CN106660495A - 车辆用显示装置以及车辆用显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆用显示装置，对需要唤起本车辆的驾驶者的注意的注意对象物进行检测，对从注意对象物至本车辆为止的距离进行计算，执行用于使针对注意对象物而唤起驾驶者的注意的注意记号以从驾驶者观察与注意对象物相邻的方式在前挡风玻璃上进行重叠显示的显示控制，并使对注意记号进行强调显示时的强调程度与距离相应地变化。

Description

车辆用显示装置以及车辆用显示方法
技术领域
本发明涉及一种在车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示的车辆用显示装置以及车辆用显示方法。
背景技术
当前，作为挡风玻璃影像显示等在本车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示的车辆用显示装置，公开有专利文献1。在该专利文献1所公开的车辆用显示装置中，以与成为唤起注意的对象的先行车辆重合的方式在前挡风玻璃上对目标记号进行显示。
专利文献1：日本特开2005－67514号公报
发明内容
然而，在上述的现有车辆用显示装置中，在对目标记号进行强调显示的情况下，无论在先行车辆位于距本车辆较远的位置的情况下还是在位于距本车辆较近的位置的情况下均同样地进行强调显示。因此，存在下述问题，即，即使在需要对驾驶者唤起注意的注意对象物接近本车辆而大小发生变化的情况下，也无法提高驾驶者对注意对象物的辨识度。
因此，本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种能够与注意对象物接近本车辆而使得其大小发生变化相应地提高驾驶者对注意对象物的辨识度的车辆用显示装置以及车辆用显示方法。
为了解决上述课题，本发明的一个方式涉及的车辆用显示装置以及车辆用显示方法对需要唤起本车辆的驾驶者的注意的注意对象物进行检测，对从注意对象物至本车辆为止的距离进行计算。而且，执行显示控制并使对注意记号进行强调显示时的强调程度与距离相应地变化，该显示控制用于使针对注意对象物而唤起驾驶者的注意的注意记号以从驾驶者观察与注意对象物相邻的方式在前挡风玻璃上进行重叠显示。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的车辆用显示装置的结构的框图。
图2是表示利用本发明的第1实施方式所涉及的车辆用显示装置实现的图像生成处理的处理步骤的流程图。
图3是用于说明利用本发明的第1实施方式所涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示方法的图。
图4是用于说明利用本发明的第1实施方式所涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示的调制方法的图。
图5是用于说明利用本发明的第1实施方式所涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示的调制方法的图。
图6是用于说明利用本发明的第1实施方式所涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示的调制方法的图。
图7是用于说明利用本发明的第2实施方式所涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示尺寸的变更方法的图。
具体实施方式
下面，参照附图对应用本发明的第1及第2实施方式进行说明。
[第1实施方式]
[车辆用显示装置的结构]
图1是表示本实施方式涉及的车辆用显示装置的结构的框图。如图1所示，本实施方式所涉及的车辆用显示装置1具备注意对象物检测部3、车辆状态检测部5、显示控制部7、显示调制部9以及图像生成部11。另外，显示控制部7具备坐标变换部21、显示位置计算部23和显示尺寸计算部25。
这里，本实施方式涉及的车辆用显示装置1作为在本车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示的挡风玻璃影像显示(未图示)的控制部起作用。车辆用显示装置1所控制的挡风玻璃影像显示具备对影像进行投影的投影部或使影像反射的屏幕以及菲涅尔镜等。另外，本实施方式涉及的车辆用显示装置1与搭载于本车辆的传感器类连接，特别是与前方照相机31、车间距离传感器33、转向角传感器35和车速传感器37连接。并且，车辆用显示装置1与头戴式显示器的HUD显示部39连接，将由图像生成部11生成的图像输出至HUD显示部39，由此在本车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示。
注意对象物检测部3对从前方照相机31获取的图像进行解析，对需要唤起本车辆的驾驶者注意的注意对象物进行检测。作为被检测的注意对象物，包括行人、自行车、在前方行驶的车辆、正进行停车的车辆、其他障碍物等。另外，在检测出在前方行驶的车辆的情况下，可以基于来自车间距离传感器33的信息而对注意对象物进行检测。而且，注意对象物检测部3对注意对象物的位置、相对距离、相对速度、大小等进行检测。此外，在本车辆搭载有雷达的情况下，可以利用雷达对上述信息进行检测。
车辆状态检测部5从搭载于本车辆的传感器类获取表示本车辆的行驶状态的数据。例如，从车间距离传感器33获取与在前方行驶的车辆的车间距离，从转向角传感器35获取本车辆的操纵转向角，从车速传感器37获取本车辆的车速。
显示控制部7执行下述控制，该控制用于以与由驾驶者进行目视观察的注意对象物在前挡风玻璃上的位置相邻的方式，对注意记号进行重叠显示。该注意记号是为了唤起驾驶者对注意对象物的注意而显示的图像。
这里，显示控制部7首先根据由前方照相机31拍摄到的图像获取表示注意对象物的位置的3D坐标，将该3D坐标变换为表示前挡风玻璃上的位置的2D坐标。然后，基于该2D坐标而计算出显示注意记号的前挡风玻璃上的显示位置。另外，显示控制部7基于注意对象物的图像上的大小而计算出在前挡风玻璃上显示的注意记号的显示尺寸。然后，显示控制部7进行控制，以使得以计算出的显示位置和显示尺寸将注意记号重叠显示于前挡风玻璃上。具体的处理利用构成显示控制部7的坐标变换部21、显示位置计算部23和显示尺寸计算部25来执行。
坐标变换部21进行将由前方照相机31获取的3D坐标的数据变换为本车辆的前挡风玻璃上的2D坐标的处理。
显示位置计算部23基于注意对象物在前挡风玻璃上的2D坐标而计算出显示注意记号的前挡风玻璃上的显示位置。通过在该显示位置对注意记号进行显示，由驾驶者看到注意记号在前挡风玻璃上以与注意对象物相邻地被重叠显示。
显示尺寸计算部25基于由前方照相机31拍摄到的图像上的注意对象物的大小，计算出在前挡风玻璃上显示的注意记号的显示尺寸。
显示调制部9使对注意记号进行强调显示时的强调程度与本车辆与注意对象物之间的相对距离相应地变化。特别是在本实施方式中，使注意记号的亮度、空间频率、时间频率与相对距离相应地变化。
图像生成部11基于上述的各部分的处理结果而生成在本车辆的前挡风玻璃上显示的头戴式显示器的图像。
前方照相机31是对本车辆前方的影像进行拍摄的拍摄单元，由CCD、CMOS等固态图像传感器构成。
车间距离传感器33使用毫米波雷达、CCD图像传感器、红外线传感器等而对在本车辆的前方行驶的先行车进行检测，对本车辆与先行车之间的车间距离进行测定。
转向角传感器35根据方向盘的转角而对本车辆的操纵转向角进行检测。
车速传感器37根据与车轴的转速相应的脉冲信号而对本车辆的车速进行检测。
HUD显示部39是用于将由影像实际朝向前挡风玻璃而进行投影的装置，例如是构成头戴式显示器的投影部。
此外，车辆用显示装置1由微型计算机、微处理器、包含CPU的通用的电子电路以及周边仪器构成。而且，通过执行特定的程序，从而作为上述的注意对象物检测部3、车辆状态检测部5、显示控制部7、显示调制部9以及图像生成部11而执行动作。
[图像生成处理的步骤]
下面，参照图2的流程图对通过本实施方式涉及的车辆用显示装置实现的图像生成处理的步骤进行说明。
如图2所示，首先在步骤S10中，注意对象物检测部3对从前方照相机31获取的图像进行解析，对需要唤起本车辆的驾驶者的注意的注意对象物进行检测。
在步骤S20中，车辆状态检测部5从搭载于本车辆的传感器类获取表示本车辆的行驶状态的数据。特别是，车辆状态检测部5从车间距离传感器33获取与在前方行驶的先行车之间的车间距离，并且从转向角传感器35获取本车辆的操纵转向角，从车速传感器37获取本车辆的车速。另外，可以根据GPS等获取本车辆的位置。
在步骤S30中，注意对象物检测部3将前方照相机31的图像按时间序列排列而根据注意对象物的位置的变化对注意对象物相对于本车辆的相对速度进行计算。这时，在本车辆搭载有雷达的情况下，可以利用雷达对相对速度进行检测。另外，在注意对象物是在前方行驶的车辆的情况下，也可以基于来自车间距离传感器33的信息而对相对速度进行计算。
在步骤S40中，注意对象物检测部3对前方照相机31的图像进行解析，由此对从本车辆至注意对象物的相对距离进行计算。另外，求出这时注意对象物的方向而确定注意对象物相对于本车辆的相对位置。并且，注意对象物检测部3根据注意对象物的图像上的大小还对注意对象物的大小进行计算。此外，上述信息在本车辆搭载有雷达的情况下还可以利用雷达来检测。另外，在注意对象物是在前方行驶的车辆的情况下，还可以基于来自车间距离传感器33的信息而对相对距离进行计算。此外，注意对象物检测部3可以根据相对速度而实时地对相对距离进行校正。
在步骤S50中，显示控制部7对用于使注意记号与注意对象物相邻而对注意记号进行重叠显示的显示位置进行计算。首先，坐标变换部21将由前方照相机31获取的3D坐标的数据变换为本车辆的前挡风玻璃上的2D坐标的数据。由此，将表示注意对象物的位置的3D坐标变换为表示前挡风玻璃上的位置的2D坐标。
然后，显示位置计算部23基于注意对象物的前挡风玻璃上的2D坐标而计算出显示注意记号的前挡风玻璃上的显示位置。
这里，参照图3对注意记号的显示位置的计算方法进行说明。如图3所示，在注意对象物41是行人的情况下，显示位置计算部23在前方照相机31的图像上设定将注意对象物41包围的矩形形状的框43，并在该框43的中心设定基点45。而且，显示位置计算部23将从该基点45向下方以规定距离离开的位置作为注意记号47的显示位置而进行计算。通过在这样计算出的显示位置处对注意记号47进行显示，从而，驾驶者能够观察到注意记号47以与注意对象物41相邻的方式被重叠显示。此外，在图3中，将注意记号47设为椭圆形状，但可以是直线形状，也可以是三角形、星形、箭头等其他形状。另外，可以将框43用作注意记号，也可以将显示位置设定于基点45。
并且，显示位置计算部23在从检测出注意对象物起至对注意记号进行显示之间存在时间差的情况下，可以对注意记号的显示位置进行校正。例如，以使得注意记号的显示位置成为与时间差的大小相应地靠近本车辆的位置的方式进行校正。这时，在本车辆的车速较快的情况下，将注意记号的显示位置校正为更靠近本车辆的位置。
在步骤S60中，显示控制部7对注意记号的显示尺寸进行计算。显示控制部7的显示尺寸计算部25基于注意对象物的图像上的大小而计算出在前挡风玻璃上显示的注意记号的显示尺寸。在图3中，以使得与表示注意对象物41的大小的框43的横幅相比稍大的方式对注意记号47的显示尺寸进行设定，但也可以设定为与框43的横幅相等，还可以设定与框43的横幅相比稍小。
在步骤S70中，显示调制部9使对注意记号进行强调显示时的强调程度与相对距离相应地变化。具体而言，显示调制部9使强调程度以与注意对象物接近本车辆而相对距离减小相应地注意记号的亮度升高的方式变化。例如，如图4(a)所示，在时刻T0，在注意对象物41位于距本车辆较远的位置而相对距离较大的情况下，降低注意记号47的亮度B0。然后，如果经过Δt的时间而成为时刻T1＝T0+Δt，则如图4(b)所示，注意对象物41接近本车辆而相对距离减小。在该情况下，显示调制部9使注意记号47的亮度以与相对距离减小相应地升高的方式变化，从而设定为亮度B1(＞B0)。
通过这样使得注意记号的亮度以与相对距离减小相应地升高的方式变化，能够与注意对象物接近本车辆而使得唤起注意的必要性升高相应地，提高驾驶者对注意对象物的辨识度。另一方面，在注意对象物位于距本车辆较远的位置而唤起注意的必要性较低时，通过将注意记号的亮度设定为较低，能够降低给驾驶者带来的厌烦感。
并且，显示调制部9可以使空间频率变化以代替使注意记号的亮度变化的方式。具体而言，显示调制部9使注意记号的空间频率以与注意对象物接近本车辆而相对距离减小相应地升高的方式变化。即，在相对距离增大而注意对象物位于距本车辆较远的位置时，模糊地对注意记号进行显示，如果注意对象物接近本车辆而相对距离减小，则清晰地对注意记号进行显示。例如，如图5(a)所示，在时刻T0，将注意记号47的空间频率H0设定为较低而模糊地进行显示。而且，如果成为时刻T1＝T0+Δt，则如图5(b)所示，使注意记号47的空间频率以与相对距离减小相应地升高的方式变化，将空间频率设定为H1(＞H0)。由此，在注意对象物接近本车辆而唤起注意的必要性升高时，能够清晰地对注意记号进行显示而提高驾驶者对注意对象物的辨识度。另一方面，在注意对象物位于距本车辆较远的位置而唤起注意的必要性较低时，能够模糊地对注意记号进行显示而降低给驾驶者带来的厌烦感。
并且，显示调制部9可以使注意记号的时间频率变化。具体而言，显示调制部9使注意记号的时间频率以与相对距离减小相应地升高的方式变化。即，在注意对象物位于距本车辆较远的位置而相对距离增大时，以缓慢地闪烁的方式对注意记号进行显示，如果注意对象物接近本车辆而相对距离减小，则以使得注意记号的闪烁加快的方式进行显示。例如，如图6(a)所示，在时刻T0，将注意记号47的时间频率f0设定为较低而使其缓慢地闪烁。而且，如果成为时刻T1＝T0+Δt，则如图6(b)所示，使注意记号47的时间频率以与相对距离减小相应地升高的方式变化，从而将时间频率设定为f1(＞f0)。由此，在注意对象物接近本车辆而唤起注意的必要性升高时，使注意记号快速地闪烁而能够提高驾驶者对注意对象物的辨识度。另一方面，在注意对象物位于距本车辆较远的位置而唤起注意的必要性较低时，使注意记号缓慢地闪烁而能够降低给驾驶者带来的厌烦感。
此外，可以使注意记号的亮度、空间频率、时间频率中的任1个与相对距离相应地变化，但也可以将任2个组合而使它们与相对距离相应地变化，还可以使它们全部与相对距离相应地变化。
在步骤S80中，图像生成部11以成为通过上述各处理计算出的显示位置、显示尺寸、强调显示的方式生成注意记号的图像，并将其输出至HUD显示部39。由此使本实施方式所涉及的图像生成处理结束。
然后，利用HUD显示部39将注意记号的图像投影至前挡风玻璃上，以与注意对象物重叠的方式对注意记号的虚像进行显示。
[第1实施方式的效果]
如以上详细说明，根据本实施方式所涉及的车辆用显示装置1，使对注意记号进行强调显示时的强调程度与相对距离相应地变化，因此能够与注意对象物接近本车辆而其大小发生变化相应地，提高驾驶者对注意对象物的辨识度。
另外，根据本实施方式所涉及的车辆用显示装置1，使注意记号的亮度与相对距离相应地变化，因此与注意对象物接近本车辆而其大小发生变化相应地，驾驶者能够容易地目视观察到注意对象物。
并且，根据本实施方式所涉及的车辆用显示装置1，使注意记号的空间频率与相对距离相应地变化，因此与注意对象物接近本车辆而其大小发生变化相应地，驾驶者能够清晰地目视观察到注意对象物。
另外，根据本实施方式所涉及的车辆用显示装置1，使注意记号的时间频率与相对距离相应地变化，因此能够与注意对象物接近本车辆而其大小发生变化相应地，提高驾驶者对注意对象物的辨识度。
并且，根据本实施方式所涉及的车辆用显示装置1，与从检测出注意对象物起至对注意记号进行显示为止的时间差相应地对注意记号的显示位置进行校正，因此能够与时间差无关地，在适当的位置对注意记号进行显示。
[第2实施方式]
下面，参照附图对本发明的第2实施方式所涉及的车辆用显示装置进行说明。其中，本实施方式所涉及的车辆用显示装置的结构与第1实施方式相同，因此将详细说明省略。
在本实施方式中，使注意记号的显示尺寸与相对距离相应地变化，但与第1实施方式不同。即，在图2所示的流程图的步骤S60中，在显示控制部7对注意记号的显示尺寸进行计算时，使注意记号的显示尺寸与相对距离相应地变化。其中，关于图2的流程图的其他步骤，执行与第1实施方式相同的处理，因此将详细说明省略。
在步骤S60中，显示控制部7的显示尺寸计算部25与上述的第1实施方式同样地基于注意对象物在图像上的大小而对注意记号的显示尺寸进行计算。而且，显示尺寸计算部25使计算出的注意记号的显示尺寸与相对距离相应地变化。具体而言，显示尺寸计算部25使注意记号的显示尺寸以与注意对象物接近本车辆而相对距离减小相应地增大的方式变化。例如，如图7(a)所示，在时刻T0，在注意对象物41位于距本车辆较远的位置而相对距离较大的情况下，减小注意记号47的宽度L0。将该宽度L0设为与基于注意对象物的大小而计算出的正常的显示尺寸相同、或者小于该显示尺寸。然后，如果经过Δt的时间而成为时刻T1＝T0+Δt，则如图7(b)所示，注意对象物41接近本车辆而相对距离减小。在该情况下，显示尺寸计算部25使注意记号47的宽度以与相对距离减小相应地增大的方式变化，由此将其设定为宽度L1(＞L0)。将该宽度L1设为比基于注意对象物的大小而计算出的正常的显示尺寸大。由此，在注意对象物接近本车辆而唤起注意的必要性升高时，增大注意记号的显示尺寸而能够提高驾驶者对注意对象物的辨识度。另一方面，在注意对象物位于距本车辆较远的位置而唤起注意的必要性较低时，减小注意记号的显示尺寸而能够降低给驾驶者带来的厌烦感。
此外，在图7中，对使注意记号的横向的宽度变化的情况进行了例示，但也可以使注意记号的纵向的长度变化，还可以使注意记号整体的大小变化。
[第2实施方式的效果]
如以上详细说明，根据本实施方式所涉及的车辆用显示装置1，使注意记号的显示尺寸与相对距离相应地变化，因此与注意对象物接近本车辆而其大小发生变化相应地，驾驶者能够容易地对注意对象物进行目视观察。
此外，上述的实施方式是本发明的一个例子。因此，本发明并不限定于上述的实施方式，即使是该实施方式以外的方式，如果不脱离本发明涉及的技术思想的范围，则能够与设计等相应地进行各种变更，这是显而易见的。
标号的说明
1 车辆用显示装置
3 注意对象物检测部
5 车辆状态检测部
7 显示控制部
9 显示调制部
11 图像生成部
21 坐标变换部
23 显示位置计算部
25 显示尺寸计算部
31 前方照相机
33 车间距离传感器
35 转向角传感器
37 车速传感器
39 HUD显示部

Claims (7)

1.一种车辆用显示装置，其在本车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示，
所述车辆用显示装置的特征在于，具备：
注意对象物检测部，其对需要唤起所述本车辆的驾驶者的注意的注意对象物进行检测，对从所述注意对象物至所述本车辆为止的距离进行计算；
显示控制部，其执行显示控制，该显示控制用于使针对由所述注意对象物检测部检测出的注意对象物而唤起所述驾驶者的注意的注意记号，以从所述驾驶者观察与所述注意对象物相邻的方式在所述前挡风玻璃上进行重叠显示；以及
显示调制部，其使对由所述显示控制部进行显示控制的注意记号进行强调显示时的强调程度与所述距离相应地变化。
2.根据权利要求1所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述显示调制部使所述注意记号的亮度与所述距离相应地变化。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述显示调制部使所述注意记号的空间频率与所述距离相应地变化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述显示调制部使所述注意记号的时间频率与所述距离相应地变化。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述显示控制部使所述注意记号的显示尺寸与所述距离相应地变化。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述显示控制部与从检测出所述注意对象物起至对所述注意记号进行显示为止的时间差相应地，对所述注意记号的显示位置进行校正。
7.一种车辆用显示方法，其是在本车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示的车辆用显示装置的车辆用显示方法，
所述车辆用显示方法的特征在于，
所述车辆用显示装置对需要唤起所述本车辆的驾驶者的注意的注意对象物进行检测，对从所述注意对象物至所述本车辆为止的距离进行计算，
执行显示控制，该显示控制用于使针对所述注意对象物而唤起所述驾驶者的注意的注意记号，以从所述驾驶者观察与所述注意对象物相邻的方式在所述前挡风玻璃上进行显示，
使对所述注意记号进行强调显示时的强调程度与所述距离相应地变化。
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