JP5695977B2

JP5695977B2 - 車両用投影装置

Info

Publication number: JP5695977B2
Application number: JP2011120961A
Authority: JP
Inventors: 直登志藤本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-05-30
Also published as: JP2012247369A

Description

本発明は、車両用投影装置に関するものである。

走行支援の技術として、車両にプロジェクタを搭載した車両用投影装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の車両用投影装置では、移動体（例えば、歩行者）が判別領域に存在する場合に、注意喚起用の画像を路面上に直接投影することで、歩行者に対して注意を喚起させ、歩行者の安全を確保できるようになっている。

特開２００８−７０７９号公報

しかしながら、上述した従来の車両用投影装置にあっては、歩行者等、周囲の移動体を対象にした画像を投影するものであり、自車両の運転者等、乗員を対象とするものではなかった。

ここで、走行支援の技術の一つであるナビゲーションシステムにあっては、運転者はモニタに表示された経路案内画像を目視で確認しながら運転する必要がある。この場合、特に複雑な分岐路等では、実際の走行路と、モニタに表示された経路案内画像と、を繰り返し見返す等の照合作業を要することもある。

そこで、本発明は、運転者の視線移動を抑制した上で、経路案内画像の視認性を向上させることができる車両用投影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、自車両（例えば、実施形態における自車両１０）の現在位置、及び前記現在位置から設定された目的地までの経路を探索する経路探索手段（例えば、実施形態におけるナビゲーションシステム１３）と、前記自車両が前記経路上の分岐点に乗員が視認可能な程度まで近づいたとき、前記経路探索手段で探索された経路情報に基づいて、前記自車両を分岐方向へと誘導する経路案内画像（例えば、実施形態における経路案内画像Ａ）を前記自車両の前方の路面上に投影する投影手段（例えば、実施形態における投影手段１５）と、を備え、前記経路案内画像は、前記自車両の直進方向に沿って延びる直進指示部（例えば、実施形態における直進指示部Ａ１）と、前記直進指示部に対して曲折して分岐方向に沿って延びる分岐指示部（例えば、実施形態における分岐指示部Ａ２）と、を有する矢印画像であり、前記投影手段は、前記直進指示部の先端を前記分岐点に合わせて投影するとともに、前記自車両の走行速度が遅くなるに従い、前記直進指示部の幅が広くなるように投影することを特徴とする。

請求項２に記載した発明では、自車両の現在位置、及び前記現在位置から設定された目的地までの経路を探索する経路探索手段と、前記自車両が前記経路上の分岐点に乗員が視認可能な程度まで近づいたとき、前記経路探索手段で探索された経路情報に基づいて、前記自車両を分岐方向へと誘導する経路案内画像を前記自車両の前方の路面上に投影する投影手段と、前記自車両の周辺を撮影する撮影手段と、を備え、前記投影手段は、前記撮影手段が撮影した撮影結果に基づいて投影位置を調整するとともに、前記撮影手段の前記撮影結果により前記自車両の前方における投影範囲内に障害物または前方車両が検出された場合に、投影を禁止することを特徴とする。

請求項３に記載した発明では、前記投影手段は、前記現在位置から前記分岐点までの到達残距離が短くなるに従い、前記直進指示部の長さが短くなるように投影することを特徴とする。

請求項４に記載した発明では、前記投影手段は、前記現在位置から前記分岐点までの到達残距離が短くなるに従い、前記分岐指示部の長さが長くなるように投影することを特徴とする。

請求項５に記載した発明では、前記投影手段は、前記現在位置から前記分岐点までの到達残距離が短くなるに従い、前記分岐指示部の幅が広くなるように投影することを特徴とする。

請求項６に記載した発明では、前記投影手段は、前記路面に対する投影角度を変更可能に構成されていることを特徴とする。

請求項７に記載した発明では、前記自車両の前照灯の点灯時における前記投影手段の投影開始時期を、前記前照灯の消灯時に比べて早く設定することを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、路面に投影された経路案内画像を確認しながら走行することで、ナビゲーションシステムのモニタを確認する等、視線を自車両の進行方向から外すことなく、また、目の焦点を大きく変化させる必要なく、目的地までの経路を確認できる。
さらに、経路案内画像が路面に直接投影されるので、運転者から見て経路案内画像と実際の路面とのズレが少なく、経路案内画像を正確、かつ速やかに認識できる。
したがって、運転者の視線移動を抑制した上で、経路案内画像の視認性を向上させることができる。
また、経路案内画像が路面に直接投影されるので、自車両の運転者だけでなく、自車両の周囲の移動体（例えば、自車両の前方に存在する歩行者等）も自車両の進行方向を認識できるので、周囲の移動体に対する注意喚起の機能も果たすことができる。
また、直進指示部の先端を分岐点に合わせて投影することで、実際に分岐すべき分岐点を判断し易くなる。
さらに分岐点までの到達残距離や、自車両の走行速度等、自車両の走行状態に応じて経路案内画像の長さや幅を変更することで、経路案内画像に遠近感（奥行き）を持たせることができる。したがって、経路案内画像の視認性をより一層向上できる。

請求項２に記載した発明によれば、撮影手段が撮影した撮影結果に基づいて投影位置を調整することで、周辺状況に関わらず経路案内画像を最適な範囲に投影できる。
また、投影手段の投影範囲に障害物や前方車両が存在した場合に、投影手段による投影を禁止することで、経路案内画像が前方車両の乗員等に影響を及ぼすことがない。

請求項６に記載した発明によれば、投影手段を下方に傾けるに従い経路案内画像の投影範囲が自車両に接近することになる。この場合、プロジェクタの出力が一定とすると、投影範囲が遠い場合に比べてプロジェクタの出力に対する輝度を向上させることができる。
そのため、例えば、分岐点までの到達残距離が近くになるに従いプロジェクタの投影位置を近づけることで、分岐点に近づくにつれて経路案内画像の視認性を向上させることができる。

請求項８に記載した発明によれば、撮影手段が撮影した撮影結果に基づいて投影範囲を調整することで、周辺状況に関わらず経路案内画像を最適な範囲に投影できる。

請求項９に記載した発明によれば、投影手段の投影範囲に障害物や前方車両が存在した場合に、投影手段による投影を禁止することで、経路案内画像が前方車両の乗員等に影響を及ぼすことがない。

請求項７に記載した発明によれば、前照灯の点灯時であっても、視認性を維持することができる。

本発明の実施形態における自車両の側面図である。投影手段のブロック図である。ＥＣＵのブロック図である。ＥＣＵによる画像投影処理を示すフローチャートである。車室内から自車両の前方を見た図であって、経路案内画像を示す説明図である。車室内から自車両の前方を見た図であって、経路案内画像を示す説明図である。車室内から自車両の前方を見た図であって、経路案内画像を示す説明図である。図１に相当する図であって、経路案内画像を示す説明図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は自車両１０の側面図であり、図２は車両用投影装置１１のブロック図である。以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。
図１，２に示すように、本実施形態の車両用投影装置１１は、車速センサ１２と、ナビゲーションシステム（経路探索手段）１３と、車外カメラ１４と、これら車速センサ１２、ナビゲーションシステム１３、及び車外カメラ１４による検出結果に基づいて自車両１０を誘導する経路案内画像Ａを自車両１０の前方の路面Ｌ上に投影する投影手段１５と、投影手段１５に電力を供給するバッテリ１６、及び車軸発電機１７と、を有している。

車速センサ１２は、自車両１０の走行速度を検出するためのものであって、走行速度の検出結果は投影手段１５の後述するＥＣＵ２１に入力される。
ナビゲーションシステム１３は、自車両１０の現在位置、及び現在位置から目的地までの経路を探索して自車両１０を誘導するためのものであって、図示しない現在位置検出部と、地図データ記憶部と、ナビゲーション処理部と、を主に備えている。

現在位置検出部は、人工衛星を利用したＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）信号等の測位信号を受信して、自車両１０の現在位置を検出する。
地図データ記憶部は、ハードディスク装置等の磁気ディスク装置や、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク装置等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に、地図データを記録して構成されている。その地図データとして、例えば道路や交差点の位置、形状等の道路データが格納されている。
ナビゲーション処理部は、現在位置検出部で検出された現在位置、ナビゲーションシステム１３に入力された目的地、及び地図データ記憶部から読み出された地図データに基づいて、自車両１０の走行経路を探索する。

車外カメラ１４は、自車両１０の周辺を撮影するものであって、撮影した撮影結果が投影手段１５のＥＣＵ２１に向けて出力される。

ここで、投影手段１５は、路面Ｌ上に経路案内画像Ａを投影するプロジェクタ２２と、プロジェクタ２２の路面Ｌに対する投影角度を変更するモータ２３と、上述した車速センサ１２、ナビゲーションシステム１３、及び車外カメラ１４による各検出結果に基づいてプロジェクタ２２、及びモータ２３を統括的に制御するＥＣＵ２１と、を備えている。また、投影手段１５には、バッテリ１６、及び車軸発電機１７から電力が供給されるようになっている。

図３は、ＥＣＵ２１のブロック図である。
図３に示すように、ＥＣＵ２１は、投影判断部３１と、投影角度算出部３２と、画像生成部３３と、を主に備えている。
投影判断部３１は、上述したナビゲーションシステム１３から入力される情報（経路情報や現在位置から分岐点までの到達残距離等）に基づいて、プロジェクタ２２による経路案内画像Ａの投影を開始するか否かを判断する。具体的に、投影判断部３１は、ナビゲーションシステム１３により算出される分岐点までの到達残距離が所定距離以内になったとき（自車両１０が分岐点に乗員が視認可能な程度まで近づいたとき）に、この判断結果を画像生成部３３に向けて出力する。
さらに、投影判断部３１は、車外カメラ１４による撮影結果に基づいて自車両１０の前方におけるプロジェクタ２２の投影範囲内（自車両１０とプロジェクタ２２の投影位置との間の範囲）に前方車両や障害物等が存在しないと判断したときに、この判断結果を画像生成部３３に向けて出力する。

投影角度算出部３２は、自車両１０の現在位置から分岐点までの到達残距離や、走行速度、車外カメラ１４による撮影結果等に基づいて、プロジェクタ２２の路面Ｌに対する投影角度を算出し、この算出結果をモータ２３に向けて出力することで、経路案内画像Ａの投影位置を調整する。具体的に、投影角度算出部３２は、到達残距離が短くなったり、走行速度が遅くなったりするのに従い、プロジェクタ２２を下方に向けて傾け、経路案内画像Ａの投影位置が自車両１０に接近するように制御する。

画像生成部３３は、上述したナビゲーションシステム１３から入力される情報に基づいて、プロジェクタ２２で投影する経路案内画像Ａの基本画像を図示しないメモリ部から選択し、プロジェクタ２２に入力する。なお、本実施形態のプロジェクタ２２で投影する経路案内画像Ａは、例えば図５に示すように、自車両１０の直進方向に沿って分岐点に向かって延びる直進指示部Ａ１と、分岐点において直進指示部Ａ１に対して曲折して分岐方向に沿って延びる分岐指示部Ａ２と、を有する矢印画像である。そして、上述したメモリ部には、十字路、Ｔ字路等の交差点において、自車両１０の右折（左折）または分岐等を誘導するための経路案内画像Ａの各基本画像が記憶されている。

また、画像生成部３３は、自車両１０の走行状態、具体的には現在位置から分岐点までの到達残距離や、自車両１０の走行速度に基づいて、上述したメモリ部から選択された経路案内画像Ａの基本画像の長さや、幅を調整する。具体的に、画像生成部３３は、直進指示部Ａ１の先端を分岐点に合わせた状態で、分岐点に近づくに従い直進指示部Ａ１の長さを短くする一方、分岐指示部Ａ２の長さを長く、かつ太くするように制御する。また、画像生成部３３は、自車両１０の走行速度が遅くなるに従い、直進指示部Ａ１の幅を広くするように制御している。

プロジェクタ２２は、上述したＥＣＵ２１の画像生成部３３で生成された経路案内画像Ａを路面Ｌに向けて投影するものであって、自車両１０の前側における車幅方向の中央部に搭載されている。
モータ２３は、プロジェクタ２２に接続され、上述した投影角度算出部３２の算出結果に基づいて、プロジェクタ２２を路面Ｌに対して所望の投影角度となるように傾動させる。

（作用）
次に、図４のフローチャートに基づいてＥＣＵ２１による画像投影処理を説明する。なお、以下の説明では、自車両１０が分岐点（交差点）を右折する場合について説明する。
まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ２１は、ナビゲーションシステム１３、車速センサ１２、及び車外カメラ１４から各種情報を取得する。

次に、ステップＳ２において、投影判断部３１は、ナビゲーションシステム１３により算出された分岐点までの到達残距離が所定距離以内か否かを判断する。
ステップＳ２の判断結果が「ＮＯ」の場合（所定距離より長い場合）は、自車両１０は分岐点に近づいてないと判断して、ステップＳ２の判断を繰り返す。
一方、ステップＳ２の判断結果が「ＹＥＳ」の場合（所定距離以内の場合）は、自車両１０が分岐点に乗員が視認可能な程度まで近づいたと判断して、ステップＳ３に進む。

さらに、投影判断部３１は、ステップＳ３において、車外カメラ１４による撮影結果に基づいて、プロジェクタ２２の投影範囲内に前方車両や障害物が存在するか否かを判断する。
ステップＳ３の判断結果が「ＹＥＳ」の場合は、プロジェクタ２２の投影範囲内に前方車両や障害物が存在すると判断して、プロジェクタ２２による投影を禁止する。この場合は、上述したステップＳ３のフローを繰り返す。
一方、ステップＳ３の判断結果が「ＮＯ」の場合は、プロジェクタ２２の投影範囲内に前方車両や障害物が存在しないと判断して、ステップＳ４に進む。

次に、ステップＳ４において、プロジェクタ２２から経路案内画像Ａを投影する。具体的に、ナビゲーションシステム１３から入力される情報、車速センサ１２から入力される走行速度、及び車外カメラ１４による撮影結果等、自車両１０の走行状態に基づいて、画像生成部３３により経路案内画像Ａを生成するとともに、投影角度算出部３２によりプロジェクタ２２の投影角度を算出する。そして、投影角度算出部３２の算出結果に基づいて、モータ２３がプロジェクタ２２を所望の投影角度に傾動させた状態で、画像生成部３３で生成された経路案内画像Ａがプロジェクタ２２から路面Ｌに向けて投影される。

図５〜７は、車室内から自車両の前方を見た図であって、経路案内画像Ａを示す説明図である。
ここで、図１，５に示すように、プロジェクタ２２からは、直進指示部Ａ１、及び分岐指示部Ａ２を有する矢印画像が投影される。この場合、画像生成部３３は、まずナビゲーションシステム１３から入力される情報に基づいて、プロジェクタ２２で投影する経路案内画像Ａの基本画像を図示しないメモリ部から選択する。その後、上述した自車両１０の走行状態に基づいて、経路案内画像Ａの長さや幅を変形する。
具体的に、図６，７に示すように、画像生成部３３は、直進指示部Ａ１の先端を分岐点に合わせた状態で、自車両１０が分岐点に近づくに従い、直進指示部Ａ１の長さを短くする一方、分岐指示部Ａ２の長さを長く、かつ太くする。また、画像生成部３３は、自車両１０の走行速度が遅くなるに従い、直進指示部Ａ１の幅を広くするように制御している。すなわち、直進指示部Ａ１の幅は、分岐点に向けて減速するに従い広くなるようになっている。なお、画像生成部３１は、自車両１０が分岐点で分岐が完了するまで、自車両１０の走行状態に基づいて経路案内画像Ａを生成し続ける。

図８は、図１に相当する図であって、経路案内画像を示す説明図である。
さらに、ステップＳ４において、投影角度算出部３２は、自車両１０の走行状態に基づいてプロジェクタ２２の路面Ｌに対する投影角度を算出し続け、プロジェクタ２２の投影位置を調整する。具体的に、投影角度算出部３２は、図８に示すように、分岐点までの到達残距離が近く、または走行速度が遅くなるに従い、プロジェクタ２２を下方に傾け、投影位置を自車両１０に接近させる。

以上により、ＥＣＵ２１による画像投影処理を終了する。なお、ナビゲーションシステム１３に目的地を設定して走行している最中には、上述したフローを繰り返して行う。

このように、本実施形態では、自車両１０が分岐点に乗員が視認可能な程度まで近づいたとき、ナビゲーションシステム１３で探索された経路情報に基づいて、自車両１０を分岐方向へと誘導する経路案内画像Ａを自車両１０の前方の路面Ｌ上に投影する投影手段１５を有する構成とした。
この構成によれば、路面Ｌに投影された経路案内画像Ａを確認しながら走行することで、ナビゲーションシステム１３のモニタを確認する等、視線を自車両１０の進行方向から外すことなく、また、目の焦点を大きく変化させる必要なく、目的地までの経路を確認できる。
さらに、経路案内画像Ａが路面Ｌに直接投影されるので、運転者から見て経路案内画像Ａと実際の路面Ｌとのズレが少なく、経路案内画像Ａを正確、かつ速やかに認識できる。
したがって、運転者の視線移動を抑制した上で、経路案内画像Ａの視認性を向上させることができる。
また、経路案内画像Ａが路面Ｌに直接投影されるので、自車両１０の運転者だけでなく、自車両１０の周囲の移動体（例えば、自車両１０の前方に存在する歩行者等）も自車両１０の進行方向を確認できることになる。そのため、周囲の移動体に対する注意喚起の機能も果たすことができる。

また、直進指示部Ａ１の先端を分岐点に合わせて投影することで、実際に分岐すべき分岐点を判断し易くなる。
さらに、自車両１０の走行状態に応じて経路案内画像Ａの長さや幅を変更することで、経路案内画像Ａに遠近感（奥行き）を持たせることができる。したがって、経路案内画像Ａの視認性をより一層向上できる。

また、分岐点までの到達残距離が近くになるに従いプロジェクタ２２の投影位置を近づけることで、プロジェクタ２２の投影位置が遠い場合に比べてプロジェクタ２２の出力に対する輝度を向上させ、視認性をより一層向上させることができる。
さらに、車外カメラ１４が撮影した画像結果に基づいて投影位置を調整することで、周辺状況に関わらず経路案内画像Ａを最適な位置に投影できる。また、自車両１０とプロジェクタ２２の投影位置との間に前方車両や障害物等が存在した場合には、プロジェクタ２２による投影を禁止とすることで、経路案内画像Ａが前方車両の乗員等に影響を及ぼすことがない。

なお、本実施形態の車軸発電機１７は、車軸の回転力に応じた電力を投影手段１５（プロジェクタ２２）へ供給可能となっており、走行速度の増加に伴い高電力を供給できるので、その電力を用いて走行速度の増加に伴い投影手段１５（プロジェクタ２２）の経路案内画像Ａの輝度を高めてもよい。そうすることで、プロジェクタ２２への輝度を高めるための電力を、バッテリ１６を用いずに賄うことができる。
また、通常は投影方向を下方に向けた状態で配置されているプロジェクタ２２において、車軸発電機１７で発電された電力を用いてプロジェクタ２２の路面Ｌに対する投影角度を上方に傾けるように制御してもよい。そうすることで、プロジェクタ２２を上方へ向ける電力をバッテリ１６を用いず賄うこともできる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、プロジェクタにより投影される経路案内画像Ａは、単色に限らず、複数色の色で投影できるようにしても構わない。この場合、自車両１０の周辺状況を検出する外界センサ等を設け、路面Ｌの状態や、時刻、天候等で変動する路面色や路面照度に応じて最も認識し易い色で経路案内画像を投影しても構わない。

さらに、上述した実施形態では、ナビゲーションシステム１３の経路情報に基づいて経路案内画像Ａを投影する場合について説明したが、速度等を投影しても構わない。
また、上述した実施形態では、プロジェクタ２２を車幅方向の中央部に搭載する構成について説明したが、これに限らず、車幅方向の運転席側に搭載しても構わない。
また、経路案内画像Ａの投影が開始される所定距離は、予め設定されていても、乗員自身で自由に設定できるようにしても構わない。この場合、夜間等の前照灯の点灯時は、前照灯の消灯時に比べて投影開始のタイミングを早め（遠め）に設定しておくことが好ましい。これにより、前照灯の点灯時であっても、視認性を維持することができる。

また、上述した実施形態では、交差点（分岐点）を右折する場合について説明したが、これに限らず、例えばＴ字路や五叉路等、各種の分岐点での経路案内に用いることができる。

また、上述した実施形態では、経路案内画像Ａに矢印画像を用いる場合について説明したが、運転者が分岐方向を認識できる画像であれば、矢印画像に限らない。
また、上述した実施形態では、プロジェクタ２２の投影角度を変更することで、自車両１０に対する投影位置を変更する場合について説明したが、これに限らず、プロジェクタ２２の投影範囲内で経路案内画像Ａを移動させても構わない。

１０…自車両１３…ナビゲーションシステム（経路探索手段）１５…投影手段Ａ…経路案内画像Ａ１…直進指示部Ａ２…分岐指示部

Claims

自車両の現在位置、及び前記現在位置から設定された目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
前記自車両が前記経路上の分岐点に乗員が視認可能な程度まで近づいたとき、前記経路探索手段で探索された経路情報に基づいて、前記自車両を分岐方向へと誘導する経路案内画像を前記自車両の前方の路面上に投影する投影手段と、を備え、
前記経路案内画像は、前記自車両の直進方向に沿って延びる直進指示部と、前記直進指示部に対して曲折して分岐方向に沿って延びる分岐指示部と、を有する矢印画像であり、
前記投影手段は、前記直進指示部の先端を前記分岐点に合わせて投影するとともに、前記自車両の走行速度が遅くなるに従い、前記直進指示部の幅が広くなるように投影することを特徴とする車両用投影装置。
自車両の現在位置、及び前記現在位置から設定された目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
前記自車両が前記経路上の分岐点に乗員が視認可能な程度まで近づいたとき、前記経路探索手段で探索された経路情報に基づいて、前記自車両を分岐方向へと誘導する経路案内画像を前記自車両の前方の路面上に投影する投影手段と、
前記自車両の周辺を撮影する撮影手段と、を備え、
前記投影手段は、前記撮影手段が撮影した撮影結果に基づいて投影位置を調整するとともに、前記撮影手段の前記撮影結果により前記自車両の前方における投影範囲内に障害物または前方車両が検出された場合に、投影を禁止することを特徴とする車両用投影装置。
前記投影手段は、前記現在位置から前記分岐点までの到達残距離が短くなるに従い、前記直進指示部の長さが短くなるように投影することを特徴とする請求項１記載の車両用投影装置。
前記投影手段は、前記現在位置から前記分岐点までの到達残距離が短くなるに従い、前記分岐指示部の長さが長くなるように投影することを特徴とする請求項１または請求項３記載の車両用投影装置。
前記投影手段は、前記現在位置から前記分岐点までの到達残距離が短くなるに従い、前記分岐指示部の幅が広くなるように投影することを特徴とする請求項１、請求項３、及び請求項４の何れか１項に記載の車両用投影装置。
前記投影手段は、前記路面に対する投影角度を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の車両用投影装置。
前記自車両の前照灯の点灯時における前記投影手段の投影開始時期を、前記前照灯の消灯時に比べて早く設定することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の車両用投影装置。