JP4891820B2

JP4891820B2 - 二輪車シミュレーション装置

Info

Publication number: JP4891820B2
Application number: JP2007085069A
Authority: JP
Inventors: 憲二鈴木; 淳米花
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: JP2008242248A

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二輪車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、二輪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とともにハンドルを操作して模擬運転を行っている（例えば、特許文献１参照）。

また、本出願人もこの種の二輪車シミュレータを提案している（例えば、特許文献２参照）。

登録実用新案第２５８９５８１号特開２００５−２９２１７２号公報

二輪車を運転する際、交差点等の一時停止時に運転者は足を着き、また歩道等の歩行者専用路では押し歩くこととなっており、自動車等の運転と異なり運転者がシート上で常に同じ姿勢でいるとは限らない。しかしながら、従来の二輪車シミュレーション装置は、運転者は常にシートに跨ったまま模擬運転を行うシステムとなっていたため、乗降動作や、一時停止時の足着き動作及び押し歩き動作までは再現できなく、二輪車の実際の運転と較べると臨場感に欠ける。

これに対して、前記の特許文献２記載のシミュレーション装置では、軟質なマットスイッチを用いることにより、足着き動作や押し歩き動作のシミュレーションを実現しており、好適である。しかしながら、マットスイッチは地面に置いて用いるものであって、模擬二輪車とは別体構造であり、取り扱いに不便がある。特に、２以上のマットスイッチを用いる場合には各マットスイッチを区別して配置する手間がある。

マットスイッチを硬質な板状に構成して模擬二輪車の一部に固定しておくことも考えられるが、模擬二輪車の横幅が相当に広くなり搬送及び収納に不便となる。

さらに、シミュレーション装置は屋外（例えば、土の校庭）で用いられることも想定され、マットスイッチを地面に直接置くためには耐水性、耐塵性を十分に考慮しておく必要がある。

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、運転者が足を着く動作を模擬的に実現し、簡便に設置可能であって、且つ搬送及び収納に好適な二輪車シミュレーション装置を提供することを目的とする。

本発明に係る二輪車シミュレーション装置は、以下の特徴を有する。

第１の特徴：フレーム体（２０）、運転者が着座するシート（２４）及び運転者が操作する操縦部（２８）を備える模擬二輪車（１２）と、前記模擬二輪車（１２）の近傍の床に前記運転者が足を着いたことを検知する運転者検知部（１６）と、前記操縦部（２８）の操作及び前記運転者検知部（１６）の信号に基づいて情報を表示する表示部（１４）とを有する二輪車シミュレーション装置（１０）において、前記運転者検知部（１６）は光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）を有し、前記フレーム体（２０）に設けられており、平面視又は運転者の視点からみて、前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）が発する光の対象物検出範囲の中心線又は光軸と略一致する視認可能なレーザ光を発するレーザ（２０４）を有することを特徴とする。

運転者検知部によれば、運転者が足を着く動作を模擬的に実現することができる。また、運転者検知部としての光学手段をフレーム体に設けることにより、該光学手段はフレーム体と一体的な構成となり、簡便に設置可能である。また、光学手段は小さく、模擬二輪車の横幅内に収まって搬送及び収納に好適である。さらに、運転者は光学手段の光軸を認識することができ、対象物検出範囲内に確実に足を降ろすことができる。

第２の特徴：前記レーザ光は、光軸が水平よりも下方に向かって指向していることを特徴とする。これにより、レーザ光が人に当たることがなく、不快感を与えることがない。

第３の特徴：前記レーザ（２０４）は前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）に固定され、又は一体構成であることを特徴とする。これにより、レーザ光の光軸を確認及び調整することにより、光学検出手段の光軸が一体的に調整される。

第４の特徴：前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）は反射型であることを特徴とする。これにより簡便構成となる。

第５の特徴：前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）は透過型であることを特徴とする。これにより、運転者の足を一層確実に検出することができる。

第６の特徴：前記フレーム体（２０）は、ハンドル（２８）の下部で、左右斜め下方に向かって拡開する形状の支持台（２９Ｌ、２９Ｒ）を有し、前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）の少なくとも一部は前記支持台（２９Ｌ、２９Ｒ）に設けられていることを特徴とする。支持台は、左右斜め下方に向かって拡開する形状により模擬二輪車を安定して支持することができる。また、適度に左右に広がる形状とすることにより、光学手段を中央から左右にオフセットした位置に配置可能となり、運転者の右足及び左足を一層確実に検出することができる。

第７の特徴：前記フレーム体（２０）は、地面に沿って左右方向に延在する接地体（２９ａ）を有し、前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）の少なくとも一部は前記接地体（２９ａ）に設けられていることを特徴とする。

接地体により、模擬二輪車を安定して支持することができる。また、接地体は左右に延在する形状であることから、光学手段を中央から左右にオフセットした位置に配置可能となり、運転者の右足及び左足を一層確実に検出することができる。さらに、光学手段は地面に近い位置に配置されることになり、運転者の足が地面に付く瞬間を一層正確に検出することができる。

第８の特徴：前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）は、向きの調整機構（２０６）を有することを特徴とする。これにより、光学手段の初期調整又は運転者の個人差に応じた調整が可能となる。

第９の特徴：前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）は１つであり、前記運転者が前記模擬二輪車（１２）の左側の床に足を着いたことを検知することを特徴とする。

第１０の特徴：前記運転者検知部（１６）は前記運転者の左又は右の足が床に着いたことを検知するように１つ設けられ、前記運転者検知部（１６）が、前記運転者の左又は右の足が床に着いたことを所定間隔で検出するときに、二輪車と該二輪車を押し歩きする人物の画像を前記表示部（１４）に表示させることを特徴とする。これにより、１つの運転者検知部で、歩道等における二輪車の押し歩き動作を模擬実現することができる。

第１１の特徴：前記運転者検知部（１６）により、前記運転者が床に足を着いたことを検知したときに、前記二輪車のシートに着座したまま路面に足を着いた人物の画像又は前記二輪車の横に起立している人物の画像を前記表示部（１４）に表示させることを特徴とする。

第１２の特徴：前記運転者検知部（１６）の信号に基づき、模擬運転を自動的に開始し又は終了することを特徴とする。これにより、二輪車シミュレーション装置の操作が容易となる。

本発明に係る二輪車シミュレーション装置の運転者検知部によれば、運転者が足を着く動作を模擬的に実現することができる。また、運転者検知部としての光学手段をフレーム体に設けることにより、該光学手段はフレーム体と一体的な構成となり、簡便に設置可能である。また、光学手段は小さく、模擬二輪車の横幅内に収まって搬送及び収納に好適である。

以下、本発明に係る二輪車シミュレーション装置について実施例の形態を挙げ、添付の図１〜図２６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二輪車シミュレーション装置１０は自転車のシミュレーション装置であって、模擬自転車（模擬二輪車）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（表示部）１４と、運転者に対して音声指示を与えるとともに模擬音を発生するスピーカ１５と、左右一対の光スイッチ（運転者検知部）１６と、二輪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。

光スイッチ１６は、左スイッチ（光学手段）１５０Ｌと右スイッチ（光学手段）１５０Ｒとからなる。

モニタ１４の画面１４ａには、音声認識部１９０（図７参照）の作用下に音声認識処理が有効となっていることを示すインジケータとしての音声認識マーク１９（図９参照）が表示される。該音声認識マーク１９は、マイクの形状を示すマークと「マイクオン」という文字列から構成される。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。モニタ１４は、例えば、ハンドル２８の上部に設けられる小型のものであってもよい。

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（シート）２４と、フレーム２０のヘッドチューブ２６を支軸として回動可能なハンドル２８と、ヘッドチューブ２６を固定支持するスタンドとしての左右一対のフロントフォーク（支持台）２９Ｌ及び２９Ｒと、フレーム２０の後端部に設けられた鉄製のフライホイール３０と、該フライホイール３０が床面から離間するようにフレーム２０を支えるバックスタンド（支持台）３２とを有する。サドル２４及びハンドル２８は運転者の体型に合わせて高さの調整が可能である。

フロントフォーク２９Ｌ及び２９Ｒは、ヘッドチューブ２６下端部から左右斜め下方に向かって拡開する形状であり、自転車のフロントフォークを模した形状であることからシミュレーション装置として好適である。

フロントフォーク２９Ｌ及び２９Ｒの下端部は、接地プレート（接地体）２９ａに接続されている。接地プレート２９ａは、地面に沿って左右方向に延在する板体であって、適度な面積を有する。

バックスタンド３２は、フライホイール３０の軸中心左右端から左右斜め下方に向かって拡開するポスト３２Ｌ及び３２Ｒと、該ポスト３２Ｌ及び３２Ｒの下端に接続された枠体（接地体）３２ａとを有する。

フロントフォーク２９Ｌ、２９Ｒ及びポスト３２Ｌ、３２Ｒによれば、左右斜め下方に向かって拡開する形状であることから、下方では左右にやや離れた箇所で支持が可能であり、運転者の重心位置が多少左右にずれても、運転者及び模擬自転車１２を安定して支持することができる。また、上方では無駄な拡がりがなく、光スイッチ１６等を設けるのに好適である。

接地プレート２９ａ及び枠体３２ａは、適度な面積を有することから模擬自転車１２を安定して支持することができる。特に、二輪車シミュレーション装置１０を土の校庭等で用いる場合にも、フロントフォーク２９Ｌ、２９Ｒ及びポスト３２Ｌ、３２Ｒが地面に食い込まれることが防止でき、模擬自転車１２を地面に対して安定して設置できる。二輪車シミュレーション装置１０を土の校庭等で用いる場合にも、フロントフォーク２９Ｌ、２９Ｒ及びポスト３２Ｌ、３２Ｒが地面に食い込まれることを防止でき、模擬自転車１２を地面に対して安定して設置できる。二輪車シミュレーション装置１０を屋内で用いる場合でにも、床面を保護することができる。

図１、図２及びに示すように、模擬自転車１２は、クランク軸３４の左右に連結された一対のクランク３６Ｌ及び３６Ｒと、該クランク３６Ｌ及び３６Ｒの先端に設けられたペダル３８Ｌ及び３８Ｒと、クランク軸３４の回転をフライホイール３０へ伝達する駆動力伝達部４０とを有する。

さらに、模擬自転車１２は、電気的な機構として、フライホイール３０に負荷を加える負荷部４２と、フライホイール３０を制動するための制動指示部４４と、フライホイール３０の回転速度を検出する速度検出部４６と、クランク３６Ｌ及び３６Ｒの回転位置を検出するクランク位置検出部４８と、ハンドル２８の舵角θ_Hを検出する舵角センサ５０と、運転者の声を入力するためのマイクロホン５２と、サドル２４の後方下部に設けられたグリップ検出部５６とを有する。また、模擬自転車１２には、これらの電気的な機構から信号を受信するとともに所定の制御を行うための副制御部５８が設けられており、該副制御部５８と主制御部１８とはリアルタイムの相互通信が可能である。

図２及び図３に示すように、前記駆動力伝達部４０は、クランク軸３４に設けられた駆動ギア７０と、従動ギア７２ａ及び駆動ギア７２ｂを備える第１中間軸７２と、従動ギア７４ａ、駆動スプロケット７４ｂを備える第２中間軸７４とを有する。駆動ギア７０は従動ギア７２ａと噛合する一方、駆動ギア７２ｂは従動ギア７４ａと噛合しており、これにより、第２中間軸７４は、第１中間軸７２を介してクランク軸３４の駆動力を受けて回転する。

また、駆動力伝達部４０は、フライホイール３０を軸支するフリーハブ７６と、該フリーハブ７６に設けられた従動スプロケット７８と、駆動スプロケット７４ｂの駆動力を従動スプロケット７８に伝達するチェーン８０とを有する。クランク軸３４、第１中間軸７２及び第２中間軸７４はそれぞれ２つずつのベアリングにより軸支されている。フリーハブ７６にはベアリングが内蔵されている。

フリーハブ７６は、内部のワンウェイクラッチ機構により、従動スプロケット７８の正方向の回転駆動力のみをフライホイール３０に伝達する。従って、クランク軸３４が逆方向に回転する場合、又はフライホイール３０が正方向に回転している最中にクランク軸３４の回転が停止した場合には、フライホイール３０はクランク軸３４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。

前記負荷部４２は、一端がフレーム２０に軸支された円弧状の負荷板９０と、該負荷板９０の他端に接続されたプルケーブル９２と、プルケーブル９２を巻き取るドラム９４と、ドラム９４を回転駆動させるモータ９６とを有する。負荷板９０はフライホイール３０と同心状であって、内周側の面にはフライホイール３０の外周のリム３０ａと対面するように複数のフェライト磁石９８が貼り付けられている。負荷板９０はトーションスプリングによりフライホイール３０の方向に傾動付勢されており、プルケーブル９２が引かれていないときには、負荷板９０の他端に設けられたローラ９９がリム３０ａに当接して回転する。このとき、フェライト磁石９８とリム３０ａは非常に接近することとなり、フライホイール３０が回転する際にリム３０ａに渦電流が流れて渦電流損が発生し、フライホイール３０に負荷を与えることができる。渦電流によって負荷を与えることにより、機械的騒音の少ない静粛な運転が可能である。

また、モータ９６の作用下にプルケーブル９２を巻き取ることにより、負荷板９０が傾動してフェライト磁石９８がリム３０ａから離間する。従って、フライホイール３０に対する負荷は、モータ９６の作用下に調整可能であって、負荷板９０がリム３０ａから最も離間したときには、負荷は略０となる。負荷部４２によるフライホイール３０に対する負荷は制動力としても作用し、負荷部４２は制動手段を兼ねる。負荷部４２は、制動のための摺動部がないことから、機械制動により負荷を発生させる型式では必要としていたブレーキパッド等の部品交換が不要である。

さらに、想定されるギア段が高い場合であってペダル３８Ｌ、３８Ｒを漕いでいるときには負荷板９０をリム３０ａに接近させることにより運転者に対してペダル３８Ｌ、３８Ｒの操作を重く感じさせることができ、模擬的なギアチェンジを行うことができる。この場合、ペダル３８Ｌ、３８Ｒを漕いでいないときには負荷板９０をリム３０ａから離間させ、不自然な制動が行われないようにするとよい。ペダル３８Ｌ、３８Ｒを漕いでいるか否かは、左近接センサ１３２Ｌ及び右近接センサ１３２Ｒから得られる信号に基づいて判断することができる。

制動指示部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の引き込み量を検出するセンサを有する。該センサにより、検出された信号はそれぞれ副制御部５８へ供給される。副制御部５８では、検知されたブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒの操作（以下、ブレーキ操作という）の量に応じた信号に基づいて負荷部４２を制御してフライホイール３０に制動力を与える。ブレーキ操作がなされていないときには、負荷板９０をフライホイール３０から最も離間させて負荷を略０とする。

舵角センサ５０はヘッドチューブ２６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。舵角センサ５０、マイクロホン５２は副制御部５８に接続されており、舵角θ_Bの角度信号及び音声信号を供給する。

図２に戻り、速度検出部４６は、フレーム２０に対してブラケットを介して設けられた速度ピックアップ１２０と、フライホイール３０と同軸で一体的に回転するピックアップロータ１２２とを有する。ピックアップロータ１２２は、放射状の４枚のブレード１２２ａを有しており、速度ピックアップ１２０は各ブレード１２２ａが正面を通過することを検知することによりフライホイール３０の回転速度を検出する。フライホイール３０は実際の自転車における車輪とみなすことができ、フライホイール３０の回転速度を検出することにより、模擬自転車１２における模擬走行速度を検出することができる。速度ピックアップ１２０の検出信号は副制御部５８へ供給される。

図２、図３及び図４に示すように、クランク位置検出部４８は、クランク軸３４の中心から左右等距離位置に設けられた被検出突起１３０Ｌ及び１３０Ｒと、左近接センサ１３２Ｌ及び右近接センサ１３２Ｒとを有する。左近接センサ１３２Ｌ及び右近接センサ１３２Ｒは、ステー１３３を介してクランク軸３４の近傍に設けられており、検出部の正面近傍をそれぞれ被検出突起１３０Ｌ及び１３０Ｒが通過するように配置されている。左近接センサ１３２Ｌ及び右近接センサ１３２Ｒは、フレーム２０又は所定のケーシングに直接取り付けてもよい。

左近接センサ１３２Ｌ及び右近接センサ１３２Ｒは、例えば、ホール素子を用いたセンサであり、被検出物である被検出突起１３０Ｌ及び１３０Ｒが検出部の正面にあるときにオンとなる。クランク位置検出部４８に左近接センサ１３２Ｌ及び右近接センサ１３２Ｒを用いることによって、廉価な構成で且つ簡便にクランクの回転位置を検出できる。

被検出突起１３０Ｌ及び１３０Ｒは、それぞれクランク軸３４を中心として６０°の扇形の突起である。クランク３６Ｌが下方、クランク３６Ｒが上方をそれぞれ向いているとき、被検出突起１３０Ｌは、図２における鉛直下方から時計方向に４５°の角度（以下、基準角度と呼ぶ）を向き、被検出突起１３０Ｒは、基準角度から１８０°の方向を向くように取り付けられている。

左近接センサ１３２Ｌ及び右近接センサ１３２Ｒは、基準角度においてそれぞれ被検出突起１３０Ｌ及び１３０Ｒを検出可能な位置に設けられている。つまり、左近接センサ１３２Ｌは、クランク軸３４が回転する際、被検出突起１３０Ｌの中心が基準角度を中心として±３０°であるときオンとなり、それ以外のときにはオフとなる。一方、右近接センサ１３２Ｒは、クランク軸３４が回転する際、被検出突起１３０Ｒの中心が基準角度を中心として±３０°であるときオンとなり、それ以外のときにはオフとなる。すなわち、左側のクランク３６Ｌ及びペダル３８Ｌが下方を中心として±３０°であるときに左近接センサ１３２Ｌがオンとなり、右側のクランク３６Ｒ及びペダル３８Ｒが下方を中心として±３０°であるときに右近接センサ１３２Ｒがオンとなる。左近接センサ１３２Ｌ右近接センサ及び１３２Ｒで検出されたオン・オフの信号は副制御部５８に供給される。

また、図４の二点鎖線で示すように、基準角度から時計方向に９０°の位置に被検出突起１３０Ｌを検出する左近接センサ１３３Ｌと、被検出突起１３０Ｒを検出する右近接センサ１３３Ｒを設けるようにしてもよい。これにより、左近接センサ１３３Ｌがオンとなるときに、クランク３６Ｌが水平前方を向いていることを検出することができ、右近接センサ１３３Ｒがオンとなるときに、クランク３６Ｒが水平前方を向いていることを検出することができる。これによって、例えば、画面１４ａに表示される自転車のクランクの画像及び、運転者の足の画像を実際のクランク３６Ｌ及び３６Ｒの角度に応じて段階的に変化させてアニメーションのように表示させることができ、より現実的な画像が得られる。

グリップ検出部５６は、サドル２４の後方下部に設けられたモーメンタリ式のリミットスイッチである後退スイッチ１４０と、該後退スイッチ１４０をオン・オフ操作するためのレバー１４２とを有する。

図５に示すように、左スイッチ１５０Ｌは反射型であって、投光部２００と受光部２０２と、レーザ２０４を有する。つまり、運転者が左足ＬＦを地面に付いているときには、投光部２００から発した光は運転者の左足で反射し、その一部が受光部２０２に入光し、内部の受光素子により反射を検知することができる。このとき左スイッチ１５０Ｌはオン状態となる。運転者が左足をペダル３８Ｌに載せているときには、投光部２００から発した光は反射することなく、受光部２０２は反射光を検知することはない。このとき左スイッチ１５０Ｌはオフ状態となる。左スイッチ１５０Ｌのオン信号及びオフ信号は副制御部５８へ供給される。

レーザ２０４は、投光部２００及び受光部２０２に対して固定（又は一体構成）にされており、図６に示すように、平面視（又は運転者の視点）でみて、左スイッチ１５０Ｌが発する光の対象物検出範囲５００の中心線５００ａ（又は光軸）と略一致するレーザ光を発する。これにより、運転者は左スイッチ１５０Ｌによる対象物検出範囲５００を認識することができ、該対象物検出範囲５００内に確実に足を降ろすことができる。

図５に戻り、レーザ光ＬＢはその光軸が水平よりも下方に向かって指向するように設定されており、模擬自転車１２の全長Ｘ内で床に当たるように設定するとよい。該レーザ光ＬＢは、足首以外の人に当たることがなく、不快感を与えることがない。

また、レーザ２０４は左スイッチ１５０Ｌ内に一体的に設けられていることから、レーザ光ＬＢの光軸を確認及び調整することにより、投光部２００及び受光部２０２の光軸が一体的に調整され、簡便である。

左スイッチ１５０Ｌは反射型であることから、単体で運転者の左足を検知することができ、簡便構成となる。図５から明らかなように、左スイッチ１５０Ｌは小型であって、模擬自転車１２の横幅内及び全長内に収まり、周囲の障害物に干渉することがなく、且つ搬送、収納に便利である。左スイッチ１５０Ｌは、投光及び受光面が透明のケースで覆われており、耐水性及び耐塵性等に優れる。

左スイッチ１５０Ｌは、フロントフォーク２９Ｌに対してブラケット（向きの調整機構）２０６を介して適度な高さ位置に設けられており、ナット２０８により固定されている。ナット２０８を緩めることにより、左スイッチ１５０Ｌは下方向に向きを調整することができる。これにより、左スイッチ１５０Ｌの初期の向き調整又は運転者の個人差に応じた向きの調整が可能となる。左スイッチ１５０Ｌは地面に対して適度な高さに設けられ、床面に直接配置する必要はなく、耐水性及び耐塵性が一層向上する。

フロントフォーク２９Ｌは左斜め下方向に広がる形状であることから、左スイッチ１５０Ｌは模擬自転車１２の中央から左にややオフセットした位置に配置可能となり、運転者の左足を一層確実に検出することができる。

左スイッチ１５０Ｌの投光の向きは、ペダル３８Ｌの回転範囲よりも下で、可及的に下の箇所で、且つ適度に反射をするように略垂直な面に対して投射されるように設定するとよく、例えば運転者が降車したときにフレーム２０のフロントチューブ２０ａを跨いで両足を地面に付けたときの足首に向かって投射するとよい。

左スイッチ１５０Ｌの投光の向きは、水平よりやや下方に向かって投光し、対象物検出範囲５００（図６参照）は模擬自転車１２の全長内に収めるとよい。これにより、運転者の足を検出しやすく、光が他の物体に反射することが防止でき、しかも足首以外の人に当たることがなく、不快感を与えることがない。

左スイッチ１５０Ｌの向きは旋回方向にも調整可能であってもよい。左スイッチ１５０Ｌで用いる光は可視光である必要はなく、例えば赤外光であってもよい。左スイッチ１５０Ｌは、例えば接地プレート２９ａ上や、ポスト３２Ｌに設けられていてもよい。

左スイッチ１５０Ｌを例に説明をしたが、右スイッチ１５０Ｒについては左スイッチ１５０Ｌと左右対称位置に設けられており、床についた運転者の右足を検出するように設定されており、それ以外の構成は左スイッチ１５０Ｌと同様である。左スイッチ１５０Ｌと右スイッチ１５０Ｒとを一体的構成とし、模擬自転車１２の中央位置（例えばヘッドチューブ２６の下部）に設けてもよい。この場合、各光軸が左右に広がるようにしておくとよい。

なお、右スイッチ１５０Ｒを省略して左スイッチ１５０Ｌのみを設けてもよい。日本国では左側通行であることから、一時停止時に運転者は左側に足を付くことが望ましいとされ、押し歩き時には左側に降りることが望ましいとされている。したがって、左スイッチ１５０Ｌのみを設けることにより、左側に足を付き、又は左側に降りることを運転者に習慣付けさせることができて好適であるとともに、右スイッチ１５０Ｒを省略することにより簡便且つ廉価となる。

上述したように、本実施の形態に係る二輪車シミュレーション装置１０では、光スイッチ１６を設けることによって、運転者が床に足を着く動作を模擬的に実現することができる。

また、光スイッチ１６をフレーム２０に設けることにより、簡便に設置可能である。つまり、左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒは、一度設定を行えば基本的には再調整が不要であり、模擬自転車１２に対して別体的に配置し、又は調整をする必要がない。もちろん、メンテナンス時や運転者の個人差に応じて光軸等の調整を行うこともできる。また、左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒは小さく、模擬自転車１２の横幅内に収まって搬送及び収納に好適である。

次に、図７に示すように、副制御部５８は、入力インタフェース部１７０と、ドライバ部１７２と、第１通信部１７４とを有し、主として、模擬自転車１２の電気的な機構と主制御部１８との間のインタフェース的な作用を奏する。入力インタフェース部１７０は、マイクロホン５２及び前記の各種センサと接続されており、アナログ信号及びデジタル信号の入力を行う。ドライバ部１７２は、モータ９６の制御を行う。第１通信部１７４は、主制御部１８との間で各種のデータの授受を行う。

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の音声出力を行う音声ドライバ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、前記第１通信部１７４との通信制御を行う第２通信部１９２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。また、主制御部１８は大容量の記憶部１９４と接続されており、種々のデータの書き込み及び読み取りが可能である。

次に、このように構成される二輪車シミュレーション装置１０を用いて、自転車の模擬運転を行う方法について図８〜図２１を参照しながら説明する。以下の説明は、所定の電源スイッチをオンとして主制御部１８及び副制御部５８を起動した後に主制御部１８と副制御部５８が協動的に行う処理に関するものである。以下の説明では、主制御部１８の処理と副制御部５８の処理を区別しないで説明し、また、断りのない限り表記したステップ番号順に処理が実行されるものとする。

図８のステップＳ１において、光スイッチ１６がオンとなったか否かを確認する。つまり、光スイッチ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、運転者が光スイッチ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（図９参照）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（以下、まとめて「指示を行う」という）。さらに、「子供用体験コースはハンドルを左に、大人用体験コースはハンドルを右に操作してください。」という指示を行う。

このように、光スイッチ１６の対象物検出検出範囲に足を付く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、子供でも模擬運転を行うことができる。

ステップＳ３において、光スイッチ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、光スイッチ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。

この際、舵角センサθ_Hの信号に基づき、ハンドル２８が左に操作されていると認識される場合には子供用体験コースであって、運転者は子供であると判定される。また、右に操作されていると認識される場合には大人用体験コースであって、運転者は大人であると判定され、それぞれコースに応じた所定のフラグをセットする。

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。

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。

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。

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。

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Ｓ２へ戻り模擬運転を続行する。また、ステップＳ５、Ｓ７及びＳ９の処理の終了後においてもステップＳ２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、光スイッチ１６がオンとなったか否かを確認する。この場合、光スイッチ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、光スイッチ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、運転者が光スイッチ１６の対象物検出範囲に一旦足を付いたが模擬自転車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、走行モードについて説明する。走行モードとは、運転者がサドル２４に座りながらペダル３８Ｌ及び３８Ｒ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。

図１０に示すように、走行モード（図８のステップＳ５）では、先ず、ステップＳ１０１において、データ入力処理を行う。この入力処理では舵角センサ５０、回転センサ１０６Ｌ、１０６Ｒ、速度ピックアップ１２０、左近接センサ１３２Ｌ、右近接センサ１３２Ｒ及び後退スイッチ１４０の信号を読み取る。このうち、アナログ信号については所定のＡＤ変換を行い、デジタル化したデータを読み込む。

また、この入力処理では、速度ピックアップ１２０から入力されるデータをＦＶ変換して模擬的な走行速度Ｖを求める。この際、想定されるギア段が高いときには、ＦＶ変換により求められたフライホイール３０の回転速度に対してギア段に対応した１．０以上の速度係数を乗算して走行速度Ｖを求める。

さらに、必要に応じて走行距離、最大速度、平均速度、走行時間等を求め、画面１４ａに表示するとよい（図１２参照）。さらにまた、必要に応じて左近接センサ１３２Ｌ、右近接センサ１３２Ｒからクランク軸３４の回転数を求めて、画面１４ａに表示してもよい。このクランク軸回転数に応じて、画面１４ａ上の運転者の足の回転速度を変えて表示すると、より現実的な画像が得られる。クランク軸回転数を適当な値に保持することは自転車の長距離走行時において身体的に重要なことであり、該クランク軸回転数を画面１４ａ上に表示するとトレーニングの用途として好適である。

走行速度Ｖは、必ずしも速度検出部４６により求められるものでなくても、運転者がペダル３８Ｌ及び３８Ｒを漕ぐことによって発生するパラメータに基づくものであればよく、例えば、前記クランク軸回転数とブレーキ操作の量を示す回転センサ１０６Ｌ及び１０６Ｒの信号から推定するようにしてもよい。

ステップＳ１０２において、前記音声認識部１９０の作用下に音声入力処理を行い、マイクロホン５２から入力された運転者の音声を認識する。

ステップＳ１０３において、フライホイール３０に対する負荷制御を行う。この負荷制御では、模擬運転の状況が加速時又は登坂時である場合には負荷を増大させ、平坦走行時又は下り走行時である場合には負荷を軽減させる。また、回転センサ１０６Ｌの信号と回転センサ１０６Ｒの信号の加算値に略比例させて負荷を増大させる。回転センサ１０６Ｌ及び１０６Ｒの信号はブレーキ操作と連動することから、これらのブレーキ操作により負荷が増大して制動作用を奏する。

フライホイール３０に対する負荷は、前記のとおり、モータ９６の作用下に負荷板９０の傾斜角度を調整し、フェライト磁石９８とリム３０ａとの距離を変更することにより行われる。

ステップＳ１０４において、走行状況がコーナリング（曲がり角の走行及びＵターン等を含む）中である場合のコーナ制御を行う。

ステップＳ１０５においては、所定の条件を調べることにより走行モードを終了するか否かを判断する。続行する場合には前記ステップＳ１０１へ戻る。

なお、この走行モードの実行中においては、光スイッチ１６の信号を調べ、走行速度Ｖが０でない走行中に、光スイッチ１６がオンとなったときには、「走行中に足を着かないでください。」という指示を行うとよい。二輪車シミュレーション装置１０の模擬運転を終了する際には、運転者は光スイッチ１６の対象物検出範囲５００（図６参照）に足を付くだけで足り、特別な操作を行う必要がない。

一方、図１０に示した走行モードの処理とは別に、マルチタスク処理によって表示制御部１８４の処理が同時並行的に実行される。この表示制御部１８４では、走行モードの実行部とデータの授受を行いながら実行され、画面１４ａに表示する情景を変更するための制御を行う。この表示制御では、前記ステップＳ１０１で求めた走行速度Ｖ及び、舵角センサ５０により検出されるハンドル２８の舵角θ_Hに基づいて画面１４ａに表示する情景をリアルタイムで変更する。

また、画面１４ａに表示される情景の視点は、前記ステップＳ１０２で得られた音声に基づいて変更され、該音声が「ひだり」であるときには、運転者の左方と想定される情景を表示し、「みぎ」であるときには、右方と想定される情景を表示する。音声が「まえ」であるときには、前方の表示に戻す。

さらに、音声が「うえ」であるときには、斜め後方から鳥瞰視点で前方をみた情景を自転車の画像及び該自転車に搭乗した人物の画像とともに表示させる。音声が「した」であるときには、運転者自身の視点で前方をみた情景を表示させる。音声が「こうほう」（後方）であるときには、後方を走る仮想車両から前方をみた情景を表示させる。

この表示制御部１８４は、足着きモード、歩行モード及び後退モードにおいてもマルチタスクとして同時並行的に実行され、画面１４ａの表示をリアルタイムで行う。

図１１に示すように、走行モードにおけるコーナ制御（図１０のステップＳ１０４）では、先ず、ステップＳ２０１において、走行速度Ｖが０であるか否かを確認する。走行速度Ｖが０であるときには停止中であることから、コーナ制御の処理を終了し、Ｖ＞０であるときには走行中と判断してステップＳ２０２へ移る。

ステップＳ２０２において、走行速度Ｖとハンドル２８の舵角θ_Hから模擬的なバンク角θ_Bを求める。バンク角θ_Bを求め、種々の走行状況を作り出すことにより、臨場感のある模擬運転が可能となる。

ステップＳ２０３において、バンク角θ_Bが所定閾値以上であるか否かを確認する。バンク角θ_Bが閾値以上である場合にはコーナ制御を終了し、閾値未満である場合にはステップＳ２０４へ移る。

ステップＳ２０４において、ハンドル２８の舵角θ_Hを確認する。舵角θ_Hが０であるときには直進中であることからコーナ制御の処理を終了する。舵角θ_Hがプラス値であり左方向へ操舵中であるときにはステップＳ２０５へ移り、マイナス値であり右方向へ操舵中であるときにはステップＳ２０６へ移る。

ステップＳ２０５において、左のクランク３６Ｌが下方を向いているか否かを確認する。具体的には、左近接センサ１３２Ｌがオンであるときにはクランク３６Ｌが下方を向いていることから、左近接センサ１３２Ｌの信号を調べ、該信号がオンであるときにはステップＳ２０７へ移り、オフであるときにはコーナ制御の処理を終了する。

ステップＳ２０６において、右のクランク３６Ｒが下方を向いているか否かを確認する。具体的には、右近接センサ１３２Ｒがオンであるときにはクランク３６Ｒが下方を向いていることから、右近接センサ１３２Ｒの信号を調べ、該信号がオンであるときにはステップＳ２０７へ移り、オフであるときにはコーナ制御の処理を終了する。

ステップＳ２０７において、警告処理を行う。つまり、このステップＳ２０７は、コーナリング中でバンク角θ_Bが所定角度以上である場合であって、しかもコーナ内側のクランク３６Ｌ又は３６Ｒが下方を向いているときであることから、模擬運転の状況が、クランク３６Ｌの先端に設けられたペダル３８Ｌ又はクランク３６Ｒの先端に設けられたペダル３８Ｒが路面と擦れることとなる。このような状況を警告として発することにより、運転者に対して不正確な運転をしないように自転車の基礎的な運転方法を習得させることができる。

この警告は、前記警告部１８８（図７参照）が表示制御部１８４及び音声ドライバ１８６と協動的に行い、スピーカ１５からペダル３８Ｌ及び３８Ｒが路面と擦れる模擬音を発生させるとともに、前記表示制御部１８４において自転車及び自転車に搭乗した人物が揺動する画像を画面１４ａに表示させる（図１２参照）。また、この画像では、特に、路面に擦っているペダル３８Ｌ又は３８Ｒを点滅表示、変色表示等により強調させてもよい。また、「警告」等の文字を画面１４ａに表示させて強調させてもよい。

このように視覚的及び聴覚的に運転者に対して警告することにより、該運転者はあたかも実際にペダル３８Ｌ又は３８Ｒを路面に擦ったように感じることができ、自転車の運転を習得する上で非常に効果的である。

また、運転者の好みに応じて、この警告の方法は選択的にしてもよく、例えば、電子的な警告音を発したり、音声で「ペダルが路面と擦れています。」と知らせるようにしてもよい。また、二輪車シミュレーション装置１０をゲーム用として使用する場合には、このステップＳ２０７においてスコアの減点処理を行うとよい。この減点処理は各種の警告処理中において行ってもよい。

このステップＳ２０７の後、コーナ制御処理を終了する。なお、このコーナ制御では、コーナ内側のクランクの状態のみを検査対象としているが、反対側であってコーナ外方側となるクランクの状態を検査してもよい。つまり、自転車の高速コーナリング中には、コーナ外方側のペダルを押圧気味に踏み下げておくことがよいとされていることから、コーナ外方側のクランクが正しく下げられていることを確認して、加点処理等を行うようにしてもよい。

コーナ制御において、警告を発する警告部であるステップＳ２０７は、バンク角θ_Bとは無関係に、クランクが下げられている方向と同方向にハンドル２８が所定量以上操作されている場合に警告を発するようにしてもよい。また、走行速度Ｖと舵角θ_Hに基づく所定のマップを検索することにより警告を発するようにしてもよい。

次に、足着きモードについて説明する。足着きモードとは、運転者に対して、一時停止箇所等で停止させるとともに足を路面に着かせて、安全確認等の動作を行わせるためのモードである。

図１３に示すように、足着きモード（図８のステップＳ７）では、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２において、前記ステップＳ１０１及びステップＳ１０２（図１０参照）と同様のデータ入力処理及び音声入力処理を行う。

次いで、ステップＳ３０３において、走行速度Ｖが０であるか否かを確認する。走行速度Ｖが０でないときには、ステップＳ３０４において警告処理を行い、その後ステップＳ３０１へ戻る。つまり、走行速度Ｖが０となるまでステップＳ３０１〜Ｓ３０４を連続的に行いながら待機する。走行速度Ｖが０であるときには次のステップＳ３０５へ移る。

ステップＳ３０４における警告処理とは、例えば、「ブレーキをかけて停止して下さい。」等の指示を行う。また、模擬運転の状況が、交差点等における停止線をオーバしたと判断されたときには、より高レベルの警告として、大きい音量の警告や、より強調された表示の警告を行い、又は模擬運転を中断するようにしてもよい。

ステップＳ３０５において、前記ステップＳ１と同様に、光スイッチ１６がオン（つまり、左スイッチ１５０Ｌ、右スイッチ１５０Ｒの少なくとも一方がオン）となったか否かを確認する。光スイッチ１６がオンとなったときにはステップＳ３０７へ移り、オフであるときにはステップＳ３０８へ移る。

ステップＳ３０６において、表示制御部１８４により自転車の画像と該自転車のサドルに着座したまま路面に足を着いた人物の画像（図１４参照）を画面１４ａに表示する。また、画面１４ａに「左右の安全確認をして下さい。」という指示を行う。

このステップＳ３０６では、例えば、確実に左右を確認させるために、運転者に「左」、「右」と発声させるようにしてもよい。この場合、音声を音声認識部１９０で認識し、一時停止箇所における左右の画像を画面１４ａに表示させ、これらの画像に接近する車両が表示されているときには、再発進を禁止するようにするとよい。

ステップＳ３０７において、足着きモードが解除されたか否かを確認し、非解除であるときにはステップＳ３０１へ戻り足着きモードの処理を続行し、解除されたときには足着きモードの処理を終了する。足着きモードは、例えば、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。

一方、ステップＳ３０８では、走行速度が０となっているが運転者が足を着いていない状態であり、足着き警告を行う。すなわち、自転車に限らずオートバイ等を含む二輪車を運転する際に、一時停止の標識のある箇所では足を着いて確実に停止することが安全教育上重要である。つまり、減速するだけ、又は一瞬停止して足を着かずに再発進するようなことは避けなければならない。従って、光スイッチ１６の信号に基づいて足を着いてないと確認される場合には足着き警告を行う。

この足着き警告は、図１５に示すように、前記表示制御部１８４において、自転車及び自転車に搭乗した人物が転倒（又は揺動）する画像を画面１４ａに表示させるとよい。「警告」、「完全に停止して足を着いて下さい。」等の指示を行うようにしてもよい。

また、このステップＳ３０８が実行される回数をカウントし、該回数が所定値以上となったときには、自転車が完全に倒れた画像を画面１４ａに表示するとともに、前記の高レベルの警告を行うようにしてもよい。

ステップＳ３０９において、前記ステップＳ３０７と同様に、足着きモードが解除されたか否かを確認し、解除されたときには足着きモードの処理を終了し、非解除であるときにはステップＳ３０５へ戻る。

次に、歩行モードについて説明する。歩行モードとは、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。

図１６に示すように、歩行モード（図８のステップＳ９）では、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０４において、前記ステップＳ３０１〜Ｓ３０４と同様の処理、つまりデータ入力処理、音声入力処理、走行速度の確認処理及び警告処理を行う。

ステップＳ４０３において走行速度Ｖが０であるときには、ステップＳ４０５において、運転者が歩行しているか否かを確認し、歩行を検知したときにはステップＳ４０６へ移り、それ以外のときにはステップＳ４０８へ移る。

この場合の歩行の検知は、図１７に示すように、左スイッチ１５０Ｌと右スイッチ１５０Ｒの信号に基づいて行われ、左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒの両方が所定時間以上連続的にオフである期間Ｔ１は、乗車中と判断される。左スイッチ１５０Ｌ又は右スイッチ１５０Ｒの一方のみが所定時間以上オンである期間Ｔ２及び期間Ｔ４は、片足着地と判断される。左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒの両方が所定時間以上連続的にオンである期間Ｔ３は、両足着地と判断される。左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒが交互にオン・オフを繰り返し、且つ左スイッチ１５０Ｌと右スイッチ１５０Ｒが双方ともオンとなる時間ｔが存在する期間Ｔ５は押し歩き中と判断される。また、左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒが交互にオン・オフを繰り返し、且つ左スイッチ１５０Ｌと右スイッチ１５０Ｒが双方ともオンとなる時間がない期間Ｔ６は押し走り状態と判断される。

つまり、ステップＳ４０５においては、期間Ｔ５であるときにはステップＳ４０６へ移り、期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４及びＴ６であるときにはステップＳ４０８へ移る。

ステップＳ４０６においては、表示制御部１８４により降車した運転者が自転車を押し歩きしている画像を画面１４ａに表示する（図１８参照）。このとき、舵角センサ５０により検出される舵角θ_Hに基づいて画面１４ａ上の自転車の進行方向を変更させてもよい。また、押し歩きと押し走り区別を判断して前進速度を変更させてもよい。

ステップＳ４０７において、歩行モードが解除されたか否かを確認し、非解除であるときにはステップＳ４０１へ戻り歩行モードの処理を続行し、解除されたときには歩行モードの処理を終了する。歩行モードは、例えば、押し歩きをしている歩道又は横断歩道の終端部に達したときに解除される。

一方、ステップＳ４０８においては、運転者が押し歩きをしていない状態であり、歩行警告を行う。すなわち、歩道では自転車等の二輪車は押し歩くこととされており、押し歩きをしていないときには光スイッチ１６の信号に基づいて所定の警告を行う。

この歩行警告としては、「警告」、「停止してから押し歩いて下さい。」、「歩いて下さい。」、「走らないで下さい。」等の指示を行う。また、このステップＳ４０８が実行される回数をカウントし、該回数が所定値以上となったときには、前記の高レベルの警告を行うようにしてもよい。

ステップＳ４０９において、前記ステップＳ４０７と同様に、歩行モードが解除されたか否かを確認し、解除されたときには歩行モードの処理を終了し、非解除であるときにはステップＳ４０５へ戻る。

次に、後退モードについて説明する。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。例えば、図１９に示すように車道の左側を走行中に交差点で右折しようとするとき、矢印Ａで示す経路のように、一度直進してから方向を変えて横断歩道３００を押し歩くこととなるが、信号が赤であるときには一度歩道３０２へ待避するために後退することとなり、このとき後退モードとなる。

また、図２０に示すように、自転車の前方の模擬障害物３０４に接近しすぎた場合には自転車は前進することができなく後退しなければならないため、このような場合においても後退モードとなる。これらの場合以外にも駐輪場への自転車の出し入れ時等の後退動作を模した後退モードを設定してもよい。

図２１に示すように、後退モード（図８のステップＳ１１）では、ステップＳ５０１〜ステップＳ５０４において、前記ステップＳ３０１〜Ｓ３０４と同様の処理、つまりデータ入力処理、音声入力処理、走行速度の確認処理及び警告処理を行う。

ステップＳ５０３において走行速度Ｖが０であるときには、ステップＳ５０５において前記ステップＳ１と同様に、光スイッチ１６がオンとなったか否かを確認する。光スイッチ１６がオンとなったときにはステップＳ５０６へ移り、オフであるときにはステップＳ５０３で待機する。

ステップＳ５０６において、後退スイッチ１４０がオンとなったか否かを確認する。後退スイッチ１４０がオンとなったときにはステップＳ５０７へ移り、オフであるときにはステップＳ５０６で待機する。つまり、降車して自転車を後退させるときには、左手でハンドル２８の左部を握り、右手でサドル２４を握りながら後退することが一般的である。（図１９及び図２０の人物の画像参照）サドル２４を握らずにハンドル２８だけを握ったまま後退させようとすると、ハンドル２８はヘッドチューブ２６の部分で回転してしまい、後退する方向が定まらないからである。従って、サドル２４をレバー１４２とともに握ることにより自転車を後退させる正しい姿勢が得られ、このとき後退スイッチ１４０がオンとなることから、該後退スイッチ１４０の信号を検出することにより自転車を後退させる準備ができたことを認識可能となる。

また、後退スイッチ１４０は、サドル２４の後方下部に設けられていることから、運転者がサドル２４に着座して前記走行モード等における通常の模擬走行を行っている時には触れにくく後退スイッチが誤操作されるおそれがない。つまり、後退スイッチ１４０は運転者が降車したときのみ操作しやすい位置に配置されており、降車して行う後退動作がより現実的となる。

ステップＳ５０７において、前記ステップＳ４０５と略同様に、歩行の検知を行い、歩行を検知したときにはステップＳ５０８へ移り、それ以外のときにはステップＳ５１０へ移る。このとき、運転者は模擬自転車１２の横に降車していることから、光スイッチ１６のうち左スイッチ１５０Ｌと右スイッチ１５０Ｒの何れか一方の対象物検出範囲５００（図６参照）に所定の時間間隔で足を付くこととなる。従って、例えば、運転者が模擬自転車１２の左側に降車する場合を想定すると、図１７のタイムチャートのうち左スイッチ１５０Ｌの信号のみに基づいて歩行状態を検出してもよく、期間Ｔ５及びＴ６を歩行状態と判定すればよい。

ステップＳ５０８においては、図１９及び図２０に示すように、表示制御部１８４により降車した運転者が自転車を押しながら後退している画像を画面１４ａに表示する。このとき、舵角センサ５０により検出される舵角θ_Hに基づいて画面１４ａ上の自転車の後退方向を変更させてもよい。

ステップＳ５０９において、後退モードが解除されたか否かを確認し、非解除であるときにはステップＳ５０１へ戻り後退モードの処理を続行し、解除されたときには後退モードの処理を終了する。図１９に示す例の場合、自転車が横断歩道３００から歩道３０２まで完全に後退したときに後退モードが解除される。

このように、後退モードにおいては、運転者が模擬自転車１２のグリップ検出部５６を操作するとともに光スイッチ１６の対象物検出範囲５００（図６参照）に所定の時間間隔で足を付くという動作に基づいて、画面１４ａがこれに対応した画像が表示されることから、運転者はあたかも自転車を実際に後退させているように感じることができる。また、充分に後退した後には後退モードが解除されて任意の方向に進むことが可能となる。従って、模擬運転中に自転車が前方の模擬障害物に接近しすぎた場合であっても、模擬運転を終了させたり、又は模擬障害物を消去するという不自然な処理を行う必要がなく、現実的である。

次に、右スイッチ１５０Ｒを省略し、左スイッチ１５０Ｌのみを設けた場合の処理手順について説明する。右スイッチ１５０Ｒは、例えば図２２に示すオン／オフ信号を副制御部５８に供給する。

図２３に示すように、先ず、ステップＳ６０１において、左スイッチ１５０Ｌの信号を入力する。

左スイッチ１５０Ｌの信号がオフであるときには、ステップＳ６０２において、足が床についていない状態であると判定し、ステップＳ６０３において対応する画面表示を行う。この場合は、図２２における期間Ｕ２に相当する。

左スイッチ１５０Ｌの信号がオンであるときには、ステップＳ６０４において、オン状態が所定閾値以上であるか否かを判断する。

オン状態が所定閾値以上であるときには、ステップＳ６０５において、足を床につけている状態であると判定し、ステップＳ６０３において対応する画面表示を行う。この場合は、図２２における期間Ｕ３に相当する。

オン状態が所定閾値未満であるときには、ステップＳ６０６において、押し歩きをしている状態であると判定する。この場合は、図２２における期間Ｕ１に相当する。次いで、ステップＳ６０７において、入力時間ｔ及び間隔ｕ（図２２参照）に応じて押し歩き速度を決定する。ステップＳ６０３において、決定した押し歩き速度に基づいて、運転者が二輪車を押し歩きする映像を表示する。

このように、１つの左スイッチ１５０Ｌに基づいて、足が床に着いていない状態（期間Ｕ２）、床に着けている状態（期間Ｕ３）及び押し歩きの状態（期間Ｕ１）を認識することが可能となる。

次に、二輪車シミュレーション装置１０の変形例について説明する。

第１の変形例としては、図２４に示すように、左スイッチ１５０Ｌのさらに左側に、該左スイッチ１５０Ｌと同様の付加スイッチ１５１を設けておくことにより、歩行モード及び後退モードで左スイッチ１５０Ｌの対象物検出範囲と付加スイッチ１５１の対象物検出範囲に交互に足を付いて模擬的な歩行を行うようにしてもよい。これにより、実際の押し歩きと同じ姿勢で歩行動作及び後退動作を行うことができ、一層臨場感が高まる。この場合、運転者は、左足で付加スイッチ１５１の対象物検出範囲に足を付き、右足で左スイッチ１５０Ｌの対処物検出範囲に足を付く。

この場合、左スイッチ１５０Ｌ，右スイッチ１５０Ｒ及び付加スイッチ１５１は、接地プレート２９ａの上面に設けている。

接地プレート２９ａは左右に延在する形状であることから、左スイッチ１５０Ｌ，右スイッチ１５０Ｒ及び付加スイッチ１５１を中央から左右にオフセットした位置に配置可能となり、運転者の右足及び左足を一層確実に検出することができる。さらに、左スイッチ１５０Ｌ，右スイッチ１５０Ｒ及び付加スイッチ１５１は地面に近い位置に配置されることになり、運転者の足が地面に付く瞬間を一層正確に検出することができる。

左スイッチ１５０Ｌと付加スイッチ１５１はフロントフォーク２９Ｌを挟んで隣接した位置に設けてもよい。これにより付加スイッチ１５１を過度に左側に突出させることがなく、二輪車シミュレーション装置１０の横幅を無駄に広げることがない。

第２の変形例としては、図２５に示すように、投光部５２０及び受光部５２２が別体の光スイッチ５２４を用いる。投光部５２０は前記の左スイッチ１５０Ｌと同様にフロントフォーク２９Ｌに設けられている。受光部５２２は、バックスタンド３２のポスト３２Ｌに設けられている。光スイッチ５２４は透過型であることから、運転者の足の色の影響を受けずに検出が可能となる。

ポスト３２Ｌは、左斜め下方に広がる形状であることから、受光部５２２は模擬自転車１２の中央より左にオフセットした位置に配置可能となり、投光部５２０に対して光軸を合わせやすく、しかも運転者の左足を一層確実に検出することができる。

仮想線で示すように受光部５２２は、枠体３２ａに設けてもよい。枠体３２ａは左右に延在する形状であることから、受光部５２２を中央から左にオフセットした位置に配置可能となり、運転者の左足を確実に検出することができる。さらに、受光部５２２は地面に近い位置に配置されることになり、運転者の足が地面に付く瞬間を一層正確に検出することができる。

投光部５２０を前記の左スイッチ１５０Ｌに置き換え、受光部５２２を反射板に置きかえてもよい。

第３の変形例としては、図２６に示すように、左スイッチ１５０Ｌをアーム５３０を介して左側方に設け、その光軸を横方向に設定している。この構成によれば１つの左スイッチ１５０Ｌにより運転者の右足及び左足の双方を検出可能となる。アーム５３０は接地プレート２９ａに対して傾動可能とし、搬送及び収納時には折り畳んでおくとよい。

二輪車シミュレーション装置１０で模擬運転上の対象となる二輪車は、オートバイ、三輪式自転車又はモータアシストサイクル等でもよく、シートに跨って運転する乗り物で、実質的に二輪車とみなせるものであればよい。

本発明に係る二輪車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る。

本実施の形態に係る二輪車シミュレーション装置の斜視図である。模擬自転車の拡大一部断面側面図である。駆動力伝達部の一部断面平面図である。駆動力伝達部の模式斜視図である。左スイッチ及びその周辺の拡大斜視図である。光スイッチによる対象物検出範囲を閉める模擬二輪車の略式平面図である。二輪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。二輪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。開始画面を示す図である。走行モードのフローチャートである。コーナ制御のフローチャートである。コーナ走行中の警告を示す画面上の表示である。足着きモードのフローチャートである。足着きモード中で、一時停止をしている状態を示す画面上の表示である。足着きモード中の警告を示す画面上の表示である。歩行モードのフローチャートである。光スイッチにおける右スイッチ及び左スイッチの入力信号タイムチャートである。歩行モード中の画面上の表示である。後退モード中で、横断歩道から後退する状態を示す画面上の表示である。後退モード中で、障害物の近傍から後退する状態を示す画面上の表示である。後退モードのフローチャートである。左スイッチの入力信号タイムチャートである。左スイッチの入力信号に基づく歩行判断のフローチャートである。第１の変形例に係る二輪車シミュレーション装置の斜視図である。第２の変形例に係る二輪車シミュレーション装置の斜視図である。第３の変形例に係る二輪車シミュレーション装置の斜視図である。

符号の説明

１０…二輪車シミュレーション装置１２…模擬自転車
１４…モニタ１４ａ…画面
１５…スピーカ１６、５２４…光スイッチ
２０…フレーム２４…サドル
２８…ハンドル２９Ｌ、２９Ｒ…フロントフォーク
２９ａ…接地プレート３２…バックスタンド
３２Ｌ、３２Ｒ…ポスト３２ａ…枠体
１５０Ｌ…左スイッチ１５０Ｒ…右スイッチ
２００、５２０…投光部２０２、５２２…受光部
２０４…レーザ１５１…付加スイッチ
５００…対象物検出範囲５００ａ…中心線
ＬＦ…左足ＬＢ…レーザ光

Claims

フレーム体（２０）、運転者が着座するシート（２４）及び運転者が操作する操縦部（２８）を備える模擬二輪車（１２）と、
前記模擬二輪車（１２）の近傍の床に前記運転者が足を着いたことを検知する運転者検知部（１６）と、
前記操縦部（２８）の操作及び前記運転者検知部（１６）の信号に基づいて情報を表示する表示部（１４）と、
を有する二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記運転者検知部（１６）は光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）を有し、前記フレーム体（２０）に設けられており、
平面視又は運転者の視点からみて、前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）が発する光の対象物検出範囲の中心線又は光軸と略一致する視認可能なレーザ光を発するレーザ（２０４）を有することを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記レーザ光は、光軸が水平よりも下方に向かって指向していることを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１又は２記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記レーザ（２０４）は前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）に固定され、又は一体構成であることを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）は反射型であることを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）は透過型であることを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記フレーム体（２０）は、ハンドル（２８）の下部で、左右斜め下方に向かって拡開する形状の支持台（２９Ｌ、２９Ｒ）を有し、前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）の少なくとも一部は前記支持台（２９Ｌ、２９Ｒ）に設けられていることを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記フレーム体（２０）は、地面に沿って左右方向に延在する接地体（２９ａ）を有し、
前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）の少なくとも一部は前記接地体（２９ａ）に設けられていることを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）は、向きの調整機構（２０６）を有することを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記光学手段（１５０Ｌ、１５０Ｒ）は１つであり、前記運転者が前記模擬二輪車（１２）の左側の床に足を着いたことを検知することを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜９のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記運転者検知部（１６）は前記運転者の左又は右の足が床に着いたことを検知するように１つ設けられ、
前記運転者検知部（１６）が、前記運転者の左又は右の足が床に着いたことを所定間隔で検出するときに、二輪車と該二輪車を押し歩きする人物の画像を前記表示部（１４）に表示させることを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記運転者検知部（１６）により、前記運転者が床に足を着いたことを検知したときに、前記二輪車のシートに着座したまま路面に足を着いた人物の画像又は前記二輪車の横に起立している人物の画像を前記表示部（１４）に表示させることを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の二輪車シミュレーション装置（１０）において、
前記運転者検知部（１６）の信号に基づき、模擬運転を自動的に開始し又は終了することを特徴とする二輪車シミュレーション装置（１０）。