JP7204991B2 - シミュレーション装置および処理負荷調整装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両のコックピットシステムを評価するためのシミュレーション装置およびコックピットシステムの処理負荷を調整する処理負荷調整装置に関するものである。

車両のコックピットシステムにおいて、運転者に提示される情報の量およびその情報の提示手段は増加し続けている。コックピットシステムの設計開発においては、運転者に提示される情報の量や提示手段が適切であるかを検証し、評価する必要がある。

しかし、その評価のためにコックピットシステムを試作することには、時間およびコストが大きくかかり、評価の結果として手戻りが生じた場合には、大きな損失が生じてしまう。そのため、運転者の運転状況を模擬しつつ、コックピットシステムの動作をシミュレートできるシミュレーション装置の開発が望まれている。

例えば、下記の特許文献１には、複数のディスプレイを含むコックピットをモデル化したモデルデータと、モデルデータに関する表示パラメータと、複数のディスプレイが表示する画像を模擬したディスプレイ画像とに基づいて、車両のコックピットを擬似的に再現するシミュレーション画像を生成する、コックピットシステムの設計支援装置が開示されている。この設計支援装置は、ディスプレイ画像が更新されたことに応じて、シミュレーション画像を再生成することで、複数のディスプレイを含むコックピットを運転者による実際の運転状況に則して評価することができる。

特開２０１３－１３０９２８号公報

運転者の運転状況を模擬する上で、運転行動中の運転者の行為や心理状態を加味した評価は、運転行動中にしか行えない。しかし、コックピットシステムのシミュレーションを運転者の運転行動に伴わせて行うと、シミュレーションの処理負荷が高くなり、画像生成の処理が実時間に追いつかなくなる。そうなると、運転行動に伴って表示されるべき画像が、運転行動に対して遅延するようになり、コックピットシステムの妥当な評価ができなくなる。また、実際のコックピットシステムにおいても、処理負荷が高くなると、画像生成の処理が実時間に追いつかなくなり、正常な表示を行えなくなる。よって、コックピットシステムまたはそのシミュレーション装置の処理負荷の評価を行うことが可能なシステムが望まれる。

本開示は以上のような課題を解決するためになされたものであり、コックピットシステムまたはそのシミュレーション装置の処理負荷の評価を可能にすることを目的とする。

本開示に係るシミュレーション装置は、車両のコックピットシステムのシミュレーション装置であって、運転行動を伴う前記車両の運転環境のシミュレーションを行うことで、前記運転行動に関するデータである運転行動データを取得すると共に、走行する前記車両から見える風景をシミュレートした画像である走行画像を生成する運転環境模擬部と、前記運転行動データに基づいて、前記コックピットシステムのコンポーネントの表示を制御する制御信号を生成する表示制御信号生成部と、前記制御信号に基づいて前記コンポーネントの画像を生成する出力生成部と、前記走行画像を表示する走行画像表示部と、前記コンポーネントの画像を表示するコンポーネント表示部と、前記運転行動データが取得されてからその運転行動データに対応する前記コンポーネントの画像が表示されるまでの時間差、および、前記運転行動データが取得されてからその運転行動データに応じて生成された前記走行画像が表示されるまでの時間差の少なくとも片方に基づいて処理負荷を算出する処理負荷算出部と、前記処理負荷の調整を行う処理負荷調整部と、を備える。

本開示に係る処理負荷調整装置は、実車両のコックピットシステムの処理負荷調整装置であって、前記実車両の車両情報に基づいて、前記コックピットシステムのコンポーネントの表示を制御する制御信号を生成する表示制御信号生成部と、前記制御信号に基づいて前記コンポーネントの画像を生成し、前記コックピットシステムに表示させる出力生成部と、前記車両情報が取得されてからその車両情報に対応する前記コンポーネントの画像が表示されるまでの時間差に基づいて処理負荷を算出する処理負荷算出部と、前記処理負荷の調整を行う処理負荷調整部と、を備える。

本開示によれば、コックピットシステムのコンポーネントの画像を生成するためのデータが取得されてからそのデータに対応するコンポーネントの画像が表示されるまでの時間差、あるいは、運転行動データが取得されてからその運転行動データに応じて生成された走行画像が表示されるまでの時間差が算出され、それらの時間差に基づいて処理負荷を評価することが可能である。

本開示の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１に係るシミュレーション装置の構成例を示す図である。 シミュレーション装置のハードウェア構成例を示す図である。 実施の形態１に係るシミュレーション装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るシミュレーション装置の表示制御信号生成部の構成例を示す図である。 実施の形態３の走行画像表示部に重畳された透過ウィンドウの例を示す図である。 コックピットシステムのコンポーネントの画像の例を示す図である。 コックピットシステムのコンポーネントの画像の例を示す図である。 コックピットシステムのコンポーネントの画像の例を示す図である。 走行画像の例を示す図である。 実施の形態４に係る処理負荷調整装置の構成例を示す図である。 実施の形態４に係る処理負荷調整装置の処理負荷調整部の動作を示すフローチャートである。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係るシミュレーション装置１００の構成例を示す図である。シミュレーション装置１００は、車両のコックピットシステムの動作のシミュレーションを行うものである。シミュレーション装置１００のユーザは、シミュレーションの結果に基づいてコックピットシステムの評価を行う評価者である。

図１のように、シミュレーション装置１００は、運転環境模擬部１、表示制御信号生成部２、出力生成部３、出力装置４、処理負荷算出部５、処理負荷調整部６および入力装置７を備えている。これらのうち、運転環境模擬部１、表示制御信号生成部２、出力生成部３、処理負荷算出部５および処理負荷調整部６は、単一もしくは複数のコンピュータ（プロセッサ）で実行される任意のプログラミング言語で作成されたアプリケーションである。

よって、シミュレーション装置１００のハードウェア構成は、例えば図２のように、プログラムを実行するプロセッサ６１と、プロセッサ６１が実行したときに運転環境模擬部１、表示制御信号生成部２、出力生成部３、処理負荷算出部５および処理負荷調整部６の各処理が行われるアプリケーションプログラムが記憶されたメモリ６２と、を備えた構成とすることができる。なお、アプリケーション間の通信方法としては、例えばソケット通信を用いることができるが、それに限定されず、他の方法でもよい。また、アプリケーション間で通信されるデータは、送信側でシリアライズされ、受信側でデシリアライズされる。

運転環境模擬部１は、車両の運転状況のシミュレーションを行う。運転環境模擬部１が行うシミュレーションは、３Ｄモデルで構成される仮想空間に、ユーザである評価者の操作に応じて仮想車両を走行させるものである。評価者が車両の運転行動に相当する操作を運転環境模擬部１に入力することで、運転環境模擬部１は、運転行動を伴うシミュレーションを行うことができる。運転環境模擬部１は、公知の技術を用いたドライビングシミュレータで構成されてもよい。

コックピットシステムのコンポーネントには、例えば車両の内装の配置など、静的な状況で評価できるものも存在する。その一方で、車両の位置、速度、向き、周辺環境、運転者の状態など、運転行動に伴って変化する動的な要素に応じて動作内容や動作タイミングが決定されるコンポーネントは、動的な状況でなければ妥当な評価はできない。例えば、コックピットシステムにおいて、ＨＵＤ（Head Up Display）に速度超過の警告を表示させる動作は、運転者の運転行動を妨げることなく、警告を運転者に認知させる必要があるため、運転行動を伴うシミュレーションを行って評価する必要がある。加えて、運転行動中の運転者の行為や心理状態を加味したコックピットシステムの評価も、運転行動を伴うシミュレーションでしか行うことができない。

実施の形態１では、評価者が運転行動に相当する操作を行うためのハンドルやアクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバーなどの運転操作用機器（不図示）が、運転環境模擬部１に接続されており、評価者は、運転操作用機器を操作することで運転行動を運転環境模擬部１に入力できるものとする。ただし、コックピットシステムを簡易的に評価する場合には、実際の運転操作用機器の代わりに、運転操作用機器の疑似データが使用されてもよい。

運転環境模擬部１は、評価者が運転行動（運転操作用機器の操作）を実施中であるかどうかに関わらず、運転行動に関するデータである運転行動データと、運転行動に基づいて走行する仮想車両から見える風景をシミュレートした画像である走行画像と、時刻情報とを出力する。

運転行動データには、仮想車両の速度、位置、向きなど、運転行動に伴って変化する仮想車両の走行状態を示す情報が含まれる。さらに、運転行動データには、仮想車両周辺の他車両の情報、仮想車両周辺の構造物（例えばトンネルや交通標識等）の情報、仮想車両周辺の自然環境（例えば天候等）の情報など、運転行動に伴って変化する仮想車両の外部環境の情報が含まれてもよい。運転行動データの内容は、出力生成部３が必要とするデータの内容に依存し、上記の例に限られない。

運転環境模擬部１が時刻情報を取得する方法は任意の方法でよい。運転行動データのサンプル周期は、運転行動データを取得するセンサごとに異なる場合がある。そのため、時刻情報は、運転行動データごとに付与される。その結果、運転行動データを参照すれば、その運転行動データが取得された時刻が分かるようになる。

表示制御信号生成部２は、運転環境模擬部１から運転行動データを取得し、取得した運転行動データに基づいて、コックピットシステムの各コンポーネントの表示を制御する制御信号を生成する。表示制御信号生成部２がそれぞれの運転行動データに対して行う処理は予め規定しておく必要がある。また、表示制御信号生成部２が行う各処理には、処理負荷調整部６からの調整要求に応じて処理負荷を調整できるパラメータが予め定義される。処理負荷調整部６からの調整要求には、例えば、ＲＰＣ（Remote Procedure Call）などを用いることができる。

出力生成部３は、表示制御信号生成部２が生成した制御信号に基づいて、コックピットシステムの各コンポーネントの画像を生成する。出力生成部３は複数存在してもよく、その場合、複数の出力生成部３のそれぞれがコックピットシステムの１つのコンポーネントの画像を生成してもよいし、複数の出力生成部３のそれぞれが２つ以上のコンポーネントの画像を生成してもよい。複数のコンポーネントの画像を同じ画面に表示させる場合などには、出力生成部３は、各コンポーネントの画像を合成する処理も行う。

出力装置４は、画像を表示するための単一もしくは複数の画面を備える表示装置である。出力装置４の画面は、例えば、液晶表示装置で構成されていてもよいし、プロジェクタによってスクリーンに投影されるものでもよい。図１に示すように、実施の形態１の出力装置４は、運転環境模擬部１が生成した走行画像を表示するための画面を持つ走行画像表示部４１と、出力生成部３が生成した各コンポーネントの画像を表示するための画面を持つコンポーネント表示部４２と、処理負荷算出部５で算出された処理負荷を表示するための画面を持つ処理負荷表示部４３とを備える。

運転環境模擬部１は、生成した走行画像を出力装置４の走行画像表示部４１の画面に描画する。このとき、運転環境模擬部１は、走行画像の描画が完了した時刻を処理負荷算出部５へ通知する。また、出力生成部３は、生成した各コンポーネントの画像を出力装置４のコンポーネント表示部４２の画面に描画する。このとき、出力生成部３は、各コンポーネントの画像の描画が完了した時刻を処理負荷算出部５へ通知する。出力生成部３が時刻情報を取得する方法は任意の方法でよいが、運転行動データの取得時刻とコンポーネントの画像の描画完了時刻との時間差を正確に計算するために、出力生成部３は運転環境模擬部１と同一の方法で時刻情報を取得することが望ましい。

処理負荷算出部５は、表示制御信号生成部２が処理した運転行動データの時刻情報とその運転行動データに対応するコンポーネントの画像の描画完了時刻とを比較することで、運転行動データが取得されてからその運転行動データに対応するコンポーネントの画像が表示されるまでの時間差を算出する。また、処理負荷算出部５は、運転環境模擬部１から走行画像を生成するために用いた運転行動データの時刻情報と、その運転行動データに応じて生成された走行画像の描画完了時刻とを比較することで、走行画像の生成に必要な運転行動データが取得されてからその運転行動データに応じて生成された走行画像が表示されるまでの時間差を算出する。これらの時間差は、処理負荷の情報として、処理負荷表示部４３に表示される。評価者は、処理負荷表示部４３に表示された時間差（処理負荷）の情報からコックピットシステムのシミュレーションの妥当性を判断することができる。ここでは、処理負荷算出部５が、処理負荷を表す上記した２つの時間差の両方を算出するものとしたが、それらの少なくとも片方が算出されればよい。

出力装置４の各画面は、評価者が常に目視可能な位置に配置されることが望ましく、特に、走行画像表示部４１の画面とコンポーネント表示部４２の画面とは、評価者が車両の運転状況に応じたコックピットシステムの動作を評価しやすいように、並べて配置、もしくは重ねて配置されることが望ましい。処理負荷表示部４３の画面は、評価者が視認可能な位置であれば、その位置に制約はない。

本実施の形態では、コックピットシステムのコンポーネントが画像のみである例を示すが、コックピットシステムのコンポーネントに音声や振動などが含まれることも考えられる。その場合、出力装置４は、コンポーネント表示部４２に音声や振動の発生を表す画像を表示すればよい。あるいは、出力装置４に音声や振動の出力手段（スピーカやモータ等）が設けられてもよい。

処理負荷調整部６は、シミュレーション装置１００の処理負荷を調整する。処理負荷を調整する方法としては、運転環境模擬部１が行う運転環境のシミュレーションの実行周期（実行頻度）を調整する方法、表示制御信号生成部２の各処理に用いるパラメータを変更する方法などがある。

入力装置７は、評価者が数値や文字などを入力するため手段であり、例えばキーボードなどで構成され、処理負荷調整部６に接続される。評価者は、処理負荷表示部４３に表示された処理負荷の情報を考慮して、入力装置７を操作することで、処理負荷調整部６に負荷調整の指示を入力することができる。

図３は、シミュレーション装置１００の動作の例を示すフローチャートである。図３のフローは、運転者が道路脇にある停止標識を認識しているかどうか判断し、認識していないと判断すると警告を表示するというコックピットシステムの動作を、シミュレーションを用いて評価する場合の動作を示している。以下、図３を参照しつつ、シミュレーション装置１００の動作を説明する。

シミュレーション装置１００がコックピットシステムのシミュレーションを開始すると、運転環境模擬部１が、評価者の運転行動に基づいて、運転状況のシミュレーション（仮想空間に仮想車両を走行させるシミュレーション）を開始し、当該シミュレーションで生成された走行画像は走行画像表示部４１に表示される。

運転環境模擬部１は、運転状況のシミュレーションを進めながら、運転行動データとして、評価者の視線情報と、仮想車両周辺に存在する停止標識の情報とを取得する処理（ステップＳＴ１０１およびＳＴ１０２）を開始する。視線情報は、評価者の視線位置を、走行画像が表示された走行画像表示部４１の画面上の２次元座標で表したデータである。停止標識情報には、走行画像における停止標識の位置や大きさ、仮想車両から停止標識までの距離などのデータである。走行画像における停止標識の位置は、走行画像表示部４１の画面上における停止標識を囲む四角形の左上の角の２次元座標で表すことができ、停止標識の大きさは、停止標識を囲む四角形の縦横の長さで表すことができる。

ステップＳＴ１０１の実行周期は、視線情報を取得するセンサに依存し、ステップＳＴ１０２の実行周期は、運転環境のシミュレーションの実行周期に依存し、それらはコックピットシステムのシミュレーションの周期とは異なる。なお、視線情報および停止標識情報のそれぞれには、それが取得された時刻を表す時刻情報が付与される。

運転状況のシミュレーションにおいて、仮想車両が停止標識に接近すると（ステップＳＴ１０３でＹＥＳ）、運転環境模擬部１は、取得した停止標識情報と、その停止標識情報の時刻情報に最も近い時刻情報を持つ視線情報とを併合して出力する（ステップＳＴ１０４）。

表示制御信号生成部２は、併合された停止標識情報と視線情報とに基づいて、評価者の視線が走行画像表示部４１に表示されている停止標識の方向を向いているか否かを判断することで、評価者が停止標識を認識しているか否かを判断する。

評価者が停止標識を認識していると判断された場合は（ステップＳＴ１０６でＹＥＳ）、警告表示は不要であるため、ステップＳＴ１０３へ戻り、仮想車両が停止標識に再度接近するまで待機する。

一方、評価者が停止標識を認識していないと判断された場合（ステップＳＴ１０６でＮＯ）、表示制御信号生成部２が、警告を表示するコンポーネントを制御する制御信号を生成し、出力生成部３が、その制御信号に基づいて警告画像を生成する（ステップＳＴ１０７）。また、ステップＳＴ１０７では、評価者が停止標識を認識していないという判断に用いられた運転行動データ（停止標識情報および視線情報）の時刻情報が、運転行動データの取得時刻として処理負荷算出部５に通知される。

出力生成部３は、生成した警告画像をコンポーネント表示部４２の画面に表示して、評価者に停止標識の接近を警告する（ステップＳＴ１０８）。また、ステップＳＴ１０８では、警告画像の描画完了時刻が処理負荷算出部５に通知される。

処理負荷算出部５は、ステップＳＴ１０７で取得した運転行動データ（停止標識情報および視線情報）の取得時刻と、ステップＳＴ１０８で取得した警告画像の描画完了時刻との時間差を算出し、算出された時間差を処理負荷の情報として処理負荷表示部４３に表示させる（ステップＳＴ１０９）。

評価者は、処理負荷表示部４３に表示された時間差が許容範囲（コックピットシステムの妥当な評価が可能な範囲）内かどうかを判断する（ステップＳＴ１１０）。なお、時間差の許容範囲は、シミュレーションで評価する事項ごとに異なってもよい。時間差が許容範囲内であれば（ステップＳＴ１１０でＹＥＳ）、評価者は何も行う必要がなく、ステップＳＴ１０３へ戻る。

時間差が許容範囲を超えていれば（ステップＳＴ１１０でＮＯ）、評価者は入力装置７を操作して、処理負荷調整部６に、時間差を短くするために処理負荷の調整を実施させる（ステップＳＴ１１１）。ステップＳＴ１１１の処理としては、例えば、警告画像の解像度を下げる処理が考えられる。この場合、表示制御信号生成部２は、警告画像の解像度をパラメータとして保持しており、処理負荷調整部６が、評価者が入力した解像度の数値を含む調整要求を表示制御信号生成部２に送信することで、警告画像の解像度のパラメータが更新される。

以上の処理は繰り返し行われ、評価者は、警告画像の解像度が変更された後に、警告画像が再度表示されたとき処理負荷表示部４３に表示される時間差（処理負荷）を確認する。時間差がまだ許容範囲を超えていれば、評価者は入力装置７を用いて、処理負荷調整部６に処理負荷の調整を再度実施させる。この場合、警告画像の解像度をさらに下げてもよいし、表示制御信号生成部２が保持する他のパラメータを変更してもよい。また、運転環境模擬部１が行う運転環境のシミュレーションの実行周期を下げてもよいし、画像処理を実行する処理系を変更してもよい。

実施の形態１に係るシミュレーション装置１００によれば、運転行動を伴うシミュレーションによりコックピットシステムの評価を行うことが可能である。また、評価者は、運転行動データが取得されてからその運転行動データに対応するコンポーネントの画像が表示されるまでの時間差、あるいは、運転行動データが取得されてからその運転行動データに応じて生成された走行画像が表示されるまでの時間差から、シミュレーション装置１００の処理負荷を評価できる。また、評価者は、必要であれば、入力装置７を操作することで、処理負荷調整部６に処理負荷の調整を行うことができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態２では、実施の形態１のシミュレーション装置１００に対し、表示制御信号生成部２の内部を細分化する。実施の形態２の表示制御信号生成部２は、図４のように、データ収集部２１、データ処理部２２、データ保持部２３および処理ブロック２４を備えている。なお、実施の形態２のシミュレーション装置１００は、表示制御信号生成部２の構成を除いて、実施の形態１と同様であるため、以下では表示制御信号生成部２に関係する部分の説明のみを行う。

データ収集部２１は、運転環境模擬部１が出力する運転行動データを収集する。図４には、データ収集部２１を１つだけ示しているが、データ収集部２１は、運転行動データのデータブロックごとに設けられ、対応するデータブロックを収集する。データブロックとは、運転環境模擬部１とデータ収集部２１との間で予め定義されたデータの集合である。例えば、スカラー値の速度情報のみを持つデータを「Ａ」とし、ｘ、ｙ、ｚの３次元ベクトルで表される速度情報を持つデータを「Ｂ」とした場合には、ＡとＢのそれぞれがデータブロックとなる。データブロックの定義方法としては、例えば、センサのサンプル周期の近いものを同じデータブロックにまとめる方法や、処理される時刻が近いものを同じデータブロックにまとめる方法など、任意の方法でよい。ただし、運転環境模擬部１が、データをシリアライズして送信し、データ収集部２１が、受信したデータをデシリアライズすることになるため、データブロックは、運転環境模擬部１およびデータ収集部２１の両方が参照可能なように定義される必要がある。

データ処理部２２は、実施の形態１で説明した表示制御信号生成部２のデータ処理に相当する処理を行う。データ処理部２２は、複数の処理ブロック２４から構成されており、データ処理が細分化されている。処理ブロック２４のそれぞれは、入力側および出力側のデータブロック型と、入力側に接続される処理ブロックの情報、および出力側に接続される処理ブロックの情報を保持している。処理ブロック２４には、データブロック型が互いに一致する他の処理ブロック２４が存在すれば、入力側あるいは出力側に当該他の処理ブロック２４を接続可能である。処理ブロック２４の接続関係は、処理負荷調整部６からの指示に応じて変更され、その接続関係は、表示制御信号生成部２がデータ処理を実行している途中でも変更可能である。

データ保持部２３は、処理ブロック２４により処理されたデータブロック（場合によっては、データ収集部２１から出力されたデータブロック）を取得して保持する。データ保持部２３も、データ収集部２１と同様に、データブロックごとに設けられる。データ保持部２３が保持するデータブロックは、データ保持部２３および出力生成部３の両方が参照可能なように定義される。データ保持部２３は、データブロックをバッファに保持し、出力生成部３からの要求を受けてデータブロックを送信するデータサーバの役割を担う。

実施の形態２の表示制御信号生成部２では、処理負荷調整部６が、運転行動データを処理するデータ処理部２２における処理ブロック２４の接続関係を動的に変更することができる。処理ブロック２４の接続関係が変更されると、データ処理部２２の処理能力や処理内容を変更できるため、処理負荷調整部６による処理負荷の調整機能が充実化される効果が得られる。

＜実施の形態３＞
実施の形態３は、実施の形態１または２のシミュレーション装置１００に対し、コンポーネント表示部４２の画面として、走行画像表示部４１の画面に重畳された透過ウィンドウ５０を含ませる。図５に、走行画像表示部４１に重畳された透過ウィンドウ５０の例を示す。図５は、図６～図８に示す各コンポーネントの画像が表示される３個の透過ウィンドウ５０が、図９に示す走行画像が表示された走行画像表示部４１の上に重畳された例を示している。なお、図６のコンポーネントの画像は、車内から見たコックピットの外形の画像であり、図７のコンポーネントの画像は、車両の速度表示の画像であり、図８のコンポーネントの画像は、警告画像である。この例のように、透過ウィンドウ５０は、コックピットシステムのコンポーネントごとに設けられ、走行画像表示部４１の画面上に複数個配置されることもある。

透過ウィンドウ５０は、画像が表示されていない部分が透明であるため、図５のように、走行画像の上にコックピットの外形が表示された透過ウィンドウ５０を重畳させても、コックピットの窓の部分で走行画像が透けて見える。これにより、運転状況における車両の運転者の視野を走行画像表示部４１の画面上で再現できる。

また、実施の形態１では、走行画像表示部４１の画面の一部にコンポーネント表示部４２の画面を重畳させる場合、それらの画面に表示される画像を合成して１枚の画像に加工する処理が必要であるが、コンポーネント表示部４２として透過ウィンドウ５０を用いれば、その処理を省略できるという利点もある。

また、透過ウィンドウ５０は、一般的な表示ウィンドウとしての性質を持つ。例えば、シミュレーションにおいて、特定のコンポーネントのデザインに注視したい場合には、他のコンポーネントの透過ウィンドウ５０を非表示にできる。また、透過ウィンドウ５０の縮小または拡大、表示位置の変更なども容易に行うことができるため、コックピットシステムのデザインを調整することによって、処理負荷を調整することも容易に行うことができる。

＜実施の形態４＞
実施の形態４は、実施の形態１～３で説明したシミュレーション装置１００の技術を応用した、コックピットシステムの処理負荷調整装置を提案する。

図１０は、実施の形態４に係る処理負荷調整装置１１０の構成例を示す図である。処理負荷調整装置１１０は、実車両２００に搭載されており、実施の形態１のシミュレーション装置１００が備える表示制御信号生成部２、出力生成部３、処理負荷算出部５および処理負荷調整部６のそれぞれに対応する機能を有する、表示制御信号生成部２ａ、出力生成部３ａ、処理負荷算出部５ａおよび処理負荷調整部６ａを備えている。なお、処理負荷調整装置１１０の表示制御信号生成部２ａ、出力生成部３ａ、処理負荷算出部５ａおよび処理負荷調整部６ａも、単一もしくは複数のコンピュータ（プロセッサ）で実行される任意のプログラミング言語で作成されたアプリケーションである。よって、処理負荷調整装置１１０も、図２に例示したようなハードウェア構成で実現できる。

処理負荷調整装置１１０は、実車両２００のコックピットシステムの一部を構成する車両情報取得部２０１、優先度記憶部２０２および出力機器２０３に接続されている。

車両情報取得部２０１は、実車両２００のＥＣＵ（Electronic Control Unit）や車載センサなどから、コックピットシステムの各コンポーネントの画像を生成するために必要な、実車両２００の車両情報を取得する。また、車両情報取得部２０１は、取得した車両情報のデータに時刻情報が付与されていなければ、そのデータを取得した時刻を、時刻情報として当該データに付与する。

優先度記憶部２０２は、実車両２００のコックピットシステムが表示する各コンポーネントの優先度の情報が記憶された記憶媒体である。例えばメータなど、表示の遅延が運転者の運転行動に与える影響が大きいコンポーネントには高い優先度が設定され、例えば再生する音楽の選択画面など、表示の遅延が運転行動に与える影響が小さいコンポーネントには低い優先度が設定される。

出力機器２０３は、実車両２００のコックピットシステムの各コンポーネントの画像を表示するための単一もしくは複数の画面を備える表示装置である。

本実施の形態では、処理負荷調整装置１１０は、実車両２００に搭載されているものとするが、例えば、処理負荷調整装置１１０が、実車両２００の外部に設置され、ネットワークを介して実車両２００のコックピットシステムと接続されてもよい。

表示制御信号生成部２ａは、車両情報取得部２０１から車両情報を取得し、取得した車両情報に基づいて、コックピットシステムの各コンポーネントの表示を制御する制御信号を生成する。表示制御信号生成部２ａが車両情報に対して行う処理には、処理負荷算出部５ａからの調整要求に応じて処理負荷を調整できるパラメータが予め定義される。

出力生成部３ａは、表示制御信号生成部２ａが生成した制御信号に基づいて、コックピットシステムの各コンポーネントの画像を生成する。また、出力生成部３ａは、生成した各コンポーネントの画像を出力機器２０３の画面に描画する。

処理負荷算出部５ａは、表示制御信号生成部２ａが処理した車両情報の時刻情報とその車両情報に対応するコンポーネントの画像の描画完了時刻とを比較することで、車両情報が取得されてからその車両情報に対応するコンポーネントの画像が出力機器２０３に表示されるまでの時間差を算出する。この時間差は、コックピットシステムの処理負荷に相当する。

処理負荷調整部６ａは、コックピットシステムの処理負荷を調整する。処理負荷を調整する方法としては、表示制御信号生成部２ａの各処理に用いるパラメータを変更する方法などがある。また、処理負荷調整部６ａは、処理負荷に相当する上記の時間差が許容範囲を超えた場合に、運転者の運転行動を阻害しないように、自動的にコックピットシステムの処理負荷の調整を試みる。そのため、処理負荷調整部６ａは、処理負荷算出部５ａが算出した時間差（処理負荷）が許容範囲内か否かを判断するための閾値を保持しており、時間差が閾値を超えた場合に、コックピットシステムの処理負荷調整を開始する。なお、処理負荷調整装置１１０が実車両２００の外部に設置されている場合は、実車両２００の外部の評価者が、手動で処理負荷を調整できるようにしてもよい。

図１１は、処理負荷調整部６ａの動作を示すフローチャートである。以下、図１１を参照しつつ、処理負荷調整部６ａの動作を説明する。

処理負荷調整部６ａは、処理負荷算出部５ａが算出した時間差（処理負荷）が閾値を超えた場合に、図１１のフローを実行する。ここでは説明の簡略化のため、特定のコンポーネント（以下「コンポーネントＸ」という）の表示処理が行われたときに、処理負荷算出部５ａが算出した時間差が閾値を超えたものと仮定する。この場合、処理負荷調整部６ａは、コンポーネントＸの表示処理が行われるときのコックピットシステムの処理負荷が小さくなるように、処理負荷を調整する。この場合において、コンポーネントＸを「処理負荷調整のトリガ」と呼ぶこととする。

また、各コンポーネントは、そのコンポーネントが処理負荷調整のトリガとなった回数の情報（トリガ回数情報）と、そのコンポーネントの処理負荷調整が既に行われたかを否かを示すフラグ（処理負荷調整フラグ）とを保持しているものとする。処理負荷調整フラグは、コンポーネントの処理負荷調整が実施済みであれば「真（true）」、未実施であれば「偽（false）」に設定される。

コンポーネントＸの表示処理が行われたとき処理負荷算出部５ａが算出した時間差（処理負荷）が閾値を超えると、処理負荷調整部６ａは、コンポーネントＸのトリガ回数情報を参照し、コンポーネントＸが処理負荷調整のトリガとなった回数を確認する。

コンポーネントＸが処理負荷調整のトリガとなったのが１回目であれば（ステップＳＴ２０１でＹＥＳ）、処理負荷調整部６ａは、第１の処理負荷調整として、以下のステップＳＴ２０２～ＳＴ２０４の反復処理を行う。

ステップＳＴ２０２では、処理負荷調整部６ａが、コンポーネントＸよりも優先度の低いコンポーネントを順次選択する。ステップＳＴ２０３では、処理負荷調整部６ａが、選択したコンポーネントの処理負荷調整フラグを参照し、選択されたコンポーネントの処理負荷調整が実施済みかどうかを確認する。ステップＳＴ２０４は、選択されたコンポーネントの処理負荷調整が未実施であった場合（ステップＳＴ２０３でＮＯと判断された場合）に実行され、ステップＳＴ２０４では、処理負荷調整部６ａが、選択されたコンポーネントの処理負荷調整を実施する。

ステップＳＴ２０２～ＳＴ２０４の反復処理は、コンポーネントＸよりも優先度の低い全てのコンポーネントの処理負荷調整が完了するまで行われる。

なお、ステップＳＴ２０４におけるコンポーネントの処理負荷調整は、例えば、表示制御信号生成部２ａにおいて予め定義されている当該コンポーネントの処理負荷を調整するためのパラメータを変更することによって行われる。パラメータの変更は、当該コンポーネントの必要最低限の機能が損なわれない範囲で行われる。また、処理負荷調整部６ａは、ステップＳＴ２０４で処理負荷が調整されたコンポーネントの処理負荷調整フラグを「真」に変更する。

ステップＳＴ２０２～ＳＴ２０４の反復処理が終了すると、処理負荷調整部６ａはコンポーネントＸのトリガ回数情報を更新（インクリメント）して（ステップＳＴ２０５）、図１１のフローを終了する。

その後、再びコンポーネントＸの表示処理が行われたとき、処理負荷算出部５ａが算出した時間差が閾値を超えると、処理負荷調整部６ａは、再度図１１のフローを開始する。

コンポーネントＸが処理負荷調整のトリガとなったのは２回目であるので、ステップＳＴ２０１でＮＯ、ステップＳＴ２０６でＹＥＳと判断される。この場合、処理負荷調整部６ａは、コンポーネントＸの処理負荷調整フラグを参照し、コンポーネントＸの処理負荷調整が実施済みかどうかを確認する（ステップＳＴ２０７）。コンポーネントＸの処理負荷調整が未実施であった場合（ステップＳＴ２０７でＮＯ）、処理負荷調整部６ａは、第２の処理負荷調整として、コンポーネントＸの処理負荷調整を実施する（ステップＳＴ２０８）。ステップＳＴ２０８は、コンポーネントＸの処理負荷調整が実施済みあった場合（ステップＳＴ２０７でＹＥＳと判断された場合）は行われない。

なお、ステップＳＴ２０８の処理負荷調整は、ステップＳＴ２０４の処理負荷調整と同様の方法で行えばよい。また、処理負荷調整部６ａは、ステップＳＴ２０４で処理負荷が調整されたコンポーネントＸの処理負荷調整フラグを「真」に変更する。

そして、処理負荷調整部６ａはコンポーネントＸのトリガ回数情報を更新して（ステップＳＴ２０５）、図１１のフローを終了する。

その後、再びコンポーネントＸの表示処理が行われたとき、処理負荷算出部５ａが算出した時間差が閾値を超えると、処理負荷調整部６ａは、再度図１１のフローを開始する。コンポーネントＸが処理負荷調整のトリガとなったのは３回目であるので、ステップＳＴ２０１でＮＯ、ステップＳＴ２０６でＮＯと判断される。

この場合、処理負荷調整部６ａは、自動的な処理負荷調整の限界を超えたと判断し、出力機器２０３の画面に警告を表示することで（ステップＳＴ２０９）、運転者への注意喚起を行う。そして、処理負荷調整部６ａはコンポーネントＸのトリガ回数情報を更新して（ステップＳＴ２０５）、図１１のフローを終了する。

コンポーネントＸが４回以上、処理負荷調整のトリガとなって、図１１のフローを開始された場合も、ステップＳＴ２０１でＮＯ、ステップＳＴ２０６でＮＯと判断され、ステップＳＴ２０９が実行されることになる。

表示制御信号生成部２ａが保持するパラメータ、ならびに、各コンポーネントのトリガ回数情報および処理負荷調整フラグは、コックピットシステムに電源が投入されるタイミングですべて初期状態にリセットされてもよい。なお、トリガ回数情報の初期値は０であり、処理負荷調整フラグの初期値は「偽」である。

実施の形態３によれば、実車両２００のコックピットシステムに処理負荷調整装置１１０を搭載することにより、実際の運転状況においてもコックピットシステムの処理負荷を調整し、コンポーネントの表示の遅延を抑制することができる。

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

上記した説明は、すべての態様において、例示であって、例示されていない無数の変形例が想定され得るものと解される。

１ 運転環境模擬部、２，２ａ 表示制御信号生成部、３，３ａ 出力生成部、４ 出力装置、５，５ａ 処理負荷算出部、６，６ａ 処理負荷調整部、７ 入力装置、２１ データ収集部、２２ データ処理部、２３ データ保持部、２４ 処理ブロック、４１ 走行画像表示部、４２ コンポーネント表示部、４３ 処理負荷表示部、５０ 透過ウィンドウ、１００ シミュレーション装置、１１０ 処理負荷調整装置、２００ 実車両、２０１ 車両情報取得部、２０２ 優先度記憶部、２０３ 出力機器、６１ プロセッサ、６２ メモリ。

Claims (8)

1. 車両のコックピットシステムのシミュレーション装置であって、
   運転行動を伴う前記車両の運転環境のシミュレーションを行うことで、前記運転行動に関するデータである運転行動データを取得すると共に、走行する前記車両から見える風景をシミュレートした画像である走行画像を生成する運転環境模擬部と、
   前記運転行動データに基づいて、前記コックピットシステムのコンポーネントの表示を制御する制御信号を生成する表示制御信号生成部と、
   前記制御信号に基づいて前記コンポーネントの画像を生成する出力生成部と、
   前記走行画像を表示する走行画像表示部と、
   前記コンポーネントの画像を表示するコンポーネント表示部と、
   前記運転行動データが取得されてからその運転行動データに対応する前記コンポーネントの画像が表示されるまでの時間差、および、前記運転行動データが取得されてからその運転行動データに応じて生成された前記走行画像が表示されるまでの時間差の少なくとも片方に基づいて処理負荷を算出する処理負荷算出部と、
   前記処理負荷の調整を行う処理負荷調整部と、
   を備えるシミュレーション装置。
2. 前記処理負荷を表示する処理負荷表示部と、
   ユーザが前記処理負荷調整部に前記処理負荷の調整を指示するための入力装置と、
   をさらに備える
   請求項１に記載のシミュレーション装置。
3. 前記表示制御信号生成部は、
   前記運転行動データを収集するデータ収集部と、
   前記運転行動データに基づいて前記制御信号を生成可能な複数の処理ブロックを含むデータ処理部と、
   生成された前記制御信号を記憶し、前記出力生成部から要求に応じて前記制御信号を出力するデータ保持部と、
   を含み、
   前記処理負荷調整部は、前記制御信号の生成に用いられる処理ブロックを変更することによって、前記処理負荷を調整する、
   請求項１または請求項２に記載のシミュレーション装置。
4. 前記コンポーネント表示部は、前記走行画像表示部に重畳して表示され、前記コンポーネントの画像を表示する透過ウィンドウを含む、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
5. 前記運転環境模擬部に前記運転行動を入力するための運転操作用機器をさらに備える、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
6. 実車両のコックピットシステムの処理負荷調整装置であって、
   前記実車両の車両情報に基づいて、前記コックピットシステムのコンポーネントの表示を制御する制御信号を生成する表示制御信号生成部と、
   前記制御信号に基づいて前記コンポーネントの画像を生成し、前記コックピットシステムに表示させる出力生成部と、
   前記車両情報が取得されてからその車両情報に対応する前記コンポーネントの画像が表示されるまでの時間差に基づいて処理負荷を算出する処理負荷算出部と、
   前記処理負荷の調整を行う処理負荷調整部と、
   を備える処理負荷調整装置。
7. 前記コックピットシステムは、それぞれの優先度が定められた複数の前記コンポーネントを含んでおり、
   前記処理負荷調整部は、特定のコンポーネントの表示処理が行われるときに前記処理負荷が予め定められた閾値を超えると、前記特定のコンポーネントよりも優先度の低いコンポーネントの処理にかかる負荷を調整する第１の処理負荷調整を行い、
   前記処理負荷調整部は、前記第１の処理負荷調整を行った後も前記特定のコンポーネントの表示処理が行われるとき前記処理負荷が前記閾値を超える場合は、前記特定のコンポーネントの処理にかかる負荷を調整する第２の処理負荷調整を行う、
   請求項６に記載の処理負荷調整装置。
8. 前記処理負荷調整部は、前記第２の処理負荷調整を行った後も前記特定のコンポーネントの表示処理が行われるときに前記処理負荷が前記閾値を超える場合は、警告を発する、
   請求項７に記載の処理負荷調整装置。

Images