JP7478919B2 - 表示制御装置、画像表示システム、移動体、表示制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
ヘッドアップディスプレイ装置等を用いた画像表示システムにおいて、車両等の移動体の姿勢角変化に応じて表示位置を変化させる制御を行う場合、ユーザが視認する際に違和感が生じることがある。例えば、表示位置の補正量が大きい場合、表示位置を急に変化させると、ユーザにとって見た目の違和感になるという課題がある。
以下の実施の形態では、移動体の一例として自動車等の車両を想定し、車両に搭載される画像表示システム、及び画像表示システムにおける表示制御装置の構成例を示す。
本実施の形態に係る画像表示システム10は、図1に示すように、画像投影部30と処理部50とを有する。本実施の形態では、画像投影部30以外の構成要素(処理部50)が、本体部1に実装(収容)されているものを一例として挙げているがこれに限定されるものではない。処理部50は本体部1に含まれていなくてもよい。本体部1は、車両100のダッシュボード102内に固定される。処理部50は、画像投影部30と別体に構成され、本体部1に実装されない別筐体の装置にて構成してもよい。また、本体部1は、複数の筐体で構成されていてもよい。
次に、車両100に作用する加速度と、この加速度に基づき算出される姿勢角の測定について説明する。
次に、位置補正部4及び表示制御部51を含む処理部50による画像700の表示位置の制御について説明する。
処理部50による表示位置の制御によって、車両100の姿勢角に応じた虚像300の表示位置の制御を行う際に、姿勢角の変化量が大きく、所定値以上の位置補正が必要な場合、一度に表示位置を変化させて画像を急に移動させると、ユーザが視認する際に違和感が生じる。そこで、本実施の形態では、姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの表示位置の補正量を調整し、ユーザの視野内において表示位置が一度に大きく変化しないようにする。具体的には、姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を調整し、例えば複数回に分けて表示位置の補正を行うなど、制御目標値までの総補正量よりも一回当たりの補正量を小さくする。これにより、ユーザの視野における違和感を低減させる。
第1例は、前回測定時の算出値に対する姿勢角の変化量が大きく(例えば0.3度以上など)、更新前後の表示位置の補正量が所定値以上となる場合、複数回に分けて表示位置を変化させる動作を示すものである。この場合、処理部50は、表示位置の補正量を所定値ごとに小分けし、複数のタイミングで表示位置を徐々に変化させる。このように第1例では、制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分に設定する。なお、単位時間当たりの補正量は、表示位置を補正する期間を複数期間に分割した各期間において補正量を等分に設定するものに限定されず、分割した各期間において任意の値を設定してもよい。
第2例は、第1例の変形例であり、表示位置の補正を複数回に分けて行う場合に、補正量を初期段階では大きく、制御目標位置に近づくにつれて徐々に補正量を小さくして漸近的に表示位置を変化させる動作を示すものである。すなわち、複数回に分けて表示位置を変化させる際に、表示位置を所定の時定数で徐々に変化させる。この場合、処理部50は、例えば対数関数的に表示位置の補正量を分割し、複数のタイミングで表示位置を徐々に変化させる。このように第2例では、制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する。
第3例は、表示位置の補正を行う際に、ナビゲーション情報等の虚像の画像表示が所定時間以上オフした場合、一度に表示位置を変化させる動作を示すものである。例えば、画像表示システムにおいて、ナビゲーション情報を投影して路面に重畳して見えるように表示する場合、ナビゲーション情報は常時表示するものではなく、交差点などの車両の走行位置によって適切なタイミングで間欠的に表示する。この場合、処理部50は、第1例又は第2例によって表示位置を徐々に変化させている途中であっても、所定時間以上虚像を描画しない期間が発生したときには、表示位置の補正モードを切り替え、直ちに制御目標位置まで表示位置を変化させる。すなわち、画像表示が所定時間以上停止した場合に、表示位置の補正モードを段階的な表示位置補正から一度の表示位置補正に切り替える。このように第3例では、画像を所定時間以上描画しない期間が発生する場合、表示位置の補正量を制御目標値まで一度に補正する補正量に切り替える。
ここで、本実施の形態による表示位置の制御手順の一例として、停止時、走行時それぞれの状態における表示位置制御の動作例について説明する。
次に、補正量調整の第4例として、走行中アルゴリズムによる姿勢角測定値の偏差に応じた補正量調整を行う動作を説明する。
30 画像投影部
41 補正部
43 姿勢角算出部
50 処理部
51 表示制御部
52 加速度センサ
100 車両(移動体)
101 フロントシールド(表示対象物)
300 虚像
301 第1虚像
302 第2虚像
400 対象空間
401 表示領域
600 路面
700 画像
Ax 前後軸
Az 上下軸
Ay 左右軸
G、ΔG 加速度検出値
Gx、Gy、Gz、ΔGx、ΔGy、ΔGz 加速度成分
β 姿勢角
Claims (16)
- 移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御装置であって、
前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部と、前記位置補正部により設定された補正量に基づいて前記画像の表示位置を制御する表示制御部と、を有し、
前記位置補正部は、
前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、
前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するものであり、
前記位置補正部における前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、
前記位置補正部は、
前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、
前記位置補正部は、
前記一度に変化させる補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値以上の場合、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分又は任意の値に設定し、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ前記変化量閾値未満の場合、前記単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する、
表示制御装置。 - 前記位置補正部は、
前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、複数回に分けて表示位置の補正を行い、一度に変化させる補正量を小さくする、
請求項1に記載の表示制御装置。 - 前記位置補正部は、
前記一度に変化させる補正量の設定において、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分に設定する、
請求項1又は2に記載の表示制御装置。 - 前記位置補正部は、
前記一度に変化させる補正量の設定において、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する、
請求項1又は2に記載の表示制御装置。 - 移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御装置であって、
前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部と、前記位置補正部により設定された補正量に基づいて前記画像の表示位置を制御する表示制御部と、を有し、
前記位置補正部は、
前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、
前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するものであり、
前記位置補正部における前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、
前記位置補正部は、
前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、
前記位置補正部は、
前記表示位置の補正量の設定において、所定期間における前記姿勢角の測定値の偏差に応じて、前記一度に変化させる補正量を調整する、
表示制御装置。 - 前記位置補正部は、
前記姿勢角の測定値の偏差が所定の偏差閾値の第1閾値以上、かつ前記第1閾値より大きい第2閾値未満である場合、前記姿勢角の変化前後の中間値を制御目標値として補正量を設定する、
請求項5に記載の表示制御装置。 - 前記位置補正部は、
前記姿勢角の測定値の偏差が所定の偏差閾値の第3閾値以上である場合、前記表示位置の補正量をゼロに設定する、
請求項5に記載の表示制御装置。 - 前記位置補正部は、
前記表示対象物に投影する画像を所定時間以上描画しない期間が発生する場合、前記表示位置の補正量を、制御目標値まで一度に補正する補正量に切り替える、
請求項1から7のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 前記位置補正部は、
前記移動体が停止中である場合、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、少なくとも2方向の重力加速度の加速度成分によって、前記移動体の姿勢角を算出する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 前記位置補正部は、
前記移動体が走行中である場合、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、少なくとも2方向の運動加速度の加速度成分によって、前記移動体の姿勢角を算出する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 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する画像投影部と、
請求項1から10のいずれか一項に記載の表示制御装置と、を有する、
画像表示システム。 - 請求項11に記載の画像表示システムを備えた移動体であって、
前記表示対象物が、前記移動体のウィンドウシールドである、
移動体。 - 移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御方法であって、
前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部において、
前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、
前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するステップを有し、
前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、
前記位置補正部において、
前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、
前記位置補正部において、
前記一度に変化させる補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値以上の場合、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分又は任意の値に設定し、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ前記変化量閾値未満の場合、前記単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する、
表示制御方法。 - 移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御方法であって、
前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部において、
前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、
前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するステップを有し、
前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、
前記位置補正部において、
前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、
前記位置補正部において、
前記表示位置の補正量の設定において、所定期間における前記姿勢角の測定値の偏差に応じて、前記一度に変化させる補正量を調整する、
表示制御方法。 - コンピュータに、
請求項13に記載の表示制御方法の各手順を実行させるためのプログラム。 - コンピュータに、
請求項14に記載の表示制御方法の各手順を実行させるためのプログラム。
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