティング・デバイスとを具備している。転送部６は、記憶部４に格納されているデータを加速度シミュレータ装置２０１に転送する。シミュレータ装置２０１がその記憶媒体の読み取り装置を具備している場合、転送部１０１に代えて、ＣＤ−ＲＯＭに例示される記憶媒体の書き込み装置を具備している構成のシミュレータシナリオ製作装置も好適に用いられる。
【００２８】
図２を参照して、記憶部５は、シミュレータシナリオ製作支援プログラム１０１と、シナリオ情報１０２と、経路雛型情報１０３と、画像雛型情報１０４とを格納している。シミュレータシナリオ製作支援プログラム１０１は、演算部４によって実行可能なコンピュータプログラムである。
【００２９】
図３を参照して、シミュレータシナリオ製作支援プログラム１０１は、仮想空間表示部１１０と、シナリオ情報収集部１１１と、シナリオ補間部１１２と、画像作成部１１３と、シナリオ再生部１１４とを具備している。
【００３０】
図４を参照して、シナリオ情報１０２は、経路情報１２１と、姿勢情報１２２と、速度情報１２３と、加速度情報１２４と、情景情報１２５とを含んでいる。
【００３１】
図５は、表示部２が表示する画面３０の例を示している。画面３０には、三次元の仮想空間３１が表示されている。仮想空間３１の中には、地面３４が表示されている。仮想空間３１の中には、経路３３が表示されている。経路３３は、飛行場３５を一部として含む閉曲線をなしている。仮想空間３１には二次元経路３６が表示されている。二次元経路３６は、経路３３が仮想空間３１における鉛直方向に地面に投影されたものである。経路３３の上には航空機３２が表示されている。仮想空間３１の内部には、他機５２が表示されている。画面３０の内部には、仮想空間３１と並列してシナリオ確認画面６０が表示されている。
【００３２】
画面３０の内部には、入力部３が備えている図示しないポインティング・デバイスによって操作され画面３０における位置を指し示すポインタ３７が表示されている。
【００３３】
画面３０には、複数の情景アイコン４０が表示されている。情景アイコン４０は、昼間４１と、夜間４２と、雲４３と、雲の切れ目から差し込む光である斜光４４と、雲傾斜４５と、雨４６と、雪４７と、星空４８と、漁火４９と、先導機５０と、他機５１とを含んでいる。情景アイコン４０の各々は、画像雛型情報１０４に記憶されている画像の情報に対応づけられている。
【００３４】
図６は、シミュレータシナリオ製作支援装置１が表示する画面３０の他の例を示している。経路３３の上には、雲傾斜４５を表す貼付アイコン７１が置かれている。画面３０には更に、貼付アイコン７１に対応して、情景設定入力画面７２が表示されている。
【００３５】
以上の構成を備えたシミュレータシナリオ製作支援プログラム及びシミュレータシナリオ製作支援装置の動作を、図７に示すフローチャートに従って説明する。
【００３６】
ただし、以下の説明においてシミュレータシナリオ製作支援プログラムあるいはその一部分が行う動作として記載されている動作は、演算部４が記憶部５に格納されている該シミュレータシナリオ製作支援プログラムあるいはその一部分を読み取って実行する動作を示している。
【００３７】
入力部３からシミュレータシナリオ製作支援プログラム１０１を起動するための操作がなされると、仮想空間表示部１１０は画面３０に仮想空間３１を表示する。仮想空間表示部１１０は更に、仮想空間３１の内部に地面３４を表示する。地面３４には、経路３３の設定がしやすいように座標を示す格子が描かれていることが好ましい（ステップＳ２）。
【００３８】
シナリオ情報収集部１１１は、情景アイコン４０を画面３０に表示する（ステップＳ４）。
【００３９】
シナリオ情報収集部１１１は、ユーザが経路３３を作成するために経路雛型情報１０３を使用するか否かを示す情報を、図示しない入力画面を用いてユーザから収集する（ステップＳ６）。
【００４０】
ユーザが経路雛型情報１０３を使用しないことを選択したとき（ステップＳ６Ｎｏ）、シナリオ情報収集部１１１は、二次元経路３６を示す情報を入力部３から収集する。ユーザは、入力部３を用いてポインタ３７を操作し、地面３４に描かれた二次元の曲線である二次元経路３６を作成する。あるいは、ユーザがポインタ３７を操作して地面３４の上に不連続な複数の点を設定すると、シナリオ補間部１１２はそれらの点の間を自動的に補間して、連続的な二次元経路３６を作成する。作成された二次元経路３６は、経路情報１２１として格納される（ステップＳ８）。
【００４１】
シナリオ情報収集部１１１は、二次元経路３６に含まれる点に対して、地面３４に垂直な方向の高さを示す情報を収集する。ユーザは、二次元経路３６に含まれる点の中から適当な点を決め、決められた点において高さを設定する。シナリオ補間部１１２は、二次元経路３６とユーザが設定した高さとを用いて、連続的な経路３３を作成する。作成された経路３３は、経路情報１２１として格納される（ステップＳ１０）。
【００４２】
ステップＳ６においてユーザが経路雛型情報１０３を使用することを選択したとき（ステップＳ６Ｙｅｓ）、シナリオ情報収集部１１１は、経路雛型情報１０３が含んでいる図示しない経路雛型の複数の候補の中からユーザがどの経路雛型を選択したかを示す情報を入力部３から収集する。仮想空間表示部１１０は、選択された経路雛型を用いて仮想空間３１に経路３３を表示する（ステップＳ１２）。
【００４３】
シナリオ情報収集部１１１は、入力部３から経路３３を修正するための情報を収集する。ユーザは、二次元経路３６に含まれる点をポインタ３７でドラッグ＆ドロップすることによって地面３４の中で移動し、二次元経路３６の変形を行う。ユーザは更に、経路３３に含まれる点をポインタ３７でドラッグ＆ドロップすることによって高さを変更する。あるいはユーザは、経路３３に含まれる点をポインタ３７で指示し数値を入力することによって高さを修正する。修正された経路３３の情報は、経路情報２１として格納される（ステップＳ１４）。
【００４４】
シナリオ補間部１１２は、経路３３が不連続な複数の通過点３８を含むとき、所定の補間方法を用いて、通過点３８をなめらかにつなぎ合わせて、経路３３を作成し表示する。作成された経路３３の情報は、経路情報１２１として保存される（ステップＳ１５）。経路３３の補間は、経路情報１２１が追加、変更あるいは削除される毎に自動的に行われることが望ましい。
【００４５】
シナリオ情報収集部１１１は、ポインタ３７が経路３３に含まれる点を指しているときに入力部３からマウスの右クリックに例示される所定の操作がなされると、画面３０に出力される図示しない入力画面から、姿勢情報１２２、速度情報１２３あるいは加速度情報１２４を収集する。シナリオ補間部１１２は、入力された姿勢情報１２２、速度情報１２３あるいは加速度情報１２４の経路３３に沿った変化が連続的になるように自動的に補間する（ステップＳ１６）。
【００４６】
姿勢情報１２２、速度情報１２３あるいは加速度情報１２４を自在に設定したシナリオが簡易に製作されることによって、現実感が高いシミュレーションが可能になる。更に、姿勢情報１２２、速度情報１２３あるいは加速度情報１２４を自在に設定したシナリオが、航空機の姿勢、速度あるいは加速度に基づく体感を再現することを可能にするシミュレータ装置２０１に用いられると、現実に近いシミュレーションが可能となり、訓練の効果が高くなる。
【００４７】
シナリオ情報収集部１１１は、入力部３から情景の情報を収集する。ユーザは、ポインタ３７を用いて情景アイコン４０の内からアイコンを選択して経路３３の上または側にドラッグ＆ドロップする。この設定によって、例えば、昼間４１の情景を飛行していた航空機３２が、飛行場３５に着陸するために接近する頃には夜間４２となって雨４６が降り始める、といった設定がなされる。ドラッグ＆ドロップされた情景アイコン４０は、経路３３の上または側に貼付アイコン７１として表示される。選択された情景アイコン４０とその情景アイコン４０がドラッグ＆ドロップされた経路３３の上の位置とは、情景情報１２５として格納される。貼付アイコン７１の上で図示しないマウスを右クリックして表示されるメニューから削除を選択することによって、設定された情景は削除される（ステップＳ１７）。
【００４８】
このように情景が設定されることで、情景の設定あるいは修正が簡易に行われる。設定された情景が貼付アイコン７１として表示されることによって、情景の設定がひと目で確認され、更に修正が簡易に行われる。
【００４９】
情景アイコン４０の中から斜光４４、雲傾斜４５、雨４６あるいは雪４７が選ばれ経路３３の上に設定されたとき、シナリオ情報収集部１１１は更に、情景設定入力画面７２を表示して、斜光が差し込む角度、平らな面を有する雲においてその平らな面が水平に対して傾いている角度、雨が降る角度あるいは雪が降る角度を示す情報を入力部３から収集する。収集された情報は情景情報１２５として格納される。情景設定入力画面７２は更に、それらの角度が変化するときに、どれだけの時間をかけて変化するかを入力する入力欄を有している。その入力欄から入力された時間は、情景情報１２５として格納される（ステップＳ１８）。
【００５０】
画像作成部１１３は、ステップＳ６〜ステップＳ１８において設定された経路情報１２１、姿勢情報１２２あるいは情景情報１２５を用いて、経路３３の中からユーザが任意に選択した点における航空機３２の操縦者の視界を仮想的に再現する静止画像を作成する。例として経路３３の中から選択された点において貼付アイコン７１として斜光４４が設定されていたとき、画像作成部１１３は斜光４４に対応する画像雛型情報１０４を取り出し、斜光４４の角度を示す情報を情景情報２５から取り出して画像雛型情報１０４を加工して、ステップＳ１８において設定された角度に斜光が差し込む画像を作成する（ステップＳ１９）。
【００５１】
表示部２は、画像作成部１１３が作成した画像をシナリオ確認画面６０に表示する。ユーザは、シナリオ確認画面６０を見て必要ならば設定に修正を加える（ステップＳ２０）。
【００５２】
シナリオ確認部１５は、設定された経路３３の最初から最後まで、あるいは設定された経路３３のうちの指定された部分に関して、画像作成部１１３が作成した画像を連続的に再生することによって、経路３３の上を速度情報１２３に示される速度と加速度情報１２４に示される加速度で飛行する航空機３２の操縦者の視界を仮想的に再現する動画をシナリオ確認画面６０に再生する（ステップＳ２１）。
【００５３】
シナリオ確認画面６０によって、シナリオの製作者はシナリオを作成しあるいは修正するたびにシナリオを確認することができ、シナリオの製作者がイメージする通りのシナリオが簡易に短時間で製作される。
【００５４】
ユーザからシナリオ情報１０２の修正が求められると、シミュレータシナリオ製作支援プログラム１０１は、ステップＳ１４に戻る（ステップＳ２２Ｙｅｓ）。修正が求められないと、ステップＳ２〜ステップＳ２２によって製作されたシナリオはハードディスク、フレキシブルディスクあるいは光磁気ディスクに例示される記録媒体に保存される（ステップＳ２４）。
【００５５】
ステップＳ２４において保存されたシナリオは、転送部６によって加速度シミュレータ装置２０１に転送される。加速度シミュレータ装置２０１は、転送されたシナリオに従って、搭乗者に視覚的かつ体感的な模擬的飛行体験を提供する。
【００５６】
本発明によるシナリオシミュレータ製作支援プログラム及びシナリオシミュレータ製作支援装置を用いて製作されたシナリオは、多様な気象条件あるいは航空機の多様な運動条件を簡易に設定することを可能にする。こうしたシナリオは、多様な体感を再現することを可能にするシミュレーション装置１０１に用いられることで、多様な状況を仮想的に体験することが可能になり、訓練の効果が上がる。
【００５７】
空間識失調は、平らな部分を有する雲が数分間かけて平らな部分の傾きを変える場合、雪が斜めに降る場合、雲の切れ間から斜めに光が差し込む場合などに誘発されて発生することがある。本発明におけるシナリオシミュレータ製作支援プログラム及びシナリオシミュレータ製作支援装置を用いて製作されたシナリオは、こうした空間識失調を誘発する状況を組み込んだシナリオを簡易に製作することを可能にする。こうしたシナリオは、こうした空間識失調を誘発する状況の画像を再現するシミュレータ装置に用いられることによって訓練の効果を上げる。
【００５８】
空間識失調は更に、直進状態において加速若しくは減速をする場合に重力と慣性力の合力の方向（鉛直方向からずれている）を鉛直方向と錯覚することによって発生することがある。空間識失調は更に、安定したせん回運動を行っている場合に、せん回運動による遠心力と重力との合力の方向（鉛直方向からずれている）を鉛直方向と錯覚することによって発生することがある。本発明におけるシナリオシミュレータ製作支援プログラム及びシナリオシミュレータ製作支援装置を用いて製作されたシナリオは、こうした空間識失調を誘発する状況を組み込んだシナリオを簡易に製作することを可能にする。こうしたシナリオは、こうした空間識失調を誘発するような加速度を被験者に体験させることを可能にするシミュレータ装置に用いられることによって訓練の効果を上げる。
【００５９】
［実施の第２形態］
図面を参照して、本発明の実施の第２形態を説明する。図８は、本発明によるシミュレータ装置２０１を示している。シミュレータ装置２０１は、加速度シミュレータ２０２が加速度シミュレータ制御装置２０３とともに互いに情報が伝達可能に接続されて設けられている。シミュレータ装置２０１は、飛行機、自動車に例示される乗り物を操縦するパイロットが体感する加速度と視界とを模擬的に生成する。
【００６０】
図９は、加速度シミュレータ２０２を詳細に示している。加速度シミュレータ２０２は、加速度スカラー制御装置２１１と、加速度ベクトル制御装置２１２とから形成されている。加速度スカラー制御装置２１１は、せん回装置２１３とせん回アーム２１４とを備えている。せん回装置２１３は、図示されていないせん回軸受けとサーボモータとから形成されている。そのせん回軸受けは、せん回アーム２１４の一端に同体に接合され、地面２１５に対してせん回軸２１６を中心にせん回アーム２１４を回転可能に支持している。せん回軸２１６は、鉛直方向に平行である。そのサーボモータは、加速度シミュレータ制御装置２０３から出力される電気信号に応答して、せん回軸２１６を中心にせん回アーム２１４を回転させる。
【００６１】
加速度ベクトル制御装置２１２は、せん回アーム２１４のせん回装置２１３と接合されている一端と反対側の他端に設けられている。加速度ベクトル制御装置２１２は、コクピット２２１と複数のフレームとを備えている。そのフレームは、ヨーフレーム２２２と、ピッチフレーム２２３とから形成されている。
【００６２】
せん回アーム２１４とヨーフレーム２２２との間には、ヨー軸回転装置２２４が設けられている。ヨー軸回転装置２２４は、図示されていない軸受けとサーボモータとから形成されている。その軸受けは、ヨー軸２２５を中心に回転可能にせん回アーム２１４にヨーフレーム２２２を支持している。ヨー軸２２５は、常に、点Ｐを通り、せん回軸２１６に平行である。そのサーボモータは、加速度シミュレータ制御装置２０３から出力される電気信号に応答して、ヨー軸２２５を中心にヨーフレーム２２２を回転させる。
【００６３】
ヨーフレーム２２２とピッチフレーム２２３との間には、ピッチ軸回転装置２２６が設けられている。ピッチ軸回転装置２２６は、図示されていない軸受けとサーボモータとから形成されている。その軸受けは、ピッチ軸２２７を中心に回転可能にヨーフレーム２２２にピッチフレーム２２３を支持している。ピッチ軸２２７は、常に、点Ｐを通り、ヨー軸２２５に垂直である。そのサーボモータは、加速度シミュレータ制御装置２０３から出力される電気信号に応答して、ピッチ軸２２７を中心にピッチフレーム２２３を回転させる。
【００６４】
ピッチフレーム２２３とコクピット２２１との間には、図１０に示されているように、ロール軸回転装置２２８が設けられている。ロール軸回転装置２２８は、図示されていない軸受けとサーボモータとから形成されている。その軸受けは、ロール軸２２９を中心に回転可能にピッチフレーム２２３にコクピット２２１を支持している。ロール軸２２９は、常に、点Ｐを通り、ピッチ軸２２７に垂直である。そのサーボモータは、加速度シミュレータ制御装置２０３から出力される電気信号に応答して、ロール軸２７を中心にコクピット２２１を回転させる。
【００６５】
コクピット２２１は、その内部に被験者が配置される。コクピット２２１は、図示されていない表示装置、座席および操縦盤を備えている。その表示装置は、加速度シミュレータ制御装置２０３により作成される映像を表示する。その座席は、着席する被験者の頭部が点Ｐと重なるように設置されている。その被験者は、その操縦盤は、その被験者により操作される操作内容を示す電気信号を加速度シミュレータ制御装置２０３に出力する。
【００６６】
図１１は、加速度シミュレータ制御装置２０３を詳細に示している。加速度シミュレータ制御装置２０３は、ワークステーションに例示される情報処理装置（コンピュータ）であり、コンピュータプログラムである操縦内容収集部２４１、シミュレーション部２４２、映像作成部２４３、せん回軸角速度算出部２４４、操縦席姿勢算出部２４５およびシナリオ生成部２４６を備えている。シナリオ生成部２４６は、シミュレータシナリオ製作支援装置１を具備している。
【００６７】
操縦内容収集部２４１は、コクピット２２１に備えられている座席に着席している被験者がコクピット２２１に備えられている操縦盤に操作した操縦内容を加速度シミュレータ２０２から収集する。シミュレーション部２４２は、その操縦内容に基づいて、仮想の乗り物の運動を算出する。すなわち、シミュレーション部２４２は、その操縦内容に基づいて、仮想の乗り物の位置と姿勢とを算出し、仮想の乗り物の加速度の大きさと向きとを算出する。映像作成部２４３は、その乗り物の位置と姿勢とに基づいて仮想の乗り物の操縦席から見える映像を作成する。このような操縦内容収集部２４１、シミュレーション部２４２および映像作成部２４３は、公知である。
【００６８】
せん回軸角速度算出部２４４は、仮想の乗り物の加速度の大きさが点Ｐの加速度の大きさと一致するせん回アーム２１４の角速度を算出して、その角速度を示す電気信号を加速度シミュレータ２０２に出力する。操縦席姿勢算出部２４５は、仮想の乗り物のコクピットに対するその乗り物の加速度の向きがコクピット２２１に対する点Ｐの加速度の向きと一致するコックピット２１のせん回アーム２１４に対する姿勢を算出する。その姿勢は、せん回アーム２１４とヨーフレーム２２２とのヨー角度、ヨーフレーム２２２とピッチフレーム２２３とのピッチ角度、および、ピッチフレーム２２３とコクピット２２１とのロール角度から表現される。操縦席姿勢算出部２４５は、さらに、コクピット２２１をある１つの姿勢から他の姿勢に変化させるときに、そのヨー角度の変化量、ピッチ角度の変化量およびロール角度の変化量の最大値が最小になるような、そのヨー角度、ピッチ角度およびロール角度が算出される。操縦席姿勢算出部２４５は、さらに、そのヨー角度、ピッチ角度およびロール角度を示す電気信号を加速度シミュレータ２０２に出力する。シナリオ生成部２４６は、仮想の乗り物を先導する他の乗り物である図示しない先導機のシナリオを収集する。そのシナリオは、シミュレータシナリオ製作支援装置１を用いて製作されたシナリオが好適に用いられる。
【００６９】
図１２は、地面２１５に対して固定される座標系（Ｘ_Ｅ，Ｙ_Ｅ，Ｚ_Ｅ）と被験者に感覚される加速度を表現する座標系（Ｘ_ｒ，Ｙ_ｒ，Ｚ_ｒ）との関係を示している。地面２１５に対して固定される座標系は、３つの単位ベクトルＸ_Ｅ、Ｙ_ＥおよびＺ_Ｅにより表現される。Ｚ_Ｅは、鉛直方向に平行である。Ｘ_Ｅは、Ｚ_Ｅに垂直である。Ｙ_Ｅは、Ｚ_Ｅに垂直であり、かつ、Ｘ_Ｅに垂直である。
【００７０】
被験者に感覚される加速度を表現する座標系は、３つの単位ベクトルＸ_ｒ、Ｙ_ｒおよびＺ_ｒにより表現される。Ｚ_ｒは、鉛直方向に平行である。Ｙ_ｒは、Ｚ_ｒに垂直であり、点Ｐからせん回軸２１６上の点Ｐ_０とを結ぶ線分に平行である。Ｘ_ｒは、Ｚ_ｒに垂直であり、かつ、Ｙ_ｒに垂直である。すなわち、Ｘ_ｒ、Ｙ_ｒは、点Ｐの位置により向きが変化する。Ｘ_ｒは、点Ｐ_０を中心に回転する点Ｐの接線方向に平行であり、Ｙ_ｒは、点Ｐ_０を中心に回転する点Ｐの半径方向と平行である。
【００７１】
このとき、点Ｐの加速度ｄ^２Ｐ／ｄｔ^２は、重力加速度ｇ、点Ｐから点Ｐ_０までの距離Ｒおよび点Ｐの角速度ω_ｒを用いて、次式：
【００７２】
【数３】

により表現される。
【００７３】
点Ｐの加速度ｄ^２Ｐ／ｄｔ^２の大きさ｜ｄ^２Ｐ／ｄｔ^２｜は、次式：
【００７４】
【数４】

により表現される。
【００７５】
点Ｐを目標加速度ｄ^２Ｐ_Ｃ／ｄｔ^２で運動させるとき、点Ｐの目標加速度の大きさ｜ｄ^２Ｐ_Ｃ／ｄｔ^２｜に関して、次式：
【００７６】
【数５】

が成立する。変数ｘの関数ｓｉｇｎ（ｘ）：
【００７７】
【数６】

を用いて、数５の式を角速度ω_ｒについて解くと、次式：
【００７８】
【数７】

が導出される。
【００７９】
せん回軸角速度算出部２４４は、シミュレーション部２４２により算出された仮想の乗り物の目標加速度ｄ^２Ｐ_Ｃ／ｄｔ^２から、数７の式を用いて点Ｐの角加速度ｄω_ｒ／ｄｔを算出する。
【００８０】
ベクトルは、一般に、２軸を中心とする回転変換させることにより任意の方向に向けることができる。加速度シミュレータ２０２は、コクピット２２１をある１つの姿勢から他の姿勢に変化させるために、３軸を有している。このため、ヨー角度の変化量の絶対値とピッチ角度の変化量の絶対値とロール角度の変化量の絶対値とのうちの最大値は、コクピット２２１がヨー軸２２５とピッチ軸２２７とロール軸２２９とから選択される２軸のみを中心に回転するときのヨー角度の絶対値とピッチ角度の絶対値とロール角度の絶対値との最大値より小さくすることができる。
【００８１】
操縦席姿勢算出部２４５は、ヨー角度の変化量の絶対値とピッチ角度の変化量の絶対値とロール角度の変化量の絶対値とのうちの最大値が最小になるような、ヨー角度とピッチ角度とロール角度とを算出する。このとき、被験者は、ヨー軸２２５、ピッチ軸２２７またはロール軸２２９を中心に回転するときの遠心力を受け難い。
【００８２】
図１３は、加速度シミュレータ制御装置２０３の動作を示している。シナリオ生成部２４６は、シナリオ製作支援装置１を用いてシナリオ情報１０２を生成する（ステップＳ１０１）。コクピット２２１の表示装置に表示される画面に、シナリオ生成部２４６が生成したシナリオ情報に従って先導機が表示される（ステップＳ１０２）。
【００８３】
被験者は、コクピット２２１の座席に着席して、コクピット２２１の表示装置に表示される画面を閲覧して、先導機を追従するようにコクピット２２１の操縦盤を操作する。加速度シミュレータ制御装置２０３は、被験者がその操作盤を操作した操作内容を収集する（ステップＳ１０３）。加速度シミュレータ制御装置２０３は、その操作内容に基づいて、仮想の乗り物の運動を算出する（ステップＳ１０４）。すなわち、加速度シミュレータ制御装置２０３は、仮想の乗り物の位置と姿勢と加速度とを算出する。
【００８４】
加速度シミュレータ制御装置２０３は、その乗り物の位置と姿勢とに基づいて、仮想の操縦者から見える映像をコンピュータグラフィックにより作成し（ステップＳ１０５）、コクピット２２１の表示装置に出力する。あるいは加速度シミュレータ装置２０３は、ステップＳ１０１において生成されたシナリオ情報１０２を用いて画像生成部１１３が作成した画像をコクピット２２１の表示装置に出力する。その表示装置は、その映像を表示する。
【００８５】
加速度シミュレータ制御装置２０３は、さらに、その乗り物の加速度の大きさに基づいて、せん回軸２１６の角加速度を算出して（ステップＳ１０６）、その角加速度を示す電気信号をせん回装置２１３に出力する。せん回装置２１３は、その電気信号に基づいてせん回アーム２１４を回転させる。加速度シミュレータ制御装置２０３は、その乗り物の加速度の向きに基づいて、ヨー角度、ピッチ角度およびロール角度を算出する（ステップＳ１０７）。加速度シミュレータ制御装置２０３は、さらに、そのヨー角度を示す電気信号をヨー軸回転装置２２４に出力し、そのピッチ角度を示す電気信号をピッチ軸回転装置２２６に出力し、そのロール角度を示す電気信号をロール軸回転装置２２８に出力する。
【００８６】
ヨー軸回転装置２２４は、せん回アーム２１４に対してヨーフレーム２２２がそのヨー角度を形成するように回転させる。ピッチ軸回転装置２２６は、ヨーフレーム２２２に対してピッチフレーム２２３がそのピッチ角度を形成するように回転させる。ロール軸回転装置２２８は、ピッチフレーム２２３に対してコクピット２２１がそのロール角を形成するように回転させる。
【００８７】
ステップＳ１０２〜ステップＳ１０７とは、ループを形成している。そのループのサンプリング周期は、仮想の乗り物の性能により決定される。
【００８８】
本実施の形態の変形例として、操縦内容収集部２４１が、加速度シミュレータ２０２から収集した操縦内容に代えて、シナリオ生成部２４６が生成したシナリオを収集して用いることが考えられる。この場合、被験者はシナリオ通りに変化する画面と加速度とを自動操縦のように体験することができる。
【００８９】
加速度による空間識失調を再現するためには、シミュレータ装置２０１は４自由度の運動を可能にする機械系を備えていることが望ましい。本発明におけるシミュレータ装置２０１は、こうした空間識失調を再現することを可能にし、訓練の効果を上げる。更にシミュレータ装置２０１は、加速度の体験を再現するとともに表示装置を用いて画像による視界の再現も行うために、視覚による空間識失調の誘発要因もあわせて再現することが可能であり、訓練の効果が更に上がる。
【００９０】
更にこうしたシミュレータ装置２０１は、シミュレータシナリオ製作支援装置１によって製作されたシナリオを用いることによって、空間識失調の誘発要因となる加速度、速度、姿勢、気象条件を含む多様なシナリオを自在に設定することが容易であり、訓練の効果が更に上がる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、シナリオの設定が簡易に行われるシミュレータシナリオ製作支援プログラム及びシミュレータ装置が提供される。
更に本発明によれば、多様な気象条件あるいは乗り物の運動状態を簡易に設定することができるシミュレータシナリオ製作支援プログラムと、多様な気象条件あるいは乗り物の運動状態を視覚的あるいは体感的に再現するシミュレータ装置とが提供される。
更に本発明によれば、空間識失調を誘発する状況を含むシナリオを簡易に作成するシミュレータシナリオ製作支援プログラムと、空間識失調を誘発する状況を再現するシミュレータ装置とが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、シミュレータシナリオ製作支援装置の構成を示す。
【図２】図２は、記憶部を示す。
【図３】図３は、コンピュータシナリオ製作支援プログラムの構成を示す。
【図４】図４は、シナリオ情報を示す。
【図５】図５は、画面を示す。
【図６】図６は、画面を示す。
【図７】図７は、シミュレータシナリオ製作支援プログラムのフローチャートを示す。
【図８】図８は、シミュレータ装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明による加速度シミュレータの実施の形態を示す立面図である。
【図１０】図１０は、本発明による加速度シミュレータの実施の形態を示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明による加速度シミュレータ制御装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、被験者により感覚される加速度を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明による加速度シミュレータ制御装置の動作の実施の形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ …シミュレータシナリオ製作支援装置
２ …表示部
３ …入力部
４ …演算部
５ …記憶部
６ …転送部
３０…画面
３１…仮想空間
３２…航空機
３３…経路
３４…地面
３５…飛行場
３６…二次元経路
３７…ポインタ
３８…通過点
４０…情景アイコン
４１…昼間
４２…夜間
４３…雲
４４…斜光
４５…雲傾斜
４６…雨
４７…雪
４８…星空
４９…漁火
５０…先導機
５１…他機
５２…他機
６０…シナリオ確認画面
６１…先導機
７１…貼付アイコン
７２…情景設定入力画面
１０１…シミュレータシナリオ製作支援プログラム
１０２…シナリオ情報
１０３…経路雛型情報
１０４…画像雛型情報
１１０…仮想空間表示部
１１１…シナリオ情報収集部
１１２…シナリオ補間部
１１３…画像作成部
１１４…シナリオ再生部
２０１：シミュレータ装置
２０２：加速度シミュレータ
２０３：加速度シミュレータ制御装置
２１１：加速度スカラー制御装置
２１２：加速度ベクトル制御装置
２１３：せん回装置
２１４：せん回アーム
２１５：地面
２１６：せん回軸
２２１：コクピット
２２２：ヨーフレーム
２２３：ピッチフレーム
２２４：ヨー軸回転装置
２２５：ヨー軸
２２６：ピッチ軸回転装置
２２７：ピッチ軸
２２８：ロール軸回転装置
２２９：ロール軸
２４１：操縦内容収集部
２４２：シミュレーション部
２４３：映像作成部
２４４：せん回軸角速度算出部
２４５：操縦席姿勢算出部
２４６：シナリオ生成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a simulator device that makes it possible to virtually experience the operation of a vehicle. In particular, the present invention relates to a simulator device that reproduces acceleration experienced when a vehicle is driven, and a program that supports production of a simulator scenario suitable for such a simulator device.
[0002]
[Prior art]
In order to virtually experience the operation of a vehicle exemplified by an aircraft and a vehicle, a simulator device that simulates the field of view seen by the passenger or the acceleration sensed by the passenger is used. In order to enhance the realism of the simulator device, there is a demand for a simulator device that can freely set a scenario including conditions exemplified by an operation route, speed, acceleration, or weather conditions. Furthermore, it is desirable to simplify the production of such scenarios.
[0003]
In aircraft operation, there is a known phenomenon called spatial incompatibility that makes it impossible for a passenger to correctly grasp the attitude of an aircraft due to a deviation in visual sense, equilibrium sensation, or somatic sensation caused by weather conditions. In order to increase the safety of flight by actual aircraft, it is effective to conduct training for spatial illness. However, in training using an actual aircraft, it is difficult to prepare weather conditions that induce spatial illusion as desired. There is a demand for a simulator device that can reproduce conditions that induce spatial illusion. There is a demand for a system that simplifies the production of a scenario for a simulator device that simulates a condition that induces spatial illusion.
[0004]
All scenario control logic is embedded in the control program, and the scenario data used for scenario execution is independent of the control program. By simply adding or changing data without changing the scenario control program, the scenario can be freely controlled. There is known a simulator scenario production support apparatus that can be constructed (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 10-31149 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a simulator scenario production support program and a simulator apparatus in which scenario setting is easily performed.
[0007]
Another object of the present invention is a simulator scenario production program that can easily set various weather conditions or vehicle motion states, and a simulator that visually or physically reproduces various weather conditions or vehicle motion states. Is to provide a device.
[0008]
Still another object of the present invention is to provide a simulator scenario production support program that easily creates a scenario including a situation that induces spatial illness and a simulator device that reproduces a situation that induces spatial dysfunction.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, means for solving the problems will be described using the numbers used in [Embodiments of the Invention] in parentheses. These numbers are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Embodiments of the Invention]. However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in [Claims].
[0010]
The simulator scenario production support program (101) in the present invention includes a step (step S2) for displaying the virtual space (31), a step (step S8 to step S18) for collecting scenario information (102), and a scenario information (102). ) Includes route information (121) indicating a route (33) along which the virtual vehicle (32) moves in the virtual space (31), and the vehicle (32) is boarded at any point included in the route (33). A computer comprising: a step of creating an image that virtually represents the field of view seen by a person (step S19); and a reproduction step of reproducing the image in time series along the path (33) (step S21). To run.
[0011]
The simulator scenario production support program (101) according to the present invention further automatically selects between the passage points (38) when the route (33) indicated by the route information (121) includes a plurality of discontinuous passage points (38). The computer is caused to execute a method including a step (step S15) of correcting the route information (121) by performing interpolation.
[0012]
In the simulator scenario production support program (101) according to the present invention, the scenario information (102) further includes environment information (125) corresponding to the position in the virtual space (31), and the environment information (125) is used to generate an image. The computer is caused to execute a method including the step of processing (step S17).
[0013]
In the simulator scenario production support program (101) according to the present invention, the environment information (125) preferably includes information on weather conditions. The environmental information (125) includes daytime (41), nighttime (42), clouds (43), sunlight (44) inserted through the cuts of clouds, clouds with inclined surfaces (45), rain (46), snow (47 ), Starry sky (48), fishing fire (49), leading vehicle (50), and other vehicles (51).
[0014]
The simulator scenario production support program (101) according to the present invention further sets at least one of an angle at which sunlight is inserted, an angle at which rain falls, an angle at which snow falls, and an angle of an inclined surface of a cloud having an inclined surface ( Causing the computer to execute the method comprising step S18).
[0015]
In the simulator scenario production support program (101) in the present invention, the scenario information (102) further includes posture information (122) indicating the posture of the vehicle (32) at each position on the route (33), and further includes an image ( 60) causes the computer to execute a method including a step (step S16) of processing using the posture information.
[0016]
In the simulator scenario production support program (101) in the present invention, the vehicle (32) is an aircraft and the virtual space (31) is three-dimensional.
[0017]
In the simulator scenario production support program (101) in the present invention, the scenario information (102) further includes the position of the cloud (45) having the inclined surface in the virtual space (31), the angle of the inclined surface, and the speed at which the angle changes. In the reproduction step (step S21), the cloud (45) having the inclined surface is reproduced so that the angle of the inclined surface continuously changes.
[0018]
The simulator scenario production support program (101) of the present invention further displays an image (60) that virtually represents the field of view seen by the passenger at a point arbitrarily selected by the user from the route (33). A computer is caused to execute the method comprising (step S20).
[0019]
A simulation apparatus (201) according to the present invention includes a scenario generation unit (246) that generates the scenario information (102) using a simulator scenario production support program (101), a seat (221) where a subject is placed, a seat A virtual vehicle (32) using a spiral axis (216) that does not penetrate (221), a plurality of gimbal axes (225, 227, 229) different from the spiral axis (216), and scenario information (102). ), A spiral axis angular velocity calculator (244) for calculating an angular velocity at which the seat (221) rotates about the spiral axis (216) based on the acceleration, Based on the cockpit attitude calculation unit (calculating the angle at which the spiral axis (216) and the plurality of gimbal axes (225, 227, 229) rotate) 45) are and a.
[0020]
The simulation apparatus (201) according to the present invention further includes a display unit (not shown) that displays a virtual field of view viewed from the passenger of the vehicle (32) to the subject using the scenario information (102). .
[0021]
A simulation apparatus (201) according to the present invention includes a scenario generation unit (246) that generates scenario information (102) using a simulator scenario production support program (101), a seat (221) where a subject is placed, a seat ( 221) a simulation unit that calculates accelerations of a spiral axis (216) that does not pass through, a plurality of gimbal axes (225, 227, 229) different from the spiral axis (216), and a virtual vehicle (32) ( 242), a spiral axis angular velocity calculation unit (244) for calculating an angular velocity at which the seat (221) rotates about the spiral axis (216) based on the acceleration, and a spiral axis (216) based on the acceleration. And the driver's seat posture calculation unit (245) for calculating the angle at which the gimbal shaft (225, 227, 229) rotates, and the rider of the vehicle (32) A display unit (not shown) that displays the virtual field of view seen from the subject, and a mobile body (50) that moves according to the scenario information (102) and leads the vehicle (32) is displayed in the field of view. An operation content collection unit (241) that collects the operation content input to the operation panel by the subject seated at (221), and the simulation unit (242) calculates acceleration based on the operation content.
[0022]
In the simulator device (201) according to the present invention, each of the gimbal axes (225, 227, 229) preferably passes through one point.
[0023]
In the simulator device (201) according to the present invention, the gimbal axis (225, 227, 229) includes a yaw axis (225) parallel to the spiral axis (216) and a pitch axis (227 not parallel to the yaw axis (225). ) And a roll axis (229) that is not parallel to the pitch axis (227), and the cockpit attitude calculation unit (245) is configured so that the seat (221) is based on the acceleration calculated by the simulation unit (242). The yaw angle that rotates about the yaw axis (225), the pitch angle that the seat (221) rotates about the pitch axis (227), and the roll angle that the seat (221) rotates about the roll axis (229). It is preferable to calculate.
[0024]
In the simulator device (201) according to the present invention, the yaw axis (225) is preferably parallel to the spiral axis (216).
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a simulator scenario production support program and a simulator scenario production support apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The simulator scenario production support program in the present embodiment is used to produce a scenario for a simulator that simulates an aircraft flight.
[0026]
FIG. 1 shows the configuration of the simulator scenario production support apparatus 1. The simulator scenario production support apparatus 1 includes a display unit 2, an input unit 3, a calculation unit 4, a storage unit 5, and a transfer unit 6. The simulator scenario production support apparatus 1 is realized by a computer system exemplified by a personal computer or a workstation.
[0027]
The input unit 3 includes a keyboard and a pointing device exemplified by a mouse. The transfer unit 6 transfers the data stored in the storage unit 4 to the acceleration simulator device 201. In the case where the simulator device 201 includes the storage medium reading device, a simulator scenario production device having a configuration including a storage medium writing device exemplified by a CD-ROM instead of the transfer unit 101 is also preferable. Used.
[0028]
Referring to FIG. 2, storage unit 5 stores simulator scenario production support program 101, scenario information 102, route template information 103, and image template information 104. The simulator scenario production support program 101 is a computer program that can be executed by the calculation unit 4.
[0029]
Referring to FIG. 3, simulator scenario production support program 101 includes a virtual space display unit 110, a scenario information collection unit 111, a scenario interpolation unit 112, an image creation unit 113, and a scenario playback unit 114. Yes.
[0030]
Referring to FIG. 4, scenario information 102 includes route information 121, posture information 122, speed information 123, acceleration information 124, and scene information 125.
[0031]
FIG. 5 shows an example of a screen 30 displayed on the display unit 2. A three-dimensional virtual space 31 is displayed on the screen 30. A ground 34 is displayed in the virtual space 31. A route 33 is displayed in the virtual space 31. The path 33 forms a closed curve including the airfield 35 as a part. A two-dimensional path 36 is displayed in the virtual space 31. The two-dimensional path 36 is a path 33 projected onto the ground in the vertical direction in the virtual space 31. An aircraft 32 is displayed on the route 33. The other device 52 is displayed inside the virtual space 31. Inside the screen 30, a scenario confirmation screen 60 is displayed in parallel with the virtual space 31.
[0032]
Inside the screen 30, a pointer 37 that is operated by a pointing device (not shown) provided in the input unit 3 and points to a position on the screen 30 is displayed.
[0033]
A plurality of scene icons 40 are displayed on the screen 30. The scene icon 40 includes a daytime 41, a nighttime 42, a cloud 43, an oblique light 44, a cloud slope 45, rain 46, snow 47, a starry sky 48, a fishing fire 49, The leading machine 50 and the other machine 51 are included. Each of the scene icons 40 is associated with image information stored in the image template information 104.
[0034]
FIG. 6 shows another example of the screen 30 displayed by the simulator scenario production support apparatus 1. A pasting icon 71 representing the cloud slope 45 is placed on the route 33. The screen 30 further displays a scene setting input screen 72 corresponding to the pasting icon 71.
[0035]
The operation of the simulator scenario production support program and the simulator scenario production support apparatus having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0036]
However, in the following description, the operation described as the operation performed by the simulator scenario production support program or a part thereof is executed by the calculation unit 4 reading the simulator scenario production support program stored in the storage unit 5 or a part thereof. It shows the operation to do.
[0037]
When an operation for starting the simulator scenario production support program 101 is performed from the input unit 3, the virtual space display unit 110 displays the virtual space 31 on the screen 30. The virtual space display unit 110 further displays the ground 34 inside the virtual space 31. It is preferable that a grid indicating coordinates is drawn on the ground 34 so that the route 33 can be easily set (step S2).
[0038]
The scenario information collection unit 111 displays the scene icon 40 on the screen 30 (step S4).
[0039]
The scenario information collection unit 111 collects information indicating whether or not the user uses the route template information 103 to create the route 33 from the user using an input screen (not shown) (step S6).
[0040]
When the user selects not to use the route template information 103 (No in step S6), the scenario information collection unit 111 collects information indicating the two-dimensional route 36 from the input unit 3. The user operates the pointer 37 using the input unit 3 to create a two-dimensional path 36 that is a two-dimensional curve drawn on the ground 34. Alternatively, when the user operates the pointer 37 to set a plurality of discontinuous points on the ground 34, the scenario interpolation unit 112 automatically interpolates between these points, and the continuous two-dimensional path 36. Create The created two-dimensional route 36 is stored as route information 121 (step S8).
[0041]
The scenario information collection unit 111 collects information indicating the height in the direction perpendicular to the ground 34 with respect to the points included in the two-dimensional path 36. The user determines an appropriate point from the points included in the two-dimensional path 36, and sets the height at the determined point. The scenario interpolation unit 112 creates a continuous path 33 using the two-dimensional path 36 and the height set by the user. The created route 33 is stored as route information 121 (step S10).
[0042]
When the user selects to use the route template information 103 in step S6 (step S6 Yes), the scenario information collection unit 111 selects a plurality of route template candidates (not shown) included in the route template information 103. Information indicating which route template the user has selected is collected from the input unit 3. The virtual space display unit 110 displays the route 33 in the virtual space 31 using the selected route template (step S12).
[0043]
The scenario information collection unit 111 collects information for correcting the path 33 from the input unit 3. The user moves in the ground 34 by dragging and dropping a point included in the two-dimensional path 36 with the pointer 37 to deform the two-dimensional path 36. The user further changes the height by dragging and dropping a point included in the path 33 with the pointer 37. Alternatively, the user corrects the height by pointing a point included in the path 33 with the pointer 37 and inputting a numerical value. The corrected route 33 information is stored as route information 21 (step S14).
[0044]
When the path 33 includes a plurality of discontinuous passing points 38, the scenario interpolation unit 112 creates and displays the path 33 by smoothly connecting the passing points 38 using a predetermined interpolation method. The created route 33 information is stored as route information 121 (step S15). It is desirable that the interpolation of the route 33 is automatically performed every time the route information 121 is added, changed, or deleted.
[0045]
The scenario information collection unit 111 is output to the screen 30 when a predetermined operation exemplified by a right click of the mouse is performed from the input unit 3 when the pointer 37 points to a point included in the path 33. Attitude information 122, speed information 123, or acceleration information 124 is collected from the input screen. The scenario interpolation unit 112 automatically interpolates so that changes along the path 33 of the input posture information 122, speed information 123, or acceleration information 124 are continuous (step S16).
[0046]
A scenario in which posture information 122, speed information 123, or acceleration information 124 is freely set can be easily produced, thereby enabling a simulation with a high sense of reality. Furthermore, when a scenario in which posture information 122, velocity information 123, or acceleration information 124 is freely set is used in simulator device 201 that enables to reproduce a bodily sensation based on the posture, velocity, or acceleration of an aircraft, it is close to reality. Simulation is possible, and the effectiveness of training is increased.
[0047]
The scenario information collection unit 111 collects scene information from the input unit 3. The user selects an icon from the scene icons 40 using the pointer 37 and drags and drops it on or to the side of the route 33. With this setting, for example, a setting is made such that when the aircraft 32 flying in the scene of the daytime 41 approaches to the airfield 35, it becomes the night 42 and the rain 46 begins to fall. The dragged and dropped scene icon 40 is displayed as a pasted icon 71 on or on the route 33. The selected scene icon 40 and the position on the route 33 where the scene icon 40 is dragged and dropped are stored as scene information 125. The set scene is deleted by selecting delete from the menu displayed by right-clicking the mouse (not shown) on the pasting icon 71 (step S17).
[0048]
By setting the scene in this way, setting or correction of the scene is easily performed. By displaying the set scene as the pasting icon 71, the setting of the scene can be confirmed at a glance, and further correction can be easily performed.
[0049]
When oblique light 44, cloud inclination 45, rain 46 or snow 47 is selected from the scene icon 40 and set on the route 33, the scenario information collection unit 111 further displays a scene setting input screen 72 to display the oblique light. Information indicating the angle at which the flat surface is inserted, the angle at which the flat surface is inclined with respect to the horizontal, the angle at which it rains, or the angle at which snow falls is collected from the input unit 3. The collected information is stored as scene information 125. The scene setting input screen 72 further has an input field for inputting how much time it takes to change when these angles change. The time input from the input field is stored as the scene information 125 (step S18).
[0050]
The image creating unit 113 uses the route information 121, the posture information 122, or the scene information 125 set in steps S <b> 6 to S <b> 18, and the view of the operator of the aircraft 32 at the point arbitrarily selected by the user from the route 33. A still image that virtually reproduces the image is created. For example, when the oblique light 44 is set as the pasting icon 71 at a point selected from the path 33, the image creating unit 113 takes out the image template information 104 corresponding to the oblique light 44, and indicates the angle of the oblique light 44. Is extracted from the scene information 25 and the image template information 104 is processed to create an image in which oblique light is inserted at the angle set in step S18 (step S19).
[0051]
The display unit 2 displays the image created by the image creation unit 113 on the scenario confirmation screen 60. The user looks at the scenario confirmation screen 60 and modifies the setting if necessary (step S20).
[0052]
The scenario confirming unit 15 continuously reproduces the image created by the image creating unit 113 from the beginning to the end of the set route 33 or for a specified portion of the set route 33, thereby generating a route. A moving image that virtually reproduces the field of view of the operator of the aircraft 32 flying at a speed indicated by the speed information 123 and the acceleration indicated by the acceleration information 124 is reproduced on the scenario confirmation screen 60 (step S21).
[0053]
The scenario confirmation screen 60 allows the scenario producer to confirm the scenario every time the scenario is created or modified, and the scenario as imagined by the scenario producer is produced in a short time.
[0054]
When the scenario information 102 is requested to be corrected by the user, the simulator scenario production support program 101 returns to step S14 (Yes in step S22). If correction is not required, the scenario produced in steps S2 to S22 is stored in a recording medium exemplified by a hard disk, flexible disk, or magneto-optical disk (step S24).
[0055]
The scenario stored in step S24 is transferred to the acceleration simulator device 201 by the transfer unit 6. The acceleration simulator device 201 provides a visual and bodily simulated flight experience to the passenger according to the transferred scenario.
[0056]
The scenario produced using the scenario simulator production support program and the scenario simulator production support device according to the present invention makes it possible to easily set various weather conditions or various motion conditions of the aircraft. Such a scenario is used in the simulation apparatus 101 that enables reproduction of various sensations, so that various situations can be virtually experienced, and the effect of training is improved.
[0057]
Spatial illusion can be triggered when a cloud with a flat part changes the inclination of the flat part over several minutes, when snow falls diagonally, or when light enters diagonally through the clouds. is there. The scenario produced by using the scenario simulator production support program and the scenario simulator production support apparatus in the present invention makes it possible to easily produce a scenario incorporating a situation that induces such spatial illness. Such a scenario increases the effectiveness of training by being used in a simulator device that reproduces an image of a situation that induces such spatial disorientation.
[0058]
Spatial illusion may further occur by illusioning the direction of the resultant force of gravity and inertial force (deviation from the vertical direction) from the vertical direction when accelerating or decelerating in a straight-ahead state. Spatial illusion is also caused by the illusion of the direction of the resultant force (displacement from the vertical direction) of the centrifugal force and gravity due to the spiraling motion in the case of a stable spiraling motion. There is. The scenario produced using the scenario simulator production support program and the scenario simulator production support apparatus according to the present invention makes it possible to easily produce a scenario incorporating a situation that induces such spatial illness. Such a scenario increases the effectiveness of training by being used in a simulator device that allows the subject to experience acceleration that induces such spatial dysfunction.
[0059]
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows a simulator device 201 according to the present invention. The simulator device 201 is provided with an acceleration simulator 202 connected together with the acceleration simulator control device 203 so that information can be transmitted to each other. The simulator device 201 simulates the acceleration and field of view experienced by a pilot who controls a vehicle exemplified by an airplane and a car.
[0060]
FIG. 9 shows the acceleration simulator 202 in detail. The acceleration simulator 202 is composed of an acceleration scalar control device 211 and an acceleration vector control device 212. The acceleration scalar control device 211 includes a spiraling device 213 and a spiraling arm 214. The revolving device 213 is formed of a revolving bearing and a servo motor (not shown). The revolving bearing is joined to one end of the revolving arm 214 and supports the revolving arm 214 rotatably about the revolving axis 216 with respect to the ground 215. The spiral axis 216 is parallel to the vertical direction. The servo motor rotates the spiral arm 214 about the spiral axis 216 in response to an electrical signal output from the acceleration simulator control device 203.
[0061]
The acceleration vector control device 212 is provided at the other end of the spiral arm 214 opposite to the one end joined to the spiral device 213. The acceleration vector control device 212 includes a cockpit 221 and a plurality of frames. The frame is formed of a yaw frame 222 and a pitch frame 223.
[0062]
A yaw axis rotating device 224 is provided between the spiral arm 214 and the yaw frame 222. The yaw shaft rotating device 224 is formed of a bearing and a servo motor (not shown). The bearing supports the yaw frame 222 on the spiral arm 214 so as to be rotatable about the yaw shaft 225. The yaw axis 225 always passes through the point P and is parallel to the spiral axis 216. The servo motor rotates the yaw frame 222 about the yaw axis 225 in response to an electrical signal output from the acceleration simulator control device 203.
[0063]
A pitch axis rotation device 226 is provided between the yaw frame 222 and the pitch frame 223. The pitch shaft rotating device 226 is formed of a bearing and a servo motor (not shown). The bearing supports the pitch frame 223 on the yaw frame 222 so as to be rotatable about the pitch shaft 227. The pitch axis 227 always passes through the point P and is perpendicular to the yaw axis 225. The servo motor rotates the pitch frame 223 about the pitch axis 227 in response to an electrical signal output from the acceleration simulator control device 203.
[0064]
A roll shaft rotating device 228 is provided between the pitch frame 223 and the cockpit 221 as shown in FIG. The roll shaft rotating device 228 is formed of a bearing and a servo motor (not shown). The bearing supports the cockpit 221 on the pitch frame 223 so as to be rotatable about the roll shaft 229. The roll axis 229 always passes through the point P and is perpendicular to the pitch axis 227. The servo motor rotates the cockpit 221 around the roll shaft 27 in response to an electrical signal output from the acceleration simulator control device 203.
[0065]
The subject is placed in the cockpit 221. The cockpit 221 includes a display device, a seat, and a control panel not shown. The display device displays an image created by the acceleration simulator control device 203. The seat is installed so that the head of the subject to be seated overlaps the point P. The test subject outputs, to the acceleration simulator control device 203, an electrical signal indicating the operation content operated by the test subject.
[0066]
FIG. 11 shows the acceleration simulator control device 203 in detail. The acceleration simulator control device 203 is an information processing device (computer) exemplified as a workstation, and includes a steering content collection unit 241, a simulation unit 242, a video creation unit 243, a spiral axis angular velocity calculation unit 244, which are computer programs. A seat posture calculation unit 245 and a scenario generation unit 246 are provided. The scenario generation unit 246 includes the simulator scenario production support device 1.
[0067]
The maneuvering content collection unit 241 collects from the acceleration simulator 202 the maneuvering content operated by the subject sitting on the seat provided in the cockpit 221 on the control panel provided in the cockpit 221. The simulation unit 242 calculates the motion of the virtual vehicle based on the operation details. That is, the simulation unit 242 calculates the position and orientation of the virtual vehicle based on the operation content, and calculates the magnitude and direction of acceleration of the virtual vehicle. The image creation unit 243 creates an image that can be seen from the cockpit of the virtual vehicle based on the position and posture of the vehicle. Such an operation content collection unit 241, a simulation unit 242, and a video creation unit 243 are known.
[0068]
The spiral axis angular velocity calculation unit 244 calculates the angular velocity of the spiral arm 214 in which the magnitude of the acceleration of the virtual vehicle matches the acceleration magnitude of the point P, and outputs an electrical signal indicating the angular velocity to the acceleration simulator 202. To do. The cockpit attitude calculation unit 245 calculates the attitude of the cockpit 21 with respect to the spiral arm 214 in which the acceleration direction of the virtual vehicle with respect to the cockpit matches the acceleration direction of the point P with respect to the cockpit 221. The posture is expressed by the yaw angle between the spiral arm 214 and the yaw frame 222, the pitch angle between the yaw frame 222 and the pitch frame 223, and the roll angle between the pitch frame 223 and the cockpit 221. When the cockpit posture calculation unit 245 further changes the cockpit 221 from one posture to another posture, the maximum value of the change amount of the yaw angle, the change amount of the pitch angle, and the change amount of the roll angle is minimized. The yaw angle, pitch angle and roll angle are calculated as follows. The cockpit attitude calculation unit 245 further outputs an electrical signal indicating the yaw angle, pitch angle, and roll angle to the acceleration simulator 202. The scenario generation unit 246 collects a scenario of a leading machine (not shown) that is another vehicle that leads a virtual vehicle. As the scenario, a scenario produced using the simulator scenario production support apparatus 1 is preferably used.
[0069]
FIG. 12 shows a coordinate system (X _E , Y _E , Z _E ) And the coordinate system (X _r , Y _r , Z _r ). The coordinate system fixed with respect to the ground 215 has three unit vectors X _E , Y _E And Z _E It is expressed by Z _E Is parallel to the vertical direction. X _E Is Z _E Is perpendicular to. Y _E Is Z _E Perpendicular to X and X _E Is perpendicular to.
[0070]
The coordinate system expressing acceleration sensed by the subject is composed of three unit vectors X _r , Y _r And Z _r It is expressed by Z _r Is parallel to the vertical direction. Y _r Is Z _r Point P on the spiral axis 216 from point P ₀ Is parallel to the line connecting the two. X _r Is Z _r Perpendicular to Y and Y _r Is perpendicular to. That is, X _r , Y _r The direction changes depending on the position of the point P. X _r Is the point P ₀ Is parallel to the tangential direction of the point P that rotates about Y, and Y _r Is the point P ₀ Is parallel to the radial direction of the point P that rotates about the center.
[0071]
At this time, the acceleration d of the point P ² P / dt ² Is the gravitational acceleration g, point P to point P ₀ Distance R and angular velocity ω of point P _r Using the following formula:
[0072]
[Equation 3]

It is expressed by
[0073]
Acceleration d at point P ² P / dt ² Size | d ² P / dt ² | Is the following formula:
[0074]
[Expression 4]

It is expressed by
[0075]
Point P is the target acceleration d ² P _C / Dt ² Magnitude of target acceleration at point P ² P _C / Dt ² For |, the following formula:
[0076]
[Equation 5]

Is established. Function sign (x) of variable x:
[0077]
[Formula 6]

Use the number 5 Is the angular velocity ω _r Solving for, the following formula:
[0078]
[Expression 7]

Is derived.
[0079]
The spiral axis angular velocity calculation unit 244 is a virtual vehicle target acceleration d calculated by the simulation unit 242. ² P _C / Dt ² From the number 7 The angular acceleration dω at point P using the equation _r / Dt is calculated.
[0080]
In general, a vector can be directed in an arbitrary direction by rotationally transforming about two axes. The acceleration simulator 202 has three axes in order to change the cockpit 221 from one posture to another posture. Therefore, the maximum value among the absolute value of the change amount of the yaw angle, the absolute value of the change amount of the pitch angle, and the absolute value of the change amount of the roll angle is determined by the cockpit 221 having the yaw axis 225, the pitch axis 227, and the roll axis. 229 can be made smaller than the maximum values of the absolute value of the yaw angle, the absolute value of the pitch angle, and the absolute value of the roll angle when rotating around only two axes selected from 229.
[0081]
The cockpit attitude calculation unit 245 calculates the yaw angle such that the maximum value among the absolute value of the change amount of the yaw angle, the absolute value of the change amount of the pitch angle, and the absolute value of the change amount of the roll angle is minimized. A pitch angle and a roll angle are calculated. At this time, the subject is unlikely to receive a centrifugal force when rotating around the yaw axis 225, the pitch axis 227, or the roll axis 229.
[0082]
FIG. 13 shows the operation of the acceleration simulator control apparatus 203. The scenario generation unit 246 generates the scenario information 102 using the scenario production support device 1 (Step S101). The leading machine is displayed on the screen displayed on the display device of the cockpit 221 according to the scenario information generated by the scenario generation unit 246 (step S102).
[0083]
The subject sits on the seat of the cockpit 221, views the screen displayed on the display device of the cockpit 221, and operates the control panel of the cockpit 221 so as to follow the leading machine. The acceleration simulator control device 203 collects the operation contents that the subject operated the operation panel (step S103). The acceleration simulator control device 203 calculates the motion of the virtual vehicle based on the operation content (step S104). That is, the acceleration simulator control device 203 calculates the position, posture, and acceleration of the virtual vehicle.
[0084]
Based on the position and posture of the vehicle, the acceleration simulator control device 203 creates an image that can be seen by the virtual operator by computer graphics (step S105), and outputs it to the display device of the cockpit 221. Alternatively, the acceleration simulator device 203 outputs the image created by the image generation unit 113 using the scenario information 102 generated in step S101 to the display device of the cockpit 221. The display device displays the video.
[0085]
Further, the acceleration simulator control device 203 calculates the angular acceleration of the spiral axis 216 based on the magnitude of the acceleration of the vehicle (step S106), and outputs an electrical signal indicating the angular acceleration to the spiral device 213. To do. The revolving device 213 rotates the revolving arm 214 based on the electrical signal. The acceleration simulator control device 203 calculates the yaw angle, pitch angle, and roll angle based on the acceleration direction of the vehicle (step S107). The acceleration simulator control device 203 further outputs an electric signal indicating the yaw angle to the yaw axis rotation device 224, outputs an electric signal indicating the pitch angle to the pitch axis rotation device 226, and an electric signal indicating the roll angle. Is output to the roll shaft rotating device 228.
[0086]
The yaw axis rotating device 224 rotates the yaw frame 222 with respect to the spiral arm 214 so as to form the yaw angle thereof. The pitch axis rotation device 226 rotates the pitch frame 223 with respect to the yaw frame 222 so that the pitch angle forms the pitch angle. The roll axis rotation device 228 rotates the pitch pit 223 so that the cockpit 221 forms its roll angle.
[0087]
Steps S102 to S107 form a loop. The sampling period of the loop is determined by the performance of the virtual vehicle.
[0088]
As a modification of the present embodiment, it is conceivable that the operation content collection unit 241 collects and uses the scenario generated by the scenario generation unit 246 instead of the operation content collected from the acceleration simulator 202. In this case, the test subject can experience the screen and acceleration that change according to the scenario like an autopilot.
[0089]
In order to reproduce the spatial illness due to acceleration, it is desirable that the simulator device 201 includes a mechanical system that enables movement with four degrees of freedom. The simulator device 201 in the present invention makes it possible to reproduce such spatial illness and increase the effect of training. Furthermore, since the simulator device 201 reproduces the experience of acceleration and also reproduces the field of view by an image using a display device, it is possible to reproduce the inducing factors of visual spatial illusion, and the effect of training Goes up further.
[0090]
Furthermore, such a simulator device 201 can freely set various scenarios including acceleration, speed, posture, and weather conditions that cause spatial irritability by using the scenario produced by the simulator scenario production support device 1. Is easy and the effect of training is further improved.
[0091]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the simulator scenario production assistance program and simulator apparatus with which a scenario setting is performed easily are provided.
Furthermore, according to the present invention, a simulator scenario production support program that can easily set various weather conditions or vehicle motion states, and a simulator that visually or physically reproduces various weather conditions or vehicle motion states A device is provided.
Furthermore, according to the present invention, there are provided a simulator scenario production support program that easily creates a scenario including a situation that induces spatial illness, and a simulator device that reproduces a situation that induces spatial illusion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration of a simulator scenario production support apparatus.
FIG. 2 shows a storage unit.
FIG. 3 shows a configuration of a computer scenario production support program.
FIG. 4 shows scenario information.
FIG. 5 shows a screen.
FIG. 6 shows a screen.
FIG. 7 shows a flowchart of a simulator scenario production support program.
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of a simulator device.
FIG. 9 is an elevation view showing an embodiment of an acceleration simulator according to the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing an embodiment of an acceleration simulator according to the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of an acceleration simulator control apparatus according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating acceleration sensed by a subject.
FIG. 13 is a flowchart showing an embodiment of the operation of the acceleration simulator control apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Simulator scenario production support device
2 ... Display section
3 ... Input section
4 ... Calculation unit
5 ... Memory part
6: Transfer section
30 ... Screen
31 ... Virtual space
32 ... Aircraft
33 ... Route
34 ... ground
35 ... Airfield
36 ... Two-dimensional path
37 ... Pointer
38 ... Passing point
40 ... Scene icon
41 ... Daytime
42 ... Night
43 ... clouds
44 ... oblique light
45 ... Cloud slope
46 ... Rain
47 ... Snow
48 ... Starry sky
49 ... Fishing fire
50 ... Leading machine
51. Other machines
52. Other machines
60 ... Scenario confirmation screen
61 ... Leading machine
71 ... Paste icon
72 ... Scene setting input screen
101 ... Simulator scenario production support program
102 ... Scenario information
103 ... Route template information
104 ... Image template information
110: Virtual space display section
111 ... Scenario information collection part
112 ... Scenario interpolation unit
113 ... Image creation section
114 ... scenario playback section
201: Simulator device
202: Acceleration simulator
203: Acceleration simulator control device
211: Acceleration scalar control device
212: Acceleration vector control device
213: Spinning device
214: Rotating arm
215: Ground
216: Spiral axis
221: Cockpit
222: Yaw frame
223: Pitch frame
224: Yaw axis rotation device
225: Yaw axis
226: Pitch axis rotation device
227: Pitch axis
228: Roll shaft rotating device
229: Roll axis
241: Maneuvering content collection unit
242: Simulation unit
243: Video creation unit
244: Spiral axis angular velocity calculation unit
245: Pilot seat posture calculation unit
246: Scenario generator

Claims

A simulator scenario production section that sets acceleration to be sensed by the subject;
An acceleration simulator control device,
The acceleration simulator control device includes:
A cockpit comprising a seat to be seated by the subject;
A plurality of rotating devices that respectively rotate the cockpit around a plurality of axes that do not coincide with each other;
The gimbal axis among the axes is plural,
A spiral axis different from the gimbal axis among the axes is an acceleration simulator control apparatus that controls an acceleration simulator apparatus that does not penetrate the seat,
A spiral axis angular velocity calculation unit that calculates an angular velocity at which the cockpit rotates around the spiral axis based on acceleration to be felt by the subject;
Based on the acceleration, a yaw angle at which the cockpit rotates about the yaw axis, a pitch angle at which the cockpit rotates about the pitch axis, and a roll angle at which the cockpit rotates about the roll axis are calculated. A pilot seat posture calculation unit that
The angular velocity is
Gravity acceleration and centrifugal acceleration generated by the angular velocity;
An acceleration simulator control system that is calculated so that a magnitude of a synthesized acceleration obtained by synthesizing a tangential acceleration generated by an angular acceleration that the cockpit rotates about the spiral axis coincides with the magnitude of the acceleration.

In claim 1,
The angular velocity ω _r is
The function sign (x) of the variable x is expressed by the following formula:

When defining by
Using the gravitational acceleration g, the distance R from the spiral axis to the cockpit, and the acceleration d ² P _C / dt ² ,

Acceleration simulator control system expressed by

In either claim 1 or claim 2,
The gimbal axis is
The yaw axis,
A pitch axis that is not parallel to the yaw axis;
An acceleration simulator control system including a roll axis that is not parallel to the pitch axis.

In claim 3,
The cockpit attitude calculation unit is configured to minimize the maximum value among the absolute value of the change amount of the yaw angle, the absolute value of the change amount of the pitch angle, and the absolute value of the change amount of the roll angle. An acceleration simulator control system that calculates the yaw angle, the pitch angle, and the roll angle.

In any one of Claims 1-4,
The simulator scenario production department
A display device that displays a virtual space based on information stored in a storage device;
An input device that receives input of flight path information that specifies a flight path and a flight speed of a virtual airplane that flies in the virtual space;
An acceleration simulator control system comprising: an arithmetic device that calculates the acceleration using the flight path information.