JP6295868B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

従来より、自車両のフロントガラスに先行車両を示す画像を表示する車両用表示装置が知られている（特許文献１）。特許文献１では、自車両が先行車両に追従可能な場合に、先行車両を示す画像を所定時間だけ表示する。

特開２００５−６７５１４号公報

特許文献１では、画像表示が更新されるまで先行車両と画像の位置関係がずれることになるが、画像の更新周期が一定であるため、この位置ずれは常に一定時間ごとに発生することになる。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、障害物と障害物を示す画像との位置ずれを低減できる車両用表示装置を提供することである。

本発明の一態様に係る車両用表示装置は、自車両の前方の領域を撮影し、撮影した画像から自車両の前方に存在する障害物を検出し、障害物の位置を示す画像を表示部に表示する。このとき、車両用表示装置は、検出した障害物が自車両にとって注意すべき障害物であると判断した場合には、障害物が自車両にとって注意すべき障害物でないと判断した場合よりも画像の表示更新周期を短くする。

本発明によれば、障害物と障害物を示す画像との位置ずれを低減できる。

図１は、本実施形態に係る車両用表示装置１０の構成を示すブロック図である。 図２は、図１の表示コントローラ１４の詳細な構成を示すブロック図である。 図３は、図１の車両用表示装置１０を用いた車両用表示方法の一例を示すフローチャートである。 図４は、歩行者Ｍの表示例を示す図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、自車両が直進走行している場合に撮影した画像を加工した図である。 図６（ａ）は、歩行者Ｍの表示例を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）から周期ｔ０経過直前の歩行者Ｍの表示例を示す図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）から周期ｔ１経過直前の歩行者Ｍの表示例を示す図である。 図７は、表示画像Ｐの表示更新周期がｔ１である場合における車両用表示方法の一例を示すタイミングチャートである。 図８は、表示画像Ｐの表示更新周期がｔ０である場合における車両用表示方法の一例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１を参照して、本実施形態に係る車両用表示装置１０の構成を説明する。車両用表示装置１０は、自車両の前方を撮影する前方カメラ１１と、ドライバカメラ１２と、画像処理部１３と、自車両の窓ガラスのうち自車両の乗員が外部環境を視認可能な領域に画像を表示する表示部１５と、乗員から見て画像が自車両の前方の障害物に重畳するように、少なくとも画像の表示位置を制御する表示コントローラ１４と、自車両の現在位置から予め定めた目的地までの走行予定経路を示す情報を取得する経路情報取得部としてのナビゲーション装置１６と、車速センサ１７を備える。

前方カメラ１１は、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子を撮像素子として備え、フロントガラスの内側に配置され、光軸を前方に向けて自車両前方の画像を撮影する。前方カメラ１１は、撮影した画像信号を画像処理部１３へ出力する。

ドライバカメラ１２は、乗員（たとえば運転者）の目の位置を測定するために、乗員の顔を含む領域を撮像する。ドライバカメラ１２は、撮影した画像信号を画像処理部１３へ出力する。

画像処理部１３は、画像プロセッサを備えており、前方カメラ１１で撮影された画像信号に対して所定の画像処理を行い、自車両の前方に存在する障害物の位置座標及び自車両に対する相対速度を演算する。そして、画像処理部１３は、障害物の位置及び相対速度ベクトルの座標を表示コントローラ１４へ出力する。また、画像処理部１３は、ドライバカメラ１２で撮影された画像信号に対して所定の画像処理を行い、乗員の視点位置を演算する。そして、画像処理部１３は、乗員の視点位置座標を表示コントローラ１４へ出力する。

ナビゲーション装置１６は、地図データベースと、ＧＰＳ信号等の測位信号を受信して車両の地図上の現在位置を検出する車両位置検出部と、車両の乗員が予め設定した目的地までの地図上の走行予定経路を算出する経路計算部とを備える。車速センサ１７は、車輪の回転周期から自車両の速度を算出する。

表示コントローラ１４は、入力された情報（車両の地図上の位置、走行予定経路、車速、障害物の位置座標、及び乗員の視点位置座標）に基づいて、乗員から見て画像が車両の前方の障害物に重畳するように表示部１５に画像を表示させる。なお、表示コントローラ１４の詳細な構成は図２を参照して後述する。

表示部１５は、自車両の窓ガラス（たとえばフロントガラス）を表示画面とするヘッドアップディスプレイである。表示部１５は、窓ガラスに画像を虚像として投影する投影部を備える。虚像は、たとえばフロントガラスの進行方向前方において像に集まる。乗員は、フロントガラスに投影された虚像を通じて、進行方向前方において、外部環境（たとえば、自車両前方の障害物）に重畳する画像を視認することができる。

次に、図２を参照して、図１の表示コントローラ１４の詳細な構成を説明する。表示コントローラ１４は、例えば、自車両に搭載されたマイコンからなり、予めインストールされたコンピュータプログラムをマイコンが実行することにより、次に示す演算部として機能する。即ち、表示コントローラ１４は、障害物検出部２１、衝突判断部２２、予測位置演算部２３、及び表示画像生成部２４として機能する。また、前記したコンピュータプログラムには、マイコンを、ナビゲーション装置１６、前方カメラ１１、ドライバカメラ１２、表示部１５の制御部として機能させるためのプログラムも含まれる。

障害物検出部２１は、画像処理部１３から出力された信号に基づいて自車両の前方に存在する障害物を検出する。本実施形態において障害物とは、自車両にとって注意すべき障害物であり、例えば、自車両の走行ラインへ接近してくるもの、自車両に衝突する可能性があるものをいい、先行車両、バイク、自転車、歩行者、小動物、落下物などである。
以下の実施形態では、自車両に衝突する可能性があるものを障害物として認識する場合を示す。

衝突判断部２２は、障害物が自車両に衝突する可能性があるか否かを判断する。換言すれば、衝突判断部２２は、障害物が自車両に近づいているか遠ざかっているかを判断する。衝突判断部２２が行う判断手法については後述する。

予測位置演算部２３は、障害物の位置及び自車両に対する相対速度に基づいて表示部１５に表示される障害物を示す画像（以下、表示画像という）の予測位置を演算する。

表示画像生成部２４は、表示部１５に表示される表示画像を生成する。

次に、図３のフローチャートを参照して、表示コントローラ１４の処理動作の一例を説明する。まず、ステップＳ１０１において、表示コントローラ１４は、画像の表示更新周期に係るタイマーｔをリセットしてスタートさせる。本実施形態において、表示コントローラ１４がタイマーｔをリセットする際に、表示部１５に表示される表示画像Ｐを図４に示す。図４に示す場面は、交差点の脇に歩行者Ｍが存在し、自車両が交差点に接近中の場面である。表示画像Ｐは、歩行者Ｍの下部に重畳表示される直線画像であって運転者に対して歩行者Ｍの位置を示す。

次に、ステップＳ１０２において、表示コントローラ１４は、前方カメラ１１及びドライバカメラ１２を制御して画像を取得する。

次に、ステップＳ１０３において、障害物検出部２１は、ステップＳ１０２で取得した画像を用いて自車両前方の障害物を検出する。障害物検出部２１が障害物を検出しない場合、表示コントローラ１４は、一連の処理を終了する。障害物検出部２１が障害物を検出した場合、ステップＳ１０４に処理が進む。本実施形態において、障害物検出部２１は、障害物として歩行者Ｍを検出したとする。

次に、ステップＳ１０４において、衝突判断部２２は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があるか否かを判断する。衝突判断部２２は、例えば図５（ａ）に示すように、歩行者Ｍが垂線Ｌ２に近づいた場合に、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があると判断することができる。垂線Ｌ２は、消失点Ｗから画面下側に垂直に下した線である。図５（ａ）に示すＬ１は、車道と歩道の境界に設けられた縁石を示す境界線である。消失点Ｗは、左右の境界線Ｌ１の交点であり、自車両が走行する走行ラインが消失する点を示す。

なお、自車両の移動速度は、歩行者Ｍの移動速度より大幅に早いため、歩行者Ｍが垂線Ｌ２に近づく方向に移動している場合でも、衝突判断部２２は、歩行者Ｍが垂線Ｌ２から遠ざかる方向に移動していると判断する場合が考えられる。そこで、衝突判断部２２は、以下のようにして、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があるか否かを判断してもよい。すなわち、衝突判断部２２は、図５（ｂ）に示すように、消失点Ｗから画面下側に所定の角度を設けて複数の補助線Ｌ３を引き、歩行者Ｍに重なる補助線Ｌ３を検出する。そして、衝突判断部２２は、歩行者Ｍが、歩行者Ｍに重なる補助線Ｌ３から垂線Ｌ２に近いほうの補助線Ｌ３に近づく場合は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があると判断することができる。一方、衝突判断部２２は、歩行者Ｍが、歩行者Ｍに重なる補助線Ｌ３から画面外側の補助線Ｌ３に近づく場合は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性はないと判断することができる。

なお、衝突判断部２２は、図５（ａ）に示す歩行者Ｍが画面下側に近づいてきたら、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があると判断してもよい。

衝突判断部２２によって歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があると判断された場合、ステップＳ１０５に処理が進む。一方、衝突判断部２２によって歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性はないと判断された場合、ステップＳ１０９に処理が進む。

ステップＳ１０５〜１０８は、周期ｔ１で処理が進み、ステップＳ１０９〜１１２は、周期ｔ０で処理が進む。ここで、周期ｔ０と周期ｔ１の関係について説明する。まず、本実施形態において周期とは、表示画像Ｐの表示更新に係る時間を示す。また、周期ｔ０は、通常時の表示更新周期である。周期ｔ０及び周期ｔ１は、周期ｔ０＞周期ｔ１なる関係を有する。すなわち、本実施形態において、表示コントローラ１４は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性がない場合は、周期ｔ０で表示画像Ｐを更新する一方、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性がある場合は、周期ｔ０より短い周期ｔ１で表示画像Ｐを更新する。図６を参照してこの点を詳細に説明する。

図６（ａ）の状況から自車両及び歩行者Ｍが移動するにしたがい、歩行者Ｍと表示画像Ｐの位置関係は徐々にずれていくことになる。このとき、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性がある場合、安全上の観点からこの位置ずれが発生している時間を短くすることが望ましい。そこで、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性がある場合、表示コントローラ１４は、周期ｔ０から周期ｔ１に切り替えて表示更新周期を短くする。これにより、図６（ｂ）に示すように、歩行者Ｍと表示画像Ｐの位置関係がずれる前に表示画像Ｐを更新することができ、歩行者Ｍと表示画像Ｐの位置ずれを低減することができる。一方、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性がない場合は危険が少ないため、少し位置がずれたとしても直ちに安全上の問題につながる可能性が低い。このため、図６（ｃ）に示すように、歩行者Ｍと表示画像Ｐの位置関係がずれるようなことがあっても、表示コントローラ１４は、通常時の周期ｔ０で表示画像Ｐを更新する。なお、表示コントローラ１４は表示部１５に複数の表示画像Ｐを表示できるが、表示コントローラ１４が有するリソース（情報処理能力や描画能力など）には限りがある。このため、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性がある場合、表示コントローラ１４は、この歩行者Ｍを示す表示画像Ｐの処理に優先的にリソースを配分し、表示更新周期を短くする。

図３のフローチャートに戻り、ステップＳ１０５において、予測位置演算部２３は、ステップＳ１０２で取得した画像から、歩行者Ｍの位置及び自車両に対する相対速度を算出し、タイマーｔがスタートしてから周期ｔ１経過後の歩行者Ｍの予測位置を演算する。これにより、表示コントローラ１４は、表示更新の際の通信や演算に係る時間中に自車両及び歩行者Ｍが移動することによって発生する位置ずれを低減することができる。

次に、ステップＳ１０６において、表示画像生成部２４は、表示画像Ｐを生成する。

次に、ステップＳ１０７において、表示コントローラ１４は、タイマーｔをスタートさせてから周期ｔ１を経過したか否かを判断する。タイマーｔが周期ｔ１を経過した場合、処理がステップＳ１０８に進む。タイマーｔが周期ｔ１を経過していない場合、表示コントローラ１４は、処理を待機させる。タイマーｔが周期ｔ１を経過するまで処理を待機させる理由は、予測位置演算部２３がステップＳ１０５においてタイマーｔが周期ｔ１を経過した後の表示画像Ｐの予測位置を演算しているからである。

次に、ステップＳ１０８において、表示コントローラ１４は、表示画像Ｐを更新して表示部１５に表示する。その後、処理がステップＳ１０１に戻り、表示コントローラ１４は、次の周期の表示処理を開始する。

ステップＳ１０９において、ステップＳ１０５と同様に、予測位置演算部２３は、ステップＳ１０２で取得した画像から、歩行者Ｍの位置及び自車両に対する相対速度を算出し、タイマーｔがスタートしてから周期ｔ０経過後の歩行者Ｍの予測位置を演算する。

次に、ステップＳ１１０において、ステップＳ１０６と同様に、表示画像生成部２４は、表示画像Ｐを生成する。

次に、ステップＳ１１１において、ステップＳ１０７と同様に、表示コントローラ１４は、タイマーｔをスタートさせてから周期ｔ０を経過したか否かを判断する。タイマーｔが周期ｔ０を経過した場合、処理がステップＳ１１２に進む。タイマーｔが周期ｔ０を経過していない場合、表示コントローラ１４は、処理を待機させる。

次に、ステップＳ１１２において、ステップＳ１０８と同様に、表示コントローラ１４は、表示画像Ｐを更新して表示部１５に表示する。その後、処理がステップＳ１０１に戻り、表示コントローラ１４は、次の周期の表示処理を開始する。

このように、衝突判断部２２によって歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があると判断された場合、表示コントローラ１４は表示画像Ｐの表示更新周期をｔ０からｔ０より短いｔ１に切り替える。ここで、図７及び図８を参照して、表示更新周期をｔ０からｔ０より短いｔ１に切り替えた場合の効果を説明する。図７は、周期ｔ１におけるタイミングチャートであり、図８は周期ｔ０におけるタイミングチャートである。図７に示すように、表示コントローラ１４は、周期ｔ１ごとに、図３に示すフローチャートのステップＳ１０１〜１０８までの処理を行って次の周期に表示するコマを演算し、周期ｔ１経過後に、演算したコマを表示する。また、図８に示すように、表示コントローラ１４は、周期ｔ０ごとに、図３に示すフローチャートのステップＳ１０１〜１０４及びステップＳ１０９〜１１２までの処理を行って次の周期に表示するコマを演算し、周期ｔ０経過後に、演算したコマを表示する。図７及び図８に示すように、表示を更新した直後は、位置ずれがもっとも少ない。その後、時間が経過するにしたがい、位置ずれが大きくなっていく。このとき、図７に示す周期ｔ１の場合は、図８に示す周期ｔ０より表示更新周期が短いため、位置ずれが発生している時間を短くすることができ、さらに位置ずれの最大値を抑えることができる。

なお、本実施形態において、表示画像Ｐとして、歩行者Ｍの下側に直線上の画像として説明したが、表示画像Ｐはこれに限られない。例えば、歩行者Ｍを四角枠で囲うように表示してもよいし、歩行者Ｍを矢印で示すように表示してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用表示装置１０は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があると判断した場合、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性がないと判断した場合より表示画像Ｐの表示更新周期を短くする。これにより、車両用表示装置１０は、歩行者Ｍと歩行者Ｍを示す表示画像Ｐの位置ずれを低減することができる。

また、本実施形態に係る車両用表示装置１０は、歩行者Ｍが垂線Ｌ２に近づいている場合に、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があると判断することができる。これにより、車両用表示装置１０は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性を容易に判断することができる。

また、本実施形態に係る車両用表示装置１０は、歩行者Ｍに重なる補助線Ｌ３を検出し、歩行者Ｍが、歩行者Ｍに重なる補助線Ｌ３から垂線Ｌ２に近いほうの補助線Ｌ３に近づく場合は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性があると判断することができる。これにより、車両用表示装置１０は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性を容易に判断することができる。

また、本実施形態に係る車両用表示装置１０は、歩行者Ｍの位置及び自車両に対する相対速度に基づいて表示画像Ｐを表示する予測位置を演算するため、表示更新の際の通信や演算に係る時間中に自車両及び歩行者Ｍが移動することによって発生する位置ずれを低減することができる。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、歩行者Ｍが車道に存在する場合は、歩行者Ｍが歩道に存在する場合より歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性が高いといえる。そこで、車両用表示装置１０は、歩行者Ｍが車道に存在する場合は、歩行者Ｍが歩道に存在する場合より表示画像Ｐの表示更新周期を短くするようにしてもよい。これにより、車両用表示装置１０は、歩行者Ｍが自車両に衝突する可能性が高い場合の位置ずれをさらに低減することができる。

１０ 車両用表示装置
１１ 前方カメラ（撮影部）
１２ ドライバカメラ
１３ 画像処理部
１４ 表示コントローラ（表示制御部）
１５ 表示部
１６ ナビゲーション装置
１７ 車速センサ
２１ 障害物検出部
２２ 衝突判断部
２３ 予測位置演算部
２４ 表示画像生成部

Claims (5)

1. 自車両の前方の領域を撮影した撮影画像を取得する撮影部と、
   前記撮影画像から前記自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出部と、
   前記自車両の窓ガラスのうち前記自車両の乗員が前記障害物を視認可能な領域に前記障害物の位置を示す画像を表示する表示部と、
   前記乗員から見て前記画像が前記障害物に重畳するように、少なくとも前記画像の表示位置を制御する表示制御部と、
   前記障害物が前記自車両にとって注意すべき障害物であるか否かを判断する衝突判断部と、を備え、
   前記表示制御部は、前記衝突判断部によって前記障害物が前記自車両にとって注意すべき障害物であると判断された場合には、前記衝突判断部によって前記障害物が前記自車両にとって注意すべき障害物でないと判断された場合よりも前記画像の表示更新周期を短くする
   ことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記撮影画像の車道が消失する消失点から垂直に前記撮影画像の下側に引いた垂線に前記障害物が近づいた場合、前記衝突判断部は、前記障害物が前記自車両にとって注意すべき障害物であると判断することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記衝突判断部は、前記消失点から前記撮影画像の下側に所定の角度を設けて引いた複数の補助線のうち、前記障害物と重なる第１補助線を検出し、前記障害物が前記第１補助線から前記垂線に近いほうの補助線に近づいた場合、前記障害物が前記自車両にとって注意すべき障害物であると判断することを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記障害物検出部は、前記障害物の位置及び前記自車両に対する前記障害物の相対速度を検出し、
   前記表示制御部は、前記障害物の位置及び相対速度に基づいて、前記画像の表示位置を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
5. 前記表示制御部は、前記障害物が車道に存在する場合は、前記障害物が歩道に存在する場合よりも前記画像の表示更新周期を短くすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用表示装置。

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