JP6288136B2 - 車両の室内指標表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の室内指標表示装置に関するものである。

自動車等の車両においては、運転者の運転操作をサポートするために、車両の内装上に指標を表示させる室内指標表示装置が用いられることがある。例えば、特許文献１には、運転支援のため、前方に注意対象物（例えば歩行者等の危険な障害物）を検出したときに、車室内装材に設けた指標を注意対象物に向けて動くように（移動するように）表示させる発明が開示されている。

特開２００６−３３１０４０号公報

ところで、夜間においては、暗い室内にいる運転者は、没入感を抱いて空間認識がしにくくなり（空間認識能力の低下）、このため、自車両位置の把握や車両の挙動を把握しにくいものとなる。したがって、車両の運転状況に合わせて、車両の進行方向や、進行方向に対する車両の状況を適切に表示して、運転者の空間認識能力の低下を補い得る指標表示装置が求められている。しかしながら、従来の指標装置には、このような考慮がなされたものは存在しなかった。例えば、特許文献１の発明における指標は、運転者の視線を車両外部の注意対象に誘導するものであるため、運転者の空間認識能力の向上とは無関係のものであり、また、必ずしも運転操作に伴う運転者の視線の方向と一致するものでもないため、かえって運転者に違和感を生じさせてしまう可能性もあった。

本発明は、以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、車両の室内指標表示装置において、車両の進行方向や、進行方向に対する車両の状況を、運転者に対して適切に表示し得る車両の室内指標表示装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、次のような解決方法を採択している。すなわち、請求項１に記載のように、車両の室内指標表示装置において、
車室内装上に配置されて所定の方向性を有する指標と、
運転者のオプティカルフローの方向を推定するオプティカルフロー推定手段と、
前記オプティカルフロー推定手段により推定されたオプティカルフローの方向と前記指標の方向とを比較し、前記オプティカルフローの方向と前記指標の方向との乖離が所定値以上となったときに、前記指標を目立ちにくくするように制御する指標制御手段と
を備えている。

上記解決手法によれば、運転者のオプティカルフローの方向が指標の方向が所定値以上に乖離した場合に、指標による表示が目立ちにくくされるので、オプティカルフローと指標の方向の乖離が所定値より小さい場合には、運転者は、指標の位置及び方向を基準として、車両の位置や進行方向を明確に認識することができ、運転時における車両との一体感や運転に対する没入感が高められる一方で、オプティカルフローと指標の方向の乖離が所定値以上となった場合には、オプティカルフローと異なる方向を向いた指標が、運転者に対して違和感を与えてしまうことを適切に防止できる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載の通りである。すなわち、前記指標制御手段は、前記指標の全体または少なくとも一部を消灯又は減光することにより、前記指標を目立ちにくくするようにしている（請求項２対応）。この場合、指標の目立ちやすさの程度を、状況に応じて様々に設定することができる。

前記指標制御手段は、前記オプティカルフロー推定手段により推定されたオプティカルフローの方向と前記指標の方向との乖離の程度に応じて、前記指標を目立ちにくくする程度を変更するようにしている（請求項３対応）。この場合、指標による表示を、オプティカルフローと指標の方向の乖離の程度に応じて適切に調整することができる。

前記オプティカルフロー推定手段は、運転者の状態を検出する運転者状態検出手段からの情報に基づいて、運転者のオプティカルフローの方向を推定するようにしている（請求項４対応）。この場合、例えば車内カメラからの運転者の状態（運転者の視線の方向）についての情報から、運転者のオプティカルフローを直接的に推定することができるので、高精度でオプティカルフローの推定を行うことができる。

前記オプティカルフロー推定手段は、車両進行方向の車外状況を検出する車外状況検出手段からの情報に基づいて、運転者のオプティカルフローの方向を推定するようにしている（請求項５対応）。この場合、例えば車外カメラやナビゲーション装置からの車両進行方向の車外状況についての情報に基づいて、その後の運転操作を予測して運転者のオプティカルフローを推定することができるので、オプティカルフローの推定を、時間的な遅れなく、比較的簡素な構成で実行できる。

前記オプティカルフロー推定手段は、車両進行方向の車外状況を検出する車外状況検出手段からの情報に基づいて、運転者のオプティカルフローの方向を推定するようにしている（請求項６対応）。この場合、例えば舵角センサ、車速センサ、Ｇセンサ等からの車両の運転状態についての情報に基づいて、簡素で安価な構成で、オプティカルフローの推定を行うことができる。

本発明によれば、車両の運転状況（運転者のオプティカルフロー）の変化に応じて、運転者に対して、適切なときにのみ適切な指標を与えることができるので、運転中における車内外のつながり感や車両との一体感を向上させることができるとともに、不適切な指標によって運転者に違和感を与えてしまうことを適切に防止できる。

本発明の指標表示装置が備えられた車室内装例を示す図。 本発明の制御系統例を示すブロック構成図。 本発明の制御例を示すフローチャート。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

図１には、本実施形態の指標表示装置が備えられた車両の車室前部を示す。図示されるように、車両には、フロントウインドガラス１と、フロントウインドガラス１の両側に設けられた左右のフロントピラー２Ｒ、２Ｌと、フロントウインドガラス１の下方に設けられたインストルメントパネル３と、運転席側（右側）に設けられたステアリングホイール４が備えられている。

インストルメントパネル３上には、フロントピラー２Ｒ、２Ｌの下端部付近に位置するように、左右一対の指標（指標表示器）１０Ｒ、１０Ｌが設けられている。指標１０Ｒ、１０Ｌは、所定の方向性（ベクトル成分）を有するバー状（棒状）での表示態様とされていて、例えば、液晶や有機ＥＬを利用した薄膜式の表示器やＬＥＤライトを利用した表示器によって構成されている。また、別の態様として、指標１０Ｒ、１０Ｌは、インストルメントパネル３に設けたプロジェクションマッピング装置により投影表示されるものとすることもできる。指標１０Ｒ、１０Ｌは、点灯、減光、消灯の切換えが可能となっている。

指標１０Ｒ、１０Ｌは、車両の直進時における運転者のオプティカルフロー（風景の流れを示すベクトル）の方向として想定される方向に向けて配置されている。図１には、車両の直進走行時に、運転者の前方の拡大中心（消失点）Ｏから放射状に自車両に向けて伸びるオプティカルフローの一部がＯＰ１、ＯＰ２として示される。オプティカルフローＯＰ１は、後方に向かうにつれて徐々に下方かつ右方に向かうように伸びて、インストルメントパネル３の右端部上面位置を通るものである。オプティカルフローＯＰ２は、後方に向かうにつれて徐々に下方かつ左方に向かうように伸びて、インストルメントパネル３の左端部上面位置を通るものである。

バー状に点灯表示される右側の指標１０Ｒは、オプティカルフローＯＰ１の延長線と同一方向を向くように（重なるように）方向設定される。バー状に点灯表示される左側の指標１０Ｌは、オプティカルフローＯＰ２の延長線と同一方向を向くように（重なるように）方向設定される。このような左右一対の指標１０Ｒ、１０Ｌは、前方に向かうにつれて徐々にその間隔が狭まるような表示形態とされる（平面視でハの字形態での表示）。

図２には、本実施形態の指標表示装置の制御系統例を示す。図示されるように、制御系は、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）Ｕを備えている。コントローラＵには、各種機器類（検出手段）Ｓ１〜Ｓ７からの信号が入力される。ここで、Ｓ１は、車室内の運転者を撮影可能な車内カメラ（乗員撮像装置）であり、Ｓ２は、車両前方（車両進行方向）を撮影可能な車外カメラである。また、Ｓ３は、地図情報と自車両位置とを入手するためのナビゲーション装置である。また、Ｓ４は、舵角を検出する舵角センサであり、Ｓ５は、車速を検出する車速センサであり、Ｓ６は、車両の傾斜状態を検出するＧセンサである。また、Ｓ７は、運転席（ドライバシート）のシート位置を検出するシート位置検出装置である。

コントローラＵは、オプティカルフロー推定手段Ｕ１を備えており、機器類Ｓ１〜Ｓ７の少なくとも１つからの信号（情報）に基づいて、オプティカルフロー推定手段Ｕ１により、運転者のオプティカルフローの方向を推定する。オプティカルフローは、人間の網膜に投影された外界の像全体の速度場であるので、車両の進行方向の変化に応じて運転者の視線の向きが変わると、オプティカルフローの方向も変化する。例えば、車両が左折するときには、運転者の視線は左側を向くため、図１に示すように、オプティカルフローの拡大中心Ｏ´は、直進時の拡大中心Ｏよりも左側に移動し、左右の指標１０Ｒ、１０Ｌに至るオプティカルフローＯＰ１´、ＯＰ２´は、直進時のオプティカルフローＯＰ１、ＯＰ２よりも左側に傾くことになる。コントローラＵは、このようなオプティカルフローの変化を、機器類Ｓ１〜Ｓ７の少なくとも１つからの情報に基づいて推定する。

なお、機器類Ｓ１〜Ｓ７からの情報は、運転者の状態についての情報と、車両進行方向の車外状況についての情報と、車両の運転状態についての情報のいずれかに分類できる。車内カメラＳ１及びシート位置検出手段Ｓ７は、運転者の状態についての情報を、車外カメラＳ２及びナビゲーション装置Ｓ３は、車外状況についての情報を、舵角センサＳ４、車速センサＳ５及びＧセンサＳ６は、車両の運転状態についての情報を、それぞれ提供するものである。

オプティカルフロー推定手段Ｕ１は、車内カメラＳ１により撮像された運転者の状態に基づいて、オプティカルフローを直接的に推定する。すなわち、オプティカルフローは、乗員の視線の向きによって変化するものであるので、車内カメラＳ１による乗員の顔の映像から、乗員の視線の向きを推定することにより、オプティカルフローの方向を直接的に（正確に）推定することができる。

また、車外カメラＳ２による車両前方の映像やナビゲーション装置Ｓ３からの地図情報からは、車両の進行方向の道路の状況が検知されるので、オプティカルフロー推定手段Ｕ１は、この車両進行方向の道路の状況に基づいて運転状況を予測し、オプティカルフローの変化（運転者の視線の変化）を間接的に推定することができる。

また、オプティカルフロー推定手段Ｕ１は、舵角センサＳ３により検出された車両の舵角、車速センサＳ４により検出された車速、及びＧセンサＳ５により検出された車両の傾斜に基づいて、車両の運転状態（右折又は左折等）を検知することにより、オプティカルフローを間接的に推定する。なお、オプティカルフローを決定する乗員の視線の向きは、常に車両の進行方向を向くわけではなく、車両の進行方向の変化（右折又は左折）に先行して、車両の進行方向が変化する側へと向くものであるため、車両の運動状態に基づくオプティカルフローの推定は、間接的なもの（タイムラグのあるもの）となる。

また、運転者のオプティカルフローは、運転者のドライビングポジションによって変わってくるので、オプティカルフロー推定手段Ｕ１は、シート位置検出手段からの検出信号に基づいて、ドライビングポジションを特定し、オプティカルフローの推定を調整する。

コントローラＵは、指標制御手段Ｕ２を備えており、指標１０Ｒ、１０Ｌに向けて制御信号を送信することにより、指標１０Ｒ、１０Ｌを制御可能となっている。詳しくは、オプティカルフロー推定手段Ｕ１により推定された運転者のオプティカルフローが、直進時のオプティカルフローの方向ＯＰ１、ＯＰ２（つまり指標１０Ｒ、１０Ｌのベクトル成分が向いた方向）に対して所定範囲内にある場合（実際のオプティカルフローの方向と直進時のオプティカルフローの方向の間の角度が、所定角度よりも小さい場合）には、指標１０Ｒ、１０Ｌを通常の点灯状態に制御する。これにより、運転者は、車両の両端付近（フロントピラー２Ｒ、２Ｌの下端付近）において略オプティカルフローの方向を向いた指標１０Ｒ、１０Ｌを見ることになり、これらの指標１０Ｒ、１０Ｌの位置及び方向を基準として、車両の位置及び車両進行方向を明確に認識することができるので、運転時における車両との一体感や、運転に対する没入感が高められる。このような空間認識能力の向上は、特に夜間において高められる。

一方、オプティカルフロー推定手段Ｕ１により推定された運転者のオプティカルフローが、指標１０Ｒ、１０Ｌの方向に対して所定範囲を超えて乖離したと判断された場合（推定されたオプティカルフローの方向と指標１０Ｒ、１０Ｌの方向の間の角度が、所定角度以上となった場合）には、指標１０Ｒ、１０Ｌによる表示が目立たない状態となるように（表示を抑制するように）制御を行う。具体的には、指標１０Ｒ、１０Ｌの全体又は一部を消灯又は減光することにより、指標１０Ｒ、１０Ｌの表示が、運転者に認識され難いものとする。これにより、指標１０Ｒ、１０Ｌがオプティカルフローと乖離した方向を指し示してしまうことにより運転者に違和感を生じさせてしまうことが、適切に防止される。

指標１０Ｒ、１０Ｌを目立たなくするための方法（構成）としては、様々なものが考えられる。例えば、表示が目立たなくなるように、単純に指標全体を消灯又は減光するようにしてもよいし、指標の一部を消灯又は減光するようにしてもよい。指標１０Ｒ、１０Ｌの表示面積を小さくすることによって（例えば点灯させる面積範囲の減少）、指標１０Ｒ、１０Ｌを目立ちにくくするようにしてもよい。

また、指標１０Ｒ、１０Ｌによる表示が目立たなくなる程度を、推定されたオプティカルフローと指標の方向が乖離している程度に応じて、変更することも可能である。例えば、オプティカルフローの乖離の程度を判定するための基準として、第１の所定角度と、第１の所定角度よりも大きな第２の所定角度を設定しておき、乖離が第１の所定角度以上で第２の所定角度未満である場合には表示を減光する一方で、乖離が第２の所定角度以上となった場合には、表示を消灯するようにしてもよい。

次に、コントローラＵによる制御例について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。まず、Ｑ１においては、各種機器Ｓ１〜Ｓ６からの情報（信号）が取得され、続くＱ２においては、これらの情報に基づいて、運転者のオプティカルフローが推定される。

Ｑ３においては、Ｑ２において推定されたオプティカルフローを、指標１０Ｒ、１０Ｌ（すなわち直進時のオプティカルフローＯＰ１、ＯＰ２の方向）と比較して、推定されたオプティカルフローと指標１０Ｒ、１０Ｌの方向の乖離が所定値（所定角度）以上であるか否かが判定され、所定範囲を超えていないと判定されたならば、Ｑ４に進み、指標１０Ｒ、１０Ｌを通常の点灯状態に制御して、制御の１サイクルを終了する。

一方、Ｑ３においてオプティカルフローと指標１０Ｒ、１０Ｌの方向の乖離が所定値以上であると判定された場合には、Ｑ５に進み、指標１０Ｒ、１０Ｌの表示を、目立たない状態（全部又は一部が減光又は消灯された状態）となるように制御する。このＱ３及びＱ５のステップは、オプティカルフローの乖離が所定値よりも小さくなるまで繰り返して実行され、オプティカルフローの乖離が所定値未満となったならば、Ｑ４に進んで指標１０Ｒ、１０Ｌを通常の点灯状態に制御して、制御の１サイクルを終了する。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。指標１０Ｒ、１０Ｌを目立ちにくくするためには、指標１０Ｒ、１０Ｌの全体又は一部の消灯又は減光以外にも、様々方法が考えられる。例えば、別途設けたカバー部材で指標１０Ｒ、１０Ｌを覆うようにする等、適宜のものを採択できる。また、指標１０Ｒ、１０Ｌは、オプティカルフローの方向を示すベクトル成分を有するものであればよく、例えば多角形形状等の適宜の形状のものとできる。また、指標１０Ｒ、１０Ｌの数は、特に制限されず、指標を１つのみとしてもよいし、３個以上の指標を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、指標１０Ｒ、１０Ｌを一体に制御したが、指標１０Ｒ、１０Ｌの各々を独立して制御することも可能である。例えば、推定されたオプティカルフローの方向と各指標１０Ｒ、１０Ｌとの乖離の程度に応じて、各指標１０Ｒ、１０Ｌの点灯、消灯、減光を、別々に制御するようにしてもよい。

指標１０Ｒ、１０Ｌは、運転者の左右いずれか一方にのみオフセットさせて設けるようにしてもよく、特に左右一方のみに設ける場合は、運転者から遠く離れた位置となる助手席側における車幅方向外方側端部に近い位置に設けるのが好ましい。指標１０Ｒ、１０Ｌは、フロントウインドガラス１付近に限らず、左折時や右折時に運転者の視線が向くこともある運転席用サイドドアや助手席用サイドドアにおけるサイドウインドガラス付近に設けるようにしてもよい。指標１０Ｒ、１０Ｌを設ける車室内装材としては、インストルメントパネル３に限らず、例えばフロントピラー２Ｒ、２Ｌ（特に下端部）としたり、サイドドア（特に前上縁部）を選択する等、適宜のものを選択できる。指標１０Ｒ、１０Ｌを設ける高さ位置としては、運転者の目線位置よりも低い位置とするのが、運転者に対して不必要に眩しさを与えないようにする上で、また運転者の意識が指標１０Ｒ、１０Ｌに集中し過ぎないようにする上で好ましいものとなる。

本発明は、特に夜間運転時において好適な車両の室内指標表示装置を提供できる。

１：フロントウインドガラス
２Ｒ、２Ｌ：フロントピラー
３：インストルメントパネル
４：ステアリングホイール
１０Ｒ、１０Ｌ：指標
ＯＰ１、ＯＰ２：直進時のオプティカルフロー
ＯＰ１´、ＯＰ２´：左折時のオプティカルフロー
Ｕ：コントローラ
Ｓ１：車内カメラ
Ｓ２：車外カメラ
Ｓ３：ナビゲーション装置
Ｓ４：舵角センサ
Ｓ５：車速センサ
Ｓ６：Ｇセンサ
Ｓ７：シート位置検出手段

Claims (6)

1. 車室内装上に配置されて所定の方向性を有する指標と、
   運転者のオプティカルフローの方向を推定するオプティカルフロー推定手段と、
   前記オプティカルフロー推定手段により推定されたオプティカルフローの方向と前記指標の方向とを比較し、前記オプティカルフローの方向と前記指標の方向との乖離が所定値以上となったときに、前記指標を目立ちにくくするように制御する指標制御手段と
   を備えた車両の室内指標表示装置。
2. 請求項1に記載の車両の室内指標表示装置において、
   前記指標制御手段は、前記指標の全体または少なくとも一部を消灯又は減光することにより、前記指標を目立ちにくくする車両の室内指標表示装置。
3. 請求項１又は請求項３に記載の車両の室内指標表示装置において、
   前記指標制御手段は、前記オプティカルフロー推定手段により推定されたオプティカルフローの方向と前記指標の方向との乖離の程度に応じて、前記指標を目立ちにくくする程度を変更する車両の室内指標表示装置。
4. 請求項1から請求項３のいずれか１項に記載の車両の室内指標表示装置において、
   前記オプティカルフロー推定手段は、運転者の状態を検出する運転者状態検出手段からの情報に基づいて、運転者のオプティカルフローの方向を推定する車両の室内指標表示装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか1項に記載の車両の室内指標表示装置において、
   前記オプティカルフロー推定手段は、車両進行方向の車外状況を検出する車外状況検出手段からの情報に基づいて、運転者のオプティカルフローの方向を推定する車両の室内指標表示装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両の室内指標表示装置において、
   前記オプティカルフロー推定手段は、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段からの情報に基づいて、運転者のオプティカルフローの方向を推定する車両の室内指標表示装置。

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