JP2014052681A - 情報呈示装置及び情報呈示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が外界の監視を中断することなく自車両が安全に走行可能な領域を認識する。
【解決手段】本発明の情報呈示装置１は、周囲環境情報を検出する周囲環境情報検出部２と、他移動体情報を検出する他移動体情報検出部３と、自車両情報を検出する自車両情報検出部４と、周囲環境情報と他移動体情報と自車両情報とに基づいて自車両の走行可能領域を推定する走行可能領域推定部５と、周囲環境情報と自車両情報とに基づいて鳥瞰画像で表示した背景画像を生成する背景画像生成部６と、運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンで走行可能領域を表し、この表示パターンを背景画像上に表示した表示画面を生成する表示画面生成部７と、運転者が周辺視で視認可能な所定の視野周辺部に設置されて表示画面を表示する表示部８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車両の走行可能領域を表示画面に表示して運転者に呈示する情報呈示装置及び情報呈示方法に関する。

走行環境のリスク評価を支援するために、従来では自車両の移動可能範囲と他車両の移動可能範囲を予測し、両者の移動可能範囲が重複するか否かを判定して接触の可能性を判断する周辺車両報知装置が開示されている（特許文献１）。この技術では、俯瞰画面（地図画面）上に自車両と他車両を表示して、各々を中心とした円によって移動可能範囲を表示していた。

特開２０００−２４２８９８号公報

しかしながら、上述した従来の表示方法では、自車両と他車両の移動可能範囲が重複して警報が発せられると、運転者はウインドシールド越しに行っていた外界の監視を中断して表示部を注視しなければならなかった。そして、表示されている地図とウインドシールド越しに見える外界との間で照合を行い、接触する可能性のある他車両を判断する必要があった。

このように肉眼による外界の監視を中断することは、他車両が周囲に存在する場面では特に問題であり、表示されている地図と外界の実際の状況とを照合する作業は、運転操作をしている運転者にとって時間のかかる高負荷作業である。

したがって、従来の装置では、運転者が外界の監視を中断して表示画面と外界の状況とを照合しなれければならないという問題点があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて提案されたものであり、運転者が外界の監視を中断することなく自車両が安全に走行可能な領域を容易に認識することのできる情報呈示装置及び情報呈示方法を提供することを目的とする。

本発明は、自車両が走行する周囲環境の状況を示す周囲環境情報と、自車両以外の他の移動体の移動状態を示す他移動体情報と、自車両の走行状態を示す自車両情報とを検出し、これらの情報に基づいて自車両の走行可能領域を推定する。そして、鳥瞰画像で表示した背景画像を生成し、運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンで走行可能領域を表してこの表示パターンを背景画像上に表示した表示画面を生成する。この表示画面を、運転者が周辺視で視認可能な所定の視野周辺部に設置された表示部に表示することにより、本発明は上述した課題を解決する。

本発明によれば、運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンによって走行可能領域を表して表示画面に表示するので、運転者は周辺視で走行可能領域を認識することができるとともに中心視が誘導される煩わしさを防止することができる。したがって、運転者は中心視による外界の監視を中断することなく自車両が安全に走行可能な領域を容易に認識することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る情報呈示装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る情報呈示装置の表示部の配置を示す図である 図３は、本発明の一実施形態に係る情報呈示装置による情報呈示処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施形態に係る情報呈示装置の走行可能領域推定部による走行可能領域推定処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、本発明の一実施形態に係る情報呈示装置によって表示される表示画面の一例を示す図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る情報呈示装置によって表示される表示画面の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。

［情報呈示装置の構成］
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る情報呈示装置の構成を説明する。図１に示すように、本実施形態に係る情報呈示装置１は、自車両が走行する周囲環境の状況を示す周囲環境情報を検出する周囲環境情報検出部２と、自車両以外の他の移動体の移動状態を示す他移動体情報を検出する他移動体情報検出部３と、自車両の走行状態を示す自車両情報を検出する自車両情報検出部４と、周囲環境情報と他移動体情報と自車両情報とに基づいて自車両の走行可能領域を推定する走行可能領域推定部５と、周囲環境情報と自車両情報とに基づいて鳥瞰画像で表示した背景画像を生成する背景画像生成部６と、走行可能領域を表した表示パターンを背景画像上に表示した表示画面を生成する表示画面生成部７と、表示画面生成部７で生成された表示画面を表示する表示部８とを備えている。

ここで、本実施形態に係る情報呈示装置１は、自車両が安全に走行可能な走行可能領域を推定し、この走行可能領域を運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンで表示して運転者に呈示するものである。また、情報呈示装置１は、自車両に搭載されたレーザーレーダやカメラ、車速センサ、舵角センサ等の各種センサやＧＰＳから情報を取得するとともに、車車間通信や路車間通信を行って情報を取得する。

周囲環境情報検出部２は、自車両に搭載されているカメラで撮像した画像を取得し、この画像から自車両が走行している道路の車線幅や車線数、信号の有無、交差点の有無、道路形状等の周囲環境情報を検出する。また、ＧＰＳから取得した広域地図についても周囲環境情報として検出する。

他移動体情報検出部３は、レーザーレーダを用いて他車両や歩行者等の他移動体の位置や速度、移動方向等を含んだ他移動体情報を検出する。また、他移動体情報は車車間通信や路車間通信を用いて検出してもよい。

自車両情報検出部４は、自車両の速度センサから自車両の速度を検出し、ＧＰＳからの情報を取得して自車両の位置や方向を検出する。また、カメラで撮像した画像を取得して自車両の走行車線や車線内位置を検出する。さらに、舵角センサから自車両のステアリング角を検出する。

走行可能領域推定部５は、自車両が安全に走行可能な領域を走行可能領域として推定しており、特に自車両が走行している道路の車線数、自車両が走行している車線、前方を走行する車両や駐車車両の有無等によって走行可能領域を推定している。

背景画像生成部６は、背景画像に自車両前方の広域地図を表示し、この広域地図を運転者が中心視では視認可能で尚且つ周辺視では視認できない画像として表示する。このような運転者が中心視では視認可能で尚且つ周辺視では視認できない画像、換言すると、標準的な姿勢にある場合の観察者の中心視野から離れた視野周辺部位に対して、当該視野周辺部位で観察者のコントラスト感度が得られる時間周波数及び空間周波数であって、時間的なエッジ及び空間的なエッジのない時間周波数及び空間周波数の範囲の周波数成分を有する画像の具体例としては、例えば高空間周波数の狭帯域画像がある。高空間周波数の狭帯域画像の詳細については、特開２００７−３１００１８号公報に開示されている。

表示画面生成部７は、運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンで走行可能領域を表し、この表示パターンを背景画像上に合成して表示することによって表示画面を生成する。ここで、運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンの具体例としては、低空間周波数で中時間周波数の表示パターンがある。この低空間周波数で中時間周波数の表示パターンの詳細については、特開２００７−３１００１８号公報、特開２００６−１８４８５４号公報に開示されている。

表示部８は、運転者が周辺視で視認可能な所定の視野周辺部に設置され、表示画面生成部７で生成された表示画面を表示する表示装置である。例えば、図２に示すように、表示部８はフロントガラス２１の下方にあるインストルメントパネル２２のメータ領域２３に設けられている。通常、運転者は標準的な姿勢によってフロントガラス２１の注視方向に視線を向けており、その状態で表示部８は、運転者が周辺視で視認可能な視野周辺部に配置されている。具体的に説明すると、表示部８は運転者の視野において離心角が５度以上、好ましくは７〜１０度の範囲に設置されている。

［情報呈示処理の手順］
次に、図３のフローチャートを参照して本実施形態に係る情報呈示装置１による情報呈示処理の手順を説明する。

図３に示すように、まずステップＳ１０１において、周囲環境情報検出部２と他移動体情報検出部３と自車両情報検出部４の各部が、自車両に搭載されているセンサやカメラ、ＧＰＳ等から情報を取得してそれぞれ周囲環境情報、他移動体情報及び自車両情報を検出する。

次に、走行可能領域推定部５は、ステップＳ１０２において周囲環境情報を取得して自車両が現在走行している道路の車線数や交差点の有無を検出し、ステップＳ１０３において自車両情報を取得して自車両の走行車線や車速を検出する。さらに、走行可能領域推定部５は、ステップＳ１０４において他移動体情報を取得して自車両の前方を走行する車両や駐車車両等を検出する。

そして、走行可能領域推定部５は、検出した情報に基づいてステップＳ１０５において走行可能領域を推定する。ここで、図４のフローチャートを参照して走行可能領域推定部５による走行可能領域の推定処理の手順を説明する。

図４に示すように、走行可能領域推定部５は、ステップＳ２０１において自車両が現在走行している道路の車線数ｎを設定し、ステップＳ２０２において自車両が現在走行している車線ｍを設定する。ただし、車線ｍは左側から数えるものとし、３車線の場合には左車線がｍ＝１、中央車線がｍ＝２、右車線がｍ＝３とする。

次に、走行可能領域推定部５は、ステップＳ２０３において他移動体が自車両の前方Ｘ［ｍ］までの範囲に存在しているか否かを判定する。ここで検出する他移動体としては、左車線に停車している駐車車両や自車両の前方を走行している車両等であるが、歩行者や自転車についても他移動体として検出してもよい。

そして、ステップＳ２０３において他移動体が存在していないと判定された場合には、ステップＳ２０４に進んで、走行可能領域推定部５は車線１〜ｎの自車両の前方Ｘ［ｍ］までの範囲を走行可能領域と推定して走行可能領域の推定処理を終了する。

一方、ステップＳ２０３において他移動体が存在していると判定された場合には、ステップＳ２０５に進んで、交差点が自車両の前方Ｘ［ｍ］までの範囲に存在しているか否かを判定する。ここで、交差点が存在していないと判定された場合には、ステップＳ２０６に進んで、走行可能領域推定部５は他移動体が存在しない車線の自車両の前方Ｘ［ｍ］までの範囲を走行可能領域と推定して走行可能領域の推定処理を終了する。

一方、ステップＳ２０５において交差点が存在していると判定された場合には、ステップＳ２０７に進んで走行可能領域推定部５は交差点までの距離ａ［ｍ］を算出する。そして、走行可能領域推定部５はステップＳ２０８において他移動体の存在しない車線の自車両の前方ａ［ｍ］までの範囲を走行可能領域と推定して走行可能領域の推定処理を終了する。

このようにして走行可能領域が推定されると、図３に戻ってステップＳ１０６では、表示画面生成部７が周囲環境情報から自車両が走行している道路の道路形状を検出し、ステップＳ１０７では他移動体情報から自車両が走行している道路に進入してくる他移動体を検出する。

そして、表示画面生成部７はステップＳ１０８において表示パターンを生成する。この表示パターンは走行可能領域を表すものであり、表示部８に表示したときに運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しないパターンとなっている。具体的には、表示パターンを１ｃｐｄ（cycle per degree）以下の低空間周波数で、尚且つ１〜７Ｈｚの中時間周波数となるローパス・パターンか狭帯域パターンで表示することにより、運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンにすることができる。このような表示パターンを生成するための具体的な技術については、特開２００７−３１００１８号公報、特開２００６−１８４８５４号公報に開示されている。そして、表示画面生成部７は、走行可能領域を表示パターンで表すと、その表示パターンを道路形状に合わせて変形し、さらに現在走行している道路に他移動体が進入してくる場合には他移動体を表示するパターンを追加して表示パターンを生成する。

また、表示画面生成部７は、自車両情報から自車両のステアリング角を取得して自車両の走行軌道を推定し、推定した走行軌道を表示パターンで表示するようにしてもよい。例えば、推定した走行軌道を示す表示パターンを大きく表示したり、明るく表示したりする。

次に、ステップＳ１０９において、背景画像生成部６は鳥瞰画像で表示した背景画像を生成する。この背景画像には周囲環境情報から取得した広域地図を鳥瞰画像で表示するとともに自車両情報から取得した自車両の速度やエンジン回転数等を表示する。これらの表示は通常の中心視で視認可能な表示としてもよいが、ここでは運転者が中心視では視認可能で尚且つ周辺視では視認できない画像として表示する。具体的には、高空間周波数の狭帯域画像とすることにより、運転者が中心視では視認可能で尚且つ周辺視では視認できない画像にすることができる。このような高空間周波数の狭帯域画像を生成するための具体的な技術については、特開２００７−３１００１８号公報に開示されている。

こうして表示パターンと背景画像が生成されると、ステップＳ１１０において表示画面生成部７は、背景画像上に表示パターンを表示するための合成を行って表示画面を生成する。また、このとき表示画面生成部７は、背景画像に表示された自車両前方の広域地図において、自車両の現在地が表示画面の中央下端となるように背景画像を移動して表示する。

ここで、図５を参照して生成された表示画面の一例を説明する。図５は、３車線の道路の中央車線（ｎ＝３、ｍ＝２）を自車両が走行しており、前方を走行する車両や駐車車両がない場合を示したものである。

図５の表示画面のうち背景画像の生成方法は、まず広域地図を遠近法によって自車両の位置上方から自車両前方を見た画像へ変換して鳥瞰画像を作成する。そして、この鳥瞰画像に対し、空間周波数においてハイパスフィルタリング処理とローパスフィルタリング処理を行って高空間周波数の狭帯域画像に変換することで生成することができる。背景画像には地平線が形成されており、この地平線の上の左側に車速をデジタル表示し、右側にエンジン回転数をデジタル表示している。これらの車速やエンジン回転数についても高空間周波数の狭帯域画像で表示している。このような背景画像は自車両の移動や車速の変化に応じて変化するが、高空間周波数の狭帯域画像なので、運転者が周辺視で見ている場合にはほとんど認識することはできず煩わしさを与えることはない。しかし、運転者が中心視で見た場合には表示されている情報を容易に読み取ることができる。

一方、背景画像上に重ねて表示されている表示パターン５１は、走行可能領域を表しているものであり、図５では３車線とも走行可能領域である場合を示している。図５に示すように、表示パターンは複数の円形状のパターンが自車両の前方から後方へ向かって流れるように表示されている。各円形状のパターンは、時間的及び空間的に輝度エッジを含まない低空間周波数で中時間周波数のパターンなので、境界がぼやけたように表示された黄色の染みパターンとなっている。これにより、図５に示す表示画面は、運転者が周辺視で見た場合でも視認可能で、尚且つ運転者の視線を誘導するような煩わしさを与えることがない。したがって、運転者はウインドシールド越しに前方を見ながら周辺視で図５の表示画面を認識することができる。

尚、表示パターン５１は、周辺視によって視認可能で、尚且つ中心視を誘導しないという条件を満たす低空間周波数で中時間周波数の表示パターンであれば、２次元ガウシアンの輝度分布を有するような黄色い染みパターンに限定する必要はない。

また、図５の表示画面では、ステアリング角等の自車両情報から推定した自車両の走行軌道を表示パターンで表示している。例えば、図５では推定した走行軌道が直進であるため、中央付近に表示されている個々の表示パターンが大きく表示され、左右へ離れるほど小さくなるように表示されている。これにより、運転者は自車両の将来軌道を容易に認識することができる。

ここで、図６を参照して、さまざまな条件において表示される表示画面を例示して説明する。まず図６（ａ）に示す表示画面は、自車両が３車線の中央車線を走行しており、自車両の前方を走行する他車両が存在するために中央車線が走行可能領域として推定されていない場合を示している。また、図６（ｂ）の表示画面では、さらに左車線に駐車車両が存在しており、中央車線に加えて左車線も走行可能領域として推定されていない場合を示している。

次に、図６（ｃ）の表示画面は、自車両が３車線の中央車線を走行しており、道路がカーブしている場合を示している。また、図６（ｄ）の表示画面は自車両が２車線の左車線を走行している場合を示しており、図６（ｅ）の表示画面は自車両が２車線の左車線を走行している場合に交差点で左右から他移動体が接近している場合を示している。図６（ｅ）では運転者の死角から接近してくる他移動体を示す表示パターン６１を、他の表示パターンとは異なる色で表示している。

このようにしてステップＳ１１０において表示画面が生成されると、次にステップＳ１１１に進んで表示部８が表示画面を表示して本実施形態に係る情報呈示処理は終了する。

［実施形態の効果］
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る情報呈示装置１によれば、運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンによって走行可能領域を表して表示画面に表示するので、運転者は周辺視で走行可能領域を認識することができるとともに運転者の中心視を誘導して運転者に煩わしさ与えることを防止できる。したがって、運転者は中心視による外界の監視を中断することなく自車両が安全に走行可能な領域を容易に認識することができる。

また、本実施形態に係る情報呈示装置１によれば、自車両情報に基づいて自車両の走行軌道を推定し、推定した走行軌道を表示パターンで表示するので、運転者は自車両の将来軌道を確実に認識することができる。

さらに、本実施形態に係る情報呈示装置１によれば、他移動体情報に基づいて走行可能領域に接近する他移動体を検出し、検出した他移動体を表示パターンで表示するので、自車両の走行に影響のある他移動体を運転者が事前に認識することができる。

また、本実施形態に係る情報呈示装置１によれば、背景画像に自車両前方の広域地図を表示し、自車両の現在地が表示画面の中央下端となるように背景画像を移動させるので、自車両の現在位置や目的地を広域地図上で容易に認識することができる。

さらに、本実施形態に係る情報呈示装置１によれば、背景画像に表示される広域地図を運転者が中心視では視認可能で尚且つ周辺視では視認できない画像として表示するので、運転者が走行中に前方を見ているときには注意を引くことがなく、注視したときには広域地図を確実に読み取ることができる。

また、本実施形態に係る情報呈示装置１によれば、表示パターンを自車両の前方から後方へ向かって流れるように表示するので、表示パターンが車窓の景色と同様に変化して運転者は違和感なく走行可能領域を認識することができる。

上記したように本発明の実施例を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものとして理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかになるであろう。

１ 情報呈示装置
２ 周囲環境情報検出部
３ 他移動体情報検出部
４ 自車両情報検出部
５ 走行可能領域推定部
６ 広域地図生成部
７ 表示画面生成部
８ 表示部

Claims (7)

1. 自車両が走行する周囲環境の状況を示す周囲環境情報を検出する周囲環境情報検出部と、
   自車両以外の他の移動体の移動状態を示す他移動体情報を検出する他移動体情報検出部と、
   自車両の走行状態を示す自車両情報を検出する自車両情報検出部と、
   前記周囲環境情報と前記他移動体情報と前記自車両情報とに基づいて自車両の走行可能領域を推定する走行可能領域推定部と、
   前記周囲環境情報と前記自車両情報とに基づいて鳥瞰画像で表示した背景画像を生成する背景画像生成部と、
   運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンで前記走行可能領域を表し、前記表示パターンを前記背景画像上に表示した表示画面を生成する表示画面生成部と、
   運転者が周辺視で視認可能な所定の視野周辺部に設置され、前記表示画面生成部で生成された表示画面を表示する表示部と
   を備えたことを特徴とする情報呈示装置。
2. 前記表示画面生成部は、前記自車両情報に基づいて自車両の走行軌道を推定し、推定した走行軌道を前記表示パターンで表示することを特徴とする請求項１に記載の情報呈示装置。
3. 前記表示画面生成部は、前記他移動体情報に基づいて前記走行可能領域に接近する他移動体を検出し、検出した他移動体を前記表示パターンで表示することを特徴とする請求項１または２に記載の情報呈示装置。
4. 前記背景画像生成部は前記背景画像に自車両前方の広域地図を表示し、前記表示画面生成部は自車両の現在地が前記表示画面の中央下端となるように前記背景画像を移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報呈示装置。
5. 前記背景画像生成部は、前記背景画像に表示される広域地図を、運転者が中心視では視認可能で尚且つ周辺視では視認できない画像として表示することを特徴とする請求項４に記載の情報呈示装置。
6. 前記表示画面生成部は、前記表示パターンを自車両の前方から後方へ向かって流れるように表示することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報呈示装置。
7. 自車両の走行可能領域を表示画面に表示して運転者に呈示する情報呈示装置による情報呈示方法であって、
   自車両が走行する周囲環境の状況を示す周囲環境情報を検出し、
   自車両以外の他の移動体の移動状態を示す他移動体情報を検出し、
   自車両の走行状態を示す自車両情報を検出し、
   前記周囲環境情報と前記他移動体情報と前記自車両情報とに基づいて自車両の走行可能領域を推定し、
   前記周囲環境情報と前記自車両情報とに基づいて鳥瞰画像で表示した背景画像を生成し、
   運転者が周辺視で視認可能で尚且つ中心視を誘導しない表示パターンで前記走行可能領域を表して前記表示パターンを前記背景画像上に表示した表示画面を生成し、
   運転者が周辺視で視認可能な所定の視野周辺部に設置された表示部に前記表示画面を表示する
   ことを特徴とする情報呈示方法。