JP5711312B2 - 携帯端末を用いた運転シミュレーション装置及び運転シミュレーションプログラム - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータを用いて仮想車両の運転を制御する運転シミュレーション装置及び運転シミュレーションプログラムに関する。

従来、車の運転を模擬してプレイヤーが車を操作するドライビングゲームやドライビングシミュレーションが開発されている。このようなドライビングゲームやドライビングシミュレーションでは、例えばパーソナルコンピュータのキーボードがプレイヤーの入力装置として用いられることがある（特許文献１参照）。

特許第５１４９４２６号

近年では、スマートフォンやタブレット端末等、持ち運びが可能な携帯端末装置であるモバイル端末が普及している。このようなモバイル端末に提供されているドライビングゲーム等は、例えばモバイル端末に内蔵されている加速度センサを用いて検出したモバイル端末の傾き等から仮想車両のステアリング操作を模擬しているものがある。

しかしながら、このようなドライビングゲーム等では、仮想車両のステアリング操作において、例えばプレイヤーがモバイル端末を傾けた場合に、プレイヤーの想定以上に仮想車両のステアリングが操舵されてしまうことがある。このため、プレイヤーが仮想車両のステアリングを微調整するのは難しく、モバイル端末で仮想車両の運転を模擬するには運転操作のリアリティに欠けるといった問題があり、この点で改善が求められていた。

本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、モバイル端末で仮想車両をよりリアリティのある運転操作で模擬することの可能な運転シミュレーション装置を提供することにある。

上記の目的を達成するべく、本発明の第１の態様の運転シミュレーション装置は、表示部と、慣性センサと、制御部と、を備え、前記制御部は、仮想車両のステアリング舵角を記憶する手段と、前記慣性センサの出力信号から操作角度を演算する手段と、前記仮想車両のステアリングの最大操舵角に対する前記仮想車両のステアリング舵角の割合と、最大操作可能角度に対する前記操作角度の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角の割合と前記操作角度の割合との差に対する前記仮想車両の操舵量の関係を予め規定した変換曲線から前記仮想車両の操舵量を演算する手段と、その演算した操舵量に基づいて、記憶されている前記仮想車両のステアリング舵角を更新する手段と、更新された前記仮想車両のステアリング舵角を反映した動画を作成して前記表示部に表示する動画表示手段と、を備える。

本発明の第１の態様の運転シミュレーション装置によれば、仮想車両のステアリングの最大操舵角に対するステアリング舵角の割合と、最大操作可能角度に対する操作角度の割合との差を求めることによって、相対的なステアリング舵角と相対的な操作角度との間に差が生じたか否かを識別することができる。この差が生じた場合に、仮想車両のステアリング舵角の割合と操作角度の割合との差に対する仮想車両のステアリング舵角の補正量の関係を予め規定した変換曲線から仮想車両の操舵量を求め、この操舵量でステアリング舵角を補正することにより、現実の車両に近似したステアリング操舵を模擬することができる。従って、よりリアリティのある運転シミュレーションを実現することが可能となる。

本発明の第２の態様の運転シミュレーション装置は、上述した第１の態様において、前記変換曲線は、ロジスティック曲線であることを特徴とする。

本発明の第２の態様の運転シミュレーション装置によれば、変換曲線はロジスティック曲線なので、仮想車両のステアリングの遊びを実現することができる。ロジスティック曲線は、当初は変化量が小さく、中途では変化量が大きくなり、その後変化量が小さくなる曲線であり、変曲点を中心に点対称に表される。仮想車両のステアリング舵角の割合と操作角度の割合との差に対する仮想車両の操舵量の関係をロジスティック曲線で表すと、その差が小さいほど操舵量の変化が小さく、その差が大きくなるにつれて操舵量の変化が大きくなり、その後再び操舵量の変化が小さくなるので、現実の車両におけるステアリングの挙動に極めて近似することになる。これにより、よりリアリティのある運転シミュレーションを実現することができる。

本発明の第３の態様の運転シミュレーション装置は、上述した第１の態様または第２の態様において、前記仮想車両の操舵量を演算する手段は、前記仮想車両のステアリングの応答性を決定する補正係数に基づいて、演算した操舵量をさらに補正する手段を含む、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様の運転シミュレーション装置によれば、プレイヤーの好みに応じたステアリング応答性で仮想車両のステアリング操舵を模擬することが可能となる。

本発明の第４の態様の運転シミュレーション装置は、上述した第１の態様乃至第３の態様のいずれかにおいて、前記ステアリング舵角を更新する手段は、前記操作角度の割合と前記仮想車両のステアリング舵角の割合との差が演算した操舵量より小さい場合、その演算した操舵量に代えて前記操作角度の割合と前記仮想車両のステアリング舵角の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角を更新することを特徴とする。

本発明の第４の態様の運転シミュレーション装置によれば、演算したステアリング舵角の補正量が、プレイヤーが操作した操作角度に対応するステアリング舵角の変化量よりも大きくなってしまうことを防止することができる。

本発明の第５の態様の運転シミュレーション装置は、サーバ装置と、慣性センサ及び表示部を有し、ネットワークを介して前記サーバ装置と通信する携帯端末装置と、を備え、前記携帯端末装置は、前記慣性センサの出力信号から前記携帯端末装置の操作角度を演算する手段と、前記サーバ装置から送信された動画を前記表示部に表示する手段と、を有し、前記サーバ装置は、仮想車両のステアリング舵角を記憶する手段と、前記仮想車両のステアリングの最大操舵角に対する前記仮想車両のステアリング舵角の割合と、前記携帯端末装置から送信される前記携帯端末装置の最大操作可能角度に対する前記携帯端末装置から送信される前記操作角度の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角の割合と前記操作角度の割合との差に対する前記仮想車両の操舵量の関係を予め規定した変換曲線から前記仮想車両の操舵量を演算する手段と、その演算した操舵量に基づいて、記憶されている前記仮想車両のステアリング舵角を更新する手段と、更新された前記仮想車両のステアリング舵角を反映した動画を作成して前記携帯端末装置に送信する手段と、を有することを特徴とする。

本発明の第５の態様の運転シミュレーション装置によれば、上述した第１の態様と同様に、よりリアリティのある運転シミュレーションを実現することができる。

本発明の第６の態様の運転シミュレーションプログラムは、表示部及び慣性センサを有する携帯端末装置のコンピュータに実行させる運転シミュレーションプログラムであって、仮想車両のステアリング舵角を記憶する手段と、前記慣性センサの出力信号から操作角度を演算する手段と、前記仮想車両のステアリングの最大操舵角に対する前記仮想車両のステアリング舵角の割合と、最大操作可能角度に対する前記携帯端末装置から送信される前記操作角度の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角の割合と前記操作角度の割合との差に対する前記仮想車両の操舵量の関係を予め規定した変換曲線から前記仮想車両の操舵量を演算する手段と、その演算した操舵量に基づいて、前記ステアリング舵角記憶手段に記憶されている前記仮想車両のステアリング舵角を更新する手段と、更新された前記仮想車両のステアリング舵角を反映した動画を作成して前記表示部に表示する手段と、を含むことを特徴とする。

本発明の第６の態様の運転シミュレーションプログラムによれば、上述した第１の態様の運転シミュレーション装置と同様に、よりリアリティのある運転シミュレーションを実現することができる。

本発明の第７の態様の運転シミュレーションプログラムは、サーバ装置と、ネットワークを介して前記サーバ装置と通信する携帯端末装置とを備えるネットワークシステムにおける前記サーバ装置のコンピュータに実行させる運転シミュレーションプログラムであって、仮想車両のステアリング舵角を記憶する手段と、前記仮想車両のステアリングの最大操舵角に対する前記仮想車両のステアリング舵角の割合と、前記携帯端末装置から送信される前記携帯端末装置の最大操作可能角度に対する前記携帯端末装置から送信される前記携帯端末装置の操作角度の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角の割合と前記操作角度の割合との差に対する前記仮想車両の操舵量の関係を予め規定した変換曲線から前記仮想車両の操舵量を演算する手段と、その演算した操舵量に基づいて、前記ステアリング舵角記憶手段に記憶されている前記仮想車両のステアリング舵角を更新する手段と、更新された前記仮想車両のステアリング舵角を反映した動画を作成して前記携帯端末装置に送信する手段と、を含むことを特徴とする。

本発明の第７の態様の運転シミュレーションプログラムによれば、上述した第１の態様の運転シミュレーション装置と同様に、よりリアリティのある運転シミュレーションを実現することができる。

本発明に係る運転シミュレーション装置によれば、よりリアリティのある運転シミュレーションを実現することができる。

本発明の第１実施形態に係る運転シミュレーション装置の概略構成を示すブロック図である。 （Ａ）はモバイル端末に内蔵されている加速度センサのＸ軸、Ｙ軸を示し、（Ｂ）はモバイル端末に内蔵されている加速度センサのＺ軸を示している。 運転シミュレーション装置に表示される動画の一例を示す図である。 第１実施形態に係る運転シミュレーションルーチンのフローチャートである。 図４の運転シミュレーションルーチンで行われる仮想車両のステアリング舵角演算ステップのフローチャートである。 ロジスティック曲線の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る運転シミュレーション装置の概略図である。 第２実施形態に係る運転シミュレーション装置の概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る運転シミュレーションルーチンのフローチャートである。 図９の運転シミュレーションルーチンで行われる仮想車両のステアリング舵角演算ステップのフローチャートである。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る運転シミュレーション装置１の概略構成を示すブロック図、図２（Ａ）は、モバイル端末に内蔵されている加速度センサのＸ軸、Ｙ軸を示す図、図２（Ｂ）は、モバイル端末に内蔵されている加速度センサのＺ軸を示す図、図３は、運転シミュレーション装置１に表示される動画の一例を示す図である。

運転シミュレーション装置１は、加速度センサ（慣性センサ）１０、表示部１１、演算部（制御部）１２、及び記憶部１３を備えている。運転シミュレーション装置１は、スマートフォンやタブレット端末等のモバイル端末であり、後述するプログラムをインストールして実行可能な携帯型の端末装置である。

加速度センサ１０は、運転シミュレーション装置１において互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を検出する。加速度センサ１０が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の加速度を検出することによって、各軸の加速及び減速を認識可能となる。特に、加速度センサ１０が地球中心に作用する重力加速度を検出することにより、モバイル端末と地球との関係を定義することが可能になる。従って、加速度センサ１０が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの加速度を検出することによって、運転シミュレーション装置１の傾き、つまりモバイル端末の傾斜角を取得可能となる。

ここで、加速度センサ１０が検出するＸ軸とは、運転シミュレーション装置１の長手方向の略中央を水平方向に延びる軸である。加速度センサ１０が検出するＹ軸とは、Ｘ軸と直交し、運転シミュレーション装置１の幅方向の略中央を鉛直方向に延びる軸である。加速度センサ１０が検出するＺ軸とは、Ｘ軸及びＹ軸と直交し、運転シミュレーション装置１の背面１４から表示部１１が配置されている面に向かって延びる軸である。なお、本実施形態では、プレイヤーはＹ軸方向を鉛直方向上側として操作するものとする。

表示部１１には、図３に示すように、３次元の仮想空間に仮想車両１００の運転状態を描画した動画が再生される。表示部１１に表示される動画には、プレイヤーが仮想車両１００の運転席から見た仮想空間に加えて、ステアリングホイール１０１、バックミラー１０２、サイドミラー１０３が画像として表示される。仮想車両１００の運転状態に応じて、仮想車両１００の運転席から見た前方の景色だけでなく、バックミラー１０２、サイドミラー１０３に映し出される景色も変化させることによって、よりリアリティのある運転シミュレーションを実現することができる。プレイヤーは、運転シミュレーション装置１を傾けることによって、仮想車両１００のステアリングホイール１０１を操作することができる。

演算部１２は、操作角度演算部１２０、操舵量演算部１２１、ステアリング舵角更新部１２２、動画作成部１２３、及びタイマ１２４を有している。演算部１２は、図示しないＣＰＵから構成されており、記憶部１３に記憶された図示しないプログラムをＣＰＵが実行することによって、操作角度演算部１２０、操舵量演算部１２１等の各機能が発揮される。なお、演算部１２は、操作角度演算部１２０、操舵量演算部１２１、ステアリング舵角更新部１２２、動画作成部１２３、及びタイマ１２４以外の機能も備えているが、本実施形態では説明を省略する。

操作角度演算部１２０は、加速度センサ１０が検出した加速度から、運転シミュレーション装置１の傾斜角を操作角度として演算する。操舵量演算部１２１は、仮想車両１００のステアリング舵角と、操作角度演算部１２０で演算された操作角度とに基づいて、仮想車両１００のステアリングの操舵量を演算する。ステアリング舵角更新部１２２は、操舵量演算部１２１で演算した操舵量に基づいて、仮想車両１００のステアリング舵角を更新する。動画作成部１２３は、更新されたステアリング舵角を反映した動画を作成し、表示部１１で再生する。タイマ１２４は、前回ステアリング舵角θvが更新されてからの経過時間Δｔを計測する。

記憶部１３は、ステアリング舵角記憶部１３０と、曲線情報記憶部１３１とを有している。記憶部１３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリから構成されている。記憶部１３に記憶されている、図示しない各種プログラムは、ハードディスク、光ディスク、メモリカード等の記憶媒体（図示せず）に記憶されていたものであって、例えばこの記憶媒体から記憶部１３にプログラムが供給されてもよい。また、インターネット等のネットワークを介して、各種プログラムが記憶部１３に供給されてもよい。なお、記憶部１３には、ステアリング舵角記憶部１３０、曲線情報記憶部１３１以外の情報も記憶しているが、本実施形態では説明を省略する。

ステアリング舵角記憶部１３０は、仮想車両１００のステアリング舵角を記憶する。曲線情報記憶部１３１には、仮想車両１００のステアリングの操舵量を求めるための変換曲線の情報が記憶されている。本実施形態では、変換曲線としてロジスティック曲線の情報が記憶されている。

次に、このように構成された運転シミュレーション装置１で実行される運転シミュレーションについて説明する。図４は本実施形態に係る運転シミュレーションルーチンのフローチャート、図５は図４に示す運転シミュレーションルーチンのステアリング舵角演算ステップのフローチャート、図６はロジスティック曲線の一例を示す図である。以下、図４〜図６に基づいて説明する。なお、以下に述べる運転シミュレーションルーチンのフローチャートにおける各ステップは、記憶部１３に格納されている各種プログラムを演算部１２で実行することによって行われる。また、以下に説明する各変数は、特に説明のない限り運転シミュレーション開始時に初期化（例えば０が設定）されているものとする。また、図４の運転シミュレーションルーチンを実行することによって、運転シミュレーションが開始される。また、以下に説明する運転シミュレーションルーチンのフローチャートでは、運転シミュレーション装置１をモバイル端末１として説明する。

ステップＳ１では、運転シミュレーション装置１、即ちモバイル端末１の操作角度θtyを更新する。詳しくは、ステアリング舵角記憶部１３０に仮想車両１００のステアリング舵角θvを記憶し、加速度センサ１０が検出した加速度に基づいて、モバイル端末１の傾斜角度を操作角度θtyとして演算する。ここで、加速度センサ１０が検出した３軸方向の加速度から求まるＹ軸周りの傾斜角度を操作角度θtyとして演算する。

ステップＳ２では、更新された仮想車両１００のステアリング舵角θv’を演算する。詳しくは、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ２１では、ステップＳ１で演算したモバイル端末１の操作角度θtyと、ステアリング舵角記憶部１３０に記憶されている仮想車両１００のステアリング舵角θvとの差Δδvtを演算する。詳しくは、仮想車両１００のステアリング舵角として操作可能な最大角度θvmaxに対するステアリング舵角θvの割合と、モバイル端末１の傾斜角の最大値θtmaxに対する操作角度θtyの割合との差Δδvtを以下の式（１）から演算する。

ここでモバイル端末の傾斜角の最大値θtmaxとは、プレイヤーが、モバイル端末１をＹ軸に対して傾けたときに表示部１１を見ることの可能な角度であり、例えばπ／４（＝４５°）である。仮想車両１００のステアリング舵角として操作可能な最大角度θvmaxは、例えばπ（＝１８０°）である。それぞれの割合の差Δδvtを演算することによって、仮想車両１００のステアリング舵角θvに対するモバイル端末１の操作角度θtyの変化量が求められる。

つまり、プレイヤーが操作しているモバイル端末１の操作角度θtyと、仮想車両１００のステアリング舵角θvとが相対的に一致している場合には、ステアリング舵角θvの割合と操作角度θtyの割合との間に差は生じない。一方、プレイヤーが操作しているモバイル端末１の操作角度θtyと、仮想車両１００のステアリング舵角θvとが相対的に不一致である場合には、ステアリング舵角θvの割合と操作角度θtyの割合との間に差が生じる。従って経過時間Δｔにおける両者の差Δδvtを演算することによって、仮想車両１００のステアリング舵角θvに対するモバイル端末１の操作角度θtyの変化量が求められる。

ステップＳ２２では、ステップＳ２１で演算した差Δδvtの絶対値が０か否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、モバイル端末１の傾斜角に変化がないとして、本フローチャートを終了する。一方、当該判定結果が偽（Ｎｏ）の場合には、モバイル端末１の傾斜角に変化があったとして、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、変換曲線における仮想車両１００のステアリングの操舵量係数δvを求める。本実施形態では変換曲線として、図６に示すロジスティック曲線を用いる。このロジスティック曲線では、ステップＳ２１で演算した差Δδvtの絶対値に対して操舵量係数δvが滑らかに変化する。詳しくは、差Δδvtの絶対値に対する操舵量係数δvの関係をロジスティック曲線で表すと、差Δδvtが小さいと操舵量係数δvの変化は小さく、差Δδvtが大きくなるにつれて操舵量係数δvの変化が大きくなり、その後再び操舵量係数δvの変化が小さくなる。例えば、差Δδvtが小さい場合には操舵量係数δvの変化が相対的に小さいので、微小操作時の過敏な反応を抑えることが可能となり、現実の車両のステアリングの挙動に近似させることができ、仮想車両１００のステアリングホイール１０１の遊びを再現することができる。なお変換曲線は、Ｓ字曲線であればロジスティック曲線に限られない。

ステップＳ２４では、ステップＳ２３で求めた操舵量係数δvから、前回仮想車両１００のステアリング舵角θvを更新してからの経過時間Δｔにおけるステアリングの操舵量Δδvを演算する。操舵量Δδvは、以下に示す式（２）から演算される。なお、経過時間Δｔは、タイマ１２４によって計測されている。
Δδv＝δｖ・Δｔ ・・・（２）

ステップＳ２５では、ステアリングの応答性を示す補正係数ｃで、ステアリングの操舵量Δδvを補正する。補正後の操舵量Δδv’は、以下に示す式（３）から演算される。

式（３）において、例えば補正係数ｃを大きくするとステアリングホイール１０１の応答性が鈍くなる、つまり仮想車両１００のステアリングホイール１０１の操舵量よりも舵角θvが小さく変化する。他方、補正係数ｃを小さくするとステアリングホイール１０１の応答性が鋭くなる、つまり仮想車両１００のステアリングホイール１０１の操舵量よりも舵角θvが大きく変化する。この補正係数ｃを変化させることによって、プレイヤーの好みに合わせたステアリングホイール１０１の応答性にすることが可能となる。

ステップＳ２６では、ステップＳ２１で演算した差Δδvtと、ステップＳ２５で演算した操舵量Δδv’とのうち、小さい方を選択し、変化量ｄｘに格納する。変化量ｄｘは、以下の式（４）から求められる。
ｄｘ＝ｍｉｎ（Δδv’，Δδvt） ・・・（４）

式（４）の関数ｍｉｎは、括弧内の変数のうち小さい値を選択する関数である。ステップＳ２５で演算した操舵量Δδvは、ロジスティック曲線から求めた操舵量係数δvや、経過時間Δｔ及び補正係数ｃによる補正より、実際の操舵量よりも大きくなってしまうことがある。これを防止するために、式（４）で差Δδvtと変化量Δδv’とのうちいずれか小さい方を選択する。

ステップＳ２７では、ステップＳ２６で演算した変化量ｄｘに応じて、仮想車両１００のステアリング舵角θvを更新する。更新されたステアリング舵角θv’は、以下の式（５）から演算される。
θv’＝θv＋ｄｘ・θvmax ・・・（５）

ステップＳ３では、更新されたステアリング舵角θv’を反映した仮想車両１００の運転状態の動画を作成し、再生して表示部１１に表示する。
ステップＳ４では、運転シミュレーションが終了されているか否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、運転シミュレーションを終了するために本フローチャートを終了する。一方、当該判定結果が偽（Ｎｏ）の場合には、運転シミュレーションを継続するとしてステップＳ１に戻る。なお、運転シミュレーションの終了は、例えば表示部１１に設けられた終了ボタンや、モバイル端末１に設けられているボタン等が操作されることによる指令信号によって判定するようにしてもよい。

このように、本実施形態では、仮想車両１００のステアリング舵角の最大値θvmaxに対するステアリング舵角θvの割合と、モバイル端末１の操作角度の最大値θtmaxに対する操作角度θtyの割合との差Δδvtに基づいて、その差Δδvtに対する仮想車両１００のステアリングの操舵量係数δvとの関係を設定した変換曲線から操舵量Δδvを求め、その求めた操舵量Δδvに基づいてステアリング舵角θvを更新することにより、更新されたステアリング舵角θv’を演算する。

このようにして変換曲線から求めたステアリングの操舵量Δδvに基づいて、仮想車両のステアリング舵角θvを更新することによって、よりリアリティのある運転シミュレーションを実現することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。本実施形態は、上記第１実施形態に対して、サーバ装置を設け、モバイル端末はネットワークを介してサーバ装置に接続する点が異なっており、その他の構成については共通している。従って共通箇所の説明は省略し、相違点のみ説明する。

図７は、本発明の第２実施形態に係る運転シミュレーション装置１Ａの概略図である。図８は、本発明の第２実施形態に係る運転シミュレーション装置１Ａの概略構成を示すブロック図である。以下、図７、図８に基づいて説明する。

本発明の第２実施形態に係る運転シミュレーション装置１Ａは、サーバ装置２及びモバイル端末３を備えている。モバイル端末３は、ネットワークＮを介してサーバ装置２に接続する。

図８に示すように、サーバ装置２は、演算部２０、記憶部２１、及びサーバ通信部２２を備えている。演算部２０は、操舵量演算部２００、ステアリング舵角更新部２０１、動画作成部２０２、及びタイマ２０３を有している。演算部２０はＣＰＵから構成されており、記憶部２１に記憶されたプログラムを図示しないＣＰＵが実行することによって、操舵量演算部２００、ステアリング舵角更新部２０１、動画作成部２０２、タイマ２０３の各機能が発揮される。なお、演算部２０は、操舵量演算部２００、ステアリング舵角更新部２０１、動画作成部２０２及びタイマ２０３以外の機能も備えているが、本実施形態では説明を省略する。

操舵量演算部２００は、仮想車両１００のステアリング舵角と、モバイル端末３の操作角度演算部３１０で演算された操作角度との差に基づいて、仮想車両１００のステアリングの操舵量を演算する。ステアリング舵角更新部２０１は、操舵量演算部２００で演算したステアリングの操舵量に基づいて、仮想車両１００のステアリング舵角を更新する。動画作成部２０２は、更新されたステアリング舵角を反映した動画を作成する。タイマ２０３は、前回ステアリング舵角が更新されてからの経過時間Δｔを計測する。

記憶部２１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリから構成されている。記憶部２１は、ステアリング舵角記憶部２１０と、曲線情報記憶部２１１とを有している。ステアリング舵角記憶部２１０は、仮想車両１００のステアリング舵角を記憶する。曲線情報記憶部２１１には、ステアリングの操舵量を求めるための変換曲線が記憶されている。

サーバ通信部２２は、ネットワークＮを介してモバイル端末３と通信を行うものであり、サーバ装置２で演算した仮想車両１００のステアリング舵角のモバイル端末３への送信や、モバイル端末３から送信された操作角度の受信等を行う。

モバイル端末３は、持ち運び可能な携帯端末装置であり、端末通信部３０、演算部（制御部）３１、加速度センサ（慣性センサ）３２、及び表示部３３を備えている。
端末通信部３０は、ネットワークＮを介してサーバ装置２と通信を行うものである。

演算部３１は、操作角度演算部３１０と、動画再生部３１１とを有している。演算部３１はＣＰＵから構成されており、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、操作角度演算部３１０、動画再生部３１１の各機能が発揮される。なお、演算部３１は、操作角度演算部３１０、動画再生部３１１以外の機能も備えているが、本実施形態では説明を省略する。

操作角度演算部３１０は、加速度センサ３２が検出した３軸方向の加速度に基づいて、モバイル端末３の傾斜角を演算する。
動画再生部３１１は、サーバ装置２から送信された仮想車両１００のステアリング舵角を反映した仮想車両１００の動画を作成し、表示部３３に表示する。

このように構成された運転シミュレーション装置１Ａで実行される運転シミュレーションについて説明する。図９は、本実施形態に係る運転シミュレーションルーチンのサーバ装置２の演算部２０で行われるフローチャート、図１０は、図９の運転シミュレーションルーチンの仮想車両のステアリング舵角演算ステップのフローチャートである。以下、図９、図１０に基づいて説明する。なお、以下に述べる運転シミュレーションルーチンのフローチャートにおける各ステップは、サーバ装置２の記憶部２１に格納されている各種プログラムを演算部２０で実行することによって行われる。また、図９に示すフローチャートは、サーバ装置２がモバイル端末３から運転シミュレーションの開始要求を受信することにより行われる。また、後述するステップＳ３４の詳細なステップＳ３４２〜Ｓ３４７は、上記第１実施形態で説明した図５のステップＳ２２〜Ｓ２７と同じであり、本実施形態では図５の各ステップをサーバ装置２の演算部２０で行うところが異なっていることから、共通する部分の説明は省略する。

ステップＳ３１では、モバイル端末３に操作角度θtyを要求する。モバイル端末３は、サーバ装置２から操作角度θtyの要求を受信すると、加速度センサ３２が検出した３軸方向の加速度から求まるＹ軸回りの傾斜角度を操作角度θtyとして演算し、サーバ装置２へ送信する。

ステップＳ３２では、モバイル端末３からの応答の有無を判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、モバイル端末３から操作角度θtyを受信したとしてステップＳ３３へ進む。一方、当該判定結果が偽（Ｎｏ）の場合には、モバイル端末３から操作角度θtyを受信できなかったとしてステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３３では、ステップＳ３２で受信したモバイル端末３の操作角度θtyで、変数としての操作角度θtyを更新する。
ステップＳ３４では、モバイル端末３の操作角度θtyに基づいて、更新した仮想車両１００のステアリング舵角θv’を演算する。ここで、ステップＳ３２でモバイル端末３から操作角度θtyを受信できなかった場合、前回受信した操作角度θtyに基づいて更新したステアリング舵角θv’を演算する。ステップＳ３４の詳細は、図１０に基づいて説明する。

ステップＳ３４１では、モバイル端末１の操作角度θtyとステアリング舵角記憶部２１０に記憶されている仮想車両１００のステアリング舵角θvとの差Δδvtを演算する。詳しくは、仮想車両１００のステアリング舵角として操作可能な最大角度θvmaxに対するステアリング舵角θvの割合と、モバイル端末１から受信したモバイル端末１の傾斜角の最大値θtmaxに対する操作角度θtyの割合との差Δδvtを上述した式（１）から演算する。

ステップＳ３４２では、ステップＳ３４１で演算した差Δδvtの絶対値が０か否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、モバイル端末１の傾斜角に変化がないとして、本フローチャートを終了する。一方、当該判定結果が偽（Ｎｏ）の場合には、モバイル端末１の傾斜角に変化があったとして、ステップＳ３４３へ進む。

ステップＳ３４３では、変換曲線における仮想車両１００のステアリングの操舵量係数δvを求める。
ステップＳ３４４では、前回仮想車両１００のステアリング舵角θvを更新してからの経過時間Δｔにおける操舵量Δδvを演算する。操舵量Δδvは、上述した式（２）から演算される。

ステップＳ３４５では、ステアリングの応答性を示す補正係数ｃで、ステアリングの操舵量Δδvを補正する。補正後の操舵量Δδv’は、上述した式（３）から演算される。

ステップＳ３４６では、ステップＳ３４１で演算した差Δδvtと、ステップＳ３４５で演算した補正後の操舵量Δδv’とのうち、小さい方を選択し、変化量ｄｘに格納する。変化量ｄｘは、上述した式（４）から求められる。

ステップＳ３４７では、ステップＳ３４６で演算した変化量ｄｘに応じて、仮想車両１００のステアリング舵角θvを更新する。更新したステアリング舵角θv’は、上述した式（５）から演算される。

ステップＳ３５では、更新したステアリング舵角θv’を反映した仮想車両１００の動画を作成し、モバイル端末３に送信する。なお、ステップＳ３４２で偽（Ｎｏ）と判定された場合には、モバイル端末１の傾斜角度に変化がないので、更新前のステアリング舵角θvを反映した仮想車両１００の動画を作成する。モバイル端末３は、サーバ装置２から動画を受信した後、その動画を再生して表示部３３に表示する。

ステップＳ３６では、運転シミュレーションを終了するか否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、運転シミュレーションを終了する。一方、当該判定結果が偽（Ｎｏ）の場合には、運転シミュレーションを継続するためにステップＳ３１へ戻る。なお、運転シミュレーションの終了は、例えばモバイル端末３から運転シミュレーション終了の指令信号をサーバ装置２で受信したか否かで判定してもよい。

このように、本実施形態では、モバイル端末３の加速度センサ３２で検出した加速度に基づいて演算した操作角度θtyから、操作角度の最大値θtmaxに対する操作角度θtyの割合と、ステアリング舵角の最大値θvmaxに対するステアリング舵角θvの割合との差を演算し、変換曲線から仮想車両１００のステアリングの操舵量Δδvを求めて、更新したステアリング舵角θv’を演算する。これにより、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上記各実施形態では、モバイル端末１，３の３軸方向の加速度から求められるＹ軸回りの傾斜角度を操作角度θtyとして演算していたが、モバイル端末１，３の向きに応じて傾斜角度の軸は変更してもよい。例えば、プレイヤーがＸ軸を鉛直方向上側にしてモバイル端末１，３を操作する場合には、３軸方向の加速度から求まるＸ軸回りの傾斜角度を操作角度θtxとして演算するようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、「慣性センサ」の一例である加速度センサ１０，３２によって検出したモバイル端末１，３の加速度からモバイル端末１，３の操作角度θtyを演算しているが、例えば「慣性センサ」の一例である角速度センサで検出したモバイル端末１の回転角度θtyを演算するようにしてもよい。

１，１Ａ 運転シミュレーション装置
１０，３２ 加速度センサ（慣性センサ）
１１，３３ 表示部
１２，２０ 演算部（制御部）
１２０，３１０ 操作角度演算部
１２１，２００ 操舵量演算部
１２２，２０１ ステアリング舵角更新部
１２３，２０２ 動画作成部

Claims (7)

1. 表示部と、
   慣性センサと、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、仮想車両のステアリング舵角を記憶する手段と、
   前記慣性センサの出力信号から操作角度を演算する手段と、
   前記仮想車両のステアリングの最大操舵角に対する前記仮想車両のステアリング舵角の割合と、最大操作可能角度に対する前記操作角度の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角の割合と前記操作角度の割合との差に対する前記仮想車両の操舵量の関係を予め規定した変換曲線から前記仮想車両の操舵量を演算する手段と、
   その演算した操舵量に基づいて、記憶されている前記仮想車両のステアリング舵角を更新する手段と、
   更新された前記仮想車両のステアリング舵角を反映した動画を作成して前記表示部に表示する動画表示手段と、
   を備えることを特徴とする運転シミュレーション装置。
2. 前記変換曲線は、ロジスティック曲線であることを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。
3. 前記仮想車両の操舵量を演算する手段は、前記仮想車両のステアリングの応答性を決定する補正係数に基づいて、演算した操舵量をさらに補正する手段を含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の運転シミュレーション装置。
4. 前記ステアリング舵角を更新する手段は、前記操作角度の割合と前記仮想車両のステアリング舵角の割合との差が演算した操舵量より小さい場合、その演算した操舵量に代えて前記操作角度の割合と前記仮想車両のステアリング舵角の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角を更新することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の運転シミュレーション装置。
5. サーバ装置と、
   慣性センサ及び表示部を有し、ネットワークを介して前記サーバ装置と通信する携帯端末装置と、を備え、
   前記携帯端末装置は、前記慣性センサの出力信号から前記携帯端末装置の操作角度を演算する手段と、
   演算した操作角度及び前記携帯端末装置の最大操作可能角度を前記サーバ装置へ送信する手段と、
   前記サーバ装置から送信された動画を前記表示部に表示する手段と、を有し、
   前記サーバ装置は、仮想車両のステアリング舵角を記憶する手段と、
   前記仮想車両のステアリングの最大操舵角に対する前記仮想車両のステアリング舵角の割合と、前記携帯端末装置から送信される前記携帯端末装置の最大操作可能角度に対する前記携帯端末装置から送信される前記操作角度の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角の割合と前記操作角度の割合との差に対する前記仮想車両の操舵量の関係を予め規定した変換曲線から前記仮想車両の操舵量を演算する手段と、
   その演算した操舵量に基づいて、記憶されている前記仮想車両のステアリング舵角を更新する手段と、
   更新された前記仮想車両のステアリング舵角を反映した動画を作成して前記携帯端末装置に送信する手段と、
   を有することを特徴とする運転シミュレーション装置。
6. 表示部及び慣性センサを有する携帯端末装置のコンピュータに実行させる運転シミュレーションプログラムであって、
   仮想車両のステアリング舵角を記憶する手段と、
   前記慣性センサの出力信号から操作角度を演算する手段と、
   前記仮想車両のステアリングの最大操舵角に対する前記仮想車両のステアリング舵角の割合と、最大操作可能角度に対する前記携帯端末装置から送信される前記操作角度の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角の割合と前記操作角度の割合との差に対する前記仮想車両の操舵量の関係を予め規定した変換曲線から前記仮想車両の操舵量を演算する手段と、
   その演算した操舵量に基づいて、前記ステアリング舵角を記憶する手段に記憶されている前記仮想車両のステアリング舵角を更新する手段と、
   更新された前記仮想車両のステアリング舵角を反映した動画を作成して前記表示部に表示する手段として、前記携帯端末装置のコンピュータを機能させるための運転シミュレーションプログラム。
7. サーバ装置と、ネットワークを介して前記サーバ装置と通信する携帯端末装置とを備えるネットワークシステムにおける前記サーバ装置のコンピュータに実行させる運転シミュレーションプログラムであって、
   仮想車両のステアリング舵角を記憶する手段と、
   前記仮想車両のステアリングの最大操舵角に対する前記仮想車両のステアリング舵角の割合と、前記携帯端末装置から送信される前記携帯端末装置の最大操作可能角度に対する前記携帯端末装置から送信される前記携帯端末装置の操作角度の割合との差に基づいて、前記仮想車両のステアリング舵角の割合と前記操作角度の割合との差に対する前記仮想車両の操舵量の関係を予め規定した変換曲線から前記仮想車両の操舵量を演算する手段と、
   その演算した操舵量に基づいて、前記ステアリング舵角を記憶する手段に記憶されている前記仮想車両のステアリング舵角を更新する手段と、
   更新された前記仮想車両のステアリング舵角を反映した動画を作成して前記携帯端末装置に送信する手段として、前記サーバ装置のコンピュータを機能させるための運転シミュレーションプログラム。

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