JP6669956B2 - 車両用表示装置とその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載して情報表示又は操作パネルとしての表示を行う車両用表示装置とその制御方法に関する。

車両に搭載され、表示面に画像を表示する公知の液晶パネル等を利用した車両用表示装置が広く普及している。こうした車両用表示装置を使用する運転者は、通常運転時に車両前方を注視しており、必要に応じて該表示装置に表示された地図画面等を目視する。

従来から、このような運転者の行動パターンを利用して、車載された表示装置に運転者の視線を検知する視線認識手段を追加し、該視線認識手段の出力状態から、運転者が表示装置を目視していないと判断された場合に上記表示装置の画面発光輝度等を低下させることによって当該装置の消費電力を低減することが提案されている。

特開２０１０−０１２９９５号公報 特開２０１１−１３７８７４号公報 特開２０１３−２２５１３１号公報

一方で、運転者が車両走行中に上記表示装置を注視し続けると車両進行方向への注意が散漫になり危険な状態を招くことが周知である。そこで本発明の車両用表示装置とその制御方法は、車両の走行状態に応じて、運転者が表示装置を目視することを許容できる時間を設定し、該許容時間を超過した場合には、該表示装置をオフにする等して運転者に対して車両進行方向への注意を喚起し、結果安全走行を可能にすることを目的とする。

請求項１に記載された発明によれば、車両に搭載されて情報を表示する表示手段と、該車両の運転者の視線方向を検出する視線認識手段と、該車両各部の作動状態と運転環境とから車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出手段の検出結果から車両の走行危険度を推定する危険度判断手段と、前記視線認識手段の認識結果と該危険度判断手段の判断結果とから前記表示手段を制御する制御手段を具備してなり、該制御手段は、運転者が前記表示手段を目視している時間が前記危険度判断手段の判断結果によって決まる表示目視許容時間を超えた場合に、前記表示手段の画面発光輝度を車両の運転環境下において前記運転者が前記表示手段の表示内容を目視できる下限の明るさまで低減せしめ、又は、前記表示手段の表示画像のコントラストを車両の運転環境下において前記運転者が前記表示手段の表示内容を目視できる下限のコントラストまで低減せしめることを特徴とする車両用表示装置を提供する。

請求項５に記載された発明によれば、前記制御手段は、運転者が前記表示手段を目視している時間が前記危険度判断手段の判断結果によって決まる表示目視許容時間を超えた場合に前記表示手段の画面に「前方注意！」等の警告表示を行うことを特徴とする車両用表示装置の制御方法である。

請求項２に記載された発明によれば、前記制御手段は、前記車両のエンジン出力を制限している期間中に、前記視線認識手段によって前記運転者が前記表示手段を目視しなくなったことを検出した場合には、該エンジン出力の制御を緩やかに解除することを特徴とする車両用表示装置である。

請求項３に記載された発明によれば、前記制御手段は前記表示手段に表示されている情報が車両周辺の俯瞰画像、又はバックモニター画像等の運転支援情報である場合に前記表示手段の表示状態を変更する制御を禁止することを特徴とする車両用表示装置である。

請求項１の発明によれば、車両が前進走行状態である時に運転者が前方を目視せず、車載された表示手段を注視している時間が、当該車両の走行危険度に応じて決まる目視許容時間を超えた場合に該表示手段の表示状態が変化することから、運転者に危険を喚起することが可能になる。その結果運転者は該表示手段の注視をやめて前方へ視線を復帰させることになるので前方障害物等の認知が遅れることなく安全に走行することができる。

加えて、本発明の車両用表示装置が搭載された車両を継続して使用する運転者は、前記表示手段を所定時間以上注視し続けると当該表示手段の表示内容が変化して見難くなることを習慣的に体感することから、必要以上に表示手段を目視しないことが慣習となって安全運転を行う習性を会得できるといった優れた効果を奏する。

請求項１の発明によれば、運転者が前記表示手段を目視している時間が前記危険度判断手段の判断結果によって決まる表示目視許容時間を超えた場合に前記表示手段の画面発光輝度を低減せしめるようにしたから、運転者は該表示手段の表示内容を認知することが困難になるため、必然的に視線を車外の進行方向へ戻す動作を促すことができる。

請求項１の発明によれば、運転者が前記表示手段を目視している時間が前記危険度判断手段の判断結果によって決まる表示目視許容時間を超えた場合に前記表示手段のコントラストを低減せしめるようにしたから、運転者は該表示手段の表示内容を認知することが困難になるため、必然的に視線を車外の進行方向へ戻す動作を促すことができる。

請求項１の発明によれば、前記制御手段が前記表示手段に対して行う前記画面発光輝度の低減、又は前記表示コントラストの低減は車両の運転環境下において前記運転者が前記表示手段の表示内容を目視できる下限の明るさ又はコントラストであるとしたから、該表示手段が完全に消灯することによって運転者が表示装置の故障であると誤認することが無い。

請求項５の発明によれば、前記表示目視許容時間を超えた場合に前記表示手段の画面に「前方注意！」等の警告表示を行うから、運転者に対してより明確な注意喚起を行うことが可能になる。

請求項６の発明によれば、前記表示目視許容時間を超えた場合にブザー音等の警告音を発するから、運転者に対してより明確な注意喚起を行うことが可能になる。

請求項２の発明によれば、前記車両のエンジン出力を制限している状態から、該エンジン出力制限の解除を行う際に該エンジン出力の制御を緩やかに解除するようにしたから、運転者が前方へ視線を戻した際に急激にエンジン出力が増大して危険な走行状態になることを防止することができる。

請求項３の発明によれば、前記制御手段は前記表示手段に表示されている情報が車両周辺の俯瞰画像、又はバックモニター画像等の所謂運転支援情報である場合には前記表示手段の表示状態を変更する制御を禁止することとしたから、例えば運転者がモニターカメラによって後方に注意を向けながら運転操作を行っている場合に画面表示が中断してしまうことが無い。

本発明の一実施形態に係る車両用表示装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の別の実施形態に係る車両用表示装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の別の実施形態に係る車両用表示装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の車両用表示装置の正面視を表す図である。 表示装置の表示状態を変更した例を示す図である。 本発明の車両用表示装置の制御方法において夜間防幻処理を表す図である。 本発明の車両用表示装置の制御方法において視線警告処理を表す図である。 本発明の車両用表示装置の制御方法において危険度の計算処理を表す図である。 表示目視許容時間と危険度との関係を表す図である。 車両のワーニング情報、又は周辺画像が表示されている場合の処理を表す図である。 表示目視許容時間を超えた場合の車両の走行を制御する処理を表す図である。 視線認識手段の構造を表す図である。 車両周辺障害物認識手段の構造を表す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を各図に基づき説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置の構成を説明するブロック図であり、運転者の視線を検出する視線認識手段１１と、図示しない車速センサー、舵角センサー等からの情報をもとに車両の走行状態を検出する走行状態検出手段１２と、前記視線認識手段１１の検出結果を入力するとともに、該走行状態検出手段１２の信号から車両の走行に係る危険度合いを演算する危険判断手段１３１を内蔵した制御手段１３、及び該制御手段１３によって表示状態が制御される表示手段１４とから構成される。

視線認識手段１１、走行状態検出手段１２、制御手段１３、表示手段１４は図４に示す如き、１つの筐体内に一体として車両用表示装置２を成している。または、該構成要素１１、１２、１３、１４は其々物理的に離れた場所へ配設してワイヤーハーネスによって電気的に接続して、全体として本発明の車両用表示装置２を構成しても良い。

尚、表示手段１４は公知のバックライト付きドットマトリックス液晶表示器として以下説明するが、該表示手段１４は該液晶表示装置に限らず、公知の有機ＥＬ表示器や各種セグメントタイプの表示器であっても本発明の主旨を逸脱するものでは無い。

図４は本発明の車両用表示装置２の表示状態を正面視で表した図である。本実施例では、前記表示手段１４に公知のナビゲーション地図情報２３ａが表示してあり、前記運転者の顔を撮像するカメラ２２と、夜間の撮像に必要な光源となる近赤外照明部２１が筐体２４に一体的に収納されている。

前記視線認識手段１１は、図１２に記載されるように公知のＣＭＯＳイメージセンサとレンズとから成るカメラ２２と近赤外照明部２１と、該カメラ２２の撮像した前記運転者の顔画像から目の特徴点抽出と視線方向を計算する画像認識部１１１とから構成される。尚、該画像認識部１１１によって如何にして前記運転者の視線方向を計算するかについては、公知技術であるのでその説明を省略する。

図１３は公知の車両周辺障害物認識手段１６の構成を模式化したものである。車両に対して、近距離の周辺障害物を撮像する複数個の近距離撮像カメラと、前方長距離の障害物を撮像する長距離撮像カメラ、また車両周辺の障害物までの距離を測定する複数個の超音波センサー及び、長距離にある障害物との距離を測定するレーザまたはレーダによって構成してある。尚、車両周辺障害物認識手段の構成は図１３に限らず任意の形態にて実施可能である。

次に前記制御手段１３の作用を図７、図８、図９を用いて説明する。先ず本実施例における制御手段１３に含まれる危険度判断手段１３１は図８に示すように、車両の走行速度、ハンドルの操舵角度、ワイパーの作動状態、周辺障害物認識手段の検出結果、灯火装置の作動状態、方向指示器の作動状態、外気温度から推定した路面の凍結可能性指数、地図情報等を因子として車両の運転環境に迫る走行危険度Ｘを計算すものとしたが、上記各因子はこれに限ること無く、例えば公知の車−車間通信機能によって対向車両を検出した結果を用いても良いし、上記複数の因子を部分的に組み合わせて選択的に採用しても良いことは言うまでもない。

上記各因子の値は、例えば灯火装置の作動状態の如く作動と非作動とに基づいて１か０かに数値化されるものと、操舵角の如く０±αのように連続量として計測されるものとがある。

一実施態様としての前記危険度Ｘの計算は、上記車速とともに増加する所謂車速比例値である。また他の実施態様としての、該危険度Ｘの計算は選択的に採用した上記因子の値に対し其々任意の重み付けした係数をかけた上で、該各因子の値を合計することである。
例えば、地図情報においては走行中の車両の前方に交差点が迫っている場合には当該交差点と該車両との距離が小さくなると大きくなる指数が前記危険度Ｘを計算する因子の値として採択される。

図３は、上記因子の全てを前記危険判断手段１３１へ入力する構成を表した図である。図１の構成に比べて、危険判断手段１３１は車両周辺障害物認識手段１６の検出結果を入力するとともに、年齢、運転経験年数等の運転者情報が登録された公知のナビゲーションシステム１７から該運転者情報とともに車両が走行している周辺の地形を表す地図情報を入力してある。

図９は、前記危険度Ｘに対する表示目視許容時間Ｔ−Ｌｉｍの関係を表した図である。危険度Ｘが０（安全）である場合に該Ｔ−Ｌｉｍの値は無限大となり、該危険度Ｘの増加とともにＴ−Ｌｉｍの値が急激に減少するようにしてある。また。Ｔ−Ｌｉｍの最小値はＴ−Ｌｉｍ（ｍｉｎ）となっている。該Ｔ−Ｌｉｍ（ｍｉｎ）の値は略１秒程度とするのが望ましい。

尚、図９に示す危険度Ｘと表示目視許容時間Ｔ−Ｌｉｍとの関係は実際の運転環境下で前記運転者が車両の進行方向へ視線を向けていない時間による危険を招くことなく、且つ前表示手段１４の表示内容が容易に認識可能な時間として適宜設定されるべきである。

以上のように作用して、前記表示目視許容時間Ｔ−Ｌｉｍが算出され、前記制御手段１３は、図７に示す視線警告処理を実施する。

前記視線認識手段１１が運転者の視線方向を検出し、制御手段１３はＳ２０において運転者の視線方向が前記表示手段１４を目視しているか否かを判断する。
該判断結果がＮの場合にはＳ２１ｂで、後述する注視時間カウンターをリセットして処理を終了する。

前記判断結果がＹの場合には、前記運転者が前記表示手段１４を目視しているものとしてかかる目視が継続している時間を注視時間カウンターによって計測するため、Ｓ２１ａによって該注視時間カウンターの値をカウントアップする。

次に、制御手段１３はＳ２２のステップで、前記注視時間カウンターの値と前記表示目視許容時間Ｔ−Ｌｉｍの値とを比較し、注視時間カウンター値＞Ｔ−Ｌｉｍが肯定される場合にはステップＳ２３で前記表示手段１４の発光輝度を低減せしめる。該発光輝度の低減は運転者が該表示手段１４の表示内容を認識できる最低の光量であって、所望昼間走行の場合はＬ２とし、夜間走行の場合Ｌ４のように異なる低減量となっている。
尚、かかる発光輝度の低減量を最大、即ち前記表示手段１４が消灯するものとしても良い。但し、該表示手段１４を消灯させると、運転者は該表示手段１４が故障したものと誤認する可能性があるので、上述の如く視認可能な最低光量とすることが望ましい。

前記制御手段１３はＳ２５において、上記表示手段１４の減光状態が所定時間継続したか否かを判断する。該判断結果がＮの場合には処理を終了する。尚、当該視線警告処理はＳ２８によって例えば１０ミリ秒毎の一定周期で繰り返し実行されるものである。

Ｓ２５において上記判断結果が肯定された場合には、Ｓ２７で前記制御手段１３は前記表示手段１４の表示画像に対して「前方注意！」の警告文字を上書きする。その際には前記表示手段１４の前記発光輝度の低減はキャンセルされ、運転者に見やすい輝度で警告するようになっている。同時に、制御手段１３は図３に示すブザー１３２を駆動して警報音を発するように構成してある。

以上の作用による本発明の車両用表示装置２の表示画像は図５によって説明される。すなわち、制御手段１３は運転者が表示手段１４を注視している時間が長く、運転が危険な状況になると判断した場合には図５の２３ｂで示すように表示手段１４の発光輝度を低減する。しかし、未だに運転者が該表示手段１４の注視を続けた場合には「前方注意！」の警告文字２３ｃを表示するとともに音による警告を行い、該運転者の視線を車両外部に向けることを促すようになっている。

制御手段１３はＳ２２において、前記注視時間カウンターの値と前記表示目視許容時間Ｔ−Ｌｉｍの値とを比較し、注視時間カウンター値＞Ｔ−Ｌｉｍが否定される場合にはＳ２４によって、前記運転者が前記表示手段１４の表示内容を最も認識し易い発光輝度Ｌ１（昼間）又はＬ３（夜間）に設定する。同時にＳ２６によって、前記Ｓ２７で表示した警告文字を消す処理と前記音による警告を中断して処理を終了する。

尚、前述のように制御手段１３がＳ２０において否定を採用した場合には、Ｓ２１ｂによって前記注視時間カウンターがリセットされるから、当該視線警告処理は必ずＳ２４を通過して、前記表示手段１４の発光輝度を通常状態に保つことになる。

しかるに運転者が短時間の間、前記表示手段１４を注視したのち、車両進行方向へ一旦視線を戻して外部の状況を把握することを繰り返せば、次に表示手段１４を目視した際には該表示手段１４の発光輝度が低下していることは無いので、該表示手段１４の表示内容を容易に認識することができ、利便性を損なうことが無い。

本実施の形態においては前述のように、制御手段１３は運転者の視線が車両の進行方向から外れて危険な運転になると判断した場合には表示手段１４の発光輝度を低減して警告するものとしたが、該表示手段１４の発光輝度は変更することなく、該表示手段１４に表示された画像のコントラストを極端に低下させて、表示画像を認識可能な最低コントラストとしても良い。

次に図１１に基づいて制御手段１３の走行制御処理について説明する。ステップＳ４０、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３の処理は前述の視線警告処理と同じであるので説明を省略する。尚、当該走行制御処理は例えば１０ミリ秒毎の一定周期で繰り返し実行されるものとし、本処理を実行するための構成は図２に示す如く、制御手段１３と車両制御手段１５とを電気的に接続するようになっている。

前記制御手段１３は、Ｓ４３において、注視時間カウンター値＞Ｔ−ＬｉｍがＹの場合には、最初にＳ４４を通過した時点での車両の走行速度Ｖｍａｘを記憶する。続いて繰り返しこの処理を通過する毎に、該制御手段１３は記憶した車速Ｖｍａｘの値と現在の車速を比較して、現状の車速がＶｍａｘを超えている場合には図示しないエンジン制御ＥＣＵに対してエンジン出力を低下するように指示するか、図示しないブレーキ制御手段に対して制動要求を指示する。尚、運転者がアクセルペダルの操作量を減らす方向に操作している場合には前記車速Ｖｍａｘの維持処理にかかる上記エンジン出力の増加指示処理は行わない。

上記処理によって、運転者が前記表示手段１４注視しており、該注視時間が許容できる時間を超えた場合においては該運転者がアクセルペダルを踏み続けたとしても車両の走行速度が増加しないので、該運転者が予期しない危険な状況に陥る可能性を低減できる。

Ｓ４３において、注視時間カウンター値＞Ｔ−ＬｉｍがＮの場合には、Ｓ４５で運転者の現在のアクセル操作量に基づく通常のエンジン出力と、上記車速Ｖｍａｘを維持するために変更したエンジン出力との差分を穏やかに減少させて、通常のエンジン制御状態に戻す。尚、当該走行制御処理はＳ４６によって繰り返し実行される。

以上のように運転者が前記表示手段１４を注視して危険な状況になる場合には車両の走行速度が増加せず、運転者が該表示手段１４の注視をやめた場合にはアクセル操作量とエンジン出力との関係を緩やかに通常状態へ復帰させることができるので、運転者の視線移動に対して急激に車速やエンジン出力が変化することが無く、運転者の制御不能な危険走行状態となるのを防止することができる。

以下、ワーニング／周辺画像表示処理について図１０を参照して説明する。前記制御手段１３はステップＳ３０において、前記表示手段１４に車両のワーニング情報か周辺画像、即ち公知の運転支援情報が表示されているか否かを判断する。該判断結果が肯定された場合には、前記注視時間カウンターをリセットし、該判断結果が否定された場合には何も行わずに処理を終了する。尚、当該ワーニング／周辺画像表示処理はＳ３２によって繰り返し実行される。

これによって、前記図７の視線警告処理はＳ２２の結果がＮとなり、Ｓ２４にて前記表示手段１４の輝度（又はコントラスト）を正規の視認性を維持する状態に設定するとともにＳ２６で警告文字を消去する。同時に図１１において走行制御処理ではＳ４３の判断結果がＮとなり、運転者のアクセル操作量とエンジン出力とが通常の状態として維持される。
従って、表示手段１４に表示される情報の優先度合いが運転支援情報のように高い場合には運転者が該表示手段１４の注視を続けても、該表示手段１４の発光輝度やコントラストが低下することがないので利便性を犠牲にすることが無い。

以下、夜間防幻処理について、図６を参照しながら説明する。前記制御手段１３は前記走行状態検出手段１２の情報から、灯火類が稼動しているかに基づいてステップＳ１０で車両が夜間走行であるか否かを判断する。該判断結果がＮの場合にはそのまま処理を中断する。

Ｓ１０で車両が夜間走行であると判断された場合には、Ｓ１１において前記視線認識手段１１の検出結果を参照し、運転者が前記表示手段１４を目視しているかを判断する。運転者が該表示手段１４を目視している場合には、Ｓ１３で該表示手段１４の発光輝度を通常の認識し易いレベルＬ３に設定する。運転者が該表示手段１４を目視していない場合には、Ｓ１２で該表示手段１４の発光輝度を夜間の視認限界であるＬ４まで低減して処理を完了する。尚、当該夜間防幻処理は、Ｓ１４によって繰り返し実行される。

かかる処理によって、夜間走行中の車室内で運転者が非目視中の表示装置１４の輝度を低下させて幻惑を防止し、車室外障害物の視認性を向上できるから安全走行が可能になる。
尚、上記夜間防幻処理と、前記視線警告処理、前記ワーニング／周辺画像表示処理、走行制御処理とは同時に実施しても良い。

以上の如く、本発明の車両用表示装置とその制御方法は、運転者が車室内機器を注視することによって、車両進行方向への注意力が欠如することが原因で発生する交通事故を減らすことが出来る点で、社会的に大きな貢献を可能とする。

２ 車両用表示装置
１１ 視線認識手段
１２ 走行状態検出手段
１３ 制御手段
１４ 表示手段
１５ 車両制御手段
１６ 車両周辺障害物認識手段
１７ ナビゲーションシステム
２１ 近赤外発光部
２２ カメラ
２３ 筐体
１１１ 画像処理部

Claims (3)

1. 車両に搭載されて情報を表示する表示手段と、該車両の運転者の視線方向を検出する視線認識手段と、該車両各部の作動状態と運転環境とから車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出手段の検出結果から車両の走行危険度を推定する危険度判断手段と、前記視線認識手段の認識結果と該危険度判断手段の判断結果とから前記表示手段を制御する制御手段とを具備してなり、該制御手段は、運転者が前記表示手段を目視している時間が前記危険度判断手段の判断結果によって決まる表示目視許容時間を超えた場合に、
   前記表示手段の画面発光輝度を車両の運転環境下において前記運転者が前記表示手段の表示内容を目視できる下限の明るさまで低減せしめ、
   又は、前記表示手段の表示画像のコントラストを車両の運転環境下において前記運転者が前記表示手段の表示内容を目視できる下限のコントラストまで低減せしめることを特徴とする車両用表示装置。
2. 車両に搭載されて情報を表示する表示手段と、該車両の運転者の視線方向を検出する視線認識手段と、該車両各部の作動状態と運転環境とから車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出手段の検出結果から車両の走行危険度を推定する危険度判断手段と、前記視線認識手段の認識結果と該危険度判断手段の判断結果とから前記表示手段を制御する制御手段とを具備してなり、該制御手段は、運転者が前記表示手段を目視している時間が前記危険度判断手段の判断結果によって決まる表示目視許容時間を超えた場合に前記表示手段の表示状態を変更するとともに、車両が当該時点で走行中の車速を超えないように該車両のエンジン出力を制限し、
   前記制御手段は、前記車両のエンジン出力を制限している期間中に、前記視線認識手段によって前記運転者が前記表示手段を目視しなくなったことを検出した場合には、該エンジン出力の制御を緩やかに解除することを特徴とする車両用表示装置。
3. 車両に搭載されて情報を表示する表示手段と、該車両の運転者の視線方向を検出する視線認識手段と、該車両各部の作動状態と運転環境とから車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出手段の検出結果から車両の走行危険度を推定する危険度判断手段と、前記視線認識手段の認識結果と該危険度判断手段の判断結果とから前記表示手段を制御する制御手段とを具備してなり、該制御手段は、運転者が前記表示手段を目視している時間が前記危険度判断手段の判断結果によって決まる表示目視許容時間を超えた場合に前記表示手段の表示状態を変更する車両用表示装置であって
   前記制御手段は前記表示手段に表示されている情報が車両周辺の俯瞰画像、又はバックモニター画像等の運転支援情報である場合に、前記表示手段の表示状態を変更する制御を禁止することを特徴とする車両用表示装置。

Images