本発明は、ドライビングシミュレータに関する。

車両の開発や運転者の訓練などを目的として、被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬体感することができるドライビングシミュレータが知られている。 このようなドライビングシミュレータは、被験者に車両を運転している感覚を模擬体験させるものであり、アクセルやハンドルを操作する運転操作部、車両の位置に対応した交差路や他車両などの道路情報を表示する画面等を備えている。

最近では、様々な交通環境内において、実際の運転により近い感覚で運転者が模擬運転できるように、道路インフラ設備及び周辺車両などの道路情報を３次元で表示する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平１１−２７２１５８号公報

ところで、運転者は、車両を高速で運転する場合には遠方を注視する傾向があり、車両を低速で運転する場合には近方を注視する傾向があることが知られている。 しかしながら、従来のドライビングシミュレータの画面に表示される道路情報は、車両の速度の増加に比例して画面上の道路情報の移動速度（相対速度）が変わるものの、同一車両位置における画面上の道路情報の表示範囲や道路情報の形状は一定となっている。 通常、ドライビングシミュレータの走行画像は平面状のモニタやスクリーンなどに表示されるため、被験者が高速で模擬運転をする場合、画面上の交差路が、実際の車両運転時に見える交差路に比べて、急に接近してくる印象を受け、その不自然さから被験者が違和感を感じる問題があった。 また、実際の車両運転に比べて、被験者が遠方の交差路を認識しづらいという問題があった。

そこで、本発明では、被験者が特に高速で車両を模擬運転する場合に感じる違和感を解消し、実際の車両運転により近い感覚で交差路を認識できるドライビングシミュレータを提供することを目的とする。

本発明に係るドライビングシミュレータは、被験者の車両の運転状態に応じて車両が走行する道路を表示部に表示するドライビンクシミュレータにおいて、車両の速度が速いほど車両の位置から離れた範囲を拡大表示範囲として設定する拡大表示範囲決定手段と、拡大表示範囲に含まれる交差路までの距離に応じて交差路の路幅を変更する変更手段とを有することを特徴とする。

このドライビングシミュレータは、被験者の車両の運転状態から求められる車両の速度が速いほど、車両の位置から離れた範囲を拡大表示範囲として設定する拡大表示範囲決定手段を有する。 また、車両の位置から拡大表示範囲に含まれる交差路までの距離に応じて交差路の路幅を変更する変更手段を有する。

これによって、被験者の模擬運転時の感覚が実際の車両運転時における運転者の感覚にほぼ一致するように、拡大表示範囲を設定して交差路の路幅を変更することができる。 したがって、被験者が感じる違和感を低減し、実際の車両運転により近い感覚で模擬運転をすることができる。

本発明のドライビングシミュレータは、変更手段において、車両の位置から交差路までの距離が遠いほど、交差路の路幅の拡大率を大きくして表示することが好ましい。 これによって、被験者が、模擬運転において、表示された交差路を実際の車両運転により近い感覚で認識することができる。

本発明のドライビングシミュレータは、変更手段において、拡大表示範囲に含まれる他車両の表示速度を交差路の路幅の拡大率に応じて変更して表示することが好ましい。 これによって、被験者が、模擬運転において、他車両を実際の車両運転により近い感覚で認識することができる。

本発明によれば、被験者が特に高速で車両を模擬運転する場合に感じる違和感を解消し、実際の車両運転により近い感覚で交差路を認識できるドライビングシミュレータを提供することができる。

以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。 なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係るドライビングシミュレータの構成概要図である。 本実施形態に係るドライビングシミュレータ１は、運転操作部２、制御部３、及び表示部４を備えている。

運転操作部２は、被験者の操作する車両（以下、「自車両」という。）の運転情報を制御部３に入力する機能を有する。 運転操作部２は、被験者が操作するアクセルペダル、ブレーキペダル、及びハンドル等を備えている。 自車両の速度は、被験者によって操作されるアクセルペダル及びブレーキペダルなどから入力される運転情報により求められる。 また、自車両の進行方向は、被験者によって操作されるハンドルなどからの運転情報により求められる。 この運転操作部２は、自車両の速度及び進行方向などの各運転情報を制御部３に入力する。

制御部３は、ドライビングシミュレータ全体の制御処理を行うものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及び入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。 また、制御部３は、自車両が走行する道路情報を表示するために地図情報を有する地図データ、及びこの地図データ上の道路を走行する他車両の情報を有する他車両データを有する。 この制御部３は、地図データに基づいて自車両が走行する道路を表示部４に描画する表示制御機能を備えている。

さらに、制御部３は、車両の速度が速いほど車両の位置から離れた範囲を拡大表示範囲として設定する拡大表示範囲決定手段と、拡大表示範囲に含まれる交差路までの距離に応じて交差路の路幅を変更する変更手段として機能する。 制御部３は、運転操作部２から入力される運転情報に基づいて上述の範囲決定手段及び変更手段を含む所定のデータ処理を行い、表示部４にその処理結果に応じて画像信号を出力する。

表示部４は、制御部３が出力する画像信号に基づいて画像を表示する表示手段として機能する。 表示部４は、例えばプロジェクタとディスプレイとから構成される。 なお、表示部４は、液晶モニタ、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）など、画像を表示する他の媒体で構成してもよい。 被験者は、表示部４に表示される画像から、自車両が走行する道路、交差路及び他車両などの運転情報を認識することができる。

次に、ドライビングシミュレータ１の動作について説明する。 ドライビングシミュレータ１は、運転操作部２から入力される運転情報に基づいて制御部３で所定の処理を行い、表示部４に画像信号を出力する。 図２は、本発明の一実施形態に係るドライビングシミュレータの動作を示すフローチャートである。

ドライビングシミュレータ１の運転操作部２は、被験者の運転状態に応じ、各センサによってアクセルペダル、ブレーキペダルなどの各操作量を検出して、その検出信号を制御部３に入力する。

制御部３は、一定時間毎に運転操作部２からの検出信号を受信すると各検出信号に示される各操作量に基づいて自車両の速度や進行方向などの運転状態を導出する（Ｓ１０）。

制御部３は、導出した運転状態に基づいて、模擬走行する自車両の現在位置を演算し、地図データから現在の走行位置に対応する地図情報を求める。 制御部３は、求めた地図情報と自車両の速度とに基づいて、求めた地図情報から拡大表示する範囲（以下、「拡大表示範囲」という。）を決定する。

例えば、図３に示すように、自車両の速度が速いほど自車両の位置から離れた範囲が拡大表示範囲として設定される。 図３は、地図情報の拡大表示範囲を模式的に示す図である。 図３（ａ）の自車両Ａは３０ｋｍ／ｈの速度で模擬走行しており、図３（ｂ）の自車両Ａは６０ｋｍ／ｈの速度で模擬走行している。 図３（ａ）において、速度３０ｋｍ／ｈで模擬走行している自車両Ａにおける拡大表示範囲は、拡大表示範囲ｄ１０である。 一方、図３（ｂ）において、速度６０ｋｍ／ｈで模擬走行している自車両Ａにおける拡大表示範囲は、拡大表示範囲ｄ１０よりも拡大された拡大表示範囲ｄ２０である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）において、模擬走行している自車両Ａの位置は互いに同一である。 しかし、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、自車両Ａの速度が互いに異なるので、拡大表示範囲が互いに異なる。 自車両Ａの速度が図３（ｂ）よりも遅い図３（ａ）では、交差路Ｌ _１のみが拡大表示範囲ｄ _１０に含まれ、自車両Ａから交差路Ｌ _１より遠方にある交差路Ｌ _２は拡大表示範囲ｄ _１０に含まれない。 一方、車両の速度が図３（ａ）よりも速い図３（ｂ）では、拡大表示範囲ｄ２０に交差路Ｌ _１及び交差路Ｌ _２の両方が含まれる。

拡大表示範囲ｄ _１０及びｄ _２０は、自車両の速度と拡大表示範囲との関係を記録した演算テーブルを用いて導出することができる。 また、拡大表示範囲ｄ _１０及びｄ _２０は、自車両の速度と拡大表示範囲の関係を表す数式を用いて導出してもよい。

次に、図２のＳ１４に示すように、制御部３は、地図データに基づいて、自車両の位置から交差路までの距離を算出する。 例えば、図３（ａ）の場合、制御部３は、地図データに基づいて、自車両Ａの位置から拡大表示範囲ｄ _１０に含まれる交差路Ｌ _１までの距離を算出する。 図３（ｂ）の場合、制御部３は、地図データに基づいて、自車両Ａの位置から拡大表示範囲ｄ _２０に含まれる交差路Ｌ _１及び交差路Ｌ _２までのそれぞれの距離を算出する。

次に、制御部３は、自車両の位置から拡大表示範囲に含まれる交差路までの距離に基づいて、交差路の路幅を変更する（Ｓ１６）。 この変更手段では、自車両の位置から拡大表示範囲に含まれる交差路までの距離と、交差路の路幅の拡大率との関係を表す演算テーブルを用いて、拡大率を導出することができる。 また、拡大率は、該距離と交差路の拡大率との関係を表した数式を用いて導出してもよい。 拡大表示範囲に含まれる交差路の路幅は、地図データに保管された交差路の路幅と求められた拡大率との演算結果によって変更される。

この路幅変更処理を図４により具体的に説明する。 制御部３は、図３のように決定された拡大表示範囲に含まれる交差路の路幅を、図４に示すように変更する。 図４は、地図情報の拡大表示範囲と交差路の路幅及び他車両速度とを示す模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）における自車両Ａの位置及び速度は図３（ａ）及び図３（ｂ）にそれぞれ一致する。

図４（ａ）の拡大表示範囲ｄ _１０に含まれている交差路Ｌ _１は、地図データにおける路幅ｌ _１０から路幅ｌ _２０に拡大されている。 一方、自車両Ａから交差路Ｌ _１より遠方にある交差路Ｌ _２は、拡大表示範囲ｄ _１０に含まれていないため、地図データの路幅ｌ _１２は変更されずに表示部４で表示される。

図４（ｂ）の拡大表示範囲ｄ _２０に含まれている２つの交差路Ｌ _１及びＬ _２は、地図データにおける路幅ｌ _１０及びｌ _１２から、路幅ｌ _２０及びｌ _２２にそれぞれ拡大されて表示される。 地図情報によれば交差路Ｌ _２は、交差路Ｌ _１よりも、自車両Ａからの遠い位置にある。 したがって、交差路Ｌ _２の路幅ｌ _２２は、交差路Ｌ _１の路幅ｌ _２０よりも、より大きい拡大率で地図データの路幅ｌ _１２から拡大されて表示される。

なお、図３及び図４では、説明の便宜上、地図情報を平面的に表示している。 しかし、実際のドライビングシミュレータ１の表示部４は、自車両Ａから見える道路画像を三次元で表示することができる。 これによって、運転操作部１のシートに着座した被験者は、実際の車両運転により近い感覚で模擬運転をすることができる。

また、制御部３は、他車両データにある他車両の表示速度を変更する（Ｓ１８）。 制御部３は、他車両データに基づいて拡大表示範囲に含まれる交差路を通過する他車両の表示速度を、交差路の路幅の拡大率に応じて変更する。 他車両の表示速度は、上述のとおり変更手段で求めた拡大率と他車両データの他車両の速度とから算出することができる。 これによって、交差路を拡大しても他車両が該交差路の通過に所要する時間を、拡大しない場合と同一にすることができる。 すなわち、他車両の速度が同一の場合、路幅を拡大する場合としない場合とで交差路の通過に所要する時間は同一とすることができる。 この場合、表示部４の画像上における他車両の見かけの速度（表示速度）は、通過する交差路の路幅の拡大率が大きくなるにつれて速くなる。

例えば、図４（ａ）では、他車両Ｂが、拡大表示範囲ｄ _１０に含まれる交差路Ｌ _１を通過している。 このため、他車両Ｂの表示速度Ｖ _２０は、他車両データの速度と交差路Ｌ _１の路幅の拡大率とから算出する。 これによって、他車両Ｂの交差路Ｌ _１の通過に所要する時間は交差路Ｌ _１を拡大する場合としない場合とで同一となる。 一方、拡大表示範囲ｄ _１０に含まれない交差路Ｌ _２を通過している他車両Ｃの表示速度Ｖ _１２は、他車両データの速度と等しい。

また、図４（ｂ）では、他車両Ｂ及び他車両Ｃが拡大表示範囲ｄ _２０に含まれる交差路Ｌ _１及びＬ _２をそれぞれ通過している。 他車両Ｂの表示速度Ｖ _２０は、図４（ａ）と同様にして他車両データの速度と交差路Ｌ _１の路幅の拡大率とから算出する。 自車両Ａの位置からより遠い交差路Ｌ _２を通過している他車両Ｃの表示速度Ｖ _２２は、他車両データの速度と交差路Ｌ _２の路幅の拡大率とから算出する。 これによって、他車両Ｃの交差路Ｌ _２の通過に所要する時間は交差路Ｌ _２を拡大する場合としない場合とで同一となる。 なお、変更手段において、自車両Ａからより遠方にある交差点Ｌ _２の路幅の拡大率の方が、交差点Ｌ _１の路幅の拡大率よりも大きい。 したがって、他車両Ｃの他車両データにおける速度に対する表示速度Ｖ _２２の比率は、他車両Ｂの他車両データにおける速度に対する表示速度Ｖ _２０の比率よりも大きい。

制御部３は、以上の処理によって求めた画像信号を表示部４に出力する（Ｓ２０）。 表示部４では、制御部３から入力される画像信号を表示する。 これによって、被験者は道路を走行する模擬運転において、道路の拡大表示範囲に属する路幅が変更された交差路を認識することができる。

図５は、別の地図情報の拡大表示範囲と交差路の路幅及び他車両速度とを示す模式図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）の自車両Ａの現在位置は、互いに同じである。 図５（ａ）の自車両Ａは３０ｋｍ／ｍの速度で模擬走行しており、図５（ｂ）の自車両Ｂは６０ｋｍ／ｈの速度で模擬走行している。 図５（ａ）及び図５（ｂ）のそれぞれの道路における拡大表示範囲ｄ _１２及びｄ _２２には交差路が含まれていない。 すなわち、図５（ａ）及び図５（ｂ）の道路は、拡大表示範囲に交差路が存在しない点で図３及び図４の道路と異なっている。 上述の通り、図５（ａ）及び図５（ｂ）の自車両Ａの速度は互いに異なっているが、図５（ａ）及び図５（ｂ）の拡大表示範囲にはともに交差路が含まれていない。 このため、他車両Ｂ及び他車両Ｃの表示速度Ｖ _１０ 、Ｖ _１２は、それぞれ他車両データの速度のまま表示される。 すなわち、他車両Ｂ及び他車両Ｃの速度は変更手段で変更されないため、他車両データの速度で表示部４に表示される。

このドライビングシミュレータ１によれば、自車両Ａの模擬運転の速度に応じて模擬走行する道路の拡大表示範囲ｄ _１０ 、ｄ _１２ 、ｄ _２０及びｄ _２２を設定し、自車両Ａからの距離に応じて拡大表示範囲ｄ _１０ 、ｄ _１２ 、ｄ _２０及びｄ _２２に含まれる交差路Ｌ _１及びＬ _２の路幅ｌ _１０ ，ｌ _１２を変更する。 これによって、被験者の模擬運転時の感覚が実際の車両運転時における運転者の感覚にほぼ一致するように、画面上に交差路Ｌ _１ ，Ｌ _２を表示することができる。 したがって、被験者が感じる違和感を低減でき、実際の車両運転により近い感覚で模擬運転をすることができる。

図６は、本発明の一実施形態に係るドライビングシミュレータの表示画面と従来のドライビングシミュレータの表示画面とを示す模式図である。 図６（ａ）は、本発明の一実施形態に係るドライビングシミュレータの表示画面を示し、図６（ｂ）は従来のドライビングシミュレータの表示画面を示す。 本実施形態に係るドライビングシミュレータの表示画面（図６（ａ））は、自車両の速度が速いほど、自車両からより離れた交差路の路幅をより拡大して表示する。 一方、従来のドライビングシミュレータの表示画面（図６（ｂ））は、交差路の路幅を変更せずに地図データの道路をそのまま表示する。 したがって、本実施形態に係るドライビングシミュレータの方が、遠方の交差路を認識しやすく、違和感なく、実際の車両運転により近い感覚で模擬運転をすることができる。

また、ドライビングシミュレータ１は、拡大表示範囲に含まれる交差路Ｌ _１ ，Ｌ _２の路幅の拡大率に応じて、道路を走行する他車両Ｂ，Ｃの速度を変更する。 これによって、被験者が、模擬運転において、他車両Ｂ，Ｃを実際の車両運転により近い感覚で認識することができる。

上述したドライビングシミュレータ１は、運転操作部２、制御部３、及び表示部４を備えるものであり、車両の開発用、運転教習所等における運転訓練用、ゲームなどの遊戯用のほか、道路上の模擬走行を行う様々な用途に適用することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るドライビングシミュレータの構成概要図である。

本発明の一実施形態に係るドライビングシミュレータの動作を示すフローチャートである。

地図情報の拡大表示範囲を示す模式図である。

地図情報の拡大表示範囲と交差路の路幅及び他車両速度とを示す模式図である。

別の地図情報の拡大表示範囲と交差路の路幅及び他車両速度とを示す模式図である。

本発明の一実施形態に係るドライビングシミュレータの表示画面と従来のドライビングシミュレータの表示画面とを示す模式図である。

符号の説明

１…ドライビングシミュレータ、２…運転操作部、３…制御部、４…表示部、Ａ…自車両、Ｂ，Ｃ…他車両、ｄ _１０ ，ｄ _１２ ，ｄ _２０ ，ｄ _２２ …拡大表示範囲、ｌ _１０ ，ｌ _１２ ，ｌ _２０ ，ｌ _２２ …路幅、Ｌ _１ ，Ｌ _２ …交差路、Ｖ _１０ ，Ｖ _１２ ，Ｖ _２０ ，Ｖ _２２ …表示速度。