歩行者シミュレーション装置、交通シミュレーション装置、歩行者シミュレーション方法
【課題】計算負荷の増大を抑制しながら、現実世界により近い態様で歩行者が進行可能な歩行者シミュレーション装置、交通シミュレーション装置及び歩行者シミュレーション方法を提供すること。
【解決手段】歩行者の移動態様を模倣させた擬人モデル６０に、２点間を結ぶリンク上を進行させる歩行者シミュレーション装置２００であって、擬人モデル６０間の間隔を確保するパーソナルスペース、を規定するモデル情報が記憶されたモデル情報記憶手段３６と、モデル情報に基づき、擬人モデルのパーソナルスペースを形成するパーソナルスペース形成手段３１と、パーソナルスペース同士の重複を検出する重複検出手段３３と、パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、リンク上から離れた擬人モデルの回避方向位置を決定する回避方向位置決定手段３４と、を有することを特徴とする。
【解決手段】歩行者の移動態様を模倣させた擬人モデル６０に、２点間を結ぶリンク上を進行させる歩行者シミュレーション装置２００であって、擬人モデル６０間の間隔を確保するパーソナルスペース、を規定するモデル情報が記憶されたモデル情報記憶手段３６と、モデル情報に基づき、擬人モデルのパーソナルスペースを形成するパーソナルスペース形成手段３１と、パーソナルスペース同士の重複を検出する重複検出手段３３と、パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、リンク上から離れた擬人モデルの回避方向位置を決定する回避方向位置決定手段３４と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計算機上で歩行者の移動態様を模擬する歩行者シミュレーション装置、交通シミュレーション装置及び歩行者シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行者の移動態様を数値化して歩行者の移動を計算機上で再現したり、移動態様を定量化し評価する試みが行われることがある。例えば、施設内における歩行者の移動のしやすさを考慮した交通設計のため、所定のエリアにおける移動と滞留をシミュレートする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、複数のノード間にルートを設定し、2つ以上のノードを通過する移動人数を指定して、他の全てのノードを通過する移動人数を算出し、ルートの全ての1日の移動率を算出する交通シミュレーションシステムが記載されている。
【０００３】
また、例えば、所定の空間における歩行者の歩きやすさを評価する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２には、所定空間における複数の歩行者の移動方向を移動ベクトルで表し、各歩行者の移動ベクトルの内積の総和から所定空間の歩きやすさを評価する評価装置が記載されている。
【０００４】
ところで、着座した被験者に運転席を視点とする疑似光景を表示し、被験者がこの疑似光景を見ながらハンドル等を操作して仮想の車両を運転する交通シミュレーション装置が実用化されている。交通シミュレーション装置は、実機の車両を運転した際に起こりうる急停車などの走行状況を映像で再現し、そのイベントに対する被験者の運転操作を評価する。このような交通シミュレーション装置では、モニターに歩道の歩行者や信号待ちする歩行者が表示される場合があるが、歩行者の歩行する様子なども計算機により再現され、歩行者らしい挙動が得られるようになっている。
【０００５】
図１６は、従来の交通シミュレーション装置における複数の歩行者の移動態様を表す図の一例である。交通シミュレーション装置における歩行者は、歩速や移動方向がプログラミングされているが、各歩行者に複雑な移動態様を設定すること（例えば、流体モデルを適用する）は計算負荷が大きく、また、車両から見た歩行者にはそれほど複雑な移動態様は必要とされない。このため、歩行者の移動態様には次のような制約が課される場合がある。
・歩行者を歩行させる経路にノードを設定
・ノードとノードを結ぶリンク上を歩行者が進行する
・歩行者はノード間を一列に並んで進行する
このため歩行者は、図１６に示すように、ノードにより指定された歩道や横断歩道を表すリンク上をそれぞれの速度で一列に進行する。
【特許文献１】特開平１０−２９３８９６号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、リンク上を進行するように定めると走行経路が1本しかないため、次のような問題が生じる。
・対向する方向から進行してきた歩行者とすれ違うことができない、
・同じ方向に進行する歩行者に一人でも歩速の遅い歩行者がいると、後続の歩行者は追い越すことができない
・横断歩道で信号待ちする複数の歩行者は進行方向に一列に並んだまま停止する
このような、歩行者の移動態様は現実世界では起こりにくく、歩行者と車両との実際の関係をシミュレーションすることを困難にしている。また、歩行者の移動態様に被験者が違和感を感じるため、シミュレーション結果にも影響が生じることがあった。
【０００７】
かかる問題を解消するため、ノード数や経路を増やすことが考えられるが、設定が煩雑で処理負荷が増大するという問題が生じる。また、進行方向の左右にオフセットを持たせることができればすれ違い等が実現できるが、これまでかかる構成について詳細に検討されていなかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、計算負荷の増大を抑制しながら、現実世界により近い態様で歩行者が進行可能な歩行者シミュレーション装置、交通シミュレーション装置及び歩行者シミュレーション方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、歩行者を模擬した擬人モデルに、２点間を結ぶリンク上を進行させる歩行者シミュレーション装置であって、擬人モデル間の間隔を確保するパーソナルスペース、を規定するモデル情報が記憶されたモデル情報記憶手段と、モデル情報に基づき、擬人モデルのパーソナルスペースを形成するパーソナルスペース形成手段と、パーソナルスペース同士の重複を検出する重複検出手段と、パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、リンク上から離れた擬人モデルの回避方向位置を決定する回避方向位置決定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
計算負荷の増大を抑制しながら、現実世界により近い態様で歩行者が進行可能な歩行者シミュレーション装置、交通シミュレーション装置及び歩行者シミュレーション方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本実施形態の交通シミュレーション装置１００における擬人モデル６０と、擬人モデル６０が有するパーソナルスペース５０の平面視の一例をそれぞれ示す図である。
【００１２】
擬人モデル６０は、現実世界における歩行者の躰に相当する部分である。図示するように、擬人モデル６０のパーソナルスペース５０を進行方向に凸な涙形又は楔（くさび）形とする（以下、単に涙形という）。このパーソナルスペース５０は、他の擬人モデル６０のパーソナルスペース５０との重複を禁止する領域であるので、言い換えればパーソナルスペース５０が隣接した場合に、擬人モデル６０間の間隔となる。
【００１３】
擬人モデル６０はノード間を進行するが、本実施形態では擬人モデル６０は進行方向に垂直な方向（以下、回避方向という）に移動することができる。図1（ｂ）（ｃ）は擬人モデル６０による障害物７０の回避を模式的に示す図の一例である。擬人モデル６０はノード間を結ぶリンク上を進行する。なお、障害物７０は停止しているとする。
【００１４】
擬人モデル６０が進行しパーソナルスペース５０に障害物７０が侵入すると擬人モデル６０は回避方向に移動する。パーソナルスペース５０は進行方向に凸な涙形なので進行すると、再度、障害物７０がパーソナルスペース５０に侵入することになるが、擬人モデル６０は同様に回避方向に移動する。このように、擬人モデル６０が進行方向に進行する毎に、徐々に回避方向に移動するので、パーソナルスペース５０に障害物７０が存在しても、擬人モデル６０はリンクに平行にノード間を進行することができる。
【００１５】
したがって、本実施形態の交通シミュレーション装置１００は、擬人モデル６０が進行方向に垂直な方向に障害物を回避することで、「擬人モデルはノード間を進行する」という計算負荷の少ない移動態様を適用したまま、２以上の擬人モデル６０が１つの経路を並列に進行することを可能にする。
【００１６】
また、パーソナルスペース５０の大きさは、歩速ｖに応じて可変であり遅いほど小さくなるように形成される。これにより、信号待ち等のように擬人モデル６０が停止した状態では擬人モデル６０間の前後及び左右の間隔が少なくなるので、擬人モデル６０の密度を高くすることができる。このため、現実世界で信号待ちしている歩行者と交通シミュレーション装置１００の擬人モデル６０の違いを低減し、被験者に与える違和感を少なくすることができる。
【００１７】
図２（ａ）は、交通シミュレーション装置１００の概略斜視図を、図２（ｂ）は被験者が視認する疑似光景の一例を示す。交通シミュレーション装置１００は、実機のボディの一部又は実機の外観を模倣し、ハンドル等は実際と同等の位置に、同等の形状で設けられている。車両のボディは車輪の位置で車外の台座と連結されており、台座が備える油圧発生源とそれをサーボ制御するコントローラとにより、４輪部分が独立に上下運動される。これにより、被験者の操作に応じて車両の運動状態を再現し被験者に体感させることができる。
【００１８】
車両はドーム内に設置され、ドーム内を覆う半球面状のスクリーン全体（360度）に疑似光景が表示される。疑似光景は、プロジェクタによりスクリーンに投影されてもよいし、湾曲した有機ELディスプレイやプラズマディスプレイに表示してもよい。このスクリーンが表示装置２２に相当する。スクリーンへ疑似光景を投影するのでなく、ヘッドマウントディスプレイを用いて疑似光景を提供してもよい。
【００１９】
運転席には、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル、ウィンカレバー、シフトレバー等が通常の車両と同様に配置されており、被験者がこれらを操作すると、操作情報が交通シミュレーション装置１００に入力される。交通シミュレーション装置１００は、例えば二輪モデルに基づき仮想の車両の運動状態を定めるパラメータ（前後方向速度、前後方向加速度、横方向速度、横方向加速度、ヨーレート、ヨー角、タイヤ角等）を決定する。
【００２０】
交通シミュレーション装置１００が表示する疑似光景に従い、被験者はアクセルペダル等を操作して走行するが、交通シミュレーション装置１００は、被験者に課題を与えるため、シナリオに沿ったイベント（回避に困難を伴う操作を被験者に要求する疑似光景）を表示する。例えば、歩行者の飛び出し、右左折、車線変更、先行車両の急停車、信号待ち、等である。被験者はこれらの課題に対しハンドル等を操作し、交通シミュレーション装置１００は、運動状態に応じて疑似光景の進行速度や表示範囲を調整したり、他車両などの障害物を相対距離や相対速度に応じて疑似光景に登場させる。
【００２１】
また、交通シミュレーション装置１００は、課題に対し適切な操作であったか否かを、ハンドルなどの操作対象、操作のタイミング、操作量等から評価する。したがって、交通シミュレーション装置１００を用いることで、現実世界の車両を運転しなくても、被験者は種々の走行状況を疑似体験でき、その評価を受けることができる。
【００２２】
図３は、交通シミュレーション装置１００の機能ブロック図の一例を示す。交通シミュレーション装置１００は、歩行者の移動態様を模擬する歩行者シミュレーション部２００を有する。
【００２３】
交通シミュレーション装置１００は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発メモリ及び入出力インターフェイス等が内部バスを介して接続されたコンピュータを実体とする制御部２０により制御される。不揮発メモリ又はＲＯＭにはプログラムが記憶されており、このプログラムをＣＰＵが実行するかＡＳＩＣにより、パーソナルスペース形成部３１、進行方向位置決定部３２、重複検出部３３、回避方向位置決定部３４、信号判定部３５、映像生成部３８及び運転評価部３９を実現する。また、不揮発メモリには、モデル情報記憶部３６及び経路情報記憶部３７が実装されている。
【００２４】
なお、プログラムは、ＤＶＤ、ＣＤ又はメモリーカードの記憶媒体に記憶して配布されるか、又は、ネットワークを介してサーバからダウンロードされる。このため、交通シミュレーション装置１００は、記憶媒体を装着してプログラムを読み出し及び書き込む記憶媒体装着部、ネットワークに接続してサーバと通信する通信装置を備えることが好ましい。
【００２５】
入力装置２１は、上記のハンドル等、被験者の操作情報を入力するための各種装置である。表示装置２２は、交通シミュレーション装置１００が提供する疑似光景を表示するための装置であり、例えば液晶ディスプレイ、プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ等である。
【００２６】
なお、映像生成部３８は、歩行者シミュレーション部が決定した歩行者の位置を、各種の運転課題を含む疑似光景に反映させて表示装置２２に表示する。また、運転評価部３９は、疑似光景と入力装置２１から入力された操作情報を比較して運転者の運転を評価する。
【００２７】
〔パーソナルスペース５０〕
パーソナルスペース５０について説明する。図４（ａ）は、パーソナルスペース５０を模式的に説明する図の一例である。パーソナルスペース５０は、擬人モデル６０を中心とした円４１と、互いに左右対称な２つの三角形４２，４３が一部重複して形成される。擬人モデル６０を表す円の大きさは予め定められており、全ての擬人モデル６０に共通である。擬人モデル６０の形状は円でなくても、正方形、長方形、三角形等であってもよい。
【００２８】
円４１は、擬人モデル６０を表す円の中心４４を中心とする半径ｒの円である。また、三角形４２は、中心４４から進行方向に距離ｄだけ離れた頂点４５から円４１に引いた接線、中心４４から接点に降ろした垂線、及び、頂点４５と中心４４を結ぶ線、を３辺とする三角形である。したがって、半径ｒ及び距離ｄによりパーソナルスペース５０を一意に決定することができる。
【００２９】
なお、パーソナルスペース５０は他のパーソナルスペース５０と信号待ち等の停止直前において一時的に重複することがあり得るが、擬人モデル６０が占めるスペース同士が重複することは常に禁止される。
【００３０】
半径ｒ及び距離ｄは、全擬人モデル６０に共通であってもよいし、擬人モデル６０毎に設定可能であってもよい。擬人モデル６０毎に設定する場合、モデル情報記憶部３６に擬人モデル６０毎に半径ｒ及び距離ｄが設定されている。
【００３１】
図５（ａ）はモデル情報記憶部３６に記憶されたモデル情報の一例を示す。モデル情報記憶部３６には擬人モデル６０を識別する擬人モデル番号に対応づけて、各擬人モデル６０のパーソナルスペース５０を決定する半径ｒ0及び距離ｄ0が登録されている。半径ｒ0及び距離ｄ0は初期値であって、例えば歩速ｖ＝ゼロの時の半径ｒ及び距離dを表す。
【００３２】
半径ｒ0及び距離ｄ0は、例えば、子供と大人、男性と女性等、又は、自転車を想定して予め登録されている。したがって、パーソナルスペース形成部３１は、モデル情報を読み出すことで擬人モデル６０毎にパーソナルスペース５０を形成することができる。
【００３３】
また、擬人モデル６０毎に歩速ｖが設定可能であるので、モデル情報記憶部３６には擬人モデル番号に対応づけて、各擬人モデル６０の歩速ｖが登録されている。これらの歩速ｖは、予め登録されていてもよいし、被験者が交通シミュレーション装置１００を使用する前に設定可能となっていてもよい。
【００３４】
交通シミュレーション装置１００における擬人モデル６０の歩速ｖは、例えば、なんら障害物がなく信号待ち等もなければ、モデル情報記憶部３６に設定された歩速ｖで進行するとしてよい。しかし、信号待ちやすれ違い、追い越し等があると、現実世界では歩速ｖが小さくなるのが一般的であるので、交通シミュレーション装置１００においても擬人モデル６０の歩速ｖは可変となるようにプログラムされている。交通シミュレーション装置１００は、例えば、停止した場合には歩速ｖをゼロにし、追い越しやすれ違い（回避方向に移動したことか検出される）が生じた場合には、歩速を低減させる。
【００３５】
ところで現実世界では、歩行者間の間隔が短くなると衝突や接近を避けるため、歩速ｖも小さくなることが多い。逆に言えば、歩速ｖが小さい場合には歩行者間の間隔は短い。そこで、交通シミュレーション装置１００においても、歩速ｖに応じてパーソナルスペース５０の大きさを決定する。
【００３６】
図４（ｂ）は、歩速ｖが小さい場合のパーソナルスペース５０を模式的に説明する図の一例である。歩速ｖが小さくなることで、図４（ａ）よりも図４（ｂ）の方がパーソナルスペース５０が小さくなっている。パーソナルスペース５０の大きさは、上記の半径ｒ及び距離ｄにより規定される。パーソナルスペース５０の形状を規定する半径ｒ及び距離ｄを歩速ｖに応じて規定することで、歩速ｖに応じてパーソナルスペース５０の大きさを可変とすることができる。なお、パーソナルスペース５０の大きさが変わる結果として、同じ擬人モデル６０のパーソナルスペース５０であっても、それらの形状は相似形を保たない。
【００３７】
図６（ａ）は歩速ｖと半径ｒの関係を、図6（ｂ）は歩速ｖと距離dの関係をそれぞれ示す。半径ｒと距離ｄはいずれも歩速ｖが大きくなるほど、大きくなるように定められている。歩速ｖと半径ｒの関係、歩速ｖと距離ｄの関係は、それぞれグラフの傾きにより決定される。
【００３８】
したがって、図6（ａ）（ｂ）のような関係が、傾きar、adとして与えられていれば、モデル情報記憶部３６に記憶されている半径ｒ0及び距離ｄ0から、任意の歩速ｖにおける半径ｒ及び距離ｄを求めることができる。
【００３９】
半径ｒ＝ ｒ0 ＋ ａr・ｖ …（１）
距離ｄ＝ ｄ0 ＋ ａd・ｖ …（２）
モデル情報記憶部３６の半径r0及び距離d0は、図6（ａ）（ｂ）のY切片に相当する。図６（ａ）（ｂ）から明らかなように、半径r0は擬人モデル６０が停止した際の半径ｒであり、距離d0は擬人モデル６０が停止した際の距離ｄである。
【００４０】
歩速ｖに対する半径ｒと距離dの依存性（傾きar、ad）は、現実世界では歩行者毎に異なるとしてよい。このため、交通シミュレーション装置１００においても、擬人モデル６０毎に傾きar、adが予め登録されている。図５（ａ）に示すように、モデル情報記憶部３６には、擬人モデル番号に対応づけて傾きar、adがそれぞれ登録されている。このように、ｈ徐行者情報記憶部には、パーソナルスペース５０を決定するための種々の情報が登録されている。
【００４１】
なお、図6（ａ）及び（ｂ）に示す半径ｒ及び距離dの歩速ｖに対する依存性は一例であって、歩速ｖに対し指数関数的に増大してもよいし（歩速ｖが大きいほど傾きが大きくなる）、歩速ｖが増大すると所定値に漸近するように半径ｒ及び距離ｄを定めてもよい。
【００４２】
また、涙型のパーソナルスペース５０は一例であって、例えば、進行方向に長軸を有する二等辺三角形、逆Ｔ字、円４１を矩形で置き換えた形状、これらを組み合わせた形状等であってもよい。
【００４３】
〔経路について〕
続いて、各擬人モデル６０が進行する経路について説明する。各擬人モデル６０は、ノードを連結したリンクを進行するよう設定される。図５（ｂ）は経路情報記憶部３７に記憶されたノード情報の一例を、図５（ｃ）はリンク情報の一例をそれぞれ示す。
【００４４】
ノード情報には、ノードを識別するノード番号にそのノードの位置情報（X座標、Y座標）を対応づけて登録されている。位置情報は、例えばシミュレーション装置１００において車両が走行する疑似空間の所定点を原点とした座標系におけるX座標とY座標である。
【００４５】
なお、リンク情報には、回避可能量Wがリンク毎に設定されている。回避可能量Wは、回避方向に移動可能な上限の移動量を規定した値であって、道幅に相当するものである。初期状態の擬人モデル６０は道の中央（リンク上）を進行するので、実際には右又は左に回避可能量Wの半分まで移動できることになる。
【００４６】
回避可能量Wは、２つ以上の擬人モデル６０が１つのリンクですれ違い又は追い越せるように、最も大きい半径ｒの２倍以上に設定されている。回避可能量Wを適切に設定することで、２つの擬人モデル６０がすれ違い又は追い越せるようになり、また、３つ以上の擬人モデル６０がすれ違い又は追い越せるようになる。
【００４７】
図７は、ノード及びリンクの一例を示す図である。図7では、四つ角の交差点において一方のブロックから他方のブロックに横断歩道が路面標示されている。各ブロックにノードｎ１〜ｎ１２を示した。例えばノードｎ１とｎ２を相互に結ぶ線分がリンクであって、ノードｎ１とｎ２を結ぶリンクL1、ノードｎ２とｎ４を結ぶリンクL２、ノードｎ４とｎ３を結ぶリンクL３、ノードｎ３とｎ１を結ぶリンクL４、のように各リンクを指定できるようになっている。
【００４８】
擬人モデル６０は、回避方向を除けばリンクに平行に進行する。したがって、各議人モデル毎に複数のノード番号を、「ｎ２、ｎ４、ｎ１０…」のように指定すれば、指定されたノード番号により特定される経路（多くの場合、複数のリンクから構成される）に沿って、擬人モデル６０が進行することができる。「ｎ２、ｎ４、ｎ１０…」を以下、経路指定情報という。経路指定情報は、時系列に通過するノードを指定しているので、この経路指定情報を指定された擬人モデは、リンクL1を進行した後、横断歩道に相当するリンクL１０を渡ることになる。経路指定情報は、擬人モデル６０毎に、予め経路情報記憶部３７に記憶されている。
【００４９】
なお、経路指定情報には、擬人モデル６０の初期位置を示す初期位置情報が定められていることが好ましい。初期位置はノードであってもよいので、この場合、「ｎ２、ｎ４、ｎ１０…」の経路指定情報に初期位置情報が含まれていることになる。また、初期位置をリンク上の所定位置に定めてもよい。この場合、所定のノード番号とノードからの離隔量を、例えばそのリンク上の座標で指定する。
【００５０】
〔擬人モデル６０の進行方向位置の決定方法〕
これまで説明したように、擬人モデル６０の位置は、リンクに平行な進行方向位置か、又は、進行方向位置からリンクに対し垂直な方向に乖離した回避方向位置により決定できる。まず、擬人モデル６０の進行方向位置の決定について説明する。図３の進行方向位置決定部３２は、モデル情報に基づき、各擬人モデル６０がリンクに沿って（平行に）進行する際の進行方向位置を決定する。
【００５１】
図８（ａ）は、進行歩行位置の決定を模式的に説明する図である。図８（ａ）では、進行方向位置をP（ｘ、ｙ）で示した。擬人モデル６０はノード間を進行するので、擬人モデル６０の位置はノードを基準とした座標で表すことができる。例えば、2つのノードの一方のノードの座標を原点（ｎｘ、ｎｙ）にして、X軸方向を回避方向に、Y軸方向を進行方向にそれぞれ定めておく。
【００５２】
モデル情報により歩速ｖは擬人モデル６０毎に既知なので、例えば、所定時間経過後の進行方向位置Pは次のようにして求めることができる。図８（ａ）では擬人モデル６０の速度ベクトルをｖ＝（ｖｘ、ｖｙ）で示した。このベクトルｖに直交する方向が回避方向である。
Ｐ（ｘ、ｙ） ＝ （ｎｘ＋ｖｘ・ｔ、ｎｙ＋ｖｙ・ｔ）
なお、ｖｘ、ｖｙは、出発位置のノードを原点とした座標における歩速ｖのｘ成分とｙ成分である。進行方向をＹ軸と等しくした場合は、ｖｘ＝０、ｖｙ＝ｖである。また、ｔは出発位置のノードを出発してから経過した時間を表す。擬人モデル６０の位置は所定のサイクル時間毎に更新されるので、サイクル時間をΔｔとすれば、進行方向位置Ｐ（ｘ、ｙ）は次のように書き直すことができる。
Ｐ（ｘ、ｙ） ＝ Ｐ（ｘ＋ｖｘ・Δｔ、ｙ＋ｖｙ・Δｔ） …（３）
【００５３】
＜進行の制約がある場合＞
上述したように、交通シミュレーション装置１００では、例えば信号で擬人モデル６０の進行を妨げる場合がある。従って、歩行者用の信号の現表示（赤、青、黄のいずれか）により、決定された進行方向位置に進行できない場合がある。例えば、信号のあるノードの手前に信号停止エリアがもうけられている。
【００５４】
信号判定部３５は、式（３）により決定された進行方向位置が信号停止エリアに入っていると、現表示に基づき進行してよいか否かを判定する。信号判定部３５が、進行できないと判定した場合、擬人モデル６０は信号停止エリアで少なくとも一時的に停止することになる。
【００５５】
〔パーソナルスペース５０の重複の判定〕
２つのパーソナルスペース５０の重複について説明する。交通シミュレーション装置１００は、パーソナルスペース５０同士が空間を共有することを排除する。このため図３の重複検出部３３は、式（３）で決定された進行方向位置において、一方のパーソナルスペース５０が他方のパーソナルスペース５０と重複するか、言い換えれば、着目しているパーソナルスペース５０が他方のパーソナルスペース５０に侵入したか否かを判定する。判定の結果、重複していれば、着目している擬人モデル６０を回避方向に移動する。
【００５６】
重複検出部３３は、例えば、着目している擬人モデル６０と、同じリンクを進行している他の全ての擬人モデル６０、のパーソナルスペース５０を適当な順番に抽出する。なお、そのリンクを進行している擬人モデル６０は、進行方向位置Pから明らかである。
【００５７】
重複検出部３３は、抽出した２つのパーソナルスペース５０を図８（ａ）のようなリンク平面に投影し、両者の重複を判定する。図９（ａ）（ｂ）は両者のパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂをそれぞれ独立にリンク平面に投影したビットマップの一例を示す。リンク平面をメッシュ状に区切ったビットマップにパーソナルスペース５０を投影し、パーソナルスペース５０が存在する領域のみ「１」のビットを立てることで、パーソナルスペース５０をマス目を示す番号等で管理することができる。
【００５８】
そして、重複検出部３３は２つのパーソナルスペース５０をメッシュ毎にＸor演算する。図９（ｃ）（ｄ）は、パーソナルスペース５０が重複しない場合のXorの演算結果と、パーソナルスペース５０が重複する場合のXorの演算結果をそれぞれ示す図である。Xor演算は、入力される1と0の組み合わせのうち、その値が一致しないときに「１」を出力する。したがって、２つのパーソナルスペース５０が重複しない場合は、もとのパーソナルスペース５０のメッシュは「１」のままである。これに対し、２つのパーソナルスペース５０が重複する場合は、もとのパーソナルスペース５０のメッシュの重複したメッシュは「０」になる。したがって、重複検出部３３は、Xorの演算結果、パーソナルスペース５０の一部に「０」が現れるか否かにより、２つのパーソナルスペース５０が重複したか否かを判定することができる。
【００５９】
＜左右のいずれの方向に他方のパーソナルスペース５０があるかの判定＞
２つのパーソナルスペース５０が重複する場合、いずれか（又は両方）の擬人モデル６０が回避方向位置に移動するが、両者が同じ方向に移動してしまうと重複の解消が困難になる。そこで、パーソナルスペース５０をリンクに平行に半分に区切り、進行方向に対し一方を右領域、他方を左領域に区分する。そして、原則として、右領域に他のパーソナルスペース５０が侵入している場合は左方向に回避し、左領域に他のパーソナルスペース５０が侵入した場合は右方向に回避する。
【００６０】
図１０（ａ）はすれ違う場合のパーソナルスペース５０の重複の例を、図１０（ｂ）は追い越す場合のパーソナルスペース５０の重複の例をそれぞれ示す。図１０（ａ）において、下側のパーソナルスペース５０Ｂが進行する場合、パーソナルスペース５０Ｂの先端部で重複が検出されるが、右領域と左領域のどちらで重複した面積が大きいかを比較すると左領域の方が多く重複していることがわかる。したがって、パーソナルスペース５０Ｂは進行方向に対し右側に回避する。
【００６１】
また、図１０（ｂ）においても同様である。下側のパーソナルスペース５０Ｂが進行する場合、パーソナルスペース５０Ｂの先端部における重複面積は左領域の方が多いので、パーソナルスペース５０Ｂは進行方向に対し右側に回避する。図１０（ｂ）のように追い越す場合、右領域と左領域の重複面積は大きな差を示さない場合があるが、パーソナルスペース５０Ｂが進行するにつれその差は大きくなるので、いずれは右領域と左領域の重複面積の差に応じて、どちらに回避すればよいか正確に判定できるようになる。
【００６２】
一方、すれ違い当初及び追い越し当初は、右領域と左領域の重複面積が全く同一にある場合がある。図１０（ｃ）はすれ違う場合のパーソナルスペース５０の重複の例を、図１０（ｄ）は追い越す場合のパーソナルスペース５０の重複の例をそれぞれ示す。図１０（ｃ）（ｄ）のいずれの場合も、右領域と左領域の重複面積はほぼ同一である。このような場合、例えば、進行方向に対し右側に回避すると定めておく。一度、左右のいずれかに回避することで、次回の重複の判定時には、必ず、右領域と左領域の重複面積を異ならせることができる。例えば、日本では歩行者は進行方向の右側を通行することが推奨されている。
【００６３】
すれ違いの場合には、両方のパーソナルスペース５０が進行方向に対し右方向に移動することで、互いに必ず逆方向に回避することになる。また、追い越しの場合、両方のパーソナルスペース５０が進行方向に対し右方向に移動しても（実際には次のターンで他方のパーソナルスペース５０Ａが逆方向に回避するので、同じ方向に回避することはない）、追い越しする場合は２つのパーソナルスペース５０の歩速ｖが異なっているはずなので、次述するように回避量が異なる。このため、追い越しの場合には、時間が経過するほど右領域と左領域の重複面積の差が大きくなる。
【００６４】
したがって、パーソナルスペース５０をリンクに平行に半分に区切り、右領域と左領域の重複面積を比較することで、回避方向を決定することができる。
【００６５】
〔擬人モデル６０の回避方向位置の決定方法〕
２つのパーソナルスペース５０が重複した場合、回避方向位置決定部３４は、回避方向に擬人モデル６０の位置を決定する。これまで説明したように回避方向は、進行方向すなわちリンクに垂直な方向である。
【００６６】
図８（ｂ）は、回避方向位置の決定を模式的に説明する図である。現実世界では歩速ｖが大きいほど回避方向への移動速度も早いとしてよい。また、回避方向はリンクに垂直な方向と決まっているので、速度ベクトルｖから回避方向を求めることができる。まず、回避方向位置決定部３４は、進行方向に対する単位法線ベクトルuを求める。
【００６７】
速度ベクトルｖ（ｖｘ、ｖｙ）に対し右に垂直なベクトルは（ｖｙ、−ｖｘ）であり、左に垂直なベクトルは（−ｖｙ、ｖｘ）である。速度ベクトルｖの長さは√（ｖｘ２＋ｖｙ２）である。したがって、進行方向にたいする単位法線ベクトルｕは、次のようになる。
右方向に回避する場合：ｕ＝｛１／√（ｖｘ２＋ｖｙ２）｝（ｖｙ、−ｖｘ） …（４）
左方向に回避する場合：ｕ＝｛１／√（ｖｘ２＋ｖｙ２）｝（−ｖｙ、ｖｘ） …（５）
したがって、回避方向に移動した後の回避方向位置P’は、進行方向位置Pを利用して次のように表すことができる。ここで、回避量の大きさを指定する定数αをR（実数）とした。
P’（ｘ‘、ｙ’）＝Ｐ（ｘ、ｙ）＋α・ｕ … （６）
以上により、回避方向位置決定部３４は擬人モデル６０毎に回避方向位置を決定することができた。
【００６８】
また、このように回避方向位置を決定しても、歩道の幅を超えてしまうと被験者に擬人モデル６０が車道にはみ出したように見えるおそれがあるため、リンク情報にて説明したようにリンク毎に回避可能量Wが指定されている。したがって、回避方向位置決定部３４は、回避方向位置P’と回避可能量Wの半分であるW／２を比較し、回避方向位置P’＜W／２の場合にのみ、回避方向位置P’を更新する。
【００６９】
ところで、このように回避方向位置に移動した場合、擬人モデル６０はパーソナルスペース５０の重複が終わった後も回避方向位置をリンクに平行に進行することになる。回避方向位置のままリンクを進行してもよいが、すれ違いや追い越しが終了してパーソナルスペース５０の重複が終了した後、リンク上を進行するように回避量をゼロにしてもよい。この場合、例えば、更新後の進行方向位置においてパーソナルスペース５０が重複しない場合、例えば、単位法線ベクトルｕと同距離かつ逆方向にリンク方向に移動する（戻る）。そして、再度、パーソナルスペース５０が重複するか否かを判定し、重複しなければ単位法線ベクトルｕと同距離戻った位置を回避方向位置として、重複する場合には戻ることを取りやめる。進行方向位置及び回避方向位置を演算する度にリンク方向に戻れるか否かを判定することで、徐々にリンクに戻ることができる。
【００７０】
〔回避の具体例〕
パーソナルスペース５０が重複した場合の回避の具体例について説明する。２つのパーソナルスペース５０が重複するのは、主にすれ違う場合と追い越す場合である。まず、２つの擬人モデル６０がすれ違う場合について説明する。
【００７１】
図１１は、左右から進行した擬人モデル６０がすれ違う際のパーソナルスペース５０の進行と回避を示す図の一例である。図１１（ａ）において２つのパーソナルスペース５０が重複しており、右側のパーソナルスペース５０Ｂが進行方向位置及び回避方向位置を決定するターンであるとする。
【００７２】
２つのパーソナルスペース５０Ａ，５０Ｂが重複している場合、回避方向位置決定部３４は式（６）によりパーソナルスペース５０Ｂの回避方向位置を決定するが、侵入当初はパーソナルスペース５０Ｂの右領域と左領域の重複面積が等しいので、擬人モデル６０Bは予め定められた進行方向の右側に回避する。これにより、図１１（ｂ）に示すようにいったん２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂの重複が回避される。
【００７３】
ついで、擬人モデル６０Ａのターンになるが、式（３）に基づき決定した擬人モデル６０Aの進行方向位置において、２つのパーソナルスペース５０が重複したものとする（図１１（ｃ））。回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ａの回避方向位置を決定するが、パーソナルスペース５０Aの左領域が重複しているので、擬人モデル６０Aは進行方向の右側に回避する。これにより、図１１（ｄ）に示すように再度２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂの重複が回避される。
【００７４】
図１１では１回の回避で、それぞれのパーソナルスペース５０がリンクを跨ぐことがなくなったので、以降は両者が進行しても２つのパーソナルスペース５０が重複することがない。したがって、図１１（ｅ）に示すように、２つのパーソナルスペース５０がすれ違うことができる。
【００７５】
続いて、一方の擬人モデル６０Ａが他方の擬人モデル６０Ｂを追い越す場合について説明する。図１２は、左から進行した後方の擬人モデル６０Ａが前方の擬人モデル６０Ｂを追い越す際のパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂの進行と回避を示す図の一例である。図１２では、擬人モデル６０Ａの歩速ｖの方が擬人モデル６０Ｂよりも速い。
【００７６】
図１２（ａ）において２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂが重複しており、左側の擬人モデル６０Ａが進行方向位置及び回避方向位置を決定するターンであるとする。２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂが重複している場合、回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ａの回避方向位置を決定するが、侵入当初はパーソナルスペース５０Aの右領域と左領域の重複面積が等しいので、擬人モデル６０Aは予め定められた進行方向の右側に回避する。これにより、図１２（ｂ）に示すようにいったん２つのパーソナルスペース５０の重複が回避される。
【００７７】
次に、擬人モデル６０Ｂのターンになり、擬人モデル６０Ｂの進行方向位置が式（３）に基づき決定されるが、両者は同じ方向に進行しているので、図１２（ｃ）に示すようにこの進行方向位置では２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂに重複は生じない。
【００７８】
次に、擬人モデル６０Ｂのターンになり、擬人モデル６０Aの進行方向位置が式（３）に基づき決定され、２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂが重複したものとする（図１２（ｄ））。この場合、回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０ａＡの回避方向位置を決定するが、パーソナルスペース５０Aの左領域が多く重複しているので、擬人モデル６０Aは進行方向の右側に回避する。この場合、新たな回避方向位置が回避可能量W／２以下であれば、回避方向位置に移動すればよい。
【００７９】
新たな回避方向位置が回避可能量W／２以下でない場合、擬人モデル６０Aは回避方向位置に移動できないので回避しない。そして、擬人モデル６０Bのターンになると、擬人モデル６０Ｂが進行方向位置及び回避方向が決定される際に重複が検出され、回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ｂの回避方向位置を決定する。この場合、パーソナルスペース５０Bの右領域に重複しているので、擬人モデル６０Bは進行方向の左側に回避する。
【００８０】
これにより、図１２（ｅ）に示すように再度２つのパーソナルスペース５０の重複が回避される。したがって、後方の擬人モデル６０Aが前方の擬人モデル６０Bを追い越すことができた。
【００８１】
〔信号における停止の具体例〕
図１３は、左から進行した複数の擬人モデル６０が信号において停止する際のパーソナルスペース５０の進行と移動を示す図の一例である。図１３では、擬人モデル６０Cは既に停止しており、擬人モデル６０B、擬人モデル６０Aの順に信号のノードに到着するものとする。
【００８２】
図１３（ａ）に示す状態から、擬人モデル６０Ｂが信号に到着すると、パーソナルスペース５０Ｂとパーソナルスペース５０Ｃが重複する。回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Bの回避位置を決定し、進行方向に対し右側に回避する（図１３（ｂ））。
【００８３】
図１３（ｂ）のように回避しても、再度、２つのパーソナルスペース５０が重複する場合、回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ｂの回避方向位置を決定し、左領域の重複面積が多いので進行方向に対し右側に回避する。このとき、式（３）により決定される擬人モデル６０Ｂの進行方向位置は、信号停止エリアに到達するので、擬人モデル６０Ｂは決定された進行方向位置で停止する。そして、停止により歩速ｖがゼロになるので、パーソナルスペース５０Ｂはパーソナルスペース５０Ｃと同程度の大きさになる（図１３（ｃ））。
【００８４】
続いて、パーソナルスペース５０Ａと５０Ｃが重複する。回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ａの回避方向位置を決定するが、侵入当初はパーソナルスペース５０Aの右領域と左領域の重複面積が等しいので、擬人モデル６０Aは予め定められた進行方向の右側に回避する（図１３（ｄ））。
【００８５】
ついで、擬人モデル６０Ｂ又は６０Ｃの進行方向位置及び回避方向位置を決定するターンとなるが、すでに停止しているため擬人モデル６０Ｂ、６０Ｃが移動することは困難になっている。
【００８６】
このため、以降は、交通シミュレーション装置１００は、擬人モデル６０Ａを移動させる。移動の仕方は、パーソナルスペース５０Ａと、パーソナルスペース５０Ｂ又は５０Ｃとの重複の仕方や回避可能量Ｗによって異なる。
【００８７】
図１３（ｄ）において、パーソナルスペース５０Ａの左領域の方が多く重複している場合、擬人モデル６０Ａは右側に回避する。この場合、回避可能量Ｗの制約を受けなければ、パーソナルスペース５０Ｂの更に右側に回避して、信号停止エリアに到達する。これにより擬人モデル６０Ａは停止して歩速ｖがゼロになるので、パーソナルスペース５０Ａはパーソナルスペース５０Ｃと同程度の大きさになる。
【００８８】
一方、回避可能量Ｗの制約を受けた場合は、パーソナルスペース５０Ｂの右側に回避できず、重複面積の判定結果から左に回避することはない。このため、擬人モデル６０Ａは、進行方向位置まで進行した後、パーソナルスペース５０Aとパーソナルスペース５０Bと重複しないように、パーソナルスペース５０Ｂの後方で停止する（図１３（ｅ））。パーソナルスペース５０Ａの大きさは歩速ｖにより変わるので、パーソナルスペース５０Ａの停止により、パーソナルスペース５０Bとの間に間隔があるように見える場合がある。この場合（進行方向及び回避方向のいずれにも移動できない場合）、パーソナルスペース５０Bを歩速ｖがゼロの時の大きさにしてから、進行方向位置に進行してもよいし、停止後に他方のパーソナルスペース５０Ｂとの間隔が大きければ、次のターンで間隔を詰めてもよい。いずれにしても擬人モデル６０Aと６０Bの間隔を詰めることができる。
【００８９】
図１３（ｄ）において、パーソナルスペース５０Ａの右領域の方が多く重複している場合、図１３（ｆ）に示すように擬人モデル６０Ａは進行方向の左側に回避する。ここで、パーソナルスペース５０Ａと５０Ｃが再度、重複する。なお、擬人モデル６０Ａでなくパーソナルスペース５０Ａが信号位置を超えることは許容される。
【００９０】
図１３（ｆ）では、パーソナルスペース５０Aの右領域と左領域の重複面積が等しくなる可能性があるが、この場合、連続してパーソナルスペース５０が重複しているので、擬人モデル６０Ａは進行方向及び回避方向に移動できず、パーソナルスペース５０Ｂ又は５０Ｃの後方で停止する（図１３（ｇ））。
【００９１】
また、現実世界では、歩行者は空いている空間を探すので、連続してパーソナルスペース５０が重複した場合、再度、同じ方向に回避方向位置を決定することが自然である。この場合、擬人モデル６０Ａは左に回避し、信号停止エリアの制約を受けて停止することになる（図１３（ｈ））。
【００９２】
図１３（ｅ）（ｇ）（ｈ）に示すように、停止によりパーソナルスペース５０が小さくなり、また、左右に回避することで並列に並ぶことができるので、現実世界の歩行者の信号待ちのように、狭い空間に擬人モデル６０を滞留させることができる。
【００９３】
〔交通シミュレーション装置１００における擬人モデル６０の進行手順〕
図１４は、交通シミュレーション装置１００が擬人モデル６０を進行させる手順を示すフローチャート図の一例である。図１４のフローチャート図は、各擬人モデル６０毎に繰り返し実行される。なお、擬人モデル６０のパーソナルスペース５０は、歩速ｖに応じて既に形成されている。
【００９４】
まず、進行方向位置決定部３２は、式（３）を用いて擬人モデル６０の進行方向位置を決定する（Ｓ１０）。そして、重複検出部３３は、その進行方向位置において当該擬人モデル６０のパーソナルスペース５０が他のパーソナルスペース５０と重複するか否かを判定する（Ｓ２０）。
【００９５】
パーソナルスペース５０が重複していない場合（Ｓ２０のＮｏ）、右方向又は左方向に回避する必要はないので、ステップＳ５０に進む。
【００９６】
パーソナルスペース５０が重複している場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、重複検出部３３が検出した右領域又は左領域の重複面積に応じて、回避方向位置決定部３４が回避方向を決定する（Ｓ３０）。すなわち、右領域の重複面積の方が左領域よりも多い場合、回避方向は右方向であり、左領域の重複面積の方が右領域よりも多い場合、回避方向は左方向であり、右領域と左領域の重複面積が同じ場合、回避方向は予め定められた方向（例えば進行方向に対し右方向である）である。
【００９７】
そして、回避方向位置決定部３４は式（６）を用いて回避方向位置を決定する（Ｓ４０）。回避方向位置が回避可能量Ｗの半分より大である場合には、ここで決定された回避方向位置を破棄する。
【００９８】
ついで、その進行方向位置が信号停止エリアに入っているか否かを判定する（Ｓ５０）。信号停止エリアに入っている場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、信号判定部３５は現表示が赤か否かを判定する（Ｓ６０）。
【００９９】
現表示が赤の場合（Ｓ６０のＹｅｓ）、擬人モデル６０はそれ以上進行できないので、パーソナルスペース形成部３１は歩速ｖ＝ゼロのパーソナルスペース５０を形成し、ステップＳ４０で決定した回避方向位置に移動させる（Ｓ７０）。
【０１００】
進行方向位置が信号停止エリアに入っていない場合（Ｓ５０のＮｏ）又は現表示が赤の場合（Ｓ６０のＮｏ）、進行方向位置決定部３２又は回避方向位置決定部３４は、元のパーソナルスペース５０を進行法位置又は回避方向位置に進行させる（Ｓ８０）。
【０１０１】
図１４に示す処理を全ての擬人モデル６０について施すことで、各擬人モデル６０はすれ違いや追い越ししながら進行することができる。
【０１０２】
図１５は、図１６と同様の交差点において、本実施形態の交通シミュレーション装置１００を擬人モデル６０の進行に適用した場合の各擬人モデル６０の移動態様の一例を示す。図示するように、横断歩道では擬人モデル６０同士がすれ違いったり、追い越しすることが可能になっている。また、信号待ちでは待機場所に複数の擬人モデル６０を前後左右に密集させて滞留させることができる。
【０１０３】
本実施形態の交通シミュレーション装置１００は、リンクに対し法線方向に擬人モデル６０を移動できるようにしたことで、擬人モデル６０のすれ違いや追い越しなど現実世界の歩行者に近い挙動を再現できる。パーソナルスペース５０の大きさを歩速ｖに応じて可変としたことで、複数の擬人モデル６０が信号待ちする様子を再現しやすくできる。歩行者と車両との実際の関係をシミュレーションしやすくできる。また、擬人モデル６０の移動態様に被験者が感じる違和感を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本実施形態の交通シミュレーション装置の概略を模式的に説明する図の一例である。
【図２】交通シミュレーション装置の概略斜視図、被験者の着座位置における視界の一例をそれぞれ示す図である。
【図３】交通シミュレーション装置の機能ブロック図の一例である。
【図４】パーソナルスペースを説明する図の一例である。
【図５】モデル情報、ノード情報、リンク情報のそれぞれ一例を示す図である。
【図６】歩速ｖと半径ｒの関係、歩速ｖと距離ｄの関係の一例をそれぞれ示す図である。
【図７】ノード及びリンクの一例を示す図である。
【図８】進行歩行位置及び回避方向位置の決定を模式的に説明する図の一例である。
【図９】２つのパーソナルスペースの重複の検出について説明する図の一例である。
【図１０】すれ違う場合のパーソナルスペースの重複の例を、追い越す場合のパーソナルスペースの重複の例をそれぞれ示す図である。
【図１１】左右から進行した擬人モデルがすれ違う際のパーソナルスペースの進行と移動を示す図の一例である。
【図１２】左から進行した後方の擬人モデルが前方の擬人モデルを追い越す際のパーソナルスペースの進行と移動を示す図の一例である。
【図１３】左から進行した複数の擬人モデルが信号において停止する際のパーソナルスペースの進行と移動を示す図の一例である。
【図１４】交通シミュレーション装置が擬人モデルを移動させる手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１５】本実施形態の交通シミュレーション装置を擬人モデルの移動に適用した場合の各擬人モデルの移動態様の一例を示す図である。
【図１６】従来の交通シミュレーション装置における複数の歩行者の移動態様を表す図の一例である。
【符号の説明】
【０１０５】
２０ 制御部
２１ 入力装置
２２ 表示装置
３１ パーソナルスペース形成部
３２ 進行方向位置決定部
３３ 重複検出部
３４ 回避方向位置決定部
３５ 信号判定部
３６ モデル情報記憶部
３７ 経路情報記憶部
５０ パーソナルスペース
６０ 擬人モデル
１００ 交通シミュレーション装置
２００ 歩行者シミュレーション部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計算機上で歩行者の移動態様を模擬する歩行者シミュレーション装置、交通シミュレーション装置及び歩行者シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行者の移動態様を数値化して歩行者の移動を計算機上で再現したり、移動態様を定量化し評価する試みが行われることがある。例えば、施設内における歩行者の移動のしやすさを考慮した交通設計のため、所定のエリアにおける移動と滞留をシミュレートする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、複数のノード間にルートを設定し、2つ以上のノードを通過する移動人数を指定して、他の全てのノードを通過する移動人数を算出し、ルートの全ての1日の移動率を算出する交通シミュレーションシステムが記載されている。
【０００３】
また、例えば、所定の空間における歩行者の歩きやすさを評価する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２には、所定空間における複数の歩行者の移動方向を移動ベクトルで表し、各歩行者の移動ベクトルの内積の総和から所定空間の歩きやすさを評価する評価装置が記載されている。
【０００４】
ところで、着座した被験者に運転席を視点とする疑似光景を表示し、被験者がこの疑似光景を見ながらハンドル等を操作して仮想の車両を運転する交通シミュレーション装置が実用化されている。交通シミュレーション装置は、実機の車両を運転した際に起こりうる急停車などの走行状況を映像で再現し、そのイベントに対する被験者の運転操作を評価する。このような交通シミュレーション装置では、モニターに歩道の歩行者や信号待ちする歩行者が表示される場合があるが、歩行者の歩行する様子なども計算機により再現され、歩行者らしい挙動が得られるようになっている。
【０００５】
図１６は、従来の交通シミュレーション装置における複数の歩行者の移動態様を表す図の一例である。交通シミュレーション装置における歩行者は、歩速や移動方向がプログラミングされているが、各歩行者に複雑な移動態様を設定すること（例えば、流体モデルを適用する）は計算負荷が大きく、また、車両から見た歩行者にはそれほど複雑な移動態様は必要とされない。このため、歩行者の移動態様には次のような制約が課される場合がある。
・歩行者を歩行させる経路にノードを設定
・ノードとノードを結ぶリンク上を歩行者が進行する
・歩行者はノード間を一列に並んで進行する
このため歩行者は、図１６に示すように、ノードにより指定された歩道や横断歩道を表すリンク上をそれぞれの速度で一列に進行する。
【特許文献１】特開平１０−２９３８９６号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、リンク上を進行するように定めると走行経路が1本しかないため、次のような問題が生じる。
・対向する方向から進行してきた歩行者とすれ違うことができない、
・同じ方向に進行する歩行者に一人でも歩速の遅い歩行者がいると、後続の歩行者は追い越すことができない
・横断歩道で信号待ちする複数の歩行者は進行方向に一列に並んだまま停止する
このような、歩行者の移動態様は現実世界では起こりにくく、歩行者と車両との実際の関係をシミュレーションすることを困難にしている。また、歩行者の移動態様に被験者が違和感を感じるため、シミュレーション結果にも影響が生じることがあった。
【０００７】
かかる問題を解消するため、ノード数や経路を増やすことが考えられるが、設定が煩雑で処理負荷が増大するという問題が生じる。また、進行方向の左右にオフセットを持たせることができればすれ違い等が実現できるが、これまでかかる構成について詳細に検討されていなかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、計算負荷の増大を抑制しながら、現実世界により近い態様で歩行者が進行可能な歩行者シミュレーション装置、交通シミュレーション装置及び歩行者シミュレーション方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、歩行者を模擬した擬人モデルに、２点間を結ぶリンク上を進行させる歩行者シミュレーション装置であって、擬人モデル間の間隔を確保するパーソナルスペース、を規定するモデル情報が記憶されたモデル情報記憶手段と、モデル情報に基づき、擬人モデルのパーソナルスペースを形成するパーソナルスペース形成手段と、パーソナルスペース同士の重複を検出する重複検出手段と、パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、リンク上から離れた擬人モデルの回避方向位置を決定する回避方向位置決定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
計算負荷の増大を抑制しながら、現実世界により近い態様で歩行者が進行可能な歩行者シミュレーション装置、交通シミュレーション装置及び歩行者シミュレーション方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本実施形態の交通シミュレーション装置１００における擬人モデル６０と、擬人モデル６０が有するパーソナルスペース５０の平面視の一例をそれぞれ示す図である。
【００１２】
擬人モデル６０は、現実世界における歩行者の躰に相当する部分である。図示するように、擬人モデル６０のパーソナルスペース５０を進行方向に凸な涙形又は楔（くさび）形とする（以下、単に涙形という）。このパーソナルスペース５０は、他の擬人モデル６０のパーソナルスペース５０との重複を禁止する領域であるので、言い換えればパーソナルスペース５０が隣接した場合に、擬人モデル６０間の間隔となる。
【００１３】
擬人モデル６０はノード間を進行するが、本実施形態では擬人モデル６０は進行方向に垂直な方向（以下、回避方向という）に移動することができる。図1（ｂ）（ｃ）は擬人モデル６０による障害物７０の回避を模式的に示す図の一例である。擬人モデル６０はノード間を結ぶリンク上を進行する。なお、障害物７０は停止しているとする。
【００１４】
擬人モデル６０が進行しパーソナルスペース５０に障害物７０が侵入すると擬人モデル６０は回避方向に移動する。パーソナルスペース５０は進行方向に凸な涙形なので進行すると、再度、障害物７０がパーソナルスペース５０に侵入することになるが、擬人モデル６０は同様に回避方向に移動する。このように、擬人モデル６０が進行方向に進行する毎に、徐々に回避方向に移動するので、パーソナルスペース５０に障害物７０が存在しても、擬人モデル６０はリンクに平行にノード間を進行することができる。
【００１５】
したがって、本実施形態の交通シミュレーション装置１００は、擬人モデル６０が進行方向に垂直な方向に障害物を回避することで、「擬人モデルはノード間を進行する」という計算負荷の少ない移動態様を適用したまま、２以上の擬人モデル６０が１つの経路を並列に進行することを可能にする。
【００１６】
また、パーソナルスペース５０の大きさは、歩速ｖに応じて可変であり遅いほど小さくなるように形成される。これにより、信号待ち等のように擬人モデル６０が停止した状態では擬人モデル６０間の前後及び左右の間隔が少なくなるので、擬人モデル６０の密度を高くすることができる。このため、現実世界で信号待ちしている歩行者と交通シミュレーション装置１００の擬人モデル６０の違いを低減し、被験者に与える違和感を少なくすることができる。
【００１７】
図２（ａ）は、交通シミュレーション装置１００の概略斜視図を、図２（ｂ）は被験者が視認する疑似光景の一例を示す。交通シミュレーション装置１００は、実機のボディの一部又は実機の外観を模倣し、ハンドル等は実際と同等の位置に、同等の形状で設けられている。車両のボディは車輪の位置で車外の台座と連結されており、台座が備える油圧発生源とそれをサーボ制御するコントローラとにより、４輪部分が独立に上下運動される。これにより、被験者の操作に応じて車両の運動状態を再現し被験者に体感させることができる。
【００１８】
車両はドーム内に設置され、ドーム内を覆う半球面状のスクリーン全体（360度）に疑似光景が表示される。疑似光景は、プロジェクタによりスクリーンに投影されてもよいし、湾曲した有機ELディスプレイやプラズマディスプレイに表示してもよい。このスクリーンが表示装置２２に相当する。スクリーンへ疑似光景を投影するのでなく、ヘッドマウントディスプレイを用いて疑似光景を提供してもよい。
【００１９】
運転席には、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル、ウィンカレバー、シフトレバー等が通常の車両と同様に配置されており、被験者がこれらを操作すると、操作情報が交通シミュレーション装置１００に入力される。交通シミュレーション装置１００は、例えば二輪モデルに基づき仮想の車両の運動状態を定めるパラメータ（前後方向速度、前後方向加速度、横方向速度、横方向加速度、ヨーレート、ヨー角、タイヤ角等）を決定する。
【００２０】
交通シミュレーション装置１００が表示する疑似光景に従い、被験者はアクセルペダル等を操作して走行するが、交通シミュレーション装置１００は、被験者に課題を与えるため、シナリオに沿ったイベント（回避に困難を伴う操作を被験者に要求する疑似光景）を表示する。例えば、歩行者の飛び出し、右左折、車線変更、先行車両の急停車、信号待ち、等である。被験者はこれらの課題に対しハンドル等を操作し、交通シミュレーション装置１００は、運動状態に応じて疑似光景の進行速度や表示範囲を調整したり、他車両などの障害物を相対距離や相対速度に応じて疑似光景に登場させる。
【００２１】
また、交通シミュレーション装置１００は、課題に対し適切な操作であったか否かを、ハンドルなどの操作対象、操作のタイミング、操作量等から評価する。したがって、交通シミュレーション装置１００を用いることで、現実世界の車両を運転しなくても、被験者は種々の走行状況を疑似体験でき、その評価を受けることができる。
【００２２】
図３は、交通シミュレーション装置１００の機能ブロック図の一例を示す。交通シミュレーション装置１００は、歩行者の移動態様を模擬する歩行者シミュレーション部２００を有する。
【００２３】
交通シミュレーション装置１００は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発メモリ及び入出力インターフェイス等が内部バスを介して接続されたコンピュータを実体とする制御部２０により制御される。不揮発メモリ又はＲＯＭにはプログラムが記憶されており、このプログラムをＣＰＵが実行するかＡＳＩＣにより、パーソナルスペース形成部３１、進行方向位置決定部３２、重複検出部３３、回避方向位置決定部３４、信号判定部３５、映像生成部３８及び運転評価部３９を実現する。また、不揮発メモリには、モデル情報記憶部３６及び経路情報記憶部３７が実装されている。
【００２４】
なお、プログラムは、ＤＶＤ、ＣＤ又はメモリーカードの記憶媒体に記憶して配布されるか、又は、ネットワークを介してサーバからダウンロードされる。このため、交通シミュレーション装置１００は、記憶媒体を装着してプログラムを読み出し及び書き込む記憶媒体装着部、ネットワークに接続してサーバと通信する通信装置を備えることが好ましい。
【００２５】
入力装置２１は、上記のハンドル等、被験者の操作情報を入力するための各種装置である。表示装置２２は、交通シミュレーション装置１００が提供する疑似光景を表示するための装置であり、例えば液晶ディスプレイ、プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ等である。
【００２６】
なお、映像生成部３８は、歩行者シミュレーション部が決定した歩行者の位置を、各種の運転課題を含む疑似光景に反映させて表示装置２２に表示する。また、運転評価部３９は、疑似光景と入力装置２１から入力された操作情報を比較して運転者の運転を評価する。
【００２７】
〔パーソナルスペース５０〕
パーソナルスペース５０について説明する。図４（ａ）は、パーソナルスペース５０を模式的に説明する図の一例である。パーソナルスペース５０は、擬人モデル６０を中心とした円４１と、互いに左右対称な２つの三角形４２，４３が一部重複して形成される。擬人モデル６０を表す円の大きさは予め定められており、全ての擬人モデル６０に共通である。擬人モデル６０の形状は円でなくても、正方形、長方形、三角形等であってもよい。
【００２８】
円４１は、擬人モデル６０を表す円の中心４４を中心とする半径ｒの円である。また、三角形４２は、中心４４から進行方向に距離ｄだけ離れた頂点４５から円４１に引いた接線、中心４４から接点に降ろした垂線、及び、頂点４５と中心４４を結ぶ線、を３辺とする三角形である。したがって、半径ｒ及び距離ｄによりパーソナルスペース５０を一意に決定することができる。
【００２９】
なお、パーソナルスペース５０は他のパーソナルスペース５０と信号待ち等の停止直前において一時的に重複することがあり得るが、擬人モデル６０が占めるスペース同士が重複することは常に禁止される。
【００３０】
半径ｒ及び距離ｄは、全擬人モデル６０に共通であってもよいし、擬人モデル６０毎に設定可能であってもよい。擬人モデル６０毎に設定する場合、モデル情報記憶部３６に擬人モデル６０毎に半径ｒ及び距離ｄが設定されている。
【００３１】
図５（ａ）はモデル情報記憶部３６に記憶されたモデル情報の一例を示す。モデル情報記憶部３６には擬人モデル６０を識別する擬人モデル番号に対応づけて、各擬人モデル６０のパーソナルスペース５０を決定する半径ｒ0及び距離ｄ0が登録されている。半径ｒ0及び距離ｄ0は初期値であって、例えば歩速ｖ＝ゼロの時の半径ｒ及び距離dを表す。
【００３２】
半径ｒ0及び距離ｄ0は、例えば、子供と大人、男性と女性等、又は、自転車を想定して予め登録されている。したがって、パーソナルスペース形成部３１は、モデル情報を読み出すことで擬人モデル６０毎にパーソナルスペース５０を形成することができる。
【００３３】
また、擬人モデル６０毎に歩速ｖが設定可能であるので、モデル情報記憶部３６には擬人モデル番号に対応づけて、各擬人モデル６０の歩速ｖが登録されている。これらの歩速ｖは、予め登録されていてもよいし、被験者が交通シミュレーション装置１００を使用する前に設定可能となっていてもよい。
【００３４】
交通シミュレーション装置１００における擬人モデル６０の歩速ｖは、例えば、なんら障害物がなく信号待ち等もなければ、モデル情報記憶部３６に設定された歩速ｖで進行するとしてよい。しかし、信号待ちやすれ違い、追い越し等があると、現実世界では歩速ｖが小さくなるのが一般的であるので、交通シミュレーション装置１００においても擬人モデル６０の歩速ｖは可変となるようにプログラムされている。交通シミュレーション装置１００は、例えば、停止した場合には歩速ｖをゼロにし、追い越しやすれ違い（回避方向に移動したことか検出される）が生じた場合には、歩速を低減させる。
【００３５】
ところで現実世界では、歩行者間の間隔が短くなると衝突や接近を避けるため、歩速ｖも小さくなることが多い。逆に言えば、歩速ｖが小さい場合には歩行者間の間隔は短い。そこで、交通シミュレーション装置１００においても、歩速ｖに応じてパーソナルスペース５０の大きさを決定する。
【００３６】
図４（ｂ）は、歩速ｖが小さい場合のパーソナルスペース５０を模式的に説明する図の一例である。歩速ｖが小さくなることで、図４（ａ）よりも図４（ｂ）の方がパーソナルスペース５０が小さくなっている。パーソナルスペース５０の大きさは、上記の半径ｒ及び距離ｄにより規定される。パーソナルスペース５０の形状を規定する半径ｒ及び距離ｄを歩速ｖに応じて規定することで、歩速ｖに応じてパーソナルスペース５０の大きさを可変とすることができる。なお、パーソナルスペース５０の大きさが変わる結果として、同じ擬人モデル６０のパーソナルスペース５０であっても、それらの形状は相似形を保たない。
【００３７】
図６（ａ）は歩速ｖと半径ｒの関係を、図6（ｂ）は歩速ｖと距離dの関係をそれぞれ示す。半径ｒと距離ｄはいずれも歩速ｖが大きくなるほど、大きくなるように定められている。歩速ｖと半径ｒの関係、歩速ｖと距離ｄの関係は、それぞれグラフの傾きにより決定される。
【００３８】
したがって、図6（ａ）（ｂ）のような関係が、傾きar、adとして与えられていれば、モデル情報記憶部３６に記憶されている半径ｒ0及び距離ｄ0から、任意の歩速ｖにおける半径ｒ及び距離ｄを求めることができる。
【００３９】
半径ｒ＝ ｒ0 ＋ ａr・ｖ …（１）
距離ｄ＝ ｄ0 ＋ ａd・ｖ …（２）
モデル情報記憶部３６の半径r0及び距離d0は、図6（ａ）（ｂ）のY切片に相当する。図６（ａ）（ｂ）から明らかなように、半径r0は擬人モデル６０が停止した際の半径ｒであり、距離d0は擬人モデル６０が停止した際の距離ｄである。
【００４０】
歩速ｖに対する半径ｒと距離dの依存性（傾きar、ad）は、現実世界では歩行者毎に異なるとしてよい。このため、交通シミュレーション装置１００においても、擬人モデル６０毎に傾きar、adが予め登録されている。図５（ａ）に示すように、モデル情報記憶部３６には、擬人モデル番号に対応づけて傾きar、adがそれぞれ登録されている。このように、ｈ徐行者情報記憶部には、パーソナルスペース５０を決定するための種々の情報が登録されている。
【００４１】
なお、図6（ａ）及び（ｂ）に示す半径ｒ及び距離dの歩速ｖに対する依存性は一例であって、歩速ｖに対し指数関数的に増大してもよいし（歩速ｖが大きいほど傾きが大きくなる）、歩速ｖが増大すると所定値に漸近するように半径ｒ及び距離ｄを定めてもよい。
【００４２】
また、涙型のパーソナルスペース５０は一例であって、例えば、進行方向に長軸を有する二等辺三角形、逆Ｔ字、円４１を矩形で置き換えた形状、これらを組み合わせた形状等であってもよい。
【００４３】
〔経路について〕
続いて、各擬人モデル６０が進行する経路について説明する。各擬人モデル６０は、ノードを連結したリンクを進行するよう設定される。図５（ｂ）は経路情報記憶部３７に記憶されたノード情報の一例を、図５（ｃ）はリンク情報の一例をそれぞれ示す。
【００４４】
ノード情報には、ノードを識別するノード番号にそのノードの位置情報（X座標、Y座標）を対応づけて登録されている。位置情報は、例えばシミュレーション装置１００において車両が走行する疑似空間の所定点を原点とした座標系におけるX座標とY座標である。
【００４５】
なお、リンク情報には、回避可能量Wがリンク毎に設定されている。回避可能量Wは、回避方向に移動可能な上限の移動量を規定した値であって、道幅に相当するものである。初期状態の擬人モデル６０は道の中央（リンク上）を進行するので、実際には右又は左に回避可能量Wの半分まで移動できることになる。
【００４６】
回避可能量Wは、２つ以上の擬人モデル６０が１つのリンクですれ違い又は追い越せるように、最も大きい半径ｒの２倍以上に設定されている。回避可能量Wを適切に設定することで、２つの擬人モデル６０がすれ違い又は追い越せるようになり、また、３つ以上の擬人モデル６０がすれ違い又は追い越せるようになる。
【００４７】
図７は、ノード及びリンクの一例を示す図である。図7では、四つ角の交差点において一方のブロックから他方のブロックに横断歩道が路面標示されている。各ブロックにノードｎ１〜ｎ１２を示した。例えばノードｎ１とｎ２を相互に結ぶ線分がリンクであって、ノードｎ１とｎ２を結ぶリンクL1、ノードｎ２とｎ４を結ぶリンクL２、ノードｎ４とｎ３を結ぶリンクL３、ノードｎ３とｎ１を結ぶリンクL４、のように各リンクを指定できるようになっている。
【００４８】
擬人モデル６０は、回避方向を除けばリンクに平行に進行する。したがって、各議人モデル毎に複数のノード番号を、「ｎ２、ｎ４、ｎ１０…」のように指定すれば、指定されたノード番号により特定される経路（多くの場合、複数のリンクから構成される）に沿って、擬人モデル６０が進行することができる。「ｎ２、ｎ４、ｎ１０…」を以下、経路指定情報という。経路指定情報は、時系列に通過するノードを指定しているので、この経路指定情報を指定された擬人モデは、リンクL1を進行した後、横断歩道に相当するリンクL１０を渡ることになる。経路指定情報は、擬人モデル６０毎に、予め経路情報記憶部３７に記憶されている。
【００４９】
なお、経路指定情報には、擬人モデル６０の初期位置を示す初期位置情報が定められていることが好ましい。初期位置はノードであってもよいので、この場合、「ｎ２、ｎ４、ｎ１０…」の経路指定情報に初期位置情報が含まれていることになる。また、初期位置をリンク上の所定位置に定めてもよい。この場合、所定のノード番号とノードからの離隔量を、例えばそのリンク上の座標で指定する。
【００５０】
〔擬人モデル６０の進行方向位置の決定方法〕
これまで説明したように、擬人モデル６０の位置は、リンクに平行な進行方向位置か、又は、進行方向位置からリンクに対し垂直な方向に乖離した回避方向位置により決定できる。まず、擬人モデル６０の進行方向位置の決定について説明する。図３の進行方向位置決定部３２は、モデル情報に基づき、各擬人モデル６０がリンクに沿って（平行に）進行する際の進行方向位置を決定する。
【００５１】
図８（ａ）は、進行歩行位置の決定を模式的に説明する図である。図８（ａ）では、進行方向位置をP（ｘ、ｙ）で示した。擬人モデル６０はノード間を進行するので、擬人モデル６０の位置はノードを基準とした座標で表すことができる。例えば、2つのノードの一方のノードの座標を原点（ｎｘ、ｎｙ）にして、X軸方向を回避方向に、Y軸方向を進行方向にそれぞれ定めておく。
【００５２】
モデル情報により歩速ｖは擬人モデル６０毎に既知なので、例えば、所定時間経過後の進行方向位置Pは次のようにして求めることができる。図８（ａ）では擬人モデル６０の速度ベクトルをｖ＝（ｖｘ、ｖｙ）で示した。このベクトルｖに直交する方向が回避方向である。
Ｐ（ｘ、ｙ） ＝ （ｎｘ＋ｖｘ・ｔ、ｎｙ＋ｖｙ・ｔ）
なお、ｖｘ、ｖｙは、出発位置のノードを原点とした座標における歩速ｖのｘ成分とｙ成分である。進行方向をＹ軸と等しくした場合は、ｖｘ＝０、ｖｙ＝ｖである。また、ｔは出発位置のノードを出発してから経過した時間を表す。擬人モデル６０の位置は所定のサイクル時間毎に更新されるので、サイクル時間をΔｔとすれば、進行方向位置Ｐ（ｘ、ｙ）は次のように書き直すことができる。
Ｐ（ｘ、ｙ） ＝ Ｐ（ｘ＋ｖｘ・Δｔ、ｙ＋ｖｙ・Δｔ） …（３）
【００５３】
＜進行の制約がある場合＞
上述したように、交通シミュレーション装置１００では、例えば信号で擬人モデル６０の進行を妨げる場合がある。従って、歩行者用の信号の現表示（赤、青、黄のいずれか）により、決定された進行方向位置に進行できない場合がある。例えば、信号のあるノードの手前に信号停止エリアがもうけられている。
【００５４】
信号判定部３５は、式（３）により決定された進行方向位置が信号停止エリアに入っていると、現表示に基づき進行してよいか否かを判定する。信号判定部３５が、進行できないと判定した場合、擬人モデル６０は信号停止エリアで少なくとも一時的に停止することになる。
【００５５】
〔パーソナルスペース５０の重複の判定〕
２つのパーソナルスペース５０の重複について説明する。交通シミュレーション装置１００は、パーソナルスペース５０同士が空間を共有することを排除する。このため図３の重複検出部３３は、式（３）で決定された進行方向位置において、一方のパーソナルスペース５０が他方のパーソナルスペース５０と重複するか、言い換えれば、着目しているパーソナルスペース５０が他方のパーソナルスペース５０に侵入したか否かを判定する。判定の結果、重複していれば、着目している擬人モデル６０を回避方向に移動する。
【００５６】
重複検出部３３は、例えば、着目している擬人モデル６０と、同じリンクを進行している他の全ての擬人モデル６０、のパーソナルスペース５０を適当な順番に抽出する。なお、そのリンクを進行している擬人モデル６０は、進行方向位置Pから明らかである。
【００５７】
重複検出部３３は、抽出した２つのパーソナルスペース５０を図８（ａ）のようなリンク平面に投影し、両者の重複を判定する。図９（ａ）（ｂ）は両者のパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂをそれぞれ独立にリンク平面に投影したビットマップの一例を示す。リンク平面をメッシュ状に区切ったビットマップにパーソナルスペース５０を投影し、パーソナルスペース５０が存在する領域のみ「１」のビットを立てることで、パーソナルスペース５０をマス目を示す番号等で管理することができる。
【００５８】
そして、重複検出部３３は２つのパーソナルスペース５０をメッシュ毎にＸor演算する。図９（ｃ）（ｄ）は、パーソナルスペース５０が重複しない場合のXorの演算結果と、パーソナルスペース５０が重複する場合のXorの演算結果をそれぞれ示す図である。Xor演算は、入力される1と0の組み合わせのうち、その値が一致しないときに「１」を出力する。したがって、２つのパーソナルスペース５０が重複しない場合は、もとのパーソナルスペース５０のメッシュは「１」のままである。これに対し、２つのパーソナルスペース５０が重複する場合は、もとのパーソナルスペース５０のメッシュの重複したメッシュは「０」になる。したがって、重複検出部３３は、Xorの演算結果、パーソナルスペース５０の一部に「０」が現れるか否かにより、２つのパーソナルスペース５０が重複したか否かを判定することができる。
【００５９】
＜左右のいずれの方向に他方のパーソナルスペース５０があるかの判定＞
２つのパーソナルスペース５０が重複する場合、いずれか（又は両方）の擬人モデル６０が回避方向位置に移動するが、両者が同じ方向に移動してしまうと重複の解消が困難になる。そこで、パーソナルスペース５０をリンクに平行に半分に区切り、進行方向に対し一方を右領域、他方を左領域に区分する。そして、原則として、右領域に他のパーソナルスペース５０が侵入している場合は左方向に回避し、左領域に他のパーソナルスペース５０が侵入した場合は右方向に回避する。
【００６０】
図１０（ａ）はすれ違う場合のパーソナルスペース５０の重複の例を、図１０（ｂ）は追い越す場合のパーソナルスペース５０の重複の例をそれぞれ示す。図１０（ａ）において、下側のパーソナルスペース５０Ｂが進行する場合、パーソナルスペース５０Ｂの先端部で重複が検出されるが、右領域と左領域のどちらで重複した面積が大きいかを比較すると左領域の方が多く重複していることがわかる。したがって、パーソナルスペース５０Ｂは進行方向に対し右側に回避する。
【００６１】
また、図１０（ｂ）においても同様である。下側のパーソナルスペース５０Ｂが進行する場合、パーソナルスペース５０Ｂの先端部における重複面積は左領域の方が多いので、パーソナルスペース５０Ｂは進行方向に対し右側に回避する。図１０（ｂ）のように追い越す場合、右領域と左領域の重複面積は大きな差を示さない場合があるが、パーソナルスペース５０Ｂが進行するにつれその差は大きくなるので、いずれは右領域と左領域の重複面積の差に応じて、どちらに回避すればよいか正確に判定できるようになる。
【００６２】
一方、すれ違い当初及び追い越し当初は、右領域と左領域の重複面積が全く同一にある場合がある。図１０（ｃ）はすれ違う場合のパーソナルスペース５０の重複の例を、図１０（ｄ）は追い越す場合のパーソナルスペース５０の重複の例をそれぞれ示す。図１０（ｃ）（ｄ）のいずれの場合も、右領域と左領域の重複面積はほぼ同一である。このような場合、例えば、進行方向に対し右側に回避すると定めておく。一度、左右のいずれかに回避することで、次回の重複の判定時には、必ず、右領域と左領域の重複面積を異ならせることができる。例えば、日本では歩行者は進行方向の右側を通行することが推奨されている。
【００６３】
すれ違いの場合には、両方のパーソナルスペース５０が進行方向に対し右方向に移動することで、互いに必ず逆方向に回避することになる。また、追い越しの場合、両方のパーソナルスペース５０が進行方向に対し右方向に移動しても（実際には次のターンで他方のパーソナルスペース５０Ａが逆方向に回避するので、同じ方向に回避することはない）、追い越しする場合は２つのパーソナルスペース５０の歩速ｖが異なっているはずなので、次述するように回避量が異なる。このため、追い越しの場合には、時間が経過するほど右領域と左領域の重複面積の差が大きくなる。
【００６４】
したがって、パーソナルスペース５０をリンクに平行に半分に区切り、右領域と左領域の重複面積を比較することで、回避方向を決定することができる。
【００６５】
〔擬人モデル６０の回避方向位置の決定方法〕
２つのパーソナルスペース５０が重複した場合、回避方向位置決定部３４は、回避方向に擬人モデル６０の位置を決定する。これまで説明したように回避方向は、進行方向すなわちリンクに垂直な方向である。
【００６６】
図８（ｂ）は、回避方向位置の決定を模式的に説明する図である。現実世界では歩速ｖが大きいほど回避方向への移動速度も早いとしてよい。また、回避方向はリンクに垂直な方向と決まっているので、速度ベクトルｖから回避方向を求めることができる。まず、回避方向位置決定部３４は、進行方向に対する単位法線ベクトルuを求める。
【００６７】
速度ベクトルｖ（ｖｘ、ｖｙ）に対し右に垂直なベクトルは（ｖｙ、−ｖｘ）であり、左に垂直なベクトルは（−ｖｙ、ｖｘ）である。速度ベクトルｖの長さは√（ｖｘ２＋ｖｙ２）である。したがって、進行方向にたいする単位法線ベクトルｕは、次のようになる。
右方向に回避する場合：ｕ＝｛１／√（ｖｘ２＋ｖｙ２）｝（ｖｙ、−ｖｘ） …（４）
左方向に回避する場合：ｕ＝｛１／√（ｖｘ２＋ｖｙ２）｝（−ｖｙ、ｖｘ） …（５）
したがって、回避方向に移動した後の回避方向位置P’は、進行方向位置Pを利用して次のように表すことができる。ここで、回避量の大きさを指定する定数αをR（実数）とした。
P’（ｘ‘、ｙ’）＝Ｐ（ｘ、ｙ）＋α・ｕ … （６）
以上により、回避方向位置決定部３４は擬人モデル６０毎に回避方向位置を決定することができた。
【００６８】
また、このように回避方向位置を決定しても、歩道の幅を超えてしまうと被験者に擬人モデル６０が車道にはみ出したように見えるおそれがあるため、リンク情報にて説明したようにリンク毎に回避可能量Wが指定されている。したがって、回避方向位置決定部３４は、回避方向位置P’と回避可能量Wの半分であるW／２を比較し、回避方向位置P’＜W／２の場合にのみ、回避方向位置P’を更新する。
【００６９】
ところで、このように回避方向位置に移動した場合、擬人モデル６０はパーソナルスペース５０の重複が終わった後も回避方向位置をリンクに平行に進行することになる。回避方向位置のままリンクを進行してもよいが、すれ違いや追い越しが終了してパーソナルスペース５０の重複が終了した後、リンク上を進行するように回避量をゼロにしてもよい。この場合、例えば、更新後の進行方向位置においてパーソナルスペース５０が重複しない場合、例えば、単位法線ベクトルｕと同距離かつ逆方向にリンク方向に移動する（戻る）。そして、再度、パーソナルスペース５０が重複するか否かを判定し、重複しなければ単位法線ベクトルｕと同距離戻った位置を回避方向位置として、重複する場合には戻ることを取りやめる。進行方向位置及び回避方向位置を演算する度にリンク方向に戻れるか否かを判定することで、徐々にリンクに戻ることができる。
【００７０】
〔回避の具体例〕
パーソナルスペース５０が重複した場合の回避の具体例について説明する。２つのパーソナルスペース５０が重複するのは、主にすれ違う場合と追い越す場合である。まず、２つの擬人モデル６０がすれ違う場合について説明する。
【００７１】
図１１は、左右から進行した擬人モデル６０がすれ違う際のパーソナルスペース５０の進行と回避を示す図の一例である。図１１（ａ）において２つのパーソナルスペース５０が重複しており、右側のパーソナルスペース５０Ｂが進行方向位置及び回避方向位置を決定するターンであるとする。
【００７２】
２つのパーソナルスペース５０Ａ，５０Ｂが重複している場合、回避方向位置決定部３４は式（６）によりパーソナルスペース５０Ｂの回避方向位置を決定するが、侵入当初はパーソナルスペース５０Ｂの右領域と左領域の重複面積が等しいので、擬人モデル６０Bは予め定められた進行方向の右側に回避する。これにより、図１１（ｂ）に示すようにいったん２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂの重複が回避される。
【００７３】
ついで、擬人モデル６０Ａのターンになるが、式（３）に基づき決定した擬人モデル６０Aの進行方向位置において、２つのパーソナルスペース５０が重複したものとする（図１１（ｃ））。回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ａの回避方向位置を決定するが、パーソナルスペース５０Aの左領域が重複しているので、擬人モデル６０Aは進行方向の右側に回避する。これにより、図１１（ｄ）に示すように再度２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂの重複が回避される。
【００７４】
図１１では１回の回避で、それぞれのパーソナルスペース５０がリンクを跨ぐことがなくなったので、以降は両者が進行しても２つのパーソナルスペース５０が重複することがない。したがって、図１１（ｅ）に示すように、２つのパーソナルスペース５０がすれ違うことができる。
【００７５】
続いて、一方の擬人モデル６０Ａが他方の擬人モデル６０Ｂを追い越す場合について説明する。図１２は、左から進行した後方の擬人モデル６０Ａが前方の擬人モデル６０Ｂを追い越す際のパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂの進行と回避を示す図の一例である。図１２では、擬人モデル６０Ａの歩速ｖの方が擬人モデル６０Ｂよりも速い。
【００７６】
図１２（ａ）において２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂが重複しており、左側の擬人モデル６０Ａが進行方向位置及び回避方向位置を決定するターンであるとする。２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂが重複している場合、回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ａの回避方向位置を決定するが、侵入当初はパーソナルスペース５０Aの右領域と左領域の重複面積が等しいので、擬人モデル６０Aは予め定められた進行方向の右側に回避する。これにより、図１２（ｂ）に示すようにいったん２つのパーソナルスペース５０の重複が回避される。
【００７７】
次に、擬人モデル６０Ｂのターンになり、擬人モデル６０Ｂの進行方向位置が式（３）に基づき決定されるが、両者は同じ方向に進行しているので、図１２（ｃ）に示すようにこの進行方向位置では２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂに重複は生じない。
【００７８】
次に、擬人モデル６０Ｂのターンになり、擬人モデル６０Aの進行方向位置が式（３）に基づき決定され、２つのパーソナルスペース５０Ａ、５０Ｂが重複したものとする（図１２（ｄ））。この場合、回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０ａＡの回避方向位置を決定するが、パーソナルスペース５０Aの左領域が多く重複しているので、擬人モデル６０Aは進行方向の右側に回避する。この場合、新たな回避方向位置が回避可能量W／２以下であれば、回避方向位置に移動すればよい。
【００７９】
新たな回避方向位置が回避可能量W／２以下でない場合、擬人モデル６０Aは回避方向位置に移動できないので回避しない。そして、擬人モデル６０Bのターンになると、擬人モデル６０Ｂが進行方向位置及び回避方向が決定される際に重複が検出され、回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ｂの回避方向位置を決定する。この場合、パーソナルスペース５０Bの右領域に重複しているので、擬人モデル６０Bは進行方向の左側に回避する。
【００８０】
これにより、図１２（ｅ）に示すように再度２つのパーソナルスペース５０の重複が回避される。したがって、後方の擬人モデル６０Aが前方の擬人モデル６０Bを追い越すことができた。
【００８１】
〔信号における停止の具体例〕
図１３は、左から進行した複数の擬人モデル６０が信号において停止する際のパーソナルスペース５０の進行と移動を示す図の一例である。図１３では、擬人モデル６０Cは既に停止しており、擬人モデル６０B、擬人モデル６０Aの順に信号のノードに到着するものとする。
【００８２】
図１３（ａ）に示す状態から、擬人モデル６０Ｂが信号に到着すると、パーソナルスペース５０Ｂとパーソナルスペース５０Ｃが重複する。回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Bの回避位置を決定し、進行方向に対し右側に回避する（図１３（ｂ））。
【００８３】
図１３（ｂ）のように回避しても、再度、２つのパーソナルスペース５０が重複する場合、回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ｂの回避方向位置を決定し、左領域の重複面積が多いので進行方向に対し右側に回避する。このとき、式（３）により決定される擬人モデル６０Ｂの進行方向位置は、信号停止エリアに到達するので、擬人モデル６０Ｂは決定された進行方向位置で停止する。そして、停止により歩速ｖがゼロになるので、パーソナルスペース５０Ｂはパーソナルスペース５０Ｃと同程度の大きさになる（図１３（ｃ））。
【００８４】
続いて、パーソナルスペース５０Ａと５０Ｃが重複する。回避方向位置決定部３４は式（６）により擬人モデル６０Ａの回避方向位置を決定するが、侵入当初はパーソナルスペース５０Aの右領域と左領域の重複面積が等しいので、擬人モデル６０Aは予め定められた進行方向の右側に回避する（図１３（ｄ））。
【００８５】
ついで、擬人モデル６０Ｂ又は６０Ｃの進行方向位置及び回避方向位置を決定するターンとなるが、すでに停止しているため擬人モデル６０Ｂ、６０Ｃが移動することは困難になっている。
【００８６】
このため、以降は、交通シミュレーション装置１００は、擬人モデル６０Ａを移動させる。移動の仕方は、パーソナルスペース５０Ａと、パーソナルスペース５０Ｂ又は５０Ｃとの重複の仕方や回避可能量Ｗによって異なる。
【００８７】
図１３（ｄ）において、パーソナルスペース５０Ａの左領域の方が多く重複している場合、擬人モデル６０Ａは右側に回避する。この場合、回避可能量Ｗの制約を受けなければ、パーソナルスペース５０Ｂの更に右側に回避して、信号停止エリアに到達する。これにより擬人モデル６０Ａは停止して歩速ｖがゼロになるので、パーソナルスペース５０Ａはパーソナルスペース５０Ｃと同程度の大きさになる。
【００８８】
一方、回避可能量Ｗの制約を受けた場合は、パーソナルスペース５０Ｂの右側に回避できず、重複面積の判定結果から左に回避することはない。このため、擬人モデル６０Ａは、進行方向位置まで進行した後、パーソナルスペース５０Aとパーソナルスペース５０Bと重複しないように、パーソナルスペース５０Ｂの後方で停止する（図１３（ｅ））。パーソナルスペース５０Ａの大きさは歩速ｖにより変わるので、パーソナルスペース５０Ａの停止により、パーソナルスペース５０Bとの間に間隔があるように見える場合がある。この場合（進行方向及び回避方向のいずれにも移動できない場合）、パーソナルスペース５０Bを歩速ｖがゼロの時の大きさにしてから、進行方向位置に進行してもよいし、停止後に他方のパーソナルスペース５０Ｂとの間隔が大きければ、次のターンで間隔を詰めてもよい。いずれにしても擬人モデル６０Aと６０Bの間隔を詰めることができる。
【００８９】
図１３（ｄ）において、パーソナルスペース５０Ａの右領域の方が多く重複している場合、図１３（ｆ）に示すように擬人モデル６０Ａは進行方向の左側に回避する。ここで、パーソナルスペース５０Ａと５０Ｃが再度、重複する。なお、擬人モデル６０Ａでなくパーソナルスペース５０Ａが信号位置を超えることは許容される。
【００９０】
図１３（ｆ）では、パーソナルスペース５０Aの右領域と左領域の重複面積が等しくなる可能性があるが、この場合、連続してパーソナルスペース５０が重複しているので、擬人モデル６０Ａは進行方向及び回避方向に移動できず、パーソナルスペース５０Ｂ又は５０Ｃの後方で停止する（図１３（ｇ））。
【００９１】
また、現実世界では、歩行者は空いている空間を探すので、連続してパーソナルスペース５０が重複した場合、再度、同じ方向に回避方向位置を決定することが自然である。この場合、擬人モデル６０Ａは左に回避し、信号停止エリアの制約を受けて停止することになる（図１３（ｈ））。
【００９２】
図１３（ｅ）（ｇ）（ｈ）に示すように、停止によりパーソナルスペース５０が小さくなり、また、左右に回避することで並列に並ぶことができるので、現実世界の歩行者の信号待ちのように、狭い空間に擬人モデル６０を滞留させることができる。
【００９３】
〔交通シミュレーション装置１００における擬人モデル６０の進行手順〕
図１４は、交通シミュレーション装置１００が擬人モデル６０を進行させる手順を示すフローチャート図の一例である。図１４のフローチャート図は、各擬人モデル６０毎に繰り返し実行される。なお、擬人モデル６０のパーソナルスペース５０は、歩速ｖに応じて既に形成されている。
【００９４】
まず、進行方向位置決定部３２は、式（３）を用いて擬人モデル６０の進行方向位置を決定する（Ｓ１０）。そして、重複検出部３３は、その進行方向位置において当該擬人モデル６０のパーソナルスペース５０が他のパーソナルスペース５０と重複するか否かを判定する（Ｓ２０）。
【００９５】
パーソナルスペース５０が重複していない場合（Ｓ２０のＮｏ）、右方向又は左方向に回避する必要はないので、ステップＳ５０に進む。
【００９６】
パーソナルスペース５０が重複している場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、重複検出部３３が検出した右領域又は左領域の重複面積に応じて、回避方向位置決定部３４が回避方向を決定する（Ｓ３０）。すなわち、右領域の重複面積の方が左領域よりも多い場合、回避方向は右方向であり、左領域の重複面積の方が右領域よりも多い場合、回避方向は左方向であり、右領域と左領域の重複面積が同じ場合、回避方向は予め定められた方向（例えば進行方向に対し右方向である）である。
【００９７】
そして、回避方向位置決定部３４は式（６）を用いて回避方向位置を決定する（Ｓ４０）。回避方向位置が回避可能量Ｗの半分より大である場合には、ここで決定された回避方向位置を破棄する。
【００９８】
ついで、その進行方向位置が信号停止エリアに入っているか否かを判定する（Ｓ５０）。信号停止エリアに入っている場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、信号判定部３５は現表示が赤か否かを判定する（Ｓ６０）。
【００９９】
現表示が赤の場合（Ｓ６０のＹｅｓ）、擬人モデル６０はそれ以上進行できないので、パーソナルスペース形成部３１は歩速ｖ＝ゼロのパーソナルスペース５０を形成し、ステップＳ４０で決定した回避方向位置に移動させる（Ｓ７０）。
【０１００】
進行方向位置が信号停止エリアに入っていない場合（Ｓ５０のＮｏ）又は現表示が赤の場合（Ｓ６０のＮｏ）、進行方向位置決定部３２又は回避方向位置決定部３４は、元のパーソナルスペース５０を進行法位置又は回避方向位置に進行させる（Ｓ８０）。
【０１０１】
図１４に示す処理を全ての擬人モデル６０について施すことで、各擬人モデル６０はすれ違いや追い越ししながら進行することができる。
【０１０２】
図１５は、図１６と同様の交差点において、本実施形態の交通シミュレーション装置１００を擬人モデル６０の進行に適用した場合の各擬人モデル６０の移動態様の一例を示す。図示するように、横断歩道では擬人モデル６０同士がすれ違いったり、追い越しすることが可能になっている。また、信号待ちでは待機場所に複数の擬人モデル６０を前後左右に密集させて滞留させることができる。
【０１０３】
本実施形態の交通シミュレーション装置１００は、リンクに対し法線方向に擬人モデル６０を移動できるようにしたことで、擬人モデル６０のすれ違いや追い越しなど現実世界の歩行者に近い挙動を再現できる。パーソナルスペース５０の大きさを歩速ｖに応じて可変としたことで、複数の擬人モデル６０が信号待ちする様子を再現しやすくできる。歩行者と車両との実際の関係をシミュレーションしやすくできる。また、擬人モデル６０の移動態様に被験者が感じる違和感を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本実施形態の交通シミュレーション装置の概略を模式的に説明する図の一例である。
【図２】交通シミュレーション装置の概略斜視図、被験者の着座位置における視界の一例をそれぞれ示す図である。
【図３】交通シミュレーション装置の機能ブロック図の一例である。
【図４】パーソナルスペースを説明する図の一例である。
【図５】モデル情報、ノード情報、リンク情報のそれぞれ一例を示す図である。
【図６】歩速ｖと半径ｒの関係、歩速ｖと距離ｄの関係の一例をそれぞれ示す図である。
【図７】ノード及びリンクの一例を示す図である。
【図８】進行歩行位置及び回避方向位置の決定を模式的に説明する図の一例である。
【図９】２つのパーソナルスペースの重複の検出について説明する図の一例である。
【図１０】すれ違う場合のパーソナルスペースの重複の例を、追い越す場合のパーソナルスペースの重複の例をそれぞれ示す図である。
【図１１】左右から進行した擬人モデルがすれ違う際のパーソナルスペースの進行と移動を示す図の一例である。
【図１２】左から進行した後方の擬人モデルが前方の擬人モデルを追い越す際のパーソナルスペースの進行と移動を示す図の一例である。
【図１３】左から進行した複数の擬人モデルが信号において停止する際のパーソナルスペースの進行と移動を示す図の一例である。
【図１４】交通シミュレーション装置が擬人モデルを移動させる手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１５】本実施形態の交通シミュレーション装置を擬人モデルの移動に適用した場合の各擬人モデルの移動態様の一例を示す図である。
【図１６】従来の交通シミュレーション装置における複数の歩行者の移動態様を表す図の一例である。
【符号の説明】
【０１０５】
２０ 制御部
２１ 入力装置
２２ 表示装置
３１ パーソナルスペース形成部
３２ 進行方向位置決定部
３３ 重複検出部
３４ 回避方向位置決定部
３５ 信号判定部
３６ モデル情報記憶部
３７ 経路情報記憶部
５０ パーソナルスペース
６０ 擬人モデル
１００ 交通シミュレーション装置
２００ 歩行者シミュレーション部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行者の移動態様を模倣させた擬人モデルに、２点間を結ぶリンク上を進行させる歩行者シミュレーション装置であって、
前記擬人モデル間の間隔を確保するパーソナルスペース、を規定するモデル情報が記憶されたモデル情報記憶手段と、
前記モデル情報に基づき、前記擬人モデルのパーソナルスペースを形成するパーソナルスペース形成手段と、
パーソナルスペース同士の重複を検出する重複検出手段と、
パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、前記リンク上から離れた前記擬人モデルの回避方向位置を決定する回避方向位置決定手段と、
を有することを特徴とする歩行者シミュレーション装置。
【請求項２】
パーソナルスペースは進行方向に長軸を有し、進行方向に垂直な方向に短軸を有する、平面視が涙型の形状であって、
長軸又は短軸の長さは、前記擬人モデルの歩速に応じて可変である、
ことを特徴とする請求項１記載の歩行者シミュレーション装置。
【請求項３】
パーソナルスペースの短軸及び長軸の長さは、前記擬人モデルの歩速がゼロの場合に最小となる、
ことを特徴とする請求項２記載の歩行者シミュレーション装置。
【請求項４】
前記パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、
前記重複検出手段は、擬人モデルの進行方向に対し左右のいずれの方向から他方のパーソナルスペースと重複したかを判定し、
前記回避方向位置決定手段は、重複した方向と反対方向に前記擬人モデルの前記回避方向位置を決定する、
ことを特徴とする請求項１記載の歩行者シミュレーション装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載の歩行者シミュレーション装置と、
運転席を視点とする疑似光景を被験者に提供する表示装置と、
加速、減速、操舵等の操作情報を入力する入力装置と、を有し、
前記操作情報に応じて前記疑似光景を制御する、
ことを特徴とする交通シミュレーション装置。
【請求項６】
歩行者の移動態様を模倣させた擬人モデルに、２点間を結ぶリンク上を進行させる歩行者シミュレーション方法であって、
前記擬人モデル間の間隔を確保するパーソナルスペース、を規定するモデル情報が記憶されたモデル情報記憶手段を参照して、パーソナルスペース形成手段が、前記擬人モデルのパーソナルスペースを形成するステップと、
重複検出手段が、パーソナルスペース同士の重複を検出するステップと、
回避方向位置決定手段が、パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、前記リンクに対し進行方向右又は進行方向左に移動させた前記擬人モデルの回避方向位置を決定するステップと、
を有することを特徴とする歩行者シミュレーション方法。
【請求項１】
歩行者の移動態様を模倣させた擬人モデルに、２点間を結ぶリンク上を進行させる歩行者シミュレーション装置であって、
前記擬人モデル間の間隔を確保するパーソナルスペース、を規定するモデル情報が記憶されたモデル情報記憶手段と、
前記モデル情報に基づき、前記擬人モデルのパーソナルスペースを形成するパーソナルスペース形成手段と、
パーソナルスペース同士の重複を検出する重複検出手段と、
パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、前記リンク上から離れた前記擬人モデルの回避方向位置を決定する回避方向位置決定手段と、
を有することを特徴とする歩行者シミュレーション装置。
【請求項２】
パーソナルスペースは進行方向に長軸を有し、進行方向に垂直な方向に短軸を有する、平面視が涙型の形状であって、
長軸又は短軸の長さは、前記擬人モデルの歩速に応じて可変である、
ことを特徴とする請求項１記載の歩行者シミュレーション装置。
【請求項３】
パーソナルスペースの短軸及び長軸の長さは、前記擬人モデルの歩速がゼロの場合に最小となる、
ことを特徴とする請求項２記載の歩行者シミュレーション装置。
【請求項４】
前記パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、
前記重複検出手段は、擬人モデルの進行方向に対し左右のいずれの方向から他方のパーソナルスペースと重複したかを判定し、
前記回避方向位置決定手段は、重複した方向と反対方向に前記擬人モデルの前記回避方向位置を決定する、
ことを特徴とする請求項１記載の歩行者シミュレーション装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載の歩行者シミュレーション装置と、
運転席を視点とする疑似光景を被験者に提供する表示装置と、
加速、減速、操舵等の操作情報を入力する入力装置と、を有し、
前記操作情報に応じて前記疑似光景を制御する、
ことを特徴とする交通シミュレーション装置。
【請求項６】
歩行者の移動態様を模倣させた擬人モデルに、２点間を結ぶリンク上を進行させる歩行者シミュレーション方法であって、
前記擬人モデル間の間隔を確保するパーソナルスペース、を規定するモデル情報が記憶されたモデル情報記憶手段を参照して、パーソナルスペース形成手段が、前記擬人モデルのパーソナルスペースを形成するステップと、
重複検出手段が、パーソナルスペース同士の重複を検出するステップと、
回避方向位置決定手段が、パーソナルスペース同士の重複が検出された場合、前記リンクに対し進行方向右又は進行方向左に移動させた前記擬人モデルの回避方向位置を決定するステップと、
を有することを特徴とする歩行者シミュレーション方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−３０１２９５（Ｐ２００９−３０１２９５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５４５９６（Ｐ２００８−１５４５９６）
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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