JP6356952B2 - 教育用シミュレータ装置 - Google Patents
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Description
しかし、この画像は画一的で、飲酒習慣の異なる個々の運転者に適した飲酒時の画像を提供するものではなかった。
画像生成装置103は第1の画像加工処理部103a、第2の画像加工処理部103b、第3の画像加工処理部103c、第4の画像加工処理部103d及び予め模擬車両の窓外からみえる情景の電子データを格納するデータベース1032を備える。
運動計算部102、画像生成装置103、層別判定手段105、模擬画像段階設定手段106及び運転評価手段107はコンピュータにより構成される。画像生成装置103は、第1のフレームメモリ103M1に元画像を生成し、第1〜第4の画像加工処理部103a〜103dで加工処理された画像を第2フレームメモリ103M2で得る。
第1の画像加工処理部103aは、画像生成装置103が第1のフレームメモリ103M1に生成した元画像について中央の所定位置を原点として、あらかじめ定めた範囲で前記画像を平行移動及び回転し、第2のフレームメモリ103M2に格納し、画像を表示装置の表示領域内で表示できる大きさの領域とした画像を再生成する。第1の画像加工処理部103aは、元画像を平行移動することにより注視点をずらさせ、回転させることにより地平線を傾け平衡感覚に異常を生じさせる。
第2の画像加工処理部103bは、画像生成装置103が生成した元画像の画素を所定の範囲毎に異なる方向に所定の距離だけ移動して、画像を表示装置の表示領域内で表示できる大きさの領域とした画像を再生成する。第2の画像加工処理部103bは、所定範囲毎に異なる方向に移動させることにより画面全体を歪ませて、焦点を合わせづらくしている。
第3の画像加工処理部103cは、画像生成装置103が生成した元画像について各画素の周辺に画素の混合率を与えてその画素の色を混合して新たな画素による画像を再生成し、再生成した画像を表示装置104の表示領域内で表示できる大きさの領域とする。第3の画像加工処理部103cは、周辺の画素の混合率を中心に比較して小さくすることにより、周辺視野のぼかしを入れることができ情報収集を困難にすることができる。
第4の画像加工処理部103dは、画像生成装置103が生成した元画像について中央の所定位置を原点として、あらかじめ定めた範囲で前記画像を平行移動した画像を再生成し、元画像と再生成した画像とを所定の割合で混合して新たな画像を再生成し、再生成した画像を表示装置の表示領域内で表示できる大きさの領域とする。平行移動した画像と元の画像の所定の割合で混合することにより、複視を体験することができる。
また、第2準備として、飲酒させないで、画像生成装置103において第1〜第4の画像加工処理部103a〜103dにより処理した画像すなわち幻覚模擬画像を用いて、ドライビングシミュレータを実施する。このとき、第1〜第4の画像加工処理部103a〜103dにより処理する幻覚模擬画像の加工の程度を種々変化させ、その程度をパラメータとして、画像生成装置103に幻覚模擬画像について加工の程度に関連して所定の段階を設定しておく。種々変化させたパラメータPにおけるドライビングシミュレータにおける操作の誤り(操作ミス)を、適当な人についてデータを取り、パラメータPと操作誤り(操作ミス)の平均的な関係を得ておく。
第1準備で得た、操作ミスの程度と、第2準備で得た操作ミスの程度におけるそのときのパラメータPとの相関を得る。したがって、パラメータPは血中(アルコール)濃度を裏付けるものとなる。
このようにして、血中アルコール濃度と幻覚模擬画像の段階のパラメータとの相関をとり、このとられた相関に基づき、幻覚模擬画像の段階を設定している。すなわち、第2準備のパラメータによる幻覚模擬画像を第1準備で得た飲酒量による所定の段階に設定し、後記するように再現している。
またその後、層別判定手段105は、受講者に対し運転者の日常の飲酒習慣、飲酒量、飲料種類等の質問を表示装置104の画面に表示し、受講者は、回答をタッチ画面、マウス、キー等の入力手段により行い、そのデータをあらかじめ受講者とは別の一般人について調査した結果に当てはめ、その受講者の飲酒行動の層別判定を行い、スクリーニング(層別)を行う。その結果は受講者に、表示装置104の画面または教育シミュレータの教官から口頭または文書とともに報告される。
次いで、これから行う学習の趣旨や概要を表示装置104の画面と音声により説明する。例えば、飲酒運転の現状を説明し、飲酒運転の根絶には個々人の意識改革が必要であり、本教材でそのことを実感してもらうことを説明する。そして、普段の飲酒状態を模擬体験し、これらの症状を実感してもらうこと、普段の飲酒状態で実際に起こりうる危険な交通環境を模擬体験してもらうことを説明する。
1)反応時間測定 信号変化によるブレーキ反応測定で反応時間を測定します。
2)反応時間表示及び解説 測定した反応時間を表示し、あなたの普段の飲酒量で、どれほど遅くなることがあるかを説明します。
3)反応遅れの実体験 シミュレータ装置により実際の住宅街を走行する画像を表示し、子供の飛び出しを模擬体験します。シミュレータ装置の模擬操作機器101に、前記2)反応時間表示及び解説による遅れの時間になるように設定し、遅くなった反応時間を実感し、事故になり易いことを理解させます。
1)飲酒状態の視覚模擬 飲酒により視覚機能の低下が起こることを説明し、前記層別判定手段105による層別に合わせた受講者の飲酒量による視覚状況を再現した第1〜第4の画像加工処理部103a〜103dによる模擬すべき所定の段階(パラメータにより設定される)の幻覚模擬画像を模擬画像段階設定手段106により自動的にパラメータ設定した画像フィルターでの再現映像を表示する。
2)飲酒フィルター体験 画像フィルターをON/OFFし、道路に沿って走行体験する。ON/OFF毎の制御成績を定量的に比較し、運転が困難になることを理解させる。運転評価手段107はこのときの制御成績を所定の基準と比較して評価し記録する。
模擬画像段階設定手段106で設定されたパラメータPに対応した画像フィルターで画像が再現されるから、運転評価手段107は、その時の制御成績、すなわち操作誤り(操作ミス)が前記第2準備で得たいずれのパラメータPに相関する飲酒状態における運転であるか評価され記録する。
先行車の不意な動きについては、飲酒状態で、昼・夜・薄暮時に先行車が不意に車線変更をしてくる場面を体験する。視覚への悪影響による危険要因の発見遅れ、反応遅れ、操作ミスによる危険が実際に体験可能です。
先行車の急停止については、飲酒状態で、昼・夜・薄暮時に先行車が急に停止する場面を体験する。反応遅れ、視覚への悪影響による危険要因の発見遅れにより追突してしまう危険を模擬により実際に体験可能です。
交差点右折については、飲酒状態で、昼・夜・薄暮時に交差点を右折する場面を体験する。視覚への悪影響による危険要因の発見遅れ、運動能力低下による操作ミスを模擬により実際に体験可能です。
住宅街における自転車の危険については、飲酒状態で、昼・夜・薄暮時の住宅街において、不意に自転車が横断してくる場面を体験する。視覚への悪影響による危険要因の発見、反応遅れによる危険が実際に体験可能です。
模擬運転を開始すると、模擬自動車の速度及び方向に応じてデータベース1032から読み出したデータより画像生成装置103が、例えば図2のような、窓外の景色を変化させた画像を表示装置104に表示する。図2は飲酒の影響がない状態の画像である。このとき、画像生成装置103は、表示と同時又は一定の時間経過後に、パラメータP1に応じて第1の画像加工処理部103aを機能させる。第1〜第4の画像加工処理部103a〜103dが作用しないときは、表示装置104の画面の中央点(あるいはその近傍)の画素位置と画像生成装置103が生成する画像の面の中央点(あるいはその近傍)の画素位置とは、それぞれを座標の原点とし、原点を一致した状態で表示する。したがって、仮に表示装置104の画面を移動回転したときに、画像生成装置103が生成する画像面内で移動回転する限り、表示装置104は画像生成装置103の画像を表示することができる。
第1の画像加工処理部103aは、画像生成装置103が生成した元画像の全体を平行移動及び回転するように計算処理(位置変更加工処理すなわち位置変更フィルター)するのであるが、平行移動の距離及び回転の大きさをパラメータP1(平行移動させる方向により例えば左方向には−P1p、右方向には+P1pを与える、回転させる方向により反時計回りには−P1w、時計回りには+P1wを与える)により決める。パラメータP1が設定可能な平行移動及び回転の量は、これら平行移動及び回転の加工処理により再生した画像が表示装置104により表示可能な範囲の移動回転によるものである。
第1の画像加工処理部103aは、画像生成装置103が生成した元画像の各画素の位置(x,y)に対し、パラメータP1pにより決められる量の平行移動範囲内で、元画像の原点から所定方向に平行移動の計算をし、移動計算により得られた位置を表示装置104の座標に合わせて表示装置104において表示する。模擬自動車の移動により窓外の景色が変化し、パラメータP1pを+P1p〜−P1p間で周期的にわずかずつ変化して、パラメータ(+P1p〜−P1p)の範囲内で、窓外の景色の画像を周期的に平行移動させる。
回転表示する場合は、元の画像の画面中心を原点としてパラメータP1wにより決められる角度の範囲内で、回転計算をし、回転計算により得られた位置を表示装置104の座標に合わせて表示装置104において表示する。模擬自動車の移動により窓外の景色が変化し、パラメータP1wを+P1w〜−P1w間で周期的にわずかずつ変化して、パラメータ(+P1w〜−P1w)の範囲内で、窓外の景色の画像を周期的に平行移動させる。
上記説明では、平行移動の計算と回転の計算とをそれぞれ独立に行っているが、平行移動計算結果に回転計算を施し、又は回転計算結果に平行移動計算を施して、位置移動した新たな座標上に元の画像の画素色を表示させても良い。
図3に平行移動と回転の処理をした画像の例を示し、画像の平行移動又は回転移動により、飲酒時の注点の錯乱を体感させることができる。
第2の画像加工処理部103bは、画像生成装置102が画像を生成すると、その画像について乱屈折フィルター格納部103bMから読み出した乱屈折フィルターに応じて、画像の位置(x,y)移動の計算を行う。元の画像の各画素は計算された新たな位置(x,y)において表示され、表示装置104に元の画像が、画面が歪んだものとして表示される。この歪みは、画面全体について乱屈折フィルターを用いることにより、施すことができる。元の画像の移動可能範囲は表示装置104の画面内で元の画像を移動したときに元の画像が表示装置104の画面から外れない範囲である。
模擬自動車の移動により窓外の景色が変化し、パラメータP2に応じた歪曲した画像を体感させることができる。あるいは、パラメータP2を+P2m〜+P2n(m>n≧0,m,nは歪曲の強度の程度を表し、P20は歪曲がない状態を与えるパラメータ)間で周期的かつわずかな変化にして、パラメータ(+P2m〜〜+P2n)の範囲内で、窓外の景色の画像を周期的に歪曲の程度が大きいものから歪曲の小さいあるいはないものの間に変化させるようにしても良い。
図4に乱屈折の処理をした画像の例を示し、画像の歪みにより、飲酒時の平衡感覚の錯乱すなわち乱屈折を体感させることができる。
第2の画像加工処理部103bによる乱屈折の処理は、第1の画像加工処理部103aによる平行・回転移動の処理の後に行ってもよく又は独立に行っても良い。
第3の画像加工処理部103cは、第3の画像加工処理部103cが備える図示しない3×3空間フィルターを用いた混ぜ合わせ処理、すなわち、画像生成装置103が生成した元画像の各画素の位置(x,y)に対し、周囲8箇所の画素の色を与えられた画素の混合率に応じた色混合計算をして、元の画像の各画素の色をぼかすことができる。画素の混合率はパラメータP3により与えられ、3×3空間フィルターの例を図9に示す。図9の例では、中心の画素の混合の画素の混合率を“0.2”、その周囲8箇所の画素の混合の画素の混合率をそれぞれ“0.1”にしてある。ぼかしの程度は、画面の中心から離れるほどぼかしを大きくするために、画面中心から大きく離れた位置(x,y)に対するパラメータP3により与えられる周囲8箇所の画素の混合率を大きくし、中心から比較的近くの位置に対する画素の混合率を小さくする。視野の中心及びその近傍に対しては、画素の混合率を0にして、ぼかしをなくする。元画像の画素から画素の混合率に応じた色混合計算をし、色混合計算により得られた色による画像を新たな画像として表示装置104において表示する。表示装置104の画面の周辺の画素はその画面外の画素も色混合に用いるから、混合に用いる元の画像は表示装置で表示する領域より大きいものとする。模擬自動車の移動により窓外の景色が変化し、パラメータP3に応じた周辺が見えにくくなる画像を体感させることができる。あるいは、パラメータP3を+P3m〜+P3n(m>n≧0,m,nは視野狭窄の強度の程度を表し、P30は視野狭窄がない状態を与えるパラメータ)間で周期的にわずかずつ変化して、パラメータ(+P3m〜+P3n)の範囲内で、窓外の景色の画像を周期的に視野狭窄の程度がP3による強度の大きいものから視野狭窄の小さいあるいはないものの間に変化させるようにしても良い。
図5に視野狭窄処理をした画像の例を示し、画像の歪みにより、飲酒時の周辺視野の歪みすなわち視野狭窄を体感させることができる。
第3の画像加工処理部103cによる視野狭窄の処理は、第1の画像加工処理部103aによる平行・回転移動を施した画像について、または第2の画像加工処理部103bによる乱屈折加工を施した画像について、または第1の画像加工処理部103aによる平行・回転移動及び第2の画像加工処理部103bによる乱屈折加工を施した画像について行ってもよく、又は独立に行っても良い。
第4の画像加工処理部103dは、画像生成装置103が生成した元画像の各画素の位置(x,y)に対し、パラメータP4により決められる量の平行移動範囲内で、元画像の原点から所定方向に平行移動の計算をし、元の画像に、移動計算により得られた位置の画像を混合して、表示装置104において表示する。このとき、元の画像の画素の色と移動により得られた画像の画素の色とは、例えば1/2ずつの割合で混合して、複視を表示する。模擬自動車の移動により窓外の景色が変化し、パラメータP4を+P4〜−P4間で周期的変化しかつわずかずつ変化して、パラメータ(+P4〜−P4)の範囲内で、窓外の景色の画像を周期的に平行移動させるようにしてもよい。
図6に複眼処理をした画像の例を示し、飲酒による複視狭窄を体感させることができる。
第4の画像加工処理部103dによる複視の処理は、第1の画像加工処理部103aによる平行・回転移動を施した画像について、または第2の画像加工処理部103bによる乱屈折加工を施した画像について、または第3の画像加工処理部103cによる視野狭窄加工を施した画像について、またはこれら平行・回転移動、乱屈折、視野狭窄の組み合わせ処理による画像について行ってもよく、又は独立に行っても良い。
1)運転体験結果 体験場面中の事故率を表示装置104または別のスクリーンに表示する。
2)スクリーニング(層別)テストの結果 受講者別のスクリーニング(層別)テストの結果を表示装置104または別のスクリーンに表示する。問題のある人には、依存症の可能性があるため専門機関に相談することを勧める。
飲酒運転の危険性を論理的に解説する時間の短いビデオ解説と、飲酒運転の恐怖を情緒に訴える時間の長いビデオ解説があり、どちらかを講習の用途によって選択することができる。
102 運動計算部
103 画像生成装置
1032 データベース
103a 第1の画像加工処理部
103b 第2の画像加工処理部
103c 第3の画像加工処理部
103d 第4の画像加工処理部
104 表示装置
105 層別判定手段
106 模擬画像段階設定手段
107 運転評価手段
Claims (1)
- ドライビングシミュレータにおいて操作者が操作する運転に応じた情景変化の画像を生成する画像生成装置を備える教育用シミュレータ装置であって、
飲酒による幻覚模擬画像を飲酒量による所定の段階に再現する前記画像生成装置と、
受講者の日常の飲酒量にしたがって画像生成装置により模擬すべき所定の段階の幻覚模擬画像を設定する模擬画像段階設定手段と、
前記模擬画像段階設定手段により設定された段階の幻覚画像を生成した状態で受講者の運転状況を評価する運転評価手段と、
受講者の日常の飲酒行動にしたがって層別する層別判定手段と、
前記層別判定手段による層別に合わせた運転評価の結果を、表示する表示装置または文書表示する印刷装置を備えたことを特徴とする教育用シミュレータ装置。
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