JP7030438B2 - 車両用表示方法及び車両用表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、注意対象物への接近時に自車両のどの部位に注意を払うべきかを運転者に知らせることにより、注意対象物への接近時における運転者の違和感を低減することを目的とする。
図1を参照する。実施形態の車両用表示装置は、運転支援装置1の一部として実現される。運転支援装置1は、運転支援装置1を搭載する車両(以下、「自車両」と表記する)の周囲の走行環境に基づいて自車両の自動運転制御を行う。自車両は、運転支援装置1による自動運転制御又は運転者の手動運転により走行可能である。
本明細書において自動運転とは、自車両の操舵、ブレーキング及びアクセルの少なくとも1つが運転支援装置1により自動的に制御されている運転状態を意味する。
一方で、本明細書における手動運転とは、転舵角、ブレーキ及びアクセルの全てが運転者の操作により操作される運転状態を意味する。
周囲環境センサ群10、測位装置11、高精細地図記憶部12、コントローラ30、及び表示装置31が、実施形態の車両用表示装置を形成する。
測距装置13は、例えば、レーザレンジファインダ(LRF:Laser Range-Finder)やレーダであってよい。
測距装置13とカメラ14は、検出した周囲環境の情報である周囲環境情報をコントローラ30へ出力する。
測位装置11は、自車両の現在位置の情報である測位情報をコントローラ30へ出力する。
車線ノードの情報は、その車線ノードの識別番号、位置座標、接続される車線リンク数、接続される車線リンクの識別番号を含む。
高精度地図情報は、さらに車線上又はその近傍に存在する信号機、停止線、標識、建物、電柱、縁石、横断歩道、壁等の地物の種類及び位置座標と、地物の位置座標に対応する車線ノードの識別番号及び車線リンクの識別番号等の地物の情報を含む。
コントローラ30は、自車両の測位情報に基づいて自車両の周囲の高精度地図情報を高精細地図記憶部12から読み出す。
車両の走行状態を検出するセンサには、車速センサ21と、加速度センサ22と、ジャイロセンサ23が含まれる。
運転操作を検出するセンサには、操舵角センサ24と、アクセルセンサ25と、ブレーキセンサ26が含まれる。
加速度センサ22は、自車両の前後方向の加速度、車幅方向の加速度及び上下方向の加速度を検出する。
ジャイロセンサ23は、ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸を含む3軸回りの自車両の回転角度の角速度を検出する。
アクセルセンサ25は、車両のアクセル開度を検出する。例えばアクセルセンサ25は、車両のアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出する。
ブレーキセンサ26は、運転者によるブレーキ操作量を検出する。例えばブレーキセンサ26は、車両のブレーキペダルの踏み込み量をブレーキ操作量として検出する。
車両センサ群20の各センサが検出した自車両の速度、加速度、角速度、操舵角、アクセル開度、ブレーキ操作量の情報を総称して「車両情報」と表記する。車両センサ群20は車両情報をコントローラ30へ出力する。
記憶装置33は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置33は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを含んでよい。
なお、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路でコントローラ30を実現してもよい。例えば、コントローラ30はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:Field-Programmable Gate Array)等のプログラマブル・ロジック・デバイス(PLD:Programmable Logic Device)等を有していてもよい。
コントローラ30は、生成した走行軌跡を自車両が走行するように車両制御アクチュエータ群40を駆動して自動的に車両を走行させる。
なお、コントローラ30は、周囲環境情報及び車両情報に加えて、測位装置11から入力した測位情報と、高精細地図記憶部12から読み出した高精度地図情報とに基づいて走行軌跡を生成してもよい。
ステアリングアクチュエータ41は、車両のステアリングの操舵方向及び操舵量を制御する。
アクセル開度アクチュエータ42は、車両のアクセル開度を制御する。
ブレーキ制御アクチュエータ43は、車両のブレーキ装置の制動動作を制御する。
図2にHMI画像70の例を示す。例えばHMI画像70は、自車両の走行路の表示71と、自車両の周囲の注意対象物の表示72~75と、自車両の表示76を含んでよい。HMI画像70は、自車両の斜め上方から自車両を見る鳥瞰図であってもよく、自車両の直上から自車両を見る俯瞰図であってもよい。
注意対象物は、例えば自車両の周囲の立体障害物である。例えば立体障害物は、自車両の走行路の路肩の縁石、壁、塀、建物や電柱であってよく、自車両の走行車線の停車車両や対向車線の停車車両であってよい。
図2のHMI画像70の例は、自車両の走行路の路肩の縁石の表示72と、電柱のアイコン74と、自車両の走行車線の停車車両のアイコン75を含む。
図1を参照する。コントローラ30は、生成したHMI画像70を表示装置31へ表示する。
表示装置31は、例えば自車両に搭載されたナビゲーション装置のディスプレイ装置であってもよく、自車両のメータパネルに配置されたディスプレイ装置であってもよく、ヘッドアップディスプレイ装置でもよい。
最狭部抽出部51は、注意対象物検出部50による注意対象物の検出結果に基づいて、自車の進行方向に存在する注意対象物のうち自車両が通過する注意対象物間の間隔を検出する。
軌跡演算部52は、自動運転モードおいて、測距装置13及びカメラ14による自車両の周囲の周囲環境情報と、測位装置11から入力した測位情報と、高精細地図記憶部12から読み出した高精度地図情報とに基づいて、自車両を走行させる走行軌跡を生成する。
手動運転モードにおいて軌跡演算部52は、車両センサ群20から入力した車両情報に基づいて、運転者が自車両を走行させる走行軌跡を推定する。
軌跡演算部52は生成又は推定した走行軌跡を最接近箇所演算部53へ出力する。
また最接近箇所演算部53は、自車両が最接近位置に位置した時の自車両の向き(すなわちヨー角)を、軌跡演算部52が生成又は推定した走行軌跡に基づいて演算する。以下、自車両が最接近位置に位置した時の自車両の向きを「自車両の姿勢」と表記する。
HMI描画部55は、HMI画像70を生成して合成部57へ出力する。
アイコン記憶部56には、HMI画像70上で自車両の最接近位置と自車両の姿勢を知らせるための姿勢アイコンが記憶される。またアイコン記憶部56には、HMI画像70上で自車両の最接近部位を知らせるための最接近部位アイコンが記憶される。
最接近部位アイコン81は、HMI画像70上において最接近位置に位置する時の自車両の最接近部位の位置に重畳されることにより、HMI画像70上での自車両の最接近部位を表す強調表示であってよい。
合成部57は、姿勢アイコン80及び最接近部位アイコン81が重畳されたHMI画像70を表示装置31へ出力する。表示装置31はHMI画像70を表示する。
この場合、HMI画像70上の注意対象物の表示を省略してもよい。
また、最接近位置における自車両の姿勢が、姿勢アイコン80の向きと一致するように姿勢アイコン80の向きの向きを設定する。
以下、様々な走行シーンにおける姿勢アイコン80及び最接近部位アイコン81の表示例を説明する。
図5は、注意対象物である立体障害物間の狭い間隔を自車両が通過する場合の表示例を示す。姿勢アイコン80は、停車車両75と電柱74との間を自車両76が通過する際の最接近位置と、最接近位置での自車両の姿勢を示す。
なお、停車車両75に最も接近する部位に最接近部位アイコン81を表示し、他方の注意対象物である電柱74に最も接近する部位には最接近部位アイコン81を表示しない。これにより、複数の注意対象物のうち、自車両の最接近部位に近づく注意対象物がどれなのかを運転者が認識しやすくなる。
自車両76が最接近位置にある時に道路71の左側の立体障害物72に最も接近する部位が最接近部位アイコン81によって表されている。
なお、本明細書では左折時の表示例を示したが、右折時も同様に、走行路の右側の路肩の立体障害物へ自車両76が最も接近する位置を、最接近位置として姿勢アイコン80によって表示してよい。また、右折時の内輪差によって走行路の右側の立体障害物に接近する最接近部位を最接近部位アイコン81により表示してもよい。
この例では、自車両76の異なる部位(この例では右側前部と右側後部)が、停車車両75と、道路71の路肩の立体障害物72(例えば、縁石、壁、塀や建物等)とに同時に最接近する。さらに最接近時の自車両76と停車車両75との最小間隔と、停車車両75と立体障害物72との最小間隔との差が閾値以下である。
すなわち、複数の注意対象物にそれぞれ自車両76の異なる部位が同時に最接近し、且つこれらの部位と注意対象物との間隔の差が閾値以下の場合に、自車両76の異なる最接近部位をそれぞれ表す複数の最接近部位アイコンを同時に表示してもよい。
なお、自車両76の異なる部位が停車車両75と立体障害物72とに同時に最接近した時に、自車両76と停車車両75との最小間隔が自車両76と立体障害物72との最小間隔よりも小さく、最小間隔の差が閾値以上の場合には、最接近部位アイコン81のみを表示してよい。自車両76と立体障害物72との最小間隔が自車両76と停車車両75との最小間隔よりも小さく、最小間隔の差が閾値以上の場合には、最接近部位アイコン82のみを表示してよい。
この例では、自車両76の異なる部位(この例では右側後部と左側前部)が、停車車両75及び78に同時に最接近する。さらに最接近時の自車両76と停車車両75との最小間隔と、停車車両75と停車車両78との最小間隔との差が閾値以下である。
なお、自車両76と停車車両75との最小間隔が自車両76と停車車両78との最小間隔よりも小さく、最小間隔の差が閾値以上の場合には、最接近部位アイコン81のみを表示してよい。自車両76と停車車両78との最小間隔が自車両76と停車車両75との最小間隔よりも小さく、最小間隔の差が閾値以上の場合には、最接近部位アイコン82のみを表示してよい。
3次元アイコンを使用することにより、運転者は、例えばドアミラーが最接近部位である等、自車両のどの部位が最接近部位なのかをより詳細に理解しやすくなる。
姿勢アイコン80の部位、例えば最接近部位アイコン81が示す部位が、立体的な注意対象物72によって隠れる場合、合成部57は、注意対象物によって隠れる部位を注意対象物72の透過表現によって表示してよい。
また、例えば注意対象物72の表示がカメラ14の撮像画像である場合、注意対象物72の撮像画像の上に、立体障害物72により隠れる姿勢アイコン80の部位の半透過画像と最接近部位アイコン81を重ねることにより、注意対象物の透過表現を模式的に再現してもよい。
またヘッドアップディスプレイ装置越しに見える風景に重なるように、姿勢アイコン80を表示する場合には、ヘッドアップディスプレイ装置越しに見える立体障害物により隠れる姿勢アイコン80の部位の半透過画像を表示することにより、注意対象物の透過表現を模式的に再現してもよい。
次に、姿勢アイコン80並びに最接近部位アイコン81及び82の表示開始タイミング及び表示終了タイミングを説明する。図10A、図10B、図11A、図11B及び図11Cを参照する。
なおこれらの図10A、図10B、図11A、図11B及び図11Cでは、自車両60と注意対象物61及び62との相対位置関係を示す俯瞰図に、模式的に姿勢アイコン80並びに最接近部位アイコン81及び82を表記している。
例えば、注意対象物を通過する時に操舵操作が行われると、内輪差によって自車両の最接近部位が自車両の運転席よりも後ろになることがある。
一方で、操舵操作が行われなければ、自車両は注意対象物の側方を直進して通過するため、自車両の側面と注意対象物との間の最短距離の変化は、自車両側面の凹凸による変化を除き発生しない。
このため、図10Aの姿勢アイコン80の位置のように、自車両60の側面の前端部が注意対象物62に最も接近した時点で自車両60が注意対象物62に最接近しており、この時点の位置が最接近位置となる。また自車両60の側面の前端部が最接近部位となる。
例えば、合成部57は、自車両60が最接近位置に至る前の何れの時点で姿勢アイコン80と最接近部位アイコン81及び82の表示を開始してよい。
例えば、合成部57は、自車両60と注意対象物62との距離(例えば自車両60と最接近位置との間の距離)が0より大きい第1所定距離未満に減少したときに姿勢アイコン80と最接近部位アイコン81及び82の表示を開始してよい。
また例えば、合成部57は、最接近位置まで自車両60が到達するまでの走行時間が0より大きい第1所定期間未満に減少したときに姿勢アイコン80と最接近部位アイコン81及び82の表示を開始してよい。
なお、自車両60の最接近部位が自車両60の運転席よりも前にある場合には、運転者が最接近部位に注意しやすいので最接近部位アイコン81及び82の表示を省略してもよい。
図10Bを参照する。例えば合成部57は、自車両60が最接近位置を越えたときに姿勢アイコン80と最接近部位アイコン81及び82の表示を終了してもよい。
また例えば、合成部57は、自車両60が最接近位置から第2所定時間以上遠ざかったときに、姿勢アイコン80と最接近部位アイコン81及び82の表示を終了してもよい。
図11Bを参照する。自車両60の運転席が、注意対象物62の最接近部位を通過しても、合成部57は姿勢アイコン80の表示を継続する。
例えばコントローラ30は、「まだ最接近部位が通過していません」や「内輪差に注意して下さい」などの視覚的メッセージや音声メッセージを運転者に呈示してよい。これにより、自車両60の最接近部位に注意すべきことをタイムリーに知らせることができる。
図11Cを参照する。合成部57は、自車両60が最接近位置を越えたときに姿勢アイコン80と最接近部位アイコン81の表示を終了する。
上記の通り、合成部57は、自車両60が注意対象物62を通過する前の何れかの時点で姿勢アイコンと最接近部位アイコンの表示を開始する。
ここで、自車両60による注意対象物62の通過時点の定義は、例えば、自車両60の先頭部に対向する注意対象物62の前端の走路進行方向位置P1と自車両60の先頭部とが交差するタイミングから、自車両60の車尾に対向する注意対象物62の後端の走路進行方向位置P2と自車両60の車尾が交差するタイミングまでのいずれかの時点を含んでよい。
また、注意対象物62の後端の走路進行方向位置P2と自車両60の車尾が交差するタイミングまでに姿勢アイコン並びに最接近部位アイコンの表示を開始していてもよい。例えば合成部57は、注意対象物62の前端の走路進行方向位置P1と自車両60の先頭部とが交差するタイミングの後、注意対象物62の後端の走路進行方向位置P2と自車両60の車尾が交差するタイミングの前に姿勢アイコン並びに最接近部位アイコンの表示を開始してもよい。
合成部57は、これらのいずれかのタイミングで姿勢アイコン並びに最接近部位アイコンの表示を開始が表示された後のいずれかのタイミングで姿勢アイコン並びに最接近部位アイコンの表示を終了してよい。
次に、運転支援装置1の動作の一例を説明する。図13を参照する。図13に示す動作は、自動運転モードの開始時に開始される。例えば、運転者による自動運転モードの開始操作が行われた時や、自車両のイグニッションスイッチがONになったときに図13に示す動作が開始してよい。
ステップS1において軌跡演算部52は、測位装置11から入力した測位情報と、高精細地図記憶部12から読み出した高精度地図情報とに基づいて自車両の位置を特定する。
ステップS2において注意対象物検出部50は、測距装置13及びカメラ14による自車両の周囲の物体の検出結果に基づいて、自車両の周囲に存在する注意対象物を検出する。
ステップS5において最接近箇所演算部53は、最狭部抽出部51が抽出した狭路の情報と、軌跡演算部52が演算した自車両の走行軌跡に基づいて、自車両と注意対象物とが最も接近したときの自車両の最接近位置を演算する。
また最接近箇所演算部53は、自車両が最接近位置に位置した時の自車両の姿勢と、注意対象物に最も接近する自車両の最接近部位と、自車両に最も接近する注意対象物の最接近部位を演算する。
姿勢抽出部54は、最接近箇所演算部53が演算した最接近位置、自車両の姿勢、最接近部位の情報を抽出する。
ステップS8において合成部57は、自車両の最接近部位は運転席より後方にあるか否かを判定する。自車両の最接近部位は運転席より後方にある場合(ステップS8:Y)に処理はステップS9へ進む。自車両の最接近部位が運転席より前方にある場合(ステップS8:N)に処理はステップS12へ進む。
ステップS10において合成部57は、姿勢アイコンの表示を継続する。その後に処理はステップS9へ戻る。
なお、ステップS6において最接近部位アイコンを重畳しなかった場合には、この時点で最接近部位アイコンを表示することによって運転者の注意を喚起してもよい。
ステップS13において合成部57は、姿勢アイコンの表示を継続する。その後に処理はステップS7へ戻る。
一方で、自動運転制御に対する運転者の介入操作があった場合(ステップS7:Y)、ステップS15においてコントローラは自動運転モードを解除する。その後に処理はステップS14へ進む。
ステップS16においてコントローラ30は自動運転モードが終了したか否かを判定する。例えば、運転者による自動運転モードの解除操作が行われた時や、自車両のイグニッションスイッチがOFFになったときに自動運転モードが終了する。自動運転モードが終了した場合(ステップS16:Y)に処理は終了する。自動運転モードが終了しない場合(ステップS16:N)に処理はステップS1へ戻る。
(1)注意対象物検出部50は自車両の周囲の注意対象物を検出し、最接近箇所演算部53は自車両と注意対象物とが最も接近するときの自車両の姿勢と注意対象物に最も接近する自車両の最接近部位を算出し、合成部57は算出した自車両の姿勢と自車両の最接近部位とを表示装置31に表示する。
これにより、運転者は、注意対象物への接近時に自車両のどの部位に注意を払うべきかを知ることができる。このため、注意対象物への接近時における運転者の違和感を低減できる。
これにより運転者は注意対象物を通過する前に、注視すべき情報を知ることができるようになるため、乗員は注意対象物を通過する時に感じる違和感を抑制することができる。
(4)自車両の姿勢を示すアイコンは3次元アイコンであり、合成部57は、注意対象物により隠れる3次元アイコンの部位を注意対象物の透過表現によって表示する。
自車両の姿勢を示すアイコンを3次元アイコンとすることにより、運転者は、例えばドアミラーが最接近部位である等、自車両のどの部位が最接近部位なのかをより詳細に理解しやすくなる。注意対象物により隠れる3次元アイコンの部位を注意対象物の透過表現によって表示することにより、注意対象物により自車両の最接近部位が視認しにくくなることを防止できる。
これにより、過度に早期に自車両の姿勢と最接近部位の表示を開始したり、不必要に長く自車両の姿勢と最接近部位の表示を続けることを抑制できる。このため運転者に対して余計な情報を与えることを抑制できる。
これにより、過度に早期に自車両の姿勢と最接近部位の表示を開始したり、不必要に長く自車両の姿勢と最接近部位の表示を続けることを抑制できる。このため運転者に対して余計な情報を与えることを抑制できる。
これにより、過度に早期に自車両の姿勢と最接近部位の表示を開始したり、不必要に長く自車両の姿勢と最接近部位の表示を続けることを抑制できる。このため運転者に対して余計な情報を与えることを抑制できる。
(10)合成部57は、注意対象物に最も接近する自車両の最接近部位が自車両の運転席より後ろか否かを判定する。自車両の最接近部位が運転席より後ろの場合に、合成部57は、自車両の最接近部位が注意対象物に最も接近するまで、算出した自車両の姿勢と部位の表示を続ける。
これにより、自車両の運転席より後ろにある最接近部位(例えば内輪差による最接近部位)が注意対象物を通過するまで、運転者の注意を維持することが可能になる。
Claims (11)
- 自車両の周囲の注意対象物を検出し、
自動操舵により前記注意対象物を回避する前記自車両の走行軌跡を生成し、
前記自車両が前記走行軌跡上を走行している間で前記自車両と前記注意対象物とが最も接近するときの前記自車両の位置である最接近位置を算出し、
前記最接近位置における前記自車両の姿勢と前記注意対象物に最も接近する前記自車両の部位とを算出し、
算出した前記自車両の姿勢と前記自車両の部位とを表示装置に表示する、
ことを特徴とする車両用表示方法。 - 前記自車両が前記注意対象物を通過する前に、前記算出した自車両の姿勢と部位とを表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用表示方法。 - 前記算出した自車両の姿勢をアイコンで表示する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用表示方法。 - 前記自車両の姿勢を示すアイコンは3次元アイコンであり、
前記注意対象物により隠れる前記3次元アイコンの部位を前記注意対象物の透過表現によって表示する
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用表示方法。 - 前記自車両が前記注意対象物を通過した後に、前記自車両の姿勢と部位との表示を終了する
ことを特徴とする請求項1~4の何れか一項に記載の車両用表示方法。 - 前記自車両と前記注意対象物との間の距離が第1所定距離未満に減少したときに前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を開始し、
前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を開始した後に、前記自車両と前記注意対象物との間の距離が第2所定距離以上に増加したときに前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を終了する、
ことを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の車両用表示方法。 - 前記注意対象物との最接近位置へ前記自車両が到達するまでの走行時間が第1所定期間未満に減少したときに前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を開始し、
前記自車両が前記最接近位置から第2所定時間以上に亘って遠ざかったときに前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を終了する、
ことを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の車両用表示方法。 - 前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を開始した後に前記自車両の操舵により自動運転モードが解除されたときに、前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を終了することを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の車両用表示方法。
- 前記自車両の操舵を検出したときに、前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を開始することを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の車両用表示方法。
- 前記注意対象物に最も接近する前記自車両の前記部位が前記自車両の運転席より後ろか否かを判定し、
前記自車両の前記部位が前記運転席より後ろの場合に、前記自車両の前記部位が前記注意対象物に最も接近するまで、前記算出した自車両の姿勢と部位の表示を続けることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の車両用表示方法。 - 自車両の周囲の注意対象物を検出するセンサと、
自動操作により前記注意対象物を回避する前記自車両の走行軌跡を生成する軌跡演算部と、
前記自車両が前記走行軌跡上を走行している間で前記センサが検出した前記注意対象物と前記自車両とが最も接近するときの前記自車両の位置である最接近位置を算出し、前記最接近位置における前記自車両の姿勢と前記注意対象物に最も接近する前記自車両の部位を算出する最接近箇所演算部と、
算出した前記自車両の姿勢と部位とを表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。
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