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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuganzeigevorrichtung.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Seit den letzten Jahren ist ein Fahrzeug bekannt, das mit einer Fahrzeuganzeigevorrichtung, wie einem Head-Up-Display (HUD), ausgestattet ist. Die Fahrzeuganzeigevorrichtung ermöglicht es einem Fahrer, ein virtuelles Bild visuell zu erkennen, indem ein auf einer Anzeige angezeigtes Anzeigebild auf eine Windschutzscheibe durch ein optisches System wie einen Reflexionsspiegel projiziert wird. Zum Beispiel wird in der Technik der offengelegten japanischen Patentanmeldung
JP 2016-90344 A , um es einem Benutzer zu ermöglichen, ein Pfeilmuster, das sich auf einem Bild einer Kreuzung überlappt, leicht zu erkennen, eine Straßenbreite durch Lesen von weißen Linien von einem aufgenommenen Straßenbild, und eine Länge oder Dicke eines Pfeilmusters abhängig von der Straßenbreite geändert. Zusätzlich wird in der Technik von
JP 2016-90344 A eine Form des Pfeilmusters selbst in Abhängigkeit von einer Entfernung von der aktuellen Position zu einer Führungszielkreuzung geändert.
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Wenn jedoch in der Technik von
JP 2016-90344 A die Straße uneben ist und eine Wellung aufweist, schwebt das Pfeilmuster, das auf dem Bild der Kreuzung überlappt ist, von der Straße, und die durch das Pfeilmuster angezeigte Position weicht von der tatsächlichen Position der Kreuzung ab. Daher kann ein Fahrer fälschlicherweise eine abbiegende Zielstraße erkennen.
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Die US-Patentanmeldung
US 2012/0224060 A1 beschreibt eine Head-up-Anzeigeeinrichtung zum Verringern einer Ablenkung eines Fahrers dadurch, dass Information nur dann bereitgestellt wird, wenn diese zur Fahrerassistenz erforderlich ist sowie in visuell ansprechender Art und Weise präsentiert wird. Erfassungsalgorithmen für Fahrspuren werden verwendet, um die explizite Position und Ausrichtung einer Fahrspur auf einer Straße zu erfassen. Ein Fahrweg kann etwa mit Hilfe der Überlagerung eines Pfeils über der Straße (Fahrspur) angezeigt werden.
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Die US-Patentanmeldung
US 2008/0055192 A1 beschreibt eine projektive Anzeigeeinrichtung für Fahrzeuge, die in der Lage ist, ein Bild, welches die Form einer Straße vor einem Fahrzeug angibt, zusammen mit dreidimensionaler Information, wie etwa einem Höhendifferenzindex, anzuzeigen.
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Die offengelegte japanische Patentanmeldung
JP 2011-128844 A beschreibt eine Erkennungseinrichtung für eine Straßenform, die eine vorhandene Straßenform unabhängig davon, ob eine Fahrspur markiert ist, richtig erkennt. Insbesondere wird ein Straßenformmodell auf der Basis ungefährer gerader Linien, die gemäß repräsentativer Abstände einer jeden horizontalen Linie in einem Distanzbild, welches eine Straßenumgebung vor einem Fahrzeug zeigt, berechnet werden, erzeugt. Ein Straßenformmodell kann darüber hinaus beruhend auf Informationen über linke und rechte Fahrspuren („Fahrspurkandidatenpunkte“) erzeugt werden.
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Die US-Patentanmeldung
US 2010/0268452 A1 beschreibt eine Navigationseinrichtung, die ein Fahrwegführungsobjekt auf einem real aufgenommenen Bild zeigt. Eine Erfassungseinheit für weiße Linien erfasst eine weiße Straßenmarkierungslinie auf dem real aufgenommenen Bild.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeuganzeigevorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Fahrer daran zu hindern, eine abbiegende Zielstraße falsch zu erkennen.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung gegenwärtig bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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- 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs zeigt, an dem eine Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angebracht ist;
- 2 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Operation der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Augenpunkterfassung in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
- 5 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Punktpositionserfassung für weiße Linien in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 6 ist ein erläuterndes Diagramm, das Navigationspfadinformation in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 7 ist ein erläuterndes Diagramm, das Weißlinien-Interpolationsformeln in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
- 8 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Basispunktposition in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 9 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Basispunktposition für den Fall eines Linksabbiegens in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 10 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Basispunktposition für den Fall eines Rechtsabbiegens in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 11 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Straßenformmodell in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 12 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Straßenformmodell in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 13 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Anzeigebild in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 14 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Anzeigebild in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
- 15 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Straßenformmodell in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Modifikation der Ausführungsform darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die folgende Ausführungsform nicht als eine Beschränkung der Erfindung ausgelegt werden soll. Elemente, die in der folgenden Ausführungsform beschrieben sind, umfassen diejenigen, die leicht durch einen Durchschnittsfachmann und wesentliche Äquivalente davon ersetzt werden können. Ferner können für die in der folgenden Ausführungsform beschriebenen Elemente verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung möglich sein.
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Ausführungsform
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Eine Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, weist eine Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 auf, zum Beispiel ein Head-Up-Display (HUD), das an einem Fahrzeug 100 wie einem Automobil angebracht ist. In der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 wird ein Anzeigebild von einem Vorrichtungshauptkörper 4 auf eine Windschutzscheibe 104 eines Fahrzeugs 100 projiziert, und ein virtuelles Bild S, das dem auf die Windschutzscheibe 104 projizierten Anzeigebild entspricht, wird visuell von einer Betrachtungsposition (Augenpunkt, „Eyepoint“: EP) eines Fahrers D des Fahrzeugs 100 erkannt. Die Windschutzscheibe 104 hat eine lichtdurchlässige Eigenschaft und reflektiert das von dem Vorrichtungshauptkörper 4 einfallende Anzeigelicht L zu einem Augenpunkt EP des Fahrers D. Der Augenpunkt EP ist eine Blickpunktposition des Fahrers D, der auf dem Fahrersitz 106 sitzt. Der Fahrer D kann das auf die Windschutzscheibe 104 projizierte Anzeigebild als ein virtuelles Bild S, das vor einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 vorgesehen ist, visuell erkennen. Das Anzeigebild wird auf einer Anzeige 41 in dem Vorrichtungshauptkörper 4 angezeigt, wird an einem optischen System 42 reflektiert und wird auf die Windschutzscheibe 104 projiziert. Die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform umfasst eine Fahrerkamera 2, eine Fahrzeugfrontkamera 3, einen Vorrichtungshauptkörper 4 und eine Navigationsvorrichtung 5.
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Die Fahrerkamera 2 ist innerhalb einer Kabine des Fahrzeugs 100 angeordnet, um kontinuierlich ein Gesicht des Fahrers D zu erfassen. Die Fahrerkamera 2 dient als eine Blickpunktpositionserfassungseinheit. Die Fahrerkamera 2 ist beispielsweise eine monokulare Kamera und ist über einer Lenksäule 105 in der Kabine und hinter einem Lenkrad 101 vom Fahrer D aus gesehen angeordnet. Die Fahrerkamera 2 ist über eine Kommunikationsleitung 16 mit dem Vorrichtungshauptkörper 4 verbunden und gibt die aufgenommenen Bilder sequentiell als ein Fahrerbild 20 an den Vorrichtungshauptkörper 4 aus. Zum Beispiel ist das Fahrerbild 20 ein Standbild, das durch Erfassen des Gesichts des Fahrers D erhalten wird, wie in 4 dargestellt. Man beachte, dass das Fahrerbild 20 ein bewegtes Bild sein kann.
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Die Fahrzeugfrontkamera 3 ist innerhalb der Kabine des Fahrzeugs 100 angeordnet, um kontinuierlich ein reales Landschaftsbild vor dem Fahrzeug durch die Windschutzscheibe 104 zu erfassen. Die Fahrzeugfrontkamera 3 ist beispielsweise eine stereoskopische Kamera, die in einem Dach 103 oder einem Rückspiegel (nicht dargestellt) innerhalb der Kabine angeordnet ist. Die Fahrzeugfrontkamera 3 ist mit dem Vorrichtungshauptkörper 4 über eine Kommunikationsleitung 15 verbunden und gibt das aufgenommene Bild sequenziell als ein vorderes Bild 21 an den Vorrichtungshauptkörper 4 aus. Das Vorderseitenbild 21 ist beispielsweise ein Standbild, das durch Erfassen einer realen Landschaft vor dem Fahrzeug erhalten wird, wie in 5 dargestellt. Zu beachten ist, dass das Vorderseitenbild 21 ein bewegtes Bild sein kann.
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Der Vorrichtungshauptkörper 4 projiziert das Anzeigebild auf die Windschutzscheibe 104. Der Vorrichtungshauptkörper 4 ist beispielsweise innerhalb einer Instrumententafel 102 des Fahrzeugs 100 angeordnet. Eine Öffnung 102a ist an einer oberen Oberfläche der Instrumententafel 102 vorgesehen. Der Vorrichtungshauptkörper 4 projiziert das Anzeigebild durch Bestrahlen des Anzeigelichts L zu der Windschutzscheibe 104 durch die Öffnung 102a.
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Die Navigationsvorrichtung 5 ist eine sogenannte Autonavigation und stellt dem Fahrer D des Fahrzeugs 100 eine Position eines Host-Fahrzeugs oder detaillierte Karteninformationen um das Host-Fahrzeug, Navigationspfadinformationen zu einem Ziel oder dergleichen bereit. Die Navigationsvorrichtung 5 erfasst die Position des Host-Fahrzeugs auf der Grundlage von Informationen von einem GPS-Satelliten oder dergleichen. Zusätzlich liest die Navigationsvorrichtung 5 die Navigationspfadinformation und dergleichen von einem internen Speicher (nicht dargestellt) oder erhält die Information extern über Kommunikation. Die Navigationsvorrichtung 5 ist mit der Steuerung 13 über eine Kommunikationsleitung 17 verbunden und gibt die Navigationspfadinformation und dergleichen als Reaktion auf eine Anforderung an die Steuerung 13 aus.
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Der Vorrichtungshauptkörper 4 gemäß dieser Ausführungsform umfasst eine Weißlinienpositionserfassungseinheit 11, eine Blickpunktpositionserfassungseinheit 12, eine Steuerung 13 und eine Bildprojektionseinheit 14, wie in 2 dargestellt. Die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11, die Blickpunktpositionserfassungseinheit 12 und die Steuerung 13 sind Abschnitte, die auf einer Zentraleinheit (CPU), einem Speicher und einem Mikrocontroller mit verschiedenen Schnittstellen oder dergleichen arbeiten.
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Die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11 ist eine Dreidimensional-Koordinatenerfassungseinheit, die zum Erfassen (Extrahieren) einer Vielzahl von Punktpositionen L0 bis Ln und R0 bis Rn (n: eine ganze Zahl, dies gilt in ähnlicher Weise in der folgenden Beschreibung) von einem Paar weißer Linien 23L (23) und 23R (23) ausgelegt ist, die eine Fahrspur 22, die sich von dem Fahrzeug auf der Basis des eingegebenen Vorderseitenbildes 21 erstreckt, dazwischen legen. Die Fahrspur 22 ist beispielsweise im Fall eines bidirektionalen Verkehrs auf eine linke Verkehrsrichtung oder im Falle eines unidirektionalen Verkehrs in eine Verkehrsrichtung eingestellt. Zum Beispiel schneidet die Fahrspur 22 eine Fahrspur 44 an einer Kreuzung F vor dem Fahrzeug, wie in 5 dargestellt. Die weißen Linien des Vorderseitenbildes 21 können beispielsweise an der Kreuzung F wie in den weißen Linien 23 angehalten werden oder können die Fahrspur 44 entlang einer horizontalen Richtung dazwischen liegen. In dieser Hinsicht erfasst die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11 alle weißen Linien von dem Vorderseitenbild 21, zum Beispiel spezifiziert sie durch eine Bilderkennungsverarbeitung eine Gruppe von weißen Linien, die sich gerade oder nahezu gerade (einschließlich einer Kurve) vor dem Fahrzeug entlang einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 erstrecken, und extrahiert dann eine Vielzahl von Punktpositionen L0 bis Ln und R0 bis Rn aus der Gruppe von weißen Linien. Eine Vielzahl von Punktpositionen L0 bis Ln und R0 bis Rn werden als dreidimensionale Koordinaten ausgedrückt, indem die Position der Fahrzeugfrontkamera 3 als Koordinatenursprung festgelegt wird. Zum Beispiel werden die Punktpositionen als L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) und R0(x, y, z) bis Rn(x, y, z) ausgedrückt. Die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11 gibt eine Vielzahl von Punktpositionen L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) und R0(x, y, z) bis Rn(x, y, z) an Steuerung 13 aus.
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Die Blickpunktpositionserfassungseinheit 12 erfasst einen Blickpunkt EP eines Fahrers D auf der Basis des eingegeben Fahrerbildes 20. Die Blickpunktpositionserfassungseinheit 12 dient als eine Blickpunktpositionserfassungseinheit. Die Blickpunktpositionserfassungseinheit 12 erfasst einen Blickpunkt EP des Fahrers D beispielsweise auf der Grundlage einer Mittelposition einer Stirn eines Gesichts des Fahrers D in dem Fahrerbild 20. Der Augenpunkt EP wird als dreidimensionale Koordinaten (Augenpunkt EP (x, y, z)) ausgedrückt, indem die Position der Fahrerkamera 2 als Koordinatenursprung festgelegt wird. Die Blickpunktpositionserfassungseinheit 12 gibt den Blickpunkt EP (x, y, z) an die Steuerung 13 aus.
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Die Steuerung 13 ist kommunizierbar mit der Fahrerkamera 2, der Fahrzeugfrontkamera 3, der Navigationsvorrichtung 5, der Weißlinienpositionserfassungseinheit 11, der Blickpunktpositionserfassungseinheit 12 und der Bildprojektionseinheit 14 verbunden, um diese zu steuern. Die Steuerung 13 gemäß dieser Ausführungsform funktioniert als eine Erzeugungseinheit für eine virtuelle Linie, eine Basispunktbestimmungseinheit, eine Erzeugungseinheit für ein dreidimensionales Modell und eine Anzeigesteuerung.
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Die Steuerung 13 hat eine Funktion zum Erzeugen jeder virtuellen Linie in einer Richtung, in der eine Vielzahl von dreidimensionalen Koordinaten entlang der weißen Linien 23L und 23R als die Erzeugungseinheit für die virtuelle Linie kontinuierlich sind. Die Steuerung 13 empfängt eine Vielzahl von Punktpositionen L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) und R0(x, y, z) bis Rn(x, y, z) der weißen Linien 23L und 23R. Wie in 7 gezeigt, erzeugt die Steuerung 13 eine Interpolationsformel 43L (43) als die virtuelle Linie in einer Richtung, in der eine Vielzahl von Punktpositionen L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) entlang der weißen Linie kontinuierlich 23L sind. Zusätzlich erzeugt die Steuerung 13 eine Interpolationsformel 43R (43) in einer Richtung, in der eine Vielzahl von Punktpositionen R0 (x, y, z) bis Rn(x, y, z) entlang der weißen Linie 23R kontinuierlich sind. Die Interpolationsformeln 43 gemäß dieser Ausführungsform umfassen zum Beispiel lineare Interpolation, Lagrange-Interpolation, Sprite-Interpolation und dergleichen. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Die Steuerung 13 fungiert als eine Basispunktbestimmungseinheit zum Bestimmen eines Basispunkts BP in einer der Interpolationsformeln 43L und 43R auf der Grundlage von Abstandsinformationen zu einem Indikator vor dem Fahrzeug, wie in 8 dargestellt. Hier ist der Indikator eine Kreuzung F auf einem Navigationspfad zu einem Ziel. Im weitesten Sinne ist die Kreuzung F ein Ort, an dem sich zwei oder mehr Straßen (Zufahrten, wenn ein Gehsteig und eine Zufahrt geschnitten sind) kreuzen, wie zum Beispiel eine Kreuzung oder eine T-Kreuzung. Die Kreuzung F ist ein Ort, an dem sich die Fahrspuren 22 und 44 schneiden, und ein Fahrzeug biegt unmittelbar vor dem Fahrzeug nach links oder rechts ab. Die Abstandsinformation zu dem Indikator vor dem Fahrzeug repräsentiert zum Beispiel ein Abstand G von einem vorderen Ende des Fahrzeugs 100 zu einer Mitte C der Kreuzung F, wie in 6 dargestellt. Der Basispunkt BP dient als ein Referenzpunkt eines Straßenformmodells 45, das nachstehend beschrieben wird, und wird als dreidimensionale Koordinaten (Basispunkt BP (x, y, z)) ausgedrückt. Der Basispunkt BP wird für die Interpolationsformeln 43 bestimmt, die zwischen einer Rechtskurve und einer Linkskurve des Fahrzeugs 100 unterschiedlich sind. Das heißt, der Basispunkt BP wird für die Interpolationsformel 43R in dem Fall der Rechtskurve bestimmt und der Basispunkt BP wird für die Interpolationsformel 43L in dem Fall der Linkskurve bestimmt. Die Steuerung 13 bestimmt den Basispunkt BP an einer der rechten Interpolationsformel 43R oder der linken Interpolationsformel 43L des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage der Links- oder Rechtsabbiegeinformation des Fahrzeugs 100 an der Kreuzung F in der Mitte eines Navigationspfades zu einem Ziel und der Entfernungsinformation zu der Mitte C der Kreuzung F. Die Links- oder Rechtsabbiegeinformation des Fahrzeugs 100 an der Kreuzung F ist in der Navigationspfadinformation enthalten, die von der Navigationsvorrichtung 5 eingegeben wird, und weist beispielsweise ein Quellenanzeigebild 25 mit einem Navigationsmuster 26 auf, wie in 12 dargestellt. Das Quellenanzeigebild 25 ist Information für eine überlappende Anzeige und dient als eine Quelle des auf der Anzeige 41 angezeigten Anzeigebildes. Die Abstandsinformation zu der Mitte C der Kreuzung F ist in der Navigationspfadinformation enthalten, die von der Navigationsvorrichtung 5 eingegeben wird. In dem Fall der Linksabbiegung des Fahrzeugs 100 bestimmt die Steuerung 13 den Basispunkt BPL (BP) für die linke Interpolationsformel 43L des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage des Abstandes G zu der Mitte C der Kreuzung F, wie dargestellt in 9. In dem Fall der Rechtsabbiegung des Fahrzeugs 100 bestimmt die Steuerung 13 den Basispunkt BPR (BP) für die rechte Interpolationsformel 43R des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage des Abstands (G+Vη zu der Kreuzung F, welcher erhalten wird durch Addieren der Breite W der Fahrspur 44, die sich in der rechten Abbiegerichtung von der Kreuzung F zu der Entfernung G zu der Mitte C der Kreuzung F erstreckt, wie in 10 dargestellt. Im Fall einer unidirektionalen Fahrspur 44 werden beide Basispunkte BPL und BPR als der Abstand G zum Mittelpunkt C der Kreuzung F bestimmt. Im Fall einer bidirektionalen Fahrspur 44 werden die Basispunkte BPL und BPR als der Abstand G und der Abstand G+W bestimmt, die voneinander verschiedenen sind. Die Breite W der Fahrspur 44 ist hier beispielsweise ein Mindestwert der Fahrspurbreite. Zum Beispiel wird die Breite W der Fahrspur 44 gemäß der lokalen Straßenstrukturregel auf 2,75m eingestellt. Zum Beispiel wird die Breite W der Fahrspur 44 von der Navigationsvorrichtung 5 erhalten. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Die Steuerung 13 fungiert als eine Dreidimensions-Modell-Erschaffungseinheit, um ein Straßenformmodell 45 zu erzeugen, in dem eine Vielzahl von Finite-Elemente-Modellen 45a zwischen einem Paar von Interpolationsformeln 43L und 43R angeordnet ist, wie in Finite-Elemente-Modellen 11 dargestellt. Das Finite-Elemente-Modell 45a ist definiert durch den Basispunkt BP und eine Vielzahl von Scheitelpunkten VL1(x, y, z) bis VLn(x, y, z) und VR1(x, y, z) bis VLn(x, y, z) für die Interpolationsformeln 43L bzw. 43R eingestellt, die vom Basispunkt BP zum Fahrzeug 100 gerichtet sind. Das Finite-Elemente-Modell 45a weist beispielsweise eine flache polygonale Form auf. Das Straßenformmodell 45 ist ein dreidimensionales (3D) Modell, das in einem virtuellen Raum in Bezug auf den Basispunkt BP gebildet ist. In dem Straßenformmodell 45 gemäß dieser Ausführungsform wird der für die Interpolationsformel 43L eingestellte Scheitelpunkt VL1(x, y, z) als der Basispunkt BPL festgelegt. Unterdessen wird der für die Interpolationsformel 43R eingestellte Scheitelpunkt VR1(x, y, z) als der Basispunkt BPR gesetzt.
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Wie gezeigt in 12 und 13, fungiert die Steuerung 13 als eine Anzeigesteuerung zum Durchführen einer Texturabbildung durch Anbringen des Quellenanzeigebildes 25 an dem Straßenformmodell 45 und Projizieren eines Bildes (ebenes Bild), das erhalten wird, wenn das Straßenformmodell 45 von dem Augenpunkt EP des Fahrers D von der Bildprojektionseinheit 14 als das Anzeigebild 25a gesehen wird. Die Steuerung 13 erzeugt das Anzeigebild 25a, das ein planares Bild ist, indem eine perspektivische Projektionstransformation für das Straßenformmodell 45 durchgeführt wird, das der Texturabbildung unterzogen wurde. Zusätzlich verzerrt die Steuerung 13 das auf der Anzeige 41 angezeigte Anzeigebild 25a entgegengesetzt, um eine Verzerrung des virtuellen Bildes S aufzuheben, die durch die Windschutzscheibe 104 und das optische System 42 verursacht wird. Die Steuerung 13 gibt das Anzeigebild 25a an die Bildprojektionseinheit 14 aus.
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Die Bildprojektionseinheit 14 projiziert das Anzeigebild 25a auf die Windschutzscheibe 104. Die Bildprojektionseinheit 14 weist eine Anzeige 41 und ein optisches System 42 auf.
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Die Anzeige 41 weist eine Flüssigkristallanzeigeeinheit und eine Hintergrundbeleuchtungseinheit (nicht dargestellt) auf. Die Flüssigkristallanzeigeeinheit enthält beispielsweise eine Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige (TFT-LCD). Die Hintergrundbeleuchtungseinheit projiziert ein auf der Flüssigkristallanzeigeeinheit angezeigtes Bild auf das optische System 42, indem Licht von der Rückseite der Flüssigkristallanzeigeeinheit eingestrahlt wird. Das optische System 42 reflektiert das Bild, das von der Anzeige 41 auf die Windschutzscheibe 104 projiziert wird. Das von dem optischen System 42 reflektierte Bild wird durch die Windschutzscheibe 104 auf den Fahrer D projiziert.
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Als nächstes werden Operationen der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 3 beschrieben. Diese Verarbeitung wird ausgeführt, indem das Fahrzeug 100 gestartet wird (beispielsweise durch Einschalten eines Zündschalters), und wird beendet, wenn das Fahrzeug 100 anhält (beispielsweise durch Ausschalten des Zündschalters). Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Reihenfolge der Schritte der Zeichnungen ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Reihenfolge beschränkt.
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Zuerst detektiert in Schritt S1 die Blickpunktpositionserfassungseinheit 12 einen Blickpunkt EP(x, y, z) des Fahrers D von dem Fahrerbild 20. Die Blickpunktpositionserfassungseinheit 12 gibt den erfassten Augenpunkt EP(x, y, z) des Fahrers D an die Steuerung 13 aus.
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Als Nächstes erfasst die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11 in Schritt S2 eine Vielzahl von Punktpositionen L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) und R0(x, y, z) bis Rn(x, y, z) der weißen Linien 23L und 23R von dem Vorderseitenbild 21. Zum Beispiel spezifiziert die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11 die weißen Linien 23L und 23R in dem vorderen Bild 21 und tastet eine Vielzahl von Punkten auf jeder weißen Linie 23L und 23R als Punktpositionen L0 bis L5 und R0 bis R5 ab. Die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11 erhält Abstände zu jeder Punktposition L0 bis L5 und R0 bis R5 von dem Fahrzeug 100, um dreidimensionale Koordinaten jeder Punktposition L0 bis L5 und R0 bis R5 zu erfassen. Die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11 gibt die erfassten Punktpositionen L0(x, y, z) bis L5(x, y, z) und R0(x, y, z) bis R5(x, y, z) an die Steuerung 13 aus.
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Als Nächstes erfasst die Steuerung 13 in Schritt S3 die Navigationspfadinformation von der Navigationsvorrichtung 5. Diese Navigationspfadinformation enthält wenigstens die Links- oder Rechtsabbiegeinformation der Kreuzung F und die Abstandsinformation zu der Mitte C der Kreuzung F.
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Als nächstes erzeugt die Steuerung 13 in Schritt S4 die Interpolationsformeln 43L und 43R der weißen Linien 23L und 23R von einer Vielzahl von Punktpositionen L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) und R0(x , y, z) bis Rn(x, y, z) der weißen Linien 23L und 23R.
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Als nächstes erhält die Steuerung 13 in Schritt S5 die Basispunkte BPL und BPR aus der Navigationspfadinformation und den Interpolationsformeln 43L und 43R der weißen Linien 23L und 23R.
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Als nächstes erzeugt die Steuerung 13 in Schritt S6 das Straßenformmodell 45 aus den Interpolationsformeln 43L und 43R der weißen Linien 23L und 23R und den Basispunkten BPL und BPR. Die Steuerung 13 definiert die Basispunkte BP und die Finite-Elemente-Modelle 45a unter Verwendung einer Vielzahl von Scheitelpunkten VL1 (x, y, z) bis VL6(x, y, z) und VR1(x, y, z) bis VL6(x, y, z) für jede der Interpolationsformeln 43L und 43R, die von den Basispunkten BP auf das Fahrzeug 100 gerichtet sind. Die Steuerung 13 erzeugt das Straßenformmodell 45 durch Anordnen einer Vielzahl von Finite-Elemente-Modellen 45a zwischen einem Paar von Interpolationsformeln 43L und 43R. Man beachte, dass, wenn die Interpolationsformeln 43L und 43R eine Kurve darstellen, die Werte durch Erhöhen der Anzahl der Eckpunkte VL und VR der Kurve angenähert werden.
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Als Nächstes fügt die Steuerung 13 in Schritt S7 die Textur basierend auf der Navigationspfadinformation an das Straßenformmodell 45 an. Die Steuerung 13 führt eine Texturabbildung durch, indem sie das Quellenanzeigebild 25 an das Straßenformmodell 45 anfügt.
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Als nächstes führt die Steuerung 13 in Schritt S8 eine perspektivische Projektionstransformation für das Straßenformmodell 45 durch, das der Texturabbildung unterzogen wurde. Wie in 13 gezeigt, stellt die Steuerung 13 ein Bild ein, das erhalten wird, wenn das Straßenformmodell 45 von dem Blickpunkt EP des Fahrers D als das Anzeigebild 25a betrachtet wird.
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In Schritt S9 korrigiert die Steuerung 13 eine Verzerrung in dem auf die Windschutzscheibe 104 projizierten Anzeigebild 25a und zeigt das Anzeigebild 25a durch Überlappen auf einer realen Landschaft unter Verwendung der Bildprojektionseinheit 14 an.
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Auf diese Weise bestimmt die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform die Basispunkte BP auf der Basis eines Paars weißer Linien 23L und 23R, die sich vor dem Fahrzeug und der Entfernung G zu der Kreuzung F erstrecken, und erzeugt das Straßenformmodell 45 in Bezug auf die Basispunkte BP, und erzeugt das Anzeigebild 25a durch Ausführen einer perspektivischen Projektionstransformation für das Straßenformmodell 45, die durch Durchführen einer Texturabbildung für das Quellenanzeigebild 25 erhalten wird. Als ein Ergebnis, zum Beispiel, wie in 14 gezeigt, ist es möglich, eine durch das Anzeigebild 25a angezeigte Richtung und eine Rechtsabbiegerichtung oder Linksabbiegerichtung an der Kreuzung F in der realen Landschaft zu kombinieren, selbst wenn auf der Straße vor dem Fahrzeug eine abfallende Neigung vorhanden ist. Daher ist es möglich zu unterdrücken, dass der Fahrer D eine Abbiegezielstraße falsch erkennt. Zusätzlich erfasst die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 ein Paar von Punktpositionen L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) und R0(x, y, z) bis Rn(x, y, z) der weißen Linien 23L und 23R, welche die Fahrspur 22, die sich vom Fahrzeug nach vorne erstreckt, zwischen dem Vorderseitenbild 21 anordnen. Folglich ist es möglich, eine Straßenform vor dem Fahrzeug leicht zu erkennen. Zusätzlich erzeugt die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 die Interpolationsformeln 43L und 43R in einer Richtung, in der eine Vielzahl von Punktpositionen L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) und R0(x, y, z) bis Rn(x, y, z) kontinuierlich entlang der weißen Linien 23L bzw. 23R sind. Als Ergebnis ist es möglich, den Basispunkt BP zum Beispiel selbst an dem Schnittpunkt F, wo die weißen Linien 23L und 23R enden, einfach zu bestimmen. Zusätzlich bestimmt die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 den Basispunkt BP für irgendeine der Interpolationsformeln 43 auf der Basis der Abstandsinformation zu der Kreuzung F vor dem Fahrzeug. Daher ist es möglich, den Basispunkt BP, der als eine Referenz des Straßenformmodells 45 dient, abhängig von der Kreuzung F mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Zusätzlich erzeugt die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 das Straßenformmodell 45, in dem eine Vielzahl von Finite-Elemente-Modellen 45a, definiert durch die Basispunkte BP und eine Vielzahl von gesetzten Scheitelpunkten VL1(x, y, z) bis VLn(x, y, z) und VR1(x, y, z) bis VLn(x, y, z) sind zwischen einem Paar von Interpolationsformeln 43L und 43R angeordnet. Folglich ist es nicht notwendig, ein neues dreidimensionales Modell zu erstellen, damit jedes Informationsstück überlappend angezeigt wird, und den Bildüberlappungsprozess zu vereinheitlichen. Folglich ist es möglich, einen Anstieg der Entwicklungskosten zu unterdrücken und die Vorrichtungskosten zu senken. Zusätzlich führt die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 eine Texturabbildung durch Anfügen des Quellenanzeigebildes 25 an das Straßenformmodell 45 durch und zeigt ein Bild an, das erhalten wird, wenn das Straßenformmodell 45 von dem Blickpunkt EP des Fahrers D als das Anzeigebild 25a betrachtet wird. Als Ergebnis wird der Anzeigevorgang beendet, indem einfach die überlappend angezeigten Informationen an das Straßenformmodell 45 angehängt werden. Daher ist es beispielsweise möglich, das Anzeigebild 25a einfach zu ändern.
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Die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform bestimmt den Basispunkt BP in irgendeiner der linken und rechten Interpolationsformeln 43R und 43L des Fahrzeugs 100 auf der Basis der Links- oder Rechtsabbiegeinformation des Fahrzeugs 100 an der Kreuzung F und die Entfernungsinformation zu der Kreuzung F in der Mitte des Navigationspfades zu dem Ziel. Als ein Ergebnis ist es selbst dann, wenn auf der Straße vor dem Fahrzeug eine Welligkeit vorliegt, möglich, das Straßenformmodell 45 mit hoher Genauigkeit in Kombination mit der realen Landschaft zu erzeugen.
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In der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform wird in dem Fall der Linksabbiegung des Fahrzeugs 100 der Basispunkt BPL für die linke Interpolationsformel 43L des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage des Abstands G zu der Mitte C der Kreuzung F bestimmt. Zusätzlich wird in dem Fall des Rechtsabbiegens der Basispunkt BPR für die rechte Interpolationsformel 43R des Fahrzeugs 100 auf der Basis der Entfernung zu der Kreuzung F bestimmt, welche erhalten wird, indem die Breite W der Fahrspur 44, die sich von der Kreuzung F in der Rechtsabbiegerichtung erstreckt, zu der Entfernung G zu der Mitte C der Abzweigung F addiert wird. Selbst wenn die Fahrspur 44, die sich von der Kreuzung F in der Rechtsabbiegerichtung erstreckt, als ein bidirektionaler Verkehr eingestellt wird, ist es folglich möglich, das Straßenformmodell 45 mit hoher Genauigkeit in Kombination mit der realen Landschaft zu erzeugen.
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Es sei angemerkt, dass, obwohl angenommen wird, dass eine Verkehrsumgebung des Fahrzeugs 100 in der oben erwähnten Ausführungsform als ein Linksverkehr eingestellt ist, die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. In dem Fall des Rechtsverkehrs und der rechten Abbiegung des Fahrzeugs 100 bestimmt die Steuerung 13 den Basispunkt BPR für die rechte Interpolationsformel 43R des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage des Abstands G zu der Mitte C der Kreuzung F. In dem Fall der Linksabbiegung des Fahrzeugs 100 wird der Basispunkt BPL für die linke Interpolationsformel 43L des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage der Entfernung zu der Kreuzung F bestimmt, welche durch Addieren der Breite W der Fahrspur 44 erhalten wird, die sich von der Kreuzung F in der Linksabbiegerichtung zu der Entfernung G zur Mitte C der Abzweigung F erstreckt. In dieser Konfiguration ist es möglich, die gleichen Wirkungen wie jene der oben beschriebenen Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 zu erreichen, selbst wenn die Verkehrsumgebung des Fahrzeugs 100 als der Rechtsverkehr eingestellt ist.
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Obwohl das Quellenanzeigebild 25 mit dem Navigationsmuster 26 an dem Straßenformmodell 45 als Textur in der zuvor erwähnten Ausführungsform angebracht ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Quellenanzeigebild 25 einen Stoppabstand 27 haben, wie in 15 dargestellt. Der Stoppabstand 27 ist ein Abstand zum Anhalten des Fahrzeugs 100 und wird als ein stabförmiges Muster ausgedrückt, das sich in der horizontalen Richtung erstreckt. In diesem Fall ist es möglich, den Stoppabstand 27 mit hoher Genauigkeit anzuzeigen, indem die Position des Basispunkts BP abhängig von einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 bestimmt wird und das Straßenformmodell 45 selbst dann erzeugt wird, wenn eine Unebenheit auf der Straße vor dem Fahrzeug vorliegt.
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Obwohl die Abstandsinformation zu dem Indikator vor dem Fahrzeug auf die Entfernung G von dem vorderen Ende des Fahrzeugs 100 zu der Mitte C der Kreuzung F in der zuvor erwähnten Ausführungsform eingestellt ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Abstandsinformation kann unterschiedlich eingestellt werden, solange die Entfernung zu dem Indikator ohne einen Fehler erhalten werden kann. Zum Beispiel kann die Abstandsinformation eine Entfernung von der Fahrzeugfrontkamera 3 zu dem Indikator sein.
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Obwohl die Fahrzeugfrontkamera 3 eine binokulare Kamera wie etwa eine sogenannte stereoskopische Kamera in der zuvor erwähnten Ausführungsform ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine monokulare Kamera kann ebenfalls verwendet werden. Das heißt, eine monokulare Kamera kann auch verwendet werden, solange eine Vielzahl von Punktpositionen L0(x, y, z) bis Ln(x, y, z) und R0(x, y, z) bis Rn(x, y, z) der weißen Linien 23L und 23R detektiert werden können.
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Obwohl die Steuerung 13 das Anzeigebild 25a durch Überlappen derselben auf der realen Landschaft unter Verwendung der Bildprojektionseinheit 14 in der zuvor erwähnten Ausführungsform anzeigt, ist das Anzeigebild 25a vorzugsweise in einer Position angeordnet, die mit einer Straßenpräsentation (nicht dargestellt) auf dem Fahrspur 22 nicht überlappt.
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Obwohl die Weißlinienpositionserfassungseinheit 11 die weiße Linie 23 erfasst, die sich von dem vorderen Bild 21 vor dem Fahrzeug in der zuvor erwähnten Ausführungsform erstreckt, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine gelbe Linie oder eine Kombination der weißen und gelben Linien kann ebenfalls verwendet werden. Die weißen und gelben Linien können als eine durchgezogene Linie, eine gepunktete Linie oder eine Kombination der durchgezogenen und gepunkteten Linien angezeigt werden.
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Obwohl die Fahrerkamera 2 und die Fahrzeugfrontkamera 3 in der oben erwähnten Ausführungsform in drahtgebundener Weise mit dem Vorrichtungshauptkörper 4 verbunden sind, können sie auf eine drahtlose Weise verbunden sein. Infolgedessen ist eine Verdrahtungsarbeit nicht notwendig.
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Obwohl die Steuerung 13 das Quellenanzeigebild 25 von der Navigationsvorrichtung 5 in der zuvor erwähnten Ausführungsform erfasst, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Steuerung 13 so konfiguriert sein, dass die Navigationspfadinformation oder dergleichen extern über Funkkommunikation erfasst werden.
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Obwohl angenommen wird, dass die Steuerung 13 das Straßenformmodell 45 durch Erfassen der weißen Linien in der zuvor erwähnten Ausführungsform erzeugt, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Steuerung 13 kann das Straßenformmodell 45 auf der Grundlage der Straßenformdaten und der Abstandsinformationen zu der Kreuzung F beispielsweise durch Erfassen der Straßenformdaten von der Navigationsvorrichtung 5 erzeugen. In diesem Fall kann das Straßenformmodell 45 implementiert werden, zum Beispiel durch Erfassen eines Neigungswinkels des Fahrzeugs 100 unter Verwendung eines Neigungsmessers und Einstellen eines Blickwinkelwinkels des Augenpunkts EP auf der Basis des Neigungswinkels während der perspektivischen Projektionstransformation.
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In der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen ist es möglich, zu unterdrücken, dass ein Fahrer die Abbiegezielstraße falsch erkennt.
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Obwohl die Erfindung in Bezug auf spezielle Ausführungsformen für eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht auf diese beschränkt, sondern sollen so ausgelegt werden, dass sie alle Modifikationen und alternativen Konstruktionen verkörpern, die einem Fachmann auf diesem Gebiet gerecht werden können und unter die hier dargelegte grundlegende Lehre fallen.
