DE112017005111T5

DE112017005111T5 - Bordanzeigesteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112017005111T5
Application number: DE112017005111.8T
Authority: DE
Inventors: Takamitsu Suzuki; Masayuki Kondo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2019-07-11
Also published as: US20190235241A1; WO2018066695A1; US11194154B2; JP6756228B2; JP2018058544A

Abstract

Eine Bordanzeigesteuervorrichtung (10) steuert ein HUD (28) zum Anzeigen von Information für einen Fahrer eines Fahrzeugs (1) als Anzeigebild in einem vorderen Sichtfeld des Fahrers. Die Bordanzeigesteuervorrichtung ist konfiguriert, um mindestens eine der Steuerungen für ein Verhalten, eine Umgebung oder eine körperliche Fähigkeit auszuführen. Die Bordanzeigesteuervorrichtung ist beim Ausführen der verhaltensbezogenen Steuerung konfiguriert, um einen Anzeigemodus des Anzeigebildes des HUD basierend auf Information, die ein Fahrzeugverhalten beschreibt, abzustimmen. Die Bordanzeigesteuervorrichtung ist beim Ausführen der umgebungsbezogenen Steuerung konfiguriert, um den Anzeigemodus des Anzeigebildes des HUD basierend auf Information, die eine Eigenschaft einer äußeren Umgebung beschreibt, abzustimmen. Die Bordanzeigesteuervorrichtung ist beim Ausführen der eine körperliche Fähigkeit betreffenden Steuerung konfiguriert, um den Anzeigemodus des Anzeigebildes des HUD basierend auf Information, die eine körperliche Fähigkeit des Fahrers beschreibt, abzustimmen.

Description

QUERVERWEIS AUF IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 7. Oktober 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-199185 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine bordeigene Anzeige (auch als Bordanzeigesteuervorrichtung bezeichnet), die eine Anzeige durch ein an einem Fahrzeug montiertes Head-up-Display steuert.
STAND DER TECHNIK
Ein Head-up-Display erzeugt ein Anzeigebild in einer Voraussicht eines Fahrers eines Fahrzeugs basierend auf einem virtuellen Bild, um Information in einer Richtung einer Sichtlinie des Fahrers anzuzeigen. Das Head-up-Display kann als HUD bezeichnet werden. Als praktisches Beispiel für das am Fahrzeug montierte HUD wird eine erweiterte Realität (ER) bzw. Augmented Reality (AR) vorgeschlagen. Bei der erweiterten Realität, die das am Fahrzeug montierte HUD verwendet, wird beispielsweise Information einer realen Szenerie, so wie sie durch eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs betrachtet wird, überlappend angezeigt. Dadurch wird die vom Fahrer erkannte reale Szenerie erweitert. Ein Beispiel kann ein Symbol, wie beispielsweise einen Pfeil, anzeigen, der eine Richtung anzeigt, in der ein betreffendes Fahrzeug an einem Kreuzungspunkt entsprechend einem Verlauf der Straße in der realen Szenerie weiterfahren kann. Alternativ wird die Aufmerksamkeit des Fahrers durch Hervorhebung eines Verkehrszeichens erregt, das der Fahrer nicht sieht.
Eine Position eines Gesichts des Fahrers im Fahrzeug muss jedoch nicht unbedingt feststehend sein. Die Position des Gesichts des Fahrers ändert sich, so dass eine Position der realen Szenerie und eine Position des Anzeigebildes des HUD aus Sicht des Fahrers voneinander abweichen können. Daher kann es vorkommen, dass ein Vorteil durch eine überlappende Anzeige nicht erreicht wird. Da das Anzeigebild des HUD möglicherweise nicht an einer geeigneten Position angezeigt wird, kann außerdem ein Fall eintreten, in dem der Fahrer Unbehagen oder ein Missverständnis verspürt.
Patentdokument 1 schlägt eine Technik für den Fall vor. Im Detail wird die Position des Auges des Fahrers erfasst und das Anzeigebild in einer geraden Linie abgebildet, die durch Verbinden der Positionen der Augen des Fahrers mit einer Führungsroute erhalten wird. Dadurch wird das Anzeigebild des HUD an einer geeigneten Position angezeigt.
LITERATUR ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: JP H7-257228 A
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Infolge einer eingehenden Prüfung durch die Erfinder wurde jedoch Folgendes herausgefunden. Ein Faktor, der bewirkt, dass das Anzeigebild des HUD abweichend von einer realen Szenerie angezeigt wird, ist nicht auf einen Faktor beschränkt, der eine Gesichtsposition des Fahrers betrifft. Die Erfinder fanden eine Möglichkeit, dass eine Abweichung zwischen dem Anzeigebild des HUD und der realen Szenerie aufgrund verschiedener Faktoren auftritt, die z.B. schnelle Verhaltensänderungen eines Fahrzeugs, eine Eigenschaft einer äußeren Umgebung, körperliche Fähigkeiten des Fahrers oder dergleichen betreffen. Darüber hinaus stellten die Erfinder fest, dass aufgrund dieser Faktoren eine Inkompatibilität zwischen dem Anzeigebild des HUD und der realen Szenerie auftritt, und der Fahrer sich unwohl fühlen kann.
Gemäß einer Situation der vorliegenden Offenbarung kann es erforderlich sein, eine Technik bereitzustellen, um das Anzeigebild des HUD in geeigneter Weise anzuzeigen, um die verschiedenen Faktoren, die das Unbehagen und die Abweichung zwischen dem Anzeigebild des HUD und der realen Szenerie verursachen, anzugehen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung steuert die Bordanzeigesteuervorrichtung das Head-up-Display. Das Head-up-Display zeigt Information als das Anzeigebild an, das basierend auf dem virtuellen Bild erhalten wird, das in einer Voraussicht des Fahrers erkannt wird. Die Information muss für den Fahrer des Fahrzeugs angezeigt werden. Die Bordanzeigesteuervorrichtung weist einen Rauminformationserfassungsabschnitt, einen Augenpunktinformationserfassungsabschnitt, eine Anzeigesteuereinheit (Controller) und einen Ausgabeabschnitt auf.
Der Rauminformationserfassungsabschnitt ist konfiguriert, um Information zu erfassen, die eine Position eines Objekts, das in einer realen Szenerie vor dem Fahrzeug vorhanden ist, in einem absoluten Koordinatensystem beschreibt. Der Augenpunktinformationserfassungsabschnitt ist konfiguriert, um Information zu erfassen, die eine Position des Auges des Fahrers beschreibt. Die Anzeigesteuereinheit ist konfiguriert, um einen Anzeigemodus des Anzeigebildes basierend auf Positionsinformation des Objekts und Positionsinformation des Auges zu bestimmen. Insbesondere bestimmt die Anzeigesteuereinheit den Anzeigemodus des Anzeigebildes mit mindestens einer Position, an der das Anzeigebild derart projiziert wird, dass das Anzeigebild überlappend mit einem bestimmten Ziel im Sichtfeld des Fahrers angezeigt wird. Der Ausgabeabschnitt ist konfiguriert, um das Anzeigebild in Übereinstimmung mit dem von der Anzeigesteuereinheit bestimmten Anzeigemodus im Head-up-Display zu bilden bzw. darzustellen.
Die Anzeigesteuereinheit ist konfiguriert, um mindestens eine Steuerung von einer verhaltensbezogenen Steuerung, bei der die Anzeigesteuereinheit den Anzeigemodus des Anzeigebildes basierend auf Information abstimmt, die ein Verhalten des Fahrzeugs beschreibt, einer umgebungsbezogenen Steuerung, bei der die Anzeigesteuereinheit den Anzeigemodus des Anzeigebildes basierend auf der Information abstimmt, die eine Eigenschaft der äußeren Umgebung beschreibt, oder einer eine körperliche Fähigkeit betreffenden Steuerung, bei der die Anzeigesteuereinheit den Anzeigemodus des Anzeigebildes basierend auf der Information abstimmt, die eine körperliche Fähigkeit des Fahrers beschreibt, auszuführen.
Gemäß der Bordanzeigesteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann der Anzeigemodus des Anzeigebildes entsprechend den verschiedenen Faktoren, die das Unbehagen und die Abweichung zwischen dem Anzeigebild des HUD und der realen Szenerie verursachen, abgestimmt werden. Daher können die Inkompatibilität und das Unbehagen für das Anzeigebild im HUD gemindert werden.
Figurenliste
Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines bordeigenen Anzeigesystems gemäß einer Ausführungsform;
2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs eines Anzeigesteuerprozesses; und
3 eine erklärende Ansicht zur Veranschaulichung einer Relation zwischen einer Sicht eines Peripherieüberwachungsgeräts, einer Sicht eines Fahrers, einer HUD-Projektionsfläche und einer HUD-Anzeigefläche.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern gemäß verschiedenen Aspekten bereitstellbar.
[Konfiguration von bordeigenem Anzeigesystem]
Nachstehend ist eine Konfiguration des bordeigenen Anzeigesystems der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das bordeigene Anzeigesystem zeigt Information für einen Fahrer durch den Einsatz eines HUD an. Das bordeigene Anzeigesystem ist an einem Fahrzeug 1 montiert. Das bordeigene Anzeigesystem weist, wie in 1 gezeigt, eine Bordanzeigesteuervorrichtung 10 und jeden mit der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 verbundenen Abschnitt auf. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ist mit einem Peripherieüberwachungsgerät 12, einem Augenpunktdetektor 18, einem Sehvermögendetektor 20, einem Fahrzeugverhaltensdetektor 22, einem Positionsdetektor 24, einem Karteninformationserfassungsabschnitt 26 und einem Head-up-Display-Projektor 28 (auch als HUD-Projektor bezeichnet) verbunden.
Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 entspricht einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, die im Wesentlichen aus einer CPU, einem Halbleiterspeicher, wie beispielsweise ein RAM, ein ROM oder ein Flash-Speicher, und einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle oder dergleichen (nicht gezeigt) aufgebaut ist. Der HUD-Projektor 28 bildet ein Anzeigebild basierend auf einem virtuellen Bild in einem vorderen Sichtfeld des Fahrers. Dadurch zeigt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 Information an, die sich mit einer realen Szenerie überlappt, die der Fahrer durch die Windschutzscheibe sieht, die sich vor einem Fahrersitz des Fahrzeugs 1 befindet.
Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 wird beispielsweise durch einen Mikrocontroller oder dergleichen bereitgestellt, in dem Funktionen als Computersystem konzentriert sind. Die Funktion der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 wird durch die CPU implementiert, die ein Programm ausführt, das auf einem materiellen Speichermedium, wie beispielsweise das ROM oder der Halbleiterspeicher, gespeichert ist. Die Anzahl von Mikrocontrollern, die die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 bilden, kann bei einem oder mehreren Mikrocontrollern liegen. Ein Verfahren, das eine Funktion der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 implementiert, ist nicht auf Software beschränkt. Ein Teil oder alle Elemente des Verfahrens können durch Verwendung einer Hardware implementiert werden, die durch eine Kombination aus einer logischen Schaltung, einer analogen Schaltung oder dergleichen erhalten wird.
Das Peripherieüberwachungsgerät 12 entspricht einem optischen oder elektromagnetischen Sensor zum Erkennen einer Szenerie vor dem Fahrzeug 1. Das Peripherieüberwachungsgerät 12 weist beispielsweise eine Kamera 14 und ein Radar 16 auf. Die Kamera 14 fotografiert einen Vorausbereich, der durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 betrachtet wird, und gibt Daten eines aufgenommenen Bildes an die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 aus. Das Radar 16 sendet eine elektrische Welle oder ein Laserlicht in den mit einem Aufnahmebereich der Kamera 14 gemeinsamen Vorausbereich und empfängt eine reflektierte Welle. Dadurch erkennt das Radar 16 die Anwesenheit oder Abwesenheit des Ziels oder eine Entfernung zum Ziel. Zusätzlich zu der Kamera 14 und dem Radar 16 kann ein Zielsensor, wie beispielsweise ein Infrarotsensor oder ein Ultraschallsensor, als das Peripherieüberwachungsgerät 12 verwendet werden.
Der Augenpunktdetektor 18 entspricht einem Sensor mit einer Funktion zum Erfassen der Position eines Auges des Fahrers. Als der Augenpunktdetektor 18 kann beispielsweise ein Kamerasystem mit einer Funktion zum Messen einer Koordinate der Position des Fahrerauges in einem Fahrzeugkoordinatensystem oder dergleichen verwendet werden. Das Kamerasystem führt beispielsweise einen Bildprozess bzw. eine Bildverarbeitung zu einem von einer Infrarotkamera aufgenommenen Bild des Fahrerauges aus. Dadurch erfasst das Kamerasystem die Positionskoordinate des Fahrerauges im Fahrzeugkoordinatensystem.
Der Sehvermögendetektor 20 erfasst ein Sehvermögen des Fahrers. Als ein bestimmtes Beispiel für den Sehvermögendetektor 20 kann die Funktion eines Autorefraktometers in Zusammenarbeit mit einem allgemeinen Fahrerzustandsüberwachungsgerät, das ein Gesichtsbild des Fahrers über die Infrarotkamera und einen Computer erkennt, bereitgestellt werden. Das Autorefraktometer entspricht einem allgemeinen Messgerät, das das Infrarotlicht an das Auge eines Probanden abgibt und automatisch einen Beugungsstatus, ein Vorhandensein oder Fehlen oder einen Grad von Myopie, Hyperopie, Astigmatismus oder dergleichen des Auges analysiert und misst.
Der Fahrzeugverhaltensdetektor 22 erfasst eine physikalische Größe, die ein Verhalten des Fahrzeugs 1 anzeigt. Der Fahrzeugverhaltensdetektor 22 beinhaltet ein Gyroskop, einen Federwegsensor, einen Fahrzeughöhensensor, einen Fahrzeugraddrehzahlsensor, einen Beschleunigungssensor oder dergleichen. Der Positionssensor 24 erfasst eine aktuelle Position des Fahrzeugs 1 basierend auf einem Erfassungsergebnis, das von einem GPS-Empfänger, dem Gyroskop, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor oder dergleichen erhalten wird.
Der Karteninformationserfassungsabschnitt 26 erfasst Topographie-Daten, einschließlich Information, die die Topographie oder einen Straßenverlauf in einem absoluten Koordinatensystem beschreibt. Der Karteninformationserfassungsabschnitt 26 gibt die erfassten Topographie-Daten an die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 aus. Die vom Karteninformationserfassungsabschnitt 26 erfassten Topographie-Daten können auf einem am Fahrzeug 1 montierten Karteninformationsspeichermedium aufgezeichnet werden. Die Topographie-Daten können per Kommunikation mit der externen Vorrichtung erfasst werden.
Der HUD-Projektor 28 entspricht einer Anzeigevorrichtung, die Licht zum Bilden von Information projiziert, die dem Fahrer auf der Windschutzscheibe angezeigt wird. Der HUD-Projektor 28 bildet das Anzeigebild durch das virtuelle Bild im vorderen Sichtfeld des Fahrers. Als der HUD-Projektor 28 kann beispielsweise ein Projektor mit einer Struktur entsprechend eingesetzt werden. In der Struktur ist ein Anzeigefeld zum Anzeigen der projizierten Bildinformation direkt der Windschutzscheibe als Projektionsfläche zugewandt. Alternativ kann auch ein Projektor mit einer Struktur entsprechend eingesetzt werden. In der Struktur wird die Bildinformation von dem Anzeigefeld durch ein optisches System mit Spiegeln, Linsen oder dergleichen projiziert.
Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 steuert eine Position, an der das Anzeigebild projiziert wird, basierend auf einer vom Peripherieüberwachungsgerät 12 erkannten Position des Objekts und der Position des Fahrerauges. Insbesondere projiziert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 das Anzeigebild so, dass das Anzeigebild des HUD überlappend mit dem bestimmten Ziel in der Sicht des Fahrers angezeigt wird. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ist konfiguriert, um eine Steuerung zum angemessenen Anzeigen des Anzeigebildes des HUD in Bezug auf die folgenden Faktoren (1) bis (7) auszuführen.
Faktoren zum Fahrzeugverhalten
Das HUD wird in einem am Fahrzeug angebrachten Mechanismus angezeigt. Daher kann der Fahrer, wenn eine schnelle Änderung von Nicken, Rollen, Gieren oder dergleichen für das Fahrzeug auftritt, nachteilige Auswirkungen wie HUD-Übelkeit oder dergleichen durch Unschärfe des Anzeigebildes oder dergleichen erfahren. Diese nachteiligen Auswirkungen können bemerkenswert sein, wenn eine Brennweite des Anzeigebildes des HUD lang ist. Es kann davon ausgegangen werden, dass ein Erkennen der Unannehmlichkeiten im Gehirn des Fahrers zu einer Situation führt, in der die nachteiligen Auswirkungen bemerkenswert sein können. Das Erkennen wird durch eine plötzliche Abweichung zwischen dem Anzeigebild und der realen Szenerie in einem Zustand hervorgerufen, in dem eine Sichtlinie des Fahrers mit der realen Szenerie übereinstimmt, die durch die Windschutzscheibe betrachtet wird, und in einem Zustand, in dem das Anzeigebild des HUD überlappend mit der realen Szenerie angezeigt wird.
Faktoren zu Variationen von Überlappungsziel
So wird beispielsweise, als einer von Fällen, angenommen, dass ein Symbol, das eine Teilung einer Fahrspur oder dergleichen anzeigt, überlappend mit einer Fahrbahnoberfläche angezeigt wird. Eine Form des Anzeigebildes des HUD und eine Form des Überlappungsziels in einer realen Szenerie stimmen aufgrund von Variationen oder Verformungen, wie beispielsweise Unebenheiten auf der Fahrbahnoberfläche, nicht überein. Daher kann es zu der Abweichung der Anzeige kommen. Die Abweichung zwischen dem Anzeigebild des HUD und der realen Szenerie entsteht durch die Verformung der Form des Überlappungsziels. Dadurch kann die HUD-Übelkeit oder dergleichen ausgelöst werden.
Faktoren zur Anpassung des Menschen an das Fahrzeugverhalten
Hinsichtlich einer Änderung des Fahrzeugverhaltens kann sich der Fahrer an periodische Orientierungsänderungen anpassen, indem er seine Körperhaltung anpasst, wenn er beispielsweise in einer Schräglage fährt oder eine Steigung einen konstanten Gradienten aufweist. Wenn sich der Fahrer anpassen kann, kann es erforderlich sein, den Anzeigemodus des HUD separat von der Änderung des Verhaltens aufgrund des vorstehend beschriebenen Faktors von (1) abzustimmen.
Faktoren zur Kompatibilität zwischen Anzeigebild von HUD und Umgebungseigenschaft
Das Anzeigebild des HUD wird semitransparent in einer Szenerie angezeigt. Daher können die Erscheinungsvariationen entsprechend der Eigenschaft auftreten, wie beispielsweise ein Wetter, eine Farbe eines Umgebungslichts, eine Helligkeit des Umgebungslichts, eine Farbe des Überlappungsziels oder eine Sicht.
Faktoren zur körperlichen Fähigkeit des Fahrers
Ein individueller Unterschied für die körperliche Fähigkeit des Fahrers kann einen Unterschied in der Erscheinung des Anzeigebildes durch das HUD verursachen. So kann, beispielsweise in Bezug auf das Sehvermögen als eine der körperlichen Fähigkeiten des Fahrers, die geeignete Brennweite zur Bildbildung des Anzeigebildes durch das HUD entsprechend einem Fall, in dem der Fahrer eine Tendenz zur Myopie aufweist, oder einem Fall, in dem der Fahrer eine Tendenz zur Hyperopie aufweist, unterschiedlich sein.
Berücksichtigung der Unvollständigkeit von Gegenmaßnahmen
Ein System, das Gegenmaßnahmen gegen die Faktoren von (1) bis (5) ergreift, weist eine Prozessgrenze auf. Daher kann unter der Voraussetzung, dass die Gegenmaßnahmen unvollständig sind, eine Entwicklung erforderlich sein.
Überlegung zur Reduzierung von Prozesslast
Der Prozess zum Ergreifen der Gegenmaßnahmen gegen die Faktoren (1) bis (5) beinhaltet eine mehrmalige Koordinatentransformation, sogar in einem einzigen Prozess. Der Prozess für die Gegenmaßnahme kann oft erfolgen. Daher kann die Prozesslast des Systems steigen. Das System, das eine hohe Prozessfähigkeit bereitstellt, ist direkt mit hohen Kosten verbunden. Daher ist eine Entwicklung zur Minderung der Prozesslast unerlässlich.
[Ablauf von Anzeigesteuerprozess]
Die CPU der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 führt einen Ablauf des Anzeigesteuerprozesses gemäß einem Programm aus. Der Ablauf ist unter Bezugnahme auf das in 2 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben. Der Anzeigesteuerprozess wird für jeden vorbestimmten Steuerzyklus wiederholt ausgeführt.
In Schritt S100 erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 3D (dreidimensionale)-Information der vorderen Szenerie aus der Blickwinkelposition des Peripherieüberwachungsgeräts 12. Insbesondere erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10, wie in 3 gezeigt, eine Koordinate des dreidimensionalen Ziels im absoluten Koordinatensystem in einem Sichtfeldraum A. Der Sichtfeldraum A ist ein Sichtfeld in Bezug auf die Blickwinkelposition (d.h. Einbauposition) des Peripherieüberwachungsgeräts 12.
Nachstehend ist ein Verfahren zum Erfassen der Koordinate im absoluten Koordinatensystem des dreidimensionalen Ziels beschrieben. Als ein erstes Verfahren berechnet die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Koordinate im Sichtfeldraum A basierend auf der Information, die das von der Kamera 14 des Peripherieüberwachungsgeräts 12 aufgenommene Bild und/oder die vom Radar 16 erfasste Information beinhaltet. Gemäß dem ersten Verfahren wird, in Zusammenarbeit mit dem Fahrzeugverhaltensdetektor 22, die Koordinate im Sichtfeldraum A basierend auf dem bekannten Parameter des Peripherieüberwachungsgeräts 12 und der vom Peripherieüberwachungsgerät 12 erfassten Information berechnet. Der bekannte Parameter beschreibt die Bodenhöhe, den Befestigungswinkel oder dergleichen des Peripherieüberwachungsgeräts 12. Die Information wird vom Peripherieüberwachungsgerät 12 in einem Zustand ohne Schwankung von Nicken, Rollen oder Gieren erfasst. Auch im Falle einer Schwankung des Nickens des Fahrzeugs 1 wird, wenn die Frequenz des Nickens kleiner oder gleich als eine bestimmte Position ist, bestimmt, dass die Schwankung des Nickens nicht auftritt, und das Nicken auf eine Zielvorgabe für die Berechnung der Koordinate nach dem ersten Verfahren gesetzt.
Als ein zweites Verfahren berechnet die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Koordinate im Sichtfeldraum A basierend auf den Topographie-Daten in der Umgebung der aktuellen Position, die durch den Karteninformationserfassungsabschnitt 26 erfasst wird. Als eine Voraussetzung beinhalten die Topographie-Daten die Koordinate des Ziels, wie beispielsweise die Topographie oder die Straße, die im absoluten Koordinatensystem aufgezeichnet sind. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 berechnet die Koordinate im Sichtfeldraum A basierend auf der Koordinate, die durch die erfassten Topographie-Daten dargestellt wird, der Koordinate der aktuellen Position des Fahrzeugs 1, die durch den Positionsdetektor 24 erfasst wird, und dem bekannten Parameter, der die Bodenhöhe, den Befestigungswinkel oder dergleichen des Peripherieüberwachungsgeräts 12 anzeigt.
Das zweite Verfahren kann jedoch nicht die dreidimensionale Information über ein Bewegungsobjekt, wie beispielsweise ein Fahrzeug, erfassen. Daher kann grundsätzlich das erste Verfahren angewandt werden, wenn die Voraussetzung derart ist, dass das Bewegungsobjekt für eine Überlappung mit der Anzeige des Anzeigebildes des HUD bestimmt ist. Gemäß dem ersten Verfahren kann das Bewegungsobjekt ein Überwachungsziel sein. Bei einer Schwankung von Nicken, Rollen, Gieren oder dergleichen wird die Koordinate für die Überwachung folglich nicht berücksichtigt. Die nicht berücksichtigte Koordinate wird basierend auf den zuvor mehrfach überwachten Koordinaten vorhergesagt.
Die Beschreibung kehrt zum Ablaufdiagramm von 2 zurück. In Schritt S101 analysiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Eigenschaft der Umgebung in Bezug auf die vom Peripherieüberwachungsgerät 12 in Schritt S100 erfasste Information. Insbesondere führt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 den Bildprozess zu der Bildinformation der Kamera 14 aus. Dabei erkennt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Helligkeit des Umgebungslichts, die Farbe des Umgebungslichts, das Wetter (z.B. Regen oder Schnee), die Farbe des Überlappungsziels (z.B. die Farbe des Fahrzeugs) und die Sichtbarkeit des Überlappungsziels. Der Schritt S101 entspricht dem Prozess bezüglich der Gegenmaßnahme gegen „(4) Faktoren zur Kompatibilität zwischen Anzeigebild von HUD und Umgebungseigenschaft“.
In Schritt S110 identifiziert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 eine Überlappungsform A1 basierend auf der in Schritt S100 erfassten 3D-Information. Die Überlappungsform A1 weist eine Position und eine Form im Sichtfeldraum A des Anzeigebildes auf, das überlappend mit dem bestimmten Überlappungsziel anzuzeigen ist. Insbesondere erkennt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 das bestimmte Überlappungsziel basierend auf der Information der Szenerie, die zuvor vom Peripherieüberwachungsgerät 12 erfasst wurde. Das Überlappungsziel ist beispielsweise eine auf der Straße vorgesehene Fahrbahnmarkierung, ein vorderes Fahrzeug und ein Verkehrsschild. Die Position und die Form des Anzeigebildes im Koordinatensystem im Sichtfeldraum A werden als Überlappungsform A1 identifiziert. Bei der Identifizierung als die Überlappungsform A1 wird das dem erfassten Überlappungsziel entsprechende Anzeigebild vom Blickwinkel des Peripherieüberwachungsgeräts 12 betrachtet, um sich mit der Position des Überlappungsziels zu überlappen.
In Schritt S120 erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Position des Auges als eine Augenpunktposition des Fahrers basierend auf der vom Augenpunktdetektor 18 erfassten Information. Insbesondere erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Augenpunktposition des Fahrers als die Koordinate in einem relativen Koordinatensystem in Bezug auf die Befestigungsposition der Infrarotkamera, die den Augenpunktdetektor 18 bildet, oder die vorbestimmte Position im Fahrzeug 1.
In Schritt S121 erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Information, die das Sehvermögen des Fahrers beschreibt, basierend auf dem Erfassungsergebnis vom Sehvermögendetektor 20. Insbesondere erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 das Vorhandensein oder das Fehlen der Myopie, der Hyperopie, des Astigmatismus oder dergleichen, den Grad der Myopie, der Hyperopie, des Astigmatismus oder dergleichen oder den Brechungszustand des Auges als Information, die das Sehvermögen des Fahrers beschreibt. Der Schritt S121 entspricht dem Prozess bezüglich der Gegenmaßnahme gegen „(5) Faktoren zur körperlichen Fähigkeit des Fahrers“. Wenn es unterlassen wird, die Änderung des Sehvermögens anzusprechen, das sich in jedem Moment ändert, ist es unnötig, den Prozess in Schritt S121 regelmäßig auszuführen. Die Konfiguration kann derart sein, dass der Prozess in Schritt S121 nur beim ersten Mal ausgeführt wird. Anstatt das Sehvermögen tatsächlich mit dem Sehvermögendetektor 20 zu messen, kann die Konfiguration derart sein, dass die Information über das Sehvermögen des Fahrers gelesen und erfasst wird, wobei die Information im Voraus registriert wird.
In Schritt S130 erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 eine Überlappungsform A2 entsprechend dem Sichtfeldraum B des Fahrers basierend auf der in Schritt S110 identifizierten Überlappungsform A1. Ein Sichtfeldraum B ist ein Sichtfeld mit Bezug auf eine Startpunktposition E des Fahrers, wie in 3 gezeigt. Insbesondere transformiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Koordinate der in Schritt S110 identifizierten Überlappungsform A1 in das Koordinatensystem in Bezug auf die in Schritt S120 erfasste Augenpunktposition des Fahrers. Dabei wird die Überlappungsform A2 berechnet. Die Überlappungsform A2 zeigt eine Position und eine Form des Anzeigebildes im Sichtfeldraum B. Es kann beispielsweise ein Verfahren einer allgemeinen Sicht- bzw. View-Transformation als die Transformation der Koordinate angewandt werden. Die View-Transformation ist ein Projektionsverfahren zum Transferieren der Position des Augenpunktes, der ein Diagramm betrachtet, in eine andere Position im dreidimensionalen Raum und zum Darstellen eines von der anderen Position aus betrachteten Diagramms. Mit anderen Worten, die View-Transformation ist eine Koordinatentransformation, die das Diagramm in die Koordinate transferiert, die von der Position des Augenpunkts und einer Richtung des Augenpunkts aus betrachtet wird (d.h. ein Blickwinkelkoordinatensystem). Insbesondere wird die View-Transformation durch eine Kombination aus einer ersten Koordinatentransformation und einer zweiten Koordinatentransformation implementiert. Die erste Koordinatentransformation verschiebt die Position des Diagramms parallel entsprechend der Koordinate des Augenpunktes unter Verwendung einer parallelen Transformationsmatrix. Die zweite Koordinatentransformation dreht das Diagramm in Richtung des Augenpunkts unter Verwendung einer Rotationstransformationsmatrix. Die Koordinatentransformation identifiziert die Überlappungsform A2, so dass das Anzeigebild des HUD vom Augenpunkt des Fahrers aus betrachtet überlappend mit dem Überlappungsziel angezeigt wird.
In Schritt S140 erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Position und die Form in einem Projektionsebenenraum C eines Anzeigerahmens. Der Anzeigerahmen zeigt einen vorbestimmten Bereich, in dem das Anzeigebild entsprechend der Verschiebung des Überlappungsziels angezeigt werden kann. Der Anzeigerahmen wird so gezeichnet, dass er das Anzeigebild umgibt. Wie in 3 gezeigt, ist der Projektionsebenenraum C ein Koordinatensystem, das einem Bereich zugeordnet ist, in dem vom HUD-Projektor 28 ausgegebenes Filmlicht auf die Windschutzscheibe 30 des Fahrzeugs 1 projiziert wird.
In Schritt S150 erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 eine Überlappungsform A3 entsprechend dem Projektionsebenenraum C basierend auf der in Schritt S130 erfassten Überlappungsform A2. Insbesondere führt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Koordinatentransformation der Koordinate der Überlappungsform A2 aus. Dabei wird die Koordinate der Überlappungsform A2 entlang einer Projektionslinie, die die Augenpunktposition des Fahrers mit der Überlappungsform A2 verbindet, in ein zweidimensionales Koordinatensystem transformiert, das der Windschutzscheibe zugewiesen ist. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 berechnet die Überlappungsform A3, die die Position und die Form des Anzeigebildes im Projektionsebenenraum C anzeigt. Als Koordinatentransformation kann beispielsweise ein Verfahren angewandt werden, das die Überlappungsform A2 mit drei Koordinaten auf eine virtuelle Ebene im zweidimensionalen Koordinatensystem anhand einer allgemeine perspektivische Projektion projiziert. Die perspektivische Projektion entspricht einem Projektionsverfahren zum Zeichnen auf der zweidimensionalen Ebene, so dass das dreidimensionale Objekt gesehen wird. Das heißt, gemäß der perspektivischen Projektion ist eine scheinbare Größe des Objekts umgekehrt proportional zu einer Entfernung. Insbesondere, wenn der Augenpunkt ein Ursprung ist und die Sichtlinie in einer negativen Richtung einer z-Achse senkrecht zu einer x-y-Ebene liegt, wird ein Punkt bei (x, y, z) auf einen Punkt bei (-Ax/z, -Ay/z) projiziert, der durch Übertragen des Augenpunkts für -A in Vorwärtsrichtung erhalten wird. In Schritt S150 ist die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 konfiguriert, um den Anzeigemodus der Überlappungsform A3 zu korrigieren, indem sie jeden der Prozesse von S151, S152 und S153 ausführt.
In Schritt S151 reflektiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Verzerrung des Überlappungsziels auf den Anzeigemodus der Überlappungsform A3. Der Schritt S151 entspricht dem Prozess bezüglich der Gegenmaßnahme gegen „(2) Faktoren zu Variationen von Überlappungsziel“. Konkret ist es wie folgt beschrieben.
Es ist beispielsweise ein Fall beschrieben, in dem das Anzeigebild des HUD überlappend mit der Fahrbahnmarkierung angezeigt wird, die die Fahrspur auf der Straße teilt. Aus Sicht der Straßeninstandhaltung wird die auf der Straße aufgetragene Fahrbahnmarkierung unter Verwendung einer Geraden, einer Klothoide oder dergleichen im Allgemeinen so gezeichnet, dass keine scharfe Änderung hervorgerufen wird, um keine plötzliche Änderung im Verhalten des entlang der Fahrspur fahrenden Fahrzeugs zu bewirken. Im Allgemeinen wird auch das Anzeigebild des HUD auf einen Ausdruck gesetzt, wobei das Anzeigebild überlappend mit der Fahrbahnmarkierung angezeigt wird. Der Ausdruck wird erhalten, indem das vorbestimmte Diagramm einschließlich der Geraden, der Klothoiden oder dergleichen in eine Form entsprechend dem Augenpunkt des Fahrers umgewandelt wird.
Eine Fahrbahnoberfläche, auf der die Fahrbahnmarkierung oder dergleichen aufgetragen ist, ist jedoch nicht unbedingt eine Ebene ohne Verzerrung. Die Fahrbahnoberfläche kann Unebenheiten oder Verformungen aufweisen. In solch einem Fall kann die Abweichung der Position oder der Form zwischen der realen Szenerie und dem Anzeigebild des HUD auftreten. Daher erkennt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Form einer Bodenoberfläche durch den Einsatz des Radars, der Kamera, eines Ultraschallsensors, des Infrarotsensors oder dergleichen. Die Überlappungsform A3 wird entsprechend der Verzerrung oder der Variation der Bodenoberfläche transformiert, wenn die erkannte Bodenoberfläche die Verzerrung oder die Variation der Form aufweist, die einen zulässigen Wert überschreitet. Dadurch passt sich die Darstellung bzw. Anzeige des HUD der realen Szenerie an und setzt sich auch dann fort, wenn die Bodenoberfläche die Verzerrung und die Variation aufweist.
Wenn jedoch der Grad der Verzerrung des Überlappungsziels so hoch ist, kann die Verzerrung in solch einem Zustand, in dem die Bedeutung als Information nicht durch Verformung des Anzeigebildes des HUD entsprechend der Verzerrung des Überlappungsziels dargestellt wird, schwerwiegend werden. Als Gegenmaßnahme für einen Fall, in dem die Verzerrung schwerwiegend werden kann, wird eine Obergrenze der Verzerrung für das Anzeigebild des HUD eingestellt. Wenn jedoch nur die Obergrenze der Verzerrung eingestellt wird, kann die Abweichung zwischen der realen Szenerie und dem Anzeigebild wieder auftreten.
Daher setzt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 einen Kreuzungspunkt, an dem sich eine Linie in einer Richtung, in der das Fahrzeug von einer Augenpunktposition des Fahrers aus fährt, und eine horizontale Linie schneiden, auf einen Referenzpunkt. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 erhöht schrittweise die Obergrenze der Verzerrung entsprechend der Entfernung vom Referenzpunkt. Dadurch kann Information des HUD in der Peripherie des Zentrums des Sichtfeldes des Fahrers präzise übertragen werden. Es ist möglich, die Abweichung zwischen der realen Szenerie und dem Anzeigebild des HUD in der Peripherie des Sichtfeldes des Fahrers zu reduzieren.
In Schritt S152 reflektiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Eigenschaft der Umgebung auf den Anzeigemodus der Überlappungsform A3. Der Schritt S152 entspricht dem Prozess bezüglich der Gegenmaßnahme gegen „(4) Faktoren zur Kompatibilität zwischen Anzeigebild von HUD und Umgebungseigenschaft“. Konkret ist es wie folgt beschrieben.
Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 korrigiert den Anzeigemodus der Überlappungsform A3 entsprechend dem Analyseergebnis der Umgebungsinformation in Schritt S101. Insbesondere bestimmt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Farbe des Überlappungsziels. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 betont einen Kontrast, indem sie die Farbe des Anzeigebildes des HUD auf eine Farbe verschieden von dem Überlappungsziel einstellt. Wenn das Überlappungsziel beispielsweise ein weißes Fahrzeug ist, setzt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Farbe des Anzeigebildes des HUD auf gelb. Wenn sich Information, die eine Warnung darstellt, mit einem gelben Fahrzeug überlappt, verwendet die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 eine andere Farbe, wie beispielsweise eine Komplementärfarbe von Gelb, anstelle von Gelb als Anzeigebild des HUD.
Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 bestimmt die Farbe des Umgebungslichts oder des Wetters und stimmt die Farbe des Anzeigebildes des HUD entsprechend der Umgebung ab. So ändert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 beispielsweise bei Schneefall eine ursprünglich weiße Anzeige in eine andere Farbe. Wenn das Umgebungslicht aufgrund eines Sonnenuntergangs oder dergleichen rot erscheint, erzeugt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ferner ein realistisches Gefühl, indem sie dem Anzeigebild des HUD eine Röte hinzufügt.
Darüber hinaus kann, wenn basierend auf dem Analyseergebnis der Umgebungsinformation bestimmt wird, dass die Sichtbarkeit des Überlappungsziels gering ist (Situation geringer Sichtbarkeit), die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 konfiguriert sein, um eine Anzeige vorzunehmen, die die Form des Überlappungsziels selbst durch das Anzeigebild des HUD simuliert. Dadurch wird es möglich, die Sichtbarkeit des Überlappungsziels zu ergänzen. Insbesondere wird von einer Situation ausgegangen, in der die Sicht aufgrund von Regen, Nebel oder dergleichen schlecht ist. In der Situation führt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 eine Anzeige aus, die die Fahrspur selbst simuliert, wenn die überlappende Anzeige des HUD unter der Voraussetzung ausgeführt wird, dass die Fahrbahnmarkierung auf der Fahrspur vorhanden ist. Dadurch wird es möglich, die effektive erweiterte Realität (AR bzw. ER) bereitzustellen, ohne von einem Zustand der Sichtbarkeit abhängig zu sein.
In Schritt S153 führt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Gegenmaßnahme bezüglich eines Bewegungsausdrucks des Anzeigebildes des HUD aus. Der Schritt S153 entspricht dem Prozess bezüglich der „(6) Berücksichtigung der Unvollständigkeit von Gegenmaßnahmen“. Konkret ist es wie folgt beschrieben.
Wenn die Gegenmaßnahme aufgrund der Prozessgrenze des Systems unvollständig ist, wird ein die Unvollständigkeit ergänzender Prozess ausgeführt. Dadurch wird es möglich, die Unvollständigkeit zu reduzieren. So kann es beispielsweise wünschenswert sein, die Position des Anzeigebildes des HUD mit einer Aktualisierungsrate zu korrigieren, die schneller oder gleich einer Rate ist, mit der ein Mensch dynamisch und echtzeitgerecht erkennen kann. Es kann für ein bestimmtes System jedoch schwierig sein, einen Hochgeschwindigkeitsprozess bereitzustellen, so dass die Position des Anzeigebildes des HUD mit einer schnellen Aktualisierungsrate korrigiert wird. In diesem Fall führt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 den gesamten Anzeigesteuerprozess in einem ausführbaren Zyklus aus. Darüber hinaus fügt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 einen Nachbildausdruck hinzu, wenn das Anzeigebild des HUD bewegt wird. Dadurch kann der Fahrer die Bewegung des Anzeigebildes des HUD als eine sanfte Bewegung wahrnehmen. Es ist möglich, die Auswirkungen der Entlastung des Auges des Fahrers zu erkennen.
Wenn die Position des Anzeigebildes in einer Situation bewegt wird, in der ein darstellbarer Bereich des HUD begrenzt ist, kann ein Teil des Anzeigebildes aufgrund der Bewegung außerhalb des darstellbaren Bereichs für das Anzeigebild liegen. Daher setzt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 einen Randabschnitt auf einen äußeren Umfangsabschnitt des darstellbaren Bereichs des HUD. Der Randabschnitt entspricht einem Rand bzw. Spielraum, um zu verhindern, dass sich der Teil des Anzeigebildes außerhalb des darstellbaren Bereichs des HUD befindet. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 erzeugt die Überlappungsform A3, die eine Basis des Anzeigebildes des HUD ist, derart, dass das Anzeigebild in dem darstellbaren Bereich mit Ausnahme des Randabschnitts enthalten ist. Dadurch kann verhindert werden, dass der Teil des Anzeigebildes des HUD außerhalb des darstellbaren Bereichs liegt, auch wenn sich das Anzeigebild des HUD bewegt. Der äußere Umfangsabschnitt kann als eine Außenkante bezeichnet werden.
Es kann plötzlich vorkommen, dass die Anzeige des HUD aufgrund einer Bewegung oder dergleichen das Überlappungsziel schwer verfolgen kann. Daher kann es sinnvoll sein, die folgende Gegenmaßnahme zu treffen. Das heißt, die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 beinhaltet ein Bestimmungsverfahren, das eine Verzögerung erfasst. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 aktualisiert die Anzeige selbst während des Prozesses nicht, wenn sie erfasst, dass die Verzögerung auftritt.
In Schritt S160 erfasst die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 eine Anzeigeform C4 entsprechend einem Anzeigenebenenraum D des HUD-Projektors 28 basierend auf der in Schritt S150 erfassten Überlappungsform A3. Wie in 3 gezeigt, entspricht der Anzeigenebenenraum D einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das dem Bildanzeigebereich auf einem Anzeigefeld des HUD-Projektors 28 zugeordnet ist. Insbesondere transformiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die zweidimensionale Koordinate der Überlappungsform A3 in diese zweidimensionale Koordinate des Anzeigenebenenraums D entsprechend der Eigenschaft wie Krümmung des Projektionsebenenraums C, Brechungsindex eines optischen Pfades des HUD-Projektors 28 oder dergleichen. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 berechnet die Anzeigeform C4, die die Position und die Form des Anzeigebildes im Anzeigenebenenraum D anzeigt. Die Koordinatentransformation wird berechnet, indem beispielsweise eine Transformationsmatrix zwischen zwei Ebenen des Projektionsebenenraums C und des Bildanzeigebereichs verwendet wird. In Schritt S160 ist die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 konfiguriert, um den Anzeigemodus der Anzeigeform C4 zu korrigieren, indem sie jeden der Prozesse von S161, S162 und S163 ausführt. Das heißt, die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 bestimmt den Anzeigemodus.
In Schritt S161 reflektiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Änderung des Verhaltens des Fahrzeugs 1 auf den Anzeigemodus der Anzeigeform C4. Der Schritt S161 entspricht dem Prozess bezüglich der Gegenmaßnahme gegen „(1) Faktoren zum Fahrzeugverhalten“. Konkret ist es wie folgt beschrieben.
Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 erfasst einen Fahrzeugdrehwinkel, wie beispielsweise einen Nickwinkel, einen Rollwinkel oder einen Gierwinkel des Fahrzeugs 1, basierend auf der von dem Fahrzeugverhaltensdetektor 22, der Kamera 14 und dem Radar 16 erfassten Information. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 schätzt eine relative Position des Fahrzeugs 1 zur realen Szenerie basierend auf dem erfassten Fahrzeugdrehwinkel zusammen mit einem Erfassungsergebnis des Fahrzeugradsensors, des Beschleunigungssensors oder dergleichen. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 schätzt die Abweichung zwischen der realen Szenerie und dem Anzeigebild durch die Anzeigeform C4 vor der Korrektur basierend auf der geschätzten relativen Position. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ändert einen Betrag für die Abweichung. Dadurch kann sie die Anzeige des HUD, die mit der realen Szenerie übereinstimmt, auch dann aufrechterhalten, wenn ein temporäres Verhalten im Fahrzeug 1 auftritt.
In Schritt S162 reflektiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 einen Anpassungsfaktor des Fahrers in Bezug auf den Prozess von Schritt S161. Der Schritt S162 entspricht dem Prozess bezüglich der Gegenmaßnahme gegen „(3) Faktoren zur Anpassung des Menschen an das Fahrzeugverhalten“. Konkret ist es wie folgt beschrieben.
Wenn der Nickwinkel des Fahrzeugs 1 in einem Fall, in dem das Fahrzeug 1 auf einer konstanten Steigung aufwärts oder abwärts fährt, konstant ist, d.h. das Fahrzeug 1 konstant geneigt ist, kann sich der Fahrer an die Neigung anpassen, indem er seine Haltung der Neigung anpasst. Dadurch ist es selbst in einem Zustand, in dem sich das Fahrzeug 1 tatsächlich in der Nickrichtung neigt, möglich, das Sichtfeld des Fahrers ähnlich wie in einem Zustand zu halten, in dem der Nickwinkel 0 Grad beträgt. Daher ist es nicht unbedingt erforderlich, den Anzeigemodus des Anzeigebildes des HUD für alle Nickänderungen in Schritt S161 zu korrigieren.
Somit analysiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 einen zeitlichen Übergang des Nickwinkels als eine Frequenzkomponente und führt einen Hochpassfilterprozess entsprechend einem vorbestimmten unteren Grenzfrequenzbereich aus. Dadurch schließt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 eine sanfte Änderung des Nickens unterhalb des Frequenzbereichs des Hochpassfilters vom Ziel zur Korrektur der Anzeigeform C4 aus. Mit anderen Worten, die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 reflektiert keine Schwankung des Nickens mit einer Frequenz, die niedriger als eine vorbestimmte untere Grenzfrequenz ist, auf die Korrektur für die Position des Anzeigebildes. Dadurch wird es möglich, die Anpassung des Fahrers entsprechend der sanften Änderung des Nickens auf den Anzeigemodus des Anzeigebildes des HUD zu reflektieren.
In Schritt S163 stellt die Bordanzeigesteuervorrichtung 1 die Gegenmaßnahme zur Reduzierung der Prozesslast durch den Prozess von Schritt S161 bereit. Der Schritt S163 entspricht dem Prozess bezüglich der Gegenmaßnahme gegen „(7) Überlegungen zur Reduzierung der Prozesslast“. Konkret ist es wie folgt beschrieben.
Der Mensch erkennt die erweiterte Realität (ER bzw. AR) visuell durch das HUD. Der Mensch hat eine Flimmer-Erkennungsgrenzfrequenz (z.B. ca. 30 bis 50 Hz). Daher korrigiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Anzeigeform C4 nicht für eine Verhaltensänderung in einem Frequenzbereich oberhalb der Grenze.
Insbesondere analysiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 einen zeitlichen Übergang einer Fahrzeugausrichtung, wie beispielsweise Nickwinkel, Rollwinkel und Gierwinkel, als die Frequenzkomponente und führt den Hochpassfilterprozess entsprechend einem vorbestimmten oberen Grenzfrequenzbereich aus. Hierdurch korrigiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die Anzeigeform C4 nicht für die Verhaltensänderung in einem Frequenzbereich, der für den Menschen nicht erkennbar ist. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 reflektiert keine Schwankung des Fahrzeugdrehwinkels mit einer Frequenz, die höher als die vorbestimmte obere Grenzfrequenz ist, auf eine Korrektur für die Position des Anzeigebildes. Es ist möglich, die Prozesslast zu reduzieren, indem der Prozess für die für den Menschen nicht erkennbare unnötige Verhaltensänderung ausgelassen wird. Alternativ kann die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 konfiguriert sein, um die Korrektur des Anzeigemodus zu stoppen oder die Anzeige des HUD selbst zu stoppen, und zwar in einer Situation, in der der Fahrer das Anzeigebild des HUD auch im peripheren Sichtfeld nicht erfassen kann. Die Konfiguration kann unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung der Prozesslast oder des Energieverbrauchs wirksam sein.
In Schritt S170 gibt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 die in Schritt S160 erfasste Anzeigeform C4 an das Anzeigefeld des HUD-Projektors 28 aus. Dabei projiziert der HUD-Projektor 28 die Anzeigeform C4 auf eine Windschutzscheibe 30. Das im vorderen Sichtfeld des Fahrers erkannte Anzeigebild wird gebildet. In Schritt S170 ist die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 konfiguriert, um den Anzeigemodus der Anzeigeform C4 durch Ausführung eines Prozesses von Schritt S171 zu korrigieren.
In Schritt S171 reflektiert die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ein Messergebnis des Sehvermögens des Fahrers auf den Anzeigemodus der Anzeigeform C4. Der Schritt S171 entspricht dem Prozess bezüglich der Gegenmaßnahme gegen „(5) Faktoren zur körperlichen Fähigkeit des Fahrers“. Konkret ist es wie folgt beschrieben.
Basierend auf der in Schritt S121 erfassten Information über das Sehvermögen des Fahrers stimmt die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 einen Abstand vom Fahrer zum Anzeigebild des HUD und die Helligkeit des Anzeigebildes des HUD entsprechend der Qualität des Sehvermögens oder dem Grad des Refraktionsfehlers wie Myopie, Hyperopie, Astigmatismus oder dergleichen. Dadurch wird es möglich, auf die individuellen Unterschiede für jeden Fahrer einzugehen oder auf eine Situation, in der sich das Sehvermögen desselben Fahrers aufgrund von Ermüdung für denselben Fahrer ständig ändert.
[Effekte]
Das vorstehend beschriebene bordeigene Anzeigesystem der Ausführungsform kann die folgenden Effekte erzielen. Zu den verschiedenen Faktoren, die die Abweichung zwischen dem Anzeigebild des HUD und der realen Szenerie und das Unbehagen verursachen, gehören die Situation wie das Verhalten des Fahrzeugs, die Eigenschaft der äußeren Umgebung oder die körperliche Fähigkeit des Fahrers. Die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 kann den Anzeigemodus des Anzeigebildes an die Situation anpassen. Daher können die Inkompatibilität und das Unbehagen für das im HUD angezeigte Bild reduziert werden.
Der von der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ausgeführte Prozess von Schritt S100 entspricht einem Prozess als Rauminformationserfassungsabschnitt. Der von der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ausgeführte Prozess von Schritt S120 entspricht einem Prozess als ein Augenpunktinformationserfassungsabschnitt. Die von der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ausgeführten Prozesse von S110, S130, S150 bis S153, S160 bis S163 und S171 entsprechen einem Prozess als die Anzeigesteuereinheit. Der von der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ausgeführte Prozess von Schritt S170 entspricht einem Prozess als Ausgabeabschnitt.
Der von der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ausgeführte Prozess von Schritt S161 entspricht einem Prozess als verhaltensbezogene Steuerung. Die von der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ausgeführten Prozesse von S101, S151 und S152 entsprechen einem Prozess als umgebungsbezogene Steuerung. Die von der Bordanzeigesteuervorrichtung 10 ausgeführten Prozesse von S121 und S171 entsprechen einem Prozess als eine körperliche Fähigkeit betreffende Steuerung.
[Modifikation]
Gemäß der obigen Ausführungsform kann eine Funktion von einem Element durch mehrere Elemente implementiert werden oder können Funktionen von mehreren Elementen durch ein Element implementiert werden. Darüber hinaus kann ein Teil der Konfiguration in der Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, ausgelassen sein. Mindestens ein Teil der Konfiguration der obigen Ausführungsform kann zu einer anderen Konfiguration der obigen Ausführungsform oder dergleichen hinzugefügt oder durch diese ersetzt werden. Alle Aspekte, die in der technischen Idee enthalten sind, die durch den Wortlaut in den Ansprüchen identifiziert wird, entsprechen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Die vorliegende Offenbarung kann ebenso in verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt werden, wie beispielsweise ein System, das die Bordanzeigesteuervorrichtung 10 als ein Element beinhaltet, ein Programm, das einen Computer als Bordanzeigesteuervorrichtung 10 arbeiten lässt, ein materielles Speichermedium wie der Halbleiterspeicher, der das Programm aufzeichnet, oder das Anzeigesteuerverfahren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016199185 [0001]
JP H7257228 A [0006]

Claims

Bordanzeigesteuervorrichtung, die an einem Fahrzeug (1) montiert und konfiguriert ist, um ein Head-up-Display (28) zu steuern, das Information für einen Fahrer des Fahrzeugs als ein Anzeigebild anzeigt, das durch ein virtuelles Bild bereitgestellt wird, das in einem vorderen Sichtfeld des Fahrers erkannt wird, wobei die Bordanzeigesteuervorrichtung aufweist: - einen Rauminformationserfassungsabschnitt (S100), der konfiguriert ist, um Information zu erfassen, die eine Position eines Objekts, das in einer realen Szenerie vor dem Fahrzeug vorhanden ist, in einem absoluten Koordinatensystem beschreibt; - einen Augenpunktinformationserfassungsabschnitt (S120), der konfiguriert ist, um Information zu erfassen, die eine Position eines Auges des Fahrers beschreibt; - eine Anzeigesteuereinheit (S130 bis S160), die konfiguriert ist, um basierend auf der durch den Rauminformationserfassungsabschnitt erfassten Position des Objekts und der durch den Augenpunktinformationserfassungsabschnitt erfassten Position des Auges einen Anzeigemodus des Anzeigebildes zu bestimmen, wobei der Anzeigemodus mindestens eine Position beinhaltet, in der das Anzeigebild projiziert wird, wodurch das Anzeigebild überlappend mit einem bestimmten Ziel in einem Sichtfeld des Fahrers angezeigt wird; und - einen Ausgabeabschnitt (S170), der konfiguriert ist, um das Anzeigebild durch das Head-up-Display gemäß dem von der Anzeigesteuereinheit bestimmten Anzeigemodus bereitzustellen, wobei - die Anzeigesteuereinheit konfiguriert ist, um mindestens eine der folgenden Steuerungen auszuführen: - eine verhaltensbezogene Steuerung, die den Anzeigemodus des Anzeigebildes basierend auf Information abstimmt, die ein Verhalten des Fahrzeugs beschreibt, - eine umgebungsbezogene Steuerung, die den Anzeigemodus des Anzeigebildes basierend auf Information abstimmt, die eine Eigenschaft einer äußeren Umgebung beschreibt, oder - eine eine körperliche Fähigkeit betreffende Steuerung, die den Anzeigemodus des Anzeigebildes basierend auf Information abstimmt, die eine körperliche Fähigkeit des Fahrers beschreibt.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei - die Anzeigesteuereinheit beim Ausführen der verhaltensbezogenen Steuerung konfiguriert ist, um - eine relative Position und eine relative Ausrichtung des Fahrzeugs zur realen Szenerie basierend auf einem eine Ausrichtung des Fahrzeugs zeigenden Fahrzeugdrehwinkel zu schätzen, und - eine Position des Anzeigebildes basierend auf der geschätzten relativen Position und der geschätzten relativen Ausrichtung zu korrigieren.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei - die Anzeigesteuereinheit beim Ausführen der verhaltensbezogenen Steuerung konfiguriert ist, um - eine Frequenzkomponente der Schwankung des Fahrzeugdrehwinkels in Richtung eines Nickens zu erfassen, und - eine Reflexion der Schwankung des Nickens, die eine Frequenz unterhalb einer vorbestimmten unteren Grenzfrequenz beschreibt, auf eine Korrektur der Position des Anzeigebildes zu unterlassen.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei - die Anzeigesteuereinheit beim Ausführen der verhaltensbezogenen Steuerung konfiguriert ist, um - eine Frequenzkomponente der Schwankung des Fahrzeugdrehwinkels zu erfassen, und - eine Reflexion der Schwankung des Fahrzeugdrehwinkels, die eine Frequenz über einer vorbestimmten oberen Grenzfrequenz beschreibt, auf eine Korrektur der Position des Anzeigebildes zu unterlassen.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei - die Anzeigesteuereinheit beim Ausführen der umgebungsbezogenen Steuerung konfiguriert ist, um - eine Verzerrung einer Form einer Bodenoberfläche, die das bestimmte Ziel ist, zu erkennen, und - die Form des Anzeigebildes gemäß der erkannten Verzerrung der Bodenoberfläche zu ändern, um eine Korrektur vorzunehmen.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei - beim Ausführen der umgebungsbezogenen Steuerung, - die Anzeigesteuereinheit konfiguriert ist, um die Form des Anzeigebildes um einen Grad in einem vorbestimmten zulässigen Bereich zu verzerren, um die Korrektur vorzunehmen; und - der vorbestimmte zulässige Bereich so eingestellt ist, dass er gemäß einem Abstand von einer vorbestimmten Referenzposition im Sichtfeld des Fahrers bis zur Position des Anzeigebildes variabel ist.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei - die Anzeigesteuereinheit beim Ausführen der umgebungsbezogenen Steuerung konfiguriert ist, um - Helligkeit, Farbe und/oder Wetter der äußeren Umgebung zu erkennen, und - die Farbe des Anzeigebildes in Übereinstimmung mit der erkannten äußeren Umgebung zu korrigieren.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Anzeigesteuereinheit beim Ausführen der umgebungsbezogenen Steuerung konfiguriert ist, um das Anzeigebild mit einem Symbol anzuzeigen, das eine Szenerie im Sichtfeld des Fahrers ergänzt, wenn erkannt wird, dass die Sicht in Bezug auf die äußere Umgebung schlecht ist.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei - die Anzeigesteuereinheit beim Ausführen der eine körperliche Fähigkeit betreffenden Steuerung konfiguriert ist, um - Information zu erfassen, die ein Sehvermögen des Fahrers beschreibt, und - einen Abstand von der Position des Auges zum Anzeigebild entsprechend dem Sehvermögen des Fahrers abzustimmen.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Anzeigesteuereinheit im Ansprechen auf eine Steuerung zum Bewegen des Anzeigebildes konfiguriert ist, um zusätzlich einen Nachbildausdruck auszuführen.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Anzeigesteuereinheit konfiguriert ist, um eine Anfangsposition des Anzeigebildes innerhalb eines darstellbaren Bereichs des Head-up-Displays einzustellen, während ein vorbestimmter Rand in einem äußeren Randabschnitt des darstellbaren Bereichs verbleibt, so dass das Anzeigebild bewegt werden kann.
Bordanzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei - die Anzeigesteuereinheit konfiguriert ist, um einen Prozess, der den Anzeigemodus des Anzeigebildes aktualisiert, für jede vorbestimmte Steuerperiode auszuführen; und - die Anzeigesteuereinheit im Ansprechen auf eine Verzögerung des Prozesses konfiguriert ist, um davon abzusehen, das Anzeigebild zu einer Zeit der Verzögerung des Prozesses zu aktualisieren.