JP2021133874A - 表示制御装置、ヘッドアップディスプレイ装置、及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】経路の認知性を高める経路案内画像の提示方法を提供する。【解決手段】表示制御装置は、表示装置に経路案内画像を移動体の乗員に呈示させ、移動体が分岐点に到達したか否かを判定し、移動体が分岐点に到達したと判定した場合、経路案内画像201は、移動体の前進方向611に対して第1車両角度α1だけ傾いた方向700を指示し、少なくとも移動体の方向700に基づき、経路案内画像201、202において指示角θ1に変更する。【選択図】図5B
Description
本開示は、車両で使用され、車両の前景に画像を重畳して視認させる表示制御装置、ヘッドアップディスプレイ装置、及び方法に関する。
特許文献1には、画像の虚像が表示される平面又は曲面の表示領域を有するヘッドアップディスプレイ装置であり、車両の経路(走行ルート)を案内する矢印画像を自車両が走行する走行レーン(路面)に重ねて表示することで、この矢印画像があたかも走行レーンの路面に沿って実際に存在するかのように仮想現実(AR:Augmented Reality)を知覚させることができる。特許文献1では、ナビゲーション装置の地図座標を、車両の3D空間の座標に変換し、車両から見た誘導経路(3Dデータ)を算出し、車両の前景に重ねて表示している。
しかしながら、特許文献1のヘッドアップディスプレイ装置では、3D空間の地図座標から誘導経路を生成しなければならず、制御が複雑になるため、処理負荷の増加が想定される。
本明細書に開示される特定の実施形態の要約を以下に示す。これらの態様が、これらの特定の実施形態の概要を読者に提供するためだけに提示され、この開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。実際に、本開示は、以下に記載されない種々の態様を包含し得る。
本開示の概要は、経路の認知性を高める経路案内画像の提示方法を提供する。さらに具体的には、プロセッサの処理を軽減することにも関する。
したがって、本明細書に記載される表示制御装置は、経路案内画像を移動体の乗員に呈示する表示装置を制御するものであって、経路案内画像は、移動体の前進方向に対して所定の指示角だけ傾いた方向を指示するように構成され、移動体が分岐点に到達したことを示す情報、又は移動体が分岐点に到達したことを推定可能な情報を取得することと、移動体の方向を示す情報、又は移動体の方向を推定可能な情報を取得することと、取得した情報に基づき、移動体が分岐点に到達したか否かを判定することと、移動体が分岐点に到達したと判定した場合、少なくとも移動体の方向に基づき、経路案内画像の指示角を変更することと、を含む命令を実行する。
以下、図1、図2、図4ないし図6、図8A、及び図8Bでは、例示的な車両用表示システムの構成の説明を提供する。図3、図7Aないし図7C、及び図9Aないし図9Cでは、表示される画像の例を提供する。なお、本発明は以下の実施形態(図面の内容も含む)によって限定されるものではない。下記の実施形態に変更(構成要素の削除も含む)を加えることができるのはもちろんである。また、以下の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略する。
図1を参照する。車両用表示システム10は、画像表示部20と、画像表示部20を制御する表示制御装置30と、で構成される。なお、本実施形態の説明では、車両(移動体の一例。)1の運転席に着座する運転者(観察者の一例。)4が車両1の前方を向いた際の左右方向をX軸(左方向がX軸正方向)、上下方向をY軸(上方向がY軸正方向)、前後方向をZ軸(前方向がZ軸正方向)とする。
車両用表示システム10における画像表示部20は、車両1のダッシュボード5内に設けられたヘッドアップディスプレイ(HUD:Head−Up Display)装置である。HUD装置は、表示光20aをフロントウインドシールド(被投影部材の一例。)2に向けて出射し、フロントウインドシールド2よりも前方側(Z軸正方向)の表示領域100で画像を視認させる。これにより、運転者4は、フロントウインドシールド2を介して視認される現実空間である前景300に重なった画像を視認できる。
表示領域100は、HUD装置の内部で生成された画像が、虚像として結像する平面、曲面、又は一部曲面の領域であり、結像面とも呼ばれる。表示領域100自体は、実際に運転者4に視認されない、又は視認されにくい程度に視認性が低い。
画像表示部(表示装置)20は、画像を表示する表示面を有する表示器22と、リレー光学系24と、を含む。表示器22は、LCDなどのバックライトからの光を透過する透過型ディスプレイであってもよく、スクリーンに画像を投影するプロジェクション型ディスプレイであってもよい。これらの場合、表示面は、透過型ディスプレイにおけるディスプレイ表面であり、プロジェクション型ディスプレイのスクリーンである。
リレー光学系24は、表示器22とフロントウインドシールド2との間の表示器22からの画像の光路上に配置され、表示器22からの画像の光を画像表示部20の外側のフロントウインドシールド2に投影する1つ又はそれ以上の光学部材で構成される。リレー光学系24は、少なくとも1つの凹面鏡を含むが、これに加え、例えば、1つ又はそれ以上の、レンズなどの屈折光学部材、ホログラムなどの回折光学部材、反射光学部材、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。
また、画像表示部20は、ヘッドマウントディスプレイ(以下、HMD)装置であってもよい。運転者4は、HMD装置を頭部に装着して車両1の座席に着座することで、表示される画像を、車両1のフロントウインドシールド2を介した前景300に重畳して視認する。車両用表示システム10が所定の画像を表示する表示領域100は、車両1の座標系を基準とした特定の位置に固定(調整可能に配置)され、運転者4がその方向を向くと、その特定の位置に固定された表示領域100内に表示された画像を視認することができる。
画像表示部20は、表示制御装置30の制御に基づいて、車両1のフロントウインドシールド2を介して視認される現実空間(実景)である前景300に存在する、障害物(歩行者、自転車、自動二輪車、他車両など)、走行レーンの路面、道路標識、及び地物(建物、橋など)などの実オブジェクトの近傍(画像と実オブジェクトとの特定の位置関係の一例)、実オブジェクトに重なる位置(画像と実オブジェクトとの特定の位置関係の一例)、又は実オブジェクトを基準に設定された位置(画像と実オブジェクトとの特定の位置関係の一例)に画像を表示することで、視覚的な拡張現実(AR:Augmented Reality)を視認者(典型的には、車両1の運転席に着座する運転者4)に知覚させることもできる。画像表示部20は、実オブジェクトの位置に応じて表示位置を変化させるAR画像、又は/及び実オブジェクトの位置に応じて表示位置を変化させない非AR画像、を含む画像を表示することができる。
図2は、いくつかの実施形態に係る、車両用表示システム10のブロック図である。表示制御装置30は、1つ又はそれ以上のI/Oインタフェース31、1つ又はそれ以上のプロセッサ33、1つ又はそれ以上の画像処理回路35、及び1つ又はそれ以上のメモリ37を備える。図2に記載される様々な機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれら両方の組み合わせで構成されてもよい。図2は、実施態様の一実施形態に過ぎず、図示された構成要素は、より数の少ない構成要素に組み合わされてもよく、又は追加の構成要素があってもよい。例えば、画像処理回路35(例えば、グラフィック処理ユニット)が、1つ又はそれ以上のプロセッサ33に含まれてもよい。
図示するように、プロセッサ33及び画像処理回路35は、メモリ37と動作可能に連結される。より具体的には、プロセッサ33及び画像処理回路35は、メモリ37に記憶されているプログラムを実行することで、例えば画像データを生成、及び/又は送信するなど、車両用表示システム10の操作を行うことができる。プロセッサ33及び/又は画像処理回路35は、少なくとも1つの汎用マイクロプロセッサ(例えば、中央処理装置(CPU))、少なくとも1つの特定用途向け集積回路(ASIC)、少なくとも1つのフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。メモリ37は、ハードディスクのような任意のタイプの磁気媒体、CD及びDVDのような任意のタイプの光学媒体、揮発性メモリのような任意のタイプの半導体メモリ、及び不揮発性メモリを含む。揮発性メモリは、DRAM及びSRAMを含み、不揮発性メモリは、ROM及びNVROMを含んでもよい。
図示するように、プロセッサ33は、I/Oインタフェース31と動作可能に連結されている。I/Oインタフェース31は、例えば、CAN(Controller Area Network)の規格に応じて、車両に設けられた後述の車両ECU401や、他の電子機器(後述する符号401〜411)との通信(CAN通信とも称する)を行う。なお、I/Oインタフェース31が採用する通信規格は、CANに限定されず、例えば、CANFD(CAN with Flexible Data Rate)、LIN(Local Interconnect Network)、Ethernet(登録商標)、MOST(Media Oriented Systems Transport:MOSTは登録商標)、UART、あるいはUSBなどの有線通信インタフェース、又は、例えば、Bluetooth(登録商標)ネットワークなどのパーソナルエリアネットワーク(PAN)、802.11x Wi−Fi(登録商標)ネットワークなどのローカルエリアネットワーク(LAN)等の数十メートル内の近距離無線通信インタフェースである車内通信(内部通信)インタフェースを含む。また、I/Oインタフェース31は、無線ワイドエリアネットワーク(WWAN0、IEEE802.16−2004(WiMAX:Worldwide Interoperability for Microwave Access))、IEEE802.16eベース(Mobile WiMAX)、4G、4G−LTE、LTE Advanced、5Gなどのセルラー通信規格により広域通信網(例えば、インターネット通信網)などの車外通信(外部通信)インタフェースを含んでいてもよい。
図示するように、プロセッサ33は、I/Oインタフェース31と相互動作可能に連結されることで、車両用表示システム10(I/Oインタフェース31)に接続される種々の他の電子機器等と情報を授受可能となる。I/Oインタフェース31には、例えば、車両1に設けられた車両ECU401、道路情報データベース403、自車位置検出部405、舵角センサ407、方位検出部409、及び車外通信機器411などが動作可能に連結される。また、表示器22は、プロセッサ33及び画像処理回路35に動作可能に連結される。したがって、画像表示部20によって表示される画像は、プロセッサ33及び/又は画像処理回路35から受信された画像データに基づいてもよい。プロセッサ33及び画像処理回路35は、I/Oインタフェース31から得られる情報に基づき、画像表示部20が表示する画像を制御する。なお、I/Oインタフェース31は、車両用表示システム10に接続される他の電子機器等から受信する情報を加工(変換、演算、解析)する機能を含んでいてもよい。
車両ECU401は、車両1に設けられたセンサやスイッチなどから車両1の状態(例えば、走行距離、車速、アクセルペダル開度、ブレーキペダル開度、エンジンスロットル開度、インジェクター燃料噴射量、エンジン回転数、モータ回転数、ステアリング操舵角、シフトポジション、ドライブモード、各種警告状態、姿勢(ロール角、及び/又はピッチング角を含む)、車両の振動(振動の大きさ、頻度、及び/又は周波数を含む))などを取得し、車両1の前記状態を収集、及び管理(制御も含んでもよい。)するものであり、機能の一部として、車両1の前記状態の数値(例えば、車両1の舵角。)を示す信号を、表示制御装置30のプロセッサ33へ送信することができる。
なお、車両ECU401は、単にセンサ等で検出した数値をプロセッサ33へ送信することに加え、又は代わりに、センサで検出した数値を含む前記車両1の1つ又は複数の状態に基づく判定結果(例えば、車両1の舵角が所定の角度閾値以上になったこと。車両1の舵角が所定の角度閾値未満になったこと。)、若しくは/及び解析結果(例えば、舵角の増加などから車両1が分岐路に入ろうとしていること。舵角の減少などから車両1が分岐路を出ようとしていること。)を、プロセッサ33へ送信してもよい。すなわち、車両ECU401は、例えば、車両1が車両ECU401のメモリ(不図示)に予め記憶された所定の舵角条件を満たすように変化しているかの判定結果を示す信号を表示制御装置30へ出力してもよい。
また、車両ECU401は、車両用表示システム10が表示する画像を指示する指示信号を表示制御装置30へ出力してもよく、この際、画像の座標、サイズ、種類、表示態様、画像の報知必要度、及び/又は報知必要度を判定する元となる必要度関連情報を、指示信号に付加して送信してもよい。
道路情報データベース403は、車両1に設けられた図示しないナビゲーション装置、又は車両1と車外通信インタフェース(I/Oインタフェース31)を介して接続される地図情報を格納した記憶媒体である。地図情報は、ノードデータ及びリンクデータからなる道路情報を含む。リンクとは、電子地図上の各道路を、交差や分岐や合流する点等の複数のノードにて分割したときのノード間を結ぶものである。リンクデータ(分岐路情報の一例。)は、リンクID、リンク長、リンクの方位を示すリンク方位、リンクの始端と終端とのノード座標(緯度/経度)、及び道路属性の各データから構成される。ノードデータ(分岐路情報の一例。)は、ノードID、ノード座標、ノード名称、ノード種別等の各データから構成される。具体的に、例えば、道路情報データベース403は、後述する自車位置検出部405から取得される車両1の位置に基づき、車両1の周辺の情報である、車両1が走行する道路情報(車線,白線,停止線,横断歩道,道路の幅員,車線数,交差点,カーブ,分岐路,交通規制など)、地物情報(建物、橋、河川など)の、有無、座標、方位(分岐路方位情報の一例。)、形状(分岐路方位情報の一例。)、名称、種別(分岐路方位情報の一例。)、及び詳細情報などを読み出し、プロセッサ33に送信してもよい。また、道路情報データベース403は、出発地から目的地までの適切な経路(ナビゲーション情報)を算出し、当該ナビゲーション情報を示す信号、又は経路を示す画像データをプロセッサ33へ出力してもよい。
自車位置検出部405は、車両1に設けられたGNSS(全地球航法衛星システム)等であり、現在の車両1の位置、方位(車両方位情報の一例。)を検出し、検出結果を示す信号を、プロセッサ33を介して、又は直接、道路情報データベース403、及び/もしくは車外通信機器411へ出力する。道路情報データベース403、及び/又は車外通信機器411は、自車位置検出部405などから車両1の位置情報を連続的、断続的、又は所定のイベント毎に取得することで、車両1の周辺の情報を選択・生成して、プロセッサ33へ出力してもよい。
舵角センサ407は、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等で構成され、ハンドルの舵角を検出する。舵角センサ407は、検出値(車両1の舵角。)を示す信号、判定結果(例えば、車両1の舵角が所定の角度閾値以上になったこと。車両1の舵角が所定の角度閾値未満になったこと。)、及び/又は解析結果(例えば、舵角の増加などから車両1が分岐路に入ろうとしていること。舵角の減少などから車両1が分岐路を出ようとしていること。)を、プロセッサ33へ送信してもよい。
方位検出部409は、車両1の方位を検出するものであり、例えば、ジャイロセンサや、磁気方位センサ等で構成される。前記ジャイロセンサは、例えば、ガスレートジャイロや振動ジャイロ等で構成され、車両1の回転角速度を検出しその角速度を積分して車両1の相対方位を求める。前記ジャイロセンサによって検出された信号は、プロセッサ33へ出力される。方位検出部409は、検出値(車両1の相対方位。)を示す信号、判定結果(例えば、車両1の相対方位が所定の閾値以上になったこと。車両1の相対方位が所定の角度閾値未満になったこと。)、及び/又は解析結果(例えば、相対方位の増加などから車両1が分岐路に入ろうとしていること。相対方位の減少などから車両1が分岐路を出ようとしていること。)を、プロセッサ33へ送信してもよい。
また、車両1は、車外通信機器411は、上述したI/Oインタフェース31を介して車両1と情報を授受可能に接続される、車両1の外部の電子機器であり、例えば、車両1と車車間通信(V2V:Vehicle To Vehicle)により接続される他車両、歩車間通信(V2P:Vehicle To Pedestrian)により接続される歩行者(歩行者が携帯する携帯情報端末)、路車間通信(V2I:Vehicle To roadside Infrastructure)により接続されるネットワーク通信機器であり、広義には、車両1との通信(V2X:Vehicle To Everything)により接続される全てのものを含む。車外通信機器411は、例えば、歩行者、自転車、自動二輪車、他車両(先行車等)、走行レーンの路面310、区画線、路側物、及び/又は地物(建物など)の位置を取得し、表示制御装置30へ出力してもよい。すなわち、車外通信機器411は、図示しない車外センサに加え、又は代わりに、車両1の周囲の前記実オブジェクトを検知して、検知結果(解析結果)を示す信号を表示制御装置30へ出力してもよい。なお、車外通信機器411から取得される情報は、上述のものに限定されない。
プロセッサ33は、I/Oインタフェース31から取得される上述のような情報に基づき、経路案内画像200の画像処理を実行する。なお、I/Oインタフェース31に情報伝達可能に接続される電子機器は、以上に説明した電子機器に限定されない。
図3は、経路案内画像200が表示される例を示す図である。経路案内画像200は、案内経路を示す1つの矢印状の画像(経路案内画像)からなり、観察者が前方を視認した際の手前などから車両1の前方の実景の分岐点320へ向かう路面311と重なる第1経路案内部201と、第1経路案内部201の端部と接続され、分岐点320から分岐路330へ向かって延びる第2経路案内部202と、で構成される。図3で示す案内経路は、直進した後に交差点(分岐点320)で右折を示しており、すなわち、交差点までの案内経路を示す第1経路案内部201は、運転者から見て車両1の走行レーンの路面311に重なり、前方の分岐点320に向かうように直進方向(Z軸正方向)を指示し、分岐点320から先の案内経路を示す第2経路案内部202は、運転者4から見て右折方向の分岐路330の路面に重なるように右方向(X軸負方向)を指示する。経路案内画像200は、パースペクティブな画像であり、路面に沿うように視認されるように配置されており、すなわち、後述するグラフィックモジュール528は、経路案内画像200が示す仮想オブジェクトを、路面とのなす角度が0[degree]になる(換言すると、路面310と平行になる)ように配置(角度)を設定する。
図4は、図3の状況で、上方(Y軸正方向)から見た、車両1と経路案内画像200の仮想的な配置と、を示す図である。第1経路案内部201は、第1指示方向210に沿って延在する。第1指示方向210は、分岐前の道路311に沿った方向611に沿って設定されるものであるが、典型的には、車両1の前進方向(Z軸)と同じであるため、第1指示方向210は、車両1の前進方向(Z軸)に固定して設定されてもよい。図4(図3)の例では、観察者に視認される第1経路案内部201は、第1指示方向210(車両1の前進方向)に沿って、車両1の近傍側から分岐点320まで真っ直ぐ延びるように表現される。
第2経路案内部202は、第2指示方向220に沿って延在する。第2指示方向220は、分岐後の道路330に沿って設定される。図4(図3)の例では、観察者に視認される第2経路案内部202は、第2指示方向220(分岐後の道路330に沿った方向612)に沿って、分岐後の道路330から分岐点320まで真っ直ぐ延びるように表現され、第1経路案内部201と接続される。第1指示方向210と第2指示方向220との間は、所定の角度(指示角θ)を有する。これは、分岐前の道路311に沿った方向611と分岐後の道路330に沿った方向612とのなす角度と同じに設定されることが好ましい。図4(図3)の例では、分岐前の道路311に沿った方向611と分岐後の道路330に沿った方向612とのなす角度は、90[degree]であるので、第1指示方向210と第2指示方向220との間の指示角θも90[degree]に設定される。すなわち、図4(図3)の例では、経路案内画像200は、真っ直ぐな第1経路案内部201と真っ直ぐな第2経路案内部202とが、XY平面上でのなす角度が90[degree]となるように接続された、屈曲した画像として表現されている。
本実施形態の表示制御装置30は、少なくとも車両1の方向、又は車両1の方向を推定可能な情報に応じて、経路案内画像200を変形する。具体的には、表示制御装置30は、少なくとも車両1の方向、又は車両1の方向を推定可能な情報を用いて、車両1の方向が変化した場合でも、観察車から見た経路案内画像200の第2指示方向220が、分岐後の道路330へ向くように(換言すると、観察車から見た経路案内画像200の第2指示方向220と、分岐後の道路330とのズレが少なくなるように)、経路案内画像200の指示角θを変形する。
図5Aないし図5Cは、図4に示す車両1がさらに前進した状況であり、車両1の上方から見た、車両1と経路案内画像200の仮想的な配置と、を示し、車両1の方向に応じて変化する、経路案内画像200の指示角θの態様の説明を提供する。図5A、図5B、図5Cの順に、車両1は、分岐前の道路311から分岐後の道路330へ徐々に進行している。
図5Aは、車両1が分岐点320に到達した状況を示しており、これ以上、車両1が進行した場合、車両1の方向に応じて、経路案内画像200の指示角θが変化する。ここでは、車両1の進路が変更されていなため、指示角θは、図4に示す90[degree]のままである。車両1が分岐点320に到達した際の指示角は、基準指示角θsと表記される。上述したように、方向611は、分岐前の道路311に沿った方向である。図5Aでは、車両1の進路が変更されていないため、車両1の方向700は、分岐前の道路311に沿った方向611と同じに表記される。
図5Bは、車両1が操舵され、車両1の方向700が、分岐前の道路311に沿った方向611から第1車両角度α1だけ傾いた場合の経路案内画像200の態様を示す。ここでの経路案内画像200の指示角θ1は、操舵される前の基準指示角θsより小さく設定される。具体的には、経路案内画像200の指示角θ1は、基準指示角θsから第1車両角度α1を引いた角度に等しく設定される。
図5Cは、車両1の方向700が、分岐前の道路311に沿った方向611から第1車両角度α2だけ傾いた場合の経路案内画像200の態様を示す。ここでの経路案内画像200の指示角θ2は、図5Bで示される指示角θ1よりさらに小さく設定される。具体的には、経路案内画像200の指示角θ2は、基準指示角θsから第1車両角度α2を引いた角度に等しく設定される。
なお、経路案内画像200の指示角θは、車両1の方向700と分岐前の道路311に沿った方向611との間の第1車両角度αが増加するに従い、小さく設定され得る。より具体的には、経路案内画像200の指示角θは、基準指示角θsから第1車両角度αを引いた角度に等しく設定され得る。
また、上記実施形態では、経路案内画像200の指示角θは、分岐前の道路311に沿った方向611を基準方向として、この基準方向610と車両1の方向700との間の第1車両角度αに基づき、変更されていたが、これに限定されない。例えば、経路案内画像200の指示角θは、分岐後の道路330に沿った方向612を基準方向として、この基準方向610と車両1の方向700との間の第2車両角度βに基づき、変更されてもよい。
図5Bは、車両1の方向700が、分岐後の道路330に沿った方向612から第2車両角度β1だけ傾いた場合の経路案内画像200の態様を示しているとも言える。経路案内画像200の指示角θ1は、第2車両角度β1に等しく設定される。
図5Cは、車両1の方向700が、分岐後の道路330に沿った方向612から第2車両角度β2だけ傾いた場合の経路案内画像200の態様を示す。経路案内画像200の指示角θ2は、第2車両角度β2に等しく設定される。
すなわち、経路案内画像200の指示角θは、車両1の方向700と分岐後の道路330に沿った方向612との間の第2車両角度βが減少するに従い、小さく設定され得る。より具体的には、経路案内画像200の指示角θは、第2車両角度βに等しく設定され得る。
なお、経路案内画像200は、分岐後の道路330の方向を指示すればよく、上述した形状に限定されない。例えば、いくつかの実施形態の経路案内画像200は、図6に示すように、湾曲していてもよい。
また、いくつかの実施形態の経路案内画像200は、図7Aないし図7Cのように、複数の画像203〜208で構成されてもよい。また、経路案内画像200は、図7B及び図7Cのように、一部又は全部が、路面に沿うように表現されていなくてもよい。また、経路案内画像200は、第1経路案内部201(図7A,7Bでは符号203、204、及び205。)を省略しても良い。
以下に、経路案内画像200の形状を変化させるための構成、及び処理方法について説明する。
再び、図2を参照する。メモリ37に記憶されたソフトウェア構成要素は、分岐点開始情報取得モジュール502、分岐点開始推定モジュール504、分岐点開始判定モジュール506、基準方向取得モジュール508、基準方向推定モジュール510、基準方向設定モジュール512、車両方向取得モジュール514、車両方向推定モジュール516、車両方向設定モジュール518、指示方向設定モジュール520、分岐点終了情報取得モジュール522、分岐点終了推定モジュール524、分岐点終了判定モジュール526、及びグラフィックモジュール528を含む。
図8A、図8Bは、いくつかの実施形態に従って、経路案内画像の形状を変更する動作を実行する方法S100を示すフロー図である。方法S100は、ディスプレイを含む画像表示部20と、この画像表示部20を制御する表示制御装置30と、において実行される。方法S100内のいくつかの動作は任意選択的に組み合わされ、いくつかの動作の手順は任意選択的に変更され、いくつかの動作は任意選択的に省略される。
以下で説明するように、方法S100は、経路の認知性を高める経路案内画像(虚像)の提示方法を提供する。さらに具体的には、プロセッサの処理を軽減する、及び/又はシステムを簡略化する、経路案内画像(虚像)の提示方法を提供する。
ブロックS110において、表示制御装置30は、分岐点320に到達したか否かを判定する。いくつかの実施形態では、表示制御装置30のプロセッサ33は、分岐点開始情報取得モジュール502を実行することで、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)から分岐路情報を取得し、分岐路情報に基づき、経路案内画像200の表示を開始する。
いくつかの実施形態では、表示制御装置30のプロセッサ33は、分岐点開始情報取得モジュール502を実行することで、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)から車両1が分岐点320に到達したことを示す信号を取得し、分岐点開始判定モジュール506は、車両1が分岐点320に到達したことを示す信号を検出すると、分岐点320に到達したと判定する(S111)。
また、いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、分岐点開始推定モジュール504を実行することで、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)、又は車外通信機器411から車両1と分岐点320との間の距離を示す信号を取得し、分岐点開始判定モジュール506は、取得した距離がメモリ37に予め記憶された距離閾値未満になると、分岐点320に到達したと判定してもよい(S113)。
また、いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、分岐点開始推定モジュール504を実行することで、舵角センサ407、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)、又は車外通信機器411などから車両1の方向を示す信号(例えば、車両1の方位を示す信号。)、又は車両1の方向を推定可能な信号(例えば、車両1の舵角を示す信号。)を取得し、分岐点開始判定モジュール506は、取得した車両方向がメモリ37に予め記憶された所定の角度閾値以上変化すると、分岐点320に到達したと判定してもよい(S115)。
また、いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、分岐点開始推定モジュール504を実行することで、車両ECU401、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)、又は車外通信機器411などから車両1の速度を示す信号、又は車両1の速度を推定可能な信号(例えば、車両1の位置を示す信号。)を取得し、分岐点開始判定モジュール506は、取得した速度がメモリ37に予め記憶された所定の速度閾値未満になると、分岐点320に到達したと判定してもよい(S117)。なお、上述した、メモリ37に予め記憶された距離閾値、角度閾値、速度閾値などは、固定であってもよく、又は、I/Oインタフェース31で取得される情報(例えば、車速など。)に基づいて変更可能であってもよい。
ブロックS120において、表示制御装置30は、基準方向610を設定する。
いくつかの実施形態では、表示制御装置30のプロセッサ33は、基準方向取得モジュール508を実行することで、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)から、分岐前の道路311に沿った方向611(基準方向610の一例。)、又は分岐後の道路330に沿った方向612(基準方向610の一例。)を示す信号を取得し、基準方向設定モジュール512は、取得した分岐前の道路311に沿った方向611、又は分岐後の道路330に沿った方向612を、基準方向610として設定し、メモリ37に記憶する(S122)。
また、いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、車両方向を順次、メモリ37に記憶しておき、ステップS110で、分岐点320に到達したと判定した場合、基準方向推定モジュール510を実行することで、車両1が分岐点320に到達する前の車両方向をメモリ37から読み出し、これを、基準方向610として設定し、メモリ37に記憶してもよい(S124)。
ブロックS130において、表示制御装置30は、車両方向を取得する、又は車両方向を推定可能な信号を取得する。
いくつかの実施形態では、表示制御装置30のプロセッサ33は、車両方向取得モジュール514を実行することで、自車位置検出部405、又は方位検出部409などから車両1の方向(車両方向700)を示す信号を取得し、車両方向設定モジュール518は、取得した車両方向700をメモリ37に記憶する(S132)。
また、いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、車両方向推定モジュール516を実行することで、車両ECU401、舵角センサ407、又は車外通信機器411などから車両1の操舵角を示す信号(車両方向を推定可能な信号の一例。)と走行距離を示す信号(車両方向を推定可能な信号の一例。)とを取得し、メモリ37に記憶してもよい(S134)。車両方向推定モジュール516は、車両1の操舵角を走行距離で積算することで、車両方向700を推定することができる。
また、いくつかの実施形態では、なお、車両方向推定モジュール516は、車両1の操舵角で車両1の方向700を推定してもよい。プロセッサ33は、車両方向推定モジュール516を実行することで、車両ECU401、舵角センサ407、又は車外通信機器411などから車両1の操舵角を示す信号(車両方向を推定可能な信号の一例。)を取得し、メモリ37に記憶してもよい(S136)。
ブロックS140において、表示制御装置30は、経路案内画像200の指示角θを設定する。
いくつかの実施形態では、表示制御装置30のプロセッサ33は、指示方向設定モジュール520を実行することで、S102で取得した分岐路情報に基づき設定される元々の経路案内画像200の基準指示角θsを、S120で設定した基準方向610と、S130で取得した車両方向700(又は車両方向700を推定可能な信号。)と、に基づき調整することで、新たな指示角θを設定する(S142)。
また、いくつかの実施形態では、表示制御装置30のプロセッサ33は、指示方向設定モジュール520を実行することで、S102で取得した分岐路情報に基づき設定される元々の経路案内画像200の基準指示角θsを、S130で取得した車両方向700(又は車両方向700を推定可能な信号。)に基づき調整することで、新たな指示角θを設定してもよい(S144)。すなわち、表示制御装置30のプロセッサ33は、S110で、分岐点に到達したと判定されてからの車両方向700に応じて、元々の経路案内画像200の基準指示角θsを補正し、新たな指示角θを設定し得る。この場合、S120は、省略され得る。
ブロックS150において、表示制御装置30は、分岐点320を通過したか否かを判定する。
いくつかの実施形態では、表示制御装置30のプロセッサ33は、分岐点終了情報取得モジュール522を実行することで、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)から車両1が分岐点320を通過したことを示す信号を取得し、分岐点終了判定モジュール526は、車両1が分岐点320を通過したことを示す信号を検出すると、分岐点320を通過したと判定する(S152)。
また、いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、分岐点終了推定モジュール524を実行することで、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)、又は車外通信機器411から車両1と分岐点320との間の距離を示す信号を取得し、分岐点終了判定モジュール526は、取得した距離がメモリ37に予め記憶された距離閾値以上に増加すると、分岐点320を通過したと判定してもよい(S154)。
また、いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、分岐点終了推定モジュール524を実行することで、舵角センサ407、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)、又は車外通信機器411などから車両1の方向を示す信号(例えば、車両1の方位を示す信号。)、又は車両1の方向を推定可能な信号(例えば、車両1の舵角を示す信号。)を取得し、分岐点終了判定モジュール526は、取得した車両方向がメモリ37に予め記憶された所定の条件になったことを検出すると、分岐点320を通過したと判定してもよい(S156)。分岐点終了判定モジュール526は、例えば、車両方向700が所定の第1角度閾値以上になった後、所定の第2角度閾値(第1角度閾値と同じ又は異なっていてもよい。)未満になった場合、所定の条件が満たされたと判定してもよい。
また、いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、分岐点終了推定モジュール524を実行することで、車両ECU401、道路情報データベース403(ナビゲーション装置)、又は車外通信機器411などから車両1の速度を示す信号、又は車両1の速度を推定可能な信号(例えば、車両1の位置を示す信号。)を取得し、分岐点開始判定モジュール506は、取得した速度がメモリ37に予め記憶された所定の条件になったことを検出すると、分岐点320を通過したと判定してもよい(S158)。分岐点終了判定モジュール526は、例えば、車両方向700が所定の第1速度閾値未満になった後、所定の第2速度閾値(第1速度閾値と同じ又は異なっていてもよい。)以上になった場合、所定の条件が満たされたと判定してもよい。
グラフィックモジュール528は、レンダリングなどの画像処理をして経路案内画像を含む様々な画像を生成し、表示器22を駆動するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含む。なお、グラフィックモジュール528は、表示される画像の視覚的効果(例えば、輝度、透明度、彩度、コントラスト、又は他の視覚特性(パースペクティブ特性、視点変換))を設定し、表示器22を制御するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含んでいてもよい。なお、グラフィックモジュール528は、画像の視覚的効果に影響を与え得る表示器22以外の光源(不図示)などのハードウェア構成要素を制御するためのソフトウェア構成要素を含んでいてもよい。グラフィックモジュール528が表示させる画像は、限定されず、テキスト、デジタル画像、アニメーション、撮像画像などであってもよい。グラフィックモジュール528は、S102で経路案内画像200を表示すること、及びS140で設定された指示角θに基づき、経路案内画像200を更新すること、を実行する。
上述の処理プロセスの動作は、汎用プロセッサ又は特定用途向けチップなどの情報処理装置の1つ以上の機能モジュールを実行させることにより実施することができる。これらのモジュール、これらのモジュールの組み合わせ、及び/又はそれらの機能を代替えし得る公知のハードウェアとの組み合わせは全て、本発明の保護の範囲内に含まれる。
車両用表示システム10の機能ブロックは、任意選択的に、説明される様々な実施形態の原理を実行するために、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実行される。図2で説明する機能ブロックが、説明される実施形態の原理を実施するために、任意選択的に、組み合わされ、又は1つの機能ブロックを2以上のサブブロックに分離されてもいいことは、当業者に理解されるだろう。したがって、本明細書における説明は、本明細書で説明されている機能ブロックのあらゆる可能な組み合わせ若しくは分割を、任意選択的に支持する。
このように、本実施形態における表示制御装置30は、移動体の前進方向に対して所定の指示角θ傾いた方向を指示するように構成される経路案内画像200を表示し、車両(移動体の一例。)1が分岐点320に到達したことを示す情報、又は車両1が分岐点320に到達したことを推定可能な情報と、車両1の方向700を示す情報、又は車両1の方向700を推定可能な情報と、を取得し、取得した情報に基づき、車両1が分岐点320に到達したか否かを判定、車両1が分岐点320に到達したと判定した場合、少なくとも車両1の方向700に基づき、経路案内画像200の指示角θを変更する。つまり、本実施の形態は、車両1が分岐点320に到達すると、車両1の方向700により経路案内画像200の指示角θを変更し、観察者に分岐点における経路を提示することができる。
また、いくつかの実施形態における表示制御装置30は、車両1が分岐点320に到達したと判定する前に、経路案内画像200の表示を開始し、ここで、指示角θを、車両1の方向に基づき、変更しない。すなわち、車両1が分岐点320に到達したと判定する前では、表示制御装置30は、経路案内画像200の指示角θを固定する、又は車両1の方向700以外を示す信号に基づき、指示角θを変更する。この構成によれば、経路案内画像200の指示角θが不用意に変更されてしまうことを防止することができる。
また、いくつかの実施形態における表示制御装置30は、車両1が分岐点320に到達したと判定した後の車両1の方向700の変化が、所定の閾値未満である場合、指示角θを、車両1の方向700に基づき、変更せず、所定の閾値以上になった場合、指示角θを、車両1の方向に基づき、変更する。つまり、本実施の形態は、分岐点320に到達し、車両1の操舵が実行され、車両1の方向700の変更が生じてからすぐに、経路案内画像200の指示角θが変更されない、すなわち、指示角θが変更する場合に比べて、観察者の視覚的注意が経路案内画像200に奪われにくくすることができる。
また、いくつかの実施形態における表示制御装置30は、少なくとも車両1の方向に基づいて、経路案内画像200の指示角θを変更する際、経路案内画像200の先端202aが、表示領域100の外に配置されないようにシフトする。つまり、分岐点320の接近に基づき、経路案内画像200を大きくする表現を実行する場合、表示領域100は有限であるため、経路案内画像200を拡大していくうちに、経路案内画像200の一部(例えば、先端202a)が表示領域100外に設定されてしまうことも想定される。このような場合であっても、本実施の形態では、先端202aが表示領域100外に設定されないように、先端202aの位置を表示領域100にシフトさせるため、経路案内画像200の先端202aを表示しつづけることができる。
また、いくつかの実施形態における表示制御装置30は、指示角θが所定の指示角閾値(例えば、75[degree]。)以上である場合、少なくとも車両1の方向に基づいて、経路案内画像200の指示角θを変更する際、観察者から見た、経路案内画像200の先端202aの左右方向の位置が、維持されるように経路案内画像200の形状を調整する。
図9Aないし図9Cは、観察者が車両1の前進方向を向いた際に視認する経路案内画像200の例を示す図である。図9Aは、図5Aで示した状況と対応しており、図9Bは、図5Bに対応しており、かつ図9Cは、図5Cに対応している。表示制御装置30は、図9Aに示すように、分岐点320に差し掛かった際、経路案内画像200の先端202aを、表示領域100内の左右方向の座標X1に配置させ、指示角θ1に変更した場合でも、図9Bに示すように、この先端202aを、表示領域100内の左右方向の座標X1に配置させる(維持する)ように経路案内画像200の形状を調整する。そして、表示制御装置30は、指示角θが所定の指示角閾値(例えば、75[degree]。)未満になった場合、図9Cに示すように、経路案内画像200の指示角θを変更する際、観察者から見た、経路案内画像200の先端202aの左右方向の位置をX2に変更してもよい。これにより、経路案内画像200の先端202aの移動が小さくなり、観察者の視線の動きを小さくし、視覚的な負荷を低減することができる。
また、いくつかの実施形態における表示制御装置30は、車両1の速度をさらに取得し、取得した速度に基づき、経路案内画像200の色を変更する。つまり、本実施の形態は、分岐路に侵入した際の速度が、所定の速度閾値以上では、警告色(例えば、赤やアンバー。)で表示することで、案内経路を呈示しつつ、速度超過も認識させることができる。
また、いくつかの実施形態における表示制御装置30は、分岐方向を示す情報、又は分岐方向を推定可能な情報をさらに取得し、取得した分岐方向に基づき、経路案内画像200の左右方向(X軸方向)の位置、分岐方向にシフトさせる。つまり、本実施の形態は、分岐路が右側であれば、経路案内画像200の左右方向(X軸方向)の位置を、図10Aに示す位置X5から図10Bに示す位置X6へ移動させる(右側へ移動させる)。これによれば、観察者の視線は、典型的には、分岐路方向へ向きやすいため、これに合わせて経路案内画像200の位置をシフトすることで、観察者の視線位置の近くに画像を表示することができ、視線移動を少なく抑えつつ情報を呈示することができる。なお、分岐路を示す情報は、例えば、道路情報データベース403、車外通信機器411などから取得可能である。また、分岐方向を推定可能な情報は、例えば、舵角センサ407からの舵角、方位検出部409からの車両1の方位、又は図示しない観察者の視線検出部からの視線情報などによって、分岐路方向を推定してもよい。経路案内画像200のシフト位置は、固定であってもよく、分岐方向を示す情報、又は分岐方向を推定可能な情報の程度により可変であってもよい。
1 :車両
2 :フロントウインドシールド
4 :運転者
5 :ダッシュボード
10 :車両用表示システム
20 :画像表示部(ヘッドアップディスプレイ装置)
20a :表示光
22 :表示器
24 :リレー光学系
30 :表示制御装置
31 :I/Oインタフェース
33 :プロセッサ
35 :画像処理回路
37 :メモリ
100 :表示領域
200 :経路案内画像
201 :第1経路案内部
202 :第2経路案内部
202a :先端
210 :第1指示方向
220 :第2指示方向
300 :前景
310 :路面
320 :分岐点
330 :分岐路
700 :車両方向
α :第1車両角度
β :第2車両角度
θ :指示角
θs :基準指示角
2 :フロントウインドシールド
4 :運転者
5 :ダッシュボード
10 :車両用表示システム
20 :画像表示部(ヘッドアップディスプレイ装置)
20a :表示光
22 :表示器
24 :リレー光学系
30 :表示制御装置
31 :I/Oインタフェース
33 :プロセッサ
35 :画像処理回路
37 :メモリ
100 :表示領域
200 :経路案内画像
201 :第1経路案内部
202 :第2経路案内部
202a :先端
210 :第1指示方向
220 :第2指示方向
300 :前景
310 :路面
320 :分岐点
330 :分岐路
700 :車両方向
α :第1車両角度
β :第2車両角度
θ :指示角
θs :基準指示角
Claims (13)
- 経路案内画像(200)を移動体の乗員に呈示する表示装置(20)を制御する表示制御装置(30)において、
情報を取得可能な1つ又は複数のI/Oインタフェース(31)と、
1つ又は複数のプロセッサ(33)と、
メモリ(37)と、
前記メモリ(37)に格納され、前記1つ又は複数のプロセッサ(33)によって実行されるように構成される1つ又は複数のコンピュータ・プログラムと、を備え、
前記経路案内画像(200)は、前記移動体の前進方向に対して所定の指示角(θ)傾いた方向を指示し、
前記1つ又は複数のI/Oインタフェース(31)は、
前記移動体が分岐点に到達したことを示す情報、又は前記移動体が前記分岐点に到達したことを推定可能な情報と、
前記移動体の方向を示す情報、又は前記移動体の方向を推定可能な情報と、を取得し、
前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
取得した情報に基づき、前記移動体が前記分岐点に到達したか否かを判定し、
前記移動体が前記分岐点に到達したと判定した場合、少なくとも移動体の方向に基づき、前記経路案内画像(200)の前記指示角(θ)を変更する、
表示制御装置(30)。 - 前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
前記移動体が前記分岐点に到達したと判定する前に前記、経路案内画像(200)の表示を開始し、ここで、前記指示角(θ)を、前記移動体の方向に基づき、変更しない、
請求項1に記載の表示制御装置(30)。 - 前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
前記移動体が分岐点に到達したと判定した後の前記移動体の方向の変化が、
所定の閾値未満である場合、前記指示角(θ)を、前記移動体の方向に基づき、変更せず、
前記所定の閾値以上になった場合、前記指示角(θ)を、前記移動体の方向に基づき、変更する、
請求項1に記載の表示制御装置(30)。 - 前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
少なくとも前記移動体の方向に基づいて、前記経路案内画像(200)の前記指示角(θ)を変更する際、前記経路案内画像(200)の先端(202a)が、表示領域(100)の外に配置されないようにシフトする、
請求項1に記載の表示制御装置(30)。 - 前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
前記指示角(θ)が所定の指示角閾値以上である場合、
少なくとも前記移動体の方向に基づいて、前記経路案内画像(200)の前記指示角(θ)を変更する際、観察者から見た、前記経路案内画像(200)の先端(202a)の左右方向の位置が、維持されるように前記経路案内画像(200)の形状を調整する、
請求項1に記載の表示制御装置(30)。 - 前記1つ又は複数のI/Oインタフェース(31)は、
前記移動体の速度をさらに取得し、
前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
取得した前記速度に基づき、前記経路案内画像(200)の色を変更する、
請求項1に記載の表示制御装置(30)。 - 経路案内画像(200)を移動体の乗員に呈示するヘッドアップディスプレイ装置(20)において、
表示器(22)と、
前記表示器(22)からの光を被投影部に向けるリレー光学系(24)と、
情報を取得可能な1つ又は複数のI/Oインタフェース(31)と、
1つ又は複数のプロセッサ(33)と、
メモリ(37)と、
前記メモリ(37)に格納され、前記1つ又は複数のプロセッサ(33)によって実行されるように構成される1つ又は複数のコンピュータ・プログラムと、を備え、
前記経路案内画像(200)は、移動体の前進方向に対して所定の指示角(θ)傾いた方向を指示し、
前記1つ又は複数のI/Oインタフェース(31)は、
前記移動体が分岐点に到達したことを示す情報、又は前記移動体が前記分岐点に到達したことを推定可能な情報と、
前記移動体の方向を示す情報、又は前記移動体の方向を推定可能な情報と、を取得し、
前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
取得した情報に基づき、前記移動体が前記分岐点に到達したか否かを判定し、
前記移動体が前記分岐点に到達したと判定した場合、少なくとも移動体の方向に基づき、前記経路案内画像(200)の前記指示角(θ)を変更する、
ヘッドアップディスプレイ装置(20)。 - 前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
前記移動体が前記分岐点に到達したと判定する前に、前記経路案内画像(200)の表示を開始し、ここで、前記指示角(θ)を、前記移動体の方向に基づき、変更しない、
請求項7に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20)。 - 前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
前記移動体が前記分岐点に到達したと判定した後の前記移動体の方向の変化が、
所定の閾値未満である場合、前記指示角(θ)を、前記移動体の方向に基づき、変更せず、
前記所定の閾値以上になった場合、前記指示角(θ)を、前記移動体の方向に基づき、変更する、
請求項7に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20)。 - 前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
少なくとも前記移動体の方向に基づいて、前記経路案内画像(200)の前記指示角(θ)を変更する際、前記経路案内画像(200)の先端(202a)が、表示領域(100)の外に配置されないようにシフトする、
請求項7に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20)。 - 前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
前記指示角(θ)が所定の指示角閾値以上である場合、
少なくとも前記移動体の方向に基づいて、前記経路案内画像(200)の前記指示角(θ)を変更する際、観察者から見た、前記経路案内画像(200)の先端(202a)の左右方向の位置が、維持されるように前記経路案内画像(200)の形状を調整する、
請求項7に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20)。 - 前記1つ又は複数のI/Oインタフェース(31)は、
前記移動体の速度をさらに取得し、
前記1つ又は複数のプロセッサ(33)は、
取得した速度に基づき、前記経路案内画像(200)の色を変更する、
請求項7に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20)。 - 経路案内画像(200)を移動体の乗員に呈示する表示装置(20)を制御する方法であって、
前記経路案内画像(200)は、前記移動体の前進方向に対して所定の前記指示角(θ)傾いた方向を指示するように構成され、
前記移動体が分岐点に到達したことを示す情報、又は前記移動体が前記分岐点に到達したことを推定可能な情報を取得することと、
前記移動体の方向を示す情報、又は前記移動体の方向を推定可能な情報を取得することと、
取得した情報に基づき、前記移動体が前記分岐点に到達したか否かを判定することと、
前記移動体が前記分岐点に到達したと判定した場合、少なくとも移動体の方向に基づき、前記経路案内画像(200)の前記指示角(θ)を変更することと、を含む、
方法。
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