JP5182499B2 - 車両用情報呈示装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転操作に有益な情報を呈示する車両用情報呈示装置に関する。

従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１〜３参照）。文献１には、車線が複数ある道路を走行中の自車両が、いずれの車線を走行しているのかを判断し、その結果と三次元地図データとに基づいて運転者の視点の精緻な三次元画像を表示する技術が記載されている。

また、文献２には、詳細に案内を行うべき地点から自車両までの距離に応じて、視点の高さを変更して三次元表示を行い、案内地点に近づくほど視点の高さを低くして三次元表示を行うことで、利用者は案内地点の全体の景観をまず見ることができ、案内地点へ近づくにつれて実際に見る景観に近い景観を見ることができる技術が提案されている。

さらに、文献３には、交差点案内に必要な情報を最低限のものに限ることで、経路上の交差点の状況が簡易な表示で把握することができ、交差点の配置や車線情報等が一目で把握できる技術が開示されている。
特開２００６−９８３４８ 特開２００１−７４４７７ 特開２００４−３４０８２５

しかし、上記の車両用情報呈示装置においては、例えば表示が精緻であるほど、運転者は情報呈示装置の画面の情報を確実に把握しようとするあまり、視線が画面に引き寄せられ、前方不注意を誘発するおそれがあった。

一方、視線を前方に向け前景を見ながら、周辺視で画面を見る場合には、限られた分解能しかもたない周辺視では、精緻に描かれた画面を見て、前景と画面に呈示された情報とを対応づけて短時間に情報を十分に認知することは困難と考えられており、運転時の認知負荷が大きくなっていた。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前景と呈示情報との対応付けを容易にして、呈示情報の認知負荷を低減した車両用情報呈示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、自車両のフロントウィンドウの下端近傍で、かつ運転者が前景における進行方向の地平線付近を視ているときに認知可能な位置に、道路シンボルにおける左右の側線シンボルのなす角度が、自車両が走行している前景の道路を運転者が視たときのイメージ画像（網膜像）における道路の左右の側線帯のなす角度よりも小さくなるように道路シンボルを前景のイメージ画像に重畳して呈示し、呈示されるシンボルは、一つ以上の消失点に基づく透視法により形状と表示位置が決定され、その消失点の位置は、運転者の視線が前景の地平線を向く方向と、運転者の視線が道路シンボルを向く方向とのなす角度に基づいて決定され、運転者から道路シンボルを視た見下ろす角度が、予め設定された基準となる角度よりも小さい場合には、左右の測線シンボルのなす角度を大きく設定し、運転者から道路シンボルを視た見下ろす角度が、予め設定された基準となる角度よりも大きい場合には、左右の測線シンボルのなす角度を小さく設定することを特徴とする。

本発明によれば、イメージ画像における前景の道路と、イメージ画像に重畳されて呈示される道路シンボルとの対応付けが容易となり、呈示情報の認知負荷を低減することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。

本発明の実施例１に係る車両用情報呈示装置について説明する。この実施例１では、本発明の車両用情報呈示装置を、車両の経路案内等を行う所謂カーナビゲーションシステムに適用した例で説明する。

この実施例１の車両用情報呈示装置は、従来からよく知られている一般的なカーナビゲーションシステムと同じく、道路ネットワークデータを含む地図データ、ＧＰＳやジャイロ、コンパス等を含む自車位置を測位する測位手段、利用者による目的地設定や自車位置から設定された目的地までの最適経路を算出する経路算出手段、算出された経路に沿って自車が走行することができる案内図形を描画する描画手段、描画された画像の呈示タイミングを算出する呈示タイミング算出手段、描画された画像を利用者に呈示する情報呈示部、ならびに上記各構成要件の動作を統御する中央制御ユニットを備えて構成されている。

情報呈示部１００は、図１に示すように、運転者１０１が前方の地平線近傍方向１０２を注視したときでも小さい見下ろし角で視認可能な、例えば自車両１０３のフロントウィンドウ１０４の下端近傍に設置されている。情報呈示部１００は、液晶ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、透明ＥＬディスプレイなどで構成され、表示輝度や温度特性等の車載要件、ならびにレイアウト上の設置要件を満足させるものであればその種類を問わない。

中央制御ユニットは、本装置を制御する制御中枢として機能し、制御ロジック（プログラム）に基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現され、本装置の制御を要する上記構成要素に指令を送り、以下に説明する情報の呈示動作を含む本装置のすべての動作を統括管理して制御する。なお、中央制御ユニットは、上記測位手段、経路算出手段、描画手段、呈示タイミング算出手段の機能を含み、記憶装置に上記地図データを記憶格納し、情報呈示部１００を除く本発明の車両用情報呈示装置を一体的に構成してもよい。

このような構成において、車両情報呈示装置は、情報呈示部１００に例えば図２に示すようなイメージ画像を呈示する。図２は運転者が自車両のフロントウィンドウ越しに視る前景の網膜像のイメージを模して表したイメージ画像であり、このイメージ画像にはその下方に道路シンボル２００が重畳して呈示され、この道路シンボル２００は、道路の側線帯をイメージした側線シンボル２０１と自車両の案内方向をイメージした案内（矢印）シンボル２０２とからなる。

情報呈示部１００は、例えば自車両の進路変更が必要な例えば交差点に差し掛かる手前で進路変更の方向を示す矢印を表示し、図２ではその矢印を案内シンボル２０２として表示し、進路変更する交差点２０３の手前で表示した例である。このような道路シンボル２００は、中央制御ユニットの統御の下に、経路算出手段で算出された目的地までの経路上において、最適経路を選択する際に進路変更する交差点に、測位手段で測位された自車両の位置が差し掛かる手前でることが呈示タイミング算出手段で算出されると、描画手段により予め描画されて用意された道路シンボルとして情報呈示部１００に呈示される。

次に、図３を参照して、情報呈示部１００に道路シンボルを呈示する呈示のしかたを説明する。図３は図２に示すイメージ画像に対して、説明のための補助線を加えた図である。図３に示すように、右左折などの進路変更が必要な交差点等に差し掛かる手前で、進路変更するべき交差点を示すために呈示される道路シンボルにおいて、自車両が現在走行している道路における左右の側線帯３００に対応した２本の側線シンボル３０１が消失点３０２においてなす角度θ３１は、運転者が視線を前方地平線に向けたときの道路イメージ（網膜像）における、左右の側線帯３００が消失点３０３においてなす角度θ３２よりも小さい角度で表示される。さらに、２本の側線シンボル３０１に対して整合がとれるように、案内シンボル３０４を配置し、このような側線シンボル３０１と案内シンボル３０４とで構成された道路シンボルを呈示する。

ここで、この実施例１における道路シンボルの呈示手法とこの実施例１の手法を採用しない従来の呈示手法との差異、ならびにその差異によるこの実施例１の優位性について説明する。先ず、この実施例１の手法を採用しない場合の呈示手法について説明する。

呈示された情報と前景とを対応づける際の認知負荷を低く抑えることを目的とした道路シンボルの単純化の方策として、例えば前景中の道路を運転者が視た前景イメージ（網膜像）から、道路を特徴付ける対象を抽出してシンボル化し、シンボル化したものをそのまま縮小して表示することが考えられる。

このような表示例としては、例えば図４に示すようなものがある。図４は上記実施例１と同様なシーンのイメージ画像であり、前景を視る運転者の網膜像イメージに、道路を特徴付ける対象としての道路の左右側線を単純化した側線シンボル４００を重畳して呈示し、さらに経路案内情報となる案内（矢印）シンボル４０１を呈示した呈示例を示している。図４に示すように呈示された側線シンボル４００と案内シンボル４０１とからなる道路シンボルを運転時の前景視認を妨げないような位置ならびにサイズに、移動ならびに縮小して呈示した呈示例を図５に示す。

図５において、道路シンボル５００の呈示位置を移動した後の呈示位置は、一般的な液晶ディスプレイやヘッドアップディスプレイの情報呈示部１００で容易に表示可能な、フロントウィンドウの下端近傍とする。

しかしこの表示方法では、運転者の網膜像における道路と道路シンボル５００との対応付けがとりにくく、違和感を感じることがある。以下に、その理由について説明する。

フロントウィンドウの下端に表示された道路シンボルを視るときに同時に視界に入る前景の道路は、若干見下ろすような角度で視ることになるが、そのとき前景の消失点は視野内で上方に移動することになる。その結果、前景中の道路の左右側線帯がなす角度と、道路シンボル５００における左右の側線シンボル５０１がなす角度とに相違（角度差）が生じ、この角度差により前景の道路と道路シンボル５００との対応がとりにくくなる。

図３に示すイメージ画像（網膜像）において、道路輪郭部の側転帯に着目して模式的かつ運転者の視野外の範囲が斜線となるように示した図６では、前景の消失点は符号６００で示す部分となる。これに対して、運転者が道路シンボル５００を視るために地平線から視線を落とし、前景道路を見下ろしたときのイメージ画像（網膜像）を示す図７では、視線を下げることで前景の消失点は符号７００で示す部分となり、図６に示す消失点よりも視野において上方に移動する。その結果、前景道路の側線帯７０１がなす角度θ７２は、地平線を向いた運転者の視線が視る道路を模して呈示された道路シンボル５００における側線シンボル７０２がなす角度θ７１とは異なる角度となり、この角度差により前景道路と道路シンボル５００との対応がとりにくくなる。

これに対して、上記実施例１では、先に説明したように、側線シンボル３０１がなす角度θ３１（図７のθ７１に対応）は、運転者が視線を前方地平線に向けたときの道路イメージ（網膜像）における左右側線帯のなす角度θ３２（図７のθ７２に対応）よりも小さい角度とすることで、運転者が実際の道路を見たイメージ（網膜像）における道路の左右側線帯を抽出し、縦横比をそのままに縮小して呈示した図５に示す場合に比べて、前景道路の下端に見た目上近い角度で呈示されるので、前景の道路と呈示される道路シンボルとの対応がとりやすくなり、運転者が感じうる違和感を低減することができる。

また、図３に示すようにこの実施例１における道路シンボルにおける側線シンボル３０１は、消失点３０２を考慮した一点透視法により奥行き感を表現しており、この側線シンボル３０１と整合するように経路案内のための案内（矢印）シンボル３０４の呈示位置を位置決めしている。したがって、前述したように消失点と交差点の位置は、道路シンボルと前景の道路とで対応がとりやすくなっているため、道路シンボルが一点透視法により表現する奥行感と実際の道路を視て感じる奥行感との間に生じる違和感を低減することができる。これらのことから、運転者は前景の道路のどの位置に案内シンボルが置かれるべきであるかを容易に推測することが可能となる。

次に、本発明の実施例２について説明する。この実施例２の特徴とするところは、先の実施例１に加えて、運転者が座るシート座面の高さ（例えば地上を基準とした高さ）を考慮して道路シンボルの呈示方法を設定したことにある。

上記特徴を実現するために、この実施例２では、シートの位置（座部の前後、高さ、背もたれ部の角度等）を調整するシート調整機構に、シート座面の高さを数値化して中央制御ユニットに出力する座面高検出センサを備えている。

中央制御ユニットは、情報呈示部１００の設置位置に基づいて予め設定されたシートの基準となる座面高に対して、座面高検出センサで検出された座面高との座面高差を算出し、算出した座面高差に基づいて道路シンボルの呈示方法を設定する。

このような構成において、運転席のシート座面高が変更される前では、先の実施例１の図３に示すように、呈示する道路シンボルにおける左右の側線シンボル３０１のなす角度θ３１は、運転者が視線を地平線に向けたときの実際の道路イメージ（網膜像）における、左右の側線帯３００のなす角度θ３２よりも小さい角度に設定されて呈示されるが、運転席シートの座面高が変更されると、変更後に運転者が視線を道路シンボルに向けたときに見る実際の道路イメージ（網膜像）における道路の左右の側線帯３００がなす角度と同様の角度となるように、シート座面高の変更に応じて呈示される側線シンボル３０１のなす角度が変更される。この変更にともなって、案内（矢印）シンボル３０４は角度が変更された側線シンボル３０１と整合がとれるように呈示位置が設定される。

このような運転席シートの座面高の変更において、例えばシート座面が上がり座面高が高く変更された場合には、実際の道路面から運転手の目までの距離が遠くなるため、図８（ａ）に示すように運転者が視る実際の道路における左右の側帯線のなす角度θ８１は、同図（ｂ）に示すようにシート座面が上がる前の同角度θ８２に比べ小さく（狭く）なる。 一方、シート座面が上がっても情報呈示部１００の設置位置は変わらないので、図９に示すようにシート座面を高くした運転者から見た情報呈示部１００に呈示された道路シンボルの見下ろし角度θ９１は、シート座面を高くする前の見下ろし角度θ９２に比べて大きくなる。したがって、シートの座面高を考慮せずに道路シンボルを描画して呈示する場合には、シートの座面高の調整により運転者が視る実際の道路の見え方が変化するので、その結果情報呈示部１００が呈示する道路シンボルの見え方に違和感を生じるおそれがある。

これに対して、この実施例２では、運転者がシート座面を例えば上げたときには、情報呈示部１００が呈示する道路シンボルにおける、左右の側線シンボルのなす角度をシート座面を上げる前に比べてより狭くし、運転者が視線を道路シンボルに向けたときに見る実際の道路イメージ（網膜像）における左右の側線帯がなす角度と同様の角度とすることで、シートの座面高が例えば高く変更されたときであっても、道路の左右の側線帯がなす角度の違いにより運転者が感じうる、実際の道路と道路シンボルとの見え方の違いを低減することが可能となり、実際の道路と道路シンボルとの対応付けを容易にすることができる。

このように、情報呈示部１００に呈示される道路シンボルは、一つ以上の消失点に基づく透視法により形状と表示位置が決定され、かつその消失点の位置は、運転者の視線が地平線を向く方向と、運転者の視線が呈示された道路シンボルを向く方向とのなす角度に基づいて決定する。すなわち、運転者から視て見下ろす角度が小さい（予め設定された基準となる角度に対して）位置に情報呈示部１００を設置して道路シンボルを呈示する場合は、呈示する道路イメージにおける左右の側線シンボルのなす角度を大きく設定して、運転者が地平線方向を視たときの前景道路と同じように呈示する一方、見下ろす角度を大きくとった位置に情報呈示部１００を設置して道路シンボルを呈示する場合には、呈示する道路イメージにおける左右の側線シンボルのなす角度を小さく設定して、前景道路を見下ろしたときと同じように呈示する。これにより、運転席シート座面の高さを変更する場合や、車種毎に異なる運転席と情報呈示部１００の位置関係の違いにより道路シンボルの呈示位置を変更する場合でも、運転者が呈示された道路シンボルを視たときに同時に視る実際の前景道路との対応付けが容易となり、運転者が感じうる違和感をより低減することができる。

本発明の実施例１に係る車両用情報呈示装置における情報呈示部の設置位置を示す図である。 実施例１における道路シンボルの呈示例を示す図である。 実施例１における道路シンボルの呈示方法を説明するための図である。 従来における道路シンボルの呈示例を示す図である。 従来における道路シンボルの他の呈示例を示す図である。 運転者が地平線方向に視線を向け、同時に呈示された道路シンボルを視たときの運転者の網膜像を模式的に表した図である。 運転者が呈示された道路シンボルに視線を向け、同時に前景の道路を視たときの運転者の網膜像を模式的に表した図である。 本発明の実施例２における、シート座面高の変化に対する運転者の視線の変化を示す図である。 本発明の実施例２における、シート座面高の変化に対する情報呈示部の見下ろし角度の変化を示す図である。

符号の説明

１００…情報呈示部
１０１…運転者
１０２…地平線近傍方向
１０３…自車両
１０４…フロントウィンドウ
２００，５００…道路シンボル
２０１，３０１，４００，５０１，７０２…側線シンボル
２０２，３０４，４０１…案内シンボル
２０３…交差点
３００，７０１…側線帯
３０２，３０３…消失点

Claims (1)

1. 自車両前方の事象に関する情報を自車両の乗員に呈示する車両用情報呈示装置において、
   自車両が走行している前景のイメージ画像に重畳して、前景の道路における左右の側線帯に対応した側線シンボルと自車両の進行方向を案内する案内シンボルとからなる道路シンボルを、自車両のフロントウィンドウの下端近傍で、かつ運転者が前景における進行方向の地平線付近を視ているときに認知（視認）可能な位置に呈示する情報呈示手段を有し、
   前記情報呈示手段は、道路シンボルにおける左右の側線シンボルのなす角度は、自車両が走行している前景の道路を運転者が視たときのイメージ画像（網膜像）における道路の左右の側線帯のなす角度よりも小さくなるように側線シンボルを呈示し、前記情報呈示手段により呈示される道路シンボルは、一つ以上の消失点に基づく透視法により形状と表示位置が決定され、その消失点の位置は、運転者の視線が前景の地平線を向く方向と、運転者の視線が道路シンボルを向く方向とのなす角度に基づいて決定され、運転者から道路シンボルを視た見下ろす角度が、予め設定された基準となる角度よりも小さい場合には、左右の測線シンボルのなす角度を大きく設定し、運転者から道路シンボルを視た見下ろす角度が、予め設定された基準となる角度よりも大きい場合には、左右の測線シンボルのなす角度を小さく設定する
   ことを特徴とする車両用情報呈示装置。

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