JPH0472733B2 - - Google Patents

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JPH0472733B2
JPH0472733B2 JP59037425A JP3742584A JPH0472733B2 JP H0472733 B2 JPH0472733 B2 JP H0472733B2 JP 59037425 A JP59037425 A JP 59037425A JP 3742584 A JP3742584 A JP 3742584A JP H0472733 B2 JPH0472733 B2 JP H0472733B2
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JP
Japan
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vehicle
driver
driving
image
windshield
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JP59037425A
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Japanese (ja)
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JPS60183238A (en
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Hiroshi Ishikawa
Kazuma Matsui
Takashi Kurahashi
Hidehiko Akatsuka
Genichi Yamada
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication of JPH0472733B2 publication Critical patent/JPH0472733B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Audible And Visible Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、車両用走行情報表示装置に関し、特
に、車両運転者の眼の位置を3次元的に認識し運
手者の視野を遮ることなくフロントガラス上の該
当位置へ像を出力する車両用走行情報表示装置に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a driving information display device for a vehicle, and in particular, a device that recognizes the position of a vehicle driver's eyes three-dimensionally and blocks the driver's field of view. The present invention relates to a driving information display device for a vehicle that outputs an image to a corresponding position on a windshield.

[従来技術] 自動車運転上の安全性の向上への社会的な要求
は常に存在するが、通常、車両運転上の最終的な
責任は運転者が負つており、車両運転上の安全性
をより高めるためには、車両の走行状態が、運転
者にとつて容易に把握できるような情報として表
示されていることが必要である。従来、車両の走
行状態を示す走行情報の表示としては、例えば車
速を示すスピードメータや車両駆動用エンジンの
回転数を示すタコメータ、エンジン冷却水の水温
を示すメータ、あるいはブレーキオイルやエンジ
ンオイルなどの正常・異常をしらせる警報装置な
どがあるが、いずれも走行状態のひとつの側面を
情報として個々に示しているにすぎなかつた。こ
の場合、運転者は、自ら視認した車両走行に関す
る情報、例えば路面の状態といつた情報に加え
て、インストルメントパネル内に配設された上記
の表示装置等が示す情報を読みとりつつ、例えば
車速が50Km/時であつて路面がすこし濡れている
からブレーキによる制動はいつもより早目に行な
わねばならない、といつた判断を重ねながら運転
を継続している訳である。運転上必要なこうした
判断、即ち走行状態を表わす個々の情報からの高
度の走行情報を引き出すことは、専ら運転者の経
験と半ば勘に任されていたと言つてもよい。なぜ
なら、例えば車速と路面の摩擦係数やその勾配等
を走行状態として検出し、該走行状態に基づいて
「今、急制動をかけた場合の車両の停止位置はA
メートル先である」という情報をインストルメン
トパネル内に表示したとしても、運転者にとつて
その視野内のどこがAメートル先であるのかは依
然として経験と勘の相半ばする事態であつて、車
速や摩擦係数といつた個々の情報を組合わせた高
度な走行情報を表示することの利点がほとんど存
在しなかつたからである。
[Prior art] There is always a social demand for improving vehicle driving safety, but the driver usually bears the ultimate responsibility for driving a vehicle, and there is a need to improve vehicle driving safety. In order to improve this, it is necessary that the driving state of the vehicle be displayed as information that can be easily understood by the driver. Conventionally, driving information indicating the driving status of a vehicle has been displayed using, for example, a speedometer that shows the vehicle speed, a tachometer that shows the rotational speed of the vehicle drive engine, a meter that shows the temperature of the engine cooling water, or a meter that shows the temperature of the brake oil, engine oil, etc. There are warning devices that let you know when a vehicle is normal or abnormal, but all of them only provide information about one aspect of the driving condition. In this case, in addition to information about the vehicle's running that the driver visually recognized, such as road surface conditions, the driver reads information shown on the above-mentioned display device installed in the instrument panel, and measures, for example, the vehicle speed. The speed is 50km/hr, and the road is a little wet, so I have to apply the brakes earlier than usual, so I keep driving. It can be said that such judgments necessary for driving, that is, deriving high-level driving information from individual pieces of information representing driving conditions, were left solely to the driver's experience and intuition. This is because, for example, the coefficient of friction between the vehicle speed and the road surface, its slope, etc. are detected as the driving condition, and based on the driving condition, the vehicle stops at A if sudden braking is applied.
Even if information such as "A meter ahead" is displayed in the instrument panel, determining where within the driver's field of vision is A meter ahead is still a matter of experience and intuition; This is because there is almost no advantage in displaying sophisticated driving information that combines individual pieces of information such as friction coefficients.

しかしながら、走行状態を示す個々の情報を組
合わせて引き出される高度な走行情報、例えば上
述したような制動による車両の停止予測位置や、
あるいは操舵によつて変化する前輪・後輪の通過
してゆくはずの位置、即ち路面上の車輪の通過予
測位置等を、運転者がその視野に重ねて視認する
ことができるならば、車両運転上の安全性は格段
に向上されると言わねばならない。
However, advanced driving information derived by combining individual pieces of information indicating driving conditions, such as the predicted stopping position of the vehicle due to braking as described above,
Alternatively, if the driver can visually check the predicted passing positions of the front and rear wheels on the road surface, which change as the driver steers the vehicle, it will be possible to drive the vehicle. It must be said that the safety above is greatly improved.

この為、種々の走行情報を運転者に対して、直
接表示しうるような車両用走行情報表示装置の実
現が強く望まれていた。
Therefore, it has been strongly desired to realize a vehicle driving information display device that can directly display various driving information to the driver.

[発明の目的] 本発明は車両運転上の安全性の向上に鑑みなさ
れたもので、本発明の目的は、車両の走行状態に
基づく高度な走行情報を、視覚化することにより
直接運転者がその視野に重ねて視認できるような
車両用走行情報表示装置を提供することにある。
[Objective of the Invention] The present invention was made in view of improving vehicle driving safety, and an object of the present invention is to visualize advanced driving information based on the driving state of the vehicle so that the driver can directly understand it. It is an object of the present invention to provide a vehicle driving information display device that can be visually recognized overlapping the field of view.

[発明の構成] かかる目的を達成する為になされた本発明の構
成は、第1図に図示する如く、 フロントガラス越しに見る車外の景色の内の所
定位置を車両運転者M2に指示する車両用走行情
報表示装置であつて、 車両の走行状態を検出する走行状態検出手段M
1と、 前記車両運転者M2の眼の3次元位置を非接触
で測定して認識する認識手段M3と、 前記フロントガラス上へ所定の像を出力する表
示手段M4と、 前記検出された走行状態からフロントガラス越
しに見る車外の景色の内で指示すべき位置を決
め、該位置と前記検出された前記車両運転者M2
の眼の3次元位置および予め設定したフロントガ
ラス形状とに基づいて、前記車両運転者M2が前
記フロントガラス越しに見る前記指示すべき位置
と重ねて視認できるように前記フロントガラス上
の該当位置を決め、該位置へ前記表示手段M4に
より所定の像を出力する走行情報表示制御手段M
5と、 を備えたことを特徴とする車両用走行情報表示装
置を要旨としている。
[Configuration of the Invention] The configuration of the present invention, which has been made to achieve the above object, as shown in FIG. A driving information display device for a vehicle, comprising driving state detection means M for detecting the driving state of the vehicle.
1, recognition means M3 that measures and recognizes the three-dimensional position of the eyes of the vehicle driver M2 in a non-contact manner, display means M4 that outputs a predetermined image onto the windshield, and the detected driving state. , determine the position to be instructed in the scenery outside the vehicle seen through the windshield, and select the position and the detected vehicle driver M2.
Based on the three-dimensional position of the eyes of the driver M2 and the preset windshield shape, the corresponding position on the windshield is visually recognized so that the vehicle driver M2 can visually recognize the position to be indicated through the windshield. traveling information display control means M for determining and outputting a predetermined image to the determined position by the display means M4;
5, and a driving information display device for a vehicle.

[作用] 本発明の車両用走行情報表示装置の場合、ま
ず、走行状態検出手段により走行状態が、認識手
段により車両運転者の眼の3次元位置が認識され
る。
[Operation] In the vehicle driving information display device of the present invention, first, the driving state detection means recognizes the driving state, and the recognition means recognizes the three-dimensional position of the vehicle driver's eyes.

走行情報表示制御手段は、まず、走行状態検出
手段により検出された走行状態を基にフロントガ
ラス越しに見る車外の景色の内で指示すべき位置
を求める。即ち、この車外の指示すべき位置は、
例えば車輪速度、車輪の転舵量、車両傾斜角等の
走行状態を基にして決定される。車両は路面等の
走行できる程度に平坦な場所を走行するのは当然
に予測されることである。従つて走行状態の情報
からでも、車両運転者に有益な走行情報、例えば
車両の停止予測位置、車輪の通過予測位置、内輪
差を示す位置、適正な車間距離を示す位置等を車
外の指示すべき位置として定めることができる。
The driving information display control means first determines a position to be indicated in the scenery outside the vehicle seen through the windshield based on the driving state detected by the driving state detection means. In other words, the location to be indicated outside the vehicle is
For example, it is determined based on driving conditions such as wheel speed, wheel turning amount, and vehicle inclination angle. It is naturally expected that a vehicle will travel on a road surface that is flat enough to run on. Therefore, even from the information on the driving state, useful driving information for the vehicle driver, such as the predicted stop position of the vehicle, the predicted passing position of the wheels, the position indicating the inner wheel difference, the position indicating the appropriate inter-vehicle distance, etc. can be obtained from outside the vehicle. It can be determined as the desired position.

このようにして定められた車外の指示すべき位
置と車両運転者の眼の3次元位置および予め設定
したフロントガラス形状とから、車両運転者がフ
ロントガラス越しに見る指示すべき位置と重ねて
視認できるようにフロントガラス上の該当位置が
求められる。最後に、表示手段を用いて、求めら
れたフロントガラス上の該当位置へ、所定の像と
して出力される。
Based on the thus determined position to be indicated outside the vehicle, the three-dimensional position of the vehicle driver's eyes, and the preset windshield shape, the vehicle driver can visually confirm the position to be indicated as seen through the windshield. The corresponding position on the windshield is determined so that it can be used. Finally, using a display means, the image is output as a predetermined image to the determined corresponding position on the windshield.

このことにより、車両の走行状態に基づく高度
な走行情報が視覚化され、直接車両運転者は眼の
3次元位置を固定していなくてもその視野に重ね
て視認できる。
As a result, advanced driving information based on the driving state of the vehicle is visualized, and the vehicle driver can directly view the information overlapping his/her field of view without fixing the three-dimensional position of his/her eyes.

以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施例] 第2図は本発明一実施例の車両用走行情報表示
装置の概略構成を示すブロツク図である。図にお
いて、1は図示しない運転者の眼の位置の認識手
段としての3次元位置認識装置であつて、赤外光
を照射する赤外ストロボ2と2つの2次元撮像部
3a,3bよりなる画像検出器3と画像処理及び
運転者の眼の3次元位置の認識を行なう電子演算
回路5とを備えている。8は駆動輪速度センサ、
9は従動輪速度センサ、10は操舵による車輪の
転舵量を検出するステアリングセンサ、12は車
両の前後方向の傾斜を検出する傾斜角センサであ
つて、車両走行状態検出手段としての検出器群で
ある。16はフロントガラス上へ所定の像を出力
する表示手段としての液晶ボードである。又、2
0は走行情報表示制御手段としての情報制御回路
であつて、前記検出器群によつて検出された車両
の走行状態と、前記3次元位置認識装置によつて
認識された運転者の眼の位置とから、フロントガ
ラス上の該当位置を演算し、前記液晶ボードに像
として出力する制御を行なうよう構成されてい
る。
[Embodiment] FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle travel information display device according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a three-dimensional position recognition device (not shown) as means for recognizing the position of the driver's eyes, which is composed of an infrared strobe 2 that emits infrared light and two two-dimensional imaging units 3a and 3b. It is equipped with a detector 3 and an electronic arithmetic circuit 5 that performs image processing and recognition of the three-dimensional position of the driver's eyes. 8 is a drive wheel speed sensor,
9 is a driven wheel speed sensor, 10 is a steering sensor that detects the amount of wheel turning by steering, and 12 is an inclination angle sensor that detects the longitudinal inclination of the vehicle, which is a detector group as vehicle running state detection means. It is. Reference numeral 16 denotes a liquid crystal board as a display means for outputting a predetermined image onto the windshield. Also, 2
0 is an information control circuit as a driving information display control means, which displays the driving state of the vehicle detected by the detector group and the position of the driver's eyes recognized by the three-dimensional position recognition device. Based on this, the corresponding position on the windshield is calculated and controlled to be output as an image to the liquid crystal board.

次に各装置、センサ等の構造と動作について
個々に説明する。
Next, the structure and operation of each device, sensor, etc. will be explained individually.

最初に第3図ないし第12図を用いて運転者の
眼の位置を認識する3次元位置認識装置の構造と
その動作について説明する。第3図は本実施例に
おける3次元位置認識装置の要部の配置を示す概
略配置図、第4図は同じく赤外ストロボ2と2次
元画像の検出器3と運転者31との位置関係を示
す側面配置図、第5図は同じく3次元位置認識装
置の概略構成図である。
First, the structure and operation of a three-dimensional position recognition device that recognizes the position of the driver's eyes will be explained using FIGS. 3 to 12. FIG. 3 is a schematic layout diagram showing the arrangement of the main parts of the three-dimensional position recognition device in this embodiment, and FIG. The side layout diagram shown in FIG. 5 is also a schematic configuration diagram of the three-dimensional position recognition device.

図において、31は運転者、32は運転席、3
3は操舵輪(ハンドル)、34aはダツシユボー
ド34内のインストルメントパネルを各々表わし
ている。赤外ストロボ2はインストルメントパネ
ル34aの内部に配設され、運転者31を正面よ
り照射する。画像検出器3は2組の2次元撮像部
3a,3bを備え、各々の2次元撮像部3a,3
bは赤外検出用2次元固定撮像素子39a,39
b、液晶絞り素子42a,42b、2次元固体撮
像素子(以下単に2次元CCDと呼ぶ)39a,
39bからの画像の読み出しを制御する画像信号
制御回路44a,44bを備えている。また、電
子演算回路5内部の構成について説明すると、第
5図において、52は中央処理ユニツト
(CPU)、54は制御・演算プログラム等を格納
するリードオンリメモリ(ROM)、56は画像
データ等を一時的に格納・読み出しできるランダ
ムアクセスメモリ(RAM)、57はCPU52よ
り書き込まれたデータに従つて所定の間隔で
CPU52に対してタイマ割込を発生させるタイ
マ、58は画像検出器3より画像データをアナロ
グ信号として入力するアナログ入力ポート、59
は情報制御回路20とデータをやりとりする為の
通信ポート、60は赤外ストロボ2と画像検出器
3とに制御信号を出力する出力ポート、61は
CPU52、ROM54、RAM56、タイマ57、
入力ポート58、通信ポート59、出力ポート6
0を相互に接続するバス、62はバツテリ64か
らの電力をイグニツシヨンスイツチとして働くキ
ースイツチ66を介して受取り電子演算回路5全
体に安定化された電圧として供給する電源回路を
各々表わしている。
In the figure, 31 is the driver, 32 is the driver's seat, 3
3 represents a steering wheel (steering wheel), and 34a represents an instrument panel within the dart board 34, respectively. The infrared strobe 2 is disposed inside the instrument panel 34a and irradiates the driver 31 from the front. The image detector 3 includes two sets of two-dimensional imaging sections 3a and 3b, each of which has two 2-dimensional imaging sections 3a and 3b.
b is a two-dimensional fixed image sensor for infrared detection 39a, 39
b, liquid crystal aperture elements 42a, 42b, two-dimensional solid-state image sensor (hereinafter simply referred to as two-dimensional CCD) 39a,
Image signal control circuits 44a and 44b are provided to control reading of images from 39b. Further, to explain the internal configuration of the electronic arithmetic circuit 5, in FIG. A random access memory (RAM) 57 that can temporarily store and read data is stored at predetermined intervals according to data written by the CPU 52.
A timer that generates a timer interrupt to the CPU 52; 58 is an analog input port that inputs image data from the image detector 3 as an analog signal; 59;
60 is a communication port for exchanging data with the information control circuit 20, 60 is an output port for outputting control signals to the infrared strobe 2 and image detector 3, and 61 is a communication port for exchanging data with the information control circuit 20.
CPU52, ROM54, RAM56, timer 57,
Input port 58, communication port 59, output port 6
0 and 62 each represent a power supply circuit that supplies power from the battery 64 as a stabilized voltage to the entire receiving electronic arithmetic circuit 5 via a key switch 66 serving as an ignition switch.

第3図、第4図に示すように、赤外ストロボ2
は運転席32を正面下方向より照らす位置に設け
られ、該赤外ストロボ2からの赤外光はハンドル
33の空隙を通過して運転席32上の運転者31
の頭部の存在しうる最大範囲を照射するように構
成されている。又、画像検出器3は赤外ストロボ
2の光軸を挟んで左右対称位置に2ケの2次元
CCD39a,39bを設け、後述する光学系を
用いて、赤外ストロボ2の照射による反射光によ
つて前記範囲の画像を2次元CCD39a,39
b上に結像させ、これを検知するように構成され
ている。
As shown in Figures 3 and 4, the infrared strobe 2
is provided at a position to illuminate the driver's seat 32 from below the front, and the infrared light from the infrared strobe 2 passes through the gap in the handle 33 and illuminates the driver 31 on the driver's seat 32.
is configured to illuminate the maximum possible area of the head of the patient. In addition, the image detector 3 has two two-dimensional sensors located symmetrically across the optical axis of the infrared strobe 2.
CCDs 39a and 39b are provided, and an optical system to be described later is used to generate an image of the above range using reflected light from the irradiation of the infrared strobe 2.
It is configured to form an image on b and detect it.

次に、実施例の光学系を構成する発光手段と画
像の検出手段のうち、発光手段としての赤外スト
ロボ2の構成を第6図に、検出手段としての2次
元CCD39a,39bを中心とする画像検出器
3の構成を第7図に、画像検出器3に使われてい
る液晶絞りの構造を第8図に、各々拠つて説明す
る。
Next, of the light emitting means and image detecting means that constitute the optical system of the embodiment, the configuration of the infrared strobe 2 as the light emitting means is shown in FIG. The configuration of the image detector 3 will be explained with reference to FIG. 7, and the structure of the liquid crystal aperture used in the image detector 3 will be explained with reference to FIG. 8.

第6図Aは赤外ストロボ2の側面図であるが、
70は赤外発光体、71は赤外光を広く運転者3
1に照射する為のレンズ、73は赤外光を透過し
可視光を通さない赤外フイルタ、75はケース、
77はレンズ71とフイルタ73をケース75に
固定するインナを各々表わしている。赤外ストロ
ボ2はインストルメントパネル34aのほぼ中心
にボルト78a,ナツト78bにより固定されて
いる。赤外発光体70の発光スペクトルを第6図
Bに示したが、一般に赤外発光体といれども可視
光領域にもかなりの発光スペクトルを有するの
で、赤外フイルタ73によつて波長800nm以下の
光はカツトし、赤外光のみを運転者31の上半身
に照射するように構成してある。この為、運転者
は赤外ストロボ2が発光してもまぶしさを感じる
ことはない。
FIG. 6A is a side view of the infrared strobe 2,
70 is an infrared light emitter, and 71 is an infrared light emitter that widely emits infrared light to the driver 3.
1 is a lens for irradiating light, 73 is an infrared filter that transmits infrared light but does not transmit visible light, 75 is a case,
Reference numeral 77 represents an inner member for fixing the lens 71 and the filter 73 to the case 75. The infrared strobe 2 is fixed approximately at the center of the instrument panel 34a with a bolt 78a and a nut 78b. The emission spectrum of the infrared light emitter 70 is shown in FIG. The light is cut off and only the infrared light is irradiated onto the upper body of the driver 31. Therefore, the driver does not feel dazzled even when the infrared strobe 2 emits light.

次に第7図は画像検出器3の構成を示す説明図
であるが、画像検出器3は二組の全く同一の構成
を有する2次元撮像部3a,3bからなつている
ので、以下、そのうちの一組として2次元CCD
39a、液晶絞り素子42a、画像信号制御回路
44aを要部とする2次元撮像部3aについて説
明する。もう一組の2次元撮像部3bは以下の説
明を「2次元CCD39b」、「液晶絞り素子42
b」の如く読みかえればよい。
Next, FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the image detector 3. Since the image detector 3 consists of two sets of two-dimensional imaging units 3a and 3b having the completely same configuration, the following will explain the two-dimensional imaging units 3a and 3b. 2D CCD as a set of
39a, a liquid crystal aperture element 42a, and an image signal control circuit 44a as main parts. The other set of two-dimensional imaging unit 3b has the following descriptions as "two-dimensional CCD 39b" and "liquid crystal aperture element 42.
You can read it as "b".

第7図に図示する如く、2次元CCD39aは
プリント基板86aの上に装着されており、プリ
ント基板87a,88a,89a上には画像信号
制御回路44aが形成されている。図において、
90aはマウントアダプタであつて、2次元
CCD39a上に画像を結ばせる焦点距離fのレ
ンズ91aと2次元CCD39aへ集められる光
量を調整する液晶絞り素子42aとレンズ91
a、液晶絞り素子42aを透過して2次元CCD
39aに達する光の量を検出するホトトランジス
タ93aとが組込まれている。又、95aは一組
の2次元撮像部3aを収めたケースであつて、フ
ランジ96を介してボルト98、ナツト99によ
りインストルメントパネル34aに固定されてい
る。以上の構成よりなる2次元撮像部が2組あ
り、2組の2次元撮像部3a,3bは赤外ストロ
ボ2を中心にして対称位置に配され、全体で画像
検出器3を構成している。
As shown in FIG. 7, the two-dimensional CCD 39a is mounted on a printed circuit board 86a, and an image signal control circuit 44a is formed on the printed circuit boards 87a, 88a, and 89a. In the figure,
90a is a mount adapter, which is a two-dimensional
A lens 91a with a focal length f that focuses an image on the CCD 39a, a liquid crystal aperture element 42a and a lens 91 that adjusts the amount of light collected on the two-dimensional CCD 39a.
a, Two-dimensional CCD transmitted through the liquid crystal aperture element 42a
A phototransistor 93a is incorporated to detect the amount of light reaching the light source 39a. A case 95a houses a set of two-dimensional imaging units 3a, and is fixed to the instrument panel 34a via a flange 96 with bolts 98 and nuts 99. There are two sets of two-dimensional imaging sections having the above configuration, and the two sets of two-dimensional imaging sections 3a and 3b are arranged at symmetrical positions with the infrared strobe 2 as the center, and together constitute the image detector 3. .

次に第8図A,Bは液晶絞り素子42a,42
bの構造を示す説明図であつて、特に第8図Bは
その断面図である。図において、120,121
は互いに直交する偏光面を持つた2つの偏光板、
123,124は液晶125を挟む透明電極であ
る。本実施例では光量を5段階に調節できるよ
う、液晶125と透明電極123,124は同一
の同心円で外側より、液晶125は125a,1
25b,125c,125dに、透明電極12
3,124は123a,124a,123b,1
24b,123c,124c,123d,124
dに各々区分けされている。又、区分けされた一
対の電極毎に電源127よりアナログスイツチ部
128を介して電圧を印加できるように配線がな
されている。その接続は、図示する如く、光量を
検出するフオトトランジスタ93aに流れる電流
を増幅器129によつて電圧出力に変換し、該電
圧に応じてアナログスイツチ部128の4つのス
イツチ128a,128b,128c,128d
を駆動するようになつており、フオトトランジス
タ93aに流れる電流が増加すると、液晶絞り素
子42aの対向する電極の各対(123a−12
4a,123b−124b,…)に外から順に電
圧を印加するようになされている。液晶125は
電圧が印加されていない状態ではその透過光の偏
光面を90°旋回させる性質を有しているので、偏
光板120を透過して単偏光となつた外光は、液
晶125で偏光面が90°旋回し、もうひとつの偏
光板121を通過し、レンズ91aで集光された
2次元CCD39aに達する。しかしながら、電
極123−124に電圧が印加されると、液晶1
25は印加された電界によつてその結晶の配列方
向を変えるので、偏光板120を透過した後の単
偏光の偏光面は液晶125によつてはもはや90°
旋回されることはなく、もうひとつの偏光板12
1に遮られて、レンズ91a側へ透過する光量は
著しく減少する。この為、アナログスイツチ12
8が128a,128b……と順次閉じてゆく
と、液晶絞り42aは外側のリング部より透過光
量が低下し、通常の機械的な絞りと同様な機能を
はたして、2次元CCD39a全体に集光される
平均光量を一定にするよう働く。
Next, FIGS. 8A and 8B show liquid crystal aperture elements 42a and 42.
FIG. 8B is an explanatory diagram showing the structure of FIG. In the figure, 120, 121
are two polarizing plates with mutually orthogonal polarization planes,
123 and 124 are transparent electrodes sandwiching the liquid crystal 125. In this embodiment, the liquid crystal 125 and the transparent electrodes 123 and 124 are arranged in the same concentric circle from the outside so that the light intensity can be adjusted in five stages.
25b, 125c, 125d, transparent electrode 12
3,124 is 123a, 124a, 123b, 1
24b, 123c, 124c, 123d, 124
They are divided into d. Further, wiring is provided so that a voltage can be applied from a power source 127 to each pair of divided electrodes via an analog switch section 128. As shown in the figure, the current flowing through a phototransistor 93a that detects the amount of light is converted into a voltage output by an amplifier 129, and four switches 128a, 128b, 128c, and 128d of an analog switch section 128 are connected according to the voltage.
When the current flowing through the phototransistor 93a increases, each pair of opposing electrodes (123a-12
4a, 123b-124b,...) from the outside. Since the liquid crystal 125 has the property of rotating the polarization plane of the transmitted light by 90 degrees when no voltage is applied, the external light that has passed through the polarizing plate 120 and has become single polarized light is polarized by the liquid crystal 125. The surface turns 90 degrees, passes through another polarizing plate 121, and reaches the two-dimensional CCD 39a where the light is focused by the lens 91a. However, when a voltage is applied to electrodes 123-124, the liquid crystal 1
25 changes the alignment direction of its crystals depending on the applied electric field, so the polarization plane of single polarized light after passing through the polarizing plate 120 is no longer 90° depending on the liquid crystal 125.
Another polarizing plate 12 without being rotated
1, the amount of light transmitted to the lens 91a side is significantly reduced. For this reason, analog switch 12
8 is closed sequentially as 128a, 128b, etc., the amount of transmitted light of the liquid crystal diaphragm 42a decreases compared to the outer ring portion, and the liquid crystal diaphragm 42a performs the same function as a normal mechanical diaphragm, condensing the light onto the entire two-dimensional CCD 39a. It works to keep the average amount of light constant.

こうして光量を調整させた光は、液晶絞り42
aによる絞りの作用も相俟つて、レンズ91aに
よつて2次元のCCD39a上に外部のシヤープ
な像を結ぶ。2次元CCD39aは画像512×512
の画素に分割する光電変換−電荷蓄積素子よりな
つており、2次元CCD39a上の画像は各素子
によつて量子化され、素子毎に光量に応じた電荷
量に光電変換された後、電荷として蓄積されてゆ
く。画像信号制御回路44aはこの蓄積された電
荷を逐次走査して読み出してゆくが、電荷量は読
み出しから次の読み出しまでに2次元CCD39
aの各素子が受けとつた光量に応じて蓄積される
ので、読み出し間隔は各素子にとつて同一となる
よう制御されている。読み出された電荷は読み出
し間隔の間に各素子が受けとつた光量に対応して
おり、読み出し順に時系列化されたアナログ信号
として、電子演算回路5のアナログ入力ポート5
8に出力される。
The light whose amount has been adjusted in this way is transmitted to the liquid crystal aperture 42.
Together with the aperture effect of a, a sharp external image is formed on the two-dimensional CCD 39a by the lens 91a. Two-dimensional CCD39a has an image of 512 x 512
The image on the two-dimensional CCD 39a is quantized by each element, photoelectrically converted into an amount of charge according to the amount of light for each element, and then converted into a charge storage element. It keeps accumulating. The image signal control circuit 44a sequentially scans and reads out the accumulated charge, but the amount of charge is determined by the two-dimensional CCD 39 from one readout to the next readout.
Since the light is accumulated according to the amount of light received by each element of a, the readout interval is controlled to be the same for each element. The read charges correspond to the amount of light received by each element during the read interval, and are sent to the analog input port 5 of the electronic arithmetic circuit 5 as time-series analog signals in the read order.
8 is output.

次に上記構成を用いて電子演算回路5内でなさ
れる車両運転者位置認識の処理について第9図の
フロチヤート、第10図の光学系の模式図及び第
11図の画像処理例を用いて説明する。
Next, the vehicle driver position recognition process performed in the electronic arithmetic circuit 5 using the above configuration will be explained using the flowchart in FIG. 9, the schematic diagram of the optical system in FIG. 10, and the image processing example in FIG. 11. do.

キースイツチ66がオフの位置以外の位置に切
換えられると、制御は第9図Aより開始され、ま
ず、初期化のステツプ200で、CPU52内部のレ
ジスタ等のクリアやパラメータのセツト等の処理
を行なう。次のステツプ210では、出力ポート6
0を介して、赤外ストロボ2を発光させる制御信
号を出力し、同時に画像検出器3の画像信号制御
回路44a,44bにも画像読み出し同期信号を
出力する。赤外ストロボ2は制御信号を受けて直
ちに発光し、赤外光を運転者31に照射する。第
10図に示した本実施例の光学系の模式図にみる
如く、赤外ストロボ2より運転者31に照射され
たこの赤外光は運転者31や座席32で反射し、
画像検出器3内の2つの2次元CCD39a,3
9bに集光される。この時、前述した液晶絞り素
子42a,42bの働きによつて2次元CCD3
9a,39bに集められる光量は2次元CCD3
9a,39bの光検出の感度特性に合わせて調節
されている。反射光はレンズ91a,91bによ
つて2次元CCD39a,39b上に、運転者3
1の上半身を中心とする画像を結像する。これが
第9図に画像R,Lとして示すものである。2次
元CCD39a,39b上に結像された該画像R,
Lによつて2次元CCD39a,39bの各素子
には電荷が生じ、ステツプ210で出力された画像
読出同期信号によつて、画像の左上隅より読み出
しが開始され、既述した如く、逐次アナログ入力
ポート58に画像信号として出力される。ステツ
プ220ではこの画像信号を、アナログ入力ポート
58を介して高速でA/D変換を行ないつつ、2
つの画像信号制御回路44a,44bより交互に
取込んで、RAM56内の2つの所定のエリア
(以下、画像メモリと呼ぶ)にストアする処理を
行なう。ステツプ230では、ステツプ220による画
像の取込みが2次元CCD39a,39bの512×
512の画素すべてについて終了したか否かを判断
し、終了していなければステツプ220へ戻り、終
了していれば次のステツプ240へ進む。ステツプ
220を繰返すことによつて2次元CCD39a,3
9bに結像した2つの画像R,Lに関する量子化
されてた画像信号がすべて入力されると、RAM
56内の画像メモリには、赤外ストロボ2が発光
した時点での運転者の上半身を含む画像の情報が
2組残されたことになる。この操作を画像R,L
を固定したという意味でフリーズと呼ぶが、フリ
ーズ後、画像メモリ上には画像情報Rf,Lfが格
納されている。ステツプ240以下では、この画像
情報Rf,Lfに対して、いわゆるパターン認識の
処理が行なわれる。
When the key switch 66 is switched to a position other than the OFF position, control starts from FIG. 9A, and first, at an initialization step 200, processes such as clearing registers and the like inside the CPU 52 and setting parameters are performed. In the next step 210, output port 6
0, a control signal for causing the infrared strobe 2 to emit light is outputted, and at the same time, an image readout synchronization signal is also outputted to the image signal control circuits 44a and 44b of the image detector 3. The infrared strobe 2 emits light immediately upon receiving the control signal, and irradiates the driver 31 with infrared light. As shown in the schematic diagram of the optical system of this embodiment shown in FIG. 10, this infrared light irradiated to the driver 31 from the infrared strobe 2 is reflected by the driver 31 and the seat 32, and
Two two-dimensional CCDs 39a, 3 in the image detector 3
The light is focused on 9b. At this time, the two-dimensional CCD 3 is
The amount of light collected on 9a and 39b is two-dimensional CCD3
It is adjusted according to the sensitivity characteristics of photodetection of 9a and 39b. The reflected light is transmitted onto two-dimensional CCDs 39a and 39b by lenses 91a and 91b, and is directed to the driver 3.
An image centered on the upper body of No. 1 is formed. These are shown as images R and L in FIG. The image R formed on the two-dimensional CCDs 39a and 39b,
Electric charges are generated in each element of the two-dimensional CCDs 39a and 39b by L, and readout is started from the upper left corner of the image by the image readout synchronization signal output in step 210, and as described above, the analog input is sequentially performed. It is output to port 58 as an image signal. In step 220, this image signal is A/D converted at high speed through the analog input port 58, and
The image signals are taken in alternately from the two image signal control circuits 44a and 44b and stored in two predetermined areas (hereinafter referred to as image memories) in the RAM 56. In step 230, the image is captured in step 220 using 512× of the two-dimensional CCDs 39a and 39b.
It is determined whether or not the processing has been completed for all 512 pixels. If the processing has not been completed, the process returns to step 220, and if it has been completed, the process proceeds to the next step 240. step
By repeating 220, two-dimensional CCD39a,3
When all the quantized image signals regarding the two images R and L formed on 9b are input, the RAM
This means that two sets of image information including the driver's upper body at the time when the infrared strobe 2 emitted light are left in the image memory in the image memory 56. Perform this operation on images R and L.
It is called "freeze" in the sense that it is fixed, but after freezing, image information Rf and Lf are stored in the image memory. After step 240, so-called pattern recognition processing is performed on the image information Rf, Lf.

ステツプ240では画像メモリ上の画像データ
Rf,Lfに対して2値化の処理が行なわれる。2
値化の処理とは画像がもつていた濃淡、即ち階調
の情報に対して、所定のレベルを設定して比較を
行ない、該レベルよりも濃い部分(2次元CCD
39a,39bにおいて電荷の蓄積があまりなさ
れなかつた部分、つまり暗部)を黒のレベルに、
該レベルよりも淡い部分(2次元CCD39a,
39bにおいて電荷の蓄積が充分になされた部
分、つまり明部)を白のレベルに、截然と分離す
る処理である。この2値化の一例を第11図に示
す。第11図Aはフリーズ後に画像メモリ上に形
成された画像情報に対応する原画像であり、第1
1図Bはこれに2値化の処理を施した場合に得ら
れる2値化後の画像情報に対応する画像の一例で
ある。2値化後の画像は2値化の判定レベルをど
こにとるかで変化するが、液晶絞り素子42a,
42bで光量が調節されているので、運転者の顔
が白レベルとなり、背景が黒レベルとなるような
判定レベルを設定しておくことは容易である。
In step 240, the image data on the image memory is
Binarization processing is performed on Rf and Lf. 2
Value conversion processing involves setting a predetermined level for the gradation information of the image, comparing it, and comparing the parts that are darker than the level (two-dimensional CCD).
39a and 39b, where the charge has not accumulated much (in other words, the dark area) is set to a black level,
Parts lighter than the level (2D CCD39a,
This is a process of clearly separating the portion where charge has been sufficiently accumulated in 39b (that is, the bright portion) to a white level. An example of this binarization is shown in FIG. FIG. 11A is the original image corresponding to the image information formed on the image memory after freezing, and the first
FIG. 1B is an example of an image corresponding to the binarized image information obtained when the image is subjected to binarization processing. The image after binarization changes depending on the judgment level of the binarization, but the liquid crystal aperture element 42a,
Since the amount of light is adjusted in step 42b, it is easy to set a determination level such that the driver's face is at a white level and the background is at a black level.

こうして2値化された後の画像情報に対して、
次のステツプ250では白レベルの最大閉部分を検
出する処理を行なう。この処理の一例を以下に説
明する。まず2値化後の画像に対応する画像情報
を順次走査し、白レベルの画素を見出した時、こ
れにラベルとしてひとつの番号をふる。この時そ
の画素を取囲む8つの画素(第11図Cにおける
判定画素apに対する周囲の画素a1ないしa8)を調
べ、もしすでに走査して番号をふつた白レベルの
画素があれば、その画素と同一のラベル番号をふ
る。なければ新たな番号を付ける。この操作を2
値化後の画像のすべてに対して行なつた後、同一
のラベル番号がふられた画像の数を調べれば、白
レベル部(以下、白部と呼ぶ)の閉部分の各画素
数がわかるので、最大閉部分を判定・検出するこ
とができる。例えば、第11図Bに対してこれを
行なえば、顔面の白部と襟元の2つの白部の3カ
所が別々の番号を付されて検出され、その最大面
積部である顔面の白部が最大閉部分として見出さ
れる。
For the image information after being binarized in this way,
In the next step 250, processing is performed to detect the maximum closed portion of the white level. An example of this process will be described below. First, the image information corresponding to the binarized image is sequentially scanned, and when a pixel with a white level is found, it is assigned a number as a label. At this time, check the eight pixels surrounding that pixel (pixels a 1 to a 8 surrounding the judgment pixel a p in FIG. 11C), and if there is a pixel with a white level that has already been scanned and the number has been increased, Assign the same label number as that pixel. If not, assign a new number. This operation 2
After performing this on all images after conversion, you can find the number of pixels in the closed part of the white level area (hereinafter referred to as the white area) by checking the number of images with the same label number. Therefore, the maximum closed portion can be determined and detected. For example, if this is done for Figure 11B, the white area on the face and the two white areas around the collar will be detected with different numbers, and the white area on the face, which is the largest area area, will be detected. Found as the largest closed part.

上記ステツプ250に続くステツプ260では、ステ
ツプ250における2値化後の画像に対応する画像
情報の走査が終了し白部毎にラベルが付された後
で、顔面に相当する白部の最大閉部分の検出がな
されたか否かが判断される。赤外ストロボ2より
赤外光を照射して運転者31の上半身を含む画像
をフリーズした時、何らかの理由、例えば操舵時
にハンドル33のスポークが画像検出器3の光軸
を横切つた時あるいは運転者31が運転上の必要
から背後を振り向いた時など、によつて顔面が検
出できなかつたとすれば、ステツプ260での判断
は「NO」となつて処理は再びステツプ210へ戻
りステツプ210以下の処理を繰返す。一方、顔面
の検出がなされたと判断された時には、処理はス
テツプ280へ進む。
In step 260, which follows step 250, after the image information corresponding to the binarized image in step 250 has been scanned and each white area has been labeled, the largest closed portion of the white area corresponding to the face is scanned. It is determined whether or not the detection has been performed. When the image including the upper body of the driver 31 is frozen by irradiating infrared light from the infrared strobe 2, for some reason, for example, when the spokes of the steering wheel 33 cross the optical axis of the image detector 3 during steering or when the driver is driving. If the face cannot be detected because the driver 31 turned around due to driving needs, the judgment at step 260 will be "NO" and the process will return to step 210 and repeat the steps from step 210 onwards. Repeat the process. On the other hand, if it is determined that a face has been detected, the process proceeds to step 280.

ステツプ280では、運転者31の顔面としてと
らえられた白部の最大閉部分内に対して画像処理
を行ない、運転者31の両眼に該当し周囲とはそ
の性質を異にするような部分を特異点として検出
して、両眼に対応する2つの特異点の中間点を求
める処理が行なわれる。この為に、まず、ステツ
プ250にて検出された最大閉部分に対してその上
部よりX軸方向に走査を行なつて、X軸方向への
ひとつの走査線の内部に、2つ以上の黒点が存在
するような範囲を検出する処理を行なう。ここで
黒点とはノイズを除去する為に最低4画素以上が
隣接して黒レベルであるような領域を意味してい
る。顔面に対応する白部の最大閉部分をX軸方向
に走査してノイズではないような黒レベル部の集
まり、即ち黒点が2箇所以上検出されるのは眼に
該当する特異点とみなせるから、その範囲を検出
して各黒点を特異点として互いの中間点を求める
処理までがステツプ280で行なわれる。この処理
を以下詳細に説明する。第12図は2値化の処理
が行なわれた後の画像情報の一部を2次元平面に
展開した例の一部分を示しているが、図は2次元
CCD39aがとられた顔面の画像に対応する白
部の最大閉部分のおよそ上半分に対応している。
ここで、該最大閉部分内部でのX軸方向への走査
からひとつの走査線上に2つの黒点が見出される
範囲が存在することから、その黒点の各々を右左
の眼であるとみなしてRer,Relとし、RerとRel
の互いの面積中心の中間点をRc(左右の眼の中間
点)としてその位置を演算する。同様の処理をも
うひとつの2次元CCD39bによつてとらえら
れた画像情報についても行ない、左右の眼の中間
点Lcの位置を演算する。
In step 280, image processing is performed on the maximum closed part of the white area captured as the face of the driver 31, and parts that correspond to both eyes of the driver 31 and have different characteristics from the surroundings are identified. A process is performed to detect the singular point and to find the midpoint between the two singular points corresponding to both eyes. For this purpose, first, the maximum closed portion detected in step 250 is scanned from above in the X-axis direction, and two or more black dots are detected within one scanning line in the X-axis direction. Performs processing to detect the range in which . Here, a black point means an area where at least four or more pixels are adjacent to each other and have a black level in order to remove noise. When the maximum closed part of the white area corresponding to the face is scanned in the X-axis direction, a collection of black level areas that are not noise, that is, two or more black points detected, can be regarded as a singular point corresponding to the eye. In step 280, the range is detected and each black point is used as a singular point to find the mutual midpoint. This process will be explained in detail below. Figure 12 shows a part of an example in which part of the image information after the binarization process is expanded onto a two-dimensional plane.
This corresponds to approximately the upper half of the maximum closed part of the white area corresponding to the facial image taken by the CCD 39a.
Here, since there is a range where two black dots are found on one scanning line from scanning in the X-axis direction inside the maximum closed part, each of the black dots is considered to be the right and left eyes, and Rer, Rel and Rer and Rel
The position is calculated by setting the midpoint between the centers of each other's areas as Rc (the midpoint between the left and right eyes). Similar processing is performed on the image information captured by the other two-dimensional CCD 39b, and the position of the midpoint Lc between the left and right eyes is calculated.

こうして、左右2つの2次元CCD39a,3
9bがとらえた運転者31の上半身を含む2つの
画像は、各々、ステツプ240ないし280の処理を施
され、夫々の画像情報として左右の眼の中間点が
見出されて2次元CCD39a,39b上での座
標が算出されたことになる。第10図に図示する
如く、検出された左右の眼の中間点Rc,LcのX
座標上の値を各々Xr,Xl、Y座標上の値をYtと
する。各座標は2次元CCD39a,39b及び
レンズ91a,91bの中心線を各々原点として
とられている。
In this way, the left and right two-dimensional CCDs 39a, 3
The two images including the upper body of the driver 31 captured by the driver 9b are each processed in steps 240 to 280, and the midpoint between the left and right eyes is found as image information for each, and the images are displayed on the two-dimensional CCDs 39a and 39b. This means that the coordinates at . As shown in Fig. 10, the X of the detected midpoints Rc and Lc of the left and right eyes
Let the values on the coordinates be Xr and Xl, and the value on the Y coordinate be Yt. Each coordinate is taken with the center line of the two-dimensional CCD 39a, 39b and the lens 91a, 91b as the origin.

ステツプ290では、2つの画像から導かれた左
右の眼の中間点の各X座標Xr,Xlを用いて、画
像検出器3から運転者31までの距離を演算する
処理を行なう。第10図に光学系の模式図を示す
が、運転者31からレンズ91a,91bまでの
距離をd、レンズ91a,91bから各々の2次
元CCD39a,39bまでの距離をa、レンズ
91a,91bの焦点距離をfとすれば、該距離
dは次の式より求められる。
In step 290, the distance from the image detector 3 to the driver 31 is calculated using the X coordinates Xr and Xl of the midpoint between the left and right eyes derived from the two images. FIG. 10 shows a schematic diagram of the optical system. The distance from the driver 31 to the lenses 91a and 91b is d, the distance from the lenses 91a and 91b to each two-dimensional CCD 39a and 39b is a, and the distance between the lenses 91a and 91b is If the focal length is f, the distance d can be obtained from the following formula.

d=a×l/(Xr−Xl) ……(1) ここで1/f=1/a+1/dであるから、a
<<dであるとみなせるなら、 d=f×l/(Xr−Xl) ……(2) を用いてdを求めてもよい。求められた運転者3
1までの距離dをRAM56の所定の番地に格納
した後、処理はステツプ290よりステツプ300に進
み、運転者31の左右方向の位置を演算する処理
を行なう。
d=a×l/(Xr−Xl)...(1) Here, 1/f=1/a+1/d, so a
If it can be considered that <<d, then d may be found using d=f×l/(Xr−Xl) (2). wanted driver 3
After the distance d to 1 is stored in a predetermined address in the RAM 56, the process proceeds from step 290 to step 300, where the position of the driver 31 in the left and right direction is calculated.

第10図に図示する如く、運転者31が座席3
2の中心軸、つまり2つの2次元CCD39a,
39bがそれを挟んで対称位置に配置された対称
軸に対して左右方向にXsだけズレて座つていた
とする。この時、2次元CCD39aがとられた
運転者31の左右の眼の中心点のX座標Xrより、
Xsは次の式で求められる。
As shown in FIG. 10, the driver 31
2 central axes, that is, two two-dimensional CCDs 39a,
Suppose that 39b is sitting shifted by Xs in the left-right direction with respect to the axis of symmetry, which is placed at a symmetrical position with 39b in between. At this time, from the X coordinate Xr of the center point of the left and right eyes of the driver 31 taken by the two-dimensional CCD 39a,
Xs is calculated using the following formula.

Xs=Xr×d/a−l/2 ……(3) 式(2)を求めた時と同様の近似を行なつて、 Xs=Xr×d/f−l/2 ……(4) を用いてXsを求めてもよい。こうして求められ
た運転者31の左右方向の位置XsをRAM56の
所定のエリアに格納した後、処理はステツプ310
に進み、ステツプ300で運転者3位置の左右方向
の位置Xsを2次元CCD39a上の前記面積中心
点のX座標Xrより求めたのと同様にして、その
YX座標Ytより運転者31の実際の高さ方向の位
置Yhを求める。その高さYhは車高を考慮して路
面をY方向の原点として、 Yh=d/a×Yt+Yk ……(5) で与えられる。ここでYkは車高を考慮した、路
面から2次元CCD39aの中心点までの高さで
ある。前式(2)、(4)を求めたのと同様の近似を用い
て、 Yh=d/f×Yt+Yk ……(6) としてYhを求めてもよい。運転者31の高さ方
向の位置Yhは、RAM56の所定のエリアに格納
される。ステツプ310の処理の後、処理はステツ
プ320に進み、運転者31の眼の3次元位置の演
算・認識を行なう。
Xs=Xr×d/a-l/2...(3) Using the same approximation as when finding equation (2), Xs=Xr×d/fl/2...(4) You may use it to find Xs. After storing the thus obtained horizontal position Xs of the driver 31 in a predetermined area of the RAM 56, the process proceeds to step 310.
Then, in the same way as in step 300 where the horizontal position Xs of the driver 3 position was obtained from the X coordinate Xr of the area center point on the two-dimensional CCD 39a,
The actual position Yh of the driver 31 in the height direction is determined from the YX coordinate Yt. The height Yh is given by Yh=d/a×Yt+Yk (5), considering the vehicle height and using the road surface as the origin in the Y direction. Here, Yk is the height from the road surface to the center point of the two-dimensional CCD 39a, taking into account the vehicle height. Using the same approximations as those used to obtain the previous equations (2) and (4), Yh may be obtained as Yh=d/f×Yt+Yk (6). The height direction position Yh of the driver 31 is stored in a predetermined area of the RAM 56. After step 310, the process proceeds to step 320, where the three-dimensional position of the driver's 31 eyes is calculated and recognized.

既にステツプ290,300,310で求めた運転者1
までの距離d及び運転者31の左右方向の位置
Xsと、運転者31の実際の高さ方向の位置Yhと
から、運転者31の眼の3次元位置はその左右の
眼の中間点の座標d,Xs,Yhで表わすことがで
きる。ステツプ320ではステツプ290、300、310で
RAM26の所定の番地に格納されたd,Xs,
Xhの値を読み出して運転者31の眼の3次元位
置として、d,Xs,Yhのデータのセツトを対応
させ、RAM56の所定のエリアに格納する。
Driver 1 already found in steps 290, 300, and 310
distance d and the left-right position of the driver 31
From Xs and the actual position Yh of the driver 31 in the height direction, the three-dimensional position of the driver's 31 eyes can be expressed by the coordinates d, Xs, Yh of the midpoint between the left and right eyes. In step 320, in steps 290, 300, 310
d, Xs, stored at a predetermined address in RAM26,
The value of Xh is read out and stored in a predetermined area of the RAM 56 in correspondence with a set of data of d, Xs, and Yh as the three-dimensional position of the driver's 31 eyes.

以上で運転者31の眼の3次元位置を認識する
処理は終了し、処理は再びステツプ210へ戻り、
上述の処理を繰返すことになる。
This completes the process of recognizing the three-dimensional position of the driver's 31 eyes, and the process returns to step 210.
The above process will be repeated.

上述の処理によりRAM56の所定のエリアに
格納された運転者31の眼の3次元位置を表わす
データセツトd,Xs,Xhは、図示しない通信制
御ルーチンにより、情報制御回路20へ、通信ポ
ート59を介して送り出され、後述の情報制御回
路20内の処理・制御に用いられる。
Data sets d, Xs, and Xh representing the three-dimensional positions of the eyes of the driver 31 stored in a predetermined area of the RAM 56 through the above processing are sent to the information control circuit 20 through the communication port 59 by a communication control routine (not shown). The information is sent out through the information control circuit 20 and used for processing and control within the information control circuit 20, which will be described later.

次に駆動輪速度センサ8、従動輪速度センサ
9、ステアリングセンサ10、傾斜角センサ12
のセンサ群について説明する。
Next, a driving wheel speed sensor 8, a driven wheel speed sensor 9, a steering sensor 10, and a tilt angle sensor 12.
The sensor group will be explained.

車両の走行速度を検出する目的に加えて、駆動
輪がスリツプしていると判定される時の従動輪加
速度から路面の摩擦係数を検出する目的で、駆動
輪速度センサ8と従動輪速度センサ9とが備えら
れているが、両センサ8,9はそれぞれ例えば、
ピツクアツプコイルを使用した電磁式回転センサ
であり、車輪の回転速度に応じた周波数信号を出
力するよう構成されている。
In addition to the purpose of detecting the running speed of the vehicle, the driving wheel speed sensor 8 and the driven wheel speed sensor 9 are used to detect the friction coefficient of the road surface from the driven wheel acceleration when it is determined that the driving wheel is slipping. Both sensors 8 and 9 are equipped with, for example,
This is an electromagnetic rotation sensor using a pickup coil, and is configured to output a frequency signal according to the rotation speed of the wheel.

また、ステアリングセンサ10としては従来よ
り知られているポテンシヨメータ方式等のものが
使用されており、ハンドル33による転舵量(車
輪の切り角)に応じた電圧信号を出力するよう構
成されている。転舵量零の時、該電圧信号も零ボ
ルトであり、右方向転舵によりプラスの、左方向
転舵によりマイナスの、各々その絶対値が転舵量
に応じた電圧信号を発生する。
Further, as the steering sensor 10, a conventionally known potentiometer type or the like is used, and is configured to output a voltage signal according to the amount of steering (wheel turning angle) by the steering wheel 33. There is. When the steering amount is zero, the voltage signal is also zero volts, and a positive voltage signal is generated when the steering wheel is turned to the right, and a negative voltage signal is generated when the steering wheel is turned to the left, the absolute value of which corresponds to the steering amount.

傾斜角センサ12は、車体の前後方向の傾きを
検出するためのものであるが、これについては振
り子方式のものを用いて鉛直方向に対して車体が
どの程度傾いているかを調べればよい。つまり傾
斜角センサとして例えば第13図に示す如く、抵
抗体400と導電体401を所定の曲率をもつて
湾曲させ、平板402上に図示しない保持部材に
よつて平行に配設し、その上に抵抗体400と導
電体401に対して点接触しながら移動する導体
球403を設けたものを使用し、抵抗体400に
電圧V0を印加した場合の導電体401の電圧V
を測定することによつて車体の傾きが検出できる
ようになつている。
The inclination angle sensor 12 is for detecting the inclination of the vehicle body in the longitudinal direction, and for this purpose, a pendulum type sensor may be used to check how much the vehicle body is incline with respect to the vertical direction. That is, as an inclination angle sensor, for example, as shown in FIG. 13, a resistor 400 and a conductor 401 are curved with a predetermined curvature, and are arranged in parallel on a flat plate 402 by a holding member (not shown). The voltage V of the conductor 401 when a conductor ball 403 that moves while making point contact with the resistor 400 and the conductor 401 is used, and a voltage V 0 is applied to the resistor 400.
By measuring the angle of the vehicle, the tilt of the vehicle body can be detected.

次に表示手段としての液晶ボード16について
説明する。液晶ボード16は運転者31にとつて
の前方視野に存在するフロントガラスの内側の表
面にその曲率を等しくして貼り合わされている。
その基本的構造は、2枚の偏光板の間に絶縁体に
よつて互いに分離された液晶のマトリツクスが配
置されているものである。第14図Aはその全体
構成を、第14図Bは第14図AにおけるC−
C′断面図を示しているが、以下両図を援用しつ
つ、液晶ボード16の構造と動作原理について説
明する。
Next, the liquid crystal board 16 as a display means will be explained. The liquid crystal board 16 is bonded to the inner surface of the windshield, which is present in the front field of vision for the driver 31, with the same curvature.
Its basic structure is that a matrix of liquid crystals separated from each other by an insulator is placed between two polarizing plates. Fig. 14A shows the overall configuration, and Fig. 14B shows C- in Fig. 14A.
Although a C' cross-sectional view is shown, the structure and operating principle of the liquid crystal board 16 will be explained below with reference to both figures.

第14図Aに図示する如く、液晶ボード16は
横方向n列、高さ方向m行のマトリツクスを構成
しており、n個の透明電極a1,a2,…an(以下ai
で代表する)及びm個の透明電極b1,b2,…bm
(以下bjで代表する)の交差する部位にn×m個
の液晶c11,c12,……c1m、c21,c22,C2m、…
…、cn1,cn1,…cnm(以下cijで代表する)が形
成されている。この液晶cijはネマテイツクな結
晶構造をもち、結晶軸方向がねじれたコレステリ
ツク液晶である。各電極は図示する如く、液晶
cijの存在する部位では矩形の枠を形成している。
電極は酸化インジウムまたは酸化スズによつて形
成されている。液晶ボードの断面図、第14図B
にみる如く、液晶cij(ここではc11とC12を示した)
は絶縁体dで個々に区分され、2枚の薄い偏光板
g1,g2によつて挟持され、フロントガラスFに貼
りつけられている。前述の透明電極ai,bjはこの
偏光板g1,g1の各々液晶の存在する側と反対側の
表面に蒸着されている。電極ai、と電極bjはほぼ
直交して配列されており、電極aiと電極bj間に電
圧Veを印加すると、その交点に存在する液晶cij
は電圧Veにより生じる電界の影響をうけること
になる。電界が存在しない時、液晶cijはその結
晶の配列方向に沿つて入射光の振動方向を90°旋
回させる性質を有し、一方電界が加えられた時に
は、結晶の配列は変化して、入射光の振動方向は
電界の強度に応じて90°からズレて旋回するよう
になつている。偏光板g1,g2は特定の振動方向を
有する光のみ透過光量を約1/2に減少させる性質
を有しており、そのような振動方向が互いに直交
するように組合わされている。又、液晶cijを区
分けしている絶縁体dは、2枚の偏光板g1,g2
等間隔に保つ保持材としての役目を果たすと共
に、液晶と同様、入射した光の偏光面を90°旋回
する性質を有している。この結果、液晶ボード1
6は、電圧を印加しない状態では若干透過光量は
おちるものの、全体として透明度の高い状態とな
つて、光を透過している。尚、液晶ボード16の
周縁は封止剤eにより封止されている。
As shown in FIG. 14A, the liquid crystal board 16 constitutes a matrix of n columns in the horizontal direction and m rows in the height direction, and has n transparent electrodes a 1 , a 2 , ...an (hereinafter ai
) and m transparent electrodes b 1 , b 2 ,...bm
(hereinafter represented by bj), n×m liquid crystals c 11 , c 12 , ... c 1 m, c 21 , c 22 , C 2 m, ...
..., cn 1 , cn 1 , ...cnm (hereinafter represented by cij) are formed. This liquid crystal cij is a cholesteric liquid crystal with a nematic crystal structure and a twisted crystal axis. Each electrode is connected to a liquid crystal display as shown in the figure.
A rectangular frame is formed in the area where cij exists.
The electrodes are made of indium oxide or tin oxide. Cross-sectional view of the liquid crystal board, Figure 14B
As you can see, LCD CJ (C 11 and C 12 are shown here)
are individually divided by an insulator d, and two thin polarizing plates
It is sandwiched between g 1 and g 2 and attached to the windshield F. The aforementioned transparent electrodes ai and bj are deposited on the surface of each of the polarizing plates g 1 and g 1 on the side opposite to the side where the liquid crystal is present. Electrode ai and electrode bj are arranged almost orthogonally, and when voltage Ve is applied between electrode ai and electrode bj, the liquid crystal cij existing at the intersection point
will be affected by the electric field generated by the voltage Ve. When no electric field is present, liquid crystal cij has the property of rotating the vibration direction of incident light by 90° along the direction of crystal alignment, while when an electric field is applied, the crystal alignment changes and the incident light The direction of vibration deviates from 90° and rotates depending on the strength of the electric field. The polarizing plates g 1 and g 2 have a property of reducing the amount of transmitted light by about half only for light having a specific vibration direction, and are combined so that such vibration directions are perpendicular to each other. In addition, the insulator d that divides the liquid crystal cij serves as a holding material to keep the two polarizing plates g 1 and g 2 at equal intervals, and, like the liquid crystal, the polarization plane of the incident light is 90 °It has the property of rotating. As a result, LCD board 1
6, although the amount of transmitted light decreases slightly when no voltage is applied, it is highly transparent as a whole and transmits light. Note that the periphery of the liquid crystal board 16 is sealed with a sealant e.

電極aiはアナログスイツチ401の各々のスイ
ツチの出力に接続され、電極bjはもうひとつのア
ナログスイツチ402の各々のスイツチの出力に
接続されている。アナログスイツチ401,40
2の内部のスイツチは、各スイツチの一方が共通
に接続されており、電源405のプラス側がアナ
ログスイツチ401の、マイナス側がアナログス
イツチ402の、各共通端子401a,402a
に接続されている。アナログスイツチ401,4
02内の個々のスイツチは後述の情報制御回路2
0の出力ポートに接続されており、情報制御回路
20によつて1対の電極ai−bj間に電源405の
電圧Veが印加されるように構成されている。1
対の電極ai−bj間に電圧が印加されると電極ai,
bjの交差点に存在する液晶cijは液晶の配列方向
をかえるので、偏光板g1を透過した光はもはやそ
の偏光面を90°旋回されることはなく、偏光板g1
によつて特定の振動方向の光のみ透過量が約半分
に低下した光は、偏光板g2の持つ偏光特性によつ
て更にその一部を遮られ、液晶cijの存在する部
位の透過光量は低下する。この結果、電圧を印加
した電極ai,bjの交差する点の透明度は下がるの
で、液晶ボード16を通しての視野は確保された
まま、透過光量の違いを利用して液晶ボード16
上に点の出力を行なうことができる。
Electrode ai is connected to the output of each of the analog switches 401, and electrode bj is connected to the output of each of the other analog switches 402. Analog switch 401, 40
One side of each switch is connected in common, and the positive side of the power supply 405 is connected to the analog switch 401, and the negative side is connected to the common terminals 401a and 402a of the analog switch 402.
It is connected to the. Analog switch 401,4
Each switch in 02 is an information control circuit 2 which will be described later.
0, and is configured such that the information control circuit 20 applies the voltage Ve of the power source 405 between the pair of electrodes ai and bj. 1
When a voltage is applied between the pair of electrodes ai and bj, the electrodes ai,
Since the liquid crystal cij existing at the intersection of bj changes the alignment direction of the liquid crystal, the light that has passed through polarizing plate g 1 is no longer rotated by 90° in its polarization plane, and the polarizing plate g 1
The amount of light transmitted in a specific vibration direction is reduced by about half due to the polarization characteristics of the polarizing plate G2 , and a portion of it is further blocked by the polarization characteristics of the polarizing plate G2, and the amount of transmitted light in the area where the liquid crystal cij is present is descend. As a result, the transparency of the intersection of electrodes ai and bj to which a voltage is applied decreases, so while the field of view through the liquid crystal board 16 is maintained, the liquid crystal board 16 is
You can output points on the top.

以上、運転者の位置を認識する三次元位置認識
装置1、傾斜角センサ12を初めとするセンサ
群、液晶ボード16についてその構造と動作につ
いて説明してきたが、次にこれらの部品・装置よ
りなる車両用走行情報表示装置の構成と動作につ
いて説明する。車両用走行情報表示装置全体のブ
ロツク図はすでに第2図として掲げたが、情報制
御回路20の内部構成を中心とする概略構成図を
改めて第15図に示した。走行情報表示装置の制
御を司どる情報制御回路20はマイクロコンピユ
ータを主要部として構成されている。図におい
て、500は各センサより出力されるデータを制
御プログラムに従つて入力・演算すると共に液晶
ボード16等を制御する処理を行なう中央処理ユ
ニツト(CPU)、510は制御プログラム及び初
期データが格納されている読み出し専用メモリ
(ROM)、520はデータ等が自由に読み書きさ
れる一時記憶メモリ(RAM)、530はそれ自
身マイクロコンピユータを内蔵して動作する3次
元認識装置1と通信し運転者の3次元位置に関す
る必要なデータを入力する通信ポート、540は
駆動輪速度センサ8、従動輪速度センサ9のパル
ス信号とステアリングセンサ10、傾斜角センサ
12からのアナログ信号を入力する入力ポート、
550,555は液晶ボード16を制御する為の
アナログスイツチ401,402へ制御信号を出
力する2つの出力ポート、560はCPU500、
ROM510、RAM520、通信ポート530、
入力ポート540、出力ポート550,555を
相互に接続するデータバス、を各々表わしてい
る。入力ポート540はパルス信号を入力するパ
ルス入力部540aとアナログ信号をA/D変換
しつつ入力するアナログ入力部540bを内蔵し
ている。
The structure and operation of the three-dimensional position recognition device 1 that recognizes the driver's position, the sensor group including the tilt angle sensor 12, and the liquid crystal board 16 have been explained above. The configuration and operation of the vehicle travel information display device will be explained. Although the block diagram of the entire vehicle travel information display device has already been shown in FIG. 2, a schematic configuration diagram centered on the internal configuration of the information control circuit 20 is shown again in FIG. 15. An information control circuit 20 that controls the driving information display device is configured with a microcomputer as its main part. In the figure, 500 is a central processing unit (CPU) that inputs and calculates data output from each sensor according to a control program and also controls the liquid crystal board 16, etc., and 510 is a central processing unit (CPU) in which the control program and initial data are stored. 520 is a temporary storage memory (RAM) in which data etc. can be freely read and written; 530 is a 3D recognition device 1 that operates with a built-in microcomputer; A communication port 540 inputs necessary data regarding the dimensional position, an input port 540 inputs pulse signals from the driving wheel speed sensor 8 and driven wheel speed sensor 9, and analog signals from the steering sensor 10 and tilt angle sensor 12;
550 and 555 are two output ports that output control signals to analog switches 401 and 402 for controlling the liquid crystal board 16, 560 is the CPU 500,
ROM510, RAM520, communication port 530,
A data bus interconnecting input port 540 and output ports 550 and 555 is shown, respectively. The input port 540 includes a pulse input section 540a that inputs a pulse signal and an analog input section 540b that inputs an analog signal while A/D converting it.

次に本実施例における車両用走行情報表示装置
の制御について、第16図に示すフローチヤート
に従つて説明する。
Next, the control of the vehicle travel information display device in this embodiment will be explained according to the flowchart shown in FIG. 16.

キースイツチがオフ以外のポジシヨンにされる
と車両用走行情報表示装置は直ちに起動され、第
16図Bよりその処理を開始する。まず、初期化
のステツプ600が実行され、CPU500の内部レジ
スタのクリアや、後述する路面の摩擦係数μの初
期値として平均的な路面の摩擦係数に対応する値
のセツト等が行なわれる。続くステツプ610、620
では入力ポート540を介して、駆動輪速度セン
サ8より駆動輪速度vaが、従動輪速度センサ9
より従動輪速度vfが、各々読み込まれる。ステツ
プ630では、ステツプ620で読み込んだ従動輪速度
から摩擦係数演算要の判定レベルvtが、k1を定数
としてvt=k1×vfにより算出され、次のステツプ
640では、駆動輪速度vaがステツプ630で作成さ
れた判定レベルvtより大きいか否か(va>vt?)
の判定が行なわれる。
When the key switch is placed in a position other than OFF, the vehicle travel information display device is immediately activated and its processing begins from FIG. 16B. First, an initialization step 600 is executed, in which the internal register of the CPU 500 is cleared, and a value corresponding to an average road surface friction coefficient is set as the initial value of the road surface friction coefficient μ, which will be described later. Following steps 610, 620
Then, the driving wheel speed va is input from the driving wheel speed sensor 8 through the input port 540 to the driven wheel speed sensor 9.
The driven wheel speeds vf are each read. In step 630, the judgment level vt for requiring friction coefficient calculation is calculated from the driven wheel speed read in step 620 using vt = k 1 × vf, where k 1 is a constant.
640 determines whether the driving wheel speed va is greater than the determination level vt created in step 630 (va>vt?)
A determination is made.

駆動輪が路面を保持(グリツプ)した状態で、
そのトルクが増大してゆく時に車両は加速してゆ
く訳であるが、駆動輪トルクの増大の割合が過大
になると、すなわち加速度が所定値を越えると駆
動輪はもはや路面をグリツプしきれなくなつて若
干の空転を始める。駆動輪が空転を始めるような
加速度の所定値は路面と駆動輪との摩擦係数μに
よつて変化する為、駆動輪速度vaと従動輪速度
vfとの速度差が所定の値以上となつた時に、駆動
輪が空転しているとみなしてその時点での車両の
速度の変化の割合(即ちその微分値)を知つて加
速度を求めれば路面と駆動輪との摩擦係数μを検
出することができる。
With the drive wheels holding (grip) the road surface,
As the torque increases, the vehicle accelerates, but if the rate of increase in the driving wheel torque becomes excessive, that is, if the acceleration exceeds a predetermined value, the driving wheels will no longer be able to grip the road surface. and starts idling a little. The predetermined value of the acceleration at which the driving wheels start spinning varies depending on the friction coefficient μ between the road surface and the driving wheels, so the driving wheel speed va and the driven wheel speed
When the speed difference with VF exceeds a predetermined value, it is assumed that the drive wheels are spinning, and by knowing the rate of change in vehicle speed at that point (i.e., its differential value) and calculating the acceleration, the road surface It is possible to detect the friction coefficient μ between the drive wheel and the drive wheel.

そこで、ステツプ640における判定の結果が
「YES」、即ち従動輪速度vaが従動輪速度を所定
量だけ上回つている時には、駆動輪の路面保持
(グリツプ)の限界を越えたとみなして処理はス
テツプ650へ進み、摩擦係数μを、 μ=k2×dvf/dvt ……(1) として演算する。ここでk2は定数である。従動輪
が加速時に空転することは一般にないので、その
回転速度は車速を反映しているとみなしてよく、
その時間微分値を求めて、即ち加速度から摩擦係
数μを求め、RAM520の所定のエリアに格納
する。一方、ステツプ640での判定が「NO」、即
ち加速が緩かで駆動輪が空転しているとみなせな
い時には、処理はステツプ650を迂回してステツ
プ660へ進む。この結果、摩擦係数μの算出がす
くなくとも1回行なわれるまでは初期化のステツ
プ600でセツトした平均的な路面の摩擦係数が、
1回でも摩擦係数μの測定・算出が行なわれた後
ではその値が、RAM520の所定のエリアに格
納されている事になる。又、路面の状態が変われ
ばその都度、新たな摩擦係数μの値に書き直され
てゆく。ステツプ640あるいはステツプ650の処理
の後、処理はステツプ660へ進み、車速Vをステ
ツプ620で読み込んだ従動輪速度vfよりk3を定数
としてV=k3×vfとして算出する。車速Vは
RAM520の所定のエリアに格納される。続く
ステツプ670では入力ポート540を介してステ
アリングセンサ10より車両のステアリング量S
を読み込む。ステアリング量Sは、転舵輪が車両
の前後方向(直進方向)となす角を表わし、車両
が直進している時を零とし転舵量に応じた大きさ
で、右方向へ転舵した時にはプラス符号を、左方
向へ転舵した時にはマイナス符号を、各々付した
値として読み込まれ、RAM520の所定のエリ
アに格納される。ステツプ680では、入力ポート
540を介して車両の前後方向の傾斜角θを傾斜
角センサ12より読み込む。傾斜角θは、車両が
水平に走行している時を零とし傾斜角に応じた大
きさで、登り勾配を走行している時にはプラス符
号を、下り勾配を走行している時にはマイナス符
号を、各々付した値として読み込まれ、RAM5
20の所定のエリアに格納される。以上のステツ
プ650、660、670、680によつてRAM520の所
定のエリアには、路面と駆動輪との摩擦係数μ、
車速V、ステアリング量S、傾斜角θの各値が記
憶・保持された。続くステツプ690では、これら
の値より指示すべき位置としての車両の停止予測
位置Lを演算する処理が行なわれる。
Therefore, when the result of the determination in step 640 is "YES", that is, the driven wheel speed va exceeds the driven wheel speed by a predetermined amount, it is assumed that the limit of road surface holding (grip) of the driving wheels has been exceeded, and the process proceeds to step 640. Proceed to step 650 and calculate the friction coefficient μ as μ=k 2 ×dvf/dvt (1). Here k 2 is a constant. Since the driven wheels generally do not spin during acceleration, their rotational speed can be considered to reflect the vehicle speed.
The time differential value thereof is determined, that is, the friction coefficient μ is determined from the acceleration, and is stored in a predetermined area of the RAM 520. On the other hand, if the determination in step 640 is "NO", that is, if the acceleration is slow and the drive wheels cannot be considered to be idling, the process bypasses step 650 and proceeds to step 660. As a result, until the friction coefficient μ is calculated at least once, the average road surface friction coefficient set in initialization step 600 is
After the friction coefficient μ has been measured and calculated even once, the value is stored in a predetermined area of the RAM 520. Furthermore, each time the road surface condition changes, the friction coefficient μ is rewritten to a new value. After the processing in step 640 or 650, the process proceeds to step 660, where the vehicle speed V is calculated from the driven wheel speed vf read in step 620 as V=k 3 ×vf, with k 3 as a constant. Vehicle speed V is
It is stored in a predetermined area of RAM 520. In the following step 670, the steering amount S of the vehicle is determined from the steering sensor 10 via the input port 540.
Load. The steering amount S represents the angle that the steered wheels make with the longitudinal direction of the vehicle (straight ahead direction), and is zero when the vehicle is traveling straight, and has a magnitude corresponding to the amount of steering, and increases when the vehicle is steered to the right. When the steering wheel is turned to the left, the minus sign is read as a value and stored in a predetermined area of the RAM 520. In step 680, the tilt angle θ of the vehicle in the longitudinal direction is read from the tilt angle sensor 12 via the input port 540. The inclination angle θ is zero when the vehicle is running horizontally, and has a size according to the inclination angle, with a positive sign when the vehicle is running on an uphill slope, a negative sign when it is running on a downhill slope, Each value is read as the attached value, and RAM5
The information is stored in 20 predetermined areas. Through the above steps 650, 660, 670, and 680, the friction coefficient μ between the road surface and the driving wheels is stored in a predetermined area of the RAM 520.
Each value of vehicle speed V, steering amount S, and inclination angle θ was memorized and held. In the following step 690, a process is performed to calculate the predicted stop position L of the vehicle as the position to be instructed from these values.

ステツプ690での車両の停止予測位置Lの演算
について説明する。質量Mの車両が車速Vで走行
中であるとして、急制動を開始してから停止する
までの時間をt、停止するまでの距離をL、制動
による減速時の加速度をα、重力加速度をgとす
ると、力学的な解析によつて、 V=α×t ……(2) L=1/2α×t2 ……(3) 及び力の平衡の関係から、 M×α=μ×M×g×cosθ−M×g×sinθ
……(4) の3つの方程式(2)、(3)、(4)を得る。
The calculation of the predicted vehicle stop position L in step 690 will be explained. Assuming that a vehicle with mass M is running at vehicle speed V, the time from the start of sudden braking to stopping is t, the distance until stopping is L, the acceleration when decelerating due to braking is α, and the gravitational acceleration is g Then, by mechanical analysis, V = α × t ... (2) L = 1/2 α × t 2 ... (3) and from the force balance relationship, M × α = μ × M × g×cosθ−M×g×sinθ
...We obtain the three equations (2), (3), and (4) of (4).

これらを連立方程式とみなして解き、 L=V2/2×g×(μ×cosθ−sinθ) ……(5) として車両の停止距離Lを求めることができる。
RAM520の所定のエリアより車速V、摩擦係
数μ、傾斜角θを各々読み出して、式(5)により停
止距離Lを演算した後、その値をRAM520の
所定のエリアに格納し、次のステツプ700へ進む。
ステツプ700では、先にその動作を詳述した3次
元位置認識装置1より、運転者31の車室内にお
ける3次元位置d,Xs,Yhを通信ポート530
を介して読み込む処理が行なわれる。通信ポート
530より出力される3次元データ要求信号を受
けて、3次元位置認識装置1はその通信ポート5
9より運転者31の3次元位置を表わすデータ
d,Xa,Yhを逐次送出するので、CPU500は
通信ポート530を介してこれを読み込む。続く
ステツプ710では、ステツプ690で求めた車両の停
止距離Lと、ステツプ700で読み込んだ運転者3
位置の3次元位置とから液晶ボード16上に出力
すべき点の位置を計算する。運転者31がその点
を通して見る路面上の場所が車両の停止予測位置
であるような位置にこの点を表示する為に、液晶
ボード16上の位置が演算される訳である。
By treating these as simultaneous equations and solving them, the stopping distance L of the vehicle can be determined as L=V 2 /2×g×(μ×cosθ−sinθ) (5).
After reading out the vehicle speed V, friction coefficient μ, and slope angle θ from a predetermined area of the RAM 520 and calculating the stopping distance L using equation (5), the values are stored in a predetermined area of the RAM 520, and the next step 700 Proceed to.
In step 700, the three-dimensional position recognition device 1, the operation of which has been described in detail, transmits the three-dimensional positions d, Xs, and Yh of the driver 31 inside the vehicle to the communication port 530.
The reading process is performed via the . Upon receiving the three-dimensional data request signal output from the communication port 530, the three-dimensional position recognition device 1
Since the data d, Xa, Yh representing the three-dimensional position of the driver 31 are sequentially sent from the CPU 500 through the communication port 530. In the following step 710, the stopping distance L of the vehicle obtained in step 690 and the driver 3 read in step 700 are calculated.
The position of the point to be output on the liquid crystal board 16 is calculated from the three-dimensional position. The position on the liquid crystal board 16 is calculated in order to display this point at a position on the road surface that the driver 31 sees through the point, which is the predicted stopping position of the vehicle.

第17図に、車両の停止距離Lと運転者31の
3次元位置d,Xs,Yhと液晶ボード16上の表
示位置との関係を模式的に示したが、第17図A
より、液晶ボード上に出力すべき点の路面からの
高さHは、 H=Yh×L/(L+d) ……(6) として求めることができる。すでにステツプ690
で求めRAM520の所定のエリアに格納した停
止距離Lを用いてHを演算する処理が行なわれ
る。又、液晶ボード16自身の路面からの高さh
は予め定まつていることから、この高さhを用い
て、液晶ボード16上に出力すべき点のボード上
の高さ方向の位置LyをLy=H−hとして演算す
る。一方、出力すべき点の横方向の位置Wはステ
アリング量S、即ち車輪が車両の前後方向に対し
てなす角度から、第17図Bに見る如く、 W=d×tanS ……(7) として算出される。座席32を左右対称にわける
面を横方向の原点としているので液晶ボード16
上の左右方向の位置Lxは、Lx=W+Xsとして求
められる。この時出力すべき点の左右方向の位置
Lxは、転舵による車両走行方向を表わしている。
以上の処理によつて、車両の停止予測位置を運転
者31の視野に重ねてフロントガラスの液晶ボー
ド16上に出力する点の位置Lx,Lyが求められ
たことになる。そこで、次のステツプ720ではこ
の点の位置Lx,Lyに対応する場所にある液晶cij
を知つて、出力ボート550,555を介し電極
ai,bjに対応するアナログスイツチ401,40
2内部のスイツチを駆動する。この結果電極ai,
bjの交差する点に存在する液晶cijは透過光量を
低下させ、運転者31が注視している車外の視野
に重ねて透過光量のすくない暗点を形成するよう
に働く。
FIG. 17 schematically shows the relationship between the vehicle stopping distance L, the three-dimensional positions d, Xs, Yh of the driver 31, and the display position on the liquid crystal board 16.
Therefore, the height H from the road surface of the point to be output on the liquid crystal board can be determined as H=Yh×L/(L+d) (6). Already step 690
Processing is performed to calculate H using the stopping distance L determined by and stored in a predetermined area of the RAM 520. In addition, the height h of the liquid crystal board 16 itself from the road surface
is determined in advance, so using this height h, the position Ly of the point to be output on the liquid crystal board 16 in the height direction on the board is calculated as Ly=H-h. On the other hand, the lateral position W of the point to be output is calculated from the steering amount S, that is, the angle that the wheels make with respect to the longitudinal direction of the vehicle, as shown in Figure 17B, as W=d×tanS...(7) Calculated. Since the plane that symmetrically divides the seat 32 is used as the horizontal origin, the LCD board 16
The upper horizontal position Lx is obtained as Lx=W+Xs. The horizontal position of the point to be output at this time
Lx represents the direction in which the vehicle is traveling due to steering.
Through the above processing, the positions Lx and Ly of the point at which the predicted stop position of the vehicle is superimposed on the driver's 31's visual field and output on the liquid crystal board 16 of the windshield are determined. Therefore, in the next step 720, the liquid crystal cij located at the location corresponding to the positions Lx and Ly of this point is
Knowing that, the electrodes are connected via the output boats 550 and 555.
Analog switch 401, 40 compatible with ai, bj
2. Drive the internal switch. As a result, electrode ai,
The liquid crystal cij present at the intersection of bj acts to reduce the amount of transmitted light and form a dark spot with a small amount of transmitted light overlapping the field of view outside the vehicle that the driver 31 is gazing at.

ステツプ720の終了後、処理はステツプ610へ戻
つて上述の一連の処理を繰り返すことになる。
After step 720 is completed, the process returns to step 610 to repeat the series of processes described above.

以上のように構成された本実施例においては、
走行状態として、車速V、路面と駆動輪との摩擦
係数μ、傾斜角θ、ステアリング量Sを検出し、
走行情報として急制動をかけた場合の車両の停車
予測位置を示すと共に、転舵による車両走行方向
も併せて、液晶ボード16上に運転者31の視野
に重ねて像として出力するよう構成されている。
従つて、従来は運転者の経験と勘にたよつていた
車両の停止予測位置を、運転者は運転上注視して
いる前方の視野に重ねて知ることができ、車間距
離を適正に保つたり、運転状況にあわせて車両の
制動動作や対象物の回避動作を適確にとりうると
いうこと、及び車両の走行方向を同様に読みとつ
て操舵できることなど、安全上、計り知れない程
大きな利益を液晶ボード16上に像として出力さ
れた走行情報から享受することができる。
In this embodiment configured as above,
As the driving condition, the vehicle speed V, the friction coefficient μ between the road surface and the driving wheels, the inclination angle θ, and the steering amount S are detected.
The driving information is configured to display the predicted stop position of the vehicle when sudden braking is applied, as well as the direction in which the vehicle will travel due to steering, and output it as an image on the liquid crystal board 16 superimposed on the field of view of the driver 31. There is.
Therefore, the driver can now know the predicted stopping position of the vehicle, which conventionally relied on the driver's experience and intuition, by superimposing it on the driver's field of vision in front of him while driving, making it easier to maintain an appropriate distance between vehicles. LCD displays have immeasurably great benefits in terms of safety, such as being able to accurately brake the vehicle or avoid objects in accordance with the driving situation, and being able to read the direction of travel and steer the vehicle. The driving information can be enjoyed from the driving information output as an image on the board 16.

尚、本実施例において、液晶ボード16上に出
力される点の左右方向の位置は、車両のステアリ
ング量Sからおよその進行方向を意味するtanS
を用いて定めたが、この指示すべき位置として
は、第2実施例として後述するように左右いずれ
かの車輪の通過予測位置を求めて表示される点の
左右方向の位置を定めてもよいし、あるいは、急
制動をかけて車両がスリツプした場合には転舵量
にはほとんど関係せずその時点の走行方向へ滑つ
てゆくことから、運転者の正面方向に、即ち式(7)
においてステアリング量Sの関与する項を零とし
て定めてもよい。前者の場合には、車輪の通過す
る位置が出力される像によつて正確に示されるこ
とから隘路での運転が容易となるという利点があ
り、後者の場合にはブレーキによる急制動のみで
衝突が回避できるか否かをはつきりと知ることが
できる他、ステアリング量Sを検出する必要がな
いので装置をやや簡略にしうるという利点があ
る。
In this embodiment, the horizontal position of the point output on the liquid crystal board 16 is tanS, which means the approximate traveling direction from the steering amount S of the vehicle.
However, the position to be indicated may be determined by calculating the predicted passing position of either the left or right wheel and determining the position in the left-right direction of the point to be displayed, as will be described later as a second embodiment. However, if the vehicle skids due to sudden braking, it will skid in the direction of travel at that time, almost unrelated to the amount of steering.
The term related to the steering amount S may be set as zero. In the former case, the output image accurately shows the position where the wheels will pass, making it easier to drive on a bottleneck, while in the latter case, collisions can be avoided simply by applying sudden braking. In addition to being able to clearly know whether or not the steering amount S can be avoided, there is also the advantage that the device can be simplified somewhat since there is no need to detect the steering amount S.

又、本実施例ではフロントガラスが路面に対し
てほぼ垂直であるかのようにみなして、表示すべ
き点の位置を演算しているが、説明の為に簡略化
したものであり、実際にはフロントガラスの取付
け形状を知つて演算すればよい。
In addition, in this embodiment, the position of the point to be displayed is calculated assuming that the windshield is almost perpendicular to the road surface, but this is simplified for the sake of explanation, and it is difficult to actually can be calculated by knowing the mounting shape of the windshield.

尚、本実施例では表示手段として、ネマテイツ
クな結晶構造をもち、液晶軸方向がねじれたコレ
ステリツク液晶を素子として用い、その偏光特性
を利用した液晶ボード16を使用したが、マトリ
ツクス状に配設された個々の素子としエレクトロ
クロミツク素子(ECD)を用い、その着消色特
性を利用したECD表示ボードを利用することも
できる。第18図は酸化タングステン(WO3
と誘電体を組合わせたECDの断面図であつて、
ここでは酸化タングステン(WO3)750と酸
化タンタル(Ta2O5)760及びイリジウム酸化
物(IrOx)770の薄膜積層体を対向する2つ
の透明電極780で挟持した構造を有するECD
を示した。ECDは電流駆動によつて着色・消色
を可逆的に行なうことができ、偏光を利用する液
晶と較べた場合、透過光量がさほど低下しないと
いう利点がある。ここでは酸化タングステン
(WO3)を用いた薄膜積層ECDについて説明した
が、透過型のECDであれば、電極間に電解質材
料をはさんだECDでもよいし、材料として種々
開発されている有機化合物を用いたECDでも何
ら差支えない。
In this embodiment, as a display means, a cholesteric liquid crystal having a nematic crystal structure and a twisted liquid crystal axis direction is used as an element, and a liquid crystal board 16 utilizing its polarization properties is used. It is also possible to use an electrochromic device (ECD) as an individual element, and to use an ECD display board that takes advantage of its coloring and fading properties. Figure 18 shows tungsten oxide (WO 3 )
A cross-sectional view of an ECD combining a dielectric and a dielectric,
Here, an ECD has a structure in which a thin film laminate of tungsten oxide (WO 3 ) 750, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) 760, and iridium oxide (IrOx) 770 is sandwiched between two transparent electrodes 780 facing each other.
showed that. ECDs can be reversibly colored and decolored by current drive, and have the advantage that the amount of transmitted light does not decrease significantly when compared to liquid crystals that use polarized light. Here, we have explained a thin film laminated ECD using tungsten oxide (WO 3 ), but if it is a transmission type ECD, an ECD with an electrolyte material sandwiched between the electrodes may be used, or a variety of organic compounds that have been developed as materials can be used. There is no problem with the ECD used.

次に本発明の第2実施例について説明する。第
2実施例の車両用走行情報表示装置は、フロント
ガラスに貼付された液晶ボード16のかわりに発
光ダイオードマトリツクスボード800をダツシ
ユボード上面に設置している事、及び駆動輪速度
センサ8、従動輪速度センサ9、傾斜角センサ1
2を構成に必要としない事、の2点を除いて第1
実施例と同一の構成を有している。本実施例の車
両用走行情報表示装置は、車両の走行状態として
ステアリング量を入力し、指示すべき位置として
車輪の通過予測位置を像で指示するよう構成され
ている。以下に第19図ないし第22図を援用し
つつ、その構成のうち発光ダイオードマトリツク
スボード800の構成とその表示方法及び本実施
例の車両用走行情報表示装置の制御について説明
する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The vehicle driving information display device of the second embodiment has the following features: a light emitting diode matrix board 800 is installed on the top surface of the dash board instead of the liquid crystal board 16 attached to the windshield, and a driving wheel speed sensor 8 and a driven wheel Speed sensor 9, tilt angle sensor 1
The first point is that 2 is not necessary for the configuration.
It has the same configuration as the embodiment. The vehicle driving information display device of this embodiment is configured to input a steering amount as the driving state of the vehicle, and to indicate a predicted passing position of a wheel as an image as a position to be indicated. The structure of the light emitting diode matrix board 800, its display method, and the control of the vehicle travel information display device of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 19 to 22.

第19図は発光ダイオードマトリツクスボード
800の取付位置と、その表示方法について説明
する配置図、第20図は発光ダイオードマトリツ
クスボード800の発光部802の構造を模式的
に示した説明図である。発光ダイオードマトリツ
クスボード800は、発光ダイオードを2次元に
マトリツクス状に配した発光部802と凹レンズ
804を備え、ダツシユボード34の上面に設置
されている。発光部802は第20図の如く、第
1実施例の液晶ボード16と同様に、アナログス
イツチ401,402を介して情報制御回路20
に接続される横方向n列(a1,a2、…an)、縦方
向m行(b1,b2、…bm)の電極(以下、各々ai,
bjで代表する)を備え、その各交差点に発光ダイ
オード(l11,l12,……,l1m、l21,l22……l2m、
……、ln1,ln2,……lnm)が電極bjから電極ai
方向へ電流が流れるように形成されている。アナ
ログスイツチ401,402を用いて各電極には
電源405が接続されているので、情報制御回路
20の出力ポート550,555からの出力信号
によつて電極ai,bjに対応する各々のスイツチが
閉成されると、電流制限抵抗器806を介して電
流が流れ、発光ダイオードlijが発光する。周知の
ように発光ダイオードは通常のランプ等に比較し
て鋭い発光指向性を有するので、発光部802よ
り発した光は凹レンズ804を通過した後、その
一部はフロントガラスFの一点で反射し散乱して
運転者31に視認される。この時凹レンズ804
は前方を注視している運転者31の眼の焦点距離
を考慮して、発光部802からの光を実際より遠
方に存在するよう見せかける為に働く。この結
果、運転者31はフロントガラスF上の光点を前
方の視野に重ねて無理なく視認することができ
る。尚、発光ダイオードマトリツクスボード80
0からの光はフロントガラスFに所定の入力角を
もつて入射するので、その一部は反射して運転者
31の眼にとらえられるようになつているが、フ
ロントガラスFの車室内側に反射光量の小さなハ
ーフミラーを貼付けて、反射光量を増加させるよ
う構成してもよい。
FIG. 19 is a layout diagram explaining the mounting position of the light emitting diode matrix board 800 and its display method, and FIG. 20 is an explanatory diagram schematically showing the structure of the light emitting part 802 of the light emitting diode matrix board 800. . The light emitting diode matrix board 800 includes a light emitting section 802 in which light emitting diodes are arranged two-dimensionally in a matrix, and a concave lens 804, and is installed on the upper surface of the dash board 34. As shown in FIG. 20, the light emitting section 802 is connected to the information control circuit 20 via analog switches 401 and 402, similar to the liquid crystal board 16 of the first embodiment.
Electrodes in n columns (a 1 , a 2 , ...an) in the horizontal direction and m rows (b 1 , b 2 , ...bm) in the vertical direction (hereinafter referred to as ai,
bj), and light emitting diodes (l 11 , l 12 , ..., l 1 m, l 21 , l 22 ... l 2 m,
..., ln 1 , ln 2 , ...lnm) from electrode bj to electrode ai
It is formed so that current flows in this direction. Since a power supply 405 is connected to each electrode using analog switches 401 and 402, the switches corresponding to electrodes ai and bj are closed by output signals from output ports 550 and 555 of the information control circuit 20. When this happens, a current flows through the current limiting resistor 806 and the light emitting diode lij emits light. As is well known, light emitting diodes have sharper light emission directionality than ordinary lamps, etc., so after the light emitted from the light emitting section 802 passes through the concave lens 804, a portion of it is reflected at a point on the windshield F. It is scattered and visually recognized by the driver 31. At this time, the concave lens 804
takes into consideration the focal length of the eyes of the driver 31 who is gazing ahead, and works to make the light from the light emitting section 802 appear to be located farther away than it actually is. As a result, the driver 31 can comfortably see the light spot on the windshield F overlapping the front field of view. In addition, the light emitting diode matrix board 80
Since the light from 0 enters the windshield F at a predetermined input angle, some of it is reflected and caught by the eyes of the driver 31, but some light is reflected on the inside of the windshield F. A half mirror with a small amount of reflected light may be attached to increase the amount of reflected light.

次に、第21図に示すフローチヤートに依拠し
つつ、本実施例の制御について説明する。キース
イツチがオフ以外のポジシヨンにされると車両用
走行情報表示装置は直ちに起動され、第21図C
よりその処理を開始する。まず初期化のステツプ
1000が実行され、CPU500の内部レジスタの
クリア等が行なわれる。続くステツプ1010では、
車輪の通過位置の予測を行なう距離Lのセツトを
行なう。これは、車両が何メートル走行した後の
位置を予測し像で指示するかを定義するものであ
つて、予め定まつた距離、例えば、ここでは10メ
ートルにセツトされる。ステツプ1020では車両の
ステアリング量をステアリングセンサ12より読
み込む処理が行なわれ、転舵輪の転舵量として車
両の前後方向に対して車輪のなす角Sが読み込ま
れる。続くステツプ1030では、ステツプ1010でセ
ツトした距離Lとステアリング量Sとから、10メ
ートル先に車輪が通過すると予測される地点の位
置を演算する。ステツプ1030で行なわれるこの演
算について第22図の車両の走行の様子を示す模
式図を援用して説明する。
Next, the control of this embodiment will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. When the key switch is placed in a position other than OFF, the vehicle driving information display device is activated immediately, as shown in Figure 21C.
Start the process. First, the initialization step
1000 is executed, and the internal registers of the CPU 500 are cleared. In the following step 1010,
A distance L is set for predicting the passing position of the wheel. This defines how many meters the vehicle's position will be predicted and indicated using an image, and is set to a predetermined distance, for example, 10 meters here. In step 1020, the steering amount of the vehicle is read from the steering sensor 12, and the angle S formed by the wheels with respect to the longitudinal direction of the vehicle is read as the amount of turning of the steered wheels. In the following step 1030, the position of the point where the wheels are predicted to pass 10 meters ahead is calculated from the distance L and the steering amount S set in step 1010. This calculation performed in step 1030 will be explained with reference to the schematic diagram shown in FIG. 22 showing how the vehicle is traveling.

車両のステアリング量Sと旋回半径Rとの間に
は、前輪・後輪の距離をlとして、 S=l/R(Sの単位はラジアン) ……(8) の関係がニユートラルステアリング車では成立し
ている。アンダステアリング車でも近似的には式
(8)を用いても差支えない。走行距離をLとし、旋
回中心から見た旋回角度をθとすると、 θ=L/R(θの単位はラジアン) ……(9) として求められる。左右輪の間隔W、前輪・後輪
の距離lは車両によつて一意に定まつているの
で、式(8)、(9)より現時点での車両の中心点を原点
として、Lメートル(ここでは10メートル)走行
した後の左右輪の位置Fl,Frを演算することが
できる。
The relationship between the steering amount S and the turning radius R of the vehicle is as follows, where the distance between the front and rear wheels is l, S=l/R (S is in radian)...(8) In a neutral steering vehicle, It has been established. Approximately, even for understeering vehicles, the formula
(8) may be used. If the travel distance is L and the turning angle seen from the turning center is θ, then θ=L/R (the unit of θ is radian)...(9). The distance W between the left and right wheels and the distance l between the front and rear wheels are uniquely determined depending on the vehicle, so from equations (8) and (9), from the current center point of the vehicle, L meters (here The positions Fl and Fr of the left and right wheels after traveling 10 meters) can be calculated.

ステツプ1030で左右輪の位置Fl,Frの位置を
演算した後、処理はステツプ1040へ進み、通信ポ
ート530を介して3次元位置認識装置1と通信
し、運転者31の車室内における3次元位置d,
Xs,Yhを読み込む処理が行なわれる。次のステ
ツプ1050では、ステツプ1030で演算した左右の車
輪の通過予測位置Fl,Frとステツプ1040で読み
込んだ運転者31の車室内における位置とから、
左右輪の通過予測位置のフロントガラスF上の表
示位置を演算する。このステツプでは第1実施例
のステツプ710で車両の停止予測位置の表示位置
を演算したのと同様の手法を用いて、Fl,Frに
対応するフロントガラスF上の表示位置Xl,Yl、
Xr,Yrを計算する。続くステツプ1060では、ス
テツプ1050で演算してFl,Frに対応するフロン
トガラスF上の位置Xl,Yl、Xr,Yrに発光ダイ
オードを反射させる為に、これに応じた発光ダイ
オードマトリツクスボード800上の発光ダイオ
ードlijを知つて電極ai,bjに電圧Veを印加し、
これを点灯させ左右いずれかの前輪の位置として
車輪通過予測位置を像で指示する処理を行なう。
After calculating the positions Fl and Fr of the left and right wheels in step 1030, the process proceeds to step 1040, where communication is made with the three-dimensional position recognition device 1 via the communication port 530, and the three-dimensional position of the driver 31 in the vehicle interior is determined. d,
Processing to read Xs and Yh is performed. In the next step 1050, based on the predicted passing positions Fl and Fr of the left and right wheels calculated in step 1030 and the position of the driver 31 in the vehicle cabin read in step 1040,
The display positions on the windshield F of the predicted passing positions of the left and right wheels are calculated. In this step, the display positions Xl, Yl on the windshield F corresponding to Fl, Fr are
Calculate Xr and Yr. In the following step 1060, in order to reflect the light emitting diodes at the positions Xl, Yl, Xr, and Yr on the windshield F corresponding to Fl and Fr calculated in step 1050, the light emitting diode matrix board 800 is adjusted accordingly. Knowing the light emitting diode lij, apply voltage Ve to electrodes ai and bj,
This light is turned on to indicate the predicted wheel passing position using an image as the position of either the left or right front wheel.

以上の処理の終了後、処理はステツプ1020に戻
つて、上述の一連の処理、ステツプ1020ないしス
テツプ1060を繰返す。
After the above processing is completed, the processing returns to step 1020 and repeats the above-described series of processing, steps 1020 to 1060.

以上のように構成された本実施例においては、
車両のステアリング量Sと運転者31の3次元位
置とから、10メートル先で左右前輪が通過する位
置を演算した上で、運転者の前方視野内における
演算された通過予測位置に重ねて、発光ダイオー
ドの光による像がフロントガラス上へ出力され
る。従つて車両運転者は10メートル先に左右の前
輪が通過すると予測される位置を、容易に知るこ
とができ、遮害物の回避、車庫入れ等を容易・適
確に行ない得る他、路肩を踏み外すといつた事も
防止することができるなど、フロントガラス上に
表示された走行情報としての車輪の通過予測位置
から、運転の安全上、計り知れない程の利益を享
受することができる。
In this embodiment configured as above,
Based on the steering amount S of the vehicle and the three-dimensional position of the driver 31, the position where the left and right front wheels will pass 10 meters ahead is calculated, and the light is emitted over the calculated predicted passing position within the driver's forward field of vision. An image created by the light from the diode is output onto the windshield. Therefore, the vehicle driver can easily know where the left and right front wheels are expected to pass 10 meters ahead, and can easily and accurately avoid obstacles, park in the garage, etc. From the predicted position of the wheels as driving information displayed on the windshield, you can enjoy immeasurable benefits in terms of driving safety, such as being able to prevent accidents caused by missteps.

尚、本実例において、車輪の通過予測位置は10
メートル先としたが、例えば車速に応じて変更し
てもよいし、手動スイツチ等で何メートル先の予
測を行なうかを指定するようにしてもよい。車速
に応じて変更し、例えば車速が増加するに従つて
遠方の車輪通過予測位置を像で指示するようにす
れば、通常、運転者は車速に応じて遠方の地点を
見ているので、その付近で車輪の通過する位置を
知ることができ、情報の視認が容易となる。又、
手動スイツチによつて表示位置を切変えるように
すれば、必要に応じて各々指定した距離を走行し
た後の車輪の通過予測位置を知ることができると
いう利点がある。又、発光ダイオードマトリツク
スボード800上の発光ダイオードの点灯時間を
時分割して、複数の点を出力する所謂ダイナミツ
ク点灯方式を用いて、車輪の通過する跡を、轍の
如く像で指示したり、左右両輪の位置を同時に像
で指示したりすることも、走行情報のもつ情報量
を高め、安全上有益である。
In addition, in this example, the predicted passing position of the wheel is 10.
Although the prediction is made in meters, it may be changed depending on the vehicle speed, for example, or a manual switch or the like may be used to specify how many meters ahead the prediction is to be made. For example, if the image indicates the predicted passing position of a distant wheel as the vehicle speed increases, the driver usually looks at a distant point according to the vehicle speed. It is possible to know the position where the wheels are passing nearby, making it easier to visually check the information. or,
If the display position is changed using a manual switch, there is an advantage that it is possible to know the predicted passing position of the wheels after each designated distance has been traveled as necessary. Furthermore, by using a so-called dynamic lighting method in which the lighting time of the light emitting diodes on the light emitting diode matrix board 800 is time-divided and outputting a plurality of points, the tracks passed by the wheels can be indicated by images such as ruts. Indicating the positions of the left and right wheels at the same time using images also increases the amount of driving information and is beneficial for safety.

尚、第1、第2実施例においては、3次元位置
認識装置1として2つの2次元撮像部を備えたも
のを用いたが、1つの2次元撮像部と超音波によ
る距離検出手段を備えたものや、超音波による3
次元位置認識装置など、他の3次元位置認識装置
を用いても何ら差支えない。
In the first and second embodiments, the three-dimensional position recognition device 1 was equipped with two two-dimensional imaging units, but the three-dimensional position recognition device 1 was equipped with one two-dimensional imaging unit and distance detection means using ultrasonic waves. 3 by means of objects or ultrasound
There is no problem in using other three-dimensional position recognition devices such as a dimensional position recognition device.

又、これらの実施例の3次元位置認識装置1に
は画像処理コンピユータが装備されているが主装
置の情報制御回路20内のコンピユータの能力に
余裕があれば、該コンピユータによつて画像処理
も行なうように構成してもよい。この場合、コン
ピユータは1台で済み、車両用走行情報表示装置
の構成を簡略にすることができる。
Furthermore, although the three-dimensional position recognition device 1 of these embodiments is equipped with an image processing computer, if the computer in the information control circuit 20 of the main device has sufficient capacity, image processing can also be performed by the computer. It may be configured to do so. In this case, only one computer is required, and the configuration of the vehicle travel information display device can be simplified.

表示手段としては、第1実施例の透過型の液晶
ボード、あるいはECD表示ボード、第2実施例
の反射型の発光ダイオードマトリツクスボードの
いずれを用いてもよく、フロントガラス上に透明
な蛍光剤を蒸着又は塗布しておき、波長400ナノ
メートル付近の光を発光ダイオード等から照射し
て、フロントガラス上の蛍光剤を発光させて表示
するといつた他の表示手段なども含めて、フロン
トガラス形状等から最適のものを使用すればよ
い。又、これらの実施例においては運転者の眼の
位置としては、両眼の中間点で代表させている
が、運転者の利き目を知つて左右いずれかの眼の
位置を用いて出力してもよい。
As the display means, either the transmissive liquid crystal board or ECD display board of the first embodiment, or the reflective light emitting diode matrix board of the second embodiment may be used, and a transparent fluorescent material is placed on the windshield. The shape of the windshield, including other display means such as vapor-depositing or coating and irradiating light with a wavelength of around 400 nanometers from a light emitting diode etc., causes the fluorescent material on the windshield to emit light. The most suitable one can be used. In addition, in these embodiments, the position of the driver's eyes is represented by the midpoint between both eyes, but it is possible to know the driver's dominant eye and output the position of either the left or right eye. Good too.

更に、発光ダイオードマトリツクスボードを用
いた場合には発光ダイオードの発光指向性が良い
ことを利用して、左右各々の眼の位置を認識した
上で、別々の発光ダイオードの光が左右の眼にそ
れぞれ入射するようにし、所謂アナグリフの原理
を用いて立体観を生じさせ、視野内に奥行きのあ
る像として、指示すべき位置を出力してもよい。
Furthermore, when a light emitting diode matrix board is used, the light emitting diodes have good light emission directionality, and the positions of the left and right eyes are recognized, and the light from separate light emitting diodes is directed to the left and right eyes. The position to be indicated may be outputted as an image with depth within the field of view by making them incident on each of them, creating a stereoscopic view using the so-called anaglyph principle.

尚、像により示される位置としては、車両の停
止予測位置や車輪の通過予測位置に限るものでは
なく、内輪差や適正な車間距離など、運転上の安
全性を向上させるような種々の走行情報の表示を
同様に行なうことができる。
The position indicated by the image is not limited to the predicted stopping position of the vehicle or the predicted passing position of the wheels, but also various driving information that improves driving safety, such as the inner wheel difference and the appropriate following distance. can be displayed in the same way.

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の車両用走行情報
表示装置は、車両の走行状態を検出し、走行状態
に基づく指示すべき位置を、直接、運転者がその
視野に重ねて視認できるように、運転者の眼の位
置を認識した上で、フロントガラス上へ像を出力
するよう構成されている。
[Effects of the Invention] As described in detail above, the vehicle driving information display device of the present invention detects the driving condition of the vehicle and allows the driver to directly superimpose the position to be indicated based on the driving condition in the driver's field of view. The system is configured to recognize the position of the driver's eyes and then output an image onto the windshield so that the driver can see the driver's eyes.

従つて、従来は運転者が経験や勘によつて行な
つていた判断、即ち走行状態を示す個々の走行情
報から引き出される高度な走行情報を、運転者は
その視野に重ねて読み取ることができるので、運
転者は煩雑な手間をかけなくても運転上の安全性
を格段に高めることができるという優れた効果が
得られる。この為、運転者の経験不足や判断の過
誤から、車両の走行状態の判断を誤つて走行上の
安全性を充分に確保できないという問題を解決す
ることができる。
Therefore, the driver can now superimpose judgments that the driver has made based on experience and intuition, that is, advanced driving information drawn from individual driving information indicating the driving condition, overlaid in his or her field of vision. Therefore, an excellent effect can be obtained in that driving safety can be significantly improved without the driver having to take any troublesome effort. Therefore, it is possible to solve the problem that driving safety cannot be sufficiently ensured due to the driver's lack of experience or erroneous judgment, resulting in incorrect judgment of the driving state of the vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本的構成図、第2図は本発
明第1実施例の構成を示すブロツク図、第3図は
実施例に用いた3次元位置認識装置の要部の概略
配置図、第4図は同じく側面配置図、第5図は3
次元位置認識装置の概略構成図、第6図Aは赤外
ストロボ2の説明図、第6図Bは赤外ストロボ2
の発光スペクトルを表わす説明図、第7図は画像
の検出手段としての画像検出器3の説明図、第8
図Aは液晶絞り素子42a,42bの構造を示す
上面図、第8図Bは同じくその断面図、第9図は
3次元位置認識装置において運転者の3次元位置
を認識する処理を示すフローチヤート、第10図
はその光学系を表わす模式図、第11図はA,
B,Cは画像処理の一例を示し、第11図Aは原
画の一例を示す説明図、第11図Bはその2値化
処理後の画像の一例を示す説明図、第11図Cは
パターン認識の一手法を示す説明図、第12図は
眼の位置を認識する一手法を説明する説明図、第
13図は傾斜角センサ12の概略構造図、第14
図Aは液晶ボード16の構造を示す説明図、第1
4図BはそのC−C′断面図、第15図は第1実施
例の情報制御回路20を中心とする概略構成図、
第16図は情報制御回路20の制御・処理の一例
を示すフローチヤート、第17図Aは走行情報の
表示される液晶ボード上の位置を演算する手法を
説明する為の車両の側面模式図、第17図Bは同
じくその平面模式図、第18図はECDの構造を
示す断面図、第19図は第2実施例における指示
すべき位置の表示装置を説明する説明図、第20
図は発光ダイオードマトリツクスボード800の
構成を示す説明図、第21図は第2実施例におけ
る情報制御回路20の制御・処理の一例を示すフ
ローチヤート、第22図は左右前輪の通過予測位
置を求める手法を示す説明図である。 1……3次元位置認識装置、2……赤外ストロ
ボ、3……画像検出器、5……電子演算回路、8
……駆動輪速度センサ、9……従動輪速度セン
サ、10……ステアリングセンサ、12……傾斜
角センサ、16……液晶ボード、20……情報制
御回路、31……運転者、34……ダツシユボー
ド、52,500……CPU、401,402…
…アナログスイツチ、800……発光ダイオード
マトリツクスボード。
Fig. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the invention, and Fig. 3 is a schematic layout diagram of the main parts of the three-dimensional position recognition device used in the embodiment. , Figure 4 is a side layout diagram, and Figure 5 is 3.
A schematic configuration diagram of the dimensional position recognition device, FIG. 6A is an explanatory diagram of the infrared strobe 2, and FIG. 6B is the infrared strobe 2.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the emission spectrum of the image detector 3 as an image detection means.
Figure A is a top view showing the structure of the liquid crystal aperture elements 42a and 42b, Figure 8B is a cross-sectional view thereof, and Figure 9 is a flowchart showing the process of recognizing the three-dimensional position of the driver in the three-dimensional position recognition device. , Fig. 10 is a schematic diagram showing the optical system, Fig. 11 is A,
B and C show an example of image processing, FIG. 11A is an explanatory diagram showing an example of an original image, FIG. 11B is an explanatory diagram showing an example of an image after the binarization process, and FIG. 11C is a pattern. FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating one method of recognizing the position of the eye. FIG. 13 is a schematic structural diagram of the tilt angle sensor 12.
Figure A is an explanatory diagram showing the structure of the liquid crystal board 16.
FIG. 4B is a sectional view taken along the line C-C′, and FIG. 15 is a schematic configuration diagram centered on the information control circuit 20 of the first embodiment.
FIG. 16 is a flowchart showing an example of control and processing of the information control circuit 20, FIG. 17A is a schematic side view of the vehicle for explaining a method of calculating the position on the liquid crystal board where driving information is displayed, FIG. 17B is a schematic plan view thereof, FIG. 18 is a sectional view showing the structure of the ECD, FIG.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing the configuration of the light emitting diode matrix board 800, FIG. 21 is a flowchart showing an example of control and processing of the information control circuit 20 in the second embodiment, and FIG. 22 shows the predicted passing positions of the left and right front wheels. It is an explanatory diagram showing a method of finding. 1...Three-dimensional position recognition device, 2...Infrared strobe, 3...Image detector, 5...Electronic calculation circuit, 8
... Drive wheel speed sensor, 9 ... Driven wheel speed sensor, 10 ... Steering sensor, 12 ... Tilt angle sensor, 16 ... Liquid crystal board, 20 ... Information control circuit, 31 ... Driver, 34 ... Datsushi board, 52,500...CPU, 401,402...
...Analog switch, 800...Light emitting diode matrix board.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 フロントガラス越しに見る車外の景色の内の
所定位置を車両運転車に指示する車両用走行情報
表示装置であつて、 車両の走行状態を検出する走行状態検出手段
と、 前記車両運転者の眼の3次元位置を非接触で測
定して認識する認識手段と、 前記フロントガラス上へ所定の像を出力する表
示手段と、 前記検出された走行状態からフロントガラス越
しに見る車外の景色の内で指示すべき位置を決
め、該位置と前記検出された前記車両運転者の眼
の3次元位置および予め設定したフロントガラス
形状とに基づいて、前記車両運転者が前記フロン
トガラス越しに見る前記指示すべき位置と重ねて
視認できるように前記フロントガラス上の該当位
置を決め、該位置へ前記表示手段により所定の像
を出力する走行情報表示制御手段と、 を備えたことを特徴とする車両用走行情報表示装
置。 2 走行状態検出手段が、車両のステアリング量
検出手段を備え、 車外の指示すべき位置が車両通過予測位置であ
る特許請求の範囲第1項記載の車両用走行情報表
示装置。 3 走行状態検出手段が、車速検出手段、路面の
ステアリング量検出手段、車両前後方向の傾斜量
検出手段、路面の摩擦係数検出手段を備え、 車外の指示すべき位置が車両の停止予測位置で
ある特許請求の範囲第1項記載の車両用走行情報
表示装置。 4 路面の摩擦係数が予め設定された値である特
許請求の範囲第3項記載の車両用走行情報表示装
置。 5 表示手段が運転者の視野を遮ることのない表
示手段である特許請求の範囲第1項ないし第4項
のいずれかの項に記載の車両用走行情報表示装
置。
[Scope of Claims] 1. A driving information display device for a vehicle that instructs a vehicle driver to a predetermined position in the scenery outside the vehicle seen through the windshield, comprising a driving state detection means for detecting the driving state of the vehicle; recognition means for measuring and recognizing the three-dimensional position of the vehicle driver's eyes in a non-contact manner; display means for outputting a predetermined image onto the windshield; and viewing through the windshield from the detected driving state. The vehicle driver determines a position to be indicated in the scenery outside the vehicle, and based on the position, the detected three-dimensional position of the vehicle driver's eyes, and the preset windshield shape, the vehicle driver moves the windshield. A driving information display control means for determining a corresponding position on the windshield so as to be visible overlapping with the position to be indicated when viewed from behind, and outputting a predetermined image to the position by the display means. Features of a vehicle driving information display device. 2. The vehicle driving information display device according to claim 1, wherein the driving state detecting means includes a vehicle steering amount detecting means, and the position to be indicated outside the vehicle is a predicted vehicle passing position. 3. The driving state detection means includes a vehicle speed detection means, a road surface steering amount detection means, a slope amount detection means in the longitudinal direction of the vehicle, and a road surface friction coefficient detection means, and the position to be indicated outside the vehicle is a predicted stop position of the vehicle. A vehicle travel information display device according to claim 1. 4. The driving information display device for a vehicle according to claim 3, wherein the coefficient of friction of the road surface is a preset value. 5. The vehicle travel information display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the display means does not obstruct the driver's field of view.
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