JP4461057B2 - 車両シミュレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、交通安全教育、ゲーム及び体力トレーニング等の用途に用いられる車両シミュレーション装置に関する。

飛行機、自動車、自動二輪車、自転車等の運転を模擬体験するために、それぞれの乗り物に対応したシミュレーション装置が提案され、その一部が実用化されている。

車両シミュレーション装置では、模擬走行速度に応じて変化する走行風景を前方に表示すると臨場間が一層向上して好適である。ところで表示装置は前方だけ限らず左右側方位置にも設けて左右の情景を表示させると、一層現実的な走行状況が実現される。このような観点から、大型のスクリーンを運転者の左右側方に配置し、プロジェクタで背景を投影するドライビングシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このドライビングシステムにおける左右のスクリーンには運転者の姿勢や頭の向きに関係なく、情景が常に表示されている。

特開２００５−３９２３号公報

ところで、前記の特許文献１に記載されたドライビングシステムでは、投影された左右情景を見るか否かは運転者の意思次第であり、安全教育・訓練として確実に左右確認をさせようとする場合、特に、見通しの悪い交差点では左右を確認するときには上半身を前方に移動して安全確認を確実に行うことが励行されるが、シミュレーション装置で左右情景を表示してもその確認を運転者の意思に任せていては安全確認動作を習慣化させるという効果は得られない。

また、前記の特許文献１に記載されたドライビングシステムでは、左右スクリーンは大型且つ大重量であり、しかもプロジェクタにより画像を投影することから、広いスペースが必要であり、狭い場所には設置が困難である。さらに、プロジェクタと左右スクリーンとの間に模擬車両や運転者が存在すると投影光を遮蔽してしまうことから、プロジェクタの配置をどのようにするかについて綿密な検討が必要である。左右スクリーンに対して対向する適切な位置にプロジェクタを配置できない場合には、投影する像が歪んでしまう。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、状況に応じて左右の安全確認を確実に行わせるシミュレーションを実現することのできる車両シミュレーション装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、小型且つ簡便な構成で左右情景を表示することができる車両シミュレーション装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る車両シミュレーション装置は、運転者が操作する模擬車両と、前記模擬車両の操作に基づく情景を表示し、運転者の搭乗位置に基づいて設定される第１視点から視認される前方表示部と、前記第１視点からは表示像が視認されず、且つ前記第１視点より前方の第２視点からは表示像が視認され、左右の少なくとも一方に設けられた側方表示部とを有することを特徴とする。このように、側方表示部を搭乗位置の第１視点からは視認されず、第２視点から視認されるように設定すると、左右の安全確認動作を確実に行わせることができる。

請求項２に係る車両シミュレーション装置は、請求項１記載の車両シミュレーション装置において、前記第１視点と前記側方表示部との間には遮蔽手段が設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る車両シミュレーション装置は、請求項１記載の車両シミュレーション装置において、前記前方表示部の画面の中央表示領域に前方情景を表示させ、前記画面の左端表示領域に左方向の情景を表示させ、前記画面の右端表示領域に右方向の情景を表示させる表示制御部と、を有し、前記側方表示部は、前記前方表示部の左右に設けられた左側方表示部及び右側方表示部を備え、前記左側方表示部及び前記右側方表示部は、前記左端表示領域及び前記右端表示領域を前記第１視点から遮蔽する遮蔽部材と、前記左端表示領域及び前記右端表示領域の表示像を前記第２視点の方向へ反射させる反射部材と、を有することを特徴とする。このように、左右情景を表示する左右端表示領域に左右情景を表示させると、前方表示部は側方表示部を兼ね、簡便な構成となる。

請求項４に係る車両シミュレーション装置は、請求項３記載の車両シミュレーション装置において、前記第２視点と前記反射部材との間に拡大レンズが設けられたことを特徴とする。拡大レンズを第２視点と反射部材との間に設けることにより、反射部材に移る像を小さく設定することができ、拡大レンズを介さない第１視点からは像がほとんど視認されないことになる。

請求項５に係る車両シミュレーション装置は、請求項１記載の車両シミュレーション装置において、運転者の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された運転者の位置に応じて前記側方表示部を表示・非表示に切り替える表示切換手段とを有することを特徴とする。表示切替手段を用いることにより、運転者が前方に上半身を移動したときのみ側方表示部の表示を有効化させ、確認動作を行わせることができる。

請求項６に係る車両シミュレーション装置は、請求項１記載の車両シミュレーション装置において、運転者の頭の向きを検出する向き検出手段と、前記向き検出手段により検出された運転者の頭の向きに応じて前記側方表示部を表示・非表示に切り替える表示切換手段とを有することを特徴とする。これにより、運転者の頭の向きが正面を向いているときには側方表示部を非表示にするとともに、左右のいずれかの方向を向いているときには側方表示部を表示させることができ、左右確認動作を確実に行わせることができる。

請求項７に係る車両シミュレーション装置は、請求項１記載の車両シミュレーション装置において、前記側方表示部の画面上には、ライトコントロールフィルムが貼られていることを特徴とする。

本発明に係る車両シミュレーション装置によれば、側方表示部を搭乗位置の第１視点からは視認されず、第２視点から視認されるように設定することにより、左右の安全確認動作を確実に行わせることができる。

また、本発明に係る車両シミュレーション装置によれば、前方表示部に左右情景を表示する左右端表示領域を設けると、前方表示部は側方表示部を兼ね、小型且つ簡便な構成となる。さらに、第１鏡部材及び第２鏡部材により左右の適切な位置に左右情景を表示することができる。

以下、本発明に係る車両シミュレーション装置について、第１〜第４の実施形態を上げ添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。

図１に示すように、第１の実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０ａは、運転者が操作する模擬自転車（模擬車両）１２と、模擬自転車１２の操作に基づく情景を表示する前方モニタ（前方表示部）１４と、左の情景を表示する左側方表示部１６Ｌ及び右の情景を表示する右側方表示部１６Ｒと、運転者が乗降する位置に設けられた左右一対のマットスイッチ１８と、自転車シミュレーション装置１０ａの全体的な制御を行う主制御部２０とを有する。前方モニタ１４はスピーカ２１を有するものであって、汎用品を用いることができる。前方モニタ１４は、例えば主制御部２０の上面に配置するとよい。

以下、自転車シミュレーション装置において左右に１つずつ設けられた機構については、左のものの番号符号に「Ｌ」を付し、右のものの番号符号に「Ｒ」を付すことにより区別して説明する。また、模擬自転車１２に搭乗している運転者の視点をアイポイントＥＰ１とし、模擬自転車１２から降りてハンドル２８より前方に移動した状態の視点をアイポイントＥＰ２とする。

先ず、模擬自転車１２について説明する。模擬自転車１２は、フレーム２２と、該フレーム２２にシートピラーを介して接続されたサドル２４と、フレーム２２のヘッドチューブを支軸として回動可能なハンドル２８と、ヘッドチューブ２２ａを固定支持するスタンドとしての２本のフロントフォーク３０と、フレーム２２の後端部に回転自在に支持された後輪３２とを有する。フロントフォーク３０の先端には横方向に延在するパイプ３４が設けられており、該パイプ３４が床に接地している。後輪３２は後部スタンドとなっている。また、模擬自転車１２は、クランク軸の左右に連結された一対のクランク３８と、該クランク３８の先端に設けられたペダル４０と、右のクランク３８に設けられたフロントスプロケット４２と、該フロントスプロケット４２からチェーン４４を介して回転駆動されるリアスプロケット４６と、該リアスプロケット４６からワンウェイクラッチを介して回転駆動される鉄製のフライホイール４８と、該フライホイール４８を制動するドラムブレーキ５０と、ハンドル２８に設けられたブレーキレバー５２とを有する。

さらに、模擬自転車１２は、フライホイール４８の回転速度を検出する第１速度ピックアップ５４と、クランク軸の回転速度を検出する第２速度ピックアップ５６と、ハンドル２８の舵角を検出する舵角センサ５８と、ブレーキワイヤを介してブレーキレバー５２の操作量を検出する回転センサ６０とを有する。ブレーキワイヤは途中で分岐しており、一方は回転センサ６０、他方はドラムブレーキ５０に接続されており、ブレーキレバー５２を操作することによって、回転センサ６０によりその操作量が検出されるとともに、ドラムブレーキ５０によりフライホイール４８が制動されることになる。フロントフォーク３０には、コントローラ６２が設けられている。また、マットスイッチ１８により運転者の足着きを検出することができる。

図２に示すように、コントローラ６２は、入力インタフェース部６６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６８と、第１通信部７０とを有する。第１通信部７０は主制御部２０の第２通信部７２と接続されており、主制御部２０との間でリアルタイムの通信を行う。入力インタフェース部６６は、第１速度ピックアップ５４、第２速度ピックアップ５６、舵角センサ５８、回転センサ６０及びマットスイッチ１８は、コントローラ６２に接続されており、信号の入力を行う。ＣＰＵ６８は、上記の電気的構成要素の信号を処理又は変換して第１通信部７０を介して主制御部２０へ伝達する。

主制御部２０は、模擬運転の状況を設定する状況設定部８０と、走行状況に応じた演算処理を行う演算処理部８２と、前方モニタ１４の表示制御を行う表示制御部８４と、スピーカ２１の音響出力を行う音響ドライバ８６と、運転者に対して所定の警告を行う警告部８８と、データの読み書きが可能な記憶部９０とを有する。

演算処理部８２では、例えば、コントローラ６２を介して取得した第１速度ピックアップ５４の信号に基づいて模擬走行速度Ｖを求めるとともに、舵角センサ５８から得られた信号に基づいて模擬走行方向を求め、シミュレーション上における現在位置を設定する。記憶部９０には、演算処理部８２で求められる現在位置に対応した情景の画像又は該画像を構成するためのポリゴンデータ等が記録された画像データベース９０ａが設けられている。

警告部８８では、例えば、第２速度ピックアップ５６、回転センサ６０及びマットスイッチ１８から得られる信号に基づいて、運転者の操作が適切であるか否かを判断し、不適当な操作であるときに所定の警告を行う。この警告は、前方モニタ１４の画面１４ａ上に文字として表示し、又はスピーカ２１から音声として警告する。

表示制御部８４は中央領域表示制御部９２と、左領域表示制御部９４と、右領域表示制御部９６と、画像合成部９８とを有する。中央領域表示制御部９２は前方モニタ１４（図１参照）の画面１４ａ上における左右両端の狭い領域を除いた広い中央表示領域１００に画像を表示する機能を有し、演算処理部８２で求められた現在位置における前方の情景を画像データベース９０ａに基づいて設定、表示する。左領域表示制御部９４は、画面１４ａ上における左端の狭い領域における略中央高さ部に設定された左端表示領域１０２Ｌに画像を表示する機能を有し、現在位置における左方向の情景を画像データベース９０ａに基づいて設定、表示する。また、右領域表示制御部９６は、左端表示領域１０２Ｌと対称の右端に設定された右端表示領域１０２Ｒに画像を表示する機能を有し、現在位置における右方向の情景を画像データベース９０ａに基づいて設定、表示する。なお、中央表示領域１００、左端表示領域１０２Ｌ及び右端表示領域１０２Ｒは、概念上は別の画像であるが同一の画面１４ａ上に表示されることから、画像合成部９８によって１つの画像に合成され表示される。中央表示領域１００、左端表示領域１０２Ｌ及び右端表示領域１０２Ｒに表示される画像は、現在位置以外にも状況設定部８０で設定された模擬状況に基づいて設定され、例えば、信号の点灯状況、他の車両の走行状況、歩行者の歩行状況等が信号、車両、歩行者等の像として色や動作が反映された画像が表示される。

図１及び図３に示すように、左側方表示部１６Ｌは、左端表示領域１０２Ｌに表示された画像を左側方に反射させる第１鏡部材１１０Ｌと、第１鏡部材１１０Ｌにより反射された像を中央寄りにさらに反射させる第２鏡部材１１２Ｌと、該第２鏡部材１１２Ｌに映し出された左端表示領域１０２Ｌの画像を拡大する拡大レンズ１１４Ｌとを有する。第１鏡部材１１０Ｌは、一片が画面１４ａにおける左端表示領域１０２Ｌと中央表示領域１００との境界部にほぼ接するように上面視で斜めに設けられており、運転者から左端表示領域１０２Ｌが見えないように覆っている。第２鏡部材１１２Ｌは、前方モニタ１４の側方やや後方位置で、左端表示領域１０２Ｌと同じ高さに配置され、上面視で斜めに設定されている。

拡大レンズ１１４Ｌはフレネルレンズであって、細かなピッチののこぎり状のプリズムを有し、薄い四角平板状に形成されている。拡大レンズ１１４Ｌはアクリル樹脂等からなり、軽量且つ丈夫な構成である。また、拡大レンズ１１４Ｌは、第２鏡部材１１２ＬとアイポイントＥＰ２との間に配置され、アイポイントＥＰ２を指向し、且つアイポイントＥＰ２から見て第２鏡部材１１２Ｌをほぼ全面に拡大表示するように設定されている。

なお、図２から明らかなように、拡大レンズ１１４ＬはアイポイントＥＰ１からは斜めに視認され、しかも距離が遠いため表示される像は運転者に十分に認識されない。さらに、アイポイントＥＰ１に対して表示される像は、光路Ａで示すように、第２鏡部材１１２Ｌとは異なる位置を映す像であり、左端表示領域１０２Ｌの画像は視認されない。

一方、第２鏡部材１１２Ｌの反射面についても、アイポイントＥＰ１からは左端表示領域１０２Ｌを視認することはできない。つまり、アイポイントＥＰ１から見て第２鏡部材１１２Ｌは拡大レンズ１１４Ｌによって隠され、又は隠されない場合であっても、第２鏡部材１１２Ｌは左端表示領域１０２Ｌとは異なる箇所が映し出される。仮に、アイポイントＥＰ１からみて第２鏡部材１１２Ｌに左端表示領域１０２Ｌの画像の一部が映し出されていたとしても、アイポイントＥＰ１からは距離が遠く、斜めであって、しかも映し出される画像は小さいため、実質的に画像を視認することはできない。

右側方表示部１６Ｒは、右端表示領域１０２Ｒに表示された画像を右側方に反射させる第１鏡部材１１０Ｒと、第１鏡部材１１０Ｒにより反射された像を中央寄りにさらに反射させる第２鏡部材１１２Ｒと、該第２鏡部材１１２Ｒに映し出された右端表示領域１０２Ｒの画像を拡大する拡大レンズ１１４Ｒとを有する。このように右側方表示部１６Ｒは左側方表示部１６Ｌと左右対称に構成されており、左側方表示部１６Ｌと同様の作用を奏する。

次に、このように構成される自転車シミュレーション装置１０ａを用いて自転車走行のシミュレーションを行う方法について説明する。

この自転車シミュレーション装置１０ａでは、運転者が模擬自転車１２に近づき、マットスイッチ１８を踏んでオンとしたときにシミュレーションが開始され、「模擬運転を開始します。サドルに座ってペダルを漕いでください。」という文字を画面１４ａに表示させ、又は同様の言葉の音声をスピーカ２１から発する（以下、出力という。）。シミュレーションには走行モード、足着きモード、歩行モード、後退モード等のモードがあり、それぞれ状況に応じたシミュレーションが行われる。

走行モードは、運転者がサドル２４に座りながらペダル４０を漕ぐとともにハンドル２８を操作して、模擬走行を行うためのモードである。この場合、第１速度ピックアップ５４及び舵角センサ５８に基づいて得られた模擬走行速度Ｖ及び舵角に基づいて変化する情景が画面１４ａの中央表示領域１００上に表示される。足着きモードでは、運転者はブレーキレバー５２を操作して模擬走行速度Ｖを０とした後に降車し、マットスイッチ１８を踏む。これにより、画面１４ａの中央表示領域１００上には運転者及び自転車が赤信号で停止している情景が表示される。

歩行モードは、歩行者専用路等で自転車を押し歩くためのモードであり、例えば、他の歩行者等の迷惑とならないような押し歩きを習得するためのモードである。この場合、運転者は降車するとともに、マットスイッチ１８上で足踏みをすることにより歩行状態が再現され、前方モニタ１４の画面１４ａの中央表示領域１００上に対応する情景が表示される。後退モードは、降車した運転者が自転車を押しながら後退するモードである。この場合、運転者は降車するとともに、所定の後退スイッチをオン操作しながらマットスイッチ１８上で足踏みをすることにより後退状態が再現され、前方モニタ１４の画面１４ａの中央表示領域１００上に対応する情景が表示される。なお、これらの各モードにおいては、演算処理部８２で求められた現在位置に基づいて中央表示領域１００には前方の情景が表示されるとともに、左側方表示部１６Ｌ及び右側方表示部１６Ｒには、左右の情景が表示される。

次に、シミュレーション上で行われる左右確認処理について図４を参照しながら説明する。この左右確認処理は、足着きモード、歩行モード等で行われる処理で、左右の安全を確認する動作を習得させるための処理であり、例えば、両側が「塀」となっている細い路地から広い通りに出る交差点にいる模擬状況において通りの左右を確認させるという状況設定になっている。このような状況設定の場合、左側方表示部１６Ｌ及び右側方表示部１６Ｒには、想定される現在位置よりもやや前方（例えば、ＥＰ１とＥＰ２との間に相当する距離だけ前方）から見た左右方向の画像を表示するようにしてもよい。つまり、運転者の真横の「塀」の画像ではなく、やや前方から見た広い通りの左右方向の車両走行状況を示す画像を表示させるとよい。

先ず、ステップＳ１において、「走行開始の前に左右確認を行ってください。」という出力を行う。この案内は上級者が行う場合には省略し自発的に左右確認を行わせるようにしてもよい。

ここで、運転者は左側方表示部１６Ｌ及び右側方表示部１６Ｒにより左右確認を行うことが求められる。左側方表示部１６Ｌ及び右側方表示部１６Ｒにおける各表示像は、アイポイントＥＰ１からは視認されず、サドル２４から降りてハンドル２８から上半身をやや前に移動すことにより頭部をアイポイントＥＰ２の位置まで出したときに視認することができる。すなわち、あたかも実際の狭い路地から上半身を移動して広い通りの左右を確認するような行動が要求されることになり、左右の安全確認動作を確実に習得することができる。

ステップＳ２において、左側方表示部１６Ｌ及び右側方表示部１６Ｒに左右背景情景に車両２００（図１参照）の像を加えた画像を表示させる。表示させる車両２００は走行中として、例えば、右側方表示部１６Ｒに次第に大きくなる車両２００の正面の像を表示させ、次に中央表示領域１００に、右から左に通過する車両２００の側面の像を表示させ、さらに左側方表示部１６Ｌに次第に小さくなる車両２００の後面の像を表示させるとよい。このような、車両２００の表示は、ステップＳ９のタイマー処理により計時される時間内で継続し、１以上の車両２００を表示させる。

ステップＳ３において、マットスイッチ１８がオンであるかオフであるか確認し、オフであるときにはステップＳ４へ移り、オンであるときにはステップＳ５へ移る。ステップＳ４においては、「足をついて左右確認をしてください。」という注意を出力し、ステップＳ５へ移る。

ステップＳ５において、第１速度ピックアップ５４の信号に基づく模擬走行速度Ｖが０であるか否かを確認する。Ｖ＞０であるときにはステップＳ６へ移り、Ｖ＝０であるときにはステップＳ７へ移る。ステップＳ６においては、「まだ車両が通過していますので、前に出ないでください。」という注意を出力し、ステップＳ７へ移る。この場合、クラクションの模擬音をスピーカ２１から出力すると、注意としてより効果がある。

ステップＳ７において、回転センサ６０の信号に基づくブレーキレバー５２の操作量を調べ、ブレーキ操作がなされていないときにはステップＳ８へ移り、ブレーキ操作がなされているときにはステップＳ９へ移る。ステップＳ８においては、「ブレーキをかけて確実に停止してください。」という注意を出力し、ステップＳ９へ移る。

ステップＳ９において、タイマーにより車両２００を表示している経過時間を調べ、規定時間が未経過のときにはステップＳ２へ戻って車両２００の表示を続行し、規定時間が経過したときにはステップＳ１０へ移る。規定時間は乱数などを用いて適度に変化させてもよい。

ステップＳ１０において、左側方表示部１６Ｌ及び右側方表示部１６Ｒに表示させる画像から車両２００を削除する。この際、表示中の車両２００を突然に削除すると不自然であることから、その時点で表示している車両２００は遠くに走り去るまで表示を継続させ、その後新たな車両２００の表示を停止するとよい。

ステップＳ１１において、第１速度ピックアップ５４の信号に基づく模擬走行速度Ｖが０であるか否かを確認する。Ｖ＝０であるときには待機し、Ｖ＝０であるときにはステップＳ１２へ移る。

ステップＳ１２においては、ステップＳ１０の処理で車両２００が画像上から削除された時点からの経過時間を所定のタイマーで認識し、該タイマーに応じた出力を行う。つまり、この経過時間が規定時間内であるときには、「走行前に左右の安全確認が正しく行われましたね。」と出力し、規定時間以上であるときには、「左右を見ていますか。もう車両は来ていません。」と出力し、走行開始を促す。このステップＳ１２の終了後、図４に示す左右安全確認処理は終了し、走行モード等の別のモードに移行する。このような左右安全確認処理においては、ステップＳ４、Ｓ６、Ｓ８の注意処理等に基づいた所定のルールにより自動採点を行ってもよい。

上述したように、第１の実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０ａによれば、画面１４ａ上の左端表示領域１０２Ｌ及び右端表示領域１０２Ｒに左右情景を表示させることから、前方表示部としての前方モニタ１４は側方の表示部を兼ね、簡便な構成となり、表示装置が１台の前方モニタ１４で足りる。したがって、頻繁に搬送する用途に特に好適である。また、第１鏡部材１１０Ｌ、１１０Ｒ及び第２鏡部材１１２Ｌ、１１２Ｒにより２回の反射を行うことにより、情景が表示される位置及び向きを自由に設定可能となり、アイポイントＥＰ１からは像がほとんど視認されず、且つ上半身を移動させた位置であるアイポイントＥＰ２からは視認可能に設定できる。したがって、左右の安全確認動作を確実に行い、安全確認動作を習得、習慣化させることができる。

さらに、拡大レンズ１１４Ｌ、１１４Ｒを用いることにより像が拡大されることから、第２鏡部材１１２Ｌ、１１２Ｒ及び左端表示領域１０２Ｌ及び右端表示領域１０２Ｒを小さく設定することができる。また、画像の表示にプロジェクタ等の投影装置を用いないことから、狭い場所においても設置可能である。

なお、上記の例では、左側方表示部１６Ｌ及び右側方表示部１６ＲをアイポイントＥＰ２から視認され、アイポイントＥＰ１からは視認されないように設定されているものとしたが、左右の安全確認動作以外に用いる場合（例えば、降車を想定しないゲームの用途）には、アイポイントＥＰ１から視認されるように設定してもよい。

次に、他の実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０ｂ〜１０ｄについて説明する。以下、自転車シミュレーション装置１０ａと同じ構成の箇所については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、第２の実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０ｂは、模擬自転車１２と、主制御部２０と、前方モニタ１２０と、左の情景を表示する左モニタ（側方表示部）１２２Ｌと、右の情景を表示する右モニタ（側方表示部）１２２Ｒとを有する。前方モニタ１２０、左モニタ１２２Ｌ及び右モニタ１２２Ｒはそれぞれ独立的な構成であって、主制御部２０の表示制御部８４（図２参照）によって個別の画像を表示するように制御される。具体的には、前方モニタ１２０は中央領域表示制御部９２、左モニタ１２２Ｌは左領域表示制御部９４、右モニタ１２２Ｒは右領域表示制御部９６によって表示制御される。また、前方モニタ１２０は前記の前方モニタ１４とハードウェア上の構成は同一であるが、その画面１２０ａ上には前記の左端表示領域１０２Ｌ及び右端表示領域１０２Ｒはなく、全面に前方情景が表示される。そのため、前記の画像合成部９８（図２参照）は不要である。

前方モニタ１２０は前記の前方モニタ１４と同様に、模擬自転車１２の正面に配置されている。左モニタ１２２Ｌは、前方モニタ１２０の左側方やや後方位置に配置されて、右モニタ１２２Ｒは、左右対称位置に配置され、それぞれアイポイントＥＰ２の方向を指向するように設定されている。

図５及び図６に示すように、左モニタ１２２Ｌには後方寄りの端面から遮蔽板（遮蔽手段）１２４Ｌが突出して設けられている。遮蔽板１２４Ｌは左モニタ１２２Ｌの画面に対して上面視で略９０°の向きに設定されており、アイポイントＥＰ１から画面の全面が視認されないように構成されている。また、図５から明らかなように、遮蔽板１２４Ｌは、アイポイントＥＰ１から見て前方モニタ１２０の全面が視認可能となるように長さが設定されている。

同様に、右モニタ１２２Ｒには遮蔽板（遮蔽手段）１２４Ｒが設けられており、アイポイントＥＰ１から見て右モニタ１２２Ｒの画面を遮蔽するとともに、その長さは前方モニタ１２０が視認可能な程度に設定されている。

このような自転車シミュレーション装置１０ｂによれば、前方モニタ１２０の全面を前方表示用に用いることができる。また、簡便な遮蔽板１２４Ｌ、１２４Ｒにより左モニタ１２２Ｌ、右モニタ１２２ＲをアイポイントＥＰ１から確実に遮蔽することができる。さらに、画像の表示にプロジェクタ等の投影装置を用いないことから、狭い場所においても設置可能であり、しかも画像の歪みが生じない。

なお、遮蔽板１２４Ｌ、１２４Ｒは左モニタ１２２Ｌ、右モニタ１２２Ｒと一体的な構成に限らず、アイポイントＥＰ１との間に設けられていればよく、図５の二点鎖線１２６Ｌ、１２６Ｒで示すように、左モニタ１２２Ｌ、右モニタ１２２Ｒと別***置に設け、その向きは適宜設定すればよい。

次に、図７に示すように、第３の実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０ｃは、模擬自転車１２と、主制御部２０と、前方モニタ１２０と、左の情景を表示する左モニタ（側方表示部）１３０Ｌと、右の情景を表示する右モニタ（側方表示部）１３０Ｒとを有する。左モニタ１３０Ｌ及び右モニタ１３０Ｒは、前記の左モニタ１２２Ｌ及び右モニタ１２２Ｒと同構成及び同配置であって、その画面上にはそれぞれライトコントロールフィルム（遮蔽手段）１３２が貼られている。また前記の遮蔽板１２４Ｌ、１２４Ｒは設けられていない。つまり、自転車シミュレーション装置１０ｄは、第２の実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０ｃにおける遮蔽板１２４Ｌ、１２４Ｒをライトコントロールフィルム１３２で置き換えたものと言える。

ライトコントロールフィルム１３２は、いわゆる覗き見防止用として携帯電話の表示画面に貼られて、視野角を制限する用途に用いられているものと同種のフィルムである。このライトコントロールフィルム１３２の視野角制限機能により、左モニタ１３０Ｌ及び１３０Ｒの画面の視野は範囲１３４Ｒ、１３４Ｌに制限され、アイポイントＥＰ１からは左モニタ１３０Ｌ及び右モニタ１３０Ｒの画面は視認されず、且つアイポイントＥＰ２からは明りょうに視認される。

次に、図８に示すように、第４の実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０ｄは、模擬自転車１２と、主制御部１４０と、前方モニタ１２０と、左の情景を表示する左モニタ１２２Ｌと、右の情景を表示する右モニタ１２２Ｒと、後方の情景を示す後方モニタ１４２と、運転者の頭部がアイポイントＥＰ２の位置にあることを検出するヘッドトラッキングセンサ（位置検出手段）１４４とを有する。後方モニタ１４２は、模擬自転車１２の後方で、画面が前方を指向するように配置されている。したがって、運転者は後方を振り返ることにより後方モニタ１４２の画面を視認できる。後方モニタ１４２は、前方モニタ１２０、左モニタ１２２Ｌ及び右モニタ１２２Ｒとともに主制御部１４０により表示制御される。ヘッドトラッキングセンサ１４４は、例えば光電式の非接触センサを用いることができる。

図９に示すように、主制御部１４０は前記の主制御部２０と略同様の構成であり、前記の表示制御部１８４に相当する表示制御部１４６が設けられている。また、主制御部１４０にはヘッドトラッキングセンサ１４４が接続されており、運転者の頭部の位置を検出することができる。

表示制御部１４６は、前方表示制御部１５０と、左表示制御部１５２と、右表示制御部１５４と、後方表示制御部１５６と、位置判断部１５８と、スイッチャ（表示切替手段）１６０とを有する。前方表示制御部１５０、左表示制御部１５２、右表示制御部１５４は、前記の中央領域表示制御部９２（図２参照）、左領域表示制御部９４及び右領域表示制御部９６に相当し、前方モニタ１２０、左モニタ１２２Ｌ及び右モニタ１２２Ｒの表示制御を行う。また、後方表示制御部１５６は後方モニタ１４２の表示制御を行う。

スイッチャ１６０は、各表示制御部１５０〜１５６と各モニタとの間に挿入されており、位置判断部１５８の作用下に画像信号のモニタへの供給を許可し、又は停止させる。なお、図９においては、スイッチャ１６０を概念的にスイッチング素子の集合体として表しているが、実際には表示制御用ドライバ等により画像信号の供給・停止を制御すればよい。

位置判断部１５８は、ヘッドトラッキングセンサ１４４から供給される信号に基づいてスイッチャ１６０を動作させる。具体的には、運転者が通常の搭乗位置にいて頭部がアイポイントＥＰ１の位置にあるときには、ヘッドトラッキングセンサ１４４はオフ信号を位置判断部１５８に供給し、これにより位置判断部１５８はスイッチャ１６０を制御し、前方モニタ１２０及び後方モニタ１４２に画像信号を供給させて画像表示させるとともに、左モニタ１２２Ｌ及び右モニタ１２２Ｒに対しては画像信号の供給を停止し、画像表示を非表示に切り替える。

また、運転者が上半身を移動して頭部がアイポイントＥＰ２の位置にあるときには、ヘッドトラッキングセンサ１４４はオン信号を位置判断部１５８に供給し、これにより位置判断部１５８はスイッチャ１６０を制御し、左モニタ１２２Ｌ及び右モニタ１２２Ｒに画像信号を供給させて画像表示をさせるとともに、前方モニタ１２０、後方モニタ１４２に対しては画像信号の供給を停止して非表示、又は直前の画像を保持した静止画像表示にする。 このようにすることにより、通常運転時にはアイポイントＥＰ１から前方モニタ１２０及び後方モニタ１４２の視認が可能であるとともに、左モニタ１２２Ｌ及び右モニタ１２２Ｒの表示像は視認されない状態となる。また、左右安全確認処理（図４参照）においては、アイポイントＥＰ２から左モニタ１２２Ｌ及び右モニタ１２２Ｒが視認可能となり、安全確認動作を確実に習得することができる。さらに、表示されているモニタは常に２台であり、他の非表示又は静止画像表示のモニタについては表示させる画像の生成処理が不要であることから、演算処理量が低減される。

なお、画像表示を非表示にする手段としては、動画に関して非表示とすればよく、例えば最後に表示した画像を静止画として保持状態にしてもよい。静止画を表示させておくことにより、切り替わり時の違和感を軽減することができ、現実感が向上する。前方モニタ１２０、後方モニタ１４２に対して、非表示、静止画表示、又は動画表示を継続するかについての設定は、スイッチャ１６０の機能及び出力ポート数を考慮して設定すればよい。

さらに、ヘッドトラッキングセンサ１４４に代えて、図１０に示すように、運転者の頭（顔面）の向きを検出する方向センサ（向き検出手段）１６２を設けてもよい。方向センサ１６２は、運転者がかぶったヘルメット１６４に設けられた被検出識別体１６６に基づいて運転者の頭の向きを検出し、検出信号を主制御部１４０に供給する。主制御部１４０及び表示制御部１４６においては、方向センサ１６２から得られた信号に基づいて、運転者が前方を見ていると判断されるときには前方モニタ１２０を表示し、左又は右方向を見ていると判断されるときは方向に応じて左モニタ１２２Ｌ又は右モニタ１２２Ｒを有効化し、後方を見ていると判断されるときには後方モニタ１４２を非表示にする。

これにより、頭の向きに応じたモニタを選択的に表示させ、左右確認が必要なときには確認する方向に頭を向かせて確実な安全動作を行わせることができる。また、頭の向いていない方向のモニタは非表示にすることにより、画像処理演算量の低減を図ることができる。

さらに、より現実的な情景が得られるように、例えば、運転者の頭部が左前方を向いているときには、前方モニタ１２０と左モニタ１２２Ｌを表示するとともに、右モニタ１２２Ｒ及び後方モニタ１４２を非表示するというように、斜め中間部を向いているときには、２台のモニタを表示させてもよい。

本発明に係る車両シミュレーション装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんであり、例えば自動二輪車や、四輪車両のシミュレーション装置に適用することもできる。四輪車両のシミュレーションに適用する場合、見通しの悪いガレージから通りに出る際の訓練に好適である。また、交通安全教育の用途に限らず、ゲーム及び体力トレーニング等の用途に用いられる。

第１の実施形態に係る自転車シミュレーション装置の斜視図である。 第１の実施形態に係る自転車シミュレーション装置の概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る自転車シミュレーション装置の平面図である。 左右安全確認処理の手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る自転車シミュレーション装置の平面図である。 左モニタの斜視図である。 第３の実施形態に係る自転車シミュレーション装置の平面図である。 第４の実施形態に係る自転車シミュレーション装置の斜視図である。 第４の実施形態に係る自転車シミュレーション装置の概略ブロック図である。 運転者の頭部及び方向センサを示す模式図である。

符号の説明

１０ａ〜１０ｄ…自転車シミュレーション装置
１２…模擬自転車 １４、１２０…前方モニタ（前方表示部）
１６Ｒ…右側方表示部 ２０…主制御部
８４…表示制御部 ９２…中央領域表示制御部
９４…左領域表示制御部 ９６…右領域表示制御部
９８…画像合成部 １００…中央表示領域
１０２Ｌ…左端表示領域 １０２Ｒ…右端表示領域
１１０Ｌ、１１０Ｒ…第一鏡部材 １１２Ｌ、１１２Ｒ…第二鏡部材
１１４Ｌ、１１４Ｒ…拡大レンズ １２２Ｌ、１３０Ｌ…左モニタ
１２２Ｒ、１３０Ｒ…右モニタ １２４Ｌ、１２４Ｒ…遮蔽板
１３２…ライトコントロールフィルム
１４２…後方モニタ

Claims (7)

1. 運転者が操作する模擬車両と、
   前記模擬車両の操作に基づく情景を表示し、運転者の搭乗位置に基づいて設定される第１視点から視認される前方表示部と、
   前記第１視点からは表示像が視認されず、且つ前記第１視点より前方の第２視点からは表示像が視認され、左右の少なくとも一方に設けられた側方表示部と、
   を有することを特徴とする車両シミュレーション装置。
2. 請求項１記載の車両シミュレーション装置において、
   前記第１視点と前記側方表示部との間には遮蔽手段が設けられていることを特徴とする車両シミュレーション装置。
3. 請求項１記載の車両シミュレーション装置において、
   前記前方表示部の画面の中央表示領域に前方情景を表示させ、前記画面の左端表示領域に左方向の情景を表示させ、前記画面の右端表示領域に右方向の情景を表示させる表示制御部と、
   を有し、
   前記側方表示部は、前記前方表示部の左右に設けられた左側方表示部及び右側方表示部を備え、
   前記左側方表示部及び前記右側方表示部は、前記左端表示領域及び前記右端表示領域を前記第１視点から遮蔽する遮蔽部材と、前記左端表示領域及び前記右端表示領域の表示像を前記第２視点の方向へ反射させる反射部材と、
   を有することを特徴とする車両シミュレーション装置。
4. 請求項３記載の車両シミュレーション装置において、
   前記第２視点と前記反射部材との間に拡大レンズが設けられたことを特徴とする車両シミュレーション装置。
5. 請求項１記載の車両シミュレーション装置において、
   運転者の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出された運転者の位置に応じて前記側方表示部を表示・非表示に切り替える表示切換手段と、
   を有することを特徴とする車両シミュレーション装置。
6. 請求項１記載の車両シミュレーション装置において、
   運転者の頭の向きを検出する向き検出手段と、
   前記向き検出手段により検出された運転者の頭の向きに応じて前記側方表示部を表示・非表示に切り替える表示切換手段と、
   を有することを特徴とする車両シミュレーション装置。
7. 請求項１記載の車両シミュレーション装置において、
   前記側方表示部の画面上には、ライトコントロールフィルムが貼られていることを特徴とする車両シミュレーション装置。

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