JP5193071B2 - Acceleration simulator and acceleration simulation method - Google Patents
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Description
本発明は、加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法に関し、特に、乗り物に乗るときに感覚される加速度を模擬的に生成する加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法に関する。 The present invention relates to an acceleration simulator and an acceleration simulation method, and more particularly, to an acceleration simulator and an acceleration simulation method for simulating generation of acceleration sensed when riding a vehicle.
乗り物に乗るときに感覚される加速度を模擬的に生成する加速度シミュレータが知られている。このような加速度シミュレータは、被験者が配置されるモーションベースを可動範囲内で駆動することにより、仮想の乗り物の加速度をその被験者に感覚させている。このような加速度シミュレータは、被験者が感じる違和感を低減することが望まれ、被験者が感じる乗り物酔いを低減することが望まれている。 2. Description of the Related Art There is known an acceleration simulator that generates simulated acceleration sensed when getting on a vehicle. Such an acceleration simulator makes the subject feel the acceleration of the virtual vehicle by driving the motion base in which the subject is placed within the movable range. Such an acceleration simulator is desired to reduce a sense of incongruity felt by the subject, and to reduce motion sickness felt by the subject.
特開平08−248872号公報には、揺動台の可動範囲が狭くなることなく、運転者に不快感を与えることを防止又は軽減することが可能な運転模擬試験装置が開示されている。その運転模擬試験装置は、運転者が着座する模擬運転席及び該模擬運転席に着座した運転者が運転操作を行うための操作部が少なくとも設置された揺動台と、前記揺動台を揺動させると共に、前記揺動における揺動中心の位置を変更可能な揺動装置と、前記運転者の運転操作に基づいて該運転操作により加わる仮想的な加速度を演算し、前記演算した加速度が模擬されるように前記揺動装置により所定の揺動中心点を揺動中心として前記揺動台を揺動させる制御手段と、前記演算された加速度の変化に応じて模擬運転席に着座している運転者と前記揺動中心点との距離が変化するように揺動中心点の位置を変更する揺動中心変更手段とを含んでいる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-248872 discloses a driving simulation test apparatus capable of preventing or reducing discomfort to the driver without narrowing the movable range of the swinging table. The driving simulation test apparatus includes a swing base on which a driver sits, a swing base on which at least an operation unit for a driver seated on the simulated driver seat is installed, and the swing base. And a swing device capable of changing the position of the swing center in the swing and a virtual acceleration applied by the driving operation based on the driving operation of the driver, and the calculated acceleration is simulated As described above, the control device for swinging the swing base with a predetermined swing center point as the swing center by the swing device is seated on the simulated driver's seat in accordance with the change in the calculated acceleration. Rocking center changing means for changing the position of the rocking center point so as to change the distance between the driver and the rocking center point.
特開2008−76688号公報には、運転者(被験者)の行う運転操作に対し、運転者が違和感を感ぜずに加速度のシミュレート(模擬)を行える加速度シミュレート方法が開示されている。その加速度シミュレート方法は、被験者を配置する座席が設けられた空間を有する仮想の乗り物の運動状態を前記被験者が行う運転操作の情報に基づいて算出し、該算出結果に基づいて前記仮想の乗り物のXYZ軸方向移動と該XYZ軸を中心とする回転とを行わせて前記被験者に、前記運転操作に基づく加速度を体感させる加速度シミュレート方法において、被験者の加速度を体感させる位置座標を入力する第1のステップと、前記被験者が行う運転操作情報を取得する第2のステップと、該第2のステップで取得した運転操作情報により前記仮想の乗り物の運動状態を算出する第3のステップと、該第3のステップで算出した仮想の乗り物の運動状態と前記第1のステップで入力した加速度体感位置座標とにより、前記運転操作に基づく加速度を前記加速度体感位置座標において再現するよう前記仮想の乗り物のXYZ軸方向移動量と該XYZ軸を中心とする回転量とを算出する第4のステップと、該第4のステップで算出したXYZ軸方向移動量と回転量とで前記仮想の乗り物の駆動装置を駆動する第5のステップとからなり、前記第1のステップで入力した加速度体感位置で前記第4のステップで算出した移動量と回転量とを算出し、該算出結果によって前記第5のステップで前記仮想の乗り物を駆動して加速度を再現することを特徴としている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-76688 discloses an acceleration simulation method that allows a driver to simulate acceleration without feeling uncomfortable with respect to a driving operation performed by the driver (subject). The acceleration simulation method calculates a motion state of a virtual vehicle having a space in which a seat for placing the subject is provided based on information on a driving operation performed by the subject, and based on the calculation result, the virtual vehicle In the acceleration simulation method for causing the subject to experience the acceleration based on the driving operation by performing the movement in the XYZ axis direction and the rotation about the XYZ axis, a position coordinate for causing the subject to experience the acceleration is input. A first step, a second step of acquiring driving operation information performed by the subject, a third step of calculating a motion state of the virtual vehicle based on the driving operation information acquired in the second step, Based on the driving state of the virtual vehicle calculated in the third step and the acceleration sensory position coordinates input in the first step. A fourth step of calculating the amount of movement of the virtual vehicle in the XYZ-axis direction and the amount of rotation about the XYZ-axis so as to reproduce the speed at the acceleration sensory position coordinates, and the XYZ calculated in the fourth step A fifth step of driving the virtual vehicle drive device with the amount of axial movement and the amount of rotation, and the amount of movement calculated in the fourth step at the acceleration sensory position input in the first step; The amount of rotation is calculated, and the virtual vehicle is driven in the fifth step according to the calculation result to reproduce the acceleration.
特開2008−216400号公報には、運動についての違和感が少ない運転シミュレータが開示されている。その運転シミュレータは、被験者を乗せるモーションベースと、前記モーションベースに取り付けられた操作装置と、前記操作装置の操作に基づいて仮想の乗り物の加速度を演算する運動演算部と、前記加速度に基づいて前記モーションベースが実現すべき目標加速度を演算する目標加速度演算部と、前記目標加速度に基づいて前記モーションベースを動かすサーボ装置と、加速度感覚推定部と、目標加速度修正部とを具備し、前記加速度感覚推定部は、前記モーションベースが前記加速度で運動した場合に前記被験者が感じるであろう第1加速度感覚を数式モデルに基づいて推定し、前記モーションベースが前記目標加速度で運動した場合に前記被験者が感じるであろう第2加速度感覚を前記数式モデルに基づいて推定し、前記目標加速度修正部は、前記第1加速度感覚と前記第2加速度感覚とに基づいて前記目標加速度を修正する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-216400 discloses a driving simulator with less discomfort about exercise. The driving simulator includes a motion base on which a subject is placed, an operation device attached to the motion base, a motion calculation unit that calculates acceleration of a virtual vehicle based on an operation of the operation device, and the operation based on the acceleration. A target acceleration calculation unit that calculates a target acceleration to be realized by the motion base, a servo device that moves the motion base based on the target acceleration, an acceleration sensation estimation unit, and a target acceleration correction unit; The estimation unit estimates a first acceleration sensation that the subject will feel when the motion base moves at the acceleration based on a mathematical model, and the subject moves when the motion base moves at the target acceleration. A second acceleration sensation that would be felt is estimated based on the mathematical model, and the target acceleration Tadashibu corrects the target acceleration on the basis of the second acceleration sensation and the first acceleration sensation.
本発明の課題は、被験者が感じる乗り物酔いを低減する加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an acceleration simulator and an acceleration simulation method that reduce motion sickness felt by a subject.
以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 In the following, means for solving the problems will be described using the reference numerals used in the modes and examples for carrying out the invention in parentheses. This symbol is added to clarify the correspondence between the description of the scope of claims and the description of the modes and embodiments for carrying out the invention, and Do not use to interpret the technical scope.
本発明による加速度シミュレータ(1)は、モーションベース(5)の目標運動を示している目標値を修正後値に補正する修正部(15)と、その修正後値が示している修正後運動をモーションベース(5)がするように、モーションベース(5)を駆動する駆動装置(8)をその修正後値に基づいて制御する制御部(16)とを備えている。その修正後運動は、その目標運動のうちの所定周波数帯の運動が減衰されることにより形成される運動を示している。このような加速度シミュレータ(1)によれば、モーションベース(5)に乗る被験者は、所定周波数帯が適切に選択されたときに、乗り物酔いしにくい。 The acceleration simulator (1) according to the present invention includes a correction unit (15) for correcting a target value indicating the target motion of the motion base (5) to a corrected value, and a corrected motion indicated by the corrected value. As with the motion base (5), a control unit (16) for controlling the drive device (8) for driving the motion base (5) based on the corrected value is provided. The corrected motion indicates a motion formed by damping a motion in a predetermined frequency band of the target motion. According to such an acceleration simulator (1), a subject riding on the motion base (5) is less likely to get motion sickness when a predetermined frequency band is appropriately selected.
その目標値は、加速度を示している。その修正後値は、その目標運動のうちのその所定周波数帯に含まれる周波数で変化する加速度の運動が減衰された運動の加速度を示している。 The target value indicates acceleration. The corrected value indicates the acceleration of the motion obtained by attenuating the motion of the acceleration that changes at the frequency included in the predetermined frequency band of the target motion.
本発明による加速度シミュレータ(1)は、モーションベース(5)に乗る被験者が仮想運動をする仮想乗り物に乗っていると感じるように、その仮想運動を示している仮想値に基づいてその目標値を算出する目標値算出部(14)をさらに備えていることが好ましい。 The acceleration simulator (1) according to the present invention sets the target value based on the virtual value indicating the virtual motion so that the subject who rides the motion base (5) feels that the subject is on the virtual vehicle performing the virtual motion. It is preferable to further include a target value calculation unit (14) for calculation.
本発明による加速度シミュレータ(1)は、操作装置(6)の操作内容に基づいてその仮想値を算出するシミュレーション部(11)をさらに備えていることが好ましい。 The acceleration simulator (1) according to the present invention preferably further includes a simulation unit (11) that calculates a virtual value based on the operation content of the operation device (6).
修正部(15)は、その仮想乗り物に乗る人が感じる第1感覚をその仮想値に基づいて算出する第1モデル部(21)と、モーションベース(5)に乗る被験者が感じる第2感覚をその目標値に基づいて算出する第2モデル部(22)と、その第1感覚とその第2感覚とに基づいて違和感を算出する違和感算出部(24)と、その違和感の程度に基づいてカット深さを算出するカット深さ算出部(24)と、その目標運動のうちのその所定周波数帯の運動をそのカット深さだけ低減することにより、その修正後値を算出する算出するフィルタ部(25)とを備えていることが好ましい。そのカット深さは、たとえば、その違和感の程度が大きいほど大きい。 The correction unit (15) calculates a first sensation felt by a person riding the virtual vehicle based on the virtual value, and a second sensation felt by the subject riding the motion base (5). A second model unit (22) that is calculated based on the target value, a discomfort calculation unit (24) that calculates discomfort based on the first sense and the second sense, and a cut based on the degree of discomfort A cut depth calculation unit (24) for calculating the depth, and a filter unit for calculating the corrected value by reducing the motion in the predetermined frequency band of the target motion by the cut depth ( 25). The cut depth is larger as the degree of uncomfortable feeling is larger, for example.
本発明による加速度シミュレータ(1)は、その仮想乗り物に乗る乗員に見える画像をその仮想運動に基づいて算出する映像作成部をさらに備えていることが好ましい。 The acceleration simulator (1) according to the present invention preferably further includes a video creation unit that calculates an image that can be seen by an occupant on the virtual vehicle based on the virtual motion.
その所定周波数帯は、0.1Hzから0.8Hzまでであることが好ましい。 The predetermined frequency band is preferably from 0.1 Hz to 0.8 Hz.
本発明による加速度シミュレーション方法は、モーションベース(5)の目標運動を示している目標値を修正後値に補正するステップと、その修正後値が示している修正後運動をモーションベース(5)がするように、モーションベース(5)を駆動する駆動装置(8)をその修正後値に基づいて制御するステップとを備えている。その修正後運動は、その目標運動のうちの所定周波数帯の運動が減衰されることにより形成される運動を示している。このような加速度シミュレーション方法によれば、モーションベース(5)に乗る被験者は、所定周波数帯が適切に選択されたときに、乗り物酔いしにくい。 The acceleration simulation method according to the present invention includes a step of correcting a target value indicating the target motion of the motion base (5) to a corrected value, and the motion base (5) indicates the corrected motion indicated by the corrected value. The step of controlling the drive device (8) for driving the motion base (5) based on the corrected value is provided. The corrected motion indicates a motion formed by damping a motion in a predetermined frequency band of the target motion. According to such an acceleration simulation method, a subject on the motion base (5) is less likely to get motion sickness when a predetermined frequency band is appropriately selected.
その目標値は、加速度を示している。その修正後値は、その目標運動のうちのその所定周波数帯に含まれる周波数で変化する加速度の運動が減衰された運動の加速度を示している。 The target value indicates acceleration. The corrected value indicates the acceleration of the motion obtained by attenuating the motion of the acceleration that changes at the frequency included in the predetermined frequency band of the target motion.
本発明による加速度シミュレーション方法は、モーションベース(5)に乗る被験者が仮想運動をする仮想乗り物に乗っていると感じるように、その仮想運動を示している仮想値に基づいてその目標値を算出するステップをさらに備えていることが好ましい。 The acceleration simulation method according to the present invention calculates the target value based on the virtual value indicating the virtual motion so that the subject who rides the motion base (5) feels that the subject is on the virtual vehicle performing the virtual motion. Preferably, the method further comprises a step.
本発明による加速度シミュレーション方法は、操作装置(6)の操作内容に基づいてその仮想値を算出するステップをさらに備えていることが好ましい。 The acceleration simulation method according to the present invention preferably further includes a step of calculating the virtual value based on the operation content of the operating device (6).
本発明による加速度シミュレーション方法は、その仮想乗り物に乗る人が感じる第1感覚をその仮想値に基づいて算出するステップと、モーションベース(5)に乗る被験者が感じる第2感覚をその目標値に基づいて算出するステップと、その第1感覚とその第2感覚とに基づいて違和感を算出するステップと、その違和感の程度に基づいてカット深さを算出するステップとをさらに備えている。その修正後値は、その目標運動のうちのその所定周波数帯の運動をそのカット深さだけ低減することにより算出されることが好ましい。そのカット深さは、たとえば、その違和感の程度が大きいほど大きい。 The acceleration simulation method according to the present invention calculates a first sensation felt by a person riding on the virtual vehicle based on the virtual value, and a second sensation felt by the subject riding on the motion base (5) based on the target value. A step of calculating the sense of discomfort based on the first sense and the second sense, and a step of calculating the cut depth based on the degree of discomfort. The corrected value is preferably calculated by reducing the motion in the predetermined frequency band of the target motion by the cut depth. The cut depth is larger as the degree of uncomfortable feeling is larger, for example.
本発明による加速度シミュレーション方法は、その仮想乗り物に乗る乗員に見える画像をその仮想運動に基づいて算出するステップをさらに備えていることが好ましい。 It is preferable that the acceleration simulation method according to the present invention further includes a step of calculating an image that appears to an occupant riding the virtual vehicle based on the virtual motion.
その所定周波数帯は、0.1Hzから0.8Hzまでであることが好ましい。 The predetermined frequency band is preferably from 0.1 Hz to 0.8 Hz.
本発明による加速度シミュレータおよび加速度シミュレーション方法によれば、モーションベースに乗る被験者は、乗り物酔いしにくい。 According to the acceleration simulator and the acceleration simulation method of the present invention, a subject who rides on a motion base is less likely to get motion sickness.
図面を参照して、本発明による加速度シミュレータの実施の形態を説明する。その加速度シミュレータ1は、図1に示されているように、加速度シミュレータ本体2と加速度シミュレータ制御装置3とを備えている。加速度シミュレータ本体2は、モーションベース5と操作装置6とディスプレイ7と駆動装置8とを備えている。モーションベース5は、土台に対して、所定の範囲を平行移動することができるように、かつ、所定の回転角度範囲を回転移動することができるように、その土台に支持されている。モーションベース5は、被験者が着席する座席を備えている。
An embodiment of an acceleration simulator according to the present invention will be described with reference to the drawings. The acceleration simulator 1 includes an
操作装置6は、モーションベース5に支持されている。操作装置6は、その被験者に操作可能であるステアリングハンドルとアクセルペダルとブレーキペダルとを備え、加速度シミュレータ制御装置3に情報伝達可能に接続されている。操作装置6は、その被験者により操作される操作内容を示す電気信号を加速度シミュレータ制御装置3に出力する。その操作内容は、ステアリングハンドルの回転角とアクセルペダルの踏み込み量とブレーキペダルの踏み込み量とを示している。
The operating device 6 is supported by the motion base 5. The operating device 6 includes a steering handle, an accelerator pedal, and a brake pedal that can be operated by the subject, and is connected to the acceleration
ディスプレイ7は、モーションベース5に支持されている。ディスプレイ7は、表示面を備え、加速度シミュレータ制御装置3に情報伝達可能に接続されている。ディスプレイ7は、加速度シミュレータ制御装置3により作成された画像をその表示面に表示する。
The
駆動装置8は、ドライバと複数のアクチュエータとを備えている。そのドライバは、加速度シミュレータ制御装置3から出力される目標値に対応する電気信号をその複数のアクチュエータに出力する。その複数のアクチュエータは、それぞれ、その土台とモーションベース5との間に設置され、その電気信号に応答してモーションベース5を駆動し、モーションベース5の位置、姿勢、運動を加速度シミュレータ制御装置3に出力する。すなわち、加速度シミュレータ制御装置3と駆動装置8とは、目標値に追従するようにモーションベース5を自動で駆動するサーボ機構を構成している。
The
駆動装置8は、その土台に対してモーションベース5をx軸方向に平行に平行移動させ、y軸方向に平行に平行移動させ、z軸方向に平行に平行移動させ、そのx軸方向に平行である回転軸を中心に回転移動させ、そのy軸方向に平行である回転軸を中心に回転移動させ、そのz軸方向に平行である回転軸を中心に回転移動させる。そのx軸方向は、鉛直方向に垂直である。そのy軸方向は、鉛直方向に垂直であり、そのx軸方向に垂直である。そのz軸方向は、鉛直方向に平行である。このような駆動装置8は、周知であり、たとえば、特開平08−248872号公報に開示されている。
The
加速度シミュレータ制御装置3は、コンピュータであり、図示されていないCPUと記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのCPUは、加速度シミュレータ制御装置3にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置と入力装置と出力装置とを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのCPUにより生成される情報を一時的に記録する。その入力装置は、ユーザに操作されることにより情報を生成し、その情報をそのCPUに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのCPUにより生成される情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、ディスプレイが例示される。さらに、その入力装置または出力装置としては、リムーバルメモリドライブ、通信装置が例示される。そのリムーバルメモリドライブは、リムーバルメモリに記録されている情報をそのCPUに出力し、そのCPUにより生成された情報をそのリムーバルメモリに記録する。そのリムーバルメモリとしては、フラッシュメモリ、磁気ディスク(フレキシブルディスク、ハードディスク)、磁気テープ(ビデオテープ)、光ディスク(CD、DVD)、光磁気ディスクが例示される。その通信装置は、通信回線網を介してそのCPUにより生成された情報を他のコンピュータに送信し、その通信回線網を介して他のコンピュータから出力された情報をそのCPUに出力する。その通信回線網としては、LAN、インターネット、専用回線が例示される。そのインターフェースは、加速度シミュレータ制御装置3に接続される外部機器により生成される情報をそのCPUに出力し、そのCPUにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、操作装置6とディスプレイ7と駆動装置8とを含んでいる。
The acceleration
そのコンピュータプログラムは、シミュレーション部11と映像作成部コンピュータプログラムであるシミュレーション部11と映像作成部12と目標値算出部14と修正部15と制御部16とを含んでいる。
The computer program includes a simulation unit 11, a simulation unit 11, which is a video creation unit computer program, a
シミュレーション部11は、操作装置6に操作された操縦内容を操作装置6から収集し、その操縦内容に基づいて、仮想の乗り物が配置される位置と姿勢とを算出し、その仮想の乗り物の加速度の大きさと向きとを算出する。その仮想の乗り物としては、自動車が例示される。このようなシミュレーション部11は、周知である。 The simulation unit 11 collects the operation details operated by the operation device 6 from the operation device 6, calculates the position and orientation at which the virtual vehicle is arranged based on the operation details, and accelerates the acceleration of the virtual vehicle Calculate the size and orientation of. An example of the virtual vehicle is an automobile. Such a simulation unit 11 is well known.
映像作成部12は、シミュレーション部11により算出された仮想の乗り物が配置される位置と姿勢とに基づいて仮想の乗り物に乗る人から見える映像を作成し、その映像をディスプレイ7に表示する。このような映像作成部12は、周知である。
The
目標値算出部14は、シミュレーション部11により算出された仮想の乗り物の加速度に基づいて、目標値を算出する。その目標値は、モーションベース5の加速度を示し、モーションベース5に乗る被験者がその仮想の乗り物に乗っていると感じるように、すなわち、モーションベース5に乗る被験者がその仮想の乗り物の加速度を感じるように、算出されている。
The target
修正部15は、加速度シミュレータ制御装置3の入力装置を介して入力された周波数帯と目標値算出部14により算出された目標値とに基づいて修正後目標値を算出する。その修正後目標値は、モーションベース5の加速度を示し、モーションベース5に乗る被験者がその仮想の乗り物に乗っていると感じるように、かつ、モーションベース5に乗る被験者が乗り物酔いしにくいように、算出されている。
The
制御部16は、修正部15により算出された修正後目標値が示す加速度でモーションベース5が運動するように、駆動装置8を制御する。すなわち、制御部16は、修正部15により算出された修正後目標値に基づいて駆動装置8の複数のアクチュエータの各々の動作を算出し、その複数のアクチュエータの各々がその動作をするように、電気信号を駆動装置8に出力する。
The
図2は、修正部15を示している。修正部15は、第1耳石器官モデル部21と第2耳石器官モデル部22と違和感算出部23とカット深さ算出部24とフィルタ部25とを備えている。第1耳石器官モデル部21は、数学モデルを用いて、シミュレーション部11により算出された仮想の乗り物の加速度に基づいて、その仮想の乗り物に乗っている人の感覚を算出する。第2耳石器官モデル部22は、数学モデルを用いて、目標値算出部14により算出された目標値に基づいて、モーションベース5に乗っている被験者の感覚を算出する。違和感算出部23は、第1耳石器官モデル部21により算出された感覚と第2耳石器官モデル部22により算出された感覚とに基づいて、違和感を算出する。このような感覚と違和感との算出は、周知であり、たとえば、特開2008−216400号公報に開示されている。カット深さ算出部24は、違和感算出部23により算出された違和感に基づいて、カット深さを算出する。フィルタ部25は、カット深さ算出部24により算出されたカット深さと目標値算出部14により算出された目標値とに基づいて修正後目標値を算出する。
FIG. 2 shows the
図3は、フィルタ部25の特性を示している。その特性31は、周波数に対する利得を示している。その利得は、目標値算出部14により算出された目標値の強度に対するフィルタ部25により算出された修正後目標値の強度の比を示している。その周波数の定義域は、第1周波数帯32と第2周波数帯33と第3周波数帯34とから形成されている。第1周波数帯32は、周波数f1より小さい区間を示している。第2周波数帯33は、周波数f1より大きく周波数f2より小さい区間を示し、ユーザにより加速度シミュレータ制御装置3の入力装置を介して入力された周波数帯を示している。第3周波数帯34は、周波数f2より大きい区間を示している。
FIG. 3 shows the characteristics of the
特性31は、第1周波数帯32でその利得が概ね0dBであることを示している。特性31は、第2周波数帯33でその利得が、カット深さ算出部24により算出されたカット深さAだけ減衰されていることを示している。特性31は、第3周波数帯34でその利得が概ね0dBであることを示している。すなわち、フィルタ部25により算出された修正後目標値が示す運動は、目標値算出部14により算出された目標値が示す運動のうちの第2周波数帯33に含まれる周波数で変化する運動が減衰された運動を示している。
The characteristic 31 indicates that the gain is approximately 0 dB in the
本発明による加速度シミュレーション方法の実施の形態は、加速度シミュレータ制御装置3により実行される。
ユーザは、まず、加速度シミュレータ制御装置3の入力装置を用いて周波数帯を加速度シミュレータ制御装置3に入力する。被験者は、モーションベース5の座席に着席して、ディスプレイ7に表示される画面を見て、操作装置6を操作する。加速度シミュレータ制御装置3は、被験者が操作装置6を操作した操作内容を収集する。加速度シミュレータ制御装置3は、操作装置6に操作された操縦内容を操作装置6から収集し、加速度シミュレータ制御装置3は、その操縦内容に基づいて、仮想の乗り物が配置される位置と姿勢とを算出し、その仮想の乗り物の加速度を算出する。加速度シミュレータ制御装置3は、その仮想の乗り物が配置される位置と姿勢とに基づいて仮想の乗り物に乗る人から見える映像を作成し、その映像をディスプレイ7に表示する。
The embodiment of the acceleration simulation method according to the present invention is executed by the acceleration
The user first inputs a frequency band to the acceleration
加速度シミュレータ制御装置3は、さらに、その仮想の乗り物の加速度に基づいて、目標値を算出する。その目標値は、モーションベース5の加速度を示し、モーションベース5に乗る被験者がその仮想の乗り物に乗っていると感じるように、すなわち、モーションベース5に乗る被験者がその仮想の乗り物の加速度を感じるように、算出される。
The acceleration
加速度シミュレータ制御装置3は、その仮想の乗り物の加速度に基づいて、その仮想の乗り物に乗っている人の感覚を算出する。加速度シミュレータ制御装置3は、さらに、その算出された目標値に基づいて、モーションベース5に乗っている被験者の感覚を算出する。加速度シミュレータ制御装置3は、その算出された2つの感覚に基づいて算出された違和感に基づいて、カット深さを算出する。加速度シミュレータ制御装置3は、その算出されたカット深さAを用いて、その算出された目標値が示す運動のうちの第2周波数帯33に含まれる周波数で変化する運動が減衰された運動を示す修正後目標値を算出する。
The acceleration
加速度シミュレータ制御装置3は、その算出された修正後目標値にモーションベース5が追従するように、駆動装置8をフィードバック制御する。すなわち、加速度シミュレータ制御装置3は、その算出された修正後目標値が示す加速度でモーションベース5が運動するように、駆動装置8の複数のアクチュエータの各々の動作を算出する。加速度シミュレータ制御装置3は、その複数のアクチュエータの各々がその動作をするように、駆動装置8から出力されたモーションベース5の位置、姿勢、運動に基づいて生成された電気信号を駆動装置8に出力する。駆動装置8は、その電気信号に応答してモーションベース5を駆動し、モーションベース5の位置、姿勢、運動を加速度シミュレータ制御装置3に出力する。
The acceleration
このような操作装置6の操作内容をモーションベース5の運動に反映させる動作は、ループを形成している。そのループのサンプリング周期は、仮想の乗り物の性能により決定される。 Such an operation of reflecting the operation content of the operation device 6 in the motion of the motion base 5 forms a loop. The sampling period of the loop is determined by the performance of the virtual vehicle.
人は、一般的に、0.1Hzから0.8Hzまでの範囲に例示される周波数帯の運動をする乗り物に乗っているときに、最も乗り物酔いしやすい。本発明による加速度シミュレーション方法によれば、ユーザによりその周波数帯が加速度シミュレータ制御装置3に入力されたときに、モーションベース5は、その乗り物酔いしやすい運動が減衰され、モーションベース5に乗る被験者は、乗り物酔いしにくい。
In general, a person is most prone to motion sickness when riding on a vehicle that moves in a frequency band exemplified by a range from 0.1 Hz to 0.8 Hz. According to the acceleration simulation method of the present invention, when the frequency band is input to the acceleration
なお、修正部15は、ユーザにより指定される周波数帯が0.1Hzから0.8Hzまでの範囲に固定されている他の修正部に置換されることができる。このような加速度シミュレータも、既述の実施の形態における加速度シミュレータ1と同様にして、モーションベース5に乗る被験者の乗り物酔いを防止することができる。
The
なお、修正部15は、カット深さが固定されている他の修正部に置換されることができる。このような加速度シミュレータも、既述の実施の形態における加速度シミュレータ1と同様にして、モーションベース5に乗る被験者の乗り物酔いを防止することができる。
The
なお、目標値算出部14は、操作装置6の操作内容により変化しない仮想の乗り物の運動に基づいて目標値を算出する他の目標値算出部に置換されることができる。このような加速度シミュレータとしては、遊園地のアトラクションが例示される。このような加速度シミュレータは、加速度シミュレータ本体2が操作装置6を備える必要がなく、加速度シミュレータ制御装置3がシミュレーション部11を備える必要がなく、より容易に作製されることができ、さらに、既述の実施の形態における加速度シミュレータ1と同様にして、モーションベース5に乗る被験者の乗り物酔いを防止することができる。
The target
なお、修正部15は、予め設定されたモーションベース5の運動に基づいて修正後目標値を算出する他の修正部に置換されることができる。このような加速度シミュレータとしては、遊園地のアトラクションが例示される。このような加速度シミュレータは、加速度シミュレータ本体2が操作装置6を備える必要がなく、加速度シミュレータ制御装置3が目標値算出部14を備える必要がなく、より容易に作製されることができ、さらに、既述の実施の形態における加速度シミュレータ1と同様にして、モーションベース5に乗る被験者の乗り物酔いを防止することができる。
The
1 :加速度シミュレータ
2 :加速度シミュレータ本体
3 :加速度シミュレータ制御装置
5 :モーションベース
6 :操作装置
7 :ディスプレイ
8 :駆動装置
11:シミュレーション部
12:映像作成部
14:目標値算出部
15:修正部
16:制御部
21:第1耳石器官モデル部
22:第2耳石器官モデル部
23:違和感算出部
24:カット深さ算出部
25:フィルタ部
31:特性
32:第1周波数帯
33:第2周波数帯
34:第3周波数帯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Acceleration simulator 2: Acceleration simulator main body 3: Acceleration simulator control apparatus 5: Motion base 6: Operation apparatus 7: Display 8: Drive apparatus 11: Simulation part 12: Image | video creation part 14: Target value calculation part 15: Correction part 16 : Control unit 21: first otolith organ model unit 22: second otolith organ model unit 23: discomfort calculation unit 24: cut depth calculation unit 25: filter unit 31: characteristic 32: first frequency band 33: second Frequency band 34: Third frequency band
Claims (10)
前記修正後値が示す修正後運動を前記モーションベースがするように、前記モーションベースを駆動する駆動装置を前記修正後値に基づいて制御する制御部と、
前記モーションベースに乗る被験者が仮想運動をする仮想乗り物に乗っていると感じるように、前記仮想運動を示す仮想値に基づいて前記目標値を算出する目標値算出部と
を具備し、
前記修正後運動は、前記目標運動のうちの所定周波数帯の運動が減衰されることにより形成される運動を示し、
前記目標値は、加速度を示し、
前記修正後値は、前記目標運動のうちの前記所定周波数帯に含まれる周波数で変化する加速度の運動が減衰された運動の加速度を示し、
前記修正部は、
前記仮想乗り物に乗る人が感じる第1感覚を前記仮想値に基づいて算出する第1モデル部と、
前記モーションベースに乗る被験者が感じる第2感覚を前記目標値に基づいて算出する第2モデル部と、
前記第1感覚と前記第2感覚とに基づいて違和感を算出する違和感算出部と、
前記違和感の程度に基づいてカット深さを算出するカット深さ算出部と、
前記目標運動のうちの前記所定周波数帯の運動を前記カット深さだけ低減することにより、前記修正後値を算出するフィルタ部とを備える
加速度シミュレータ。 A correction unit for correcting the target value indicating the motion-based target motion to a corrected value;
A control unit that controls a drive device that drives the motion base based on the corrected value so that the motion base performs the corrected motion indicated by the corrected value;
A target value calculation unit that calculates the target value based on a virtual value indicating the virtual motion, so that a subject who rides the motion base feels riding on a virtual vehicle that performs virtual motion,
The corrected motion indicates a motion formed by attenuating a predetermined frequency band of the target motion,
The target value indicates acceleration,
The corrected value indicates an acceleration of a motion in which an acceleration motion that changes at a frequency included in the predetermined frequency band of the target motion is attenuated,
The correction unit is
A first model unit that calculates a first sensation felt by a person riding on the virtual vehicle based on the virtual value;
A second model unit that calculates a second sensation felt by a subject on the motion base based on the target value;
A sense of incongruity calculating unit that calculates discomfort based on the first sense and the second sense;
A cut depth calculation unit that calculates a cut depth based on the degree of discomfort,
An acceleration simulator comprising: a filter unit that calculates the corrected value by reducing a motion of the predetermined frequency band of the target motion by the cut depth.
操作装置の操作内容に基づいて前記仮想値を算出するシミュレーション部
をさらに具備する加速度シミュレータ。 In claim 1,
An acceleration simulator further comprising a simulation unit that calculates the virtual value based on the operation content of the operation device.
前記カット深さは、前記違和感の程度が大きいほど大きい
加速度シミュレータ。 In claim 1 or claim 2,
The cut depth is larger as the degree of uncomfortable feeling is larger.
前記仮想乗り物に乗る乗員に見える画像を前記仮想運動に基づいて算出する映像作成部
をさらに具備する加速度シミュレータ。 In any one of Claims 1-3,
An acceleration simulator further comprising: a video creation unit that calculates an image that is visible to an occupant on the virtual vehicle based on the virtual motion.
前記所定周波数帯は、0.1Hzから0.8Hzまでである
加速度シミュレータ。 In any one of Claims 1-4,
The predetermined frequency band is from 0.1 Hz to 0.8 Hz.
前記加速度シミュレータ制御装置が、前記モーションベースに乗る被験者が仮想運動をする仮想乗り物に乗っていると感じるように、前記仮想運動を示す仮想値に基づいて前記モーションベースの目標運動を示す目標値を算出するステップと、
前記加速度シミュレータ制御装置が、前記仮想乗り物に乗る人が感じる第1感覚を前記仮想値に基づいて算出するステップと、
前記加速度シミュレータ制御装置が、前記モーションベースに乗る被験者が感じる第2感覚を前記目標値に基づいて算出するステップと、
前記加速度シミュレータ制御装置が、前記第1感覚と前記第2感覚とに基づいて違和感を算出するステップと、
前記加速度シミュレータ制御装置が、前記違和感の程度に基づいてカット深さを算出するステップと、
前記加速度シミュレータ制御装置が、前記目標値を前記修正後値に補正するステップと
を具備し、
前記修正後運動は、前記目標運動のうちの所定周波数帯の運動が減衰されることにより形成される運動を示し、
前記目標値は、加速度を示し、
前記修正後値は、前記目標運動のうちの前記所定周波数帯に含まれる周波数で変化する加速度の運動が減衰された運動の加速度を示し、
前記修正後値は、前記目標運動のうちの前記所定周波数帯の運動を前記カット深さだけ低減することにより算出される
加速度シミュレーション方法。 A step acceleration simulator control device, a corrected motion indicated amendments after value as motor Activation base is, for controlling on the basis of a driving device for driving the motion base in the revised value,
The acceleration simulator control device sets a target value indicating the motion-based target motion based on a virtual value indicating the virtual motion so that a subject who rides the motion base feels riding on a virtual vehicle performing virtual motion. A calculating step;
The acceleration simulator control device calculating a first sensation felt by a person riding on the virtual vehicle based on the virtual value;
The acceleration simulator control device calculates a second sensation felt by a subject on the motion base based on the target value;
The acceleration simulator control device calculating discomfort based on the first sense and the second sense;
The acceleration simulator control device calculating a cut depth based on the degree of uncomfortable feeling ;
The acceleration simulator control device comprises the step of correcting the target value to the corrected value ;
The corrected motion indicates a motion formed by attenuating a predetermined frequency band of the target motion,
The target value indicates acceleration,
The corrected value indicates an acceleration of a motion in which an acceleration motion that changes at a frequency included in the predetermined frequency band of the target motion is attenuated,
The corrected value is calculated by reducing the motion in the predetermined frequency band of the target motion by the cut depth.
前記加速度シミュレータ制御装置が、操作装置の操作内容に基づいて前記仮想値を算出するステップ
をさらに具備する加速度シミュレーション方法。 In claim 6,
The acceleration simulation method further comprising: the acceleration simulator control device calculating the virtual value based on the operation content of the operation device.
前記カット深さは、前記違和感の程度が大きいほど大きい
加速度シミュレーション方法。 In claim 6 or claim 7,
The acceleration simulation method, wherein the cut depth is larger as the degree of unnaturalness is larger.
前記加速度シミュレータ制御装置が、前記仮想乗り物に乗る乗員に見える画像を前記仮想運動に基づいて算出するステップ
をさらに具備する加速度シミュレーション方法。 In any one of Claims 6-8,
The acceleration simulation method further comprising the step of calculating, based on the virtual motion, an image that the acceleration simulator control device looks to an occupant riding on the virtual vehicle.
前記所定周波数帯は、0.1Hzから0.8Hzまでである
加速度シミュレーション方法。 In any one of Claims 6-9,
The acceleration simulation method, wherein the predetermined frequency band is from 0.1 Hz to 0.8 Hz.
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