JP2019172070A - 情報処理装置、移動体、情報処理方法、及びプログラム - Google Patents

情報処理装置、移動体、情報処理方法、及びプログラム Download PDF

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Tomonori Suzuki
友規 鈴木
真人 草▲なぎ▼
Masato Kusanagi
真人 草▲なぎ▼
賢一郎 齊所
Kenichiro Saisho
賢一郎 齊所
紘史 山口
Hiroshi Yamaguchi
紘史 山口
敬太 片桐
Keita Katagiri
敬太 片桐
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Abstract

【課題】自律走行する移動体において、予定されている移動経路の視認性を向上させる情報処理装置、移動体、情報処理方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】情報処理装置は、車両の外部の環境の情報を取得する取得部と、取得した外部の環境に基づいて現在位置から予め設定されている目的地までの経路における自律的な移動経路を算出する算出部と、外部の環境の情報に基づいて車両の外部の環境が所定の変化をしたか否かを判定する制御部と、所定の変化をした場合に算出部により算出された車両の自律的な移動経路を示すオブジェクトを表示させる表示制御部を有し、移動体の外部の環境に応じた移動経路に従って自律的に移動する移動体の外部の環境に応じたタイミングで、移動経路を示すオブジェクトを表示させる。【選択図】図4

Description

本発明は、情報処理装置、移動体、情報処理方法、及びプログラムに関する。
近年、カメラ、GPS(Global Positioning System)、レーダー、LIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)等により移動体の周囲の環境を認識し、所定の目的地までの経路を自律的に走行させる技術が知られている。
また、移動体が自律走行している際、予定されている移動経路を搭乗者に表示する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、従来技術では、予定されている移動経路を常時表示していることにより、表示が煩雑になる場合があるという問題がある。そこで、予定されている移動経路の視認性を向上させることを目的とする。
情報処理装置において、移動体の外部の環境に応じた移動経路に従って自律的に移動する前記移動体の外部の環境に応じたタイミングで、前記移動経路を示すオブジェクトを表示させる表示制御部を有する。
開示の技術によれば、予定されている移動経路の視認性を向上させることができる。
実施形態に係る自律走行システムのシステム構成の一例を示す図である。 実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施形態に係る情報処理装置の機能ブロックの一例を示す図である。 実施形態に係る情報処理装置による移動経路を表示させる処理の一例を示すフローチャートである。 車両の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その一)について説明する図である。 車両の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その一)について説明する図である。 車両の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その一)について説明する図である。 車両の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その二)について説明する図である。 車両の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その二)について説明する図である。 車両の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その二)について説明する図である。 実施形態に係る自律走行システムのシステム構成の一例を示す図である。 実施形態に係る情報処理装置を含む表示装置により画像が投影される範囲の一例を示す図である。 実施形態に係る情報処理装置を含む表示装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
<システム構成>
まず、本実施形態に係る自律走行システム1のシステム構成について、図1を用いて説明する。図1は、実施形態に係る自律走行システム1のシステム構成の一例を示す図である。
図1に示すように、実施形態に係る自律走行システム1は、車両、船舶、航空機、パーソナルモビリティー(Personal Mobility)及び産業用ロボット等の移動体であって、自律走行(自動運転)する移動体に搭載される。自律走行システム1は、情報処理装置10、及びセンサ20を有する。なお、以下では、自律走行システム1を車両に搭載した例について説明するが、自律走行システム1は、車両以外の移動体においても適用可能である。なお、車両には、例えば、自動車、原動機付き自転車、軽車両、及び鉄道車両等が含まれる。
情報処理装置10は、例えば、車両301のハンドル、ブレーキ、及びアクセル等の各種装置を電子制御するECU(Electronic Control Unit)である。また、情報処理装置10は、センサ20にて検知された車両301の外部環境に応じて、所定の目的地まで、車両301を自律的に走行させる。ここで、自律的に走行させることには、例えば、完全に自動運転により走行させることに限らず、搭乗者が車両301の運転状況を常時監視し、必要に応じて手動で運転操作を行うことにより走行させるものも含まれる。
センサ20は、カメラ、GPS、レーダー、及びLIDAR等のセンサであり、車両301の前方(進行方向)等の物体、及び車両301の現在位置等を検出する。
<ハードウェア構成>
次に、本実施形態に係る情報処理装置10のハードウェア構成について、図2を用いて説明する。図2は、実施形態に係る情報処理装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。
実施形態に係る情報処理装置10は、図2に示すように、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置100、補助記憶装置102、メモリ装置103、CPU104、インターフェース装置105、表示装置106、及び入力装置107等を有する。
情報処理装置10での処理を実現するプログラムは、記録媒体101によって提供される。プログラムを記録した記録媒体101がドライブ装置100にセットされると、プログラムが記録媒体101からドライブ装置100を介して補助記憶装置102にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体101より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置102は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。なお、記録媒体101の一例としては、CD−ROM、DVDディスク、又はUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬型の記録媒体が挙げられる。また、補助記憶装置102の一例としては、HDD(Hard Disk Drive)又はフラッシュメモリ等が挙げられる。記録媒体101及び補助記憶装置102のいずれについても、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に相当する。
メモリ装置103は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置102からプログラムを読み出して格納する。CPU(Central Processing Unit)104は、メモリ装置103に格納されたプログラムに従って情報処理装置10に係る機能を実現する。インターフェース装置105は、外部コントローラ等と通信するためのインターフェースであり、例えば、車両301のCAN(Controller Area Network)を介して、車両ナビゲーション装置、各種センサ装置等に接続される。また、インターフェース装置105には、センサ20が接続される。
表示装置106は、プログラムによるGUI(Graphical User Interface)等を表示する。表示装置106は、例えば、ヘッドアップディスプレイ(HUD、Head-Up Display)、インストルメントパネル、センターディスプレイ、及びヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display)等の表示装置である。なお、ヘッドアップディスプレイは、光源からの投射光を車両301のフロントガラスまたはコンバイナに反射させることにより表示を行う装置である。インストルメントパネルは、車両301の前席正面に設置されるダッシュボード等に配置される表示装置である。センターディスプレイは、例えば、搭乗者から見て車両301の進行方向等に配置される表示装置である。
<機能構成>
次に、図3を参照し、実施形態に係る情報処理装置10の機能構成について説明する。図3は、実施形態に係る情報処理装置10の機能ブロックの一例を示す図である。
情報処理装置10は、取得部11、算出部12、制御部13、及び表示制御部14を有する。これら各部は、情報処理装置10にインストールされた1以上のプログラムが、情報処理装置10のCPU252に実行させる処理により実現される。
取得部11は、センサ20により撮影された車両301の前方等の画像等を取得する。
算出部12は、取得部11によりセンサ20から取得された車両301の外部の環境の情報に基づいて、車両301の現在位置から予め設定されている目的地までの経路(ルート)における、自律的な移動経路を随時算出する。
制御部13は、取得部11によりセンサ20から取得された車両301の外部の環境の情報に基づいて車両301の各種機器を制御し、算出部12により算出された移動経路を車両301に走行させる。
表示制御部14は、算出部12により算出された、車両301の自律的な移動経路を示すオブジェクトを表示装置106に表示させる。
<処理>
次に、図4乃至図6Cを参照し、実施形態に係る情報処理装置10による移動経路を表示させる処理について説明する。図4は、実施形態に係る情報処理装置10による移動経路を表示させる処理の一例を示すフローチャートである。図5A乃至図5Cは、車両301の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その一)について説明する図である。図6A乃至図6Cは、車両301の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その二)について説明する図である。
なお、図4の処理は、例えば、センサ20にて車両301の外部の環境の情報を測定する度、または毎秒30回等の所定間隔で実行されてもよい。
ステップS1において、算出部12は、取得部11によりセンサ20から取得された車両301の外部の環境の情報に基づいて、車両301の現在位置から予め設定されている目的地までの経路における、自律的な移動経路を算出する。ここで、算出部12は、例えば、車両301の現在位置から、当該経路における所定距離(例えば、200m)先の地点までの自律的な移動経路を算出する。
続いて、制御部13は、取得部11によりセンサ20から取得された車両301の外部の環境の情報に基づいて、車両301の外部の環境が所定の変化をしたか否かを判定する(ステップS2)。ここで、制御部13は、例えば、車両301の外部の環境の変化により、ハンドル、ブレーキ、及びアクセル等の各種装置に対する現在の制御内容を一定以上変更し、車両301の自律的な移動の方向または加速度を所定の閾値以上変化させるべき状況が発生した場合に、当該所定の変化をしたと判定してもよい。この場合、制御部13は、例えば、以下のような状況が発生したことを検知した場合に、車両301の外部の環境の当該所定の変化をしたと判定してもよい。
制御部13は、例えば、車両301の前方に、歩行者、及び停止している他の車両等の障害物を検出したため、当該障害物を避けるために一時的な車線変更等を行う状況が発生した場合に、車両301の外部の環境が当該所定の変化をしたと判定してもよい。
また、制御部13は、例えば、車両301の現在位置が、目的地までの経路上で、右折、左折、または車線変更等をする交差点及びインターチェンジ等から所定距離(例えば、100m)手前の地点に到達した場合に、車両301の外部の環境が当該所定の変化をしたと判定してもよい。
また、制御部13は、例えば、車両301の前方の交差点が赤信号であるために停止する場合に、車両301の外部の環境が当該所定の変化をしたと判定してもよい。この場合、算出部12は、車両301の現在位置から、車両301が停止すると予想される地点までの自律的な移動経路を算出し、信号が青になった際に、その時点における車両301の位置から先の自律的な移動経路を算出してもよい。これにより、搭乗者は、情報処理装置10による表示を見ることにより、車両301がブレーキ操作されることを認識することができる。
車両301の外部の環境が当該所定の変化をしていない場合(ステップS2でNO)、処理を終了する。一方、当該所定の変化をした場合(ステップS2でYES)、表示制御部14は、算出部12により算出された、車両301の自律的な移動経路を示すオブジェクトを表示させる(ステップS3)。
図5A乃至図5Cの例では、表示制御部14は、車両301が片側1車線の道路を自律走行している際に、車両301の前方に他の車両501が停止しているため、対向車線にはみ出して車両501を追い越して元の車線に戻る移動経路を示すオブジェクト502A乃至オブジェクト502Cを順に表示している。
表示制御部14は、移動経路を表示していない状態で、車両501を避けるために一時的な車線変更等を行う状況であると制御部13に判定されたことを検知すると、制御部13により自律的なハンドル及びアクセル等を変化させる電子制御が行われるよりも前のタイミングで、移動経路を示すオブジェクトを表示する。ここで、表示制御部14は、当該移動経路をヘッドアップディスプレイに表示する場合は、フロントガラスまたはコンバイナ等の透過反射部材に、車両301の搭乗者から見て前方の道路に重なる位置に、当該移動経路を表示する。また、表示制御部14は、当該移動経路をセンターディスプレイ等に表示する場合は、車両301に搭載されたカメラにより撮影された車両301の前方の映像において、AR(Augmented Reality)のように、前方の道路に重ねて当該移動経路を表示する。
表示制御部14は、図5A乃至図5Cの例では、車両301の現在位置の手前から車両301の移動方向に徐々に伸びる矢印形状の図形のオブジェクト502A乃至オブジェクト502Cにより移動経路を表示している。表示制御部14は、まず、比較的短い図5Aのオブジェクト502Aを表示した後、図5Bのオブジェクト502B、図5Cのオブジェクト502Cを順に表示する。表示制御部14は、図5A乃至図5Cの例では、移動経路を示すオブジェクトの長さを、徐々に連続的に長くすることにより伸びるように表示している。
また、表示制御部14は、移動経路を示すオブジェクトの輝度、及び色合いにより、移動経路における車両301の加速度の変化を表示する。表示制御部14は、図5A乃至図5Cの例では、オブジェクト502A乃至オブジェクト502Cにおいて、輝度が所定の閾値よりも高い場合、輝度が高い所程、進行方向への加速度が高くなるように、制御部13によりアクセルの電子制御が行われることを示している。また、表示制御部14は、輝度が所定の閾値よりも低い場合、輝度が低い所程、減速の加速度が高くなるように、制御部13によりブレーキの電子制御が行われることを示している。
表示制御部14は、各時点において、車両301の手前から車両301の移動方向における所定距離離れた地点等まで徐々に矢印等のオブジェクトを伸ばして表示することを繰り返す。
次に、図6A乃至図6Cを参照し、車両301の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の他の例について説明する。図6A乃至図6Cは、車両301の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示画面の例(その二)について説明する図である。
表示制御部14は、図6A乃至図6Cの例では、車両301の手前から車両301の移動方向に徐々に伸びる三角形の図形のオブジェクト502A乃至オブジェクト502Cにより移動経路を表示している。表示制御部14は、まず、車両301から比較的手前の図6Aのオブジェクト601、及びオブジェクト602を表示した後、図6Bのオブジェクト603、及びオブジェクト604、図6Cのオブジェクト605乃至オブジェクト607を順に加えて表示する。表示制御部14は、図6A乃至図6Cの例では、移動経路を示すオブジェクトの数を、徐々に連続的に多くすることにより伸びるように表示している。
また、表示制御部14は、車両301の現在位置から車両301の自律的な移動の方向に向かって、移動経路を示すオブジェクトを伸ばして表示する代わりに、当該方向に向かって当該オブジェクトを移動して表示してもよい。この場合、表示制御部14は、例えば、図6Cにおいて、オブジェクト601からオブジェクト607まで、一つずつ順に表示してもよい。
続いて、制御部13は、取得部11によりセンサ20から取得された車両301の外部の環境の情報に基づいて、当該所定の変化が終了したことを検知する(ステップS4)。ここで、制御部13は、例えば、車両301の自律的な移動の方向または加速度を所定の閾値以上変化させるべき状況が終了した場合に、当該所定の変化が終了したと判定してもよい。この場合、制御部13は、例えば、車両301を、所定時間または所定距離以上、概ね一定の速度で、概ね直進させる状況となった場合に、当該所定の変化が終了したと判定してもよい。
続いて、表示制御部14は、車両301の自律的な移動経路を示すオブジェクトの表示を消去し(ステップS5)、処理を終了する。図5A乃至図5Cの例では、表示制御部14は、車両501を避けるための一時的な車線変更等が完了したと制御部13に判定され、制御部13により自律的なハンドル等に対する制御内容を変化させる電子制御が完了した際まで、各時点における車両301の移動経路を示すオブジェクトを繰り返し表示した後、当該オブジェクトの表示を消去する。これにより、ハンドル等に対する制御内容が変化される間、移動経路等を搭乗者に視認させることができるため、AI(Artificial Intelligence)等により自動運転される車両301の運転状況を監視することがより容易になる。
<変形例>
表示制御部14は、さらに、取得部11によりセンサ20から取得された車両301の外部の環境に応じた周期で、車両301の移動経路を示すオブジェクトを表示させてもよい。この場合、表示制御部14は、例えば、第1の時間(例えば、1秒間)移動経路を示すオブジェクトを表示し、第2の時間(例えば、3秒間)当該オブジェクトの表示を消去するようにしてもよい。これにより、例えば、制御部13により自律的なハンドル等に対する制御内容を変化させる電子制御が行われない間においても、外部環境に応じた周期で、移動経路を搭乗者に視認させることができる。
表示制御部14は、例えば、車両301が現在走行している道路の幅員、車線数、及び高速道路か一般道かの種別に基づいて、当該周期を決定してもよい。この場合、表示制御部14は、例えば、車両301が現在走行している道路の幅員が広い程、及び車線数が多い程、当該周期を大きく決定してもよい。また、車両301が現在走行している道路が高速道路である場合、車両301が現在走行している道路が一般道である場合と比較して、当該周期を大きく決定してもよい。これにより、ハンドル等に対する制御内容を変化の頻度が高いと考えられる道路ほど、より頻繁に移動経路を搭乗者に視認させることができる。
<その他>
情報処理装置10は、HUD等の表示装置と一体の装置として構成されてもよい。この場合、情報処理装置10は、「表示装置」と称することもできる。以下では、情報処理装置10とHUDとを一体の装置として構成した場合の例について説明する。この場合のシステム構成について、図7Aを用いて説明する。図7Aは、実施形態に係る自律走行システム1のシステム構成の一例を示す図である。情報処理装置10を含む表示装置は、例えば、車両301のダッシュボード内に設置される。当該表示装置から発せられる画像光である投射光Lが光の透過反射部材としてのフロントガラス302で反射され、視認者である搭乗者300に向かう。ここで、透過反射部材は、例えば、光の一部を透過するとともに、光の一部を反射する部材である。これにより、フロントガラス302に画像が投影され、搭乗者300は、ナビゲーション用の図形、文字、アイコン等のオブジェクト(コンテンツ)を、車両301の外部の環境に重ねて視認することができる。なお、フロントガラス302の内壁面等に透過反射部材としてのコンバイナを設置し、コンバイナによって反射する投射光Lによって運転者に虚像を視認させるように構成してもよい。図7Bは、実施形態に係る情報処理装置10を含む表示装置により画像が投影される範囲の一例を示す図である。当該表示装置は、図7Bに示すように、例えば、フロントガラス302における投影範囲303に画像を投影する。
この場合、当該表示装置は、図7Cに示すハードウェア構成により実現されてもよい。図7Cは、実施形態に係る情報処理装置10を含む表示装置のハードウェア構成の一例を示す図である。当該表示装置は、FPGA251、CPU(Central Processing Unit)252、ROM253、RAM254、インターフェース(以下、I/Fという)255、バスライン256、LDドライバ257、MEMSコントローラ258、及び補助記憶装置259を備えている。FPGA251は、LDドライバ257により、光源ユニット220のレーザ光源201R、201G、201Bを動作制御し、MEMSコントローラ258により、光走査装置のMEMS208aを動作制御する。CPU252は、情報処理装置10の各機能を制御する。ROM253は、CPU252が情報処理装置10の各機能を制御するために実行するプログラム(画像処理プログラム)等の各種プログラムを記憶している。
RAM254は、プログラムの起動指示があった場合に、ROM253または補助記憶装置259からプログラムを読み出して格納する。CPU252は、RAM254に格納されたプログラムに従って情報処理装置10に係る機能を実現する。
I/F255は、外部コントローラ等と通信するためのインターフェースであり、例えば、車両301のCAN(Controller Area Network)を介して、車載ECU、各種センサ装置等に接続される。
情報処理装置10は、I/F255を介して記録媒体255aの読み取りや書き込みを行うことができる。情報処理装置10での処理を実現する画像処理プログラムは、記録媒体255aによって提供されてもよい。この場合、画像処理プログラムは、記録媒体255aからI/F255を介して補助記憶装置259にインストールされる。但し、画像処理プログラムのインストールは必ずしも記録媒体255aより行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置259は、インストールされた画像処理プログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
なお、記録媒体255aの一例としては、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVDディスク、SDメモリカード、又はUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬型の記録媒体が挙げられる。また、補助記憶装置259の一例としては、HDD(Hard Disk Drive)又はフラッシュメモリ等が挙げられる。記録媒体255a及び補助記憶装置259のいずれについても、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に相当する。
<実施形態のまとめ>
上述した実施形態によれば、移動体の外部の環境に応じた移動経路に従って自律的に移動する当該移動体の外部の環境に応じたタイミングで、当該移動経路を示すオブジェクトを表示させる。これにより、予定されている移動経路の視認性を向上させることができる。
<その他>
なお、情報処理装置10の各機能部は、1以上のコンピュータにより構成されるクラウドコンピューティングにより実現されていてもよい。また、情報処理装置10の各機能部のうち少なくとも1つの機能部を、他の機能部を有する装置とは別体の装置として構成してもよい。この場合、例えば、算出部12、及び制御部13を、他のECU、クラウド上のサーバ装置、または車載型乃至携帯型の表示装置が有する構成としてもよい。すなわち、情報処理装置10には、複数の装置により構成される形態も含まれる。また、情報処理装置10の各機能部は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアにより実現されてもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施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の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 自律走行システム
10 情報処理装置
11 取得部
12 算出部
13 制御部
14 表示制御部
20 センサ
301 車両
特開2017−211366号公報

Claims (10)

  1. 移動体の外部の環境に応じた移動経路に従って自律的に移動する前記移動体の外部の環境に応じたタイミングで、前記移動経路を示すオブジェクトを表示させる表示制御部を有する情報処理装置。
  2. 前記表示制御部は、前記移動経路を示すオブジェクトを、前記移動体の外部の環境に重ねて表示させる、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記表示制御部は、前記移動体の外部の環境の変化により前記移動体の自律的な移動の方向または加速度が変化する際、前記移動経路を示すオブジェクトを表示させる、
    請求項1または2に記載の情報処理装置。
  4. 前記表示制御部は、前記移動体の外部の環境の変化により前記移動体の自律的な移動の方向または加速度の変化が終了する際、前記移動経路を示すオブジェクトの表示を消去する、
    請求項3に記載の情報処理装置。
  5. 前記表示制御部は、前記移動体の外部の環境に応じた周期で、前記移動経路を示すオブジェクトを表示させる、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  6. 前記表示制御部は、前記移動体の現在位置から前記移動体の自律的な移動の方向に向かって、伸びるまたは移動する、前記移動経路を示すオブジェクトを表示させる、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  7. 前記表示制御部は、前記移動経路を示すオブジェクトの輝度、及び色合いの少なくとも一方により、前記移動経路における前記移動体の加速度の変化を表示させる、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  8. 移動体であって、
    前記移動体の外部の環境を検出するセンサと、
    前記センサにより検出された前記移動体の外部の環境に応じて、前記移動体の現在位置から所定の目的地までの経路における前記移動体の移動経路を算出する算出部と、
    前記算出部により算出された移動経路に従って、前記移動体を自律的に移動させる制御部と、
    前記センサにより検出された前記移動体の外部の環境に応じたタイミングで、前記算出部により算出された前記移動経路を示すオブジェクトを表示させる表示制御部と、を有する移動体。
  9. 情報処理装置が、
    移動体の外部の環境に応じた移動経路に従って自律的に移動する前記移動体の外部の環境に応じたタイミングで、前記移動経路を示すオブジェクトを表示させる処理を実行する情報処理方法。
  10. 情報処理装置に、
    移動体の外部の環境に応じた移動経路に従って自律的に移動する前記移動体の外部の環境に応じたタイミングで、前記移動経路を示すオブジェクトを表示させる処理を実行させるプログラム。
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