JPH10293526A - ライディングシミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】任意の視点位置からシミュレーション状況を確
認することのできるライディングシミュレーション装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】モニタ２０５に併設されたファンクション
キー（またはタッチパネル画像）２５０ａ〜２５０ｈを
選択することにより、シミュレーション状況を任意の視
点から確認することができる。例えば、「客観視点」を
選択し、「遠近」、「回転」、「上下」の程度を指定す
ることにより、自車の二輪車イメージ３００を所望の視
点から見た画像を生成させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作者の模型車両
の操縦操作に基づいてディスプレイ装置上に走行情景を
映像として表示し、走行状態を疑似体験させるライディ
ングシミュレーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、乗り手が各種操作可能な模型
二輪車と、この模型二輪車の走行状態に係る走行路を含
む所望の映像を表示するＣＲＴ等を利用したディスプレ
イ装置とを組み合わせた二輪車用のライディングシミュ
レーション装置が、遊技用として、あるいは二輪車の運
転教育用として使用に供されている。

【０００３】例えば、特開平４−５１０７８号公報に開
示されているように、基台上に設けられ、前後、左右お
よび上下方向に移動自在な移動台と、この移動台を駆動
する駆動手段と、前記移動台上に設置され乗り手が操作
可能な模型二輪車と、前記模型二輪車の前方に配置さ
れ、予め記憶された映像を表示するディスプレイ装置
と、乗り手の操作ならびに動きに応じて前記駆動手段を
制御して前記模型二輪車のヨー、ロールおよびピッチ動
を制御するとともに、前記ディスプレイ装置に表示され
る映像を前記模型二輪車の走行状態に応じて変化させる
制御手段とを備える二輪車のライディングシミュレーシ
ョン装置が知られている。

【０００４】なお、ディスプレイ装置には、ＣＧＩ（co
mputer graphics interface ）発生装置が組み込まれて
おり、前記ＣＧＩ発生装置に対して、模型車両の挙動に
係る当該模型車両の現在位置情報、現在速度情報、現在
ヨー方向情報、現在ピッチ動情報、現在ロール動情報等
の模型車両の現在挙動情報が入力されることにより、前
記模型車両の前方に現れると想定される映像、すなわ
ち、風景を含む走行路の映像、信号機の状態を含む映
像、他の車両の映像等がディスプレイ上に合成された状
態でリアルタイムに表示される。

【０００５】また、この他、四輪車用のライディングシ
ミュレーション装置も実用化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ライディン
グシミュレーション装置においては、任意の視点から見
たシミュレーション状況の画像をディスプレイ装置上に
再現し、当該車両のインストラクタによってその結果を
評価できることが望ましい。

【０００７】しかしながら、従来のライディングシミュ
レーション装置では、シミュレーション状況を録画され
た画像によって再現することは可能であるが、その再現
画像は、乗り手がシミュレーション時に観察した画像と
同一の画像をＶＴＲとして再現したものに過ぎず、ある
いは、ＣＧＩ発生装置を用いて再生するライディングシ
ミュレーション装置においても、再生時の視点位置が自
車の真上や斜め後方に予め設定されたものに限られてい
るため、任意の視点位置から観察した画像を再現できる
ものとはなっていない。

【０００８】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたものであって、任意の視点位置からシミュレーシ
ョン状況を確認することのできるライディングシミュレ
ーション装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、操作者の模型
車両の操縦操作に基づいてディスプレイ装置上に走行情
景を映像として表示し、走行状態を疑似体験させるライ
ディングシミュレーション装置において、シミュレーシ
ョン時での前記模型車両の走行状態を含む状態データを
記憶する記憶手段と、前記状態データに基づいてシミュ
レーション状況を再現して表示する表示手段と、前記シ
ミュレーション状況を再現する際の視点位置を指定する
視点位置指定手段と、前記視点位置に係る指定データに
基づき、前記表示手段に表示される画像を前記視点位置
から見た画像に変換する画像変換手段と、を備えること
を特徴とする。

【００１０】この場合、風景を含む走行路の映像、信号
機の状態を含む映像、自分の車両および他の車両の映像
等を、記憶手段に記憶された状態データに従い、指定し
た視点位置から見た画像に変換して表示手段に表示させ
ることができる。インストラクタ等は、その表示された
画像に基づき、評価対象となる車両のシミュレーション
状況を詳細に検討することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本実施形態に係るライデ
ィングシミュレーション装置１０の概略構成説明図であ
る。

【００１２】ライディングシミュレーション装置１０
は、床面３４に設置されている制御機構１２と、この制
御機構１２に対し連結機構１４を介して着脱自在なモー
ションユニット部１６と、前記制御機構１２に対して通
信線２００（２００ａ、２００ｂ）で接続される制御テ
ーブル（インストラクターテーブルともいう。）２０１
とを備える。

【００１３】制御機構１２は、ミニコンピュータ等の制
御回路１８とＣＧＩ発生装置２３を収容する本体部１９
と、この本体部１９の上部に設けられるディスプレイボ
ックス２０とを備えている。制御テーブル２０１は、制
御機構１２に対してホストコンピュータとしても動作す
るコンピュータ２０２と、このコンピュータ２０２に接
続される、入力手段としてのキーボード２０３、マウス
２０４（視点位置指定手段）と、表示手段であるＣＲＴ
ディスプレイ等のモニタ２０５とを備えている。

【００１４】制御テーブル２０１を構成するコンピュー
タ２０２は、図２に示すように、制御、判断、計算手段
等として機能するとともに、指定された視点位置の指定
データに基づいて画像を変換する画像変換手段として機
能するＣＰＵ２０６と、自車、他車、信号機等のシミュ
レーション時における状態を状態データとして記憶する
記憶手段としての指令データ記憶部２０７とを備える。
また、制御回路１８、ＣＧＩ発生装置２３、キーボード
２０３、マウス２０４、モニタ２０５は、インタフェー
ス２０９、２１０、２１１を介してコンピュータ２０２
に接続されている。なお、制御回路１８も同様にして中
央処理装置、記憶手段等を備える。

【００１５】ディスプレイボックス２０は、図３に示す
ように、スピーカユニット２２を組み込むとともに、ス
クリーンを有する投写型ディスプレイ（ディスプレイ、
スクリーンまたは画面ともいう。）２４を有する。

【００１６】ディスプレイ装置２５は、基本的には、デ
ィスプレイ２４とＣＧＩ発生装置２３とから構成され、
そのスクリーン２４上に走行路を含む種々の走行状態を
表示する。この場合、ＣＧＩ発生装置２３は、制御回路
１８から伝達される情報およびコンピュータ２０２から
伝達される情報と自身のコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、ハードディスク等の大容量記憶装置等を含
む。）とを用いて、ディスプレイ２４に動体（例えば、
他車両）および静体（例えば、風景、走行路）の動きの
パターンを迅速に表示する。

【００１７】ここで、制御回路１８から伝達される情報
とは、基本的には、模型二輪車３０の挙動に係わる、現
在位置データ、現在ヨーデータ、現在速度データ、現在
加速度データ、現在ピッチ動データ、現在ロール動デー
タ、各種スイッチやセンサからのデータであり、これら
のデータが時々刻々入力されるのに応じて、ＣＧＩ発生
装置２３は、予め記憶されている風景を含む走行路の映
像情報を発生するとともに、その走行路上に、予め移動
経路、移動速度、車種等が決定されている他車両の映像
情報を発生する。

【００１８】スクリーン２４上に表示される映像は、Ｃ
ＧＩ発生装置２３から通信線２００を介してＮＴＳＣ信
号としてコンピュータ２０２にも供給され、インストラ
クタ用としてそのモニタ２０５上にも表示される。

【００１９】モーションユニット部１６は、連結機構１
４を介して制御機構１２に着脱自在な基台２６を備え、
この基台２６上に乗り手２８が操作可能な自動二輪車の
模型二輪車３０と、この模型二輪車３０を実際の二輪車
の挙動に則して駆動する駆動機構３２とが装着される。

【００２０】基台２６は、この基台２６を床面３４上で
移動させるための複数の車輪３６と、基台２６を床面３
４上で移動不能なように固定するための複数の固定部３
８とを備える。固定部３８は、ねじ軸４０を設けてお
り、このねじ軸４０が基台２６に螺回されることによ
り、固定部３８が上下方向に移動自在である。

【００２１】基台２６上に支持枠４２が設けられ、この
支持枠４２の上部側には、車幅方向に延びるピッチ軸４
４（図３も参照）を介して模型二輪車３０の車体４６が
前後方向（ピッチ方向）に揺動自在に支持される。ま
た、支持枠４２には、支点４８を中心に揺動自在なピッ
チモータ５０が支持され、このピッチモータ５０に連結
されたねじ軸５２には、車体４６に揺動自在に支持され
たナット５４が螺合する。さらに、支持枠４２には、水
平方向にロール軸５６を有するロールモータ５８が支持
され、このロールモータ５８の図示しない出力軸に車体
４６が係合する。

【００２２】模型二輪車３０のハンドル６０は、ハンド
ルトルクセンサ９４（図４参照）とステアリングモータ
６２の回転軸６４とに直結されており、図４に示す制御
回路１８は、このハンドルトルクセンサ９４の出力信号
に基づき、ステアリングモータ６２を介して乗り手２８
のハンドル６０の回動操作に対応する反力を付与する。

【００２３】駆動機構３２は、ピッチモータ５０、ロー
ルモータ５８およびステアリングモータ６２により構成
される。

【００２４】図４に示すように、モーションユニット部
１６側には、乗り手２８が右手で操作するフロントブレ
ーキレバー９７に連結されたフロントブレーキ圧センサ
９８やリヤブレーキペダル９９に連結されたリヤブレー
キ圧センサ１００、さらにアクセルであるスロットルグ
リップ６３に連結されたアクセル開度センサ９０等、参
照符号９０、９２、９４、９６、９８、１００に示す各
種センサの他、所望のスイッチを備えたハンドルスイッ
チ１０２およびギヤシフトペダル１０３（乗り手２８の
左足で操作される。図１には示していない。）に連結さ
れたギヤポジションスイッチ１０４が、信号線を介して
コネクタ７０の一端側に接続される。また、駆動機構３
２を構成するピッチモータ５０、ロールモータ５８およ
びステアリングモータ６２が、信号線を介してコネクタ
７２の一端側に接続される。

【００２５】一方、制御機構１２側には、コネクタ７
０、７２の他端側から信号線に接続される制御回路１８
が設けられている。

【００２６】この制御回路１８には、乗り手２８に風を
送る電動ファン１０６、振動発生器１０８、スピーカユ
ニット２２およびディスプレイ装置２５が接続されると
ともに、データ伝送用の通信線２００ａと映像用の通信
線２００ｂとを介して制御テーブル２０１が接続されて
いる。制御回路１８から前記ディスプレイ装置２５を構
成するＣＧＩ発生装置２３に対して模型二輪車３０の情
報が伝達されると、この模型二輪車３０の情報に応じた
映像がディスプレイ２４上に表示される。

【００２７】次に、このように構成されるライディング
シミュレーション装置１０の動作について説明する。

【００２８】乗り手２８が、ハンドル６０に設けられて
いるアクセルとしてのスロットルグリップ６３やフロン
トブレーキレバー９７やクラッチレバー９１を操作する
ことで、アクセル開度センサ９０の出力信号やフロント
ブレーキ圧センサ９８の出力信号およびクラッチレバー
角センサ９２の出力信号が制御回路１８に供給される。
また、リヤブレーキペダル９９を操作することで、リヤ
ブレーキ圧センサ１００の出力信号が制御回路１８に供
給される。さらに、クラッチレバー９１の操作に伴うギ
ヤシフトペダル１０３の操作により、ギヤポジションス
イッチ１０４のギヤポジション（ギヤ位置であり、例え
ば、５速のうちの１速またはニュートラル位置）情報が
制御回路１８に供給される。

【００２９】一方、模型二輪車３０上で乗り手２８の体
重の移動方向や移動量が、リーントルクセンサ９６によ
り検出され、その出力信号が制御回路１８に送られる。

【００３０】これらの出力信号に基づいて、制御回路１
８は、駆動機構３２を駆動制御するとともに、ディスプ
レイ装置２５等を駆動制御する。

【００３１】例えば、乗り手２８がフロントブレーキレ
バー９７の操作を行い、ブレーキをかけると、フロント
ブレーキ圧センサ９８により検出されるブレーキ圧に応
じてピッチモータ５０が駆動されて模型二輪車３０が前
傾され、ブレーキング時の挙動が再現される。一方、ス
ロットルグリップ６３の操作によりアクセルを急速に開
いた場合も同様に、アクセル開度センサ９０により検出
される開度に応じてピッチモータ５０が駆動され、この
ピッチモータ５０の作用下に模型二輪車３０が後傾さ
れ、加速操作時の挙動が再現される。

【００３２】また、乗り手２８が体重移動を行うと、そ
の体重の移動方向および移動量と走行速度とに基づいて
ロールモータ５８が駆動され、車体４６が車幅方向に傾
動してコーナリング（旋回）時の挙動が再現される。こ
のときの体重移動に伴って、体重移動方向にハンドル６
０が切られる、すなわちステアリングが切られることに
なる。このとき、ハンドルトルクセンサ９４によりその
トルクが検出され、検出されたトルクに応じて制御回路
１８によりステアリングモータ６２が駆動されて、ハン
ドル６０が切られる方向と反対方向の反力がハンドル６
０に与えられ、実車によるものと同様の操舵感覚が実現
される。

【００３３】上述したような乗り手２８の種々の操作が
行われる際に、制御回路１８からリアルタイムに模型二
輪車３０の現在の挙動情報データがＣＧＩ発生装置２３
に供給されることで、ディスプレイ２４に模型二輪車３
０の走行状態に基づいた風景と他車両の映像を含む走行
路の映像がリアルタイムで表示されるため、乗り手２８
は、実車によるものと同等の走行感覚を得ることができ
る。

【００３４】なお、乗り手２８による模型二輪車３０の
シミュレーション状況の映像は、制御回路１８を介して
通信線２００ａにより制御テーブル２０１に転送され、
インストラクタが観察するモニタ２０５にも同様にして
表示される。

【００３５】ここで、インストラクタは、図５に示すよ
うに、自車の前方を走行する他の二輪車イメージ３０
０、３０２およびその他の風景が表示されたモニタ２０
５の下部に示されたファンクションキー（またはタッチ
パネル画像）２５０ａ〜２５０ｃから所望の機能を選択
することにより、乗り手２８が観察しているディスプレ
イ２４での表示形態を変更することができる。

【００３６】例えば、インストラクタが「映像停止」の
ファンクションキー（またはタッチパネル画像）２５０
ａを操作した場合、それに係る指示データがＣＰＵ２０
６から通信線２００ａを介して制御回路１８に出力され
る。この場合、制御回路１８は、モーションユニット部
１６から供給される各データの中、映像に係る状態デー
タによる座標や角度の演算処理を中断する。従って、Ｃ
ＧＩ発生装置２３は、制御回路１８から供給される同一
のデータに従って同一の画像データを生成し続けるた
め、ディスプレイ２４に表示される映像の動作が停止さ
れることになる。一方、映像以外の処理に関しては、乗
り手２８による操作に対応して制御回路１８が模型二輪
車３０を駆動するとともに、電動ファン１０６、振動発
生器１０８およびスピーカユニット２２を駆動する。

【００３７】この結果、乗り手２８は、車体を傾斜させ
る操作、ギヤシフト、スイッチ操作等の単純化された練
習を行うことができる。特に、二輪車の場合、車体を傾
斜させることで旋回動作が行われるが、不慣れな乗り手
２８においては、車体の傾斜と旋回がディスプレイ２４
上で同時に発生すると、混乱を来してしまうが、前記の
ように映像を停止させれば、傾斜動作のみに集中するこ
とができるため、極めて効果的な練習を行うことが可能
となる。

【００３８】また、インストラクタが「昼」または
「夜」のファンクションキー（またはタッチパネル画
像）２５０ｂまたは２５０ｃを操作した場合、それに係
る指示データがＣＰＵ２０６から通信線２００ｂを介し
てＣＧＩ発生装置２３に出力される。この場合、ＣＧＩ
発生装置２３は、「昼」または「夜」に対応する背景を
選択してディスプレイ２４に表示するとともに、乗り手
２８によるハンドルスイッチ１０２の操作に応じた表示
処理を行う。例えば、「夜」が選択された場合には、背
景を夜の状態にし、建物の窓の明かりを点灯し、また、
自車や他車のライトを点灯して表示する。この結果、よ
り現実に即した状態で練習を行うことができる。さら
に、シミュレーションの天候等を考慮し、例えば、霧の
濃度による視程距離を任意に設定し、この視程距離に応
じて情景を設定することも可能である。以上のようにし
てライディングシミュレーションが行われる間、シミュ
レーション状況に係る模型二輪車３０の位置走行状態、
信号機の状態、他車の走行状態等を示す状態データは、
制御テーブル２０１を構成する指令データ記憶部２０７
に逐一記憶される。

【００３９】次に、シミュレーションが終了した後、そ
のシミュレーション状況を制御テーブル２０１を構成す
るモニタ２０５で再現し、評価を行う場合について説明
する。

【００４０】先ず、インストラクタが図５に示すファン
クションキー（またはタッチパネル画像）２５０ｄを選
択し、「ライダー視点」での画像再現を指示した場合に
ついて説明する。

【００４１】コンピュータ２０２を構成するＣＰＵ２０
６は、指令データ記憶部２０７に記憶されている自車位
置およびその他の状態データをＣＧＩ発生装置２３に転
送し、ＣＧＩ発生装置２３が生成した画像がモニタ２０
５上に再現される。なお、この画像は、シミュレーショ
ン時の録画画像を図示しない記憶装置から読み出し、乗
り手２８の視点から見たディスプレイ２４上の画像をモ
ニタ２０５にそのまま再現するようにしてもよい。

【００４２】次に、インストラクタが図５に示すファン
クションキー（またはタッチパネル画像）２５０ｅを選
択し、「客観視点」での画像再現を指示した場合につい
て説明する。

【００４３】この場合、インストラクタは、ファンクシ
ョンキー（またはタッチパネル画像）２５０ｅの選択に
次いで、ファンクションキー（またはタッチパネル画
像）２５０ｆ〜２５０ｈを選択することにより、視点位
置を設定する。すなわち、図６に示すように、「遠近」
のファンクションキー（またはタッチパネル画像）２５
０ｆを押下する回数により、視点の二輪車イメージ３０
０からの距離Ｌが指定される。また、「回転」のファン
クションキー（またはタッチパネル画像）２５０ｇを押
下する回数により、自車である二輪車イメージ３００を
見る視点の方位角θが指定される。さらに、「上下」の
ファンクションキー（またはタッチパネル画像）２５０
ｈを押下する回数により、二輪車イメージ３００を見る
視点の高さＨが指定される。

【００４４】ＣＰＵ２０６は、前記のようにして設定さ
れた自車の二輪車イメージ３００からの距離Ｌ、方位角
θおよび高さＨの各パラメータをＣＧＩ発生装置２３に
転送するとともに、指令データ記憶部２０７に記憶され
ている自車位置およびそのＣＧＩ発生装置２３は、前記
パラメータに従い、自車の二輪車イメージ３００および
他車の二輪車イメージ３０２や情景の基本画像に対して
回転、拡大、縮小等の処理を行う。また、前記状態デー
タに基づき、前記二輪車イメージ３００、３０２を走行
状態に応じた姿勢に変換するとともに、照明や信号機の
状態を設定し、これらの状態からなるシミュレーション
状況を画像としてモニタ２０５に再現させる。

【００４５】前記のように、シミュレーション状況を評
価の対象となる自車の二輪車イメージ３００を含め、任
意の視点方向から見た画像として再現することができる
ため、インストラクタは、シミュレーション状況をより
効果的に評価することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
模型車両のシミュレーション状況の再生時において、前
記模型車両を含む画像を任意の視点位置から観察した画
像として再現することができる。従って、インストラク
タは、この画像に基づいて所望の評価を正確に行うこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るライディングシミュレーション装
置の実施形態の全体構成を示す説明図である。

【図２】図１に示す制御テーブルの回路構成ブロック図
である。

【図３】図１に示すライディングシミュレーション装置
を後方から見た図である。

【図４】図１に示すライディングシミュレーション装置
の制御回路の構成ブロック図である。

【図５】ディスプレイに表示されたシミュレーション状
況の画面および表示状態を変換させるためのファンクシ
ョンキー（またはタッチパネル画像）の説明図である。

【図６】二輪車の視点位置を指定するパラメータの説明
図である。

【符号の説明】 １０…ライディングシミュレーション装置 １２…制御機構 １６…モーションユ
ニット部 １８…制御回路 ２３…ＣＧＩ発生装
置 ２４…ディスプレイ ２５…ディスプレイ
装置 ２８…乗り手 ３０…模型二輪車 ２０１…制御テーブル ２０５…モニタ ２０６…ＣＰＵ ２０７…指令データ
記憶部 ２５０ａ〜２５０ｈ…ファンクションキー（またはタッ
チパネル画像） ３００、３０２…二輪車イメージ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作者の模型車両の操縦操作に基づいてデ
   ィスプレイ装置上に走行情景を映像として表示し、走行
   状態を疑似体験させるライディングシミュレーション装
   置において、 シミュレーション時での前記模型車両の走行状態を含む
   状態データを記憶する記憶手段と、 前記状態データに基づいてシミュレーション状況を再現
   して表示する表示手段と、 前記シミュレーション状況を再現する際の視点位置を指
   定する視点位置指定手段と、 前記視点位置に係る指定データに基づき、前記表示手段
   に表示される画像を前記視点位置から見た画像に変換す
   る画像変換手段と、 を備えることを特徴とするライディングシミュレーショ
   ン装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記状態データは、前記シミュレーション時における走
   行情景に含まれる他車両の走行状態および信号機に係る
   データを含むことを特徴とするライディングシミュレー
   ション装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、 前記視点位置指定手段は、前記表示手段に表示される前
   記模型車両に対する距離、方向および高さを入力する入
   力部からなることを特徴とするライディングシミュレー
   ション装置。