JP7110896B2 - 画像描画装置、画像描画方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像描画装置、画像描画方法及びプログラムに関する。

ヘッドアップディスプレイのように、走行情報などを実風景上に重畳表示する技術が知られている。このような技術では、運転者に対し、走行情報をいかに認識しやすく提示するかが重要である。例えば、特許文献１には、ウィンドシールドにおいて、車速や回転速度などの車両情報に加えて、車両の進行方向を示す画像などの進行情報が表示されるようにするヘッドアップディスプレイが開示されている。

特開２０１８－０２２１０５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたヘッドアップディスプレイでは、例えば、霧などで視界が悪い状況において、運転者が道路形態情報を適切に認識できない場合があった。こういったことから、運転者が車両の進行方向における道路形態情報をより適切に認識することができる技術が望まれていた。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、運転者が車両の進行方向における道路形態情報や車両の走行状態をより適切に認識することができる、画像描画装置、画像描画方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、画像描画装置であって、車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得する道路形態情報取得部と、前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成する画像生成部と、前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換する画像処理部と、前記画像信号に基づいて、前記透過部材に対し表示画像を投射する画像投射部を制御する投射制御部と、を備えるものである。

本発明は、画像描画方法であって、車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得するステップと、前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成するステップと、前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換するステップと、前記画像信号に基づいて前記透過部材に対し表示画像を投射するステップと、を備えるものである。

本発明は、画像描画のための処理手順を動作させるコンピュータに実行させるためのプログラムであって、車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得する処理手順と、前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成する処理手順と、前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換する処理手順と、前記画像信号に基づいて前記透過部材に対し表示画像を投射する処理手順と、を含むものである。

本発明によれば、運転者が車両の進行方向における道路形態情報や車両の走行状態をより適切に認識することができる。

実施の形態１に係る画像描画装置の概略構成を示すブロック図である。 ウィンドシールドにおいて、仮想オブジェクト群を含む画像データに対応する表示画像が描画された状態の一例を示す模式図である。 ウィンドシールドにおいて、仮想オブジェクトが描画された状態の別の一例（変形例１）を示す模式図である。 ウィンドシールドにおいて、仮想オブジェクトが描画された状態のさらに別の一例（変形例２）を示す模式図である。 ウィンドシールドにおいて、仮想オブジェクトが描画された状態のさらに別の一例（変形例３）を示す模式図である。 実施の形態１に係る画像描画装置の処理例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る画像描画装置の概略構成を示すブロック図である。 走行速度情報に基づいて隣り合う仮想オブジェクトの間隔を調整する方法について説明する模式図である。 走行速度の超過度合いに応じて、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトの形状を変化させた状態の一例（変形例４）を示す模式図である。 走行速度の超過度合いに応じて、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトが変化する状態の一例を示す模式図である。 車両の車体が傾いている場合の、ウィンドシールドにおける仮想オブジェクトの表示のさせ方の一例を示す模式図である。 実施の形態３に係る画像処理装置の画像生成部における仮想オブジェクトの生成方法について説明する模式図である。 実施の形態３に係る画像処理装置の画像生成部における仮想オブジェクトの生成方法について説明する模式図である。 実施の形態３に係る画像処理装置の画像生成部における仮想オブジェクトの生成方法について説明する模式図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。下記の実施の形態に係る画像描画装置は、例えば、車両に主に搭載され、ユーザである運転者等に各種情報を提示する装置である。画像描画装置を搭載する車両は、ウィンドシールドを有するオートバイが適切であるが、自動車など他の車両に対しても適用可能である。また、画像を描画する対象は、ウィンドシールドに限らずコンバイナなど他の透過部材にも適用可能である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
まず、実施の形態１に係る画像描画装置の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る画像描画装置１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、画像描画装置１は、制御部１０、画像投射部１１などを備える。

画像投射部１１は、車両の進行方向に設置され、可視光を透過しかつ紫外光を受光して自発光する透過部材に対し紫外線レーザ光を走査して画像表示光を投射することで画像を描画するものである。画像投射部１１は、レーザ光源部２０と、スキャナ部３０と、を含む。以下、透過部材はウィンドシールド６として説明する。ウィンドシールド６は、可視光を透過しかつ紫外光を受光して自発光する中間膜を、ガラスで挟んだ構成であり、車両の進行方向である前方に配置されている。

レーザ光源部２０は、紫外線レーザ光を出力するレーザモジュール２１、レーザモジュール２１が有する紫外線レーザ光源２１ａを駆動するレーザドライバ２２、レーザ光の光量を測定するフォトダイオード２３などを有する。

スキャナ部３０は、レーザ光源部２０から出力されたレーザ光を反射して走査するスキャナ（走査ミラー部）３１、スキャナ３１を駆動するスキャナドライバ３２、スキャナ３１の走査角を検出する走査角検出部（図示せず）などを有する。

スキャナ３１は、レーザ光を反射して垂直方向に走査する垂直ミラー３１１、レーザ光を反射して水平方向に走査する水平ミラー３１２などを有する。垂直ミラー３１１及び水平ミラー３１２は、ＭＥＭＳ(Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ)ミラーなどにより構成される。

スキャナドライバ３２は、後述の制御部１０からのスキャナ駆動信号に基づき、スキャナ３１を駆動する。スキャナ３１を垂直ミラー３１１及び水平ミラー３１２で構成する場合に、一般的には、垂直ミラー３１１はスキャナドライバ３２によって制御される走査角及び揺動周波数で動作し、水平ミラー３１２は揺動周波数が高いために共振による走査角及び揺動周波数で動作する。なお、水平ミラー３１２は垂直ミラー３１１と同様にスキャナドライバ３２によって制御される走査角及び揺動周波数で動作するようにしても良い。

制御部１０は、道路形態情報取得部１２と、画像生成部１３と、画像処理部１４と、投射制御部１５とを有する。制御部１０は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などで構成される。制御部１０は、例えば、ＤＤＲ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）メモリ、Ｆｌａｓｈ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）メモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）とやり取りを行う。

道路形態情報取得部１２は、車両の現在位置情報および走行ルートの情報から車両の進行方向における道路形態情報を取得する。ここで、道路形態情報とは、自車両が走行している走行ルートの、車両の進行方向におけるルート形状や走行車線幅、カーブ形状に関する情報などの道路形態に関する情報である。

道路形態情報取得部１２は、例えば、現在位置情報取得部１２１と、地図情報取得部１２２と、を含む。現在位置情報取得部１２１は、車両の現在位置情報を取得する。現在位置情報取得部１２１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信部７１によって受信したＧＰＳ信号および時刻情報に基づき、受信時点における装置の現在位置を特定する制御を行う。また、地図情報取得部１２２は、走行ルートの情報を取得する。地図情報取得部１２２は、現在位置情報取得部１２１が特定した自車両の現在位置に基づく周辺の地図情報を取得する制御を行う。なお、地図情報は、ナビゲーション装置または地図データベース７２などから取得する。

画像生成部１３は、道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含む画像データを生成する。画像生成部１３は、仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトを、走行ルートに沿って並びかつ走行ルートの遠くに配置させるものが小さく走行ルートの近くに配置させるものが大きく表示されるような画像データを生成する。画像生成部１３が生成する画像データとは、例えば１秒間に３０枚などの画像を連続して描画するための画像データである。

画像処理部１４は、画像生成部１３が生成した画像データを、ウィンドシールドに対して画像を描画するための画像信号に変換する。具体的には、画像処理部１４は、画像データに基づいたレーザ光の駆動が可能となるように、画像データを所定のドットクロックに合わせた画像信号に変換する。

投射制御部１５は、画像処理部１４より入力された画像信号に基づいて、ウィンドシールドに対し表示画像を投射する画像投射部１１を制御する。投射制御部１５は、レーザ駆動信号をレーザ光源部２０におけるレーザドライバ２２に出力して、レーザ光源部２０におけるレーザモジュール２１の出力を制御する。また、投射制御部１５は、スキャナ駆動信号をスキャナ部３０におけるスキャナドライバ３２に出力し、スキャナ部３０におけるスキャナ３１によるレーザ光の走査を制御する。これにより、画像投射部１１におけるレーザ光源部２０が出力したレーザ光が、スキャナ部３０において走査され、ウィンドシールド６に投射されることで、表示画像が描画される。

図２は、ウィンドシールド６において、仮想オブジェクト群Ｐを含む画像データに対応する表示画像が描画された状態の一例を示す模式図である。図２に示すように、仮想オブジェクト群Ｐを構成するそれぞれの仮想オブジェクトは、走行ルートに沿って並び、かつ、走行ルートの遠方側に見えるように配置させる仮想オブジェクトが小さく、走行ルートの近傍側に見えるように配置させる仮想オブジェクトが大きく表示される。図２における速度表示計Ｑは、機械的なメータ、液晶パネル等を用いたデジタルクラスターパネルである。

なお、ウィンドシールド６において、仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトを、走行ルートの遠方側に見えるように配置させる仮想オブジェクトの輝度が低く、走行ルートの近傍側に見えるように配置させる仮想オブジェクトの輝度が高くなるように表示させてもよい。また、ウィンドシールド６において、仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトを、走行ルートの遠方側に見えるように配置させる仮想オブジェクトの線幅が細く、走行ルートの近傍側に見えるように配置させる仮想オブジェクトの線幅が太くなるように表示させてもよい。このようにすることで、仮想オブジェクト群Ｐがより立体的に見えるため、運転者に車両の進行方向に奥行きを持って仮想オブジェクト群Ｐが配置されているように認識させることができる。

［変形例１］
図３は、ウィンドシールド６において、仮想オブジェクト群Ｐが描画された状態の別の一例を示す模式図である。図３に示すように、仮想オブジェクト群Ｐが、走行車線幅Ｗにフィットするように投射されている。上述したように、車両の進行方向における走行車線幅Ｗは道路形態情報に含まれる。このように、画像生成部１３（図１参照）は、仮想オブジェクト群Ｐが走行車線幅Ｗにフィットするように仮想オブジェクトＰを生成するようにしてもよい。このようにすることで、運転者は、走行車線幅の変化をより直感的に認識することができる。

［変形例２］
図４は、ウィンドシールド６において、仮想オブジェクト群Ｐが描画された状態のさらに別の一例を示す模式図である。図４に示すように、仮想オブジェクト群Ｐが、走行ルートのカーブ形状にフィットするように投射されている。上述したように、走行ルートのカーブ形状に関する情報は道路形態情報に含まれる。このように、画像生成部１３（図１参照）は、仮想オブジェクト群Ｐが走行ルートのカーブ形状にフィットするように仮想オブジェクト群Ｐを生成するようにしてもよい。このようにすることで、運転者は、走行車線において、カーブ、直線がどのように続いているか、についてより直感的に認識することができる。

［変形例３］
図５は、ウィンドシールド６において、仮想オブジェクト群Ｐが描画された状態のさらに別の一例を示す模式図である。仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトの形状は、円や楕円の一部などの開いたループ形状に限らず、図５に示すように、円や楕円などの閉じたループ形状であってもよい。なお、仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトの形状は、ループ形状に限らず、三角形、矩形などの多角形、Ｘ字状、Ｌ字状等の非多角形であってもよい。

次に、実施の形態１に係る画像描画装置１の処理の流れについて説明する。以下の説明では図１についても適宜参照する。
図６は、画像描画装置１の処理例を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、道路形態情報取得部１２において、車両の現在位置情報および走行ルートの情報から車両の進行方向における道路形態情報を取得する（ステップＳ１）。続いて、画像生成部１３において、道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含む画像データを生成する（ステップＳ２）。続いて、画像処理部１４において、仮想オブジェクト群を含む画像データを画像信号に変換する（ステップＳ３）。具体的には、仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、走行ルートに沿って並び、かつ、走行ルートの遠方側に見えるように配置させる仮想オブジェクトが小さく、走行ルートの近傍側に見えるように配置させる仮想オブジェクトが大きく表示されるように、画像データを画像信号に変換する。ステップＳ３に続いて、投射制御部１５において、入力された画像信号に基づいて、ウィンドシールド６に対し表示画像を投射する画像投射部１１を制御する（ステップＳ４）。

以上より、実施の形態１に係る画像描画装置１では、ウィンドシールド６に対し、仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトを、走行ルートに沿って並び、かつ、走行ルートの遠くに配置させるものが小さく走行ルートの近くに配置させるものが大きくなるように表示する。これにより、運転者が車両の進行方向における道路形態情報をより適切に認識することができる。

実施の形態２
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
図７は、実施の形態２に係る画像描画装置１０１の概略構成を示すブロック図である。図７に示すように、画像描画装置１０１の制御部１１０には、実施の形態１に画像描画装置１に係る制御部１０に対して、車両情報取得部１６が追加されている。

車両情報取得部１６は、走行速度情報取得部１６１を含む。走行速度情報取得部１６１は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）７３や、速度計、エンジン回転計等から走行速度やエンジン回転数などの走行速度情報を取得する。画像生成部１３は、取得された走行速度情報に基づいて隣り合う仮想オブジェクトの間隔を調整した画像データを生成する。

図８は、走行速度情報に基づいて隣り合う仮想オブジェクトの間隔を調整する方法について説明する模式図である。図８に示すように、例えば法定速度を超過しているなど、走行速度が速い場合（図８上段）の仮想オブジェクトの間隔ｑ１を、例えば法定速度内など、走行速度が適切または遅い場合（図８下段）の仮想オブジェクトの間隔ｑ２よりも狭く表示させている。上述したように、走行速度は走行速度情報に含まれる。このように、画像生成部１３（図７参照）は、取得された走行速度情報に基づいて、仮想オブジェクトの間隔を調整する。例えば、カーナビゲーションなどにより渋滞情報や前方危険等の情報を取得した場合など、減速が必要なときに仮想オブジェクトの間隔を狭くするようにしてもよい。仮想オブジェクトの間隔は、走行速度に対応して、段階的ではなく連続的に変化させてもよい。このようにすることで、運転者に対し、走行速度や走行速度の増減をより誇張して伝えることができる。

また、画像生成部１３は、取得された走行速度情報に基づいて仮想オブジェクト群Ｐを外景に対し移動するような画像データを生成してもよい。例えば、画像生成部１３は、走行速度に応じて、仮想オブジェクト群Ｐを外景に対し運転者側または反対方向へ移動するような画像データを生成する。例えば、画像生成部１３は、走行ルートの法定速度より走行速度が速い場合に、仮想オブジェクト群Ｐが外景に対して運転者側に移動するような画像データを生成する。このようにすることで、運転者に対し、走行速度をより誇張して伝えることができ、運転者は安全運転を意識することができる。また、画像生成部１３は、走行ルートの法定速度より走行速度が遅い場合に、仮想オブジェクト群Ｐが外景に対して進行方向側に移動するような画像データを生成する。

［変形例４］
画像生成部１３は、走行速度の超過度合いに応じて仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトの形状を変化させるようにしてもよい。図９は、走行速度の超過度合いに応じて、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトの形状を変化させた状態の一例を示す模式図である。図９の上段に示すように、走行速度が例えば法定速度未満など適切な範囲である場合（例えば３５ＭＰＨの場合）には、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトの形状をループ形状とする。図９の中段に示すように、走行速度が法定速度を超過していて減速を要する範囲である場合（例えば６０ＭＰＨの場合）には、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトの形状を三角形とする。図９の下段に示すように、走行速度が危険を伴う速度範囲である場合（例えば８０ＭＰＨの場合）には、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトの形状をＸ字状とする。このように、走行速度の超過度合いに応じて仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトの形状を変化させることで、運転者が走行速度の超過度合いを直感的に把握することができるとともに、速度域が上がるほど前方視野が狭く見えるため、減速を促すこともできる。

なお、画像生成部１３は、走行速度が所定の値を超えたときにのみ、走行速度の超過度合いに応じて仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトの形状を変化させるようにしてもよい。つまり、走行速度が所定の値以下であるときには仮想オブジェクトの形状を一定の形状とし、走行速度が所定の値を超えたときだけ仮想オブジェクトの形状を変化させるようにしてもよい。

［変形例５］
画像生成部１３は、走行速度の超過度合いに応じて仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトの形状を変化させる場合に、走行速度の超過度合いに応じて、仮想オブジェクトを、不完全な状態から完全な状態へと徐々に変化させるようにしてもよい。図１０は、走行速度の超過度合いに応じて、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトが変化する状態の一例を示す模式図である。図１０の上段に示すように、走行速度が例えば法定速度未満など適切な範囲である場合（例えば３５ＭＰＨの場合）、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトのループ形状は完全な状態に対して３割程度の完成度の不完全な状態である。図１０の中段に示すように、走行速度が法定速度を超過していて減速を要する範囲である場合（例えば６０ＭＰＨの場合）、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトのループ形状は完全な状態に対して６割程度の完成度の不完全な状態である。図１０の下段に示すように、走行速度が危険を伴う速度範囲である場合（例えば８０ＭＰＨの場合）には、仮想オブジェクトＰを構成する仮想オブジェクトのループ形状は完全な状態となる。このように、走行速度の超過度合いに応じて仮想オブジェクトを不完全な状態から完全な状態へと徐々に変化させると、速度の超過度合いが大きい場合には運転者に対し視覚的に閉塞感を与えることができる。これにより、運転者が走行速度の超過度合いを直感的に把握することができるとともに、速度域が上がるほど閉塞感を与え、減速を促すこともできる。

また、画像生成部１３は、走行速度の超過度合いに応じて仮想オブジェクト群Ｐを構成する仮想オブジェクトの透過度合いを変更してもよい。例えば、走行速度が法定速度未満など適切な範囲である場合は、仮想オブジェクトの透過度を高くし、走行速度が法定速度を超過して減速を要する範囲である場合など、法定速度の超過度合いが高くなるほど、仮想オブジェクトの透過度合いを低くする。仮想オブジェクトの透過度合いとは、仮想オブジェクトを介した風景が見える度合いである。仮想オブジェクトの透過度合いは、レーザ光源部２０の出力が比較的大きいほど中間膜が強く発光するため、透過度合いが低くなる。また、仮想オブジェクトの透過度合いは、レーザ光源部２０の出力が比較的小さい場合は中間膜の発光が弱いため、透過度合いが高くなる。これにより、運転者が走行速度の超過度合いを直感的に把握することができるとともに、速度域が上がるほど閉塞感を与え、減速を促すこともできる。
［変形例６］
車両が、オートバイのように走行ルートに対して車体を傾斜させる乗車形態である場合、図７に示すように、画像描画装置１０１は、車両情報取得部１６は傾き情報取得部１６２を含んでいてもよい。傾き情報取得部１６２は、車両の走行ルートに対する傾きを取得する。図１１は、車両の車体が傾いている場合の、ウィンドシールド６における仮想オブジェクトＰの表示のさせ方の一例を示す模式図である。図１１に示すように、車両の車体が傾いていることにより、ウィンドシールド６が、走行ルートに対して角度θ傾いているとする。このとき、仮想オブジェクトＰを、ウィンドシールド６に対してθ傾けて表示させる。このように、画像生成部１３は、取得された車両の傾きに応じて仮想オブジェクトＰがウィンドシールド６に対して傾くように仮想オブジェクトＰを含む画像データを生成する。これにより、車両の車体が傾いていても走行ルートに対して仮想オブジェクトＰを適切に表示させるようにすることができるので、運転者が車両の進行方向における道路形態情報をより適切に認識することができる。

実施の形態３
以下、図面を参照して本発明の実施の形態３について説明する。
実施の形態３に係る画像描画装置の構成は、図１に示した、実施の形態１に係る画像描画装置１の構成と同じである。

次に、本実施の形態に係る画像処理装置の画像生成部における仮想オブジェクトの生成方法について説明する。図１２から図１４は、本実施の形態に係る画像処理装置の画像生成部における仮想オブジェクトの生成方法について説明する模式図である。まず、図１２に示すように、道路形態情報、車両の現在位置Ｔ０及び車両の姿勢に基づき、走行ルートＬ１を連続した曲線または折れ線である走行線Ｌ２を定義する。ここで、車両の姿勢は、車両の３軸（ｘｙｚ軸）で定義される姿勢であり、例えばカーナビゲーションなどに備えられているセンサのセンサ情報などとして取得する。ここで示す例では、車両の３軸姿勢は、車両の進行方向をｚ軸の正方向、重力方向と反対向きをｙ軸の正方向、車両の進行方向に対して右側をｘ軸の正方向としている。また、定義した走行線Ｌ２は、図１３に示すように、右カーブで上り坂である。

続いて、図１３に示すように、走行線Ｌ２に沿って並ぶ複数の走行ガイド点（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、・・・、Ｔｎ）を定義する。走行ガイド点の定義において、走行ガイド点は、例えば、等間隔に並ぶようにしてもよく、現在位置から遠ざかるにつれて間隔が短くなるように定義してもよい。

続いて、図１４に示すように、複数の走行ガイド点Ｔｋ（ｋ＝１～ｎ）のそれぞれにおいて、走行線の接線Ｓｋ（ｋ＝１～ｎ）を求め、接線Ｓｋに垂直な平面である走行ガイド面Ｍｋ（ｋ＝１～ｎ）を定義する。そして、各走行ガイド面Ｍｋ上において、それぞれ、対応する走行ガイド点Ｔｋを基準として仮想オブジェクトＰｋを生成する。

このようにして生成した仮想オブジェクトを、画像処理部１４は、車両の運転者の視点において、走行ルートの遠くに配置させるものが小さく、走行ルートの近くに配置させるものが大きく視認されるように画像データを画像信号に変換する。これにより、図６に示すような仮想オブジェクト群Ｐをウィンドシールド６に表示させることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施の形態では、仮想オブジェクトを曲線状のループとしたが、これに限るものではなく、例えば矩形のループであってもよい。また、以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。

上記実施の形態における制御部が実現する各構成要素は、例えば、コンピュータである制御部が備える演算装置（図示せず）の制御によって、プログラムを実行させることによって実現できる。より具体的には、制御部は、記憶部（図示せず）に格納されたプログラムを主記憶装置（図示せず）にロードし、演算装置の制御によってプログラムを実行して実現する。また、各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現しても良い。

上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１、１０１ 画像描画装置
６ ウィンドシールド（透過部材）
１０、１１０ 制御部
１１ 画像投射部
１２ 道路形態情報取得部
１３ 画像生成部
１４ 画像処理部
１５ 投射制御部
１６ 車両情報取得部
２０ レーザ光源部
２１ レーザモジュール
２２ レーザドライバ
２３ フォトダイオード
３０ スキャナ部
３１ スキャナ
３２ スキャナドライバ
７１ ＧＰＳ受信部
７２ 地図データベース
１２１ 現在位置情報取得部
１２２ 地図情報取得部
１６１ 走行速度情報取得部
１６２ 情報取得部
３１１ 垂直ミラー
３１２ 水平ミラー

Claims (10)

1. 車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得する道路形態情報取得部と、
   前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成する画像生成部と、
   前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換する画像処理部と、
   前記画像信号に基づいて、前記透過部材に対し表示画像を投射する画像投射部を制御する投射制御部と、を備え、
   前記画像生成部は、
   前記道路形態情報、前記車両の現在位置及び前記車両の姿勢に基づき、前記走行ルートを連続した曲線または折れ線である走行線として定義し、
   前記走行線に沿って並ぶ複数の走行ガイド点を定義し、
   複数の前記走行ガイド点のそれぞれにおいて、前記走行線の接線を求め、当該接線に垂直な平面である走行ガイド面を定義し、
   各走行ガイド面上において、それぞれ、対応する前記走行ガイド点を基準として前記仮想オブジェクトを生成し、
   前記画像処理部は、前記車両の運転者の視点において、前記仮想オブジェクトを、前記走行ルートの遠くに配置させるものが小さく、前記走行ルートの近くに配置させるものが大きく視認されるように前記画像データを前記画像信号に変換する、
   画像描画装置。
2. 車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得する道路形態情報取得部と、
   前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成する画像生成部と、
   前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換する画像処理部と、
   前記画像信号に基づいて、前記透過部材に対し表示画像を投射する画像投射部を制御する投射制御部と、を備え、
   前記道路形態情報には、前記車両の進行方向における走行車線幅に関する情報を含み、
   前記画像生成部は、前記仮想オブジェクト群が前記走行車線幅にフィットするように前記仮想オブジェクト群を含む画像データを生成する、
   画像描画装置。
3. 車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得する道路形態情報取得部と、
   前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成する画像生成部と、
   前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換する画像処理部と、
   前記画像信号に基づいて、前記透過部材に対し表示画像を投射する画像投射部を制御する投射制御部と、
   前記車両の走行速度情報を取得する走行速度情報取得部と、
   を備え、
   前記画像生成部は、取得された前記走行速度情報に基づいて前記仮想オブジェクト群が外景に対し移動するような画像データを生成する、
   画像描画装置。
4. 前記道路形態情報には、前記走行ルートのカーブ形状に関する情報を含み、
   前記画像生成部は、前記仮想オブジェクト群が前記走行ルートのカーブ形状にフィットするように前記仮想オブジェクト群を含む画像データを生成する、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像描画装置。
5. 前記車両の走行速度情報を取得する走行速度情報取得部をさらに備え、
   前記画像生成部は、取得された前記走行速度情報に基づいて隣り合う前記仮想オブジェクトの間隔を調整した画像データを生成する、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像描画装置。
6. 前記車両の走行速度情報を取得する走行速度情報取得部をさらに備え、
   前記画像生成部は、取得された前記走行速度情報に基づいて前記仮想オブジェクトの形状を変化させた画像データを生成する、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像描画装置。
7. 前記透過部材は可視光を透過しかつ紫外光を受光して自発光するものであり、
   前記画像投射部は前記透過部材に対し紫外光レーザを走査して投射することで表示画像を描画する、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像描画装置。
8. 車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得する道路形態情報取得ステップと、
   前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成する画像生成ステップと、
   前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換する画像処理ステップと、
   前記画像信号に基づいて前記透過部材に対し表示画像を投射する投射制御ステップと、を備え、
   前記画像生成ステップにおいては、
   前記道路形態情報、前記車両の現在位置及び前記車両の姿勢に基づき、前記走行ルートを連続した曲線または折れ線である走行線として定義し、
   前記走行線に沿って並ぶ複数の走行ガイド点を定義し、
   複数の前記走行ガイド点のそれぞれにおいて、前記走行線の接線を求め、当該接線に垂直な平面である走行ガイド面を定義し、
   各走行ガイド面上において、それぞれ、対応する前記走行ガイド点を基準として前記仮想オブジェクトを生成し、
   前記画像処理ステップにおいては、前記車両の運転者の視点において、前記仮想オブジェクトを、前記走行ルートの遠くに配置させるものが小さく、前記走行ルートの近くに配置させるものが大きく視認されるように前記画像データを前記画像信号に変換する、
   画像描画装置が実行する画像描画方法。
9. 車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得する道路形態情報取得ステップと、
   前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成する画像生成ステップと、
   前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換する画像処理ステップと、
   前記画像信号に基づいて前記透過部材に対し表示画像を投射する投射制御ステップと、を備え、
   前記道路形態情報には、前記車両の進行方向における走行車線幅に関する情報を含み、
   前記画像生成ステップにおいては、前記仮想オブジェクト群が前記走行車線幅にフィットするように前記仮想オブジェクト群を含む画像データを生成する、
   画像描画装置が実行する画像描画方法。
10. 車両の現在位置情報および走行ルートの情報から前記車両の進行方向における道路形態情報を取得する道路形態情報取得ステップと、
    前記道路形態情報に基づいて生成された仮想オブジェクト群を含み、前記仮想オブジェクト群を構成するそれぞれの仮想オブジェクトが、前記走行ルートに沿って並び、かつ前記走行ルートの遠方に向かって仮想オブジェクトのサイズが小さくなるように変化して表示されるような画像データを生成する画像生成ステップと、
    前記画像データを、前記車両の進行方向に備えられている透過部材に対して画像を描画するための画像信号に変換する画像処理ステップと、
    前記画像信号に基づいて前記透過部材に対し表示画像を投射する投射制御ステップと、
    前記車両の走行速度情報を取得する走行速度情報取得ステップと、を備え、
    前記画像生成ステップにおいては、取得された前記走行速度情報に基づいて前記仮想オブジェクト群が外景に対し移動するような画像データを生成する、
    画像描画装置が実行する画像描画方法。
    
    

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