JP7361348B2 - 映像制御装置、映像制御方法及びプログラム - Google Patents

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Description

本開示は、映像制御装置、映像制御方法及びプログラムに関する。
特許文献１及び２には、地図データとＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等を用いて自車の位置を検出し、ヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ－Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下、ＨＵＤとも表記する）によって人の視野に目的地への経路情報を映し出す技術が開示されている。
特開平７－２５７２２８号公報 特開２０１８－０４５１０３号公報
ＨＵＤ等の映像表示装置によって表示される目的地への経路情報には、例えば、車両を目的地へ誘導するための車両の方位（車両自身の向き）に基づいた情報が含まれる場合がある。車両の方位に基づいた情報は、例えば、自車を起点として進行方向へ延びる矢印（後述する図９参照）等である。車両の方位に基づいた情報を生成するためには、車両の方位を推定する必要があるが、推定された車両の方位が実際の方位からずれていると、車両の方位に基づいた情報を見た車両の乗員に違和感を与えるおそれがある。例えば、自車を起点として進行方向へ延びる矢印が、自車の方位がずれて推定されてしまったことで、道路からはみ出るように表示される場合がある。
そこで、本開示は、車両の方位の推定の精度を高めることができる映像制御装置等を提供する。
本開示の一態様に係る映像制御装置は、衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得する第１取得部と、デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置を取得する第２取得部と、衛星測位システムにより測位される前記車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置とに基づいて、前記車両の方位のずれを推定する方位ずれ推定部と、推定された前記車両の方位のずれに基づいて、前記車両の推定方位を算出する方位算出部と、前記車両の推定方位を、前記車両の方位に基づいた情報を表示する映像表示装置に出力する出力部と、を備える。
また、本開示の一態様に係る映像制御方法は、衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得し、デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置を取得し、衛星測位システムにより測位される前記車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置とに基づいて、前記車両の方位のずれを推定し、推定された前記車両の方位のずれに基づいて、前記車両の推定方位を算出し、前記車両の推定方位を、前記車両の方位に基づいた情報を表示する映像表示装置に出力する。
また、本開示の一態様に係るプログラムは、上記の映像制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本開示の映像制御装置等によれば、車両の方位の推定の精度を高めることができる。
図１は、実施の形態に係る映像制御装置及びその周辺の装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、ジャイロセンサを用いた車両の方位の算出方法を説明するための図である。 図３は、ジャイロセンサのゼロ点の更新を説明するための図である。 図４は、実施の形態に係る映像制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、実施の形態に係る車両の方位のずれの推定方法の一例を示す図である。 図６は、実施の形態に係る車両の方位のずれの推定方法の他の一例を示す図である。 図７は、実施の形態に係る描画遅延の解消方法を説明するための図である。 図８は、実施の形態に係る映像制御装置を適用したときの方位のずれの推移を示す図である。 図９は、映像表示装置の表示の一例を示す図である。
（実施の形態）
以下、実施の形態に係る映像制御装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施の形態に係る映像制御装置１０及びその周辺の装置の構成の一例を示すブロック図である。図１には、映像制御装置１０の他に、情報処理装置２０、ＥＣＵ３０、ジャイロセンサ４０、加速度センサ５０及び映像表示装置６０が示されている。これらの装置は、例えば、車両（例えば自動車）に搭載される。
情報処理装置２０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の衛星測位システムにより測位される車両の位置及び車両の方位、並びに、車両の目的地までの経路（例えば、目的地までの最短の経路又は渋滞を避ける経路等）の情報等を取得可能な装置であり、例えば、カーナビゲーションシステムである。
ＥＣＵ３０は、例えば、車速信号等を取り扱うＥＣＵであり、現在の車両の速度をＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスに出力可能な装置である。
ジャイロセンサ４０は、車両のヨー角速度情報を検出し、検出結果を出力するセンサである。上記検出結果を積算することで車両の方位を算出することができる。
加速度センサ５０は、車両の加速度を検出し、検出結果を出力するセンサである。上記検出結果に基づいて、車両が停止しているか否かを判定できる。
映像表示装置６０は、車両の方位に基づいた情報を表示する装置であり、例えば、ＨＵＤ、電子ミラー又はカーナビゲーションシステム等である。本実施の形態では、映像表示装置６０をＨＵＤとする。車両の方位に基づいた情報は、例えば、車両を起点として進行方向へ延びる矢印等である（後述する図９参照）。映像表示装置６０は、情報処理装置２０から取得する車両の目的地までの経路の情報と、映像制御装置１０から取得する車両の推定方位とに基づいて、車両の方位に基づいた情報を表示する。なお、車両の方位に基づいた情報は、車両の方位自体であってもよい。つまり、映像表示装置６０に、車両の方位が表示されてもよい。
映像制御装置１０は、車両の推定方位を算出し、推定方位を映像表示装置６０に出力する装置である。映像制御装置１０により算出された推定方位に応じて映像表示装置６０の表示内容（車両の方位に基づいた情報）が変わることになるため、映像制御装置１０は、映像表示装置６０の表示内容を制御する装置であるともいえる。映像制御装置１０は、第１取得部１１、第２取得部１２、方位ずれ推定部１３、方位算出部１４及び出力部１５を備える。映像制御装置１０は、プロセッサ、メモリ及び通信回路等を含むコンピュータである。メモリは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等であり、プロセッサにより実行されるプログラムを記憶することができる。また、メモリには、映像制御装置１０が取得した情報が格納される。例えばプロセッサが、プログラムに従って動作することにより、第１取得部１１、第２取得部１２、方位ずれ推定部１３、方位算出部１４及び出力部１５の機能が実現される。
第１取得部１１は、衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得する。具体的には、第１取得部１１は、情報処理装置２０から衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得する。第１取得部１１は、衛星測位システムにより測位される車両の第１位置と、車両が第１位置から移動したときの、衛星測位システムにより測位される車両の第２位置とを取得する。第１取得部１１は、衛星測位システムにより測位される車両の位置を逐次取得することで、第１位置から第２位置までの車両の走行軌跡を推定できる。
第２取得部１２は、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置を取得する。例えば、第２取得部１２は、第１位置と、第１位置における車両の方位と、車両に備えられたジャイロセンサ４０の検出結果と、車両の速度情報とを用いたデッドレコニングに基づいて、第２位置が測位されたときの（具体的には第２位置が測位されたタイミングでの）車両の推定位置を推定することで、車両の推定位置を取得する。デッドレコニングとは、衛星測位システムのように位置を直接測位するのではなく、ある地点における移動体の方位、その地点からのジャイロセンサの検出結果及び移動体の速度情報等を用いて、移動体の位置を相対的に測位する技術である。第２取得部１２は、デッドレコニングにより、第１位置から推定位置までの車両の走行軌跡を推定できる。
第１取得部１１が取得する第１位置と、第２取得部が取得する第１位置とが同じ位置であれば、第２取得部１２は、情報処理装置２０から第１位置を取得してもよいし、第１取得部１１から第１位置を取得してもよい。また、第２取得部１２は、例えば、車両の起動時（走行開始時）には、第１位置における車両の方位を情報処理装置２０から取得する。つまり、車両の走行開始時に第２取得部１２が取得する第１位置における車両の方位は、衛星測位システムにより測位された車両の方位となる。また、第２取得部１２は、例えば、車両の走行開始後には、第１位置における車両の方位を方位算出部１４から取得する。また、第２取得部１２は、ジャイロセンサ４０の検出結果をジャイロセンサ４０から取得し、車両の速度情報をＥＣＵ３０からＣＡＮバス等を介して取得する。また、第２取得部１２は、例えば、第２位置が測位されたタイミングを第１取得部１１から通知される。
ここで、ジャイロセンサ４０の検出結果によって、車両の方位を算出する方法について図２を用いて説明する。
図２は、ジャイロセンサ４０を用いた車両の方位の算出方法を説明するための図である。
例えば、時刻Ｔ＝０での車両の方位（初期方位）が既知であるとする。時刻Ｔ＝１での車両の方位は、時刻Ｔ＝０から時刻Ｔ＝１間のジャイロセンサ４０の検出結果（つまりヨー角速度）の積算値を初期方位に加算することで算出できる。時刻Ｔ＝２での車両の方位は、時刻Ｔ＝１から時刻Ｔ＝２間のジャイロセンサ４０の検出結果の積算値を時刻Ｔ１での車両の方位に加算することで算出できる。このように、ある瞬間の車両の方位が既知であれば、その瞬間の車両の方位と、ジャイロセンサ４０の検出結果の積算値とを用いて車両の方位を正確に算出することができる。ただし、初期方位にずれが含まれている場合には、初期方位を用いて算出されるその後の車両の方位についても、そのずれ分正確にずれてくることになる。
また、車両が停止している状態であるにもかかわらず、ジャイロセンサ４０のゼロ点（車両が停止している状態のときのジャイロセンサ４０の出力）がジャイロドリフトによってゼロとならない場合がある。この場合、ジャイロセンサ４０の積算値もずれていってしまう。そこで、このようなときに、ジャイロセンサ４０のゼロ点が更新される。これについて、図３を用いて説明する。
図３は、ジャイロセンサ４０のゼロ点の更新を説明するための図である。
図３に示されるように、車両が走行を継続すると、ある時点からジャイロセンサ４０のゼロ点がジャイロドリフトによってゼロから変動する。ジャイロセンサ４０のゼロ点の変動は、ジャイロセンサ４０の検出結果の積算値を変化させるため、ジャイロセンサ４０のゼロ点の変動によって（つまりジャイロドリフトによって）、ジャイロセンサ４０を用いて算出される車両の方位にずれが生じる。そこで、例えば、第２取得部１２は、ゼロ点の更新を行う。具体的には、第２取得部１２は、車両が停止しているとき（例えば、過去３秒間車速が０であり、かつ、車両の加速度の変化量が所定の閾値以下であるとき）、過去３秒間のジャイロセンサ４０の検出結果の平均値をゼロとすることで、ゼロ点の更新を行う。これにより、車両の方位がこれ以上ずれないようにすることができる。第２取得部１２は、車両の加速度を加速度センサ５０から取得する。例えば、第２取得部１２は、車両が停止しているときに、過去３秒間のジャイロセンサ４０の検出結果の平均値がゼロであれば（つまりゼロ点が変動していなければ）、ゼロ点の更新を行わない。言い換えると、第２取得部１２は、ゼロ点の変動が確認できたときに、ゼロ点の更新を行う。
図１での説明に戻り、方位ずれ推定部１３は、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とに基づいて、車両の方位のずれを推定する。方位ずれ推定部１３の動作の詳細については後述する。
方位算出部１４は、方位ずれ推定部１３により推定された車両の方位のずれに基づいて、車両の推定方位を算出する。方位算出部１４の動作の詳細については後述する。
出力部１５は、車両の推定方位を映像表示装置６０に出力する。
次に、映像制御装置１０の動作について説明する。
図４は、実施の形態に係る映像制御装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。
第１取得部１１は、衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、第１取得部１１は、衛星測位システムにより測位される車両の第１位置と、車両が第１位置から移動したときの、衛星測位システムにより測位される車両の第２位置とを取得する。
第２取得部１２は、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置を取得する（ステップＳ１２）。車両の推定位置は、第１位置と、第１位置における車両の方位と、車両に備えられたジャイロセンサ４０の検出結果と、車両の速度情報とを用いたデッドレコニングに基づいて推定される、第２位置が測位されたときの車両の位置である。
方位ずれ推定部１３は、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置とに基づいて、車両の方位のずれを推定する（ステップＳ１３）。具体的には、方位ずれ推定部１３は、衛星測位システムにより測位される車両の第１位置と、車両が第１位置から移動したときの、衛星測位システムにより測位される車両の第２位置と、第１位置と第１位置における車両の方位と車両に備えられたジャイロセンサの検出結果と車両の速度情報とを用いたデッドレコニングに基づいて推定される、第２位置が測位されたときの車両の推定位置と、に基づいて、車両の方位のずれを推定する。車両の方位のずれの推定方法について、図５を用いて詳細に説明する。
図５は、実施の形態に係る車両の方位のずれの推定方法の一例を示す図である。図５は、水平面上の車両の走行軌跡を模式的に示しており、車両が左下側（原点側）から右上側（Ｘ軸及びＹ軸プラス側）に移動するとする。図５における実線は、実際の走行軌跡であり、映像制御装置１０等が認識できないものであるが、衛星測位システムによる走行軌跡及びデッドレコニングによる走行軌跡との比較のために図示している。図５における破線は、衛星測位システムによる走行軌跡である。図５における一点鎖線は、デッドレコニングによる走行軌跡である。
図５における位置Ａ１は、衛星測位システムにより測位される第１位置を示し、位置Ａ２は、車両が位置Ａ１から移動したときの、衛星測位システムにより測位される第２位置を示す。映像制御装置１０は、衛星測位システムにより測位される車両の位置を逐次取得することで、衛星測位システムによる走行軌跡を認識できる。ただ、衛星測位システムにより測位される車両の位置には、誤差が含まれており、実際の走行位置から１０メートル程度ずれて測位される場合もある。
図５における位置Ｂ１は、位置Ａ２が測位されたときの、デッドレコニングにより推定される推定位置を示す。映像制御装置１０は、位置Ａ１における車両の方位（初期方位）を取得し、また、位置Ａ１からのジャイロセンサ４０の検出結果、及び、位置Ａ１からの車両の速度情報を逐次取得することで、デッドレコニングによる走行軌跡を認識できる。デッドレコニングが精度よく行われる場合、ある地点からの車両の方位の変化及び車両の速度の変化を正確に走行軌跡に反映することができるため、図５に示されるように、デッドレコニングによる走行軌跡は、実際の走行軌跡と形状が類似していることがわかる。しかし、デッドレコニングにより用いられる車両の初期方位が、実際の車両の方位とずれている場合、そのずれ分、デッドレコニングによる走行軌跡の位置も、実際の走行軌跡の位置からずれる。位置Ａ１は、車両の方位のずれの推定の処理を開始する位置であり、例えば、車両の走行の開始位置（車両の起動位置）又はジャイロセンサ４０のゼロ点の更新位置である。位置Ａ１が車両の走行の開始位置である場合、初期方位は、例えば衛星測位システムにより測位される車両の方位である。衛星測位システムにより測位される車両の方位の精度が低いため、初期方位は、実際の車両の方位とずれている可能性が高い。また、位置Ａ１がジャイロセンサ４０のゼロ点の更新位置である場合、初期方位は、例えばジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位である。ジャイロセンサ４０のゼロ点の更新は、ジャイロセンサ４０のゼロ点が変動したときに行われるため、ジャイロセンサ４０のゼロ点の更新時にジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位（つまり初期方位）は、実際の車両の方位とずれている可能性が高い。
車両の走行の開始位置又はジャイロセンサ４０のゼロ点の更新位置では、ジャイロセンサ４０のゼロ点の更新が行われ、ジャイロセンサ４０のゼロ点は変動していないとする。また、これらの位置では、車両が停止しており、これらの位置から車両が移動を開始してからしばらくはジャイロドリフトによるジャイロセンサ４０のゼロ点の変動はないとする。このように、衛星測位システムにより測位される位置Ａ１から位置Ａ２まで車両が移動する間、車両の方位のずれは、位置Ａ１において生じているずれから変動しないとする。
デッドレコニングが精度よく行われ、かつ、車両の方位のずれの推定のための移動中に車両の方位のずれが変動しないという前提のもとでは、位置Ａ１と位置Ａ２とを結ぶ直線と、位置Ａ１と位置Ｂ１とを結ぶ直線とのなす角度を車両の方位のずれとみなすことができる。つまり、方位ずれ推定部１３は、衛星測位システムにより測位される車両の方位のずれ、又は、ジャイロドリフトによる車両の方位のずれ等を推定することができる。
図４での説明に戻り、方位算出部１４は、方位ずれ推定部１３により推定された車両の方位のずれに基づいて、車両の推定方位を算出する（ステップＳ１４）。例えば、方位算出部１４は、推定された車両の方位のずれを用いて、位置Ａ２以降の移動においてジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位を補正する（例えば車両の方位のずれを加算又は減算する）ことで、車両の推定方位を算出する。これにより、車両の方位の推定の精度を高めることができる。
そして、出力部１５は、車両の推定方位を映像表示装置６０に出力する（ステップＳ１５）。これにより、映像表示装置６０は、ずれの少ない車両の方位に基づいて、車両の方位に基づいた情報を表示することができる。
なお、方位ずれ推定部１３は、車両の方位のずれを推定し、車両の推定方位が算出された後も、引き続き位置Ａ１を起点として、逐次車両の方位のずれを推定してもよい。詳細は後述する図６で説明するが、車両の方位のずれを推定するために車両が移動する距離が長くなるほど車両の方位のずれの推定の精度が高まるためである。ただし、車両が停止せずに移動する距離が長くなると、ジャイロドリフトによる車両の方位のずれ（つまりジャイロセンサ４０のゼロ点の変動）が発生するため、ジャイロセンサ４０のゼロ点が変動してゼロ点の更新が行われた場合には、位置Ａ１に代わる新たな第１位置を起点として車両の方位のずれの推定の処理が行われる。
図５に示されるように、衛星測位システムにより測位される車両の位置には、誤差が含まれており、当該誤差が大きいほど位置Ａ１と位置Ａ２とを結ぶ直線がぶれることになるため、車両の方位のずれの推定の精度が低くなる。一方で、位置Ａ１と位置Ａ２との距離（車両の方位のずれを推定するために車両が移動する距離）が長いほど上記誤差が車両の方位のずれの推定に影響しにくくなる。ただし、車両の方位のずれは、デッドレコニングが精度よく行われ、かつ、車両の方位のずれの推定のための移動中に車両の方位のずれが変動しないという前提のもとで計算されたものであり、実際には、車両が移動する距離が長くなると、デッドレコニングの精度が落ちたり、ジャイロドリフトの影響を受けたりすることがある。このため、上記前提を維持するためには、車両が移動する距離をなるべく短くする必要がある。
そこで、方位ずれ推定部１３は、例えば１０ｍ程度の短い区間ごとに車両の方位の推定の処理を行い、方位算出部１４は、各区間での車両の方位の推定結果から車両の推定方位を算出してもよい。具体的には、方位ずれ推定部１３は、複数の連続する区間のそれぞれにおける第１位置と、第２位置と、推定位置とに基づいて、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれを推定してもよい。また、方位算出部１４は、複数の連続する区間のうちの２つ以上の区間についての車両の方位のずれに基づいて、車両の推定方位を算出してもよい。これについて、図６を用いて説明する。
図６は、実施の形態に係る車両の方位のずれの推定方法の他の一例を示す図である。図６は、図５と同じように、水平面上の車両の走行軌跡を模式的に示しており、車両が左下側（原点側）から右上側（Ｘ軸及びＹ軸プラス側）に移動するとする。ただし、図６では、複数の連続する区間（ここでは、一例として３つの区間である第１区間から第３区間を示している）のそれぞれごとに第１位置、第２位置及び推定位置が存在する。つまり、図５における第１位置（位置Ａ１）、第２位置（位置Ａ２）及び推定位置（位置Ｂ１）を用いた車両の方位のずれの推定の処理が第１区間から第３区間のそれぞれで行われる。第１区間において、位置Ａ１は、衛星測位システムにより測位される第１位置を示し、位置Ａ２は、車両が位置Ａ１から移動したときの、衛星測位システムにより測位される第２位置を示し、位置Ｂ１は、位置Ａ２が測位されたときの、デッドレコニングにより推定される推定位置を示す。また、第２区間において、位置Ａ２は、衛星測位システムにより測位される第１位置を示し、位置Ａ３は、車両が位置Ａ２から移動したときの、衛星測位システムにより測位される第２位置を示し、位置Ｂ２は、位置Ａ３が測位されたときの、デッドレコニングにより推定される推定位置を示す。また、第３区間において、位置Ａ３は、衛星測位システムにより測位される第１位置を示し、位置Ａ４は、車両が位置Ａ３から移動したときの、衛星測位システムにより測位される第２位置を示し、位置Ｂ３は、位置Ａ４が測位されたときの、デッドレコニングにより推定される推定位置を示す。
ここでは、一例として３つの区間について、車両の方位のずれの推定が行われる例を示しているが、例えば、数１００ｍの距離を１０ｍ程度の短い区間で分割して各区間について車両の方位のずれが推定される。１０ｍ程度の短い区間では、デッドレコニングが精度よく行われ、かつ、車両の方位のずれの推定のための移動中に車両の方位のずれが変動しないという前提を確保しやすくなる。ただし、各区間が短いため、衛星測位システムにより測位される車両の位置の誤差の影響を大きく受けて、各区間で推定される車両の方位のずれは大きくなりやすい。なお、各区間の距離は、１０ｍに限らず、２０ｍ又は３０ｍ程度であってもよい。
これに対して、方位算出部１４は、複数の連続する区間のうちの２つ以上の区間についての車両の方位のずれを用いることで、衛星測位システムにより測位される車両の位置の誤差の影響を小さくする。例えば、２つ以上の区間についての車両の方位の平均値又は中央値等を算出することで、各区間で推定される車両の方位のずれが大きい場合であっても、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。
例えば、方位算出部１４は、複数の連続する区間のうち、隣り合う前区間におけるジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位に対して、ジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位が第１閾値以上変動している区間を除外した複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値に基づいて、車両の推定方位を算出してもよい。
例えば、図６の例では、隣り合う第１区間及び第２区間について、第１区間が第２区間に対して隣り合う前区間となり、隣り合う第２区間及び第３区間について、第２区間が第３区間に対して隣り合う前区間となる。例えば、隣り合う第１区間及び第２区間について、第１区間（前区間）におけるジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位が北であったとする。また、第２区間（後区間）におけるジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位が東であったとする。この場合、例えば１０ｍ程度の距離で車両の方位が９０度程度変化しているため、第２区間周辺で急なカーブ又は右左折路が存在する可能性が高く、衛星測位システムの測位の精度又はデッドレコニングの精度が十分でない可能性が高い。そこで、複数の連続する区間のうち、隣り合う前区間におけるジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位に対して、ジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位が第１閾値以上変動している区間を除外した複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値が算出される。衛星測位システムの測位の精度又はデッドレコニングの精度が十分でない可能性が高い区間において推定された車両の方位のずれが除外されて平均値が算出されるため、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。なお、第１閾値が例えば９０度である例について説明したが、第１閾値は特に限定されず、適宜設定される。
また、例えば、方位算出部１４は、複数の連続する区間のうち、車両の方位のずれが第２閾値以上となっている区間を除外した複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値に基づいて、車両の推定方位を算出してもよい。
例えば、複数の連続する区間のうちのある区間において、推定された車両の方位のずれが大きい（例えば２０度等）場合がある。このような区間は、衛星測位システムの動作が不安定となっており、衛星測位システムにより測位された車両の第２位置が実際の位置から大きくずれている可能性が高い。そこで、複数の連続する区間のうち、車両の方位のずれが第２閾値以上となっている区間を除外した複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値が算出される。衛星測位システムの動作が不安定となっている可能性の高い区間において推定された車両の方位のずれが除外されて平均値が算出されるため、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。なお、第２閾値が例えば２０度である例について説明したが、第２閾値は特に限定されず、適宜設定される。
なお、方位算出部１４は、隣り合う前区間におけるジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位に対して、ジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位が第１閾値以上変動している区間、及び、車両の方位のずれが第２閾値以上となっている区間の両方を除外した複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値に基づいて、車両の推定方位を算出してもよい。
また、例えば、方位算出部１４は、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの中央値に基づいて、車両の推定方位を算出してもよい。
衛星測位システムの測位の精度又はデッドレコニングの精度が十分でない区間（例えば、上記説明において、平均値を算出する際に除外するとした区間）における車両の方位のずれは、他の区間における車両の方位のずれに対して、異常な値となっている場合がある。このような異常な値も含めて平均値が算出されると、平均値が異常な値の影響を大きく受けて正常な値とならないおそれがある。そこで、中央値が算出されることで、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。
また、例えば、方位算出部１４は、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの加重平均値に基づいて、車両の推定方位を算出してもよい。
例えば、衛星測位システムの測位の精度又はデッドレコニングの精度が十分でない区間（例えば、上記説明において、平均値を算出する際に除外するとした区間）における車両の方位のずれに対する重みを小さくして（例えば０．５等にして）、加重平均値を算出することで、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。
出力部１５は、このようにして算出された車両の推定方位を映像表示装置６０に出力するが、映像表示装置６０では、車両の推定方位に基づく車両の方位に基づいた情報を映像表示装置６０に表示する際に、例えば約３３．３ｍｓ程度の描画遅延が生じる。つまり、映像制御装置１０において、精度よく推定方位を算出したとしても、約３３．３ｍｓ前の車両の推定方位に基づいて車両の方位に基づいた情報が映像表示装置６０に表示されることとなる。そこで、出力部１５は、車両の推定方位の過去の変動量に基づいて予測される将来の車両の推定方位を映像表示装置６０に出力してもよい。これについて、図７を用いて説明する。
図７は、実施の形態に係る描画遅延の解消方法を説明するための図である。
図７の上側に示されるように、現在の推定方位（図７中の一点鎖線）が映像表示装置６０に出力されると、約３３．３ｍｓ後に現在の推定方位に基づく車両の方位に基づいた情報が映像表示装置６０に表示される。しかし、車両の方位は時々刻々と変化するため、描画時点（つまり現在から約３３．３ｍｓ後）には、現在とは異なる方位（図７中の二点鎖線）となっている場合があり、描画遅延による車両の方位のずれが生じる場合がある。
そこで、図７の下側に示されるように、出力部１５は、車両の推定方位をそのまま映像表示装置６０に出力せずに、これまでに算出された車両の推定方位の過去の変動量に基づいて将来の車両の推定方位（図７中の実線）を予測して映像表示装置６０に出力する。例えば、出力部１５は、約１６．６ｍｓ前から現在までの変動量に基づいて約３３．３ｍｓ後の車両の推定方位を予測する。これにより、描画に使用される予測された推定方位と、描画時点の推定方位との差が小さくなるため、描画遅延による車両の方位のずれが小さくなる。すなわち、車両の方位に基づいた情報が映像表示装置６０に正確に表示されるようになる。
次に、本実施の形態に係る映像制御装置１０を適用したときの方位のずれの推移について図８を用いて説明する。
図８は、実施の形態に係る映像制御装置１０を適用したときの方位のずれの推移を示す図である。例えば、本実施の形態では、車両の方位のずれが推定され、車両の方位の補正が行われることで、車両の方位の誤差を全体的に低下させることができる。
図８に示されるように、例えば、６０Ｈｚ描画レートと同じ頻度でジャイロセンサ４０の検出結果の積算が行われ車両の方位が予測されるとする。例えば、車両の起動時における初期方位として、衛星測位システムにより測位される車両の方位が用いられる。衛星測位システムにより測位される車両の方位の精度は低く、車両の方位のずれの推定が行われ車両の方位が補正されるまでは、ジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位には、初期方位の誤差が含まれる。
車両が移動を開始した後、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とに基づいて車両の方位のずれが推定される。そして、推定された車両の方位のずれに基づいて車両の方位が補正される。これにより、車両の方位の誤差を例えば０．８度以下とすることができる。
その後、車両がある程度走行を継続すると、ジャイロドリフトにより車両の方位のずれが大きくなる場合がある。そこで、車両はいったん停止し、ジャイロセンサ４０のゼロ点の補正が行われ、車両の方位のずれがこれ以上大きくならないようにする。そして、再度、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とに基づいて車両の方位のずれが推定され、推定された車両の方位のずれに基づいて車両の方位が補正される。これにより、車両の方位の誤差を再度０．８度以下とすることができる。以降も、例えば、ジャイロセンサ４０のゼロ点が変動してジャイロセンサ４０のゼロ点の補正が行われたときに、車両の方位の誤差が小さくなるように車両の方位のずれの推定の処理が行われる。
以上のようにして、車両の方位の推定の精度が高められることで、車両の方位に基づいた情報を映像表示装置６０に正確に表示することができる。
図９は、映像表示装置６０の表示の一例を示す図である。上述したように、映像表示装置６０は、例えばＨＵＤであり、図９には、映像表示装置６０の表示領域として、車両のフロントウインドシールドガラス上の表示領域Ｄが示されている。
車両の方位に基づいた情報は、例えば、自車を起点として進行方向へ延びる矢印Ｃである。自車を起点として進行方向へ延びる矢印Ｃを表示領域Ｄ上に表示するためには、車両の方位を推定する必要がある。推定された車両の方位が実際の方位からずれていると、矢印Ｃが道路からはみ出るように（例えば、車両が歩道又は建物等に向かうように）表示される場合がある。本実施の形態に係る映像制御装置１０では、車両の方位の推定の精度を高めることができるため、矢印Ｃが車両の進行方向を向くように表示させることができる。
以上説明したように、本実施の形態に係る映像制御装置１０は、衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得する第１取得部１１と、デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置を取得する第２取得部１２と、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とに基づいて、車両の方位のずれを推定する方位ずれ推定部１３と、推定された車両の方位のずれに基づいて、車両の推定方位を算出する方位算出部１４と、車両の推定方位を、車両の方位に基づいた情報を表示する映像表示装置６０に出力する出力部１５と、を備える。
衛星測位システムによれば、車両の位置だけでなく、車両の位置の時間変化から車両の方位も測位できる。しかし、衛星測位システムによる測位は１Ｈｚ（約１ｓに１回）の頻度でしか行われず、また測位された車両の方位を取得する際に、通信遅延も存在するため、車両の移動中には、車両の方位は時々刻々と変化するのに対して、大きく遅延した車両の方位に基づいて車両の方位に基づいた情報が映像表示装置に表示されることとなる。
そこで、本態様では、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とに基づいて、車両の方位のずれが推定される。衛星測位システムにより測位される車両の位置は、ある程度の誤差は生じるが車両の実際の位置に近い位置となる。一方で、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置は、デッドレコニングに用いられる車両の方位にずれが生じている場合、そのずれが推定位置にある程度正確に反映されることになる。すなわち、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とのずれは、車両の方位のずれと相関があることから、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とのずれから車両の方位のずれを推定することができる。これにより、車両の方位の推定の精度を高めることができる。
また、方位ずれ推定部１３は、衛星測位システムにより測位される車両の第１位置と、車両が第１位置から移動したときの、衛星測位システムにより測位される車両の第２位置と、第１位置と第１位置における車両の方位と車両に備えられたジャイロセンサ４０の検出結果と車両の速度情報とを用いたデッドレコニングに基づいて推定される、第２位置が測位されたときの車両の推定位置と、に基づいて、車両の方位のずれを推定するとしてもよい。具体的には、方位ずれ推定部１３は、第１位置と第２位置とを結ぶ直線と、第１位置と推定位置とを結ぶ直線とのなす角度を車両の方位のずれとして推定するとしてもよい。
第１位置及び第２位置は、車両の実際の位置に近い位置となる。推定位置は、第１位置における車両の方位を基準としたジャイロセンサの検出結果等を用いたデッドレコニングに基づいて推定される位置である。車両が第１位置から第２位置に移動するにつれて、デッドレコニングに基づく車両の走行軌跡は、第１位置における車両の方位のずれ分、衛星測位システムにより測位される車両の第１位置から第２位置への走行軌跡からずれていく。このように、衛星測位システムにより測位される車両の第２位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とのずれは、第１位置における車両の方位のずれに応じたものとなることから、第２位置と推定位置とのずれから車両の方位のずれを推定することができる。具体的には、第１位置と第２位置とを結ぶ直線と、第１位置と推定位置とを結ぶ直線とのなす角度が、第１位置における車両の方位のずれとみなすことができるため、当該角度を算出することで、容易に車両の方位のずれを推定することができる。
また、方位ずれ推定部１３は、複数の連続する区間のそれぞれにおける第１位置と、第２位置と、推定位置とに基づいて、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれを推定し、方位算出部１４は、複数の連続する区間のうちの２つ以上の区間についての車両の方位のずれに基づいて、車両の推定方位を算出するとしてもよい。
例えば、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれのうち２つ以上の区間についての車両の方位のずれの平均値又は中央値等を算出することで、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。
また、方位算出部１４は、複数の連続する区間のうち、隣り合う前区間におけるジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位に対して、ジャイロセンサ４０の検出結果に基づいて算出される車両の方位が第１閾値以上変動している区間を除外した複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値に基づいて、車両の推定方位を算出するとしてもよい。
隣り合う前区間に対して車両の方位が第１閾値以上変動している区間は、急なカーブ又は右左折路が存在する可能性が高く、衛星測位システムの測位の精度又はデッドレコニングの精度が十分でない可能性が高い。このため、このような区間を除外して複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値を算出することで、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。
また、方位算出部１４は、複数の連続する区間のうち、車両の方位のずれが第２閾値以上となっている区間を除外した複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値に基づいて、車両の推定方位を算出するとしてもよい。
推定された車両の方位のずれが第２閾値以上となっている区間は、衛星測位システムの動作が不安定となっており、衛星測位システムにより測位された車両の第２位置が実際の位置から大きくずれている可能性が高い。このため、このような区間を除外して複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの平均値を算出することで、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。
また、方位算出部１４は、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの中央値に基づいて、車両の推定方位を算出するとしてもよい。
これによれば、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれのうち、衛星測位システムの測位の精度又はデッドレコニングの精度が十分でない区間における車両の方位のずれ（いわゆる外れ値）の影響を抑制できるため、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。
また、方位算出部１４は、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれの加重平均値に基づいて、車両の推定方位を算出するとしてもよい。
これによれば、複数の連続する区間のそれぞれについての車両の方位のずれのうち、衛星測位システムの測位の精度又はデッドレコニングの精度が十分でない区間における車両の方位のずれに対する重みを小さくして加重平均値を算出することで、当該区間における車両の方位のずれの影響を抑制できるため、車両の方位の推定の精度をさらに高めることができる。
また、出力部１５は、車両の推定方位の過去の変動量に基づいて予測される将来の車両の推定方位を映像表示装置６０に出力するとしてもよい。
車両の方位に基づいた情報を映像表示装置６０に表示する際に、３３．３ｍｓ程度の描画遅延が生じる。このため、車両の推定方位がそのまま映像表示装置６０に出力される場合、車両の方位は時々刻々と変化するのに対して、約３３．３ｍｓ前の車両の推定方位に基づいて車両の方位に基づいた情報が映像表示装置６０に表示されることとなる。そこで、これまでに算出された車両の推定方位の過去の変動量（例えば約１６．６ｍｓ前から現在までの変動量）に基づいて将来の（約３３．３ｍｓ後の）車両の推定方位を予測して映像表示装置６０に出力することで、描画遅延の影響を抑制でき、映像表示装置６０に正確な車両の方位に基づいた情報を表示することができる。
（その他の実施の形態）
以上のように、本開示に係る技術の例示として実施の形態を説明した。しかしながら、本開示に係る技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用可能である。例えば、以下のような変形例も本開示の一実施の形態に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、映像制御装置１０は、情報処理装置２０及び映像表示装置６０と別体に設けられている例について説明したが、これに限らない。例えば、映像制御装置１０は、情報処理装置２０と一体に設けられていてもよいし、映像表示装置６０と一体に設けられていてもよいし、映像制御装置１０、情報処理装置２０及び映像表示装置６０が一体に設けられていてもよい。
例えば、上記実施の形態では、車両は自動車であると説明したが、自動車に限らず、二輪車、建機又は農機等であってもよい。
なお、本開示は、映像制御装置１０として実現できるだけでなく、映像制御装置１０を構成する各構成要素が行うステップ（処理）を含む映像制御方法として実現できる。
具体的には、図４に示されるように、映像制御方法では、衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得し（ステップＳ１１）、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置を取得し（ステップＳ１２）、衛星測位システムにより測位される車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される車両の推定位置とに基づいて、車両の方位のずれを推定し（ステップＳ１３）、推定された車両の方位のずれに基づいて、車両の推定方位を算出し（ステップＳ１４）、車両の推定方位を、車両の方位に基づいた情報を表示する映像表示装置６０に出力する（ステップＳ１５）。
例えば、映像制御方法におけるステップは、コンピュータ（コンピュータシステム）によって実行されてもよい。そして、本開示は、映像制御方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本開示は、そのプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭ等である非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。
例えば、本開示が、プログラム（ソフトウェア）で実現される場合には、コンピュータのＣＰＵ、メモリ及び入出力回路等のハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって、各ステップが実行される。つまり、ＣＰＵがデータをメモリ又は入出力回路等から取得して演算したり、演算結果をメモリ又は入出力回路等に出力したりすることによって、各ステップが実行される。
また、上記実施の形態の映像制御装置１０に含まれる各構成要素は、専用又は汎用の回路として実現されてもよい。
また、上記実施の形態の映像制御装置１０に含まれる各構成要素は、集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。
また、集積回路はＬＳＩに限られず、専用回路又は汎用プロセッサで実現されてもよい。プログラム可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定が再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが、利用されてもよい。
さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、映像制御装置１０に含まれる各構成要素の集積回路化が行われてもよい。
その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示は、例えば、車両の方位に基づいた情報を表示する装置に適用できる。
１０ 映像制御装置
１１ 第１取得部
１２ 第２取得部
１３ 方位ずれ推定部
１４ 方位算出部
１５ 出力部
２０ 情報処理装置
３０ ＥＣＵ
４０ ジャイロセンサ
５０ 加速度センサ
６０ 映像表示装置

Claims (10)

  1. 衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得する第１取得部と、
    デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置を取得する第２取得部と、
    衛星測位システムにより測位される前記車両の位置と、デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置とに基づいて、前記車両の方位のずれを推定する方位ずれ推定部と、
    推定された前記車両の方位のずれに基づいて、前記車両の推定方位を算出する方位算出部と、
    前記車両の推定方位を、前記車両の方位に基づいた情報を表示する映像表示装置に出力する出力部と、を備え、
    前記方位ずれ推定部は、
    衛星測位システムにより測位される前記車両の第１位置と、
    前記車両が前記第１位置から移動したときの、衛星測位システムにより測位される前記車両の第２位置と、
    前記第１位置と、前記第１位置における前記車両の方位と、前記車両に備えられたジャイロセンサの検出結果と、前記車両の速度情報とを用いた前記デッドレコニングに基づいて推定される、前記第２位置が測位されたときの前記車両の推定位置と、
    に基づいて、前記車両の方位のずれを推定する、
    映像制御装置。
  2. 前記方位ずれ推定部は、前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ直線と、前記第１位置と前記推定位置とを結ぶ直線とのなす角度を前記車両の方位のずれとして推定する、
    請求項１に記載の映像制御装置。
  3. 前記方位ずれ推定部は、複数の連続する区間のそれぞれにおける前記第１位置と、前記第２位置と、前記推定位置とに基づいて、前記複数の連続する区間のそれぞれについての前記車両の方位のずれを推定し、
    前記方位算出部は、前記複数の連続する区間のうちの２つ以上の区間についての前記車両の方位のずれに基づいて、前記車両の推定方位を算出する、
    請求項１又は２に記載の映像制御装置。
  4. 前記方位算出部は、前記複数の連続する区間のうち、隣り合う前区間における前記ジャイロセンサの検出結果に基づいて算出される前記車両の方位に対して、前記ジャイロセンサの検出結果に基づいて算出される前記車両の方位が第１閾値以上変動している区間を除外した前記複数の連続する区間のそれぞれについての前記車両の方位のずれの平均値に基づいて、前記車両の推定方位を算出する、
    請求項３に記載の映像制御装置。
  5. 前記方位算出部は、前記複数の連続する区間のうち、前記車両の方位のずれが第２閾値以上となっている区間を除外した前記複数の連続する区間のそれぞれについての前記車両の方位のずれの平均値に基づいて、前記車両の推定方位を算出する、
    請求項３又は４に記載の映像制御装置。
  6. 前記方位算出部は、前記複数の連続する区間のそれぞれについての前記車両の方位のずれの中央値に基づいて、前記車両の推定方位を算出する、
    請求項４に記載の映像制御装置。
  7. 前記方位算出部は、前記複数の連続する区間のそれぞれについての前記車両の方位のずれの加重平均値に基づいて、前記車両の推定方位を算出する、
    請求項３に記載の映像制御装置。
  8. 前記出力部は、前記車両の推定方位の過去の変動量に基づいて予測される将来の前記車両の推定方位を前記映像表示装置に出力する、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の映像制御装置。
  9. 衛星測位システムにより測位される車両の位置を取得し、
    デッドレコニングに基づいて推定される前記車両の推定位置を取得し、
    衛星測位システムにより測位される前記車両の第１位置と、前記車両が前記第１位置から移動したときの、衛星測位システムにより測位される前記車両の第２位置と、前記第１位置、前記第１位置における前記車両の方位、前記車両に備えられたジャイロセンサの検出結果、及び前記車両の速度情報を用いた前記デッドレコニングに基づいて推定される、前記第２位置が測位されたときの前記車両の推定位置とに基づいて、前記車両の方位のずれを推定し、
    推定された前記車両の方位のずれに基づいて、前記車両の推定方位を算出し、
    前記車両の推定方位を、前記車両の方位に基づいた情報を表示する映像表示装置に出力する、
    映像制御方法。
  10. 請求項９に記載の映像制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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