JP6040897B2 - 注意喚起表示装置及び注意喚起表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の運転者前方又は周辺の実景における注意喚起対象物を強調するための表示像を重畳表示する注意喚起表示装置及び注意喚起表示方法に関する。

運転者を支援するための様々な装置が開発されており、これら装置には運転者の前方又は周辺に存在する歩行者等の注意喚起が必要な対象物の情報を提供するものがある。注意喚起対象物の存在を運転者に知らせるために、レーダセンサ等の各種センサを利用して注意喚起対象物を検出し、その検出した注意喚起対象物を強調表示する。例えば、特許文献１には、車両の前方を撮像した前方画像における検出対象物（例えば、歩行者）を強調する強調画像を重畳表示する車両用表示装置（例えば、ナイトビュー装置）において、車両の走行速度が速くなるに従って強調画像のサイズを大きさ情報に対応する基準サイズに対して大きく拡大することが記載されている。

特開２０１２−２１８５０５号公報 特開２０１１−１１９９１７号公報

注意喚起対象物を強調表示する装置としては、運転者前方又は周辺の実景における注意喚起対象物に対して強調表示（例えば、注意喚起対象物を囲む枠や下方のアンダーバーを重畳表示）を行うヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ[Head Up Display]）がある。ヘッドアップディスプレイの場合、画像でなく、運転者が実際に見ている実景に対して、フロントガラスの前方側に枠等を結像させて重畳表示を行う。この結像面上での枠等の位置（フロントガラスに枠等を投影する位置）は、センサで検出された注意喚起対象物の検出位置から求められる。センサには検出誤差があるので、その検出誤差によって意喚起対象物の検出位置が注意喚起対象物の実際の位置からずれていると、結像面に重畳表示されている枠等が実景の注意喚起対象物からずれる可能性がある。また、運転者の目の位置は運転者の座高や運転姿勢等によって変わるので、その運転者の目の位置によって運転者から注意喚起対象物を見る角度が変わるので、結像面に重畳表示されている枠等の表示像が注意喚起対象物からずれる可能性がある。例えば、図６に示す例の場合、前方に注意喚起対象物として歩行者Ｗが存在した場合、運転者の目が符号Ｅ１で示す位置から歩行者Ｗを見るとヘッドアップディスプレイの結像面Ｓ上での位置は符号Ｓ１で示す位置になり、運転者の目が符号Ｅ２で示す位置から歩行者Ｗを見ると結像面Ｓ上での位置は符号Ｓ２で示す位置となる。このように、運転者の目の位置によって、歩行者Ｗを見る角度が変わり、結像面Ｓ上での位置が変わるので、結像面Ｓ上で重畳表示されている枠等の表示像から歩行者Ｗがはみ出してしまう場合がある。

そこで、本発明は、実景における注意喚起対象物に対して重畳表示される表示像のずれを抑制する注意喚起表示装置及び注意喚起表示方法を提供することを課題とする。

本発明に係る注意喚起表示装置は、車両の運転者前方又は周辺の実景における注意喚起対象物を強調するための表示像を重畳表示する注意喚起表示装置であって、車両の前方又は周辺に存在する注意喚起対象物を検出する検出手段と、検出手段で検出した注意喚起対象物の位置に合わせて表示像を位置させるための表示制御を行う制御手段と、制御手段による表示制御に基づいて車両の運転者前方又は周辺の実景における検出手段で検出した注意喚起対象物を強調する表示像を表示する表示手段とを備え、制御手段は、検出手段で検出した注意喚起対象物の位置又は／及び運転者の目が存在する可能性のある範囲に基づいて表示像の大きさを調整することを特徴とする。

この注意喚起表示装置では、検出手段によって車両の前方又は周辺に存在する運転者に注意喚起が必要な注意喚起対象物を検出する。そして、注意喚起表示装置では、制御手段による表示制御により表示手段で車両の運転者前方又は周辺の実景における注意喚起対象物を強調するために表示像を重畳表示する。特に、制御手段では、注意喚起対象物の位置や運転者の目が存在する可能性のある範囲に基づいて表示像の大きさを調整する。検出手段には検出誤差があるので、検出手段によって検出される注意喚起対象物の位置には誤差が含まれ、その検出誤差の範囲は注意喚起対象物の位置に応じて変わる。しかし、注意喚起対象物の位置に応じて表示像の大きさを調整することによって、検出誤差によって検出手段で検出された注意喚起対象物の検出位置が実際の位置からずれていても、そのずれ分を考慮した大きさの表示像を表示できる。また、運転者の目の位置は、運転者の座高や運転姿勢等によって変わる。しかし、運転者の目が存在する可能性のある範囲に応じて表示像の大きさを調整することによって、運転者個々で目の位置が変わっても、その目の位置の差異を考慮した大きさの表示像を表示できる。これによって、注意喚起対象物の位置（検出手段の検出誤差）や運転者の目の位置によって実景における注意喚起対象物の位置に対して重畳表示する表示位置がずれても、調整した大きさの表示像の表示範囲から注意喚起対象物が大きくずれることはなく、その表示像によって注意喚起対象物を適切に強調することができる。このように、注意喚起表示装置は、注意喚起対象物の位置又は／及び運転者の目が存在する可能性のある範囲に基づいて重畳表示される表示像の大きさを調整することにより、実景における注意喚起対象物に対して重畳表示される表示像のずれを抑制することができる。
なお、実景は、車両の前方又は周辺の運転者から実際に見える景色である。注意喚起対象物は、車両の前方又は周辺の実景における物体のうち車両を走行させているときに運転者が注意すべき物体であり、運転者に対して注意喚起が必要となる物体である。重畳表示は、強調表示の一つの表示形態である。強調表示は、実景における注意喚起対象物を強調するための表示であり、注意喚起対象物を強調する表示像を表示させる。特に、重畳表示は、運転者から見て実景における注意喚起対象物の位置に合わせて表示像を位置させる表示である。重畳表示される表示像としては、例えば、実景における注意喚起対象物を囲むように表示される枠の表示像、実景における注意喚起対象物の下方に表示されるアンダーバーの表示像がある。

本発明の上記注意喚起表示装置では、制御手段は、検出手段で検出した注意喚起対象物の位置に応じた検出手段の誤差範囲に基づいて表示像の大きさを調整すると好適である。検出手段の誤差範囲は注意喚起対象物の位置に応じて変わるので、注意喚起対象物の位置に応じた検出手段の誤差範囲を求め、その誤差範囲に基づいて表示像の大きさを調整する。このように、検出手段の誤差範囲に応じて表示像の大きさを調整することによって、検出手段の検出誤差によって注意喚起対象物の検出位置が実際の位置からずれていても、そのずれ分を考慮した大きさの表示像で重畳表示を行うことができる。

本発明の上記注意喚起表示装置では、制御手段は、検出手段で検出した注意喚起対象物の位置が車両から遠い場合には近い場合よりも、検出手段の誤差範囲を大きくし、表示像の大きさを大きくすると好適である。これによって、注意喚起対象物の位置が車両（検出手段）から遠いと、検出手段の誤差範囲が大きくなり、注意喚起対象物の検出位置が実際の位置から大きくずれる可能性があるが、そのずれ分を考慮した適切な大きさの表示像で重畳表示を行うことができる。

本発明の上記注意喚起表示装置では、制御手段は、検出手段で検出した注意喚起対象物の大きさに基づいて表示像の大きさを調整する構成としてもよい。これによって、注意喚起対象物が大きい物体でも、その物体の大きさの応じた適切な大きさの表示像で重畳表示を行うことができる。

本発明の上記注意喚起表示装置では、表示手段は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであると好適である。

本発明に係る注意喚起表示方法は、車両の運転者前方又は周辺の実景における注意喚起対象物を強調するための表示像を重畳表示する注意喚起表示方法であって、車両の前方又は周辺に存在する注意喚起対象物を検出する検出工程と、検出工程で検出した注意喚起対象物の位置に合わせて表示像を位置させるための表示制御を行う制御工程と、制御工程による表示制御に基づいて車両の運転者前方又は周辺の実景における検出工程で検出した注意喚起対象物を強調する表示像を表示する表示工程とを含み、制御工程は、検出工程で検出した注意喚起対象物の位置又は／及び運転者の目が存在する可能性のある範囲に基づいて表示像の大きさを調整することを特徴とする。この注意喚起表示方法は、上記の注意喚起表示装置と同様に作用し、同様の効果を有している。

本発明によれば、注意喚起対象物の位置又は／及び運転者の目が存在する可能性のある範囲に基づいて重畳表示される表示像の大きさを調整することにより、実景における注意喚起対象物に対して重畳表示される表示像のずれを抑制することができる。

本実施の形態に係る注意喚起表示装置の構成図である。 外界センサの誤差範囲及びアイリプスと重畳表示の大きさとの関係を示す図であり、（ａ）が平面視の場合であり、（ｂ）が側面視の場合である。 歩行者の位置に応じた外界センサの誤差範囲の大きさと重畳表示の大きさとの関係を示す図であり、（ａ）が歩行者が遠い位置に存在する場合であり、（ｂ）が歩行者が近い位置に存在する場合である。 ヘッドアップディスプレイによる重畳表示の一例であり、（ａ）が枠の重畳表示であり、（ｂ）がアンダーバーの重畳表示である。 実施の形態に係る注意喚起表示の流れを示すフローチャートである。 運転者の目の位置によってヘッドアップディスプレイの結像面上での位置が変わることを模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る注意喚起表示装置及び注意喚起表示方法の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施の形態では、本発明を、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイを表示手段とする注意喚起表示装置に適用する。本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイでは、運転者に注意喚起対象物を認識させるために、運転者前方の実景の注意喚起対象物を強調するための表示像を表示させる（特に、運転者から見て実景における注意喚起対象物の位置に合わせて表示像を位置させる重畳表示）を行う。重畳表示で表示される表示像としては、例えば、注意喚起対象物を囲む枠、注意喚起対象物の下方のアンダーバーがある。注意喚起対象物としては、例えば、歩行者、自転車、自動二輪車、車両がある。なお、歩行者等の注意喚起対象物を認識し難い夜間等の周辺が暗いときに注意喚起表示装置を用いると、注意喚起効果をより発揮できる。したがって、夜間等の周辺が暗いときにだけ、注意喚起表示装置で重畳表示を行ってもよい。

図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る注意喚起表示装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る注意喚起表示装置の構成図である。図２は、外界センサの誤差範囲及びアイリプスと重畳表示の大きさとの関係を示す図である。図３は、歩行者の位置に応じた外界センサの誤差範囲の大きさと重畳表示の大きさとの関係を示す図である。図４は、ヘッドアップディスプレイによる重畳表示の一例である。

なお、本実施の形態では、重畳表示として注意喚起対象物を囲む枠及び注意喚起対象物の下方のアンダーバーを例として説明する。枠は、矩形状である。また、枠やアンダーバーの線の幅は、誘目性が高くなるように所定の幅が予め設定されている。また、枠やアンダーバーの色は、誘目性が高くなるような色が予め設定されている。

注意喚起表示装置では、枠やアンダーバーを運転者から見て実景の注意喚起対象物に合わせて重畳表示できるように、重畳表示で表示させる表示像である枠やアンダーバーの表示位置や大きさ（長さ）を計算する。特に、注意喚起表示装置では、枠やアンダーバーの範囲内に実景の注意喚起対象物が収まるように、注意喚起対象物を検出するセンサの誤差範囲や運転者のアイリプス（目が存在する可能性のある範囲）を考慮して枠やアンダーバーの大きさを調整する。

注意喚起表示装置１は、外界センサ１０、内界センサ１１、ヘッドアップディスプレイ２０及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]３０を備えている。なお、本実施の形態では、外界センサ１０及びＥＣＵ３０が特許請求の範囲に記載する検出手段に相当し、ＥＣＵ３０が特許請求の範囲に記載する制御手段に相当し、ヘッドアップディスプレイ２０が特許請求の範囲に記載する表示手段に相当する。

外界センサ１０は、車両周辺の外界（特に、前方）の対象物を検知するセンサである。検知する対象物としては、例えば、歩行者、自転車、自動二輪車、他車両がある。外界センサ１０としては、例えば、ミリ波レーダ、超音波レーダ、レーザレーダ等のレーダセンサ、カメラと画像処理装置からなるカメラセンサがあり、レーダセンサとカメラセンサの両方でもよいし、いずれか一方だけでもよい。これらレーダセンサやカメラセンサによる物体検知については従来の周知の手法を適用する。これらのセンサによる物体検知によって、三次元空間内での対象物の有無、対象物が存在する場合にはその対象物の位置（車両からの相対的な距離、方向（横位置）等）、大きさ（横方向、高さ方向等の大きさ）、種別等を取得する。外界センサ１０では、各センサの検知周期毎に、車両前方の対象物を検知して各種情報を取得し、外界情報信号（対象物の有無、対象物が存在する場合には対象物毎の位置、大きさ、種別等の情報）をＥＣＵ３０に送信する。なお、夜間等の周辺が暗いときでも対象物が検知できるように、センサとしてカメラを利用する場合には赤外線カメラや近赤外線カメラが望ましい。また、センサとしてカメラを利用する場合、視差で距離等も取得できるステレオカメラが望ましい。

なお、これらの外界センサ１０の各センサには、センサの性能に応じた検出誤差がそれぞれある。例えば、レーダセンサの場合、左右方向に所定の走査角度毎にスキャンしながら物体検知を行うので、この走査角度に応じて検出精度が変わり、レーダセンサから遠い位置ほど横位置の検出精度が低下する。また、カメラセンサの場合、カメラの解像度に応じて検出精度が変わり、ステレオセンサの場合には左右のカメラの間隔に応じて検出精度が変わる。これらセンサで位置を検出する場合、検出誤差はセンサからの相対的な位置（特に、相対的な距離）に応じて誤差量（誤差範囲）が変わり、センサから遠い位置ほど誤差量が大きくなる（誤差範囲が広くなる）。そこで、外界センサ１０として用いられるセンサ毎に、実験等により、センサからの相対的な位置に応じた誤差量（距離方向の誤差量、横方向（横位置）の誤差量、高さ方向の誤差量）を予め求めておく。そして、このセンサからの相対的な位置に応じた誤差量の情報を、ＥＣＵ３０内に予め記憶させておく。

内界センサ１１は、車両の情報を検知するセンサである。内界センサ１１としては、例えば、車両の位置を検知するＧＰＳ[Global Positioning System]センサ（但し、ナビゲーションシステムが搭載されている場合、ナビゲーションシステムから位置情報を取得）、車速を検知する車速センサ、ヨーレートを検知するヨーレートセンサ、ステアリングホイール（あるいは、転舵輪）の舵角を検知する舵角センサ、アクセルペダルの操作量を検知するアクセルペダルセンサ、ブレーキペダルの操舵量を検知するブレーキペダルセンサがある。内界センサ１１では、各センサの検知周期毎に、車両の各種情報（位置、車速、ヨーレート、舵角、アクセル操作量、ブレーキ操作量等）を検知し、内界情報信号をＥＣＵ３０に送信する。

ヘッドアップディスプレイ２０は、実景に重ねてフロントガラスに映像（重畳表示の枠等）を表示するための装置である。ヘッドアップディスプレイ２０では、例えば、映像をフロントガラスに向けて投影し、その映像をフロントガラスで運転者の方向へ反射させることによって、その映像をフロントガラスの前方に結像させて虚像（表示像に相当）を形成する。ヘッドアップディスプレイ２０は周知のディスプレイなので、詳細な構成については説明を省略する。ヘッドアップディスプレイ２０では、ＥＣＵ３０から表示制御信号を受信すると、その表示制御信号からフロントガラス上の表示位置や表示する枠あるいはアンダーバーの情報（大きさ等）を取得し、フロントガラス上の指定された表示位置に指定された大きさの枠あるいはアンダーバーを投影する。

ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットであり、注意喚起表示装置１を統括制御する。ＥＣＵ３０では、ＲＯＭに格納されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、注意喚起対象物検出処理、注意喚起対象物情報取得処理、誤差量読出処理、検出位置誤差範囲計算処理、アイリプス読出処理、表示大きさ計算処理、表示位置計算処理、表示処理を行う。ＥＣＵ３０では、外界センサ１０から送信された外界情報信号を受信するとともに、内界センサ１１から送信された内界情報信号を受信する。そして、ＥＣＵ３０では、ＣＰＵのクロック周波数に応じた制御周期毎に、その外界情報信号や内界情報信号に基づいて上記各処理を行い、必要に応じてヘッドアップディスプレイ２０に表示制御信号を送信する。

注意喚起対象物検出処理について説明する。ＥＣＵ３０では、外界センサ１０からの外界情報信号を用いて、検知されている対象物毎に、運転者に注意喚起が必要（車両の走行に危険）な対象物か否かを判定し、注意喚起が必要な対象物を注意喚起対象物とする。この判定方法としては、例えば、対象物の位置や移動方向に基づいて対象物が車両が走行中の車線（道路）に向かって移動しているか、対象物が車線に近いか、対象物が車線を横断する可能があるか等を判定する。この際、対象物の位置、移動方向や移動速度等と車両の位置、移動方向や移動速度等とから、対象物と車両との衝突確率を計算し、衝突確率が所定値以上の場合にその対象物を注意喚起対象物としてもよい。対象物の移動方向や移動速度については、対象物の位置の時間変化から求めることができる。なお、車両及び対象物は移動しているので（但し、停止しているときもある）、車両と対象物との位置関係が時間変化するため、同じ対象物についても制御周期毎に上記判定を行う必要がある。

注意喚起対象物情報取得処理について説明する。ＥＣＵ３０では、外界センサ１０からの外界情報信号から、注意喚起対象物と判定された対象物毎に、対象物についての位置、大きさ、種別等の情報を抽出する。なお、車両及び対象物は移動しているので、車両からの対象物の相対的な位置や大きさは時間変化するため、同じ対象物についても制御周期毎に情報を取得する必要がある。

誤差量読出処理について説明する。ＥＣＵ３０では、注意喚起対象物と判定された対象物毎に、ＲＯＭに記憶されている外界センサ１０（車両）からの相対的な位置に応じた誤差量の情報から、注意喚起対象物の位置（特に、相対的な距離）に応じた誤差量を読み出す。外界センサ１０として複数のセンサを用いている場合、注意喚起対象物の位置を検知するために用いたセンサについての誤差量を読み出す。また、読み出す誤差量には、距離方向の誤差量、横方向の誤差量、高さ方向の誤差量がある。なお、車両及び対象物は移動しているので、車両からの対象物の相対的な位置は時間変化するため、この誤差量の読み出しも制御周期毎に行う必要がある。

なお、注意喚起対象物の位置が外界センサ１０（車両）から遠い位置ほど、外界センサ１０で検知される注意喚起対象物の大きさが小さくなる。つまり、外界センサ１０で検知される注意喚起対象物の位置と大きさとには相関関係がある。そこで、注意喚起対象物の大きさに応じた誤差量を予め求めて、ＥＣＵ３０内に予め記憶させておき、注意喚起対象物の大きさに応じた誤差量を読み出すことも可能である。

検出位置誤差範囲計算処理について説明する。ＥＣＵ３０では、注意喚起対象物と判定された対象物毎に、読み出した誤差量を用いて注意喚起対象物の検出位置の誤差範囲を計算する。この誤差範囲は、外界センサ１０で検出された注意喚起対象物の検出位置を中心として、距離方向の誤差量、横方向の誤差量、高さ方向の誤差量をそれぞれ各方向の最大値とした楕円体状の三次元の範囲である。誤差範囲は、例えば、その三次元の範囲が図２（ａ）に示すような平面視の楕円Ｐｐと図２（ｂ）に示すような側面視の楕円Ｐｓで表される。なお、車両及び対象物は移動しているので、車両からの対象物の相対的な位置は時間変化するため、この検出位置誤差範囲の計算も制御周期毎に行う必要がある。

注意喚起対象物が外界センサ１０（車両）から遠い位置に存在するほど、距離方向の誤差量、横方向の誤差量、高さ方向の誤差量が大きくなり（但し、方向によって大きくなる度合いは異なる）、注意喚起対象物の検出位置の誤差範囲も広くなる。図３に車両Ｖからの歩行者Ｗの位置（特に、相対的な距離）と誤差範囲（平面視の範囲）との関係の例を示しており、図３（ａ）に示すように歩行者Ｗが車両Ｖから遠い位置に存在する場合には誤差範囲Ｐｐ１は広くなり、図３（ｂ）に示すように歩行者Ｗが車両Ｖから近い位置に存在する場合には誤差範囲Ｐｐ２は狭くなる。このように、外界センサ１０による注意喚起対象物の検出位置には誤差が含まれ、注意喚起対象物が外界センサ１０（車両）から遠い位置に存在するほど誤差範囲が広くなる。この誤差範囲内で、外界センサ１０よって検出された注意喚起対象物の検出位置が実際の位置からずれている可能性がある。そのため、この注意喚起対象物の位置に応じた誤差範囲を考慮して重畳表示する枠あるいはアンダーバーの大きさを変えないと、枠あるいはアンダーバー内から注意喚起対象物がはみ出してしまう可能性がある。

アイリプス読出処理について説明する。ＥＣＵ３０では、ＲＯＭに記憶されているアイリプスの情報を読み出す。アイリプス（運転者の目の位置の分布を統計的に表したもの）は、車両の設計段階で規定される。アイリプスは、楕円体状の三次元の範囲であり、例えば、その三次元の範囲が図２（ａ）に示すような平面視の楕円Ｅｐと図２（ｂ）に示すような側面視の楕円Ｅｓで表される。このアイリプスの範囲内に運転者の目が存在し、その目の位置によって運転者が注意喚起対象物を見る角度が変わってくる。そのため、このアイリプスを考慮して重畳表示する枠あるいはアンダーバーの大きさを変えないと、枠あるいはアンダーバー内から注意喚起対象物がはみ出してしまう可能性がある。なお、アイリプスはＲＯＭに予め記憶されている不変の範囲なので、少なくとも一回読み出せばよい。

表示大きさ計算処理について説明する。ＥＣＵ３０では、注意喚起対象物と判定された対象物毎に、計算した検出位置の誤差範囲と読み出したアイリプスを用いて、この誤差範囲とアイリプスから考えられる最も大きな枠あるいはアンダーバーとなるように、ヘッドアップディスプレイ２０で表示する際の枠あるいはアンダーバーの大きさを計算する。この大きさとして、幅方向の長さと高さ方向の長さを計算する。枠の場合、この幅方向の長さと高さ方向の長さによって矩形状の枠の横と縦の長さを規定できる。アンダーバーの場合、この幅方向の長さによってバーの長さを規定でき、この高さ方向の長さによって注意喚起対象物より下方側の表示位置を規定できる。なお、車両及び対象物は移動しているので、車両からの対象物の相対的な位置や大きさは時間変化するため、この枠あるいはアンダーバーの大きさの計算も制御周期毎に行う必要がある。

この計算方法の一例を、図２を参照して説明する。図２（ａ）に示すように、平面視の誤差範囲Ｐｐと平面視のアイリプスＥｐを用いて、その楕円の誤差範囲Ｐｐと楕円のアイリプスＥｐとにそれぞれ接する２本の接線Ｔｐ１，Ｔｐ２を計算し、その２本の接線Ｔｐ１，Ｔｐ２とヘッドアップディスプレイ２０での重畳表示の結像面Ｓとの交点Ｉｐ１，Ｉｐ２をそれぞれ計算する。この交点Ｉｐ１，Ｉｐ２が幅方向の左端部と右端部となり、交点Ｉｐ１，Ｉｐ２間の長さが幅方向の長さＷｍａｘとなる。同様に、図２（ｂ）に示すように、側面視の誤差範囲Ｐｓと平面視のアイリプスＥｓを用いて、その楕円の誤差範囲Ｐｓと楕円のアイリプスＥｓとにそれぞれ接する２本の接線Ｔｓ１，Ｔｓ２を計算し、その２本の接線Ｔｓ１，Ｔｓ２と結像面Ｓとの交点Ｉｓ１，Ｉｓ２をそれぞれ計算する。この交点Ｉｓ１，Ｉｓ２が高さ方向の上端部、下端部となり、交点Ｉｓ１，Ｉｓ２間の長さが高さ方向の長さＨｍａｘとなる。これらの各端部の位置Ｉｐ１，Ｉｐ２，Ｉｓ１，Ｉｓ２や各方向の長さＷｍａｘ，Ｈｍａｘはフロントガラス前方の結像面Ｓ上での位置や長さなので、これらの各端部の位置Ｉｐ１，Ｉｐ２，Ｉｓ１，Ｉｓ２や各方向の長さＷｍａｘ，Ｈｍａｘをフロントガラス上に枠あるいはアンダーバーを投影するための各端部の位置や各方向の長さに変換する。

上記したように、注意喚起対象物が外界センサ１０（車両）から遠い位置に存在するほど注意喚起対象物の検出位置の誤差範囲も広くなり、図３（ａ）に示すように歩行者Ｗが車両Ｖから遠い場合には広い誤差範囲Ｐｐ１になり、図３（ｂ）に示すように歩行者Ｗが車両Ｖから近い場合には狭い誤差範囲Ｐｐ２になる。そのため、歩行者Ｗが車両Ｖから遠い位置に存在する場合、この広い誤差範囲Ｐｐ１に応じて、結像面Ｓでの左右端部の位置Ｉｐ１，Ｉｐ２となり、長い幅方向の長さＷｍａｘ１となる。一方、歩行者Ｗが車両Ｖから近い場合、狭い誤差範囲Ｐｐ２に応じて、結像面Ｓで上下端部の位置Ｉｐ３，Ｉｐ４となり、短い幅方向の長さＷｍａｘ２となる。高さ方向についても同様である。したがって、注意喚起対象物が外界センサ１０（車両）から遠いほど、幅方向の長さＷｍａｘや高さ方向の長さＨｍａｘが長くなり、重畳表示する枠あるいはアンダーバーの大きさは大きくなる。

なお、この重畳表示する枠やアンダーバーの大きさを計算する際に、外界センサ１０で検知される注意喚起対象物の大きさ（あるいは、種別）を考慮し、例えば、注意喚起対象物の大きさが大きいほど枠やアンダーバーの大きさを大きくしてもよい。注意喚起対象物が同じ位置の場合でも、注意喚起対象物の大きさが違うと（あるいは、種別が異なると）、大きい注意喚起対象物は枠やアンダーバーの範囲内に収まらなくなる場合があるので、枠やアンダーバーの大きさを大きくする。例えば、注意喚起対象物が人と自転車で大きさが違うと、人に対する枠やアンダーバーよりも、自転車に対する枠やアンダーバーの大きさ（特に、横方向の大きさ）を大きくしておかないと、自転車が枠やアンダーバーの範囲内に収まらなくなる可能性がある。

表示位置計算処理について説明する。ＥＣＵ３０では、注意喚起対象物と判定された対象物毎に、計算したフロントガラス上に枠あるいはアンダーバーを投影するための各端部の位置を用いて、ヘッドアップディスプレイ２０で表示する際の枠あるいはアンダーバーの表示位置（フロントガラス上への投影位置）を計算する。枠の場合、左端部の位置と右端部の位置との中心位置を幅方向の表示位置として計算し、上端部の位置と下端部の位置との中心位置を高さ方向の表示位置として計算する。アンダーバーの場合、左端部の位置と右端部の位置との中心位置を幅方向の表示位置として計算し、下端部の位置をそのまま高さ方向の表示位置とする。なお、車両及び対象物は移動しているので、車両からの対象物の相対的な位置や大きさは時間変化するため、この枠あるいはアンダーバーの表示位置の計算も制御周期毎に行う必要がある。

表示処理について説明する。ＥＣＵ３０では、注意喚起対象物と判定された対象物毎に、表示制御信号を生成し、この表示制御信号をヘッドアップディスプレイ２０に送信する。この表示制御信号は、計算されたヘッドアップディスプレイ２０で表示する際の枠あるいはアンダーバーの大きさ及び位置の情報を含む。ＥＣＵ３０では、この表示制御信号を、対象物が注意喚起対象物として判定されなくなるまでヘッドアップディスプレイ２０に送信する。なお、表示される位置や大きさは制御周期毎に計算されるので、それに応じて表示制御信号も制御周期毎に再生成する必要がある。

図４に示す例の場合、歩行者Ｗが注意喚起対象物として検出されており、車両が車線（道路）Ｌを走行中であり、車線Ｌに近づいている歩行者Ｗを注意喚起するための重畳表示を行う。図４（ａ）には枠による重畳表示の場合を示しており、上記した左右端部の中心位置かつ上下端部の中心位置を中心にして、幅方向の長さＷｍａｘと高さ方向の長さＨｍａｘの大きさからなる矩形状の枠Ｆが結像され、この枠Ｆ内に運転者から見た歩行者Ｗが収まっている。図４（ｂ）にはアンダーバーによる重畳表示の場合を示しており、上記した左右端部の中心位置かつ下端部の位置を中心にして、幅方向の長さＷｍａｘの大きさからなるアンダーバーＢが結像され、このアンダーバーＢの範囲内に運転者から見た歩行者Ｗが収まっている。

上記の構成の注意喚起表示装置１の動作の流れを図５のフローチャートに沿って説明する。図５は、本実施の形態に係る注意喚起表示の流れを示すフローチャートである。ここでの動作説明では、枠を重畳表示する場合で説明する。

外界センサ１０では、検知周期毎に、車両前方の対象物の検知を行い、対象物を検知できた場合にはその対象物の位置、大きさ、種別等の情報を取得し、それらの情報を外界情報信号としてＥＣＵ３０に送信する。ＥＣＵ３０では、この外界情報信号を受信し、その外界情報信号に含まれる情報を一時記憶する。また、内界センサ１１では、検知周期毎に、車両の位置、車速、ヨーレート、舵角、アクセル操作量、ブレーキ操作量等を検知し、その検知した各情報を内界情報信号としてＥＣＵ３０に送信する。ＥＣＵ３０では、この内界情報信号を受信し、その内界情報信号に含まれる各情報を一時記憶する。

ＥＣＵ３０では、制御周期毎に、外界情報信号に含まれる情報に基づいて、検出されている各対象物が運転者に注意喚起が必要な対象物か否かをそれぞれ判定し、注意喚起が必要な対象物を注意喚起対象物として検出する（Ｓ１）。そして、ＥＣＵ３０では、その検出した注意喚起対象物について、外界情報信号に含まれる情報から注意喚起対象物の位置、大きさ、種別等の情報を取得する（Ｓ２）。

ＥＣＵ３０では、制御周期毎に、検出した各注意喚起対象物について、ＲＯＭに予め記憶されている情報から注意喚起対象物の位置に応じた外界センサ１０の誤差量を読み出し（Ｓ３）、その誤差量を用いて注意喚起対象物の検出位置の誤差範囲を計算する（Ｓ４）。また、ＥＣＵ３０では、ＲＯＭに予め記憶されている情報から運転者のアイポイントの範囲（アイリプス）を読み出す（Ｓ５）。

ＥＣＵ３０では、制御周期毎に、検出した各注意喚起対象物について、注意喚起対象物の検出位置の誤差範囲とアイリプスに基づいて、ヘッドアップディスプレイ２０上で最も大きくなる枠の大きさ及び表示位置を計算する（Ｓ６）。そして、ＥＣＵ３０では、制御周期毎に、検出した各注意喚起対象物について、その大きさの枠をその表示位置に重畳表示するための表示制御信号を生成し、この表示制御信号をヘッドアップディスプレイ２０に送信する（Ｓ７）。ヘッドアップディスプレイ２０では、この表示制御信号を受信すると、その表示制御信号に示される表示位置に、表示制御信号に示される大きさの枠の映像をフロントガラスに投影する（Ｓ７）。その投影された枠がフロントガラスで運転者の方向へ反射すると、フロントガラスの前方に注意喚起対象物を囲む枠が結像され、この枠で注意喚起対象物を強調する。特に、この枠は、注意喚起対象物の検出位置の誤差範囲とアイリプスを考慮した枠なので、枠から注意喚起対象物がはみ出す可能性は非常に低い。したがって、運転者は、その枠に瞬時に目を取られると、その枠の方向に視線を移動させ、注意喚起が発生していることを気づく。枠の方向を向いた運転者は、その枠内の注意喚起対象物に焦点を合わせ、注意喚起対象物を認識する。

なお、注意喚起対象物として検出されていた対象物が注意喚起対象物として検出されなくなると、ＥＣＵ３０では、その注意喚起対象物についての表示制御信号の送信を停止する。それに応じて、ヘッドアップディスプレイ２０でも、その注意喚起対象物を囲む枠の映像の投影を停止する。

この注意喚起表示装置１によれば、注意喚起対象物の位置に応じた外界センサ１０の誤差範囲及び運転者の目が存在する可能性のある範囲（アイリプス）に基づいて重畳表示で表示させる表示像（枠やアンダーバー等）の大きさを調整することにより、実景における注意喚起対象物に対して重畳表示で表示させる表示像のずれを抑制することができる。その結果、注意喚起対象物が表示像の表示範囲からはみ出すことがなく、運転者は注意喚起対象物を見つけやすくなる。また、注意喚起対象物以外に表示像を表示してしまうことがなく、間違った対象物を注意喚起して運転者に気をとらせることがなくなる。

ちなみに、外界センサ１０には検出誤差があるので、外界センサ１０によって検出される注意喚起対象物の位置には誤差が含まれ、その検出誤差の範囲は注意喚起対象物の位置に応じて変わる。しかし、注意喚起表示装置１では注意喚起対象物の位置に応じた誤差範囲が大きくなるほど表示像の大きさを大きくすることによって、検出誤差によって外界センサ１０で検出された注意喚起対象物の検出位置が実際の位置からずれていても、そのずれ分を十分にカバーできる大きさの表示像で重畳表示を行うことができる。また、運転者の目の位置は、運転者の座高や運転姿勢等によって変わる。しかし、注意喚起表示装置１ではアイリプスに応じて表示像の大きさを大きくすることによって、運転者個々で目の位置が変わっても、その目の位置の差異を十分にカバーできる大きさの表示像で重畳表示を行うことができる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では車両に搭載されるヘッドアップディスプレイに適用したが、他の表示装置に適用してもよく、例えば、車外から持ち込まれた表示装置に適用してもよい。また、本実施の形態では車両の前方の実景における注意喚起対象物を強調表示する構成としたが、前方以外にも後方、側方等の周辺の実景における注意喚起対象物を強調表示する構成としてもよい。

また、本実施の形態では重畳表示の表示像として注意喚起対象物を囲む枠や下方のアンダーバーの例に示したが、これら以外の表示像でもよい。

また、本実施の形態では運転者の目が存在する可能性のある範囲として設計段階で規定されたアイリプスを適用したが、運転者の目をカメラセンサ等を用いて検出し、その検出した目の位置を中心として検出に用いたセンサの誤差範囲からなる運転者の目が存在する可能性のある範囲を設定してもよい。

また、本実施の形態では注意喚起対象物の位置に応じたセンサの誤差範囲及び運転者の目が存在する範囲（アイリプス）の両方を用いて重畳表示の枠やアンダーバーの大きさを設定する構成としたが、注意喚起対象物の位置に応じたセンサの誤差範囲及び運転者の目が存在する範囲のいずれか一方の範囲だけを用いて重畳表示の枠やアンダーバーの大きさを設定してもよい。

また、本実施の形態では注意喚起対象物の位置に応じたセンサの誤差範囲を求め、そのセンサの誤差範囲を用いて重畳表示の枠やアンダーバーの大きさを設定する構成としたが、注意喚起対象物の位置から重畳表示の枠やアンダーバーの大きさを直接設定してもよい。

１…注意喚起表示装置、１０…外界センサ、１１…内界センサ、２０…ヘッドアップディスプレイ、３０…ＥＣＵ。

Claims (5)

1. 車両の前方又は周辺の実景における注意喚起対象物を強調するための表示像を、前記車両の窓ガラス上において前記注意喚起対象物に重畳させて表示する注意喚起表示装置であって、
   前記車両の前方又は周辺に存在する注意喚起対象物を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出した前記注意喚起対象物の位置に合わせて前記表示像を位置させるための表示制御を行う制御手段と、
   前記制御手段による前記表示制御に基づいて、前記車両の前方又は周辺の実景における前記検出手段で検出した前記注意喚起対象物を強調する前記表示像を表示する表示手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記検出手段で検出した前記注意喚起対象物の位置に応じた前記検出手段の３次元的な誤差範囲と、前記車両の運転者の目が存在する可能性のある３次元的な範囲であるアイリプスと、を予め記憶しており、
   前記誤差範囲及び前記アイリプスから前記表示像の大きさを調整することを特徴とする注意喚起表示装置。
2. 前記制御手段は、前記検出手段で検出した注意喚起対象物の位置が車両から遠い場合には近い場合よりも、前記検出手段の誤差範囲を大きくし、前記表示像の大きさを大きくすることを特徴とする請求項１に記載の注意喚起表示装置。
3. 前記制御手段は、前記検出手段で検出した注意喚起対象物の大きさに基づいて前記表示像の大きさを調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の注意喚起表示装置。
4. 前記表示手段は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の注意喚起表示装置。
5. 車両の前方又は周辺の実景における注意喚起対象物を強調するための表示像を、前記車両の窓ガラス上において前記注意喚起対象物に重畳させて表示する注意喚起表示装置による注意喚起表示方法であって、
   前記車両の前方又は周辺に存在する注意喚起対象物を検出手段によって検出する検出工程と、
   前記検出工程で検出した前記注意喚起対象物の位置に合わせて前記表示像を位置させるための表示制御を制御手段によって行う制御工程と、
   前記制御工程による前記表示制御に基づいて、前記車両の前方又は周辺の実景における前記検出工程で検出した前記注意喚起対象物を強調する前記表示像を表示手段によって表示する表示工程と、
   を含み、
   前記検出工程で検出した前記注意喚起対象物の位置に応じた前記検出手段の３次元的な誤差範囲と、前記車両の運転者の目が存在する可能性のある３次元的な範囲であるアイリプスと、が前記制御手段に予め記憶されており、
   前記制御工程においては、
   前記誤差範囲及び前記アイリプスから前記表示像の大きさを前記制御手段によって調整することを特徴とする注意喚起表示方法。

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