JP5774847B2 - 車両走行再現評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両走行再現評価装置、特にサーキットなどを走行する車両から、走行時のデータを収集、記録し、そのデータを再現及び解析して運転技能の評価や車両性能を評価する車両走行再現評価装置に関するものである。

車両競技などにおいては、その出走前に車体の調整及び運転者の運転技量向上のために試験走行を行うことが多い。この試験走行では、車両に測定装置を積載し、走行中の車両から、各時点における速度、加速度、などの各種データを収集記録し、 その記録データを解析して運転技量を向上させることが行われる。

従来においては、特許文献１として挙げているような、車両の試験走行で走行中の車両から、各時点における速度、加速度、などの各種データを測定及び記録し、表示演算装置においてその記録データから他のパラメータを検出したり記録内容の一部を表示する装置がある。この従来装置では、２軸加速度センサの計測した二つの加速度情報と速度検出センサから検出した速度情報から車体の傾斜角とコーナリング半径（旋回半径）を演算により検出するデータ検出手段を付加したことを特徴としている。

特開２００４−３１８２１６号公報

しかし、上記従来の装置では、記録データの表示に関しては、特許文献１の図３に示すような時系列データ周回区切り表示を行う程度であり、周回コースのマップ上への車両位置の表示も行われないばかりでなく、加速度表示も行われておらず、せっかく各種データを記録し、且つ車体の傾斜角及び旋回半径を求めても、これらの要素を運転技量の向上に役立つように使っていないという問題があった。

また、サーキットなどにおけるコーナーへの進入と脱出についてのドライバーへの技量の向上を促すような評価については全く考慮されていないというのが現状であった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、車両の運転中に生じる加速度の変化、コース取りに関わる旋回半径の変化を一目で認識させ、且つ再現された周回ラップにおける運転操作が技量の上から良好なものであるかどうかを判定する機能を持つ車両走行再現評価装置を提供することである。

上記の技術的課題を解決するために、走行中の車両の各種データを時系列に測定し記録する測定・記録手段と、前記測定・記録手段からのデータを基に車両の走行状況を再現表示し運転を評価する再現・評価手段とを備えた車両走行再現評価装置として、再現・評価手段に測定データを解析する解析手段を備え、この解析手段により、ＧＰＳのマップ上における車両走行経路を基に車両走行の旋回半径を演算により求め、車両の加減速に伴う加速度と、旋回加速度と、前記旋回半径とを、表示手段の１つのグラフ画像の中に時系列で表示するようにしたことを特徴とするものである。

上記測定・記録手段は、車両に搭載され、走行中の車両の速度を検出する速度センサと、走行中の車両の位置を検出するＧＰＳ受信機と、走行中の車両の加速度を検出する加速度センサと、検出された各種データを記録するデータ記録手段と、タイマーとを有し、走行中の車両の各種データを時系列に測定し記録する機能を持つ。

上記再現・評価手段は、上記測定・記録手段からのデータを格納する記憶手段と、記憶手段からデータを読み出すデータ読出手段と、読み出されたデータを再生する再生手段と、読み出されたデータを解析する解析手段と、前記再生または解析されたデータを表示する表示手段とを有し、前記測定・記録手段からのデータを基に車両の走行状況を再現表示し運転を評価する機能を持つ。

したがって、上記構成によれば、車両の加減速加速度と旋回加速度と前記旋回半径とが前記表示手段の１つのグラフ画像の中に表示されるから、どのようなハンドリング操作でコーナーへ進入するとどのような旋回半径が得られ、その時の旋回加速度はどれくらいかといったデータや、旋回加速度を低く抑えつつ車両を加速し脱出させるには旋回半径との関係でどのようなコース取りがより良いかなどをグラフ上で認識判断することができる。

本発明によれば、車両走行再現評価装置において、解析手段により、ＧＰＳのマップ上における車両走行経路を基に車両走行の旋回半径を演算により求め、車両の加減速に伴う加速度と、旋回加速度と、前記旋回半径とを、表示手段の１つのグラフ画像の中に時系列で表示するから、上記３つの要素の関係が一目瞭然となる。したがって、どのようなハンドリング操作でコーナーへ進入するとどのような旋回半径が得られ、その時の旋回加速度はどれくらいかといった判断が実感として捉えられる。また、旋回加速度を低く抑えつつ車両を加速しコーナーから脱出させるには旋回半径との関係でどのようなコース取りがより良いかなどをグラフ上で認識判断することができる。さらに、複数の周回ラップについて上記加減速加速度と旋回加速度と前記旋回半径とを１つのグラフ画像の中に重ね合わせて表示することにより、互いの運転技量の比較ができ、さらに評価が行われることにより、運転者の技量の向上に役立てることができる。

本発明に係る車両走行再現評価装置の一実施の形態における計測・記録手段の構成を示すブロック図である。 上記実施の形態に係る車両走行再現評価装置の再現・評価手段のハードウェア構成を示すブロック図である。 上記実施の形態における再現・評価手段の機能を説明する機能ブロック図である。 上記実施の形態において、コーナー部における旋回半径の算出方法を説明する図である。 上記実施の形態において、測定・記録部又は再現・評価部により得られた測定データ（車両データ）の一例を表にして示した図である。 上記実施の形態において、再生処理中における走行軌跡その他の再生データの、表示部における表示の一例を示す図である。 上記実施の形態において、加速度及び旋回半径表示画面の表示の仕方を説明する図である。 上記実施の形態において、加速度及び旋回半径表示画面の表示例を示す図である。 上記実施の形態において、加減速加速度及び旋回加速度を表す複数のドット点を生成させる車両データを時系列で示した図である。 上記実施の形態において、車両データの時系列をたどって再生処理をしたときの、加減速加速度及び旋回加速度を表すドット点がプロットされる遷移状態及び旋回加速度の変化を、個々の時間毎の円グラフで表示して示す図である。 上記実施の形態において、複数の車両データを再生し、その加速度及び旋回半径を同一グラフ図上に同時に表示した例を示す図である。 上記実施の形態において、２台分の車両データの例を表にして示した図である。 上記実施の形態において、２台分の車両データについて、各車両データの時系列をたどって同時再生処理をしたときの、加減速加速度及び旋回加速度を表すドット点がプロットされる遷移状態及び旋回加速度の変化を、個々の時間毎の円グラフを表示して示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る車両走行再現評価装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態において用いられるハンドル・ペダル装置の一例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る車両走行再現評価装置の機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態において表示部に表示される車両走行状況の画像の一例を示す図である。

（実施の形態１）サーキットでの実際の試験走行
以下に、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る車両走行再現評価装置を構成する測定・記録部を示すブロック図である。図１において、符号１は測定・記録部を示すもので、車両に搭載されてその走行中における各種データを収集、記録する。この測定・記録部１は、当該測定・記録部１全体の動作制御を行う制御手段としてのＣＰＵ２と、ＣＰＵ２の動作タイミングをとるタイマー装置３と、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）衛星からの信号を受信して現在位置を求めるＧＰＳ受信機４と、車両の加速度を検出する加速度センサ５と、車両の速度を検出する速度センサ６と、サーキット内のコース上に決められた基準地点を検出する基準地点検出センサ７と収集したデータを格納するメモリ８と、ネットワーク９に接続されメモリ８に格納されたデータをネットワーク９に接続された他の機器やサーバなどへ送信したり、ネットワークを通してデータを取り込んだりする通信部１０とを備えている。加速度センサ５には、例えばジャイロスコープを組み込んだセンサ装置が用いられ、加減速加速度及び角加速度を測定可能である。また、加速度センサ５は用いないで速度センサ６で求めた速度データを時間微分する演算により加速度を求めることもできる。さらに、加速度センサ５も速度センサ６も用いないでＧＰＳ受信機４において得られた位置情報と時間情報から、位置データを時間微分演算して速度を求め、さらにその速度データを時間微分する演算により加速度を求める方法を採ることもできる。タイマー装置３については、ＣＰＵ２に内蔵させてもよい。ＧＰＳ受信機４はサーキット内における車両の刻々の位置を検出するから、位置情報を時系列で取得することにより、車両の走行軌跡を時系列で得ることができる。速度センサ６は、例えば単位時間当たりの車輪の回転数から求める。メモリ８には書き換え自在のＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）が用いられる。なおメモリ８には測定・記録部１が測定処理をし記録動作を行うためのプログラムも格納される。

図２は、本発明の上記第１の実施の形態に係る車両走行再現評価装置を構成する再現・評価部のハードウェア構成を示すブロック図である。図２において、符号１１は再現・評価部を示すもので、上記測定・記録部１からの記録データを取り込んで車両の走行状態を再現、評価する。この再現・評価部１１は、当該再現・評価部１１全体の動作制御及び測定データを演算処理して解析、再生等を行う制御演算部１２と、ネットワーク９に接続され当該ネットワークを通して他の機器やサーバなどの間でデータを送信したり、データを取り込んだりする通信部１３と、ネットワーク９を通して取り込んだデータを格納する記憶手段としてのＨＤＤ（ハードディスク）１４と、制御演算部１２において処理された結果を表示する手段であるディスプレイ１５とを備えている。制御演算部１２は各種演算を行うためのＣＰＵ１６と、ＣＰＵ１６の演算処理に必要なプログラム、データが展開されるＲＡＭ１７、およびその他の動作部（タイマーなど）を有している。

図３は本発明上記第１の実施の形態に対応して構成された再現・評価部１１の機能ブロック図である。再現・評価部１１は、本発明を実施するために、制御演算部１２にデータ取得部１８と、データ再生部１９と、データ解析部２０と、運転評価部２１とを備えている。図２に示された通信部１３は通信インタフェースを構成し、ＨＤＤ１４は記憶部を構成する。また、ディスプレイ１５は表示部を構成する。データ取得部１８は、制御演算部１２で実行される演算の種類に応じて必要なデータを記憶部１４から読み出す。データ再生部１９は、制御演算部１２が車両走行を再現するために、記憶部１４から読み出された再生用データを再生処理して表示部１５へ送付する。再生処理には、単一車両の走行軌跡を複数周回分ＧＰＳマップ上に展開し、それを時系列で表示する処理、或いは複数の車両データ（測定データを解析処理して得たデータ）に基づく走行軌跡を複数周回分ＧＰＳマップ上に同時に展開し、それを時系列で表示する処理などがある。ここで、「複数の車両データに基づく走行軌跡を展開する」とは、例えば車両又は運転者のうち少なくとも一方が異なる２種類の車両データを展開することのみならず、同一車両、同一運転者であっても、測定データの取得時間（日、時、分）が異なる車両データを展開する場合も含まれる。この実施の形態では車両２台分として考える。この場合は、２台の車両間で、測定・記録部１の基準点検知センサ７が検出した基準点を一致させることにより、別々に走行した２台の車両を表示部１５の画面上では競争しているように表示させ、互いの運転技量の比較評価が行える。データ解析部２０は、制御演算部１２が測定データから、加減速加速度と旋回加速度（Ｇ加速度）を求めて車両走行を再現するに当り、記憶部１４から読み出された解析用データを同一の加速度表示用のグラフ図上に表示するため、解析処理して表示部１５へ送付する。解析処理にはＧＰＳマップ上に展開された車両の走行軌跡から、旋回半径を求め、この旋回半径を上記加速度表示用のグラフ図上に表示する処理もある。また、運転評価部２１は解析部２０において演算により得られた結果を比較対照し、運転者の運転技量についての評価を出す。

以上のような構成を有する車両走行再現評価装置について、以下動作を説明する。測定・記録部１における車両走行に関する各種データの測定、記録については従来の車両走行データ収集装置（データロガー）における各種データの測定、記録と同様にして実行される。すなわち、ＧＰＳ受信機においては、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して走行中の車両の現在位置（サーキットを走行している刻々の位置）を演算により割り出し、時刻情報とともにメモリ８に記録する。時刻情報としては測定開始によりスタートされたタイマー装置３が刻む情報が使用される。また、そのサーキットの周回ごとのデータを区分けし明確にするため、サーキット内の所定の位置を測定のための基準点（ＰＰ）と定め、その基準点ＰＰを車両が通過した時点を基準地点検出センサ７によりカウントしてメモリに記録する。加速度センサ５はジャイロスコープなどの動作により車両の加速度を検出しメモリ８に記録する。速度センサ６は車輪の回転数をエンコーダー操作により読み取るなどの方法で車両の速度を検出しメモリ８に記録する。これらの各検出動作により収集された各種データがメモリ８に記録される。上記各種データはタイマー動作にしたがって時系列に測定され、時系列データとしてメモリ８に記録される。メモリ８に格納されたデータは通信部１０からネットワーク９を介して再現・評価部１１へ送信され、再現・評価部１１の通信部１３において受信される。再現・評価部１１へ送られたデータは記憶部１４に格納される。なお、測定・記録部１は車両ごとに取り付けられているから、再現・評価部１１へは複数の測定・記録部１から測定データが送信されることもあるし、同じ測定・記録部１からでも異なった時間（日、時、分）に取得された測定データが送信されることもあり得る。これらの測定データはすべて記憶部１４に格納される。
測定・記録部１から再現・評価部１１へ測定データを送る方法としては、上述のような通信部１０，１３間における直接のデータ通信方式でもよいし、或いは測定・記録部１からインターネットなどのウェブ上の格納サイトへアップロードしておき、再現・評価部１１側からは随意に測定データをダウンロードする方式を採ることもできる。また、車両走行再現評価装置の内部に測定・記録部１と再現・評価部１１とを組み込んでおき、装置内における転送処理によりデータの測定、及び測定データの送受信と再生表示をほぼ同時に行うようにしてもよい。
さらに、測定・記録部１から再現・評価部１１へ測定データを送る別の方法としては、例えば読出・書込手段であるリーダライターと外部記憶媒体による方法も考えられる。すなわち、測定・記録部１と再現・評価部１１のそれぞれにリーダライターを備えておき、測定・記録部１側のリーダライターを使って外部記憶媒体に測定データを記録し、次に再現・評価部１１側のリーダライターを使って上記外部記憶媒体から測定データを読み出してもよい。外部記憶媒体としては、ＣＤ、ＤＶＤ、その他のデータ記録が可能な媒体が用いられる。

再現・評価部１１においては各種の処理動作が実行される。一例としては、本発明の車両走行再現評価装置の動作において必要なデータを準備するための処理として、データ解析部２０により、コーナー部における旋回半径の算出処理が行われる。この旋回半径の算出は、図４に示す方法で行われる。図４において、曲線Ｌ１はＧＰＳデータの再生により得られるコーナー部における走行軌跡とする。この走行軌跡Ｌ１上に３つの点Ａ，Ｂ，Ｃ（Ｂを真ん中とする）を取り、
直線ＡＢの二等分線（直線）をＬ２とする。また、
直線ＢＣの二等分線（直線）をＬ３とする。そして、
直線Ｌ２と直線Ｌ３の交点をＱとして、ＱＢを走行地点Ｂにおける旋回半径とする、というものである。

データ解析部２０ではその他にも各種演算により必要なデータの算出が行われる。例えば、測定・記録部１に加速度センサ５が取り付けられていないときは、速度データの時系列変化を微分演算することにより加減速加速度を求め、また、上記旋回半径データと速度データから角速度、及び角加速度を求めることもできる。さらに時系列データとして取り込まれたデータを距離系列データにデータ変換する演算も行う。この距離系列データの作成には、時系列データとして表された速度データを積分演算し、上記基準点ＰＰをゼロ位置（原点）として、そこからの距離（道のり）を座標の軸に表す。これらの演算を実行することにより、直接には測定されなかった各種データを求めることができる。

図５は測定・記録部１での測定により得られ、或いは再現・評価部１１での演算により得られた車両データの一例を表にして示した図である。この表図では時間データと、距離データと、旋回加速度データと加減速加速度データと旋回半径データが時系列で表示されている。例えば、時刻０１：１５．５（１分１５．５秒の時点）では、
基準点ＰＰからの距離：２．３０４（Ｋｍ）
旋回加速度：−０．７６２３（Ｇ）
加減速加速度：−０．５０９（Ｇ）
旋回半径：９４．４４（ｍ）
であることを表している。

走行軌跡の再生処理は、データ取得部１８により記憶部１４からＧＰＳデータが読み出されデータ再生部１９へ送られて処理することにより実行される。このＧＰＳデータはデータ再生部１９で処理された後、表示部１５へ送られることにより再生表示される。図６は再生処理中における走行軌跡その他の再生データの、表示部１５における表示の一例を示す図である。この図では、表示部１５の１つの画面に、走行軌跡を表示する走行軌跡表示画面１５ａと、この走行軌跡に対応する速度表示画面１５ｂと、同じくこの走行軌跡に対応する加速度及び旋回半径表示画面１５ｃの３つのセクタ画面が表示されている。走行軌跡表示画面１５ａにおいて、符号２５はサーキットのコースを表し、２６ａ、２６ｂは走行軌跡を表す。２７ａはサーキットのコース２５を走行して走行軌跡２６ａを記録した車両及び再生処理中における当該車両の現在位置を表し、２７ｂは同じサーキットのコース２５を走行して走行軌跡２６ｂを記録した車両及び再生処理中における当該車両の現在位置を表す。したがって、車両２７ａ及び車両２７ｂの表示マーク（△マーク）は時間の経過とともにマーク先方（走行軌跡表示画面１５ａの上方）へ移動する）。すなわち、この走行軌跡表示画面１５ａでは、現在、２台の車両についての再生処理がタイミングを同期させた状態で実行されていることを示している。

速度表示画面１５ｂにおいて、符号２８は速度グラフを表す。このグラフ図において縦軸は速度（Ｋｍ／ｈ）を表し、横軸は距離（Ｋｍ）を表す。すなわち、このグラフ図は車両の速度を距離系列により表したものである。グラフ２８のうち２８ａは車両２７ａの速度変化を表し、２８ｂは車両２７ｂの速度変化を表す。グラフの途中（中間部分）に表されている縦軸２９は、グラフ図の再生処理中における現在位置を表し、走行軌跡表示画面１５ａの現在位置に対応する。

加速度及び旋回半径表示画面１５ｃは加減速加速度、旋回加速度及び旋回半径、を１つの画面に表示する。この加速度及び旋回半径表示画面１５ｃにおいても上述の表示画面１５ａ、１５ｂと同様に、再生処理中における現在位置での加減速加速度、旋回加速度及び旋回半径を表している。この加速度及び旋回半径表示画面１５ｃへの表示内容についてはさらに詳細に説明する。

図７は加速度及び旋回半径表示画面１５ｃの表示の仕方を説明する図である。図７において、加速度は円グラフ上に点（ドット点）として表される。円グラフの横軸３１は旋回加速度を表し、縦軸３２は加減速加速度を表す。横軸３１についてみると、左側は車両が右旋回（ターン）したときの旋回加速度、右側は車両が左旋回したときの旋回加速度の値（大きさ）を示し、円の中心、すなわち縦軸３１、横軸３２の交点は加速度がゼロ（原点）であり円の中心から遠去かるにしたがって加速度は大きくなる（図７中の１．０Ｇとか１．５Ｇの表示）。縦軸３２についてみると、上側は車両が減速したときの加速度、下側は車両が加速したときの加速度の値（大きさ）を示し、円の中心は加速度がゼロ（原点）であり円の中心から遠去かるにしたがって加速度は大きくなる。そして、加速度は図７の矩形領域３３の内部にドット点として散布表示される。なお上記右、左、或いは上、下の設定はそれぞれ逆であってもよい。

さらに縦軸３２の下半分は旋回半径の表示用座標軸（これを「旋回半径座標軸３２ａ」とする）としても用いられ、縦軸３１、横軸３２の交点を旋回半径ゼロ（原点）として下方へ向けて旋回半径が増加することを示すゲージ（図７中の１００ｍとか１５０ｍの表示）が表されている。そして、旋回半径は図７の矩形領域３４の内部の旋回半径座標軸に隣接して指示マークとして表示される。

図８は、上述のような設定、或いは規約の下における加速度及び旋回半径表示画面１５ｃの表示例を示す図である。図８(ａ)では、車両の走行にしたがって、時々刻々変化する加減速加速度及び旋回加速度を表すドット点３５（同図中小さな丸点で示される）が複数個、測定時刻毎に円グラフ上にプロットされ、且つ消去されずに継続的に表示されることにより散布図が形成されている。図９はこれら加減速加速度及び旋回加速度を表す複数のドット点を生成させる車両データを時系列で示した図である。図９では、加速度及び旋回半径表示画面１５ｃの表示例を示すのに必要なデータのみを抽出して示したため、図５の車両データに比べて省略形式で示してある。図９の車両データにおいて、時系列をたどると、測定時刻は、先ず、時刻０１：１４．５、次に、時刻０１：１４．７、その次に時刻０１：１４．９、・・・というように刻まれている。したがって、加減速加速度及び旋回加速度を表すドット点はこの時刻順に、円グラフ上の各時刻に対応する値のポイントにプロットされる。そして、図８（ａ）中のマーカー表示されたドット点（マーカードット点）３６は、図９において枠３７で囲まれた時刻（時刻０１：１５．７である）における加減速加速度（−０．５１５Ｇ）及び旋回加速度（−０．８６２１Ｇ）に対応するドット点であり、現在位置（或いは現在時点）での各値を表す。また、既に述べた通り、図８のグラフ図には旋回半径も表示されるようになっており、図（ａ）の旋回半径座標軸３２ａにはマーカー表示された三角点３７が表示されている。このマーカー表示された三角点３７は、図９において枠３９で囲まれた時刻（同じく、時刻０１：１５．７である）における旋回半径（７７．４５ｍ）に対応する三角点である。

図８（ｂ）は、図９の車両データの時系列をたどって再生処理をしたときの、加減速加速度及び旋回加速度を表すドット点がプロットされる遷移（履歴）状態を表す図である。この図では時系列でプロットされたドット点３５（マーカードット点３６も含む）をつなぐことにより曲線で表された遷移線３８が表示されている。なお図８（ｂ）において、旋回半径座標軸３２ａに沿って描かれた両矢印直線は旋回半径を表す三角点３７の表示範囲を示す。

図１０は、図８（ｂ）とは異なり、車両データの時系列をたどって再生処理をしたときの、加減速加速度及び旋回加速度を表すドット点がプロットされる遷移状態及び旋回加速度の変化を、個々の時間毎の円グラフを表示して示す図である。この図では時間データは連続的に抽出されるのではなく、時系列的に間欠的（飛び飛び）に抽出され図１０(ａ)〜図１０（ｉ）までのグラフ図として示されている。それぞれのグラフ図について検討すると、図１０（ａ）のグラフ図においては、マーカードット点４０は横軸３１より少し下側で縦軸３２とほぼ重なる位置にプロットされているから、車両は加減速加速度が加速側すなわち加速状態にあり、旋回加速度はゼロすなわち、旋回半径は無限大（グラフに表れない）に近いということがわかる。次に図１０（ｂ）のグラフ図においては、マーカードット点４１は横軸３１より上側で、縦軸３２の左側の位置にプロットされているから、車両は加減速加速度が減速側すなわちブレーキング状態にあり、旋回加速度は右ターンの加速度が生じていることが分かる。しかしながら、この状態では右ターンをしていても旋回半径はグラフの中に表れていないから、かなり大きな旋回半径であるということがわかる。また、図１０（ａ）のグラフ図から図１０（ｂ）のグラフ図までの変化が加減速加速度及び旋回加速度がマーカードット点４０からマーカードット点４１まで遷移したことを表す。次に図１０（ｃ）のグラフ図においては、図１０（ｂ）のグラフ図に比べて、マーカードット点４２は横軸３１よりさらに上側で、縦軸３２のさらに左側の位置にプロットされているから、車両は加減速加速度が減速側すなわちより激しくブレーキングされた状態にあり、旋回加速度は右ターンの加速度がより強く生じていることが分かる。しかし、この状態では右ターンがより急激になっているが、旋回半径はグラフの中に表れていないから、グラフ中に表れる程度には旋回半径は小さくないということがわかる。以上、図１０（ａ）のグラフ図から図１０（ｃ）のグラフ図までの変化を総括すると、車両は、加速状態にあったものが、サーキットコースのコーナーへ進入する場面で、コーナリングのために減速していることが分かる。

図１０（ｄ）のグラフ図においては、図１０（ｃ）のグラフ図に比べて、マーカードット点４３は横軸３１より上側の領域で当該横軸３１に近づき、縦軸３２の左側において当該縦軸３２から大きく遠去かる位置にプロットされているから、車両は加減速加速度が減速側ではあるが減速動作は緩められてブレーキングされた状態にあるのに対し、旋回加速度は右ターンの加速度がかなり強く生じていることが分かる。そして、この状態では右ターンが図１０（ｃ）よりさらに急激になっており、旋回半径が１００ｍを超える程度であることを旋回半径座標軸３２ａ上の三角点４４が示している。次に図１０（ｅ）のグラフ図においては、図１０（ｄ）のグラフ図に比べて、マーカードット点４５は横軸３１より上側の領域で当該横軸３１にさらに近づき、縦軸３２の左側において当該縦軸３２からさらに遠去かる位置にプロットされているから、車両は加減速加速度の減速側において減速動作がさらに緩められてブレーキングされた状態にあるのに対し、旋回加速度は右ターンの加速度がさらに強く生じていることが分かる。そして、この状態では右ターンが図１０（ｄ）よりさらに急激になっており、旋回半径が１００ｍよりも小さくなっていることを旋回半径座標軸３２ａ上の三角点４６が示している。次に図１０（ｆ）のグラフ図においては、図１０（ｅ）のグラフ図に比べて、マーカードット点４７は横軸３１より上側の領域で当該横軸３１にさらに近づき、縦軸３２の左側において当該縦軸３２から少し遠去かる位置にプロットされているから、車両は加減速加速度の減速側において減速動作がほとんど終局段階まで緩められてブレーキングされた状態にあるのに対し、旋回加速度は右ターンの加速度が最大程度になるまでに強く生じていることが分かる。そして、この状態では右ターンが最大近くまで急激になっており、旋回半径が５０ｍよりも小さくなっていることを旋回半径座標軸３２ａ上の三角点４８が示している。以上、図１０（ｄ）のグラフ図から図１０（ｆ）のグラフ図までの変化を総括すると、車両は、コーナーに進入したために、減速が緩やかになりながら旋回が始まり、それにしたがって旋回加速度は徐々に大きくなり、旋回半径は徐々に小さくなりながらコーナリング操作が行われていることが分かる。

図１０（ｇ）のグラフ図においては、図１０（ｆ）のグラフ図に比べて、マーカードット点４９は横軸３１に一致し、縦軸３２の左側において当該縦軸３２からの距離が同じ位置にプロットされているから、車両は、ブレーキング動作が終わって加速も減速も行われていない状態にあるのに対し、旋回加速度は相変わらず右ターンの旋回加速度が最大程度に止まって強く生じていることが分かる。そして、この状態では右ターンが最大程度に止まって急激な状態を維持し、コーナリングの最高潮段階であり、旋回半径もまた５０ｍよりも小さい、ほぼ最小値に止まっていることを旋回半径座標軸３２ａ上の三角点５０が示している。次に図１０（ｈ）のグラフ図においては、図１０（ｇ）のグラフ図に比べて、マーカードット点５１は横軸３１の下側に移動し、縦軸３２の左側において当該縦軸３２に近づいた位置にプロットされているから、車両は、加速動作が開始された状態にあり、且つ旋回加速度は最大程度から幾分弱まっていることが分かる。そして、この状態では右ターンが最大程度よりは緩やかになっているがまだコーナーの中にあり、コーナリングの終局段階にあることを表す。旋回半径についてみると、図１０（ｈ）のグラフ図においては三角点表示が消滅しているが、これは、コーナリングの終局段階でカウンターステアリング操作が行われて車両が旋回動作態勢から直進動作態勢側へ一時的に立て直された（旋回半径は大きくなる）ことを示している。次に図１０（ｉ）のグラフ図においては、図１０（ｈ）のグラフ図に比べて、マーカードット点５３は横軸３１の下側において散布図中のほぼ最下点に相当し、縦軸３２の左側において当該縦軸３２にさらに近づいた位置にプロットされているから、車両は、加速動作が最大にまで引き上げられた状態にあり、且つ旋回加速度はさらに弱まっていることが分かる。そして、この状態では右ターンをするコーナーの最終位置（コーナー出口）の近くにあり、コーナリングの最終段階にあることを表す。旋回半径についてみると、図１０（ｉ）のグラフ図においては三角点５４が再び出現しており、旋回半径は１００−１５０ｍの間であることを旋回半径座標軸３２ａ上の三角点５４が示している。以上、図１０（ｇ）のグラフ図から図１０（ｉ）のグラフ図までの変化を総括すると、車両は、コーナリング操作における旋回の途中に減速から加速に動作が切り替わり、直線コースに向かって旋回半径が大きくなりながら加速が続いていくことが分かる。このように、加減速加速度及び旋回加速度と旋回半径を同一グラフ図に表示することにより、車両データを再生することによる運転技量の検討が容易に且つ客観的に行える。

図１１は、図８と同様な表示例図において複数（この実施の形態では２台）の車両データを再生し、その加速度及び旋回半径を表示部１５の同一グラフ図上に同時に表示した例を示す図である。なお、図６の加速度及び旋回半径表示画面１５ｃにも同様の表示例が示されている。２台分の車両データは、２台の車両間で、測定・記録部１の基準点検知センサ７が検出した基準点ＰＰを一致させることにより同期が取られ、時系列で同時再生、同時表示が行われる。図１２は２台分の車両データの例を表にして示した図である。ここでは、２台の車両の一方を車両Ａとし、他方の車両を車両Ｂとするとともに、図１２において基準データ（過去のベストタイムラップであってもよい）は車両Ａの車両データ、比較データは車両Ｂの車両データとする。なお基準データは図５に示された車両データと同じである。時間、加速度、旋回半径などの各要素の表示方法については、図５、図９を参照して説明したものと同じである。車両Ａと車両Ｂの車両データの間で、マップ上の同一地点での比較を行いたいときは、一方の車両データを基準とし、他方の車両データについては距離が基準側と同一となる記録値或いは線分補完した値を表示する。図１２において基準データの枠５５で囲まれた時刻０１：１５．５のデータと、比較データの枠５６で囲まれた時刻０１：２０．３及び時刻０１：２０．５のデータとは、マップ上の同一地点を求めるために線分補完される関係にある。

図１１において、マーカードット点５７、及び三角点５９は図１２において枠５５で囲まれた時刻（時刻０１：１５．５である）における加減速加速度（−０．５０９Ｇ）及び旋回加速度（−０．７６２３Ｇ）に対応するドット点、及び旋回半径（９４．４４ｍ）に対応する三角点であり、その時点での各値を表す。他方、 マーカードット点５８、及び三角点６０は図１２において枠５６で囲まれた時刻（時刻０１：２０．３）近辺における加減速加速度（−０．４７４Ｇ）及び旋回加速度（−０．５１５８Ｇ）に対応するドット点、及び旋回半径（１２４．６１ｍ）に対応する三角点であり、その時点での各値を表す。

図１３は、２台分の車両データについて、各車両データの時系列をたどって同時再生処理をしたときの、加減速加速度及び旋回加速度を表すドット点がプロットされる遷移状態及び旋回加速度の変化を、個々の時間毎の円グラフを表示して示す図である。この図においても、時間データは連続的に抽出されるのではなく、時系列的に間欠的（飛び飛び）に抽出されたものであることは図１０の事例と同じであり、その抽出結果は図１３(ａ)〜図１３（ｉ）までのグラフ図として示されている。それぞれのグラフ図１３(ａ)〜１３（ｉ）についての検討結果は図１０(ａ)〜図１０（ｉ）までのグラフ図における検討結果と同様にして得られる。図１３(ａ)〜図１３（ｉ）の場合は２台の車両について加速度及び旋回半径が同時に表示されるから、各時点における旋回半径の取り方、減速及び加速のタイミングと量（ペダルの踏み込み量）についての比較が２台の車両の間で行える。そして、データ解析部２０で求められた加速度及び旋回半径の各データを運転評価部２１へ送付し、ここで各データを比較対照し、運転者の運転技量についての評価を出す。例えばコーナリング操作に当ってのデータの比較対照については、図１１においてドット点５７とドット点５８との偏差Ｄ１を取るとともに、三角点５９と三角点６０との偏差Ｄ２を取り、上記偏差Ｄ１，Ｄ２の大きさ及び時間経過に伴う偏差の拡大、縮小をチェックすることにより２者間の運転技量の評価を行う。コーナリング操作では旋回半径をなるべく大きく採り、より小さい旋回加速度で高速を保ちながらコーナーを走行し、なるべく早いタイミングで加速に移ることが良いとされる場合は、図１１において、車両Ａと車両Ｂの間では減速加速度はほぼ同じであるのに、車両Ｂの方が旋回半径が大きく、旋回加速度が小さいため、高速での走行が実現できるから、車両Ｂの方の評価が高くなる。この評価結果は例えば５段階の評価点方式などの方法で表示部１５に表示される。

（実施の形態２）シミュレーション装置への応用
上述の第１の実施の形態においては、サーキットにおける実際の試験走行の場合について説明した。同様の車両走行再現評価装置はコンピュータ制御によるシミュレーション装置においても採用することができる。図１４はシミュレーション装置用に改変された本発明の第２の実施の形態に係る車両走行再現評価装置の構成を示すブロック図である。図１４において符号５１は第２の実施の形態に係る車両走行再現評価装置を表す。この車両走行再現評価装置５１はディスプレイ上に運転状況画像（サーキットのコース、車両もしくはそのマークなどを含む動画）を表示し、その画像に対して被運転試験者（以下、単に被試験者という）に運転操作を行わせ、そのときの車両の状況（位置、速度、加速度等）を測定、記録する測定・記録機能と、測定データを基に車両走行状態を再現する再現・評価機能とを併せもつ。

この車両走行再現評価装置５１は、車両走行再現評価装置５１全体の動作制御及び測定データを演算処理して解析、再生等を行う制御演算部５２と、ネットワーク９に接続され当該ネットワークを通して他の機器やサーバなどの間でデータを送信したり、データを取り込んだりする通信部５３と、ネットワーク９を通して取り込んだデータを格納する記憶手段としてのＨＤＤ（ハードディスク）５４と、制御演算部５２において処理された結果を表示する手段であるディスプレイ５５とを備えている。制御演算部５２は各種演算を行うためのＣＰＵ５６と、ＣＰＵ５６の演算処理に必要なプログラム、データが展開されるＲＡＭ５７、およびその他の動作部（タイマーなど）を有している。車両走行再現評価装置５１はさらに、運転状況を画像表示するために必要な各種データが格納されるデータベース５８と、被試験者の運転操作を入力する操作・入力部としてのハンドル・ペダル装置５９とを備えている。図１５はハンドル・ペダル装置の一例を示す斜視図である。このハンドル・ペダル装置５９は、被試験者が着座するシート６０と、シート６０の前方に配置された支柱（コラム）６１の上部に取り付けられたハンドル６２と、シート６０の前方下部に配置されたペダル６３と、支柱６１のハンドル６２取り付け部分に設けられたコントローラ６４とを備えている。ペダル６３はアクセルペダル６３ａとブレーキペダル６３ｂとから成る。被試験者によるハンドル操作、アクセル及びブレーキペダル操作はコントローラ６４に取り込まれ、制御信号として制御演算部５２へ送付される。したがって、ハンドル・ペダル装置５９は制御演算側から見ると、操作入力部としての機能を持つ。

図１６は本発明の上記第２の実施の形態に係る車両走行再現評価装置５１の機能ブロック図である。車両走行再現評価装置５１は、制御演算部５２として、測定処理の制御、演算を行う測定用制御演算ユニット５２ａと、再現、評価処理の制御、演算を行う再現・評価用制御演算ユニット５２ｂとを備えている。ここで、再現・評価用制御演算ユニット５２ｂについてみると、この第２の実施の形態における再現・評価用制御演算ユニット５２ｂは、上述した第１の実施の形態における再現・評価部１１と同じ構成及び機能を有し、データ取得部６８と、データ再生部６９と、データ解析部７０と、運転評価部７１とを備えている。図１４に示された通信部５３が通信インタフェースを構成し、ＨＤＤ５４は記憶部を構成する。また、ディスプレイ５５は表示部を構成する点も、図３に示されたものと同じである。

次に、測定用制御演算ユニット５２ａについてみると、この第２の実施の形態における測定用制御演算ユニット５２ａは、データベース５８からデータを読み出すデータ取得部７２と、操作入力部（すなわち、ハンドル・ペダル装置）からの制御信号を入力して表示部５５への車両走行画像の表示をコントロールする表示制御演算部７３と、表示制御演算部７３における演算結果から車両の走行状態を演算により求める測定制御演算部７４とを有する。表示制御演算部７３は、例えばサーキットの画像とそのサーキットにおける車両の走行状況をデータベース５８から出力されたデータをもとに表示部５５に表示する。測定用制御演算ユニット５２ａは、表示部５５に表示された車両の速度、加速度、旋回半径等の各種情報を演算により求める。測定された各種データは記憶部５４に格納される。また、データベース５８から予め格納された車両走行表示用データを読み出す代わりに、インターネットなどのネットワーク９から車両走行表示用データを取り込んで、その画像表示に対してハンドル、ペダル操作を行うようにすることもできる。

以上のような構成を有する車両走行再現評価装置５１について、以下動作を説明する。図１４及び図１６に示された車両走行再現評価装置５１において、データベース５８又はネットワーク９から、車両走行表示用データが、データ取得部７２を介して取り込まれる。この車両走行表示用データは表示制御演算部７３において演算処理され、表示部５５に表示される。図１７は表示部５５における車両走行状況の画像の一例を示す図である。この表示に対して操作入力部５９であるハンドル・ペダル装置から被試験者による操作データ（制御信号）が表示制御演算部７３に入力され、表示部５５では、操作入力部５９からの制御信号を基に車両の加速、減速、旋回運動をデータに忠実に画像表示する。測定用制御演算ユニット５２ａは、表示部５５に表示された車両（例えば図１７中の符号７５で示す車両）車両の速度、加速度、旋回半径等の各種情報を演算により求め、測定データは記憶部５４に送付されて格納される。以下、車両走行の再現、或いは複数の車両データを同時（並行）再生動作等については、第１の実施の形態で述べたのと同じである。

記憶部５４には、第１の実施の形態におけるように、実際にサーキットを走行する車両から取得した車両データも格納されるし、第２の実施の形態におけるようなデータベース５８又はネットワーク９からの車両走行表示用データに対する運転操作による車両データも格納され得る。そして、第１の実施の形態と第２の実施の形態を融合させ、表示部５５ではデータベース５８又はネットワーク９からの車両走行表示用データに対する運転操作を行いつつ、記憶部５４から実際のレーシングドライバーによる運転記録（車両データ）を読み出して再生し、複数（例えば２台）の車両による競走シミュレーションを行うこともできる。

なお、この第２の実施の形態に関するシミュレーション装置における車両走行再現評価動作は車両走行ゲームにおいてもそのまま適用することができる。このゲームに適用する場合は操作入力部５９としてのハンドル・ペダル装置の代わりに手指で操作するキーボードを用いることもできる。

本発明によれば、車両走行再現評価装置において、車両の加減速に伴う加速度と、旋回加速度と、前記旋回半径とを、表示手段の１つのグラフ画像の中に時系列で表示することにより、上記３つの要素の関係が一目瞭然に表される。ハンドリング操作に関連するコーナーへの進入具合や旋回半径、及びその時の旋回加速度等の要素が表示画面内容から認識され、運転技量の検討、評価を通じて運転者の技量の向上に役立てることができる。

１ 測定・記録部
２、１６ ＣＰＵ
３ タイマー装置
４ ＧＰＳ受信機
５ 加速度センサ
６ 速度センサ
７ 基準地点検出センサ
８ メモリ
９ ネットワーク
１０、１３、５３ 通信部
１１ 再現・評価部
１２、５２ 制御演算部
１４、５４ ＨＤＤ（記憶部）
１５、５５ ディスプレイ（表示部）
１８、６８、７２ データ取得部
１９、６９ データ再生部
２０、７０ データ解析部
２１、７１ 運転評価部
５８ データベース
５９ ハンドル・ペダル装置（操作入力部）
７３ 表示制御演算部
７４ 測定制御演算部

Claims (5)

1. 車両に搭載され、走行中の車両の速度を検出する速度センサと、走行中の車両の位置を検出するＧＰＳ受信機と、走行中の車両の加速度を検出する加速度センサと、検出された各種データを記録するデータ記録手段と、タイマーとを有し、走行中の車両の各種データを時系列に測定し記録する測定・記録手段と、
   前記測定・記録手段からのデータを格納する記憶手段と、記憶手段からデータを読み出すデータ読出手段と、読み出されたデータを再生する再生手段と、読み出されたデータを解析する解析手段と、前記再生または解析されたデータを表示する表示手段とを有し、前記測定・記録手段からのデータを基に車両の走行状況を再現表示し運転を評価する再現・評価手段とを備えた車両走行再現評価装置であって、
   前記再現・評価手段の解析手段は、前記ＧＰＳのマップ上における車両走行経路を基に車両走行の旋回半径を演算により求め、車両の加減速に伴う加速度と、旋回加速度と、前記旋回半径とを、前記表示手段の１つのグラフ画像の中に時系列で表示することを特徴とする車両走行再現評価装置。
2. 前記再生手段は複数周回分のデータを同時に再生して、当該複数周回分の車両走行状況を、それぞれ独立して表示手段に時系列で表示することを特徴とする請求項１記載の車両走行再現評価装置。
3. 前記解析手段は複数周回分のデータを同時解析して、当該複数周回分の、加減速加速度と旋回加速度と旋回半径とを、前記表示手段の上の１つのグラフ画像にそれぞれ独立して時系列で表示することを特徴とする請求項１記載の車両走行再現評価装置。
4. 前記再現・評価手段はさらに運転評価手段を有し、前記解析手段による複数周回分のデータ解析に基づく、加減速加速度と旋回加速度と旋回半径とについての、基準値からの偏差を求め、運転評価を行うことを特徴とする請求項１記載の車両走行再現評価装置。
5. データベース又はネットワークから車両走行表示用データを取得するデータ取得手段と、
   取得した車両走行表示用データを表示手段に表示するために表示制御する表示制御演算手段と、
   前記表示制御演算手段に対して車両走行をコントロールする制御データを入力する操作入力部と、
   表示制御演算されたデータを基に、表示手段上で走行中の車両の速度、加速度等の各種要素を検出する測定制御演算手段と、
   を有する測定用制御演算ユニット、及び
   前記測定用制御演算ユニットからのデータを格納する記憶手段と、
   記憶手段からデータを読み出すデータ取得手段と、
   読み出されたデータを再生する再生手段と、
   読み出されたデータを解析する解析手段と、
   前記測定されたデータを基に車両の走行状況を再現表示し運転を評価する再現・評価手段と
   を有する再現・評価用制御演算ユニット、並びに
   前記測定用制御演算ユニットからのデータを格納する記憶手段と、
   前記表示制御された車両走行データ、及び再生または解析されたデータを表示する表示手段と、
   を備えた車両走行再現評価装置であって、
   前記測定用制御演算ユニットは、前記表示手段に表示された車両、車両の速度、加速度、旋回半径等の各種情報を演算により求めて前記再現・評価用制御演算ユニットへ送付し、
   前記再現・評価用制御演算ユニットの解析手段は、前記測定用制御演算ユニットからのデータを解析し、車両の加減速に伴う加速度と、旋回加速度と、前記旋回半径とを、前記表示手段の１つのグラフ画像の中に時系列で表示することを特徴とする車両走行再現評価装置。

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