JP6459205B2

JP6459205B2 - 車両用表示システム

Info

Publication number: JP6459205B2
Application number: JP2014091486A
Authority: JP
Inventors: 亜純本間
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: WO2015163205A1; EP3136369A4; JP2015210644A; EP3136369A1; US20170039438A1

Description

本発明は、ユーザに対して車両運行の補助となる表示を提示する車両用表示システムに関する。

車両用表示システムとしては、自車両前方の風景（実景）に重畳画像を重ねて表示することで、実景に情報などを付加・強調した拡張現実（ＡＲ：ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）を生成し、車両運転するユーザの視線移動を極力抑えつつ、所望の情報を的確に提供することで、安全で快適な車両運行に寄与することができるヘッドアップディスプレイ装置（車両用表示装置）を用いたものが知られている。

車両用表示装置が表示する情報の一つとして、ユーザ（通常は、車両の運転者）に対して車両運行に関わる潜在的な危険度合いを示すリスクポテンシャルがあり、このようなリスクポテンシャルを重畳画像にて表示するものが、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されている車両用表示装置は、自車両前方の道路に関する情報を取得し、この道路情報に基いてユーザに対する潜在的な危険度合いを示すリスクポテンシャルを判定し、リスクポテンシャルの程度によって、車線領域に表示する重畳画像の表示色を変化させるものであり、例えば、反対車線領域や自車両の走行車線における停止線の手前領域を赤色で塗りつぶした重畳画像を表示することで、ユーザに対して注意を促すものである。

特開２００５−２０２７８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用表示装置では、リスクポテンシャルの大きさを、車線の塗りつぶした重畳画像で示しているが、塗りつぶし領域のどこに危険因子が存在しているか、どのような操作をしてはいけないのかを直感的に認識しづらいという問題があった。

また、特許文献１に記載の車両用表示装置は、重畳画像を車線と重ねて表示しているため、ユーザは、重畳画像を視認する際に、車両運行を行う通常よりも視線を下げなければならず、視線移動を少なくする観点で改良する余地があった。

そこで本発明は、ユーザの視線移動を抑え、潜在的なリスクの度合いを直感的に報知・認識させることで、安全な車両運行に寄与することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両用表示システムは、路面上の特定対象を検出する周辺認識部と、自車両の外の実景に重畳して視認者に視認される重畳画像を表示する表示部と、前記表示部を制御する制御部と、を備えた車両用表示システムにおいて、前記制御部は、前記特定対象を起点として突き出した壁面部を有する壁面画像を表示させ、前記壁面画像は、高さ方向に沿って視認性を変化させてなることを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの視線移動を抑え、潜在的なリスクの度合いを直感的に報知認識させることで、安全な車両運行に寄与することができる。

本発明の第一実施形態における車両用表示システムの構成を説明する図である。上記実施形態における車両のユーザが視認する側壁画像を説明する図である。上記実施形態におけるリスクポテンシャルを決定するためのテーブルデータを示す図である。上記実施形態における正面壁画像の表示例を説明するための図である。上記実施形態における正面壁画像の表示例を説明するための図である。壁面画像（側壁画像）の変形例を示す図である。

本発明の車両用表示システム１００の実施形態について、図１を参照して説明する。

車両用表示システム１００は、自車両１に搭載されるものであり、自車両１の外側の実景に重ねる重畳画像Ｖを自車両１のユーザ２に対して表示する表示部２００と、自車両１の周辺の状況を認識する周辺認識部３００と、自車両１と特定対象Ｗ（例えば、車道の区画線Ｗ１や停止線Ｗ２や前方車両）との距離を検出する距離検出部４００と、ユーザ２の視点位置を検出する視点位置検出部５００と、周辺認識部３００,距離検出部４００,視点位置検出部５００から情報を入力し、表示部２００を制御する制御部６００と、を備える。

表示部２００は、自車両１のフロントガラス１ａに表示光Ｋを投影することで、フロントガラス１ａを通した実景とともに虚像である重畳画像Ｖをユーザ２に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であり、後述する制御部６００の制御の下、フロントガラス１ａに投影する表示光Ｋの位置を調整することで、自車両１の前方の実景上の特定対象Ｗに重畳画像Ｖが重畳して視認されるように表示を行うことが可能である。なお、表示部２００は、後述するナビゲーションシステム３３０や車両ＥＣＵ７００などに接続されており、実景の特定対象Ｗに重畳する重畳画像Ｖ以外にも、車速などの車両情報画像や経路案内を行う矢印画像などで構成される経路案内画像なども表示可能である。

周辺認識部３００は、自車両１の周辺状況を監視するものであり、本実施形態では、自車両１の前方を撮像することで自車両１の前方の状況を認識するための前方情報取得部３１０と、自車両１の後方及び側方を撮像することで自車両１の後方及び側方の状況を認識するための後方情報取得部３２０と、自車両１の位置とデータベースからの情報に基づき自車両１の周辺環境を認識することができるナビゲーションシステム３３０と、を有する。

前方情報取得部３１０は、自車両１が走行する路面を含む前方領域を撮像するものであり、例えばステレオカメラなどで構成される。前方情報取得部３１０は、撮像した画像の撮像データを、図示しない画像解析部を用いて、公知の画像処理、パターンマッチング法などにより画像解析することで、道路に関する特定対象Ｗ（車線，区画線Ｗ１，停止線Ｗ２，横断歩道，道路の幅員，車線数，交差点，カーブ，分岐路Ｗ３等）や道路上の特定対象Ｗ（前方車両や障害物）を解析することができ、さらに撮像された特定対象Ｗ（区画線Ｗ１，停止線Ｗ２，前方車両等）と自車両１との間の距離を算出することができる。また、前方情報取得部３１０は、図示しない通信手段を有し、路上の通信インフラから自車両１の前方領域に関する情報を取得してもよい。

後方情報取得部３２０は、自車両１の後方から側方に存在する後方車両との距離を測距する測距センサであり、例えば、測距カメラやレーダセンサ等によって構成される。後方情報取得部３２０は、自車両１に接近する複数の後方車両を個別に認識可能であり、自車両１と個々の後方車両との距離を連続的または断続的に検出し、その時間差分などの比較により自車両１の速度を基準とした後方車両の相対速度を算出することができる。すなわち、後方情報取得部３２０は、後述する制御部６００に自車両１に接近する後方車両それぞれの相対距離及び相対速度を出力する。また、後方情報取得部３２０は、図示しない通信手段を有し、車車間通信や路上の通信インフラを介して自車両１と他の車両との位置関係やその時間差分によって相対速度を求めてもよい。

ナビゲーションシステム３３０は、図示しないＧＰＳセンサにより自車両１の位置を特定し、自車両１の周辺の道路に関する情報（車線の種類，道路の幅員，車線数，交差点，カーブ，分岐路Ｗ３の位置等）を後述する制御部６００に出力する。

距離検出部４００は、例えば、ミリ波レーダ等の近距離検出用レーダ、超音波等を用いたソナー、可視光線カメラ、赤外線カメラなどの撮像カメラ等で構成され、取得したデータを後述する制御部６００に出力する。制御部６００は、距離検出部４００から入力したデータに基づき、特定対象Ｗとの距離や特定対象Ｗとの相対速度などを演算することができる。

視点位置検出部５００は、ユーザ２の視点位置（視線の上下及び左右方向の位置）を検出するものであり、例えば、ユーザ２を撮像する赤外線カメラなどで構成される。視点位置検出部５００は、ユーザ２の目を撮像するものであり、視点位置検出部５００で取得された撮像データを、図示しない画像解析部により、公知の画像処置、パターンマッチング法などにより画像解析することで、ユーザ２の視点位置を解析して、ユーザ２の視点位置に関する情報を後述する制御部６００に出力することができる。なお、ユーザ２が図示しない入力手段を操作することで、自らの視点位置に合うように重畳画像Ｖの表示位置を調整するようにしてもよく、このような場合、視点位置検出部５００を省略してもよい。

制御部６００は、１つもしくは複数のマイクロプロセッサ，マイクロコントローラ，ＡＳＩＣ，ＦＰＧＡ，任意の他のＩＣなどを有する処理部６１０と、書き換え可能なＲＡＭ，読み出し専用のＲＯＭ，消去不能なプログラム読み出し専用のＥＥＰＲＯＭ，不揮発性メモリであるフラッシュメモリなどのプログラムやデータを記憶することができる１つまたは複数のメモリを有する記憶部６２０と、を備え、表示部２００，周辺認識部３００，距離検出部４００，視点位置検出部５００，車両ＥＣＵ７００及びナビゲーションシステム３３０などと、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）バス通信等のバス８００を介して信号を授受可能に接続される。

処理部６１０は、周辺認識部３００から入力される特定対象Ｗの位置に関する情報と、視点位置検出部５００から入力されるユーザ２の視点位置に関する情報に基づき、表示部２００に表示させる重畳画像（壁面画像）Ｖの表示位置を演算して、表示部２００を制御する。このように、特定対象Ｗの位置と視点位置検出部５００の位置とに基づいて、特定対象Ｗの表示位置を設定することにより、ユーザ２の体格の違いや姿勢の違いがあった場合でも、実景における特定対象Ｗに対する所望の位置に重畳画像Ｖを重畳表示させることができる。

図２を用いて、ユーザ２が視認する実景と後述する側壁画像Ｖ１（壁面画像Ｖ）との様子を説明する。図２は、自車両１の運転席からユーザ２がフロントガラス１ａを通して前方視認した際に視認する風景の一例を示した図であり、車線変更に対するリスクを報知する側壁画像Ｖ１を表示した例である。

処理部６１０は、後方情報取得部３２０からのデータに基づいて後方車両の接近を検出し、自車両１に接近する後方車両のリスクポテンシャルＲＰを演算する。具体的に例えば、処理部６１０は、図３に示すようなテーブルデータを用い、自車両１と後方車両との相対距離及び相対速度に基づきリスクポテンシャルＲＰを求める。処理部６１０は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、自車両１が走行している走行車線Ｌ１と追越車線Ｌ２との間の区画線Ｗ１上に側壁画像Ｖ１を表示させ、リスクポテンシャルＲＰの大きさに基づいて、高さの異なる側壁画像Ｖ１を表示させる。処理部６１０は、後述する壁面画像Ｖよりも自車両１から離れた位置に自車両１を進行させた場合のリスクポテンシャルＲＰを算出し、壁面画像Ｖを表示させるものであり、ユーザ２に壁面画像Ｖを超えた運行をさせないことによりリスクを回避させることができる。

側壁画像Ｖ１は、自車両１の進行方向に沿うように、道路上の区画線Ｗ１を起点として上方に立ち上がった平面または／及び曲面を有する壁のような画像である。処理部６１０は、通常走行時において、図２（ａ）に示すように、区画線Ｗ１に重畳する高さを有さない平面状の側壁画像Ｖ１を表示させているが、リスクポテンシャルＲＰが大きいと判定された（リスクポテンシャルＲＰが図３におけるＲＰ２、ＲＰ３である）場合、区画線Ｗ１を起点としてリスクポテンシャルＲＰに応じた高さまで上方に伸長して表示させる。このように、道路上の区画線Ｗ１（特定対象Ｗ）を起点として高さを有する平面または／および曲面状の側壁画像Ｖ１（壁面画像Ｖ）を表示させることで、ユーザ２に側壁画像Ｖ１を壁のように感じさせることができ、直感的に側壁画像Ｖ１側に近づかないような車両運行に誘導することができ、進路変更など左右方向の危険な操作を未然に防ぐことができる。

また、リスクポテンシャルＲＰに応じて、区画線Ｗ１（特定対象Ｗ）を起点とした側壁画像Ｖ１の高さを変えることができるので、リスクポテンシャルＲＰが生じる位置とリスクポテンシャルＲＰの大きさを瞬時に認識させることが可能である。

さらに、図４．５を用いて、正面壁画像Ｖ２について説明する。図４は、停止線Ｗ２に重畳した正面壁画像Ｖ２を示す図であり、図５は、分岐路Ｗ３に重畳した正面壁画像Ｖ２を示す図である。

正面壁画像Ｖ２は、道路上の特定対象Ｗ（停止線Ｗ２や分岐路Ｗ３）を起点として上方に自車両１の進行方向に向かい合うように立ち上がった平面または／及び曲面を有する。正面壁画像Ｖ２は、自車両１に向かい合うように立ち上がった壁のような壁面部Ｖ２ａと、この壁面部Ｖ２ａの表面に文字や図形などの情報をユーザ２に対して提示するリスク情報部Ｖ２ｂとを備える。

図４における正面壁画像Ｖ２は、道路上の停止線Ｗ２を起点として自車両１に向かい合うように立ち上がった平面形状の壁面部Ｖ２ａを有しており、この壁面部Ｖ２ａの表面に停止標識であるリスク情報部Ｖ２ｂを表示している。壁面部Ｖ２ａの高さは、制御部６００で算出されるリスクポテンシャルＲＰに基づき変化する。処理部６１０は、具体的に例えば、停止線Ｗ２までの相対距離と自車両１の速度を入力し、前述した図３に示したようなテーブルデータを用いてリスクポテンシャルＲＰを決定し、このリスクポテンシャルＲＰに基づき、壁面部Ｖ２ａの高さを調整する。処理部６１０は、停止線Ｗ２に近いにも関わらず速度が速い場合、リスクポテンシャルＲＰが高いと判定して、壁面部Ｖ２ａの高さを高く表示する。すると、ユーザ２は、自車両１の進行方向に壁があるように感じ、自車両１の速度を緩めるように誘導し、安全な運行に寄与することができる。

また、処理部６１０は、自車両１が停止線Ｗ２で一時停止した場合、リスクポテンシャルＲＰが低くなったと判定し、壁面部Ｖ２ａの高さを低くする。リスクポテンシャルＲＰが十分に低くならないと壁面部Ｖ２ａが高さを有して表示されるため、自車両１の進行方向に壁があるように感じ、停止しないと運行を継続しにくくさせることができ、延いては、壁面部Ｖ２ａを低くするためにリスクポテンシャルＲＰを下げるような運行操作を促すことができる。

図５における正面壁画像Ｖ２は、道路上の分岐路Ｗ３を起点として車線を塞ぐように立ち上がった平面形状の壁面部Ｖ２ａを有しており、この壁面部Ｖ２ａの表面に進入禁止標識であるリスク情報部Ｖ２ｂを表示している。壁面部Ｖ２ａの高さは、所定の高さで表示する。このように、壁面部Ｖ２ａの高さをリスクポテンシャルＲＰに基づかずに、一定に高くすることで、ユーザ２に確実にリスクを回避させ、安全な運行に寄与することができる。

また、処理部６１０は、自車両１が分岐路Ｗ３に所定の距離以内まで近づいた場合、側壁画像Ｖ１aの高さを変えず、リスク情報部Ｖ２ｂを非表示として、リスク情報部Ｖ２ｂとは異なる案内経路を示す矢印画像などのリスク回避画像（図示しない）を壁面部Ｖ２ａ上に表示する。斯かる構成により、リスク（例えば進入禁止の分岐路Ｗ３など）を避ける運行をユーザ２に促すことができる。

また、図示していないが、処理部６１０は、自車両１が信号待ちなどで所定期間停止する場合、正面壁画像Ｖ２には、音楽再生操作画像や空調装置操作画像などの車載機器を操作可能な操作画像を表示させ、進行可能になった場合、進行に対するリスクポテンシャルＲＰが低下したとして、前記操作画像を表示した壁面部Ｖ２ａを低くすることにより、ユーザ２は停車中に前記操作画像を注視していたとしても、壁面部Ｖ２ａの高さが低くなることに伴う前記操作画像の高さの低下により瞬時にリスクポテンシャルＲＰの低下を認識することができ、迅速に運行を再開することができる。

また、変形例として、処理部６１０は、図６に示すように、側壁画像Ｖ１（壁面画像Ｖ）の上方側の視認性を低下させ、実景を視認しやすくしてもよい。また、逆に、側壁画像Ｖ１（壁面画像Ｖ）の下方側の視認性を低下させ、特定対象Ｗを視認しやすくしてもよい。また、側壁画像Ｖ１（壁面画像Ｖ）の途中の視認性を低下させ、所定の高さの実景を視認しやすくしてもよい。

なお、本発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

１自車両
１ａフロントガラス
２ユーザ
１００車両用表示システム
２００表示部
３００周辺認識部
３１０前方情報取得部
３２０後方情報取得部
３３０ナビゲーションシステム
４００距離検出部
５００視点位置検出部
６００制御部
６１０処理部
６２０記憶部
７００車両ＥＣＵ
８００バス
Ｖ壁面画像
Ｖ１側壁画像
Ｖ２正面壁画像
Ｖ２ａ壁面部
Ｖ２ｂリスク情報部
Ｗ特定対象

Claims

路面上の特定対象を検出する周辺認識部と、自車両の外の実景に重畳して視認者に視認される重畳画像を表示する表示部と、前記表示部を制御する制御部と、を備えた車両用表示システムにおいて、
前記制御部は、前記特定対象を起点として突き出した壁面部を有する壁面画像を表示させ、
前記壁面画像は、高さ方向に沿って視認性を変化させてなる、
ことを特徴とする車両用表示システム。
前記制御部は、前記壁面部よりも前記自車両から離れた位置におけるリスクポテンシャルを算出し、前記リスクポテンシャルに応じて前記壁面部の高さを調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示システム。
前記制御部は、前記壁面部に前記リスクポテンシャルに関する情報を示すリスク画像を表示する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用表示システム。
前記制御部は、前記リスクポテンシャルの要因となるリスクを回避する運行を前記視認者に促し、前記壁面部に前記リスク画像とは異なるリスク回避画像を表示可能とする、
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用表示システム。
前記制御部は、前記特定対象までの距離を取得可能であり、前記特定対象までの前記距離が所定の距離以内になった場合、前記リスク回避画像を表示させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用表示システム。
前記壁面画像は、前記自車両が走行する車線に沿うように表示される側壁画像または／および前記車線を塞ぐように表示される正面壁画像を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用表示システム。
前記周辺認識部は、検出する前記特定対象として、区画線または停止線または分岐路または前方車両を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用表示システム。