JP2005228264A

JP2005228264A - 車載型表示装置

Info

Publication number: JP2005228264A
Application number: JP2004038750A
Authority: JP
Inventors: Masao Nagai; 正夫永井
Original assignee: Autech Japan Inc
Current assignee: Nissan Motorsports and Customizing Co Ltd
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】即座に的確な危険度情報を提供可能な車載型表示装置を提供すること。
【解決手段】自車両の車両情報を検出する自車両情報検出手段と、自車両以外の車外情報を検出する車外情報検出手段と、前記自車両情報検出手段から検出された自車両情報、及び前記車外情報検出手段から検出された車外情報に基づいて、車外と自車両との相対的な安全度を演算し、演算された安全度を進行方向に対して左右に広がる安全度情報として一次元化するコントロールユニットと、前記コントロールユニットにより演算された安全度情報を、左右のみの表示により運転者に報知する表示手段とを設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、運転者に各種情報を表示する表示装置であって、特に走行する車両の周囲環境の変化を視覚情報として運転者に報知する車載型表示装置に関する。

従来、車載型表示装置として、例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報に記載されている車載型表示装置は、車両を取り巻く環境に関する多数の情報を取り込み、取り込んだ情報の中から運転者にとって有益な情報をインストルメントパネルに設けられた表示装置に表示している。表示装置に表示される情報は、走行状況を表すグラフィック情報と緊急度に関する数値を表す数値情報とがあり、このうち数値情報はグラフィック情報よりも運転者に近い側に表示される構成としている。
特開２００１−１０１５９３号公報（図１参照）

しかしながら、上述の車載型表示装置にあっては、緊急度に関する数値情報を表示するため、安全度の即時判断が難しく、運転者に対し車外情報を即座に報知できない虞がある。更に、同じ表示装置にグラフィック情報と安全度情報の両方を表示しているため、情報が混在し、運転者に各種情報を的確に伝達できないという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、即座に的確な安全度情報を提供可能な車載型表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、自車両の車両情報を検出する自車両情報検出手段と、自車両以外の車外情報を検出する車外情報検出手段と、前記自車両情報検出手段から検出された自車両情報、及び前記車外情報検出手段から検出された車外情報に基づいて、車外と自車両との相対的な安全度を演算し、演算された安全度を進行方向に対して左右に広がる安全度情報として１次元化するコントロールユニットと、前記コントロールユニットにより演算された安全度情報を、左右のみの表示により運転者に報知する表示手段とを設けた。

よって、走行中において重要な情報である安全度を左右の単純な情報表示によって報知することが可能となり、運転者に対し的確な安全度情報を容易に提供することができる。

以下、本発明の車載型表示装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

図１は実施例１における車載型表示装置を備えた車両全体制御システム図である。
本実施例１における制御システムは、自車両及び他車両を含む車外環境に関する各種情報を検出するセンサ群SGと、検出された各種情報に基づいて制御指令を出力するコントロールユニット２０と、車両の各機構を制御する各種アクチュエータ群３０，運転者に各種情報を報知する報知群４０及び車外環境の安全度を表示する表示装置５０から構成されている。

センサ群SGには、アクセルペダルストロークセンサ１、ブレーキ踏力センサ２、舵角センサ３、操舵トルクを検出するトルクセンサ４、運転者の踏み替え操作や生体反応を検出する操作情報センサ５、車両に発生する３軸加減速度を検出するＧセンサ６ａ、車両に発生するヨー・ロール等を検出するジャイロ６ｂ、衛星との通信により自車両の絶対位置を検出するディファレンシャル・グローバル・ポジショニング・システムD-GPS７、車外の障害物との相対距離・相対速度等を計測するレーザレーダ８、車速センサ９、他車両と各種情報を通信する車々間通信アンテナ１０が備えられている。

コントロールユニット２０には、センサ群SGからの情報を入力し、アクチュエータ群３０に制御指令を出力するアクチュエータ群制御部２０ａと、報知群４０に制御指令を出力する報知群制御部２０ｂと、表示装置５０に安全度を出力する安全度表示制御部２０ｃから構成されている。各制御部は、互いに情報を送信することで協調制御を達成する。

アクチュエータ群３０には、運転者の制動操作に応じて、又は運転者の制動操作に係わらず車両の制動操作に介入するブレーキ介入アクチュエータ３１、ステアリングアクチュエータ３２、電子制御スロットル３３、電子制御インジェクタ３４が備えられている。各アクチュエータ群３０によって車両の各機構（動力源３０ａ，制動機構３０ｂ，操舵機構３０ｃ等）が制御される。尚、電気自動車の場合にあっては、エンジンに換えてモータ駆動制御を行うものとする。

報知群４０には、運転者の視覚に対して情報提示を行う報知装置として、目的地までの道路情報や車々間通信情報を表示するナビゲーション装置４１及び運転者の操作する各種情報を表示する操作情報提示装置４２が備えられている。また、運転者の聴覚に対して情報提示を行う報知装置としてスピーカ等の警報手段４３と、運転者の触覚に対して情報提示を行う報知装置としてアクセル反力発生装置４４，ブレーキ反力発生装置４５が備えられている。以下、表示装置５０について詳述する。

図２は実施例１における表示装置５０の設置例を示す図である。
表示装置５０は、インストルメントパネル６３上であって、ステアリング６１とフロントガラス６０との間に設けられている。この表示装置５０は、運転者が前方を見る際に自然に視界に入るようステアリング周辺に設置している。

また、ステアリング６１から図中左側にオフセットした位置には、安全度や各種情報を音声で知らせるための警報手段４４に相当するスピーカー６２、道路情報を表示するナビゲーション装置４１、操作情報表示装置４２が設けられている。

上記のような構成により、運転者が前方を見ながら運転している場合、安全度を表示する表示装置５０に目が行き届きやすく、その他の有益な情報も視覚及び音声により随時運転者に知らせることができる。

尚、表示装置５０は、ステアリング６１の上方、すなわち運転者が直感的に認識しやすい位置が設置位置として最も有効である。ただし運転者が前方を見る際の周辺位置であればよく、特に限定しない。例えば、インストルメントパネル６３に新たに設けてもよいし、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）や、既存のナビゲーション装置４１の画面を利用してもよい。

図３は表示装置５０の構成を表す拡大図である。本実施例では、表示装置５０において、ステアリング６１を操舵したり、或いはそのまま前進する場合の安全度を３つの色彩で表示している。具体的には、危険領域を表す赤（RED），注意喚起領域を表す黄（YELLOW），安全領域を表す緑（GREEN）の三色を表示可能な表示セル５３が複数配置された一次元バー５１が設けられている。各表示セル５３には（１）〜（ｎ）のセルナンバが付され、左端側５１ａから右端側５１ｂに向けてｎ個直列に並べられている。セルナンバ（１）〜（ｘ）までを左側、セルナンバ（ｘ＋１）〜（ｎ）までを右側と定義する。

図４はコントロールユニット２０の安全度表示制御部２０ｃにおける安全度表示演算処理を表すフローチャートである。
ステップ１０１では、車々間通信アンテナ１０から得た他車両の車両データを読み込む。
ステップ１０２では、車両データに基づいて他車両の存在領域を設定する。
ステップ１０３では、他車両との相対速度Δｖ及び相対距離ΔＬを演算する。
ステップ１０４では、安全度演算処理を実行する。
ステップ１０５では、車外情報リングRGの対象領域に対し安全度を記録する。
ステップ１０６では、自車両の進行方向を検出する。
ステップ１０７では、車外情報リングRGを車両進行方向に投影する一次元化処理を実行する。
ステップ１０８では、表示装置５０の表示セル５３に対し表示データを出力する。

〔安全度演算処理〕
図５はステップ１０４における安全度演算処理を表すフローチャートである。
ステップ２０１では、他車両と自車両との相対速度Δｖが所定範囲内（Δｖ-〜Δｖ+）かどうかを判断し、所定範囲内であればステップ２０２へ進み、それ以外はステップ２０３へ進む。
ステップ２０２では、他車両と自車両との相対距離ΔＬが所定距離ΔＬ₀よりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップ２０５へ進み、それ以外はステップ２０６へ進む。
ステップ２０３では、相対速度Δｖが正かどうかを判断し、正のときはステップ２０４へ進み、それ以外はステップ２０５へ進む。
ステップ２０４では、車外情報リングRGの対象領域をREDにセットする。
ステップ２０５では、車外情報リングRGの対象領域をGREENにセットする。
ステップ２０６では、車外情報リングRGの対象領域をYELLOWにセットする。

〔車外情報リングの一次元化処理〕
図６はステップ１０７における一次元化処理を表すフローチャートである。
ステップ３０１では、車両進行方向に垂直な一次元バー５１を設定する。

ステップ３０２では、ｋ番目の表示セル５３に対応する車外情報リングRG上にREDがあるかどうかを判断し、REDがあるときはステップ３０４に進み、それ以外はステップ３０３へ進む。

ステップ３０３では、YELLOWがあるかどうかを判断し、YELLOWがあるときはステップ３０５へ進み、それ以外はステップ３０６へ進む。

ステップ３０４では、ｋ番目の表示セル５３をREDにセットする。
ステップ３０５では、ｋ番目の表示セル５３をYELLOWにセットする。
ステップ３０６では、ｋ番目の表示セル５３をGREENにセットする。

ステップ３０７では、ｋをカウントアップし、隣の表示セル５３へ移行する。
ステップ３０８では、ｎ番目の表示セル５３までセットが終了したかどうかを判断し、終了したときはステップ３０９及びステップ３１３へ進む。

ステップ３０９では、右側の表示セル５３にREDがあるかどうかを判断し、RED有りのときはステップ３１０へ進み、それ以外はステップ３１１へ進む。
ステップ３１０では、REDが存在する表示セル５３から右端側までの表示セル５３全てをREDに設定する。
ステップ３１１では、右側の表示セル５３にYELLOWがあるかどうかを判断し、YELLOW有りのときはステップ３１２へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップ３１２では、YELLOWが存在する表示セル５３から右端に向かってREDが存在する表示セル５３まで、もしくは右端側まで全てをYELLOWにセットする。

ステップ３１３では、左側の表示セル５３にREDがあるかどうかを判断し、RED有りのときはステップ３１０へ進み、それ以外はステップ３１１へ進む。
ステップ３１４では、REDが存在する表示セル５３から左端側までの表示セル５３全てをREDに設定する。
ステップ３１５では、左側の表示セル５３にYELLOWがあるかどうかを判断し、YELLOW有りのときはステップ３１２へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップ３１６では、YELLOWが存在する表示セル５３から左端に向かってREDが存在する表示セル５３まで、もしくは左端側まで全てをYELLOWにセットする。

〔安全度表示演算処理の作用〕
次に、上記安全度表示演算処理の作用について説明する。

車々間通信アンテナ１０により、他車両の車両情報を入手する。走行中に衝突・追突等の危険性があるものとして、自車両の周囲の障害物（他の車両、２輪車、自転車、人）、道路構造物等が考えられる。そこで、自車両の周囲の障害物として他車両を例にとり、走行中の自車両と他車両の位置関係に基づいて説明する。

この車両情報には、D-GPS７により他車両が認識している他車両の絶対位置，他車両の車速，他車両の車両サイズ等を読み込む。図７は走行中の自車両及び他車両の相対関係を表す図である。自車両Taの周囲に、他車両Tb，Tc，Tdが存在する。

自車両Taが中央車線を時速100kmで走行しているとする。このとき、進行方向に向かって右側車線であって、自車両Taの右斜め前方付近を他車両Tbが時速103kmで走行している。また、車両Tbと同じく進行方向に向かって右側車線であって、自車両Taの右斜め後方から自車両Taよりも速い時速120kmで他車両Tcが接近中である。更に進行方向に向かって左側車線を自車両Taよりも低い速度80kmで他車両Tdが走行している。このとき、自車両中心点から他車両の端部間を結ぶ線によって他車両の存在領域を設定する。

図８は車外情報リングを表す概略図である。車外情報リングRGは、自車両を中心とした円形の情報記憶手段である。この車外情報リングRGの直径は、一次元バー５１と同じ長さに設定されている。車々間通信によって設定された他車両の存在領域をこの車外情報リングRGに反映し、外周部に他車両の存在領域を設定する。

（安全度の色別表示について）
走行中の各車両の相対速度及び相対距離の関係から、安全度を色分けする。
自車両Taに対する他車両との相対速度がΔｖ＋より大きいとき、つまり自車両Taの後方から他車両が迫ってくる場合は危険領域と判断し、REDとする。
自車両Taに対する他車両の相対速度がΔｖ−〜Δｖ＋以内の場合、つまり前方若しくは後方に他車両が走行中であって、自車両Taとさほど速度差がない場合を注意喚起領域と判断し、YELLOWとする。
自車両Taに対する他車両の相対速度がΔｖ−未満の場合、つまり自車両Taよりも低速で後方を走行中、もしくは自車両Taよりも高速で前方を走行中の場合は、危険性が極めて小さい安全領域と判断し、GREENとする。

（他車両Tbとの関係）
他車両Tbは、自車両Taと同等の車速で走行しており、相対速度は所定範囲内にある。しかしながら、相対距離ΔＬが所定距離ΔＬ₀よりも小さいため、安全度はあまり高くないと判断される。よって、他車両Tbが存在する領域はYELLOWにセットされる。

（他車両Tcとの関係）
他車両Tcとの関係について説明する。他車両Tcは、自車両Taよりも高車速走行であり、相対速度は近付く側（負方向）に大きい。また、相対距離ΔＬも所定距離ΔＬ₀よりも小さいため、安全度はかなり低いと判断される。よって、他車両Tcが存在する領域はREDにセットされる。

（他車両Tdとの関係）
他車両Tdとの関係について説明する。他車両Tdは、自車両Taよりも低車速走行であり、相対速度は離れる側（正方向）に大きい。また、相対距離ΔＬも所定距離ΔＬ₀よりも大きいため、安全度が高いと判断される。よって、他車両Tdが存在する領域はGREENにセットされる。

上述したように、自車両と他車両との関係において、それぞれ安全な関係にあるかどうかを判断する。自車両と他車両の相対速度Δｖ，自車両と他車両の相対距離ΔＬに基づいて車外情報リングRGに設定された存在領域の色を安全度に応じて設定する。

図８は、車外情報リングRG上の色分けされた存在領域を一次元バー５１に設定する作用を表す図である。
まず、車両進行方向に垂直な一次元バー５１を設定する。次に、セルナンバ１からｎに向かって順に、表示セル５３に対応する車外情報リングRG上に存在する色のうち、RED>YELLOW>GREENの優先順位に基づいて表示セル５３の色を決定する。尚、色が存在しない時には対象車両がなく安全であると判断してGREENにセットする。この操作を各表示セル５３について行い、一次元バー５１に色を設定する。

ここで、一次元バー５１の途中にREDが存在し、それよりも端部側に他の色が存在する場合がある。このときは、REDが存在する以上、それよりも端部側に安全領域を設定すべきではない。よって、REDが存在する表示セル５３から端部側までの表示セル５３全てを強制的にREDに設定する。同様に、YELLOWが存在する表示セル５３から端部に向かってREDが存在する表示セル５３まで、もしくは端部側まで全てを強制的にYELLOWにセットする。この操作を左右方向について実行し、一次元バー５１の最終的な表示を決定し、表示装置５０に出力する。

以上説明したように、実施例１の表示装置５０にあっては、車外の安全度を左右の単純な表示によって報知することが可能となり、運転者に対し的確な安全度情報を容易に提供することができる。

また、実施例１では車々間通信による制御構成としたが、例えば、レーザレーダ８により他車両との関係を演算してもよく、特に限定しない。また、他車両との関係に限らず、VICS情報などから走行路情報を取得し、この情報に基づいて表示制御を行ってもよいし、固定障害物等に対して行ってもよい。
また、他車両や固定障害物の認識した大きさを、相対速度に応じて変更しても良い。具体的には、相対速度が大きい時は視野角が狭くなることを考慮し、認識した大きさを大きく補正し車外情報リングRGに投影する。これにより、走行状況に応じた安全度を確保することが可能となり、更に安全度の向上を図ることができる。

また、実施例１では相対速度と相対距離の閾値判定によって安全度を色分けしたが、この構成に限られるものではなく、例えばメンバシップ関数を用いたファジィ制御を用いて行ってもよい。具体的には、相対速度と相対距離の前件部メンバシップ関数をそれぞれ設定する。次に、前件部メンバシップ関数から現時点での相対速度と相対距離に対応する傾向と適合度を決定する。

この傾向と適合度から予め設定されたルールテーブルを参照し、後件部メンバシップ関数を設定する。設定された後件部メンバシップ関数から、min−max重心法により安全度を演算する。このファジィ制御により決定された安全度に応じて色分けする構成としてもよい。これにより、安全度をより的確に表現することができる。尚、相対速度や相対距離以外のパラメータを用いて安全度を算出してもよく、特に限定しない。

実施例１における車載型表示装置を備えた車両全体制御システム図である。実施例１における表示装置の設置例を示す図である。実施例１における表示装置を表す拡大図である。実施例１における安全度表示演算処理を表すフローチャートである。実施例１における安全度演算処理を表すフローチャートである。実施例１における一次元化処理を表すフローチャートである。実施例１における走行中の自車両及び他車両の位置及び速度を表す図である。実施例１における車外情報リング及び一次元バーとの関係を表す図である。

符号の説明

１アクセルペダルストロークセンサ
２ブレーキ踏力センサ
３舵角センサ
４トルクセンサ
５操作情報センサ
６Ｇセンサ/ジャイロ
７ D-GPS
８レーザレーダ
９車速センサ
１０車々間通信アンテナ
２０コントロールユニット
２０ａアクチュエータ群制御部
２０ｂ報知群制御部
２０ｃ安全度表示制御部
３０アクチュエータ群
３０ａ動力源
３０ｂ制動機構
３０ｃ操舵機構
３１ブレーキ介入アクチュエータ
３２ステアリングアクチュエータ
３３電子制御スロットル
３４電子制御インジェクタ
４０報知群
４１ナビゲーション装置
４２操作情報表示装置
４３警報装置
４４アクセル反力発生装置
４５ブレーキ反力発生装置
５０表示装置
５１一次元バー
５３表示セル
６０フロントガラス
６１ステアリング
６２スピーカー
RG 車外情報リング

Claims

自車両の車両情報を検出する自車両情報検出手段と、
自車両以外の車外情報を検出する車外情報検出手段と、
前記自車両情報検出手段から検出された自車両情報、及び前記車外情報検出手段から検出された車外情報に基づいて、車外と自車両との相対的な安全度を演算し、演算された安全度を進行方向に対して左右に広がる安全度情報として１次元化するコントロールユニットと、
前記コントロールユニットにより演算された安全度情報を、左右のみの表示により運転者に報知する表示手段と、
を設けたことを特徴とする車載型表示装置。