專利名稱：模擬開車的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種模擬開車的裝置有關(guān)，該模擬裝置有一個(gè)模擬的車身和一個(gè)用來顯示開車時(shí)周圍環(huán)境情況的監(jiān)視器(下文簡(jiǎn)稱開車環(huán)境)。
在這種模擬開車的常規(guī)裝置中，使用了下列裝置，也就是當(dāng)坐在模擬車身上的司機(jī)看監(jiān)視器上所顯示的開車環(huán)境同時(shí)而執(zhí)行對(duì)模擬車身的駕駛操作而且模擬車身的運(yùn)動(dòng)是根據(jù)駕駛操作來調(diào)節(jié)，從而司機(jī)感到好像他自己真實(shí)地在公路上駕駛一輛車。
實(shí)際的開車環(huán)境是多變的，這取決于多種環(huán)境因素的各自情況，諸如開車路程，其它車輛的行駛，路面條件以及氣候情況等。由監(jiān)視器所顯示的開車環(huán)境一般都是由程序設(shè)計(jì)員根據(jù)他所假定的各種環(huán)境因素單獨(dú)地構(gòu)成。為了使開車環(huán)境盡量地接近事物的實(shí)際情況，必須考慮到許多環(huán)境因素，因?yàn)榧词箻?gòu)成一個(gè)開車環(huán)境也需花很多時(shí)間，很難籌措各種開車環(huán)境，即使可構(gòu)成各種開車環(huán)境，一個(gè)貯存這些開車環(huán)境的記憶裝置一定要大的容量，結(jié)果造成較高的成本，因此常規(guī)的模擬裝置局限在籌措幾種模式的有限開車環(huán)境。結(jié)果，一旦該模擬裝置的司機(jī)已經(jīng)受某幾次模擬車身的駕駛或操作訓(xùn)練，他就會(huì)記住開車環(huán)境，因此在操作中就會(huì)預(yù)測(cè)到下一個(gè)所顯示的開車環(huán)境，故而，缺點(diǎn)就在這里，當(dāng)模擬開車裝置用來訓(xùn)練駕駛技術(shù)時(shí)，就會(huì)達(dá)不到訓(xùn)練的效果。
進(jìn)而，當(dāng)模擬開車裝置用于訓(xùn)練駕駛技術(shù)或類似的用途，為了提高訓(xùn)練效果，希望修正取決于司機(jī)的本身因素或各個(gè)司機(jī)的駕駛技術(shù)來定，然而萬一如上所述開車環(huán)境是逐個(gè)構(gòu)成那么就不能在現(xiàn)場(chǎng)修正開車環(huán)境考慮到上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種不需用大規(guī)模的記憶裝置就能編集各種開車環(huán)境的開車模擬裝置并且其中的開車環(huán)境可自由地修正。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種具有一個(gè)模擬車身和一個(gè)可顯示開車環(huán)境的監(jiān)視器的開車模擬裝置，這樣模擬車身的運(yùn)動(dòng)就由坐在模擬車身上的司機(jī)在看到監(jiān)視器上所顯示的開車環(huán)境的同時(shí)執(zhí)行駕駛操作來調(diào)節(jié)。該模擬裝置有記憶多個(gè)數(shù)據(jù)的記憶裝置，這些數(shù)據(jù)從構(gòu)成開車環(huán)境的多種環(huán)境因素中逐個(gè)設(shè)定并對(duì)各個(gè)環(huán)境因素進(jìn)行記憶；用于從多個(gè)各種環(huán)境因素的數(shù)據(jù)中選出所要數(shù)據(jù)的選取裝置，以及編集全部開車環(huán)境的編集裝置，通過讀出由選取裝置所選的各環(huán)境因素的所選數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，通過結(jié)合多種環(huán)境因素的各自情況加以編集就能容易地構(gòu)成各種開車環(huán)境，通過改變?nèi)魏苇h(huán)境因素也就自由地改正開車環(huán)境，從而通過編集就得出總的開車環(huán)境，因此不必單個(gè)地記憶各種開車環(huán)境，隨之也就不需要一個(gè)大規(guī)模記憶裝置，結(jié)果降低了成本。
順便一提，在實(shí)際開車中，根據(jù)路面條件可能會(huì)發(fā)生車輛打滑的情況，在此情況下，如果設(shè)有根據(jù)包括在開車環(huán)境中路面情況數(shù)據(jù)來改正模擬車身運(yùn)動(dòng)的改正裝置，那么就能使司機(jī)實(shí)際體驗(yàn)到車身在打滑路面上的運(yùn)動(dòng)，這樣司機(jī)就可有效地學(xué)到在打滑的路面上如何安全開車的駕駛技術(shù)。此外打滑程度隨氣候變化，因此最好提供帶有計(jì)算機(jī)的裝置來計(jì)算出根據(jù)氣候條件數(shù)據(jù)和路面情況數(shù)據(jù)下的路面摩擦系數(shù)，該兩數(shù)據(jù)都包括在開車環(huán)境內(nèi)，這樣根據(jù)所算出的路面摩擦系數(shù)就能改正模擬車身的運(yùn)動(dòng)。
通過結(jié)合附圖并參照下文的詳細(xì)說明就會(huì)對(duì)本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)容易理解，附圖中

圖1表示一模擬開車裝置中設(shè)備的側(cè)視圖；圖2表示監(jiān)視器20上一圖像實(shí)例中的圖解；圖3表示總端7上一圖像實(shí)例中的圖解；圖4是表示一計(jì)算信息處理機(jī)內(nèi)的各部件的方塊圖；參照?qǐng)D1，圖1中以摩托車形式說明本發(fā)明模擬開車裝置的一實(shí)例。標(biāo)號(hào)1表示一模擬的摩托車，當(dāng)一個(gè)坐在模擬摩托車1上的司機(jī)R執(zhí)行一模擬摩托車1的駕駛操作而同時(shí)眼睛看著置于模擬摩托車前方的顯示在監(jiān)視器20諸如一熒光屏上的像外景之類的開車環(huán)境，模擬摩托車的姿態(tài)是根據(jù)駕駛操作來控制的。模擬摩托車1設(shè)有一支架形的車身10。一用于作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)3(下稱滾動(dòng)電動(dòng)機(jī))由一在基座2上的支架2所支撐，這樣電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸就與模擬摩托車1的縱向相平行。一托架31裝在滾動(dòng)電動(dòng)機(jī)3的一轉(zhuǎn)軸上，在此托架31上設(shè)有一垂直模擬摩托車1縱向的樞軸32以便在左右方向突出。臂11的下端成對(duì)地垂直設(shè)置在車身10的左右側(cè)且可搖擺地支撐在樞軸32上，而且在托架31上還設(shè)有一個(gè)與樞軸32平行的支撐軸33，一用于作俯仰運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)4(下文稱俯仰電機(jī))以繞著支撐軸33搖擺方式設(shè)置。另一方面，車身10設(shè)有一個(gè)繞著與支撐軸33平行的支撐軸12搖擺的螺帽13，一個(gè)與俯仰電機(jī)4相連的螺紋桿41以螺紋與螺帽13相嚙合，所以上述模擬摩托車4由一滾動(dòng)電機(jī)3進(jìn)行滾動(dòng)和通過俯仰電機(jī)4作相對(duì)于托架31的繞樞軸32的搖擺，也就是作前后搖動(dòng)。
在車身10的前端部以一定的俯仰傾角裝有一駕駛馬達(dá)5，一個(gè)手把51直接連到駕駛馬達(dá)5的轉(zhuǎn)軸上。根據(jù)這種布置，當(dāng)手把51由司機(jī)R駕駛或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，駕駛馬達(dá)5發(fā)出一定的負(fù)載來抵擋手把的轉(zhuǎn)動(dòng)。
在手把51內(nèi)裝有可檢測(cè)操作一加速器的量和司機(jī)R操作前剎車的力之各種傳感器。在座椅14內(nèi)裝有可檢測(cè)司機(jī)R自重的動(dòng)量和方向的傳感器。在踏板15內(nèi)裝有可檢測(cè)由于司機(jī)R自重的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的負(fù)載變化的傳感器，在其鄰近還設(shè)有可檢測(cè)操作后剎車的力和換擋操作的傳感器。所有來自各傳感器的信號(hào)都由一計(jì)算機(jī)中的信息處理機(jī)6進(jìn)行加工處理，從而驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)電動(dòng)機(jī)3，俯仰電動(dòng)機(jī)4和駕駛馬達(dá)5以調(diào)節(jié)模擬摩托車1的姿態(tài)。
順便說一下，如圖2所示，監(jiān)視器20中的圖像是由前視野F、左后視野BL、右后視野BR以及諸如車速、換擋信息等的開車數(shù)據(jù)I所組成。還設(shè)有用來表示模擬摩托車1前后擺動(dòng)和滾動(dòng)的指示部分PI和RI并且雙重顯示一理想的模擬摩托車情況和根據(jù)司機(jī)操作而駕駛模擬摩托車的情況，即在這些指示部分RI，PI，一個(gè)在另一個(gè)的上方。監(jiān)視器20上顯示的開車環(huán)境由一個(gè)連到計(jì)算和信息處理機(jī)6上的計(jì)算機(jī)總端7的操作而編集。在總端7處，顯示有一圖3所示的實(shí)例圖像。這樣就能通過總端7用適當(dāng)選取各種環(huán)境因素的各自數(shù)據(jù)諸如道路(或旅行路線)來編集或變換開車環(huán)境。
現(xiàn)參照?qǐng)D4，將說明編集和變換這種開車環(huán)境的程序，首先操作總端7從儲(chǔ)存在一圖像數(shù)據(jù)庫(kù)61內(nèi)選取圖像資料，在地圖數(shù)據(jù)庫(kù)61內(nèi)儲(chǔ)存各種地圖資料諸如街道、山路、環(huán)形賽道、公路等，圖2所示的圖像是選自街道圖資料中的一個(gè)圖，其次再操作總端7從儲(chǔ)存的一情景資料庫(kù)62內(nèi)的多個(gè)儲(chǔ)存的情景數(shù)據(jù)中選取合適的情景資料并且限定一開車情景，諸如道路，有或沒有其它車輛等，然后再操作總端7從限定儲(chǔ)存在危險(xiǎn)場(chǎng)景資料庫(kù)63中的參數(shù)的多個(gè)儲(chǔ)存的危險(xiǎn)場(chǎng)景資料中選取合適的資料，例如開在逆行道上的車輛在十字路口右轉(zhuǎn)彎，前面的車輛突然停下等，資料庫(kù)61，62，63相當(dāng)于記憶裝置。
順便提一下，為了在開始訓(xùn)練駕駛技術(shù)之后某段時(shí)期要熟悉道路，有時(shí)候想布置不發(fā)生危險(xiǎn)的場(chǎng)景，在這種情況下，從總端7發(fā)出一信號(hào)到危險(xiǎn)場(chǎng)景控制部64去編集使得不發(fā)生危險(xiǎn)場(chǎng)景。如上所述所選取的圖像資料和景點(diǎn)資料以及通過危險(xiǎn)場(chǎng)景控制部64的危險(xiǎn)場(chǎng)景資料都讀入到一圖像制備部65。一隨意數(shù)目發(fā)生部66連到圖像制備部65從而根據(jù)隨意數(shù)控制其它車輛和行人的運(yùn)動(dòng)。為了在監(jiān)視器20上顯示由這些環(huán)境因素構(gòu)成的開車環(huán)境，這些開車環(huán)境必須轉(zhuǎn)換成司機(jī)肉眼能見到的圖像，因此，在圖像資料庫(kù)67內(nèi)諸如街景和其它車輛和行人的運(yùn)動(dòng)以在監(jiān)視器20能顯示的形式提取和合成之后這些圖像資料輸出到一用作編集裝置的圖像控制部68。例如，在拐角處轉(zhuǎn)彎，模擬摩托車1傾斜，但是摩托車1并未產(chǎn)生一離心力。所以希望相對(duì)模擬摩托車1的方向傾斜圖像從而使司機(jī)R產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)覺即該模擬摩托車大幅度地傾斜以及根據(jù)開車速度來改變監(jiān)視器20熒光屏上的圖像輸入速度。作為一個(gè)解決方案，根據(jù)模擬摩托車的姿態(tài)和車速，來自一運(yùn)動(dòng)計(jì)算部69的圖象改正信號(hào)輸入到圖象控制部68，這樣由圖象修正信號(hào)所修正的圖象信號(hào)輸出到監(jiān)視器20以便在熒光屏上顯示。
上述各種編集工作和編集內(nèi)容的修正具體地都在圖3所示的熒光屏上進(jìn)行，也就是一個(gè)鼠標(biāo)C(未示出)游移在熒光屏左側(cè)一豎排內(nèi)各個(gè)按鈕中的一個(gè)，按下鼠標(biāo)所停靠的按鈕，從而就完成了所要設(shè)定的各項(xiàng)按鈕。例如，在關(guān)于道路的操作按鈕B1是對(duì)路寬的設(shè)定；在關(guān)于樓房的操作按鈕B2是對(duì)在道路旁所出現(xiàn)各種樓房的設(shè)定；在關(guān)于其它車輛的操作按鈕B3是對(duì)其它逆行的車輛是否是客車、公共汽車或卡車的設(shè)定；在交通標(biāo)記操作按鈕B4中是對(duì)諸如限速標(biāo)記、不準(zhǔn)停車標(biāo)記等各種標(biāo)記的設(shè)定；在情景操作按鈕B5中是對(duì)是否會(huì)發(fā)生諸如行人突然跑入馬路，?？寇嚨能囬T打開，另一輛車強(qiáng)制超車等的設(shè)定，在圖3中標(biāo)號(hào)B6表示設(shè)定一發(fā)生危險(xiǎn)的觸發(fā)區(qū)的操作按鈕，標(biāo)號(hào)B7表示一圖象電子放大操作按鈕。
以這種方式，能很容易在終端7編集開車環(huán)境，當(dāng)一次編集的開車環(huán)境根據(jù)司機(jī)R的駕駛技術(shù)進(jìn)行修正時(shí)就不必重新編集開車環(huán)境而只需修正所要改正的環(huán)境因素。
此外，在地圖資料中，還包含有路面情況的資料，在圖3中，設(shè)在各十字路口周圍的標(biāo)號(hào)C1和設(shè)在各拐角處的標(biāo)號(hào)C2表示所謂“專門的鋪面部分，鋪面部分的摩擦系數(shù)大于普通路面的摩擦系數(shù)。另一方面，標(biāo)號(hào)C3表示鋪放在待修路面部分的鋼板，鋼板面的摩擦系數(shù)小于普通路面的摩擦系數(shù)，標(biāo)號(hào)4表示一礫石路，安置礫石路使開車變得不穩(wěn)因?yàn)檐嚨那拜啿荒鼙３忠欢ㄏ蚩刂贫以撀访娴谋砻婺Σ料禂?shù)小于普通路面的摩擦系數(shù)，還有諸如中線和十字路口的油漆部分的摩擦系數(shù)小于普通路面的摩擦系數(shù)。
還布置成使氣候條件也能由總端7選定。當(dāng)選定下雨或下雪或刮風(fēng)情況時(shí)，計(jì)算機(jī)信息處理裝置6中的風(fēng)和雨控制部確定了雨或雪的強(qiáng)度以及風(fēng)的強(qiáng)度。在雨量和風(fēng)力自動(dòng)變化情況下，能從隨機(jī)數(shù)發(fā)生部引入隨機(jī)數(shù)，從而根據(jù)隨機(jī)數(shù)變化雨量和風(fēng)力。在手動(dòng)改變上述風(fēng)雨強(qiáng)度的情況下，風(fēng)和雨的強(qiáng)度信號(hào)從總端7輸入，一旦以此方式確定風(fēng)和雨強(qiáng)度，該雨或雪的強(qiáng)度數(shù)據(jù)就輸出到一個(gè)摩擦系數(shù)計(jì)算部603而風(fēng)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)則輸出到一個(gè)運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算部604。已輸入到摩擦系數(shù)計(jì)算部603的雨或雪強(qiáng)度從圖像制備部65讀出現(xiàn)在在行駛的模擬摩托車1的路面情況的數(shù)據(jù)，這樣根據(jù)雨或雪的數(shù)據(jù)和路面情況數(shù)據(jù)就得出路面的摩擦系數(shù)。運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算部604讀入由上述模擬摩托車1上各傳感器所檢測(cè)的信號(hào)，從而根據(jù)各個(gè)檢測(cè)的信號(hào)計(jì)算出模擬摩托車1的姿態(tài)，并且還根據(jù)摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)和上述風(fēng)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)一步修正已計(jì)算出的摩托車姿態(tài)。根據(jù)修正的計(jì)算結(jié)果而控制各上述電動(dòng)機(jī)3，4，5從而控制模擬摩托車1的姿態(tài)。
因此當(dāng)雨或雪很大時(shí)所計(jì)算出的摩擦系數(shù)比起較難打滑的其它部分就較易打滑。在路面上加上特殊鋪面的C1或C2以及在鋼板鋪在路面的C3比其它部分更易打滑。依據(jù)摩擦系數(shù)，剎車距離改變而且應(yīng)用剎車時(shí)，打滑度也改變。根據(jù)實(shí)際開車發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，改正模擬摩托車1的姿態(tài)和顯示器20的圖像。例如，由下列公式(1)給出并限定的制動(dòng)因子Kb是摩擦系數(shù)Rμ和雨或雪強(qiáng)度的下雨因子Kr的函數(shù)Kb＝Rμ/(Kr＋1)……………………………………………(1)
于是由下列公式(2)得出制動(dòng)力Bk而公式(2)是從由上述公式(1)所限定的制動(dòng)因子Kb和一個(gè)加到制動(dòng)桿和一制動(dòng)板的操作力Bt得出。
Bk＝Bt.Kb……………………………………………………(2)因此改變了剎車距離，由監(jiān)視器20的圖像中的停靠位置的改變來表達(dá)剎車距離的改變。
而且當(dāng)風(fēng)以側(cè)風(fēng)吹來時(shí)，根據(jù)風(fēng)的強(qiáng)度并考慮到摩擦系數(shù)大小此修正使開車方向呈之字形。
在上述實(shí)施例中，說明了一個(gè)模擬摩托車開車裝置的實(shí)例，當(dāng)然，它也能應(yīng)用到汽車等的模擬裝置上。
很明顯，上述車輛模擬開車裝置滿足上述所有的發(fā)明目的并具有廣泛商業(yè)使用的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該理解上文所述本發(fā)明的具體形式只是作為一個(gè)代表，在本發(fā)明范圍內(nèi)的某些修改對(duì)本專業(yè)的技術(shù)人員來說是明顯的。
因此參照下文的權(quán)利要求來確定本發(fā)明的全部保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1)一種開車的模擬裝置，有一模擬車體(1)和一個(gè)顯示開車環(huán)境的監(jiān)視器(20)這樣根據(jù)坐在模擬車體(1)的司機(jī)(R)執(zhí)行一駕駛操作來控制模擬車身(1)的運(yùn)動(dòng)同時(shí)還要眼睛盯住監(jiān)視器(20)所顯示的開車環(huán)境，上述裝置包括記憶裝置(61，62，63)用來記憶由開車環(huán)境構(gòu)成的各個(gè)多種環(huán)境因素所設(shè)定的多個(gè)資料并由各上述環(huán)境因素作出上述記憶；選取裝置(7)用來從各上述環(huán)境因素中的多個(gè)資料中選取所要的資料；編集裝置(68)用讀出上述選取裝置中選取的各環(huán)境因素中的選取資料來編集總的開車環(huán)境。
2)根據(jù)權(quán)利要求1所述的開車模擬裝置，其特征在于還包括根據(jù)在上述開車環(huán)境中的路面情況資料來修正上述模擬車身(1)運(yùn)動(dòng)的修正裝置(604)。
3)根據(jù)權(quán)利要求2所述的開車模擬裝置，其特征在于，還包括根據(jù)上述氣候情況資料和上述路面情況資料計(jì)算出路面摩擦系數(shù)的計(jì)算裝置，該兩個(gè)資料包括在上述開車環(huán)境內(nèi)，其中修正裝置(604)根據(jù)上述所計(jì)算的摩擦系數(shù)修正上述模擬車身(1)的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種模擬開摩托車的裝置，有一個(gè)模擬車身(1)和一個(gè)用來顯示開車環(huán)境的監(jiān)視器(20)，一位坐在模擬車身(1)上的司機(jī)執(zhí)行一模擬車身(1)的駕駛操作而同時(shí)看監(jiān)視器(20)所顯示的開車環(huán)境，根據(jù)駕駛操作來調(diào)節(jié)模擬車身(1)的運(yùn)動(dòng)，該裝置記憶由開車環(huán)境構(gòu)成的各環(huán)境因素所設(shè)定的多個(gè)資料，記住各環(huán)境因素，從各環(huán)境因素的多個(gè)資料中選取所要資料，通過讀出各環(huán)境因素組成的所選資料就編集出總的開車環(huán)境。
文檔編號(hào)G09B9/058GK1135065SQ9610198
公開日1996年11月6日 申請(qǐng)日期1996年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月15日
發(fā)明者沛沢隆, 久米正夫, 松澤勝范, 牧野誠(chéng), 青木克仁 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社