JP2024020978A - Output device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用出力装置に関する。 The present invention relates to a vehicle output device.
近年、自動車等の車両には、例えば、表示デバイスに表示される表示画像をウインドシールド等に投影することで、運転者に虚像として視認させるヘッドアップディスプレイ(HUD:Head Up Display)を搭載するものがある。ヘッドアップディスプレイには、運転者の安全運転を支援する目的で、車両前方の実風景における周辺車両や歩行者、信号、標識、車線等に虚像を重畳して表示可能なものがある。 In recent years, vehicles such as automobiles are equipped with a head-up display (HUD) that allows the driver to see a virtual image by projecting a display image displayed on a display device onto a windshield or the like. There is. Some head-up displays can display virtual images superimposed on surrounding vehicles, pedestrians, traffic lights, signs, traffic lanes, etc. in the real scene in front of the vehicle, in order to support safe driving by the driver.
ところで、従来、車両の運転者に対して車両周囲への注意喚起を促すために警報音等を鳴らす場合があるが、警報音だけでは何が発生しているかはわからないため、例えば、メータに注意喚起の意味を表示することが考えられる。一方、緊急性が高い場合、運転者にメータを視認させることがより危険な状態になってしまうことがあり、直接車両周囲の状況を認知させるべきである。 By the way, conventionally, a warning sound is sometimes sounded to urge the driver of the vehicle to pay attention to the surroundings of the vehicle, but since the warning sound alone does not tell you what is occurring, for example, it is necessary to pay attention to the meter. It is possible to display the meaning of the evocation. On the other hand, if there is a high degree of urgency, having the driver visually check the meter may result in a more dangerous situation, and the driver should be made directly aware of the situation around the vehicle.
特許文献1では、運転者の意識を誘導したい部分について、LEDを設けて点滅させたり、左右のフロントスピーカから警告音を発生させる運転支援装置が開示されている。特許文献2では、インストルメントディスプレイ上に表示されている複数の画像のうち、運転者に対して注視させるべき注視映像を選択し、運転者の視線を注視映像に誘導するようマーカを移動表示させる視線誘導装置が開示されている。特許文献3では、カメラ等を用いて運転者の顔の向き、視線方向、焦点距離等から注視点を検出し、運転者の視線方向および注視点に基づいて、運転者の注視対象を判定し、運転者が本来注視すべき任意の適正方向へ運転者の視線や注視点を誘導する運転支援装置が開示されている。特許文献4では、運転者に注視させる方向Dを取得し、複数の表示ユニットに、マーカが方向Dに向かって移動する画像を表示し、当該画像の少なくとも一部が、複数の表示ユニットにおける表示領域を通り、方向Dに向う軌道上をマーカが移動する画像であることが開示されている車両用表示装置が開示されている。特許文献5では、音提示部が、提示方向に対応する方向決定帯域の周波数を利用し、周波数変調された正弦波等の信号と基準となる別の信号とを合成して音源等を利用して音響を出力する車両用方向提示装置が開示されている。非特許文献1では、特定の特性曲線から得られる狭帯域雑音を聴取者に対して正中面にて聞かせた場合、生じる音像の方向が、音源方向と関係なく、狭帯域雑音の中心周波数に依存して知覚されることが開示されている。
ところで、上記特許文献5では、提示方向に応じて方向決定帯域の周波数を利用して音を出力しているが、例えば運転者が下を向いている場合、音の出力だけではインストルメントパネル内のメータを見てしまうことが多く、改善の余地がある。
By the way, in the above-mentioned
本発明は、運転者の顔向きを車両前方へ容易に誘導することができる車両用出力装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vehicle output device that can easily guide a driver's face toward the front of the vehicle.
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用出力装置は、車両の前方にある注意対象を対象情報として取得する対象情報取得部と、前記車両の運転者の正中面における顔の向きを顔向き情報として取得する顔向き情報取得部と、前記運転者の正中面に沿って配置され、当該正中面にある複数の方向決定帯域における各方向決定帯域の周波数による音響を出力することができる音響出力部と、取得された前記対象情報に応じて前記音響出力部に前記音響を出力させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記顔向き情報から得られる前記顔の向きと、前記正中面において前記車両の前方に向かう前記顔の向きとの比較に基づいて音像方向を決定し、決定した音像方向に対応する前記方向決定帯域の周波数による音響を前記音響出力部に出力させる、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicle output device according to the present invention includes a target information acquisition unit that acquires a target of attention in front of a vehicle as target information, and a target information acquisition unit that acquires a target of attention in front of a vehicle as target information, and a target information acquisition unit that acquires a target of attention in front of a vehicle as target information, and a target information acquisition unit that acquires a target of attention in front of a vehicle as target information, and a target information acquisition unit that acquires a target of attention in front of a vehicle as target information, and a A face orientation information acquisition unit that acquires face orientation information, and is arranged along the median plane of the driver and is capable of outputting sound based on the frequency of each direction determination band in a plurality of direction determination bands on the median plane. a sound output unit; and a control unit that causes the sound output unit to output the sound according to the acquired target information, and the control unit is configured to output the face direction obtained from the face direction information; determining a sound image direction based on a comparison with a direction of the face facing forward of the vehicle in a median plane, and causing the sound output unit to output sound at a frequency in the direction determining band corresponding to the determined sound image direction. It is characterized by
また、上記車両用出力装置において、表示画像を車両の被投影部材に投影し、前記被投影部材に投影された前記表示画像に対応する虚像を前記車両の前方に表示し、前記車両の運転者に視認させる画像表示部をさらに備え、前記制御部は、前記対象情報が複数取得された場合、複数の注意対象のうち、前記運転者に対して最も注意喚起すべき対象である目標注意対象に対応する対象情報を選択し、前記音響出力部により前記音響を出力し、選択された前記対象情報に対応する虚像を前記画像表示部に表示させる、ものである。 Further, in the output device for a vehicle, a display image is projected onto a projected member of a vehicle, a virtual image corresponding to the display image projected onto the projected member is displayed in front of the vehicle, and a driver of the vehicle The controller further includes an image display unit that causes the driver to visually recognize the target attention object, which is the target object that should most alert the driver among the plurality of attention objects, when the plurality of target information items are acquired. Corresponding target information is selected, the sound is outputted by the sound output section, and a virtual image corresponding to the selected target information is displayed on the image display section.
また、上記車両用出力装置において、前記制御部は、前記音響出力部による前記音響の出力と連動して、前記対象情報に対応する虚像を前記画像表示部に表示させる、ものである。 Moreover, in the above output device for a vehicle, the control section causes the image display section to display a virtual image corresponding to the target information in conjunction with the output of the sound by the sound output section.
また、上記車両用出力装置において、前記制御部は、決定した音像方向に対応する前記方向決定帯域の中心周波数による音響を出力させることができ、当該方向決定帯域における前方の中心周波数から目的の中心周波数に向けて短時間に連続して変化させる、ものである。 Further, in the vehicle output device, the control unit may output sound at a center frequency of the direction determining band corresponding to the determined sound image direction, and the control unit may output sound at a center frequency of the direction determining band corresponding to the determined sound image direction, and from a front center frequency in the direction determining band to a target center. It changes the frequency continuously over a short period of time.
本発明に係る車両用出力装置は、運転者の顔向きを車両前方へ容易に誘導することができる、という効果を奏する。 The vehicular output device according to the present invention has the effect of easily guiding the driver's face toward the front of the vehicle.
以下に、本発明の実施形態に係る車両用出力装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。以下の実施形態における構成要素には、いわゆる当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、以下の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Below, a vehicle output device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below. Components in the following embodiments include those that can be easily imagined by those skilled in the art, or those that are substantially the same. Furthermore, various omissions, substitutions, and changes may be made to the constituent elements in the following embodiments without departing from the gist of the invention.
[第1実施形態]
第1実施形態に係る車両用出力装置について説明する。図1は、第1実施形態に係る車両用出力装置を搭載した車両の概略構成を示す模式図である。図2は、第1実施形態に係る車両用出力装置の概略構成を示すブロック図である。図3(A)、図3(B)、図3(C)は、聴取者と知覚する方向との関係を示す図である。図4は、第1実施形態に係る車両用出力装置の動作例を示すフローチャート図である。図5は、第1実施形態に係る車両用出力装置により車両のウインドシールドに投影される虚像の一例を示す模式図である。図6(A)、図6(B)は、第1実施形態に係る車両用出力装置における前または下向き状態の運転者の顔向きを対象物に誘導する際に出力される音響の上下方向の音像方向の違いを示す模式図である。なお、図3(A)は、相対頻度と周波数との関係を示す図、図3(B)は聴取者および方向を表す平面図、図3(C)は聴取者および方向を表す左側面図である。図3(A)のグラフにおいて、縦軸は相対頻度[%]、横軸は周波数[Hz]を表す。図6(A)は、前向き状態の運転者の顔向きを対象物に誘導する際に出力される音響の音像方向を示す。図6(B)は、下向き状態の運転者の顔向きを対象物に誘導する際に出力される音響の上下方向の音像方向を示す。
[First embodiment]
A vehicle output device according to a first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle equipped with a vehicle output device according to a first embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the vehicle output device according to the first embodiment. 3(A), FIG. 3(B), and FIG. 3(C) are diagrams showing the relationship between the listener and the perceived direction. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the vehicle output device according to the first embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a virtual image projected onto a windshield of a vehicle by the vehicle output device according to the first embodiment. FIGS. 6(A) and 6(B) show the vertical direction of the sound output when guiding the face direction of a driver in a forward or downward state to a target object in the vehicle output device according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing differences in sound image directions. In addition, FIG. 3(A) is a diagram showing the relationship between relative frequency and frequency, FIG. 3(B) is a plan view showing the listener and direction, and FIG. 3(C) is a left side view showing the listener and direction. It is. In the graph of FIG. 3(A), the vertical axis represents relative frequency [%], and the horizontal axis represents frequency [Hz]. FIG. 6(A) shows the sound image direction of the sound output when guiding the face direction of a driver in a forward-facing state to a target object. FIG. 6(B) shows the vertical sound image direction of the sound output when guiding the driver's face facing downward toward the target object.
なお、以下の説明において、特に記載しない限り、図示のX方向は、本実施形態における車両の幅方向であり、左右方向である。Y方向は、本実施形態における車両の前後方向であり、幅方向と直交する方向である。Z方向は、本実施形態における車両の上下方向であり、幅方向及び前後方向と直交する方向である。X方向、Y方向、及びZ方向は、相互に直交するものとする。なお、便宜的に、X方向のうち、X1方向を左方向、X2方向を右方向とし、Y方向のうち、Y1方向を前方または車両の進行方向、Y2方向を後方とし、Z方向のうち、Z1方向を上方向、Z2方向を下方向とする。Z方向は、例えば、車両の鉛直方向に従う。 In the following description, unless otherwise specified, the illustrated X direction is the width direction of the vehicle in this embodiment, which is the left-right direction. The Y direction is the longitudinal direction of the vehicle in this embodiment, and is a direction perpendicular to the width direction. The Z direction is the up-down direction of the vehicle in this embodiment, and is a direction orthogonal to the width direction and the front-back direction. It is assumed that the X direction, Y direction, and Z direction are orthogonal to each other. For convenience, in the X direction, the X1 direction is the left direction, the X2 direction is the right direction, in the Y direction, the Y1 direction is the forward or vehicle traveling direction, and the Y2 direction is the rear, and in the Z direction, The Z1 direction is defined as an upward direction, and the Z2 direction is defined as a downward direction. For example, the Z direction follows the vertical direction of the vehicle.
本実施形態に係る車両用出力装置1は、例えば、図1に示す自動車等の車両100に搭載される。車両用出力装置1は、表示器30に表示される表示画像を車両100の運転者Dの前方にあるウインドシールド104に投影し、ウインドシールド104に投影された表示画像に対応する虚像Sを、車両前方の実風景に重畳させて、運転者Dに視認させるものである。車両100の車室には、ウインドシールド104の上側にルーフ103が連結され、下側にインストルメントパネル102が設けられている。インストルメントパネル102の後方には、ステアリングコラム105に回転自在に支持されたステアリングホイール101が設けられている。運転者Dは、ステアリングホイール101の後方に設けられた車両100の運転席106に着座した乗員であり、ウインドシールド104を介して車両100の前方を視認することができる。ウインドシールド104は、被投影部材の一例である。ウインドシールド104は、半透過性を有し、車両用出力装置1から入射する表示光Lを運転者DのアイポイントEPに向けて反射する。アイポイントEPは、運転席106に着座した運転者Dの視点位置である。運転者Dは、運転席106に着座した状態で、ウインドシールド104に投影される表示画像を車両100の進行方向における前方に存在する虚像Sとして視認することができる。本実施形態の車両用出力装置1は、車室内で所定の方向決定帯域の中心周波数による音響を出力して運転者Dの顔向きを車両前方に誘導し、車両前方に表示された虚像Sを認識させ、車両前方に生じた注意対象Wのうち、当該虚像Sに対応する注意対象Wに注意喚起を促すものである。
The
ここで方向決定帯域は、3つの特性曲線Cv,Ch,及びCoから得られる狭帯域雑音である。狭帯域雑音を聴取者(例えば運転者D)に対して正中面MPにて聞かせた場合、生じる音像の方向は音源方向と関係なく、狭帯域雑音の中心周波数に依存して知覚される。このような音像方向を決定する周波数帯域が方向決定帯域(Directional Band)と定義される。 Here, the direction-determining band is the narrowband noise obtained from the three characteristic curves Cv, Ch, and Co. When narrowband noise is heard by a listener (for example, driver D) in the median plane MP, the direction of the resulting sound image is perceived depending on the center frequency of the narrowband noise, regardless of the direction of the sound source. A frequency band that determines such a sound image direction is defined as a directional band.
図3(B)、図3(C)に示す前方向として聴取者が知覚した相対頻度が、図3(A)に示す特性曲線Cvとして表される。後方向として知覚した相対頻度が特性曲線Chとして表される。上方向として知覚した相対頻度が特性曲線Coとして表される。 The relative frequency perceived by the listener as the forward direction shown in FIGS. 3(B) and 3(C) is expressed as a characteristic curve Cv shown in FIG. 3(A). The relative frequency perceived as backward direction is represented as a characteristic curve Ch. The relative frequency perceived as upward is represented as a characteristic curve Co.
図3(A)に示す特性曲線Cvでは、315~500[Hz]内の周波数帯と、3~5[kHz]内の周波数帯とで高い相対頻度が得られている。図3(A)に示す特性曲線Chでは、800~1600[Hz]内の周波数帯と、10~12.5[kHz]内の周波数帯とで高い相対頻度が得られている。図3(A)に示す特性曲線Coでは、6[kHz]近傍の周波数帯で高い相対頻度が得られている。 In the characteristic curve Cv shown in FIG. 3(A), high relative frequencies are obtained in the frequency band of 315 to 500 [Hz] and the frequency band of 3 to 5 [kHz]. In the characteristic curve Ch shown in FIG. 3A, high relative frequencies are obtained in the frequency band of 800 to 1600 [Hz] and the frequency band of 10 to 12.5 [kHz]. In the characteristic curve Co shown in FIG. 3(A), a high relative frequency is obtained in a frequency band around 6 [kHz].
このように、音源の位置が正中面MPに配置されている場合であっても、任意の聴取者が知覚する方向(音像方向)は、方向決定帯域の周波数の違いに応じて変化する(図3(A))。すなわち、図3(A)に示す特性曲線Cvから得られる、上述した2つの周波数帯は、聴取者に前方向を音像方向として知覚させるための方向決定帯域として利用することができる。また、図3(A)に示す特性曲線Chから得られる、上述した2つの周波数帯は、聴取者に後方向を音像方向として知覚させるための方向決定帯域として利用することができる。また、図3(A)に示す特性曲線Coから得られる、上述した周波数帯は、聴取者に上方向を音像方向として知覚させるための方向決定帯域として利用することができる。方向決定帯域の中心周波数は、例えば、前方向の方向決定帯域では3[kHz]、上方向の方向決定帯域では6[kHz]、後方向の方向決定帯域では1[kHz]である。 In this way, even if the sound source is located in the median plane MP, the direction (sound image direction) perceived by any listener changes depending on the frequency of the direction determination band (Fig. 3(A)). That is, the above-mentioned two frequency bands obtained from the characteristic curve Cv shown in FIG. 3(A) can be used as a direction determining band for making the listener perceive the forward direction as the sound image direction. Further, the above-mentioned two frequency bands obtained from the characteristic curve Ch shown in FIG. 3(A) can be used as a direction determining band for making the listener perceive the rear direction as the sound image direction. Further, the above-mentioned frequency band obtained from the characteristic curve Co shown in FIG. 3(A) can be used as a direction determining band for making the listener perceive the upward direction as the sound image direction. The center frequency of the direction determining band is, for example, 3 [kHz] in the forward direction determining band, 6 [kHz] in the upward direction determining band, and 1 [kHz] in the backward direction determining band.
本実施形態における車両用出力装置1は、図2に示すように、車両前方カメラ2と、運転者カメラ3と、装置本体4とを含んで構成され、音響出力部5に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
車両前方カメラ2は、対象情報取得部の一部である。車両前方カメラ2は、ウインドシールド104を通して車両前方の実風景を連続して撮像し、撮像した画像を前方画像として取得するものである。車両前方カメラ2は、車両100の車室内のルーフ103またはバックミラー(不図示)等に配置される。運転者Dは、運転席106に着座した状態で車両前方の実風景を見ることで、車両前方の実風景に重ねて表示される虚像Sを視認することができる。車両前方カメラ2は、例えば、車両前方の実風景を動画として撮像し、撮影した動画から得られる静止画を前方画像として取得することができる。車両前方カメラ2は、装置本体4に接続され、前方画像を装置本体4に逐次出力する。なお、車両前方カメラ2は、撮影した動画をそのまま装置本体4に出力してもよい。
The
運転者カメラ3は、顔向き情報取得部の一部である。運転者カメラ3は、車両100の車室内に配置され、運転者Dの顔部を連続して撮像し、撮像した画像を運転者画像として取得するものである。運転者カメラ3は、例えば、車室内のステアリングコラム105の上部で、かつ運転者Dから見てステアリングホイール101の背後に配置される。運転者カメラ3は、例えば、運転者Dの顔部を動画として撮像し、撮像した動画から得られる静止画を運転者画像として取得することができる。運転者カメラ3は、装置本体4に接続され、運転者画像を装置本体4に逐次出力する。なお、運転者カメラ3は、撮影した動画をそのまま装置本体4に出力してもよい。
The
装置本体4は、表示画像をウインドシールド104に投影するものである。装置本体4は、例えば車両100のインストルメントパネル102の内側に配置されている。インストルメントパネル102の上面には、開口102aが設けられている。装置本体4は、開口102aを介してウインドシールド104に向けて表示光Lを照射することで表示画像を投影する。本実施形態における装置本体4は、画像解析部10と、画像投影部11と、制御部12とを含んで構成される。画像解析部10及び制御部12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、及び各種インタフェース等を有するマイクロコントローラ上で機能する部分である。
The device
音響出力部5は、音響を出力するものであり、例えば、ブザーやスピーカ等で構成される。音響出力部5は、着座状態にある運転者Dの正中面MPに沿って配置される。例えば、音響出力部5は、図5に示すように、インストルメントパネル102に設置されたメータ107内のブザーである。メータ107は、例えば、コンビネーションメータであり、スピードメータ、オドメータ、トリップメータ、タコメータ等を含んで構成される。音響出力部5は、制御部12に接続され、制御部12からの吹鳴信号に応じて音響を出力する。音響出力部5は、運転者Dの正中面MPにある複数の方向決定帯域における各方向決定帯域の中心周波数による音響を出力することができる。
The
画像解析部10は、対象情報取得部の一例である。画像解析部10は、車両前方カメラ2、運転者カメラ3、及び制御部12に接続され、車両前方カメラ2及び運転者カメラ3から入力された画像信号を解析し、解析した結果を制御部12に出力するものである。画像解析部10は、車両前方カメラ2から画像信号として前方画像が入力された場合、当該前方画像に基づいて、公知の画像解析手法により、車両前方の実風景における注意対象Wを検出する(図5)。この注意対象Wは、例えば、車両前方の実風景における周辺車両、歩行者、信号機、標識、車線等が含まれる。周辺車両には、自車両の対向車及び先行車、駐車車両、並走車両等が含まれる。この周辺車両には、自転車等の軽車両も含まれる。歩行者には、車道を横断する者、車道や歩道を歩く者等が含まれる。信号機は、交通信号機、踏切信号等が含まれる。標識は、道路標識が含まれる。車線111,112は、法令上の車線である(図5)。画像解析部10は、検出した注意対象Wを対象情報として取得し、当該対象情報を制御部12に逐次出力する。この対象情報には、例えば、注意対象Wの内容や位置(座標)等が含まれる。
The
また、画像解析部10は、顔向き情報取得部の一例である。画像解析部10は、運転者カメラ3から画像信号として運転者画像が入力された場合、当該運転者画像に基づいて、公知の画像解析手法により、運転者Dの顔の向きを取得する。画像解析部10は、取得した運転者Dの顔の向きを顔向き情報として制御部12に逐次出力する。
Further, the
画像投影部11は、画像表示部の一例である。画像投影部11は、制御部12に接続され、制御部12から入力された表示画像を、ウインドシールド104に投影するものである。画像投影部11は、表示器30に表示される表示画像をウインドシールド104に投影し、投影された表示画像に対応する虚像Sを車両100の前方に表示し、車両100の運転者Dに視認させるものである。画像投影部11は、表示器30と、反射ミラー31とを含んで構成される。表示器30は、ウインドシールド104に投影される表示画像を表示光Lとして出射するものである。反射ミラー31は、例えば、凹面鏡であり、表示器30から出射された表示光Lをウインドシールド104に向けて反射するものである。
The
制御部12は、画像解析部10、画像投影部11、及び音響出力部5に接続され、これらを制御する。制御部12は、画像解析部10から取得した対象情報に基づいて画像投影部11を制御し、画像投影部11により対象情報に対応する虚像Sを表示させる表示画像制御を行う。制御部12は、対象情報が複数取得された場合、複数の注意対象Wのうち、運転者Dに対して最も注意喚起すべき対象である目標注意対象Wsに対応する対象情報を選択する。目標注意対象Wsは、例えば車両100との衝突等が想定される注意対象であり、注意対象Wの種類、注意対象Wと車両100との距離、注意対象Wとの相対的な接近速度等に基づいて選択される。
The
制御部12は、顔向き情報から得られる顔の向きと、正中面MPにおいて車両100の前方に向かう顔の向きとの比較に基づいて、運転者Dの顔を車両前方に向かせるための音像方向Gを決定し、決定した音像方向Gに対応する方向決定帯域の周波数による音響を音響出力部5に出力させる。例えば、制御部12は、顔向き情報から得られた運転者Dの顔が下向き状態の場合、顔の向きを車両前方に向かうように上向きにする必要があることから、音像方向Gを上方向(音像方向Gt)とする(図6(B))。このように、運転者Dの顔が下向き状態の場合、音像方向Gは音像方向Gtである。一方、制御部12は、顔向き情報から得られた運転者Dの顔が前向き状態の場合、音像方向Gを前方向(音像方向Gf)とする(図6(A))。このように、運転者Dの顔が前向き状態の場合、音像方向Gはそのまま音像方向Gfとなる。
The
制御部12は、決定した音像方向Gに対応する方向決定帯域の周波数による音響を音響出力部5に出力させる。例えば、制御部12は、決定した音像方向Gが音像方向Gtの場合、当該音像方向Gtに対応する方向決定帯域が上方向であることから、図3(A)に示す特性曲線Coから得られる方向決定帯域を利用し、当該方向決定帯域の周波数による音響を出力させる。図3(A)に示す特性曲線Coから得られる方向決定帯域は、上述したように、6[kHz]近傍の比較的狭い周波数帯であり、その周波数は6[kHz]である。制御部12は、例えば6[kHz]の周波数による音響を音響出力部5に出力させる。一方、制御部12は、決定した音像方向Gが音像方向Gfの場合、当該音像方向Gfに対応する方向決定帯域が前方向であることから、図3(A)に示す特性曲線Cvから得られる方向決定帯域を利用し、当該方向決定帯域の周波数による音響を出力させる。図3(A)に示す特性曲線Cvから得られる方向決定帯域は、上述したように、315~500[Hz]の周波数帯と、3~5[kHz]の周波数帯である。制御部12は、例えば3[kHz]の周波数による音響を音響出力部5に出力させる。
The
制御部12は、音響出力部5による音響の出力と共に、選択された対象情報に対応する虚像Soを画像投影部11に表示させる。虚像Soは、例えば、図5に示すように、「横断歩行者に注意!」である。虚像Soは、文字の他に、記号や数字、図形であってもよいが、運転者Dが虚像Soを認識することで、注意対象Wを容易に特定可能なものであることが好ましい。
The
次に、車両用出力装置1における動作について図4を参照して説明する。
Next, the operation of the
ステップS1では、画像解析部10は、車両前方カメラ2によって撮像された前方画像に基づいて、車両100の前方に生じた注意対象Wを検出する。
In step S1, the
ステップS2では、制御部12は、ステップS1で注意対象Wが検出されたか否かを判定する。注意対象Wが検出されていない場合、ステップS1に戻る。一方、注意対象Wが検出された場合は、ステップS3に進む。
In step S2, the
ステップS3では、制御部12は、検出された注意対象Wが複数か否かを判定する。検出された注意対象Wが複数である場合、ステップS9に進む。一方、検出された注意対象Wが複数でない場合、すなわち、対象情報が1つしか取得されなかった場合、当該対象情報を目標注意対象Wsとして選択し、ステップS4へ進む。
In step S3, the
ステップS9では、制御部12は、検出された複数の注意対象Wのうち、運転者Dに対して最も注意喚起すべき対象である目標注意対象Wsに対応する対象情報を選択し、ステップS4へ進む。
In step S9, the
ステップS4では、画像解析部10は、運転者カメラ3によって撮像された運転者画像に基づいて、運転者Dの顔の向きを検出する。
In step S4, the
ステップS5では、制御部12は、ステップS4で検出された運転者Dの顔向きと、正中面MPにおいて車両前方に向かう顔の向きとの比較に基づいて音像方向Gを決定し、決定した音像方向Gに対応する方向決定帯域の周波数を決定する。
In step S5, the
ステップS6では、制御部12は、ステップS3またはステップS9で選択された目標注意対象Wsに対応する表示画像を生成する。
In step S6, the
ステップS7では、制御部12は、ステップS5で決定した方向決定帯域の周波数による音響を音響出力部5に出力させる。制御部12は、当該音響の出力を、虚像Soが表示されたタイミングで停止してもよいし、一定の期間(例えば数秒から数十秒)行ったのちに停止してもよい。
In step S7, the
ステップS8では、制御部12は、ステップS7で出力された音響に応じて、ステップS6で生成された表示画像に対応する虚像Soを画像投影部11に表示させて本処理を終了する。制御部12は、虚像Soを、音響の出力後に表示する構成としているが、音響の出力前に表示する構成であってもよいし、音響の出力と同じタイミングで表示してもよい。
In step S8, the
以上説明した車両用出力装置1は、取得された対象情報に応じて音響出力部5に音響を出力させる制御部12を有する。制御部12は、顔向き情報から得られる顔の向きと、正中面MPにおいて車両100の前方に向かう顔の向きとの比較に基づいて音像方向Gを決定し、決定した音像方向Gに対応する方向決定帯域の周波数による音響を音響出力部5に出力させる。これにより、運転者Dの顔の向きが正中面MPにおいて上向きまたは下向きにあっても、当該顔の向きを車両前方に向かわせるための音響を容易に出力させることができる。例えば、下を向いている運転者Dの顔向きを車両前方へ容易に誘導することができる。また、車両前方における注意すべき対象を容易に認識させることで、運転者Dがすべき動作を容易に促すことが可能となる。また、車両100が自動運転可能な車両である場合、突発的なハンドオーバーが発生したときに、対応する音響(例えば乗員の顔を車両前方に向かせるための音響)を出力させることで、運転の補助を行う乗員に対して迅速にハンドオーバー時の手続きを行うように促すことができる。
The
また、車両用出力装置1は、制御部12が、対象情報が複数取得された場合、複数の注意対象のうち、運転者Dに対して最も注意喚起すべき対象である目標注意対象に対応する対象情報を選択する。これにより、車両前方にある複数の注意対象のなかから運転者Dにとって注意すべきものを、車両100が運転者Dに代わって選択することができる。この結果、前方で発生した事象に対して単純に音で前方へ注意を向けさせる装置に比べて、発生した事象が複数あっても何に対して注意するかを運転者Dが判断する必要がなくなり、運転者Dが対応すべき事象の選択に迷って判断が遅れたり、誤った判断をすることを抑制することができる。また、制御部12は、音響出力部5により音響を出力させて、選択された対象情報に対応する虚像Soを画像投影部11に表示させる。これにより、出力された音響で運転者Dの顔向きが車両前方に誘導され、かつ車両前方に表示された虚像Soにより運転者Dが注意すべき対象を容易に把握することが可能となる。この結果、方向決定帯域の周波数による音響で車両前方に顔向きを誘導した運転者に対して、車両前方における注意すべき対象を容易に認識させることができる。
In addition, in the
また、車両用出力装置1は、音響出力部5が、インストルメントパネル102に設置されたメータ107内のブザーである。このように、車両100における既存の音響機器を利用することで、コストの増加を抑制することができる。
Further, in the
上記実施形態では、音響出力部5は、着座状態にある運転者Dの正中面MPに配置されたメータ107内のブザーであるが、これに限らず、着座状態の運転者Dの正中面MPに配置されているものであれば、インストルメントパネル102内に配置されたスピーカであってもよい。
In the above embodiment, the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る車両用出力装置について説明する。図7(A)、図7(B)は、第2実施形態に係る車両用出力装置における前または下向き状態の運転者の顔向きを対象物に誘導する際に出力される音響の上下方向の音像方向の違いを示す模式図である。第2実施形態に係る車両用出力装置1は、決定した音像方向Gに対応する方向決定帯域の中心周波数を変化させる点で上記第1実施形態とは異なる。
[Second embodiment]
Next, a vehicle output device according to a second embodiment will be described. 7(A) and 7(B) show the vertical direction of the sound output when guiding the face direction of a driver in a forward or downward state to a target object in the vehicle output device according to the second embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing differences in sound image directions. The
制御部12は、決定した音像方向Gに対応する方向決定帯域の中心周波数による音響を出力させることができる。制御部12は、各方向決定帯域における前方の中心周波数から目的の中心周波数に向けて単時間に連続して変化させる。図7(A)では、例えば、制御部12は、現在の顔向きが前向き状態である場合、当該顔の向きを車両上方に向かせるために、前方の中心周波数(例えば、図3(A)の特性曲線Cvにおける約4kHz)から目的の中心周波数(例えば、図3(A)の特性曲線Coにおける約8kHz)に向けて変化させる。図7(B)では、例えば、制御部12は、現在の顔向きが下向き状態である場合、当該顔の向きを車両前方に向かせるために、前方の中心周波数(例えば、図3(A)の特性曲線Cvにおける約3kHz)から目的の中心周波数(例えば、図3(A)の特性曲線Cvにおける約5kHz)に向けて変化させる。このように、前方の中心周波数は、図3(A)に示す特性曲線Cvから得られる方向決定帯域に含まれるものである。
The
以上説明した第2実施形態に係る車両用出力装置1は、制御部12が、決定した音像方向に対応する方向決定帯域の中心周波数による音響を出力させることができ、当該方向決定帯域における前方の中心周波数から目的の中心周波数に向けて短時間に連続して変化させる。これにより、音像方向が変化し、当該変化により運転者Dに対して音響の定位位置の動きを感じさせることができ、運転者Dに対する視線誘導効果を高めることができる。
In the
[変形例]
次に、第1及び第2実施形態の変形例について説明する。図8は、第1及び第2実施形態の第1変形例に係る車両用出力装置における音響と画像表示との同期を示す図である。第1変形例に係る車両用出力装置1は、制御部12が、音響出力部5による音響の出力と連携して、対象情報に対応する虚像Sを画像投影部11に表示させる点が上記実施形態と異なる。
[Modified example]
Next, a modification of the first and second embodiments will be described. FIG. 8 is a diagram showing synchronization between sound and image display in the vehicle output device according to the first modification of the first and second embodiments. In the
制御部12は、音響出力部5の一例であるブザーを吹鳴させるための吹鳴信号を当該ブザーに出力する。吹鳴信号は、原則として、図8に示すように、一定の周期で吹鳴と停止とを繰り返す波形を有する。音響出力部5は、制御部12からの吹鳴信号に基づいてブザー音が鳴る。本実施形態の制御部12は、画像投影部11によりウインドシールド104に投影される表示画像の表示信号を、一定の周期で表示と非表示とを繰り返す波形に変換し、変換された表示信号と音響出力部5の吹鳴信号とを同期させる。このように、第1変形例に係る車両用出力装置1は、制御部12が、音響出力部5から出力する音響の出力信号波形と、虚像Sの表示/非表示を繰り返す表示信号の波形とを同期させる。これにより、より注意対象への認知を向上させることができる。また、腹話術効果によって、音による運転者Dの顔向きの誘導方向と虚像Sが表示される車両前方とが一致しやすくなり、個人差による誤った方向への認識を抑制することができる。
The
なお、第1及び第2実施形態の第1変形例では、音響出力部5がブザーである場合について説明したが、これに限定されず、スピーカ等であってもよい。この場合、制御部12は、音響出力部5から音響を断続的に出力させるための駆動信号を当該音響出力部5に出力し、当該駆動信号と表示信号とを同期させる構成であってもよい。
Note that in the first modification of the first and second embodiments, the case where the
次に、第2変形例に係る車両用出力装置1について図9(A)~図9(C)を参照して説明する。図9(A)~図9(C)は、第1及び第2実施形態の第2変形例に係る車両用出力装置における音響出力部の配置例を示す模式図である。第2変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5B,5C,5Dが装置本体4に収容されている点で上記第1変形例とは異なる。
Next, a
図9(A)に示す音響出力部5Bは、着座状態にある運転者Dの正中面MPに沿って、開口102aに対して車両100の進行方向側の装置本体4に配置されている。音響出力部5Bは、例えば、ブザー、スピーカ、振動スピーカ、パラメトリック・スピーカ等で構成される。音響出力部5Bは、音響の出力が運転者D側に向かうように配置されている。音響出力部5Bと対向する位置に装置本体4の一部である対向面4aが形成されている。例えば、音響出力部5Bがパラメトリック・スピーカである場合、音響が高い指向性を有することから、出力された音波(超音波)Mが対向面4a、ウインドシールド104にそれぞれ反射して運転者Dに届くように構成される。
The
図9(B)に示す音響出力部5Cは、着座状態にある運転者Dの正中面MPに沿って、開口102aに対して車両100の進行方向と反対側の装置本体4に配置されている。音響出力部5Cは、例えば、振動スピーカで構成される。音響出力部5Cは、音響の出力が運転者Dと反対側に向かうように配置されている。言い換えると、音響出力部5Cは、音響の出力が車両前方、例えばウインドシールド104に向かうように配置されている。
The
図9(C)に示す音響出力部5Dは、着座状態にある運転者Dの正中面MPに沿って、装置本体4内部に配置されている。音響出力部5Dは、例えば、一般的なスピーカやブザー等である。音響出力部5Cは、音響の出力が上方向、すなわち開口102a側に向かうように配置されているが、これに限定されるものではなく、他の方向であってもよい。
The
次に、第3変形例に係る車両用出力装置1について図10を参照して説明する。図10は、第1及び第2実施形態に係る車両用出力装置の第3変形例における音響出力部の配置例を示す模式図である。第3変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Eは、ウインドシールド104の車室側に配置されている点で上記第1及び第2変形例とは異なる。
Next, a
音響出力部5Eは、運転者Dの正中面MPに沿って、ウインドシールド104の上側端部の車室側面に密着して配置され、音響の出力が車室側に向かうように配置されている。音響出力部5Eは、例えば振動スピーカで構成される。第3変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Eが、ウインドシールド104の車室側に配置されているので、当該音響出力部5Eを車両100の組立時だけでなく、完成車両に対して後付けで設置することが可能となる。
The
次に、第4変形例に係る車両用出力装置1について図11(A)、図11(B)、図12(A)~図12(C)を参照して説明する。図11(A)、図11(B)は、第1及び第2実施形態の第4変形例に係る車両用出力装置における音響出力部の配置例を示す模式図である。図12(A)~図12(C)は、第4変形例に係る車両用出力装置における音響出力部の概略構成例を示す模式図である。第4変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Fがサンバイザ108に設けられている点で上記第1~第3変形例とは異なる。
Next, a
音響出力部5Fは、サンバイザ108に内蔵されており、運転者Dの正中面MPに沿って配置されている。サンバイザ108は、ルーフ103の前方端部に配置され、車両100の前後方向に回転自在に取り付けられている。音響出力部5Fは、サンバイザ108と一体的に構成されている。音響出力部5Fは、音響の出力がサンバイザ108の両面のうちの各面から外側に向かうように配置されている。音響出力部5Fは、サンバイザ108の貫通方向の一方、他方それぞれに音響を出力することができる。音響出力部5Fは、サンバイザ108の未使用時及び使用時のそれぞれにおいて、車室側に向かう面から音響が出力可能に構成される。第4変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Fが、サンバイザ108に搭載され、かつ当該サンバイザ108の両面から音響が出力可能に構成されているので、当該音響出力部5Fを目立たせることなく配置することができ、出力する音響を運転者Dに直接届かせることが可能となる。また、音響出力部5Fは、車両100の組立時だけでなく、完成車両に対して後付けで設置することが可能となる。
The
なお、上記第4変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Fがサンバイザ108に内蔵されているが、これに限定されるものではない。図13(A)、図13(B)、図13(C)は、第5~第7変形例に係る車両用出力装置における音響出力部の概略構成例を示す模式図である。図13(A)に示す音響出力部5Gは、運転席106におけるヘッドレスト109に内蔵されている。音響出力部5Gは、ヘッドレスト109と一体的に構成されている。第5変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Gが、ヘッドレスト109に搭載され、かつ運転者Dに向けて音響が出力可能に構成されているので、当該音響出力部5Gを目立たせることなく配置することができ、出力する音響を運転者Dに直接届かせることが可能となる。また、音響出力部5Gは、車両100の組立時だけでなく、完成車両に対して後付けで設置することが可能となる。
Note that in the
図13(B)に示す音響出力部5Hは、運転席106の上方向のルーフ103内側に配置されている。第6変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Hが、ルーフ103内側に配置され、かつ運転者Dに向けて音響が出力可能に構成されているので、当該音響出力部5Hを目立たせることなく配置することができ、出力する音響を運転者Dに直接届かせることが可能となる。
The
図13(C)に示す音響出力部5Iは、車室内のステアリングコラム105の上部で、かつ運転者Dから見てステアリングホイール101の背後に配置される。第7変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Iが、車室内のステアリングコラム105の上部に配置され、かつ運転者Dに向けて音響が出力可能に構成されているので、出力する音響を運転者Dに直接届かせることが可能となる。この場合、運転者カメラ3は、車室内のステアリングコラム105の上部ではなく、例えば、車両前方カメラ2が収容された筐体内に配置されていてもよい。
The sound output unit 5I shown in FIG. 13(C) is arranged above the
第8の変形例に係る音響出力部5Jは、図5に示すように、ウインドシールド104の車室側にあって、運転者Dの正面部分に貼り付けられた透明スピーカであってもよい。第8変形例に係る車両用出力装置1は、音響出力部5Jが、ウインドシールド104の車室側にあって、運転者Dの正面部分に貼り付けられた透明スピーカで構成されているので、当該音響出力部5Jを目立たせることなく配置することができ、出力する音響を運転者Dに直接届かせることが可能となる。
The
なお、上記実施形態及び変形例では、運転者Dの正中面MPにおける顔の向きを顔向き情報として取得し、顔向き情報から得られる顔の向きと、正中面MPにおいて車両100の前方に向かう顔の向きとの比較に基づいて音像方向を決定しているが、これに限定されるものではない。この場合、運転者Dの現在の顔向き状態にかかわらず、音像方向Gt及びGfの2つの音像方向に対応する2つの方向決定帯域を決定する。この場合、運転者Dの顔の向きを検出せず、顔向き情報を取得しないので、車両用出力装置1の動作処理を軽くすることができる。
In the above embodiments and modifications, the direction of the face of the driver D in the median plane MP is acquired as face direction information, and the direction of the face obtained from the face direction information and the direction toward the front of the
また、上記実施形態及び変形例では、虚像Soは、図5に示すように、「横断歩行者に注意!」と表示されているが、これに限定されるものではない。例えば、停止、車線変更、運転交代であってもよい。 Further, in the above embodiment and modification, the virtual image So is displayed as "Beware of pedestrians crossing!" as shown in FIG. 5, but the present invention is not limited to this. For example, it may be a stop, a lane change, or a driving change.
また、上記実施形態及び変形例では、音響出力部5~5Fは、各車両100に1つだけ配置されているが、これに限定されるものではない。例えば、複数の音響出力部が、車両100において、着座状態にある運転者Dの正中面MPに沿って配置されていてもよい。この場合、制御部12は、複数の音響出力部5において、決定した方向決定帯域の周波数を有する音響を同時に出力するように構成してもよい。また、制御部12は、複数の音響出力部5のうち、一方に上方向に対応する方向決定帯域の周波数を有する音響を出力させ、他方に前方向に対応する方向決定帯域の周波数を有する音響を出力させる構成としてもよい。
Further, in the above embodiments and modified examples, only one
また、上記実施形態及び変化例では、車両用出力装置1は、表示画像を車両100のウインドシールド104に投影しているが、これに限定されず、例えば、インストルメントパネル102上に配置されるコンバイナ等に投影してもよい。また、車両用出力装置1は、表示画像を車両前方に表示するものであれば、HUDに限定されるものではなく、俯角が小さい表示器を用いてもよい。
Further, in the above embodiments and variations, the
また、上記実施形態及び変形例では、車両用出力装置1は、自動車等の車両100に適用されているが、これに限定されず、例えば車両100以外の船舶や航空機等に適用してもよい。
Further, in the above embodiments and modifications, the
1 車両用出力装置
2 車両前方カメラ
3 運転者カメラ
4 装置本体
5,5B,5C,5D,5E,5F 音響出力部
10 画像解析部
11 画像投影部
12 制御部
30 表示器
31 反射ミラー
100 車両
104 ウインドシールド
107 メータ
108 サンバイザ
D 運転者
S 虚像
1
Claims (4)
前記車両の運転者の正中面における顔の向きを顔向き情報として取得する顔向き情報取得部と、
前記運転者の正中面に沿って配置され、当該正中面にある複数の方向決定帯域における各方向決定帯域の周波数による音響を出力することができる音響出力部と、
取得された前記対象情報に応じて前記音響出力部に前記音響を出力させる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記顔向き情報から得られる前記顔の向きと、前記正中面において前記車両の前方に向かう前記顔の向きとの比較に基づいて音像方向を決定し、決定した音像方向に対応する前記方向決定帯域の周波数による音響を前記音響出力部に出力させる、
ことを特徴とする車両用出力装置。 a target information acquisition unit that acquires a target of attention in front of the vehicle as target information;
a face orientation information acquisition unit that acquires the face orientation of the driver of the vehicle in the median plane as face orientation information;
a sound output unit disposed along the median plane of the driver and capable of outputting sound at a frequency of each direction determining band in a plurality of direction determining bands on the median plane;
a control unit that causes the sound output unit to output the sound according to the acquired target information,
The control unit includes:
determining a sound image direction based on a comparison between the face direction obtained from the face direction information and the face direction facing forward of the vehicle in the median plane, and the direction determining band corresponding to the determined sound image direction. causing the sound output unit to output sound at a frequency of
A vehicle output device characterized by:
前記制御部は、
前記対象情報が複数取得された場合、複数の注意対象のうち、前記運転者に対して最も注意喚起すべき対象である目標注意対象に対応する対象情報を選択し、
前記音響出力部により前記音響を出力し、選択された前記対象情報に対応する虚像を前記画像表示部に表示させる、
請求項1に記載の車両用出力装置。 The image display unit further includes an image display unit that projects a display image onto a projection target member of a vehicle, displays a virtual image corresponding to the display image projected onto the projection target member in front of the vehicle, and allows a driver of the vehicle to view the virtual image. ,
The control unit includes:
When a plurality of pieces of target information are acquired, selecting target information corresponding to a target attention target that is the target to which the driver should be most alert among the plurality of attention targets;
outputting the sound by the sound output unit and displaying a virtual image corresponding to the selected target information on the image display unit;
The vehicle output device according to claim 1.
前記音響出力部による前記音響の出力と連動して、前記対象情報に対応する虚像を前記画像表示部に表示させる、
請求項2に記載の車両用出力装置。 The control unit includes:
Displaying a virtual image corresponding to the target information on the image display unit in conjunction with the output of the sound by the sound output unit;
The vehicle output device according to claim 2.
決定した音像方向に対応する前記方向決定帯域の中心周波数による音響を出力させることができ、
当該方向決定帯域における前方の中心周波数から目的の中心周波数に向けて短時間に連続して変化させる、
請求項1~3のいずれか1項に記載の車両用出力装置。 The control unit includes:
A sound having a center frequency of the direction determining band corresponding to the determined sound image direction can be outputted,
Continuously changing from the front center frequency in the direction determining band toward the target center frequency in a short period of time,
The vehicle output device according to any one of claims 1 to 3.
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