JP2017094882A - Virtual image generation system, virtual image generation method and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の乗員が視認する虚像を生成する虚像生成システム、虚像生成方法及びコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a virtual image generation system, a virtual image generation method, and a computer program that generate a virtual image visually recognized by a vehicle occupant.
従来より、車両等の移動体の乗員に対して経路案内や障害物の警告等の運転情報を提供する情報提供手段として、様々な手段が用いられている。例えば、移動体に設置された液晶ディスプレイによる表示や、スピーカから出力する音声等である。そして、近年、このような情報提供手段の一つとして、ヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUDという)のような人間の目の錯覚を利用して実際に映像が表示された位置と異なる空間上に映像を視認させるシステムがある。 Conventionally, various means have been used as information providing means for providing driving information such as route guidance and obstacle warnings to passengers of moving bodies such as vehicles. For example, display on a liquid crystal display installed on a moving body, sound output from a speaker, and the like. In recent years, as one of such information providing means, a head-up display device (hereinafter referred to as HUD) is used in a space different from a position where an image is actually displayed using an illusion of human eyes. There is a system for visualizing images.
例えば移動体として特に車両に対して設置されたHUDは、特開2006−142897号公報に記載されているように、車両の乗員から見て車両のウィンドウ(例えばフロントウインドウ)の前方に、前方視野の周辺環境に重畳して、運転情報(例えば、前方の障害物を示すマーク等)を虚像として生成することが可能である。その結果、乗員は運転情報を視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。 For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-142897, an HUD installed particularly on a vehicle as a moving body is viewed in front of a vehicle window (for example, a front window) as viewed from the vehicle occupant. It is possible to generate driving information (for example, a mark indicating an obstacle ahead) as a virtual image by superimposing it on the surrounding environment. As a result, the occupant can reduce the line-of-sight movement as much as possible when visually confirming the driving information, and can further reduce the burden during driving.
ここで、HUDにより生成された虚像を周辺環境に重畳して案内を行う場合には、虚像が周辺環境に対して適切な位置に重畳していることが重要である。例えば、前方の障害物を示すマークを虚像として生成する場合には、障害物の位置に重畳する必要がある。また、車両の進行方向を示す矢印は路面上に重畳する必要がある。そして、HUDでは、乗員が正しい姿勢で進行方向前方を視認し、且つ車両が地面に対して水平に走行すると仮定して虚像を生成する位置を制御しているので、例えば車両が路面の凹凸によって振動した場合においては、虚像が本来想定している位置からずれた位置に生成される場合があった。そこで、特開2006−142897号公報では、段差などで車両が振動した場合にフロントガラスの移動量を算出し、算出した移動量に応じて画像の表示位置を補正する技術について提案されている。 Here, in the case where guidance is performed by superimposing a virtual image generated by the HUD on the surrounding environment, it is important that the virtual image is superimposed on an appropriate position with respect to the surrounding environment. For example, when a mark indicating an obstacle ahead is generated as a virtual image, it must be superimposed on the position of the obstacle. Moreover, the arrow which shows the advancing direction of a vehicle needs to overlap on a road surface. And in HUD, since the passenger | crew visually recognizes the front of the advancing direction with the correct attitude | position and controls the position which produces | generates a virtual image on the assumption that a vehicle drive | works horizontally with respect to the ground, for example, a vehicle is by the unevenness | corrugation of a road surface. In the case of vibration, a virtual image may be generated at a position shifted from the originally assumed position. Japanese Patent Laid-Open No. 2006-142897 proposes a technique for calculating the amount of movement of the windshield when the vehicle vibrates due to a step or the like and correcting the display position of the image according to the calculated amount of movement.
ここで、車両に搭載されたHUDによって生成する対象となる虚像は、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う虚像のみではなく、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う虚像も存在する。例えば、現在の車速、時刻、TV画面、メール画面等は周辺環境と関連しない情報であるので、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う。しかしながら、上記特許文献1に記載されたHUDでは、生成される虚像がどのような虚像であるかに関わらず一律に補正を行っていた。
Here, the virtual image to be generated by the HUD mounted on the vehicle is not only a virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and visually recognized by the occupant, but is also made visible to the occupant without being superimposed on the surrounding environment. There is also a virtual image that provides guidance. For example, since the current vehicle speed, time, TV screen, e-mail screen, and the like are information not related to the surrounding environment, guidance is performed by allowing the occupant to visually recognize the information without superimposing the surrounding environment. However, in the HUD described in
その結果、車両が振動した場合において、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させている虚像についても車両の振動(即ち乗員から見た周辺環境の揺れ)に応じて生成位置が変動することとなり、虚像の見え方に違和感を与える。また、全ての虚像に対して同一の補正を行うと、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う虚像と、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う虚像とがユーザに視覚上区別し難くなる問題もある。 As a result, when the vehicle vibrates, the generation position of the virtual image that is visible to the occupant without being superimposed on the surrounding environment also varies depending on the vibration of the vehicle (that is, the shaking of the surrounding environment viewed from the occupant). , Give a sense of incongruity to the way the virtual image looks. In addition, if the same correction is performed on all virtual images, a virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and visually recognized by the passenger, and a virtual image that is guided by being visually recognized by the passenger without being superimposed on the surrounding environment There is also a problem that it is difficult for the user to visually distinguish.
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、車両が振動した場合において、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う虚像については振動に応じて生成位置を補正する一方で、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う虚像については不要な生成位置の変動を行うことなく、虚像を用いた適切な情報の提供を可能にした虚像生成システム、虚像生成方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. When a vehicle vibrates, a virtual image that is guided by being superposed on the surrounding environment and visually recognized by an occupant is generated according to the vibration. On the other hand, for virtual images that are guided by allowing passengers to visually recognize them without being superimposed on the surrounding environment, virtual images that enable provision of appropriate information using virtual images without changing unnecessary generation positions It is an object to provide a generation system, a virtual image generation method, and a computer program.
前記目的を達成するため本発明に係る虚像生成システムは、車両に搭載され、映像を表示する映像表示面に表示された前記映像を前記車両の乗員に視認させることによって前記映像の虚像を生成する虚像生成システムであって、前記映像の虚像は、周辺環境に重畳させて前記乗員に視認させることにより案内を行う第1の虚像と、前記周辺環境に重畳させずに前記乗員に視認させることにより案内を行う第2の虚像とを含み、前記車両の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段により前記車両の振動を検出した場合に、前記振動検出手段により検出した前記車両の振動に基づいて前記第1の虚像を生成する位置を補正する一方で、前記第2の虚像を生成する位置については補正しない虚像位置補正手段と、を有する。
尚、「虚像を生成する位置」とは、絶対位置ではなく、虚像を視認するユーザである乗員の視線との相対位置によって定義される。
In order to achieve the above object, a virtual image generation system according to the present invention is mounted on a vehicle and generates a virtual image of the video by causing a passenger of the vehicle to visually recognize the video displayed on a video display surface for displaying the video. In the virtual image generation system, a virtual image of the video is superimposed on a surrounding environment and is visually recognized by the occupant, and is guided to the occupant without being superimposed on the surrounding environment. A vibration detection unit that detects a vibration of the vehicle, and a vibration of the vehicle detected by the vibration detection unit when the vibration detection unit detects the vibration of the vehicle. And a virtual image position correcting unit that corrects a position where the first virtual image is generated based on the position and does not correct a position where the second virtual image is generated.
The “position for generating a virtual image” is not an absolute position, but is defined by a relative position with respect to the line of sight of a passenger who is a user viewing the virtual image.
また、本発明に係る虚像生成方法は、映像を表示する映像表示面に表示された前記映像を車両の乗員に視認させることによって前記映像の虚像を生成する虚像生成方法である。具体的には、前記映像の虚像は、周辺環境に重畳させて前記乗員に視認させることにより案内を行う第1の虚像と、前記周辺環境に重畳させずに前記乗員に視認させることにより案内を行う第2の虚像とを含み、振動検出手段が、前記車両の振動を検出するステップと、虚像位置補正手段が、前記振動検出手段により前記車両の振動を検出した場合に、前記振動検出手段により検出した前記車両の振動に基づいて前記第1の虚像を生成する位置を補正する一方で、前記第2の虚像を生成する位置については補正しないステップと、を有する。 The virtual image generation method according to the present invention is a virtual image generation method for generating a virtual image of the video by causing a vehicle occupant to visually recognize the video displayed on the video display surface for displaying the video. Specifically, the virtual image of the video is guided by being visually recognized by the occupant without being superimposed on the first virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and being visually recognized by the occupant. A step of detecting the vibration of the vehicle by the vibration detection means, and the vibration detection means when the virtual image position correction means detects the vibration of the vehicle by the vibration detection means. Correcting the position for generating the first virtual image based on the detected vibration of the vehicle, and not correcting the position for generating the second virtual image.
また、本発明に係るコンピュータプログラムは、映像を表示する映像表示面に表示された前記映像を車両の乗員に視認させることによって前記映像の虚像を生成するコンピュータプログラムである。具体的には、前記映像の虚像は、周辺環境に重畳させて前記乗員に視認させることにより案内を行う第1の虚像と、前記周辺環境に重畳させずに前記乗員に視認させることにより案内を行う第2の虚像とを含み、コンピュータを、前記車両の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段により前記車両の振動を検出した場合に、前記振動検出手段により検出した前記車両の振動に基づいて前記第1の虚像を生成する位置を補正する一方で、前記第2の虚像を生成する位置については補正しない虚像位置補正手段と、して機能させる。 Moreover, the computer program which concerns on this invention is a computer program which produces | generates the virtual image of the said image | video by making the passenger | crew of a vehicle visually recognize the said image | video displayed on the image | video display surface which displays an image | video. Specifically, the virtual image of the video is guided by being visually recognized by the occupant without being superimposed on the first virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and being visually recognized by the occupant. A vibration detection means for detecting the vibration of the vehicle, and the vibration of the vehicle detected by the vibration detection means when the vibration detection means detects the vibration of the vehicle. The position where the first virtual image is generated is corrected based on the above, while the position where the second virtual image is generated is functioned as a virtual image position correcting unit which does not correct the position.
前記構成を有する本発明に係る虚像生成システム、虚像生成方法及びコンピュータプログラムによれば、車両が振動した場合において、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う虚像については振動に応じて生成位置を補正することにより、周辺環境に継続して適切に重畳させることができる。一方で、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う虚像については不要な生成位置の変動を行うことがない。その結果、虚像の重畳有無に応じた適切な態様で乗員に虚像を視認させることが可能となる。例えば、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させている虚像については車両の振動(即ち乗員から見た周辺環境の揺れ)に応じて生成位置が変動することがないので、虚像の見え方について車両の乗員に違和感を与えることがない。また、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う虚像と、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う虚像とを乗員が混同することも防止できる。その結果、虚像を用いた適切な情報の提供が可能となる。 According to the virtual image generation system, the virtual image generation method, and the computer program according to the present invention having the above-described configuration, when a vehicle vibrates, a virtual image that is guided by being superposed on the surrounding environment and visually recognized by an occupant depends on the vibration. Thus, by correcting the generation position, it is possible to appropriately superimpose continuously on the surrounding environment. On the other hand, an unnecessary generation position is not changed for a virtual image that is guided by being visually recognized by an occupant without being superimposed on the surrounding environment. As a result, the occupant can visually recognize the virtual image in an appropriate manner according to whether the virtual image is superimposed. For example, for the virtual image that is visible to the passenger without being superimposed on the surrounding environment, the generation position does not change according to the vibration of the vehicle (that is, the shaking of the surrounding environment viewed from the passenger). There is no sense of incongruity to vehicle occupants. In addition, it is possible to prevent the occupant from confusing the virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and visually recognized by the occupant and the virtual image that is guided by being visually recognized by the occupant without being superimposed on the surrounding environment. As a result, it is possible to provide appropriate information using a virtual image.
以下、本発明に係る虚像生成システム1を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る虚像生成システム1の概略構成について図1を用いて説明する。図1は本実施形態に係る虚像生成システム1の概略構成図である。
Hereinafter, based on one embodiment which materialized virtual image generating
図1に示すように虚像生成システム1は、車両2に搭載されたナビゲーション装置3と、同じく車両2に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUDという)4とを基本的に有する。
As shown in FIG. 1, the virtual
ここで、ナビゲーション装置3は、目的地までの推奨経路を探索したり、車両2の現在位置を検出したり、サーバから取得したりメモリに格納された地図データに基づいて車両2の現在位置周辺の地図画像を表示したり、設定された案内経路に沿った移動案内をHUD4とともに行う機能を有する。尚、上記機能の全てをナビゲーション装置3が備えている必要はなく、少なくとも設定された案内経路に沿った移動案内を行う機能を有していれば本願発明を構成することが可能である。尚、ナビゲーション装置3の構造の詳細については後述する。
Here, the navigation device 3 searches for a recommended route to the destination, detects the current position of the
一方、HUD4は、車両2のダッシュボード5内部に設置されており、内部にプロジェクタ6やプロジェクタ6からの映像が投射されるスクリーン7を有する。そして、スクリーン7に投射された映像を、後述のようにHUD4が備える凹面鏡等を介し、更に運転席の前方のフロントウィンドウ8に反射させて車両2の乗員9に視認させるように構成されている。尚、スクリーン7に投射される映像としては、車両2に関する情報や乗員9の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物(他車両や歩行者)に対する警告、ナビゲーション装置3で設定された案内経路や案内経路に基づく案内情報(右左折方向を示す矢印等)、路面に表示する警告(追突注意、制限速度等)、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ番組等がある。
On the other hand, the
また、本実施形態のHUD4では、フロントウィンドウ8を反射して乗員9がスクリーン7に投射された映像を視認した場合に、乗員9にはフロントウィンドウ8の位置ではなく、フロントウィンドウ8の先の遠方の位置にスクリーン7に投射された映像が虚像10として視認されるように構成される。尚、乗員9が視認できる虚像10はスクリーン7に投射された映像であるが、凹面鏡や反射ミラーを介することによって上下方向や左右方向が反転する場合があり、それらの反転を考慮してスクリーン7への映像の投射を行う必要がある。また、フレネルレンズや凹面鏡を介することによってスクリーン7に投射された映像を拡大した虚像10を生成することも可能である。
Further, in the
ここで、虚像10を生成する位置、より具体的には乗員9から虚像10までの距離(以下、生成距離という)Lについては、HUD4が備える凹面鏡やフレネルレンズの曲率、スクリーン7と凹面鏡との相対位置等によって適宜設定することが可能である。例えば、凹面鏡やフレネルレンズの曲率が固定であれば、スクリーン7において映像の表示された位置から凹面鏡までの光路に沿った距離(光路長)によって生成距離Lが決定される。例えば生成距離Lが40mとなるように光路長が設定されている。尚、HUD4の構造の詳細については後述する。
Here, regarding the position where the
また、車両のフロントバンパの上方やルームミラーの裏側等にはフロントカメラ11が設置される。フロントカメラ11は、例えばCCD等の固体撮像素子を用いたカメラを有する撮像装置であり、光軸方向を車両の進行方向前方に向けて設置される。そして、フロントカメラ11により撮像された撮像画像に対して画像処理が行われることによって、フロントウィンドウ8越しに乗員9に視認される前方環境(即ち虚像10が重畳される環境)の状況等が検出される。また、撮像画像の変位から車両2の振動(より具体的には車両姿勢の基準姿勢からの変位方向と変位量)を検出する手段としても用いられる。尚、フロントカメラ11の代わりにミリ波レーダ等のセンサを用いても良い。
A
次に、上記虚像生成システム1を構成するナビゲーション装置3の概略構成について図2を用いて説明する。図2は本実施形態に係るナビゲーション装置3を示したブロック図である。
Next, a schematic configuration of the navigation device 3 constituting the virtual
図2に示すように本実施形態に係るナビゲーション装置3は、ナビゲーション装置3が搭載された車両2の現在位置を検出する現在位置検出部12と、各種のデータが記録されたデータ記録部13と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーションECU14と、ユーザからの操作を受け付ける操作部15と、ユーザに対して車両周辺の地図や施設の関する施設情報を表示する液晶ディスプレイ16と、経路案内に関する音声ガイダンスを出力するスピーカ17と、記憶媒体であるDVDを読み取るDVDドライブ18と、VICS(登録商標:Vehicle Information and Communication System)センタ等の情報センタとの間で通信を行う通信モジュール19と、を有する。また、ナビゲーション装置3はCAN等の車載ネットワークを介して、前述したHUD4及びフロントカメラ11、更に車両制御ECU20等が接続されている。
As shown in FIG. 2, the navigation device 3 according to the present embodiment includes a current
以下に、ナビゲーション装置3が有する各構成要素について順に説明する。
現在位置検出部12は、GPS21、車速センサ22、ステアリングセンサ23、ジャイロセンサ24等からなり、現在の車両の位置、方位、車両の走行速度、現在時刻等を検出することが可能となっている。ここで、特に車速センサ22は、車両の移動距離や車速を検出する為のセンサであり、車両の駆動輪の回転に応じてパルスを発生させ、パルス信号をナビゲーションECU14に出力する。そして、ナビゲーションECU14は発生するパルスを計数することにより駆動輪の回転速度や移動距離を算出する。尚、上記4種類のセンサをナビゲーション装置3が全て備える必要はなく、これらの内の1又は複数種類のセンサのみをナビゲーション装置3が備える構成としても良い。
Below, each component which the navigation apparatus 3 has is demonstrated in order.
The current
また、データ記録部13は、外部記憶装置及び記録媒体としてのハードディスク(図示せず)と、ハードディスクに記録された地図情報DB31や所定のプログラム等を読み出すとともにハードディスクに所定のデータを書き込む為のドライバである記録ヘッド(図示せず)とを備えている。尚、データ記録部13はハードディスクの代わりにフラッシュメモリやメモリーカードやCDやDVD等の光ディスクを有していても良い。また、地図情報DB31は外部のサーバに格納させ、ナビゲーション装置3が通信により取得する構成としても良い。
The
ここで、地図情報DB31は、例えば、道路(リンク)に関するリンクデータ32、ノード点に関するノードデータ33、施設等の地点に関する地点データ34、各交差点に関する交差点データ、地図を表示するための地図表示データ、経路を探索するための探索データ、地点を検索するための検索データ等が記憶された記憶手段である。
Here, the
ここで、リンクデータ32としては、例えば、該リンクを識別するリンクID、該リンクの端部に位置するノードを特定する端部ノード情報、該リンクが構成する道路の道路種別等が記憶される。また、ノードデータ33としては、該ノードを識別するノードID、該ノードの位置座標、該ノードがリンクを介して接続される接続先ノードを特定する接続先ノード情報等が記憶される。また、地点データ34としては、目的地への設定対象となる施設に関する各種情報が記憶される。例えば、施設を特定するID、施設名称、位置座標、ジャンル、住所等が記憶される。
Here, as the
一方、ナビゲーションECU(エレクトロニック・コントロール・ユニット)14は、ナビゲーション装置3の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのCPU41、並びにCPU41が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるとともに、経路が探索されたときの経路データ等が記憶されるRAM42、制御用のプログラムのほか、後述の虚像生成処理プログラム(図4)等が記録されたROM43、ROM43から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ44等の内部記憶装置を備えている。尚、ナビゲーションECU14は、処理アルゴリズムとしての各種手段を有する。例えば、振動検出手段は、車両2の振動を検出する。虚像位置補正手段は、車両2の振動を検出した場合に、検出した車両2の振動に基づいてHUD4により生成する虚像10の位置を補正する。
On the other hand, the navigation ECU (Electronic Control Unit) 14 is an electronic control unit that controls the entire navigation device 3, and includes a
操作部15は、走行開始地点としての出発地及び走行終了地点としての目的地を入力する際等に操作され、各種のキー、ボタン等の複数の操作スイッチ(図示せず)を有する。そして、ナビゲーションECU14は、各スイッチの押下等により出力されるスイッチ信号に基づき、対応する各種の動作を実行すべく制御を行う。尚、操作部15は液晶ディスプレイ16の前面に設けたタッチパネルを有していても良い。また、マイクと音声認識装置を有していても良い。
The
また、液晶ディスプレイ16には、道路を含む地図画像、交通情報、操作案内、操作メニュー、キーの案内、出発地から目的地までの案内経路、案内経路に沿った案内情報、ニュース、天気予報、時刻、メール、テレビ番組等が表示される。尚、本実施形態では情報の表示手段としてHUD4を備えているので、上記地図画像等の表示をHUD4で行う構成とすれば液晶ディスプレイ16は省略しても良い。
In addition, the
また、スピーカ17は、ナビゲーションECU14からの指示に基づいて案内経路に沿った走行を案内する音声ガイダンスや、交通情報の案内を出力する。
In addition, the
また、DVDドライブ18は、DVDやCD等の記録媒体に記録されたデータを読み取り可能なドライブである。そして、読み取ったデータに基づいて音楽や映像の再生、地図情報DB31の更新等が行われる。尚、DVDドライブ18に替えてメモリーカードを読み書きする為のカードスロットを設けても良い。
The
また、通信モジュール19は、交通情報センタ、例えば、VICSセンタやプローブセンタ等から送信された渋滞情報、規制情報、交通事故情報等の各情報から成る交通情報を受信する為の通信装置であり、例えば携帯電話機やDCMが該当する。
The
また、車両制御ECU20は、ナビゲーション装置3が搭載された車両2の制御を行う電子制御ユニットである。また、車両制御ECU20にはステアリング、ブレーキ、アクセル、サスペンション等の車両2の各機構と接続されており、各機構の制御や動作状況の把握を行う。また、本実施形態では特にナビゲーションECU14に対してサスペンションの動作情報を示す信号を送信する。そして、ナビゲーションECU14は、車両制御ECU20から取得したサスペンションの動作情報に基づいて、車両の振動(より具体的には車両姿勢の基準姿勢からの変位方向と変位量)を検出する。
The
次に、上記虚像生成システム1が有するHUD4の概略構成について図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係るHUD4の内部構成を示した図である。
Next, a schematic configuration of the
図3に示すようにHUD4は、プロジェクタ6と、スクリーン7と、反射ミラー50と、凹面鏡51と、カバーガラス52と、制御回路部53と、CANインターフェース54とを基本的に有する。
As shown in FIG. 3, the
ここで、プロジェクタ6は光源としてLED光源やランプ光源やレーザ光源を用いた映像投射装置であり、例えばレーザ走査式プロジェクタとする。尚、プロジェクタ6としてはDLPプロジェクタや液晶プロジェクタやLCOSプロジェクタを用いても良い。尚、レーザ走査式プロジェクタ以外を用いた場合にはプロジェクタ6に対して別途投射レンズを配置する必要がある。
Here, the
一方、スクリーン7は、プロジェクタ6から投射された映像が投射される被投射媒体であり、例えばすりガラス等の拡散板やマイクロレンズアレイ等からなる透過型スクリーンが用いられる。スクリーン7は、映像が投射される映像投射面として被投射エリアを有しており、光源からの光を用いてプロジェクタ6から投射された映像が表示される。即ち、スクリーン7が映像の表示される映像表示面に相当する。尚、乗員9はプロジェクタ6によって投射された映像を投射側とは逆側から視認することとなる。
On the other hand, the
また、プロジェクタ6とスクリーン7の代わりに乗員9に視認させる映像を表示する手段として液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等を用いても良い。その場合には、液晶ディスプレイのバックライトや有機ELディスプレイの発光素子が光源に相当し、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイにおいて映像の表示される面が液晶表示面に相当する。
Further, instead of the
また、反射ミラー50は、スクリーン7と凹面鏡51とを結ぶ光路に沿ってスクリーン7と凹面鏡51との間に配置され、スクリーン7から入射する光路を、凹面鏡51へ向かう方向に変更する光の反射手段である。
The
一方、凹面鏡51は、スクリーン7に表示された映像を拡大して反射させて乗員9に視認させることによって、乗員9の前方に映像の虚像10(図1参照)を生成する投影鏡である。尚、凹面鏡51としては、球面凹面鏡や、非球面凹面鏡、若しくは投影映像の歪みを補正するための自由曲面鏡が用いられる。尚、スクリーン7に対して投射された映像は、凹面鏡51によって反射されるので、生成される虚像10はスクリーン7に対して投射された映像と上下が反転した像となる。
On the other hand, the
また、カバーガラス52は、HUD4の上面に配置された透過性の板状部材である。そして、スクリーン7に表示された映像は凹面鏡51によって反射され、カバーガラス52を介して乗員9に視認させる。尚、カバーガラス52としてはフレネルレンズを用いても良い。また、カバーガラス52としてフレネルレンズを用いる場合には、凹面鏡51の代わりに平面の鏡を用いることも可能である。
The
また、制御回路部53は、HUD4の全体の制御を行う電子制御ユニットである。ここで、制御回路部53は、演算装置及び制御装置としてのCPU、並びにCPUが各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるRAM、制御用のプログラムのほか、虚像を生成する為の制御プログラム等が記録されたROM等の内部記憶装置を備えている。また、制御回路部53は、プロジェクタ6と接続され、プロジェクタ6の駆動制御を行う。
The
また、CAN(コントローラエリアネットワーク)インターフェース54は、車両内に設置された各種車載器や車両機器の制御装置間で多重通信を行う車載ネットワーク規格であるCANに対して、データの入出力を行うインターフェースである。そして、HUD4は、CANを介して、各種車載器や車両機器の制御装置(例えば、ナビゲーション装置3、AV装置等)と相互通信可能に接続される。それによって、HUD4は、ナビゲーション装置3やAV装置等から取得した情報を投影可能に構成する。
The CAN (controller area network)
続いて、前記構成を有する虚像生成システム1の内、特にナビゲーション装置3において実行する虚像生成処理プログラムについて図4に基づき説明する。図4は本実施形態に係る虚像生成処理プログラムのフローチャートである。ここで、虚像生成処理プログラムは車両のACC電源(accessory power supply)がONされた後に実行され、車両2の乗員9に視認させる虚像10を、HUD4を用いて生成するプログラムである。尚、以下の図4及び図10にフローチャートで示されるプログラムは、ナビゲーション装置3が備えているRAM42やROM43に記憶されており、CPU41により実行される。
Next, a virtual image generation processing program executed in the navigation device 3 in the virtual
先ず、虚像生成処理プログラムではステップ(以下、Sと略記する)1において、CPU41は、HUD4へと映像出力開始信号を送信し、プロジェクタ6によるスクリーン7への映像の投射を開始する。尚、プロジェクタ6により投射される映像としては、車両2に関する情報や乗員9の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物(他車両や歩行者)に対する警告、ナビゲーション装置3で設定された案内経路(走行予定経路)や案内経路に基づく案内情報(車両の進行方向を示す矢印等)、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ画面等がある。特に本実施形態では、ナビゲーション装置3で設定された案内経路に基づく案内情報である車両の進行方向を示す矢印と、車両の現在の車速情報をそれぞれ出力する構成とする。
First, in step (hereinafter abbreviated as S) 1 in the virtual image generation processing program, the
その結果、例えばナビゲーション装置3において案内経路が設定されており、車両の進行方向前方に特に右左折の対象となる交差点が存在しない場合には、図5に示すように車両の進行方向前方に直進方向を示す矢印の虚像10(以下、第1虚像10Aという)を生成する。また、同じく車両の進行方向前方に車両の現在の車速を示す虚像10(以下、第2虚像10Bという)を生成する。尚、第1虚像10Aは、周辺環境に重畳させて乗員9に視認させることにより案内を行う虚像であり、第2虚像10Bは、周辺環境に重畳させずに乗員9に視認させることにより案内を行う虚像となる。
As a result, for example, when a guidance route is set in the navigation device 3 and there is no intersection to be turned right or left in front of the traveling direction of the vehicle, the vehicle travels straight ahead in the traveling direction of the vehicle as shown in FIG. A
尚、第1虚像10Aは、車両の進行方向前方に右左折の対象となる交差点が接近した場合には、直進方向を示す矢印に替えて右左折を示す矢印が生成される。また、本実施形態では特に第1虚像10Aを地面上、より具体的には虚像の下端が地面上に位置するように第1虚像10Aを生成する。その結果、乗員9の前方(例えば40m先)の位置の路面上に車両の進行方向を示す矢印の虚像が生成されることとなり、乗員9は視線移動を極力少なくしつつ今後に車両が進むべき方向を把握することが可能である。
In the first
そして、本実施形態では、後述のように車両2の振動を検出した場合には、第1虚像10Aの生成する位置(尚、虚像の生成する位置とは絶対位置ではなく、虚像を視認するユーザである乗員9の視線との相対位置によって定義される)を補正し、乗員から見て第1虚像10Aの周辺環境に対する重畳位置が変位しないように、即ち第1虚像10Aの下端が常に地面上に位置するように制御を行う。一方で、第2虚像10Bは周辺環境に重畳させることなく乗員9に視認させる虚像であるので、後述のように車両2の振動を検出した場合であっても、基本的に第2虚像10Bを生成する位置の補正は行わない。
In this embodiment, when vibration of the
続いて、S2においてCPU41は、フロントカメラ11で撮像した撮像画像を取得する。或いは、CANを介して車両制御ECU20からサスペンションの動作情報を取得する構成としても良い。
Subsequently, in S <b> 2, the
その後、S3においてCPU41は、車両の振動を検出したか否かを判定する。ここで、前記S2においてフロントカメラ11で撮像した撮像画像を取得した場合には、CPU41は、撮像画像に対して画像処理を行うことによって車両の進行方向前方に位置する障害物や区画線を検出する。そして、撮像画像中の障害物や区画線の位置の変位に基づいて車両が振動したか否かを判定する。一方で、前記S2において車両制御ECU20からサスペンションの動作情報を取得した場合には、CPU41は、取得したサスペンションの動作情報を用いて車両が振動したか否かを判定する。尚、車両に振動が生じる要因としては、車両が凹凸のある路面を走行した場合に加えて、急加速、急減速、急旋回を行った場合等がある。また、頻繁に以下の虚像の生成位置の補正制御が行われることを防止する為に、前記S3では所定の閾値以上(例えばピッチが±3度以上)の振動を検出したか否かを判定する構成としても良い。
Thereafter, in S3, the
そして、車両の振動を検出したと判定された場合(S3:YES)には、S4へと移行する。それに対して、車両の振動を検出していないと判定された場合(S3:NO)には、虚像を生成する位置を補正することなく当該虚像生成処理プログラムを終了する。 And when it determines with having detected the vibration of the vehicle (S3: YES), it transfers to S4. On the other hand, when it is determined that the vibration of the vehicle is not detected (S3: NO), the virtual image generation processing program is terminated without correcting the position where the virtual image is generated.
S4においてCPU41は、特に現時点において第1虚像10Aを生成しているか否かを判定する。ここで、第1虚像10Aは、上述したように周辺環境に重畳させて乗員9に視認させることにより案内を行う虚像であり、本実施形態ではナビゲーション装置3で設定された案内経路に基づく案内情報である車両の進行方向を示す矢印の虚像が該当する(図5参照)。
In S4, the
そして、第1虚像10Aを生成していると判定された場合(S4:YES)には、S5へと移行する。それに対して、第1虚像10Aを生成していないと判定された場合(S4:NO)には、虚像を生成する位置を補正することなく当該虚像生成処理プログラムを終了する。
And when it determines with producing | generating the 1st
S5においてCPU41は、前記S3で取得したフロントカメラ11の撮像画像又はサスペンションの動作情報に基づいて、車両姿勢の基準姿勢からの変位方向と変位量を検出する。尚、前記S4では、車両姿勢の基準姿勢からの変位方向と変位量として、ロール、ピッチ、ヨーの内、特にピッチの回転方向と回転量のパラメータを算出する。尚、図6に示すように、車両2の進行方向をX軸、路面に水平に車両の重心位置を通り且つX軸に垂直な線分をY軸、X軸とY軸の交点を通る路面に垂直な線分をZ軸、と規定すると、車両2のピッチは、Y軸回り(X−Z平面)の回転方向と回転量として定義される。また、車両姿勢の基準姿勢は路面に対して水平に位置する姿勢とする。
In S5, the
S6においてCPU41は、前記S5で算出した車両姿勢の変位に基づいて、車両姿勢が変位した状態で、乗員から見て第1虚像10Aの周辺環境に対する重畳位置が変位しない(即ち第1虚像10Aの下端が地面上に位置する)為のスクリーン7に対する映像の表示位置を新たに算出する。尚、本実施形態に係るHUD4では、スクリーン7に対して映像を表示する位置を下方に移動すれば、表示された映像によって生成される虚像の位置は鉛直方向に上方へと移動し、スクリーン7に対して映像を表示する位置を上方に移動すれば、表示された映像によって生成される虚像の位置は鉛直方向に下方(地面側)へと移動する。また、以下の説明では第1虚像10Aを生成する為にスクリーン7に表示する映像を第1映像、第2虚像10Bを生成する為にスクリーン7に表示する映像を第2映像と称して説明する。尚、前記S6では第1映像の新たな表示位置が算出されることとなる。
In S6, based on the displacement of the vehicle posture calculated in S5, the
その後、S7においてCPU41は、特に現時点において第1虚像10Aに加えて第2虚像10Bについても生成しているか否かを判定する。ここで、第2虚像10Bは、上述したように周辺環境に重畳させずに乗員9に視認させることにより案内を行う虚像であり、本実施形態では車両の現在の車速情報の虚像が該当する(図5参照)。
After that, in S7, the
そして、第1虚像10Aに加えて第2虚像10Bについても生成していると判定された場合(S7:YES)には、S9へと移行する。それに対して、第2虚像10Bは生成しておらず、第1虚像10Aのみ生成していると判定された場合(S7:NO)には、S8へと移行する。
When it is determined that the second
S8においてCPU41は、HUD4に対して前記S6で算出された新たな第1映像の表示位置に関する情報を送信する。それに応じて、HUD4は、前記S6で算出されたスクリーン7の表示位置に第1映像を表示するようにプロジェクタ6を制御し、スクリーン7に対する第1映像の表示位置(即ち乗員の視線に対して第1虚像10Aを生成する位置)を変更する。
In S8, the
例えば、図7に示すように、車両2の姿勢が車両先端の持ち上がる方向へとピッチが変位した場合において、スクリーン7に対して投射する第1映像55の位置を変更しないと、車両2の乗員から見て第1虚像10Aの周辺環境に対する重畳位置が変位することとなる。具体的には、第1虚像10Aの下端が地面から離間することとなる。そこで、前記S7においてCPU41は、スクリーン7に対して投射する第1映像55の位置を、上方へと移動させる。その結果、第1虚像10Aの生成位置は、鉛直方向に下方(地面側)へと補正され、車両2の乗員から見て第1虚像10Aの周辺環境に対する重畳位置を変位させることなく、第1虚像10Aの下端を地面上に維持することが可能となる。尚、前記S5以降の処理は車両2の振動を検出する間において継続して行う。
For example, as shown in FIG. 7, when the pitch of the
一方、S9においてCPU41は、スクリーン7における前記S6で算出された新たな第1映像の表示位置と第2映像の表示位置とを比較し、新たな第1映像の表示位置と第2映像の表示位置との少なくとも一部が重複するか否か判定する。
On the other hand, in S9, the
そして、新たな第1映像の表示位置と第2映像の表示位置との少なくとも一部が重複すると判定された場合(S9:YES)には、S10へと移行する。それに対して、新たな第1映像の表示位置と第2映像の表示位置とは重複しないと判定された場合(S9:NO)には、S8へと移行する。尚、前記S8では前述したようにスクリーン7に対する第1映像の表示位置は変更されるが、第2映像の表示位置は変更されない。その結果、図8に示すように、車両2の姿勢が車両先端の持ち上がる方向へとピッチが変位した場合には、第1虚像10Aの生成位置を鉛直方向に下方(地面側)へと補正する一方で、第2虚像10Bの生成位置は補正しない。尚、車両2のピッチの変位によって乗員から見て第2虚像10Bの周辺環境に対する重畳位置は変化することとなるが、そもそも第2虚像10Bは周辺環境に重畳させずに乗員9に視認させることにより案内を行う虚像であるので問題は生じない。
If it is determined that at least a part of the display position of the new first video and the display position of the second video overlap (S9: YES), the process proceeds to S10. On the other hand, when it is determined that the display position of the new first video and the display position of the second video do not overlap (S9: NO), the process proceeds to S8. In S8, as described above, the display position of the first video on the
一方、S10においてCPU41は、後述の映像調整処理(図10)を実行する。尚、映像調整処理は、後述のようにスクリーン7に表示する第1映像及び第2映像の階層(描画順位)や明度を適切な条件に設定することによって、第1映像と第2映像が重複した場合であっても第1虚像10Aと第2虚像10Bをそれぞれ車両の乗員に適切に視認可能となるように調整する処理である。
On the other hand, in S10, the
その後、S8へと移行する。尚、前記S8ではスクリーン7に対する第1映像の表示位置が変更された結果、スクリーン7に対して第1映像と第2映像が重複して表示されることとなる。従って、図9に示すように、第1虚像10Aと第2虚像10Bが重複して生成される。しかしながら、後述のように前記S10においてスクリーン7に表示する第1映像及び第2映像の階層(描画順位)や明度を適切な条件に設定することによって、第1虚像10Aによる案内と第2虚像10Bによる案内を車両の乗員に対して適切に行うことが可能となる。
Thereafter, the process proceeds to S8. In S8, the display position of the first video on the
次に、前記S10において実行される映像調整処理のサブ処理について図10に基づき説明する。図10は映像調整処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。 Next, the sub-process of the video adjustment process executed in S10 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart of a sub-processing program for video adjustment processing.
先ず、S11においてCPU41は、第1映像と第2映像の階層(描画順位)を設定する。具体的には第2映像を第1映像よりも上層に設定する。即ち、第1映像と第2映像が重複するエリアでは第1映像よりも第2映像が優先して表示される。
First, in S11, the
次に、S12においてCPU41は、現在表示する第1映像と第2映像の表示色が同一色相であるか否かを判定する。尚、同一色相とはRGB値が完全に一致している必要は無く、ある程度の幅を持たせて判定するのが望ましい。即ち、同一系統の色相(例えば赤、青、黄等)であれば同一色相であるとみなすのが望ましい。尚、第1映像や第2映像が複数の色相を含んでいる場合には、第1映像と第2映像が重複するエリアにおける色相を比較することにより前記S12の判定を行う。
Next, in S12, the
そして、現在表示する第1映像と第2映像の表示色が同一色相であると判定された場合(S12:YES)には、S13へと移行する。それに対して、第1映像と第2映像が同一色相でないと判定された場合(S12:NO)には、第1映像や第2映像の明度を調整することなくS8へと移行する。 And when it determines with the display color of the 1st image | video currently displayed and the 2nd image | video having the same hue (S12: YES), it transfers to S13. On the other hand, when it is determined that the first video and the second video do not have the same hue (S12: NO), the process proceeds to S8 without adjusting the brightness of the first video and the second video.
S13においてCPU41は、現在表示する第1映像の明度が閾値以上であるか否かを判定する。尚、前記S13の判定基準となる閾値は適宜設定可能であるが、例えば車両の乗員が虚像の内容を明確に視認できる明度の下限値とする。周辺の天気によって閾値を変更可能にしても良い。
In S <b> 13, the
そして、現在表示する第1映像の明度が閾値以上であると判定された場合(S13:YES)には、S14へと移行する。それに対して、現在表示する第1映像の明度が閾値未満であると判定された場合(S13:NO)には、S15へと移行する。 And when it determines with the brightness of the 1st image | video currently displayed being more than a threshold value (S13: YES), it transfers to S14. On the other hand, when it is determined that the brightness of the first video currently displayed is less than the threshold value (S13: NO), the process proceeds to S15.
S14においてCPU41は、第1映像の明度を下げる。具体的には、第1映像の明度が第2映像の明度よりも所定値以上(例えば20%以上)低くなるように第1映像の明度を設定する。但し、既に第1映像の明度が第2映像の明度よりも所定値以上低い場合には、S14の処理は行わない。その後、S8へと移行する。
In S14, the
一方、S15においてCPU41は、第2映像の明度を上げる。具体的には、第1映像の明度が第2映像の明度よりも所定値以上(例えば20%以上)低くなるように第2映像の明度を設定する。但し、既に第1映像の明度が第2映像の明度よりも所定値以上低い場合には、S15の処理は行わない。その後、S8へと移行する。
On the other hand, in S15, the
そして、本実施形態では前記S11〜S15においてスクリーン7に表示する第1映像及び第2映像の階層(描画順位)や明度を適切な条件に設定することによって、図9に示すように第1虚像10Aと第2虚像10Bが重複して生成された場合であっても、第1虚像10Aと第2虚像10Bをそれぞれ車両の乗員に適切に視認させ、第1虚像10Aによる案内と第2虚像10Bによる案内を車両の乗員に対して適切に行うことが可能となる。
In the present embodiment, the first virtual image as shown in FIG. 9 is set by setting the hierarchy (drawing order) and brightness of the first video and the second video displayed on the
具体的には、第1虚像10Aは進行方向を示す矢印であるので、図9に示すように一部が数字や文字の後ろに隠れて非表示となっても情報の有効性を失わない。一方で、第2虚像10Bは現在の車速を示す数字であるので、一部が非表示となると正確な情報を案内できない虞がある。そこで、本実施形態では第1映像よりも第2映像を優先して表示することによって、第1虚像10Aによる案内と第2虚像10Bによる案内の有効性をそれぞれ失わせることなく、車両の乗員に対して適切な案内を行うことが可能となる。また、周辺環境と重畳しない第2虚像10Bが周辺環境と重畳する第1虚像10Aよりも手前側にあるように車両の乗員に視認させることが可能となるので、より違和感のない虚像を生成することが可能となる。
Specifically, since the first
また、第1映像と第2映像の表示色が同一色相である場合には、第1映像と第2映像の明度に差を生じさせることによって、車両の乗員に第1虚像10Aと第2虚像10Bとを区分して視認させることが可能となる。特に、第1映像の明度を第2映像の明度よりも低くすることによって、第2虚像10Bが第1虚像10Aよりも手前側にあるようにユーザに視認させることが可能となる。その結果、周辺環境と重畳しない第2虚像10Bが周辺環境と重畳する第1虚像10Aよりも手前側にあるように車両の乗員に視認させることが可能となるので、より違和感のない虚像を生成することが可能となる。
Further, when the display colors of the first video and the second video are the same hue, the first
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る虚像生成システム1、虚像生成システム1による虚像生成方法及び虚像生成システム1で実行されるコンピュータプログラムでは、周辺環境に重畳させて車両の乗員9に視認させることにより案内を行う第1虚像10Aと、周辺環境に重畳させずに車両の乗員9に視認させることにより案内を行う第2虚像10Bとをそれぞれ生成する(S1)とともに、車両2の振動を検出し(S2)、車両の振動を検出した場合には、検出した車両2の振動に基づいて第1虚像10Aを生成する位置を補正する一方で、第2虚像10Bを生成する位置については補正しない(S8)ように構成するので、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う第1虚像10Aについては周辺環境に継続して適切に重畳させることができる一方で、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う第2虚像10Bについては不要な生成位置の変動を行うことがない。その結果、虚像の重畳有無に応じた適切な態様で乗員に虚像を視認させることが可能となる。例えば、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させている第2虚像10Bについては車両の振動(即ち乗員から見た周辺環境の揺れ)に応じて生成位置が変動することがないので、虚像の見え方について車両の乗員に違和感を与えることがない。また、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う第1虚像10Aと、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う第2虚像10Bとを乗員が混同することも防止できる。その結果、虚像を用いた適切な情報の提供が可能となる。
As described above in detail, in the virtual
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態ではHUD4によって車両2のフロントウィンドウ8の前方に虚像を生成する構成としているが、フロントウィンドウ8以外のウィンドウの前方に虚像を生成する構成としても良い。また、HUD4により映像を反射させる対象はフロントウィンドウ8自身ではなくフロントウィンドウ8の周辺に設置されたバイザー(コンバイナー)であっても良い。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in the present embodiment, the virtual image is generated in front of the
また、本実施形態では、車両2に対して虚像生成システム1を設置する構成としているが、車両2以外の移動体に設置する構成としても良い。例えば、船舶や航空機等に対して設置することも可能である。また、アミューズメント施設に設置されるライド型アトラクションに設置しても良い。その場合には、ライドの周囲に虚像を生成し、ライドの乗員に対して虚像を視認させることが可能となる。
In the present embodiment, the virtual
また、本実施形態では、周辺環境に重畳させて乗員9に視認させることにより案内を行う第1虚像10Aとして、案内経路に沿った車両の進行方向を案内する矢印を生成しているが、車両の進行方向を案内する矢印以外の虚像を第1虚像10Aとして生成しても良い。例えば、障害物(他車両や歩行者)に対する警告等がある。
Moreover, in this embodiment, although the arrow which guides the advancing direction of the vehicle along a guidance path | route is produced | generated as 1st
また、本実施形態では、周辺環境に重畳させずに乗員9に視認させることにより案内を行う第2虚像10Bとして、車両の現在の車速を生成しているが、車両の現在の車速以外の虚像を第2虚像10Bとして生成しても良い。例えば、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ画面等がある。
In the present embodiment, the current vehicle speed of the vehicle is generated as the second
また、本実施形態では、スクリーン7に対する第1映像の表示位置を変位させることによって第1虚像10Aを生成する位置を補正する構成としているが、スクリーン7に対する第1映像の表示位置を変位させるのではなく、光路を変更する凹面鏡51の位置や角度を変更することによって第1虚像10Aを生成する位置を補正する構成としても良い。
Further, in the present embodiment, the position where the first
また、本実施形態では、車両の姿勢をピッチの回転方向と回転量のパラメータで特定している(S5)が、ヨーやロールについても特定しても良い。尚、ヨーやロールについても特定する場合には、縦方向の振動だけではなく横方向の振動についても考慮して第1虚像10Aの生成位置を補正することが可能である。
In this embodiment, the vehicle posture is specified by the pitch rotation direction and the rotation amount parameter (S5), but the yaw and roll may also be specified. When specifying the yaw and the roll, it is possible to correct the generation position of the first
また、本実施形態では、第1映像と第2映像が重複する場合であって且つ同一色相で表示される場合に、第1映像の明度を第2映像の明度よりも低くなるように調整する(S14、S15)構成としているが、逆に第2映像の明度を第1映像の明度よりも低くしても良い。また、明度でなく彩度、コントラスト、色相を変えるように構成しても良い。 In the present embodiment, when the first video and the second video overlap and are displayed in the same hue, the brightness of the first video is adjusted to be lower than the brightness of the second video. (S14, S15) Although it is configured, the brightness of the second video may be made lower than the brightness of the first video. Moreover, you may comprise so that not only lightness but saturation, contrast, and hue may be changed.
また、本実施形態では、虚像生成処理プログラム(図4)の処理をナビゲーション装置3のナビゲーションECU14が実行する構成としているが、実行主体は適宜変更することが可能である。例えば、HUD4の制御部、車両制御ECU20、その他の車載器が実行する構成としても良い。
Further, in the present embodiment, the processing of the virtual image generation processing program (FIG. 4) is configured to be executed by the
また、本発明に係る虚像生成システムを具体化した実施例について上記に説明したが、虚像生成システムは以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。 Moreover, although the Example which actualized the virtual image production | generation system which concerns on this invention was demonstrated above, the virtual image production | generation system can also have the following structures, and there exists the following effect in that case.
例えば、第1の構成は以下のとおりである。
車両(2)に搭載され、映像を表示する映像表示面(7)に表示された前記映像を前記車両の乗員に視認させることによって前記映像の虚像(10)を生成する虚像生成システム(1)であって、前記映像の虚像は、周辺環境に重畳させて前記乗員に視認させることにより案内を行う第1の虚像(10A)と、前記周辺環境に重畳させずに前記乗員に視認させることにより案内を行う第2の虚像(10B)とを含み、前記車両の振動を検出する振動検出手段(41)と、前記振動検出手段により前記車両の振動を検出した場合に、前記振動検出手段により検出した前記車両の振動に基づいて前記第1の虚像を生成する位置を補正する一方で、前記第2の虚像を生成する位置については補正しない虚像位置補正手段(41)と、を有する。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、車両が振動した場合において、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う虚像については振動に応じて生成位置を補正することにより、周辺環境に継続して適切に重畳させることができる。一方で、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う虚像については不要な生成位置の変動を行うことがない。その結果、虚像の重畳有無に応じた適切な態様で乗員に虚像を視認させることが可能となる。例えば、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させている虚像については車両の振動(即ち乗員から見た周辺環境の揺れ)に応じて生成位置が変動することがないので、虚像の見え方について車両の乗員に違和感を与えることがない。また、周辺環境に重畳させて乗員に視認させることにより案内を行う虚像と、周辺環境に重畳させずに乗員に視認させることにより案内を行う虚像とを乗員が混同することも防止できる。その結果、虚像を用いた適切な情報の提供が可能となる。
For example, the first configuration is as follows.
A virtual image generation system (1) that generates a virtual image (10) of the video by causing the vehicle occupant to visually recognize the video displayed on the video display surface (7) that is mounted on the vehicle (2) and displays the video. Then, the virtual image of the video is superimposed on the surrounding environment, and the occupant visually recognizes the first virtual image (10A) that guides the imaginary image, and the occupant visually recognizes the virtual image without being superimposed on the surrounding environment. A vibration detection means (41) for detecting vibrations of the vehicle, including a second virtual image (10B) for guiding, and detected by the vibration detection means when the vibration detection means detects vibrations of the vehicle. Virtual image position correcting means (41) that corrects the position for generating the first virtual image based on the vibration of the vehicle but does not correct the position for generating the second virtual image.
According to the virtual image generation system having the above configuration, when the vehicle vibrates, the virtual environment that is guided by being superposed on the surrounding environment and visually recognized by the occupant is corrected by generating the position according to the vibration. Can be appropriately superimposed continuously. On the other hand, an unnecessary generation position is not changed for a virtual image that is guided by being visually recognized by an occupant without being superimposed on the surrounding environment. As a result, the occupant can visually recognize the virtual image in an appropriate manner according to whether the virtual image is superimposed. For example, for the virtual image that is visible to the passenger without being superimposed on the surrounding environment, the generation position does not change according to the vibration of the vehicle (that is, the shaking of the surrounding environment viewed from the passenger). There is no sense of incongruity to vehicle occupants. In addition, it is possible to prevent the occupant from confusing the virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and visually recognized by the occupant and the virtual image that is guided by being visually recognized by the occupant without being superimposed on the surrounding environment. As a result, it is possible to provide appropriate information using a virtual image.
また、第2の構成は以下のとおりである。
前記虚像位置補正手段(41)は、前記振動検出手段(41)により前記車両(2)の振動を検出した場合に、前記振動検出手段(41)により検出された前記車両の振動による変位方向と変位量に基づいて前記第1の虚像を生成する位置を補正する。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、周辺環境に重畳させて乗員に視認させている虚像については、車両に対してどのような方向及び大きさの振動が生じたとしても重畳位置が変わらないように車両の乗員から視認させることが可能となる。その結果、虚像による案内の有効性が低下することなく虚像を用いた効果的な案内を行うことが可能となる。
The second configuration is as follows.
The virtual image position correcting means (41) has a displacement direction due to the vibration of the vehicle detected by the vibration detecting means (41) when the vibration of the vehicle (2) is detected by the vibration detecting means (41). The position where the first virtual image is generated is corrected based on the displacement amount.
According to the virtual image generation system having the above-described configuration, the superimposed position of the virtual image superimposed on the surrounding environment and visually recognized by the occupant does not change regardless of the direction and size of vibration generated with respect to the vehicle. Thus, it becomes possible to make it visible from the vehicle occupant. As a result, it is possible to perform effective guidance using the virtual image without reducing the effectiveness of the guidance using the virtual image.
また、第3の構成は以下のとおりである。
前記映像表示面(7)に表示する映像は、前記第1の虚像(10A)を生成する為の第1映像と前記第2の虚像(10B)を生成する為の第2映像とを含み、前記虚像位置補正手段(41)は、前記映像表示面に対する前記第1映像の表示位置を変位させることによって前記第1の虚像を生成する位置を補正する。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、映像表示面に対する映像の表示位置を変位させることによって、生成される虚像の位置を虚像単位で容易に補正することが可能となる。
The third configuration is as follows.
The image displayed on the image display surface (7) includes a first image for generating the first virtual image (10A) and a second image for generating the second virtual image (10B), The virtual image position correcting means (41) corrects the position where the first virtual image is generated by displacing the display position of the first video with respect to the video display surface.
According to the virtual image generation system having the above configuration, the position of the generated virtual image can be easily corrected in units of virtual images by displacing the display position of the video with respect to the video display surface.
また、第4の構成は以下のとおりである。
前記虚像位置補正手段(41)は、前記第1映像の表示位置を変位させた結果、前記第1映像と前記第2映像とが重複する場合に、該重複するエリアでは前記第1映像よりも前記第2映像を優先して表示する。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、第1映像及び第2映像の階層(描画順位)を適切な条件に設定することによって、第1映像と第2映像が重複した場合においても第1の虚像による案内と第2の虚像による案内を車両の乗員に対して適切に行うことが可能となる。また、周辺環境と重畳しない第2の虚像が周辺環境と重畳する第1の虚像よりも手前側にあるように車両の乗員に視認させることが可能となる。その結果、より違和感のない虚像を生成することが可能となる。
The fourth configuration is as follows.
When the first image and the second image overlap as a result of displacing the display position of the first image, the virtual image position correcting means (41) is more effective than the first image in the overlapping area. The second image is displayed with priority.
According to the virtual image generating system having the above-described configuration, the first video and the second video are set to appropriate conditions by setting the first video and the second video in the appropriate order, so that the first video and the second video are overlapped. It is possible to appropriately perform guidance by the virtual image and guidance by the second virtual image to the vehicle occupant. In addition, it is possible for the vehicle occupant to visually recognize the second virtual image that does not overlap with the surrounding environment on the near side of the first virtual image that overlaps with the surrounding environment. As a result, it is possible to generate a virtual image that is more comfortable.
また、第5の構成は以下のとおりである。
前記虚像位置補正手段(41)は、前記第1映像の表示位置を変位させた結果、前記第1映像と前記第2映像とが重複する場合であって、前記第1映像と前記第2映像が同一色相である場合には、前記第2映像よりも前記第1映像の明度を低くする。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、第1映像及び第2映像の明度に差異が生じるように設定することによって、第1映像と第2映像が重複した場合においても第1の虚像と第2の虚像とを識別して案内することが可能となる。また、第1映像の明度を第2映像の明度よりも低くすることによって、周辺環境と重畳しない第2の虚像が周辺環境と重畳する第1の虚像よりも手前側にあるように車両の乗員に視認させることが可能となる。その結果、より違和感のない虚像を生成することが可能となる。
The fifth configuration is as follows.
The virtual image position correcting means (41) is a case where the first image and the second image overlap as a result of displacing the display position of the first image, and the first image and the second image Are of the same hue, the brightness of the first video is made lower than that of the second video.
According to the virtual image generating system having the above-described configuration, the first virtual image and the second video can be set even when the first video and the second video are overlapped by setting the brightness of the first video and the second video to be different. It is possible to identify and guide the two virtual images. Further, by making the brightness of the first video lower than the brightness of the second video, the vehicle occupant is such that the second virtual image that does not overlap with the surrounding environment is closer to the front than the first virtual image that overlaps with the surrounding environment. Can be visually recognized. As a result, it is possible to generate a virtual image that is more comfortable.
また、第6の構成は以下のとおりである。
前記虚像位置補正手段(41)は、前記第1映像の明度が閾値以上である場合には、前記第1映像の明度を下げることにより、前記第2映像よりも前記第1映像の明度を低くし、前記第1映像の明度が閾値未満である場合には、前記第2映像の明度を上げることにより、前記第2映像よりも前記第1映像の明度を低くする。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、生成される虚像が明るすぎたり暗すぎたりすることなく、車両の乗員に視認し易い適切な明度とすることが可能となる。
The sixth configuration is as follows.
The virtual image position correcting means (41) lowers the brightness of the first video than the second video by lowering the brightness of the first video when the brightness of the first video is equal to or greater than a threshold value. When the brightness of the first video is less than the threshold, the brightness of the first video is made lower than that of the second video by increasing the brightness of the second video.
According to the virtual image generation system having the above-described configuration, it is possible to obtain appropriate brightness that is easy for a vehicle occupant to view without causing the generated virtual image to be too bright or too dark.
また、第7の構成は以下のとおりである。
前記第1の虚像(10A)は、前記虚像の下端が前記乗員から所定距離だけ離れた地面上に位置するように生成した虚像である。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、車両の乗員は視線移動を極力少なくしつつ第1の虚像を視認することが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。また、特に車両の進行方向を案内する場合において虚像を用いたより効果的な案内を行うことが可能となる。
The seventh configuration is as follows.
The first virtual image (10A) is a virtual image generated so that the lower end of the virtual image is located on the ground at a predetermined distance from the occupant.
According to the virtual image generation system having the above configuration, the vehicle occupant can view the first virtual image while minimizing the movement of the line of sight as much as possible, and can further reduce the burden during driving. Further, it is possible to perform more effective guidance using a virtual image, particularly when guiding the traveling direction of the vehicle.
また、第8の構成は以下のとおりである。
前記虚像位置補正手段は、前記振動検出手段により前記車両の振動を検出した場合に、前記第1の虚像の下端の位置を地面上に維持するように前記第1の虚像を生成する位置を補正する。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、車両の振動が生じた場合であっても第1の虚像が地面から離間したり、地面に埋め込まれる等の不自然な状況となることを防止することが可能となる。
The eighth configuration is as follows.
The virtual image position correcting unit corrects a position for generating the first virtual image so that the position of the lower end of the first virtual image is maintained on the ground when the vibration of the vehicle is detected by the vibration detecting unit. To do.
According to the virtual image generation system having the above-described configuration, even when the vehicle vibrates, the first virtual image is prevented from being unnatural such as being separated from the ground or embedded in the ground. Is possible.
また、第9の構成は以下のとおりである。
前記車両(2)の走行予定経路を取得する経路取得手段(41)を有し、前記第1の虚像(10A)は、前記走行予定経路に沿って前記車両が走行する為の前記車両の進行方向を案内する矢印である。
上記構成を有する虚像生成システムによれば、乗員は視線移動を極力少なくしつつ今後に車両が進むべき方向を把握することが可能である。
The ninth configuration is as follows.
The vehicle has a route acquisition means (41) for acquiring a planned travel route of the vehicle (2), and the first virtual image (10A) travels the vehicle for traveling along the planned travel route. It is an arrow that guides the direction.
According to the virtual image generation system having the above configuration, the occupant can grasp the direction in which the vehicle should travel in the future while minimizing the movement of the line of sight.
1 虚像生成システム
2 車両
3 ナビゲーション装置
4 HUD
6 プロジェクタ
7 スクリーン
10A 第1虚像
10B 第2虚像
14 ナビゲーションECU
41 CPU
42 RAM
43 ROM
1 Virtual
6
41 CPU
42 RAM
43 ROM
Claims (11)
前記映像の虚像は、周辺環境に重畳させて前記乗員に視認させることにより案内を行う第1の虚像と、前記周辺環境に重畳させずに前記乗員に視認させることにより案内を行う第2の虚像とを含み、
前記車両の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段により前記車両の振動を検出した場合に、前記振動検出手段により検出した前記車両の振動に基づいて前記第1の虚像を生成する位置を補正する一方で、前記第2の虚像を生成する位置については補正しない虚像位置補正手段と、を有する虚像生成システム。 A virtual image generation system that generates a virtual image of the video by causing a passenger of the vehicle to visually recognize the video displayed on a video display surface that is mounted on a vehicle and displays the video,
The virtual image of the video is a first virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and visually recognized by the occupant, and a second virtual image that is guided by being visually recognized by the occupant without being superimposed on the surrounding environment. Including
Vibration detecting means for detecting the vibration of the vehicle;
When the vibration of the vehicle is detected by the vibration detection unit, the position for generating the first virtual image is corrected based on the vibration of the vehicle detected by the vibration detection unit, while the second virtual image is corrected. And a virtual image position correcting unit that does not correct the position to be generated.
前記虚像位置補正手段は、前記映像表示面に対する前記第1映像の表示位置を変位させることによって前記第1の虚像を生成する位置を補正する請求項1又は請求項2に記載の虚像生成システム。 The video displayed on the video display surface includes a first video for generating the first virtual image and a second video for generating the second virtual image,
3. The virtual image generation system according to claim 1, wherein the virtual image position correction unit corrects a position where the first virtual image is generated by displacing a display position of the first video with respect to the video display surface.
前記第1映像の明度が閾値以上である場合には、前記第1映像の明度を下げることにより、前記第2映像よりも前記第1映像の明度を低くし、
前記第1映像の明度が閾値未満である場合には、前記第2映像の明度を上げることにより、前記第2映像よりも前記第1映像の明度を低くする請求項5に記載の虚像生成システム。 The virtual image position correcting means includes
If the brightness of the first video is greater than or equal to a threshold, the brightness of the first video is made lower than the second video by reducing the brightness of the first video,
6. The virtual image generation system according to claim 5, wherein when the brightness of the first video is less than a threshold, the brightness of the first video is made lower than that of the second video by increasing the brightness of the second video. .
前記第1の虚像は、前記走行予定経路に沿って前記車両が走行する為の前記車両の進行方向を案内する矢印である請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の虚像生成システム。 Route acquisition means for acquiring a planned travel route of the vehicle;
The virtual image generation system according to any one of claims 1 to 8, wherein the first virtual image is an arrow that guides a traveling direction of the vehicle for the vehicle to travel along the planned travel route.
前記映像の虚像は、周辺環境に重畳させて前記乗員に視認させることにより案内を行う第1の虚像と、前記周辺環境に重畳させずに前記乗員に視認させることにより案内を行う第2の虚像とを含み、
振動検出手段が、前記車両の振動を検出するステップと、
虚像位置補正手段が、前記振動検出手段により前記車両の振動を検出した場合に、前記振動検出手段により検出した前記車両の振動に基づいて前記第1の虚像を生成する位置を補正する一方で、前記第2の虚像を生成する位置については補正しないステップと、を有する虚像生成方法。 A virtual image generation method for generating a virtual image of the video by causing a vehicle occupant to visually recognize the video displayed on the video display surface for displaying the video,
The virtual image of the video is a first virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and visually recognized by the occupant, and a second virtual image that is guided by being visually recognized by the occupant without being superimposed on the surrounding environment. Including
Vibration detecting means for detecting vibration of the vehicle;
When the virtual image position correcting unit detects the vibration of the vehicle by the vibration detecting unit, the virtual image position correcting unit corrects the position at which the first virtual image is generated based on the vibration of the vehicle detected by the vibration detecting unit. And a step of not correcting the position where the second virtual image is generated.
前記映像の虚像は、周辺環境に重畳させて前記乗員に視認させることにより案内を行う第1の虚像と、前記周辺環境に重畳させずに前記乗員に視認させることにより案内を行う第2の虚像とを含み、
コンピュータを、
前記車両の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段により前記車両の振動を検出した場合に、前記振動検出手段により検出した前記車両の振動に基づいて前記第1の虚像を生成する位置を補正する一方で、前記第2の虚像を生成する位置については補正しない虚像位置補正手段と、して機能させる為のコンピュータプログラム。 A computer program for generating a virtual image of the video by causing a vehicle occupant to visually recognize the video displayed on the video display surface for displaying the video,
The virtual image of the video is a first virtual image that is guided by being superimposed on the surrounding environment and visually recognized by the occupant, and a second virtual image that is guided by being visually recognized by the occupant without being superimposed on the surrounding environment. Including
Computer
Vibration detecting means for detecting the vibration of the vehicle;
When the vibration of the vehicle is detected by the vibration detection unit, the position for generating the first virtual image is corrected based on the vibration of the vehicle detected by the vibration detection unit, while the second virtual image is corrected. A computer program for functioning as virtual image position correcting means that does not correct the position to be generated.
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