JPWO2005066918A1 - Simulation device - Google Patents

Abstract

各種車輛、航空機、船舶のインタラクティブな操縦やインタラクティブなゲームを、奥行きや距離感を視認可能な３次元画像を、実写やコンピュータ・グラフィックスをシミュレーション化することによってモジュール化した環境モジュールや動きモジュールを選択することで、より高速で、動き再現性をより高精度化した環境のもとで様々なバリエーションのより現実に近い感覚で仮想体感をすることができるシミュレーション装置を提供するもので、搭乗者の操作入力に従って操作される対象システムをシミュレートし、対象システムのシステムの状態および／またはシステム内における人物が知覚する体感情報を再現するシミュレーション装置を、シミュレーションソフトを実行するシミュレーションソフト実行部と、搭乗者が前記シミュレーションされた対象システムを操作する操縦装置と、搭乗者の対象システム内での景観の奥行き感や距離感を再現する立体映像表示装置、音声再生装置、座席等のモーション再現装置、振動再現装置、匂い再現装置、気象状態再現装置のうち、少なくとも立体映像を表示する立体映像表示装置を備えたシミュレーション駆動部と、を備え、搭乗者に奥行き感や距離感を体感できる立体画像表示をすることができ、且つインタラクティブなシミュレーション動作をすることが可能となるように構成した。Environment modules and motion modules that are modularized by simulating live action and computer graphics for interactive control of various vehicles, aircraft, and ships, and 3D images that allow visual recognition of depth and distance. By selecting this, we will provide a simulation device that allows you to experience virtual sensations with more realistic sensations of various variations in an environment with higher speed and more accurate motion reproducibility. A simulation apparatus for simulating a target system operated in accordance with the operation input and reproducing the system state of the target system and / or sensation information perceived by a person in the system; The passenger A control device that operates the simulated target system, a stereoscopic image display device that reproduces the sense of depth and distance of the scenery in the passenger's target system, a sound reproduction device, a motion reproduction device such as a seat, a vibration reproduction device, A simulation drive unit including at least a stereoscopic image display device that displays a stereoscopic image among the odor reproduction device and the weather condition reproduction device, and can display a stereoscopic image that allows a passenger to feel a sense of depth and distance. And an interactive simulation operation can be performed.

Description

この発明は、各種車輛、航空機、船舶の双方向型（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）操縦やインタラクティブなゲーム（プレイヤーが筋の展開を選択できるゲームをいう。）を仮想体感することができるシミュレーション装置（ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）に係り、特に、画像の動きを実写やコンピュータ・グラフィックス（ＣＧ）をシミュレーション化してモジュール化された環境状況データや動きデータを選択することで、様々なバリエーションに即応することができるシミュレーション装置及びシミュレーション装置のデータ授受方法に関する。  The present invention relates to a simulation device (simulator) that can virtually experience interactive operation of a variety of vehicles, aircraft, and ships, and interactive games (a game in which a player can select the development of muscles). In particular, a simulation apparatus and a simulation apparatus that can immediately respond to various variations by selecting the environmental situation data and the motion data that are modularized by simulating live action and computer graphics (CG) of the motion of the image Data transfer method.

技術背景Technical background

良く知られているように、シミュレーション装置は、シミュレートするシステム、例えば、車両や航空機等において、操縦者が体感する状況を仮想体験することができる装置として、車輛、航空機、船舶の操縦者訓練用のものから、ゲームセンター、遊園地等の遊技場に設置されるゲームマシン、或は、家庭で使用されるビデオゲーム用ものまで多種多様のものが提案されている。
ところで、従来のこの種のシミュレーション装置としては、殆どのものが２次元映像（平面映像）と音声とを再現し、これを基に操作者が操縦可能な、即ち、インタラクティブにシミュレート可能とするコンピュータゲームが知られている。これらのゲームとしては、自動車のレーシングゲーム、飛行機の飛行シミュレーションゲーム、鉄道車両の運転シミュレーションゲームなど、これも多種多様のものが提案されている。
しかしながら、このような従来のコンピュータゲームやシミュレーション装置は、単に平面的な２次元映像と、この画像に対応する音声が再生されているだけであるため、奥行き感覚がなく、例えば、ブレーキングしたときの車両等の停止までの距離感が掴めない等の課題を有していた。
一方、動きを体感できるシミュレーション装置としては、例えば、操縦席に振動や回転或は揺動を与え、操縦者に臨場感を与える立体シミュレーション装置がテーマパークのアトラクション等で用いられている。しかし、これらの動きも、実際の機体の動きから作成したものではなく、モーションプログラマーが手動で入力した動きプログラムによってコントロールしているのが現状である。
しかし、このような従来の立体シミュレーション装置は、操縦できるモードが限定されているため、実際の車両等の動きに即した操縦が不可能であり、実際の車両等の操縦とは似ても似つかぬ単なるゲームとしての趣向性しかないため、ストーリが同じとなり飽きられ易い、という問題を有していた。
また、本格的なシミュレーション装置として、航空機の操縦者訓練用のシミュレーション装置が知られている。この操縦者訓練用のシミュレーション装置は、シミュレートする機体の実物大のコックピットに操縦者を搭乗させ、前方スクリーンに立体映像や平面映像、音声を提供しつつ、実物のコックピット全体を、操縦者の操縦に対応させて大がかりな駆動システムで動かし振動させているものであって、操縦者訓練の目的のために莫大な費用を費やして製造された専門の大型装置であり、航空機のシミュレーションのみ、それも一種類の機体のシミュレーションしか行えないものであり、汎用性があるものではなかった。また、このようなシミュレーション装置は、操縦者訓練専用のものであり、一般者が手軽にシミュレーションを楽しむことができるものではなかった。
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、各種車輛、航空機、船舶のインタラクティブな操縦やインタラクティブなゲームを、奥行きや距離感を視認可能な３次元画像を、実写やコンピュータ・グラフィックスをシミュレーション化することによってモジュール化した環境モジュールや動きモジュールを選択することで、より高速で、動き再現性をより高精度化した環境のもとで様々なバリエーションのより現実に近い感覚で仮想体感をすることができるシミュレーション装置及びシミュレーション装置のデータ授受方法を提供しようとするものである。As is well known, a simulation apparatus is used to train a driver of a vehicle, an aircraft, or a ship as a device that can virtually experience a situation experienced by a driver in a system to be simulated, such as a vehicle or an aircraft. A variety of products have been proposed, from those for use to game machines installed in game centers such as game centers and amusement parks, or for video games used at home.
By the way, most of the conventional simulation devices of this type reproduce two-dimensional video (planar video) and sound, and based on this, the operator can control, that is, can be simulated interactively. Computer games are known. Various games such as a car racing game, an airplane flight simulation game, and a train driving simulation game have been proposed as these games.
However, such a conventional computer game or simulation device simply has a flat two-dimensional image and a sound corresponding to the image, so there is no sense of depth. For example, when braking is performed There was a problem that the sense of distance to the stop of the vehicle or the like could not be grasped.
On the other hand, as a simulation apparatus that can experience movement, for example, a three-dimensional simulation apparatus that gives vibration, rotation, or rocking to the cockpit and gives the driver a sense of reality is used for the theme park attraction. However, these movements are not created from actual movements of the aircraft, but are currently controlled by a movement program manually input by a motion programmer.
However, since such a conventional three-dimensional simulation apparatus has limited modes in which it can be steered, it cannot be steered in accordance with the movement of an actual vehicle, etc. However, since the game has only an interest as a game, the story is the same and it is easy to get bored.
As a full-fledged simulation device, a simulation device for training an aircraft operator is known. This simulator for training the pilot places the pilot in the real-size cockpit of the aircraft to be simulated, providing stereoscopic images, plane images, and audio to the front screen, It is a specialized large-scale device that is driven and vibrated by a large drive system in response to maneuvering, and has been manufactured at great expense for the purpose of pilot training, only aircraft simulation, However, only one type of aircraft could be simulated, and it was not versatile. In addition, such a simulation device is dedicated to pilot training, and a general person cannot easily enjoy the simulation.
The present invention has been developed in view of the current situation, and the object of the present invention is to provide a three-dimensional image in which the depth and distance can be visually recognized in interactive operations and interactive games of various vehicles, aircraft and ships. By selecting environment modules and motion modules that have been modularized by simulating live-action images and computer graphics, various variations can be achieved in an environment with faster and more accurate motion reproducibility. It is an object of the present invention to provide a simulation apparatus and a data transmission / reception method for the simulation apparatus that can make a virtual experience with a sense closer to reality.

請求の範囲１の発明は、搭乗者の操作入力に従って操作される対象システムをシミュレートし、対象システムのシステムの状態および／またはシステム内における人物が知覚する体感情報を再現するシミュレーション装置であって、シミュレーションソフトを実行するシミュレーションソフト実行部と、搭乗者が前記シミュレーションされた対象システムを操作する操縦装置と、搭乗者の対象システム内での景観の奥行き感や距離感を再現する立体映像表示装置、音声再生装置、座席等のモーション再現装置、振動再現装置、匂い再現装置、気象状態再現装置のうち、少なくとも立体映像を表示する立体映像表示装置を備えたシミュレーション駆動部と、を備え、搭乗者に奥行き感や距離感を体感できる立体画像表示をすることができ、且つインタラクティブなシミュレーション動作をすることが可能となるように構成したことを特徴とするものである。
請求の範囲２の発明は、請求の範囲１のシミュレーション装置において、前記シミュレーション駆動部にはソースモジュール部が接続され、このソースモジュール部に格納されるデータは、シミュレーション駆動部の各再生装置に対応する実際のシステムにおける計測データに基づいて作成したものであることを特徴とするものである。
請求の範囲３の発明は、請求の範囲１または請求の範囲２のシミュレーション装置において、前記シミュレーション駆動部の各装置は、基準時間に同調するように制御されることを特徴とするものである。
請求の範囲４の発明は、請求の範囲１ないし請求の範囲３のいずれかのシミュレーション装置において、前記動きモジュールは、対象システムの搭乗者席での動きのを格納しており、前記シミュレータ制御装置はモーション駆動装置を駆動する自由度に合致する信号であって、前記表示映像情報と同調した駆動信号を出力する動きデータ制御装置を備えたことを特徴とするものである。
請求の範囲５の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲４のいずれかに記載のシミュレーション装置において、前記プログラムソフト実行部は、シミュレーション駆動部とイニシャルデータの授受を行い、動きデータ制御装置にシミュレーション駆動部の駆動可能情報に合致した駆動情報を出力させることを特徴とするものである。
請求の範囲６の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲５のいずれかのシミュレーション装置において、前記シミュレーション装置には搭乗者の生体情報を採取する生体センサを備え、シミュレーション制御装置は、搭乗者の状態を出力することを特徴とするものである。
請求の範囲７の発明は、請求の範囲６に記載のシミュレーション装置において、前記シミュレーション装置は、生体センサからの情報により、シミュレーションストーリを変化させることを特徴とするものである。
請求の範囲８の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかのシミュレーション装置を駆動するシミュレーション装置のデータ授受方法であって、シミュレーション装置に入力される各データを送受信する手順が予め統一されたフォーマットにより記述されていることを特徴とするものである。The invention of claim 1 is a simulation device that simulates a target system operated in accordance with an operation input of a passenger and reproduces the system state of the target system and / or sensation information perceived by a person in the system. A simulation software execution unit for executing simulation software, a control device for a passenger to operate the simulated target system, and a stereoscopic video display device for reproducing a sense of depth and distance in the passenger's target system A sound reproduction device, a motion reproduction device such as a seat, a vibration reproduction device, an odor reproduction device, and a weather state reproduction device, and a simulation drive unit including at least a three-dimensional image display device for displaying a three-dimensional image. 3D image display that allows you to experience a sense of depth and distance, and It is characterized in that is configured as is possible to the interactive simulation operation.
The invention according to claim 2 is the simulation apparatus according to claim 1, wherein a source module unit is connected to the simulation drive unit, and data stored in the source module unit corresponds to each reproduction device of the simulation drive unit. It is created based on measurement data in an actual system.
The invention of claim 3 is characterized in that, in the simulation device of claim 1 or claim 2, each device of the simulation drive unit is controlled to be tuned to a reference time.
The invention according to claim 4 is the simulation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the motion module stores the motion of the target system at the passenger seat, and the simulator control device Is a signal that matches the degree of freedom of driving the motion drive device, and is characterized by comprising a motion data control device that outputs a drive signal synchronized with the display video information.
The invention according to claim 5 is the simulation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the program software execution unit exchanges initial data with the simulation drive unit, and the motion data control apparatus Drive information that matches the drivable information of the simulation drive unit is output.
The invention according to claim 6 is the simulation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the simulation device includes a biological sensor that collects the biological information of the passenger, and the simulation control device includes the passenger The state is output.
The invention according to claim 7 is the simulation apparatus according to claim 6, wherein the simulation apparatus changes a simulation story based on information from a biological sensor.
The invention according to claim 8 is a data exchange method for a simulation apparatus for driving the simulation apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein a procedure for transmitting and receiving each data input to the simulation apparatus is previously performed. It is characterized by being described in a unified format.

図１は、本発明に係るシミュレーション装置の基本構成を示すブロック図である。
図２は、本発明に係るシミュレーション装置の実施形態を示すブロック図である。
図３はシミュレーション装置の、初期設定項目のうち車両の選択リストを示す図である。
図４はシミュレーション装置の、初期設定うち走行個所の選択リストを示す図である。
図５は、シミュレーション装置の、モーションジェネレータの内容の一例示す図である。
図６は、シミュレーション装置の、振動ジェネレータの内容の一例を示す図である
図７は、シミュレーション装置のデータ指定様式の一例を示す図である。
図８は、シミュレーション装置のモーションジェネレータの出力の状態を示す図である。
図９は、シミュレーション装置の他の例に係るモジュール部の構成を示す図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a simulation apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a simulation apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a vehicle selection list among the initial setting items of the simulation apparatus.
FIG. 4 is a diagram showing a selection list of travel locations in the initial setting of the simulation apparatus.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the contents of the motion generator of the simulation apparatus.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the contents of the vibration generator of the simulation apparatus. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a data designation format of the simulation apparatus.
FIG. 8 is a diagram illustrating an output state of the motion generator of the simulation apparatus.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a module unit according to another example of the simulation apparatus.

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、本明細書において「動源」とは、動きデータをパッケージ化したファイルを意味する概念である。「動源」は、例えば、自動車の場合、その車種、右旋回の動作、左旋回の動作、エンジンの型式、走行場所（市内、鈴鹿・富士・茂手木サーキット、山道、アイスバーン、雪道等）、気象条件等の個々の環境を光ディスク、メモリ素子等にモジュール化し記録したものをいい、これら動源の中から１又は複数を選択して、これを組み合わせることで、所望の仮想走行体験をすることができる。
図１は、本発明に係るシミュレーション装置の基本構成を示すブロック図、図２は、本発明に係るシミュレーション装置の実施形態を示すブロック図である。
本例において、シミュレーション装置１０は、シミュレーション装置１０を駆動するデータファイルを格納するソースモジュール部１００と、前記ソースモジュール部１００からの信号を処理して駆動信号にするシミュレーション制御装置２００と、前記シミュレーション制御装置２００の駆動信号に基づいて搭乗者１にシミュレーション動作を行うシミュレーション駆動部３００と、前記ソースモジュール部１００の出力に前記操縦装置からの入力信号を加算して前記シミュレーション制御装置２００に送出する全体処理装置と前記ソースモジュール部１００と、記録媒体６００等のシミュレーションソフトウエアを再生し、ソースモジュール部１００とシミュレーション制御装置２００とにデータを転送するとともに全体の制御を行うシミュレーションソフト実行部５００とからなる。
以下、シミュレートする対象は自動車であるものとして説明する。また、シミュレーションソフトウエアが格納された記録媒体６００には、制御プログラムの他、シミュレートする自動車の立体映像データ、サラウンド音声データ、モーションモジュール用データ、振動モジュール用データ、匂いモジュール用データ、気象モジュール用データが格納されている。これらのデータは記録媒体６００に格納されたデータであり、実際のシステム中の稼働中に採集したデータ、例えばモーションデータであれば、実際の自動車の動きを計測することにより得る。また、同様に、音声データ、振動データ、匂いデータ、気象状態データも実際の計測データからファイル化して記録媒体に格納されたデータを得る。また、立体映像データはコンピュータ・グラフィックスで得たものをファイル化して格納しておくか、実写の映像データをファイル化して格納しておく。また、本システムの同調には、映像データの各フレームに付された時刻を基準として用い、各データにもその同調信号として映像データと同周期の基準時間を付記するものとしている。なお、前記記録媒体に記録される情報は、シミュレーション装置を汎用化するため、形式を規格化しておくことが望ましい
シミュレーションソフト実行部５００は、前記記録媒体６００を再生するソフト読取部５１０と、サラウンド音声を発生するサラウンド音声発生部５２０と、立体映像を再生する立体映像発生部５３０と、前記ソースモジュール部１００の各モジュール中からシミュレーションに必要なモジュールのファイルを決定するモジュールファイル決定部５５０とを備える。
シミュレーション駆動部３００は、搭乗者１が着席するシート３７０、該シート近傍に設けられ、シミュレートする対象すなわち車両を自動車を操縦する操縦装置３８０、および搭乗者に対象システム内における体感状態を再現する再現装置として、前記搭乗者１に立体映像を表示する立体映像表示装置３２０、搭乗者１に、５．１サラウンド音声を再生するサラウンド音声表示装置３２０、シートを縦揺れ（ピッチング）、横揺れ（ローリング）及び上下動（ヒービング）の３自由度で動作させるモーション駆動装置３３０、シート３７０に振動を与える振動駆動装置３５０、匂いを発生する匂い発生装置３５０、および搭乗者１に体感気象を再現する気象再現装置である送風機３６０を含んで構成される。
また、本例では、前記操縦装置３８０に操作に対する反力を生成するフィードバックメカニズム３９０を備えている他、搭乗者１の心拍数と呼吸数を計測する生体センサ４００を備える。また、本例では、操縦装置３８０には、操舵ハンドル３８１、ギヤチェンジレバー３８２、アクセルペダル３８３、ブレーキペダル３８４が設けられ、これらの操作により車両の運転をシミュレートする。また、本例では、フィードバックデータ装置から、操舵ハンドル３８１、ギヤチェンジレバー３８２、アクセルペダル３８３、ブレーキペダル３８４には操作に相当する反力が与えられる。
本例では、例えば液晶パネルを用いた立体映像表示装置３２０には車窓からの景色、車両の走行風景、道路マップ等が立体的に表示される。
また、シート３７０に設けられたシートベルトあるいはクッションには搭乗者１の心拍および呼吸数をモニタする生体センサ４００が設けられている。この生体センサ４００は、公知のものを用いればよい。この生体センサ４００の出力は公知の手法で心拍信号と、呼吸信号に変換され、シミュレーションソフト実行部５００にフィードバックされる。
シミュレーションソフト実行部５００では、この生体センサ４００からの信号を受け、乗り物酔い等の身体の不調を察知して、シミュレーション駆動部を停止させたり、搭乗者の興奮度に応じてゲームのストーリ展開を変更させたりすることができ、搭乗者の興味を引くことができる。また、搭乗者の興奮度を搭乗者自身に表示することもできるほか、シミュレーション装置の管理者が搭乗者の身体の状態の記録を採り後のソフトウエアの開発の参考にすることができる。
さらに、本例では、モーション駆動装置３３０にはモーション駆動装置３３０の駆動範囲を超えたことを判定するリミッタ４４０の他、現在のモーション駆動装置３３０の状態すなわち絶対位置や姿勢データを格納した現状動作情報メモリ４２０と、このシミュレーション駆動部３００が駆動できる駆動系についての情報、すなわちシートを縦揺れ（ピッチング）、横揺れ（ローリング）及び上下動（ヒービング）の３自由度であること示す情報の他、ＩＤを格納する固有情報ステータスメモリ４３０とを備えている。
また、ソースモジュール部１００は、モーションモジュール１１０、振動モジュール１２０、匂いモジュール１２０、気象状態モジュール１４０を備える。このソースモジュール部１００には、記録媒体等のデータディスクを再生するシミュレーションソフト実行部５００が接続されている。
本例では、各モジュール１１０〜１４０はシミュレートする対象の情報例えば車の種類、走路の条件により選択されたモーション、振動、匂い、気象条件に関するデータをソフト読取部５１０が再生した記録媒体６００から書き込まれ、これらのデータをファイル定められた形式で格納している。これは例えば、図５に示すような車の各種動きを６軸の自由度で格納している。また、図６に示すような車の振動も同様に格納している。また、匂い、気象条件に関する前記車の種類、走路の条件により発生する状態のデータを格納している。これらのデータは車両の走行状態に合致するデータがモジュールファイル決定部５５０で指定され、図７に示すように出力される。この形式は、本例に限られず必要に応じて変更できる。しかし、シミュレーション装置を汎用化するため、形式を規格化しておくことが望ましい。
また、これらのモジュール１１０〜１４０は、シミュレーション対象に応じた記録媒体６００を再生することにより、モジュール内のデータを書き換えることができる。これにより、例えば車、飛行機などのシミュレーション対象に応じてモジュールを書き換えることにより、簡単に対応することができる。
さらに、本例では、上記ソースモジュール部１００からのデータを処理し前記シミュレーション駆動部３００に送出するシミュレーション制御装置２００が設けられている。このシミュレーション制御装置２００は、前記ソースモジュール部１００の各ソースのデータをシミュレーション駆動部３００の各駆動装置で再現できる信号に変換すると共に、前記操縦装置３８０の操作によって変化する対象システムの挙動に従って信号を変更するものである。尚、本例では（立体映像、及びサラウンド音声については、シミュレーション駆動部３００からの信号により立体映像データ制御装置２１０を経てサラウンド音声発生部３１０へ、立体映像表示制御装置２２０を経てサラウンド音声表示装置３２０に入力され、また、立体映像発生部５３０から、立体映像表示制御装置２２０を経て立体映像表示装置３２０に入力される。
このシミュレーション制御装置２００は、モーションデータを制御するモーションデータ制御装置２３０と、振動データを制御する振動データ制御装置２４０と、匂いデータを制御する匂いデータ制御装置２５０と、気象状態データ、本例では風量を制御する気象状態制御装置であるファン制御装置２６０と、各制御装置２１０〜１６０の出力を同調させる同調装置２７０とからなる。この同調装置は、前記立体映像データの各フレームに付記された基準時刻（タイムコード）を基準として、各音声、モーション、振動、匂い、気象の各データが同調するよう、各制御装置２１０，２３０〜２６０での処理を遅延または先送りするように指示する。すなわち、本例では、立体映像、音声、モーション、振動等の各再現が時間のずれなく行われ、搭乗者の乗り物酔いを防止できる。
次に、モーション制御装置２３０について説明する。本例でモーションデータ制御装置２３０は、モーションデータ比較器２３１とモーションデータコンバータ２３２とモーションベースコントローラ２３３とを含んで構成される。モーションデータ比較器２３１は、操縦装置３８０からの信号により、モーションモジュール１１０で指定されたモーションモジュール１１０のファイルの値、現状動作情報メモリ４２０との値を比較して、その差分値をフィードバックメカニズム３９０とモーションデータコンバータ２３２に出力する。モーションデータコンバータ２３２は、この６自由度（６軸）の運動データをシートの縦揺れ（ピッチング）、横揺れ（ローリング）及び上下動（ヒービング）の３自由度（３軸）の姿勢データに変換してモーションベースコントローラ２３３に出力する。これにより、搭乗者は、あたかも自動車が加速減速移動したような感覚をえることができる。
この際モーション駆動装置３３０からの絶対位置情報及び姿勢データを参照する他、リミッタ４４０からの信号により、所定の値以上にモーション駆動装置３３０が駆動されないよう制御する。
尚、モーションデータコンバータ２３２におけるモーションデータの変換は公知技術（特開平２００３−１０３０号公報参照）であるのでその説明は省略する。
次に、図２に基づいて、本例に係るシミュレーション装置の作動について説明する。この例は、主として座席の駆動（モーション）制御を例とするが、他のシミュレーション要素ももの例と同様に制御される。
まず、操縦装置３８０を入力手段として、車両走行のシミュレーションの初期条件を設定する。この時イニシャライズ手順として、ＩＤの確認、ステータスの確認がお粉あわれる。
本例では初期条件を選択する指標として、車両条件とし図４に示すような車種（ａ），エンジン（ｂ），シフト（ｃ）、タイア（ｄ）、エア圧（ｅ）等を選択できる。また、走行地の条件としてとして、走路（Ｉ，Ｉ−Ｉ…Ｉ−ＩＶ）、走行月（ＩＩ）、走行時時刻（ＩＩＩ）、天候（ＩＶ）、湿度（Ｖ）、路面条件（ＶＩ）等を選定できる。
この初期条件は、車両だけではなく飛行機等、その他の乗り物で設定する事ができる、車両、飛行機であれば、水平状態を基準として、また、カヌーの川下りなどでは下降姿勢を基準と定めることができる。
まずシミュレーションソフト実行部５００は固有情報ステータスメモリ４３０からシミュレーション駆動部３００のイニシャライズデータを獲得する（Ｓ１）。次に、シミュレーションソフト実行部５００はこの上記設定された初期条件に基づいてシミュレーション駆動部３００を初期状態にする。そして、サラウンド音声発生部３１０と立体映像表示装置３２０にサラウンド音声及び立体映像信号を出力する（Ｓ２）。
同時に、モジュールファイル決定部５５０は、操縦装置３８０からの情報でモーションモジュール１１０から適合するファイルを検索して指定する（Ｓ３）。
この指定により、モーションモジュール１１０から６軸のモーションデータを出力され、モーションデータ比較器２３１では操縦装置３８０からの操縦信号と前記イニシャライズデータとから、モーション駆動装置３３０の駆動の基本となる６軸のデータを出力する（Ｓ４、図７参照）。モーションデータ比較器２３１ではこのデータと現状動作情報メモリ４２０からの現状データとを比較し、その差分（６軸）をフィードバックメカニズム３９０とモーションデータコンバータ２３２に出力する（Ｓ５）。
するとフィードバックメカニズム３９０では操縦装置３８０の操舵ハンドル３８１、ギヤチェンジレバー３８２、アクセルペダル３８３，ブレーキペダル３８４に反力を発生させる。この反力は、操舵ハンドル３８１の振動等として反映される。
モーションデータコンバータ２３２では、前記６軸のモーションデータ比較器２３１に送り、モーションデータコンバータ２３２は、現状動作情報メモリ４２０からの絶対位置情報及び姿勢データを得て、３軸の姿勢データを出力する（Ｓ６）
この３軸の姿勢データに基づいて、モーションベースコントローラ２３３は、固有情報ステータスメモリ４３０を書き換える（Ｓ７）と共に、モータアンプ４１０にモータ位置指令パルスを発生し（Ｓ８）を介して３軸のデータでモーション駆動装置３３０を駆動する（Ｓ９）。
そして搭乗者１によって操縦装置３８０が操作されたときには、上述のＳ１〜Ｓ９までを繰り返し行い、モーション駆動装置３３０を駆動するものである。尚、モーションモジュール１１０は図６にこのような車両の走行条件に合致するファイルを、振動モジュール１４０には同様に合致するファイルを格納している。
そして、これらのモーションおよび振動のオン時刻、サステイン時間、およびオフ時刻を指定することにより、図９に示すような特性を持った動きおよび振動駆動信号が出力され、モーション駆動装置３３０および振動駆動装置３５０が駆動される。
ここで、モーション駆動装置３３０は、電動機とリンクとを用いた構造を採用することができる他、油圧その他の駆動源を使用して構成することができる。
また、振動駆動装置３５０は電磁式、あるいは液圧式のアクチュエータを使用することができる。
また、立体映像表示装置３２０は、上記の制御と同様の制御がなされ、車両の窓から見える立体映像、計器等が表示され。この映像データは、立体映像モジュール１３０に格納された立体映像データが立体映像データ制御装置２１０で選択処理されて立体映像表示装置３２０に表示される。
次に、音声の出力について説明する。
本例では音声は５．１サラウンド方式で搭乗者に再生される。この音声は走行音、車体、タイアのきしみ音、風切り音、観衆の歓声、効果音、音楽など車体の配置位置、走行位置、走行状態により出力される。これらのデータはシミュレーションソフト実行部５００から画像データと同様にシミュレーションソフト実行部５００が選択して出力する。
次に気象状態の再現および匂い発生の再現について説明する。
本例では、気象の再現として、走行風の状態（風力、温度、湿度）、霧のうち走行風を再現するためファンを使用する。
本例では匂いとして、タイアの焦げる匂いやエンジンオイルの匂い、排気ガスの匂いを出力するようにしても良い。これらの匂いは、匂い源を封入したマイクロカプセルを用いて再現することができる。
これら天候、および匂いのデータについてもモーション駆動と同様にファイル化された気象状態モジュール、匂いモジュールからシミュレーションソフト実行部５００が選択して各出力装置が出力する。
尚上記の実施の形態では、車両の走行のシミュレーションについて説明したが、シミュレーションの対象は車両に限ることなく、航空機、船舶その他の移動体であっても良い。これらの場合映像、音声、モーションは実際のシステムで録画、録音、計測したデータから作成することができるほか、コンピュータ・グラフィックスでも制作できる。また、対象システムを、実在の乗り物、ゲーム中の架空の乗り物とすることもでき、この場合も前記実在の対象と同様である。
さらに、本発明に係るシミュレーション装置においては、ソフトウエアの内容設定に基づいてシミュレーション駆動部に予め定められた流れの映像音声モーション等を表示することができる。このようなシミュレーションでは操縦装置からの操縦を行うことなく一定のシミュレートを実行する。このようなシミュレーションは、インタラクティブなシミュレーションの前の体験、あるいは模範として搭乗者に体験させれば有効である。このようなシミュレーションの内容はすべてソフトウエアのコンテンツによる。
また、対戦型ゲームに本発明のシミュレーション装置を適用することができ、対戦相手からの攻撃や衝突に対応する動きも上記モジュールに入力しておけばシミュレーションソフト実行部５００が適宜選択してシミュレーション制御装置２００からシミュレーション駆動部３００に信号が伝わりそれらのモーション、振動、音声等が再生される。
尚、上記例では、立体映像、サラウンド音声は、シミュレーションソフト実行部５００にサラウンド音声発生部５２０、立体映像発生部５３０で発生したが、図９に示すように、シミュレーションソフト実行部５００にサラウンド音声発生部、立体映像発生部を設けずソースモジュール部１００に立体映像モジュール１５０とサラウンド音声発生モジュール１６０を設けるようにしてもよい。Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms. Further, in this specification, “motion source” is a concept that means a file in which motion data is packaged. For example, in the case of an automobile, the “power source” is the vehicle type, the right turn operation, the left turn operation, the engine type, the travel location (city, Suzuka / Fuji / Motegi circuit, mountain road, ice burn, snow road Etc.), which means that individual environments such as meteorological conditions are modularized and recorded on optical disks, memory elements, etc., and one or more of these sources can be selected and combined to create the desired virtual driving experience Can do.
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a simulation apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the simulation apparatus according to the present invention.
In this example, the simulation apparatus 10 includes a source module unit 100 that stores a data file that drives the simulation apparatus 10, a simulation control apparatus 200 that processes a signal from the source module unit 100 into a drive signal, and the simulation A simulation drive unit 300 that performs a simulation operation on the passenger 1 based on the drive signal of the control device 200, and an input signal from the control device is added to the output of the source module unit 100 and sent to the simulation control device 200. The simulation software such as the overall processing device, the source module unit 100, and the recording medium 600 is reproduced, and the data is transferred to the source module unit 100 and the simulation control device 200 and the overall control is performed. Consisting of Interview configuration software execution unit 500..
In the following description, it is assumed that the object to be simulated is an automobile. In addition to the control program, the recording medium 600 storing the simulation software includes stereoscopic video data of a car to be simulated, surround sound data, motion module data, vibration module data, odor module data, weather module Data is stored. These data are data stored in the recording medium 600, and can be obtained by measuring the actual movement of an automobile if it is data collected during operation in an actual system, for example, motion data. Similarly, voice data, vibration data, odor data, and weather condition data are also filed from actual measurement data to obtain data stored in a recording medium. In addition, as the stereoscopic video data, those obtained by computer graphics are stored as a file, or the video data of actual shooting is stored as a file. Further, for the tuning of this system, the time given to each frame of the video data is used as a reference, and a reference time having the same cycle as that of the video data is added to each data as a tuning signal. The information recorded on the recording medium is preferably standardized in order to generalize the simulation apparatus. The simulation software execution unit 500 includes a software reading unit 510 that reproduces the recording medium 600, and surround. A surround sound generation unit 520 that generates sound, a stereoscopic image generation unit 530 that reproduces a stereoscopic image, and a module file determination unit 550 that determines a module file required for simulation from each module of the source module unit 100. Prepare.
The simulation drive unit 300 is provided in the vicinity of the seat 370 on which the occupant 1 is seated, and reproduces the sensible state in the target system for the object to be simulated, that is, the control device 380 that controls the vehicle. As a reproduction device, a stereoscopic image display device 320 that displays a stereoscopic image on the passenger 1, a surround sound display device 320 that reproduces 5.1 surround sound on the passenger 1, a seat is pitched, and a roll ( The motion driving device 330 that operates with three degrees of freedom (rolling) and vertical movement (heaving), the vibration driving device 350 that vibrates the seat 370, the odor generating device 350 that generates odors, and the sensible weather to the passenger 1 are reproduced. A blower 360 which is a weather reproduction device is included.
In this example, the control device 380 includes a feedback mechanism 390 that generates a reaction force to an operation, and a biological sensor 400 that measures the heart rate and respiratory rate of the occupant 1. In this example, the steering device 380 is provided with a steering handle 381, a gear change lever 382, an accelerator pedal 383, and a brake pedal 384, and the operation of the vehicle is simulated by these operations. In this example, a reaction force corresponding to an operation is applied to the steering handle 381, the gear change lever 382, the accelerator pedal 383, and the brake pedal 384 from the feedback data device.
In this example, a stereoscopic image display device 320 using, for example, a liquid crystal panel displays a view from a vehicle window, a traveling scene of a vehicle, a road map, and the like in a three-dimensional manner.
Further, the seat belt or cushion provided on the seat 370 is provided with a biosensor 400 that monitors the heart rate and respiratory rate of the occupant 1. The biosensor 400 may be a known sensor. The output of the biosensor 400 is converted into a heartbeat signal and a respiration signal by a known method and fed back to the simulation software execution unit 500.
The simulation software execution unit 500 receives a signal from the biological sensor 400, detects a physical condition such as motion sickness, stops the simulation drive unit, and develops a story of the game according to the degree of excitement of the passenger. It can be changed, and the passenger's interest can be drawn. In addition, the excitement level of the passenger can be displayed to the passenger himself / herself, and the administrator of the simulation device can record the physical condition of the passenger and use it as a reference for software development.
Further, in this example, the motion drive device 330 stores the current state of the motion drive device 330, that is, the current position and orientation data, in addition to the limiter 440 that determines that the drive range of the motion drive device 330 has been exceeded. In addition to information about the information memory 420 and the driving system that can be driven by the simulation driving unit 300, that is, information indicating that the sheet has three degrees of freedom of pitching, rolling and rolling (heaving). And a unique information status memory 430 for storing IDs.
The source module unit 100 includes a motion module 110, a vibration module 120, an odor module 120, and a weather condition module 140. The source module unit 100 is connected to a simulation software execution unit 500 for reproducing a data disk such as a recording medium.
In this example, each of the modules 110 to 140 is recorded from the recording medium 600 reproduced by the software reading unit 510 on the information to be simulated, for example, the data related to the motion, vibration, smell, and weather conditions selected according to the vehicle type and the road condition. These data are written and stored in a file-defined format. For example, various movements of a car as shown in FIG. 5 are stored with six degrees of freedom. Moreover, the vibration of the vehicle as shown in FIG. 6 is also stored. In addition, it stores data on the state generated by the vehicle type and runway conditions related to odor and weather conditions. These data are specified by the module file determination unit 550 as data that matches the running state of the vehicle, and are output as shown in FIG. This format is not limited to this example and can be changed as necessary. However, it is desirable to standardize the format in order to generalize the simulation apparatus.
Further, these modules 110 to 140 can rewrite data in the modules by reproducing the recording medium 600 corresponding to the simulation target. Thereby, it can respond easily by rewriting a module according to simulation objects, such as a car and an airplane, for example.
Furthermore, in this example, a simulation control device 200 that processes data from the source module unit 100 and sends it to the simulation drive unit 300 is provided. The simulation control device 200 converts the data of each source of the source module unit 100 into a signal that can be reproduced by each drive device of the simulation drive unit 300, and signals according to the behavior of the target system that changes according to the operation of the control device 380. Is to change. In this example (for 3D video and surround audio, a signal from the simulation drive unit 300 passes through the 3D video data control device 210 to the surround audio generation unit 310, and through the 3D video display control device 220 to the surround audio display device. 320, and from the stereoscopic video generation unit 530 to the stereoscopic video display device 320 via the stereoscopic video display control device 220.
The simulation control apparatus 200 includes a motion data control apparatus 230 that controls motion data, a vibration data control apparatus 240 that controls vibration data, an odor data control apparatus 250 that controls odor data, weather condition data, in this example. It comprises a fan control device 260 that is a weather condition control device that controls the air volume, and a tuning device 270 that synchronizes the outputs of the control devices 210 to 160. The tuning device is configured to control each of the control devices 210 and 230 so that each sound, motion, vibration, smell, and weather data is synchronized with reference to a reference time (time code) added to each frame of the stereoscopic video data. Instruct to delay or postpone processing at ~ 260. That is, in this example, each reproduction of stereoscopic video, audio, motion, vibration, and the like is performed without a time lag, and passenger motion sickness can be prevented.
Next, the motion control device 230 will be described. In this example, the motion data control device 230 includes a motion data comparator 231, a motion data converter 232, and a motion base controller 233. The motion data comparator 231 compares the value of the file of the motion module 110 specified by the motion module 110 and the value of the current operation information memory 420 with a signal from the control device 380, and compares the difference value with the feedback mechanism 390. And output to the motion data converter 232. The motion data converter 232 converts the motion data of 6 degrees of freedom (6 axes) into attitude data of 3 degrees of freedom (3 axes) of pitching (pitching), rolling (rolling) and vertical movement (heaving) of the seat. And output to the motion base controller 233. As a result, the passenger can feel as if the automobile has accelerated and decelerated.
At this time, in addition to referring to the absolute position information and posture data from the motion driving device 330, control is performed so that the motion driving device 330 is not driven beyond a predetermined value by a signal from the limiter 440.
Note that the motion data conversion in the motion data converter 232 is a known technique (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-1030), and a description thereof will be omitted.
Next, the operation of the simulation apparatus according to this example will be described with reference to FIG. In this example, seat drive (motion) control is mainly taken as an example, but other simulation elements are controlled in the same manner as in the example.
First, initial conditions for simulation of vehicle travel are set using the control device 380 as input means. At this time, as an initialization procedure, confirmation of ID and confirmation of status are performed.
In this example, the vehicle type (a), engine (b), shift (c), tire (d), air pressure (e), etc. as shown in FIG. In addition, as conditions for the travel location, the travel path (I, I ... I-IV), travel month (II), travel time (III), weather (IV), humidity (V), road surface condition (VI) Etc. can be selected.
This initial condition can be set not only for the vehicle but also for other vehicles such as airplanes. For vehicles and airplanes, the horizontal state should be used as a reference, and when going down a canoe, the descent posture should be used as a reference. Can do.
First, the simulation software execution unit 500 acquires initialization data of the simulation drive unit 300 from the unique information status memory 430 (S1). Next, the simulation software execution unit 500 sets the simulation drive unit 300 in an initial state based on the set initial condition. Then, the surround sound and the stereoscopic video signal are output to the surround sound generation unit 310 and the stereoscopic video display device 320 (S2).
At the same time, the module file determination unit 550 searches for and specifies a suitable file from the motion module 110 using the information from the control device 380 (S3).
By this designation, 6-axis motion data is output from the motion module 110, and the motion data comparator 231 determines the 6-axis motion that is the basis for driving the motion drive device 330 from the control signal from the control device 380 and the initialization data. Data is output (S4, see FIG. 7). The motion data comparator 231 compares this data with the current data from the current motion information memory 420, and outputs the difference (six axes) to the feedback mechanism 390 and the motion data converter 232 (S5).
Then, the feedback mechanism 390 generates a reaction force on the steering handle 381, the gear change lever 382, the accelerator pedal 383, and the brake pedal 384 of the steering device 380. This reaction force is reflected as vibration of the steering wheel 381 or the like.
The motion data converter 232 sends it to the 6-axis motion data comparator 231. The motion data converter 232 obtains absolute position information and attitude data from the current operation information memory 420 and outputs 3-axis attitude data ( S6)
Based on the three-axis attitude data, the motion base controller 233 rewrites the unique information status memory 430 (S7) and generates a motor position command pulse to the motor amplifier 410 (S8). The motion driving device 330 is driven (S9).
When the control device 380 is operated by the passenger 1, the above-described steps S1 to S9 are repeated to drive the motion driving device 330. It should be noted that the motion module 110 stores a file that matches the traveling condition of the vehicle in FIG. 6, and the vibration module 140 stores a file that similarly matches.
Then, by designating the on time, the sustain time, and the off time of the motion and vibration, a motion and vibration drive signal having characteristics as shown in FIG. 9 is output, and the motion drive device 330 and the vibration drive device are output. 350 is driven.
Here, the motion driving device 330 can employ a structure using an electric motor and a link, and can be configured using a hydraulic or other driving source.
In addition, the vibration driving device 350 can use an electromagnetic or hydraulic actuator.
In addition, the stereoscopic image display device 320 is controlled in the same manner as the above-described control, and displays stereoscopic images and instruments that can be seen from the window of the vehicle. This video data is displayed on the stereoscopic video display device 320 after the stereoscopic video data stored in the stereoscopic video module 130 is selected by the stereoscopic video data control device 210.
Next, audio output will be described.
In this example, the sound is played back to the passenger by the 5.1 surround system. This sound is output according to the position of the vehicle body, the driving position, and the driving state, such as the driving sound, the vehicle body, the squeak noise of the tire, the wind noise, the cheering of the audience, the sound effects, and music. These data are selected and output by the simulation software execution unit 500 from the simulation software execution unit 500 in the same manner as the image data.
Next, reproduction of weather conditions and reproduction of odor generation will be described.
In this example, a fan is used to reproduce the traveling wind out of the state of the traveling wind (wind power, temperature, humidity) and fog as weather reproduction.
In this example, the scent of tire, the scent of engine oil, or the scent of exhaust gas may be output as the scent. These odors can be reproduced using microcapsules encapsulating the odor source.
These weather and odor data are also selected by the simulation software execution unit 500 from the weather condition module and the odor module filed in the same manner as in the motion drive, and output from each output device.
In the above-described embodiment, the simulation of the traveling of the vehicle has been described. However, the target of the simulation is not limited to the vehicle, and may be an aircraft, a ship, or other moving objects. In these cases, video, audio, and motion can be created from data recorded, recorded, and measured by an actual system, and can also be produced by computer graphics. In addition, the target system can be a real vehicle or a fictitious vehicle in a game, and in this case, it is the same as the real target.
Furthermore, in the simulation apparatus according to the present invention, a video / audio motion having a predetermined flow can be displayed on the simulation drive unit based on the software content setting. In such a simulation, a certain simulation is executed without performing control from the control device. Such a simulation is effective if it is experienced by the passenger as an experience before the interactive simulation or as an example. The contents of such simulation depend on the software contents.
In addition, the simulation apparatus of the present invention can be applied to a competitive game, and if the movement corresponding to the attack or collision from the opponent is also input to the module, the simulation software execution unit 500 selects and controls the simulation appropriately. Signals are transmitted from the apparatus 200 to the simulation drive unit 300, and their motion, vibration, sound, and the like are reproduced.
In the above example, the 3D image and the surround sound are generated in the simulation software execution unit 500 by the surround sound generation unit 520 and the 3D image generation unit 530. However, as shown in FIG. The source module unit 100 may be provided with the stereoscopic video module 150 and the surround sound generation module 160 without providing the generation unit and the stereoscopic video generation unit.

本発明に係るシミュレーション装置は次のような利用可能性がある。
請求の範囲１の発明は、搭乗者の操作入力に従って操作される対象システムをシミュレートし、対象システムのシステムの状態および／またはシステム内における人物が知覚する体感情報を再現するシミュレーション装置であって、シミュレーションソフトを実行するシミュレーションソフト実行部と、搭乗者が前記シミュレーションされた対象システムを操作する操縦装置と、搭乗者の対象システム内での景観の奥行き感や距離感を再現する立体映像表示装置、音声再生装置、座席等のモーション再現装置、振動再現装置、匂い再現装置、気象状態再現装置のうち、少なくとも立体映像を表示する立体映像表示装置を備えたシミュレーション駆動部と、を備え、搭乗者に奥行き感や距離感を体感できる立体画像表示をすることができ、且つインタラクティブなシミュレーション動作をすることが可能となるように構成したことを特徴とするものである。
本発明のシミュレーション装置によれば、シミュレーション装置の搭乗者は、実際の対象内で体感する奥行き感（距離感及び方向感覚）のある立体映像を見ながら操縦装置でシミュレーション対象を操縦することができ、きわめて本物に近いリアルなシミュレーション体験をすることができる。また、音声、座席のモーション、振動、オイル等の焼ける匂い、気象状態、例えば風、霧、雨などを再現することにより、よりリアルなシミュレーションを体験できる。ここで、立体映像の表示方式は特に限定されることなく、時分割シャッター又は偏光眼鏡を装着して鑑賞する方式、レンチキュラ方式、パララックスバリア方式、ＨＯＥ素子方式、ヘッドマウンテンディスプレイ方式に加えて、バックライト方式、超多眼方式などにより眼鏡無しで、直接立体映像を鑑賞する方式を採用することもできる。
請求の範囲２の発明は、前記シミュレーション駆動部には、ソースモジュール部が接続され、このソースモジュール部に格納されるデータは、シミュレーション駆動部の各再生装置に対応する実際のシステムにおける計測データに基づいて作成したので、各モジュールは独立構成させて構成しても、ひとまとめとして構成しているから、容易に交換することができると共に、同じシミュレーション装置であっても、異なる多種多様の乗物シミュレーションを体験することができる。尚、ファイル化とは、最小単位のデータのまとまりを１つもしくは複数集め１としたものである。モジュールには、例えば車の車種、映像、音声、モーション、振動、天候、匂いを一まとまりとしたファイルを格納できる他、車の細部例えばエンジンの種類ごとにそのモーション、振動、音声をそれぞれ別のひとまとまりとしたファイルとして格納することができる。さらに、走行場所の細部、天候、匂いの細部をひとまとまりのデータとすることもできる。そして、本発明では、各データは実際のシステムにおける計測データから作成することができるので、複雑な動きであっても簡単に作成することができる他、よりリアルなデータを作成することができ、シミュレーション装置の操縦者は、実際に操縦によって得られる映像や音声、モーション、振動、匂い、気象状態のもとでの操縦感覚と同じ操縦感覚を仮想体験でき、ゲームの興味を長期間持続させることができる。
請求の範囲３の発明は、前記シミュレーション駆動部の各装置は、基準時間に同調するように制御されるので、装置の時間的な制御は、この基準時間に基づいて同調させるので、再現される各動作が時間的にずれることが無くなる。したがって、各装置の再現は、基準時間の経過に沿って遅延、先送りされ、常に立体画像の動きと、その他の再現とは同調される。このため、正確な操作が可能となり、また、乗り物酔いなどの搭乗者身体の不調を未然に防止することができる。
請求の範囲４の発明は、前記動きモジュールは、対象システムの搭乗者席での動きのを格納しており、前記シミュレータ制御装置はモーション駆動装置を駆動する自由度に合致する信号であって、前記表示映像情報と同調した駆動信号を出力する動きデータ制御装置を備えて構成されているので、モーションベースを小型化することができ、小型の再現装置であっても、正確な動きを実現することができる。動きモジュールのファイルは、動きデータ、例えば、ＸＹＺ方向の加速度とＸＹＺ軸まわりの角速度データでファイル化されており、異なる機構構造を持つモーション駆動装置に対応させ、前記６軸の姿勢制御データを使用するモーション駆動装置の機能特性に合わせて自動的にパラメータを変更して座席の姿勢に対応させることができる。たとえば、搭乗者席は縦揺れ（ピッチング）、横揺れ（ローリング）及び上下動（ヒービング）の３自由度で動作する。これにより、例えば６軸（ＸＹＺ方向の加速度とＸＹＺ軸まわりの角速度データ）を搭乗者席の移動を座席の姿勢として、容易に再現することができる。勿論、この動きデータは、６軸データに限定されるものではなく、また、初期設定データも含まれる。初期設定データとしては、例えば、シミュレートする対象の初期状態の姿勢、たとえば水平、傾斜に合わせて最初から姿勢を設定できる。車両、飛行機であれば、水平状態を初期姿勢として、また、カヌーの川下りなどでは下降姿勢を初期姿勢と定めることができる。従って、限られた装置の動きを最大限に発揮させることができる。
請求の範囲５の発明は、前記プログラムソフト実行部は、シミュレーション駆動部とイニシャルデータの授受を行い、動きデータ制御装置にシミュレーション駆動部の駆動可能情報に合致した駆動情報を出力させるように構成したので、プログラム実行部は、シミュレーションの最初にシミュレーション駆動部の駆動自由度、駆動範囲などについて情報を受け取りそれに合致した動きモジュールを作成する。従って、同じプログラムソフトで多種多様の装置に対応することができる。
請求の範囲６の発明は、前記シミュレーション装置には、搭乗者の生体情報を採取する生体センサを備え、シミュレーション制御装置は、搭乗者の状態を出力するように構成されているので、シミュレーション装置に搭乗した搭乗者の身体の状態、例えば心拍や呼吸数を知ることができ、その緊張状態、弛緩状態などが把握できる。このため、シミュレーション装置車両、飛行機等の操縦適正試験や乗り心地のシミュレーションに適応させることができることは勿論、操縦者の心理状態も計測することができ、この心理データに基づいてシミュレーションによる効果データとして活用することができる。また、搭乗者の生体状態を搭乗者自身に表示することもできるほか、シミュレーション装置の管理者が搭乗者の生体状態の経歴を採取し後のソフトウエア開発の参考にすることができる。
請求の範囲７の発明は、前記シミュレーション装置は、生体センサからの情報により、シミュレーションストーリを変化させるように構成したので、生体センサからの情報に基づいて予め定められたシミュレーションのストーリを変更することができ、より安全性を向上させることができる。さらに、搭乗者の興奮度に応じてゲームのストーリ展開を変更させたりすることができ、搭乗者の興味を引くことができる。また、搭乗者の生体状態を搭乗者自身に表示することもできるほか、シミュレーション装置の管理者が搭乗者の生体状態の経歴を採取し後のソフトウエア開発の参考にすることができる。
請求の範囲８の発明は、シミュレーション装置に入力される各データを送受信する手順が予め統一されたフォーマットにより記述されているので、新たなソフトウエアの開発の際、各ソフトウエアの開発制作スピードを迅速化することができる。The simulation apparatus according to the present invention can be used as follows.
The invention of claim 1 is a simulation device that simulates a target system operated in accordance with an operation input of a passenger and reproduces the system state of the target system and / or sensation information perceived by a person in the system. A simulation software execution unit for executing simulation software, a control device for a passenger to operate the simulated target system, and a stereoscopic video display device for reproducing a sense of depth and distance in the passenger's target system A sound reproduction device, a motion reproduction device such as a seat, a vibration reproduction device, an odor reproduction device, and a weather state reproduction device, and a simulation drive unit including at least a three-dimensional image display device for displaying a three-dimensional image. 3D image display that allows you to experience a sense of depth and distance, and It is characterized in that is configured as is possible to the interactive simulation operation.
According to the simulation device of the present invention, the passenger of the simulation device can control the simulation target with the control device while viewing a stereoscopic image with a sense of depth (feeling of distance and sense of direction) to be experienced in the actual target. , You can have a realistic simulation experience very close to the real thing. In addition, by reproducing voice, seat motion, vibration, burning smell such as oil, and weather conditions such as wind, fog, and rain, a more realistic simulation can be experienced. Here, the display method of the stereoscopic image is not particularly limited, in addition to the method of viewing with a time-division shutter or polarized glasses, the lenticular method, the parallax barrier method, the HOE element method, the head mountain display method, It is also possible to adopt a method of directly viewing stereoscopic images without glasses by a backlight method, a super multi-view method, or the like.
In the invention of claim 2, a source module unit is connected to the simulation drive unit, and data stored in the source module unit is measured data in an actual system corresponding to each reproduction device of the simulation drive unit. Since each module is configured as a single unit, it can be easily replaced, and even with the same simulation device, a wide variety of different vehicle simulations can be performed. You can experience it. Note that the file-formation is a collection of one or a plurality of minimum unit data. The module can store files such as car type, video, audio, motion, vibration, weather, smell, etc. For example, the details of the car, for example, the type of motion, vibration, and sound for each engine type can be stored separately. It can be stored as a single file. In addition, the details of the driving location, weather, and smell can be used as a set of data. And in the present invention, each data can be created from the measurement data in the actual system, so it can be easily created even with complicated movement, more realistic data can be created, The pilot of the simulation device can experience the same maneuvering feeling as the maneuvering feeling under the actual image and sound, motion, vibration, smell, and weather conditions that are actually obtained by maneuvering, and maintain the interest of the game for a long time Can do.
The invention of claim 3 is reproduced because each device of the simulation drive unit is controlled to be tuned to a reference time, and thus the temporal control of the device is tuned based on this reference time. Each operation is not shifted in time. Therefore, the reproduction of each apparatus is delayed and advanced along the passage of the reference time, and the movement of the stereoscopic image is always synchronized with the other reproductions. For this reason, it is possible to perform an accurate operation, and it is possible to prevent the passenger's body from malfunctioning such as motion sickness.
The invention of claim 4 is characterized in that the motion module stores the motion of the target system at the passenger seat, and the simulator control device is a signal that matches the degree of freedom of driving the motion drive device, Since it is configured to include a motion data control device that outputs a drive signal synchronized with the display video information, the motion base can be miniaturized, and an accurate motion can be realized even with a small reproduction device. be able to. The file of the motion module is filed with motion data, for example, acceleration in the XYZ directions and angular velocity data around the XYZ axes, and uses the 6-axis attitude control data corresponding to the motion drive device having a different mechanism structure. The parameters can be automatically changed according to the functional characteristics of the motion driving device to correspond to the posture of the seat. For example, the passenger seat operates with three degrees of freedom of pitching (pitching), rolling (rolling), and vertical movement (heaving). As a result, for example, six axes (acceleration in the XYZ directions and angular velocity data around the XYZ axes) can be easily reproduced with the movement of the passenger seat as the seat posture. Of course, this motion data is not limited to 6-axis data, and also includes initial setting data. As the initial setting data, for example, the posture can be set from the beginning in accordance with the posture in the initial state of the object to be simulated, for example, the horizontal and the tilt. In the case of a vehicle or an airplane, the horizontal state can be set as the initial posture, and the descending posture can be determined as the initial posture when going down a canoe. Therefore, it is possible to maximize the movement of the limited device.
The invention of claim 5 is configured such that the program software execution unit exchanges initial data with the simulation drive unit, and causes the motion data control device to output drive information that matches the drivable information of the simulation drive unit. Therefore, the program execution unit receives information about the degree of freedom of driving and the driving range of the simulation driving unit at the beginning of the simulation, and creates a motion module that matches the information. Therefore, the same program software can be used for various devices.
In the invention of claim 6, the simulation apparatus includes a biological sensor that collects the biological information of the occupant, and the simulation control apparatus is configured to output the state of the occupant. It is possible to know the state of the body of the boarded passenger, such as the heart rate and the respiratory rate, and to grasp the tension state, the relaxation state, and the like. For this reason, it is possible to measure the psychological state of the driver, as well as to be able to adapt to the appropriateness test and ride comfort simulation of the simulation device vehicle, airplane, etc. As the effect data by simulation based on this psychological data Can be used. In addition, the occupant's biological state can be displayed to the occupant himself, and the administrator of the simulation apparatus can collect the occupant's biological state history and use it as a reference for subsequent software development.
In the invention of claim 7, the simulation device is configured to change the simulation story based on information from the biosensor, so that the simulation story previously determined based on the information from the biosensor is changed. It is possible to improve safety. Furthermore, the story development of the game can be changed according to the degree of excitement of the passenger, and the passenger's interest can be attracted. In addition, the occupant's biological state can be displayed to the occupant himself, and the administrator of the simulation apparatus can collect the occupant's biological state history and use it as a reference for subsequent software development.
In the invention of claim 8, since the procedure for transmitting and receiving each data input to the simulation apparatus is described in a unified format in advance, when developing new software, the speed of development and production of each software is reduced. It can be speeded up.

この発明は，各種車輛，航空機，船舶の双方向型（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）操縦やインタラクティブなゲーム（プレイヤーが筋の展開を選択できるゲームをいう。）を仮想体感することができるシミュレーション装置（ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）に係り，特に，画像の動きを実写やコンピュータ・グラフィックス（ＣＧ）をシミュレーション化してモジュール化された環境状況データや動きデータを選択することで，様々なバリエーションに即応することができるシミュレーション装置に関する。 The present invention relates to a simulation apparatus (simulator) that can virtually experience interactive operation of various vehicles, aircraft, and ships and interactive games (a game in which a player can select the development of muscles). In particular, the present invention relates to a simulation apparatus that can immediately respond to various variations by selecting the environment situation data and the motion data that are modularized by simulating live-action images and computer graphics (CG) .

良く知られているように，シミュレーション装置は，シミュレートするシステム，例えば，車両や航空機等において，操縦者が体感する状況を仮想体験することができる装置として，車輛，航空機，船舶の操縦者訓練用のものから，ゲームセンター，遊園地等の遊技場に設置されるゲームマシン，或は，家庭で使用されるビデオゲーム用のものまで多種多様のものが提案されている。 As is well known, a simulation device is used to train a driver of a vehicle, an aircraft, or a ship as a device that can virtually experience a situation experienced by a driver in a simulated system, such as a vehicle or an aircraft. from those of use, game center, game machine, which is installed in a game field of amusement parks, etc., or, until the one for video games to be used in the home is one of a wide variety have been proposed.

ところで，従来のこの種のシミュレーション装置としては，殆どのものが２次元映像（平面映像）と音声とを再現し，これを基に操作者が操縦可能な，即ち，インタラクティブにシミュレート可能とするコンピュータゲームが知られている。これらのゲームとしては，自動車のレーシングゲーム，飛行機の飛行シミュレーションゲーム，鉄道車両の運転シミュレーションゲームなど，これも多種多様のものが提案されている。   By the way, most of the conventional simulation devices of this type reproduce two-dimensional images (planar images) and sound, and based on this, the operator can control, that is, can be simulated interactively. Computer games are known. Various games such as a car racing game, an airplane flight simulation game, and a railway car driving simulation game have been proposed as these games.

しかしながら，このような従来のコンピュータゲームやシミュレーション装置は，単に平面的な２次元映像と，この画像に対応する音声が再生されているだけであるため，奥行き感覚がなく，例えば，ブレ−キングしたときの車両等の停止までの距離感が掴めない等の課題を有していた。   However, such a conventional computer game or simulation device has only a flat two-dimensional image and a sound corresponding to the image, and thus has no sense of depth. There was a problem that the sense of distance to the stop of the vehicle or the like could not be grasped.

一方，動きを体感できるシミュレーション装置としては，例えば，操縦席に振動や回転或は揺動を与え，操縦者に臨場感を与える立体シミュレーション装置がテーマパークのアトラクション等で用いられている。しかし，これらの動きも，実際の機体の動きから作成したものではなく，モーションプログラマーが手動で入力した動きプログラムによってコントロールしているのが現状である。   On the other hand, as a simulation apparatus that can experience the movement, for example, a three-dimensional simulation apparatus that gives vibrations, rotations, or swings to the cockpit and gives the driver a sense of reality is used for the theme park attraction. However, these movements are not created from actual movements of the aircraft, but are currently controlled by a motion program manually input by a motion programmer.

しかし，このような従来の立体シミュレーション装置は，操縦できるモードが限定されているため，実際の車両等の動きに即した操縦が不可能であり，実際の車両等の操縦とは似ても似つかぬ単なるゲームとしての趣向性しかないため，ストーリが同じとなり飽きられ易い，という問題を有していた。   However, since such a conventional three-dimensional simulation apparatus has limited modes in which it can be operated, it cannot be operated in accordance with the movement of an actual vehicle or the like. Because it has only a game-oriented preference, the story is the same and it is easy to get bored.

また，本格的なシミュレーション装置として，航空機の操縦者訓練用のシミュレーション装置が知られている。この操縦者訓練用のシミュレーション装置は，シミュレートする機体の実物大のコックピットに操縦者を搭乗させ，前方スクリーンに立体映像や平面映像，音声を提供しつつ，実物のコックピット全体を，操縦者の操縦に対応させて大がかりな駆動システムで動かし振動させているものであって，操縦者訓練の目的のために莫大な費用を費やして製造された専門の大型装置であり，航空機のシミュレーションのみ，それも一種類の機体のシミュレーションしか行えないものであり，汎用性があるものではなかった。また，このようなシミュレーション装置は，操縦者訓練専用のものであり，一般者が手軽にシミュレーションを楽しむことができるものではなかった。   As a full-fledged simulation device, a simulation device for aircraft operator training is known. This simulator for training the pilot places the pilot in the actual cockpit of the aircraft to be simulated, and provides stereoscopic video, plane video, and sound on the front screen, It is a specialized large-scale device that is moved and vibrated by a large-scale drive system in response to the maneuvering, and has been manufactured at great expense for the purpose of pilot training. However, only one type of aircraft could be simulated, and it was not versatile. In addition, such a simulation device is dedicated to pilot training, and it was not possible for ordinary people to enjoy simulation easily.

この発明は，かかる現状に鑑み創案されたものであって，その目的とするところは，各種車輛，航空機，船舶のインタラクティブな操縦やインタラクティブなゲームを，奥行きや距離感を視認可能な３次元画像を，実写やコンピュータ・グラフィックスをシミュレーション化することによってモジュール化した環境モジュールや動きモジュールを選択することで，より高速で，動き再現性をより高精度化した環境のもとで様々なバリエーションのより現実に近い感覚で仮想体感をすることができるシミュレーション装置を提供しようとするものである。 The present invention has been developed in view of the current situation, and the object of the present invention is to provide a three-dimensional image in which the depth and distance can be visually recognized through interactive maneuvers and interactive games of various vehicles, aircraft and ships. By selecting environment modules and motion modules that have been modularized by simulating live-action pictures and computer graphics, various variations can be achieved under an environment where motion reproducibility is increased at higher speeds. It is an object of the present invention to provide a simulation apparatus that can make a virtual experience with a sense closer to reality.

上記目的を達成するため，請求項１に記載の発明は，搭乗者の操作入力に従って操作される対象システムをシミュレートし，対象システム内における人物が知覚する体感情報を再現するシミュレーション装置であって，シミュレーションソフトを実行するシミュレーションソフト実行部と，搭乗者が前記シミュレーションされた対象システムを操作する操縦装置と，搭乗者の対象システム内での景観を再現する映像表示装置，音声再生装置，座席等のモーション再現装置，振動再現装置，匂い再現装置，気象状態再現装置のうち，少なくとも映像表示装置を備えたシミュレーション駆動部と，を備え，該シミュレーション駆動制御部にはソースモジュール部が接続され，このソースモジュール部に格納されるデータは，シミュレーション駆動部の映像表示装置，音声再生装置，座席等のモーション再現装置，振動再現装置，匂い再現装置，気象状態再現装置の各再生装置に対応する実際のシステムにおける計測データに基づいて作成し，モジュール化したデータによって，インタラクティブなシミュレーション動作をすることが可能となるように構成したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a simulation apparatus for simulating a target system operated in accordance with a passenger's operation input and reproducing sensible information perceived by a person in the target system. , A simulation software execution unit for executing the simulation software, a control device for the passenger to operate the simulated target system, a video display device for reproducing the scenery in the passenger target system, a sound reproduction device, a seat, etc. Among the motion reproduction device, vibration reproduction device, odor reproduction device, and weather condition reproduction device, and at least a simulation drive unit having an image display device, and a source module unit is connected to the simulation drive control unit. Data stored in the source module is driven by simulation Based on the measurement data in the actual system corresponding to each reproduction device of video display device, sound reproduction device, motion reproduction device such as seat, vibration reproduction device, odor reproduction device, weather condition reproduction device, and modularized The feature is that interactive simulation operation can be performed by data .

また，請求項２に記載の発明は，請求項１に記載のシミュレーション装置を技術的前提とし，前記映像表示装置は，立体映像を表示する装置で構成され，搭乗者に奥行感や距離感を体感することができるように構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is based on the technical premise of the simulation apparatus according to claim 1, and the image display device is configured by a device that displays a stereoscopic image, and gives the passenger a sense of depth and distance. It is configured so that it can be experienced .

請求項３に記載の発明は，請求項１又は請求項２のいずれかに記載のシミュレーション装置を技術的前提とし，前記シミュレーション駆動部の各装置は，立体映像の各フレームに付記された基準時刻に同調するように制御されることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is based on the technical premise of the simulation device according to claim 1 or claim 2, and each device of the simulation drive unit includes a reference time added to each frame of the stereoscopic video. It is controlled to be tuned to.

請求項４に記載の発明は，請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシミュレーション装置を技術的前提とし，前記シュミレーションソフト実行部は，シミュレーション駆動部の固有情報ステータスメモリーとイニシャライズデータの授受を行い，シミュレーション駆動制御部にシミュレーション駆動部の駆動自由度，駆動範囲に合致した駆動情報を出力させることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the simulation apparatus according to any one of the first to third aspects is technically premised, and the simulation software execution unit transmits and receives the unique information status memory and initialization data of the simulation drive unit. And driving information that matches the degree of freedom and driving range of the simulation drive unit is output to the simulation drive control unit.

請求項１に記載の発明によれば，搭乗者の操作入力に従って操作される対象システムをシミュレートし，対象システムのシステム状態および／またはシステム内における人物が知覚する体感情報を再現するシミュレーション装置であって，シミュレーションソフトを実行するシミュレーションソフト実行部と，搭乗者が前記シミュレーションされた対象システムを操作する操縦装置と，搭乗者の対象システム内での景観を再現する映像表示装置，音声再生装置，座席等のモーション再現装置，振動再現装置，匂い再現装置，気象状態再現装置のうち，少なくとも映像表示装置を備えたシミュレーション駆動部と，を備え，該シミュレーション駆動制御部にはソースモジュール部が接続され，このソースモジュール部に格納されるデータは，シミュレーション駆動部の映像表示装置，音声再生装置，座席等の動きを再現する装置，振動再現装置，匂い再現装置，気象状態再現装置の各再現・再生装置に対応する実際のシステムにおける計測データに基づいて作成し，モジュール化したデータによってインタラクティブなシミュレーション動作をすることが可能となるように構成したので，各モジュールは独立構成させて構成しても，ひとまとめとして構成しているから，容易に交換することができると共に，同じシミュレーション装置であっても，異なる多種多様の乗物シミュレーションを体験することができる。尚，ファイル（モジュール）化とは，最小単位のデータのまとまりを１つもしくは複数集め１としたものである。モジュールには，例えば車の車種，映像，音声，モーション，振動，天候，匂いを一まとまりとしたファイルを格納できる他，車の細部，例えばエンジンの種類ごとにそのモーション，振動，音声をそれぞれ別のひとまとまりとしたファイルとして格納することができる。さらに，走行場所の細部，天候，匂いの細部をひとまとまりのデータとすることもできる。そして，本発明では，各データは実際のシステムにおける計測データから作成することができるので，複雑な動きであっても簡単に作成することができる他，よりリアルなデータを作成することができ，シミュレーション装置の操縦者は，実際に操縦によって得られる映像や音声，モーション，振動，匂い，気象状態のもとでの操縦感覚と同じきわめて本物に近い操縦感覚を仮想体験でき，ゲームの興味を長期間持続させることができる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a simulation apparatus that simulates a target system operated in accordance with a passenger's operation input and reproduces the system state of the target system and / or sensation information perceived by a person in the system. A simulation software execution unit for executing simulation software, a control device for a passenger to operate the simulated target system, a video display device for reproducing a landscape in the target system of the passenger, a sound reproduction device, Of the motion reproduction device such as a seat, vibration reproduction device, odor reproduction device, and weather condition reproduction device, a simulation drive unit having at least an image display device is provided, and a source module unit is connected to the simulation drive control unit. The data stored in this source module section is Based on the measurement data in the actual system corresponding to each reproduction / reproduction device of the image display device, sound reproduction device, seat reproduction device, vibration reproduction device, odor reproduction device, weather condition reproduction device The module is configured so that interactive simulation can be performed with modularized data. Even if each module is configured independently, it is configured as a group, so it can be easily replaced. In addition, even with the same simulation device, you can experience a wide variety of different vehicle simulations. The file (module) formation is a collection of one or a plurality of pieces of minimum unit data. Modules can store files such as car type, video, sound, motion, vibration, weather, and smell, for example, and the details of the car, for example, the type of motion, vibration, and sound for each engine type. Can be stored as a single file. In addition, the details of the driving location, weather, and smell can be used as a set of data. And in this invention, since each data can be created from the measurement data in an actual system, it can be created easily even if it is a complicated movement, and more realistic data can be created. The simulator operator can experience virtually the same real sense of maneuvering as the maneuver under video, audio, motion, vibration, smell, and weather conditions actually obtained by maneuvering. Can last for a period.

また，請求項２に記載の発明によれば，前記映像表示装置は，立体映像を表示する装置で構成され，搭乗者に奥行感や距離感を体感することができるように構成されているので，シミュレーション装置の搭乗者は，実際の対象内で体感する奥行き感（距離感）のある立体映像を見ながら操縦装置でシミュレーション対象を操縦することができる。ここで，立体映像の表示方式は特に限定されることなく，時分割シャッター又は偏光眼鏡を装着して鑑賞する方式，レンチキュラ方式，パララックスバリア方式，ＨＯＥ素子方式，ヘッドマウンテンディスプレイ方式に加えて，バックライト方式，超多眼方式などにより眼鏡無しで，直接立体映像を鑑賞する方式を採用することもできる。 According to the invention described in claim 2, the video display device is configured by a device that displays a stereoscopic video, and is configured so that a passenger can feel a sense of depth and distance. The passenger of the simulation device can control the simulation target with the control device while viewing a stereoscopic image with a sense of depth (distance) that can be experienced within the actual target. Here, the display method of the stereoscopic image is not particularly limited. In addition to the method of viewing with a time-division shutter or polarized glasses, the lenticular method, the parallax barrier method, the HOE element method, the head mountain display method, It is also possible to adopt a method of directly viewing stereoscopic images without using glasses, such as a backlight method or a super multi-view method.

さらに，請求項３に記載の発明によれば，前記シミュレーション駆動部の各装置は，立体映像の各フレームに付記された基準時刻に同調させるので，再現される各動作が時間的にずれることが無くなる。したがって，各装置の再現は，基準時間の経過に沿って遅延，先送りされ，常に立体画像の動きと，その他の再現とは同調される。このため，正確な操作が可能となり，また，乗り物酔いなどの搭乗者身体の不調を未然に防止することができる。 Furthermore, according to the invention described in claim 3, since each device of the simulation drive unit is synchronized with a reference time added to each frame of the stereoscopic video, each reproduced operation may be shifted in time. Disappear. Therefore, the reproduction of each device is delayed and advanced over the passage of the reference time, and the movement of the stereoscopic image is always synchronized with the other reproductions. For this reason, it is possible to perform an accurate operation, and it is possible to prevent a malfunction of the passenger body such as motion sickness.

請求項４に記載の発明によれば，シュミレーションソフト実行部は，シミュレーション駆動部の固有情報ステータスメモリーとイニシャライズデータの授受を行い，シミュレーション駆動制御部にモーション再現装置の駆動自由度，駆動範囲に合致した駆動情報を出力させるように構成したので，シミュレーションソフト実行部は，シミュレーションの最初にモーション再現装置の駆動自由度，駆動範囲などについての情報を受け取りそれに合致したモーションモジュールを作成する。従って同じシミュレーションソフトで多種多様のモーション再現装置に対応することができる。According to the fourth aspect of the invention, the simulation software execution unit exchanges the unique information status memory and initialization data of the simulation drive unit, and the simulation drive control unit matches the drive freedom and drive range of the motion reproduction device. Since the drive information is output, the simulation software execution unit receives information about the degree of freedom of drive and the drive range of the motion reproduction device at the beginning of the simulation, and creates a motion module that matches the information. Therefore, the same simulation software can be used for a wide variety of motion reproduction apparatuses.

以下，この発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚，以下に述べる実施の形態は，この発明の好適な具体例であるから，技術的に好ましい種々の限定が付されているが，この発明の範囲は，以下の説明において特にこの発明を限定する旨の記載がない限り，これらの形態に限られるものではない。また，本明細書において「動源」とは，動きデータをパッケージ（モジュール）化したファイルを意味する概念である。「動源」は，例えば，自動車の場合，その車種，右旋回の動作，左旋回の動作，エンジンの型式，走行場所（市内，鈴鹿・富士・茂手木サーキット，山道，アイスバーン，雪道等），気象条件等の個々の環境を光ディスク，メモリ素子等にモジュール化し記録したものをいい，これら動源の中から１又は複数を選択して，これを組み合わせることで，所望の仮想走行体験をすることができる。 Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless stated to the contrary, these forms are not restrictive. Further, in this specification, “motion source” is a concept that means a file in which motion data is packaged (module) . For example, in the case of an automobile, the “power source” is the type of vehicle, the right turn operation, the left turn operation, the engine type, the travel location (city, Suzuka / Fuji / Motegi circuit, mountain road, ice burn, snow road , Etc.), which is an environment in which individual environments such as weather conditions are recorded in a modular manner on an optical disk, memory device, etc., by selecting one or more of these sources and combining them, the desired virtual driving experience Can do.

図１は，本発明に係るシミュレーション装置の基本構成を示すブロック図，図２は，本発明に係るシミュレーション装置の実施形態を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a simulation apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the simulation apparatus according to the present invention.

本例において，シミュレーション装置１０は，シミュレーション装置１０を駆動するデータファイルを格納するソースモジュール部１００と，前記ソースモジュール部１００からの信号を処理して駆動信号にするシミュレーション駆動制御部２００と，前記シミュレーション駆動制御部２００の駆動信号に基づいて搭乗者１にシミュレーション動作を行うシミュレーション駆動部３００と，前記ソースモジュール部１００の出力に前記操縦装置からの入力信号を加算して前記シミュレーション駆動制御部２００に送出する全体処理装置と前記ソースモジュール部１００と，記録媒体６００等のシミュレーションソフトウエアを再生し，ソースモジュール部１００とシミュレーション駆動制御部２００とにデータを転送するとともに全体の制御を行うシミュレーションソフト実行部５００とからなる。 In this example, the simulation apparatus 10 includes a source module unit 100 that stores a data file that drives the simulation apparatus 10, a simulation drive control unit 200 that processes a signal from the source module unit 100 to generate a drive signal, A simulation drive unit 300 that performs a simulation operation on the passenger 1 based on a drive signal of the simulation drive control unit 200, and an input signal from the control device is added to the output of the source module unit 100 to generate the simulation drive control unit 200. wherein the entire processing apparatus for delivering to a source module unit 100, reproduces the simulation software, such as a recording medium 600, the overall control transfers the data to the source module 100 and simulation drive controller 200 Consisting of simulation software execution unit 500. be done.

以下，シミュレートする対象は自動車であるものとして説明する。また，シミュレーションソフトウエアが格納された記録媒体６００には，制御プログラムの他，シミュレートする自動車の立体映像データ，サウンド音声データ，モーションモジュール用データ，振動モジュール用データ，匂いモジュール用データ，気象モジュール用データが格納されている。これらのデータは記録媒体６００に格納されたデータであり，実際のシステム中の稼働中に採集したデータ，例えばモーションデータであれば，実際の自動車の動きを計測することにより得る。また，同様に，音声データ，振動データ，匂いデータ，気象状態データも実際の計測データからファイル化して記録媒体に格納されたデータを得る。また，立体映像データはコンピュータ・グラフィックスで得たものをファイル化して格納しておくか，実写の映像データをファイル化して格納しておく。また，本システムの同調には，映像データの各フレームに付された時刻を基準として用い，各データにもその同調信号として映像データと同周期の基準時間を付記するものとしている。なお，前記記録媒体に記録される情報は，シミュレーション装置を汎用化するため，形式を規格化しておくことが望ましい。 In the following description, it is assumed that the object to be simulated is an automobile. In addition to the control program, the recording medium 600 storing the simulation software includes stereoscopic video data, sound audio data, motion module data, vibration module data, odor module data, weather module, etc. Data is stored. These data are data stored in the recording medium 600, and can be obtained by measuring the actual movement of an automobile if it is data collected during operation in an actual system, for example, motion data. Similarly, voice data, vibration data, odor data, and weather condition data are also filed from actual measurement data to obtain data stored in a recording medium. In addition, stereoscopic video data obtained by computer graphics is stored as a file, or video data of actual images is stored as a file. Further, for the tuning of this system, the time given to each frame of the video data is used as a reference, and a reference time having the same cycle as that of the video data is added to each data as a tuning signal. Note that it is desirable to standardize the format of information recorded on the recording medium in order to generalize the simulation apparatus.

シミュレーションソフト実行部５００は，前記記録媒体６００を再生するソフト読取部５１０と，サウンドを発生するサウンド音声発生部５２０と，立体映像を再生する立体映像発生部５３０と，前記ソースモジュール部１００の各モジュール中からシミュレーションに必要なモジュールのファイルを決定するモジュールファイル決定部５５０とを備える。 Simulation software execution unit 500, a soft reading unit 510 for reproducing the recording medium 600, a sound voice generating unit 520 for generating a sound, a stereoscopic image generation unit 530 for reproducing a stereoscopic image, each of said source module section 100 A module file determining unit 550 that determines a module file necessary for the simulation from the module.

シミュレーション駆動部３００は，搭乗者１が着席するシート３７０，該シート近傍に設けられ，シミュレートする対象すなわち自動車を操縦する操縦装置３８０，および搭乗者に対象システム内における体感状態を再現する再現装置として，前記搭乗者１に立体映像を表示する立体映像表示装置３２０，搭乗者１に，サウンド音声を再生するサウンド音声再生装置３１０，シートを縦揺れ（ピッチング），横揺れ（ローリング）及び上下動（ヒービング）の３自由度で動作させるモーション再現装置３３０，シート３７０に振動を与える振動再現装置３４０，匂いを発生する匂い再現装置３５０，および搭乗者１に体感気象を再現する気象再現装置である送風機３６０を含んで構成される。 The simulation drive unit 300 includes a seat 370 on which the occupant 1 is seated, a target to be simulated, that is , a control device 380 that controls the automobile , and a reproduction device that reproduces the sensible state in the target system for the occupant. 3D image display device 320 for displaying a 3D image on the passenger 1, sound audio playback device 310 for reproducing sound sound on the passenger 1, pitching, rolling, and vertical movement of the seat A motion reproduction device 330 that operates with three degrees of freedom (heaving), a vibration reproduction device 340 that applies vibration to the seat 370, an odor reproduction device 350 that generates odors, and a weather reproduction device that reproduces the sensible weather to the passenger 1. A blower 360 is included.

また，本例では，前記操縦装置３８０に操作に対する反力を生成するフィードバックメカニズム３９０を備えている他，搭乗者１の心拍数と呼吸数を計測する生体センサ４００を備える。また，本例では，操縦装置３８０には，操舵ハンドル３８１，ギヤチェンジレバー３８４，アクセルペダル３８３，ブレーキペダル３８２が設けられ，これらの操作により車両の運転をシミュレートする。また，本例では，フィードバックデータ装置から，操舵ハンドル３８１，ギヤチェンジレバー３８４，アクセルペダル３８３，ブレーキペダル３８２には操作に相当する反力が与えられる。 In this example, the control device 380 is provided with a feedback mechanism 390 that generates a reaction force to an operation, and a biological sensor 400 that measures the heart rate and respiratory rate of the occupant 1. In this example, the steering device 380 is provided with a steering handle 381, a gear change lever 384 , an accelerator pedal 383, and a brake pedal 382 , and the operation of the vehicle is simulated by these operations. In this example, a reaction force corresponding to the operation is applied to the steering handle 381, the gear change lever 384 , the accelerator pedal 383, and the brake pedal 382 from the feedback data device.

本例では，例えば液晶パネルを用いた立体映像表示装置３２０には車窓からの景色，車両の走行風景，道路マップ等が立体的に表示される。   In this example, a stereoscopic image display device 320 using, for example, a liquid crystal panel displays a view from a car window, a traveling scene of a vehicle, a road map, and the like in a three-dimensional manner.

また，シート３７０に設けられたシートベルトあるいはクッションには搭乗者１の心拍および呼吸数をモニタする生体センサ４００が設けられている。この生体センサ４００は，公知のものを用いればよい。この生体センサ４００の出力は公知の手法で心拍信号と，呼吸信号に変換され，シミュレーションソフト実行部５００にフィードバックされる。   The seat belt or cushion provided on the seat 370 is provided with a biosensor 400 that monitors the heart rate and respiration rate of the occupant 1. The biosensor 400 may be a known sensor. The output of the biological sensor 400 is converted into a heartbeat signal and a respiration signal by a known method and fed back to the simulation software execution unit 500.

シミュレーションソフト実行部５００では，この生体センサ４００からの信号を受け，乗り物酔い等の身体の不調を察知して，シミュレーション駆動部を停止させたり，搭乗者の興奮度に応じてゲームのストーリ展開を変更させたりすることができ，搭乗者の興味を引くことができる。また，搭乗者の興奮度を搭乗者自身に表示することもできるほか，シミュレーション装置の管理者が搭乗者の身体の状態の記録を採り後のソフトウエアの開発の参考にすることができる。   The simulation software execution unit 500 receives a signal from the biological sensor 400, detects a physical malfunction such as motion sickness, stops the simulation drive unit, and develops a story of the game according to the excitement level of the passenger. It can be changed, and it can attract passengers' interest. In addition, the excitement level of the passenger can be displayed to the passenger himself / herself, and the administrator of the simulation device can record the physical condition of the passenger and use it as a reference for software development.

さらに，本例では，モーション再現装置３３０には，モーション再現装置３３０の駆動範囲を超えたことを判定するリミッタ４４０の他，現在のモーション再現装置３３０の状態すなわち絶対位置や姿勢データを格納した現状動作情報メモリ４２０と，このシミュレーション駆動部３００が駆動できる駆動系についての情報，すなわちシートを縦揺れ（ピッチング），横揺れ（ローリング）及び上下動（ヒービング）の３自由度であること示す情報の他，ＩＤを格納する固有情報ステータスメモリ４３０とを備えている。 Further, in this example, the motion reproduction device 330 stores the current state of the motion reproduction device 330, that is, the absolute position and orientation data, in addition to the limiter 440 that determines that the drive range of the motion reproduction device 330 has been exceeded. Information about the operation information memory 420 and the drive system that can be driven by the simulation drive unit 300, that is, information indicating that the sheet has three degrees of freedom of pitching, rolling and rolling (heaving). In addition, a unique information status memory 430 for storing IDs is provided.

また，ソースモジュール部１００は，モーションモジュール１１０，振動モジュール１２０，匂いモジュール１３０，気象状態モジュール１４０を備える。このソースモジュール部１００には，記録媒体等のデータディスクを再生するシミュレーションソフト実行部５００が接続されている。 The source module unit 100 includes a motion module 110, a vibration module 120, an odor module 130, and a weather condition module 140. A simulation software execution unit 500 for reproducing a data disk such as a recording medium is connected to the source module unit 100.

本例では，各モジュール１１０〜１４０はシミュレートする対象の情報例えば車の種類，走路の条件により選択されたモーション，振動，匂い，気象条件に関するデータをソフト読取部５１０が再生した記録媒体６００から書き込まれ，これらのデータをファイル定められた形式で格納している。これは例えば，図５に示すような車の各種動きを６軸の自由度で格納している。また，図６に示すような車の振動も同様に格納している。また，匂い，気象条件に関する前記車の種類，走路の条件により発生する状態のデータを格納している。これらのデータは車両の走行状態に合致するデータがモジュールファイル決定部５５０で指定され，図７に示すように出力される。この形式は，本例に限られず必要に応じて変更できる。しかし，シミュレーション装置を汎用化するため，形式を規格化しておくことが望ましい。   In this example, each of the modules 110 to 140 is recorded from a recording medium 600 reproduced by the software reading unit 510 on information to be simulated, for example, data on motion, vibration, smell, and weather conditions selected according to the type of car and the condition of the road. The data is written and stored in a file-defined format. For example, various movements of a car as shown in FIG. 5 are stored with six degrees of freedom. In addition, the vibration of the car as shown in FIG. 6 is also stored. In addition, it stores data on the state of odors, weather conditions, and other types of vehicles that are generated according to the conditions of the road. These data are designated by the module file determination unit 550 and are output as shown in FIG. This format is not limited to this example and can be changed as necessary. However, it is desirable to standardize the format in order to generalize the simulation device.

また，これらのモジュール１１０〜１４０は，シミュレーション対象に応じた記録媒体６００を再生することにより，モジュール内のデータを書き換えることができる。これにより，例えば車，飛行機などのシミュレーション対象に応じてモジュールを書き換えることにより，簡単に対応することができる。   Further, these modules 110 to 140 can rewrite data in the modules by reproducing the recording medium 600 corresponding to the simulation target. Thus, for example, the module can be rewritten according to a simulation target such as a car or an airplane, so that it can be easily handled.

さらに，本例では，上記ソースモジュール部１００からのデータを処理し前記シミュレーション駆動部３００に送出するシミュレーション駆動制御装置２００が設けられている。このシミュレーション制御装置２００は，前記ソースモジュール部１００の各ソースのデータをシミュレーション駆動部３００の各駆動装置で再現できる信号に変換すると共に，前記操縦装置３８０の操作によって変化する対象システムの挙動に従って信号を変更するものである。尚，本例では，立体映像，及びサラウンド音声については，シミュレーションソフト実行部からの信号によりサウンドデータ制御装置２１０を経てサラウンドスピーカ３１０へ，立体映像表示制御装置２２０を経て立体映像表示装置３２０に入力される。 Furthermore, in this example, a simulation drive control device 200 that processes data from the source module unit 100 and sends it to the simulation drive unit 300 is provided. The simulation control device 200 converts the data of each source of the source module unit 100 into a signal that can be reproduced by each drive device of the simulation drive unit 300, and signals according to the behavior of the target system that changes according to the operation of the control device 380. Is to change. In this example, for a stereoscopic video, and surround sound, a signal from the simulation software execution unit to surround speaker 310 via the sound data control unit 210, an input to the stereoscopic image display apparatus 320 through the three-dimensional image display control unit 220 Is done .

また，このシミュレーション駆動制御装置２００は，動きデータを制御する動きデータ制御装置２３０と，振動データを制御する振動データ制御装置２４０と，匂いデータを制御する匂いデータ制御装置２５０と，気象状態データ，本例では風量を制御する気象状態制御装置であるファン制御装置２６０と，各制御装置２１０〜２６０の出力を同調させる同調装置２７０とからなる。この同調装置は，前記立体映像データの各フレームに付記された基準時刻（タイムコード）を基準として，各音声，モーション，振動，匂い，気象の各データが同調するよう，各制御装置２１０，２３０〜２６０での処理を遅延または先送りするように指示する。すなわち，本例では，立体映像，音声，モーション，振動等の各再現が時間のずれなく行われ，搭乗者の乗り物酔いを防止できる。 Also, the simulation driving control device 200 includes a motion data controller 230 for controlling the movement data, and vibration data controller 240 for controlling the vibration data, the odor data controller 250 for controlling the odor data, weather conditions data, In this example, it includes a fan control device 260 that is a weather condition control device that controls the air volume, and a tuning device 270 that synchronizes the outputs of the control devices 210 to 260 . The tuning device uses the control devices 210 and 230 so that each sound, motion, vibration, smell, and weather data is synchronized with reference to a reference time (time code) added to each frame of the stereoscopic video data. Instruct to delay or postpone processing at ~ 260. That is, in this example, each reproduction of stereoscopic video, audio, motion, vibration, and the like is performed without a time lag, and passenger motion sickness can be prevented.

次に，モーションデータ制御装置２３０について説明する。本例でモーションデータ制御装置２３０は，モーションデータ比較器２３１とモーションデータコンバータ２３２とモーションデータコントローラ２３３とを含んで構成される。モーションデータ比較器２３１は，現状動作情報メモリー４２０からの信号とモーションモジュール１１０で指定されたモーションモジュール１１０値を比較して，その差分値をフィードバックメカニズム３９０とモーションデータコンバータ２３２に出力する。モーションデータコンバータ２３２は，この６自由度（６軸）の運動データをシートの縦揺れ（ピッチング），横揺れ（ローリング）及び上下動（ヒービング）の３自由度（３軸）の姿勢データに変換してモーションデータコントローラ２３３に出力する。これにより，搭乗者は，あたかも自動車が加速減速移動したような感覚を体感することができる。 Next, the motion data control device 230 will be described. In this example, the motion data control device 230 includes a motion data comparator 231, a motion data converter 232, and a motion data controller 233. Motion data comparator 231 compares the motion module 110 value specified by the signal and motion module 110 from the current operation information memory 420, and outputs the difference value to the feedback mechanism 390 and the motion data converter 232. The motion data converter 232 converts the motion data of 6 degrees of freedom (6 axes) into attitude data of 3 degrees of freedom (3 axes) of pitching, rolling (rolling) and vertical movement (heaving) of the seat. And output to the motion data controller 233. As a result, the passenger can feel as if the automobile has accelerated and decelerated.

この際，モーション再現装置３３０からの絶対位置情報及び姿勢データを参照する他，リミッタ４４０からの信号により，所定の値以上にモーション再現装置３３０が駆動されないよう制御する。 At this time, in addition to referring to the absolute position information and posture data from the motion reproduction device 330, control is performed so that the motion reproduction device 330 is not driven beyond a predetermined value by a signal from the limiter 440.

尚，モーションデータコンバータ２３２におけるモーションデータの変換は公知技術（特開平２００３−１０３０号公報参照）であるのでその説明は省略する。   Note that the motion data conversion in the motion data converter 232 is a known technique (refer to Japanese Patent Laid-Open No. 2003-1030), and a description thereof will be omitted.

次に，図２に基づいて，本例に係るシミュレーション装置の作動について説明する。この例は，主として座席の駆動（モーション）制御を例とするが，他のシミュレーション要素もこの例と同様に制御される。 Next, the operation of the simulation apparatus according to this example will be described with reference to FIG. In this example, seat drive (motion) control is mainly taken as an example, but other simulation elements are also controlled in the same manner as this example .

まず，操縦装置３８０を入力手段として，車両走行のシミュレーションの初期条件を設定する。この時イニシャライズ手順として，ＩＤの確認，ステータスの確認が行われる。 First, an initial condition for vehicle running simulation is set using the control device 380 as input means. At this time, ID confirmation and status confirmation are performed as an initialization procedure .

本例では初期条件を選択する指標として，車両条件とし図３に示すような車種（ａ），エンジン（ｂ），シフト（ｃ），タイア（ｄ），エア圧（ｅ）等を選択できる。また，走行地の条件として図４に示すように，走路（Ｉ，Ｉ-Ｉ…Ｉ-ＩＶ），走行月（II），走行時時刻（III），天候（ＩＶ），湿度（Ｖ），気温（ＶＩ），路面温度（ＶＩＩ）等を選定できる。 As an index for selecting the initial conditions in this example, vehicle type as shown in and Figure 3 the vehicle condition (a), the engine (b), the shift (c), tire (d), can be selected air pressure (e) or the like. In addition, as shown in FIG. 4, the conditions of the travel location are as follows : runway (I, II ... I-IV), travel month (II), travel time (III), weather (IV), humidity (V), Air temperature (VI) , road surface temperature (VII), etc. can be selected.

この初期条件は，車両だけではなく飛行機等，その他の乗り物で設定する事ができる，車両，飛行機であれば，水平状態を基準として，また，カヌーの川下りなどでは下降姿勢を基準と定めることができる。 This initial condition can be set not only for vehicles but also for other vehicles such as airplanes. For vehicles and airplanes, the horizontal state should be used as a reference, and for canoeing down, the descent posture should be used as a reference. Can do.

まずシミュレーションソフト実行部５００は固有情報ステータスメモリ４３０からシミュレーション駆動部３００のイニシャライズデータを獲得する（Ｓ１）。次に，シミュレーションソフト実行部５００はこの上記設定された初期条件に基づいてシミュレーション駆動部３００を初期状態にする。そして，サウンド音声再生装置３１０と立体映像表示装置３２０にサラウンド音声及び立体映像信号を出力する（Ｓ２）。 First, the simulation software execution unit 500 acquires initialization data of the simulation drive unit 300 from the unique information status memory 430 (S1). Next, the simulation software execution unit 500 sets the simulation drive unit 300 in an initial state based on the set initial condition. Then, the surround sound and the stereoscopic video signal are output to the sound audio reproduction device 310 and the stereoscopic video display device 320 (S2).

同時に，モジュールファイル決定部５５０は，操縦装置３８０からの情報でモーションモジュール１１０から適合するファイルを検索して指定する（Ｓ３）。   At the same time, the module file determination unit 550 searches for and specifies a suitable file from the motion module 110 using the information from the control device 380 (S3).

この指定により，モーションモジュール１１０から６軸のモーションデータを出力され，モーションデータ比較器２３１では操縦装置３８０からの操縦信号と前記イニシャライズデータとから，モーション駆動装置３３０の駆動の基本となる６軸のデータを出力する（Ｓ４）。モーションデータ比較器２３１ではこのデータと現状動作情報メモリ４２０からの現状データとを比較し，その差分（６軸）をフィードバックメカニズム３９０とモーションデータコンバータ２３２に出力する（Ｓ５）。 By this designation, 6-axis motion data is output from the motion module 110, and the motion data comparator 231 determines the 6-axis motion that is the basis for driving the motion drive device 330 from the control signal from the control device 380 and the initialization data. Data is output (S4) . The motion data comparator 231 compares this data with the current data from the current motion information memory 420, and outputs the difference (six axes) to the feedback mechanism 390 and the motion data converter 232 (S5).

するとフィードバックメカニズム３９０では操縦装置３８０の操舵ハンドル３８１，ギヤチェンジレバー３８４，アクセルペダル３８３，ブレーキペダル３８２に反力を発生させる。この反力は，操舵ハンドル３８１の振動等として反映される。 Then, the feedback mechanism 390 generates reaction force on the steering handle 381, the gear change lever 384 , the accelerator pedal 383, and the brake pedal 382 of the steering device 380. This reaction force is reflected as vibration of the steering wheel 381 or the like.

モーションデータコンバータ２３２では，前記６軸のモーションデータ比較器２３１からのデータを得て，３軸の姿勢データを出力する（Ｓ６）。 The motion data converter 232 obtains data from the 6-axis motion data comparator 231 and outputs 3-axis attitude data (S6).

この３軸の姿勢データに基づいて，モーションデータコントローラ２３３は，現状動作情報ステータスメモリ４２０を書き換える（Ｓ７）と共に，モータアンプ４１０にモータ位置指令パルスを発生し（Ｓ８）を介して３軸のデータでモーション再現装置３３０を駆動する（Ｓ９）。 Based on the three-axis attitude data, the motion data controller 233 rewrites the current operation information status memory 420 (S7) and generates a motor position command pulse to the motor amplifier 410 (S8). Then, the motion reproduction device 330 is driven (S9).

そして搭乗者１によって操縦装置３８０が操作されたときには，上述のＳ１〜Ｓ９までを繰り返し行い，モーション再現装置３３０を駆動するものである。 When the control device 380 is operated by the passenger 1, the above-described steps S1 to S9 are repeated to drive the motion reproduction device 330.

尚，モーションモジュール１１０には，このような車両の走行条件に合致するファイルを，振動モジュール１２０には同様に合致するファイルを格納している。 It is to be noted that the motion module 110, a file that matches the driving conditions of such a vehicle, and stores the files matching similarly to the vibration module 120.

そして，これらのモーションおよび振動のオン時刻，サステイン時間，およびオフ時刻を指定することにより，図８に示すような特性を持った動きおよび振動再現信号が出力され，モーション再現装置３３０および振動再現装置３５０が駆動される。 Then, by designating the on time, the sustain time, and the off time of these motions and vibrations, a motion and vibration reproduction signal having the characteristics shown in FIG. 8 is output, and the motion reproduction device 330 and the vibration reproduction device are output. 350 is driven.

ここで，モーション駆動装置３３０は，電動機とリンクとを用いた構造を採用することができる他，油圧その他の駆動源を使用して構成することができる。   Here, the motion drive device 330 can employ a structure using an electric motor and a link, and can be configured using a hydraulic or other drive source.

また，振動再現装置３５０は電磁式，あるいは液圧式のアクチュエータを使用することができる。 Further, the vibration reproduction device 350 can use an electromagnetic or hydraulic actuator.

また，立体映像表示装置３２０は，上記の制御と同様の制御がなされ，車両の窓から見える立体映像，計器等が表示され。この立体映像データは，立体映像モジュール５３０に格納された立体映像データが立体映像表示制御装置２２０で選択処理されて立体映像表示装置３２０に表示される。 In addition, the stereoscopic image display device 320 is controlled in the same manner as the above control, and displays stereoscopic images and instruments that can be seen from the window of the vehicle. The stereoscopic video data is displayed on the stereoscopic video display device 320 after the stereoscopic video data stored in the stereoscopic video module 530 is selected by the stereoscopic video display control device 220 .

次に，音声の出力について説明する。   Next, audio output will be described.

本例では音声は，走行音，車体，タイアのきしみ音，風切り音，観衆の歓声，効果音，音楽など車体の配置位置，走行位置，走行状態により出力される。これらのデータはシミュレーションソフト実行部５００から立体映像データと同様にシミュレーションソフト実行部５００が選択して出力する。 In this example, the sound is output according to the position of the vehicle body, the driving position, and the driving state such as the driving sound , the vehicle body, the squeak noise of the tire, the wind noise, the cheer of the audience, the sound effect, and music. These data are selected and output by the simulation software execution unit 500 from the simulation software execution unit 500 in the same manner as the stereoscopic video data.

次に気象状態の再現および匂い発生の再現について説明する。   Next, reproduction of weather conditions and reproduction of odor generation will be described.

本例では，気象の再現として，走行風の状態（風力，温度，湿度），霧のうち走行風を再現するためファンを使用する。   In this example, a fan is used to reproduce the traveling wind condition (wind power, temperature, humidity) and fog in order to reproduce the weather.

本例では匂いとして，タイアの焦げる匂いやエンジンオイルの匂い，排気ガスの匂いを出力するようにしても良い。これらの匂いは，匂い源を封入したマイクロカプセルを用いて再現することができる。   In this example, the scent of tires, the scent of engine oil, or the scent of exhaust gas may be output as the scent. These odors can be reproduced using microcapsules encapsulating the odor source.

これら天候，および匂いのデータについてもモーション駆動と同様にファイル化された気象状態モジュール，匂いモジュールからシミュレーションソフト実行部５００が選択して各出力装置が出力する。   These weather and odor data are also selected by the simulation software execution unit 500 from the weather condition module and odor module filed in the same manner as the motion drive, and each output device outputs them.

尚，上記の実施の形態では，車両の走行のシミュレーションについて説明したが，シミュレーションの対象は車両に限ることなく，航空機，船舶その他の移動体であっても良い。これらの場合映像，音声，モーションは実際のシステムで録画，録音，計測したデータから作成することができるほか，コンピュータ・グラフィックスでも制作できる。また，対象システムを，実在の乗り物，ゲーム中の架空の乗り物とすることもでき，この場合も前記実在の対象と同様である。   In the above-described embodiment, the simulation of the traveling of the vehicle has been described. However, the target of the simulation is not limited to the vehicle, and may be an aircraft, a ship, or other moving objects. In these cases, video, audio, and motion can be created from data recorded, recorded, and measured by an actual system, and can also be produced by computer graphics. In addition, the target system can be a real vehicle or a fictitious vehicle in a game. In this case, the target system is the same as the real target.

さらに，本発明に係るシミュレーション装置においては，ソフトウエアの内容設定に基づいてシミュレーション駆動部に予め定められた流れの映像音声モーション等を表示することができる。このようなシミュレーションでは操縦装置からの操縦を行うことなく一定のシミュレートを実行する。このようなシミュレーションは，インタラクティブなシミュレーションの前の体験，あるいは模範として搭乗者に体験させれば有効である。このようなシミュレーションの内容はすべてソフトウエアのコンテンツによる。   Furthermore, in the simulation apparatus according to the present invention, a video / audio motion having a predetermined flow can be displayed on the simulation drive unit based on the software content setting. In such a simulation, a certain simulation is executed without performing control from the control device. Such a simulation is effective if the experience is given to the passenger as an experience before the interactive simulation or as an example. The contents of such simulation depend on the software contents.

また，対戦型ゲームに本発明のシミュレーション装置を適用することができ，対戦相手からの攻撃や衝突に対応する動きも上記モジュールに入力しておけばシミュレーションソフト実行部５００が適宜選択してシミュレーション駆動制御装置２００からシミュレーション駆動部３００に信号が伝わりそれらのモーション，振動，音声等が再生される。 In addition, the simulation apparatus of the present invention can be applied to a battle-type game, and if a motion corresponding to an attack or a collision from an opponent is also input to the module, the simulation software execution unit 500 appropriately selects and drives the simulation. Signals are transmitted from the control device 200 to the simulation drive unit 300, and their motion, vibration, sound, and the like are reproduced.

尚，上記例では，立体映像，サラウンド音声は，シミュレーションソフト実行部５００にサウンド音声発生部５２０，立体映像発生部５３０で発生したが，図９に示すように，シミュレーションソフト実行部５００にサウンド音声発生部，立体映像発生部を設けずソースモジュール部１００に立体映像モジュール１５０とサウンド音声発生モジュール１６０を設けるようにしてもよい。 In the above example, stereoscopic video, surround sound, sound voice generating unit 520 to the simulation software execution unit 500 has been generated by the stereoscopic image generating unit 530, as shown in FIG. 9, the sound voice simulation software execution unit 500 The source module unit 100 may be provided with the 3D image module 150 and the sound / audio generation module 160 without providing the generation unit and the 3D image generation unit.

本発明に係るシミュレーション装置の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the simulation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るシミュレーション装置の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of the simulation apparatus which concerns on this invention. シミュレーション装置の、初期設定項目のうち車両の選択リストを示す図である。It is a figure which shows the selection list of vehicles among the initial setting items of a simulation apparatus. シミュレーション装置の，初期設定うち走行個所の選択リストを示す図である。It is a figure which shows the selection list | wrist of a driving | running | working location among the initial settings of a simulation apparatus. シミュレーション装置の，動源の内容の一例示す図である。It is a figure which shows an example of the content of a dynamic source of a simulation apparatus. シミュレーション装置の，振動ジェネレータの内容の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the content of the vibration generator of a simulation apparatus. シミュレーション装置のデータ指定様式の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data designation | designated form of a simulation apparatus. シミュレーション装置の動源の出力の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the output of the dynamic source of a simulation apparatus. シミュレーション装置の他の例に係るソースモジュール部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the source module part which concerns on the other example of a simulation apparatus.

Claims (8)

搭乗者の操作入力に従って操作される対象システムをシミュレートし、対象システムのシステムの状態および／またはシステム内における人物が知覚する体感情報を再現するシミュレーション装置であって、シミュレーションソフトを実行するシミュレーションソフト実行部と、搭乗者が前記シミュレーションされた対象システムを操作する操縦装置と、搭乗者の対象システム内での景観の奥行き感や距離感を再現する立体映像表示装置、音声再生装置、座席等のモーション再現装置、振動再現装置、匂い再現装置、気象状態再現装置のうち、少なくとも立体映像を表示する立体映像表示装置を備えたシミュレーション駆動部と、を備え、搭乗者に奥行き感や距離感を体感できる立体画像表示をすることができ、且つインタラクティブなシミュレーション動作をすることが可能となるように構成したことを特徴とするシミュレーション装置。A simulation device for simulating a target system operated in accordance with a passenger's operation input and reproducing the system state of the target system and / or bodily sensation information perceived by a person in the system, and executing simulation software An execution unit, a control device for a passenger to operate the simulated target system, a stereoscopic video display device for reproducing a sense of depth and a sense of distance in the target system of the passenger, a sound reproduction device, a seat, etc. A simulation drive unit equipped with at least a 3D image display device for displaying 3D images among the motion reproduction device, vibration reproduction device, odor reproduction device, and weather condition reproduction device, so that passengers can experience a sense of depth and distance 3D images can be displayed and interactive spots Simulation apparatus characterized by being configured so as to be able to the configuration operation. 前記シミュレーション駆動部にはソースモジュール部が接続され、このソースモジュール部に格納されるデータは、シミュレーション駆動部の各再生装置に対応する実際のシステムにおける計測データに基づいて作成したものであることを特徴とする請求の範囲１に記載のシミュレーション装置。A source module unit is connected to the simulation drive unit, and data stored in the source module unit is created based on measurement data in an actual system corresponding to each reproduction device of the simulation drive unit. The simulation apparatus according to claim 1, wherein 前記シミュレーション駆動部の各装置は、基準時間に同調するように制御されることを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載のシミュレーション装置。3. The simulation device according to claim 1, wherein each device of the simulation drive unit is controlled to be synchronized with a reference time. 前記動きモジュールは、対象システムの搭乗者席での動きのを格納しており、前記シミュレータ制御装置はモーション駆動装置を駆動する自由度に合致する信号であって、前記表示映像情報と同調した駆動信号を出力する動きデータ制御装置を備えたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲３のいずれかに記載のシミュレーション装置。The motion module stores the motion of the target system at the passenger seat, and the simulator control device is a signal that matches the degree of freedom of driving the motion drive device, and is driven in synchronization with the display video information 4. The simulation apparatus according to claim 1, further comprising a motion data control apparatus that outputs a signal. 前記プログラムソフト実行部は、シミュレーション駆動部とイニシャルデータの授受を行い、動きデータ制御装置にシミュレーション駆動部の駆動可能情報に合致した駆動情報を出力させることを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲４のいずれかに記載のシミュレーション装置。The program software execution unit exchanges initial data with the simulation drive unit, and causes the motion data control unit to output drive information that matches the drivable information of the simulation drive unit. The simulation apparatus according to any one of ranges 4. 前記シミュレーション装置には搭乗者の生体情報を採取する生体センサを備え、シミュレーション制御装置は、搭乗者の状態を出力することを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲５のいずれかに記載のシミュレーション装置。The said simulation apparatus is provided with the biometric sensor which collects a passenger | crew's biometric information, and a simulation control apparatus outputs a passenger | crew's state, The claim 1 characterized by the above-mentioned. Simulation device. 前記シミュレーション装置は、生体センサからの情報により、シミュレーションストーリを変化させることを特徴とする請求の範囲６に記載のシミュレーション装置。The simulation apparatus according to claim 6, wherein the simulation apparatus changes a simulation story based on information from a biological sensor. 請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかのシミュレーション装置を駆動するシミュレーション装置のデータ授受方法であって、シミュレーション装置に入力される各データを送受信する手順が予め統一されたフォーマットにより記述されていることを特徴とするシミュレーション装置のデータ授受方法。A data exchange method for a simulation apparatus for driving the simulation apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein a procedure for transmitting and receiving each data input to the simulation apparatus is described in a unified format in advance. A data exchange method for a simulation apparatus.

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