JP4192753B2

JP4192753B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP4192753B2
Application number: JP2003360388A
Authority: JP
Inventors: 博司渡辺; 政光古川; 剛司寸田; 義一波多野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: JP2005128607A

Description

本発明は、車両に搭載され、周囲車両の状況をドライバに対して表示して知らせる、車両用表示装置に関するものである。

従来の車両に搭載される表示装置は、前方障害物を検出し、ヘッドアップディスプレイ上に当該障害物に運転者の注意が行くように輝点を表示する構成となっていた。

特開平１０−２４６６４０号公報

輝点によって、障害物の位置のみを知らせているため、障害物として他車両が存在した場合には、その他車両がどのように移動しようとしているか、判断が出来ない可能性がある。特に自車線への合流車両が有るような状況では、合流車両がどのように進もうとしているか、自車両と合流車両の速度の差はどの程度か、等は、車両の位置を示しただけでは判断することが難しいという問題があった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、周辺車両の動きを判断することができる車両表示装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため本発明においては、表示光をフロントウィンドウヘ向けて照射し、前記フロントウィンドウのフロントガラスからの反射光を視認させるヘッドアップディスプレイを用い、表示画像を遠方に結像させ、かつ、前方の景色と前記表示画像が重畳されてドライバに視認されるように配置した車両用表示装置であって、自車両の周囲車両を検出する周囲車両検出手段と、自車両の動きを検出する自車両検出手段と、前記周囲車両検出手段と前記自車両検出手段の情報に基づいて、前記周囲車両と自車両との相対位置から相対ベクトルを算出し、かつ自車両の速度と進行方向から自車両のベクトルを算出し、さらに相対ベクトルから自車両のベクトルを減算することで周囲車両のベクトルを算出するベクトル算出手段と、前記自車両のベクトルについて自車両のドライバから見た表示像に視点変換すると共にベクトルの形状を算出することによって自車両のベクトルの表示画像を生成し、また前記周囲車両のベクトルについて自車両のドライバから見た表示像に視点変換すると共にベクトルの形状を算出することによって前記周囲車両のベクトルの表示画像を生成する表示画像生成手段と、前記表示画像生成手段からの前記ベクトルの前記表示画像に基づき、表示を行う表示手段とを備え、前記周囲車両の速度と進行方向に対応したベクトルと自車両の速度と進行方向に対応したベクトルとを、フロントガラスを通して見える周囲車両と自車両の前方にそれぞれ表示するように構成している。

周辺車両の進行方向を示すベクトルを周辺車両の前方にベクトル表示し、ベクトル表示の大きさをドライバから周辺車両への視角変化量に合わせて、ベクトル表示のサイズおよび表示位置を変化させることで、周辺車両の動きを判断することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

本発明の第１の実施の形態について、図１〜５に従って説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。この図１を用いて本発明の第１の実施の形態の構成を説明する。周囲車両、例えば自車線に合流してくる周囲車両を検出するレーダーセンサ（周囲車両検出手段）１００、自車両の速度を検出する車速センサ１０１と自車両のステアリング操舵角を検出する舵角センサ１０２で構成されている自車両検出部（自車両検出手段）１０５、レーダーセンサ１００、車速センサ１０１、舵角センサ１０２からの情報を受けて、周囲車両および自車両の進行方向のベクトルを算出するベクトルデータ算出部（ベクトル算出手段）１１０、ベクトルデータ算出部１１０からの情報を受けて、ドライバの視点から見たベクトル表示データを生成する表示データ生成部（表示画像生成手段）２００、表示データ生成部２００からの情報を受けて、表示像をフロントウィンドウに向けて投影する表示投影部（表示手段）３００である。

図２は本第１の実施の形態における表示投影部３００を説明するための図であり、ステアリング１１の前方で、ダッシュパネル１２の内部に収納された表示像を投影するプロジェクタ３１０はＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）やＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｉｓｐｌａｙ）等の表示機および光を照射するための光源とレンズからなり、反射ミラー３１１はプロジェクタ３１０からの表示像をフロントウィンドウ１０のフロントガラスへ反射させるためである。この構成により前景に重畳した状態で表示像をドライバに視認させるＨＵＤ（ＨｅａｄｕｐＤｉｓｐｌａｙ）表示像を生成できる。

次に本第１の実施の形態の動作について、図３に示すフローチャートおよび図４（（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図）の表示データの生成方法を示す説明図に沿って説明する。

まずステップ１では、車載されたレーダーセンサ１００により、周囲車両として本第１の実施の形態では合流車両４００を検出する。合流車両４００を検出すると、ステップ２ではベクトルデータ算出部１１０が合流車両４００と自車両５００の相対位置の変化量から相対ベクトルを算出する。

ステップ３ではベクトルデータ算出部１１０が自車両５００の速度を車速センサ１０１から得、自車両の進行方向を舵角センサ１０２から得て自車両５００のベクトルＢを算出し、ステップ２で算出した相対ベクトルからベクトルＢを減算する。この演算により合流してくる合流車両４００のベクトルＡが算出される。

次にステップ４では、表示データ生成部２００が得られたベクトルＡのデータを、自車両５００のドライバから見た表示像に視点変換する。例えば、図４の合流車両４００の前方に矢印状の図形（ベクトル表示像）４０１を表示するために、合流車両４００の位置から、所定の距離（表示位置）Ｌ_ｓ、合流車両４００のベクトルＡの方向に移動した位置を、ベクトル表示像４０１の表示位置とする。このベクトル表示像４０１の表示位置は所定の距離Ｌ_ｓと合流車両４００と自車両５００の相対距離Ｌ_１、ドライバの視点６００からベクトル表示像４０１の表示位置への俯角θ_ｆ１、方向Ｄ_１を算出し、かつ、ベクトル表示像４０１の表示の形状（サイズおよび形状）を算出することにより、ドライバにはベクトル表示像４０１にベクトルが見えるように、ＨＵＤ表示像を生成できる。

次に合流車両４００が速度を早め、自車両５００との相対位置が合流車両４００ａの位置に進んだ場合の相対距離Ｌ_２の位置にある場合は、ベクトル表示像４０１_ａのサイズおよび所定の距離Ｌ_ｓ１はベクトル表示像４０１に対して、相対距離Ｌ１に対するＬ２の変化により求められる視角θ_１に対する視角θ_２の視角変化量によって求められ、ベクトル表示像４０１_ａの表示位置は先に述べたように俯角θ_２と方向Ｄ_２で決定される。

ステップ５では、得られたベクトル表示像４０１（または４０１_ａ）を表示投影部３００にて、フロントガラス上に投影し、反射光がドライバに視認され、ドライバにはベクトル表示像４０１が合流車両４００の前方に表示された如く視認される。

ステップ６で、合流車両４００が自車両５００の前後に合流したと判断されると表示が終了する。本第１の実施の形態の表示例を図５に示す。

以上により、合流車両４００がある場合、合流車両４００の前方に、合流車両のベクトルＡに応じて矢印（ベクトル表示像４０１）が表示され、合流車両４００がすぐ合流しようとしているか、前方に進んで合流しようとしているか等、合流車両４００の動きが判断しやすくなる。

また、ドライバの視点から見たベクトル表示像４０１に変換し、更に合流車両４００の距離合わせて、ベクトル表示像４０１のサイズが変化するため、合流車両４００とベクトル表示像４０１の一体感が増加し、ベクトル表示像４０１を視認していても合流車両４００も視認しやすくなる。

更には、合流車両４００と自車両５００の接近距離によって、ドライバの視点から見たベクトル表示像４０１の色を変えることも可能である。例えば、遠／中／近の３段階に分けて、緑／黄色／オレンジというように変化させることで危険度を伝えることが出来る。

なお、合流車両４００がトラック等、車両が大きく長い大型車の場合にはレーダーセンサ１００等で得た大型車の車両サイズをもとに、所定の距離Ｌ_ｓに修正を加えることにより、ベクトル表示像４０１の表示位置を修正し、大型車の前方にベクトル表示像４０１を表示させることが可能である。

次に第２の実施の形態について、図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）は自車両５００のベクトルＢを視点変換し、ベクトル表示像５０１を表示する表示位置を説明するための図であり、自車両５００の形状が判っているため、自車両５００から所定の距離Ｍ以上前方に表示し、ベクトル表示像５０１が自車両５００に重ならないように表示する。なお、ボンネット先端ぎりぎりにベクトル表示像５０１を表示した場合には、ドライバに自車両５００の表示であることがより強く視認される。図６（ｂ）にはベクトル表示像５０１の表示例を示している。

第１の実施形態では、図７（ａ）に示すようにベクトルＡのデータをベクトル表示像４０１のように表示しているが、図６で説明したように自車両５００のベクトルＢのデータも自車両前方にベクトル表示像５０１のように表示し、自車両５００と合流車両４００との関係を分かりやすく表示することが出来る。

図７（ａ）は、合流車両４００および自車両５００のベクトルＡおよびＢのデータがベクトル表示像４０１およびベクトル表示像５０１のように表示され、ベクトル表示像４０１およびベクトル表示像５０１の位置関係および交差関係、例えば、ベクトル表示像４０１がベクトル表示像５０１に向いている場合は、自車両５００が先に通過でき、ベクトル表示像４０１が自車両５００のベクトルよりも遠方を向いている場合には、合流車両４００が先に行く、といった判断が出来る。

さらには、図７（ｂ）に示すように、合流車両４００と自車両５００のどちらが先に行くかにより、ベクトル表示像４０１およびベクトル表示像５０１のテクスチャを変化させることも可能である。例えば、先に行く合流車両４００のベクトル表示像４０１は塗り潰し、自車両５００のベクトル表示像５０１はストライプ状に表示する、ということが可能である。この時、ストライプを自車両５００の車速に合わせて移動させ、ストライプが路面の移動に合わせて流れているように表示するとよい。あるいは、夫々のベクトル表示像４０１、５０１の表示色を変化させることも可能である。

次に第３の実施の形態について、図８を用いて説明する。

図８は図１に自車両５００の位置を検出するためのＧＰＳセンサ１０３と地図データベース２１０を追加しており、ＧＰＳセンサ１０３で得られた自車両位置と地図データベース２１０からの地図データから、地図上の自車両位置を検出し、自車両５００が合流地点に接近していることを検出することを可能としている。すなわち、合流地点への自車両５００の到達時間に応じて、自車両５００が合流地点に接近したときに、レーダーセンサ１００を側方に向けて、合流車両４００を検出するようにすることが可能であり、この場合に合流車両４００および自車両５００のベクトル表示像４０１、５０１を表示し、第２の実施の形態で述べた如く、ベクトル表示像４０１、５０１の交差状況から、自車両が先に通過するか、合流車両を合流させるべきかを判断することが可能である。

また、例えば、レーダーセンサ１００から得られた合流車両４００の相対速度と、相対距離等と自車両５００の位置から合流車両との合流ポイントを算出し、地図データから合流ポイントが合流車線の終わりに近いと推定される場合、合流車両４００が急に合流してくることが推測され、その情報をベクトル表示像４０１に重畳した赤色の点滅等で追加して表示し、ドライバに注意を促すことが可能である。

次に第４の実施の形態について、図９を用いて説明する。

図９は図１に前方の映像を取得するための電子式カメラ２２０と、カメラ２２０から得られた映像から、合流車両４００のウィンカ等の点滅を検出する画像処理部２２１を追加しており、本図９の構成により合流車両４００のウィンカの点滅を検出することが可能であり、検出されたウィンカの点滅周期に合わせて、ベクトル表示像４０１を点滅させて表示することができる。これにより、合流車両４００とベクトル表示像４０１がより一体的に認識されるという効果が得られる。

次に第５の実施の形態について、図１０、１１を用いて説明する。

図１０は図１に後側方の車両の有無を検出するための後側方センサ２３０を追加しており、後側方センサ２３０はレーダーセンサや、超音波センサ、あるいは車両認識を行う車両検出用の電子式カメラからなる。本第５の実施の形態では、合流車両４００が検出され、ベクトル表示像４０１の表示を行う場合、ベクトル表示像４０１と合わせて、自車両５００が側方への車線変更が可能か否かを表示することが可能となる。例えば、レーダーセンサ１００が合流車両４００を認識し、ベクトル表示像４０１が表示されると、後側方センサ２３０を動作させ、後側方の車両の有無、後側方の車両の相対速度、相対距離等を計測し、前側方への自車両５００の車線変更が可能か否かをベクトル表示像４０１と合わせて表示することが可能である。これにより、合流車両の動向に注意しながら、車線変更の判断が可能となり、スムーズな運転を行うことが出来る。また、ベクトル表示像５０１も表示する場合には、ベクトル表示像５０１の近傍に、車線変更が可能か否かの表示を、例えば車線変更が可能な場合はベクトル表示像５０２のように表示し、可能でない場合はベクトル表示像５０２の矢印の先に×印を付ける表示を行うようにしてもよい。

以上に述べた各実施の形態では、表示投影部３００にＬＣＤやＤＭＤを用いたプロジェクタを用いているが、自発光式のＶＦＤ（ＶａｃｕｕｍＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＤｉｓｐｌａｙ）やＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＤｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅＤｉｓｐｌａｙ）等を用いても良いことは言うまでもない。さらには、ドライバの頭の動きを検出する手段を設け、頭の位置に応じて表示像の位置を補正することにより、ドライバに装着させるＨＭＤ（ＨｅａｄｍｏｕｎｔＤｉｓｐｌａｙ）を用いても良い。

また、合流車両を検出する手段は、レーダーセンサを用いているが、画像認識や、車々間通信などにより、合流車両の検出を行うようにしてもよい。

更に、周囲車両として合流車両を上げているが、車線変更してくる車両等、自車両の周囲の車両であれば、同様の表示を行うことが可能である。

第１の実施の形態の構成を示すブロック図。表示投影部の構成を示す図。第１の実施の形態の動作を示すフローチャート。表示データの生成方法を示す説明図。第１の実施の形態のドライバの視点から見たベクトル表示像の表示例。第２の実施の形態の自車両のベクトル表示像を示す図。第２の実施の形態のベクトル表示像の表示例。第３の実施の形態の構成を示すブロック図。第４の実施の形態の構成を示すブロック図。第５の実施の形態の構成を示すブロック図。第５の実施の形態のベクトル表示像の表示例。

符号の説明

１０フロントウィンドウ１００レーダーセンサ
１０３ＧＰＳセンサ１０５自車両検出部
１１０ベクトルデータ算出部２００表示データ生成部
２１０地図データベース２２０カメラ
２２１画像処理部２３０後側方センサ
３００表示投影部４００合流車両
４０１、４０１_ａ合流車両のベクトル表示像
５００自車両５０１自車両のベクトル表示像
６００ドライバの視点Ｄ_１、Ｄ_２方向
ｈ視点の高さ θ_ｆ１、θ_ｆ２俯角
θ_１、θ_２視角

Claims

表示光をフロントウィンドウヘ向けて照射し、前記フロントウィンドウのフロントガラスからの反射光を視認させるヘッドアップディスプレイを用い、表示画像を遠方に結像させ、かつ、前方の景色と前記表示画像が重畳されてドライバに視認されるように配置した車両用表示装置であって、
自車両の周囲車両を検出する周囲車両検出手段と、
自車両の動きを検出する自車両検出手段と、
前記周囲車両検出手段と前記自車両検出手段の情報に基づいて、前記周囲車両と自車両との相対位置から相対ベクトルを算出し、かつ自車両の速度と進行方向から自車両のベクトルを算出し、さらに相対ベクトルから自車両のベクトルを減算することで周囲車両のベクトルを算出するベクトル算出手段と、
前記自車両のベクトルについて自車両のドライバから見た表示像に視点変換すると共にベクトルの形状を算出することによって自車両のベクトルの表示画像を生成し、また前記周囲車両のベクトルについて自車両のドライバから見た表示像に視点変換すると共にベクトルの形状を算出することによって前記周囲車両のベクトルの表示画像を生成する表示画像生成手段と、
前記表示画像生成手段からの前記ベクトルの前記表示画像に基づき、表示を行う表示手段とを備え、
前記周囲車両の速度と進行方向に対応したベクトルと自車両の速度と進行方向に対応したベクトルとを、フロントガラスを通して見える周囲車両と自車両の前方にそれぞれ表示することを特徴とする車両用表示装置。
道路形状および前記自車両の位置から合流地点を算出し、前記合流地点への前記自車両の到達時間に応じて、前記周囲車両および前記自車両の前記ベクトルを前記表示画像として表示することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
前記周囲車両の接近度合いに応じて、表示する前記表示画像の色を変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
前記周囲車両のウィンカを検出する手段を有し、前記周囲車両のウィンカの点滅に合わせて、前記表示画像を点滅させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用表示装置。
前記周囲車両の車両サイズを検出する手段を有し、前記表示画像が車両の上に重畳しないように表示を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用表示装置。
後側方の車両を検出する手段を具備し、前記自車両が隣接車線に車線変更が可能か否かを示す情報を、前記周囲車両の前記表示画像に合わせて、前記隣接車線に車線変更が可能か否かを示す情報を提示することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用表示装置。