JP2006078635A - 前方道路標示制御装置および前方道路標示制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 前方の道路形状の表示を運転者が必要とするか否かを自動的に判定して、道路形状のヘッドアップディスプレイによる表示の有無を切り替えることができるような技術を提供する。
【解決手段】 車両用ナビゲーション装置は、前景画像を前景認識用カメラから取得し（２０５）、この前景画像に基づいてフロントガラスの視界の良・不良状態（２１５）、および前景画像の輝度コントラストの状態（２３５、２４０）を検出する。また、障害物検出器を用いて障害物までの距離を検出する（２１０）。そして、視界が不良である場合（２２０）、または、輝度コントラスト不足である場合（２４５）には、記憶している道路形状データに基づいた道路形状画像をヘッドアップディスプレイに表示させ（２２５、２５０）、それ以外の場合は表示させない。
【選択図】 図４

Description

本発明は、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに、自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を表示させる技術に関するものである。

従来から、車載カメラにて撮影された道路画像から路上の白線を検出し、検出した白線を表示する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、特許文献２には、道路形状をあらかじめ記憶しておき、現在位置における道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を投影して表示するヘッドアップディスプレイに表示させる技術が開示されている。
特開平７−５７２００号公報 特開２０００−２１１４５２号公報

しかし、フロントガラス越しに道路形状が十分確認できる状況において、わざわざその形状を強調して表示しても、その形状表示されたものに余分に注意を取られてしまう分、運転者にとって不都合である可能性がある。

また、運転者から見た車両前方の景色中の道路形状に重なるように、特定した道路形状の画像をヘッドアップディスプレイに表示させた場合、運転者が頭部を動かした場合や記録された道路形状のデータに誤差があった場合には、フロントガラス越しの景色とヘッドアップディスプレイ上に表示された形状のずれが生じ得る。このような場合、そのずれに運転者の注意が向いてしまうため、前方への注意が不十分となったり、運転者の目に対する負担が増すことにより、運転者の疲労が増大したりする可能性がある。

これらに対し、道路形状の画像表示の有無を切り替えるスイッチを設けても、突然逆光になったり、霧が掛かったり、土砂降りで前が見えなくなったりする等、道路形状の表示が突然必要な状況になった場合、その時に表示するためのスイッチ操作をしていたのでは間に合わない。また切り替えの操作することにより、注意が前方からそれるため危険性が増す。また運転者がその切り替えの操作を覚えなければならない。

本発明は上記点に鑑み、前方の道路形状の表示を運転者が必要とするか否かに基づいた、道路形状のヘッドアップディスプレイによる表示の有無の自動的な切り替えができるような技術を提供することを、第１の目的とする。

また、夕焼け時で前方の景色が赤いので、道路形状の表示色を青色にしたい場合等、前方の景色の視覚色によって、表示させる道路形状の色を変えたい場合がある。

本発明は上記点に鑑み、自車両の前方の視認色の状態に基づいて、ヘッドアップディスプレイに表示させる道路形状の色を変化させる技術を提供することを、第２の目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに表示させる表示制御手段と、自車両の外部の物理的状態を検出する検出手段が検出した物理的状態に基づいて、前記表示制御手段の制御の実行・非実行を切り替えるための処理を行う切替手段と、を備えた前方道路形状表示制御装置である。

このようになっているので、前方道路形状表示制御装置は、自車両の外部の物理的状態に基づいて、ヘッドアップディスプレイによる道路形状画像の表示の有無を切り替えるための処理を行うので、前方の道路形状の表示を運転者が必要とするか否かに基づいた、道路形状画像のヘッドアップディスプレイによる表示の有無の自動的な切り替えができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前方道路形状表示制御装置において、前記切替手段が基づく前記物理的状態は、自車両前方の雨、霧、および日照のうち少なくとも１つの状態を含むあることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の前方道路形状表示制御装置において、前記切替手段が基づく前記物理的状態は、自車両前方を撮影するカメラの撮影した前方画像のコントラストを含むことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の前方道路形状表示制御装置において、前記切替手段が基づく前記物理的状態は、自車両前方の障害物と自車両との距離を含むことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の前方道路形状表示制御装置において、前記切替手段が基づく前記物理的状態は、自車両のフロントガラス越しの視界の良・不良状態を含むことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに表示させる表示制御手段、および自車両の外部の物理的状態を検出する検出手段が検出した物理的状態に基づいて、前記表示制御手段の制御の実行・非実行を切り替えるための処理を行う切替手段として、コンピュータを機能させる前方道路形状表示制御プログラムである。

このようになっているので、前方道路形状表示制御プログラムによって、コンピュータは、自車両の外部の物理的状態に基づいて、ヘッドアップディスプレイによる道路形状画像の表示の有無を切り替えるための処理を行うので、前方の道路形状画像の表示を運転者が必要とするか否かに基づいた、道路形状のヘッドアップディスプレイによる表示の有無の自動的な切り替えができる。

また、請求項７に記載の発明は、自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに表示させる表示制御手段を備え、前記表示制御手段は、自車両の前方の視認色の状態を検出する手段と、この検出した視認色の状態に基づいて、前記ヘッドアップディスプレイに表示させる道路形状の色を、車両前方の景色と区別しやすくなるよう変化させる手段を備えたことを特徴とする前方道路形状表示制御装置である。

このようになっているので、前方道路形状表示制御装置は、自車両の前方の視認色の状態に基づいて、ヘッドアップディスプレイに表示させる道路形状画像の色を変化させることができる。

また、請求項８に記載の発明は、自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに表示させる表示制御手段としてコンピュータを機能させる前方道路形状表示制御プログラムであって、前記表示制御手段は、自車両の前方の視認色の状態を検出する手段と、この検出した視認色の状態に基づいて、前記ヘッドアップディスプレイに表示させる道路形状の色を、車両前方の景色と区別しやすくなるよう変化させる手段を備えたことを特徴とする前方道路形状表示制御プログラムである。

このようになっているので、前方道路形状表示制御プログラムによって、コンピュータは、自車両の前方の視認色の状態に基づいて、ヘッドアップディスプレイに表示させる道路形状画像の色を変化させることができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。図１に、本実施形態に係る前方道路形状表示制御システムが搭載される車両１０の内部構成の概略図を示す。前方道路形状表示制御システムは、車両用ナビゲーション装置１、視点認識用カメラ２、前景認識カメラ３、ヘッドアップディスプレイ４、および障害物検出器５を有している。

視点認識用カメラ２は、車両１０のダッシュボード９の上部に設置され、車両１０の運転席に座る運転者６の目の位置を検出するために、運転者６の頭部を撮影し、その画像の信号を車両用ナビゲーション装置１に出力するカメラである。

前景認識用カメラ３は、運転席８の、運転者６の目の高さの位置に相当する部分に取り付けられ、フロントガラス越しに車両１０の前方を撮影し、その画像の信号を車両用ナビゲーション装置１に出力する。この前景認識用カメラ３が出力する信号に係る画像は、人間の光に対する感度とほぼ同等の感度の画像である。

ヘッドアップディスプレイ４は、車両１０のフロントガラス面に埋め込まれた半透膜面と、ダッシュボード９内にあり、車両用ナビゲーション装置１から出力された画像信号に基づいた映像光をその半透膜面に投影するプロジェクタを有している。このような構成により、ヘッドアップディスプレイ４は、フロントガラス上に車両用ナビゲーション装置１からの画像信号に基づく画像を表示することができる。なお、フロントガラス上で、画像が表示される領域は、運転者６から見て前方の道路が見える部分であってもよいし、フロントガラス全体であってもよい。

障害物検出器５は、ボンネット７等、車両の先頭部に取り付けられ、車両前方の障害物を検出するための情報を車両用ナビゲーション装置１に出力する。具体的には、障害物検出器５は、前方を撮影し、その画像信号を車両用ナビゲーション装置１に出力するカメラであってもよいし、電波を前方に送出し、その電波が前方の障害物で反射することによって戻ってきた反射波を受信し、電波を出力してから反射波を受信するまでの時間に基づいて、障害物までの距離を算出し、その距離の信号を車両用ナビゲーション装置１に出力する電波センサであってもよい。

図２に、車両用ナビゲーション装置１のハードウェア構成をブロック図として示す。車両用ナビゲーション装置１は、位置検出器１１、外部記憶媒体１２、表示装置１３、操作スイッチ群１４、および制御装置１５を有している。

位置検出器１１は、いずれも周知の図示しない地磁気センサ、ジャイロスコープ、車速センサ、およびＧＰＳ受信機等のセンサを有しており、これらセンサの各々の性質に基いた、車両の現在位置や向きを特定するための情報を制御装置１５に出力する。

外部記憶媒体１２は、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体であり、制御装置１５が読み出して実行するプログラム、経路案内用の地図データ等を記憶している。

また、本実施形態においては、外部記憶媒体１２は、道路形状データを有している。道路形状データは、各道路について、その道路の車線の中央を標準的な車両が走行したときに、標準的な体格の運転者の視点（すなわち、所定の視点）からその道路を見た場合における、その視野中の白線や道路境界の位置の情報を含む。この道路形状データは、後述する前方道路形状表示制御処理のために用いられる。

表示装置１３は、モニタおよびスピーカを有し、制御装置１５から出力された画像信号および音声信号に基いた画像または音声を、それぞれモニタおよびスピーカで出力する。表示画像としては、例えば現在地を中心とする地図等がある。また、表示音声としては、後述する経路案内における案内音声等がある。

操作スイッチ群１４は、車両用ナビゲーション装置１に設けられた複数のメカニカルスイッチ、表示装置１３のモニタの表示面に重ねて設けられたタッチパネル等の入力装置を有し、運転者によるメカニカルスイッチの押下、タッチパネルのタッチに基いた信号を制御装置１５に出力する。

制御装置１５は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ（コンピュータに相当する）を有している。このＣＰＵは、ＲＯＭおよび外部記憶媒体１２から読み出した車両用ナビゲーション装置１の動作のためのプログラムを実行し、その実行の際には上記ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶媒体１２から情報を読み出し、ＲＡＭ、外部記憶媒体１２に対して情報の書き込みを行い、位置検出器１１、表示装置１３、操作スイッチ群１４、視点認識用カメラ２、前景認識用カメラ３、ヘッドアップディスプレイ４、障害物検出器５と信号の授受を行う。

制御装置１５のＣＰＵがプログラムを実行することによって行う具体的な処理としては、現在位置特定処理、案内経路探索処理、経路案内処理等がある。

現在位置特定処理は、位置検出器１１からの信号に基いて、周知のマップマッチング等の技術を用いて車両の現在位置や向きを特定する処理である。

案内経路探索処理は、入力装置からユーザによる目的地の入力を受け付け、現在位置から当該目的地までの最適な案内経路を算出する処理である。

経路案内処理は、外部記憶媒体１２から地図データを読み出し、算出された案内経路、目的施設、経由施設、現在位置等を、この地図上に重ねた画像を表示装置１３に出力し、案内交差点等において、案内音声を表示装置１３に出力する処理である。

また、本実施形態においては、制御装置１５のＣＰＵは、雨、霧、日照、障害物等の、自車両の外部の物理的状態に基づいて、ヘッドアップディスプレイによる道路形状の有無を切り替え、その切り替えに基づいて、ヘッドアップディスプレイ４に前方の道路形状画像を表示させる。本実施形態においては、道路形状とは、道路の車線区分線をいう。

このような処理のために制御装置１５のＣＰＵが実行する前方道路形状表示制御プログラム１００を、図３にフローチャートとして示す。制御装置１５のＣＰＵは、その作動中、繰り返して、具体的には所定の０．５秒間隔で、この前方道路形状表示制御プログラム１００を実行し、その実行において、まず表示判定プログラム２００を実行し、続いて表示制御プログラム３００を実行し、その後前方道路形状表示制御プログラム１００の１回分の実行を終了する。なお、表示判定プログラム２００、表示制御プログラム３００は、前方道路形状表示制御プログラム１００のサブルーチンとなっている。したがって、表示判定プログラム２００、表示制御プログラム３００は、前方道路形状表示制御プログラム１００の一部であるといえる。

表示判定プログラム２００の実行においては、まずステップ２０５で、前景認識用カメラ３から出力された前景画像を取得する。

続いてステップ２１０で、障害物検出器５からの信号に基づいて、前方車両等の障害物までの距離情報を取得する。障害物検出器５がカメラである場合は、障害物検出器５から出力された画像に基づいて画像解析を行うことで、障害物までの距離を算出する。

続いてステップ２１５で、ステップ２０５で取得した前景画像に基づいて、車両１０のフロントガラスの視界の良・不良状態を検出する。図５に、この視界良・不良検出の処理を説明するための、前景認識用カメラ３から取得した前景画像３０の一例を示す。

図５に示す前景画像３０において、ボンネット７の先端部から図中上方に伸びる道路３１において、白線３２が、車両１０が走行する向きの車線側の車線区分線であり、白線３３が中央線であり、白線３４が反対車線の車線区分線である。ステップ２１５の検出においては、点線３５で示す所定の矩形内の領域を、フロントガラス視界良否判定範囲とし、前景画像３０中のその判定領域内の画像を、あらかじめ取得して外部記憶媒体１２に記憶させておいた、正常時（例えば晴天時等）において前景認識用カメラ３が撮影したその範囲の画像と比較する。

図６に、あらかじめ外部記憶媒体１２に記憶された正常時のフロントガラス視界良否判定範囲の画像（以下基準画像と記す）の一例を示し、図７に、ステップ２０５で前景認識用カメラ３から取得した前景画像３０のフロントガラス視界良否判定範囲の画像（以下判定画像と記す）の一例を示す。視界良好時においては、図６に示す通り、ボンネットの外形を示す線４１はほぼ直線状となる。しかし、車両が大量の水を一度に浴びた場合等、フロントガラスの視界が悪化した場合においては、図７のボンネット外形線４２に示す通り、前景画像３０中のボンネットの外形が歪んでしまう場合が多い。

ステップ２１５における比較では、このような傾向を利用する。すなわち、判定画像および基準画像の各画素の値を、その画素がボンネット位置に該当するか否かに基づいて０または１に２値化させる。２値化の方法としては、ボンネットを表す代表的な画素の値（輝度、明度、彩度、ＲＧＢのいずれか１つ等）として、フロントガラス視界良否判定範囲の枠線３５内部の最も上側と下側の、横に並ぶ画素の列の値の平均値をそれぞれ算出し、各画素の値をこの代表的な２つの値と比較し、下側の平均値に近ければその画素はボンネットに属するとし、上側の平均値に近ければ、その画素はボンネットに属さないとする。

そして、このような２値化の結果、値１を有する領域と値０を有する領域との境界を線として認識処理し、その境界線（ボンネット外形線）について、フロントガラス視界良否判定範囲の横方向の位置をX、その位置におけるボンネット外形線の画像中の高さをYとして数値化し、判定画像および基準画像の同じ値Xの位置における値Yの差の絶対値の、複数の値Xの位置についての総和、すなわちボンネット外形誤差の総和を算出する。

続いてステップ２２０では、ステップ２１５の検出結果に基づいて、視界が良好か否かを判定する。具体的には、ステップ２１９で算出したボンネット外形誤差の総和が、所定の基準値より小さい場合には、視界が良好であると判定し、その所定の基準値以上の場合には、視界が不良であると判定する。

視界が不良である場合、道路形状をヘッドアップディスプレイ４に表示させるための設定として、表示時間を示す変数Ｔに１０秒を示す値を代入し、表示判定プログラム２００の処理を終了する。

視界が良好である場合、続いてステップ２３０で、障害物までの距離が所定の危険距離より大きいか否かを判定する。危険距離としては、固定値（例えば２０ｍ）であってもよいし、車速が大きくなるにつれて小さくなるような値であってもよい。障害物までの距離が危険距離以下である場合としては、例えば自車両が前方車両に接触する可能性があり、道路形状画像に注意を取られると危険になるような場合、前方車両の陰になって白線が元々見えない場合等が考えられる。障害物までの距離が所定の危険距離以下である場合、表示判定プログラム２００の実行が終了する。障害物までの距離が所定の危険距離より大きい場合、続いてステップ２３５を実行する。

ステップ２３５では、後述する道路形状の輝度コントラスト判定を行うために、ステップ２０５で取得した前景画像中の道路形状（すなわち本実施形態における白線）の輝度コントラスト処理対象範囲を設定する。具体的には、上述の現在位置特定処理によって特定した現在位置における道路形状データを外部記憶媒体１２から読み出し、視点認識用カメラ２からの画像を解析して現在の運転者６の目の位置を特定し、その特定した目の位置と、上述した所定の視点との差異に基づいて、読み出した道路形状データの白線の位置を補正し、その補正後の白線の位置からなる領域を、その横幅が所定の幅（例えば通常の白線の横幅の３倍等）にまで拡大し、その拡大した領域を前景画像中の道路形状の輝度コントラスト判定対象範囲とする。

図５の例においては、この輝度コントラスト判定対象範囲は、点線３７、３８で示す範囲、すなわち、自車両の走行する方向の車線の車線区分線、路側、および中央線を含む、白線よりも幅が広い領域である。なお、図５に示すように、枠線３６によって囲まれる自車両のワイパー払拭範囲内にのみ、輝度コントラスト判定対象範囲を限定するようになっていてもよい。

続いてステップ２４０で、この輝度コントラスト判定対象範囲についての輝度コントラスト処理を実行する。具体的には、路面と中央の白線とのコントラストを比較するための道路形状判定範囲（枠線３８で囲まれる領域）においては、道路面（例えば、前景画像中の、２本の白線３２、３３のちょうど中間の位置）の輝度に所定の輝度幅を加算したものを基準輝度とし、輝度コントラスト判定対象範囲の画素のそれぞれについて、その基準輝度より大きい場合には値１を割り当て、その基準輝度よりも小さい場合には値０を割り当てる。また、道路と路側とのコントラストを比較するための道路形状判定範囲（枠線３７で囲まれる領域）においては、道路面の輝度（例えば、前景画像中の、２本の白線のちょうど中間の位置）に所定の輝度幅を減算したものを基準輝度とし、輝度コントラスト判定対象範囲の画素のそれぞれについて、その基準輝度より大きい場合には値１を割り当て、その基準輝度よりも小さい場合には値０を割り当てる。すなわち、輝度コントラスト判定対象範囲の輝度を、基準輝度に基づいて２値化する。

さらに、この２値化した輝度分布画像に対して、ノイズ除去を行うことで、道路の凹凸や路面のひび割れによる輝度の不規則な変化の悪影響を除去する。さらに、この結果の画像に対して、輪郭線追跡によって、２値化されることによって分かれた領域の境界となる輪郭線、すなわち、路面と路側部分を分ける道路境界３９に相当する輪郭線、または、中央線３３と道路とを分ける輪郭線を特定する。さらに、この特定した輪郭線から、ラベリング処理で、道路ライン、すなわち、道路境界または中央線に該当する位置および領域を特定する。さらに、細線化処理で、このラベリング処理によって特定した道路境界または中央線の横幅を最小限まで狭める。この細線化によって、道路境界または中央線の方向が特定されることになる。

以上が輝度コントラスト処理である。もし、路面と路側部分や路面と中央線の輝度コントラストの差が少なければ、２値化の段階で道路形状が十分に把握できない画像データとなり、その後の処理を施しても、結果として細線化に失敗したり、細線化してもその方向がでたらめになってしまう。輝度コントラストが不足するような状況としては、例えば、土砂降りの雨の中を車両１０が走行している場合、霧の中を車両が走行している場合、太陽の方向に向かって走行している場合等が考えられる。

ステップ２４０に続いてステップ２４５では、コントラスト判定を行う。具体的には、ステップ２４０のコントラスト処理によって特定された道路境界または中央線の方向と、外部記憶媒体１２から読み出した道路形状データが示す、現在位置における道路境界または中央線の方向とを比較し、互いの方向が所定の基準以上に異なっていたり、あるいは、ステップ２４０で方向が特定できていなかった場合は、輝度コントラスト不足であるとして、続いてステップ２５０で、表示時間の変数を１０秒とし、その後表示判定プログラム２００の実行を終了する。また、互いの方向が所定の基準以上に異なっていなければ、運転者が容易に道路形状を把握するために充分な輝度コントラストがあるとして、そのまま表示判定プログラム２００の実行を終了する。

以上のような表示判定プログラム２００を実行することで、制御装置１５のＣＰＵは、前景画像を前景認識用カメラ３から取得し（ステップ２０５参照）、この前景画像に基づいてフロントガラスの視界の良・不良状態（ステップ２１５参照）、および前景画像の輝度コントラストの状態（ステップ２３５、２４０参照）を検出する。また、障害物検出器５を用いて障害物までの距離を検出する（ステップ２１０参照）。そして、視界が不良である場合（ステップ２２０参照）、または、輝度コントラスト不足である場合（ステップ２４５参照）には、表示時間を１０秒とする（ステップ２２５、２５０参照）。ただし、輝度コントラスト不足であっても、障害物までの距離が危険距離以下である場合（ステップ２３０参照）は、表示時間の変数を変化させない。

次に、図８に示す表示制御プログラム３００について説明する。この表示制御プログラム３００では、まずステップ３１０で、表示時間の変数が０秒より大きいか否かを判定し、０秒以下ならばステップ３２０で表示ＯＦＦ設定を行い、その後に表示制御プログラム３００を終了する。表示ＯＦＦ設定とは、ヘッドアップディスプレイ４に道路形状の画像を表示させないようにする処理である。例えば、ＣＰＵが、制御装置１５のＲＡＭ中の道路形状画像出力フラグの値が１の時に道路形状画像を出力し、値が０のときに道路形状画像の出力を停止するようになっている場合、その道路形状画像出力フラグを０に書き換える。

また、ステップ３１０で表示時間がゼロより大きいと判定すると、続いてステップ３２５で、道路形状表示のための画像を生成する。具体的には、上述の現在位置特定処理によって特定した現在位置における道路形状データを、外部記憶媒体１２から読み出し、視点認識用カメラ２からの画像を解析して現在の運転者６の目の位置を特定し、その特定した目の位置と、上述した所定の視点との差異に基づいて、読み出した道路形状データの白線の位置を補正し、その補正後の白線の位置に白線や道路の境界線を示す図形を含むような画像を生成する。

なお、ヘッドアップディスプレイ４に表示させる道路形状の輝度については、表示判定プログラム２００のステップ２０５で取得した前景画像に対して輝度のノイズ除去を行った後の画像の最大輝度を特定し、その最大輝度よりも所定量だけ高い輝度を、当該道路形状の輝度とする。

続いてステップ３３０で、表示ＯＮ設定を行う。具体的には、上述のような道路形状画像出力フラグに基づいた表示制御処理が行われる場合は、そのフラグを１に書き換える。このような表示制御を行うことで、ヘッドアップディスプレイ４は、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するような位置に、道路形状画像を表示するようになる。

ステップ３３０に続いては、表示時間の変数から、前方道路形状表示制御プログラム１００の実行周期、具体的には所定の０．５秒間隔を減算した値を、新たな表示時間とする。ステップ３４０の後、表示制御プログラム３００の実行は終了する。

以上説明したような前方道路形状表示制御プログラム１００を制御装置１５のＣＰＵが実行することで、表示時間の変数は、表示判定プログラム２００のステップ２２５または２５０で表示時間が変更されない限り、時間の経過と共に所定の０．５秒ずつ減ってゆき、最終的にゼロとなる。

したがって、車両用ナビゲーション装置１は、視界が不良となってから少なくとも１０秒間、または、障害物までの距離が危険距離を越えており、かつ輝度コントラスト不足となってから少なくとも１０秒間は、ヘッドアップディスプレイ４に道路形状画像を表示させる。また、視界が不良の状態が持続している間は、または、障害物までの距離が危険距離を越えており、かつ輝度コントラスト不足となっている状態が持続している間は、常にヘッドアップディスプレイ４に道路形状画像を表示させる。そして、過去１０秒間、視界が良好でありかつ障害物が危険距離以内にある、視界が良好であり輝度コントラストが十分である、という２つの条件のいずれかが満たされ続けていれば、ヘッドアップディスプレイ４に道路形状を表示させない。

このようになっているので、車両用ナビゲーション装置１は、前景認識用カメラ３が撮影した前景画像の輝度コントラスト、自車両前方の障害物と自車両との距離、自車両のフロントガラス越しの視界の良・不良状態といった、自車両の外部の物理的状態に基づいて、ヘッドアップディスプレイ４による道路形状の表示の有無を切り替えるための表示時間変数設定の処理を行うので、前方の道路形状の表示を運転者が必要とするか否かに基づいた、道路形状のヘッドアップディスプレイによる表示の有無の自動的な切り替えができる。

なお、本実施形態においては、車両用ナビゲーション装置１が、前方道路形状表示制御装置に相当する。

また、制御装置１５のＣＰＵが、表示制御プログラム３００を実行することで、表示制御手段として機能し、表示判定プログラム２００を実行することで、切替手段として機能する。

また、前景認識用カメラ３および障害物検出器５が、検出手段に相当する。
（他の実施形態）
また、上記の実施形態においては、車両１０外部の物理的状況に応じて、ヘッドアップディスプレイ４への道路形状画像の表示、非表示を切り替えているが、例えば、表示色の異なる複数種類のヘッドアップディスプレイを車両１０に取り付け、車両１０外部の物理的状況に応じて、それらのいずれに道路形状を表示させるかを切り替えるようになっていてもよい。例えば、前景認識用カメラ３で取得した前景画像に基づいて現在の前景の視認できる色系統を特定し、この検出した視認色の状態に基づいて、フロントガラスに表示させる道路形状の色を、車両前方の景色と区別しやすくなるよう、画像を表示するヘッドアップディスプレイを切り替えてもよい。また、１つのヘッドアップディスプレイが、表示色を切り替えるよう、制御装置１５のＣＰＵがプログラムを実行することで制御してもよい。例えば、現在夕焼けの中を走行しており、前景が赤系統の色である場合は、青系統の道路形状をフロントガラスに表示させるようになっていてもよい。

なお、上記の実施形態において、車両用ナビゲーション装置１は、ステップ２１５およびステップ２３５の、フロントガラス視界良否判定範囲および道路形状判定範囲の特定において、車両１０のワイパがそのときに存在する位置を除外するようになっていてもよい。ワイパの位置は、ワイパを制御するＥＣＵから、ワイパの作動タイミングの情報を取得することで、現在のワイパの位置を算出するようになっていてもよいし、ワイパの振り角度を検出する角度センサがワイパに取り付けられており、その角度センサからの信号に基づいて現在のワイパの位置を算出するようになっていてもよい。

また、車両用ナビゲーション装置１は、必ずしも表示装置１３を有している必要はなく。車両用ナビゲーション装置１による表示の全てをヘッドアップディスプレイ４が担ってもよい。

また、視点認識用カメラ２を前景認識用カメラ３で代用してもよい。この場合、制御装置１５のＣＰＵは、前景認識用カメラ３からの画像に基づいて、運転者６の頭部の高低変化を検出し、その頭部の位置と、あらかじめ外部記憶媒体１２に記憶されている平均的な人の頭と目の位置関係の情報とに基づいて、運転者６の目の位置を特定すればよい。

また、障害物検出器５は、前景認識用カメラ３で代用してもよい。この場合、制御装置１５のＣＰＵは、前景認識用カメラ３からの画像に基づいて画像認識によって障害物までの距離を特定するようになっていればよい。

また、障害物検出器５は無くともよい。その場合、表示判定プログラム２００において、ステップ２１０とステップ２３０を実行せず、ステップ２２０で視界良好の場合、続いてステップ２３５を実行するようになっていればよい・
また、ステップ２３０においては、障害物との距離に基づいた道路形状の表示の切り替えのための制御を行っているが、例えば障害物検出器５の送信波と反射波のドップラー効果による周波数のずれや、障害物までの距離の時間変化量等に基づいて、障害物の接近速度を検出し、接近速度が大きければ、道路形状をヘッドアップディスプレイ４に表示させないようにしてもよい。

また、ワイパを制御するＥＣＵまたはワイパスイッチから、ワイパの動作モードの情報を信号として取得し、その情報に基づいて、ワイパが高速動作状態となっている場合に、土砂降りであると判定し、表示時間の変数を１０秒とする等、ヘッドアップディスプレイ４に道路形状表示を行わせるような処理を行ってもよい。

また、ワイパが動作していることを検出し、かつ、ヘッドライト制御スイッチ信号に基づいてヘットライトが点灯していることを検出することに基づいて、夜の雨の中を走行していると判定し、表示時間の変数を１０秒とする等、ヘッドアップディスプレイ４に道路形状表示を行わせるような処理を行ってもよい。

また、フォグランプ制御スイッチからの信号に基づいて、フォグランプが点灯している場合に、霧が濃い中を走行していると判定し、表示時間の変数を１０秒とする等、ヘッドアップディスプレイ４に道路形状表示を行わせるような処理を行ってもよい。

また、位置検出器１１の情報および現在時刻に基づいて、車両１０が太陽に向かって走行していると判定したことに基づいて、表示時間の変数を１０秒とする等、ヘッドアップディスプレイ４に道路形状表示を行わせるような処理を行ってもよい。

また、ステップ２４０のコントラスト計算における、所定の輝度幅は、運転者の視力や疲労度合いによって異なるので、運転者が操作スイッチ群１４を操作して設定できるようになっていてもよい。あるいは、制御装置１５のＣＰＵは、走行持続時間に基づいて、この輝度幅を大きくすることで、ヘッドアップディスプレイ４がより道路形状画像を表示しやすくするように制御してもよい。

また、コントラストとしては、輝度コントラストでなくとも、明度、彩度のコントラストでもよい。光のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）成分のいずれか１つ、または任意の複数の組み合わせのコントラストであってもよい。

また、上記の実施形態では、ヘッドアップディスプレイ４に表示させる道路形状として、白線や路側を用いているが、標識、信号機を道路形状として用いてもよい。

本発明の実施形態に係る前方道路形状表示制御システムが搭載される車両１０の内部構成の概略図である。 車両用ナビゲーション装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。 前方道路形状表示制御プログラム１００のフローチャートである。 表示判定プログラム２００のフローチャートである。 前景認識用カメラ３による撮影画像と各範囲との対応関係を示す図である。 あらかじめ外部記憶媒体１２に記憶された正常時のフロントガラス視界良否判定範囲の画像の一例を示す図である。 表示判定プログラム２００のステップ２１０において前景認識用カメラ３から取得した前景画像３０のフロントガラス視界良否判定範囲の画像の一例を示す図である。 表示制御プログラム３００のフローチャートである。

符号の説明

１…車両用ナビゲーション装置、２…視点認識用カメラ、３…前景認識用カメラ、
４…ヘッドアップディスプレイ、５…障害物検出器、６…運転者、７…ボンネット、
８…運転席、１０…車両、１１…位置検出器、１２…外部記憶媒体、１３…表示装置、
１４…操作スイッチ群、１５…制御装置、３０…前景画像、３１…道路、
３２〜３４…白線、３５…フロントガラス視界良否判定範囲の枠線、
３６…ワイパ払拭範囲の枠線、３７…道路形状判定範囲の枠線、
３８…道路形状判定範囲の枠線、３９…道路境界、
４１…視界良好時ボンネット外形線、４２…視界不良時ボンネット外形線、
１００…前方道路形状表示制御プログラム、２００…表示判定プログラム、
３００…表示制御プログラム。

Claims (8)

1. 自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに表示させる表示制御手段と、
   自車両の外部の物理的状態を検出する検出手段が検出した物理的状態に基づいて、前記表示制御手段の制御の実行・非実行を切り替えるための処理を行う切替手段と、を備えた前方道路形状表示制御装置。
2. 前記切替手段が基づく前記物理的状態は、自車両前方の雨、霧、および日照のうち少なくとも１つの状態を含むあることを特徴とする請求項１に記載の前方道路形状表示制御装置。
3. 前記切替手段が基づく前記物理的状態は、自車両前方を撮影するカメラの撮影した前方画像のコントラストを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の前方道路形状表示制御装置。
4. 前記切替手段が基づく前記物理的状態は、自車両前方の障害物と自車両との距離を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の前方道路形状表示制御装置。
5. 前記切替手段が基づく前記物理的状態は、自車両のフロントガラス越しの視界の良・不良状態を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の前方道路形状表示制御装置。
6. 自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに表示させる表示制御手段、および
   自車両の外部の物理的状態を検出する検出手段が検出した物理的状態に基づいて、前記表示制御手段の制御の実行・非実行を切り替えるための処理を行う切替手段として、コンピュータを機能させる前方道路形状表示制御プログラム。
7. 自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに表示させる表示制御手段を備え、
   前記表示制御手段は、自車両の前方の視認色の状態を検出する手段と、この検出した視認色の状態に基づいて、前記ヘッドアップディスプレイに表示させる道路形状の色を、車両前方の景色と区別しやすくなるよう変化させる手段を備えたことを特徴とする前方道路形状表示制御装置。
8. 自車両の走行する道路の前方の道路形状の画像を、運転者から見て自車両前方の実際の道路形状と一致するよう、フロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイに表示させる表示制御手段としてコンピュータを機能させる前方道路形状表示制御プログラムであって、
   前記表示制御手段は、自車両の前方の視認色の状態を検出する手段と、この検出した視認色の状態に基づいて、前記ヘッドアップディスプレイに表示させる道路形状の色を、車両前方の景色と区別しやすくなるよう変化させる手段を備えたことを特徴とする前方道路形状表示制御プログラム。

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