JP2021086559A - 車両軌跡表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバに適切な車幅感覚を提供し得る車両軌跡表示システムを得る。【解決手段】表示ＥＣＵ１０は、カメラ２０で取得したドライバの顔画像から映像解析ＥＣＵ３０で推定したドライバの視点に基づいてＡＲ−ＨＵＤ１２の表示位置を調整すると共に、カメラ２２で取得した車両周囲の画像から推定した道路上での車両の道幅方向の位置と、操舵角センサ３８で検出した車両の操舵角とに基づいて、車両の進行方向に車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すガイドラインを表示するようにＡＲ−ＨＵＤ１２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は車両軌跡表示システムに関する。

車両の運転が得意でない人、又は慣れていない人は狭い道路やすれ違いを苦手とする場合が少なくない。また、近年はカーシェアリング等で慣れない車両に乗る場合もある。いずれの場合もドライバは車幅感覚が把握し難く緊張した状態での運転を強いられ、ドライバには心身共に負担がかかる。

特許文献１には、車両旋回走行時における車両の内輪差を運転者に意識させる表示を行うことにより、内輪差に起因する車体の接触を防止する運転支援装置の発明が記載されている。

特開２００９−１５４７２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、車両の内輪差を意識させる表示を行うことを目的としているので、車両が交差点等を旋回する場合を想定しており、車両が直進している場合を想定していない。従って、特許文献１に記載の発明は、直線の狭路又は車両同士のすれ違いの際にドライバに車幅を意識させて接触事故を防止することが困難であるという問題があった。

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、ドライバに適切な車幅感覚を提供し得る車両軌跡表示システムを得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る車両軌跡表示システムは、車両のウィンドシールドに情報を投影して表示する情報表示部と、ドライバの顔画像を取得する顔画像撮像部と、車両周囲の画像を取得する周囲画像撮像部と、前記車両の操舵角を取得する操舵角センサと、前記顔画像撮像部で取得した前記顔画像から推定した前記ドライバの視点に基づいて前記情報表示部の表示位置を調整すると共に、前記周囲画像撮像部で取得した車両周囲の画像から推定した道路上での車両の道幅方向の位置と、前記操舵角センサで検出した操舵角とに基づいて、車両の進行方向に車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すガイドラインを表示するように前記情報表示部を制御する制御部と、を含んでいる。

請求項１記載の発明では、ドライバの顔画像から推定したドライバの視点に基づいて情報表示部の表示位置を調整すると共に、車両周囲の画像から推定した道路上での車両の道幅方向の位置と、車両の操舵角とに基づいて、車両の進行方向に車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すガイドラインを情報表示部に表示する。

本発明は、ドライバに適切な車幅感覚を提供し得る車両軌跡表示システムを得ることができるという効果を有する。

第１の実施形態に係る車両軌跡表示システムの構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る車両軌跡表示システムの処理の一例を示したフローチャートである。 第１の実施形態におけるガイドラインの表示の一例を示した概略図である。 第２の実施形態に係る車両軌跡表示システムの処理の一例を示したフローチャートである。 第３の実施形態におけるガイドラインの表示の一例を示した概略図である。 第３の実施形態に係る車両軌跡表示システムの処理の一例を示したフローチャートである。

［第１の実施形態]
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態の一例を詳細に説明する。図１は本実施形態に係る車両軌跡表示システム１００の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る車両軌跡表示システム１００は、各種センサが検出した情報に基づいて、車両の車幅相当の位置及び車両の進行方向において予想される車幅相当の車両の軌跡を示すガイドラインのデータを生成する表示ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、表示ＥＣＵ１０が生成したデータに基づいたガイドラインを車両のウィンドシールドに投影して表示すると共にドライバの視点に応じてガイドラインの表示位置を調整可能なＡＲ−ＨＵＤ（拡張現実ヘッドアップディスプレイ）１２とを含む。

各種センサは、ドライバの視点を検出するカメラ２０、映像解析により路面情報を検出するために車両前方の画像を取得するカメラ２２、車両周囲に存在する障害物等を検出する障害物センサ３４、車両の速度を検出する車速センサ３６、及び車両の操舵角を検出する操舵角センサ３８を含む。

カメラ２０は、ドライバの顔面の画像（以下、「顔画像」と称する）を取得する。映像解析ＥＣＵ３０は、カメラ２０が取得した顔画像からドライバの視点を推定する。一例として、ドライバの視点は、顔画像の両眼における眼瞼と瞳孔との位置関係から推定する。

映像解析ＥＣＵ３０は、推定したドライバの視点に係る情報を表示ＥＣＵ１０に出力する。表示ＥＣＵ１０は、映像解析ＥＣＵ３０から入力されたドライバ視点に係る情報に基づいてＡＲ−ＨＵＤ１２の表示位置を調整する。

カメラ２２は、車両前方の画像を取得する。映像解析ＥＣＵ３２は、カメラ２２が取得した車両前方の画像を解析して道路の白線及び道路と道路外との境界線等を検出すると共に道路上での車両の道幅方向の位置を推定する。

映像解析ＥＣＵ３２は、検出した道路の白線及び道路と道路外との境界線等の情報及び道路上での車両の道幅方向の位置の情報を表示ＥＣＵ１０に出力する。表示ＥＣＵ１０は、映像解析ＥＣＵ３２から入力された道路の白線及び道路と道路外との境界線等の情報及び道路上での車両の道幅方向の位置の情報と、後述するように障害物センサ３４、車速センサ３６及び操舵角センサ３８から入力された情報とに基づいてＡＲ−ＨＵＤ１２に表示するガイドラインのデータを生成する。

障害物センサ３４は、例えば、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）及びソナーである。ミリ波レーダは、車両前方や前側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間及びドップラー効果によって生じる周波数差等を基に障害物等までの距離及び自車と当該障害物等との相対速度等を測定する。ＬＩＤＡＲは、一例として、車両周辺に照射したパルス状のレーザの散乱光から障害物等を検出する。ソナーは、一例として、車両周辺に照射した超音波の反射率の差を利用して、障害物等を検出する。

映像解析ＥＣＵ３０、３２及び表示ＥＣＵ１０の各々は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶装置とを備え、記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて所定の演算処理を実行する。映像解析ＥＣＵ３０、３２及び表示ＥＣＵ１０の各々は一体で構成されていてもよい。また、表示ＥＣＵ１０及びＡＲ−ＨＵＤ１２の各々は、一体で構成されていてもよい。

本実施形態では、車両の進行方向は操舵角センサ３８の検出結果から推定するが、操舵角センサ３８に加えて、ジャイロセンサを備え、ジャイロセンサによって車両の進行方向を検出してもよい。

図２は、本実施形態に係る車両軌跡表示システム１００の処理の一例を示したフローチャートである。図２に示した処理は、車両の電源がＡＣＣ（Accessory）オン又はＩＧ（Ignition）オンの状態になった場合に開始される。

ステップ２００では、ドライバ視点及び車幅等の車両情報を取得する。ドライバ視点は、カメラ２０で得たドライバの顔画像から映像解析ＥＣＵ３０が推定して表示ＥＣＵ１０に出力する。車幅の値は、表示ＥＣＵ１０の記憶装置等に予め記憶された値を用いる。

ステップ２０２では、ガイドラインの表示位置を規定するパラメータ設定を記憶装置から取得する。ガイドラインの表示位置は、デフォルトでは、車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置である。本実施形態では、原則としてかかる位置をガイドラインの表示位置とするが、安全のために、車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置よりも外側の位置をガイドラインの表示位置として表示ＥＣＵ１０の記憶装置等に予め記憶しておいてもよい。

ステップ２０４では、車両の電源がＡＣＣオン又はＩＧオンの状態であるか否かを判定する。ステップ２０４で、ＡＣＣオン又はＩＧオンの場合は手順をステップ２０６に移行し、ＡＣＣオフ（かつＩＧオフ）の場合は処理を終了する。

ステップ２０６では、ＡＲ−ＨＵＤ１２の表示スイッチがオンか否かを判定する。ステップ２０６で、表示スイッチがオンの場合は手順をステップ２０８に移行し、表示スイッチがオフの場合は手順をステップ２０４に移行する。

ステップ２０８では、表示設定車速の値を記憶から取得する。表示設定車速は、ガイドラインをＡＲ−ＨＵＤ１２に表示する場合の車速の上限である。そして、ステップ２１０では、車速センサ３６により車速の情報を取得する。

ステップ２１２では、車速センサ３６で検出した車速が表示設定車速以下か否かを判定する。ステップ２１２で、車速が表示設定車速以下の場合は手順をステップ２１４に移行し、車速が表示設定車速を超える場合は手順をステップ２０４に移行する。

ステップ２１４では、カメラ２２及び障害物センサ３４により車両周辺の情報を取得する。ステップ２１６では、映像解析ＥＣＵ３２によるカメラ２２で取得した画像の解析と、障害物センサの検出結果とに基づいて、車両周辺情報の解析を行う。ステップ２１６の解析では、車両周辺の障害物等の存在を検出するが、映像解析ＥＣＵ３２による画像解析では、道路上での車両の道幅方向の位置の推定も行われる。

ステップ２１８では、ステップ２１６で検出した障害物等と車両との相対的な状態を判定する。状態判定は、例えば、車両と障害物等との遠近について判定する。ステップ２１８で、障害物等が遠い場合は手順をステップ２２０に移行し、障害物等が中程度に離れている場合は手順をステップ２２２に移行し、障害物等が近い場合は手順をステップ２２４に移行する。車両と障害物等との遠中近の閾値は、車速に応じて変化し、車速が高いほど当該閾値は高くなる。一例として、車速が４０ｋｍ／ｈの場合、車両と障害物等との距離が８０ｍ以上の場合は障害物等は遠いと判定し、当該距離が４０ｍ以上８０ｍ未満の場合は障害物等は中程度に離れていると判定し、当該距離が４０ｍ未満の場合は障害物等は近いと判定する。

ステップ２２０では、障害物等は遠いのでＡＲ−ＨＵＤ１２の表示の色を白等の警戒感を抱きにくい色に設定する。ステップ２２２では、障害物等は中程度に離れているのでＡＲ−ＨＵＤ１２の表示の色をアンバー等のやや警戒感を抱く色に設定する。ステップ２２４では、２２０では障害物等は近いのでＡＲ−ＨＵＤ１２の表示の色を赤等の警戒感を抱く色に設定する。ステップ２２０、２２２、２２４における白、アンバー、赤等の表示色の設定は一例である。ステップ２２０、２２２、２２４で各々設定する表示色は、青、黄、赤のように他の色にしてもよい。

ステップ２２６では、操舵角センサ３８により、車両の操舵角の情報を取得する。そして、ステップ２２８では、操舵角センサ３８が検出した車両の操舵角に基づいて、ＡＲ−ＨＵＤ１２に表示するガイドラインの曲げ率を設定する。

ステップ２３０では、カメラ２０で取得したドライバの顔画像から映像解析ＥＣＵ３０が推定したドライバの視点情報を取得する。ステップ２３２では、ドライバの視点に変化が生じたか否かを判定する。ステップ２３２で、ドライバの視点に変化が生じた場合は手順をステップ２３４に移行し、ドライバの視点に変化が生じていない場合は手順をステップ２３６に移行する。

ステップ２３４では、変化したドライバの視点に基づいて、ＡＲ−ＨＵＤ１２の表示位置を調整する。

ステップ２３６では、車両の進行方向に車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すガイドラインをＡＲ−ＨＵＤ１２に表示して、手順をステップ２０４に移行する。ガイドラインは、ステップ２００、２０２、２１０、２１４、２２８で取得した車両の車幅等の仕様、道路上での車両の道幅方向の位置及び曲げ率等に基づいて描画される。

図３は、本実施形態におけるガイドライン６０Ｒ、６０Ｌの表示の一例を示した概略図である。ＡＲ−ＨＵＤ１２は、ステアリングホイール４２の近傍に設けられた計器盤４０とは別に、ウィンドシールド５０のドライバ視点に相当する位置に設けられる。前述のように、ＡＲ−ＨＵＤ１２の表示位置は、カメラ２０で取得した顔画像から映像解析ＥＣＵ３０が推定したドライバの視点に応じて調整される。図３に示したように、ＡＲ−ＨＵＤ１２には、例えば、車両の車幅方向の右外縁部を路面に投影した位置を示すガイドライン６０Ｒと、車両の車幅方向の左外縁部を路面に投影した位置を示すガイドライン６０Ｌとが表示されている。車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置は、多くの場合、左右の前輪７０Ｒ、７０Ｌよりも外側である。

以上説明したように、本実施形態に係る車両軌跡表示システム１００は、車両の進行方向に車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すガイドライン６０Ｒ、６０Ｌをドライバの視点上に表示することにより、ドライバに適切な車幅感覚を提供することが可能となる。車幅感覚を把握するために従来はフェンダーポール等を車両に取り付ける場合があったが、美観上好ましくない上に、周囲から運転技術の未熟さを推察されるおそれがある。また、フェンダーポールは車両の外縁部を正確に示すものではないので、車幅感覚の把握が苦手なドライバは、直線の狭路又は車両同士のすれ違い等の際に依然として緊張した状態での運転を強いられるという問題があった。

本実施形態に係る車両軌跡表示システム１００は、ドライバに適切な車幅感覚を提供することにより、慣れない車両での運転を容易にして自損事故を防止し、ひいては狭路又は車両同士のすれ違い等におけるドライバの苦手意識の改善することができる。

［第２の実施形態］
続いて本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態はドライバ視点に応じた表示位置の調整を行うＡＲ−ＨＵＤ１２ではなく、表示位置を変更しない一般的なＨＵＤを用いると共に、障害物判定を行わない点で第１の実施形態と相違する。ＨＵＤの表示位置を変更しないことによりカメラ２０及び映像解析ＥＣＵ３０が不要となり、障害物判定を行わないことにより、カメラ２２、映像解析ＥＣＵ３２及び障害物センサが不要となるが、その他の構成は第１の実施形態と同様なので、当該その他の構成については第１の実施形態と同一の符号を付すものとして詳細な説明は省略する。

図４は、本実施形態に係る車両軌跡表示システムの処理の一例を示したフローチャートである。図４に示した処理は、車両の電源がＡＣＣオン又はＩＧオンの状態になった場合に開始される。

ステップ４００では、ドライバ視点及び車幅等の車両情報を取得する。ドライバ視点の情報及び車幅の値は、表示ＥＣＵ１０の記憶装置等に予め記憶された値を用いる。

ステップ４０２では、ガイドラインの表示位置を規定するパラメータ設定を記憶装置から取得する。ガイドラインの表示位置は、デフォルトでは、車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置である。本実施形態では、原則としてかかる位置をガイドラインの表示位置とするが、安全のために、車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置よりも外側の位置をガイドラインの表示位置として表示ＥＣＵ１０の記憶装置等に予め記憶しておいてもよい。

ステップ４０４では、車両の電源がＡＣＣオン又はＩＧオンの状態であるか否かを判定する。ステップ４０４で、ＡＣＣオン又はＩＧオンの場合は手順をステップ４０６に移行し、ＡＣＣオフ（かつＩＧオフ）の場合は処理を終了する。

ステップ４０６では、ＨＵＤの表示スイッチがオンか否かを判定する。ステップ４０６で、表示スイッチがオンの場合は手順をステップ４０８に移行し、表示スイッチがオフの場合は手順をステップ４０４に移行する。

ステップ４１２では、ガイドラインをＨＵＤに表示して、手順をステップ４０４に移行する。ガイドラインは、ステップ４００、４０２で取得した車両の車幅等の仕様等に基づき、直進時の車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すように描画される。

以上説明したように、本実施形態に係る車両軌跡表示システムは、ＡＲ−ＨＵＤ１２、カメラ２０、２２、映像解析ＥＣＵ３０、３２及び障害物センサ３４を要しない簡素な構成でありながら、直進時の車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すガイドラインを車両のＨＵＤに表示することにより、ドライバに適切な車幅感覚を提供することが可能となる。

ＨＵＤはＡＲ−ＨＵＤ１２のようにドライバの視点に応じて表示位置を調整することはできないが、ユーザの手動による設定変更が可能な場合があるので、かかる場合には、ドライバの視点を考慮した表示位置の設定が可能となる。

［第３の実施形態］
続いて本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態はＡＲ−ＨＵＤ１２又はＨＵＤを廃した点で第１の実施形態及び第２の実施形態と相違する。

図５は、本実施形態におけるガイドライン６２Ｒ、６２Ｌの表示の一例を示した概略図である。本実施形態では、ＡＲ−ＨＵＤ１２を備えず、ダッシュボード７０の上面に車両の車幅方向の右外縁部を路面に投影した位置を示すための発光体６４Ｒと、車両の車幅方向の左外縁部を路面に投影した位置を示すための発光体６４Ｌとを備える点で図３に示した第１の実施形態と相違するが、その他の構成は第１の実施形態と同様なので、当該その他の構成については第１の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

発光体６４Ｒ、６４Ｌは、レーザポインタ又はＬＥＤ等の発光素子を直線的に配置している。発光体６４Ｒ、６４Ｌが発した光は、ガイドライン６２Ｒ、６２Ｌのようにウィンドシールド５０に映り込む。発光体６４Ｒ、６４Ｌは、ウィンドシールド５０に写り込んだ光が、直進時の車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すように配置される。

図６は、本実施形態に係る車両軌跡表示システムの処理の一例を示したフローチャートである。図６に示した処理は、車両の電源がＡＣＣ（Accessory）オン又はＩＧ（Ignition）オンの状態になった場合に開始される。

ステップ６００では、車両の電源がＡＣＣオン又はＩＧオンの状態であるか否かを判定する。ステップ６００で、ＡＣＣオン又はＩＧオンの場合は手順をステップ６０２に移行し、ＡＣＣオフ（かつＩＧオフ）の場合は処理を終了する。

ステップ６０２では、発光体６４Ｒ、６４Ｌのスイッチがオンか否かを判定する。ステップ６０２で、スイッチがオンの場合は手順をステップ６０４に移行し、スイッチがオフの場合は手順をステップ６００に移行する。

ステップ６０４では、発光体６４Ｒ、６４Ｌを点灯させてガイドライン６２Ｒ、６２Ｌをウィンドシールド５０に表示して、手順をステップ６００に移行する。

以上説明したように、本実施形態に係る車両軌跡表示システムは、ＡＲ−ＨＵＤ１２、カメラ２０、２２、映像解析ＥＣＵ３０、３２及び障害物センサ３４を要しない簡素な構成でありながら、車両の進行方向に車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すガイドライン６２Ｒ、６２Ｌを車両のウィンドシールド５０に表示することにより、ドライバに適切な車幅感覚を提供することが可能となる。また、既存車両への取り付けも容易である。

なお、特許請求の範囲における情報表示部は、明細書の発明の詳細な説明のＡＲ−ＨＵＤ１２に、特許請求の範囲における顔画像撮像部は、明細書の発明の詳細な説明のカメラ２０に、特許請求の範囲における周囲画像撮像部は、明細書の発明の詳細な説明のカメラ２２に、特許請求の範囲における制御部は、明細書の発明の詳細な説明の表示ＥＣＵ１０に各々相当する。

１０ 表示ＥＣＵ
１２ ＡＲ−ＨＵＤ
２０、２２ カメラ
３０、３２ 映像解析ＥＣＵ
３４ 障害物センサ
３８ 操舵角センサ
５０ ウィンドシールド
６０Ｌ、６０Ｒ ガイドライン
１００ 車両軌跡表示システム

Claims (1)

1. 車両のウィンドシールドに情報を投影して表示する情報表示部と、
   ドライバの顔画像を取得する顔画像撮像部と、
   車両周囲の画像を取得する周囲画像撮像部と、
   前記車両の操舵角を取得する操舵角センサと、
   前記顔画像撮像部で取得した前記顔画像から推定した前記ドライバの視点に基づいて前記情報表示部の表示位置を調整すると共に、前記周囲画像撮像部で取得した車両周囲の画像から推定した道路上での車両の道幅方向の位置と、前記操舵角センサで検出した操舵角とに基づいて、車両の進行方向に車両の車幅方向の外縁部を路面に投影した位置を示すガイドラインを表示するように前記情報表示部を制御する制御部と、
   を含む車両軌跡表示システム。

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