JP6569356B2 - 情報呈示装置及び情報呈示方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報呈示装置及び情報呈示方法に関する。

従来より、運転支援に関する様々な発明が知られている。例えば特許文献１は、バック駐車時に予想進路をディスプレイに表示し、この予想進路に障害物が近づいてきた場合、予想進路内で障害物に近い部位に警報表示を行う。これにより、運転者は障害物の接近を認識することができる。

特許第５６０５６０６号公報

特許文献１のように手動運転を想定した発明の場合、運転者は自車位置から連続して空いている領域を認識しているため、障害物に関する情報を与えるのは有効である。しかしながら、自動運転においては運転から意識が離れてしまい、運転者の環境認識レベルは低下する。このように環境認識レベルが低下した運転者に対し、障害物に関する情報だけを与えても有効に利用することはできない。

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、環境認識の基礎情報である自車位置から連続して空いている領域を表示し、運転者に対し周囲環境の確認を促す情報呈示装置及び情報呈示方法を提供することである。

本発明の一態様に係る情報呈示装置は、自車位置及び自車両の周囲環境を検出し、検出した自車位置及び周囲環境とに基づいて自車位置から連続して空いている領域を推定し、推定した連続して空いている領域を自車位置を中心としてディスプレイに表示する。情報呈示装置は、自車両の移動に基づく連続して空いている領域の時間変化から、障害物の動きを示す画像を生成し、生成した画像をディスプレイに表示する。

本発明によれば、環境認識の基礎情報である自車位置から連続して空いている領域を表示し、運転者に対し周囲環境の確認を促すことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る情報呈示装置の構成図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の実施形態に係る情報呈示装置が生成する画像を説明する図である。 図３は、本発明の実施形態に係る情報呈示装置の動作例を説明するフローチャートである。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係る情報呈示装置が生成する他の画像を説明する図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の実施形態に係る情報呈示装置が生成するさらに他の画像を説明する図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明の実施形態に係る情報呈示装置が生成するさらに他の画像を説明する図である。

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情報呈示装置１について説明する。図１に示すように、情報呈示装置１は、切替スイッチ１０と、ＧＰＳ受信機１１と、レーザレンジファインダー１２と、カメラ１３と、ナビゲーション装置１４と、車速センサ１５と、操舵角センサ１６と、コントローラ２０と、アクセルペダルアクチュエータ４０と、ブレーキペダルアクチュエータ４１と、ステアリングアクチュエータ４２と、乗員に各種情報を表示するディスプレイ４３を備える。情報呈示装置１は、車両の走行制御を自動的に行う自動運転制御と運転者による手動運転制御とを切り替えて制御する自動運転車両に用いられる。

切替スイッチ１０は、運転者の選択により自車両の自動運転と手動運転とを切り替えるスイッチであり、運転席近傍に設置される。

ＧＰＳ受信機１１（位置検出手段）は、人工衛星からの電波を受信することにより、地上における自車両の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機１１は、検出した自車両の現在位置をコントローラ２０に出力する。

レーザレンジファインダー１２（周囲検出手段）は、自車両の四隅に複数個設置され、自車両の周囲（例えば３０ｍ以内）に存在する障害物（歩行者、自転車、二輪車、他車両など）を検出する。具体的にレーザレンジファインダー１２は、レーザ光をある角度範囲内で走査し、その時の反射光を受光して、レーザ発射時点と反射光の受光時点との時間差を検出することにより、自車両と障害物との距離や角度を検出する。レーザレンジファインダー１２は、検出したデータをコントローラ２０に出力する。

カメラ１３（周囲検出手段）は、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像素子を有したカメラであり、自車両の前方を撮影する。カメラ１３は、画像処理機能を有しており、撮影した画像から障害物や白線などを検出する。また、カメラ１３は、検出したデータをコントローラ２０に出力する。なお、カメラ１３は、自車両の前方以外の周囲を撮像できる位置に設置されてもよい。

ナビゲーション装置１４は、乗員によって設定された目的地までの走行経路を地図データベース１４ａを用いて算出する。ナビゲーション装置１４は、算出した走行経路をコントローラ２０に出力する。なお、地図データベース１４ａはサーバ上に記憶されていてもよい。地図データベース１４ａがサーバ上に記憶されている場合、ナビゲーション装置１４は、通信により随時地図情報を取得することができる。

車速センサ１５は、車輪の回転数から自車両の速度を検出する。操舵角センサ１６は、ステアリングホイールの操舵方向と操舵角を検出する。車速センサ１５及び操舵角センサ１６は、検出した車速及び操舵角をコントローラ２０に出力する。

コントローラ２０は、自動運転を制御する装置であって、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成されるコンピュータである。コントローラ２０は、これを機能的に捉えた場合、領域推定部２２と、走行制御部２１と、画像生成部２３分類することができる。

走行制御部２１は、ＧＰＳ受信機１１と、レーザレンジファインダー１２と、カメラ１３と、ナビゲーション装置１４から取得した情報を用いて各種アクチュエータを制御し、走行経路に沿って自車両を自動走行させる。

領域推定部２２（領域推定手段）は、自車位置から連続して空いている領域を推定する。具体的には、領域推定部２２は、自車位置や自車周辺の障害物、地図データベース１４ａの情報などを用いて自車位置から連続して空いている領域を推定する。

画像生成部２３（表示制御手段）は、領域推定部２２によって推定された自車位置から連続して空いている領域を画像として生成する。また、画像生成部２３は、生成した画像をディスプレイ４３に出力する。

次に、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して画像生成部２３が生成する画像について説明する。

図２（ａ）に示すように、画像生成部２３は、自車両Ｖを中心とし自車両Ｖから連続して空いている領域を放射状の連続運転パタンで示す画像として生成する。換言すると、画像生成部２３は、自車両Ｖを原点とする座標系において、連続して空いている領域を原点から全方位に拡がる放射状の連続運転パタン画像として生成する。

このように運転者の環境認識の基礎情報である自車位置から連続して空いている領域を生成して表示することにより、画像生成部２３は、運転者に環境認識のための枠組みを与え周囲環境の確認を促すことができる。また、自動運転システムによる車外の認識過程と軌道生成の基礎情報である自車位置から連続して空いている領域を可視化することにより、運転者は一目でどの方位が開いていてどの方位が塞がれているか、それがどのような原因に起因するのかを確認することができる。また、自車位置から連続して空いている領域を表示することにより、画像生成部２３は、さらに詳しい周囲環境の情報を得るよう運転者に周囲環境の変化を監視する意識づけをすることができる。

そして、図２（ｂ）に示すように、自車両Ｖが移動するにしたがい、画像生成部２３は自車位置から連続して空いている領域の時間的な変化から自車両Ｖや障害物の動き、道路レイアウトの変化などを暗示する画像を生成し表示する。これにより、画像生成部２３は、運転者に対し能動的に周囲環境の変化を確認するよう促すことができる。

また、このように周囲環境の変化と同期して自車位置から連続して空いている領域が時間的に変化するため、運転者は周囲環境の変化と自動運転システムの動作の関係を容易に把握でき、自動運転システムの動作が適切か否かを知ることができる。

次に、図４に示すフローチャートを参照して、本実施形態の情報呈示装置１の一動作例を説明する。このフローチャートに示す処理は、目的地までの走行経路が設定されたときに開始する。

ステップＳ１０１において、ＧＰＳ受信機１１は、自車位置を取得する。

ステップＳ１０２において、レーザレンジファインダー１２及びカメラ１３は、自車周辺の環境情報を取得する。

ステップＳ１０３において、領域推定部２２は、自車位置や自車周辺情報を用いて自車位置から連続して空いている領域を推定する。

ステップＳ１０４において、画像生成部２３は、自車両Ｖを中心とし自車両Ｖから連続して空いている領域を示す画像を生成し、生成した画像をディスプレイ４３に表示する。

以上説明したように、本実施形態に係る情報呈示装置１によれば、以下の作用効果が得られる。

情報呈示装置１は、運転者の環境認識の基礎情報である自車位置から連続して空いている領域を生成して表示する。これにより情報呈示装置１は、運転者に環境認識のための枠組みを与え、周囲環境の確認を促すことができる。

請求項４ 放射状バージョン
また、情報呈示装置１は、自車位置から連続して空いている領域を放射状の連続運動パタン画像として生成して表示する。これにより運転者は、一目でどの方位が開いていてどの方位が塞がれているか、それがどのような原因に起因するのかを確認することができる。

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、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す例では自車位置から連続して空いている領域を自車両Ｖを中心とした放射状に拡がる連続運転パタンとして表示したが、これに限られない。画像生成部２３は、自車位置から連続して空いている領域を狭めてもよい。例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、画像生成部２３は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す例よりも自車位置から連続して空いている領域を狭めてもよい。具体的には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す例では、自車位置から連続して空いている領域を走行可能領域として表示している。

走行可能領域とは、レーザレンジファインダー１２やカメラ１３によって障害物が検出されない自車両が走行可能な道路上の領域であり、且つ障害物の影響が及ばない領域である。図４（ａ）に示すように、自車前方右側に存在する他車両により自車両が右折できない場合、右折先の道路は他車両の影響が及ぶ領域になる。このような領域は、走行可能領域に該当しない。

このように走行可能領域を示す画像を生成することにより、運転者は一目でどの方位が開いていてどの方位が塞がれているか、それがどのような原因に起因するのかを確認することができる。

なお、画像生成部２３は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す画像を生成する際に、走行可能領域以外の領域をディスプレイ４３の背景色と同色で表し、背景色で遮られているように生成してもよい。これにより運転者は、他車両等の障害物の存在と動き、自車両の動きに伴う道路レイアウトの推移を知覚しやすくなる。

また、画像生成部２３は、放射状の連続運動パタンを一定方向への連続運動パタンとして生成してもよい。例えば図５（ａ）に示すように、画像生成部２３は一定方向として下方向（車両進行方向とは逆方向）に流れていくように動く連続運動パタンを生成することができる。このような連続運動パタンを生成し表示することにより、画像生成部２３は運転者に環境認識のための枠組みを与え、周囲環境の確認を促すことができる。

また、画像生成部２３は、放射状または一定方向の連続運動パタンを規則的また不規則な輝度変化として生成してもよい。例えば図５（ｂ）に示すように、画像生成部２３は、下方向（車両進行方向とは逆方向）に流れていくように輝く点が動く連続運動パタンを生成することができる。このような連続運動パタンを生成し表示することにより、画像生成部２３は運転者の注意を引き付け、運転者に周囲環境の確認を促すことができる。なお、画像生成部２３は、輝度変化の代わりに点の色を変える色度変化を用いてもよい。

また、画像生成部２３は、自車両の移動方向及び車速に応じて連続運動パタンの全体の形状を楕円形状に変化させてもよい。例えば図６（ａ）に示すように、画像生成部２３は自車進行方向の反対方向、自車進行方向、自車進行方向と直交する方向の順に連続運動パタンの全体の形状を楕円形状に変化させることができる。これにより、画像生成部２３は運転者の注意を引き付け、運転者に周囲環境の確認を促すことができる。なお、画像生成部２３は、図６（ｂ）に示すように自車進行方向に沿って連続運動パタンの全体の形状を楕円形状に変化させてもよい。

１０ 切替スイッチ
１１ 受信機
１２ レーザレンジファインダー
１３ カメラ
１４ ナビゲーション装置
１４ａ 地図データベース
１５ 車速センサ
１６ 操舵角センサ
２０ コントローラ
２１ 走行制御部
２２ 領域推定部
２３ 画像生成部
４０ アクセルペダルアクチュエータ
４１ ブレーキペダルアクチュエータ
４２ ステアリングアクチュエータ
４３ ディスプレイ

Claims (7)

1. 車両の走行制御を自動的に行う自動運転制御と運転者による手動運転制御とを切り替えて制御する自動運転車両に用いられる情報呈示装置であって、
   自車位置を検出する位置検出手段と、
   自車両の周囲環境を検出する周囲検出手段と、
   前記位置検出手段によって検出された前記自車位置と前記周囲検出手段によって検出された前記周囲環境とに基づいて前記自車位置から連続して空いている領域を推定する領域推定手段と、
   前記領域推定手段によって検出された前記連続して空いている領域を前記自車位置を中心としてディスプレイに表示する表示制御手段と、
   前記自車両の移動に基づく前記連続して空いている領域の時間変化から、前記周囲検出手段によって検出された障害物の動きを示す画像を生成する画像生成部と
   を備え、
   前記表示制御手段は、前記画像生成部によって生成された前記画像を前記ディスプレイに表示する
   ことを特徴とする情報呈示装置。
2. 前記連続して空いている領域は、前記周囲検出手段によって障害物が検出されない前記自車両が走行可能な道路上の領域であり、且つ前記障害物の影響が及ばない領域であることを特徴とする請求項１に記載の情報呈示装置。
3. 前記表示制御手段は、前記走行可能な道路上の領域以外の領域を前記ディスプレイの背景色で表示することを特徴とする請求項２に記載の情報呈示装置。
4. 前記表示制御手段は、前記連続して空いている領域を放射状の連続運動パタンまたは一定方向への連続運動パタンとして表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報呈示装置。
5. 前記表示制御手段は、前記連続運動パタンを規則的に輝度変化もしくは色度変化させて表示し、または前記連続運動パタンを不規則に輝度変化もしくは色度変化させて表示することを特徴とする請求項４に記載の情報呈示装置。
6. 前記表示制御手段は、前記自車両の移動方向及び車速に応じて、前記連続運動パタンの形状を楕円形状に変化させて表示することを特徴とする請求項４または５に記載の情報呈示装置。
7. 車両の走行制御を自動的に行う自動運転制御と運転者による手動運転制御とを切り替えて制御する自動運転車両に用いられる情報呈示方法であって、
   自車位置を検出するステップと、
   自車両の周囲環境を検出するステップと、
   検出した前記自車位置と前記周囲環境とに基づいて前記自車位置から連続して空いている領域を推定するステップと、
   前記自車両の移動に基づく前記連続して空いている領域の時間変化から、検出された障害物の動きを示す画像を生成するステップと、
   推定した前記連続して空いている領域を前記自車位置を中心としてディスプレイに表示するステップと
   を含み、
   前記表示するステップにおいて、前記画像を表示することを特徴とする情報呈示方法。