JPH1139503A

JPH1139503A - 移動体シミュレーション方法

Info

Publication number: JPH1139503A
Application number: JP18946997A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Sekimoto; 信博関本; Toru Komatsu; 小松　　徹
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】従来法の物体の移動シミュレーションにおい
て、結果が伝達されるたびに該当移動体が異なる位置に
突然出現したり前後左右に変動して見えたりする臨場感
に乏しい挙動やハードウェアまたはソフトウェアが異な
ると複数の物体間でそれぞれの表示内容に食い違いが生
じるなどの不具合を解決する。【解決手段】移動体の行動を「円運動１」「等加速度直
線運動１」「等速直線運動」「等加速度直線運動２」
「円運動２」と近似し、これらを１つのシーケンスとし
たパターンの連続として移動体のシミュレーションを行
う。また、これらのパラメータをネットワークを通じて
伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機を用いた移
動体のシミュレーションに係り、特にシミュレーション
結果をネットワークを用いて伝送し、伝送内容に基づき
該当移動体の位置座標を再計算し、コンピュータグラフ
ィクスにより表示する、分散型ビジュアルシミュレーシ
ョン技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機により移動体のシミュレーション
を行う場合、複数の計算機をネットワークで接続し全体
として１つのシミュレータを構成する方法が取られる場
合がある。この場合、移動体シミュレーション部と３次
元コンピュータグラフィクス（ＣＧ）による画像生成部
をそれぞれ複数用意し、同一の仮想世界内で移動体を含
む複数のオブジェクトの行動をシミュレートし、その世
界を複数の視点から表示することができる。

【０００３】このように、複数の計算機で行われる作業
を全体として統一するためには、シミュレーション結果
である移動体の位置変化を他のシミュレーション部及び
ＣＧ画像生成部に伝送する必要があり、その伝達内容に
何らかの取り決めが必要である。

【０００４】ネットワークを用いてシミュレーション結
果を伝送する取り決めの例として、米国アイ・イー・イ
ー・イー標準1278−1993号のＤＩＳ（“IEEE Standard
forInformation Technology−Distributed Interactive
Simulation Applications", the Institute of Electr
ical and Electronics Engineers, Inc., Std. 1278−1
993）が知られている。ここでは、移動体のシミュレー
ション結果として、現在時刻での「位置座標」「速度ベ
クトル」「加速度ベクトル」の３つを同時に伝送してい
る。この伝送内容を受け取ったシミュレーション部及び
ＣＧ画像生成部は、それぞれの処理の中で位置推定アル
ゴリズムによる移動体の位置を計算し、現在時刻前後の
位置を再現しながらシミュレーション及び表示を行って
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＤＩＳを用いて移動体
のシミュレーション結果を伝送し再現する方法では、一
定時間おきに、あるいは、速度または加速度が設定した
閾値以上に変化した場合に、ネットワーク上の全てのシ
ミュレータ部及び画像生成部にその内容が伝達される。
位置推定アルゴリズムは受け取ったＤＩＳの内容に従
い、次のＤＩＳを受け取るまで、移動体が直線運動をす
ると仮定して逐次、位置を計算する。

【０００６】このため、速度及び加速度がある閾値より
も小さい変動の場合にはシミュレーション結果は伝達さ
れず、閾値を超えた時点で今までの動きとは無関係に位
置を変更することになる。この様子をＣＧにより表示し
た場合、結果が伝達されるたびに該当移動体が異なる位
置に突然出現したり前後左右に変動して見えたりすると
いった挙動が観察される。結果的に移動体の自然な動き
とはならず、シミュレーションに必須な臨場感の欠落を
もたらす。

【０００７】また、複数のシミュレーション部および画
像生成部側でそれぞれ位置推定を行うため、ハードウェ
アまたはソフトウェアが異なると、その推定時間間隔の
違いから位置更新の精度が異なり、それぞれの表示内容
に食い違いが生じる。

【０００８】本発明では移動体の位置変更を行うにあた
り、前後関係を考慮したシミュレーションとその結果を
伝達する方法を考案し、臨場感の高い自然な動きにする
とともに、異なるハードウェアまたはソフトウェアで構
成されるシミュレータ及び画像生成部でも同一の位置に
移動体を移動させることが課題である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】シミュレーションの内容
によっては、それぞれの移動体が目的を持ち、それに向
かってあるルールに基づいて行動し、移動していく場合
がある。このような場合、移動体はその行動のための目
的地を逐次設定しながら移動を行っていくことが多い。

【００１０】この例の一つとして、車両が道路を走行し
ている場合を想定してみる。車両を運転するのは乗車し
ている人間であり、この人間が目的地に到達するために
車両を制御する様子をシミュレーションすることにな
る。

【００１１】一般に目的地にたどり着くためには、まず
地図を参照しながらどの道を走行し、そのためにはどの
交差点を直進あるいは右・左折するか、というような経
路計画を行う。つまり、目的地までの道のりを細かな副
目的地の積み重ねに分解する。次に、この経路計画を実
行する場合を想像すると、副目的地への到達をそれぞれ
満足させながら車両を走行させていくことになる。

【００１２】副目的地へ向かって実際に車両が直線道路
を走行する場合、最初に停止していたとすると、まずあ
る速度になるまで加速を行い、その後その速度を一定に
保つようにアクセルを微調整する。また、実際の道は直
線部分だけでは成り立たず、カーブをたどるという状況
も想像できる。交差点やカーブに近づくとブレーキを踏
み減速を行い、ある時点から転回を行う。このように、
車両の行動は「加速する」「速度を一定に保つ」「減速
する」「転回する」といった基本的な行動に分解でき
る。

【００１３】車両以外の一般的な移動体を想定した場合
でも、その移動を制御するのが人間であることを考慮す
ると、車両と同様に考えることは可能である。

【００１４】そこで本発明では、シミュレーションの臨
場感を高めるために上記の「加速する」「速度を一定に
保つ」「減速する」「転回する」それぞれの行動を「等
加速度直線運動１」「等速直線運動」「等加速度直線運
動２」「円運動」と近似し、これらを一つのシーケンス
としたパターンの連続として移動体のシミュレーション
を行う。なお、連続する２つのシーケンスがスムーズに
つながるよう、最初の等加速度直線運動の前に「円運動
１」（転回）を挿入し、前記最後の円運動を「円運動
２」とする。時刻が同一であれば各シーケンス内での位
置座標は一意に求められるため、ハードウェア，ソフト
ウェアによらず同一の位置への表示が可能となる。これ
らのパラメータ伝送をネットワークで接続された計算機
間で行うことで前記課題を解決する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に示す本発明の実施例では一
台の計算機を用いて、地図のような２次元平面上を移動
する移動体のシミュレーションを行い、その結果をネッ
トワークを用いて伝送する。一方、もう一台の計算機で
は、伝送内容に基づき２次元位置を求め、その２次元位
置に高さ情報を加えた後、３次元空間内の位置に該当移
動体を３次元ＣＧにより表示する。

【００１６】図１は本発明のシステム構成図である。こ
こでは、一台のシミュレーション側計算機（１０１）上
でシミュレーション部（１０２）が移動体の位置移動シ
ミュレーションを行っている。シミュレーション結果は
ネットワーク通信部(１０３)によってネットワーク（１
１１）を用いて送信され、他の計算機に伝送される仕組
みをも持つ。（１０４）は図２で説明する、移動体が到
達すべき時刻と位置座標とが登録されている時刻・位置
データベースである。このデータベースは、あらかじめ
行われる経路計画により副目的地へ分解された結果とす
る。

【００１７】一方、もう一台の表示側計算機（１０６）
上では、ネットワーク伝送されたシミュレーション結果
を受信するネットワーク通信部（１１０）と、受信した
シミュレーション結果に基づいて移動体の位置を再計算
する位置計算部（１１３）と、モニタ（１０８）に３次
元コンピュータグラフィクスとして表示するための画像
生成部（１０７）が動作している。位置計算部では各移
動体に関し、シミュレーション部での位置移動シミュレ
ーションで指定される２次元平面上での位置を計算し、
さらに、高さ情報データベース（１１２）から得られる
高さ情報を付加して移動体の計算機内の３次元位置とす
る。画像生成部は表示属性データベース（１０８）から
あらかじめ作成された移動体の表示属性を取得し画像を
生成する。

【００１８】図２は時刻・位置データベース（１０４）
の説明図である。この時刻・位置データベースは地図な
どの２次元平面上で、目的地まで移動する間に移動体の
たどる道筋を表すための副目的地を、時刻と位置を組み
合わせて登録したものである。例えば、あらかじめ移動
体（２０３）は出発地Ｐ０（２０１）から目的地Ｐ４
（２０７）へ到達するために、その間の道のりを、Ｐ１
(２０２)，Ｐ２(２０５)，Ｐ３（２０６）の３つの副目
的地に分解している。Ｐ１では、時刻ｔ１に座標（ｘ
１，ｙ１）に到達することを表す。それぞれの区間を単
位移動区間(２０４)と定義する。Ｐ０からＰ４までのそ
れぞれの位置座標及び到達時刻が時刻・位置データベー
スに登録されている。シミュレーション部（１０２）は
この時刻・位置データベースを基に位置移動シミュレー
ションを行う。

【００１９】図３は単位移動区間の移動体の物理運動状
態遷移の説明図である。本発明では単位移動区間（２０
４）を、矢印（３１６）のように進行方向を左から右と
して、円運動１区間（３０３），等加速度直線運動区間
１（３０４），等速度直線運動区間（３０５），等加速
度直線運動区間２（３０６），円運動２区間(３０７)の
５つの小区間の連続として分割する。

【００２０】図４は伝送パラメータ群の説明図である。
シミュレーション部（１０２）からネットワーク通信部
（１０３）へは図のパラメータ集合が送られ（１０
５）、ネットワーク（１１１）を通じて表示側計算機の
ネットワーク通信部（１１０）から位置計算部（１１
３）へ伝送される。伝送パラメータ群は、本発明での５
つの物理運動状態それぞれを表すのに十分なパラメータ
の集合である。

【００２１】まず、移動体ＩＤ（４３０）は、伝送する
パラメータによって位置を計算する移動体を識別するた
めの番号である。有効時間は、パラメータ集合が有効と
なる開始時刻ｔ０（４３１）と終了時刻ｔｅ（４３２）
である。この２つに挟まれた時間内が１つの単位移動区
間を表す。初速度ｖ０（４３３）は、直線運動直前のＰ
ａ（４０９，４１０）での速度である。

【００２２】円運動１のパラメータは、開始時刻ｔｔ
(４０１)，回転中心位置Ｃ０.ｘ(402)（ここで、Ｃ０.
ｘは位置Ｃ０でｘ座標値を表し、他も同様とする。）
およびＣ０.ｙ(４０３），回転半径Ｒ０(４０４），回
転角速度ω０(４０５），回転開始角度θ０（４０
６），回転終了角度θ１（４０７）の７つである。ω０
・Ｒ０＝ｖ０となる。等加速度直線運動１のパラメータ
は、開始時刻ｔａ（４０８），加速開始位置座標Ｐａ.
ｘ（４０９）およびＰａ.ｙ（４１０），進行方向角度
ｈ（４１１），加速度ａａ（４１２）の６つである。等
速度運動のパラメータは、開始時刻ｔｓ(４１３)，加速
開始位置座標Ｐｓ.ｘ(４１４)およびＰｓ.ｙ(415），進
行方向角度ｈ(４１６)，速度ｖｓ(４１７)の６つであ
る。等加速度直線運動２のパラメータは、開始時刻ｔｂ
(４１８)，加速開始位置座標Ｐｂ.ｘ（４１９）および
Ｐｂ.ｙ(４２０），進行方向角度ｈ（４２１），加速度
ａｂ（４２２）の６つである。円運動２のパラメータ
は、開始時刻ｔｔ（４２３），回転中心位置Ｃｅ.ｘ
（４２４）およびＣｅ.ｙ（４２５），回転半径Ｒｅ
（４２６），回転角速度ωｅ（４２７），回転開始角度
θ２（４２８），回転終了角度θ３(４２９)の７つであ
る。

【００２３】なお、図４中括弧がついている数値は、他
の値で表現可能あるいは前回の単位移動区間の数値がそ
のまま利用でき、省略可能である。たとえば、円運動１
の７つの数値（４０１）〜（４０７）は前回の円運動２
の数値（４２３）〜(４２９)そのものである。また、等
加速度直線運動１、および、等速直線運動，等加速度直
線運動２の方向ｈ（４１１）（４１６）（４２１）は直
線運動部分共通の方向であるため、（４１１）で代表可
能である。

【００２４】図５は直線運動部分の説明図である。本発
明の移動状態のうち等加速度直線運動１、および、等速
度運動，等加速度直線運動２の３つは同一の方向へ直線
運動を行っている。それぞれのパラメータは図４での説
明と同一である。

【００２５】Ｐａ（４０９，４１０）からＰｓ（４１
４，４１５）までの距離ｄａの区間（５０４）は等加速
度直線運動１の区間である。進行方向角度をｈ（４１
１）とすると、時刻ｔ（ｔａ≦ｔ＜ｔｓ）における移動
体の座標（ｘ，ｙ）は、（ｘ，ｙ）＝（Ｐａ.ｘ＋ｋａ
cos（ｈ），Ｐａ.ｙ＋ｋａ sin（ｈ））（ただし、ｋａ
＝｛ｖ０＋ａａ・（ｔ−ｔａ）／２｝（ｔ−ｔａ））で
ある。

【００２６】Ｐｓ（４１４，４１５）からＰｂ（４１
９，４２０）までの距離ｄｓの区間（５０５）は等速直
線運動の区間である。進行方向の角度をｈ（４１６）と
すると、時刻ｔ（ｔｓ≦ｔ＜ｔｂ）における移動体の座
標（ｘ，ｙ）は、（ｘ，ｙ）＝（Ｐｓ.ｘ＋ｋｓ cos
（ｈ），Ｐｓ.ｙ＋ｋｓ sin（ｈ）)(ただし、ｋｓ＝ｖ
ｓ・（ｔ−ｔｓ））である。

【００２７】Ｐｂ（４１９，４２０）からＰｔ（５１
２）までの距離ｄｂの区間（５０６）は等加速度直線運
動２の区間である。進行方向角度をｈ（４２１）とする
と、時刻ｔ（ｔｂ≦ｔ＜ｔｔ）における移動体の座標
(ｘ，ｙ)は、(ｘ，ｙ)＝(Ｐｂ.ｘ＋ｋｂ cos（ｈ），Ｐ
ｂ.ｙ＋ｋｂ sin（ｈ））(ただし、ｋｂ＝｛ｖｓ＋ａｂ
・（ｔ−ｔｂ）／２｝（ｔ−ｔｂ））である。

【００２８】図６は円運動１および２の説明図である。
まず、円運動２に関して説明する。もし、次の単位移動
区間が存在する(次の副目標地点Ｐｎ（６０３）が存在
する)場合、等加速度直線運動２の終了地点Ｐｔ（５１
２）と次の単位移動区間における等加速度直線運動１の
開始地点Ｐａ′（６０２）と接する中心Ｃｅ（４２４，
４２５）、半径Ｒｅ(４２６)の円弧上を角速度ωｅ(４
２７)で移動する。このとき、ベクトル(ＣｅＰｔ)の
作る角度をθ２(４２８)、ベクトル(ＣｅＰａ′)の作
る角度をθ３（４２９）とすると、時刻ｔ（ｔｔ≦ｔ＜
ｔｅ）における移動体の位置座標（ｘ，ｙ）は、（ｘ，
ｙ）＝（Ｃｅ.ｘ＋Ｒｅ cos（θ），Ｃｅ.ｙ＋Ｒｅ sin
（θ））（ただし、θ＝θ２＋ωｅ（ｔ−ｔｔ））であ
る。次に、円運動１に関しては前回の単位移動区間にお
ける円運動２のパラメータを踏襲する。つまり、Ｃｅ→
Ｃ０（４０２，４０３）、Ｒｅ→Ｒ０（４０４）、ωｅ
→ω０（４０５）、θ２→θ０（４０６）、θ３→θ１
（４０７）とする。このとき、時刻ｔ（ｔ０≦ｔ＜ｔ
ａ）における移動体の位置座標（ｘ，ｙ）は、（ｘ，
ｙ）＝（Ｃ０.ｘ＋Ｒ０ cos（θ），Ｃ０.ｙ＋Ｒ０ sin
（θ））（ただし、θ＝θ１−ω０（ｔａ−ｔ））であ
る。

【００２９】図７はシミュレーション部（１０２）での
移動体シミュレーション処理の説明図である。この処理
によって移動体の単位移動区間での移動を定義するパラ
メータを作成し、ネットワーク通信部（１０３），（１
１０）経由で、ネットワーク（１１１）を用いて表示部
（１０６）へ伝送する。まず初期化処理（７２６）とし
て、全ての移動体について初期位置と時刻Ｐ０を取得し
ておき、これを現在の位置及び時刻とする。また、終了
フラグを無効にする。以下のアルゴリズムをシミュレー
ション空間に存在する全ての移動体について行う（７２
３）。ただし、全ての移動体が移動を終了した場合、ま
たはシミュレーション自体を中止する場合（７２４）、
この処理を終了する。以下、一体の移動体について説明
する。なお、移動体に終了フラグが立っている場合には
以下の処理は行わない。

【００３０】移動体に次の副目標地点Ｐｅ（５１３）が
存在しない場合（７０１）、にはこの移動体は終了した
こととし、フラグをたてる（７２５）。存在する場合そ
の時刻及び位置座標を取得する（７０２）。また、シミ
ュレーション時刻を取得する（７０３）。シミュレーシ
ョン時刻が、現在の副目標地点での時刻よりも以前の場
合（７０４）、次の移動体へ処理を移す。時刻が以降の
場合には、現在の副目標地点Ｐ０（５０８）から次の副
目標地点Ｐｅ（５１３）までに費やす時間Ｔtotal(５２
０)と距離dtotal(５０１)および方向ｈ(４１１)を求め
る（７０５)。

【００３１】もし、この処理の以前に副目標地点が存在
しており、前回の続きであるならば（７０６）、前回の
円運動２の各パラメータを円運動１のパラメータに移行
する（７１０）。その内容は前述のとおりである。次
に、前回の直線部分の終速度ｖｅ＝ｖｓ＋ａｂ（ｔｔ−
ｔｂ）を今回の初速度ｖ０（４３３）とする(７１１)。
また、この円運動１に要する時間Ｔｔ１（５１４）と距
離ｄｔ１（５０３）を、全行程から除く（７１２）。こ
こで、Ｔｔ１およびｄｔ１は簡単のため正の定数とす
る。その他のパラメータは初期化しておく(０にする)。
(７０６)で前回の続きではない、つまり最初の場合に
は、全てのパラメータを初期化する(７０７)。

【００３２】次に、円運動２のパラメータを決定する。
そのためには、次の次に副目標地点Ｐａ（６０３）が存
在する必要がある（７１４）。存在しない場合、つま
り、次の副目標地点が最終地点である場合には円運動２
は不要であり、この地点で停止するようにする。存在す
る場合には、まず、次の次の座標を取得する（７１
５）。この円運動２に要する時間Ｔｔ２（５１８）と距
離ｄｔ２（５０７）を、全行程から除く（７１６）。こ
こで、Ｔｔ２およびｄｔ２は簡単のため正の定数とす
る。次に、円運動２の開始位置Ｐｔ（５１２）を、Ｐｅ
（５１３）からｄｔ２だけｈ方向の逆にたどった位置と
して求め（７１７）、また、ＰｅからＰｎの方向へｄｔ
１（５０３）だけ進んだ位置をＰａ′（６０２）（円運
動１の終了位置）とする（７１８）。その後、円運動２
の各パラメータを設定する（７１９）。

【００３３】円運動２がない場合にはＰｔはＰｅと同位
置として、直線運動部分の各パラメータを推定する（７
２０）。これらによって求められたすべてのパラメータ
を、ネットワーク通信部を通じて送信する（７２１）。
最後に、副目標地点を順送りして（７２２）、次の移動
体の処理に移る。

【００３４】図８は円運動２パラメータ設定処理（７１
９）の説明図である。円運動２を行う弧をその一部とす
る円は直線運動部と滑らかにつなげるために、Ｐｔ(５
１２)とＰａ′（６０２）の２点で接するように決定す
る。そこで、まず、ＰｔとＰｅ(５１３)を結ぶ半直線を
伸ばした線分の方程式を求め、これをＡとする(８０
１)。また、ＰｅとＰａ′を結ぶ半直線を伸ばした線分
の方程式を求め、これをＢとする(８０２)。Ａと直交し
Ｐｔを通る線分の方程式を求め、これをＣとし(803）、
Ｂと直交しＰａ′を通る線分の方程式を求め、これをＤ
とする（８０４）。ＣとＤの交点を求めこの位置をＣｅ
（４２４，４２５）とすると、円の接線の特徴から、Ｃ
ｅは求めたい円運動２の中心となる（８０５）。Ｃｅか
らＰｔに伸ばしたベクトルの方向角をθ２（４２８）と
し（８０６）、ＣｅからＰａ′に伸ばしたベクトルの方
向角をθ３(４２９)とし(８０７)、ＣｅからＰｅに伸ば
したベクトルの方向角をθとする(８０７)。θ２からθ
までの角度を時間Ｔｔ２(５１８)で回転するための角速
度ωｅ（４２７）を求め（８０９）、最後に円の半径Ｒ
ｅ（４２６）を求める（８１０）。

【００３５】図９は直線運動部分のパラメータ推定処理
（７２０）の説明図である。ここでは、等速直線運動部
分の速度ｖｓ(４１７)を逐次調整し、２つの等加速度直
線運動部分の長さを変化させることで移動距離を求め、
直線部分の距離ｄｒ(５０２）とあらかじめ決定した誤
差εになるまで、最大の繰り返し回数（正の定数Ｎ）以
内で繰り返す。ただし、移動動体の最高速度、および固
定加速度は正の定数とする。まず、初期化として、繰り
返し回数ｎを０にし、速度を加減するための変数ｖｄを
移動体の最高速度の半分とする（９０１）。また、最初
のｖｓを移動体の最高速度の半分とし、加速度ａａ（４
１２）を固定加速度（加速）に加速度ａｂ（４２２）を
固定加速度のマイナス（減速）とする（９０２）。次の
次の副目的地点Ｐｎがある場合（円運動２が存在する）
（９０３）、直線部分の終速度ｖｅを角速度と回転半径
の積とし（９０４）、速度がなめらかにつながるように
する。無い場合には０とする。

【００３６】推定ループの最初では現在の繰り返し回数
を監視し、最大回数よりも大きくなる場合にはループを
抜ける（９０６）（９０７）。等加速度直線運動１部分
の時間Ｔａ（５１５）を求める（９０８）が、これが負
の場合には加速度ａａおよびＴａの符号を逆にする（９
０９）（９１０）（９１１）。また、等加速度直線運動
２部分の時間Ｔｂ（５１７）を求める（９１２）が、こ
れが負の場合には加速度ａａおよびＴａの符号を逆にす
る（９１３）（９１４）（９１５）。直線部分の時間Ｔ
ｒ（５１９）からＴａとＴｂを除いてこれをＴｓ（９１
６）とするが、負にはなれないため０にする（９１７）
（９１８)。２つの等加速度運動部および等速度運動部
のそれぞれの移動距離を求め(９１９)、その和をｄとす
る(９２０)。ｄが直線部分の移動距離ｄｒ（５０２）と
許容誤差εの差よりも小さい場合には、ｖｓにｖｄの半
分を加え（９２２）、ｄｒとεの和よりも大き場合には
ｖｓからｖｄの半分を引く（９２３）。また、ｖｄを半
分にし（９２４）、繰り返し回数ｎを１増やす。許容誤
差以内の場合にはループをぬけ、それ以外はループの最
初から繰り返す（９２１）（９２６）。

【００３７】図１０は推定ループをぬけた後の処理の説
明図である。方向角度とその単位ベクトルを求め(１０
０１)、ｔａ(４０８)、および、ｔｓ(４１３)，ｔｂ(４
１８)，ｔｔ（４２３）を求める（１００２）。最後に
Ｐａ（４０９）（４１０）、および、Ｐｓ（４１４）
（４１５），Ｐｂ（４１９）（４２０）を求めて直線部
分のパラメータ推定を終了する。

【００３８】図１１は位置計算部(１１３)での処理の説
明図である。ここでは、移動体のそれぞれについて、伝
達されたパラメータに従い現在の２次元位置を逐次求
め、高さを高さ情報データベース(１１２)から算出し、
表示属性データベース(１０８)からあらかじめ作成され
た移動体の表示属性を取得し画像を生成する。そこで、
まず、ネットワーク通信部（１１０）にシミュレーショ
ン結果であるパラメータ群が届いている場合（１１０
４）、それらを受信し（１１０５）現在のパラメータ群
を置き換える（１１０６）。次に現在のシミュレーショ
ン時刻ｔを取得し（１１０７）、現在の移動体の２次元
位置Ｐ（２０３）を前回の位置Ｐｐにコピーする（１１
０８）。また、方向角度ｈ（４１１）から単位進行方向
ベクトルＨを計算する（１１０９）。

【００３９】ｔがｔ０（４３１）とｔａ（４０８）の間
の場合（１１１０）、前述の円運動１の位置計算方法に
よって、移動体の現在位置Ｐを求める(１１１１)(１１
１２)。ｔがｔａとｔｓ（４１３）の間の場合（１１１
３）、前述の等加速度直線運動１の位置計算方法によっ
て、移動体の現在位置Ｐを求める（１１１４）。ｔがｔ
ｓとｔｂ(４１８)の間の場合(１１１５)、前述の等速直
線運動の位置計算方法によって、移動体の現在位置Ｐを
求める(１１１６)。ｔがｔｂとｔｔ（４２３）の間の場
合（１１１７）、前述の等加速度直線運動２の位置計算
方法によって、移動体の現在位置Ｐを求める（１１１
８）。ｔがｔｔとｔｅ（４３２）の間の場合（１１１
９）、前述の円運動２の位置計算方法によって、移動体
の現在位置Ｐを求める（１１２０）（１１２１）。最後
に、求めたＰとＰｐからなるベクトルの方向角を移動体
の進行方向とする（１１１２）。その後、高さ情報をＰ
に付加し（１１２３）、表示属性データベース（１０
８）から該当移動体の表示属性を取得し３次元ＣＧとし
て表示するよう画像生成部にコマンドを送りモニタに画
像を生成する（１１２４）。

【００４０】図１２は高さ情報データベース（１１２）
の説明図である。ここには、ｘ軸ｙ軸にそれぞれ等間隔
となるようなメッシュの交点位置に高さ情報が登録して
あるとする。ｘの最小値ｘmin（１２０１）最大値ｘmax
（１２０２）メッシュ間隔ｘｗ（１２０３）、ｙの最小
値ｙmin（１２０４）最大値ｙmax（１２０５）メッシュ
間隔ｙｗ（１２０６）が記録してある。また、実際の高
さ情報は、ｘに関するｉ番目およびｙに関するｊ番目の
座標（ｘ，ｙ）＝（ｘmin＋ｉ・ｘｗ，ｙmin＋ｊ・ｙ
ｗ）での高さｚｉｊがそれぞれ登録されている（１２１
０）。

【００４１】図１３は高さ情報付加処理の説明図(１１
２３)である。まず、移動体の現在位置Ｐ(２０３)のｘ
座標から高さ情報データベースのｘの最小値ｘmin（１
２０１)を引き、メッシュ間隔ｘｗ(１２０３)で割った
商の整数部分をｉとする(1301)。また、ｙ座標から高さ
情報データベースのｙの最小値ｙmin(１２０４）を引
き、メッシュ間隔ｙｗ（１２０６）で割った商の整数部
分をｊとする(１３０２)。これらから、高さ情報ｚｉｊ
を取得し、現在位置での高さＰ.ｚとする(１３０３)。

【００４２】図１４は表示属性データベース（１０８）
の説明図である。これは、移動体の３次元ＣＧとして表
示するための表示属性が登録してある。たとえば、移動
体のＩＤ（４３０）が１の場合には（１４０１）のよう
なオブジェクトが仮想空間内での移動体の３次元位置Ｐ
に表示される。

【００４３】

【発明の効果】移動体の位置変更を行うにあたり、前後
関係を考慮したシミュレーションとその結果を伝達する
ことで、臨場感の高い自然な動きにする。また、異なる
ハードウェアまたはソフトウェアで構成されるシミュレ
ータ及び画像生成部でも、時刻が同一であれば同一の位
置に移動体を移動させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシミュレーションを実行するシステム
構成のブロック図。

【図２】時刻・位置データベース（１０４）の説明図。

【図３】単位移動区間の移動体の物理運動状態遷移の説
明図。

【図４】伝送パラメータの説明図。

【図５】直線運動部分の説明図。

【図６】円運動１および２の説明図。

【図７】シミュレーション部（１０２）での移動体シミ
ュレーション処理のフロー図。

【図８】円運動２パラメータ設定処理（７１９）のフロ
ー図。

【図９】直線運動部分のパラメータ推定処理（７２０）
のフロー図。

【図１０】推定ループをぬけた後の処理のフロー図。

【図１１】位置計算部（１１３）での処理のフロー図。

【図１２】高さ情報データベース（１１２）の説明図。

【図１３】高さ情報付加処理の説明図。

【図１４】表示属性データベース（１０８）の説明図。

【符号の説明】

１０１…シミュレーション側計算機、１０２…シミュレ
ーション部、１０３…ネットワーク通信部、１０４…時
刻・位置データベース、１０６…表示側計算機、１０７
…画像生成部、１０８…モニタ、１１０…ネットワーク
通信部、１１１…ネットワーク、１１２…高さ情報デー
タベース、１１３…位置計算部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計算機内に２次元仮想空間を生成し、あら
かじめ指定される到達時刻と上記２次元仮想空間内の位
置座標の組で定義される複数の目的地情報の間を移動体
が逐次移動する移動体シミュレーション方法において、
上記目的地情報のうち連続した２つの間の移動方法を円
運動その１と等加速度直線運動その１と等速直線運動と
等加速度直線運動その２と円運動その２との５つの物理
運動状態の連続として近似することを特徴とする移動体
シミュレーション方法。
【請求項２】複数の前記目的地情報を保持する時刻・位
置データベースと移動体シミュレーション部とネットワ
ーク通信部とからなり、１つ以上の前記移動体に関し請
求項１の移動体シミュレーション方法を用いる移動体シ
ミュレーション装置において、少なくとも、シミュレー
ションを行う上記移動体の識別子と、前記物理運動状態
の組が有効な時間を表すための開始時刻および終了時刻
と、上記移動体の初速度と、前記等加速度直線運動１に
おける開始時刻および開始位置座標および進行方向およ
び加速度と、前記等速度直線運動における開始時刻と、
前記等加速度直線運動２における開始時刻および加速度
と、前記円運動２における開始時刻および回転中心の位
置座標および回転半径および回転開始角および回転終了
角および角速度とからなるパラメータ群を、ネットワー
クを通じて他の計算機に送信することを特徴とする移動
体シミュレーション装置。
【請求項３】位置計算部とネットワーク通信部とから構
成され請求項１のシミュレーション方法を用いて前記移
動体の位置座標を再計算する移動体シミュレーション結
果計算装置において、請求項２によってネットワークに
送信された前記移動体パラメータ群を受信し、上記パラ
メータ群を用いてあらかじめ指定した方法で取得したシ
ミュレーション時刻に応じて前記物理運動状態固有の位
置計算方法を用いて前記識別子に対応する上記移動体の
２次元現在位置座標を計算することを特徴とする移動体
シミュレーション結果計算装置。
【請求項４】請求項３のシミュレーション結果計算装置
にさらに画像生成部と表示属性データベースとモニタを
加え、計算した前記２次元現在位置座標に前記識別子に
対応した表示属性データベース内のオブジェクトの表示
属性を用いて上記移動体を画像として生成することを特
徴とする移動体シミュレーション結果表示装置。
【請求項５】請求項３のシミュレーション結果計算装置
にさらに高さ情報データベースを加え、前記２次元現在
位置座標に対応した高さをあらかじめ指定された方法で
付加し、上記位置座標を３次元位置座標に拡張すること
を特徴とするシミュレーション結果計算装置。
【請求項６】請求項５のシミュレーション結果計算装置
にさらに画像生成部と表示属性データベースとモニタを
加え、計算した前記３次元現在位置座標に前記識別子に
対応した表示属性データベース内のオブジェクトの表示
属性を用いて上記移動体を画像として生成することを特
徴とする移動体シミュレーション結果表示装置。