JP4482666B2

JP4482666B2 - 動揺病低減情報提示装置及び提示方法

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Publication number: JP4482666B2
Application number: JP2005184534A
Authority: JP
Inventors: 洋渡邊; 渉寺本; 浩之梅村; 克典松岡
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2025-06-24
Also published as: JP2007004525A

Description

本発明は、車酔い、船酔いなどの動揺病（motion sickness）を低減することができる
情報の提示装置及びその提示方法に関する。

いわゆる車酔い、船酔いをはじめとする動揺病の主な原因は、移動者に与えられる視覚情報と前庭情報との不一致によると考えられている。特に観察者自身が移動を制御できない受動的な状況にある場合（たとえば乗用車の同乗者など）には、観察者は進行方向に対する予測を主に視覚情報に基づいて行う。しかし、加減速のタイミングや進行方向の転換は運転者が制御するため、多くの場合予測がはずれ、観察者は酔いの症状を覚える。あるいは大型のバーチャルリアリティ装置や回転ドラムの中で、大視野に動的な視覚情報が提示されると、観察者は視覚運動性自己運動感覚（ヴェクション）を知覚する。着席し静止した状態の観察者においては、視覚的情報から移動感覚が生じているが前庭系には加速度入力が与えられておらず、上記したように視覚系と前庭系の感覚の不一致が生じてシミュレータ酔いを引き起こす。いずれの例においても、観察者は他者にその移動の制御を任せているときでさえ自身の移動について予測を行っている点が重要だと考えられる。能動的に自己の運動を制御する場合（たとえば運転者）には動揺病が発生しないことと合わせると、前庭系と視覚系の入力の統合においてより高次な過程が関与し、統合結果の妥当性を評価している可能性が考えられる。

こうした動揺病を低減するために、下記特許文献１には、搭乗者の車酔いを防止するために、検知した車両の加速度の大きさに応じて、加速度の反対方向に上体を傾ける標示を行う車両用標示装置が開示されている。

また、下記特許文献２には、シミュレータ酔いを防止するために、操作者の運転に伴って提示する流動性の模擬画像に、その模擬画像に対して相対速度を持つ制御用画像パターンを付加して提示する方法が開示されている。
特開平４−１９３６３０号公報特開平９−２６９７２３号公報

しかし、上記特許文献１では、加速度を検出した後に身体の傾斜を促す表示を行うので、急激な左右旋回には間に合わない場合もあり、必ずしも有効な方法ではなかった。また、そのような表示をしても、搭乗者が意図して身体を傾斜させなければ有効なものではなく、提示の仕方によっては、むしろ悪影響を与える場合もある。さらに、左右の変位ではなく、直線方向で加減速する場合には有効な表示を行うことができない。

上記特許文献２では、模擬画像（流動視野）の手前もしくは奥に、流動視野の動きと関連する制御用画像パターンを提示しなければならず、複雑な画像処理が必要となる。また、視野位置が既知のシミュレータ画像には適用可能であるが、視野位置が不明な実写映像に関しては適用することができず、自動車などの移動手段における動揺病の低減には適用することができない。

本発明の目的は、上記の課題を解決すべく、シミュレータ酔いに限定されず現実の移動手段の搭乗者に対しても酔いを低減可能な、動揺病低減情報の提示装置及びその提示方法を提供することにある。

本発明の目的は、以下の手段によって達成される。

即ち、本発明に係る第１の動揺病低減情報提示装置は、移動体の移動方向前方の映像を生成する映像生成部と、前記移動体の運行に関する運行情報及び所定の図形情報を記録した記録部と、時刻情報を生成する計時部と、前記運行情報に基づき前記移動体の加速度及び左右方向への変位を取得し、前記計時部から取得した第１時刻、前記加速度及び前記左右方向への変位に応じて、前記図形情報から図形画像を生成し、生成された前記図形画像を移動方向前方の前記映像と合成して合成映像を生成する処理部と、前記合成映像を表示する表示部とを備え、前記処理部が、前記第１時刻から、前記第１時刻の所定時間後である第２時刻までの間に、前記加速度又は前記左右方向への変位がゼロ以外の値となる第３時刻が存在する場合に、前記合成映像を生成し、前記合成映像が、前記第３時刻に前記移動体が通過する位置付近に前記図形画像が表示された映像であることを特徴としている。

また、本発明に係る第２の動揺病低減情報提示装置は、上記の第１の動揺病低減情報提示装置において、前記図形情報が、前記移動体の、正の加速度に対応する第１図形、負の加速度に対応する第２図形、右方向への変位に対応する第３図形、及び左方向への変位に対応する第４図形の各々に対応する図形情報を含み、前記合成映像を生成する場合に、前記処理部が、前記加速度がゼロより大きい値であるときに前記第１図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、前記加速度がゼロより小さい値であるときに前記第２図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、前記左右方向への変位が右方向への変位であるときに前記第３図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、前記左右方向への変位が左方向への変位であるときに前記第４図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、前記合成映像に表示された前記図形画像が、時間経過に伴って拡大されることを特徴としている。

また、本発明に係る第３の動揺病低減情報提示装置は、上記の第２の動揺病低減情報提示装置において、前記移動体の移動方向前方の前記映像、及び前記第１〜第４図形図に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、立体視用のＣＧ画像であり、前記所定時間が、２５００ミリ秒以上５０００ミリ秒以下であり、前記第１図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも上に位置する三角形であり、前記第２図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも下に位置する三角形であり、前記第３図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも右に位置する三角形であり、前記第４図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも左に位置する三角形であることを特徴としている。

また、本発明に係る第１の動揺病低減情報提示方法は、移動体の移動方向前方の映像を生成する第１ステップと、移動体の運行に関する運行情報及び所定の図形情報を記録した記録部から前記運行情報を読み出し、前記移動体の加速度及び左右方向への変位を求める第２ステップと、計時部から現在時刻である第１時刻を取得する第３ステップと、前記第１時刻から、前記第１時刻の所定時間後である第２時刻までの間に、前記加速度又は前記左右方向への変位がゼロ以外の値となる第３時刻が存在するか否かを判断する第４ステップと、前記第３時刻が存在する場合に、前記図形情報から図形画像を生成し、生成された前記図形画像を移動方向前方の前記映像と合成し、前記第３時刻に前記移動体が通過する位置付近に前記図形画像が表示された合成映像を生成する第５ステップとを含むことを特徴としている。

また、本発明に係る第２の動揺病低減情報提示方法は、上記の第１の動揺病低減情報提示方法において、前記図形情報が、前記移動体の、正の加速度に対応する第１図形、負の加速度に対応する第２の図形、右への方向転換に対応する第３の図形、及び左への方向転換に対応する第４図形の各々に対応する図形情報を含み、前記第５ステップにおいて、前記加速度がゼロより大きい値であるときに前記第１図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、前記加速度がゼロより小さい値であるときに前記第２図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、前記左右方向への変位が右方向への変位であるときに前記第３図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、前記左右方向への変位が左方向への変位であるときに前記第４図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、前記合成映像に表示される前記図形画像を時間経過に伴って拡大し、前記合成映像を生成することを特徴としている。

また、本発明に係る第３の動揺病低減情報提示方法は、上記の第２の動揺病低減情報提示方法において、前記移動体の移動方向前方の前記映像、及び前記第１〜第４図形図に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、立体視用のＣＧ画像であり、前記所定時間が、２５００ミリ秒以上５０００ミリ秒以下であり、前記第１図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも上に位置する三角形であり、前記第２図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも下に位置する三角形であり、前記第３図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも右に位置する三角形であり、前記第４図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも左に位置する三角形であることを特徴としている。

本発明によれば、加速度変化、左右方向への変位が発生する前に適切なタイミングで、加速度方向又は変位方向を提示することによって、動揺病の発生を低減することができる。

以下、本発明に係る実施の形態を、添付した図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の実施の形態に係る動揺病低減情報提示装置の構成を示すブロック図である。本動揺病低減情報提示装置は、本装置全体を制御する処理部１と、種々のデータを記録する記録部２と、ビデオ部３と、映像を表示する表示部４と、時刻情報を生成する計時部５と、人体に物理的動揺を加える動揺生成部６とを備えている。図１には、動揺生成部６によって物理的動揺を加えられる観察者Ｈも示している。

本動揺病低減情報提示装置は、ビデオ映像を用いたゲーム機や訓練用シミュレータなどと同様に、人の視覚系及び前庭系に対して移動感覚を仮想的に与える。即ち、本動揺病低減情報提示装置は、３次元空間中を所定のコースで移動している状態を模した映像を表示部４を介して観察者Ｈに提示すると同時に、表示部４に表示する映像に同期させて観察者Ｈに回転、振動を含む加速度を与える。このとき、模擬空間中を移動している観察者Ｈが、急激な加速度を受けていると感じる映像の提示を開始する時刻から所定時間前の時刻に、動揺病を低減することができる適切な情報を提示し、これを所定時間維持することを特徴としている。

観察者Ｈに提示する映像は、記録部２に記録された所定空間情報の３次元データ、例えば、コンピュータグラフィックデータ（以下、ＣＧデータと記す）を使用して生成する。記録部２から読み出されたＣＧデータは、所定の視線情報（視点位置、視線方向）と共に
ビデオ部３に転送され、ビデオ部３が視点位置から見た２次元画像データを生成し、所定のアナログビデオ信号にＤＡ変換した後、表示部４に伝送する。このとき、視線情報を時間的に所定の軌跡に従って変化させれば、表示部４に動画像として提示される。

ここで、提示する映像は立体映像であることが好ましい。立体映像の提示には、種々の方法を用いることができ、例えば、２つの視線情報を用いて右眼・左眼用の２枚の視差画像を生成し、これを偏光式眼鏡を介して見る方法、２枚の視差画像を時系列に表示し、これを液晶シャッタ眼鏡を介して見る方法、右眼・左眼用の２枚の視差画像を１枚の画像に合成して提示するレンチキュラスクリーン方式やイメージスプリッタ方式など、種々の方法を使用することができる。

表示部４に提示される映像と動揺生成部６の動作の同期は、計時部５から出力される時刻情報と、映像に関するタイムチャートと、動揺生成への制御情報のタイムチャートとを用いて行うことができる。

図２は、図１に示した動揺病低減情報提示装置の動作を説明するフローチャートである。以下、これを用いて動揺病低減情報を提示する方法を説明する。以下の説明においては、特に断らない限り、処理部１が行うものとして説明する。また、処理部１には、記録部２から処理の各ステップで必要なデータをメモリ（図示せず）の所定領域に読み出し、それらを用いてメモリの一部を作業領域として使用する。また、表示部４に表示される映像は、仮想空間中でのドライビング映像とし、予め記録部２には所定のＣＧデータが記録されていることとする。また、記録部２には、前後方向の仮想変位（走行距離）をＺ、左右方向の仮想変位をＸ（右方向がＸ＞０）とし、運行情報（加速度、速度、Ｚ、及びＸの時間変化に関するタイムチャート（図６参照））が記録されており、これに従って、リアルタイムにＣＧ映像が生成され、動揺生成部６の動きが制御されることとする。このＣＧデータには、運行情報で決まる移動コース上の所定の動揺開始位置（観察者Ｈに動揺を与える仮想空間中の位置）付近に、動揺病低減情報として提示する所定のオブジェクトを含んでいる。ここでは、正の加速度、負の加速度、右方向への変位（Ｘ＞０）、及び左方向への変位（Ｘ＜０）に対応して、４種類のオブジェクトを用いることとする。

ステップＳ１において、初期データを記録部２から読み出してメモリに書き込み、複数のフラグをメモリに確保し、全てのフラグに“０”をセットする。また、計時部５から時刻データｔ₀を取得する。初期データは、仮想空間の３次元ＣＧデータ、運行情報、２つ
の時間パラメータΔｔ、ｔ_Sである。各フラグは、例えば１ビットであり、後述する動揺
病低減情報として所定のタイミングで提示するＣＧオブジェクトをオン・オフさせる情報であり、４種類のオブジェクト毎に１つのフラグを一意に対応させる。フラグが“１”であれば、対応するオブジェクトはＣＧ映像の生成に使用され、“０”であれば、対応する種類のオブジェクトはＣＧ映像の生成に使用されない。

ステップＳ２において、計時部５から現在時刻データｔを取得する。

ステップＳ３において、ステップＳ１で取得した時刻ｔ₀とステップＳ２で取得した時
刻の差τ＝ｔ−ｔ₀を計算し、ステップＳ２で読み出したタイムチャートから、時刻τ〜
τ＋Δｔの範囲内の加速度及び左右方向の変位Ｘを取得する。

ステップＳ４において、開始時刻から時間ｔ_S経過したか否か、即ちτ≧ｔ_Sであるか否かを判断する。τ≧ｔ_Sであると判断した場合、ステップＳ５に移行し、τ≧ｔ_Sでないと判断した場合、ステップＳ９に移行する。これは、開始直後の所定時間の間には加速度運動を行うので、その間には後述する動揺病低減情報を提示しないようにするためである。従って、パラメータｔ_Sは運行情報に応じて適宜設定すればよい。

ステップＳ５において、時刻τ〜τ＋Δｔの範囲内にゼロ以外の加速度が存在するか否かを判断する。ここでは、タイムチャートは、先頭データが時間τ＝０の時のデータであるとしている。ゼロ以外の加速度が存在すると判断した場合、その加速度の正負を判断した後にステップＳ６に移行し、ゼロ以外の加速度が存在しないと判断した場合、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ６において、加速度の正負に応じたフラグに“１”をセットし、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ７において、ステップＳ３で取得した、時刻τ〜τ＋Δｔの範囲内にゼロ以外のＸが存在するか否かを判断する。ゼロ以外のＸが存在すると判断した場合、Ｘの正負を判断した後にステップＳ８に移行し、存在しないと判断した場合ステップＳ９に移行する。

ステップＳ８において、Ｘが正であれば右方向への変位に対応するフラグに“１”をセットし、Ｘが負であれば左方向への変位に対応するフラグに“１”をセットした後、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９において、タイムチャートを用いて、時刻τ（＝ｔ−ｔ₀）における視線
情報を計算し、これをフラグと共にビデオ部３に伝送する。これによって、ビデオ部３は、受信した視線情報を用いて、所定の視点位置及び視線方向から見たＣＧ画像を生成し、表示部４に出力する。このとき、フラグが“１”に設置されているオブジェクトはＣＧ画像の生成に使用され、表示部４に表示される。ここで、立体映像を観察者Ｈに提示する場合には、使用する表示部４応じた立体映像を生成すればよい。

ステップＳ１０において、タイムチャートを用いて、時刻τ（＝ｔ−ｔ₀）における動
揺生成部６の制御データを計算し、これを動揺生成部６に伝送する。これによって、動揺生成部６は受信した制御データを使用して、表示部４に表示されているＣＧ映像に同期した動揺を生成する。

ステップＳ１１において、時刻τ（＝ｔ−ｔ₀）がタイムチャートの最終データに対応
する時刻を超えているか否かを判断し、これを超えるまで、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理を繰り返す。

以上によって、観察者Ｈは、仮想空間内を自動車などの移動手段に搭乗して移動する状態を、視覚刺激及び体感刺激によって体験することができる。このとき、表示部４に表示される映像には、動揺（加速、減速、及び左右方向への変位）が発生する時刻のΔｔ前に、その動揺が発生する空間位置付近に、その動揺の種類に応じたオブジェクトが動揺病低減情報として表示されている。

図３に動揺病低減情報の提示画面の一例を示す。図３は後述する実施例で使用した画像であり、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に時間が経過した画像である。正の加速度を発生させる予定の位置に、加速度を発生させる少し前から、加速度を発生させる位置付近に上向きの三角形を表示する。三角形のオブジェクトは、仮想空間中で所定の大きさを持つＣＧ画像を生成できるＣＧデータであるので、観察者Ｈが正の加速度を発生させる予定の位置に接近するにつれて、オブジェクトが徐々に大きく表示される。同様に、図４の（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、減速する場合、右折する場合、左折する場合の動揺病低減情報を含む画像の一例を示す。動揺病低減情報として、（ａ）では下向きの三角形、（ｂ）では右向きの三角形、（ｃ）では左向きの三角形を用いている。

このように、動揺が実際に発生する少し前に、適切なタイミングで、及び動揺が発生する場所の付近に動揺低減情報を表示することによって、観察者Ｈにおける動揺病の発生を低減することができる。実施例として後述するように、動揺低減情報の提示開始から動揺の発生までの間隔が短い場合、観察者の精神的な緊張状態が高まり、逆に間隔が長い場合、時間経過とともに緊張状態が減少していく。従って、動揺病の低減には、動揺病低減情報を事前に提示する時間パラメータΔｔが、２５００ミリ秒以上５０００ミリ秒以下であることが望ましい。

以上では、加速度又は左右変位がゼロでなければ、動揺病低減情報として所定の図形を提示する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、加速度の絶対値がゼロと異なる所定のしきい値以上である場合に動揺病低減情報を提示するようにしてもよく、加速度の絶対値に応じて、動揺病低減情報の色、大きさ、形状などを変化させて提示してもよい。

また、以上では、動揺病低減情報として提示する図形の大きさを背景映像の変化に応じて徐々に変化させることで、動揺が発生するタイミングを示す場合を説明したが、大きさの変化に加えて図形の色を変化させてもよい。

また、以上では、動揺病低減情報として図形のみを提示する場合を説明したが、上記で説明したタイミングで音響情報を提示してもよく、又は、図形情報及び音響情報を同時に若しくは関連させて提示してもよい。例えば、加減速が発生する場所の付近に図形を表示し、加速の方向、加速度の大きさを音声で提示してもよい。

また、以上では、動揺病低減情報提示装置及びその提示方法を、ビデオ映像を用いたゲーム機や訓練用シミュレータに類似する装置に適用し、リアルタイムに動揺病低減情報を提示する場合を説明したがこれに限定されない。加減速スケジュールが予め決まっており、これに従って所定の映像を提示する場合、例えば、予め動揺病低減情報である図形を含めて映像を作成し、所定の記録手段に記録しておき、これを加減速スケジュールと同期させて表示部に表示してもよい。その場合、動揺病低減情報の背景の映像はＣＧ映像に限定されず、実写映像であってもよい。

従って、本発明の動揺病低減情報提示装置及びその提示方法は、運行軌道及び運行スケジュールが予め決まっており、加減速及び左右への方向転換の位置及びタイミングが決まっている、自動制御の軌道走行型の移動手段、新幹線などにも適用することができる。この場合には、動揺病低減情報の背景映像には、移動体の進行方向前方をカメラなどの撮像手段で撮像した映像を使用し、これにＣＧデータから生成した所定の図形（動揺病低減情報）を重畳して、乗客に表示すればよい。このとき、表示する映像中での図形を表示する位置は、撮像手段の移動体への設置位置、撮像方向（傾斜角度）、視野角度、時間パラメータΔｔ、移動体の速度などを考慮して計算すればよい。また、表示部は、車両の前方壁面や各々の座席付近に配置すればよい。

さらには、バスなどにおいて、ＧＰＳなどの位置検出手段を用いて現在位置を検出し、走行速度を算出し、これら及び地図データを用いて、道路の形状による方向転換、加減速が生じる場所を予測することによって、方向転換、加減速によって乗客に動揺を与える時刻よりも所定時間前から動揺病低減情報を提示することができる。

以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより一層明確にする。本実施例では、没入型ＶＲ装置とモーションベース装置とを組み合わせたドライビングシミュレータを
用いて、被験者に対して加速度情報を含む広域視野の動的立体画像を提示し、これと同期させて物理的動揺を与え、被験者のストレス状態を計測した。

（装置）
立体画像の提示は没入型ＶＲシステム（イリノイ大学ＥＶＬ製ＣＡＶＥ、図５参照）を用いた。このシステムは、３ｍ×３ｍのスクリーンを前面、床面及び両側面に持ち、全ての面に立体画像を提示することができる。提示する画像の作成及びモーションベース（後述）の制御は、グラフィックス・ワークステーションを使用した。提示する画像は視差画像であり、偏光式眼鏡を介して３次元的な映像として観察者に知覚させた。

画像と同期して与えられる加速度は三菱プレシジョン社製モーションベースによって生成した。没入型ＶＲシステムの床面下に設置したこの装置は、６軸の油圧式アクチュエータによって３次元空間内での任意方向への回転が可能であり、ヨー（Ｙａｗ）軸及びピッチ（Ｐｉｔｃｈ）軸周りに関しては最大１２度の稼動範囲を持つ。後述するドライビングコース内での前方への加速度を傾斜角に変換し、ピッチ軸周りの角度として表現した。同様にコース平面上での回転をヨー軸周りの角度として表現した。モーションベースの運動と同時に画像全体も同方向に傾けることによって、独立したモーションベースの傾きではなく加速度として知覚されるように配慮した。

映像観察中の被験者のストレス状態を評価するために、被験者の左下胸部及び右肩に電極を装着し、二点誘導によって心電図を計測した。計測はテレメータ（日本電気株式会社製サイナアクト、ＭＴ１１）を用い、サンプリング周波数１００ＨｚでＡＤ変換したものをパーソナルコンピュータによって記録した。

（走行経路）
以下に示す制約条件に基づいて、走行経路の設定を行った。
（１）前方への仮想移動において加速、等速、減速、等速のシーケンスを繰り返す。
（２）加減速のタイミングは２８．５ｓｅｃ±２０％ごとに、また加減速後は時速１０ｋｍから８０ｋｍの範囲に収まるように行う。
（３）平面内での回転は２３．５ｓｅｃ±２０％ごとに、±４．５度の範囲で行う。また回転角の符号は回転ごとに反転する。

上記の条件で生成された走行条件のタイムチャートの一例を図６に示す。（ａ）は前後方向への加速度、（ｂ）は速度、（ｃ）はＺ座標（高さ）、（ｄ）はＸ座標（水平方向の位置）の変化を示している。

また走行経路全域にわたって合計４００個の障害物（縦横各０．２５ｍ、高さ２ｍの直方体）を配置しおおまかな走行経路を観察者に示した。ただし真の走行経路に対する左右方向への配置はランダムとし、障害物の左右どちら側を通過するかは明示しなかった。この障害物と走行平面にはランダムドットテクスチャをマッピングし、立体感を強調した。観察者の視点からの映像の一例を、図３、図４に示している。

（観察条件）
被験者は以下の４つの観察条件でのシミュレーションにランダムな順番で参加した。（１）コントロール、（２）サイン（動揺病低減情報である図形）なし、（３）加速度情報の７５０ｍｓ（ミリ秒）前の提示（以下、Ｉｎｔｅｒｖａｌ７５０と記す）、（４）加速度情報の２５００ｍｓ前の提示（以下、Ｉｎｔｅｒｖａｌ２５００と記す）。

（１）においてはモーションベースを稼動させず、且つ画像も提示せず、被験者が安静に着席した状態で、被験者の心電図を５分間計測した。（２）ではモーションベースを稼
動させ、画像を提示した。

（３）及び（４）では、（２）に加えて加減速及び回転イベントが発生する位置にそれらを明示するサインを提示した。サインを提示するタイミングは、それぞれイベント発生前７５０ｍｓｅｃ及び２５００ｍｓｅｃであり、イベント発生後サインは消失する。提示するサインは、加速では上向き三角形、減速では下向き三角形、左右方向の回転ではそれぞれ左右方向に向いた三角形である。観察時間は条件（２）〜（４）では最大６分間であった。被験者はモーションベース上に固定された椅子に着席しシートベルトを締め、立体視用の偏光眼鏡を装着した状態で実験に参加した。また、Ｉｎｔｅｒｖａｌ７５０及びＩｎｔｅｒｖａｌ２５００条件では、事前にサインの意味について教示が与えられた。

（結果及び考察）
得られた心電波形から１心拍ごとにピークを求め、隣接するピークの時間間隔（これはＲ−Ｒ間隔と呼ばれる）を算出し、このＲ−Ｒ間隔の時系列データを時間軸に関して線形補間して得られた曲線を、０．０１秒ごとにリサンプリングし、Ｒ−Ｒ間隔トレンドグラムを算出した。Ｒ−Ｒ間隔トレンドグラムに対して周波数解析を行ってスペクトル波形を求め、０．１５Ｈｚを境界とするスペクトル面積の比率を各条件、各被験者に関して算出した。周波数０．１５Ｈｚ未満の領域はＬＦ成分と呼ばれ、交感神経及び副交感神経による変動といわれている。一方０．１５Ｈｚを超える領域はＨＦ成分と呼ばれ、主に交感神経系由来の変動成分といわれている。従って、ＨＦ成分に対するＬＦ成分の比率（以下、ＬＦ／ＨＦと記す）は、精神的な安定度や緊張状態の指標と考えることができ、一般にＬＦ／ＨＦ値が低いほど副交感神経系の活動が優位であり、精神的に安定した状態であると解釈される。

表１に各被験者、各条件において求めたＬＨ／ＨＦ値を示す。

表１から、被験者４を除く３名の被験者１〜３に関して、刺激が与えられないコントロール条件時のＬＦ／ＨＦ値が最も低く、Ｉｎｔｅｒｖａｌ７５０条件においてＬＦ／ＨＦ値が最も高くなることが分かる。

実験終了後の内観報告（被験者への聞き取り調査）によると、すべての被験者に共通してＩｎｔｅｒｖａｌ７５０及びＩｎｔｅｒｖａｌ２５００条件では、サインの解釈に慣れるまでに実験開始後しばらく時間が必要であったことが分かった。またＩｎｔｅｒｖａｌ７５０ではサイン提示からイベント発生までの間隔が短く（７５０ｍｓ）、不快な印象が
強かったことが分かった。

以上の点から被験者４を除いた３名の被験者１〜３の心拍データを、各条件内で前半と後半の３分間ずつに分け、それぞれについてＲ−Ｒ間隔変動の解析を行った。図７に、被験者１〜３のＬＦ／ＨＦについての時系列変動（上から被験者２、３、１に関するデータ）を示す。

また、時系列要因（前半、後半）とサイン要因（サインなし、Ｉｎｔｅｒｖａｌ７５０、Ｉｎｔｅｒｖａｌ２５００）を被験者内要因とする２要因の分散分析を行った。分析の結果、時系列要因は有意な効果を示さず（Ｆ_２，１＝１．８９，ｎ．ｓ．）、サイン要因に有意な効果が示された（Ｆ_２，４＝２１．６４，ｐ＜０．０１）。公知のＲｙａｎ法による多重比較を行った結果、Ｉｎｔｅｒｖａｌ７５０条件時に、サインなし条件時及びＩｎｔｅｒｖａｌ２５００条件時の何れよりも有意にＬＦ／ＨＦ値が高いことが示された（それぞれｔ＝５．９４，ｐ＜０．０１、及びｔ＝５．４２，ｐ＜０．０１）。

以上の結果から、サインとイベント発生までの間隔が短い場合、サインがない場合及び間隔が長い場合よりも精神的な緊張状態が高まることが分かった。また、２名の被験者２、３に関しては、時間経過とともにその傾向が強くなることが示唆された。一方、サインとイベント発生までの間隔が長い場合、時間経過とともに緊張状態が減少していくことが示唆された（被験者２において特にこの傾向が顕著に示されている）。

また、図８は、被験者６名に対して上記と同様の実験を行い、得られたＬＦ／ＨＦ値を平均した結果を示すグラフである。図８に示した値は、各被験者のコントロールでのＬＦ／ＨＦ値を用いて正規化を行った後のＬＦ／ＨＦ値の平均値である。サインを余裕を持って（加減速イベント発生の２５００ｍｓ前）提示した場合（図８の三角形（△））、観察時間経過に伴ってストレス度が有意に低下した。そして観察後半ではサインを加減速イベント直前（加減速イベント発生の７５０ｍｓ前）に提示したとき（図８の四角形（□））よりも有意にストレス度は低かった。以上のことから総合的に判断して、動揺病低減情報をイベント発生の前に提示する時間Δｔは、２５００ミリ秒以上５０００ミリ秒以下であることが望ましい。

本発明の実施の形態に係る動揺病低減情報提示装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示した動揺病低減情報の提示装置の動作を説明するフローチャートである。動揺病低減情報の提示画面の一例を示す図であり、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に時間が経過した画像である。動揺病低減情報の提示画面の一例を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、減速する場合、右折する場合、左折する場合の画像である。実施例で用いた没入型ＶＲシステムを示す写真である。実施例で用いた運行情報の一例を示すタイムチャートである。被験者３名の実験結果から求めたＬＦ／ＨＦを示すグラフである。被験者６名の実験結果から求めた正規化後のＬＦ／ＨＦの平均値を示すグラフである。

符号の説明

１処理部
２記録部
３ビデオ部
４表示部
５計時部
６動揺生成部

Claims

移動体の移動方向前方の映像を生成する映像生成部と、
前記移動体の運行に関する運行情報及び所定の図形情報を記録した記録部と、
時刻情報を生成する計時部と、
前記運行情報に基づき前記移動体の加速度及び左右方向への変位を取得し、前記計時部から取得した第１時刻、前記加速度及び前記左右方向への変位に応じて、前記図形情報から図形画像を生成し、生成された前記図形画像を移動方向前方の前記映像と合成して合成映像を生成する処理部と、
前記合成映像を表示する表示部とを備え、
前記処理部が、前記第１時刻から、前記第１時刻の所定時間後である第２時刻までの間に、前記加速度又は前記左右方向への変位がゼロ以外の値となる第３時刻が存在する場合に、前記合成映像を生成し、
前記合成映像が、前記第３時刻に前記移動体が通過する位置付近に前記図形画像が表示された映像であることを特徴とする動揺病低減情報提示装置。
前記図形情報が、前記移動体の、正の加速度に対応する第１図形、負の加速度に対応する第２図形、右方向への変位に対応する第３図形、及び左方向への変位に対応する第４図形の各々に対応する図形情報を含み、
前記合成映像を生成する場合に、前記処理部が、
前記加速度がゼロより大きい値であるときに前記第１図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、
前記加速度がゼロより小さい値であるときに前記第２図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、
前記左右方向への変位が右方向への変位であるときに前記第３図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、
前記左右方向への変位が左方向への変位であるときに前記第４図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、
前記合成映像に表示された前記図形画像が、時間経過に伴って拡大されることを特徴とする請求項１に記載の動揺病低減情報提示装置。
前記移動体の移動方向前方の前記映像、及び前記第１〜第４図形図に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、立体視用のＣＧ画像であり、
前記所定時間が、２５００ミリ秒以上５０００ミリ秒以下であり、
前記第１図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも上に位置する三角形であり、
前記第２図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも下に位置する三角形であり、
前記第３図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも右に位置する三角形であり、
前記第４図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも左に位置する三角形であることを特徴とする請求項２に記載の動揺病低減情報提示装置。
移動体の移動方向前方の映像を生成する第１ステップと、
移動体の運行に関する運行情報及び所定の図形情報を記録した記録部から前記運行情報を読み出し、前記移動体の加速度及び左右方向への変位を求める第２ステップと、
計時部から現在時刻である第１時刻を取得する第３ステップと、
前記第１時刻から、前記第１時刻の所定時間後である第２時刻までの間に、前記加速度又は前記左右方向への変位がゼロ以外の値となる第３時刻が存在するか否かを判断する第
４ステップと、
前記第３時刻が存在する場合に、前記図形情報から図形画像を生成し、生成された前記図形画像を移動方向前方の前記映像と合成し、前記第３時刻に前記移動体が通過する位置付近に前記図形画像が表示された合成映像を生成する第５ステップとを含むことを特徴とする動揺病低減情報提示方法。
前記図形情報が、前記移動体の、正の加速度に対応する第１図形、負の加速度に対応する第２の図形、右への方向転換に対応する第３の図形、及び左への方向転換に対応する第４図形の各々に対応する図形情報を含み、
前記第５ステップにおいて、
前記加速度がゼロより大きい値であるときに前記第１図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、
前記加速度がゼロより小さい値であるときに前記第２図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、
前記左右方向への変位が右方向への変位であるときに前記第３図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、
前記左右方向への変位が左方向への変位であるときに前記第４図形に対応する図形情報から前記図形画像を生成し、
前記合成映像に表示される前記図形画像を時間経過に伴って拡大し、前記合成映像を生成することを特徴とする請求項４に記載の動揺病低減情報提示方法。
前記移動体の移動方向前方の前記映像、及び前記第１〜第４図形図に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、立体視用のＣＧ画像であり、
前記所定時間が、２５００ミリ秒以上５０００ミリ秒以下であり、
前記第１図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも上に位置する三角形であり、
前記第２図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも下に位置する三角形であり、
前記第３図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも右に位置する三角形であり、
前記第４図形に対応する図形情報から生成される前記図形画像が、前記表示部に表示された場合に、１つの頂点が対辺よりも左に位置する三角形であることを特徴とする請求項５に記載の動揺病低減情報提示方法。