JP3829067B2 - ライディングシミュレーション装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
この発明は、走行路を含む映像が表示された画面を見ながら、使用者(乗り手、運転者)が、模擬二輪車を操作してライディングシミュレーションを行う二輪車のライディングシミュレーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、乗り手が各種操作可能な模擬二輪車と、この模擬二輪車の走行状態に係る走行路を含む所望の映像を表示するCRT等を利用した表示器とを組み合わせたライディングシミュレーション装置が、遊技用として、あるいは運転教育用として使用に供されている。
【0003】
例えば、特開平11−15366号公報には、ステアリングトルクとリーントルクとから一定時間毎に計算されるロール角(計算ロール角)に、体重移動に係るリーントルクに比例した値(体重移動に係わるロール角分)を合成してロール動指令値とすることで、遠心力をも考慮したロール動を与えることが可能となり、結果として、模型二輪車の操縦者に対し、その模型二輪車の旋回操縦時に、実車の旋回操縦感覚にきわめて近いロール動を与えることができるという効果を達成するライディングシミュレーション装置が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、二輪車において2人乗りをした場合、乗員の体重が増えるため1人で乗った場合と比べると二輪車の挙動が大きく異なる。従来のライディングシミュレーション装置では、乗車部のハンドルとシートの下に配置されたセンサに入力された値により制御を行うため、2人乗りの状況を実現するためには実際に2人乗りをしなければならなかった。
【0005】
また、ライディングシミュレーション装置に実際に2人乗りする場合は、2人乗りをするためのスペースと、乗車部分の強度の確保が必要であり、その分、コストも上昇するという問題がある。
【0006】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、実際に2人乗りを行うことなく、2人乗りの状況を実現するライディングシミュレーション装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るライディングシミュレーション装置は、使用者による模擬二輪車上での体重移動の操縦操作に基づいてロール動を与え、旋回操縦感覚を疑似体験させる二輪車のライディングシミュレーション装置において、前記使用者の体重移動に応じたリーントルクを検出するリーントルクセンサと、2人乗りの状況を実現する負荷トルクを入力する入力手段と、前記リーントルクセンサにより検出された前記使用者の体重移動で生じたリーントルクに、前記2人乗りの状況を実現する負荷トルクを加える加算手段と、を備え、加算結果に応じて前記模擬二輪車に前記ロール動を付与することを特徴とする。
【0008】
これにより、実際に2人乗りをしなくても、2人乗りの状況を実現することができる。
【0009】
また、前記負荷トルクを使用者が入力するための操作ボタンを操作画面上に備えてもよい。この場合、実際に2人乗りをしなくても、別の使用者(模擬二輪車の運転者ではない人)が操作ボタンで操作することにより、2人乗りにおける仮想の同乗者による動きを実現することができる。
【0010】
さらに、前記負荷トルクを使用者が入力するためのジョイスティックを備えてもよい。この場合も、実際に2人乗りをすることなく、使用者や別の使用者がジョイスティックで操作することにより、2人乗りにおける仮想の同乗者による動きを実現することができる。
【0011】
前記負荷トルクは可変であることにより、種々の異なる体重の人と2人乗りをする状況を作り出すことが可能となり、それに伴い種々の体重移動による負荷トルクの発生が可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るライディングシミュレーション装置の実施の形態例(以下、単に実施の形態に係るライディングシミュレーション装置と記す)について図1〜図10を参照しながら説明する。
【0013】
まず、本実施の形態に係るライディングシミュレーション装置2は、図1に示すように、使用者20が乗車され得る形状を有し、かつ、乗車した使用者20の操作に基づく各種情報を出力する模擬二輪車4と、該模擬二輪車4からの出力情報に基づいて、使用者20が乗車している模擬二輪車4に対応する仮想車両(以下、二輪車という)の模擬空間内での位置情報と、模擬的な背景情報をもとに、前記使用者20に対して、ポリゴンによる模擬視界を表示するディスプレイボックス6と、模擬二輪車4及びディスプレイボックス6を管理・制御する制御回路22(図2参照)とを有する。
【0014】
図2に示すように、前記ディスプレイボックス6には、使用者20に模擬視界を表示するためのディスプレイ24と、模擬二輪車4からの各種情報に基づいて模擬視界を構成する背景画像や仮想車両等のオブジェクトデータを保持し、制御回路22からの情報に基づいて前記ディスプレイ24に模擬視界を表示させるCGI発生装置(Computer Generated Image)26と、操縦操作や他車両などにより発生する音を使用者20に伝えるためのスピーカユニット28が備えられ、通信線8で接続される制御卓(インストラクターテーブルともいう。)10とを備える。
【0015】
模擬二輪車4には、図2に示すように、実車と同様に、ハンドルトルクセンサ30、アクセル開度センサ32、ブレーキ圧センサ(34、36)などの各種センサ群や、ライティングスイッチ38、ウィンカースイッチ40などの各種スイッチ群や、ピッチモータ42、ステアリングモータ44などの各種モータ群が設置されている。図2に、上述した各種センサ群、スイッチ群及びモータ群等の代表例を図示し、その説明を省略する。
【0016】
一方、前記制御回路22とコンピュータ12は、各種演算、判断及び制御等を行う中央処理装置としてのCPUと、システムプログラム等が記憶される記憶手段としてのROMと、ワーク用等に使用される記憶手段としてのRAM等を有する。もちろん、前記制御回路22は各種センサ群やスイッチ群からの情報から、ディスプレイ24に対する表示制御も行うようになっている。
【0017】
また、制御卓10はコンピュータ12と、このコンピュータ12に接続される、入力手段としてのキーボード46、ジョイスティック48と、表示手段であるCRTディスプレイ等のモニタ50とを備えている。
【0018】
制御回路22から伝達される情報とは、基本的に模擬二輪車4の操縦操作に係わる現在位置データ、現在速度データ及び現在加速度データ等である。
【0019】
CGI発生装置26は、制御回路22からの前記各種データが例えばフレーム単位で入力されるに従って、予め記憶されている風景を含む走行路の映像情報を発生し、これによって、ディスプレイ26には模擬視界が表示されることになる。
【0020】
この模擬視界における車両の動きは、上述した通り、模擬二輪車4に備えられているセンサによる情報も影響している。例えば模擬二輪車4の運転席の下部に備えられている前記リーントルクセンサ3は、運転者である使用者の体重移動によりリーントルクを検出し、そのリーントルクは主に模擬視界における二輪車の横方向の挙動に影響を与える。
【0021】
上記のようにリーントルクセンサ3は、体重移動によるリーントルクを検出するため、模擬視界における二輪車の動きは、乗員の体重によりそれぞれ異なってくる。このことは、ライディングシミュレーション装置で2人乗りの模擬運転を練習する際に関連する。
【0022】
本実施の形態は、この2人乗りの状況を発生するために、実際に2人乗りした場合の二輪車の挙動を、模擬二輪車4に2人乗りしないで実現することであるが、ここで、まず、模擬二輪車4のシートとリーントルクセンサについて説明をする。
【0023】
図3は、模擬二輪車4の運転者が座るシート54の構造を模擬二輪車4の前方から見た図であり、リーントルクセンサ3と、シート54を支えるための弾発部材56とを有する。
【0024】
リーントルクセンサ3は、可動円柱部3aと円柱部3bからなり、可動円柱部3aは円柱部3bに挿入され、可動円柱部3aは円柱部3bに対し可動である構造となっている。そして、可動円柱部3aが円柱部3bに挿入された程度に基づきリーントルクを検出する仕組みとなっている。そのため、検出方法は、例えば可変抵抗器を用いてもよい。
【0025】
このリーントルクセンサ3に対して、シート54は支点58を中心に左右方向57に動き、この動きに合わせてリーントルクセンサ3は、図4に示すように、可動円柱部3aが可動することによりリーントルクを検出する。
【0026】
上記検出したリーントルクに対して、2人乗りの状況を実現するために新たに加えるトルクを発生させる手段として、ジョイスティックまたはタッチパネルセンサを用いて後部座席に着座する人の体重移動を模擬する。
【0027】
このジョイスティックやタッチパネルセンサの操作は、通常、模擬二輪車4の操縦者ではない人がディスプレイ26やモニタ50を見ながら行う。
【0028】
ここで、ジョイスティック48について説明する。図5は、ジョイスティック48の斜視図であり、該ジョイスティック48は、体重移動を模擬するために操作するための円柱部52とこの円柱部52を支える基台100とを有して構成され、図6に点線でしめすように、任意の方向に傾けて操作することができるようになっている。そして、このジョイスティック48は、操作により傾いた方向と傾きの程度を検出し、検出したデータを通信線8(図1参照)を介して制御回路22に送信する。
【0029】
なお、このジョイスティック48は、必ずしもコンピュータ12を介して制御回路22と接続する必要がなく、制御回路22と直接接続することも可能である。
【0030】
次に、画面上で操作する方法を説明する。図7は、モニタ50で表示される画面を示している。このモニタ50は、タッチパネルセンサを有し、背景画像60は、模擬二輪車4を操作する使用者が見ている背景と同じ画像であり、その下に左右方向ボタン62が設けられている。トルクは、この左右方向ボタン62を押すことにより発生され、検出したデータを通信線8を介して制御回路22に送信する。
【0031】
次に、実際の処理方法について説明する。図8は、リーントルクセンサ3で検出したトルクとジョイスティック48または画面の左右方向ボタン62で入力されたトルクからリーントルクを求めるフローチャートである。
【0032】
まず、ステップS101でリーントルクセンサによって検出されたトルクaを読み込む。このトルク値は例えば右方向にかかるトルク値であれば正の値とし、左方向にかかるトルク値であれば負の値と予め定めておく。
【0033】
次のステップS102において、ジョイスティック48または左右方向ボタン62で入力されたトルクbを読み込む。その後、ステップS103において、前記ステップS101とステップS102で求められたトルクの和である加算値cを求め、次のステップS104において、加算値cを用いて模擬二輪車4の運動計算を行い、ステップS105で計算結果を模擬二輪車4に反映させ、ステップS106において、走行中かどうかを判定し、走行が終了したならば制御を止め、走行中であればステップS101に戻り、再度処理を繰り返す。
【0034】
次に、ジョイスティック48または左右方向ボタン62の入力操作に基づくトルクの検出は、ジョイスティック48または左右方向ボタン62から入力されたトルク値を、コンピュータ12から通信線8を介して、トルク通知メッセージにより通知されることにより検出される。
【0035】
この処理を図9を参照しながら説明すると、まず、図9のステップS201において、コンピュータ12から送信されたトルク通知メッセージを受信する。このトルク通知メッセージは、図10に示すように、コンピュータ12が検出したジョイスティック48または左右方向ボタン62で入力された方向とトルク値のトルクデータ68を有する。
【0036】
次に、ステップS202において、図8のステップS102に示すトルクb(変数b)に右方向と左方向で符号をつけて代入する。そして、次のステップS203において、走行中かどうかを判定し、走行が終了したならば制御を止め、走行中であればステップS201に戻り、再度処理を繰り返す。
【0037】
以上説明したように、本実施の形態に係るライディングシミュレーション装置においては、運転者の体重移動により発生するリーントルクに、ジョイスティックまたは画面上の左右方向ボタンで入力されたトルクを加えることにより、実際に2人乗りしなくても2人乗りの状況を実現することが可能となる。
【0038】
このことにより、模擬二輪車の強度の確保や、後部座席の作成などが不要となりライディングシミュレーション装置の製作コストを下げることが可能となり、さらにジョイスティックや左右方向ボタンの入力を加減して、加えるトルクを変化させることにより、種々の異なる体重の人間と2人乗りする状況をも実現することが可能となる。
【0039】
なお、本発明に係るライディングシミュレーション装置は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【0040】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るライディングシミュレーション装置によれば、実際に2人乗りをしなくても、ジョイスティックまたは左右方向ボタンから入力されたトルク値を用いることにより、2人乗りの状況を実現することが可能となる。また、2人が乗るスペースの確保が不要となる他に、乗車部分の強度確保も不要となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係るライディングシミュレーション装置の側面図である。
【図2】図1に示すライディングシミュレーション装置の回路構成ブロック図である。
【図3】模擬二輪車のシートの構造を、模擬二輪車の前方から見た図である。
【図4】シートが運転者により傾けられた様子を示す図である。
【図5】ジョイスティックの斜視図である。
【図6】ジョイスティックの円柱部を傾けた様子を示す図である。
【図7】制御卓上のモニタに表示される画面を示す図である。
【図8】リーントルクを求めるフローチャートである。
【図9】ジョイスティックまたは左右方向ボタンで入力されたトルクの検出方法を示すフローチャートである。
【図10】トルク通知メッセージ内のトルクデータを示す図である。
【符号の説明】
2…ライディングシミュレーション装置 3…リーントルクセンサ
3a…可動円柱部 3b…円柱部
4…模擬二輪車 6…ディスプレイボックス
8…通信線 10…制御卓
12…コンピュータ 22…制御回路
24…ディスプレイ 48…ジョイスティック
50…モニタ 52…円柱部
54…シート 56…弾発部材
58…支点 57…左右方向
60…背景画像 62…左右方向ボタン
68…トルクデータ 100…基台
Claims (4)
- 使用者による模擬二輪車上での体重移動の操縦操作に基づいてロール動を与え、旋回操縦感覚を疑似体験させる二輪車のライディングシミュレーション装置において、
前記使用者の体重移動に応じたリーントルクを検出するリーントルクセンサと、
2人乗りの状況を実現する負荷トルクを入力する入力手段と、
前記リーントルクセンサにより検出された前記使用者の体重移動で生じたリーントルクに、前記2人乗りの状況を実現する負荷トルクを加える加算手段と、
を備え、
加算結果に応じて前記模擬二輪車に前記ロール動を付与する
ことを特徴とするライディングシミュレーション装置。 - 請求項1記載のライディングシミュレーション装置において、
前記入力手段を、操作画面上にタッチパネルセンサによる操作ボタンとして備えることを特徴とするライディングシミュレーション装置。 - 請求項1記載のライディングシミュレーション装置において、
前記入力手段を、ジョイスティックとしたことを特徴とするライディングシミュレーション装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のライディングシミュレーション装置において、
前記負荷トルクは可変であることを特徴とするライディングシミュレーション装置。
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JP2001125098A JP3829067B2 (ja) | 2001-04-23 | 2001-04-23 | ライディングシミュレーション装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11447149B2 (en) | 2021-02-01 | 2022-09-20 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Systems and methods for detecting and alerting load separation from a moving vehicle |
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2001
- 2001-04-23 JP JP2001125098A patent/JP3829067B2/ja not_active Expired - Fee Related
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