以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1の装置構成例を示す図である。本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1は、投射装置2と、反射ミラー3aと、凹面ミラー3bとを備えている。ヘッドアップディスプレイ1は、投射装置2が投射した画像光(光)を反射ミラー3aで折り返し、凹面ミラー3bで拡大して車両のフロントウィンドシールド4に投射し、車両に搭乗する運転手の前方に虚像を表示する装置である。
より詳細には、投射装置2は、光源と、光源が発する光を後述する表示画像データに基づいて変調して出力する変調機構と、変調後の光に焦点調整や、拡大/縮小等の各種調整を施して、画像光として投射する投射光学系とを備えている。投射装置2が投射した画像光は、反射ミラー3aで折り返され、凹面ミラー3bで拡大されて、車両のフロントウィンドシールド4に投射される。画像光は、フロントウィンドシールド4により運転者側に反射され、これにより、運転手から見てフロントウィンドシールド4の前方に虚像が結像される。図1に示すように、ヘッドアップディスプレイ1の投射装置2には、本実施形態に係る表示制御装置5が接続されている。
図2は、フロントウィンドシールド4に形成される虚像表示領域7を説明するため、運転席の前方のフロントウィンドシールド4を、車内側から見た様子を模式的に示す図である。図2に示すように、虚像表示領域7は、車両のハンドル8の前方、つまり、運転席に着座する運転手の正面に形成される。虚像表示領域7は、運転手が虚像を視認可能な最大の領域のことであり、投射装置2が投射した画像光により表示される虚像は、運転手から見たときに虚像表示領域7を最大領域として、虚像表示領域7内に表示される。つまり、虚像表示領域7は、フロントウィンドシールド4の特定の領域を意味するのではなく、投射装置2が投射した投射光により結像する虚像を運転手が視認可能な領域を意味する。ヘッドアップディスプレイ1は、虚像表示領域7内の任意の位置に虚像を表示することができる。なお、本実施形態において、虚像表示領域7に虚像を表示するとは、運転手により虚像表示領域7内で虚像が視認されるように、ヘッドアップディスプレイ1が画像光を投射して虚像を結像させることを意味する。
図2に示すように、虚像表示領域7の中心部には、中央の領域7aが形成される。虚像表示領域7の中央の領域7aは、運転手が、車両の運転中、前方に存在する他の車両や、前方の道路の状況、路面(路面に形成された白線等)、交差点に進入するときの交差点の状況等の車両の前方の状況を確認する際に、実景の視認に非常に多く利用する領域である。
図3は、本実施形態に係る表示制御装置5の機能構成例を示すブロック図である。図3に示すように、表示制御装置5には、上述したヘッドアップディスプレイ1のほか、車載装置9が接続されている。また、車載装置9には、メイン表示装置10が接続されている。メイン表示装置10は、車両のダッシュボードの中央部に設けられた表示パネル(例えば、液晶表示パネル)である。
車載装置9は、いわゆるナビゲーション装置であり、車両の現在位置(以下、「自車位置」という)を検出する機能や、メイン表示装置10に自車位置周辺の地図を表示する機能、ユーザが設定した目的地までの経路を探索する機能、目的地までの経路を案内する機能等を有する。以下、目的地までの経路を「目的地誘導経路」といい、後述する「環状交差点誘導経路」と区別する。車載装置9は、目的地誘導経路を案内する際、メイン表示装置10に自車位置周辺の地図を表示すると共に、地図上に、自車位置を示す画像および目的地誘導経路を示す画像を表示し、目的地誘導経路を案内する。また、後述するように、車載装置9は、目的地誘導経路の案内中、適宜、表示制御装置5の表示制御部19(後述)に情報を送信して、目的地誘導経路の案内に関する虚像をヘッドアップディスプレイ1に表示させる。
図3に示すように、表示制御装置5は、その機能構成として、表示制御部19、車両状態取得部20、環状交差点誘導経路取得部21、サブ経路取得部22および画像線算出部23を備えている。また、表示制御装置5は、記憶媒体として、環状交差点情報記憶部30を備えている。上記各機能ブロック19〜23は、ハードウェア、DSP(Digital Signal Processor)、ソフトウェアの何れによっても構成することが可能である。例えばソフトウェアによって構成する場合、上記各機能ブロック19〜23は、実際にはコンピュータのCPU、RAM、ROMなどを備えて構成され、RAMやROM、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記録媒体に記憶されたプログラムが動作することによって実現される。
表示制御部19は、表示画像データをヘッドアップディスプレイ1の投射装置2に送信して、ヘッドアップディスプレイ1に虚像を表示させる。表示画像データは、画像が記録された画像データであり、ヘッドアップディスプレイ1は、表示画像データに記録された画像を画像光として投射し、その画像に対応する虚像を虚像表示領域7内に表示する。表示画像データは、色に関する情報を保持するドットがドットマトリックス状に配置されたビットマップデータであり、表示画像データを構成する各ドットの位置は、所定の座標系における座標によって表される。なお、以下の説明において、単に「画像」と表現する場合、1つのオブジェクトを構成するドット群を意味し、また単に「虚像」と表現する場合、1つの画像に基づいて虚像表示領域7内に表示される1つの虚像のことを意味する。後述するメインガイド画像や、サブガイド画像は、それぞれ独立した画像に相当し、また、後述するメインガイド虚像(特許請求の範囲の「ガイド虚像」に相当)や、サブガイド虚像は、それぞれ独立した虚像に相当する。
表示制御部19は、虚像表示領域7の所定の位置に一の虚像を表示する場合、当該一の虚像に対応する一の画像が当該所定の位置に対応する位置に記録された表示画像データを、ヘッドアップディスプレイ1の投射装置2に送信する。投射装置2は、受信した表示画像データに基づいて光源の光を変調して画像光を投射し、表示画像データに記録された画像に対応する虚像を表示する。これにより、運転手は、フロントウィンドシールド4よりも前方で結像された虚像を視認できる。以下では、表示制御部19が、ヘッドアップディスプレイ1に表示画像データを送信して、虚像表示領域7の所定の位置に所定の虚像を表示させることを、単に、「表示制御部19が、虚像表示領域7に虚像を表示する」といった表現をする場合がある。
表示制御部19は、車載装置9により目的地誘導経路が案内されている間、車載装置9から必要な情報を入力し、適宜、目的地誘導経路の案内に関する虚像を表示する。例えば、表示制御部19は、右左折すべき交差点(ただし、環状交差点を除く)と、自車位置との離間距離が所定の距離となった場合に、車載装置9から入力した情報に基づいて、右左折に関する虚像を虚像表示領域7に表示する。
そして、本実施形態に係る表示制御部19は、車載装置9により目的地誘導経路の案内がされている場合において、特に、環状交差点で経路を案内する場合に、表示制御装置5の他の機能ブロックと連携して、特徴的な処理を実行する。環状交差点で経路を案内するときの表示制御部19の処理については後に詳述する。
車両状態取得部20は、自車位置を示す情報、および、車両の進行方向を示す情報を含む車両状態情報を取得する。すなわち、車載装置9は、周期SY1で、車両状態情報を車両状態取得部20に出力する。車両状態取得部20は、周期SY1で車両状態情報を入力し、取得する。
車両状態取得部20は、取得した車両状態情報を、環状交差点誘導経路取得部21、サブ経路取得部22および画像線算出部23に出力する。なお、車両状態取得部20が、車両状態情報に含まれる情報の一部または全部を、所定のセンサーからの入力に基づいて自ら算出し、取得する構成でもよい。
環状交差点情報記憶部30は、環状交差点データ301を記憶する。環状交差点データ301は、地図に存在する環状交差点ごとに、環状交差点関連情報を有する。この環状交差点関連情報は、後述する環状交差点誘導経路取得部21が環状交差点誘導経路を算出するために必要な情報、後述するサブ経路取得部22がサブ経路を算出するために必要な情報、および、後述する画像線算出部23がメイン画像線およびサブ画像線を算出するために必要な情報を、不足なく含んでいる。例えば、図4を用いて後述する環状交差点K1に係る環状交差点関連情報は、緯度、経度を軸とする座標系において、各接続部B1〜B4の入口および出口の位置を示す情報や、車線S1、車線S2の形状を示す情報等を含んでいる。
環状交差点誘導経路取得部21(特許請求の範囲の「誘導経路取得部」に相当)は、車載装置9から目的地誘導経路を示す情報を入力し、取得する。車載装置9は、目的地が設定され、目的地誘導経路を探索した後の所定のタイミングで、目的地誘導経路を示す情報を環状交差点誘導経路取得部21に出力する。環状交差点誘導経路取得部21は、取得した目的地誘導経路を示す情報に基づいて、環状交差点誘導経路情報を算出し、取得する。以下、環状交差点について説明した上で、環状交差点誘導経路取得部21の処理について詳述する。
図4は、環状交差点の一例を示す図である。図4を用いて説明する環状交差点K1は、典型的な形状の環状交差点である。典型的な形状の環状交差点は、3個以上の道路が接続部を介して環状道路に接続されて構成されると共に、環状道路に、一方通行の車線(左側通行なら時計回りの車線であり、右側通行なら反時計回りの車線)が、1または複数個、形成される。以下、環状道路に接続する道路を「接続道路」という。
図4で示す環状交差点K1は、左側通行の地域に設けられた環状交差点の一例である。環状交差点K1は、環状道路SP1に、4個の接続道路D1〜D4が4個の接続部B1〜B4を介して接続されている。接続道路D1〜D4は、それぞれ、片側1車線の道路である。各接続部B1〜B4において、環状道路SP1に進入する方向を通行方向とする車線と、環状道路SP1との接続部は、環状交差点に進入するときの「入口」として機能する。一方、各接続部B1〜B4において、環状道路SP1から退出する方向を通行方向とする車線と、環状道路SP1との接続部は、環状交差点から退出するときの「出口」として機能する。
例えば、図4において、接続道路D1は、環状道路SP1に進入する方向を通行方向とする車線D1aと、環状道路SP1から退出する方向を通行方向とする車線D1bとを有する片側1車線の道路である。そして接続部B1において、車線D1aと環状道路SP1との接続部は「入口」として機能し、車線D1bと環状道路SP1との接続部は「出口」として機能する。図4に示すように、環状交差点K1の環状道路SP1には、時計回りに一方通行可能な車線S1と、この車線S1の内側に形成され、時計回りに一方通行可能な車線S2とが形成されている。
さて、環状交差点誘導経路情報とは、「自車位置」(車両の現在位置)から、環状交差点の出口を退出するまでに、車両が走行することが推奨される経路(以下、「環状交差点誘導経路」という)を示す情報である。環状交差点誘導経路は、特許請求の範囲の「誘導経路」に相当する。以下の説明では、環状交差点誘導経路に従って走行する車両が環状交差点に進入するときに使用する入口を「誘導入口」といい、退出するときに使用する出口を「誘導出口」という。
図4において、符号MR1の太線は、車両が位置P1に位置しているときの環状交差点誘導経路の一例を示している。位置P1は、誘導入口(本例では、接続部B1の入口)よりも手前の位置である。図4に示すように、環状交差点誘導経路MR1は、車両が、接続部B1の誘導入口を介して環状道路SP1に進入し、一旦、車線S1を走行した後、位置P2において車線変更して車線S2に進入する経路である。さらに、環状交差点誘導経路MR1は、車両が、位置P2で車線S2に進入した後、車線S2を走行し、その後、位置P3で車線S1に進入し、車線S1から接続部B3の出口(誘導出口)に進入し、接続部B3の出口を介して接続道路D3に進入して環状交差点K1を退出する経路である。
環状交差点誘導経路取得部21は、目的地誘導経路に環状交差点が含まれる場合、車両状態取得部20から入力する車両状態情報、および、環状交差点情報記憶部30が記憶する環状交差点データ301に基づいて、自車位置と環状交差点の誘導入口との離間距離が所定距離となったか否かを監視する。そして、環状交差点誘導経路取得部21は、当該離間距離が所定距離となった場合、自車位置を起点とし、誘導出口から所定距離だけ車両の進行方向側に離間した位置を終点とする環状交差点誘導経路の算出を開始する。
本実施形態に係る環状交差点誘導経路取得部21が算出する環状交差点誘導経路は、緯度、経度を軸とする座標系において、緯度と経度との組み合わせによって位置が特定される点の集合である。車載装置9が出力する目的地誘導経路を示す情報には、経由する環状交差点に関し、誘導入口および誘導出口を特定する情報や、環状交差点において走行する車線を特定する情報等、環状交差点誘導経路取得部21が環状交差点誘導経路を算出するために必要な情報が不足なく含まれている。環状交差点誘導経路取得部21は、目的地誘導経路を示す情報、車両状態取得部20から入力する車両状態情報、および、環状交差点情報記憶部30が記憶する環状交差点データ301に基づいて、環状交差点誘導経路を算出する。車両の走行に応じて自車位置は変動するが、環状交差点誘導経路取得部21は、周期SY1で、その時点での自車位置を起点とし、誘導出口から所定距離だけ車両の進行方向側に離間した位置を終点とする環状交差点誘導経路を算出する。
環状交差点誘導経路取得部21は、算出した環状交差点誘導経路を示す環状交差点誘導経路情報を画像線算出部23に出力する。なお、本実施形態では、環状交差点誘導経路を環状交差点誘導経路取得部21が算出する構成であるが、当該経路を車載装置9や、他の装置(例えば、ネットワークを介して通信可能なサーバ装置)が算出し、環状交差点誘導経路取得部21に出力する構成でもよい。
サブ経路取得部22は、サブ経路を算出する。以下、サブ経路取得部22の処理について詳述する。サブ経路とは、車両が環状交差点で環状交差点誘導経路を走行しているときに、環状交差点誘導経路から当該経路上の分岐点を介して分岐して、環状交差点誘導経路とは異なる経路を通って誘導出口以外の出口から退出する場合の、その経路のことである。なお、本実施形態では、「分岐点」は、環状交差点誘導経路とサブ経路とが分岐する地点のことを意味する。例えば、図4の環状交差点K1において、環状交差点誘導経路が環状交差点誘導経路MR1であるとすると、分岐点BK1から環状交差点誘導経路を分岐し、誘導出口とは異なる出口(接続部B2の出口)を介して環状交差点K1を退出する経路SR1は、サブ経路(以下、「第1サブ経路」とする)である。さらに、分岐点BK2から環状交差点誘導経路を分岐し、誘導出口とは異なる出口(接続部B4の出口)を介して環状交差点K1を退出する経路SR2は、サブ経路(以下、「第2サブ経路」とする)である。
サブ経路取得部22は、車両が環状交差点誘導経路を走行している間(=環状交差点誘導経路取得部21が環状交差点誘導経路を算出している間)、周期SY1で、以下のサブ経路を算出する。すなわち、サブ経路取得部22は、環状交差点誘導経路を走行した場合に、次に経由する分岐点で分岐して誘導出口以外の出口を介して環状交差点を退出するサブ経路を算出する。その際、サブ経路取得部22は、サブ経路として、自車位置を起点とし、誘導出口以外の出口から所定距離だけ車両の進行方向側に離間した位置を終点とする経路を算出する。
例えば、図4の環状交差点K1において、車両が位置P1に位置しているときの環状交差点誘導経路が環状交差点誘導経路MR1であり、その後、車両が環状交差点誘導経路MR1に従って走行するものとすると、車両が位置P1に位置しているタイミングでは、サブ経路取得部22は、サブ経路として、自車位置を起点として、環状交差点誘導経路を走行した場合に次に経由する分岐点BK1で分岐して接続部B2の出口を介して環状交差点K1を退出するサブ経路SR1を算出する。車両が位置P2に位置している場合も同様である。一方、車両が位置P4に位置しているタイミングでは、サブ経路取得部22は、サブ経路として、自車位置を起点として、環状交差点誘導経路を走行した場合に次に経由する分岐点BK2で分岐して接続部B4の出口を介して環状交差点K1を退出するサブ経路SR2を算出する。なお、環状交差点誘導経路と、一の分岐点で分岐するサブ経路とは、自車位置から当該一の分岐点までは、同じ経路である。
本実施形態に係るサブ経路取得部22が算出するサブ経路は、環状交差点誘導経路と同様、緯度、経度を軸とする座標系において、緯度と経度との組み合わせによって位置が特定される点の集合である。サブ経路取得部22は、目的地誘導経路を示す情報、車両状態取得部20から入力する車両状態情報、および、環状交差点情報記憶部30が記憶する環状交差点データ301に基づいて、サブ経路を算出する。車両の走行に応じて自車位置は変動するが、サブ経路取得部22は、周期SY1で、その時点において、自車位置を起点とし、誘導出口以外の出口から所定距離だけ車両の進行方向側に離間した位置を終点とするサブ経路を算出する。
サブ経路取得部22は、算出したサブ経路を示すサブ経路情報を画像線算出部23に出力する。なお、本実施形態では、サブ経路をサブ経路取得部22が算出する構成であるが、当該経路を車載装置9や、他の装置(例えば、ネットワークを介して通信可能なサーバ装置)が算出し、サブ経路取得部22に出力する構成でもよい。
画像線算出部23は、表示制御部19が環状交差点において経路を案内している間、メイン仮想レール(後述)に対応するメイン画像線(後述)、および、サブ仮想レール(後述)に対応するサブ画像線(後述)を算出する。以下、画像線算出部23の処理について詳述する。
メイン仮想レールとは、虚像表示領域7を介して運転手が視認する車線の「実景」に、環状交差点誘導経路を示す仮想的な線を重畳した場合の、その仮想的な線のことである。仮に、運転手が、メイン仮想レールに沿って車両を走行させた場合、環状交差点誘導経路に従って車両が走行することになる。
図5(A)は、車両が環状交差点を走行しているときに運転手が通常の姿勢で車両の前方を視認した場合に、運転手が視認する実景の一例を示す図である。図5(A)では、図4の環状交差点K1において、環状交差点誘導経路MR1に沿って走行する車両が位置P5に位置している場合に、運転手が視認する実景を簡略化して模式的に示している。図5(A)において、範囲H1は、虚像表示領域7を介した運転手の視界の範囲を示している。図5(A)の例では、運転手により、虚像表示領域7を介して、実景として、車線S1および車線S2が視認されると共に、接続部B2および接続道路D2が視認される。
図5(A)において、符号MR1’は、図4の環状交差点誘導経路MR1に対応するメイン仮想レールである。図4の環状交差点誘導経路MR1は、図5(A)の範囲H1内では、車線S2に沿って、車線S2上を延在する経路である。これを踏まえ、図5(A)の範囲H1では、メイン仮想レールMR1’は、車線S2の中央部を車線S2に沿って延在する線によって表されている。
図5(B)は、表示画像データが展開される所定の座標系を示す図である。図5(B)において、領域AR1は、所定の座標系に表示画像データを展開した場合に、表示画像データを構成するドットが所定の座標系に展開される範囲を示している。本実施形態では、説明の便宜のため、表示画像データと虚像表示領域7との縦横比が略一致していると共に、表示画像データに記録された画像を、虚像表示領域7に虚像として表示した場合に、領域AR1の全域に対する画像の相対的な位置と、運転手の視界の中における虚像表示領域7の全域に対する虚像の相対的な位置とが略一致するものとする。
運転手が虚像表示領域7を介して視認する実景が図5(A)で示す状態の場合、画像線算出部23は、図5(B)に示すように、所定の座標系の領域AR1において、メイン仮想レールMR1’に対応する線(正確には、線を構成する各ドットの座標)をメイン画像線QM1として算出する。より詳細には、緯度、経度を軸とする座標系における「自車位置」と、「自車位置における進行方向」と、「自車位置を起点とする環状交差点誘導経路情報」とを入力パラメータとし、環状交差点データ301の環状交差点情報を利用して、所定の座標系の領域AR1におけるメイン画像線を出力するアルゴリズムが実装されたプログラムが表示装置5に記憶されている。当該プログラムは、透視投影変換や、その他のAR(Augmented Reality)に関する技術により、環状交差点の任意の位置において、任意の進行方向に進む車両から運転手が虚像表示領域7を介して視認する実景に、メイン仮想レールを重ねて配置した場合の、虚像表示領域7におけるメイン仮想レールの形状、位置を算出する機能、および、虚像表示領域7におけるメイン仮想レールの形状、位置に基づいて、表示画像データが展開される所定の座標系において、メイン仮想レールに対応するメイン画像線の形状、位置を算出する機能を有している。画像線算出部23は、車両状態取得部20から周期SY1で入力する車両状態情報、および、環状交差点誘導経路取得部21から周期SY1で入力する環状交差点誘導経路情報に基づいて、当該プログラムの機能により、メイン画像線を算出する。
サブ仮想レールとは、虚像表示領域7を介して運転手が視認する車線の実景に、サブ経路を示す仮想的な線を重畳した場合の、その仮想的な線のことである。サブ画像線とは、所定の座標系の表示画像データが展開される領域において、サブ仮想レールに対応して延在する線のことである。サブ仮想レールとサブ画像線との関係との関係は、メイン仮想レールとメイン画像線との関係と同様である。画像線算出部23は、メイン画像線と同様の方法でサブ画像線を算出する。
図5(A)において、符号SR1’は、図4で例示した第1サブ経路SR1に対応する第1サブ仮想レールである。図5(B)において、符号QS1は、図5(A)の第1サブ仮想レールSR1’に対応して画像線算出部23により算出されるサブ画像線である第1サブ画像線を示している。
以上のように、画像線算出部23は、周期SY1でメイン画像線およびサブ画像線を算出する。画像線算出部23は、算出したメイン画像線およびサブ画像線を表示制御部19に出力する。
表示制御部19は、周期SY1で、画像線算出部23からメイン画像線およびサブ画像線を入力し、取得する。表示制御部19は、取得したメイン画像線およびサブ画像線に基づいて、ガイド虚像(後述)およびサブガイド虚像(後述)を虚像表示領域7に表示し、これにより環状交差点内で経路を案内する。以下、環状交差点で経路を案内するときの表示制御部19の処理について詳述する。
1のタイミングでメイン画像線およびサブ画像線を取得した場合、表示制御部19は、パレット画像データを所定の座標系の領域AR1に展開する。パレット画像データとは、黒ドット(投射装置2の変調機構において光の透過が行われないドット)が全域に配置された画像データである。
次いで、表示制御部19は、パレット画像データの外縁と、メイン画像線とが交わる位置に、メインガイド画像を付加する。さらに、表示制御部19は、パレット画像データの外縁と、サブ画像線とが交わる位置に、サブガイド画像を付加する。図6は、メイン画像線がメイン画像線QM1(図5(B))であり、サブ画像線が第1サブ画像線QS1(図5(B))の場合に、パレット画像データTP1にメインガイド画像MG1および第1サブガイド画像SG1が付加された様子を示す図である。
図6に示すように、メインガイド画像MG1は、車両の進行方向を指し示す緑色の三角形からなる矢印である。パレット画像データTP1の外縁と、メイン画像線QM1とが交わる位置は、車両の進行方向側の位置R1と、進行方向と逆側の位置R2とがあるが、本実施形態では、表示制御部19は、車両の進行方向側の位置R1に対応する位置に、メインガイド画像MG1を付加する。また、図6に示すように、第1サブガイド画像SG1は、車両の進行方向を指し示す黄色の三角形からなる矢印である。表示制御部19は、パレット画像データの外縁と、サブ画像線とが交わる位置のうち、車両の進行方向側の位置にサブガイド画像を付加する。
ここで、パレット画像データTP1の外縁と、メイン画像線QM1とが交わる位置は、パレット画像データTP1において、虚像表示領域7の中央の領域7aに対応する領域から外れた領域である。表示制御部19は、メインガイド画像MG1の全ての領域が、パレット画像データTP1において虚像表示領域7の中央の領域7aに対応する領域から外れるようなサイズのメインガイド画像MG1を、パレット画像データTP1に付加する。第1サブガイド画像SG1についても同様である。
表示制御部19は、以上のようにしてメインガイド画像およびサブガイド画像をパレット画像データに付加し、表示画像データとして、ヘッドアップディスプレイ1の投射装置2に送信する。投射装置2は、表示画像データに基づいて画像光を投射して虚像を表示する。この結果、メインガイド画像に基づくメインガイド虚像、および、サブガイド画像に基づくサブガイド虚像が、虚像表示領域7内に表示される。なお、メインガイド虚像およびサブガイド虚像は、色が異なっているため、運転手は、どちらの虚像がメインガイド虚像であるかを的確に認識できる。
図7は、図6の表示画像データに基づいて虚像表示領域7に表示されるメインガイド虚像MK1および第1サブガイド虚像SK1を示す図である。図7では、メイン仮想レールMR1’および第1サブ仮想レールSR1’(いずれも図5(A)参照)を二点鎖線により表している。ただし、本実施形態では、これらレールは、虚像として表示されないため、実際には運転手に視認されない。
表示制御部19により上述した態様でメインガイド画像MG1がパレット画像データTP1に付加される結果、メインガイド虚像MK1は、メイン仮想レールMK1’と、虚像表示領域7の外縁とが交わる位置に表示された状態となる。つまり、メインガイド虚像MK1は、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた、虚像表示領域7の外縁部に表示される。なお、上述したように、メインガイド虚像MK1のサイズは、その全域が虚像表示領域7の中央の領域7aから外れるようなサイズとされる。同様に、表示制御部19により上述した態様でサブガイド画像SG1がパレット画像データTP1に付加される結果、第1サブガイド虚像SK1は、第1サブ仮想レールSR2’と、虚像表示領域7の外縁とが交わる位置に表示された状態となる。つまり、第1サブガイド虚像SK1は、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた、虚像表示領域7の外縁部に表示される。
上述したように、表示制御部19は、周期SY1で、メインガイド画像およびサブガイド画像を含む表示画像データをヘッドアップディスプレイ1の投射装置2に送信する。この結果、虚像表示領域7に表示されたメインガイド虚像およびサブガイド虚像は、車両の走行に応じてリアルタイムに変移しながら、虚像表示領域7に表示される。そして、メインガイド虚像およびサブガイド虚像は、これら虚像が表示されている間、虚像表示領域7の外縁部、つまり、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた位置に継続して表示される。
図8、図9は、車両の走行に応じて、メインガイド虚像およびサブガイド虚像が変移する様子を示す図である。以下、上述した図7および図8、9を用いて、メインガイド虚像およびサブガイド虚像が変移する様子の一例を説明する。図8、9の各図において、左側の図は、図4の環状交差点K1を示す図である。左側の図では、環状交差点K1における車両の位置を三角形の図形で示している。また、左側の図では、環状交差点誘導経路MR1、第1サブ経路SR1および第2サブ経路SR2(いずれも図4参照)を実線によって示している。
また、図8、図9の各図において、右側の図は、車両が左側の図で示す位置を走行している場合に表示される虚像を、運転手が視認する実景と共に示す図である。右側の図では、メイン仮想レールMR1’、第1サブ仮想レールSR1’および第2サブ仮想レールSR2’を二点鎖線によって示している。第2サブ仮想レールSR2’とは、第2サブ経路SR2に対応するサブ仮想レールである。
車両が位置PP1(図8(A))を走行している場合、メインガイド虚像MK1および第1サブガイド虚像SK1が、図8(B)に示す態様で表示される。図8(B)では、範囲H1に分岐点B1が存在しないため、メインガイド虚像MK1および第1サブガイド虚像SK1は略同一の位置に表示される。運転手は、図8(B)に示す態様で表示されたメインガイド虚像MK1および第1サブガイド虚像SK1を視認することにより、しばらくの間、接続部の出口が無いことを認識できる。
その後、車両の走行に応じて、車両の位置が、図8(A)の位置PP1から図4の位置P5へ移動すると、メインガイド虚像MK1および第1サブガイド虚像SK1は、図7に示す態様で表示される。メインガイド虚像MK1と第1サブガイド虚像SK1とは異なる色で表示されているため、運転手は、図7に示す態様で表示されたメインガイド虚像MK1および第1サブガイド虚像SK1を視認することにより、環状交差点誘導経路に沿って車両を走行させる場合は、直近の接続部に向かって分岐するのではなく、そのまま直進すべきことを的確に認識できる。
さらに、車両の走行が進み、車両の位置が、図4の位置P5から、図9(A)の位置PP2へ移動すると、メインガイド虚像MK1および第2サブガイド虚像SK2が、図9(B)に示す態様で表示される。第2サブガイド虚像SK2は、第2サブ仮想レールSR2’に対応するサブガイド虚像であり、第1サブガイド虚像SK1と同様の方法で表示される。図9(B)では、範囲H1において、メイン仮想レールMR1’から第2サブ仮想レールSR2’が分岐した状態である。この場合、図9(B)に示すように、第2サブガイド虚像SK2は、メインガイド虚像MK1から離間して、第2サブ仮想レールSR2’と虚像表表示領域7の外縁とが交わる位置に表示される。メインガイド虚像MK1と第2サブガイド虚像SK2とは異なる色で表示されているため、運転手は、図9(B)に示す態様で表示されたメインガイド虚像MK1および第2サブガイド虚像SK2を視認することにより、環状交差点誘導経路に沿って車両を走行させる場合は、直近の接続部に向かって分岐する必要があることを的確に認識できる。
図10は、本実施形態に係る表示制御装置5の処理の一例を示すフローチャートである。図10のフローチャートは、環状交差点において経路の案内を行っている間、車載装置9が周期SY1で実行する処理の一例を示している。
図10に示すように、車両状態取得部20は、車載装置9から車両状態情報を入力し、取得する(ステップSA1)。車両状態取得部20は、取得した車両状態情報を、環状交差点誘導経路取得部21、サブ経路取得部22および画像線算出部23に出力する。
環状交差点誘導経路取得部21は、車載装置9から入力する目的地誘導経路を示す情報、車両状態取得部20から入力する車両状態情報、および、環状交差点情報記憶部30が記憶する環状交差点データ301に基づいて、環状交差点誘導経路を算出する(ステップSA2)。環状交差点誘導経路取得部21は、環状交差点誘導経路情報を、画像線算出部23に出力する。
サブ経路取得部22は、車両状態取得部20から入力する車両状態情報、および、環状交差点情報記憶部30が記憶する環状交差点データ301に基づいて、サブ経路を算出する(ステップSA3)。サブ経路取得部22は、サブ経路情報を、画像線算出部23に出力する。
画像線算出部23は、車両状態情報、環状交差点誘導経路情報およびサブ経路情報を入力し、これら情報に基づいて、メイン画像線およびサブ画像線を算出する(ステップSA4)。画像線算出部23は、算出したメイン画像線およびサブ画像線を表示制御部19に出力する。
表示制御部19は、メイン画像線およびサブ画像線を入力し、取得する。表示制御部19は、メイン画像線およびサブ画像線に基づいて、メインガイド画像およびサブガイド画像を含む表示画像データをヘッドアップディスプレイ1に送信することにより、メインガイド虚像およびサブガイド虚像を表示する(ステップSA5)。
以上説明したように、本実施形態では、表示制御部19は、環状交差点で環状交差点誘導経路を案内する際、運転手の虚像表示領域7を介した視界の中で、環状交差点誘導経路上の車線の実景に重なるように、車両の進行方向を示す虚像であるメインガイド虚像を表示する。そして、表示制御部19は、メインガイド虚像を、虚像表示領域7の外縁部、つまり、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた位置に表示する。この構成によれば、メインガイド虚像が、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた位置に表示されるため、運転手が、道路状況を確認する際に、メインガイド虚像が邪魔になりにくく、運転手による道路状況の確認ができるだけ妨げられないようにすることができる。
さらに、メインガイド虚像は、車両の進行方向を示す虚像であり、環状交差点誘導経路上の車線の実景に重なるように表示される。このため、運転手は、環状交差点を走行中、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた位置に表示されるメインガイド虚像を視認することにより、現時点以降、どの車線をどの方向に向かって走行すればよいのかを的確に認識することができ、当該認識の下、環状交差点内で的確に環状交差点誘導経路に沿って車両を走行させることができる。特に、本実施形態では、メインガイド虚像は、メイン仮想レールに沿って、車両の前方の車線に重なった状態で継続して表示されるため、あたかも車両と一定の距離を保ちつつ運転手を先導しているような印象を運転手に対して与えることができ、より的確に、環状交差点誘導経路を案内できる。
特に、本実施形態では、メインガイド虚像は、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた位置であって、虚像表示領域7の外縁部に表示される。ここで、運転手の正面に形成された虚像表示領域7では、虚像が外側寄りに表示されるほど、運転手が車両の前方の状況を確認する際に与える影響が少ない。これを踏まえ、上記構成によれば、より的確に運転手による車両の前方の状況の確認が妨げられないようにすることができる。
また、本実施形態では、表示制御部19は、運転手の虚像表示領域7を介した視界の中で、メイン仮想レールと虚像表示領域7の外縁とが交わる位置に、メインガイド虚像を表示する。この構成によれば、運転手の視界の中で、運転手が現時点以降に車両を走行させるべき車線の実景にメインガイド虚像を重ねた状態を維持することができ、環状交差点誘導経路に沿った走行について、的確に運転手を案内できる。特に、本実施形態では、表示制御部19は、メイン仮想レールと虚像表示領域7の外縁とが交わる2つの位置のうち、車両の進行方向側の位置に対応する領域に、ガイド虚像を表示する。この構成のため、運転手は、車両の進行方向側の確認と併せて、簡易にメインガイド虚像を視認することができる。
また、本実施形態では、表示制御部19は、メインガイド虚像と併せて、サブ経路上の車線の実景と重なるように、メインガイド虚像と異なる色のサブガイド虚像を、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた位置に表示する。この構成によれば、運転手は、サブガイド虚像との比較によって、メインガイド虚像をより明確に認識でき、環状交差点誘導経路に従って車両を走行させる場合、どのような経路を通ればよいかを的確に認識できる。また、運転手は、誘導出口以外の出口を介して環状交差点を退出したいと考えた場合、サブガイド虚像を利用して、スムーズに環状交差点を退出できる。
<他の形状の環状交差点における環状交差点誘導経路およびサブ経路>
次に、環状交差点が、図4で例示した環状交差点K1以外の場合に、環状交差点誘導経路およびサブ経路がどのような経路となるかについて例を挙げて説明する。図11は、図4の環状交差点K1の形状とは異なる形状の環状交差点K2を示す図である。図11に示すように、環状交差点K2は、環状道路SP2に、6つの接続道路D11〜D16が6つの接続部を介して接続されている。環状道路SP2の内部には、時計回りの2つの車線を有する外側車線S11と、外側車線S11の内側に形成され、反時計回りの2つの車線を有する内側車線S12とが形成されている。
図11に示すように、各接続道路B11〜B16に対応する位置には、車線選択地点X11〜X16が形成されている。接続部を介して環状交差点K2に進入した車両は、車線選択地点を介して内側車線S12に進入できる。例えば、接続部B11の入口を介して環状交差点K2に進入した車線は、すぐに左折して外側車線S11に進入することもでき、また、車線選択地点X11を介して内側車線S12に進入することもできる。また、内側車線S12を走行する車両は、任意の車線選択地点を介して対応する接続部を通って環状交差点K2を退出することができる。例えば、内側車線S12を走行する車両は、車線選択地点X15を介して接続部B15の出口に進入し、接続部B15の出口を介して環状交差点K2から退出することができる。例えば、運用上、内側車線S12はタクシーやバス等の専用車が走行する車線とされ、外側車線S11は一般人が運転する車両が走行する車線とされる。
図11において、符号MR11は、自車位置が位置P11である場合の環状交差点誘導経路の一例を示している。上述したように、サブ経路は、車両が環状交差点誘導経路を走行している途中に、進路を変更して誘導出口以外の出口から退出する場合に、車両が走行する経路である。これを踏まえ、環状交差点誘導経路が、環状交差点誘導経路MR11の場合、サブ経路として、符号SR11〜SR15の5つの経路が算出される。図11の例の場合も、表示制御部19は、上述した実施形態で説明した方法で、メインガイド虚像およびサブガイド虚像を用いて、環状交差点誘導経路MR11およびサブ経路SR11〜SR15を適切に案内する。
<変形例>
次に、各種変形例について説明する。上述した実施形態では、表示制御部19は、サブガイド虚像について、メイン仮想レールとサブ仮想レールとの分岐点が、運転手の視界の中で虚像表示領域7に出現する前から、次に経由する分岐点で分岐するサブ仮想レールに係るサブガイド虚像を表示する構成であった。この点に関し、表示制御部19が、メイン仮想レールとサブ仮想レールとの分岐点が、運転手の視界の中で虚像表示領域7に出現したときに、サブガイド虚像を表示する構成でもよい。ここで、サブガイド虚像は、メインガイド虚像と比較して重要度が低く、不必要にサブガイド虚像を表示しないことにより、運転手がメインガイド虚像を的確に認識できるようにすることができる。このことを踏まえ、上記構成によれば、虚像表示領域7を介した運転手の視界の中に、運転手の視界の中で虚像表示領域7内にメイン仮想レールとサブ仮想レールとの分岐点が出現したときにのみ、サブガイド虚像が表示されることになり、不必要にサブガイド虚像を表示しないようにすることができ、運転手がメインガイド虚像を的確に認識できるようにすることができる。
また、上述した実施形態では、表示制御部19は、次に経由する分岐点で分岐するサブ仮想レールに係るサブガイド虚像を表示する構成であった。この点に関し、この点に関し、以下の構成でもよい。すなわち、サブ経路取得部22は、環状交差点誘導経路上で、自車位置よりも進行方向側に存在する全ての分岐点について、各分岐点で分岐するサブ経路を算出する。画像線算出部23は、サブ経路取得部22が算出した全てのサブ経路に対応するサブ画像線を算出する。表示制御部19は、画像線算出部23が算出した全てのサブ画像線に基づいて、全てのサブ画像線に対応するサブガイド虚像を表示する。この構成によれば、運転手は、自車位置よりも進行方向側に存在する全ての分岐点で分岐するサブ経路に対応するサブ虚像を確認しつつ、車両を運転することができる。
また、上述した実施形態では、表示制御部19は、虚像表示領域7と、メイン仮想レールとが交わる2つの位置のうち、車両の進行方向側の位置にメインガイド虚像を表示した。この点に関し、表示制御部19が、進行方向と逆側の位置にメインガイド虚像を表示する構成でもよい。この構成であっても、メインガイド虚像は、虚像表示領域7の中央の領域7aから外れた位置に表示されることになり、運転手による道路状況の確認ができるだけ妨げられないようにすることができる。ただし、この場合、メインガイド虚像を、矢印の像のように、進行方向が運転手にとって分かりすい形状とすることが望ましい。以上のことはサブガイド虚像についても同様である。
また、上述した実施形態では、画像線算出部23によりメイン画像線を算出し、表示制御部19は、パレット画像データとメイン画像線とが交わる位置にメインガイド画像を付加することによって、虚像表示領域7の外縁と、メイン仮想レールとが交わる位置にメインガイド虚像を表示した。しかしながら、虚像表示領域7の外縁と、メイン仮想レールとが交わる位置にメインガイド虚像を表示する方法は、上述した実施形態で例として説明した方法に限られるものではなく、種々の方法を採用できる。以上のことはサブガイド虚像についても同様である。
また、上述した実施形態では、表示制御部19は、虚像表示領域7の外縁と、メイン仮想レールとが交わる位置にメインガイド虚像を表示した。この点に関し、メインガイド虚像は、虚像表示領域7の外縁ではなく、中央の領域7aの外側であって外縁よりもある程度内側に表示されてもよい。その際、メインガイド虚像の全域が、中央の領域7aの外側に位置するように、メインガイド虚像のサイズを適切な大きさとする必要がある。このことはサブガイド虚像についても同様である。
また、上述した実施形態では、表示制御部19は、メインガイド虚像と、サブガイド虚像との色を異ならせることにより、運転手がこれら虚像を区別できるようにした。この点に関し、表示制御部19が、メインガイド虚像と、サブガイド虚像との大きさを変えたり、形状を変えたりすることにより、運転手がこれら虚像を区別できるようにする構成でもよい。また、表示制御部19は、サブガイド虚像については、表示しない構成でもよい。
また、上述した実施形態では、メインガイド虚像は、車線の実景に重畳するように表示された三角形の像であった。この点に関し、表示制御部19が、車線の実景から少し浮いた位置にメインガイド虚像を表示する構成でもよい。この構成の場合において、メインガイド虚像を平面的な三角形の像とするのではなく、進行方向に向かって奥行がある立体的な矢印の像としてもよい。このことはサブガイド虚像についても同様である。
また、上述した実施形態では、表示制御部19は、メイン仮想レールを示す虚像は表示しなかった。この点に関し、表示制御部19が、メイン仮想レールを示す虚像を表示する構成でもよい。メイン仮想レールを示す虚像を表示する場合、例えば、表示制御部19は、パレット画像データに、メイン画像線に沿って延在する線状の画像を付加し、表示画像データとしてヘッドアップディスプレイ1に送信する。なお、この場合、メイン仮想レールを示す虚像が、虚像表示領域7の中央の領域7aに表示されることになる。しかしながら、メイン仮想レールを示す虚像は、上述した実施形態に係るメインガイド虚像MK1のように、虚像表示領域7の中で一定の面積を占める広がりをもった像ではなく、車線の実景に沿って延在する線状の画像である。従って、メイン仮想レールを示す線状の虚像を表示した場合であっても、当該虚像は、運転手が車両の前方の道路の状況を確認する際に、その確認を妨げず、当該確認を補助する役割を果たす。以上のことはサブ仮想レールについても同様である。
また、上述した実施形態において、表示制御部19が、検出された自車位置の精度を検出し、精度が低い場合は、メインガイド虚像およびサブガイド虚像を表示しない構成でもよい。この場合において、車載装置9がメイン表示装置10に既存の方法で環状交差点で経路を案内する画像を表示する構成としてもよい。なお、メインガイド虚像およびサブガイド虚像が表示されているか否かにかかわらず、車載装置9がメイン表示装置10に既存の方法で環状交差点で経路を案内する画像を継続して表示する構成としてもよい。
また、上述した実施形態では、環状交差点誘導経路上の分岐点から1つのサブ経路が分岐する場合を例にして、メインガイド虚像およびサブガイド虚像が表示される場合を例にして実施形態を説明した。この点に関し、環状交差点誘導経路が2つ以上のサブ経路に分岐する分岐点を含んでいてもよい。この場合、表示制御部19は、当該分岐点が次に経由する分岐点となった場合、環状交差点誘導経路に対応するメインガイド虚像と併せて、2つ以上のサブ経路のそれぞれに対応する2つ以上のサブガイド虚像を表示する。
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。