JP7228761B2 - 画像表示システム、移動体、画像表示方法及びプログラム - Google Patents
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Description
(概要)
本実施形態に係る画像表示システム10は、図1及び図2に示すように、例えば、移動体としての自動車100に備えられるヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)である。すなわち、移動体100は、移動体本体と、移動体本体に備えられた画像表示システム10とを備える。
本実施形態に係る画像表示システム10は、図1に示すように、本体部1と、画像投影部30、位置補正部4と、表示制御部51と、加速度センサ52と、を備えている。画像投影部30は、画像形成部2及び投影部3を備えている。
画像表示システム10では、上述のように、加速度センサ52の検出値G(加速度検出値)の時系列データから本体部1の姿勢角を算出し、その姿勢角に応じて、表示面20での画像700の表示位置を補正する。その際、自動車100が外乱を受けていると、本体部1の姿勢角を正確に算出できない。このため、画像表示システム10の姿勢角算出部43では、加速度センサ52の検出値Gの時系列データのうち、自動車100が受けた外乱の影響を受けた検出値Gを除去して、本体部1の姿勢角を算出する。なお、「外乱」とは、例えば、自動車100が、路面上の石などや縁石を乗り越えたときに受ける突き上げなど、自動車100の姿勢角に影響を与える外力である。以下、このような姿勢角算出部の構成について詳しく説明する。
実施形態1は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。さらに、実施形態1に係る態様は、単体の画像表示システム10で具現化されることに限らない。例えば、画像表示方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記憶した記憶媒体等で、実施形態1に係る態様が具現化されてもよい。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
実施形態1では、加速度センサ52は、2軸の加速度センサであるが、3軸の加速度センサでもよい。この場合は、図9に示すように、フィルタ部431の計算で使用される比W1は、加速度センサ52の検出値Gにおける加速度成分Gzを加速度成分Gxyで割った値である。加速度成分Gxyは、検出値Gにおける前後軸Ax方向(前後方向)の加速度成分Gxと左右軸Ay方向(左右方向)の加速度成分Gyとをベクトル的に合成した加速度成分である。左右軸Ay方向は、上下軸Az方向(上下方向)と前後軸Ax方向(前後方向)との両方に直交する。この場合は、検出値Gを構成する2方向の加速度成分Gxy,Gzの比における上記の2方向は、本体部1の上下軸Az方向と、軸Axy方向とである。軸Axyは、検出値Gにおける前後軸Ax方向の加速度成分Gxと左右軸Ay方向の加速度成分Gyとをベクトル的に合成した加速度成分が沿う方向である。すなわち、軸Axyは、原点0と、加速度成分Gxyに対応する点とを結ぶ直線に沿う軸である。
実施形態1において、図10に示すように、閾値範囲外期間K1(除外期間)の前及び後に付加期間K3,K4が設けられてもよい。この場合、フィルタ部431は、加速度センサ52の作動期間(所定期間)のうち、閾値範囲外期間K1に含まれる検出値Gだけでなく、付加期間K3,K4に含まれる検出値Gも除外する。そして、フィルタ部431は、残りの期間K5内で検出された検出値(加速度センサ52の検出値)の時系列データのみを算出部本体432に出力する。なお、期間K5は、閾値範囲内期間K2から付加期間K3,K4を除去した期間である。
画像表示システム10は、自動車100に用いられるヘッドアップディスプレイに限らず、例えば、二輪車、電車、航空機、建設機械、及び船舶等、自動車100以外の移動体にも適用可能である。さらに、画像表示システム10は、移動体に限らない。例えば、画像表示システム10は、アミューズメント施設で用いられてもよいし、ヘッドマウントディスプレイ(HMD:Head Mounted Display)等のウェアラブル端末、医療設備、又は据置型の装置として用いられてもよい。また、画像表示システム10は、例えば、電子ビューファインダ等として、デジタルカメラ等の機器に組み込まれて使用されてもよい。
実施形態2は、実施形態1と比べて、フィルタ部431の閾値範囲外期間K1(除外期間)の条件が異なっている。より詳細には、本実施形態に係る画像表示システム10は、図11に示すように、角速度センサ53を更に備えている。角速度センサ53は、自動車100の左右軸の軸周りの角速度(すなわちピッチ角)を検出する。したがって、角速度センサ53は、本体部1の左右軸の軸周りの角速度を検出する。そして、本実施形態の閾値範囲外期間K1は、加速度センサ52の作動期間(所定期間)のうち、本体部1の角速度(ピッチ角)を検出する角速度センサ53の角速度検出値Q1が閾値範囲S2を外れる期間である(図12参照)。
実施形態2は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態2は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。さらに、実施形態1に係る態様は、単体の画像表示システムで具現化されることに限らない。例えば、画像表示方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記憶した記憶媒体等で、実施形態1に係る態様が具現化されてもよい。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
実施形態2では、角速度センサ53は、自動車100の左右軸周りの角速度(自動車100のピッチ角)を検出する。ただし、角速度センサ53は、自動車100の前後軸周りの角速度(自動車100のロール角)を検出してもよいし、自動車100の上下軸周りの角速度(ヨー角)を検出してもよい。また、角速度センサ53は、自動車100の上下軸、前後軸及び左右軸の少なくとも1つの軸周りの角速度を検出してもよい。角速度センサ53が2軸以上の軸周りの角速度を検出する場合は、各軸周りの加速度毎に閾値範囲が設定される。
実施形態2でも、実施形態1のように、閾値範囲外期間K1の前後に付加期間を設けてもよい。
第1の態様の画像表示システム(10)は、移動体(100)に搭載される画像表示システムである。画像表示システム(10)は、移動体(100)の表示対象物(101)に画像(700)を投影して表示する画像投影部(30)と、所定期間における移動体(100)の加速度の加速度検出値(G)の時系列データに基づいて、移動体(100)の姿勢角(β)を算出する姿勢角算出部(43)と、姿勢角算出部(43)により算出された姿勢角(β)に応じて、表示対象物(101)に画像(700)を投影して表示する表示位置を制御する表示制御部(51)と、を備える。加速度検出値(G)は、2方向の成分(Gx,Gz)を含む。姿勢角算出部(43)は、前記所定期間のうち2方向の成分の比(W1)が所定範囲(S1)外である除外期間(K1)に含まれる加速度検出値(G)を、姿勢角(β)の算出で用いる前記時系列データから除外する。
30 画像投影部
43 姿勢角算出部
51 表示制御部
52 加速度センサ
100 移動体
101 表示対象物
700 画像
Ax 前後軸
Az 上下軸
Ay 左右軸
G 加速度検出値
Gx,Gz 加速度成分
K1 閾値範囲外期間
S1 閾値範囲
Q1 角速度検出値
W1 比
K3,K4 付加期間
β 姿勢角
Claims (12)
- 移動体に搭載される画像表示システムであって、
前記移動体の表示対象物に画像を投影して表示する画像投影部と、
所定期間における前記移動体の加速度の加速度検出値の時系列データに基づいて、前記移動体の姿勢角を算出する姿勢角算出部と、
前記姿勢角算出部により算出された前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に前記画像を投影して表示する表示位置を制御する表示制御部と、を備え、
前記加速度検出値は、2方向の成分を含み、
前記姿勢角算出部は、前記2方向の成分の比に基づいて前記姿勢角を算出し、
前記姿勢角算出部は、前記所定期間のうち前記2方向の成分の比が所定範囲外にある除外期間に含まれる前記加速度検出値を、前記姿勢角の算出に用いる前記時系列データから除外する、
画像表示システム。 - 前記姿勢角算出部は、さらに、前記移動体の角速度の角速度検出値が所定範囲外にある除外期間に含まれる前記加速度検出値を、前記姿勢角の算出に用いる前記時系列データから除外する、
請求項1に記載の画像表示システム。 - 前記2方向は、前記移動体の上下方向と、前記上下方向に直交する直交方向とを含む、請求項1又は2に記載の画像表示システム。
- 前記直交方向は、前記移動体の前後方向である、
請求項3に記載の画像表示システム。 - 前記2方向は、
前記移動体の上下方向と、
前記加速度検出値における前記移動体の前後方向の加速度成分と前記移動体の左右方向の加速度成分とをベクトル的に合成した加速度成分が沿う方向である、
請求項1~3の何れか1項に記載の画像表示システム。 - 前記角速度は、前記移動体の上下軸、前後軸及び左右軸のうちの少なくとも1つの軸の周りの角速度である、
請求項2に記載の画像表示システム。 - 前記姿勢角算出部は、前記除外期間と繋がる付加期間に含まれる加速度検出値を、前記姿勢角の算出に用いる前記時系列データから除外する、
請求項1~6の何れか1項に記載の画像表示システム。 - 前記付加期間は、前記除外期間の前後の少なくとも一方に設けられる、
請求項7に記載の画像表示システム。 - 前記付加期間は、前記除外期間が長くなると長くなる、
請求項7又は8に記載の画像表示システム。 - 請求項1~9の何れか1項に記載に画像表示システムと、
前記画像表示システムが搭載された移動体本体と、を備え、
前記表示対象物は、前記移動体本体のウィンドシールドである、
移動体。 - 移動体に搭載される画像表示システムを制御する画像表示方法であって、
前記移動体の表示対象物に画像を投影して表示する画像投影処理と、
所定期間における前記移動体の加速度の加速度検出値の時系列データに基づいて、前記移動体の姿勢角を算出する姿勢角算出処理と、
前記姿勢角算出処理により算出された前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に前記画像を投影して表示する表示位置を制御する表示制御処理と、を備え、
前記加速度検出値は、2方向の成分を含み、
前記姿勢角算出処理では、前記2方向の成分の比に基づいて前記姿勢角を算出し、
前記姿勢角算出処理は、前記所定期間のうち2方向の成分の比が所定範囲外にある除外期間に含まれる前記加速度検出値を、前記姿勢角の算出に用いる前記時系列データから除外する、
画像表示方法。 - コンピュータシステムに、
請求項11に記載の画像表示方法を実行させるためのプログラム。
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