JP5916541B2 - 車載システム - Google Patents

Description

本発明は、AR（拡張現実： Augmented Reality）技術を用いて、自動車の運転を支援する技術に関するものである。

AR技術を用いて自動車の運転を支援する技術としては、自動車に搭載したヘッドアップディスプレイを用いて、ユーザが見ている自動車前方の実空間の風景上に、自動車を進行させるべき方向を表す矢印マーカーを重畳表示する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

また、自動車の運転を支援する技術としては、自動車に搭載したヘッドアップディスプレイを用いて、ユーザが見ている自動車前方の実空間の風景上に、前方を走行する仮想的な他車を表す画像を重畳表示すると共に、カーブ手前の自動車の減速が必要なタイミングで、当該画像を、ブレーキランプを点灯した他車を表す画像に変化させる技術が知られている（たとえば、特許文献２）。

特開２０１１-１１７８４２号公報 特開２００６-１１２９６２号公報

上述した技術を用いて、自動車を進行させるべき方向と、減速が必要なタイミングとの双方をユーザに通知する場合には、矢印マーカーと仮想的な他車を表す画像との双方を表示する必要があるため、表示が煩雑となることは避けられない。
また、仮想的な他車を表す画像を、ブレーキランプを点灯した他車を表す画像に切り替える技術を、自動車前方の危険発生の通知にも用いるようにすることも考えられるが、このように画像の内容を切り替えるだけでは、自動車前方の緊急の危険の発生をユーザに認識せしめるのに必ずしも充分でない。

そこで、本発明は、表示が煩雑となることを抑制しつつ、前方の危険を効果的にユーザに認識させることのできる車載システムを提供することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、自動車に搭載される車載システムに、前記自動車前方の実空間の風景上に映像を重畳表示する表示部と、前記自動車の進行方向を案内するマーカーを、前記表示部を用いて、前記自動車前方の実空間上の地点に重なる位置に表示するマーカー表示手段と、前記自動車前方の危険の有無を監視する前方監視手段とを備え、前記マーカー表示手段において、前記前方監視手段が前記自動車前方の危険の発生を検知したときに、前記マーカーの大きさが時間経過に従って漸増するように、前記マーカーの表示を行うようにしたものである。

また、本発明は、このような車載システムであって、前記マーカー表示手段において、前記前方監視手段が前記自動車前方の危険の発生を検知したときに、前記マーカーの大きさが時間経過に従って漸増するように前記マーカーの表示を行うことに代えて、もしくは、前記マーカーの大きさが時間経過に従って漸増するように前記マーカーの表示を行うことと共に、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点までの前記自動車からの距離が時間経過に従って漸減するように、前記マーカーの表示を行うようにしたものである。

ここで、これらのような車載システムは、前記マーカー表示手段において、前記前方監視手段が前記自動車前方の危険を検知していないときには、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点までの前記自動車からの距離と前記マーカーの大きさとを、所定の距離と所定の大きさとに固定して、前記マーカーを表示するように構成してもよい。

また、これらのような車載システムに、目的地までのルートを設定するナビゲーション手段をもうけ、前記マーカーは、前記ルートに従って進行すべき方向を案内するものとしてもよい。
また、これらのような車載システムは、前記マーカー表示手段において、前記前方監視手段が前記自動車前方の危険の発生を検知したときに、前記マーカーの形状もしくは表示色を変更するように構成してもよい。
これらのような車載システムによれば、表示部を用いて前記自動車前方の実空間上の地点に重なる位置に表示している、前記自動車の進行方向を案内するマーカーの大きさを漸増させたり、当該マーカーの表示位置から重なる地点を前方より自車に近づけることにより、前方より物体が自車に近づくようすを模擬する。そして、このように前記自動車の進行方向を案内するマーカーを用いて前方より物体が自車に近づくようすを模擬する表示を行うことにより、運転者に前方の危険発生を直感的に、当該マーカー以外の表示を必要とすることなく認識せしめることができる。

よって、運転者に表示が煩雑となることを抑制しつつ、前方の障害を効果的にユーザに認識させることができる。

以上のように、本発明によれば、表示が煩雑となることを抑制しつつ、前方の危険を効果的にユーザに認識させることのできる車載システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る車載システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る先行マーカー表示処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る先行マーカー表示処理の処理例を示す図である。 本発明の実施形態に係る先行マーカー表示処理の処理例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａに本実施形態に係る車載システムの構成を示す。
車載システムは、自動車に搭載されるシステムであり、図示するように、車載システム１は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）１０１、操作部１０２、前方センサ１０３、ＧＰＳ受信機１０４、自動車の車速や角速度や舵角を計測する車両状態センサ１０５、制御部１０６、ナビゲーション部１０７、前方状況認識部１０８、先行マーカー表示部１０９、記憶装置１１０とを備えている。

ただし、車載システム１は、ハードウエア的には、マイクロプロセッサや、メモリや、その他の周辺デバイスを有する一般的な構成を備えたコンピュータを用いて構成してよく、この場合、以上に示した車載システム１の各部、または、その一部は、マイクロプロセッサが予め用意されたプログラムを実行することにより具現化するプロセスとして実現されるものであって良い。また、この場合、このようなプログラムは、記録媒体や適当な通信路を介して、車載システム１に提供されるものであって良い。

ここで、このような車載システム１の前方センサ１０３は、自動車前方の状況を検出するセンサであり、前方センサ１０３としては、図１ｂに示すように、自動車前方のようすを撮影するカメラや、自動車前方の障害物の自車に対する相対位置や相対速度を検出するレーダ装置などを用いることができる。

また、車載システム１の前方状況認識部１０８は、前方センサ１０３を用いて、自動車前方の障害物の自車に対する相対位置や相対速度などの自動車前方の障害物の状況を識別する。なお、前方センサ１０３がカメラである場合には、前方状況認識部１０８は、カメラが撮影した映像に対する画像認識処理を行って自動車前方の障害物の状況を識別する。

また、車載システム１のヘッドアップディスプレイ１０１は、フロントウインドシールドディスプレイであり、図１ｃに示すように、フロントウインドシールドガラスの車内側またはフロントウインドシールドガラスに内挿して設けた透明スクリーン１０１１と、透明スクリーン１０１１に画像を投影する投影ユニット１０１２とより構成され、投影ユニット１０１２より投影した画像が、透明スクリーン１０１１によって反射されて、透明スクリーン１０１１越しに見える自動車前方の実空間の風景に重畳した形態で、運転者に視認されるように構成されている。なお、ヘッドアップディスプレイ１０１としては、透明スクリーン１０１１を、バイザー状に運転者の目前に配置したものなども用いることができる。

次に、車載システム１のナビゲーション部１０７は、記憶装置１１０に記録されている地図データを用いて、ＧＰＳ受信機１０４や車両状態センサ１０５を利用した、自車の現在位置や自車の現在の進行方向の算出や、ユーザからの目的地の設定の受け付けや、設定された目的地までのルートの設定や、現在位置周辺の道路地図上に現在位置や現在の進行方向を表すマーカーや設定した目的地までのルートを表したナビゲーション画像の生成や、ナビゲーション画像のヘッドアップディスプレイ１０１への表示などを行う。

一方、先行マーカー表示部１０９は、先行マーカー表示処理を行って、ヘッドアップディスプレイ１０１に先行マーカーを表示する。
図２に、この先行マーカー表示処理の手順を示す。
図示するように、この先行マーカー表示処理において、先行マーカー表示部１０９は、まず、前方状況認識部１０８が識別している自動車前方の障害物の状況や、車両状態センサ１０５が検出している自動車の車速等より、前方安全レベルの高/中/低を算出する（ステップ２０２）。
ここで、ステップ２０２では、自車前方の自車の近距離内に障害物（歩行者や先行他車など）が存在する場合や、自車前方の自車までの距離が中程度の距離内に自車に対する相対速度が自車に向かう方向の障害物（先行他車など）が存在する場合などの、自車の現在の状態を維持した場合に所定時間内に自車が衝突する可能性がある障害物が存在した場合に前方安全レベルを低と判定する。

また、前方安全レベルを低と判定しなかった場合において、自車前方の自車までの距離が中程度の距離内に障害物（先行他車など）が存在する場合や、ナビゲーション部１０７において設定されているルートに従って次に右左折など進路変更すべき交差点までの距離が所定距離以内となっている場合には、前方安全レベルを中と判定する。

そして、前方安全レベルを低とも中とも判定しなかった場合、すなわち、ルートに従って次に右左折など進路変更すべき交差点まで所定距離以内に接近しておらず、自車前方の自車までの距離が中程度の距離内に障害物（先行他車など）も存在しない場合に、前方安全レベルを高と判定する。

そして、前方安全レベルが中と判定された場合には（ステップ２０４）、図３ａに示すように、矢印状の大きさが中サイズの先行マーカー３００を、自車走行中の道路上の自車前方の自車までの距離が中程度の距離の地点の風景に重畳されるようにヘッドアップディスプレイ１０１に表示する（ステップ２０６）。そして、ステップ２０２からの処理に戻る。

ここで、先行マーカー３００の矢印の向きは、ナビゲーション部１０７に目的地までのルートが設定されている場合には、次の向きとする。
すなわち、次に通過する交差点がルートに従って右左折など進路変更すべき交差点であって、当該交差点に所定距離内に近づいている場合には、当該交差点通過まで、先行マーカー３００の矢印の向きを当該交差点のルートに従った通過方向とする。すなわち、たとえば、ルートに従って直角に右折すべき交差点手前では先行マーカー３００の矢印の向きを右向きとし、ルートに従って直角に左折すべき交差点手前では先行マーカー３００の矢印の向きを左向きとする。そして、他の場合には先行マーカー３００の矢印の方向を、走行中道路の先行マーカー３００が重なる地点における道路方向に沿った方向とする。

また、先行マーカー３００の矢印の向きは、ナビゲーション部１０７に目的地までのルートが設定されていない場合には、車両状態センサ１０５が検出している舵角より求まる自車の進行方向とする。
なお、図３ａにおいて、３５０はナビゲーション部１０７によってヘッドアップディスプレイ１０１に表示されたナビゲーション画像を表している。
さて、図２に戻り、前方安全レベルが高と判定された場合には（ステップ２０８）、前方安全レベルが中と判定された場合よりも、遠方の地点に先行マーカー３００が存在すると運転者に認識されるように先行マーカー３００の表示を行う。すなわち、前方安全レベルが高と判定された場合には（ステップ２０８）、図３ｂに示すように、矢印状の大きさが小サイズの先行マーカー３００を、自車走行中の道路上の自車前方の遠方地点、すなわち、自車までの距離が大程度の距離の地点の風景に重畳されるようにヘッドアップディスプレイ１０１に表示する（ステップ２１０）。そして、ステップ２０２からの処理に戻る。

また、前方安全レベルが中とも高とも判定されなかった場合、すなわち、前方安全レベルが低と判定された場合には、図４ａから図４ｄに示すように、先行マーカー３００が、前方より自車に近づいてくるようすを表すアニメーションを表示する（ステップ２１２）。
ここで、図４のＴは時間軸を表しており、ステップ２１２では、図４ａ、ｂ、ｃ、ｄに示すように、時間の経過に伴い先行マーカー３００を表示する位置を、自車前方の自車から中距離離れた地点に重なる位置から、自車前方の自車近傍の地点に重なる位置まで逐次変化させながら、先行マーカー３００の大きさを漸増させる。

また、このステップ２１２で表示するアニメーションにおける先行マーカー３００の位置、大きさの変化の速度は、緊急レベルに応じて、緊急レベルが高いほど速度が大きくなるようにする。ここで、緊急レベルは、前方状況認識部１０８が識別している自動車前方の障害物と自車との関係において設定する。すなわち、たとえば、障害物までの自車からの距離が小さいほど緊急レベルを高く算出したり、障害物の相対位置や相対速度などより求まる自車の現在の状態を維持した場合に障害物に衝突するまでの時間が小さいほど緊急レベルを高く算出する。

なお、このステップ２１２で表示するアニメーションにおいて先行マーカー３００が重畳表示される、最も自車に接近した地点が、緊急レベルが高いほど、より自車に近い地点となるように、すなわち、緊急レベルが高いほどより自車に近い位置まで先行マーカー３００が接近すると運転者に認識されるように、当該アニメーションの表示を行うようにしてもよい。

また、このアニメーションに用いる先行マーカー３００の図形としては、図３に示した安全レベルが中、高のときに用いる先行マーカー３００の図形に、点灯したテールランプ/ブレーキランプを模擬する図形（図４ｃの４００）を付加したものを用いる。
そして、ステップ２１２において、このようにアニメーションを表示したならばステップ２０２からの処理に戻る。
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、以上の実施形態で示した先行マーカー表示処理は、ナビゲーション部１０７に目的地までのルートが設定されている場合にのみ行い、ルートが設定されていない場合は、先行マーカー３００を表示しない処理とするようにしてもよい。
また、ステップ２０２において、安全レベルとして低を算出しない場合には、常に安全レベルとして中を算出するようにすると共に、ステップ２０４、２０６を排し、図３ｂに示した表示は行わないようにしてもよい。
また、以上の実施形態は、ヘッドアップディスプレイ１０１に代えて、自車前方を撮影するカメラとカメラで撮影した映像が表す実空間の風景上に、先行マーカーを重畳表示する場合についても同様に適用することができる。
以上のように、本実施形態によれば、ヘッドアップディスプレイ１０１を用いて前記自動車前方の実空間上の地点に重なる位置に表示している、前記自動車の進行方向を案内する先行マーカー３００の大きさを漸増させたり、当該先行マーカー３００の表示位置に重なる実空間上の地点を前方より自車に近づけて、前方より物体が自車に近づくようすを模擬することにより、先行マーカー３００以外の表示を行うことなく、運転者に前方の危険発生を直感的に認識せしめることができる。

１…車載システム、１０１…ヘッドアップディスプレイ、１０２…操作部、１０３…前方センサ、１０４…ＧＰＳ受信機、１０５…車両状態センサ、１０６…制御部、１０７…ナビゲーション部、１０８…前方状況認識部、１０９…先行マーカー表示部、１１０…記憶装置。

Claims (7)

1. 自動車に搭載される車載システムであって、
   前記自動車前方の実空間の風景上に映像を重畳表示する表示部と、
   前記自動車の進行方向を案内するマーカーを、前記表示部を用いて、前記自動車前方の実空間上の地点に重なる位置に表示するマーカー表示手段と、
   前記自動車前方の危険の発生を監視する前方監視手段と、
   前記前方監視手段が発生を検知した危険の緊急レベルを算定する緊急レベル算定手段とを備え、
   前記マーカー表示手段は、
   前記前方監視手段が前記自動車前方の危険の発生を検知したときに、前記マーカーの大きさが時間経過に従って漸増し、かつ、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点までの前記自動車からの距離が、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点が前記緊急レベル算定手段が算定した前記緊急レベルに応じて定まる地点である最接近地点となるまで、時間経過に従って漸減するように、前記マーカーの表示を行い、かつ、
   当該マーカー表示手段は、前記最接近地点を、前記緊急レベル算定手段が算定した前記緊急レベルがより高いほど前記自動車により近い地点となるように定めることを特徴とする車載システム。
2. 自動車に搭載される車載システムであって、
   前記自動車前方の実空間の風景上に映像を重畳表示する表示部と、
   前記自動車の進行方向を案内するマーカーを、前記表示部を用いて、前記自動車前方の実空間上の地点に重なる位置に表示するマーカー表示手段と、
   前記自動車前方の危険の発生を監視する前方監視手段と、
   前記前方監視手段が発生を検知した危険の緊急レベルを算定する緊急レベル算定手段とを備え、
   前記マーカー表示手段は、
   前記前方監視手段が前記自動車前方の危険の発生を検知したときに、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点までの前記自動車からの距離が、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点が前記緊急レベル算定手段が算定した前記緊急レベルに応じて定まる地点である最接近地点となるまで、時間経過に従って漸減するように、前記マーカーの表示を行い、かつ、
   当該マーカー表示手段は、前記最接近地点を、前記緊急レベル算定手段が算定した前記緊急レベルがより高いほど前記自動車により近い地点となるように定めることを特徴とする車載システム。
3. 請求項１または２記載の車載システムであって、
   前記マーカー表示手段は、前記前方監視手段が前記自動車前方の危険を検知していないときには、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点までの前記自動車からの距離と前記マーカーの大きさとを、所定の距離と所定の大きさとに固定し、当該マーカーの表示を行うことを特徴とする車載システム。
4. 請求項１、２または３記載の車載システムであって、
   目的地までのルートを設定するナビゲーション手段を有し、
   前記マーカーは、前記ルートに従って進行すべき方向を案内するものであることを特徴とする車載システム。
5. 請求項１、２、３または４記載の車載システムであって、
   前記マーカー表示手段は、前記前方監視手段が前記自動車前方の危険の発生を検知したときに、前記マーカーの形状もしくは表示色を変更することを特徴とする車載システム。
6. 自動車に搭載されたコンピュータであって、前記自動車前方の実空間の風景上に映像を重畳表示する表示部と、前記自動車の前方状況を検出する前方センサとを備えたコンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
   当該コンピュータプログラムは、前記コンピュータを、
   前記自動車の進行方向を案内するマーカーを、前記表示部を用いて、前記自動車前方の実空間上の地点に重なる位置に表示するマーカー表示手段と、
   前記前方センサが検出した状況に基づいて、前記自動車前方の危険の発生を監視する前方監視手段と、
   前記前方センサが検出した状況に基づいて、前記前方監視手段が発生を検知した危険の緊急レベルを算定する緊急レベル算定手段として機能させるコンピュータプログラムであって、
   前記マーカー表示手段は、
   前記前方監視手段が前記自動車前方の危険の発生を検知したときに、前記マーカーの大きさが時間経過に従って漸増し、かつ、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点までの前記自動車からの距離が、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点が前記緊急レベル算定手段が算定した前記緊急レベルに応じて定まる地点である最接近地点となるまで、時間経過に従って漸減するように、前記マーカーの表示を行い、かつ、
   当該マーカー表示手段は、前記最接近地点を、前記緊急レベル算定手段が算定した前記緊急レベルがより高いほど前記自動車により近い地点となるように定めることを特徴とするコンピュータプログラム。
7. 自動車に搭載されたコンピュータであって、前記自動車前方の実空間の風景上に映像を重畳表示する表示部と、前記自動車の前方状況を検出する前方センサとを備えたコンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
   当該コンピュータプログラムは、前記コンピュータを、
   前記自動車の進行方向を案内するマーカーを、前記表示部を用いて、前記自動車前方の実空間上の地点に重なる位置に表示するマーカー表示手段と、
   前記前方センサが検出した状況に基づいて、前記自動車前方の危険の発生を監視する前方監視手段と、
   前記前方センサが検出した状況に基づいて、前記前方監視手段が発生を検知した危険の緊急レベルを算定する緊急レベル算定手段として機能させるコンピュータプログラムであって、
   前記マーカー表示手段は、
   前記前方監視手段が前記自動車前方の危険の発生を検知したときに、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点までの前記自動車からの距離が、前記マーカーを表示する位置が重なる前記自動車前方の実空間上の地点が前記緊急レベル算定手段が算定した前記緊急レベルに応じて定まる地点である最接近地点となるまで、時間経過に従って漸減するように、前記マーカーの表示を行い、かつ、
   当該マーカー表示手段は、前記最接近地点を、前記緊急レベル算定手段が算定した前記緊急レベルがより高いほど前記自動車により近い地点となるように定めることを特徴とするコンピュータプログラム。