JP4461060B2 - 車両シミュレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、交通安全教育、ゲーム及び体力トレーニング等の用途に用いられる車両シミュレーション装置に関する。

飛行機、自動車、自動二輪車、自転車等の運転を模擬体験するために、それぞれの乗り物に対応したシミュレーション装置が提案され、その一部が実用化されている。このうち、自転車シミュレーション装置では、運転者が模擬自転車のサドルに跨ったままペダルを漕ぐことにより模擬運転を行い、該ペダルの回転を所定の速度センサで検出することにより模擬速度等を求めてシミュレーション処理がなされる。

車両シミュレーション装置では、模擬走行速度に応じて変化する走行風景を前方に表示すると臨場感が一層向上して好適である。ところで表示装置は前方に限らず後方にも設けておくと、一層現実的な走行状況が実現されて好適である。このような観点から、大型のスクリーンを運転者の後方に配置し、プロジェクタで後方背景を投影するドライビングシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３９２３号公報

ところで、前記の特許文献１に記載されたドライビングシステムでは、後方スクリーンは大型且つ大重量であり、しかもプロジェクタにより画像を投影することから、広いスペースが必要であり、狭い場所には設置が困難であるとともに、頻繁に搬送する用途には不向きである。

また、プロジェクタと後方スクリーンとの間に模擬車両や運転者が存在すると投影光を遮蔽してしまうことから、プロジェクタの配置をどのようにするかについて綿密な検討が必要である。後方スクリーンに対して対向する適切な位置にプロジェクタを配置できない場合には、投影する像が歪んでしまう。

さらに、投影された後方背景を見るか否かは運転者の意思次第であり、安全教育・訓練として確実に後方確認をさせるという用途には適当でない。

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、運転者の後方において小型且つ簡便な構成で情報を表示することができる車両シミュレーション装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る車両シミュレーション装置は、運転者が操作する模擬車両（１２）と、前記模擬車両（１２）の操作に基づく情景を表示する前方表示部（１４）と、前記模擬車両（１２）に接続され、運転者の搭乗位置よりも後方に設けられた後方表示部（１９、２００）と、前記前方表示部（１４）及び前記後方表示部（１９、２００）を制御する主制御部（１８）と、を備える車両シミュレーション装置（１０）であって、前記主制御部（１８）は、前記運転者が運転を開始する前に、前記後方表示部（１９、２００）に複数色のランプのいずれかのランプを点灯させる後方確認処理部（１９１）を備え、前記主制御部（１８）は、前記後方確認処理部（１９１）によって点灯されたランプの点灯状況の確認、及び点灯した前記ランプの色に応じた同色のスイッチ（１３８、１４０、１４２）の操作を求める旨を前記運転者に報知することで、前記運転者に後方確認させることを特徴とする。

請求項２に係る車両シミュレーション装置は、請求項１記載の車両シミュレーション装置（１０）であって、前記後方確認処理部（１９１）は、点灯した前記ランプの色に応じた同色の前記スイッチ（１３８、１４０、１４２）が所定時間内に操作されたか否かを判断し、前記主制御部（１８）は、前記後方確認処理部（１９１）により前記所定時間内に操作されなかったと判断された場合は、所定の注意を前記運転者に報知して、前記運転者に再度後方確認を行わせることを特徴とする。

請求項３に係る車両シミュレーション装置は、請求項１又は２に記載の車両シミュレーション装置（１０）であって、前記後方確認処理部（１９１）は、点灯した前記ランプの色に応じた同色の前記スイッチ（１３８、１４０、１４２）が操作されたか否かを判断し、該ランプの色に応じた同色の前記スイッチ（１３８、１４０、１４２）が操作されたと判断された場合は、前記ランプを消灯させ、前記主制御部（１８）は、前記後方確認処理部（１９１）により点灯した前記ランプの色に応じた同色の前記スイッチ（１３８、１４０、１４２）が操作されたと判断された場合は、運転を再開する旨を前記運転者に報知することを特徴とする。

請求項４に係る車両シミュレーション装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両シミュレーション装置（１０）であって、前記複数色のランプは、各色に個別の意味があるものとして設定され、少なくとも赤色のランプは、走行を禁止する意味として設定されており、前記主制御部（１８）は、前記赤色のランプが点灯しているときに、模擬走行が開始された場合には、所定の注意を前記運転者に報知することを特徴とする。

請求項５に係る車両シミュレーション装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両シミュレーション装置（１０）であって、前記模擬車両（１２）は、前記運転者が搭乗するサドル（２４）と、後部に後輪（３２）を有する模擬自転車であり、前記後方表示部（１９、２００）は、前記後輪（３２）の後方で、且つ、前記サドル（２４）に搭乗した前記運転者の後方の位置であって、前記運転者が振り向いたときに視認される位置に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る車両シミュレーション装置によれば、後方表示部を模擬車両に接続された一体的な構成とすることにより、装置が小型且つ簡便に構成され、狭い箇所にも設置可能である。また、後方表示部は模擬車両と一体的であることから可搬性に優れ、頻繁に搬送するような用途に対しても好適に用いられる。

以下、本発明に係る車両シミュレーション装置の実施形態である自転車シミュレーション装置１０について、添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る自転車シミュレーション装置１０は模擬自転車（模擬車両）１２と、該模擬自転車１２の運転に応じた情景を画面１４ａに表示するモニタ（前方表示部）１４と、模擬音や運転者に対する音声指示を与えるスピーカ１５と、運転者が乗降する位置に設けられたマットスイッチ１６と、自転車シミュレーション装置１０の全体的な制御を行う主制御部１８と、模擬自転車１２に接続され、運転者の搭乗位置よりも後方に設けられたランプユニット（後方表示部）とを有する。主制御部１８は模擬自転車１２の前方に配置され、モニタ１４及びスピーカ１５は主制御部１８の上部で模擬自転車１２の運転者から視認性の良い位置に配置されている。主制御部１８、モニタ１４及びスピーカ１５は４本の支柱２１によって昇降可能に支持されており、運転者の体型に合わせて高さの調整が可能である。また、主制御部１８は、画面１４ａにシミュレーションに対応した画像を表示する機能を有しており、画像処理処理コンピュータとしての機能も有する。

次に、模擬自転車１２について説明する。以下、模擬自転車１２において左右に１つずつ設けられた機構については、左のものの番号符号に「Ｌ」を付し、右のものの番号符号に「Ｒ」を付すことにより区別して説明する。

模擬自転車１２は、フレーム２０と、該フレーム２０にシートピラーを介して接続されたサドル２４と、フレーム２０のヘッドチューブ２０ａを支軸として回動可能なハンドル２８と、ヘッドチューブ２０ａを固定支持するスタンドとしての２本のフロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌと、フレーム２０のシートステー２０ｂ及びチェーンステー２０ｃにより回転自在に支持された後輪３２とを有する。フロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌの先端には横方向に延在するパイプ３１が設けられており、該パイプ３１が床に接地している。ハンドル２８のステム２８ａは、ヘッドチューブ２０ａの近傍に折り畳み機構２８ｂを有し、折り畳み又は分解可能である。

フロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌは、外観上は自転車（又は自動二輪車）のフロントフォークと形状が類似しているが、実際のフロントフォークのようにハンドル２８に連動して回動されることはなく、また前輪も設けられてない。後輪３２にはやや小径サイズのタイヤ３２ａが設けられており、該タイヤ３２ａが床に接地していることにより後部スタンドを兼ねている。このように、模擬自転車１２はフロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌと後輪３２によって支持されて起立している。フロントフォーク３０Ｒ及び３０Ｌとパイプ３１との間には、コントローラ４６がブラケット３３を介して固定されている。

また、模擬自転車１２は、回転駆動機構部４０と、速度検出機構部４２と、制動機構部４４と、コントローラ４６と、ハンドル２８の舵角を検出する舵角センサ５０（図４参照）と、運転者の声を入力するためのマイクロホン５２と、運転者により入力がなされる入力装置５３と、サドル２４の後部に設けられた後退スイッチ５４と、ハンドル２８の右端近傍部から延在するバックミラー５５とを有する。後退スイッチ５４は、運転者が降車して所定の模擬後退動作を行う際に操作するスイッチである。

回転駆動機構部４０は、クランクチューブ２０ｅ内に設けられたクランク軸６０の左右に連結された一対のクランク６２Ｌ及び６２Ｒと、該クランク６２Ｌ及び６２Ｒの先端に設けられたペダル６４Ｌ及び６４Ｒと、クランク６２Ｒに設けられたフロントスプロケット６６と、該フロントスプロケット６６からチェーン６８を介して回転駆動されるリアスプロケット７０と、該リアスプロケット７０からワンウェイクラッチ（フリーハブとも呼ばれる。）７２を介して回転駆動される鉄製のフライホイール（回転体）７４とを有する。フライホイール７４は、シートチューブ２０ｆと後輪３２との間に設けられ、ワンウェイクラッチ７２により軸支されている。

ワンウェイクラッチ７２は、内部のラチェット機構により、リアスプロケット７０の正方向の回転駆動力のみをフライホイール７４に伝達する。従って、クランク軸６０が逆方向に回転する場合、又はフライホイール７４が正方向に回転している最中にクランク軸６０の回転が停止した場合には、フライホイール７４はクランク軸６０と無関係にその時点の回転状態（正方向への回転又は停止）が維持される。

図２及び図３に示すように、速度検出機構部４２はホイール回転検出部７６と、クランク回転検出部７８とを有する。ホイール回転検出部７６は、右側におけるシートステー２０ｂとチェーンステー２０ｃとの間にわたって設けられた取付ブラケット８０と、該取付ブラケット８０に設けられた第１速度ピックアップ８２とを有する。第１速度ピックアップ８２は、フライホイール７４の３本のスポーク７４ａに近接して対向する位置に配置されており、フライホイール７４が回転する際、第１速度ピックアップ８２はスポーク７４ａの存否を示す信号をコントローラ４６に供給する。

クランク回転検出部７８は、クランクチューブ２０ｅに固定された取付ブラケット８４と、該取付ブラケット８４に設けられた第２速度ピックアップ８６と、フロントスプロケット６６の内側に固定された被検出ロータ８８とを有する。被検出ロータ８８は略９０°の円弧形状の板であって、第２速度ピックアップ８６に近接して対向する位置に配置されている。ペダル６４Ｌ、６４Ｒを漕ぐことによってクランク軸６０及びフロントスプロケット６６が回転する際、第２速度ピックアップ８６は被検出ロータ８８の存否を示す信号をコントローラ４６に供給する。第２速度ピックアップ８６と第１速度ピックアップ８２は互換性がある。

図４に示すように、制動機構部４４は、ハンドル２８に設けられた２つのブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒと、各ブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒに接続されたブレーキワイヤ１０２及び１０４と、弾性的に回転可能なプーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒと、回転センサ１０８Ｌ及び１０８Ｒと、フライホイール７４を制動するドラムブレーキ１１０（図３参照）とを有する。

ブレーキワイヤ１０４は、途中の分岐機構１１１で二股に分岐し、一方のブレーキワイヤ１０４ａはフロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌの方向に延在しており、他方のブレーキワイヤ１０４ｂは、ドラムブレーキ１１０に接続されている。ブレーキワイヤ１０４の分岐部では、アウタワイヤ１１２の一部が剥がれてその端部がリング１１４により支持されるとともに露呈したインナワイヤ１１６が圧着、かしめ又は溶接等により２本のインナワイヤが接続されており、一方がブレーキワイヤ１０４ａ、他方のブレーキワイヤ１０４ｂとなっている。したがって、ブレーキレバー１００Ｒを操作することにより、２本のブレーキワイヤ１０４ａ及び１０４ｂが同時に引かれることになる。

ブレーキワイヤ１０４ａとブレーキワイヤ１０２は途中でクロスし、下端部がプーリ１０６Ｒ、１０６Ｌに接続されている。ブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒが引かれていないとき、プーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒは凸部１１８Ｌ及び１１８Ｒが上方を向くようにスプリング（図示せず）により弾性付勢されている。このとき、ブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒは、プーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒにより弾性付勢されて、ハンドル２８から離間している。

ブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒをハンドル２８の方向へ引くことによりプーリ１０６Ｌ、１０６Ｒは弾性的に回転し、凸部１１８Ｌ及び１１８Ｒは下方を向く。プーリ１０６Ｌ、１０６Ｒは、凸部１１８Ｌ、１１８Ｒがストッパ１２０Ｌ、１２０Ｒに当接するまで回転可能である。

プーリ１０６Ｌ、１０６Ｒの回転角度は回転センサ１０８Ｌ及び１０８Ｒにより検出可能であり、検出された角度信号はそれぞれコントローラ４６へ供給される。コントローラ４６では、検知されたプーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒの回転角度信号、換言すればブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒの操作の量に応じた信号を主制御部１８に供給する。

図３に示すように、ドラムブレーキ１１０はフライホイール７４と同心状に配置されており、アーム１１０ａがブレーキワイヤ１０４ｂの端部と接続されている。ドラムブレーキ１１０は、内部のドラム体がフライホイール７４と連結されて一体的に回転する。また、ブレーキレバー１００Ｌを操作してブレーキワイヤ１０４ｂが引かれたときにはアーム１１０ａが傾動して、内部のブレーキシューが外径方向に拡開してドラム体と接触して摩擦力を発生し、フライホイール７４を制動する。

図１及び図５に示すように、ランプユニット１９は、左右のシートステー２０ｂ及びチェーンステー２０ｃに固定された２本のステー１３０により支持され、後輪３２の斜め後方で、且つサドル２４に搭乗した運転者の後方の位置であって、運転者が確実に振り向いたときに視認され、又はバックミラー５５により視認可能な位置に配置されている。２本のステー１３０の間には補強板１３０ａが設けられている。ステー１３０の下端部は、後輪３２のハブとともに固定されている。

ランプユニット１９の前面には右から順に丸い３つのランプ１３２、１３４及び１３６が横方向に並んで配列されており、順に赤、黄、青に発光する。ランプ１３２、１３４及び１３６は、主制御部１８からコントローラ４６を介して個別に点灯制御される。ランプ１３２、１３４及び１３６は運転者が視認できればよいことから不必要に大型である必要はなく、全体としてのランプユニット１９についても小型、軽量に構成することができる。なお、図５及び図６においては、赤をクロスハッチイング、黄をシングルハッチング、青をハッチング無しで示す。

図４及び図６に示すように、舵角センサ５０はヘッドチューブ２０ａの下端部に設けられており、ハンドル２８を支持するステム２８ａの回動角度を検出する。マイクロホン５２はハンドル２８上に設けられており、運転者の顔に近いことから運転者の声が明瞭に入力される。入力装置５３はハンドル２８上で、入力操作が容易な位置に設けられており、上面には丸い３つのスイッチ１３８、１４０及び１４２が横方向に並んで配列されており、右から順に赤、黄、青の色となっている。つまり、入力装置５３はランプユニット１９と略相似な形状であるとともに、スイッチ１３８、１４０及び１４２の色配置はランプ１３２、１３４及び１３６と同じである。また、入力装置５３の上面には「後方確認」という文字列がプリントされている。スイッチ１３８、１４０、１４２は指で押せる程度の大きさで足り、全体としての入力装置５３についても小型、軽量且つ廉価に構成することができる。

舵角センサ５０、マイクロホン５２、後退スイッチ５４及びスイッチ１３８、１４０、１４２はコントローラ４６に接続されており、舵角の角度信号、音声信号及びスイッチ操作信号を供給する。

図１に戻り、マットスイッチ１６は、独立した左スイッチ１５０Ｌと右スイッチ１５０Ｒとからなり、運転者が降車したときにフレーム２０のヘッドチューブ２０ａを跨いで両足で踏むことができる位置に配置されている。つまり、左足は左スイッチ１５０Ｌを踏み、右足は右スイッチ１５０Ｒを踏む。左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒは踏まれることによってオンとなり、該オンの信号をコントローラ４６へ供給する。

左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒは、それぞれ薄いマット状であり、裏面ゴムと裏面ゴムに対向するように貼られた格子状の縦電極線及び横電極線と、裏面ゴムと裏面ゴムとの間に挿入された柔らかい絶縁材とを有する。縦電極線及び横電極線は２本の出力端子（図示せず）の一方に接続されている。表面ゴムは運転者が足で踏むことに絶縁材を圧縮させながら弾性変形し、縦電極線と横電極線がその交差部で接触する。これにより、２本の出力端子は導通し、オンとなる。また、足を放せば縦電極線と横電極線は離間して、オフとなる。なお、マットスイッチ１６は左右独立型ではなく、２つのスイッチが一体型となったマットスイッチを用い、例えば模擬自転車１２の左側に配置してもよい。このようなマットスイッチの配置により、運転者が左側に降車した後に、その場で足踏みをすることにより後述する歩行モードにおける押し歩きによる歩行動作が一層現実的に実現される。

図７に示すように、コントローラ４６は、入力インタフェース部１７０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７２と、第１通信部１７４とを有する。第１通信部１７４は主制御部１８の第２通信部１９２と接続されており、主制御部１８との間でリアルタイムの通信を行う。入力インタフェース部１７０は、舵角センサ５０、マイクロホン５２、第１速度ピックアップ８２、第２速度ピックアップ８６、回転センサ１０８Ｌ、１０８Ｒ、後退スイッチ５４、左スイッチ１５０Ｌ、右スイッチ１５０Ｒと接続されており、アナログ信号及びデジタル信号の入力を行う。

ＣＰＵ１７２は、上記の電気的構成要素の信号を処理又は変換して第１通信部１７４を介して主制御部１８へ伝達する。例えば、ＣＰＵ１７２では、第１速度ピックアップ８２と第２速度ピックアップ８６から供給された信号の周波数からフライホイール７４の回転速度Ｎ１及びクランク軸６０の回転速度Ｎ２を求めるとともに、回転速度Ｎ１に所定の定数を乗算することにより模擬走行速度Ｖを求めて、主制御部１８に供給する。

主制御部１８は、模擬運転の状況を設定する状況設定部１８０と、走行状況に応じた演算処理を行う演算処理部１８２と、モニタ１４の表示制御を行う表示制御部１８４と、スピーカ１５の音響出力を行う音響ドライバ１８６と、運転者に対して所定の警告を行う警告部１８８と、マイクロホン５２から入力された音声を認識する音声認識部１９０と、後方確認処理部１９１と、前記第１通信部１７４との通信制御を行う第２通信部１９２と、データの読み書きが可能な記憶部１９４と、を有する。後方確認処理部１９１は、乱数発生部１９１ａと、ランプユニット１９の点灯制御を行う後方表示制御部１９１ｂと、入力装置５３により入力された信号とランプユニット１９に示された情報とを比較判断する入力判断部１９１ｃとを有する。

実際上、主制御部１８は制御主体のＣＰＵ（Central Processing Unit）、と記憶部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤ（Hard Disk）等を有しており、図７に示す主制御部１８の各機能部は、ＣＰＵがＨＤに記録されたプログラムを読み込み、該プログラムをＲＯＭ、ＲＡＭ及び所定のハードウェアと協動しながら実行することにより実現される。

次に、このように構成される自転車シミュレーション装置１０を用いて自転車走行のシミュレーションを行う方法について説明する。

図８のステップＳ１において、マットスイッチ１６がオンとなったか否かを確認する。つまり、マットスイッチ１６の左スイッチ１５０Ｌ又は右スイッチ１５０Ｒの少なくとも一方がオンとなったときにはステップＳ２へ移り、双方ともオフであるときにはステップＳ１で待機する。つまり、運転者がマットスイッチ１６上に立つと、自動的にステップＳ２へ移ることとなり、それまでの間はステップＳ１で待機して所定の省電力モード（例えば、モニタ１４をオフにする）にしておくことができる。

ステップＳ２において、模擬運転を開始し画面１４ａ上に所定の開始画面を表示する。この開始画面では、停止した自転車の画像と該自転車の横に起立した運転者である人物の画像を表示する。また、この画面１４ａに、「模擬運転を開始します。サドルに座ってペダルを漕いでください。」という文字を画面１４ａに表示させ、又は同様の言葉の音声をスピーカ１５から発する。

このように、マットスイッチ１６を踏むことにより模擬運転を自動的に開始することができ、複雑な操作が不要であって違和感なく模擬運転を開始することができる。また、運転者は、画面１４ａ又はスピーカ１５から発せられる指示に従って操作を行えばよく、マニュアル等が不要で容易な操作が可能であり、児童でも模擬運転を行うことができる。

ステップＳ３において、マットスイッチ１６がオフとなったか否かを確認する。つまり、左スイッチ１５０Ｌ又は右スイッチ１５０Ｒの双方がオフとなったときにはステップＳ４へ移り、少なくとも一方がオンであるときにはステップＳ３で待機する。

つまり、運転者がサドル２４に跨って、マットスイッチ１６から足を離すと、自動的にステップＳ４へ移って、模擬運転における実際の走行を開始することができる。このとき、前記の開始画面を終了するとともに、自転車の画像と該自転車に乗った人物の画像を表示する。

ステップＳ４において、所定の走行条件が成立しているか否かを確認する。走行条件が成立しているときにはステップＳ５の走行モードへ移り、走行条件が不成立であるときにはステップＳ６へ移る。走行モードは、運転者がサドル２４に座りながらペダル６４Ｌ及び６４Ｒを漕ぐとともにハンドル２８を操作して、模擬走行を行うためのモードである。この場合、第１速度ピックアップ８２及び舵角センサ５０に基づいて得られた模擬走行速度Ｖ及び舵角に基づいて変化する情景が画面１４ａ上に表示される（図１参照）。走行モードにおいては、模擬走行速度Ｖが規定速度以上である場合、又は仮想自転車が仮想道路からはみ出た場合等に所定の警告を発するとよい。

ステップＳ６において、模擬運転の状況が停止、一時停止又は信号が赤の状況であるか否かを確認する。停止、一時停止又は信号が赤である場合にはステップＳ７の足つきモードへ移り、それ以外の場合にはステップＳ８へ移る。足着きモードでは、運転者はブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒを操作して模擬走行速度Ｖを０とした後に降車し、マットスイッチ１６を踏む。これにより、画面１４ａ上には運転者及び自転車が赤信号で停止している情景が表示される。足着きモードは、模擬運転の状況上、信号が赤から青に変わったとき、又は、左右の安全確認が確実になされたときに解除される。このように、足着きモードが解除された後、運転者がサドルに跨る前には後方確認処理が実行される。この後方確認処理については後述する。

ステップＳ８において、模擬運転の状況が、横断歩道等の歩行者優先路又は歩道等の歩行者専用路を通過する場合であるか否かを確認する。歩行者優先路又は歩行者専用路を通過する場合には、ステップＳ９の歩行モードへ移り、それ以外の場合にはステップＳ１０へ移る。歩行モードは、歩行者専用路等で自転車を押し歩くためのモードであり、例えば、他の歩行者等の迷惑とならないような押し歩きを習得するためのモードである。この場合、運転者は降車するとともに、マットスイッチ１６上で足踏みをすることにより歩行状態が再現され、モニタ１４の画面１４ａ上に対応する情景が表示される。

ステップＳ１０において、模擬運転の状況が自転車を後退させる状況であるか否かを確認する。後退させる場合にはステップＳ１１の後退モードへ移り、それ以外の場合にはステップＳ１２へ移る。後退モードは、降車した運転者が自転車を押しながら後退するモードである。この場合、運転者は降車するとともに、後退スイッチ５４をオン操作しながらマットスイッチ１６上で足踏みをすることにより後退状態が再現され、モニタ１４の画面１４ａ上に対応する情景が表示される。

ステップＳ１２において、所定の終了条件が成立しているか否かを確認する。終了条件が成立している場合には模擬運転を終了し、条件が不成立である場合にはステップＳ４へ戻り模擬運転を続行する。また、ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ９及びＳ１１の処理の終了後においてもステップＳ４へ戻る。

模擬運転を終了する場合には、前記ステップＳ１と同様に、マットスイッチ１６がオンとなったか否かを確認する。この場合、マットスイッチ１６がオンとなったことにより、運転者が模擬自転車１２から降車したことを検出することができ、これに基づいて模擬運転を終了し、所定の省電力モード等のスタンバイ状態に戻る。なお、前記ステップＳ２において、マットスイッチ１６がオフとなった後の所定の期間に、模擬自転車１２の操作が全くなされない場合には、運転者がマットスイッチ１６を一旦踏んだが模擬自転車１２に乗ることなく立ち去ったと考えられることから、この場合においてもスタンバイ状態に戻るとよい。

次に、後方確認処理について図９を参照しながら説明する。後方確認処理は、例えば、走行モードを開始する前や、足着きモードが解除された後、運転者がサドルに跨る前に実行される。後方確認モードを実行するタイミングは状況設定部１８０で判断され、主に後方確認処理部１９１によって実行される。

先ず、ステップＳ１０１において、乱数発生部１９１ａにより１、２又は３のうちいずれか１つの乱数Ｒを発生させる。得られた乱数Ｒは後方表示制御部１９１ｂ及び入力判断部１９１ｃに供給する。

ステップＳ１０２において、後方表示制御部１９１ｂにより、乱数Ｒに基づいてランプユニット１９の点灯制御を行う。すなわち、乱数Ｒが１であるときには赤のランプ１３２、２であるときには黄のランプ１３４、３であるときには青のランプ１３６を点灯させる。これにより、ランプ１３２、１３４及び１３６のいずれか１つが点灯し、乱数Ｒに基づいた情報が示されることになる。

ステップＳ１０３において、後方確認案内を行う。つまり、「乗車前には後方確認を行い、対応するスイッチを押してください。」という文字を画面１４ａに表示させ、又は同様の言葉の音声をスピーカ１５から発し、入力装置５３のスイッチ操作を促す。これにより運転者には、バックミラー５５に映し出される像を確認し、又は後方を振り返りランプユニット１９の点灯状況を確認することが求められるとともに、ランプ１３２、１３４、１３６のいずれか１つ点灯しているランプの色に応じて、入力装置５３上のスイッチ１３８、１４０、１４２のうち同色のスイッチを操作することが求められる。このステップＳ１０３の処理は、上級者が行う場合には省略し、自発的に後方確認を行わせるようにしてもよい。

ステップＳ１０４において、入力装置５３からのスイッチ信号の入力を行い、得られた信号は入力値Ｓとする。入力値Ｓは、初期状態で０であって、赤のスイッチ１３８がオンであるときにはＳ←Ｓ＋１、黄のスイッチ１４０がオンであるときにはＳ←Ｓ＋２、青のスイッチ１４２がオンであるときにはＳ←Ｓ＋４とする。スイッチ１３８、１４０、１４２がそれぞれ個別にオン操作されたとき、入力値Ｓは１、２、４となり、複数のスイッチが同時に押されたときには３又は５〜７となる。

ステップＳ１０５において、スイッチ信号の入力がなされたか否かを確認し、入力が確認された場合にはステップＳ１０６へ移り、入力がなされない場合で且つ所定時間が経過しているときにはステップＳ１０７へ移る。所定時間経過前であれば、入力がなされるまで待機する。

ステップＳ１０６において、入力判断部１９１ｃにより、入力値Ｓと乱数Ｒとを比較判断し、Ｓ＝Ｒであるときには正しいスイッチ操作がなされたと判断してステップＳ１０８へ移り、それ以外の場合には誤操作がなされたと判断してステップＳ１０７へ移る。

ステップＳ１０７においては、所定の注意を出力する。すなわち、「スイッチを操作してください。」又は「操作が間違っています。後方確認からやり直してください。」という文字を画面１４ａに表示させ、又は同様の言葉の音声をスピーカ１５から発し、ステップＳ１０１へ戻り、再度後方確認を行わせる。

一方、ステップＳ１０８においては、進行案内出力を行う。つまり、「後方の安全確認が正しく行われました。運転を開始してください。」という文字を画面１４ａに表示させ、又は同様の言葉の音声をスピーカ１５から発する。

ステップＳ１０９において、後方表示制御部１９１ｂの作用下にランプ１３２、１３４及び１３６の全てを消灯させる。この後、図９に示す処理が終了し、メインルーチン（図８参照）の処理に戻る。

上述したように、本実施の形態に係る自転車シミュレーション装置１０によれば、ランプユニット１９を模擬自転車１２に接続された一体的な構成とすることにより、自転車シミュレーション装置１０が小型且つ簡便に構成され、狭い箇所にも設置可能である。また、ランプユニット１９は模擬自転車１２と一体的であることから可搬性に優れ、頻繁に搬送するような用途に対しても好適に用いられる。

ランプユニット１９は３色に点灯制御されるものであって、ランプ１３２、１３４、１３６を主たる構成要素とする小型、軽量且つ廉価な構成である。ランプ１３２、１３４、１３６は乱数Ｒに基づいて選択的に発光するため、運転者が発光パターンを覚えてしまうことがなく、後方確認を確実に行わせることができる。

さらに、自転車シミュレーション装置１０は、入力装置５３や、入力結果の入力値Ｓと乱数Ｒとを比較判断する入力判断部１９１ｃを有することにより、ランプユニット１９に示された情報を運転者に入力させることができ、安全教育・訓練等の用途に好適に用いられる。

入力装置５３はランプユニット１９と略相似な形状であり、スイッチ１３８、１４０及び１４２とランプ１３２、１３４及び１３６の色配置及び形状（丸形）は同じであることから、マニュアル等に頼らない感覚的な操作が可能であり、児童等も簡便に操作することができる。

また、教育上の安全確認用として、ランプユニット１９に設けられる異なる色のランプは少なすぎると適切な訓練とならず、一方数が多すぎると実際の安全確認動作と乖離した過度な確認が必要になる。したがって、ランプユニット１９に設けられるランプの数は２〜１０、より好ましくは３〜５であるとよい。

なお、ランプ１３２、１３４及び１３６の各色に個別の意味があるものと設定し、例えば、赤のランプ１３２は走行禁止、黄のランプ１３４は走行注意、青のランプ１３６は走行許可とし、赤のランプ１３２が点灯しているときに走行が開始されたとき（模擬走行速度Ｖ≠０となったとき）には所定の注意を出力するようにしてもよい。この場合、入力装置５３を省略してもよい。

ランプ１３２、１３４及び１３６は丸形に限らず、四輪車両、自転車、歩行者等を模したマークの形状に点灯させてもよい。この場合、各マークが示す意味に基づいて入力装置５３を操作させるとよい。さらに、ランプユニット１９に設けられるランプは単色発光型に限らず、１つのランプで３色程度に切換発光するものを用いてもよい。さらにまた、表示手段としてはランプのような発光式に限らず、カラー表示板の切換遮蔽式でもよい。

入力判断部１９１ｃに対して後方確認の結果を入力する手段は、入力装置５３に限らず、例えばマイクロホン（入力装置）５２を用いて音声入力してもよい。入力判断部１９１ｃで行われた比較判断を出力する手段としては、画面１４ａやスピーカ１５に限らず、専用の警告ブザー等を用いてもよい。ステー１３０は梁構造に限らず、螺旋金属板からなる変形可能なチューブ構造等でもよい。

上述の説明では、後方を確認するための後方表示部としてランプユニット１９を例にして説明したが、図１０に示すような小型軽量のモニタ２００を用いてもよい。モニタ２００は、例えば液晶表示式であり、ランプユニット１９と同様にステー１３０により支持される。モニタ２００には主制御部１８の作用下に、模擬運転の状況に応じた実際的な種々の画像（動画を含む）が表示され、現実感が向上する。

この場合、車両の像２０２を表示することにより、後方から車両が近づきつつあり、又は遠ざかりつつあることを運転者確認させ、入力装置５３により所定の入力操作を促して正しい確認がなされたか否かを比較判断するとよい。また、ランプユニット１９を模した像２０４を表示させることにより、図９の後方確認処理と同様の処理を行うことができる。モニタ２００に表示する画像は、模擬走行速度Ｖに基づいて変化させるとより現実的なシミュレーションが実現される。

モニタ２００は画像表示に際してプロジェクタのような別置き機構が不要であって簡便に設置することができ、しかも像が歪むことがない。また、プロジェクタがないことから運転者や模擬自転車１２が画像投影を遮蔽することがない。

本発明に係る車両シミュレーション装置は、上述の実施の形態に限らず、本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り、例えば自動二輪車や、四輪車両のシミュレーション装置に適用することもできる。

本実施の形態に係る自転車シミュレーション装置の斜視図である。 模擬自転車における回転駆動機構部及びその周辺の斜視図である。 模擬自転車におけるフライホイール及びその周辺を斜め上方からみた斜視図である。 模擬自転車の正面図である。 運転者の後方に設けられたランプユニットの斜視図である。 ハンドルの斜視図である。 自転車シミュレーション装置の電気的構成部分のブロック図である。 自転車シミュレーション装置を用いて、自転車の模擬運転を行う方法のメインルーチンのフローチャートである。 後方確認処理の手順を示すフローチャートである。 運転者の後方に設けられたモニタの斜視図である。

符号の説明

１０…自転車シミュレーション装置 １２…模擬自転車
１４…モニタ（前方表示部） １５…スピーカ
１８…主制御部 １９…ランプユニット（後方表示部）
２０…フレーム ２４…サドル
２８…ハンドル ５２…マイクロホン（入力装置）
５３…入力装置 １３０…ステー
１３２〜１３６…ランプ １３８〜１４２…スイッチ
１９１…後方確認処理部 １９１ａ…乱数発生部
１９１ｂ…後方表示制御部 １９１ｃ…入力判断部
２００…モニタ（後方表示部）

Claims (5)

1. 運転者が操作する模擬車両（１２）と、前記模擬車両（１２）の操作に基づく情景を表示する前方表示部（１４）と、前記模擬車両（１２）に接続され、運転者の搭乗位置よりも後方に設けられた後方表示部（１９、２００）と、前記前方表示部（１４）及び前記後方表示部（１９、２００）を制御する主制御部（１８）と、を備える車両シミュレーション装置（１０）であって、
   前記主制御部（１８）は、前記運転者が運転を開始する前に、前記後方表示部（１９、２００）に複数色のランプのいずれかのランプを点灯させる後方確認処理部（１９１）を備え、
   前記主制御部（１８）は、前記後方確認処理部（１９１）によって点灯されたランプの点灯状況の確認、及び点灯した前記ランプの色に応じた同色のスイッチ（１３８、１４０、１４２）の操作を求める旨を前記運転者に報知することで、前記運転者に後方確認させることを特徴とする車両シミュレーション装置（１０）。
2. 請求項１記載の車両シミュレーション装置（１０）であって、
   前記後方確認処理部（１９１）は、点灯した前記ランプの色に応じた同色の前記スイッチ（１３８、１４０、１４２）が所定時間内に操作されたか否かを判断し、
   前記主制御部（１８）は、前記後方確認処理部（１９１）により前記所定時間内に操作されなかったと判断された場合は、所定の注意を前記運転者に報知して、前記運転者に再度後方確認を行わせることを特徴とする車両シミュレーション装置（１０）。
3. 請求項１又は２に記載の車両シミュレーション装置（１０）であって、
   前記後方確認処理部（１９１）は、点灯した前記ランプの色に応じた同色の前記スイッチ（１３８、１４０、１４２）が操作されたか否かを判断し、該ランプの色に応じた同色の前記スイッチ（１３８、１４０、１４２）が操作されたと判断された場合は、前記ランプを消灯させ、
   前記主制御部（１８）は、前記後方確認処理部（１９１）により点灯した前記ランプの色に応じた同色の前記スイッチ（１３８、１４０、１４２）が操作されたと判断された場合は、運転を再開する旨を前記運転者に報知することを特徴とする車両シミュレーション装置（１０）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両シミュレーション装置（１０）であって、
   前記複数色のランプは、各色に個別の意味があるものとして設定され、少なくとも赤色のランプは、走行を禁止する意味として設定されており、
   前記主制御部（１８）は、前記赤色のランプが点灯しているときに、模擬走行が開始された場合には、所定の注意を前記運転者に報知することを特徴とする車両シミュレーション装置（１０）。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両シミュレーション装置（１０）であって、
   前記模擬車両（１２）は、前記運転者が搭乗するサドル（２４）と、後部に後輪（３２）を有する模擬自転車であり、
   前記後方表示部（１９、２００）は、前記後輪（３２）の後方で、且つ、前記サドル（２４）に搭乗した前記運転者の後方の位置であって、前記運転者が振り向いたときに視認される位置に配置されていることを特徴とする車両シミュレーション装置（１０）。

Images