JP3758733B2

JP3758733B2 - 教習用模擬運転装置

Info

Publication number: JP3758733B2
Application number: JP4361796A
Authority: JP
Inventors: 博小澤
Original assignee: Mitsubishi Precision Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Precision Co Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2016-02-29
Also published as: JPH09237032A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者に対して自動車運転技術の教育を安全に実施するための技術に係り、より詳細には、実際の自動車と道路を使用せずに、道路走行映像をモニターを介して複数の被験者に提供して運転操作を行わせ、予め設定された模範の運転操作に対して各被験者の運転操作にどのような違いがあるかを、全被験者一斉に且つ同一基準で、検出し診断するための教習用模擬運転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実際の自動車を使用しないで自動車運転技術の教育を実施する教習用模擬運転装置は、現在でもいくつか提案されている。図３はその一構成例を示すもので、特公昭６３−５９１４８号公報に示された技術を抜粋したものである。
図３において、１は模擬運転席、２は模擬運転席１に設置されたＮＴＳＣ規格のモニターテレビ、３は模擬運転席１において実際の自動車とほぼ同じ位置にそれぞれ配置された運転操作機器（ハンドル、ペダル、ギヤチェンジレバー等）、４はモニターテレビ２を制御すると共に各運転操作機器３の操作を検出してその操作内容を診断評価する運転席制御装置、５は通信回線、６は複数のビデオプレーヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，……を備え、各ビデオプレーヤで再生された映像信号を通信回線５を介して模擬運転席１のモニターテレビ２へ供給する映像再生装置、７は映像再生装置６を制御すると共に模擬運転席１の運転席制御装置４で診断評価された結果を収集するシステム制御装置、８はシステム制御装置７からの制御により本教習用模擬運転装置の進行を指示するための入力装置を示す。
【０００３】
この従来の装置構成では、予め各ビデオプレーヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，……に録画された実際の道路の走行映像を模擬運転席１のモニターテレビ２の画面に映し出すようにしており、また、モニターテレビ２の画面は縦横比３：４のテレビサイズで、その適切画角（映像の視野角）は水平方向約２５°であった。
また、モニターテレビ２の画面に映し出される道路走行映像に対して被験者が行う各運転操作機器３の操作を検出するサンプリング間隔、つまり、診断のための運転操作内容の検出間隔は、１／３０秒に設定されていた（上記公報の第１５欄第５〜６行参照）。
【０００４】
かかる装置構成において、システム制御装置７からの制御により入力装置８から診断の準備が指示されると、システム制御装置７から映像再生装置６に映像の再生が指示され、また、システム制御装置７から通信回線５を介して模擬運転席１の運転席制御装置４に診断の準備が指示される。これによって、映像再生装置６の複数のビデオプレーヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，……の内の１台が起動し、そのビデオプレーヤで再生された映像信号が通信回線５を介してモニターテレビ２へ供給され、その映像信号に応じた道路走行映像が画面に映し出される。
【０００５】
この後、上記と同様の操作で入力装置８から診断の開始を入力することによりモニターテレビ２の画面に診断用の道路走行映像が映し出される。被験者は、その映し出された診断用の映像に従い、模擬運転席１の各運転操作機器３を操作する。運転席制御装置４は、被験者が行う各運転操作機器３の操作を検出してその操作内容を診断し、予め設定されている評価計算式に基づいて評価を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の技術では、実際に撮影した道路の走行映像を使用しており、また縦横比３：４の通常の画面サイズを持つモニターテレビ２の画面にその道路走行映像を映し出すようにしていたため、被験者に呈示される映像の画質はそれほど良くなく、また映像の視野角も水平方向約２５°の範囲に制限されるといった不都合があった。
【０００７】
このため、実際の道路走行時に得られる情報量に比べて被験者に呈示される映像の情報量が非常に少なくなり（例えば、サイドミラーやルームミラーによる後方視界の情報が画面に反映されない等）、その結果、映像から得られる認識と実際の道路走行環境に対する認識の間に違いが生じるといった問題があった。これは、より現実的な交通安全教育という観点から好ましいとは言えない。
【０００８】
また、診断のための運転操作内容を検出するサンプリング間隔も１／３０秒と比較的粗いため、走行環境によっては必ずしも十分な診断を行えるとは限らなかった。例えば、実際の自動車運転中に往々にして体験する、右折左折時の横断歩行者の急な飛び出しや、車線変更時の後続車等の危険事象に対して、十分な診断を行えないといった不都合があった。
【０００９】
このため、各運転操作機器の操作内容の診断結果の中に現実的でない部分も含まれ、診断結果に対する信頼性が得られ難いといった問題があった。
また、他の従来技術では、実際の道路の走行映像を使用する代わりにコンピュータグラフィックスで映像を作成してモニターテレビに供給するようにした例もあるが、このコンピュータグラフィックスによる映像の場合、実景とは異なる簡略化された映像であるため、実際の交通状況では非常に危険な場面であっても映像からはそれほど危険とは認識できないなど、真実性に問題があった。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術における課題に鑑み創作されたもので、診断に必要な映像の画質を向上させると共に、その映像に対する被験者の運転操作内容をきめ細かく検出し、ひいては信頼性の高い診断結果を呈示することができる教習用模擬運転装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するため、本発明によれば、実際の自動車を模擬して配置された運転に必要な各操作機器と、主として道路走行映像を映すためのモニターテレビと、該モニターテレビを制御すると共に前記各操作機器の操作を検出してその操作内容を診断評価する第１の演算制御部とを備えた少なくとも１台の模擬運転席と、通信回線を介して前記第１の演算制御部に接続され、前記通信回線を介して前記モニターテレビへ映像信号を供給する映像再生装置と、該映像再生装置を制御すると共に前記第１の演算制御部で診断評価された結果を前記通信回線を介して収集する第２の演算制御部とを備えた中央制御装置とを具備し、前記モニターテレビがハイビジョンの映像を呈示する画面を有し、且つ、前記映像再生装置が前記ハイビジョンの映像に応じた映像信号を再生すると共に、前記第１の演算制御部が前記ハイビジョンの映像信号を処理するのに十分な演算処理速度を有することを特徴とする教習用模擬運転装置が提供される。
【００１２】
本発明に係る教習用模擬運転装置の構成によれば、被験者に道路走行情報を提供するためのモニターテレビがハイビジョンの映像を呈示する画面を有しているので、診断に必要な映像の画質を向上させることができると共に、縦横比９：１６の画面サイズの実現により、水平方向の画角を従来形（約２５°）よりも大きくして（約４２°）、実際の視野角（約４０°〜４５°）とほぼ同一にすることができる。
【００１３】
これによって、実際の道路走行時に得られる情報量とほぼ同じ情報量の映像を被験者に呈示することが可能となり、映像から得られる認識と実際の道路走行環境に対する認識の間の差を実質的に無くすことができる。これは、現実的な交通安全教育の実現に大いに寄与する。
また、模擬運転席において被験者が行う運転操作内容を診断評価するための第１の演算制御部がハイビジョンの映像信号を処理するのに適応された演算処理速度を有しているので、そのハイビジョンの映像に対する被験者の運転操作内容をきめ細かく検出することができる。これは、信頼性の高い診断結果の呈示に大いに寄与する。
【００１４】
なお、本発明の他の構成上の特徴及び作用の詳細については、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施形態を用いて説明する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態に係る教習用模擬運転装置の外観構成が概略的に示される。
本実施形態の教習用模擬運転装置は、複数台の模擬運転席（図示の例では簡単化のため、１台の模擬運転席１０のみが示されている）と、各模擬運転席を制御する中央制御装置２０と、各模擬運転席と中央制御装置２０の間を接続する通信回線３０とを備えて構成されている。
【００１６】
模擬運転席１０において、１１はフレーム、１２はフレーム１１に固設され、主として道路走行映像を映すためのＮＴＳＣ規格のモニターテレビ、１３〜１５はそれぞれ模擬運転席１０において実際の自動車とほぼ同じ位置にそれぞれ取り付けられた運転操作のためのハンドル、ペダル及びギヤチェンジレバー、１６は座席、１７は座席１６に摺動可能に取り付けられたスピーカが組み込まれたヘッドレスト、１８は模擬運転席１０に設けられ、自動車の運転速度、エンジン回転数等の運転状態に関するモニタ表示を行うコンビネーションメータ、１９は模擬運転席１０に固設され、モニターテレビ１２、各運転操作機器１３〜１５、ヘッドレスト１７に組み込まれたスピーカ、及びコンビネーションメータ１８を制御すると共に、各運転操作機器の操作の検出及びその操作内容の診断評価のための演算処理等を行う運転席制御装置を示す。
【００１７】
一方、中央制御装置２０において、２１は通信回線３０を介して模擬運転席１０のモニターテレビ１２へ映像信号を供給するための映像再生装置、２２は映像再生装置２１を制御すると共に、模擬運転席１０の運転席制御装置１９で診断評価された結果を通信回線３０を介して収集するシステム制御装置、２３はシステム制御装置２２からの制御により診断評価結果を教官が認識できるように表示するためのＣＲＴ等の表示装置、２４は同じくシステム制御装置２２からの制御により診断評価結果をリストの形で印字するプリンタを示す。
【００１８】
図２には本装置の内部構成が機能ブロック図の形で示される。
同図に示すように、模擬運転席１０は、通信回線３０に接続された制御部４０と、同じく通信回線３０に接続され、制御部４０からの制御により機能する音声処理部４１と、この音声処理部４１の出力に応答する音声出力部４２と、通信回線３０に接続され、制御部４０からの制御により機能する映像入力部４３と、制御部４０からの制御により機能するコンピュータグラフィックス（ＣＧ）生成部４４と、映像入力部４３からの映像信号にＣＧ生成部４４からのコンピュータグラフィックスの映像信号を合成するための画像合成部４５と、この画像合成部４５の出力に応答する映像出力部４６と、操作部４７と、この操作部４７の出力を検出して制御部４０に供給する操作検出部４８と、制御部４０からの制御により機能するメータ指示出力部４９とを有している。
【００１９】
一方、中央制御装置２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）５０と、それぞれＣＰＵ５０からの制御に基づいて機能するハイビジョン映像再生部５１及び音声出力部５２と、ＣＰＵ５０からの制御により機能するコンピュータグラフィックス（ＣＧ）生成部５３と、このＣＧ生成部５３からのコンピュータグラフィックスの映像信号に基づいてハイビジョン映像再生部５１からのハイビジョンの映像信号を処理する映像信号処理部５４と、この映像信号処理部５４で処理された映像信号にＣＧ生成部５３からのコンピュータグラフィックスの映像信号を合成するための画像合成部５５と、この画像合成部５５の出力及び音声出力部５２の出力を受けて映像信号と音声信号に分配し、通信回線３０に送出する映像音声分配部５６と、この映像音声分配部５６の出力（映像信号）に応答するモニタ部５７と、通信回線３０に接続されてＣＰＵ５０とのインタフェースを行う通信制御部５８とを有している。
【００２０】
図１に示す模擬運転席１０の各構成要素との対比において、制御部４０、音声処理部４１、映像入力部４３、ＣＧ生成部４４、画像合成部４５及び操作検出部４８は運転席制御装置１９に対応し、また、音声出力部４２はヘッドレスト１７に組み込まれたスピーカに対応し、映像出力部４６はモニターテレビ１２に対応し、操作部４７は各運転操作機器１３〜１５に対応し、メータ指示出力部４９はコンビネーションメータ１８に対応する。
【００２１】
また、図１に示す中央制御装置２０の各構成要素との対比において、ＣＰＵ５０、ＣＧ生成部５３、映像信号処理部５４、画像合成部５５、映像音声分配部５６及び通信制御部５８はシステム制御装置２２に対応し、また、ハイビジョン映像再生部５１及び音声出力部５２は映像再生装置２１に対応し、モニタ部５７は表示装置２３に対応する。
【００２２】
本実施形態では、映像再生装置２１（ハイビジョン映像再生部５１）で再生されたハイビジョンの映像信号にＣＧ生成部５３で生成されたコンピュータグラフィックスの映像信号を合成したものを模擬運転席１０のモニターテレビ１２の画面に映し出すようにしており、また、モニターテレビ１２は、ハイビジョンの映像を呈示し得る画面、すなわち縦横比９：１６の画面サイズで水平方向の適切画角（映像の視野角）が約４２°の画面を有している。
【００２３】
また、モニターテレビ１２の画面に映し出されるハイビジョンの道路走行映像に対して被験者が行う各運転操作機器１３〜１５の操作の検出及びその操作内容の診断評価のための演算処理等を行う運転席制御装置１９は、ハイビジョンの映像信号を処理するのに適応された演算処理速度を有しており、具体的には、操作検出部４８による検出間隔は１／１００秒以下に設定されている。
【００２４】
かかる装置構成において、システム制御装置２２（ＣＰＵ５０）から映像再生装置２１（ハイビジョン映像再生部５１）に映像の再生が指示されると、診断用の映像信号が再生され、システム制御装置２２及び通信回線３０を介して模擬運転席１０のモニターテレビ１２へ供給される。これによって、その映像信号に応じた道路走行映像（ハイビジョンの高精細映像）が画面に映し出される。
【００２５】
被験者は、その映し出されたハイビジョンの高精細映像に従い、模擬運転席１０の各運転操作機器（ハンドル１３、ペダル１４及びギヤチェンジレバー１５）を適宜操作する。この操作量又は操作力は、各運転操作機器に取り付けられた検出器（図示せず）によって検出される。運転席制御装置１９（制御部４０、操作検出部４８）は、各検出器の出力信号を検出してその演算処理を行い、予め設定されている評価計算式に基づいて、被験者の運転操作内容の診断評価を行う。
【００２６】
この診断評価された結果は、被験者自身が認識できるようにモニターテレビ１２の画面に表示されると共に、通信回線３０を介して中央制御装置２０のシステム制御装置２２（ＣＰＵ５０）に転送され、該ＣＰＵにおいて演算処理がなされる。このようにして、各模擬運転席からシステム制御装置２２に各々の診断評価結果が集計される。各被験者に関して集計された各々の診断評価結果は、教官が認識できるように表示装置２３に表示されたり、或いは必要に応じてプリンタ２４により診断評価結果リストの形で印字される。これによって、全被験者一斉に且つ同一基準で、教習を行うことが可能となる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係る教習用模擬運転装置の構成によれば、模擬運転席１０に設置されたモニターテレビ１２はハイビジョン映像を呈示し得る画面（縦横比９：１６の画面サイズで水平方向の映像の視野角が約４２°）を有しており、また、映像再生装置２１で再生されたハイビジョンの映像信号にコンピュータグラフィックスの映像信号を合成したものがモニターテレビ１２の画面に映し出されるようになっているので、診断評価に必要な映像の画質を格段に向上させることができ、また水平方向の画角（約４２°）を実際の視野角（約４０°〜４５°）とほぼ同一にすることができる。
【００２８】
これによって、実際の道路走行時に得られる情報量とほぼ同じ情報量の映像を被験者に呈示することが可能となり、映像から得られる認識と実際の道路走行環境に対する認識の間の差を実質的に無くすことができる。
また、模擬運転席１０において被験者が行う運転操作内容を診断評価するための運転席制御装置１９は、モニターテレビ１２の画面に映し出されるハイビジョン映像の信号を処理するのに適応された演算処理速度（つまり、運転操作を検出するサンプリング間隔が１／１００秒以下）を有しているので、そのハイビジョンの映像に対する被験者の運転操作内容を１／１００秒以下の間隔できめ細かく検出することができる。
【００２９】
これによって、信頼性の高い診断結果が得られ、被験者の運転操作に見合った適性な診断が可能となる。また、実際の交通状況における道路走行時に発生する危険事象を忠実に再現できる環境下で、より現実的な交通安全教育を実現することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、診断に必要な映像をハイビジョン映像とすることで画質の向上及び画角の拡大を図ることができ、これによって、被験者に対し、映像から得られる認識と実際の道路走行環境に対する認識の間の差を実質的に無くし、より現実的な交通安全教育を実現することができる。
【００３１】
また、そのハイビジョン映像に対する被験者の運転操作内容をきめ細かく検出することができ、これによって、信頼性の高い診断結果を呈示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る教習用模擬運転装置の構成を概略的に示した外観図である。
【図２】図１の装置の機能ブロック図である。
【図３】従来形の一例としての教習用模擬運転装置の構成を概略的に示した外観図である。
【符号の説明】
１０…模擬運転席
１２…モニターテレビ
１３〜１５…運転に必要な各操作機器
１９…運転席制御装置（第１の演算制御部）
２０…中央制御装置
２１…映像再生装置
２２…システム制御装置（第２の演算制御部）
３０…通信回線
４０…制御部（第１の演算制御部）
４６…映像出力部（モニターテレビ）
４７…操作部（各操作機器）
４８…操作検出部（第１の演算制御部）
５０…ＣＰＵ（第２の演算制御部）
５１…ハイビジョン映像再生部（映像再生装置）

Claims

実際の自動車を模擬して配置された運転に必要な各操作機器と、主として道路走行映像を映すためのモニターテレビと、該モニターテレビを制御すると共に前記各操作機器の操作を検出してその操作内容を診断評価する第１の演算制御部とを備えた少なくとも１台の模擬運転席と、
通信回線を介して前記第１の演算制御部に接続され、前記通信回線を介して前記モニターテレビへ映像信号を供給する映像再生装置と、該映像再生装置を制御すると共に前記第１の演算制御部で診断評価された結果を前記通信回線を介して収集する第２の演算制御部とを備えた中央制御装置とを具備し、
前記モニターテレビがハイビジョンの映像を呈示する画面を有し、且つ、前記映像再生装置が前記ハイビジョンの映像に応じた映像信号を再生すると共に、前記第１の演算制御部が前記ハイビジョンの映像信号を処理するのに十分な演算処理速度を有することを特徴とする教習用模擬運転装置。
前記第１の演算制御部は、前記モニターテレビのハイビジョン画面に映し出される道路走行映像に対する運転操作を検出してその操作内容を診断評価する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の教習用模擬運転装置。
前記映像再生装置は、道路走行映像にサイドミラー及びルームミラーの映像を組み込んだ映像信号を前記モニターテレビへ供給し、前記第１の演算制御部は、該モニターテレビのハイビジョン画面に映し出される自動車後方の映像に対する運転操作を検出してその操作内容を診断評価する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の教習用模擬運転装置。
前記第１の演算制御部の演算処理速度は、前記各操作機器の操作を検出するサンプリング間隔が１／１００秒以下となるような処理速度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の教習用模擬運転装置。
前記第２の演算制御部は、前記映像再生装置で再生されたハイビジョンの映像信号にコンピュータグラフィックスの映像信号を合成したものを前記モニターテレビへの映像信号として供給する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の教習用模擬運転装置。
前記中央制御装置は、前記第２の演算制御部に収集された各操作機器の操作に関する診断評価結果を表示し或いは印字する手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の教習用模擬運転装置。