JP7441628B2 - 車両のヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents
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Description
たとえば、自動車のフロントガラスなどに投影像を投影するヘッドアップディスプレイ装置を開示する。ヘッドアップディスプレイ装置は、たとえば自動車の速度情報などを、乗員の前のフロントガラスなどに投影する。これにより、前方に注意を払っている乗員は、その視線を前方から外れるように大きく動かすことなく、自動車の速度などを視認できる。
そして、このような車両のヘッドアップディスプレイ装置では、さらに、自動車の前方の社外の移動体などの物体に対して、たとえば注意喚起マークを重ねて投影することが考えられる。これにより、乗員に、注意喚起マークが重ねられている物体について注意を向けさせることができる。
たとえば、注意喚起マークが投影されると、乗員は、注意喚起マークに焦点を合わせようとする。しかしながら、注意喚起マークは、実際には車外の物体とは距離感が異なるフロントガラスなどに投影されるものであるため、注意喚起マークが見やすくなる視線の状態と、注意喚起マークにより注意を喚起したい車外の物体が見やすくなる視線の状態とが異なる。このため、乗員は、一方に視線を合わせると他方が見え難くなる。乗員は、そのような状況において双方に視線を合わせようとしてしまう。乗員の意識は、これらの双方に視線を合わせることに向いてしまう。それでもうまく合わないときには、視線を頻繁に動かしたことなどにより、乗員は気分が悪くなる。
しかしながら、このように注意喚起マークを、三次元の投影像として車外の物体に重ねて投影したり近くに投影したりしたとしても、乗員から見たそれらの距離感にずれが残ると、乗員は、やはり違和感を得て、それらの間で頻繁に動かすようになる。
特許文献1、2では、乗員の体格や乗車姿勢に応じて画像を投影する位置を上下左右で調整する。しかしながら、このように画像の投影位置を上下左右に調整したとしても、三次元の投影像と車外の物体との距離感の違いを好適に解消することはできない。
請求項1から4のいずれか一項記載の、車両のヘッドアップディスプレイシステム。
乗員は、三次元の投影像と車外の物体との間に距離感の違いがあると違和感を得たり、またはそれらの間で視線を頻繁に動かして気分が悪くなったりすることがあり得るが、本発明では、そのような事態を効果的に抑制し得る。
図1の自動車1は、車両の一例である。自動車1は、車体2の中央に、乗員が乗る車室3が設けられる。自動車1に乗ったドライバなどの乗員は、自動車1の走行を操作する。これにより、自動車1は、自動運転または手動運転により車線に沿って走行することができる。自動車1は、乗員による走行についての操作に基づいて走行する場合、運転支援を実行してよい。このような自動車1は、自動運転についての走行と、手動運転による走行との双方を支援する。図1には、対向車線を他の自動車1が走行し、路側帯を歩行者が歩行している。
図2の自動車1の車室3には、乗員が着座するシート4が設けられる。シート4の前側には、ダッシュボード5が設けられる。ダッシュボード5の上には、フロントガラス6が設けられる。乗員は、シート4に着座した状態で、自動車1の前方を、フロントガラス6を通じて視認できる。乗員は、フロントガラス6を通じて、自車の前方にいる他の自動車1や歩行者を視認できる。
図3の三次元用画像は、自動車1に設けられるヘッドアップディスプレイ装置(HUD装置)70の投影デバイス71により、フロントガラス6に投影される。
図3の三次元用画像は、視認可能な車外前方の移動体などの物体それぞれに対して、注意喚起用の枠マーク90を重ねて表示するものである。図1の走行状態である場合、三次元用画像は、他の自動車1に重ねて注意喚起用の枠マーク90を重ねて投影し、歩行者に重ねて注意喚起用の枠マーク90を重ねて投影する。
乗員は、たとえば車外が全体的に暗い場合であっても、注意喚起用の枠マーク90を重ねて投影されていることにより、他の自動車1や歩行者を容易に視認できる。乗員は、注意喚起用の枠マーク90が重ねられている物体について注意を向けることができる。
たとえば、注意喚起用の枠マーク90が投影されると、乗員は、注意喚起用の枠マーク90に焦点を合わせようとする。しかしながら、注意喚起用の枠マーク90は、実際には車外の物体とは距離感が異なるフロントガラス6に投影されている。このため、乗員から見て、注意喚起用の枠マーク90が見やすくなる視線の状態と、注意を喚起したい車外の物体が見やすくなる視線の状態とは、異なる状態となる。その結果、乗員は、一方に視線を合わせると他方が見え難くなる。乗員は、そのような状況において双方に視線を合わせようとしてしまう。乗員の意識は、これらの双方に視線を合わせることに向いてしまう。それでもうまく合わないときには、視線を頻繁に動かしたことなどにより、乗員は気分が悪くなる。
このように自動車1のHUD装置70には、さらに改善することが求められる。
次に、本実施形態での改善されている、注意喚起用の枠マークなどの投影像の投影方法について説明する。
図4では、乗員は、注意喚起用の枠マークが投影されているフロントガラス6を通じて、車外の歩行者を視認する。
この場合、乗員の右目は、フロントガラス6の中央部分を通じて、車外の歩行者を視認する視線となる。乗員の右目により視認させる注意喚起用の枠マーク93は、フロントガラス6において、右目の視線と交わる中央部分に投影される。
乗員の左目は、フロントガラス6の左側部分を通じて、車外の歩行者を視認する視線となる。乗員の左目により視認させる注意喚起用の枠マーク94は、フロントガラス6において、左目の視線と交わる左側部分に投影される。
このように調整した投影とすることにより、右目により視認させる注意喚起用の枠マーク93と、左目により視認させる注意喚起用の枠マーク94とが投影されることにより、乗員は、注意喚起用の枠マーク90を、その実体が車外の歩行者を囲うように重なって存在しているかのように視認し易くなる。
図5の三次元用画像は、右目に視認させる右目画像91と、左目で視認させる左目画像92と、を有する。
右目に視認させる右目画像91は、画像の中央部分に注意喚起用の枠マーク93の投影像を有する。それ以外の部分は、透明な画像として投影される。
左目に視認させる左目画像92は、画像の左側部分に注意喚起用の枠マーク94の投影像を有する。それ以外の部分は、透明な画像として投影される。
HUD装置70の投影デバイス71は、たとえばこれらの右目画像91と左目画像92とを切り換えて交互に投影することにより、フロントガラス6に三次元用画像を投影できる。
自動車1では、ドライバなどの乗員による運転によらない自動運転中や、乗員による手動運転中に、乗員監視装置60により、乗車した乗員を識別して監視するとよい。
また、自動車1では、HUD装置70により、走行中の自動車1の進行方向前方の社外の移動体などについて、注意喚起用の投影像を投影して、その注意喚起をできるようにするとよい。
これらの技術が有機的に連携することにより、たとえばドライバを特定して、そのドライバに応じた高度な運転支援が実現可能になると考えられる。自動車1の利便性および安全性が高まると期待される。
図6には、自動車1の制御系10を構成する複数の制御装置が、それぞれに組み込まれる制御ECU(Electronic Control Unit)により代表して示されている。
操舵ECU12は、車ネットワーク25を通じて暗号化データを受信し、自動車1に設けられる不図示のステアリング装置を制御する。これにより、自動車1は、進行方向を変えることができる。
制動ECU13は、車ネットワーク25を通じて暗号化データを受信し、自動車1に設けられる不図示のブレーキ装置を制御する。これにより、走行する自動車1は、減速し、停車できる。また、制動ECU13は、車ネットワーク25を通じて駆動ECU11と通信して、駆動源の回転を抑制したり、トランスミッションのギア比を変更したりして、走行する自動車1を減速させてもよい。
操作デバイス52は、表示デバイス51の表示画面に重ねられるタッチパネル、複数のキーを有してよい。UIECU20は、表示に関する暗号化データを受信すると、表示デバイス51に画像を表示させる。UIECU20は、表示デバイス51の表示に応じた操作デバイス52の操作に基づいて、たとえばナビゲーションデータなどを生成し、車ネットワーク25を通じてドライブECU14などへ出力してよい。
乗員監視装置60の制御部としての乗員監視ECU17は、赤外線ランプ62の投光を制御して、内カメラ61の撮像画像を取得する。
乗員監視ECU17は、取得した撮像画像に基づいて、自動車1に乗車しているドライバを含む乗員を認識して監視する。
乗員監視ECU17は、認識した乗員の視覚についての個人データ80などの設定データを生成して、車ネットワーク25を通じてドライブECU14、HUDECU18などへ出力してよい。
乗員監視ECU17は、認識した乗員の乗車状態を繰り返し撮像される撮像画像に基づいて監視し、乗員の顔や両目についての車内での位置を判断し、判断した情報を車ネットワーク25を通じてHUDECU18などへ出力してよい。
乗員監視ECU17は、内カメラ61がステレオ方式のカメラであっても、それ以外のカメラであっても、車室3におけるカメラの設置位置、向き、画角などに基づいて、自動車1の車室3における乗員の顔や両目についての位置を判断し得る。
図7の個人データ80は、乗員監視装置60に登録されている複数の乗員の情報を有する。
図7の各行が、各個人に対応する。
各個人の情報には、その個人に発行されたID(識別情報)、内カメラ61により顔などを撮像した登録画像、乗員の視覚についての情報、が含まれる。ここでは、乗員の視覚についての情報として、瞳孔間距離、利き目、両目の視力、両目の屈折度、が記録されている。これらの情報は、登録画像などの撮像画像に基づいて判断したものである。
HUD装置70の制御部としてのHUDECU18は、検出ECU16から自動車1の前方にいる他の移動体の情報を取得すると、その移動体の種類に基づいて、たとえば注意喚起用の枠マーク90を選択する。
HUDECU18は、乗員から見て、他の移動体と重なるようにまたは他の移動体の近くにあるように、注意喚起用の枠マークについての右目画像91での位置および大きさ、および左目画像92での位置および大きさを判断して決定する。
HUDECU18は、調整後の注意喚起用の枠マーク93を含む右目画像91と、調整後の注意喚起用の枠マーク94を含む左目画像92とを生成し、投影デバイス71へ出力する。
これにより、投影デバイス71は、右目画像91の注意喚起用の枠マーク93と、左目画像92の注意喚起用の枠マーク94とを、フロントガラス6に投影する。
乗員監視ECU17は、新たな乗員を登録する場合に、図8の処理を繰り返し実行する。
乗員監視ECU17は、乗員が自動車1に乗ると、図9の処理を繰り返し実行する。
乗員監視ECU17は、乗員が自動車1に乗ると、図9の処理とは別に、図10の処理を繰り返し実行する。
HUDECU18は、乗員が自動車1に乗ると、図11の処理を繰り返し実行する。
HUDECU18は、投影像が車外の移動体などの物体への右目または左目の視線上に重なるように、右目画像91での位置と左目画像92での位置とを調整して決定する。HUDECU18は、フロントガラス6についての車外の物体の相対的な距離および方向と、車内でのフロントガラス6に対する顔の現在位置とに基づいて、右目から車外の物体までの右目の視線と、左目から車外の物体までの左目の視線とを、演算し得る。HUDECU18は、たとえば利き目側の投影画像における投影像が、車外の物体と利き目との間の視線上の位置となるように、投影像の位置を調整し、さらに瞳孔間距離に基づいて、利き目ではない側の投影画像での投影像の位置を決定してよい。
HUDECU18は、右目から車外の物体までの距離と左目から車外の物体までの距離との比に基づいて、右目画像91での投影像のサイズと左目画像92での投影像のサイズとを調整して決定する。HUDECU18は、たとえば利き目の側の右目画像91での投影像のサイズを基準として、右目から車外の物体までの距離と左目から車外の物体までの距離との比を用いて、利き目ではない側の左目画像92での投影像のサイズを拡縮する。図4では、車外の物体としての歩行者が左側にいるため、左目画像92での投影像は、右目画像91での投影像より拡大したサイズとなっている。投影像のサイズは、車外の移動体などの物体までの相対距離が長いほど、小さくなる。
これにより、右目画像91における投影像と左目画像92における投影像との位置の差または大きさの差が、調整される。また、利き目において、投影像と車外の物体とが所望の重なり具合となるように、または所望の近さとなるように、視認され得る。
乗員監視ECU17は、自動車1が動いていない安全な状態において撮像したブレのない鮮明な乗員の正面の画像により、乗員の瞳孔間距離の情報を正確に生成できる。
乗員監視ECU17は、自動車1が動いていない安全な状態において撮像したブレのない鮮明な乗員の画像により、乗員の利き目の情報を正確に生成できる。
乗員監視ECU17は、自動車1が動いていない安全な状態において撮像したブレのない鮮明な乗員の画像により、乗員の両目の視力と屈折度との情報を正確に生成できる。
また、撮像前に投影像の輪郭を一時的にぼやかしているため、撮像の際には乗員の両目はリラックスした状態になった後の計測に良好な状態となる。
これに対して、仮にたとえば三次元の投影像と車外の物体との間に距離感の違いがあると、乗員は、それらの間に違和感を生じ、また、それらの間で視線を頻繁に動かすことにより気分が悪くなることがある。本実施形態では、それらの事態が発生しないようにできる。
Claims (7)
- 車両の乗員の前に三次元用画像を投影する投影デバイスを有し、前記乗員の前方の車外の物体についての投影像を投影するヘッドアップディスプレイ装置と、
前記車両の前記乗員を撮像する撮像デバイスを有し、前記撮像デバイスの撮像画像に基づいて乗員の視覚についての個人データを生成する乗員監視装置と、
を有し、
前記乗員監視装置は、
前記車両が安全な状態にある際に、前記撮像デバイスにより前記乗員の顔または両目を撮像し、
前記乗員の両目を撮像している前記撮像画像における両目の撮像位置に基づいて、前記乗員の右目と左目との距離である瞳孔間距離を判断して、前記瞳孔間距離の情報を生成する、ことにより、
前記個人データとして、前記車両における前記乗員の顔の位置情報または両目の位置情報とともに、前記瞳孔間距離の情報を生成し、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記三次元用画像として、前記投影像を含む右目画像と、前記投影像を含む左目画像とを切り換えて投影するものであり、
前記乗員監視装置により生成される前記個人データである前記瞳孔間距離に基づいて、前記右目画像における前記投影像と前記左目画像における前記投影像との位置の差または大きさの差を調整することにより、各前記投影像が車外の物体への右目または左目の視線上に重なるように、前記右目画像における前記投影像の位置および前記左目画像における前記投影像の位置を調整し、
前記車両における前記乗員の顔の位置情報または両目の位置情報に基づいて前記三次元用画像における前記投影像を調整した三次元用画像を前記投影デバイスから投影する、
車両のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記乗員監視装置は、前記撮像デバイスの前記撮像画像に基づいて前記乗員の視覚についての前記個人データとして、前記撮像デバイスによる前記乗員の顔の前記撮像画像に基づく前記乗員の利き目の情報を生成し、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記三次元用画像としての前記右目画像と前記左目画像との中の、利き目側の画像における前記投影像が、車外の物体と利き目との間の視線を基準とした位置となるように、前記投影像の位置を調整する、
請求項1記載の、車両のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記乗員監視装置は、前記撮像デバイスの前記撮像画像に基づいて前記乗員の視覚についての前記個人データとして、前記撮像デバイスによる前記乗員の顔の前記撮像画像に基づく前記乗員の利き目の情報を生成し、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記三次元用画像としての前記右目画像と前記左目画像との中の、利き目側の画像における前記投影像が、他方の画像における前記投影像と比べて視認し易くなるように、輝度、色、鮮明度を調整する、
請求項2記載の、車両のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記乗員監視装置は、
前記車両が安全な状態にある際に、前記ヘッドアップディスプレイ装置に、利き目判定用の前記投影像を投影させ、
利き目判定用の前記投影像を投影している状態での前記乗員の顔または両目を撮像し、
前記撮像画像中の両目の状態に基づいて、前記乗員の利き目を判断して、前記乗員の利き目の情報を生成する、
請求項2または3記載の、車両のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記乗員監視装置は、前記撮像デバイスの前記撮像画像に基づいて前記乗員の視覚についての前記個人データとして、前記撮像デバイスによる前記乗員の両目の前記撮像画像に基づく前記乗員の両目の視力または屈折度の情報を生成し、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記乗員の両目の視力または屈折度の情報に基づいて、前記三次元用画像としての右目画像における前記投影像と左目画像における前記投影像との位置の差または大きさの差を調整する、
請求項1から4のいずれか一項記載の、車両のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記車両が安全な状態にある際に、前記ヘッドアップディスプレイ装置に、視力判定用の投影像を投影させ、
前記視力判定用の投影像を投影している状態での前記乗員の顔または両目を撮像し、
前記撮像画像中の両目の状態に基づいて、前記乗員の両目の視力または屈折度を判断して、前記乗員の両目の視力または屈折度の情報を生成する、
請求項5記載の、車両のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記視力判定用の投影像をぼけさせてから戻すように変化させて投影し、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、ぼけから戻った前記視力判定用の投影像を投影している状態での前記乗員の顔または両目を撮像する、
請求項6記載の、車両のヘッドアップディスプレイシステム。
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