車両用設計支援システム
【課題】実車を用いることなく、荷物を車両荷室に対して積み込んだり取り出したりする作業者の負担感が正確に得られるようにする。
【解決手段】仮想荷室構成物が表示されたスクリーン８に、仮想荷物を実荷物Ｂの動きに対応するように仮想荷室構成物に対して重畳表示し、その重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定して、干渉が有ると判定されたときに、スクリーン８に干渉箇所を表示する。
【解決手段】仮想荷室構成物が表示されたスクリーン８に、仮想荷物を実荷物Ｂの動きに対応するように仮想荷室構成物に対して重畳表示し、その重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定して、干渉が有ると判定されたときに、スクリーン８に干渉箇所を表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行ったときの該評価者の評価に基づいて車両の荷室を設計するための車両用設計支援システムに関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の荷室を設計するに際しては、先ず、実際に作製した車両荷室に対して評価者が荷物を積み込んだり取り出したりすることで、評価者がそのときに感じた負担感等に基づいてその荷室を評価する。そして、設計者は、その評価結果に応じて荷室の形状等を変更していき、最終的なものに仕上げる。
【０００３】
一方、近年では、人の動作をモデル化して、シミュレーションにより評価する方法も知られている。例えば特許文献１では、乗員の乗降動作をモデル化して、シミュレーションによりドア操作性を評価するようにしている。このような技術を、荷物の積み込み動作に応用することは可能であり、このようにすれば、実車を用いて評価する必要はなくなる。
【特許文献１】特開２００４−５１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のシミュレーションでは、荷物を積み込む作業者の負担感を正確に予測することは困難であり、評価精度には限界がある。このため、実車を用いることなく作業者の負担感を正確に得られるようにすることは困難である。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、実車を用いることなく、荷物を車両荷室に対して積み込んだり取り出したりする作業者の負担感が正確に得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明では、評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出すようにして、評価者が実際に負担感を評価できるようにした。
【０００７】
具体的には、請求項１の発明では、評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行ったときの該評価者の評価に基づいて車両の荷室を設計するための車両用設計支援システムを対象とする。
【０００８】
そして、上記表示部に上記仮想荷室を含めてその周囲の仮想荷室構成物を表示するための荷室データを記憶する荷室データ記憶手段と、上記表示部に、上記荷室データ記憶手段に記憶された荷室データに基づいて、上記仮想荷室を含む仮想荷室構成物を表示する仮想荷室表示手段と、上記評価者が把持する実荷物の位置及び姿勢を検出する実荷物検出手段と、上記仮想荷室表示手段により上記仮想荷室構成物が表示された表示部に、上記実荷物検出手段により検出された実荷物の位置及び姿勢に基づいて、仮想荷物を該実荷物の動きに対応するように該仮想荷室構成物に対して重畳表示する仮想荷物表示手段と、上記仮想荷物表示手段により重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定する干渉判定手段と、上記干渉判定手段により上記干渉が有ると判定されたときに、上記表示部に上記干渉箇所を表示する干渉表示手段とを備えているものとする。
【０００９】
上記の構成により、表示部には仮想荷室構成物と仮想荷物とが重畳表示され、その仮想荷物は、評価者が実荷物を把持して動かすことに応じて動くので、評価者はその表示部を見ながら実荷物を実際の荷室に対して積み込んだり取り出したりしているような感覚になる。そして、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉が生じると、その干渉部分が表示されるので、評価者は干渉が有ったことが分かり、実荷物を、仮想荷物と仮想荷室構成物とが干渉しないように移動させる。この結果、評価者は実際の荷室に実荷物を積み込んだり取り出したりする動作と同じ動作をすることになり、その負担感を正確に評価することができる。したがって、設計者はその評価結果に基づいて、荷室の設計変更を適切に行うことができ、荷物積み込み等の作業性の良好な荷室を設計することができるようになる。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記実荷物検出手段は、上記実荷物の位置及び姿勢に加えて、実荷物及び評価者の位置及び姿勢を検出するよう構成され、上記実荷物検出手段により検出された評価者の位置及び姿勢に基づいて、該評価者の視線方向を推定する視線方向推定手段を更に備え、上記仮想荷室表示手段は、上記表示部に、上記仮想荷室における、上記視線方向推定手段により推定された視線方向の先の部分を表示するよう構成されているものとする。
【００１１】
このことにより、仮想荷室において評価者が見ている部分が表示されるので、評価者は実際と同じ感覚で荷物積み込み等の作業を行うことができ、評価精度を向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記仮想荷室表示手段は、上記表示部に、上記仮想荷室における上記視線方向の先の部分を拡大表示するよう構成されているものとする。
【００１３】
こうすることで、評価者は、荷室の形状がよく分かるようになるとともに、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を確認し易くなる。
【００１４】
請求項４の発明では、請求項２又は３の発明において、上記仮想荷室表示手段は、上記表示部における上記視線方向に対応する側に、上記仮想荷室における上記視線方向の先の部分を表示するよう構成されているものとする。
【００１５】
このことにより、表示部における評価者が見る側の部分に、仮想荷室における評価者視線方向の先の部分が表示されるので、評価者が、仮想荷室における評価者視線方向の先の部分を確認し易くなる。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１つの発明において、上記実荷物は、実荷物本体に固定された剛体部材上に設置された、上記実荷物検出手段による該実荷物の位置及び姿勢を検出するための複数のマーカを有しているものとする。
【００１７】
このことで、複数のマーカの互いの位置関係がずれることはないので、該複数のマーカを撮影することで、その撮影されたマーカの位置関係から、実荷物の位置及び姿勢を容易にかつ正確に検出することができるようになる。
【００１８】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、上記実荷物検出手段は、上記マーカを撮影する複数のカメラを有し、上記カメラの数及び配置は、上記評価者が上記実荷物を上記仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、上記複数の撮影カメラのうちの少なくとも１つの撮影カメラが上記複数のマーカのうちの所定数以上のマーカを撮影可能なように設定されているものとする。
【００１９】
このようにすることで、評価者が実荷物を仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間中の実荷物の動きを表示部に正確に表示することができ、評価精度をより一層向上させることができる。
【００２０】
請求項７の発明では、請求項５の発明において、上記実荷物検出手段は、上記マーカを撮影する複数のカメラを有し、上記複数のカメラは、設置高さ位置において複数のグループに分けられているものとする。
【００２１】
このことにより、出来る限り多くのマーカを撮影することができるようになり、実荷物の動きを表示部に正確に表示することができる。
【００２２】
請求項８の発明では、請求項１〜７のいずれか１つの発明において、上記干渉表示手段は、上記仮想荷物及び仮想荷室構成物における干渉箇所を他の箇所よりも目立つ形態で表示するよう構成されているものとする。
【００２３】
このことで、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉箇所が評価者に分かり易くなり、評価者は干渉が有ったことが直ぐに分かり、実際の状況により一層近付けることが可能になる。
【００２４】
請求項９の発明では、請求項１〜８のいずれか１つの発明において、上記干渉表示手段は、上記表示部において、上記評価者が実空間内で上記干渉箇所を確認するために見る側と同じ側の部分に、該干渉箇所を拡大表示した拡大表示窓を表示するよう構成されているものとする。
【００２５】
こうすることで、評価者は干渉が有ったことが確実に分かるようになる。
【００２６】
請求項１０の発明では、請求項１〜９のいずれか１つの発明において、上記実荷物検出手段は、上記実荷物の位置及び姿勢に加えて、上記評価者の位置及び姿勢を検出するよう構成され、上記仮想荷物表示手段は、上記仮想荷室表示手段により上記仮想荷室構成物が表示された表示部に、上記実荷物検出手段により検出された実荷物及び評価者の位置及び姿勢に基づいて、仮想荷物及び仮想評価者を該実荷物及び評価者の動きにそれぞれ対応するように該仮想荷室構成物に対して重畳表示するよう構成され、上記干渉判定手段は、上記仮想荷物表示手段により上記表示部に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、上記重畳表示される仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定するよう構成されているものとする。
【００２７】
この発明により、実荷物に加えて評価者も仮想評価者として表示部に表示され、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無に加えて、仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無も判定され、干渉表示手段によって、それらの干渉箇所が表示される。すなわち、実際の荷物積み込み等の作業では、作業者の手や腕が荷室の壁等の荷室構成物に当たることがあり、このような干渉を考慮することによって、実際の状況に更に近付けることが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明の車両用設計支援システムによると、仮想荷室構成物が表示された表示部に、仮想荷物を実荷物の動きに対応するように仮想荷室構成物に対して重畳表示し、その重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定して、干渉が有ると判定されたときに、表示部に干渉箇所を表示するようにしたことにより、評価者は実際の荷室に実荷物を積み込んだり取り出したりする動作と同じ動作をすることになって、その負担感を正確に評価することができるようになり、その評価結果から、荷物積み込み等の作業性の良好な荷室を設計することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用設計支援システム１の概略構成を示し、この車両用設計支援システム１は、設計者が車両の荷室を設計するために用いられるものである。
【００３１】
上記車両用設計支援システム１は、コンピュータからなる操作用端末２と、該操作用端末２のＣＰＵ等により構成されたマスター部３と、データベース４と、画像制御部５と、表示部としてのスクリーン８と、該スクリーン８に画像を投影するプロジェクター９と、複数（本実施形態では、７つ）の撮影カメラ１０とを備えている。
【００３２】
上記データベース４には、設計者により設計された荷室周囲の荷室構成物の形状等のデータである荷室データが３次元ＣＡＤデータとして記憶されている。この荷室データは、上記スクリーン８に仮想荷室を含めてその周囲の仮想荷室構成物を表示するためのものである。このことで、データベース４は、本発明の荷室データ記憶手段を構成する。
【００３３】
上記マスター部３は、スクリーン８に表示するための画像データを作成する処理を行う。すなわち、マスター部３は、上記荷室データに基づいて、仮想荷室を含む仮想荷室構成物の画像データである仮想荷室画像データを作成するとともに、後述の仮想荷物画像データ及び仮想評価者画像データを作成する。
【００３４】
上記画像制御部５は、上記マスター部３により作成された画像データをスクリーン８に表示するための制御を行う。この制御により、スクリーン８には、プロジェクター９を介して、上記仮想荷室画像データによる仮想荷室構成物が表示されるとともに、後述の如く該仮想荷室構成物に対して仮想荷物及び仮想評価者が重畳表示されるようになっている。このことで、マスター部３及び画像制御部５は、本発明の仮想荷室表示手段及び仮想荷物表示手段を構成することになる。
【００３５】
上記車両用設計支援システム１においては、上記スクリーン８の前側に評価者Ｒが立って、その評価者Ｒが、スクリーン８に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物Ｂを把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行う。そのときの評価者Ｒの負担感等の評価を設計者が評価者Ｒから聞き取って、その評価の悪い箇所等の設計変更を行う。尚、評価者Ｒとスクリーン８との間には、実荷物Ｂを置くための台１２が設置されており、この台１２に評価者Ｒが実荷物Ｂを置くことで、実荷物Ｂに対応する仮想荷物の仮想荷室への積み込みが完了することになる。
【００３６】
評価者Ｒが実荷物Ｂを仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間中、その評価者Ｒ及び実荷物Ｂが上記撮影カメラ１０によって撮影される。この実荷物Ｂには、例えば図２に示すように、実荷物Ｂ（図２の例ではゴルフバッグ）の位置及び姿勢を検出するための複数（本実施形態では、４つ）のマーカ１５が設けられている。これら複数のマーカ１５は、実荷物本体に固定された剛体部材１６上に設置されることが好ましい。こうすれば、評価者Ｒが実荷物Ｂをどのように扱っても、複数のマーカ１５の互いの位置関係がずれなくなり、実荷物Ｂの位置及び姿勢を正確に検出することが可能になる。上記マーカ１５としては、剛性部材１６上に描かれたもの（剛性部材表面とは色が異なる）であってもよく、剛性部材１６表面から突出した突起状のもの（剛性部材１６表面とは色が異なることが好ましい）であってもよい。尚、剛体部材１６は、実荷物Ｂ全体の形状が大きく変化しないものであれば、図２の例のように、実荷物Ｂの一部のみに固定すればよい。
【００３７】
上記撮影カメラ１０は上記複数のマーカ１５を撮影して、この撮影データを上記マスター部３へ送信する。この撮影データを受信したマスター部３は、上記撮影された複数のマーカ１５の互いの位置関係から実荷物Ｂの位置及び姿勢を検出し、この検出された実荷物Ｂの位置及び姿勢に基づいて仮想荷物画像データを作成する。このことで、撮影カメラ１０及びマスター部３は、本発明の実荷物検出手段を構成することになる。
【００３８】
上記仮想荷物画像データは画像制御部５に送信され、画像制御部５は、プロジェクター９を介して、スクリーン８にその仮想荷物画像データに基づく仮想荷物（実荷物Ｂのモデル画像）を表示させる。上記実荷物Ｂの位置及び姿勢は、該実荷物Ｂを把持する評価者Ｒの動きに応じて刻々と変化するが、この変化に対応して、リアルタイムで、実荷物Ｂの位置及び姿勢が撮影カメラ１０及びマスター部３により検出されて、マスター部３により新たな仮想荷物画像データが次々と作成され、画像制御部５により、スクリーン８には、仮想荷物が上記実荷物Ｂの動きに対応するように表示されることになる。
【００３９】
また、図示は省略するが、上記評価者Ｒにも、該評価者Ｒの位置及び姿勢を検出するための複数のマーカが設けられている。この評価者Ｒのマーカは、該評価者Ｒの頭部、手、足、首、腰、その他関節部分等に設けられている。頭部、手（手首よりも先の部分）及び足（足首よりも先の部分）については、複数のマーカが設けられた装着具をそれぞれ装着する。そして、上記実荷物Ｂの場合と同様に、上記撮影カメラ１０が評価者Ｒ（マーカ）を撮影し、マスター部３が、その撮影されたマーカの位置関係から評価者Ｒの位置及び姿勢を検出し、この検出された評価者Ｒの位置及び姿勢に基づいて仮想評価者画像データを作成し、画像制御部５が、スクリーン８にその仮想評価者画像データによる仮想評価者（デジタルマネキン）を表示させる。この仮想評価者も、スクリーン８に、上記仮想荷物と同様に、実荷物Ｂの動きに対応するように表示される。上記マスター部３は、上記頭部のマーカの位置関係から評価者Ｒの視線方向を推定することも行う。このことで、マスター部３は、本発明の視線方向推定手段をも構成することになる。
【００４０】
上記撮影カメラ１０の数及び配置は、上記評価者Ｒが上記実荷物Ｂを上記仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、上記複数の撮影カメラ１０のうちの少なくとも１つの撮影カメラ１０が上記実荷物Ｂにおける複数のマーカ１５のうちの所定数以上（本実施形態では、２つ以上であるが、好ましくは３つ以上）のマーカ１５を撮影可能なように設定されている。すなわち、本実施形態では、複数の撮影カメラ１０は、評価者Ｒの略正面でかつスクリーン８の上側の第１位置と、スクリーン８の左右両側の第２及び第３位置と、評価者Ｒに対してスクリーン８とは反対側における左右両側の第４及び第５位置と、評価者Ｒの左右両横側（評価者Ｒよりも僅かに後側寄り）の第６及び第７位置とに設置されている。また、複数の撮影カメラ１０は、設置高さ位置において複数のグループに分けられている。つまり、第１位置に設置された撮影カメラ１０を含む第１グループと、第２乃至第５位置に設置された撮影カメラ１０を含む、第１グループよりも設置高さが低い第２グループと、第６及び第７位置に設置された撮影カメラ１０を含む、第２グループよりも設置高さが低い第３グループとに分けられる。このような位置及び設置高さにより、本実施形態では、評価者Ｒが実荷物Ｂを仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、少なくとも１つの撮影カメラ１０が２つ以上のマーカ１５を撮影可能であり、通常の荷物積み込み等の作業であれば、少なくとも１つの撮影カメラ１０が４つ全てのマーカ１５を撮影可能である。
【００４１】
ここで、マーカ１５の撮影に関して不利となる場合は、実荷物Ｂの剛性部材１６が評価者Ｒの側に向けられている場合である。この場合、第１乃至第３位置の撮影カメラ１０は、剛性部材１６上のマーカ１５を１つも撮影できず、また、第４及び第５位置の撮影カメラ１０も、評価者Ｒが邪魔になって、１つのマーカ１５も撮影できないが、第６及び第７位置の撮影カメラ１０は、評価者Ｒが剛性部材１６に密着するようなことがない限り（通常の荷物積み込み等の作業では、そのようなことはない）、評価者Ｒと実荷物Ｂとの側方の間から２つ以上のマーカ１５を撮影することが可能である。また、剛性部材１６が台１２の側に向けられている場合も台１２が邪魔になって第１乃至第３位置の撮影カメラ１０がマーカ１５を撮影できなくなる可能性があるが、台１２を、例えば脚のある机等のような下部に空間がある形状にすることで、台１２が撮影の邪魔にならないようにすることは可能である。
【００４２】
尚、上記撮影カメラ１０の数及び配置は、評価者Ｒの頭部、手及び足に装着した各装着具の複数のマーカについても、評価者Ｒが実荷物Ｂを仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、少なくとも１つの撮影カメラ１０が所定数以上のマーカを撮影可能なように設定されている。
【００４３】
上記画像制御部５は、スクリーン８に上記仮想荷室構成物（仮想荷室）を表示させた状態で、その仮想荷室構成物に対して上記仮想荷物及び仮想評価者を重畳表示させる。このとき、マスター部３は、上記仮想荷室画像データ、仮想荷物画像データ及び仮想評価者画像データに基づいて、スクリーン８に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、上記重畳表示される仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定するようになっている。このことで、マスター部３は、本発明の干渉判定手段を構成することになる。
【００４４】
上記マスター部３は、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉が有ると判定したときには、スクリーン８に表示される仮想荷物及び仮想荷室構成物における干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色（例えば黄色や赤色）になるように仮想荷物画像データ及び仮想荷室画像データを変更し、仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉が有ると判定したときには、スクリーン８に表示される仮想評価者及び仮想荷室構成物における干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色（例えば黄色や赤色）になるように仮想評価者画像データ及び仮想荷室画像データを変更する。そして、画像制御部５は、その変更された画像データに基づく仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物をスクリーン８に表示させることで、スクリーン８においては、上記干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色に変色される。このことで、マスター部３及び画像制御部５は、本発明の干渉表示手段を構成することになる。
【００４５】
上記干渉箇所の表示により、評価者Ｒは、干渉が生じたことが直ぐに分かり、実荷物Ｂを、仮想荷物と仮想荷室構成物とが干渉しないように、実際と同じ感覚で移動させることができる。また、評価者Ｒ自身も、仮想荷室構成物と干渉が生じないようにすることができる。尚、上記干渉箇所を変色させる代わりに、又は、変色させることに加えて、後述するようにスクリーン８に、上記干渉部分を拡大表示した拡大表示窓を表示する形態にしてもよい。
【００４６】
ここで、上記マスター部３で実行される主要な処理動作を図３のフローチャートに基づいて説明する。尚、この処理動作は、操作用端末２にてスタート操作することでスタートし、操作用端末２にて停止操作することで停止する。
【００４７】
最初のステップＳ１では、上記荷室データに基づいて上記仮想荷室画像データを作成し、次のステップＳ２で、撮影カメラ１０により撮影された撮影データに基づいて、実荷物Ｂ及び評価者Ｒの位置及び姿勢を検出する。
【００４８】
次のステップＳ３では、上記検出された実荷物Ｂの位置及び姿勢に基づいて仮想荷物画像データを作成するとともに、上記検出された評価者Ｒの位置及び姿勢に基づいて仮想評価者画像データを作成する。
【００４９】
次のステップＳ４では、上記仮想荷室画像データ、仮想荷物画像データ及び仮想評価者画像データに基づいて、スクリーン８に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、スクリーン８に重畳表示される仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定し、干渉が有るとき（ステップＳ５の判定がＹＥＳであるとき）には、ステップＳ５に進む一方、干渉がないとき（ステップＳ５の判定がＮＯであるとき）には、ステップＳ６に進む。
【００５０】
上記ステップＳ５では、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉が有ると判定したときには、スクリーン８に表示される仮想荷物及び仮想荷室構成物における干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色になるように仮想荷物画像データ及び仮想荷室画像データを変更し、仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉が有ると判定したときには、スクリーン８に表示される仮想評価者及び仮想荷室構成物における干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色になるように仮想評価者画像データ及び仮想荷室画像データを変更し、その後、ステップＳ６に進む。
【００５１】
上記ステップＳ６では、仮想荷物画像データ、仮想評価者画像データ及び仮想荷室画像データを画像制御部５へ送信し、しかる後にステップＳ２に戻ってステップＳ２〜Ｓ６の動作を繰り返す。
【００５２】
上記仮想荷物画像データ、仮想評価者画像データ及び仮想荷室画像データを受信した画像制御部５は、プロジェクター９を介して、スクリーン８に仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物（仮想荷室）を重畳表示させる。
【００５３】
上記画像制御部５によるスクリーン８の表示例を図４に示す。この例では、スクリーン８の大部分においては、仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物全体（仮想荷室全体）が重畳表示されている。仮想荷物及び仮想荷室構成物は、仮想評価者の見え方と同じように表示され、仮想評価者は評価者Ｒの動きに連動して動く。また、仮想荷物は実荷物Ｂの動きに連動して動く。
【００５４】
上記スクリーン８の左上側部分には、仮想荷室における、仮想評価者（つまり実空間内の評価者Ｒ）が左上側を見たときに見える部分を表示する左上側表示窓８ａが設けられ、スクリーン８の右上側部分には、仮想荷室における、仮想評価者が右上側を見たときに見える部分を表示する右上側表示窓８ｂが表示され、スクリーン８の左下側部分には、仮想荷室における、仮想評価者が左下側を見たときに見える部分を表示する左下側表示窓８ｃが表示され、スクリーン８の右下側部分には、仮想荷室における、仮想評価者が右下側を見たときに見える部分を表示する右下側表示窓８ｄが表示される。このように左上側、右上側、左下側及び右下側表示窓８ａ〜８ｄは、各々、スクリーン８における、評価者Ｒの視線方向に対応する側に表示されて、仮想荷室における該視線方向の先の部分を表示することになる。これにより、例えば評価者Ｒが実空間内で左下側を見たときには、左下側表示窓８ｃが見易くなり、仮想荷室における左下側部分を確認し易くなる。特に干渉箇所を確認するために例えば左下側を見たときには、左下側表示窓８ｃにより干渉箇所を確認し易くなる。
【００５５】
また、スクリーン８上部の中央部には、仮想荷室における、仮想評価者が真っ直ぐ正面を見たときに見える部分を表示する正面表示窓８ｅが表示され、スクリーン８上部における該正面表示窓８ｅの下側には、仮想荷室における、仮想評価者が正面下側を見たときに見える部分を表示する正面下側表示窓８ｆが表示される。尚、この正面下側表示窓８ｆをスクリーン８の下端部に配設する方が好ましい。
【００５６】
上記全表示窓８ａ〜８ｆは、スクリーン８に常に表示されていてもよく、或いは、上記仮想荷室における評価者Ｒの視線方向（上記マスター部３により推定された視線方向）に対応して、上記全表示窓８ａ〜８ｆのうち、その視線方向の先の部分を表示する表示窓のみを表示するようにしてもよい。例えば評価者Ｒが実空間内で左下側を見たときには、左下側表示窓８ｃのみを表示する。このとき、その表示窓内に表示された、仮想荷室における評価者Ｒの視線方向の先の部分を拡大表示する（表示窓内に仮想荷物の一部や仮想評価者の一部（手等）が表示される場合には、仮想荷室の拡大に対応して当該表示窓内の仮想荷物や仮想評価者も拡大表示する）ことが好ましい。或いは、全表示窓８ａ〜８ｆを常に表示している場合において、マスター部３により推定された評価者Ｒの視線方向の先の部分を表示する表示窓の面積を大きくして該部分を拡大表示するようにしてもよい。
【００５７】
また、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉や仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉が有った場合に、スクリーン８において、評価者Ｒが実空間内でその干渉箇所を確認するために見る側と同じ側の部分に、該干渉箇所を拡大表示した拡大表示窓を表示するようにしてもよい。例えば仮想荷室の左下側部分で干渉が有った場合、評価者Ｒは、その干渉箇所を確認するために左下側を見ることになるので、スクリーン８の左下側部分に該干渉箇所を拡大表示した拡大表示窓を表示するようにすれば、干渉が有ったことが確実に分かるようになる。この拡大表示窓は、上記表示窓８ａ〜８ｆを利用して、これらのうち拡大表示する表示窓の面積を大きくして拡大するようにしてもよい。
【００５８】
したがって、上記実施形態では、スクリーン８に、仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物（仮想荷室）を重畳表示し、その重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定して、干渉が有ると判定したときに、スクリーン８に干渉箇所を表示するようにしたので、評価者Ｒは実際の荷室に実荷物Ｂを積み込んだり取り出したりする動作と同じ動作をすることになり、評価者Ｒの負担感を正確に評価することができる。したがって、設計者はその評価結果に基づいて、荷室の設計変更を適切に行うことができ、荷物積み込み等の作業性の良好な荷室を設計することができるようになる。
【００５９】
尚、上記実施形態では、スクリーン８に、仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物を重畳表示するようにしたが、仮想荷物及び仮想荷室構成物を重畳表示するだけであってもよい。この場合には、仮想評価者画像データを作成する必要はなく、仮想荷室画像データ及び仮想荷物画像データに基づいて、スクリーン８に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定し、干渉が有ると判定されたときに、スクリーン８にその干渉箇所を表示するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行ったときの該評価者の評価に基づいて車両の荷室を設計するための車両用設計支援システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用設計支援システムの概略構成図である。
【図２】実荷物に設けるマーカの例を示す図である。
【図３】マスター部で実行される主要な処理動作を示すフローチャートである。
【図４】画像制御部によるスクリーンの表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 車両用設計支援システム
３ マスター部（仮想荷室表示手段）（仮想荷物表示手段）
（視線方向推定手段）（実荷物検出手段）
（干渉判定手段）（干渉表示手段）
４ データベース（荷室データ記憶手段）
５ 画像制御部（仮想荷室表示手段）（仮想荷物表示手段）（干渉表示手段）
８ スクリーン（表示部）
１０ 撮影カメラ（実荷物検出手段）
１５ マーカ
１６ 剛体部材
Ｂ 実荷物
Ｒ 評価者
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行ったときの該評価者の評価に基づいて車両の荷室を設計するための車両用設計支援システムに関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の荷室を設計するに際しては、先ず、実際に作製した車両荷室に対して評価者が荷物を積み込んだり取り出したりすることで、評価者がそのときに感じた負担感等に基づいてその荷室を評価する。そして、設計者は、その評価結果に応じて荷室の形状等を変更していき、最終的なものに仕上げる。
【０００３】
一方、近年では、人の動作をモデル化して、シミュレーションにより評価する方法も知られている。例えば特許文献１では、乗員の乗降動作をモデル化して、シミュレーションによりドア操作性を評価するようにしている。このような技術を、荷物の積み込み動作に応用することは可能であり、このようにすれば、実車を用いて評価する必要はなくなる。
【特許文献１】特開２００４−５１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のシミュレーションでは、荷物を積み込む作業者の負担感を正確に予測することは困難であり、評価精度には限界がある。このため、実車を用いることなく作業者の負担感を正確に得られるようにすることは困難である。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、実車を用いることなく、荷物を車両荷室に対して積み込んだり取り出したりする作業者の負担感が正確に得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明では、評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出すようにして、評価者が実際に負担感を評価できるようにした。
【０００７】
具体的には、請求項１の発明では、評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行ったときの該評価者の評価に基づいて車両の荷室を設計するための車両用設計支援システムを対象とする。
【０００８】
そして、上記表示部に上記仮想荷室を含めてその周囲の仮想荷室構成物を表示するための荷室データを記憶する荷室データ記憶手段と、上記表示部に、上記荷室データ記憶手段に記憶された荷室データに基づいて、上記仮想荷室を含む仮想荷室構成物を表示する仮想荷室表示手段と、上記評価者が把持する実荷物の位置及び姿勢を検出する実荷物検出手段と、上記仮想荷室表示手段により上記仮想荷室構成物が表示された表示部に、上記実荷物検出手段により検出された実荷物の位置及び姿勢に基づいて、仮想荷物を該実荷物の動きに対応するように該仮想荷室構成物に対して重畳表示する仮想荷物表示手段と、上記仮想荷物表示手段により重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定する干渉判定手段と、上記干渉判定手段により上記干渉が有ると判定されたときに、上記表示部に上記干渉箇所を表示する干渉表示手段とを備えているものとする。
【０００９】
上記の構成により、表示部には仮想荷室構成物と仮想荷物とが重畳表示され、その仮想荷物は、評価者が実荷物を把持して動かすことに応じて動くので、評価者はその表示部を見ながら実荷物を実際の荷室に対して積み込んだり取り出したりしているような感覚になる。そして、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉が生じると、その干渉部分が表示されるので、評価者は干渉が有ったことが分かり、実荷物を、仮想荷物と仮想荷室構成物とが干渉しないように移動させる。この結果、評価者は実際の荷室に実荷物を積み込んだり取り出したりする動作と同じ動作をすることになり、その負担感を正確に評価することができる。したがって、設計者はその評価結果に基づいて、荷室の設計変更を適切に行うことができ、荷物積み込み等の作業性の良好な荷室を設計することができるようになる。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記実荷物検出手段は、上記実荷物の位置及び姿勢に加えて、実荷物及び評価者の位置及び姿勢を検出するよう構成され、上記実荷物検出手段により検出された評価者の位置及び姿勢に基づいて、該評価者の視線方向を推定する視線方向推定手段を更に備え、上記仮想荷室表示手段は、上記表示部に、上記仮想荷室における、上記視線方向推定手段により推定された視線方向の先の部分を表示するよう構成されているものとする。
【００１１】
このことにより、仮想荷室において評価者が見ている部分が表示されるので、評価者は実際と同じ感覚で荷物積み込み等の作業を行うことができ、評価精度を向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記仮想荷室表示手段は、上記表示部に、上記仮想荷室における上記視線方向の先の部分を拡大表示するよう構成されているものとする。
【００１３】
こうすることで、評価者は、荷室の形状がよく分かるようになるとともに、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を確認し易くなる。
【００１４】
請求項４の発明では、請求項２又は３の発明において、上記仮想荷室表示手段は、上記表示部における上記視線方向に対応する側に、上記仮想荷室における上記視線方向の先の部分を表示するよう構成されているものとする。
【００１５】
このことにより、表示部における評価者が見る側の部分に、仮想荷室における評価者視線方向の先の部分が表示されるので、評価者が、仮想荷室における評価者視線方向の先の部分を確認し易くなる。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１つの発明において、上記実荷物は、実荷物本体に固定された剛体部材上に設置された、上記実荷物検出手段による該実荷物の位置及び姿勢を検出するための複数のマーカを有しているものとする。
【００１７】
このことで、複数のマーカの互いの位置関係がずれることはないので、該複数のマーカを撮影することで、その撮影されたマーカの位置関係から、実荷物の位置及び姿勢を容易にかつ正確に検出することができるようになる。
【００１８】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、上記実荷物検出手段は、上記マーカを撮影する複数のカメラを有し、上記カメラの数及び配置は、上記評価者が上記実荷物を上記仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、上記複数の撮影カメラのうちの少なくとも１つの撮影カメラが上記複数のマーカのうちの所定数以上のマーカを撮影可能なように設定されているものとする。
【００１９】
このようにすることで、評価者が実荷物を仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間中の実荷物の動きを表示部に正確に表示することができ、評価精度をより一層向上させることができる。
【００２０】
請求項７の発明では、請求項５の発明において、上記実荷物検出手段は、上記マーカを撮影する複数のカメラを有し、上記複数のカメラは、設置高さ位置において複数のグループに分けられているものとする。
【００２１】
このことにより、出来る限り多くのマーカを撮影することができるようになり、実荷物の動きを表示部に正確に表示することができる。
【００２２】
請求項８の発明では、請求項１〜７のいずれか１つの発明において、上記干渉表示手段は、上記仮想荷物及び仮想荷室構成物における干渉箇所を他の箇所よりも目立つ形態で表示するよう構成されているものとする。
【００２３】
このことで、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉箇所が評価者に分かり易くなり、評価者は干渉が有ったことが直ぐに分かり、実際の状況により一層近付けることが可能になる。
【００２４】
請求項９の発明では、請求項１〜８のいずれか１つの発明において、上記干渉表示手段は、上記表示部において、上記評価者が実空間内で上記干渉箇所を確認するために見る側と同じ側の部分に、該干渉箇所を拡大表示した拡大表示窓を表示するよう構成されているものとする。
【００２５】
こうすることで、評価者は干渉が有ったことが確実に分かるようになる。
【００２６】
請求項１０の発明では、請求項１〜９のいずれか１つの発明において、上記実荷物検出手段は、上記実荷物の位置及び姿勢に加えて、上記評価者の位置及び姿勢を検出するよう構成され、上記仮想荷物表示手段は、上記仮想荷室表示手段により上記仮想荷室構成物が表示された表示部に、上記実荷物検出手段により検出された実荷物及び評価者の位置及び姿勢に基づいて、仮想荷物及び仮想評価者を該実荷物及び評価者の動きにそれぞれ対応するように該仮想荷室構成物に対して重畳表示するよう構成され、上記干渉判定手段は、上記仮想荷物表示手段により上記表示部に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、上記重畳表示される仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定するよう構成されているものとする。
【００２７】
この発明により、実荷物に加えて評価者も仮想評価者として表示部に表示され、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無に加えて、仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無も判定され、干渉表示手段によって、それらの干渉箇所が表示される。すなわち、実際の荷物積み込み等の作業では、作業者の手や腕が荷室の壁等の荷室構成物に当たることがあり、このような干渉を考慮することによって、実際の状況に更に近付けることが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明の車両用設計支援システムによると、仮想荷室構成物が表示された表示部に、仮想荷物を実荷物の動きに対応するように仮想荷室構成物に対して重畳表示し、その重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定して、干渉が有ると判定されたときに、表示部に干渉箇所を表示するようにしたことにより、評価者は実際の荷室に実荷物を積み込んだり取り出したりする動作と同じ動作をすることになって、その負担感を正確に評価することができるようになり、その評価結果から、荷物積み込み等の作業性の良好な荷室を設計することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用設計支援システム１の概略構成を示し、この車両用設計支援システム１は、設計者が車両の荷室を設計するために用いられるものである。
【００３１】
上記車両用設計支援システム１は、コンピュータからなる操作用端末２と、該操作用端末２のＣＰＵ等により構成されたマスター部３と、データベース４と、画像制御部５と、表示部としてのスクリーン８と、該スクリーン８に画像を投影するプロジェクター９と、複数（本実施形態では、７つ）の撮影カメラ１０とを備えている。
【００３２】
上記データベース４には、設計者により設計された荷室周囲の荷室構成物の形状等のデータである荷室データが３次元ＣＡＤデータとして記憶されている。この荷室データは、上記スクリーン８に仮想荷室を含めてその周囲の仮想荷室構成物を表示するためのものである。このことで、データベース４は、本発明の荷室データ記憶手段を構成する。
【００３３】
上記マスター部３は、スクリーン８に表示するための画像データを作成する処理を行う。すなわち、マスター部３は、上記荷室データに基づいて、仮想荷室を含む仮想荷室構成物の画像データである仮想荷室画像データを作成するとともに、後述の仮想荷物画像データ及び仮想評価者画像データを作成する。
【００３４】
上記画像制御部５は、上記マスター部３により作成された画像データをスクリーン８に表示するための制御を行う。この制御により、スクリーン８には、プロジェクター９を介して、上記仮想荷室画像データによる仮想荷室構成物が表示されるとともに、後述の如く該仮想荷室構成物に対して仮想荷物及び仮想評価者が重畳表示されるようになっている。このことで、マスター部３及び画像制御部５は、本発明の仮想荷室表示手段及び仮想荷物表示手段を構成することになる。
【００３５】
上記車両用設計支援システム１においては、上記スクリーン８の前側に評価者Ｒが立って、その評価者Ｒが、スクリーン８に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物Ｂを把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行う。そのときの評価者Ｒの負担感等の評価を設計者が評価者Ｒから聞き取って、その評価の悪い箇所等の設計変更を行う。尚、評価者Ｒとスクリーン８との間には、実荷物Ｂを置くための台１２が設置されており、この台１２に評価者Ｒが実荷物Ｂを置くことで、実荷物Ｂに対応する仮想荷物の仮想荷室への積み込みが完了することになる。
【００３６】
評価者Ｒが実荷物Ｂを仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間中、その評価者Ｒ及び実荷物Ｂが上記撮影カメラ１０によって撮影される。この実荷物Ｂには、例えば図２に示すように、実荷物Ｂ（図２の例ではゴルフバッグ）の位置及び姿勢を検出するための複数（本実施形態では、４つ）のマーカ１５が設けられている。これら複数のマーカ１５は、実荷物本体に固定された剛体部材１６上に設置されることが好ましい。こうすれば、評価者Ｒが実荷物Ｂをどのように扱っても、複数のマーカ１５の互いの位置関係がずれなくなり、実荷物Ｂの位置及び姿勢を正確に検出することが可能になる。上記マーカ１５としては、剛性部材１６上に描かれたもの（剛性部材表面とは色が異なる）であってもよく、剛性部材１６表面から突出した突起状のもの（剛性部材１６表面とは色が異なることが好ましい）であってもよい。尚、剛体部材１６は、実荷物Ｂ全体の形状が大きく変化しないものであれば、図２の例のように、実荷物Ｂの一部のみに固定すればよい。
【００３７】
上記撮影カメラ１０は上記複数のマーカ１５を撮影して、この撮影データを上記マスター部３へ送信する。この撮影データを受信したマスター部３は、上記撮影された複数のマーカ１５の互いの位置関係から実荷物Ｂの位置及び姿勢を検出し、この検出された実荷物Ｂの位置及び姿勢に基づいて仮想荷物画像データを作成する。このことで、撮影カメラ１０及びマスター部３は、本発明の実荷物検出手段を構成することになる。
【００３８】
上記仮想荷物画像データは画像制御部５に送信され、画像制御部５は、プロジェクター９を介して、スクリーン８にその仮想荷物画像データに基づく仮想荷物（実荷物Ｂのモデル画像）を表示させる。上記実荷物Ｂの位置及び姿勢は、該実荷物Ｂを把持する評価者Ｒの動きに応じて刻々と変化するが、この変化に対応して、リアルタイムで、実荷物Ｂの位置及び姿勢が撮影カメラ１０及びマスター部３により検出されて、マスター部３により新たな仮想荷物画像データが次々と作成され、画像制御部５により、スクリーン８には、仮想荷物が上記実荷物Ｂの動きに対応するように表示されることになる。
【００３９】
また、図示は省略するが、上記評価者Ｒにも、該評価者Ｒの位置及び姿勢を検出するための複数のマーカが設けられている。この評価者Ｒのマーカは、該評価者Ｒの頭部、手、足、首、腰、その他関節部分等に設けられている。頭部、手（手首よりも先の部分）及び足（足首よりも先の部分）については、複数のマーカが設けられた装着具をそれぞれ装着する。そして、上記実荷物Ｂの場合と同様に、上記撮影カメラ１０が評価者Ｒ（マーカ）を撮影し、マスター部３が、その撮影されたマーカの位置関係から評価者Ｒの位置及び姿勢を検出し、この検出された評価者Ｒの位置及び姿勢に基づいて仮想評価者画像データを作成し、画像制御部５が、スクリーン８にその仮想評価者画像データによる仮想評価者（デジタルマネキン）を表示させる。この仮想評価者も、スクリーン８に、上記仮想荷物と同様に、実荷物Ｂの動きに対応するように表示される。上記マスター部３は、上記頭部のマーカの位置関係から評価者Ｒの視線方向を推定することも行う。このことで、マスター部３は、本発明の視線方向推定手段をも構成することになる。
【００４０】
上記撮影カメラ１０の数及び配置は、上記評価者Ｒが上記実荷物Ｂを上記仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、上記複数の撮影カメラ１０のうちの少なくとも１つの撮影カメラ１０が上記実荷物Ｂにおける複数のマーカ１５のうちの所定数以上（本実施形態では、２つ以上であるが、好ましくは３つ以上）のマーカ１５を撮影可能なように設定されている。すなわち、本実施形態では、複数の撮影カメラ１０は、評価者Ｒの略正面でかつスクリーン８の上側の第１位置と、スクリーン８の左右両側の第２及び第３位置と、評価者Ｒに対してスクリーン８とは反対側における左右両側の第４及び第５位置と、評価者Ｒの左右両横側（評価者Ｒよりも僅かに後側寄り）の第６及び第７位置とに設置されている。また、複数の撮影カメラ１０は、設置高さ位置において複数のグループに分けられている。つまり、第１位置に設置された撮影カメラ１０を含む第１グループと、第２乃至第５位置に設置された撮影カメラ１０を含む、第１グループよりも設置高さが低い第２グループと、第６及び第７位置に設置された撮影カメラ１０を含む、第２グループよりも設置高さが低い第３グループとに分けられる。このような位置及び設置高さにより、本実施形態では、評価者Ｒが実荷物Ｂを仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、少なくとも１つの撮影カメラ１０が２つ以上のマーカ１５を撮影可能であり、通常の荷物積み込み等の作業であれば、少なくとも１つの撮影カメラ１０が４つ全てのマーカ１５を撮影可能である。
【００４１】
ここで、マーカ１５の撮影に関して不利となる場合は、実荷物Ｂの剛性部材１６が評価者Ｒの側に向けられている場合である。この場合、第１乃至第３位置の撮影カメラ１０は、剛性部材１６上のマーカ１５を１つも撮影できず、また、第４及び第５位置の撮影カメラ１０も、評価者Ｒが邪魔になって、１つのマーカ１５も撮影できないが、第６及び第７位置の撮影カメラ１０は、評価者Ｒが剛性部材１６に密着するようなことがない限り（通常の荷物積み込み等の作業では、そのようなことはない）、評価者Ｒと実荷物Ｂとの側方の間から２つ以上のマーカ１５を撮影することが可能である。また、剛性部材１６が台１２の側に向けられている場合も台１２が邪魔になって第１乃至第３位置の撮影カメラ１０がマーカ１５を撮影できなくなる可能性があるが、台１２を、例えば脚のある机等のような下部に空間がある形状にすることで、台１２が撮影の邪魔にならないようにすることは可能である。
【００４２】
尚、上記撮影カメラ１０の数及び配置は、評価者Ｒの頭部、手及び足に装着した各装着具の複数のマーカについても、評価者Ｒが実荷物Ｂを仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、少なくとも１つの撮影カメラ１０が所定数以上のマーカを撮影可能なように設定されている。
【００４３】
上記画像制御部５は、スクリーン８に上記仮想荷室構成物（仮想荷室）を表示させた状態で、その仮想荷室構成物に対して上記仮想荷物及び仮想評価者を重畳表示させる。このとき、マスター部３は、上記仮想荷室画像データ、仮想荷物画像データ及び仮想評価者画像データに基づいて、スクリーン８に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、上記重畳表示される仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定するようになっている。このことで、マスター部３は、本発明の干渉判定手段を構成することになる。
【００４４】
上記マスター部３は、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉が有ると判定したときには、スクリーン８に表示される仮想荷物及び仮想荷室構成物における干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色（例えば黄色や赤色）になるように仮想荷物画像データ及び仮想荷室画像データを変更し、仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉が有ると判定したときには、スクリーン８に表示される仮想評価者及び仮想荷室構成物における干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色（例えば黄色や赤色）になるように仮想評価者画像データ及び仮想荷室画像データを変更する。そして、画像制御部５は、その変更された画像データに基づく仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物をスクリーン８に表示させることで、スクリーン８においては、上記干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色に変色される。このことで、マスター部３及び画像制御部５は、本発明の干渉表示手段を構成することになる。
【００４５】
上記干渉箇所の表示により、評価者Ｒは、干渉が生じたことが直ぐに分かり、実荷物Ｂを、仮想荷物と仮想荷室構成物とが干渉しないように、実際と同じ感覚で移動させることができる。また、評価者Ｒ自身も、仮想荷室構成物と干渉が生じないようにすることができる。尚、上記干渉箇所を変色させる代わりに、又は、変色させることに加えて、後述するようにスクリーン８に、上記干渉部分を拡大表示した拡大表示窓を表示する形態にしてもよい。
【００４６】
ここで、上記マスター部３で実行される主要な処理動作を図３のフローチャートに基づいて説明する。尚、この処理動作は、操作用端末２にてスタート操作することでスタートし、操作用端末２にて停止操作することで停止する。
【００４７】
最初のステップＳ１では、上記荷室データに基づいて上記仮想荷室画像データを作成し、次のステップＳ２で、撮影カメラ１０により撮影された撮影データに基づいて、実荷物Ｂ及び評価者Ｒの位置及び姿勢を検出する。
【００４８】
次のステップＳ３では、上記検出された実荷物Ｂの位置及び姿勢に基づいて仮想荷物画像データを作成するとともに、上記検出された評価者Ｒの位置及び姿勢に基づいて仮想評価者画像データを作成する。
【００４９】
次のステップＳ４では、上記仮想荷室画像データ、仮想荷物画像データ及び仮想評価者画像データに基づいて、スクリーン８に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、スクリーン８に重畳表示される仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定し、干渉が有るとき（ステップＳ５の判定がＹＥＳであるとき）には、ステップＳ５に進む一方、干渉がないとき（ステップＳ５の判定がＮＯであるとき）には、ステップＳ６に進む。
【００５０】
上記ステップＳ５では、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉が有ると判定したときには、スクリーン８に表示される仮想荷物及び仮想荷室構成物における干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色になるように仮想荷物画像データ及び仮想荷室画像データを変更し、仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉が有ると判定したときには、スクリーン８に表示される仮想評価者及び仮想荷室構成物における干渉箇所が他の箇所よりも目立つ色になるように仮想評価者画像データ及び仮想荷室画像データを変更し、その後、ステップＳ６に進む。
【００５１】
上記ステップＳ６では、仮想荷物画像データ、仮想評価者画像データ及び仮想荷室画像データを画像制御部５へ送信し、しかる後にステップＳ２に戻ってステップＳ２〜Ｓ６の動作を繰り返す。
【００５２】
上記仮想荷物画像データ、仮想評価者画像データ及び仮想荷室画像データを受信した画像制御部５は、プロジェクター９を介して、スクリーン８に仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物（仮想荷室）を重畳表示させる。
【００５３】
上記画像制御部５によるスクリーン８の表示例を図４に示す。この例では、スクリーン８の大部分においては、仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物全体（仮想荷室全体）が重畳表示されている。仮想荷物及び仮想荷室構成物は、仮想評価者の見え方と同じように表示され、仮想評価者は評価者Ｒの動きに連動して動く。また、仮想荷物は実荷物Ｂの動きに連動して動く。
【００５４】
上記スクリーン８の左上側部分には、仮想荷室における、仮想評価者（つまり実空間内の評価者Ｒ）が左上側を見たときに見える部分を表示する左上側表示窓８ａが設けられ、スクリーン８の右上側部分には、仮想荷室における、仮想評価者が右上側を見たときに見える部分を表示する右上側表示窓８ｂが表示され、スクリーン８の左下側部分には、仮想荷室における、仮想評価者が左下側を見たときに見える部分を表示する左下側表示窓８ｃが表示され、スクリーン８の右下側部分には、仮想荷室における、仮想評価者が右下側を見たときに見える部分を表示する右下側表示窓８ｄが表示される。このように左上側、右上側、左下側及び右下側表示窓８ａ〜８ｄは、各々、スクリーン８における、評価者Ｒの視線方向に対応する側に表示されて、仮想荷室における該視線方向の先の部分を表示することになる。これにより、例えば評価者Ｒが実空間内で左下側を見たときには、左下側表示窓８ｃが見易くなり、仮想荷室における左下側部分を確認し易くなる。特に干渉箇所を確認するために例えば左下側を見たときには、左下側表示窓８ｃにより干渉箇所を確認し易くなる。
【００５５】
また、スクリーン８上部の中央部には、仮想荷室における、仮想評価者が真っ直ぐ正面を見たときに見える部分を表示する正面表示窓８ｅが表示され、スクリーン８上部における該正面表示窓８ｅの下側には、仮想荷室における、仮想評価者が正面下側を見たときに見える部分を表示する正面下側表示窓８ｆが表示される。尚、この正面下側表示窓８ｆをスクリーン８の下端部に配設する方が好ましい。
【００５６】
上記全表示窓８ａ〜８ｆは、スクリーン８に常に表示されていてもよく、或いは、上記仮想荷室における評価者Ｒの視線方向（上記マスター部３により推定された視線方向）に対応して、上記全表示窓８ａ〜８ｆのうち、その視線方向の先の部分を表示する表示窓のみを表示するようにしてもよい。例えば評価者Ｒが実空間内で左下側を見たときには、左下側表示窓８ｃのみを表示する。このとき、その表示窓内に表示された、仮想荷室における評価者Ｒの視線方向の先の部分を拡大表示する（表示窓内に仮想荷物の一部や仮想評価者の一部（手等）が表示される場合には、仮想荷室の拡大に対応して当該表示窓内の仮想荷物や仮想評価者も拡大表示する）ことが好ましい。或いは、全表示窓８ａ〜８ｆを常に表示している場合において、マスター部３により推定された評価者Ｒの視線方向の先の部分を表示する表示窓の面積を大きくして該部分を拡大表示するようにしてもよい。
【００５７】
また、仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉や仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉が有った場合に、スクリーン８において、評価者Ｒが実空間内でその干渉箇所を確認するために見る側と同じ側の部分に、該干渉箇所を拡大表示した拡大表示窓を表示するようにしてもよい。例えば仮想荷室の左下側部分で干渉が有った場合、評価者Ｒは、その干渉箇所を確認するために左下側を見ることになるので、スクリーン８の左下側部分に該干渉箇所を拡大表示した拡大表示窓を表示するようにすれば、干渉が有ったことが確実に分かるようになる。この拡大表示窓は、上記表示窓８ａ〜８ｆを利用して、これらのうち拡大表示する表示窓の面積を大きくして拡大するようにしてもよい。
【００５８】
したがって、上記実施形態では、スクリーン８に、仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物（仮想荷室）を重畳表示し、その重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定して、干渉が有ると判定したときに、スクリーン８に干渉箇所を表示するようにしたので、評価者Ｒは実際の荷室に実荷物Ｂを積み込んだり取り出したりする動作と同じ動作をすることになり、評価者Ｒの負担感を正確に評価することができる。したがって、設計者はその評価結果に基づいて、荷室の設計変更を適切に行うことができ、荷物積み込み等の作業性の良好な荷室を設計することができるようになる。
【００５９】
尚、上記実施形態では、スクリーン８に、仮想荷物、仮想評価者及び仮想荷室構成物を重畳表示するようにしたが、仮想荷物及び仮想荷室構成物を重畳表示するだけであってもよい。この場合には、仮想評価者画像データを作成する必要はなく、仮想荷室画像データ及び仮想荷物画像データに基づいて、スクリーン８に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定し、干渉が有ると判定されたときに、スクリーン８にその干渉箇所を表示するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行ったときの該評価者の評価に基づいて車両の荷室を設計するための車両用設計支援システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用設計支援システムの概略構成図である。
【図２】実荷物に設けるマーカの例を示す図である。
【図３】マスター部で実行される主要な処理動作を示すフローチャートである。
【図４】画像制御部によるスクリーンの表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 車両用設計支援システム
３ マスター部（仮想荷室表示手段）（仮想荷物表示手段）
（視線方向推定手段）（実荷物検出手段）
（干渉判定手段）（干渉表示手段）
４ データベース（荷室データ記憶手段）
５ 画像制御部（仮想荷室表示手段）（仮想荷物表示手段）（干渉表示手段）
８ スクリーン（表示部）
１０ 撮影カメラ（実荷物検出手段）
１５ マーカ
１６ 剛体部材
Ｂ 実荷物
Ｒ 評価者
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行ったときの該評価者の評価に基づいて車両の荷室を設計するための車両用設計支援システムであって、
上記表示部に上記仮想荷室を含めてその周囲の仮想荷室構成物を表示するための荷室データを記憶する荷室データ記憶手段と、
上記表示部に、上記荷室データ記憶手段に記憶された荷室データに基づいて、上記仮想荷室を含む仮想荷室構成物を表示する仮想荷室表示手段と、
上記評価者が把持する実荷物の位置及び姿勢を検出する実荷物検出手段と、
上記仮想荷室表示手段により上記仮想荷室構成物が表示された表示部に、上記実荷物検出手段により検出された実荷物の位置及び姿勢に基づいて、仮想荷物を該実荷物の動きに対応するように該仮想荷室構成物に対して重畳表示する仮想荷物表示手段と、
上記仮想荷物表示手段により重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定する干渉判定手段と、
上記干渉判定手段により上記干渉が有ると判定されたときに、上記表示部に上記干渉箇所を表示する干渉表示手段とを備えていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項２】
請求項１記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物検出手段は、上記実荷物の位置及び姿勢に加えて、実荷物及び評価者の位置及び姿勢を検出するよう構成され、
上記実荷物検出手段により検出された評価者の位置及び姿勢に基づいて、該評価者の視線方向を推定する視線方向推定手段を更に備え、
上記仮想荷室表示手段は、上記表示部に、上記仮想荷室における、上記視線方向推定手段により推定された視線方向の先の部分を表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項３】
請求項２記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記仮想荷室表示手段は、上記表示部に、上記仮想荷室における上記視線方向の先の部分を拡大表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項４】
請求項２又は３記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記仮想荷室表示手段は、上記表示部における上記視線方向に対応する側に、上記仮想荷室における上記視線方向の先の部分を表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物は、実荷物本体に固定された剛体部材上に設置された、上記実荷物検出手段による該実荷物の位置及び姿勢を検出するための複数のマーカを有していることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項６】
請求項５記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物検出手段は、上記マーカを撮影する複数のカメラを有し、
上記カメラの数及び配置は、上記評価者が上記実荷物を上記仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、上記複数の撮影カメラのうちの少なくとも１つの撮影カメラが上記複数のマーカのうちの所定数以上のマーカを撮影可能なように設定されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項７】
請求項５記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物検出手段は、上記マーカを撮影する複数のカメラを有し、
上記複数のカメラは、設置高さ位置において複数のグループに分けられていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記干渉表示手段は、上記仮想荷物及び仮想荷室構成物における干渉箇所を他の箇所よりも目立つ形態で表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記干渉表示手段は、上記表示部において、上記評価者が実空間内で上記干渉箇所を確認するために見る側と同じ側の部分に、該干渉箇所を拡大表示した拡大表示窓を表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物検出手段は、上記実荷物の位置及び姿勢に加えて、上記評価者の位置及び姿勢を検出するよう構成され、
上記仮想荷物表示手段は、上記仮想荷室表示手段により上記仮想荷室構成物が表示された表示部に、上記実荷物検出手段により検出された実荷物及び評価者の位置及び姿勢に基づいて、仮想荷物及び仮想評価者を該実荷物及び評価者の動きにそれぞれ対応するように該仮想荷室構成物に対して重畳表示するよう構成され、
上記干渉判定手段は、上記仮想荷物表示手段により上記表示部に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、上記重畳表示される仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項１】
評価者が、表示部に表示された仮想空間内の仮想荷室を見ながら、実空間内にて、予め決められた実荷物を把持して該仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行ったときの該評価者の評価に基づいて車両の荷室を設計するための車両用設計支援システムであって、
上記表示部に上記仮想荷室を含めてその周囲の仮想荷室構成物を表示するための荷室データを記憶する荷室データ記憶手段と、
上記表示部に、上記荷室データ記憶手段に記憶された荷室データに基づいて、上記仮想荷室を含む仮想荷室構成物を表示する仮想荷室表示手段と、
上記評価者が把持する実荷物の位置及び姿勢を検出する実荷物検出手段と、
上記仮想荷室表示手段により上記仮想荷室構成物が表示された表示部に、上記実荷物検出手段により検出された実荷物の位置及び姿勢に基づいて、仮想荷物を該実荷物の動きに対応するように該仮想荷室構成物に対して重畳表示する仮想荷物表示手段と、
上記仮想荷物表示手段により重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定する干渉判定手段と、
上記干渉判定手段により上記干渉が有ると判定されたときに、上記表示部に上記干渉箇所を表示する干渉表示手段とを備えていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項２】
請求項１記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物検出手段は、上記実荷物の位置及び姿勢に加えて、実荷物及び評価者の位置及び姿勢を検出するよう構成され、
上記実荷物検出手段により検出された評価者の位置及び姿勢に基づいて、該評価者の視線方向を推定する視線方向推定手段を更に備え、
上記仮想荷室表示手段は、上記表示部に、上記仮想荷室における、上記視線方向推定手段により推定された視線方向の先の部分を表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項３】
請求項２記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記仮想荷室表示手段は、上記表示部に、上記仮想荷室における上記視線方向の先の部分を拡大表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項４】
請求項２又は３記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記仮想荷室表示手段は、上記表示部における上記視線方向に対応する側に、上記仮想荷室における上記視線方向の先の部分を表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物は、実荷物本体に固定された剛体部材上に設置された、上記実荷物検出手段による該実荷物の位置及び姿勢を検出するための複数のマーカを有していることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項６】
請求項５記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物検出手段は、上記マーカを撮影する複数のカメラを有し、
上記カメラの数及び配置は、上記評価者が上記実荷物を上記仮想荷室に対して積み込むか又は取り出す動作を行っている間の任意のタイミングで、上記複数の撮影カメラのうちの少なくとも１つの撮影カメラが上記複数のマーカのうちの所定数以上のマーカを撮影可能なように設定されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項７】
請求項５記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物検出手段は、上記マーカを撮影する複数のカメラを有し、
上記複数のカメラは、設置高さ位置において複数のグループに分けられていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記干渉表示手段は、上記仮想荷物及び仮想荷室構成物における干渉箇所を他の箇所よりも目立つ形態で表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記干渉表示手段は、上記表示部において、上記評価者が実空間内で上記干渉箇所を確認するために見る側と同じ側の部分に、該干渉箇所を拡大表示した拡大表示窓を表示するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の車両用設計支援システムにおいて、
上記実荷物検出手段は、上記実荷物の位置及び姿勢に加えて、上記評価者の位置及び姿勢を検出するよう構成され、
上記仮想荷物表示手段は、上記仮想荷室表示手段により上記仮想荷室構成物が表示された表示部に、上記実荷物検出手段により検出された実荷物及び評価者の位置及び姿勢に基づいて、仮想荷物及び仮想評価者を該実荷物及び評価者の動きにそれぞれ対応するように該仮想荷室構成物に対して重畳表示するよう構成され、
上記干渉判定手段は、上記仮想荷物表示手段により上記表示部に重畳表示される仮想荷物と仮想荷室構成物との干渉の有無、及び、上記重畳表示される仮想評価者と仮想荷室構成物との干渉の有無を判定するよう構成されていることを特徴とする車両用設計支援システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−７９３６６（Ｐ２０１０−７９３６６Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４３８７６（Ｐ２００８−２４３８７６）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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