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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-111374(P2021-111374A)
(43)【公開日】2021年8月2日
(54)【発明の名称】車両デザイン支援システム
(51)【国際特許分類】
G06T 19/00 20110101AFI20210705BHJP
【ＦＩ】
G06T19/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】25
(21)【出願番号】特願2020-210848(P2020-210848)
(22)【出願日】2020年12月18日
(31)【優先権主張番号】特願2020-3996(P2020-3996)
(32)【優先日】2020年1月14日
(33)【優先権主張国】JP
(71)【出願人】
【識別番号】518325345
【氏名又は名称】デジタルデザインスタジオ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100130960
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 正之
(72)【発明者】
【氏名】椛島 三統
【テーマコード（参考）】
5B050
【Ｆターム（参考）】
5B050AA04
5B050BA09
5B050CA07
5B050EA05
5B050EA07
5B050EA19
5B050EA27
5B050EA28
5B050FA02
5B050FA19
(57)【要約】 （修正有）
【課題】車両のデザイン作業を支援する車両デザイン支援システムおよびそのためのコンピュータープログラムを提供する。【解決手段】車両デザイン支援システム１は、コンピューター５０、ＶＲヘッドセット１０及び操作入力部１２０を備えている。コンピューターは、内装データ記録部、画像調節部及び画像レンダリング部を備えている。内装データ記録部は、車両内装の構造データと属性候補データとを格納する。オペレーター２は、ＶＲヘッドセットのディスプレイ１０２の表示を見つつ車両内装の少なくとも一部の属性を操作入力部１２０で選択又は調節する。画像調節部が操作入力に応じて属性候補データを選択または調節して属性データを生成し、画像レンダリング部が構造データと属性データとから、操作入力の指示内容に対応して内装画像を生成する。その内装画像がディスプレイに出力される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
仮想空間において車両内装の構造を決定するための構造データと前記車両内装の少なくとも一部についての属性を選択または調節するための属性候補データとを格納する内装データ記録部と、
前記オペレーターが頭部に装着する少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイとを備えるＶＲヘッドセットと、
前記車両内装の前記少なくとも一部についての前記属性の選択または調節のための操作入力を前記オペレーターから受け付ける少なくとも一つの操作入力部と、
前記操作入力部が受け付けた前記操作入力の指示内容に応じて前記車両内装の少なくとも一部についての属性のための前記属性候補データを選択または調節して属性データを生成する画像調節部と、
前記内装データ記録部から呼び出した前記構造データと前記画像調節部からの前記属性データとから、前記操作入力の前記指示内容に対応し前記オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成し、前記提示画像のための画像信号として出力する画像レンダリング部と
を備える車両デザイン支援システム。
前記オペレーターが頭部に装着する少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイとを備えるＶＲヘッドセットと、
前記車両内装の前記少なくとも一部についての前記属性の選択または調節のための操作入力を前記オペレーターから受け付ける少なくとも一つの操作入力部と、
前記操作入力部が受け付けた前記操作入力の指示内容に応じて前記車両内装の少なくとも一部についての属性のための前記属性候補データを選択または調節して属性データを生成する画像調節部と、
前記内装データ記録部から呼び出した前記構造データと前記画像調節部からの前記属性データとから、前記操作入力の前記指示内容に対応し前記オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成し、前記提示画像のための画像信号として出力する画像レンダリング部と
を備える車両デザイン支援システム。
【請求項2】
前記仮想空間において車両が配置される周囲環境の背景のための背景データを格納する環境データ記録部
をさらに備え、
前記画像レンダリング部が、前記環境データ記録部から前記背景データを呼び出して仮想空間内にて前記車両内装の窓部分に対応する方向に、当該方向の背景画像を合成した前記内装画像を生成するものである
請求項１に記載の車両デザイン支援システム。
をさらに備え、
前記画像レンダリング部が、前記環境データ記録部から前記背景データを呼び出して仮想空間内にて前記車両内装の窓部分に対応する方向に、当該方向の背景画像を合成した前記内装画像を生成するものである
請求項１に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項3】
複数のオペレーターの各々に一つずつ装着される複数の前記ＶＲヘッドセットと、
前記複数のオペレーターの各々のための複数の画像レンダリング部と
備えており、各画像レンダリング部は、各オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成するものであり、
各オペレーターが装着している前記ＶＲヘッドセットの前記ディスプレイには、各オペレーターのための内装画像が提示画像として表示される
請求項１または請求項２に記載の車両デザイン支援システム。
前記複数のオペレーターの各々のための複数の画像レンダリング部と
備えており、各画像レンダリング部は、各オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成するものであり、
各オペレーターが装着している前記ＶＲヘッドセットの前記ディスプレイには、各オペレーターのための内装画像が提示画像として表示される
請求項１または請求項２に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項4】
仮想空間において車両内装の構造を決定するための構造データと前記車両内装の少なくとも一部についての属性を決定するための属性データとを格納する内装データ記録部と、
前記オペレーターが頭部に装着する少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイと前記オペレーターの少なくとも１つの眼球による視線を特定しうるアイトラッキング信号を出力するアイトラッキング検出部とを備えるＶＲヘッドセットと、
前記構造データと前記アイトラッキング信号とから、前記視線が前記構造と交わる前記仮想空間での位置を注視点として決定し注視点位置データとして出力する注視点判定部と、
前記注視点位置データを格納する注視点位置記録部と、
前記内装データ記録部から呼び出した前記構造データと前記属性データとから、前記オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成し、当該内装画像の画像信号を生成する画像レンダリング部と
を備える車両デザイン支援システム。
前記オペレーターが頭部に装着する少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイと前記オペレーターの少なくとも１つの眼球による視線を特定しうるアイトラッキング信号を出力するアイトラッキング検出部とを備えるＶＲヘッドセットと、
前記構造データと前記アイトラッキング信号とから、前記視線が前記構造と交わる前記仮想空間での位置を注視点として決定し注視点位置データとして出力する注視点判定部と、
前記注視点位置データを格納する注視点位置記録部と、
前記内装データ記録部から呼び出した前記構造データと前記属性データとから、前記オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成し、当該内装画像の画像信号を生成する画像レンダリング部と
を備える車両デザイン支援システム。
【請求項5】
前記アイトラッキング検出部が、前記オペレーターの両眼の視線を別々に特定しうる両眼アイトラッキング信号を出力するものであり、
前記注視点判定部が、前記両眼アイトラッキング信号から、両眼の前記視線の交差位置を決定し視線交差点位置データとして出力するものである、
請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
前記注視点判定部が、前記両眼アイトラッキング信号から、両眼の前記視線の交差位置を決定し視線交差点位置データとして出力するものである、
請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項6】
前記画像レンダリング部が、前記注視点位置記録部から呼び出した前記注視点位置データから、ヒートマップ画像、ゲイズ・トレース画像、ゲイズ・クラスター画像からなる可視化画像群より選ばれる少なくともいずれかを生成し、前記内装画像に重ねて表示する画像信号を生成するものである
請求項４または請求項５に記載の車両デザイン支援システム。
請求項４または請求項５に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項7】
前記注視点位置記録部から前記注視点位置データを呼び出して、車両内装の構造の特徴ポイント別または前記仮想空間を区切ったエリア別に前記注視点位置データが示す注視点の頻度または時間を集計する注視点集計部
をさらに備える
請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システム。
をさらに備える
請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項8】
前記仮想空間において車両が配置される周囲環境の背景のための背景データを格納する環境データ記録部
をさらに備え、
前記画像レンダリング部が、前記環境データ記録部から前記背景データを呼び出して仮想空間内にて前記車両内装の窓部分に対応する方向に、当該方向の背景画像を合成した前記内装画像を生成するものであり、
前記注視点判定部が、前記仮想空間での前記背景画像における位置を注視点として決定し注視点位置データとして出力するものである
請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
をさらに備え、
前記画像レンダリング部が、前記環境データ記録部から前記背景データを呼び出して仮想空間内にて前記車両内装の窓部分に対応する方向に、当該方向の背景画像を合成した前記内装画像を生成するものであり、
前記注視点判定部が、前記仮想空間での前記背景画像における位置を注視点として決定し注視点位置データとして出力するものである
請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項9】
複数のオペレーターの各々に一つずつ装着される複数の前記ＶＲヘッドセットと、
前記複数のオペレーターの各々のための複数の画像レンダリング部と
を備えており、
各画像レンダリング部は、前記内装データ記録部から呼び出した前記構造データと前記画像調節部からの前記属性データとから、前記複数のオペレーターの少なくとも何れかによる前記操作入力の前記指示内容に対応し、各オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成するものであり、
各オペレーターが装着している前記ＶＲヘッドセットの前記ディスプレイには、各オペレーターのために生成された前記内装画像が提示画像として表示され、
前記注視点判定部により生成され前記注視点位置記録部に格納される前記注視点位置データが、ＶＲヘッドセットまたはオペレーターのいずれかごとのものである
請求項４〜請求項８のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システム。
前記複数のオペレーターの各々のための複数の画像レンダリング部と
を備えており、
各画像レンダリング部は、前記内装データ記録部から呼び出した前記構造データと前記画像調節部からの前記属性データとから、前記複数のオペレーターの少なくとも何れかによる前記操作入力の前記指示内容に対応し、各オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成するものであり、
各オペレーターが装着している前記ＶＲヘッドセットの前記ディスプレイには、各オペレーターのために生成された前記内装画像が提示画像として表示され、
前記注視点判定部により生成され前記注視点位置記録部に格納される前記注視点位置データが、ＶＲヘッドセットまたはオペレーターのいずれかごとのものである
請求項４〜請求項８のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項10】
前記車両内装がその少なくとも一部にグラフィック情報を提示しうる表示装置領域を持つものであり、
前記内装データ記録部が、前記表示装置領域に表示されるべきグラフィック情報を格納しているものであり、
前記画像レンダリング部は、前記グラフィック情報を前記提示画像の当該少なくとも一部に合成して前記内装画像を生成するものである
請求項１または請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
前記内装データ記録部が、前記表示装置領域に表示されるべきグラフィック情報を格納しているものであり、
前記画像レンダリング部は、前記グラフィック情報を前記提示画像の当該少なくとも一部に合成して前記内装画像を生成するものである
請求項１または請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項11】
前記属性が車両内装の少なくとも一部についての表面反射特性を含んでおり、
前記画像レンダリング部は、入射光に応じて前記車両内装の当該少なくとも一部が反射する表面反射を反映した前記内装画像を生成し、前記提示画像のための画像信号として出力するものである
請求項１または請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
前記画像レンダリング部は、入射光に応じて前記車両内装の当該少なくとも一部が反射する表面反射を反映した前記内装画像を生成し、前記提示画像のための画像信号として出力するものである
請求項１または請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項12】
前記属性が車両内装に配置される光源の位置および発光特性を含んでおり、
前記入射光は前記光源が放つ光を含むものである
請求項１１に記載の車両デザイン支援システム。
前記入射光は前記光源が放つ光を含むものである
請求項１１に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項13】
前記オペレーターのいずれかの身体状態を取得して生体情報信号を出力する生体状態検知装置と、
前記生体情報信号から前記オペレーターの生体情報データを格納する被験者情報記録部と
をさらに備える
請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システム。
前記生体情報信号から前記オペレーターの生体情報データを格納する被験者情報記録部と
をさらに備える
請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項14】
前記アイトラッキング検出部は、前記オペレーターのまぶたの瞬きまたは開閉のイベントを取得しうるものであり、
前記生体情報データが当該イベントのデータ含むものである
請求項１３に記載の車両デザイン支援システム。
前記生体情報データが当該イベントのデータ含むものである
請求項１３に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項15】
前記複数のオペレーターのうちの一のオペレーターである管理者が使用するコンピューター機器が、アカウント管理部とセッション管理部とを備えており、
前記アカウント管理部は、前記車両デザイン支援システムの機能とデータファイルとについて各ユーザーがアクセスしうるものを決定するパーミッションテーブルを含み、
前記セッション管理部は、セッションに参加しうるユーザーのリストをセッションテーブルとして保持しており、前記複数のオペレーターそれぞれが正当なユーザーであるかを該セッションテーブルを参照して判定し前記複数のオペレーターのうちの正当なユーザーについての前記セッションのための接続を確立するものである
請求項３または請求項９に記載の車両デザイン支援システム。
前記アカウント管理部は、前記車両デザイン支援システムの機能とデータファイルとについて各ユーザーがアクセスしうるものを決定するパーミッションテーブルを含み、
前記セッション管理部は、セッションに参加しうるユーザーのリストをセッションテーブルとして保持しており、前記複数のオペレーターそれぞれが正当なユーザーであるかを該セッションテーブルを参照して判定し前記複数のオペレーターのうちの正当なユーザーについての前記セッションのための接続を確立するものである
請求項３または請求項９に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項16】
前記ユーザーが使用するコンピューター機器が、前記一のオペレーターが使用するコンピューター機器をサーバー装置とするときのクライアント端末となってネットワークを通じて通信可能であり、
前記ユーザーを識別するためのユーザーＩＤが前記ネットワークを通じて前記セッションの確立のために使用される
請求項１５に記載の車両デザイン支援システム。
前記ユーザーを識別するためのユーザーＩＤが前記ネットワークを通じて前記セッションの確立のために使用される
請求項１５に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項17】
前記コントローラーそれ自体の方向を検知するセンサーをさらに備えており、
前記画像レンダリング部が、前記方向に応じて決定された前記仮想空間における曲線シンボルを、前記センサーの出力により前記コントローラーの方向に応じて更新しながら前記仮想空間に表示するものであり、
前記コントローラーを操作するオペレーターからの、前記曲線シンボルの前記仮想空間における到達位置の決定入力を受け付けると、該オペレーターの視点が該移動先位置に対応させて再設定される
請求項１または請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
前記画像レンダリング部が、前記方向に応じて決定された前記仮想空間における曲線シンボルを、前記センサーの出力により前記コントローラーの方向に応じて更新しながら前記仮想空間に表示するものであり、
前記コントローラーを操作するオペレーターからの、前記曲線シンボルの前記仮想空間における到達位置の決定入力を受け付けると、該オペレーターの視点が該移動先位置に対応させて再設定される
請求項１または請求項４に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項18】
前記コントローラーが、方向入力部と方向決定部とを備えており、
前記画像レンダリング部が、前記方向入力部が示す方向に応じて、前記移動先位置において移動後方向を示す方向表示シンボルを表示するものであり、
前記方向決定部への入力に応じて決定された前記移動後方向に応じて、前記移動先位置における前記オペレーターの視線方向の少なくともいずれかの成分が再設定される、
請求項１７に記載の車両デザイン支援システム。
前記画像レンダリング部が、前記方向入力部が示す方向に応じて、前記移動先位置において移動後方向を示す方向表示シンボルを表示するものであり、
前記方向決定部への入力に応じて決定された前記移動後方向に応じて、前記移動先位置における前記オペレーターの視線方向の少なくともいずれかの成分が再設定される、
請求項１７に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項19】
映像信号を出力可能なカメラと、
該カメラの撮像対象に対し特徴点位置を決定するトラッカーと、
該特徴点位置を前記仮想空間における位置に換算する位置換算手段と、
映像合成手段と
をさらに備え、前記カメラからの前記映像信号による映像が、前記撮像対象に対し決定された特徴点位置データに基づいて前記位置換算手段により換算された前記仮想空間における位置に存在するように前記映像合成手段により合成される
請求項３または請求項１１に記載の車両デザイン支援システム。
該カメラの撮像対象に対し特徴点位置を決定するトラッカーと、
該特徴点位置を前記仮想空間における位置に換算する位置換算手段と、
映像合成手段と
をさらに備え、前記カメラからの前記映像信号による映像が、前記撮像対象に対し決定された特徴点位置データに基づいて前記位置換算手段により換算された前記仮想空間における位置に存在するように前記映像合成手段により合成される
請求項３または請求項１１に記載の車両デザイン支援システム。
【請求項20】
演算装置と記録装置とグラフィック装置を備えるコンピューターと、
前記コンピューターに接続される少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイとを備える、オペレーターが頭部に装着するＶＲヘッドセットと、
前記コンピューターに接続され、操作入力を前記オペレーターから受け付ける少なくとも一つの操作入力部と
を備えるコンピューターシステムを動作させて請求項１〜１９のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システムを実現するコンピュータープログラムであって、
前記コンピューターの前記演算装置と前記記録装置と前記グラフィック装置を、前記内装データ記録部と前記画像調節部と前記画像レンダリング部として機能させる
コンピュータープログラム。
前記コンピューターに接続される少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイとを備える、オペレーターが頭部に装着するＶＲヘッドセットと、
前記コンピューターに接続され、操作入力を前記オペレーターから受け付ける少なくとも一つの操作入力部と
を備えるコンピューターシステムを動作させて請求項１〜１９のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システムを実現するコンピュータープログラムであって、
前記コンピューターの前記演算装置と前記記録装置と前記グラフィック装置を、前記内装データ記録部と前記画像調節部と前記画像レンダリング部として機能させる
コンピュータープログラム。
【請求項21】
演算装置と記録装置とグラフィック装置を備えるコンピューターと、
前記コンピューターに接続される少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイとを備える、オペレーターが頭部に装着するＶＲヘッドセットと、
前記コンピューターに接続され、操作入力を前記オペレーターから受け付ける少なくとも一つの操作入力部と
を備えるコンピューターシステムを動作させて請求項４〜１９のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システムを実現するコンピュータープログラムであって、
前記コンピューターの前記演算装置と前記記録装置と前記グラフィック装置を、前記内装データ記録部と前記注視点判定部と前記注視点位置記録部と前記画像レンダリング部として機能させる
コンピュータープログラム。
前記コンピューターに接続される少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイとを備える、オペレーターが頭部に装着するＶＲヘッドセットと、
前記コンピューターに接続され、操作入力を前記オペレーターから受け付ける少なくとも一つの操作入力部と
を備えるコンピューターシステムを動作させて請求項４〜１９のいずれか１項に記載の車両デザイン支援システムを実現するコンピュータープログラムであって、
前記コンピューターの前記演算装置と前記記録装置と前記グラフィック装置を、前記内装データ記録部と前記注視点判定部と前記注視点位置記録部と前記画像レンダリング部として機能させる
コンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は車両デザイン支援システムに関する。さらに詳細には本開示は、コンピューター上の仮想空間を用いて車両のデザイン作業を効率化するための車両デザイン支援システムおよびそのためのコンピュータープログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車産業のデザインにおいてコンピューター技術の助けを借りてコンピューター支援設計（ＣＡＤ）システムで３次元プロトタイピングを行うことが一般的となっている。また、運転支援、自動運転その他の目的でもコンピューターが活用されている。特許文献１（特開２０１７−５９２１３号公報）にはオブジェクトのモデルの設計変更を管理する技術的課題を克服する方法と装置が開示されている。特許文献２（特開２０１７−１８２５６０号公報）には、車両の内装の選択画像を順次組み合せて内装全体の３次元画像を表示しながら段階的に確認して最終的な内装イメージを得ることができる車両内装シミュレーション装置及び方法が開示されている。特許文献３（特開２０１８−１２９７３２号公報）にはヘッドマウントディスプレイ装置を頭部に装着した状態で、ヘッドマウントディスプレイ装置に表示される映像を容易且つスムーズに切替えることができる車両用映像表示装置が開示されている。特許文献４（特開２０１９−４３４９６号公報）には、ユーザーの嗜好に合った自動運転を可能とする自動運転調整装置が開示されている。特許文献５（特開２０１９−１４８６７７号公報）には、目的地までの運転を仮想現実上でトレーニングして、ドライバーの不安を軽減する仮想現実トレーニングシステム及びそれを備える車両が開示されている。
【0003】
これらに示されるように、コンピューター技術の進歩と歩調を合わせ、自動車産業でも仮想現実（ＶＲ）システムが利用されつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７− ５９２１３号公報
【特許文献2】特開２０１７−１８２５６０号公報
【特許文献3】特開２０１８−１２９７３２号公報
【特許文献4】特開２０１９− ４３４９６号公報
【特許文献5】特開２０１９−１４８６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
自動車を含む車両を具体的にデザインするためには多岐にわたる要素が考慮される。特に車両の内装デザインは、ドライバー、同乗者（本出願において「搭乗者」と総称する）にとっては自身の周囲環境を決定するものであるとともに、ドライバーにとっては運転操作にも影響する。車両の内装は、搭乗者が視覚を通じ感知しうる属性だけを取り上げてみても種々の観点から評価され、審美的側面のみならず、運転操作への適合性まで吟味されなくてはならない。このため、車両出荷先である仕向地の四季にわたる気候条件から、１日の２４時間における光環境の違いまで含めて、多様な環境を想定して多岐にわたる評価や検証を効率良く行うことが求められている。
【0006】
しかしながら、試作プロセスは手間が掛かり、さらに多様で複雑な状況で多くの情報を統合した判断も必要となるため、内装デザインの業務は負担が大きい。さらには、近年の車両では搭乗者に多様な情報がメーター類の表示装置を通じて提供されており、内装での補助照明も多用されつつある。内装デザインの業務はこの増大する複雑さを克服しなくてはならない。
【0007】
本開示は、上記問題の少なくともいくつかを解決することを課題とし、車両のデザイン作業を支援する効率的なシステムやコンピュータープログラムを提供することにより、車両デザインの高度化に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者が着目したのは、例えば車両をデザインする段階において、製造された車両の搭乗者が視覚を通じて取得することとなる情報を仮想現実技術により再現性よく提示することができれば、内装の各部の属性の決定が仮想空間で行えてデザイン作業の効率が向上することである。本開示は、車両の搭乗者が視認する視覚的刺激を、仮想空間上に再現された車両データに基づいて、仮想現実技術を利用してオペレーターに提供し、さらにオペレーターがデザインされる車両内装の属性を選択したり調整したりすることを可能にする。本開示では、車内装の各部にあたえる属性を決定するデザイン作業を支援するこのような車両デザイン支援システムが提供される。本開示はまた、仮想空間に再現された内装を提示されたオペレーターが視線を向ける注視点の観察を容易にすることにより、内装の各部にあたえる属性のデザイン作業を支援する車両デザイン支援システムを提供する。
【0009】
すなわち、本開示のある態様においては、仮想空間において車両内装の構造を決定するための構造データと前記車両内装の少なくとも一部についての属性を選択または調節するための属性候補データとを格納する内装データ記録部と、前記オペレーターが頭部に装着する少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイとを備えるＶＲヘッドセットと、前記車両内装の前記少なくとも一部についての前記属性の選択または調節のための操作入力を前記オペレーターから受け付ける少なくとも一つの操作入力部と、前記操作入力部が受け付けた前記操作入力の指示内容に応じて前記車両内装の少なくとも一部についての属性のための前記属性候補データを選択または調節して属性データを生成する画像調節部と、前記内装データ記録部から呼び出した前記構造データと前記画像調節部からの前記属性データとから、前記操作入力の前記指示内容に対応し前記オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成し、前記提示画像のための画像信号として出力する画像レンダリング部とを備える車両デザイン支援システムが提供される。
【0010】
また、本開示のある態様においては、仮想空間において車両内装の構造を決定するための構造データと前記車両内装の少なくとも一部についての属性を決定するための属性データとを格納する内装データ記録部と、前記オペレーターが頭部に装着する少なくとも一つの仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、オペレーターの頭部の姿勢を検出しうる姿勢センサーと提示画像を表示しうるディスプレイと前記オペレーターの少なくとも１つの眼球による視線を特定しうるアイトラッキング信号を出力するアイトラッキング検出部とを備えるＶＲヘッドセットと、前記構造データと前記アイトラッキング信号とから、前記視線が前記構造と交わる前記仮想空間での位置を注視点として決定し注視点位置データとして出力する注視点判定部と、前記注視点位置データを格納する注視点位置記録部と、前記内装データ記録部から呼び出した前記構造データと前記属性データとから、前記オペレーターの頭部の前記仮想空間における方向に対応した内装画像を生成し、当該内装画像の画像信号を生成する画像レンダリング部とを備える車両デザイン支援システムも提供される。
【0011】
さらに本開示においては上述した車両デザイン支援システムのためのコンピュータープログラムも提供される。
【0012】
本出願において、特に断りのない記載は、通常の車両である自動車およびコンピューターの分野において用いられる技術用語にて記す。仮想空間は、コンピューター上にて定義される３次元空間である。車両内装とは、インテリアなどとも呼ばれ、車両において搭乗者が通常車内と認識するような外界とは区別される空間において、その空間に存在したり、その空間を取り囲んだりしている物体や装備を示している。本出願における車両内装は、自動車におけるシート、ハンドル、メータークラスターパネル、センターコンソール、ウインドシールドなどの窓、モール、ハンドル、シフトレバー、付属品（フロアマットなど）を含んでいる。ＶＲヘッドセットとは、仮想現実技術においてオペレーターの頭部に固定することによりオペレーターの少なくとも視覚に画像を提示しうる装置である。ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）は、ＶＲヘッドセットの典型例である。オペレーターとは、本出願においては車両デザイン支援システムを利用する使用者を一般的に示している。デザインやデザイン作業は、必ずしも審美的観点のみに着目した物に限られず、構造設計、ＧＵＩなどのインターフェース設計、ＵＸ（ユーザーエクスペリエンス）などの体感情報設計、照明設計などを含む広範な創造作業を含む。本開示において画像には静止画と動画を含む。また、映像には動画が含まれているが、部分または全部が静止画となっても映像と呼ぶことがある。
【発明の効果】
【0013】
本開示のいずれかの態様では車両のデザイン作業を効率化する車両デザイン支援システムまたはコンピュータープログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下図面を参照し、本開示に係る車両デザイン支援システムの実施形態を説明する。全図を通じ当該説明に際し特に言及がない限り、共通する部分または要素には共通する参照符号が付される。また、図中、各実施形態の要素のそれぞれは、必ずしも互いの縮尺比を保って示されてはいない。
【0016】
図１は車両デザイン支援システム１のハードウエア構成を例示する説明図であり、図２は車両デザイン支援システムによって提示される表示内容を示す画像表示例である。図１のＶＲヘッドセット１０を頭部２２に装着したオペレーター２は、図２の仮想空間の風景を視認する。ＶＲヘッドセット１０のディスプレイ１０２は、オペレーター２の視野の全部または一部の範囲を覆う表示領域をもつ。姿勢センサー移動子１０４は、必要に応じて姿勢センサー固定子１０６の助けを借りてＶＲヘッドセット１０の姿勢つまりオペレーター２の頭部２２の姿勢を検出するために利用される。コントローラー（操作入力部）１２０は、オペレーター２が手に持って入力操作可能な、ＶＲ技術において利用されるコントローラーである。生体状態センサー（生体状態検知装置）１４０は、心拍、皮膚電位その他のオペレーター２の生体信号（生体バイタル信号）を取得することができる。なお、車両の運転操作を模擬する装置（アクセルペダル、ブレーキペダル、ハンドル、シフトレバーなど）を任意選択として採用することもできる。コンピューター５０は、適当なＯＳ、記憶装置、演算装置、グラフィック装置を備えており、ＶＲヘッドセット１０、コントローラー１２０、生体状態センサー１４０と直接または間接的に接続されている。その接続は有線または無線など任意の通信手段のものを含む。
【0017】
図２の提示画像５４２は、ディスプレイ１０２によりオペレーター２に向けて表示されるものであり、内装画像３０２と背景画像４０２とを含んでいる。これらの画像は、ディスプレイ１０２に表示されることによって視覚情報を提供する画像を一般に指しており、静止画、動画の双方を含む。表示される画像は、オペレーター２が頭部２２を固定していて、内装画像３０２と背景画像４０２がともに時間的な変化を示さなければ静止画となる。内装画像３０２や背景画像４０２が時間的な変化を示したり、頭部２２の姿勢が動いたりした場合には、それに応じた動画が表示される。頭部２２の姿勢が変化すると、姿勢センサー移動子１０４、姿勢センサー固定子１０６がその現実空間での姿勢の動きを検出し、ディスプレイ１０２に表示する提示画像５４２の方向や傾きがその動きに追随する。姿勢センサー移動子１０４の例は、例えばジャイロスコープなどの角速度センサーである。図２には、提示画像５４２の表示範囲の例を例示しており、オペレーター２が顎を上げる場合のシフト方向Ｕ、顎を下げる場合のシフト方向Ｄ、左および右に頭を向ける場合のシフト方向ＬおよびＲも示している。頭部２２の傾斜による回転には、提示画像５４２の表示範囲を回転させる。結果、オペレーター２の視界は、あたかも仮想空間中に自身を置いているかのようなものとなる。例えば、オペレーター２がハンドルを正面にしたドライバーズシートに着座した位置から大きく右方向を向く場合、内装画像３０２は助手席や右側ドア内装を含んでおり、背景画像４０２は右側サイドウインドウ（側方窓）を通した車両外部の風景画像を含んでいることとなる。このように、オペレーター２は、あたかも車内で着座しているかのような視界を見ることとなる。ディスプレイ１０２は、必要に応じて左右の眼による立体視のために、仮想空間での方向をずらした各画像を両眼に別々に提示してもよい。
【0018】
図２の車両内装３００は、デザイン作業の主要な対象物である。このため、シート、ハンドル、メータークラスターパネル、センターコンソール、ウインドシールドなどの窓、モール、ハンドル、シフトレバー、付属品（フロアマットなど）が視界に応じて表示される。
【0019】
車両内装３００は、構造データと属性データを組み合わせて仮想空間内に３次元オブジェクトとして再現されうる。その際、属性として指定される表面の色、質感、表面反射特性なども再現される。なお、属性とはデザイン作業において選択または調節を受ける対象となる性質である。このため、形状変更を伴うデザイン変更がデザイン作業の目的である場合には、形状を特定するための構造も属性の一つの典型例となりうる。また、表示装置領域３１０のグラフィック表示の内容や、明度、車内照明の照明デザインにおける光色や光度、これらの時間的変化といった性質も本願における属性の別の典型例である。
【0020】
コントローラー（操作入力部）１２０は、オペレーター２が例えば手に保持しており、ディスプレイ１０２を装着した状態でもオペレーター２が手の届く範囲で操作可能な機器である。コントローラー１２０からの信号は、必要に応じて信号処理部１２２でコンピューター５０への入力に適する信号に変換等される。オペレーター２は、コントローラー１２０を操作することにより、車両内装３００の少なくとも一部の属性を変更するために、候補となるいくつかの選択肢から選択したり、連続的に変化させられるパラメータなどを調節したりすることができる。必要に応じてディスプレイ１０２にはコントローラーによる選択を補助するためのメニューが表示される（図示しない）。
【0021】
背景４００は、車両が置かれた環境であると搭乗者が認識する風景となるものを一般にさしており、背景画像４０２はそれを画像化したものである。背景４００は、例えば車両が存在する現実空間であり、そのための背景画像４０２は、典型的には現実空間で撮影された画像（すなわち静止画または動画）である。これ以外にも背景４００を３次元オブジェクトが配置された仮想空間とすることもできる。背景画像４０２は、典型的には周囲全方向（全天球）を撮影可能なカメラ（図示しない）により予め撮影され蓄積されている映像を仮想空間に対応させたものとすることができる。図２の例示では高速道路上の風景をそのようなカメラで撮影したものを利用している。なお、用途によっては、背景画像４０２は必ずしも奥行き情報や３次元的な形状情報を持たない２次元画像としてもよく、仮想空間で有限の半径を持つ球の内面（例えば、おおむね半天を覆う半天球）と地面を表す底面にマップされていてもよい。背景画像４０２のために適する画像は、車両の運転を想定しうる任意の風景画像であるため、デザイン作業の目的に合せて取得し選択される。人為的に準備する合成画像やコンピューター生成画像が適する画像であることもありうる。
【0022】
背景画像４０２は、車両内装３００の画像である内装画像３０２に、例えばＺバッファリングなどの手法で合成される。その合成処理により、車両内装３００のうち車外が見える位置や、車外が素通しで観察される位置に合せて背景画像４０２が描画される。ここで、車外が見える位置とは、ウインドシールドやサイドウインドウ、リアウインドウ、グラスサンルーフ（「窓」）などの光透過性物質（以下単に「ガラス」と呼ぶ）が配置された位置が典型である。また、車外が素通しで観察される位置は、ドアを開放した際のドアオープニング部分、オープンカーの場合の頭部周囲などが典型である。なお、本実施形態では窓部分も車両内装３００の部分と取り扱うことがある。ガラスを通じて背景４００を観察する際に、車両内装３００の一部となるように設けられる光源（例えば車内灯や表示装置）からの光がガラス表面の反射のために像となって視認される写り込みが問題となる場合がある。窓部分を車両内装３００の部分として扱えば、写り込みも考慮した上でそういった光源も車両内装のデザイン対象とすることができる。
【0023】
図２において、オペレーター２には、ドライバーズシートに着座した状態のときは左シートを中心にした視点を持つように、また助手席に着座した状態のときは右シートを中心にした視点を持つように、提示画像５４２が表示される。後席などその他の席に着座したり、車内空間にて何らかの体勢をとったりしている状態でのオペレーター２はそれらの視点を持つように提示画像５４２が表示される。これらの視点切替えは、姿勢センサー移動子１０４や姿勢センサー固定子１０６によるＶＲヘッドセット１０の位置に応じて切替えることもでき、また仮想空間内での視点位置を意図的に変更するには、現実空間と仮想空間の間での対応させる座標をずらす手段により容易に変更することができる。
【0024】
図３は、車両デザイン支援システム１の機能を示すブロック図である。コンピューター５０には、ＣＰＵ、グラフィックボード、メインメモリー（主記憶装置）、ストレージ（補助記憶装置）、入出力、その他の装置が備わっており、適切なインターフェースを通じて、ＶＲヘッドセット１０、コントローラー１２０が接続されている。車両デザイン支援システム１を構成するコンピューター５０には、内装データ記録部５１０、環境データ記録部５２０、画像調節部５３０、画像レンダリング部５４０が備わっている。
【0025】
内装データ記録部５１０は、内装画像３０２（図２）の元となる車両内装３００の構造を決定するための構造データ５１２と、その車両内装３００の少なくとも一部についての属性を選択または調節するための属性候補データ５１４とを含んでいる。環境データ記録部５２０には、背景画像４０２（図２）のための背景データ５２２が含まれている。背景データ５２２は背景画像４０２を生成しうる任意のデータであり、典型的には、半天球または全天球撮影された画像データである。コントローラー１２０は、オペレーター２から車両内装３００の関心のある属性を選択したり調節したりするための操作入力を受け付ける。
【0026】
画像調節部５３０は、コントローラー１２０、信号処理部１２２を通じてオペレーター２から受け付けた操作入力に応じて属性候補データ５１４を選択または調節し、属性データ５１６を生成する。
【0027】
画像レンダリング部５４０は、構造データ５１２と属性データ５１６とから、車両内装３００を表す内装画像３０２を生成する。また、画像レンダリング部５４０は、環境データ記録部５２０から背景データ５２２を呼び出すことにより、背景データ５２２による背景画像４０２を内装画像３０２に合成してディスプレイ１０２に表示するための提示画像５４２を生成することができる。属性候補データ５１４から画像調節部５３０が属性データ５１６を生成する処理や、画像レンダリング部５４０が対応する提示画像５４２を生成する処理は、極めて迅速に行うことができる。このためオペレーター２は自らの選択や調整の結果を現実感の高い表示で瞬時に切替えながら確認することができる。このような切り替えでの対比は、現実感の高い視覚表現を仮想空間で行いうる車両デザイン支援システム１の利点を生かしたものである。このように車両デザイン支援システム１を利用すれば本実施形態のデザイン作業の効率を大幅に高めることができる。
【0028】
この動作のために、車両デザイン支援システム１のためのソフトウエアは、コンピューター５０が備えるハードウエア資源を活用して、内装データ記録部５１０、環境データ記録部５２０、画像調節部５３０、画像レンダリング部５４０としての機能を果たす。特に、画像レンダリング部５４０で提示画像５４２を生成させるためのデータフォーマット変換のための処理モジュールを予め準備しておけば、車両デザイン支援システム１の動作には特段の負担は生じない。そのような処理モジュールでは、例えば属性候補データ５１４を選択または調節するオペレーター２の作業を補助するためのインターフェースに対し、その結果得られる属性データ５１６と構造データ５１２とを組み合わせて関連付けすることにより、提示画像５４２のためのデータが生成される。
【0029】
本実施形態の車両デザイン支援システム１は、複数のオペレーターにより同時に使用することを想定した車両デザイン支援システム１Ｍとしても実施することができる。図４は車両デザイン支援システム１Ｍの構成を示す説明図である。車両デザイン支援システム１Ｍは、各オペレーターに対応させてＶＲヘッドセット１０、ディスプレイ１０２、コンピューター５０がセットとなって備わっており、必要な人数分だけそのセットが接続されている。各セットはスタンドアローンでも動作可能である。他方、複数のオペレーターによる協働作業を支援する場合、車両デザイン支援システム１Ｍでは、例えば、上述した内装データ記録部５１０、環境データ記録部５２０を各コンピューター５０と通信可能なデータサーバー５０Ｓに保存しておいて、画像調節部５３０、画像レンダリング部５４０は各コンピューター５０にて分散させる、といった実装を行うことができる。これにより、各オペレーターの頭部が別々の姿勢をとっているときにも適切な提示画像を各オペレーターに示しつつ、共通したモデルを対象としてデザイン検討を行うことができる。さらに、コントローラー１２０による操作入力は各オペレーターが各自で行ってもよく、また、いずれかのオペレーターによる操作入力に従った提示画像を他のオペレーターに提示することもできる。特に複数のオペレーターによる協働作業を行う場合には、あるオペレーターが他のオペレーターに説明を行うために注目すべき部分を特定して示したり、強調したり、といった作業を行う場合がある。そのような目的のためには、仮想空間内でのライティングにおいて、ポインターやフラッシュライト（懐中電灯）に対応する局所照明を、指示するオペレーターが操作できるようにすることも好ましい。例えば、オペレーター２が持つコントローラー１２０には、ポインターのように方向を検出する機能を持たせることができる。このように、車両デザイン支援システム１、１Ｍでは任意の位置を指し示す機能や、局所照明の操作機能を実装することが好ましい。図４には、他のデータである注視点位置記録部５６０、注視点位置のデータ５６２、被験者情報記録部５９０、生体情報データ５９２も記載している。これらについて後述する実施形態の内容も、複数のオペレーターにより同時に動作させる車両デザイン支援システム１Ｍを実施するために採用することができる。
【0030】
本実施形態の車両デザイン支援システムは、本発明者が遠隔地ネットワーク機能と呼ぶ、地理的に離れた複数のオペータの協働作業を支援するために採用することができる。図５は、複数のオペレーターがネットワーク経由で協働作業する状況での本実施形態の車両デザイン支援システム１Ｎの一例の構成を示す説明図であり、図６Ａ、６Ｂは、複数のオペレーターが協働作業している状況での、各オペレーターのＶＲヘッドセット１０に提示される画面の表示例である。車両デザイン支援システム１Ｎは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのコンピューター機器のプログラムとして実装して機能させるために、各オペレーターは、自らのＰＣに実現するための実行プログラムを作動させる。従って、各ＰＣ５０Ａ〜５０Ｃは、ネットワーク６８を通じて車両デザイン支援システム１Ｎの一部となる。具体的には、オペレーターＡは、自ら操作するＰＣ５０Ａにおいて演算装置における実行プログラムであってよいサーバー実行部６０を作動させる。同様に、オペレーターＢ、Ｃは、自ら操作するＰＣ５０Ｂ、５０Ｃにおいて演算装置における実行プログラムであってよいクライアント実行部６６を作動させる。各オペレーターのＰＣ５０Ａ〜５０Ｃは、例えばインターネット等の公開回線や、専用回線を通じて、互いに適切なプロトコル（例えばＴＣＰ−ＩＰ）により相互に通信可能である。
【0031】
クライアント実行部６６は、オペレーターＡ〜Ｃが使用するＰＣ５０Ａ〜５０Ｃを、デザインレビューネットワークコミュニティによる特定のデザインレビューセッション（以下「セッション」と呼ぶ）におけるクライアント端末として動作させる。これに対し、サーバー実行部６０は、オペレーターＡが使用するＰＣ５０Ａをセッションにおけるサーバー装置として動作させる。サーバー装置としての機能は、アカウント管理部６０２とセッション管理部６０４を実装することにより実現される。サーバー実行部６０は、典型的にはサーバー実行プログラムの機能として実装され、アカウント管理部６０２、セッション管理部６０４はその機能として実装される。オペレーターＡが管理者として車両デザイン支援システム１Ｎの機能を設定するためにサーバー実行部６０を実行させる。
【0032】
アカウント管理部６０２は、車両デザイン支援システム１Ｎの必要な資源にアクセスしうるユーザーのアカウントを管理する機能を実装している。アカウント管理部６０２は、例えば、車両デザイン支援システム１Ｎの当該資源は、典型的には車両デザイン支援システム１Ｎに用いられる機能とデータファイルとであり、アカウントを管理する機能は、これら資源についての使用権限やアクセス権の設定（パーミッション）を含みうる。パーミッションテーブル（図示しない）はユーザーのアカウントごとに各資源のパーミッションのレベルを記録したものであり、アカウント管理部６０２はそのパーミッションテーブルを参照して、例えばログインするオペレーターが車両デザイン支援システム１Ｎにアカウントをもつユーザーであるかを判定する。具体的には、クライアント端末として機能する自らのＰＣ５０Ｂ、Ｃを操作するオペレーターＢ、Ｃは自らのアカウントでパスワード認証等の手段によりログインし、さらに、予め設定された機能やファイルのパーミッションにより許容された範囲の資源にアクセスすることができる。ファイルは、例えばデータサーバー５０Ｓに格納されている。アカウント管理部６０２は、パーミッションテーブルを参照して、このようなログイン管理や、機能およびデータファイルについてのパーミッション管理を実行する。例えば、オペレーターＡ〜Ｃには、固有のユーザーＩＤが与えられ、ユーザーＩＤごとに、機能およびデータファイルについてのパーミッションがパーミッションテーブルにて管理される。
【0033】
セッション管理部６０４は、セッションにユーザーが参加するかどうかを制御する。セッションごとにどのユーザーが参加するかを記録しているリストであるセッションテーブル（図示しない）を参照することにより、セッション管理部６０４は、クライアント実行部６６からの接続リクエストや、その後の通信において、正当な接続であるかを判定してセッションへの参加を制御する。こうしてオペレーターＡ〜Ｃはセッションにおける正当なユーザーであるときには、あらかじめメンバーが決定されたデザインレビューネットワークコミュニティによるセッションに参加できる。
【0034】
アカウント管理部６０２、セッション管理部６０４が実行するユーザーの識別は、典型的には、アカウントに対応させたユーザーＩＤにより行なわれ、セキュリティーのためにパスワードなど当業者に利用されるセキュリティー手段も併せて採用される。
【0035】
コンピューター５０Ａ〜５０Ｃ、データサーバー５０Ｓには、オペレーターＡ〜Ｃが車両デザイン支援システム１Ｎの機能やファイルについての設定を管理する機能を実装することができる。この機能やファイルについての設定には、例えば、協働作業において他者から自己を区別するための色やアバターが含まれている。色やアバターは、必要に応じてユーザーＩＤと対応付けて適切な状況で表示に利用される。これにより、オペレーターＡ〜ＣはＶＲヘッドセット１０を装着して、例えばユーザーＩＤにより他者の仮想空間における活動を視認可能となる。例えば、オペレーターＡ〜Ｃが装着する各自のＶＲヘッドセット１０のディスプレイ１０２には、自己および他のオペレーターの持つポインターやフラッシュライトの表示やそれによる指示先を、色による区別に加え、誰がその表示を制御しているかを理解可能な状態で区別して視認することができる。図６ＡおよびＢは、それぞれ、オペレーターＡとオペレーターＢのディスプレイ１０２に提示される画像例であり、オペレーターＡが「Server」と、オペレーターＢが「Client 01」とユーザーＩＤにより区別されている。両オペレーターは、グラフィクス表現されたコントローラーから発する異なる色のレーザーポインター表示により自らの指示先を照明している。このため、オペレーターＡは、「Client 01」とのラベル付されたポインターがオペレーターＢによるものと理解する。逆も同様である。オペレーターＡが見る画面は図６Ａであり、オペレーターＢが見る画面が図６Ｂである。なお、図６ＡおよびＢにおけるColor A, Color Bは、互いに区別しうる表示色であり、これを手掛かりに他者の指示先を容易に特定することもできる。アバターを採用する場合には、ポインター付近にオペレーターを特定できるグラフィクスマークによるアバター表示を添えて表示することが有用である。オペレーターＡは、図６Ａの他者のレーザーポインターに「Client 01」と付されていることをみて、自分以外の参加者がオペレーターＢであることを認識しうる。オペレーターＢも図６Ｂを見て同様に認識しうる。図６Ａ、Ｂともに、２人のオペレーターが同時に運転席に着座した状態での画面であるが、仮想空間を利用したデザインレビューでは、現実には同時には実現し得ない視点設定も設定することができる。
【0036】
デザインプロセスデータが高い秘匿性で管理されるべき点や、同種のシステムを別のグループが別のデザインレビューネットワークコミュニティのために利用しているものと区別する必要性から、オペレーターＢの使用するコンピューター５０Ｂのクライアント実行部６６が、サーバー実行部６０を実行しているＰＣ５０Ａ（以下、「サーバー装置」）に対して接続リクエストを送信すると、サーバー実行部６０はクライアント実行部６６を通じて、ログインのための前提となる接続先を、オペレーターＢに入力させることも有用である。例えば、サーバー装置を特定するための任意の情報（典型的には、ＩＰアドレス）をプロンプトを通じて入力させて接続を確立することができる。別の例としては、接続リクエストに応じてデザインレビューネットワークコミュニティのための招待メールをサーバー実行部６０が送信し、そのメール文中のリンクのオペレーターＢによるクリック操作に応じてサーバー実行部６０がコンピューター５０Ｂのクライアント実行部６６との接続を確立することができる。
【0037】
サーバー実行部６０およびクライアント実行部６６では、任意の入力を受け付けることにより各種コマンドの実行が可能で、そのコマンドが反映された映像がリアルタイムにコミュニティのセッション参加者全てに反映される。このような機能により、図５に示した車両デザイン支援システム１Ｎを実施することにより、双方向機能がネットワークを通じて実現されるため、地理的に離れたデザイン拠点を複数結んでのデザインレビューを支援することができる。
【0038】
上記説明は、オペレーターＡ〜ＣのうちオペレーターＡが車両デザイン支援システム１Ｎの管理者およびセッションのホストとして自らのＰＣ５０Ａをサーバー端末として機能させている場合を前提としている。その際、オペレーターＢ、Ｃは車両デザイン支援システム１Ｎの正当なユーザーであり、かつセッション参加者であれば、自らのＰＣ５０Ｂ、５０Ｃをクライアント端末として機能させデザインレビューネットワークコミュニティの当該セッションに参加することができる。車両デザイン支援システム１Ｎの管理者やセッションのホストは、自らがユーザーであることもできるし、そうでない場合もある。また、デザインレビューネットワークコミュニティにおいて、セッションを確立するために、オペレーターがネットワーク上のどのようなコンピューター装置をサーバー装置とするか、データサーバーを独立させるか、といったネットワーク構成を含むシステム構成は、種々の実装形態を採用可能である。
【0039】
本実施形態の車両デザイン支援システム１、１Ｍ、１Ｎでは、さらにオペレーターが意識下でまたは無意識で視覚によって確認する目的物や特徴を視線の検出により調査することができる。車両のデザインでは、具体的な内装デザインが運転操作に及ぼす影響を調査したいというニーズがある。また、自動運転を部分的に採用しつつ手動運転にも切り替えを行うような運転方法において、自動運転と手動運転の間での切り替えが必要な車両をデザインする実施形態では、その切り替えのための表示を評価することによって、どのような切替え手法が好ましいかを調査したいというニーズがある。車両デザイン支援システム１、１Ｍをこれらの目的で動作させて、オペレーターの視線からその注視点を調査すれば、より効率的に車両の内装デザインを決定することができる。
【0040】
図７は、注視点の検出および記録のために採用するアイトラッキング検出部１１０を備えるＶＲヘッドセット１０Ａの説明図であり、図８は、ＶＲヘッドセット１０Ａを採用する車両デザイン支援システム１Ａのブロックダイヤグラムである。ＶＲヘッドセット１０Ａ、車両デザイン支援システム１Ａについては、同じ符号で示した要素はＶＲヘッドセット１０、車両デザイン支援システム１のための説明と同様である。ＶＲヘッドセット１０Ａでは、オペレーター２の少なくともいずれかの眼球の視線を特定するためのアイトラッキング検出部１１０を備えている。アイトラッキング検出部１１０は、例えば赤外線カメラと赤外線光源の組み合わせによって実現され、オペレーター２の眼球による視線つまり注視している注視点と眼球とを結ぶ直線を、角膜反射法や明瞳孔法、暗瞳孔法といった手法により特定する。このようなアイトラッキング検出部１１０は、さらにまぶたの瞬きや開閉も検出することができる。まぶたの瞬きや開閉からは、ドライバーの覚醒状況や集中度など、意識に関する状態の判別が可能となりうる。アイトラッキング検出部１１０からの出力であるアイトラッキング信号１１２は、適当なインターフェースを経由してコンピューター５０に受信され、注視点判定部５５０に入力される。注視点判定部５５０は、アイトラッキング信号１１２と、必要に応じて姿勢センサー（図８には図示しない）からの頭部の姿勢を示す信号とを利用して仮想空間におけるオペレーター２の視線を決定する。注視点判定部５５０では、その視線を利用して、構造データ５１２や、必要に応じて環境データ記録部からの背景データ（図８には図示しない）によって定まる視認される物体の３次元オブジェクト表面に対する注視点を決定する。この注視点は、例えば、いわゆるコリジョン判定のアルゴリズムなどによって決定することができる。
【0041】
物体とのコリジョンによる注視点判定法に加えて注視点判定部５５０での処理のために採用可能な他の注視点決定方法の一つが、左右視線方向が収束する交点を決定する視線交差法である。オペレーター２が注視する際には、両眼によって仮想空間内で３次元形状を持つ内装各部の表面やメーター表示といった車両内装や、車両外の背景を視認する。その際の両眼の視線はともに共通した注視点に向かう。これに応じ、視線交差法では、アイトラッキング検出部１１０が左右両眼の視線を別々に検出して両眼アイトラッキング信号を出力する。両眼の視線の収束位置を三角測量の原理により特定できれば、それが注視点についての手掛かりとなる。視線交差法がとりわけ役立つのは、コリジョン判定法のみで判定しにくい場合や、注視点が安定しない場合である。例えば、ドライバーズシートに着座している状態のオペレーター２の注視点をコリジョン判定のみで決定しようとすると、注視点がハンドル表面にあるのか、ハンドルを通したメーター上にあるのか判定がつきにくいという事態が生じる。検知された注視点が誤判定によるものか、オペレーター２の実際の注視点がそうなっていて正しく判定されているのかを事後的なデータからは特定しにくいため、注視点の判定を正確に安定して行うことは極めて有用である。視線交差法では実際のオペレーター２の両眼の視線の向きに基づいて注視点が決定されるため、より正確に注視点位置を決定することができる。なお、視線交差法を実装するためには、注視点判定部５５０に、両眼アイトラッキング信号（図示しない）から、両眼の視線の交差位置を決定させ、視線交差点位置データ（図示しない）として出力させることができる。この視線交差点位置データは、それ自体を注視点のデータとして用いることができる。さらに、注視点判定部５５０のためにコリジョン判定法と視線交差法を選択したり組み合わせたりできるプログラムを実装することも実用的である。
【0042】
上述した注視点は、典型的には、仮想空間内での３次元座標をもつことによって、提示画像５４２における奥行き方向の情報をもつことができる。このような注視点位置のデータ５６２は、一例としては、適切なタイムスタンプと対応付けるなどした経時的データの形態で注視点位置記録部５６０に格納される。注視点位置のデータ５６２は、例えば仮想空間内での３次元座標により示される。
【0043】
注視点位置記録部５６０に格納された注視点位置のデータ５６２からはオペレーターが意識下でまたは無意識に視認した注視点の客観的な情報を引き出すことも有用である。画像レンダリング部５４０を利用すれば、その注視点をグラフィカルに提示する画像を、提示画像５４２に重ねて示すことができる。例えば、注視点位置記録部５６０の注視点位置のデータ５６２を呼び出して、ヒートマップ画像、ゲイズ・トレース画像、ゲイズ・クラスター画像を生成することができる。
【0044】
図９Ａ〜Ｃは、例示のヒートマップ画像、ゲイズ・トレース画像、ゲイズ・クラスター画像である。ヒートマップ画像は、より長時間視線を受けていた注視点を重み付けして着色などにより表示する画像であり、視線が向けられていた時間に応じた高温部を持つ熱の分布であるかのような分布画像を提示画像５４２に重ねたものである。図９Ａにおいては、主要な注視点として重み付けされるヒート表示部７０２、７０４、７０６、７０８は、それぞれ、センターコンソールの表示装置領域３１０上、メータークラスターパネルの表示装置領域３１０上、背景画像の左車線車両上、および背景画像の案内標識上に位置しており、画像上で識別可能となるよう着色等して提示画像５４２に重ねて表示される。現実のヒートマップ画像は、連続的に変化する重み付けを反映した画像とすることができる。ゲイズ・トレース画像は、注視点が時々刻々描く軌跡を順に追いかける線書きのトレース画像である。図９Ｂにおいては、１〜５の番号が振られた画像上の特徴ポイントに渡り、注視点が推移していることが線書きトレースにより示されている。線書きトレースは仮想空間内での３次元での各時間での注視点の位置をつないで作成される。線書きトレース上に描かれる多数の微小な円は、一定の時間刻みのタイミングにおける注視点の各位置にプロットされる。ゲイズ・クラスター画像は、メッシュなどでエリアに区分した個別の領域において、注視点が存在した蓄積時間順や、注視点が遷移した順序を表示で示す画像である。なお、ゲイズ・クラスター画像では、図９Ｃのように、エリアを３次元メッシュで区分することにより、立体的な車両内装の表面に対応した判定を行うことができて有利である。
【0045】
本実施形態において注視点の客観的な情報は、解析者の好みに応じた表示スタイルに従って注視点位置のデータ５６２と重ねて表示することができる。例えば、図９Ｂの特徴ポイント別に注視点が滞在した時間を円のサイズにより表示する、といったグラフィカルな視覚表現は特徴ポイントが搭乗者の視覚に与える影響を視覚的に表現できる点で有用である。
【0046】
また、図８に示した注視点集計部５８０を利用して、車両内装の構造の特徴ポイント別または仮想空間を区切ったエリア別に注視点位置データが示す注視点の頻度または時間を集計することにより、関心位置についての統計を求めることも有用である。
【0047】
図１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ、図９Ｂの特徴ポイント別および図９Ｃのエリア別に、注視点が位置していた累積時間を集計したグラフである。このようなグラフは、車両デザイン支援システム１Ｍを利用する場合には、ＶＲヘッドセット１０またはオペレーターのいずれかごとに注視点位置記録部５６０の注視点位置のデータ５６２を格納することが有用である。
【0048】
図１、図３に示したように、車両デザイン支援システム１には、生体状態センサー１４０を追加することができる。生体状態センサー１４０からの信号は、オペレーター２の身体状態を反映しており、信号処理部１４２を通じてコンピューター５０に伝達される。コンピューター５０は、生体状態センサー１４０からの信号に対応する生体情報データ５９２を、例えば適切なタイムスタンプと対応付けるなどした経時的データの形態で被験者情報記録部５９０に格納する。この生体情報データ５９２は、脳波、心電図、筋電位などを含むことができる。これらの信号から、覚醒状態、睡眠状態、健康状態の取得が可能となって、安全性研究に役立てることができる。特に覚醒状態は、自動運転における手動運転への切り替え手法について、およびどのような車両デザインや通知、刺激が適するかについての知見を蓄積するためにも本実施形態の車両デザイン支援システム１を役立てることができる。これは、自動運転の際にもドライバーを対象に確認される可能性があるためである。覚醒状態はまた、誤発進抑制のための警告音などによって、特に高齢者による誤操作につながりうる意識状態を警告したり、誤操作につながりうる意識状態の検知確率を検証したりするためにも有効である。なお、生体状態センサー１４０は、例えばマイクロフォンなどの音声センサーなどの身体に装着しないものも採用することができる。また、そのような音声情報は、オペレーターの状態の確認のほか、オペレーターによる音声入力のために用いることもできる。
【0049】
本実施形態の車両デザイン支援システム１には、仮想空間内でのオペレーターの視点移動を支援するためのツールを採用することも有用である。図１１は、本実施形態の車両デザイン支援システム１において、視点移動をサポートするためにコントローラー１２０を利用したトランスポーテーション機能を作動させている表示例を示している。オペレーター２（図１）の頭部２２の空間における位置や方向は、現実空間のものと仮想空間のものとが対応付けされている。しかし、車両デザイン支援システム１の利用中に何らかの理由により、その対応付を調整しなくてはならない場面が生じる。その典型例が、現実空間においてオペレーター２が位置も方向も動かさないまま、仮想空間での位置すなわち視点や方向すなわち視線方向を動かす場面である。視点移動の操作に手間取ると、仮想空間であるがゆえに、しばしば、オペレーター２は自らが見たいデザインモデルを見失ったり、デザイン評価で重要となる適切な立ち位置へ移動できなくなったりする。逆に、直観的な操作で視点移動できる機能が装備されていれば、視点移動が容易になるばかりか、オペレーター２は自らの意識を評価対象からそらす時間が短くなるため、車両デザイン支援システム１の実用性が大幅に向上する。視点移動を容易にするには、移動距離と視線方向の調節とを可能な限り少ない操作で直観的に調整できることがさらに好ましい。なお、視点移動が必要となる場面は、例えば、車両内での着座位置の変更、車両の乗降、車両外における観察位置の変更を含む。
【0050】
本実施形態の車両デザイン支援システム１においては、仮想空間内での視点移動を支援するために、コントローラー１２０を巧みに利用した移動ツールが提供される。コントローラー１２０の現実空間での姿勢は姿勢センサー移動子１０４、姿勢センサー固定子１０６と同様のセンサー（図示しない）により検知されている。メニュー選択などの任意の手法により適切なコマンドの指示を受け付けると、車両デザイン支援システム１の動作は視点移動モードに切り替わる。視点移動モードでのコントローラー１２０による操作では、仮想空間では、例えばコントローラーからの放物線アーチの曲線シンボル８２（図１１）などの適切な指標をグラフィック表示する。放物線アーチを用いる場合、コントローラー１２０では、その検知された姿勢を仮想空間内の方向に反映させれば、その放物線アーチの届く仮想空間における地面などの基準となる到着点８４の調整を容易にすることができる。放物線アーチに与えるパラメータを設定することも有用である。このパラメータの一例は、ホースで散水する水の勢いに相当するような、放物線アーチの届く範囲を決定するものである。到着点８４は、視点移動の移動先の目安となる。このような放物線アーチを用いれば、移動先とそこまでの距離とを直観的操作で操作することができる。その操作は、移動したい方向にその水平方向を合せ仰角をつけるようにコントローラーを向け、あたかもホースで散水するようその仰角を変更して距離を調整したり、必要に応じて上記パラメータを変更したりすることを含む。着地点８４は、例えば視点移動の移動先（移動先位置）がその直上のある高さの位置になることをオペレーター２に理解させる目安である。ここでの高さは、例えばオペレーター２が立位を取る場合の視点の高さと同じ距離に設定されたり、オペレーター２が座位を取る場合の視点の高さと同じ距離に設定されたりする。立位か座位かは、移動先が車外かシート上かなどで判定することができる。また、オペレーター２が現実空間で立っているか座っているかに一致させてその高さを設定することもできる。車両デザイン支援システム１では、好ましくは、移動後にオペレーターが視認する仮想空間での前方方向もさらに設定することができる。例えば、放物線アーチの曲線シンボル８２の着地点８４に、方向表示シンボル８６をグラフィック表示する。この方向表示シンボル８６の示す方向は例えばコントローラー１２０のボタンやダイヤル操作（方向入力部）などにより変更することができる。曲線シンボル８２による着地点８４と方向表示シンボル８６とを何らかの操作やボタン操作（方向決定部）などによりオペレーター２が決定すると、コントローラー１２０は決定指示を送信する。すると、その仮想空間において設定した位置に対応させて、立ったり着座したりした場合の頭部の位置に視点が定まり、決定した水平成分を視線の正面とする水平成分とするようにして、現実空間と仮想空間との対応関係が再設定される。これで視点移動が完了する。
【0051】
被験者情報記録部５９０に格納する生体情報データ５９２には、身体状態を取得する目的の生体情報センサー１４０以外の検出装置から取得したデータを含めることができる。そのようなデータの一つが、アイトラッキング検出部１１０により検知されるまぶたの瞬きや開閉のイベントデータである。これにより、目やまぶたから取得できる意識に関する状態の経時的変化を記録することができる。生体情報センサー１４０および生体情報センサー１４０以外の検出装置から得られたドライバーの意識の状態の経時変化データを利用すれば、例えば車両の内装デザインやメーター表示、車内照明の具体的デザインがドライバーの意識状態とどのような関わりを持つかの調査を、現実の試作プロセスを経ることなく行うことができる。
【0052】
また、車両デザイン支援システム１には、仮想空間内に現実空間の外部映像を合成する機能を採用することが好ましい。デザイン評価の場面において、プレゼンターとしての人物が仮想空間内に表示されることにより、リアルタイムでプレゼンテーションを行なうことができ、オペレーターに対し、身振りや音声などでの解説などの付随情報を提供できる。プレゼンター等の人物がレビューに参加する場合、クロマキー合成のための着色スクリーンにて撮影した当該人物の現実空間での映像を、その着色スクリーンを特定する色信号成分を除去して取り込みリアルタイム表示する。その際、現実空間において撮影するカメラの位置や方向とカメラの撮影像中の特徴点の位置とを抽出するために、カメラにトラッカーをマウントすることが好ましい。図１２は、カメラ９０によりプレゼンター（人物）を撮影し、そのプレゼンターにトラッカー処理部９４により特徴点９８を設定している様子を示す説明図である。クロマキー処理のための着色スクリーン９３を背景にしているプレゼンター９２がカメラ９０により撮影される。カメラ９０で撮影された通常の映像データは、既存の伝送規格（ＨＤＭＩ（登録商標）やＨＤ−ＳＤＩ）により出力され、必要に応じてインターネットプロトコルもしくはＵＳＢ等の汎用通信規格または入出力バス規格に変換され、ＰＣ（図１２には図示しない）に伝送される。その際に、トラッカー処理部９４は、カメラ９０の位置データと、撮影した映像中における特徴点９８を示す位置データとを決定して同様に伝送する。このトラッカー処理部９４は、独立した機器であっても、当該ＰＣにおいて動作するプログラムにより機能する当該ＰＣの演算処理による機能手段であっても良い。カメラ９０の姿勢は必要に応じてトラッカーのカメラ姿勢センサー９１を使い、相対位置が決定される。特徴点９８は、プレゼンター９２の特徴点を連続して抽出する映像上のポイントである。この特徴点９８は、まず画像面をｘｙ平面とするｘｙ座標により特定され、その座標には、必要に応じ、ｚ座標（奥行き方向）を含めることができる。例えばカメラ９０のフォーカスまたはズームのエンコーディングデータと、カメラ姿勢センサー９１や、カメラの雲台やズームレンズ（いずれも図示しない）のエンコーディングデータとを利用して、特徴点９８の画像面のｘｙｚ座標を決定することができる。この場合、カメラ姿勢センサー９１、雲台やズームレンズのエンコーダー（図示しない）もトラッカー処理部９４とともにトラッカーの一部をなしている。注目点９８の映像のｘｙｚ座標は、現実空間の空間座標に変換することができる。カメラ９０の姿勢が上記二つのエンコーダーからのデータと、カメラ姿勢センサー９１から割り出されるカメラの位置や向きのデータから、各特徴点９８の位置データは、現実空間での座標を決定できる。
【0053】
映像データとトラッカーからのカメラの位置データおよび特徴点位置データとから、オペレーターのコンピューター５０における画像レンダリング部５４０にてＶＲヘッドセット１０に提供する画像が映像を合成して生成される。撮影されたカメラ９０からの映像信号は、クロマキー処理により背景を含まないプレゼンター９２のみのものである。この映像信号を仮想空間の画像に合成してリアルタイム表示素材とするには、現実空間での各特徴点９８の位置データを、仮想空間の位置に換算する。この換算は、任意のコンピューター機器の位置換算手段９７により実行される。そして、各特徴点９８の仮想空間の位置データを利用して、映像合成される。この映像合成は任意のコンピューター機器の映像合成手段９９により実行される。画像レンダリング部５４０が映像合成手段９９として機能することもできる。トラッカー処理部９４でカメラ９０の位置および特徴点９８を特定することにより、デザインレビューに合わせた位置にカメラ９０を移動し、プレゼンター９２が自らの立ち位置を移動しても適切に合成されるため、プレゼンター９２によるデザインの付随情報の提供が高品質で行える。特にトラッカー処理部９４でカメラ９０の位置と特徴点９８位置を特定ができる場合には、例えばレビューの題材となっている仮想空間内の物体（例えば自動車）の奥側に立つようにプレゼンター９２のリアルタイム映像を合成して付随情報を提供することが可能となる。なお、カメラ９０の位置および特徴点９８位置を利用しないクロマキー合成では、仮想空間において例えば車両内装と背景のように奥行きのあるものであっても、表示できるのが一番手前に限られてしまうなどの制約を伴ってしまい、仮想空間における物体の前後を反映した表示は困難である。これに対し、トラッカー処理部９４でカメラ９０の位置と特徴点９８位置を特定できる場合には、プレゼンター９２の位置が移動などにより変化しても、仮想空間における物体の配置に対して手前にプレゼンター９２を表示すべきか背景側にプレゼンター９２を表示するべきかを計算により容易に決定できるため、自然な表示を実現することができる。プレゼンター９２のクロマキー合成が自然となると、オペレーターのレビュー作業への意識の集中を妨げにくい。なお、本開示におけるトラッカーは、特徴点位置データを取得しうる任意の方式により実施することができ、上述したカメラ９０との関係や使用するハードウエア機器の選択や、その機器やソフトウエアにおける特徴点位置データの取得のための具体的処理は、当業者が実施段階において変形することができる。
【0054】
以上に示した車両デザイン支援システム１、１Ｍ、１Ｎ、１Ａを用いることにより、車両の内装のデザイン作業は大幅に効率化される。例えば、デザイナーやデザインの評価者が車両デザイン支援システム１、１Ｍ、１Ｎ、１Ａのオペレーターとなることにより、試作を必ずしも伴わずに高い精度で車両の内装の仕上がりを予測したり評価したりすることができる。また、車両を運転するだけの立場の搭乗者が車両デザイン支援システム１、１Ｍ、１Ｎ、１Ａのオペレーターとなることにより、車両の内装や、車両における任意のインターフェースが搭乗者に与える影響を高い精度で予測することができる。
【0055】
次に、上述した車両デザイン支援システム１、１Ｍ、１Ｎ、１Ａを実装するため例示のハードウエア構成およびソフトを説明する。ＶＲヘッドセット１０、コントローラー１２０の例は、例えばＶＩＶＥ Ｐｒｏ ＨＭＤ（ＨＴＣ社）とすることができる。アイトラッキング検出部１１０のあるＶＲヘッドセット１０Ａの例は、ＶＩＶＥ Ｐｒｏ ＥＹＥ（同社）とすることができる。コンピューター５０は、任意のコンピューター機器とすることができ、例えばＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標、マイクロソフト社）を搭載するＰＣで、３次元レンダリング特性を持つグラフィックカードを装備するようなものが適する。生体状態センサー１４０は、例えばｂｉｏｓｉｇｎａｌｓ ｐｌｕｘ（ＰＬＵＸ − Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｂｉｏｓｉｇｎａｌｓ Ｓ．Ａ．社）のものを採用することができる。生体状態センサー１４０により取得できる情報は多岐にわたるが、例えば脳波、心電図、筋電位などを測定することにより、覚醒状態、睡眠状態、健康状態を判定することができる。構造データ５１２、属性データ５１６は、各種ＣＡＤデータ、バーチャルプロトタイピング用データを採用することができる。ＶＲＥＤ（ＡＵＴＯＤＥＳＫ社）など３Ｄビジュアライゼーションソフト用データは典型的なものである。特に属性データ５１６は測定等で決定したテクスチャデータとすることも有用である。なお、ＶＲＥＤは、ＶＩＶＥ Ｐｒｏ ＥＹＥと組み合わせてオペレーターの両手像をディスプレイ１０２に合成することができ、オペレーターの仮想空間での体験に現実的な感覚を付与することができる。また、オペレーターの両手像を利用して、ジェスチャーによる入力を行うこともできる。画像レンダリング部５４０は、コンピューター５０が備えるグラフィックカードをポリゴン処理やレンダリング処理に用いる種々のツールにより実現されるが、典型的には、ＵＮＲＥＡＬ ＥＮＧＩＮＥ（Ｅｐｉｃ Ｇａｍｅｓ社）などのゲームエンジンが適している。背景データ５２２は、半天球または全天球の画像とすることができ、その場合、例えばＩＮＳＴＡ３６０ Ｐｒｏ（ＩＮＳＴＡ３６０社）のようなカメラを利用して静止画または動画を撮影して準備することができる。これ以外にも、各種デジタルカメラを雲台（ＧＩＧＡ ＰＡＮ社ＥＰＩＣ Ｐｒｏなど）に搭載してより高精細な静止画を撮影することも有用である。
【0056】
本実施形態の車両デザイン支援システム１、１Ｍ、１Ｎ、１Ａにより評価しうる特性は、属性データ５１６を構造データ５１２に組み合わせて再現され視覚を通じてオペレーターを刺激しうる任意の属性である。指定される表面の色、質感、表面反射特性を持つように再現される。なお、構造も選択または調節されうる属性の一部となりうる。
【0057】
構造データは、典型的には、ポリゴンやワイヤフレームなどの形状を特定しうる任意のデータである。ポリゴンであれば法線（ノーマル）の反転調整などにより適切な表面構造を再現しうるように予め調整されていることが有用である。
【0058】
属性データのための表面の色は、反射物体であれば物体色、発光体であれば光源色を特定する任意の属性を調節することができる。表面の質感は、テクスチャマッピングや法線マッピングを利用して調節することができる。表面データは、典型的にはテクスチャやマテリアルと呼ばれるＣＧ分野で用いられるものである。予めＵＶ展開により構造データとの位置が精密に調整された表面データであっても、デザイナーの意図に合わせるためには、さらに調整の余地が残る。テクスチャは、質感に加え、模様、凹凸などを表現する画像やデータを指している。マテリアルは、物体の材質を変更した質感を特定するために用いられる。テクスチャのために調節されるパラメータは、例えば、固有の色を設定するために用いるＤｉｆｆｕｓｅ、平滑な表明に凹凸をあたえるために用いるＮｏｒｍａｌ、間接照明をどの程度受けるかを示すためのＡｍｂｉｅｎｔ Ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ、光沢を表現するＳｐｅｃｕｌａｒ、細かな表面の平滑性を表すＲｏｕｇｈｎｅｓｓを採用することができる。これらを組み合わせることにより、いわゆるシボ加工の表面のような質感を精密に調節してデザイナーが内装を推測することができる。
【0059】
本実施形態では、例えばメーター表示のデザインや、表示装置のグラフィック情報となる画像や映像、表示サイン（グラフィック表示のみでメーター表示を行う場合も含む）などの表示装置領域３１０（図２）のための属性も、属性データ５１６として扱われる。速度などの情報をドライバーに示すメーターや、ナビゲーション装置では表示装置にグラフィック情報を表示してドライバーなどに必要な情報が提示される。そのグラフィック表示も、視認性やデザインが評価対象となるために、属性データとして扱われて選択や調節の対象とされる。
【0060】
車両内装の精密なデザインのためには、仮想空間において内装の視覚表現を可能な限り正確に再現することが重要である。このためライティングも注意が必要である。現実の空間では、光源ばかりではなく反射性を示す物体も反射光を放っているためライティングに影響をあたえる。特に背景４００や、車両内装３００が、ハイダイナミックレンジイメージ（ＨＤＲＩ）で画像情報を持つ場合には、イメージベーストライティング（ＩＢＬ）の手法によって、光源部分と反射により間接的に照明作用を持つ各部を統一的に扱えるため、ライティングの再現性を高めることがきる。さらに、外光が直射日光などの高い光度の照明である場合も本実施形態では提示画像にその効果を反映することができる。例えば日光についてはディレクショナルライティングなどの手法により特定方位からの強い光の照射を再現することができる。上述したポインター機能やフラッシュライト機能のために、そのような強い光の照射方向は、オペレーター２がコントローラー１２０を通じて操作可能にすることも有用である。
【0061】
写り込みは、車両内装の再現の点では三つの意味で重要である。第１は、車両特有の問題として、窓やメーターの表面に写り込む光源が視覚的ノイズとなる点の検証のために重要となる。内装の一部に照明を持つ場合や、夜間に強い照明光が外部から入射する場合に、ドライバーにとって過剰な視覚的ノイズが生じることは、内装のデザインで抑制したり回避したりするべきだからである。例えばウインドウスクリーンなどの窓部分はガラスの表面反射による鏡面性の表面反射特性を示すため、窓部分も内装の一部として表面反射を反映して現実的なライティングでの評価が好ましい。特に、車内で光源となる照明光源や発光する表示装置を用いる場合には、その光による写り込みは注意深く検討されなくてはならない。そのような場合、照明光源や表示装置の表示それ自体を決定する数値も属性データ５１６となって、選択されたり調節されたりする対象となる。第２の理由は、乗車時のウェルカムライトや、夜間の足元での誤操作抑制のためのライティングなど、演出的なライティングが近年多用されており、安全性をこれまで以上に考慮した照明デザインの必要性が高まっているからである。デザインされる照明光源は、室内灯や自発光メーターを含み、それらの光源はドライバーの視覚に及ぼす影響が調査される。これらの光源を特定する属性には、光の強さ、色の他、ポイントライトかスポットライトかなどの配光特性を含んでいる。写り込みが重要となる第３の理由は、内装それ自体の実物感が光沢など映り込みの影響を受けるためである。例えば搭乗者の視界に入る内装の一部（例えばメータークラスターの外周）に光沢を持つ物体がある場合には、その物体の実物感は写り込みが再現されることで内装の実物感についての正確な印象をあたえることができる。このため、その光沢を決定する数値が属性データ５１６となって、選択されたり調節されたりする。
【0062】
画像レンダリング部は、その機能の一部がグラフィックカードなどを利用することにより、レイトレーシングや、レイキャスティングによる画像レンダリングを実行することができる。背景画像４０２は、天球を模した半球の内面に現実の全周囲画像から半天球の領域を切り出してマッピングするのみでは、ひずみを感じる場合がある。特にビルなどが背景に含まれている場合には、目線付近の高さの遠景にあるビルが弓なりにゆがんで見える場合がある。このような場合には、水平線からある程度の高さまでは、むしろ円筒に対してマッピングし、ＵＶ展開の調整を施すことが有用である。
【0063】
以上、本開示の実施形態を具体的に説明した。上述の実施形態、変形例および実施例は、本出願において開示される発明を説明するために記載されたものであり、本出願の発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき定められるべきものである。実施形態の他の組み合わせを含む本開示の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0064】
１、１Ｍ、１Ｎ、１Ａ 車両デザイン支援システム１０、１０Ａ ＶＲヘッドセット
１０２ ディスプレイ
１０４ 姿勢センサー移動子
１０６ 姿勢センサー固定子
１１０ アイトラッキング検出部
１１２ アイトラッキング信号
１２０ コントローラー（操作入力部）
１２２ 信号処理部
１４０ 生体状態センサー（生体状態検知装置）
１４２ 信号処理部
２ オペレーター
２２ 頭部
３００ 車両内装
３０２ 内装画像
３１０ 表示装置領域
４００ 背景
４０２ 背景画像
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ コンピューター
５０Ｓ データサーバー
５１０ 内装データ記録部
５１２ 構造データ
５１４ 属性候補データ
５１６ 属性データ
５２０ 環境データ記録部
５２２ 背景データ
５３０ 画像調節部
５４０ 画像レンダリング部
５４２ 提示画像
５５０ 注視点判定部
５６０ 注視点位置記録部
５６２ 注視点位置のデータ
５８０ 注視点集計部
５９０ 被験者情報記録部
５９２ 生体情報データ
６０ サーバー実行部
６０２ アカウント管理部
６０４ セッション管理部
６６ クライアント実行部
６８ ネットワーク
７０２、７０４、７０６、７０８ ヒート表示部
８２ 曲線シンボル
８４ 着地点
８６ 方向表示シンボル
９０ カメラ
９１ カメラ姿勢センサー
９２ プレゼンター
９４ トラッカー処理部
９６ ディスプレイ
９７ 位置換算手段
９８ 注目点
９９ 映像合成手段