JPH07121096A

JPH07121096A - 空間識失調訓練装置

Info

Publication number: JPH07121096A
Application number: JP16113494A
Authority: JP
Inventors: Taichi Tsuge; 太一柘植; Hirotoshi Kawarada; 浩年川原田; Hiroyuki Mori; 広行森; Satoshi Sugimoto; 智杉本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】空間識失調状態の視覚的評価を行うことがで
きる空間識失調訓練装置を得る。【構成】計算機１につながれた模擬視界装置３、模擬
操縦室４、動揺装置５、および管制卓２を有する空間識
失調訓練装置において、模擬視界装置３は映像表示装置
を持ち、管制卓２は視点変更ボタンおよび模擬視界モニ
タ装置を持ち、視点変更ボタン２−１ａの操作信号によ
り、予め定められた複数の位置の一つから見た訓練機の
姿勢を映像表示装置３−１および視界モニタ装置２−２
に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空間識失調訓練装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の空間識失調の判定方法
を適用する航空機シミュレータの構成を示したブロック
図である。

【０００３】先ず、空間識失調の判定方法の実施に当た
り、シミュレータにより体験することのできる空間識失
調の基本的な錯覚の種類について説明すると、これらに
は、視覚的及び物理的原因に基づいて次の８種のものが
ある。

【０００４】（イ）自動運動錯覚と言われるもので、目
標とするものが、空間内で他にない場合、固定された物
体が動いているように見える錯覚、（ロ）相対運動錯覚
と言われるもので、相手の姿勢や速度が変化した場合に
相対的に自分の姿勢や速度が変化したように感じる錯
覚、（ハ）水平線誤認錯覚と言われるもので、他に明確
な基準がない状態で、横に長いものを見ると水平、縦に
長いものを見ると垂直に感じる錯覚、例えば、雲海の頂
部が斜めであっても、それを水平と錯覚するもの、
（ニ）光源誤知錯覚と言われるもので、夜間飛行の場合
に星と地上や水面上の灯火が同一平面上にあるものと感
じる錯覚、（ホ）太陽や月による錯覚で、他に明確な基
準がない場合、太陽や月は常に自分の頭上にあるものと
感じる錯覚、（ヘ）リーン錯覚と言われるもので、三半
規管が角加速度にだけ反応し、角速度に応答しないこと
と、またあるレベル以上の入力でないと感知できないこ
とによる錯覚、（ト）眼重力錯覚と言われるもので、重
力以外の直線加速度が作用したときに重力と該直線加速
度との合力方向に重力加速度を感じる錯覚、（チ）コリ
オリー錯覚と言われ急激なターンやスピンなどの回転運
動を行う場合、回転面以外の方向に頭を向ると、感ずる
異様な感覚等である。

【０００５】また、これらの基本的な８種の空間識失調
を基礎にしてこれらを組み合わせ、複合的な錯覚感をも
体験させ得るのである。

【０００６】空間識失調の判定に適用されるシミュレー
タは、図１０に示すように、模擬操縦室の動揺装置５
と、この模擬操縦室の動揺装置５によって縦軸回りの旋
回及び空間における航空機のピッチ動作、ロール動作を
生起し得るように設けられた模擬操縦室４と、予め準備
されたプログラムに従って空間識失調に対する対処訓練
を含めた模擬飛行訓練に必要な演算処理を実行するディ
ジタル計算機１と、前記模擬操縦室４に備えられ計算機
１からの信号で模擬窓外視界を表示する模擬視界表示装
置３と、被訓練者に対する対処訓練計画に従って計算機
の作動を制御すると共に該被訓練者の操作の監視や指
導、評価並びに本訓練装置の始動や停止制御を行う操作
端子をも有した教官管制卓２とを有する。

【０００７】そして同図に図示のように各装置部分間が
信号線を介して結線されている。

【０００８】模擬操縦室動揺装置５は、前述した空間識
失調の各種錯覚のうち、体感情報の混乱により発生する
内耳性錯覚ないし物理的な錯覚を誘発するための体感を
被訓練者に与えると共に通常の飛行形態でのピッチ軸、
ロール軸に関する飛行運動感覚を被訓練者に与える装置
部分である。

【０００９】模擬操縦室４は、模擬視界表示装置３を備
えた被訓練者の操縦室として形成されており、被訓練者
が着座する操縦席、その被訓練者が、飛行状況に応じて
操作訓練する操縦桿及び訓練状況を撮影、送信するモニ
ターカメラを具備し、既存の航空機用シミュレータの模
擬操縦室（例えば、既存の戦闘機シミュレータのコック
ピット）を流用して実機と同じ臨場感を与える構造と装
備と成るように形成される。そして、模擬視界表示装置
部３は、模擬操縦室４の前方に装着された、好ましくは
２台の周知のＣＲＴ型映像表示装置を有して被訓練者に
実機の窓外視界と同様な広い視界を表示するようになっ
ている。ここで、２台のＣＲＴ型映像表示装置を用いる
のは、被訓練者の視点位置を中心として左方、中央の横
方向に実機の場合と同程度の広い表示視野を確保して例
えば、編隊長機等の僚機を自機の左側に表示し、編隊飛
行の模擬訓練を遂行し得るようにしているもので、かつ
上方、下方にも適正規模の表示視野を確保して、実機飛
行と略同じ窓外視界を得ることができる。上記モニター
カメラは、教官制御卓２のモニターディスプレイ（図示
略）に接続され、操縦席内の被訓練者の操縦訓練状態を
教官制御卓２に居る教官がモニター可能になっている。

【００１０】計算機１はシミュレータの作動制御、模擬
視界映像を発生するための制御信号の演算処理、空間識
失調を誘発するための制御信号の演算処理、被訓練者の
空間識失調状態の評価、判定を行うための演算をし、処
理等に必要な種々の制御情報、演算処理データ、模擬視
界用データ・ベース等を格納する。且つまた演算処理結
果や被訓練者が行う模擬飛行の操縦操作データがフィー
ドバックされるたときに該データを記憶するようになっ
ている。また、ディジタル計算機１は、その演算処理部
において遂行される演算処理結果によって、模擬飛行訓
練に際して、模擬操縦室４にピッチ運動、ロール運動等
の動作感を前述の模擬操縦室の動揺装置５を介して付与
するための制御信号並びに後述する内耳性空間識失調を
誘発するための制御信号を出力する動揺装置駆動信号出
力部を具備している。

【００１１】さて、予め準備されるプログラムには通常
の飛行形態の模擬に用いられる模擬視界の表示内容を規
定した上述の模擬視界用データ・ベースの外に航空機の
通常の飛行形態を模擬する際の航空機性能、特性や、エ
ンジン性能、特性や、航空機各系統、航法系統等の機
能、性能等の模擬計算を実行して模擬訓練データを供す
るためのプログラムがある。他方、空間識失調の各種錯
覚を誘発して模擬操縦室４の模擬視覚装置３において視
覚現示させる制御記号の演算処理を実行するプログラム
と、模擬操縦室の動揺装置５を経て内耳性の錯覚を誘
発、現示するための制御信号の演算処理を実行するため
のプログラムも予め準備され、錯覚を誘発する前記８種
の基本空間識失調錯覚を始め、これらを組み合わせて複
合化された複数種の錯覚を含めて予め複数の錯覚シナリ
オを教官管制卓２からの指令信号に応じて演算処理して
作成し、出力するようになっている。

【００１２】計算機１は、模擬送受室４において被訓練
者が操縦桿を操作したときの操縦データのフィードバッ
ク信号を受けて、被訓練者の操縦データに応じて模擬視
界信号や動揺装置５の制御信号を変化させ、飛行の模擬
を行って被訓練者に操縦技術を訓練するようになってお
る。且つまた、該操縦データを教官管制卓２のデータ収
集制御盤の制御操作に応じて計算機のディスクに入力し
て記憶させる。

【００１３】模擬視界装置３は、ディジタル計算機１か
らの模擬視界画像発生用の制御信号により、映像を発生
する装置部であり、昼間と夜間との両条件下における実
感的な模擬視界、つまり、僚機（編隊長機）の像、雲、
地上灯火、河面または海面上の灯火、水平線等通常視界
映像信号と空間識失調の誘発用映像、特に視覚情報の混
乱により発生する視覚性錯覚の誘発用映像信号とから成
る映像信号（ビデオ信号）を発生して上述の模擬操縦室
４の模擬視界装置３へ送出するもので、ディジタル計算
機１及び模擬視界装置３と組み合わせて映像発生をおこ
なうために磁気ディスク装置や磁気テープ装置等のプロ
グラム記憶装置、各種プログラムの起動とデータの入出
力を行うターミナル、ディジタル計算機から出力された
制御信号を記憶し、その中から飛行状況に応じて被訓練
者の視野内及び可視距離内に在る表示対象物の選択、不
可視面の消却、灯火の輝度変化の計算処理等を行う幾何
計算装置、上記幾何計算装置の計算結果に基づいて模擬
操縦室４内に有る映像表示装置へ表示するためのビデオ
信号を作成、発生するビデオ信号装置、電源制御装置等
を具備して構成される。

【００１４】次に、教官管制卓２は、模擬操縦室の動揺
装置５、模擬操縦室４、計算機１の夫々に接続されてお
り、シミュレータの作動全般の制御を担当する装置とし
て形成されており同時に被訓練者の空間識失調の体験状
況、離脱状況の監視、被訓練者に種々の空間識失調錯覚
における選択した錯覚体験を経験させるべく訓練問題の
選択・設定を行い、かつ訓練進行の制御及び被訓練者の
操縦データの収集制御を行う機能を有している装置であ
る。この為に全般的制御パネルや模擬操縦室４の内部の
計器表示と同じ表示データを表示するリピーター計器、
模擬訓練計画のスケジュールの表示や該訓練計画の進行
状況の監視・制御用のデータ表示を行うキャラクターデ
ィスプレイや模擬訓練実施中の飛行緒元や飛行航跡の表
示と僚機及び自機の相対的位置関係の表示等を行う航跡
ディスプレイ等からなるグラフィック・ディスプレイ、
模擬訓練実施時の模擬操縦室４内部のモニターカメラと
接続されて被訓練者の訓練状況を監視するための模擬操
縦室モニター装置や模擬操縦室内部の２台の映像表示装
置の表示内容をモニターする模擬視界モニター装置等の
各種モニター装置を備えている。

【００１５】更に、被訓練者の空間識失調誘発状況を定
量的に判定評価するための客観的データを記録紙等にハ
ードコピーするためのプリンターを備え、空間識失調の
判定データの表示制御を遂行するための制御操作を行う
評価パネル、模擬操縦室の動揺装置５や模擬操縦室４内
の映像表示装置等の起動、停止を制御するためのデバイ
スコントロールパネル、模擬訓練計画における空間識失
調誘発のための訓練計画の選択制御及び上述のキャラク
ターディスプレイと航跡ディスプレイとの制御を行うた
めのシナリオ／ディスプレイ制御パネル、模擬訓練実施
の際の初期設定や訓練の開始・停止や空間識失調誘発モ
ードの導入／解除及びシミュレータの電源の緊急停止制
御等を行うためのシステム制御パネル等も備えている。

【００１６】以上において、空間識失調の判定方法に就
いて以下に説明する。

【００１７】空間識失調の判定を行うには、模擬飛行訓
練の遂行中に、教官管制卓２のデータ収集制御盤のオン
ライン制御操作に応じて被訓練者が模擬飛行中に操縦桿
を操縦したときに発生する操縦データにおける後述の予
め定めたデータを、飛行パラメータとして上述のシミュ
レータの模擬操縦室４からディジタル計算機１の記憶手
段を成す磁気ディスク（他の記憶媒体、例えば磁気テー
プ、出来ドラム等でも可）に記憶させておく。即ち、飛
行パラメータとしては、模擬操縦室４のピッチ角デー
タ、該ピッチ角のパワー・スペクトル、操縦桿の操作角
データ等を予め選定して、これらをオン・ラインデータ
として記憶するのである。

【００１８】このとき、注目すべき点として、模擬操縦
訓練中に空間識失調の誘発が行われると、模擬操縦室４
の被訓練者は、錯覚状態に陥り、必然的に正常な飛行操
作とは異なる操縦操作を行う。依って、この正常な操縦
操作とは異なる操縦操作を表すデータが混入されたオン
・ラインの飛行データを予め収集しておく。例えば内耳
性の空間識失調による錯覚であるコリオリ錯覚が誘発さ
れると、被訓練者は、「グラッ」とした揺れ感覚を覚
え、そのために操縦の乱れとして操縦桿を操作して姿勢
角（ピッチ角）と操舵量との乱れを発生するから、これ
を、飛行パラメータとしてディジタル計算機１の磁気デ
ィスクに記憶しておくのである。

【００１９】そして、飛行訓練の終了後に磁気ディスク
からこれらの飛行パラメータを、今度は教官管制卓２に
おけるオフ・ラインデータ制御盤の制御操作に応じて、
上記磁気ディスクから計算機１を介して取り出すもので
ある。ここで、計算機１は、飛行データを磁気ディスク
から読み出したとき、それに統計処理を施したり、表示
データとして信号化する処理操作を所定のプログラムに
従って遂行する機能を有するものである。斯くして取り
出した飛行パラメータを教官管制卓２のプリンタにハー
ドコピーとして表示させ、或いはグラフィックディスプ
レイに画面表示させれば、飛行パラメータを視覚的に認
識可能なデータとして得ることができる。そのとき、別
に記憶ディスクに予め種々の模擬飛行計画に応じて記録
されている正常な飛行パラメータを該記憶ディスクから
視覚データとして同時複写し得るようにしておく。

【００２０】こうして得られた２つの飛行パラメータを
表示データ上で比較すれば、被訓練者が体験した空間識
失調による錯覚状態を視覚的に評価、判定することがで
きるのである。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、訓
練中に訓練員の操縦操作量の数値データで空間識失調状
況を評価していたが、映像にもとづいた評価は実施して
いなかった。また操縦操作の乱れに至らない空間識失調
状態を検出できなかった。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための次の手段を講ずる。

【００２３】（１）空間識失調訓練装置として、計算機
につながれた模擬視界装置、模擬操縦室、動揺装置、お
よび管制卓を有する空間識失調訓練装置において、上記
模擬視界装置は映像表示装置を持ち、上記管制卓は視点
変更ボタンおよび模擬視界モニタ装置を持ち、上記視点
変更ボタンの操作信号により、予め定められた複数の位
置の一つから見た訓練機の姿勢を上記映像表示装置およ
び上記視界モニタ装置に表示するようにした。

【００２４】（２）上記（１）記載の空間識失調訓練装
置において、模擬操縦室にバーティゴ自己申告スイッチ
を設け、かつ管制卓に同バーティゴ自己表示手段を設け
る。

【００２５】

【作用】

（１）上記手段（１）において、所望の視点変更ボタン
が操作される。するとその信号が計算機に送られ、訓練
機の予め定められた複数の位置の一つ、すなわち所望の
視点の位置から見た訓練機の姿勢を示す映像信号が作ら
れる。この信号により映像表示装置および視界モニタ装
置に訓練機の姿勢を示す映像が表示される。

【００２６】以上のようにして、視点変更ボタンを操作
することにより、訓練機の飛行姿勢が所望の方向から、
映像化され表示される。従って訓練機を外側から観察で
き、その飛行姿勢より、空間識失調状況の視覚的評価が
可能となる。

【００２７】（２）上記手段（２）において、訓練者が
空間識失調にかかったとき、バーティゴ自己申告スイッ
チを入れる。計算機はこの信号を受け、管制卓上のバー
ティゴ自己表示手段に信号を送りバーティゴ自己表示さ
せるとともに時間記録を行う。

【００２８】このようにして、訓練者が操縦操作の乱れ
に至らない空間識失調状態になったことが検知でき、そ
の時間記録もできる。

【００２９】

【実施例】

（１）本発明の第１実施例を図１〜図６により説明す
る。なお、従来例で説明した部分は、同一の番号をつけ
説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説明す
る。

【００３０】図１、図２にて、計算機１は管制卓２につ
ながれている。管制卓２は視点変更ボタン２−１ａを持
つコントロールパネル２−１、模擬視界モニタ装置２−
２、視点モニタ切替スイッチ２−３を有す。

【００３１】管制卓２中のコントロールパネル２−１は
図４に示すようになっている。中央に自機８の図があ
る。その周囲の円周上に視点変更ボタン（２−１ａ）Ａ
〜Ｈが配置されている。自機８の後方がＡ、前方がＢ、
右方がＣ、左方がＤ、右後方がＥ、左後方がＦ、右前方
がＧ、左前方がＨである。

【００３２】また計算機１は模擬視界装置３、模擬操縦
室（コクピット）４、動揺装置５につながれている。模
擬視界装置３は図３に示すように、前部に映像表示装置
３−１を有し、後部に映像発生装置３−２を備えてい
る。模擬視界装置３内に動揺装置５を有する模擬操縦室
（コックピット）４がある。

【００３３】以上において、計算機１は、コックピット
４の操縦桿、操縦ハンドル、ラダー・ペダル等の操作信
号にもとづき、リアルタイムで機体運動計算を実施し、
計算結果を管制卓２、模擬視界装置３、コックピット
４、動揺装置５に出力する。また、訓練結果の記録を行
う。管制卓２は、グラフィック・ディスプレイ、模擬視
界モニタ装置、コントロールパネル等で構成され、訓練
要領時の作成、訓練実施の制御および訓練・評価・指導
・監視を行う。

【００３４】模擬視界装置３は、計算機１の視点位置計
算結果をもとに、映像発生装置３−２で視点変更位置か
らの映像を生成し、映像表示装置３−１に映像を表示す
る。コックピット４は、操縦桿、操縦ハンドル、ラダー
・ペダル等の操縦系統、速度計、高度計等計器類で構成
され、計算機１の訓練機位置・姿勢計算結果をもとに計
器類を作動させる。動揺装置５は、模擬視界装置３、コ
ックピット４を搭載するフライト・テーブル、フライト
・テーブルを作動させるアクチュエータで構成され、計
算機１の角度指令信号をもとに訓練員に加速度感を付与
する。

【００３５】訓練再生時に、管制卓２のコントロールパ
ネルの視点変更ボタンの操作により、計算機１で視点位
置計算を実施し、計算結果に基づいた映像を管制卓２の
模擬視界モニタ装置、模擬視界装置３に表示する。

【００３６】例えば視点変更ボタンＡを選択した場合の
映像表示装置３−１上の表示画面を図５、図６に示す。
この画面は自機（訓練機）８を同じ高度で、後方の視点
から見たものである。訓練員が水平飛行の訓練条件下で
傾斜した雲海上を飛行しているとき、姿勢判断の基準と
なる雲９に惑わされずに水平飛行している状態である
（正常状態）。図６は図５と同じ訓練条件下で雲９に惑
わされて傾斜飛行している状態である（空間識失調状
態）。

【００３７】教官及び訓練員は、訓練再生時、第３者の
立場から訓練機を観察し、訓練機が傾斜飛行した場合、
水平線誤認錯覚により空間識失調状態に陥ったと判断す
る。なお、図５、図６の各々３画面（ａ，ｂ，ｃ）中、
管制卓２の視界モニタ切換スイッチ２−４により１画面
を管制卓２の模擬視界モニタ装置２−２に表示すること
ができる。

【００３８】以上のようにして、視点変更ボタンを操作
することにより、訓練機の飛行姿勢が所望の方向から、
映像化され表示される。従って訓練機を外側から観察で
き、その飛行姿勢より空間識失調状況の視覚的評価が可
能となる。

【００３９】（２）本発明の第２実施例を図７〜図９に
より説明する。

【００４０】上記（１）の装置に、以下のものを追加す
る。図９および図７に示すように模擬操縦室４にバーテ
ィゴ自己申告スイッチ４−１を設け計算機１につなぐ。
また計算機１を管制卓２のグラフィック・ディスプレイ
２−５につなぐ。

【００４１】以上において、訓練中、訓練者が操縦操作
の乱れに至らない空間識失調状態に陥った場合、訓練者
がバーティゴ自己申告スイッチ４−１を入れると、その
信号が計算機１へ送られる。計算機１はこの信号を受
け、管制卓２のグラフィック・ディスプレイ２−５へ表
示信号を送るとともにその発生時間を記録する。これに
よりグラフィック・ディスプレイ２−５にはバーディゴ
自己申告表示が現れる。

【００４２】このようにして、教官が管制卓２にて、訓
練者が操縦操作の乱れに至らない空間識失調状態に陥っ
た場合をも検知できる。また、空間識失調に陥った時間
や空間識失調の解析も可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、管制卓の視点変更ボタンを操作することにより、所
定の視点から見た訓練機の飛行姿勢が模擬視界モニタ装
置２−２や模擬視界装置の映像表示装置上に画像表示さ
れる。従って訓練機の飛行姿勢を第３者の立場から観察
可能となる。また訓練者が操縦操作の乱れに至らない空
間識失調状態になったことも観察可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のブロック線図である。

【図２】同実施例の管制卓の斜視図である。

【図３】同実施例の模擬視界装置等の外観図である。

【図４】同実施例の視点変更ボタンの説明図である。

【図５】同実施例の作用説明図である。

【図６】同実施例の作用説明図である。

【図７】本発明の第２実施例のブロック図である。

【図８】同実施例の管制卓の斜視図である。

【図９】同実施例の模擬操縦室の斜視図である。

【図１０】従来の技術の実施例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１計算機２管制卓３模擬視界装置４コクピット５動揺装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森広行愛知県小牧市大字東田中1200番地三菱重工業株式会社名古屋誘導推進システム製作所内 (72)発明者杉本智愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番地の１中菱エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計算機につながれた模擬視界装置、模擬
操縦室、動揺装置、および管制卓を有する空間識失調訓
練装置において、上記模擬視界装置は映像表示装置を持
ち、上記管制卓は視点変更ボタンおよび模擬視界モニタ
装置を持ち、上記視点変更ボタンの操作信号により、予
め定められた複数の位置の一つから見た訓練機の姿勢を
上記映像表示装置および上記視界モニタ装置に表示する
ことを特徴とする空間識失調訓練装置。
【請求項２】請求項１記載の空間識失調訓練装置にお
いて、模擬操縦室にバーティゴ自己申告スイッチを設
け、かつ管制卓に同バーティゴ自己表示手段を設けるこ
とを特徴とする空間識失調訓練装置。