JP2017154613A

JP2017154613A - 車両用表示装置

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Publication number: JP2017154613A
Application number: JP2016039837A
Authority: JP
Inventors: 敏和大岩; Toshikazu Oiwa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: JP6617610B2

Abstract

【課題】物体の存在を運転者が認識すること、および、物体と車両との距離が変化していることを運転者が認識することを補助可能とする車両用表示装置を提供する。【解決手段】表示画像が表示される表示面での消失点を車両前方の撮像画像から算出する消失点処理部２１Ｂと、表示画像における各位置から消失点に向かう方向を消失点方向とし、消失点方向に従って色が濃くなる第２表示画像５３を生成すると共に、撮像画像から検出された物体と車両との距離が大きいほど、第２表示画像５３の輝度が高いこと、透明度が低いこと、および、拡散度が高いことの少なくとも１つを満たす第２表示画像５３を生成する表示処理部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、認識対象物の存在を運転者が認識することを補助するための画像を表示する車両用表示装置に関する。

フロントウインドウのシールドガラスに画像を表示する車両用表示装置が知られている。車両用表示装置は、例えば、注意喚起対象物に対する注意を運転者に喚起させることを目的として、注意喚起対象物と表示画像とが運転者の視界で重畳するように画像を表示する。また、注意喚起対象物の位置と表示画像の位置とが運転者の視線方向において一致することを図るため、運転者の眼球が位置すると推定された範囲に基づき、表示画像のサイズを調整する提案もなされている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１５−０４８０４０号公報

一方、運転操作の選択に必要とされる情報は、単に、注意喚起対象物が車両の前方に存在することのみならず、通常、注意喚起対象物と車両との距離が変化したか否かも含む。そこで、運転者の視界において注意喚起物と重畳する上述の画像には、注意喚起対象物に対する注意を運転者に喚起させるための情報に加え、さらに、注意喚起対象物と車両との距離の変化を運転者に認識させるための情報を備えることが望まれている。

なお、車両前方に物体が存在することを認識すること、および、物体と車両との距離が変化していることを認識すること、これらに対する補助の要請は、注意喚起対象物の認識に対する補助に限らず、例えば、運転者に覚醒を促す物体の認識に対する補助など、各種の対象物の認識に対して共通する。

本発明は、物体の存在を運転者が認識すること、および、物体と車両との距離が変化していることを運転者が認識することを補助可能とする車両用表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための車両用表示装置は、フロントウインドウを通して車内から見える物体に対して、運転者から前記物体に向けた方向で、表示画像を重畳させる車両用表示装置であって、前記表示画像が表示される表示面での消失点を車両前方の撮像画像から算出する消失点算出部を備える。そして、前記表示画像内の位置から前記消失点に向かう方向を消失点方向とし、前記消失点方向に従って色が濃くなる前記表示画像を前記表示面で表示すると共に、前記物体と前記車両との距離が大きいほど、前記表示画像の輝度が高いこと、透明度が低いこと、および、拡散度が高いことの少なくとも１つを満たす前記表示画像を表示する表示処理部を備える。

上記車両用表示装置によれば、表示画像の示す色が消失点方向に移るに連れて濃くなる。そのため、物体の存在を運転者が認識することを補助することができ、また、消失点方向における奥行き感、ひいては、物体までの距離を正しく把握させる感覚を、表示画像において高めることが可能にもなる。そのうえ、表示画像における輝度、透明度、および、拡散度の少なくとも１つが、物体と車両との距離の変化に応じて変わるため、物体と車両との距離が変化していることを運転者が認識することを、表示画像の変化によって補助することが可能ともなる。

車両用表示装置の一実施の形態における装置構成を投影領域に区画された区画領域と共に示すブロック図。第１表示画像、および、第２表示画像のそれぞれの構成を示す画像図。第２表示画像におけるグラデーションの一例を示す図。第２表示画像におけるグラデーションの他の例を示す図。第２表示画像におけるグラデーションの分岐点を示す図であり、（ａ）車両の走行速度が高い場合の例を示し、（ｂ）車両の走行速度が低い場合の例を示す図。物体までの距離と表示画像の縮小率との関係を示すグラフ。画像表示処理の手順を示すフローチャート。（ａ）認識対象物と消失点との位置関係を撮影画像の画像座標系で示す画像図、（ｂ），（ｃ）表示画像と消失点との位置関係を表示面の座標系で示す透視投影図。２つの表示画像が重なるときの表示の態様を表示面の座標系で示す透視投影図。

図１から図８を参照して車両用表示装置の一実施の形態を説明する。

図１が示すように、車両用表示装置２０は、画像情報処理部２１、車両情報処理部２２、変換情報記憶部２３、表示画像データ生成部２４、および、表示画像投影部２５を備える。表示画像投影部２５は、フロントウインドウのシールドガラス５０Ｗを表示面として、表示面に区画された投影領域５１の一部に、第１表示画像５２、および、第２表示画像５３を投影し、それによって、第１表示画像５２、および、第２表示画像５３を運転者に向けて表示する。表示画像データ生成部２４、および、表示画像投影部２５は、表示処理部の一例である。

画像情報処理部２１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されたマイクロコンピュータを備え、物体認識部２１Ａ、消失点処理部２１Ｂ、表示空間算出部２１Ｃ、および、平均色算出部２１Ｄとして機能する。消失点処理部２１Ｂ、および、表示空間算出部２１Ｃは、消失点算出部の一例である。画像情報処理部２１は、車両の前景を撮影する撮影部１１から撮影画像データを取得する処理を繰り返す。撮影画像データは、車両の前景を画素ごとの輝度値として示すデータである。また、画像情報処理部２１は、車内を撮影する可視光カメラ１２から車内画像データを取得する処理を繰り返す。車内画像データは、運転者を含む車内の風景を画素ごとの輝度値として示すデータである。

物体認識部２１Ａは、撮影画像に認識対象物が含まれるか否かを識別する。認識対象物は、車両の前方にそれが存在することを運転者に認識させる対象物であり、車両と対象物との距離の大きさの変化を運転者に認識させるための対象物でもある。認識対象物は、例えば、走行中の車両、駐車中の車両、停車中の車両、歩行者、走行中の自転車、駐輪中の自転車、案内標識や警戒標識を含む道路標識などであり、物体認識部２１Ａに予め設定されている。物体認識部２１Ａは、認識対象物の識別に、例えば、撮影画像データから特徴量を抽出する機械学習法を用いる。物体認識部２１Ａは、識別された認識対象物の位置、認識された認識対象物と車両との距離、および、認識された認識対象物の領域を、複数の撮影画像データから算出する。認識対象物と車両との距離の算出に用いられる撮影画像データは、ステレオカメラから取得された画像情報であってもよいし、単眼カメラから取得された画像情報であってもよい。物体認識部２１Ａは、認識対象物と車両との距離を示す情報を、識別された認識対象物ごとに、表示画像データ生成部２４に入力する。また、物体認識部２１Ａは、撮影画像の画像座標系において認識対象物の位置を示す情報、および、撮影画像の画像座標系で認識対象物の領域を示す情報を、識別された認識対象物ごとに、表示空間算出部２１Ｃに入力する。

消失点処理部２１Ｂは、撮影画像からエッジ線分を抽出するエッジ処理を撮影画像データに対して行う。撮影画像に含まれる路面の境界は、例えば、道路の側端における段差や、道路の側端におけるバリアなどの物理的な境界であり、撮影画像におけるエッジ線分に含まれる。消失点処理部２１Ｂは、抽出された複数のエッジ線分におけるエッジ線分同士の交点の位置を特定する処理を行う。また、消失点処理部２１Ｂは、撮影画像を複数の領域に分割し、各領域に含まれる交点の数を算出する処理を行う。そして、消失点処理部２１Ｂは、領域に含まれる交点の数が所定値を超える領域に対して、それが消失点を含む領域であると判定する処理を行う。消失点処理部２１Ｂは、消失点が存在すると判定された領域を消失領域とし、撮影画像の画像座標系で消失領域の位置を示す情報を、表示空間算出部２１Ｃに入力する。

表示空間算出部２１Ｃは、車内画像データの解析から得られた運転者の眼球の位置に基づき、運転者の視点の位置を特定する。そして、表示空間算出部２１Ｃは、撮影画像の画像座標系における認識対象物の位置、認識対象物の領域、および、消失領域の位置を、表示面の二次元座標系における認識対象物の位置、認識対象物の領域、および、消失領域の位置へ変換する。表示空間算出部２１Ｃは、変換された認識対象物の位置を示す情報を、表示画像データ生成部２４に表示位置として入力する。また、表示空間算出部２１Ｃは、変換された認識対象物の領域のサイズを示す情報を、表示画像データ生成部２４に表示サイズとして入力する。そして、表示空間算出部２１Ｃは、変換された消失領域の位置を示す情報を、表示画像データ生成部２４に消失点の位置として入力する。

この際、表示空間算出部２１Ｃは、撮影部１１の視点の位置を運転者の視点とすると共に、撮影部１１の視点の位置から認識対象物に向けた方向を、運転者の視点の位置から認識対象物に向けた方向とするための視野変換を行う。なお、運転者の視点の位置から認識対象物に向けた方向とは、シールドガラス５０Ｗを通して車内から見える物体に対して、運転者から物体に向けた方向である。そして、表示空間算出部２１Ｃは、運転者の視点の位置から認識対象物に向けた方向を透視投影方向として、視野変換後の撮影画像を表示面上の画像に変換するための投影変換を行う。表示空間算出部２１Ｃは、これら視野変換と投影変換とを用い、表示面の二次元座標系における認識対象物の位置、認識対象物の領域、および、消失領域の位置を算出する。

平均色算出部２１Ｄは、投影領域５１を複数の区画領域に区画し、それぞれの区画領域における平均色を算出する。本実施の形態での投影領域５１は、４つの区画領域である上側区画領域５１Ａ、左側区画領域５１Ｂ、下側区画領域５１Ｃ、右側区画領域５１Ｄに区画される。平均色算出部２１Ｄは、上述した視野変換、および、投影変換後の画像データに基づき、区画領域に含まれる全てのＲ画素の輝度値の平均値、全てのＧ画素の輝度値の平均値、および、全てのＢ画素の輝度値の平均値を算出し、これによって、区画領域における平均色を算出する。なお、区画領域における平均色の算出に際して、平均色算出部２１Ｄは、例えば、４×４個の画素の中から１つの画素を用いる、あるいは、１６×１６個の画素の中から１つの画素を用いるように、画像データの解像度を縮小してもよい。平均色算出部２１Ｄは、各区画領域の平均色を示す情報を、領域平均色として表示画像データ生成部２４に入力する。

車両情報処理部２２は、車両の走行速度を測定する速度センサ１３Ａから走行速度を取得する処理を繰り返し、取得された走行速度を表示画像データ生成部２４に入力する処理を繰り返す。また、車両情報処理部２２は、ナビゲーションシステム１３Ｂから、車両のグローバル座標や進行方位を取得する処理を繰り返す。そして、車両情報処理部２２は、取得されたグローバル座標、進行方位、および、現在時刻に基づき、表示面に対して太陽光の射す方向を推定する。車両情報処理部２２は、推定された太陽光の射す方向を示す情報を、外光方向として表示画像データ生成部２４に入力する。

変換情報記憶部２３は、輝度情報２３Ａ、透明度情報２３Ｂ、拡散度情報２３Ｃ、分岐点情報２３Ｄ、および、サイズ情報２３Ｅを備える。これら各種の情報は、表示画像データ生成部２４に読み出され、第１表示画像５２と第２表示画像５３とを表示するための表示画像データの生成に用いられる。

図２が示すように、第１表示画像５２は、認識対象物を囲う環状を有し、認識対象物の存在の認識を補助する機能を有する。第１表示画像５２は、外光方向ＳＬに従い、光が射す部分５２Ａで輝度が高く、光が射さない部分５２Ｂで輝度が低い。これによって、第１表示画像５２は、外光方向ＳＬに準じた立体感を有し、車両の前方における風景と第１表示画像５２との違和感を抑える。第２表示画像５３は、認識対象物と重なり、かつ、色濃度のグラデーションが付された矩形状を有し、これもまた認識対象物の存在の認識を補助する機能を有する。第２表示画像５３は、消失点方向５３Ｆに従い、徐々に濃い色を有する。消失点方向５３Ｆは、第２表示画像５３の縁である各辺から、消失点ＦＯＥに向けた方向である。

例えば、図３が示すように、第２表示画像５３のなかの図中左上に消失点ＦＯＥが偏在する場合、消失点方向５３Ｆとは、第２表示画像５３の縁である各辺から、図中左上に位置する消失点ＦＯＥに向けた方向である。そして、第２表示画像５３の有する色は、図中左上の消失点ＦＯＥに向けて徐々に濃くなり、消失点ＦＯＥにおいて最も濃い。なお、図３に示す例では、車両と認識対象物Ｍ２との距離が、図２に示す例よりも大きい。これに伴い、図２に示す例での輝度（図３のグラフに示す破線）よりも、それの輝度（図３のグラフに示す実線）は高い。反対に、図２に示す例での透明度（図３のグラフに示す破線）よりも、それの透明度（図３のグラフに示す実線）は低い。

また、例えば、図４が示すように、第２表示画像５３よりも図中右上外側に消失点ＦＯＥが位置する場合、消失点方向５３Ｆとは、第２表示画像５３における縁のなかで消失点ＦＯＥから最も離れた部位から、消失点ＦＯＥに向けた方向である。そして、第２表示画像５３の有する色は、図中右上外側の消失点ＦＯＥに向けて濃くなり、消失点ＦＯＥに最も近い位置で最も濃い。なお、図４に示す例では、車両と認識対象物Ｍ２との距離が、図２に示す例よりも小さい。これに伴い、図２に示す例での輝度（図４のグラフに示す破線）よりも、それの輝度（図４のグラフに示す実線）は低い。反対に、図２に示す例での透明度（図４のグラフに示す破線）よりも、それの透明度（図４のグラフに示す実線）は高い。

図１に戻り、輝度情報２３Ａは、第２表示画像５３の輝度を定めるために、表示画像データ生成部２４で用いられる情報である。輝度情報２３Ａは、車両と認識対象物との距離が大きいほど、第２表示画像５３に高い輝度を対応付けるための情報である。透明度情報２３Ｂは、第２表示画像５３の透明度を定めるために、表示画像データ生成部２４で用いられる情報である。透明度情報２３Ｂは、車両と認識対象物との距離が大きいほど、第２表示画像５３に低い透明度を対応付けるための情報である。拡散度情報２３Ｃは、第２表示画像５３の拡散度を定めるために、表示画像データ生成部２４で用いられる情報である。拡散度情報２３Ｃは、車両と認識対象物との距離が大きいほど、第２表示画像５３に高い拡散度を対応付けるための情報である。これら輝度情報２３Ａ、透明度情報２３Ｂ、および、拡散度情報２３Ｃは、表示画像データを構成する輝度値を表示画像データ生成部２４が算出するために、表示画像データ生成部２４で用いられる情報である。

分岐点情報２３Ｄは、第２表示画像５３におけるグラデーションの分岐点の位置を定めるために、表示画像データ生成部２４で用いられる情報である。分岐点情報２３Ｄは、車両の走行速度が高いほど、消失点ＦＯＥに近い位置に分岐点を定めるための情報である。分岐点とは、色濃度のグラデーションの設定に際して、相互に隣り合う設定濃度の分岐となる位置である。分岐点情報２３Ｄにおいて、分岐点の位置は、例えば、「（画像範囲Ｈ／分岐点数Ｎ）×定数Ｒ」によって定められる。画像範囲Ｈは、消失点方向５３Ｆにおける第２表示画像５３の幅である。分岐点数Ｎは、消失点方向５３Ｆに従って順に数えられる分岐点の番号である。定数Ｒは、車両の走行速度に基づき定められる定数であり、例えば、走行速度が０ｋｍ／ｈ以上４０ｋｍ／ｈ未満であれば「０．５」が定められ、走行速度が４０ｋｍ／ｈ以上６０ｋｍ／ｈ未満であれば「０．６」が定められる。また、例えば、走行速度が６０ｋｍ／ｈ以上８０ｋｍ／ｈ未満であれば「０．７」が定められ、走行速度が８０ｋｍ／ｈ以上１００ｋｍ／ｈ未満であれば「０．８」が定められ、走行速度が１００ｋｍ／ｈ以上であれば「０．９」が定められる。

例えば、図５（ａ）が示すように、走行速度が１００ｋｍ／ｈ以上であって、１つの分岐点（Ｎ＝１）が設定される場合、グラデーションの分岐点Ｐは、消失点方向５３Ｆにおいて、第２表示画像５３の中央よりも消失点ＦＯＥとの距離が小さい。反対に、図５（ｂ）が示すように、例えば、走行速度が０ｋｍ／ｈ以上４０ｋｍ／ｈ未満である場合、グラデーションの分岐点Ｐは、消失点方向５３Ｆにおいて、第２表示画像５３の中央よりも消失点ＦＯＥとの距離が大きい。このような色濃度のグラデーションを有した第２表示画像５３は、走行速度を正しく把握させる感覚を高める。そして、第２表示画像５３から運転者が認識する走行速度と、第２表示画像５３以外の風景などから運転者が認識する走行速度との差異を抑えることも可能となる。

図１に戻り、サイズ情報２３Ｅは、第１表示画像５２のサイズ、および、第２表示画像５３のサイズを表示画像データ生成部２４が定めるための情報である。認識対象物の存在が物体認識部２１Ａで認識されたとき、第１表示画像５２のサイズ、および、第２表示画像５３のサイズは、まず、認識対象物のサイズに合わせて定められる。なお、認識対象物のサイズに合わせたサイズとは、表示面の二次元座標系において、第１表示画像５２の枠内に認識対象物が入る大きさである。一方、第１表示画像５２、および、第２表示画像５３が一度表示されて以降は、サイズ情報２３Ｅに基づき、それぞれのサイズは変更される。サイズ情報２３Ｅは、車両と認識対象物との距離が大きいほど、各表示画像５２，５３に大きいサイズを対応付けるための情報である。例えば、図６が示すように、サイズ情報２３Ｅは、認識対象物が認識されたときの車両と認識対象物との距離Ｄが第１距離Ｄ１であるとき、縮小率Ｒ１を与える情報であって、認識対象物が認識されたときの車両と認識対象物との距離が第１距離Ｄ１よりも短い第２距離Ｄ２であるとき、縮小率Ｒ１よりも大きい縮小率Ｒ２を与える情報である。こうした縮小率Ｒ１に基づくサイズの変更が、各表示画像５２，５３に適用されることによって、認識対象物と車両との距離の変化を、各表示画像５２，５３から運転者は認識する。そして、各表示画像５２，５３から運転者が認識する距離の変化と、各表示画像５２，５３以外の風景などから運転者が認識する距離の変化との差異を抑えることが可能ともなる。

次に、表示画像データ生成部２４の構成を、それが繰り返して行う画像表示処理の流れと共に説明する。なお、表示画像データ生成部２４が行う画像表示処理は、各表示画像５２，５３を投影するための各画素の位置を特定し、特定された各画素の輝度値を算出して画像データを生成する処理である。

図７が示すように、表示画像データ生成部２４は、物体認識部２１Ａが新たな認識対象物を認識したか否かを判断し（ステップＳ１１）、物体認識部２１Ａが新たな認識対象物を認識した場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、表示画像データ生成部２４は、平均色算出部２１Ｄから入力する領域平均色のなかから、認識対象物が位置する区画領域の領域平均色を特定する処理を行う。そして、表示画像データ生成部２４は、特定された領域平均色を、各表示画像５２，５３において基準となる色に設定する（ステップＳ１２）。次いで、表示画像データ生成部２４は、表示空間算出部２１Ｃから表示サイズを入力し、第１表示画像５２が認識対象物を囲うような、各表示画像５２，５３のサイズを算出する処理を行う（ステップＳ１３Ａ）。次いで、表示画像データ生成部２４は、認識対象物と車両との距離を示す情報を物体認識部２１Ａから入力し、消失点ＦＯＥの位置を示す情報を表示空間算出部２１Ｃから入力する（ステップＳ１４）。

一方、物体認識部２１Ａが新たな認識対象物を認識していない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、表示画像データ生成部２４は、認識対象物と車両との距離を示す情報を、物体認識部２１Ａから入力すると共に、サイズ情報２３Ｅを変換情報記憶部２３から読み出す処理を行う。そして、表示画像データ生成部２４は、認識対象物と車両との距離に対応する縮小率を、入力された距離とサイズ情報２３Ｅとに基づき算出し、算出された縮小率に基づき、各表示画像５２，５３のサイズを変更する（ステップＳ１３Ｂ）。次いで、表示画像データ生成部２４は、表示空間算出部２１Ｃから消失点の位置を示す情報を入力する（ステップＳ１４）。すなわち、表示画像データ生成部２４は、新たな認識対象物が認識されるごとに、各表示画像５２，５３の色とサイズを設定する。一方で、新たな認識対象物が認識されるまでは、各表示画像５２，５３のサイズを変更し、各表示画像５２，５３における基準となる色を保つ。こうした色の設定によれば、各表示画像５２，５３の色が頻繁に変わることを抑え、各表示画像５２，５３の色が頻繁に変わることによる違和感を抑えられる。そして、表示画像データ生成部２４は、認識された認識対象物ごとに以下の処理を繰り返す。

まず、表示画像データ生成部２４は、車両情報処理部２２から外光方向を入力し、入力された外光方向に基づき、第１表示画像５２における陰影を設定する。すなわち、表示画像データ生成部２４は、第１表示画像５２を投影するための画素のうち、光が射す部分５２Ａに対応する各画素に高輝度値を設定し、反対に、光が射さない部分５２Ｂに対応する各画素に低輝度値を設定する（ステップＳ１５）。

次いで、表示画像データ生成部２４は、表示空間算出部２１Ｃから表示位置を入力すると共に、表示位置から消失点の位置に向かう方向である消失点方向５３Ｆを算出する（ステップＳ１６）。
また、表示画像データ生成部２４は、輝度情報２３Ａ、透明度情報２３Ｂ、拡散度情報２３Ｃ、および、分岐点情報２３Ｄを、変換情報記憶部２３から読み出す処理を行う。次いで、表示画像データ生成部２４は、車両と認識対象物との距離に対応する輝度、透明度、および、拡散度を、輝度情報２３Ａ、透明度情報２３Ｂ、および、拡散度情報２３Ｃに基づき算出する。また、表示画像データ生成部２４は、予め設定されている分岐点の個数、車両情報処理部２２から入力された走行速度、および、分岐点情報２３Ｄに基づき、分岐点の位置を算出する。次いで、表示画像データ生成部２４は、算出された輝度、透明度、拡散度、分岐点の位置に従い、算出された消失点方向５３Ｆに向けて、基準となる色から徐々に色が濃くなるように、第２表示画像５３を投影するための各画素の輝度値を算出する（ステップＳ１７）。
そして、表示画像データ生成部２４は、算出された輝度値を各画素が有する表示画像データを生成し、その表示画像データを表示画像投影部２５に出力することによって、各表示画像５２，５３を表示面に表示する（ステップＳ１８）。

次に、車両用表示装置２０が行う画像表示処理による作用を以下に説明する。なお、以下では、一定速度で走行する車両の前方に道路標識Ｍ１が位置し、その道路標識Ｍ１と重畳する各表示画像５２，５３を表示する例を説明する。

図８（ａ）が示すように、撮影画像ＤＰのなかに道路標識Ｍ１が含まれると認識されると、表示画像データ生成部２４は、道路標識Ｍ１の位置、道路標識Ｍ１の表示サイズ、および、道路標識Ｍ１よりも右斜め上方に位置する消失点ＦＯＥの位置を、表示空間算出部２１Ｃから入力する。また、表示画像データ生成部２４は、道路標識Ｍ１と車両との距離を示す情報を、物体認識部２１Ａから入力する。さらに、表示画像データ生成部２４は、道路標識Ｍ１が位置する上側区画領域５１Ａの領域平均色を、平均色算出部２１Ｄから入力する。

図８（ｂ）が示すように、表示画像データ生成部２４は、各表示画像５２，５３の基準となる色を、入力された領域平均色に設定する。また、表示画像データ生成部２４は、道路標識Ｍ１の表示サイズに基づき、第１表示画像５２が道路標識Ｍ１を囲うように、各表示画像５２，５３のサイズを設定する。また、表示画像データ生成部２４は、道路標識Ｍ１の位置から消失点ＦＯＥの位置に向けた方向を、消失点方向５３Ｆとして設定する。また、表示画像データ生成部２４は、消失点方向５３Ｆに向けて、基準となる色から徐々に色が濃くなるように、かつ、道路標識Ｍ１と車両との距離に対応する輝度、透明度、拡散度、および、分岐点の位置に基づき、第２表示画像５３における色濃度のグラデーションを設定する。そして、車両用表示装置２０は、運転者から道路標識Ｍ１に向けた方向において、道路標識Ｍ１を囲うような第１表示画像５２を表示すると共に、消失点ＦＯＥに向けて色が徐々に濃くなる第２表示画像５３を道路標識Ｍ１に重ねて表示する。

図８（ｃ）が示すように、道路標識Ｍ１と車両との距離が小さくなると、車両用表示装置２０は、道路標識Ｍ１と車両との距離に対応する大きさで、道路標識Ｍ１を囲うような第１表示画像５２を表示し、また、消失点ＦＯＥに向けて色が徐々に濃くなる第２表示画像５３を道路標識Ｍ１に重ねて表示する。この際、車両用表示装置２０は、道路標識Ｍ１と車両との距離が小さくなったことに伴い、第２表示画像５３の輝度を低下させ、また、第２表示画像５３の透明度を上昇させ、さらに、第２表示画像５３の拡散度を低下させる。

上記実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第２表示画像５３の示す色が、消失点方向５３Ｆに従って徐々に濃くなるため、認識対象物に対する奥行き感を、第２表示画像５３によって演出できる。
（２）認識対象物と車両との距離が短縮していることに関して、第２表示画像５３における輝度の低下、透明度の上昇、および、拡散度の低下は、運転者によるそれの認識を補助する。
（３）認識対象物と車両との距離が延長していることに関して、第２表示画像５３における輝度の上昇、透明度の低下、および、拡散度の上昇は、運転者によるそれの認識を補助する。

上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・図９が示すように、車両用表示装置２０が、一度の表示で複数の認識対象物Ｍ２を認識し、かつ、各認識対象物Ｍ２に対する第１表示画像５２が、表示面において重なる場合、車両用表示装置２０は、以下のように、各第１表示画像５２を表示してもよい。すなわち、車両と認識対象物Ｍ２との距離が小さいほど、その認識対象物Ｍ２に対して高い優先度を定め、第１表示画像５２同士が重なる領域５２Ｗでは、優先度が高い認識対象物Ｍ２に対する第１表示画像５２を表示してもよい。そして、車両との距離が小さい認識対象物Ｍ２に対する第１表示画像５２が、車両との距離が大きい認識対象物Ｍ２に対する第１表示画像５２を遮蔽するように、車両用表示装置２０が各第１表示画像５２を表示してもよい。また、相互に異なる認識対象物Ｍ２において、第１表示画像５２と第２表示画像５３とが表示面において重なる場合、また、相互に異なる第２表示画像５３が重なる場合も同様に、相互に異なる表示画像が重なる領域５２Ｗでは、優先度が高い表示画像を表示してもよい。こうした表示画像の表示によれば、認識対象物Ｍ２間における車両と認識対象物Ｍ２との距離の差異に関し、運転者による認識を補助することが可能ともなる。

・また、車両用表示装置２０が、一度の表示で複数の認識対象物Ｍ２を認識する場合、車両用表示装置２０は、車両と認識対象物との距離が小さいほど、その認識対象物に対する表示画像の色が濃くなるように、各表示画像の色を設定してもよい。こうした表示画像の表示によっても、認識対象物Ｍ２間における車両と認識対象物Ｍ２との距離の差異に関し、運転者による認識を補助することが可能である。

・表示画像データ生成部２４は、第２表示画像５３を表示するための表示画像データの生成に際して、認識対象物と車両との距離に基づき、輝度のみを設定する構成であってもよく、透明度のみを設定する構成であってもよく、また、拡散度のみを設定する構成であってもよい。要は、表示画像データ生成部２４は、認識対象物と車両との距離が大きいほど、表示画像の輝度が高いこと、透明度が低いこと、および、拡散度が高いことの少なくとも１つを満たす表示画像を生成する構成であればよい。

・車両用表示装置２０は、第２表示画像５３における色濃度のグラデーションと同様のグラデーションを、第１表示画像５２に付す構成であってもよい。この際、車両用表示装置２０は、消失点方向５３Ｆに従って色が濃くなる表示画像であって、上述のグラデーションが付された表示画像を表示する構成であれば、第１表示画像５２のみを表示する構成であってもよいし、第２表示画像５３のみを表示する構成であってもよい。

・第２表示画像５３が有する形状は、例えば、認識対象物の全体を囲う矩形枠状であってもよく、認識対象物を囲う矩形枠の四隅に位置する形状であってもよい。また、第２表示画像５３において色濃度のグラデーションが付される領域は、第２表示画像５３の一部であってもよいし、グラデーションの付される領域が第２表示画像５３のなかに複数備えられてもよい。この際、第２表示画像５３が備える複数の領域において、それぞれが消失点方向に従って濃くなる色を呈し、かつ、認識対象物と車両との距離が大きいほど、輝度が高いこと、透明度が低いこと、および、拡散度が高いことの少なくとも１つを満たす構成であればよい。

・物体認識部２１Ａは、複数の撮影画像から、車両と認識対象物との相対速度を測定し、相対速度が所定範囲内である認識対象物を静的認識対象物とし、相対速度が所定範囲外である認識対象物を動的認識対象物としてもよい。この際、物体認識部２１Ａは、認識された認識対象物が静的認識対象物であるか、あるいは、動的認識対象物であるかを識別するための情報を、表示画像データ生成部２４に入力する。そして、表示画像データ生成部２４は、例えば、静的認識対象物に対してのみ、上述した第２表示画像５３を適用する構成であってもよい。

M１…道路標識、Ｍ２…認識対象物、Ｐ…分岐点、DＰ…撮影画像、Ｄ１，Ｄ２…距離、Ｒ１，Ｒ２…縮小率、ＳＬ…方向、ＦＯＥ…消失点、１１…撮影部、１２…可視光カメラ、１３Ａ…速度センサ、１３Ｂ…ナビゲーションシステム、２０…車両用表示装置、２１…画像情報処理部、２１Ａ…物体認識部、２１Ｂ…消失点処理部、２１Ｃ…表示空間算出部、２１Ｄ…平均色算出部、２２…車両情報処理部、２３…変換情報記憶部、２３Ａ…輝度情報、２３Ｂ…透明度情報、２３Ｃ…拡散度情報、２３Ｄ…分岐点情報、２３Ｅ…サイズ情報、２４…表示画像データ生成部、２５…表示画像投影部、５０Ｗ…シールドガラス、５１…投影領域、５１Ａ…上側区画領域、５１Ｂ…左側区画領域、５１Ｃ…下側区画領域、５１Ｄ…右側区画領域、５２…第１表示画像、５３…第２表示画像、５３Ｆ…消失点方向。

Claims

フロントウインドウを通して車内から見える物体に対して、運転者から前記物体に向けた方向で、表示画像を重畳させる車両用表示装置であって、
前記表示画像が表示される表示面での消失点を車両前方の撮像画像から算出する消失点算出部と、
前記表示画像内の位置から前記消失点に向かう方向を消失点方向とし、前記消失点方向に従って色が濃くなる前記表示画像を前記表示面で表示すると共に、前記撮像画像から検出された前記物体と前記車両との距離が大きいほど、前記表示画像の輝度が高いこと、透明度が低いこと、および、拡散度が高いことの少なくとも１つを満たす前記表示画像を表示する表示処理部とを備える
ことを特徴とする車両用表示装置。