JP2010089768A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者が車外状況を充分に把握する必要があるときに、ヘッドアップディスプレイ装置により表示された画像が車外状況の把握の妨げにならないようにする。
【解決手段】 マルチビューシステム１７がテレビカメラ２１で撮像した車外の映像をモニタ２６に表示しているとき、運転者に報知すべき情報の画像をフロントウインドシールドに表示するヘッドアップディスプレイ装置１１の作動を禁止するので、運転者はヘッドアップディスプレイ装置１１の画像に邪魔されることなくフロントウインドシールドを通して車外状況を把握することが可能となり、モニタ２６の映像および車外状況の両方に注意を払いながら安全に車両を運転することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の周囲の映像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した映像を表示する表示手段と、運転者に報知すべき情報の画像をフロントウインドシールドに表示するヘッドアップディスプレイ装置とを備えた車両用表示装置に関する。

自動車のダッシュボードに設けられた光画像生成手段で生成した画像を、フレネルレンズで拡大してフロントウインドシールドに設けられたホログラムコンバイナに投光することで、フロントウインドシールドに画像として表示するヘッドアップディスプレイ装置が、下記特許文献１により公知である。
特開平８−１９２６６４号公報

かかるヘッドアップディスプレイ装置では、フロントウインドシールドに画像が表示されるため、その画像に重なる車外の景色が運転者から目視不能になる場合がある。このことは、車両が通常の運転状態にあるときには問題にならないが、運転者が車外状況に特に注意を払う必要がある場合に障害となる可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、運転者が車外状況を充分に把握する必要があるときに、ヘッドアップディスプレイ装置により表示された画像が車外状況の把握の妨げにならないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の周囲の映像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した映像を表示する表示手段と、運転者に報知すべき情報の画像をフロントウインドシールドに表示するヘッドアップディスプレイ装置とを備え、前記表示手段が作動しているとき、前記ヘッドアップディスプレイ装置の作動を禁止することを特徴とする車両用表示装置が提案される。

尚、実施の形態のテレビカメラ２１は本発明の撮像手段に対応し、実施の形態のモニタ２６は本発明の表示手段に対応する。

請求項１の構成によれば、撮像手段で撮像した車外の映像を表示手段に表示しているとき、運転者に報知すべき情報の画像をフロントウインドシールドに表示するヘッドアップディスプレイ装置の作動を禁止するので、運転者はヘッドアップディスプレイ装置の画像に邪魔されることなく車外状況を把握することが可能となり、表示手段の映像および車外状況の両方に注意を払いながら安全に車両を運転することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図８は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１はヘッドアップディスプレイ装置の構造を示す図、図２はモニタおよびヘッドアップディスプレイ装置の制御系のブロック図、図３は車両の駐車支援装置の全体構成を示すブロック図、図４は駐車スペースの周囲の状況を示す図、図５は駐車支援開始前のモニタの画像を示す図、図６は駐車支援開始時のモニタの画像を示す図、図７は駐車支援開始後のモニタの画像を示す図、図８はヘッドアップディスプレイ装置の作動制御のフローチャートである。

図１に示すように、自動車に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置１１は、インストルメントパネル１２の内部に配置された映像出力手段１３と反射鏡１４とを備えており、映像出力手段１３が出力した映像が反射鏡１４に反射した後に、フロントウインドシールド１５のハーフミラー部に反射することで、運転者は車速等の情報を表示する画像をフロントウインドシールド１５の前方にある虚像として視認することができる。

運転者がメータパネルに設けられたスピードメータ等を確認する場合、フロントウインドシールド１５を通して見える車外の景色から視線を大きく外す必要があるが、フロントウインドシールド１５に画像を表示することで、運転者は車外の景色から視線をずらすことなく必要な情報を認識することができる。

また運転者が車外の景色とメータパネルとを交互に見る場合、眼の焦点を切り換える必要があるので疲労の原因となる問題があるが、ヘッドアップディスプレイ装置１１の画像はフロントウインドシールド１５の前方にある虚像として視認されるので、運転者は眼の焦点を切り換えることなく車外の景色および画像の両方を視認することが可能となり、疲労を軽減することができる。

図２に示すように、車両はナビゲーション装置１６を備えており、その地図情報等の画像がモニタ２６に表示される。このモニタ２６は、テレビカメラ２１が接続されたマルチビューシステム１７にも共用される。マルチビューシステム１７は車両の周囲の画像をモニタ２６に表示するものであり、本実施の形態では、マルチビューシステム１７は駐車支援装置である。ナビゲーション装置１６の画像とマルチビューシステム１７の画像とは、切換手段１８により選択されてモニタ２６に表示される。ナビゲーション装置１６およびマルチビューシステム１７の両方が同時に作動する場合には、マルチビューシステム１７の画像が優先してモニタ２６に表示される。

次に、図３〜図７に基づいて、マルチビューシステム１７である駐車支援装置を説明する。

図３に示すように、駐車支援装置は、自車の周囲を撮像する複数のテレビカメラ２１と、運転者が駐車支援を開始するときに押すシステムスタートスイッチ２２と、トランスミッションのシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ２３と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ２４と、車輪速を検出する車輪速センサ２５と、ナビゲーション装置１６に共用されるモニタ２６と、それらが接続された電子制御ユニット２７とを備える。

電子制御ユニット２７は、歪み除去手段Ｍ１と、画像変換手段Ｍ２と、駐車枠画像作成手段Ｍ３と、駐車枠画像重畳手段Ｍ４と、自車画像作成手段Ｍ５と、第１自車画像重畳手段Ｍ６と、スタート判断手段Ｍ７と、自車位置算出手段Ｍ８と、画像記憶手段Ｍ９と、第２自車画像重畳手段Ｍ１０と、切換手段Ｍ１１と、表示制御手段Ｍ１２とを備える。

歪み除去手段Ｍ１にはテレビカメラ２１からの信号が入力され、スタート判断手段Ｍ７にはシステムスタートスイッチ２２からの信号が入力され、自車位置算出手段Ｍ８にはシフトポジションセンサ２３、操舵角センサ２４および車輪速センサ２５からの信号が入力され、表示制御手段Ｍ１２には車輪速センサ２５からの信号が入力され、表示制御手段Ｍ１２はモニタ２６に画像信号を出力する。

次に、道路の左側に駐車された複数の他車両Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…の間に形成された駐車スペース３１に自車Ｖを縦列駐車する場合（図４参照）の作用を説明する。

車輪速センサ２５で検出した車輪速（車速）が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上の場合には駐車支援装置は作動せず、モニタ２６には画像が表示されないか、あるいはナビゲーション装置１６等の画像が表示される。車輪速が前記所定値未満になると、自車Ｖに搭載されたテレビカメラ２１により自車Ｖの周囲の映像が撮像され、その画像は周縁部の歪みや遠近による歪みを歪み除去手段Ｍ１により除去された後、画像変換手段Ｍ２で上方から下向きに見た俯瞰画像に変換される。駐車枠画像重畳手段Ｍ４は、駐車枠画像作成手段Ｍ３で作成された駐車枠の画像を俯瞰画像に重畳し、更に第１自車画像重畳手段Ｍ６は、自車画像作成手段Ｍ５で作成した自車Ｖの画像を俯瞰画像に重畳する。

図５は、車輪速が前記所定値未満になったときのモニタ２６の画像を示すものである。モニタ２６には、テレビカメラ２１で撮像した他車両Ｖ１，Ｖ２の俯瞰画像および駐車スペース３１の俯瞰画像に、自車Ｖの画像および仮想的な駐車枠３２の画像が重畳されて表示される。自車Ｖの画像と駐車枠３２の画像とは一定の位置関係にあり、それらの画像は自車Ｖの移動に伴って他車両Ｖ１，Ｖ２の画像および駐車スペース３１の画像に対して移動する。自車Ｖの画像と駐車枠３２の画像との位置関係は、自車Ｖが駐車支援制御を開始するときに位置関係、例えば自車Ｖが駐車スペース３１の右手前に位置するように設定される。

図６に示すように、運転者がモニタ２６の駐車枠３２の画像が駐車スペース３１に重なる位置（駐車支援開始位置）に自車Ｖを誘導して停止させ、システムスタートスイッチ２２を操作すると、スタート判断手段Ｍ７が駐車支援の開始を判断する。駐車枠画像重畳手段Ｍ４により駐車枠３２の画像を重畳された俯瞰画像は、逐次更新されながら画像記憶手段Ｍ９に記憶されるが、スタート判断手段Ｍ７により駐車支援の開始が判断されると、その時点で画像記憶手段Ｍ９に記憶されている画像が固定される。つまり、駐車支援の開始後は、自車Ｖが移動しても俯瞰画像に対して駐車枠３２の画像は移動せず、図６の位置に固定される。

駐車支援が開始されると、自車位置算出手段Ｍ８は、シフトポジションセンサ２３、操舵角センサ２４および車輪速センサ２５の出力に基づいて自車位置を逐次算出する。尚、車輪速センサ２５の出力からでは自車Ｖが前進しているのか後進しているのか判断できないため、シフトポジションセンサ２３の出力から前進・後進の別を判断する。第２自車画像重畳手段Ｍ１０は、自車画像作成手段Ｍ５で作成された自車Ｖの画像を、自車位置算出手段Ｍ８が算出した自車位置において、画像記憶手段Ｍ９に固定されている俯瞰画像および駐車枠３２の画像に重畳する。従って、図７に示すように、第２自車画像重畳手段Ｍ１０が出力する画像は、固定された俯瞰画像および駐車枠３２の画像に対して自車Ｖの画像が逐次移動することになる。

切換手段Ｍ１１は、スタート判断手段Ｍ７が駐車支援の開始を判断する前は第１自車画像重畳手段Ｍ６からの画像を表示制御手段Ｍ１２に出力し、スタート判断手段Ｍ７が駐車支援の開始を判断した後は第２自車画像重畳手段Ｍ１０からの画像を表示制御手段Ｍ１２に出力する。そして表示制御手段Ｍ１２は、車輪速センサ２５が出力する自車Ｖの車輪速が前記所定値未満の場合に、切換手段Ｍ１１からの画像をモニタ２６に表示する。

しかして，運転者はモニタ２６に表示される駐車枠３２の画像が、自車Ｖが駐車しようとする駐車スペース３１の画像に一致するように自車Ｖを誘導し、駐車枠３２の画像が駐車スペース３１の画像に一致したところでシステムスタートスイッチ２２を操作して駐車支援を開始する。駐車支援が開始されると自車Ｖが移動しても駐車枠３２の画像は固定されたまま、駐車枠３２の画像に対して自車Ｖの画像が移動するので、運転者は駐車枠３２の画像内に自車Ｖの画像を誘導するようにステアリング操作を行うだけで、自車Ｖを確実に駐車スペース３１に駐車することができる。

ところで、上述した駐車支援装置により駐車を行う場合、運転者はモニタ２６の画像を見ながら車両を運転するため、自車の車外状況の確認が疎かになりがちになる。このとき、ヘッドアップディスプレイ装置１１が作動してフロントウインドシールド１５に画像が表示されると、運転者の視線が前記画像に遮られて車外状況の確認が一層疎かになる可能性がある。

しかしながら、図２に示すように、マルチビューシステム１７が作動中の場合は、その情報を受けたコントロールユニット１９がヘッドアップディスプレイ装置１１の作動を禁止することで、フロントウインドシールド１５への画像の表示が行われなくなる。その結果、モニタ２６の画像を見ながら車両を運転する運転者は自車の車外状況の確認が容易になり、モニタ２６の画像および車外状況に注意を払いながら安全に駐車操作を行うことができる。

上記作用を図８のフローチャートに基づいて再度説明すると、先ずステップＳ１でマルチビューシステムフラグＭＶＳ ＦＬＧがオンしていてマルチビューシステム１７が作動中の場合は、ステップＳ２でヘッドアップディスプレイフラグＨＵＤ ＦＬＧを「１」にオンし、前記ステップＳ１でマルチビューシステムフラグＭＶＳ ＦＬＧがオフしていてマルチビューシステム１７が非作動中の場合は、ステップＳ３でヘッドアップディスプレイフラグＨＵＤ ＦＬＧを「０」にオフする。そしてステップＳ４でヘッドアップディスプレイフラグＨＵＤ ＦＬＧが「１」であってマルチビューシステム１７が作動中の場合はヘッドアップディスプレイ装置１１の作動を禁止し、逆にヘッドアップディスプレイフラグＨＵＤ ＦＬＧが「０」であってマルチビューシステム１７が非作動中の場合はヘッドアップディスプレイ装置１１の作動を許可する。

次に、図９および図１０に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態ではヘッドアップディスプレイ装置１１に車速等の情報を表示しているが、第２の実施の形態では歩行者が見え難くなる夜間に、ヘッドアップディスプレイ装置１１にナイトビジョンの映像を表示するものである。ナイトビジョンは、フロントバンパーに左右方向に離間して取り付けられた２台の遠赤外線カメラを備えており、これら２台の遠赤外線カメラで撮像した歩行者のような周囲に比べて高温の対象物を識別し、その識別された歩行者が自車に進路内に進入する可能性がある場合に、ヘッドアップディスプレイ装置１１に歩行者の映像を高輝度で表示して運転者の注意を喚起するようになっている。

以下、上記ナイトビジョンの作用を、図９のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１１で２台の遠赤外線カメラで熱源対象物を検出し、ステップＳ１２で２台の遠赤外線カメラの視差を利用して熱源対象物の距離および方向を算出し、続くステップＳ１３で熱源対象物の距離および方向の時間的な変化から、熱源対象物の移動方向および移動速度を算出する。続くステップＳ１４で遠赤外線カメラの映像から判定した熱源対象物の形状を考慮して、前記熱源対象物から接触の可能性のある歩行者を識別する。

図１０に示すように、接触の可能性のある歩行者は、自車の進行方向に対して直交する方向に移動する横断歩行者については、距離が自車から３０ｍ〜８０ｍの範囲で、かつ自車から前方に向けて１２°の角度で広がるカメラ画角の範囲で区画される台形状の領域に存在する歩行者とされ、自車の進行方向と平行な方向に移動する道路上歩行者については、距離が自車から３０ｍ〜８０ｍの範囲で、かつ自車の車幅から左右に各１．５ｍを加えた矩形状の領域に存在する歩行者とされる。

しかして、上記二つの領域の何れかに接触の可能性がある歩行者が識別されると、ステップＳ１５でヘッドアップディスプレイ装置１１に表示される前記歩行者の画像の輝度を増加させることで、運転者に歩行者の存在を報知して注意を喚起することができる。

そして、本第２の実施の形態においても、マルチビューシステム１７が作動中の場合は、その情報を受けたコントロールユニット１９がヘッドアップディスプレイ装置１１の作動を禁止することで、フロントウインドシールド１５への画像の表示が行われなくなる。その結果、モニタ２６の画像を見ながら車両を運転する運転者は自車の車外状況の確認が容易になり、モニタ２６の画像および車外状況に注意を払いながら安全に駐車操作を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計設定を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではヘッドアップディスプレイ装置１１により報知する情報は車速およびナイトビジョンであるが、車速およびナイトビジョン以外の任意の情報を報知することができる。

またマルチビューシステム１７は、実施の形態の駐車支援装置に限定されず、車両の周囲の映像をモニタ２６に表示するものであれば良い。

第１の実施の形態のヘッドアップディスプレイ装置の構造を示す図 モニタおよびヘッドアップディスプレイ装置の制御系のブロック図 車両の駐車支援装置の全体構成を示すブロック図 駐車スペースの周囲の状況を示す図 駐車支援開始前のモニタの画像を示す図 駐車支援開始時のモニタの画像を示す図 駐車支援開始後のモニタの画像を示す図 ヘッドアップディスプレイ装置の作動制御のフローチャート 第２の実施の形態のナイトビジョンの作用を説明するフローチャート 注意喚起の作動範囲の説明図

符号の説明

１１ ヘッドアップディスプレイ装置
１５ フロントウインドシールド
２１ テレビカメラ（撮像手段）
２６ モニタ（表示手段）

Claims (1)

1. 車両の周囲の映像を撮像する撮像手段（２１）と、前記撮像手段（２１）で撮像した映像を表示する表示手段（２６）と、運転者に報知すべき情報の画像をフロントウインドシールド（１５）に表示するヘッドアップディスプレイ装置（１１）とを備え、
   前記表示手段（２６）が作動しているとき、前記ヘッドアップディスプレイ装置（１１）の作動を禁止することを特徴とする車両用表示装置。

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