JP2009248812A - 運転支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転者の目のちらつきや実景に対する注意力の低下を極力抑えた状態で運転者の視野内に運転支援情報を表示することができる運転支援装置を提供する。
【解決手段】運転者Dの視線Lが基準視線SLを中心とした基準の有効視野A内にある場合には、運転支援情報の画像Pの表示位置が基準視線SLの延長線上の定常位置に保持される。一方、運転者Dの視線Lが有効視野A外へ移動した際には、視線移動後の新たな有効視野B内のうち、基準視線SLの延長線上の定常位置に近い側の端部の変更位置に運転支援情報の画像Pの表示位置が変更される。このため、運転者Dの目のちらつきが低減され、運転者Dの実景に対する注意力の低下も極力抑えられる。
【選択図】図4
【解決手段】運転者Dの視線Lが基準視線SLを中心とした基準の有効視野A内にある場合には、運転支援情報の画像Pの表示位置が基準視線SLの延長線上の定常位置に保持される。一方、運転者Dの視線Lが有効視野A外へ移動した際には、視線移動後の新たな有効視野B内のうち、基準視線SLの延長線上の定常位置に近い側の端部の変更位置に運転支援情報の画像Pの表示位置が変更される。このため、運転者Dの目のちらつきが低減され、運転者Dの実景に対する注意力の低下も極力抑えられる。
【選択図】図4
Description
本発明は、車両の運転者の視野内に運転支援情報を表示して車両の運転を支援する運転支援装置に関するものである。
近年、車両の運転を支援するための各種の運転支援情報を運転者の視野内に表示する装置が種々提案されている。例えば特許文献1には、車両の進行方向に障害物が検出された場合、その障害物の警報マークをヘッドアップディスプレイによって障害物の位置方向と運転者の視線方向の観測エリアの中心との間に表示するようにした装置が記載されている。
また、特許文献2には、ヘッドアップディスプレイによる情報の表示位置をフロントガラス上における運転者の視線方向の軸上ないしその近傍位置に設定するようにした装置が記載されている。
特開平6−230132号公報
特開2002−19491号公報
ところで、特許文献1や特許文献2に記載された装置においては、運転者の視線移動に応じて警報マークなどの運転支援情報の表示位置が絶えず移動するため、運転者は目がちらついて煩わしさや鬱陶しさを感じる虞がある。また、表示される運転支援情報が運転者の視線方向の実景と重なって実景に対する運転者の注意力が低下する虞もある。
そこで、本発明は、運転者の目のちらつきや実景に対する注意力の低下を極力抑えた状態で運転者の視野内に運転支援情報を表示することができる運転支援装置を提供することを課題とする。
本発明に係る運転支援装置は、車両の運転者の視野内に運転支援情報を表示して車両の運転を支援する運転支援装置であって、運転者の視線が有効視野内で移動した際には、運転支援情報の表示位置を視線移動前の表示位置に保持することを特徴とする。
本発明に係る運転支援装置では、運転者の視線が有効視野内(顔は動かさずに視線移動だけで見える範囲)で移動した際、運転支援情報の表示位置が視線移動前の表示位置に保持される。このため、運転者の視線移動が有効視野内にある限り、運転者の目のちらつきは皆無となる。また、運転者の実景に対する注意力の低下も極力抑えられる。
本発明の運転支援装置は、運転者の視線が有効視野外へ移動した際、視線移動後の有効視野内のうち、視線移動前の表示位置に近い側に運転支援情報の表示位置を変更するように構成するのが好ましい。この場合、運転支援情報の表示位置の変更に伴う移動量が小さくなるため、運転者の目のちらつきが低減される。また、運転者の実景に対する注意力の低下も極力抑えられる。
また、このように構成された本発明の運転支援装置は、車速が所定値以上のときには、所定値未満のときに較べて運転支援情報の表示位置を変更する際の移動速度を大きくするように構成するのが好ましい。この場合、車速が所定値以上のときには運転支援情報の表示位置が素早く変更されるため、その情報が運転者に素早く視認されるようになる。また、車速が所定値未満のときには運転支援情報の表示位置がゆっくりと変更されるため、運転者の目のちらつきが低減される。
本発明に係る運転支援装置によれば、運転者の視線移動が有効視野内にある限り、情報の表示位置が視線移動前の表示位置に保持されるため、運転者の目のちらつきや実景に対する注意力の低下を極力抑えた状態で運転者の視野内に情報を表示することができる。
以下、図面を参照して本発明に係る運転支援装置の最良の実施形態を説明する。ここで、参照する図面において、図1は一実施形態に係る運転支援装置を備えた車両を模式的に示す平面図、図2は一実施形態に係る運転支援装置の構成を示す機能ブロック図、図3は図1に示した車両の車室内の運転席近傍の正面図、図4は図1に示した運転者Dの視線が移動した状況を示す図1に対応した平面図、図5は図4に示した画像の移動速度の特性を示すグラフ、図6は図2に示した画像表示ECUが実行する処理の手順を示すフローチャートである。
一実施形態に係る運転支援装置は、例えば図1に示すような車両Cに適用されることで、車両Cの前方に顔面を向けた運転者Dの基準視線(アイポントライン)SLを中心とした所定の視野内に運転支援情報の画像Pを表示して運転者Dの安全運転を支援する装置である。
この運転支援装置は、図2に示すように、運転支援情報の画像Pを表示するための画像表示ユニット1と、画像表示ユニット1に所定の制御信号を出力する画像表示ECU(Electronic Control Unit)2と、画像表示ユニット1が表示する所定の画像情報を画像表示ECU2に出力する障害物検出ECU(Electronic Control Unit)3およびナイトビジョンECU(Electronic Control Unit)4と、画像表示ECU2に所定の画像信号を出力する赤外線カメラユニット5と、画像表示ECU2に所定の検出信号を出力する車速センサ6とを備えて構成されている。
画像表示ユニット1は、例えばヘッドアップディスプレイHUD(Head-Up Display)と呼ばれるものであり、図3に示す車室内のステアリングホイール7が配置された運転席の前方において、インストルメントパネル8の内部に配置されている。
この画像表示ユニット1は、インストルメントパネル8の上面に形成された開口部8Aからフロントウインドシールド9の内面に向けて運転支援情報の画像Pを遠視点の虚像として投影する。この場合、画像表示ユニット1は、初期状態として、図1に示した運転者Dの基準視線SLの延長線上の定常位置に画像Pを投影して表示する。
図2に示した画像表示ECU2、障害物検出ECU3およびナイトビジョンECU4は、それぞれ入出力インターフェースI/O、A/Dコンバータ、プログラムおよびデータを記憶したROM(Read Only Memory)、入力データ等を一時記憶するRAM(Random Access Memory)、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等をハードウェアとして備えたマイクロコンピュータで構成されている。
障害物検出ECU3は、車両Cの前部に装備された図示しないミリ波レーダからの入力信号に基づいて車両Cの前方の障害物、歩行者、先行車両などを検出し、これらが車両Cに接近して来ると、所定の警報画像の信号を画像表示ECU2に出力する。
ナイトビジョンECU4は、車両Cの前部に装備された図示しない近赤外線カメラユニットからの入力信号に基づき、近赤外線カメラユニットが撮影した前方路面の暗視画像の信号を画像表示ECU2に出力する。
赤外線カメラユニット5は、運転者Dの顔面を撮影するように、例えばステアリングホイール7の前方のコラムカバー10の上面に設置されている(図3参照)。この赤外線カメラユニット5は、運転者Dの顔面に向けて赤外線を照射するランプと、運転者Dの顔面から反射される赤外線により運転者Dの顔面を撮影するカメラとのユニットであり、撮影した運転者Dの顔面画像の信号を画像表示ECU2に出力する。
車速センサ6は、車両Cの速度を検出してその検出信号を画像表示ECU2に出力する。この車速センサ6は、画像表示ユニット1によりフロントウインドシールド9の内面に投影されて表示される画像Pの表示位置を変更する際に、その変更速度を決定するために使用される。
ここで、画像表示ECU2には、視線検出部2B、視線角範囲判定部2C、有効視野設定部2D、有効視野情報格納部2E、表示位置設定部2F、画像表示制御部2G、表示位置移動速度決定部2H、表示面情報格納部2Iがソフトウェアとして構成されている。
画像情報取得部2Aには、障害物検出ECU3から障害物、歩行者、先行車両などの接近を知らせる所定の警報画像の信号が入力されると共に、ナイトビジョンECU4から近赤外線カメラユニットが撮影した前方路面の暗視画像の信号が入力される。この画像情報取得部2Aは、入力された警報画像または暗視画像の画像Pの信号を画像表示制御部2Hに出力する。
視線検出部2Bには、赤外線カメラユニット5が撮影した運転者Dの顔面画像の信号が入力される。この視線検出部2Bは、入力された顔面画像の信号を画像処理することで、運転者Dの視線Lを基準視線(アイポントライン)SLからの角度θとして検出する(図1参照)。
ここで、運転者Dの視線角θを画像処理により検出する手法としては、例えば運転者Dの眼球の角膜に反射するプルキンエ像の明点と、運転者Dの眼球の瞳孔部分の暗点とを抽出し、両者の位置関係から視線角θを検出する手法を採用することができる。
視線角範囲判定部2Cには、視線検出部2Bで検出された視線角θのデータが入力される。この視線角範囲判定部2Cは、入力された視線角θのデータに基づき、視線角θが基準視線SLを中心とした片側の有効視野角α(運転者Dが顔面を正面に向けた状態で眼球移動のみより視認し得る視野角)より小さいか否かを判定する。この基準となる片側の有効視野角αは、例えば60°に予め設定されている。
有効視野設定部2Dには、視線検出部2Bで検出された視線角θのデータと、視線角範囲判定部2Cで判定された判定信号とが入力される。この有効視野設定部2Dは、視線角θが片側の有効視野角αより小さいとの判定信号が視線角範囲判定部2Cから入力された場合、基準視線SLを中心とした視野角2αの基準の有効視野Aを設定する(図1参照)。
一方、視線角θが片側の有効視野角αより大きいとの判定信号が視線角範囲判定部2Cから入力された場合、有効視野設定部2Dは、有効視野情報格納部2Eに格納された有効視野の情報を参照して、視線移動後の新たな視線Lを中心とした視野角2αの新たな有効視野Bを設定する(図4参照)。
表示位置設定部2Fには、有効視野設定部2Dで設定された基準の有効視野Aまたは新たな有効視野Bのデータが入力される。この表示位置設定部2Fは、基準の有効視野Aのデータが入力されると、基準視線SLの延長線上となる有効視野Aの中央部の定常位置に運転支援情報の画像Pの表示位置を設定し、その定常位置の設定情報を画像表示制御部2Gに出力する。
一方、新たな有効視野Bのデータが入力されると、表示位置設定部2Fは、新たな有効視野B内のうち、基準視線SLの延長線上の定常位置に近い側の一端部(図示の例では右端部)の変更位置に運転支援情報の画像Pの表示位置を設定し、その変更位置の設定情報を画像表示制御部2Gに出力する。
表示位置移動速度決定部2Hには、車速センサ6で検出された車速の検出信号と、視線角範囲判定部2Cで判定された判定信号とが入力される。この表示位置移動速度決定部2Hは、視線角θが図1に示す片側の有効視野角αより大きいとの判定信号が視線角範囲判定部2Cから入力された場合、図5に示すマップを参照して、運転支援情報の画像Pの表示位置を定常位置から変更位置に変更する際の画像Pの表示位置移動速度を決定し、決定した表示位置移動速度の信号を画像表示制御部2Gに出力する。
ここで、図5に示すマップは、車速Vが所定車速H未満の領域では画像Pの表示位置の移動速度が車速Vに応じてゆっくりと増大し、車速が所定車速H以上の領域では、画像Pの表示位置の移動速度が急激に増大する特性を有する。
画像表示制御部2Gには、運転支援情報としての警報画像または暗視画像の画像Pの信号と、画像Pの表示位置としての定常位置または変更位置の設定情報とが入力され、また、画像Pの表示位置が定常位置から変更位置に変更される際には、画像Pの表示位置移動速度の信号が入力される。また、表示面情報格納部2Iには、画像Pが投影されて表示されるフロントウインドシールド9の内面の表示面情報が幾何学変換テーブルとして格納されている。
ここで、画像表示制御部2Gは、画像Pの表示位置として定常位置の設定信号が入力された場合、表示面情報格納部2Iに格納された表示面情報から定常位置の表示面情報を参照して画像Pを定常位置に投影させるための画像変換を行い、その画像変換された投影用画像の信号を画像表示ユニット1に出力する。これにより、画像表示ユニット1がフロントウインドシールド9の定常位置に警報画像または暗視画像の画像Pを投影して表示する。
一方、画像Pの表示位置として変更位置の設定信号が入力された場合、画像表示制御部2Gは、表示面情報格納部2Iに格納された表示面情報から変更位置の表示面情報を参照して画像Pを変更位置に投影させるための画像変換を行い、その画像変換された投影用画像の信号を画像表示ユニット1に出力する。その際、画像表示制御部2Gは、画像Pを高輝度で表示させるための高輝度信号と、画像Pの表示位置を定常位置から変更位置に移動させる表示位置移動速度の信号とを画像表示ユニット1に出力する。
ここで、図2に示した画像表示ECU2が実行する一連の処理手順を図6に示すフローチャートに沿って順次説明する。この画像表示ECU2は、障害物検出ECU3から出力される所定の警報画像の信号、ナイトビジョンECU4から出力される前方路面の暗視画像の信号、赤外線カメラユニット5から出力される運転者Dの顔面画像の信号および車速センサ6から出力される車速の検出信号を所定の制御サイクルタイミングで取得している。
まず、ステップS1では、視線検出部2Bが運転者Dの視線角θを検出する。続くステップS2では、視線角θが基準視線SLを中心とした片側の有効視野角αより小さいか否かを視線角範囲判定部2Cが判定する。
ステップS2の判定結果がYESであって視線角θが片側の有効視野角αより小さい場合には、ステップS3で有効視野設定部2Dが基準視線SLを中心とした基準の有効視野Aを設定する。
ステップS4では、表示位置設定部2Fが運転支援情報の画像Pの表示位置を有効視野Aの中央部の定常位置に設定する。続くステップS5では、画像表示制御部2Gが画像Pを定常位置に投影させるための画像変換を行い、その画像変換された投影用画像の信号を画像表示ユニット1に出力する。
これにより、画像表示ユニット1がフロントウインドシールド9の定常位置に警報画像または暗視画像の画像Pを投影して表示する。
一方、ステップS2の判定結果がNOであって視線角θが片側の有効視野角αより大きい場合には、ステップS6で有効視野設定部2Dが視線移動後の新たな視線Lを中心とした新たな有効視野Bを設定する。
続くステップS7では、表示位置設定部2Fが運転支援情報の画像Pの表示位置を新たな有効視野B内の一端部、すなわち定常位置に近い側の一端部の変更位置に設定する。次のステップS8では、表示位置移動速度決定部2Hが画像Pの表示位置を定常位置から変更位置に変更する際の表示位置移動速度を決定する。
ステップS9では、画像表示制御部2Gが画像Pを変更位置に投影させるための画像変換を行い、その画像変換された投影用画像の信号を画像表示ユニット1に出力する。その際、画像表示制御部2Gが画像Pを高輝度で表示させるための高輝度信号と、画像Pの表示位置を定常位置から変更位置に移動させる表示位置移動速度の信号とを画像表示ユニット1に出力する。
これにより、画像表示ユニット1がフロントウインドシールド9の変更位置に警報画像または暗視画像の画像Pを高輝度で明るく投影して表示する。その際、車速Vが所定車速H未満の領域では、車速Vに応じてゆっくりと増大する移動速度で画像Pが定常位置から変更位置に移動する。また、車速Vが所定車速H以上の領域では、急激に増大する移動速度で画像Pが定常位置から変更位置に瞬時に移動する。
そして、ステップS5またはステップS9の処理でリターンとなり、その後、画像表示ECU2は一連の処理を繰り返す。
以上説明したように、一実施形態に係る運転支援装置では、図1に示すように運転者Dの視線Lが移動しても、その視線Lが基準視線SLを中心とした基準の有効視野A内にある限り、運転支援情報の画像Pの表示位置が基準視線SLの延長線上の定常位置に保持される。このため、運転者Dの目のちらつきは皆無となり、また、運転者Dの実景に対する注意力の低下も極力抑えられる。
一方、図4に示すように運転者Dの視線Lが有効視野A外へ移動した際には、視線移動後の新たな有効視野B内のうち、基準視線SLの延長線上の定常位置に近い側の端部の変更位置に運転支援情報の画像Pの表示位置が変更される。このため、定常位置から変更位置への画像Pの移動量が小さくなり、運転者Dの目のちらつきが低減され、運転者Dの実景に対する注意力の低下も極力抑えられる。
また、車速Vが所定車速H未満の領域では、車速Vに応じてゆっくりと増大する移動速度で運転支援情報の画像Pが定常位置から変更位置に移動するため、運転者Dの目のちらつきが低減される。
一方、車速Vが所定車速H以上の領域では、急激に増大する移動速度で運転支援情報の画像Pが定常位置から変更位置に瞬時に移動するため、運転支援情報の画像Pが運転者Dに素早く視認されるようになる。
従って、一実施形態の運転支援装置によれば、運転者Dの目のちらつきや実景に対する注意力の低下を極力抑えた状態で運転者Dの視野内に運転支援情報の画像Pを的確に表示することができる。
本発明に係る運転支援装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば運転者Dの視線角θを画像処理により検出する手法としては、運転者Dの頭部の中心位置および左右の眼球間の中間位置を求め、運転者Dの頭部の中心位置から左右の眼球間の中間位置へ向かう方向ベクトルを運転者Dの視線方向としてその視線角θを検出する手法や、運転者の顔面の画像から両眼の黒目をエッジ処理により抽出し、その黒目の位置を予め記憶されている眼球モデルと比較することで運転者Dの視線角θを検出する手法を採用することができる。
1…画像表示ユニット、2…画像表示ECU、2A…画像情報取得部、2B…視線検出部、2C…視線角範囲判定部、2D…有効視野設定部、2E…有効視野情報格納部、2F…表示位置設定部、2G…画像表示制御部、2H…表示位置移動速度決定部、2I…表示面情報格納部、3…障害物検出ECU、4…ナイトビジョンECU、5…赤外線カメラユニット、6…車速センサ、7…ステアリングホイール、8…インストルメントパネル、8A…開口部、9…フロントウインドシールド、10…コラムカバー、A…基準の有効視野、B…新たな有効視野、C…車両、D…運転者、L…視線、SL…基準視線、P…画像。
Claims (3)
- 車両の運転者の視野内に運転支援情報を表示して車両の運転を支援する運転支援装置であって、
運転者の視線が有効視野内で移動した際には、運転支援情報の表示位置を視線移動前の表示位置に保持することを特徴とする運転支援装置。 - 運転者の視線が有効視野外へ移動した際には、視線移動後の有効視野内のうち、視線移動前の表示位置に近い側に運転支援情報の表示位置を変更することを特徴とする請求項1に記載の運転支援装置。
- 車速が所定値以上のときには、所定値未満のときに較べて運転支援情報の表示位置を変更する際の移動速度を大きくすることを特徴とする請求項2に記載の運転支援装置。
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