JP2008145714A - シミュレータ制御情報作成方法、及び、シミュレータ制御情報作成システム、プログラム、並びに、作成された制御情報により駆動されるシミュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はシミュレータに音響に応じた振動を与えるシミュレータ制御情報作成方法、及び、シミュレータ制御情報作成システム、プログラム、並びに、作成された制御情報により駆動されるシミュレータに関し、音響に応じた振動の設定を設計者の意図するように、かつ、容易に行えるシミュレータ制御情報作成方法、及び、シミュレータ制御情報作成システム、プログラム、並びに、作成された制御情報により駆動されるシミュレータを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、擬似体験者が搭乗する搭乗部と、該搭乗部を駆動する駆動手段とを有するシミュレータを制御する制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成方法であって、制御情報を生成する制御情報生成手順と、音響情報に応じた振動情報を生成する振動情報生成手順と、振動情報生成手順で生成された振動情報を制御情報生成手順で生成された制御情報に付加する振動情報付加手順とを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はシミュレータ制御情報設定方法、及び、シミュレータ制御情報設定プログラム、並びに、それにより制御情報が設定されたシミュレータに係り、特に、シミュレータに音響に応じた振動を与えるシミュレータ制御情報設定方法、及び、シミュレータ制御情報設定プログラム、並びに、それにより制御情報が設定されたシミュレータに関する。

シミュレータとして、模擬車両などに運転者が乗り、シミュレーション画面を見ながらカーレースやラリーを行うものがある（例えば、特許文献１、２参照）。運転者がコースを選択してシミュレーションを開始すると、経路に沿って予め組込まれたプログラムによってシミュレーションが進行し、車両の衝突、ジャンプ、スリップ等の種々の事象が発生する。この事象に対応して模擬車両の動きが制御される。このとき、車両の進行に伴って衝突、横滑り、ジャンプ等の事象が発生する。そして、事象に対応して予め作成された模擬車両の動きの制御データがメモリのテーブルから読出されて模擬車両の制御機構に与えられる。これによって、模擬車両が衝突、加速、スリップ等の動きを示し、運転者にシミュレーションの臨場感を与える。

このとき、さらに臨場感を与えるために、衝撃音などに合わせて衝撃振動を与えるようにしている。

搭乗部に衝突などの衝撃振動を与える場合には、衝撃映像に合わせて衝撃音をスピーカから発生させている。このとき、このような振動については、開発者が手作業によりアクチュエータの動きを場面に合わせて振動波形を作成していた。

したがって、６軸制御などを行うと、一つの衝撃音に合わせて６軸の振動波形を各々作成していた。このため、手間がかかり、コンテンツの作成が容易に行えなかった。このため、コンテンツの交換などが容易に行えなかった。

また、搭乗者によって操縦可能な搭乗部では、パターン化された複数の制御データとフラグとを対応させ、操作に応じてフラグを順次羅列し、フラグの並びに応じて制御データを合成して、搭乗部の制御データを作成していた（例えば、特許文献３参照）
特開平１１−３１３９８３号公報 特開２００３−６６８２５号公報 特許３８２３２６５号公報

しかるに、従来のシミュレータの音響情報に応じた振動を設計者の意図するようにシミュレータ制御情報に重畳することはできなかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、音響に応じた振動の設定を設計者の意図するように、かつ、容易に行えるシミュレータ制御情報作成方法、及び、シミュレータ制御情報作成システム、プログラム、並びに、作成された制御情報により駆動されるシミュレータを提供することを目的とする。

本発明は、擬似体験者が搭乗する搭乗部と、該搭乗部を駆動する駆動手段とを有するシミュレータを制御する制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成方法であって、制御情報を生成する制御情報生成手順と、音響情報に応じた振動情報を生成する振動情報生成手順と、振動情報生成手順で生成された振動情報を制御情報生成手順で生成された制御情報に付加する振動情報付加手順とを有することを特徴とする。

音響情報生成手順は、音響情報の低域成分を抽出する低域成分抽出手順と、低域成分抽出手順で抽出された低域成分の振幅を調整する振幅調整手順とを有することを特徴とする。

制御情報生成手順は、搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、入力手順で入力された搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手順と、姿勢情報生成手順で生成された姿勢情報を、駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手順とを有し、振動情報付加手順は姿勢情報生成手順で生成された姿勢情報に振動情報生成手順で生成された振動情報を付加することを特徴とする。

制御情報生成手順は、搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、入力手順で入力された搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手順と、姿勢情報生成手順で生成された姿勢情報を、駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手順とを有し、振動情報付加手順は変換手順で変換された駆動情報に振動情報生成手順で生成された振動情報を付加することを特徴とする。

振動情報が付加された制御情報が駆動手段の駆動範囲を超えるときにエラー通知を行うエラー通知手順を有することを特徴とする。

駆動手段は、複数軸アクチュエータであり、変換手順は姿勢情報に基づいて逆運動学により駆動情報として複数軸アクチュエータのそれぞれのアクチュエータ長情報を生成することを特徴とする。

また、本発明は、上記のシミュレータ制御情報生成方法により生成された制御情報に基づいて擬似体験者が搭乗する搭乗部が駆動されることを特徴とするシミュレータである。

本発明によれば、擬似体験者が搭乗する搭乗部を駆動する駆動手段とを有するシミュレータを制御する制御情報を入力手段の操作に基づいて生成する際に、入力手段の操作に基づいて制御情報を生成し、音響情報に応じた振動情報を生成し、振動情報を制御情報に付加することにより、音響情報に応じた振動を制御情報に付加できるため、搭乗部に搭乗する擬似体験者に対して音響情報に応じた振動も体感させることができ、臨場感を向上させることができる。このとき、音響情報から自動的に制御情報を生成できるため、制御情報の生成を容易に行える。

図１は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。

本実施例のシミュレータ制御情報生成システム１００は、処理装置１１１、ファイル装置１１２、キーボード１１３、マウス１１４、インタフェース回路１１５、表示制御回路１１６、表示装置１１７、可換式ディスク記憶装置１１８、通信回路１１９、バス１２０などを含む構成とされている。

処理装置１１１は、ファイル装置１１２にインストールされたシミュレータ制御情報生成プログラムを実行し、シミュレータを制御するための制御情報を生成する。

ファイル装置１１２は、ハードディスクドライブなどから構成されており、シミュレータ制御情報生成プログラムがインストールされるプログラムファイル１２１、及び、シミュレータ制御情報がファイルされるデータファイル１２２などから構成されている。

キーボード１１３、及び、マウス１１４は、ユーザにより操作される入力装置であり、シミュレータの搭乗部の姿勢情報（姿勢データ）などを入力したり、各種コマンドを入力したりするのに用いられる。

なお、姿勢データは、例えば、シミュレータの搭乗部の姿勢に関するデータであり、搭乗部のピッチデータ、ロールデータ、ヨーデータ、ヒーブデータ、サージデータ、スゥエイデータなどのデータからなる。

ピッチデータは、搭乗部のピッチの大きさの情報である。ロールデータは、搭乗部のロールの大きさを示すデータである。ヨーデータは、搭乗部のヨーの大きさを示すデータである。ヒーブデータは、搭乗部の上下方向の変位の大きさを示す情報である。サージデータは、搭乗部の前後方法の変位の大きさを示す情報である。スゥエイデータは、搭乗部の左右方向の変位の大きさを示すデータである。

キーボード１１３、及び、マウス１１４は、インタフェース回路１１５により接続されている。インタフェース回路１１５は、キーボード１１３、及び、マウス１１４とバス１２０とのインタフェースを取っている。

表示装置１１７は、ＣＲＴ、ＬＣＤかどから構成されており、表示制御回路１１６を介してバス１２０に接続されており、上記各姿勢情報の時間変化をグラフィック表示したり、搭乗部の姿勢をグラフィック表示したりする。

可換式ディスク記憶装置１１８は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷなどの可換式ディスク記憶装置から構成されており、シミュレータ制御情報生成プログラムをファイル装置１１２のプログラムファイル１２１にインストールしたり、シミュレータにシミュレータ制御情報を移植する際に、データファイル１２２に記憶されたシミュレータ制御情報を持ち出す際に記憶したりするために用いられる。

通信回路１１９はネットワークとの通信を行うために用いられており、サーバから、シミュレータ制御情報生成プログラムをファイル装置１１２のプログラムファイル１２１にインストールするときやデータファイル１２２に記憶されたシミュレータ制御情報を、ネットワークを介してシミュレータに移植するときなどに用いられる。

次にシミュレータ制御情報生成プログラムについて説明する。

図２はシミュレータ制御情報生成プログラムの処理フローチャートを示す。

処理装置１１１は、まず、ステップＳ１−１においてユーザのキーボード１１３やマウス１１４の操作によって姿勢軸及び時間範囲が選択させる。これによって、姿勢情報を入力すべき、姿勢軸及びその時間範囲が設定される。なお、姿勢軸は、シミュレータの被体験者が搭乗する搭乗部の姿勢の位置を指定するための項目であり、前出の姿勢データに対応して上記ピッチ、ロール、ヨー、ヒーブ、サージ、スゥエイなどがある。また、時間範囲は、選択された姿勢軸の姿勢を制御する時間の範囲を指定するための情報である。

次に、処理装置１１１は、ステップＳ１−２において選択された姿勢軸に対して時間範囲内でユーザのキーボード１１３やマウス１１４の操作によって姿勢情報をポイント入力させる。

処理装置１１１は、ステップＳ１−３においてポイント入力された姿勢情報を、ユーザのキーボード１１３やマウス１１４の操作によって指定された方法によってライン補間する。ライン補間することにより姿勢が連続的に変化するように姿勢情報が自動的に生成される。ライン補間方法としては、例えば、直線によるリニア補間、ベジェ曲線によるベジェ補間などがある。

次に処理装置１１１は、ステップＳ１−４においてライン補間された姿勢情報に対してユーザのキーボード１１３やマウス１１４の操作によって指定された方法によって波形変形を行う。波形変形は、例えば、スケーリング、スムージングなどである。

処理装置１１１は、ステップＳ１−５において姿勢データ生成処理を実行し、ユーザのキーボード１１３やマウス１１４の操作によって設定された姿勢情報に基づいて姿勢データを生成する。

図３は姿勢データ生成処理の処理フローチャートを示す。

処理装置１１１は、姿勢データ生成処理において、まず、ステップＳ２−１において指定された波形変形により姿勢データが生成される。処理装置１１１は、ステップＳ２−２において音響振動を付加する場合には、まず、ステップＳ２−３においてユーザのキーボード１１３やマウス１１４の操作によって指定されたＰＣＭオーディオデータを入力する。ＰＣＭデータは、シミュレーションシステムの駆動時に用いられる音響データから抽出される。

次に処理装置１１１は、ステップＳ２−４において入力されたＰＣＭオーディオデータを平均化処理する。例えば、加算するサウンドデータのサンプリングレートをＢ〔data/sec〕、その長さをｔ〔sec〕とすると、そのデータ配列ｂ_ｎは、ｎ＝０からｎ＝（Ｂ×ｔ）までの配列となる。

このとき、加算されるサウンドデータから変換したモーションデータのデータ配列ａ_ｎは、モーションのフレームレートＡ〔data/sec〕より
ｍ＝０からｍ｛Ｂ×ｔ−（Ｂ×ｔ）（modＡ）｝／Ａ（＝ｍ_ｍａｘ）までの配列となり、このモーションデータ配列のあるｍ番目のデータａｍは、平均するサウンドデータのデータ数
ｓ＝｛Ｂ−Ｂ(modA)｝／Ａ
を用いて、

と表せる。

なお、平均化処理としては、他に移動平均、加重平均などを適用してもよい。上記ステップＳ２−４での平均化処理によって、ローパスフィルタを通し、高周波成分を除去したような処理が行われる。これによって、搭乗部を揺動可能な周波数成分でデータが抽出される。抽出されたデータが音響成分に応じた音響振動データとして用いられる。

なお、ここで言う、音響データは、映像の中で体験者が乗っている乗り物から体験者に伝わってくる、衝撃音や振動音であり、例えば、地響き、踏みならした音、地面とタイヤとで発生される音、ぶつかったときの衝撃、エンジン音、流木なあたる音、攻撃された振動などの音響から構成されるものである。

本実施例では、上記のように特定部位だけでなくライド全体の動きに対して、音響信号を足し込んでいくので、実際に、ライドが衝撃を受けた等の表現を行うことができ、いわゆる、ボディーソニックなどとは区別した振動を与えることができる。

次に処理装置１１１は、ステップＳ２−５において振幅調整処理を実行する。振幅調整処理は、平均化処理で抽出された音響振動データのダイナミックレンジが所定範囲内となるように調整する。

図４は音響波形とそれから作成される音響振動波形の波形図、図５は音響振動波形の周波数特性図を示す。図４において実線が音響振動波形、破線は音響波形を示す。

図４に示すように音響振動波形は、音響波形から高周波成分が除去された波形となり、図５に斜線で示すように周波数が、例えば、６０Ｈｚ以内の周波数特性となる。また、図４に示すように振幅が＋３０００〜−３０００の範囲内に調整された波形となり、図５に斜線で示すようにダイナミックレンジが制限された周波数特性を示す。

処理装置１１１は、ステップＳ２−６において音響振動波形データを姿勢データに付加する。なお、音響振動データを付加する姿勢データは、例えば、ピッチ、ロール、ヨー、ヒーブ、サージ、スゥエイのうちからユーザが決定するようにする。また、すべての姿勢データに自動的に付加するようにしてもよい。さらに、ピッチ、ロール、ヨー、ヒーブ、サージ、スゥエイのうちの予め設定した所定のデータに自動的に付加するようにしてもよい。

また、ステップＳ２−２で音響振動を付加しない場合には、ステップＳ２−３〜Ｓ２−６の処理は行わずに、姿勢データ生成処理を終了する。

処理装置１１１は、ステップＳ１−５において音響振動データが付加された姿勢データを生成すると、ステップＳ１−６において生成された姿勢データを逆運動学の理論を用いて６軸サーボバルブ油圧アクチュエータを構成する６つのアクチュエータの各アクチュエータ長データに変換する。

図６は姿勢データを６軸のアクチュエータ長さに変換したときの一例の波形図を示す。

図６（Ａ）はピッチの波形、図６（Ｂ）ロールの波形、図６（Ｃ）はヨーの波形、図６（Ｄ）はヒーブの波形、図６（Ｅ）はサージの波形、図６（Ｆ）はスゥエイの波形、図６（Ｇ）〜（Ｌ）はアクチュエータ長さの波形を示す。

図６（Ａ）〜（Ｆ）に示すように指定された姿勢データは、逆運動学の理論によって、例えば、図６（Ｇ）〜（Ｌ）に示すアクチュエータ長さのように変換される。

次に、処理装置１１１は、ステップＳ１−７においてアクチュエータ長データを取得すると、ステップＳ１−８でアクチュエータ長データに対してエラーチェックを行う。エラーチェックは、各アクチュエータ長データが予め設定された範囲内になるか否かをチェックする。設定範囲は、駆動されるアクチュエータの伸縮長の範囲が設定されている。

処理装置１１１は、ステップＳ１−９においてエラーが発生した場合には、アクチュエータ長データがそのデータにより駆動されるアクチュエータの伸縮長の範囲を超えていると判断され、ユーザに対してエラー表示などを行い、ステップＳ１−１に戻って処理を続ける。

また、処理装置１１１は、ステップＳ１−９においてエラーが発生しなければ、６軸全てのアクチュエータ長データがそのデータにより駆動されるアクチュエータの伸縮長の範囲内になると判断して、ステップＳ１−１０において生成されたアクチュエータ長データをシミュレータのモーションデータとしてデータファイル１２２に登録する。

以上によって、ユーザの希望する搭乗部の制御情報が生成される。

なお、本実施例では、姿勢情報に音響情報に基づいて生成された振動情報を付加するようにしたが、アクチュエータ長データに音響情報に基づいて生成された振動情報を付加するようにしてもよい。

シミュレータ制御情報生成システム１００により上記のようにして生成されたモーションデータは、例えば、可換式ディスク記憶装置１１８により可換式ディスク１２３に記憶されて、シミュレータシステムに登録される。なお、ネットワークを介してシミュレータシステムに登録するようにしてもよい。

次に、シミュレータ制御情報生成システム１００により生成されたモーションデータにより駆動されるシミュレータシステムについて説明する。

図７はシミュレータシステムの斜視図、図８はシミュレータシステムの平面図、図９は音響システムの配置図を示す。

シミュレーションシステム１は、擬似体験者が搭乗部２に搭乗する領域である第１ステージ３とこの搭乗部２に乗った体験者に対して仮想体験をさせる主要な領域である第２ステージ４とに、壁５によって分割され、これら第１ステージ３と第２ステージ４との間に開閉可能なクローズ手段である両開きの自動ドアー６を設けている。

この自動ドアー６は開閉制御信号によって開閉されるようになっている。また、第１ステージ３の天井には照明７が固定されており、これら照明７は照明点滅制御信号により点滅するようになっている。

また、このシミュレーションシステム１では、搭乗部２は例えば、車両、ボートなど体験者が搭乗可能な座席を有する乗り物の形状に構成されており、この搭乗部２は移動手段により第１ステージ３と第２ステージ４との間を移動できるようになっている。この移動手段は、例えば、第１ステージ３と第２ステージ４との間に敷設したレールと、このレール上を油圧モータ等で移動する車両とからなる走行装置で構成したり、あるいは、第１ステージ３と第２ステージ４との間を設けた平坦な床面と、この床面を油圧モータ等で移動する台車とからなる走行装置で構成したりしてもよい。

この走行装置の上には、挙動適用手段である６軸サーボ油圧アクチュエータが搭載されている。このアクチュエータの上には搭乗部２が固定されており、このアクチュエータによって搭乗部２には、ロール、ピッチ、ヨー、スゥエイ（左右）、ヒーブ（上下）サージ（前後）などの挙動が個々にあるいはそれらを複合した状態で与えられるようになっている。

また、第２ステージ４には、正面中央が奥で、左右が手前に突出した形状の巨大な半円筒状（Ｒ状）のスクリーン８が設けられており、このスクリーン８には、スクリーン８の手前の天井の中央、左、右に設けられた３つのビデオプロジェクタ９ａ，９ｂ，９ｃから映像が投影されるようになっている。

この第２ステージ４のスクリーン８の図示左側には、機械室１０が設けられており、この第２ステージ４と機械室１０とは壁１１で仕切られており、これら第２ステージ４と機械室１０との間には音響等が漏れないドアーＤＲが設けられている。なお、符号１２ａ〜１２ｆはこのシミュレーションシステム１を設置する建物の柱である。

また、機械室１０には、各種の制御を行う制御手段としてのコンピュータ装置１３と、音響を供給すると音響発生手段及び映像を供給するビデオ映像発生手段としてのオーディオビジュアル機器１４と、６軸油圧アクチュエータ５１ａ〜５１ｆに油圧を供給する油圧ユニット１５が設けられている。また、スクリーン８の上方から搭乗部を臨むように風を供給する送風機１６が設けられている。

第１ステージ３は、高床式の乗降床１７が設けられており、この乗降床１７により体験者は搭乗部２への乗降が簡単になる。この乗降床１７には、図示のように、階段１８ａ、１８ｂがそれぞれ設けられており、体験者の乗降床１７への上り下りを容易にしている。また、乗降床１７の上で、自動ドアー６の図示左端には、操作パネル１９が設けられている。この操作パネル１９には、各種指令をコンピュータ装置１３に与える操作スイッチや、非常時にアクチュエータを緊急停止させる緊急停止スイッチ等が設けられた操作盤と、第２ステージ４における搭乗部２の動作状況やその搭乗部２に載っている体験者の状態を監視するための監視モニタとが設けられている。

また、搭乗部２には、例えば、シート２０が３列にわたって設けられている。シート２０は、例えば、ベンチシートから構成されており、例えば、一列に４人の体験者が搭乗できるようになっており、３列で合計１２人の体験者が搭乗できるようになっている。

このシミュレーションシステム１では、ステレオ音響回路が４系統とモノラル音響１系統（ＳＰ９,１０、セリフ用）設けられており、各系統のスピーカＳＰ１〜ＳＰ１０が各部にそれぞれ配置されている。まず、シミュレーションの効果音響を与える２系統のステレオ音響回路のスピーカＳＰ１〜ＳＰ４については次のように配置されている。１系統のスピーカＳＰ１，ＳＰ２は、スピーカＳＰ１がスクリーン８の裏側天井に、スピーカＳＰ２が壁５側天井に配置されている。また、１系統のスピーカＳＰ３，ＳＰ４は、スピーカＳＰ３がスクリーン８の前の図示左側床面に、スピーカＳＰ４がスクリーン８の前の図示右側床面に、それぞれ配置されている。

また、１系統のステレオ音響回路のスピーカＳＰ５，６は、スピーカＳＰ５が図９に示すように第１ステージ３の乗降床１４の下前に、スピーカＳＰ６が図９に示すように第１ステージ３の乗降床１４の下後に、それぞれ配置されている。

さらに、１系統のステレオ音響回路のスピーカＳＰ７，８は、スピーカＳＰ７が図９に示すように第２ステージ４の左端天井に、スピーカＳＰ８が図９に示すように第１ステージ３の乗降床１４の左端下に、それぞれ配置されている。

また、１系統のステレオ音響回路のスピーカＳＰ９，１０は、体験者の座席の前にそれぞれ設けられている。コンピュータ装置１３によって制御されるのは、スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と、セリフ用のＳＰ９,１０である。

図１０はシミュレータシステムのシステム構成図を示す。

コンピュータ装置１３は、コンピュータシステムから構成されており、シミュレーションの進行を統括的に処理し、各種機器をシミュレーションの進行に合わせて制御する。このコンピュータ装置１３は、図示しないが各種の処理や制御をプログラムに従って処理をする中央処理装置（ＣＰＵ）を備え、かつ、このＣＰＵの制御下に動作する音源制御ボード、デジタル／アナログ（ＤＡ）変換器を備えている。また、コンピュータ装置１３には、同期信号入力ポート３１、シリアルポート３２、音響出力ポート３３、アナログ出力ポート３４、入出力ポート３５、その他ポート３６、３７が設けられている。

同期信号入力ポート３１、シリアルポート３２及び音響出力ポート３３には、オーディオビジュアル機器１４が接続されている。アナログ出力ポート３４及び入出力ポート３５の一部には、油圧ユニット１５が接続されている。また、入出力ポート３５には、操作パネル１９、照明７、送風機１６がそれぞれ接続されている。その他ポート３６にはキーボード３９が、その他ポート３７にはモニタ４０が接続されている。

オーディオビジュアル機器１４は、同期信号発生回路４０、ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃ、スキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃと、オーディオプレーヤ４３と、パワーアンプ４４とから構成されている。

同期信号発生回路４０は、垂直同期（Ｖ SYNC ）信号と、複合同期(COMPSIT SYNC）信号を出力する。

同期信号発生回路４０は、コンピュータ装置１３の同期信号入力ポート３１に接続されており、垂直同期信号を同期信号入力ポート３１に供給する。また、同期信号発生回路４０はビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃの同期入力端子に接続されており、各ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃに複合同期信号を供給する。

ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃは、コンピュータ装置１３のシリアルポート３２に接続されており、コンピュータ装置１３からの制御信号と同期信号発生回路４０からの複合同期信号とを基に各ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃで再生する画像の同期が取れるようになっている。

ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃはスキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃに接続されており、再生した画像信号をスキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃに供給する。スキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃは、ビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃからの画像信号をビデオプロジェクタ９ａ，９ｂ，９ｃが駆動できる画像信号に変換する。スキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃで変換した画像信号はビデオプロジェクタ９ａ，９ｂ，９ｃに供給される。なお、スキャンコンバータ４２ａ〜４２ｃは、走査線を目立たなくする作用（走査線によるちらつきを低減する）を持っている。

また、オーディオビジュアル機器１４のオーディオプレーヤ４３はコンピュータ装置１３の音響出力ポート３３に接続されており、音響出力ポート３３からの音響再生制御信号により音響信号を再生する。

オーディオプレーヤ４３で再生された音響信号は、パワーアンプ４４に供給される。パワーアンプ４４は、オーディオプレーヤ４３からの音響信号を電力増幅してスピーカＳＰに供給する。なお、オーディオプレーヤ４３、パワーアンプ４４は、ステレオ再生回路が各々３系統、設けられている。

油圧ユニット１５は、７チャンネルサーボアンプ５１、６軸油圧アクチュエータ５２、走行装置油圧アクチュエータ５３と、モーションベース制御盤５４とから構成されている。

サーボアンプ５１は、コンピュータ装置１３のアナログ出力ポート３４に接続されており、６軸油圧アクチュエータ５２、油圧モータ５３をコンピュータ装置１３からの指示に基づいて駆動制御する。

ファイル装置７０には、シミュレータ制御情報生成システム１００で生成されたモーションデータが記憶されている。

図１１は６軸駆動機構の模式図を示す。

６軸駆動機構は、ベース６１に前出の６軸油圧アクチュエータ５１ａ〜５１ｆを介して搭乗部２が搭載される揺動部６２が接続された揺動可能に取り付けられた構成とされている。

６軸油圧アクチュエータ５１ａ〜５１ｆは、シミュレータ制御情報生成システム１００により生成されたモーションデータを構成するアクチュエータ長データによって指定されたアクチュエータ長となるように駆動されて、姿勢データに応じたロール、ピッチ、ヨー、スゥエイ（左右）、ヒーブ（上下）サージ（前後）となるように揺動部６２が３次元的に変位する。

また、モーショベース制御盤５４は、コンピュータ装置１３の入出力ポート３５に接続されており、コンピュータ装置１３にサーボユニットの状態情報、すなわち、搭乗部２の状態情報を与える。コンピュータ装置１３は、このモーションベース制御盤５４から状態情報を得て、サーボアンプ５１に制御命令を与えることで、６軸油圧アクチュエータ５２，走行装置油圧アクチュエータ５３を制御している。

また、油圧ユニット１５は、緊急停止装置３０から電力が供給されている。緊急停止装置３０は、エリアセンサからの検出信号、あるいは、操作パネル１９の緊急停止スイッチの操作により緊急停止信号が入力されると、電源から油圧ユニット１５への電力の供給を停止するようになっている。油圧ユニット１５は、電力の供給がなくなると６軸油圧アクチュエータ５２、走行装置油圧アクチュエータ５３への作動油の供給ができなくなり、これにより搭乗部２が緊急停止する。

次にコンピュータ装置１３の動作を説明する。

図１２はコンピュータ装置１３の処理フローチャートを示す。

まず、第１ステージ３の停止位置に停止した搭乗部２に体験者が乗り込む。このときには、照明７は点灯した状態になっている。搭乗部２に体験者が乗り込んでスタートできる状態になると、例えば、インストラクタ（アテンダ）等が操作パネル１９のスタートボタンを押下する。

コンピュータ装置１３は、ステップＳ３−１において操作パネル１９のスタートボタンが押下されると、ステップＳ３−２においてスタート処理として、照明７を消灯し、走行装置油圧アクチュエータ５２を制御して、搭乗部２を第２ステージ４に移動させる。

次にコンピュータ装置１３は、ステップＳ３−３においてビデオプレーヤ４１ａ〜４１ｃ、及び、オーディオプレーヤ４３、並びに、送風機１６を起動し、シミュレーションを開始する。これにより、スクリーン８にはシミュレーション画面（体感映像）が表示されており、当該画面に応じた音響と風等の体感媒体が体験者に与えられることになる。

また、コンピュータ装置１３は、ステップＳ３−４においてファイル装置７０からモーションデータを読み出し、ステップＳ３−５において読み出したモーションデータにより６軸油圧アクチュエータ５２を駆動して、搭乗部２の姿勢を制御する。このとき、シミュレータ制御情報生成システム１００で姿勢データに付加された音響振動データによって搭乗部２が音響に同期して振動する。

これによって搭乗部２に搭乗した体験者により一層リアルな仮想体験を与えることが可能となる。

コンピュータ装置１３は、ステップＳ３−６においてシミュレーションが終了すると、ステップＳ３−５で、搭乗部２を第１ステージ３に動作させ、照明７を点灯する。

そして、搭乗部２に搭乗していた体験者は、搭乗部２から降りて、階段１８ｂを通って第１ステージ３から退場する。

以上により、オーディオプレーヤ４３で再生される音響に同期して、搭乗部２が振動する。このとき、搭乗部２の振動は、オーディオプレーヤ４３で再生される音響データそのものから生成されるため、より臨場感のある振動が得られる。

なお、本実施例では、６軸アクチュエータとして油圧アクチュエータを用いた例について説明したが、これに限定されるものではなく、６軸アクチュエータとしてサーボモータなどの電気モータを用いて電気的に駆動するようにしてもよい。

また、本実施例では、シミュレータ制御情報生成システム１００とシミュレータシステムとを別にした構成について説明したが、これらを一体化してシステム化してもよい。

また、本実施例のシミュレータ制御情報生成システム１００では、入力装置としてキーボード１１３、及び、マウス１１４を用いたが、これに代わり、図１１で示すような構成の６軸モーションプラットホーム構造の模型（簡易模型）の６本の足にポテンショメータなどのセンサを取り付け、各部の動きを検出し、センサの出力信号を、インタフェースを介してシミュレータ制御情報生成システム１００に入力することによって、モーションデータを作成するようにしてもよい。

この場合、図１１に示すような６軸モーションプラットホーム構造の簡易模型を手に持ち、簡模型を動かしたい姿勢とする。これによって、センサが６本の足の長さを検出し、シミュレータ制御情報生成システム１００に取り込むことにより、姿勢が決定される。

このような６軸モーションプラットホーム構造の簡易模型を用いて入力を行うことによって、動き全体を視覚的に確認しながらモーションデータを作成できるため、直感的に動きを把握でき、入力が容易となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形例が考えられることは言うまでもない。

なお、本実施例は以下の発明を含む。

（付記１）擬似体験者が搭乗する搭乗部と、該搭乗部を駆動する駆動手段とを有するシミュレータを制御する制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成方法であって、
前記制御情報を生成する制御情報生成手順と、
音響情報に応じた振動情報を生成する振動情報生成手順と、
前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を前記制御情報生成手順で生成された前記制御情報に付加する振動情報付加手順とを有することを特徴とするシミュレータ制御情報生成方法。

（付記２）前記音響情報生成手順は、前記音響情報の低域成分を抽出する低域成分抽出手順と、
前記低域成分抽出手順で抽出された低域成分の振幅を調整する振幅調整手順とを有することを特徴とする付記１記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記３）前記制御情報生成手順は、前記搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、
前記入力手順で入力された前記搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手順と、
前記姿勢情報生成手順で生成された前記姿勢情報を、前記駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手順とを有し、
前記振動情報付加手順は、前記姿勢情報生成手順で生成された姿勢情報に前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を付加することを特徴とする付記１又は２記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記４）前記制御情報生成手順は、前記搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、
前記入力手順で入力された前記搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手順と、
前記姿勢情報生成手順で生成された前記姿勢情報を、前記駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手順とを有し、
前記振動情報付加手順は、前記変換手順で変換された前記駆動情報に前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を付加することを特徴とする付記１又は２記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記５）前記振動情報が付加された前記制御情報が前記駆動手段の駆動範囲を超えるときにエラー通知を行うエラー通知手順を有することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記６）前記入力手順は、前記姿勢情報として前記搭乗部のピッチ、ヨー、ロール、ヒーブ、サージ、スウェイの情報を入力することを特徴とする付記３又は４記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記７）前記駆動手段は、複数軸アクチュエータであり、
前記変換手順は、前記姿勢情報に基づいて逆運動学により前記駆動情報として前記複数軸アクチュエータのそれぞれのアクチュエータ長情報を生成することを特徴とする付記３又は４記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記８）疑似体験者が搭乗する搭乗部と、前記擬似体験者に対し映像を表示する表示部と、前記表示部に表示される映像に対応する音響を出力する音響出力部と、前記搭乗部と該映像の変化に対応して駆動する駆動部とを有するシミュレータの前記駆動部を駆動するための制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成方法であって、
前記音響のうち、前記搭乗部に対して伝えられる振動の発生に関連する振動関連音響から低域成分を抽出し、平均化し、前記搭乗部を駆動する駆動部の駆動信号に加えることを特徴とするシミュレータ制御情報生成方法。

（付記９）擬似体験者が搭乗する搭乗部と、該搭乗部を駆動する駆動手段とを有するシミュレータを制御する制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成システムであって、
前記制御情報を生成する制御情報生成手段と、
音響情報に応じた振動情報を生成する振動情報生成手段と、
前記振動情報生成手段で生成された前記振動情報を前記制御情報生成手段で生成された前記制御情報に付加する振動情報付加手段とを有することを特徴とするシミュレータ制御情報生成システム。

（付記１０）前記音響情報生成手段は、前記音響情報の低域成分を抽出する低域成分抽出手段と、
前記低域成分抽出手段で抽出された低域成分の振幅を調整する振幅調整手段とを有することを特徴とする付記９記載のシミュレータ制御情報生成システム。

（付記１１）前記制御情報生成手段は、前記搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、
前記入力手順で入力された前記搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手段と、
前記姿勢情報生成手段で生成された前記姿勢情報を、前記駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手段とを有し、
前記振動情報付加手段は、前記姿勢情報生成手段で生成された姿勢情報に前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を付加することを特徴とする付記９又は１０記載のシミュレータ制御情報生成システム。

（付記１２）前記制御情報生成手段は、前記搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手段と、
前記姿勢情報生成手段で生成された前記姿勢情報を、前記駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手段とを有し、
前記振動情報付加手段は、前記変換手段で変換された前記駆動情報に前記振動情報生成手段で生成された前記振動情報を付加することを特徴とする付記９又は１０記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記１３）前記振動情報が付加された前記制御情報が前記駆動手段の駆動範囲を超えるときにエラー通知を行うエラー通知手順を有することを特徴とする付記９乃至１２のいずれか一項記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記１４）前記姿勢情報生成手段は、前記姿勢情報として前記搭乗部のピッチ、ヨー、ロール、ヒーブ、サージ、スウェイの情報が入力されることを特徴とする付記１１又は１２記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記１５）前記駆動手段は、複数軸アクチュエータであり、
前記変換手段は、前記姿勢情報に基づいて逆運動学により前記駆動情報として前記複数軸アクチュエータのそれぞれのアクチュエータ長情報を生成することを特徴とする付記１１又は１２記載のシミュレータ制御情報生成システム。

（付記１６）疑似体験者が搭乗する搭乗部と、前記擬似体験者に対し映像を表示する表示部と、前記表示部に表示される映像に対応する音響を出力する音響出力部と、前記搭乗部と該映像の変化に対応して駆動する駆動部とを有するシミュレータの前記駆動部を駆動するための制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成システムであって、
前記音響のうち、前記搭乗部に対して伝えられる振動の発生に関連する振動関連音響から低域成分の信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された信号を平均化する平均化手段と、
前記平均化手段で平均化された信号を前記搭乗部を駆動する駆動部の駆動信号に加える加算手段とを有することを特徴とするシミュレータ制御情報生成システム。

（付記１７）コンピュータに、
擬似体験者が搭乗する搭乗部を駆動する駆動手段を制御する制御情報を生成する制御情報生成手順と、
音響情報に応じた振動情報を生成する振動情報生成手順と、
前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を前記制御情報生成手順で生成された前記制御情報に付加する振動情報付加手順とを実行させることを特徴とするコンピュータに読み取り可能なシミュレータ制御情報生成プログラム。

（付記１８）前記音響情報生成手順は、前記音響情報の低域成分を抽出する低域成分抽出手順と、
前記低域成分抽出手順で抽出された低域成分の振幅を調整する振幅調整手順とを有することを特徴とする付記１７に記載のシミュレータ制御情報生成プログラム。

（付記１９）前記制御情報生成手順は、前記搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、
前記入力手順で入力された前記搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手順と、
前記姿勢情報生成手順で生成された前記姿勢情報を、前記駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手順とを有し、
前記振動情報付加手順は、前記姿勢情報生成手順で生成された姿勢情報に前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を付加することを特徴とする付記１７又は１８記載のシミュレータ制御情報生成プログラム。

（付記２０）前記制御情報生成手順は、前記搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、
前記入力手順で入力された前記搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手順と、
前記姿勢情報生成手順で生成された前記姿勢情報を、前記駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手順とを有し、
前記振動情報付加手順は、前記変換手順で変換された前記駆動情報に前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を付加することを特徴とする付記１７又は１８記載のシミュレータ制御情報生成プログラム。

（付記２１）前記振動情報が付加された前記制御情報が前記駆動手段の駆動範囲を超えるときにエラー通知を行うエラー通知手順を有することを特徴とする付記１７乃至２０のいずれか一項記載のシミュレータ制御情報生成プログラム。

（付記２２）前記入力手順は、前記姿勢情報として前記搭乗部のピッチ、ヨー、ロール、ヒーブ、サージ、スウェイの情報が入力されることを特徴とする付記１９又は２０記載のシミュレータ制御情報生成プログラム。

（付記２３）前記駆動手段は、複数軸アクチュエータであり、
前記変換手順は、前記姿勢情報に基づいて逆運動学により前記駆動情報として前記複数軸アクチュエータのそれぞれのアクチュエータ長情報を生成することを特徴とする付記１９又は２０記載のシミュレータ制御情報生成方法。

（付記２４）コンピュータに、
疑似体験者が搭乗する搭乗部と、前記擬似体験者に対し映像を表示する表示部と、前記表示部に表示される映像に対応する音響を出力する音響出力部と、前記搭乗部と該映像の変化に対応して駆動する駆動部とを有するシミュレータの前記駆動部を駆動するための制御情報を生成させるとき、前記音響のうち、前記搭乗部に対して伝えられる振動の発生に関連する振動関連音響から低域成分の信号を抽出する抽出手順と、
前記抽出手段で抽出された信号を平均化する平均化手順と、
前記平均化手段で平均化された信号を前記搭乗部を駆動する駆動部の駆動信号に加える加算手順とを実行させることを特徴とするコンピュータに読み取り可能なシミュレータ制御情報生成プログラム。

本発明の一実施例のシステム構成図である。 シミュレータ制御情報生成プログラムの処理フローチャートである。 姿勢データ生成処理の処理フローチャートである。 音響波形とそれから作成される音響振動波形の波形図である。 音響振動波形の周波数特性図である。 姿勢データを６軸のアクチュエータ長さに変換したときの一例の波形図である。 シミュレータシステムの斜視図である。 シミュレータシステムの平面図である。 音響システムの配置図である。 シミュレータシステムのシステム構成図である。 ６軸駆動機構の模式図である。 コンピュータ装置１３の処理フローチャートである。

符号の説明

１００ シミュレータ制御情報生成システム、１１１ 処理装置、１１２ ファイル装置
１１３ キーボード、１１４ マウス、１１５ インタフェース回路、１１６ 表示装置
１１７ 表示制御回路、１１８ 可換式ディスク記憶装置、１１９ 通信回路、
１２０ バス

Claims (13)

1. 擬似体験者が搭乗する搭乗部と、該搭乗部を駆動する駆動手段とを有するシミュレータを制御する制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成方法であって、
   前記制御情報を生成する制御情報生成手順と、
   音響情報に応じた振動情報を生成する振動情報生成手順と、
   前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を前記制御情報生成手順で生成された前記制御情報に付加する振動情報付加手順とを有することを特徴とするシミュレータ制御情報生成方法。
2. 前記音響情報生成手順は、前記音響情報の低域成分を抽出する低域成分抽出手順と、
   前記低域成分抽出手順で抽出された低域成分の振幅を調整する振幅調整手順とを有することを特徴とする請求項１記載のシミュレータ制御情報生成方法。
3. 前記制御情報生成手順は、前記搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、
   前記入力手順で入力された前記搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手順と、
   前記姿勢情報生成手順で生成された前記姿勢情報を、前記駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手順とを有し、
   前記振動情報付加手順は、前記姿勢情報生成手順で生成された姿勢情報に前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を付加することを特徴とする請求項１又は２記載のシミュレータ制御情報生成方法。
4. 前記制御情報生成手順は、前記搭乗部の姿勢を入力する入力手順と、
   前記入力手順で入力された前記搭乗部の姿勢に応じた姿勢情報を生成する姿勢情報生成手順と、
   前記姿勢情報生成手順で生成された前記姿勢情報を、前記駆動手段を駆動する駆動情報に変換する変換手順とを有し、
   前記振動情報付加手順は、前記変換手順で変換された前記駆動情報に前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を付加することを特徴とする請求項１又は２記載のシミュレータ制御情報生成方法。
5. 前記振動情報が付加された前記制御情報が前記駆動手段の駆動範囲を超えるときにエラー通知を行うエラー通知手順を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載のシミュレータ制御情報生成方法。
6. 前記駆動手段は、複数軸アクチュエータであり、
   前記変換手順は、前記姿勢情報に基づいて逆運動学により前記駆動情報として前記複数軸アクチュエータのそれぞれのアクチュエータ長情報を生成することを特徴とする請求項３又は４記載のシミュレータ制御情報生成方法。
7. 疑似体験者が搭乗する搭乗部と、前記擬似体験者に対し映像を表示する表示部と、前記表示部に表示される映像に対応する音響を出力する音響出力部と、前記搭乗部と該映像の変化に対応して駆動する駆動部とを有するシミュレータの前記駆動部を駆動するための制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成方法であって、
   前記音響のうち、前記搭乗部に対して伝えられる振動の発生に関連する振動関連音響から低域成分を抽出し、平均化し、前記搭乗部を駆動する駆動部の駆動信号に加えることを特徴とするシミュレータ制御情報生成方法。
8. 擬似体験者が搭乗する搭乗部と、該搭乗部を駆動する駆動手段とを有するシミュレータを制御する制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成システムであって、
   前記制御情報を生成する制御情報生成手段と、
   音響情報に応じた振動情報を生成する振動情報生成手段と、
   前記振動情報生成手段で生成された前記振動情報を前記制御情報生成手段で生成された前記制御情報に付加する振動情報付加手段とを有することを特徴とするシミュレータ制御情報生成システム。
9. 前記音響情報生成手段は、前記音響情報の低域成分を抽出する低域成分抽出手段と、
   前記低域成分抽出手段で抽出された低域成分の振幅を調整する振幅調整手段とを有することを特徴とする請求項８記載のシミュレータ制御情報生成システム。
10. 疑似体験者が搭乗する搭乗部と、前記擬似体験者に対し映像を表示する表示部と、前記表示部に表示される映像に対応する音響を出力する音響出力部と、前記搭乗部と該映像の変化に対応して駆動する駆動部とを有するシミュレータの前記駆動部を駆動するための制御情報を生成するシミュレータ制御情報生成システムであって、
    前記音響のうち、前記搭乗部に対して伝えられる振動の発生に関連する振動関連音響から低域成分の信号を抽出する抽出手段と、
    前記抽出手段で抽出された信号を平均化する平均化手段と、
    前記平均化手段で平均化された信号を前記搭乗部を駆動する駆動部の駆動信号に加える加算手段とを有することを特徴とするシミュレータ制御情報生成システム。
11. コンピュータに、
    擬似体験者が搭乗する搭乗部を駆動する駆動手段を制御する制御情報を生成する制御情報生成手順と、
    音響情報に応じた振動情報を生成する振動情報生成手順と、
    前記振動情報生成手順で生成された前記振動情報を前記制御情報生成手順で生成された前記制御情報に付加する振動情報付加手順とを実行させることを特徴とするコンピュータに読み取り可能なシミュレータ制御情報生成プログラム。
12. 前記音響情報生成手順は、前記音響情報の低域成分を抽出する低域成分抽出手順と、
    前記低域成分抽出手順で抽出された低域成分の振幅を調整する振幅調整手順とを有することを特徴とする請求項１１記載のシミュレータ制御情報生成プログラム。
13. コンピュータに、
    疑似体験者が搭乗する搭乗部と、前記擬似体験者に対し映像を表示する表示部と、前記表示部に表示される映像に対応する音響を出力する音響出力部と、前記搭乗部と該映像の変化に対応して駆動する駆動部とを有するシミュレータの前記駆動部を駆動するための制御情報を生成させるとき、前記音響のうち、前記搭乗部に対して伝えられる振動の発生に関連する振動関連音響から低域成分の信号を抽出する抽出手順と、
    前記抽出手段で抽出された信号を平均化する平均化手順と、
    前記平均化手段で平均化された信号を前記搭乗部を駆動する駆動部の駆動信号に加える加算手順とを実行させることを特徴とするコンピュータに読み取り可能なシミュレータ制御情報生成プログラム。

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