JPWO2017056210A1 - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

車両用表示装置は、自車両の目的地への案内経路を表示するもので、ナビゲーション装置１３、前方カメラ１４、前方物体判断部１５、表示制御部１８および表示部１９を備える。前方カメラは、自車両の前景を撮影する。前方物体判断部は、前方カメラで撮影された前景の画像に基づき自車両の前方の走行路面上に存在する物体を判断する。表示制御部は、ナビゲーション装置で算出された案内経路と前方物体判断部で判断された物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重ならない部分と異なる形態で描画して表示部に出力する。

Description

本発明は、車両内で情報を表示する車両用表示装置に関する。

従来の車両用表示装置として、フロントウインドウ越しの外界に重畳するように画像を表示するＡＲ（Augmented Reality）表示のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）装置が知られている（特許文献１参照）。ヘッドアップディスプレイ装置は、車両が走行する道路の進行方向の前方の景色に重畳するようにコイン状のアイコンを表示する。

特開２０１３−１９６３５９号公報

特許文献１では、ナビゲーション装置、車両状態センサ、外界センサおよび車両通信装置等をヘッドアップディスプレイと組み合わせて用いることにより例えば道路標識や道路表示といった注意喚起対象に重畳するように表示が行われる。しかしながら、注意喚起対象の近くに別の物体があり、表示がその物体に重なってしまう場合には、表示が読み取り難くなってしまうという問題がある。

本発明の課題は、物体があっても、表示を容易に読み取ることができる車両用表示装置を提供することにある。

本発明に係る車両用表示装置において、前方物体判断部は、前方カメラで撮影された前景の画像に基づき自車両の前方の走行路上面に存在する物体を判断する。表示制御部は、ナビゲーション装置で算出された案内経路と前方物体判断部で判断された物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重ならない部分と異なる形態で描画する。

本発明の実施例１に係る車両用表示装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る車両用表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例１に係る車両用表示装置における案内経路と物体が重なる状態を説明するための図である。 本発明の実施例１に係る車両用表示装置における案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を連続的な線で表示した例を示す図である。 本発明の実施例１に係る車両用表示装置における案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、先端に矢印を有する連続的な線で表示した例を示す図である。 本発明の実施例１に係る車両用表示装置における案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分の連続的な線を延長して表示した例を示す図である。 本発明の実施例１に係る車両用表示装置における案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を連続的な線と断続的な矢印との組み合わせで表示した例を示す図である。 本発明の実施例１に係る車両用表示装置における案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、間隔を狭めた断続的な線で表示した例を示す図である。 本発明の実施例１に係る車両用表示装置における案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、断続する矢印の形状や大きさを変更して表示した例を示す図である。 本発明の実施例２に係る車両用表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例２に係る車両用表示装置における案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分の色や輝度を変更して表示した例を示す図である。 本発明の実施例３に係る車両用表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例３に係る車両用表示装置における案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、物体を透視して表示する例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る車両用表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係る車両用表示装置の構成を示す図である。車両用表示装置は、自車両の目的地への案内経路を表示する。車両用表示装置は、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナ１１、地磁気センサ１２、ナビゲーション装置１３、前方カメラ１４、前方物体判断部１５を備える。さらに、車両用表示装置は、視点検知カメラ１６、視点位置判断部１７、表示制御部１８および表示部１９を備える。

ＧＰＳアンテナ１１は、図示しないＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、受信されたＧＰＳ信号をＧＰＳ情報としてナビゲーション装置１３に出力する。地磁気センサ１２は、車両が向いている方位（車両の進行方向の方位）を検出し、検出された方位を方位情報としてナビゲーション装置１３に出力する。

ナビゲーション装置１３は、ＧＰＳアンテナ１１からのＧＰＳ情報、地磁気センサ１２からの方位情報および自己の内部で取得した情報を用いて自車両の進行すべき経路を案内する案内経路を算出し、表示制御部１８に出力する。ナビゲーション装置１３は、ＧＰＳアンテナ１１からのＧＰＳ情報により示される自車両の現在位置と地図データ２２とに基づいて自車両の前方に存在する交差点の形状を抽出する。ナビゲーション装置１３は、抽出した交差点の形状を表す交差点形状情報を生成して表示制御部１８に出力する。ナビゲーション装置１３の詳細は後述する。

前方カメラ１４は、自車両の前景を撮影し、得られた前景の画像を前方画像情報として前方物体判断部１５に出力する。

前方物体判断部１５は、前方カメラ１４から送られてきた前方画像情報に基づき自車両の前方の走行路面上に存在する物体を判断し、判断結果を物体情報として表示制御部１８に出力する。

視点検知カメラ１６は、ドライバーの目の位置を撮影し、得られた画像を視点画像情報として視点位置判断部１７に出力する。

視点位置判断部１７は、視点検知カメラ１６から送られてきた視点画像情報に基づきドライバーの視点位置を判断し、判断結果を視点位置情報として表示制御部１８に出力する。

表示制御部１８は、ナビゲーション装置１３から送られてくる案内経路情報および交差点形状情報、前方物体判断部１５から送られてくる物体情報ならびに視点位置判断部１７から送られてくる視点位置情報を入力する。表示制御部１８は、案内経路情報および交差点形状情報、物体情報ならび視点位置情報に基づき、表示部１９に表示するための画像を生成し、この画像を表示画像情報として表示部１９に出力する。表示制御部１８は、ナビゲーション装置１３で算出された案内経路と前方物体判断部１５で判断された物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、案内経路と物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重ならない部分と異なる形態で描画し、画像を表示画像情報として表示部１９に出力する。

表示部１９は、映像を投影する投影部や映像を反射させるスクリーン及びフレネルミラー等を備えており、車両に備えられたフロントウインドウの位置と重複するように設けられた表示領域に、画像を表示する。特に、表示部１９は、ミラーで反射された画像を虚像としてフロントウインドウの先に映し出すことによって、車両前方の風景に重畳させて画像を表示することのできるヘッドアップディスプレイである。ただし、表示部１９は、このような方式のヘッドアップディスプレイに限定されるわけではない。例えば、フロントウインドウに表示させる代わりに透明のパネルを用いたコンバイナ型や、フロントウインドウに直接画像を表示させる方式であっても構わない。すなわち、本実施形態のヘッドアップディスプレイは、運転者が頭を下げずに、フロントウインドウ越しに運転者が視認する風景と重ねて情報を表示することができればよい。尚、表示部１９は、請求項１に記載された表示部に対応する。

次に、上述したナビゲーション装置１３の詳細を説明する。ナビゲーション装置１３は、交差点データ２１、地図データ２２、加速度センサ２３、ジャイロセンサ２４および演算部２５を備える。

交差点データ２１は、交差点の特性等を表したデータであり、例えばディスク装置や、センタから通信回線および通信装置（いずれも図示は省略する）を介して取得される。交差点データは、演算部２５によって読み出される。

地図データ２２は、交差点データ２１と同様に、例えばディスク装置や、センタから通信回線および通信装置を介して取得されるデータであり、地図の描画、案内経路の算出、案内経路情報の生成等に使用される。地図データ２２は、演算部２５によって読み出される。

加速度センサ２３は、自車両の加速度を検出し、検出された加速度を、加速度情報として演算部２５に出力する。

ジャイロセンサ２４は、自車両の角速度を検出し、検出された角速度を角速度情報として演算部２５に出力する。

演算部２５は、ＧＰＳアンテナ１１から送られてくるＧＰＳ情報と地図データ２２とを用いて自己の現在位置を算出する。この際、例えばトンネルや高架下、ビルの谷間などを走行中はＧＰＳ信号を受信できない場合が発生する。このため、演算部２５は、地磁気センサ１２からの方位情報、加速度センサ２３からの加速度情報およびジャイロセンサ２４からの角速度情報と、地図データ２２とに基づいて自立航法により現在位置を算出する。演算部２５は、算出された現在位置に基づいて作成された案内情報を表示制御部１８に出力する。

次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係る車両用表示装置の動作を、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。

動作が開始されると、まず、交差点案内フラグが取得される（ステップＳ１１）。すなわち、表示制御部１８は、ナビゲーション装置１３から交差点案内フラグを取得する。ここで、交差点案内フラグは、交差点における経路案内等を行うかどうかを指示するフラグであり、交差点案内フラグがオンにされている場合にのみ交差点における経路案内等が行われる。

次に、交差点案内フラグがオンであるかどうかが調べられる（ステップＳ１２）。すなわち、表示制御部１８は、ステップＳ１１で取得した交差点案内フラグがオンであるかどうかを調べる。ステップＳ１２において、交差点案内フラグがオンでない場合には、交差点案内を行う必要がない旨が判断され、処理は終了する。

一方、ステップＳ１２において、交差点案内フラグがオンであることが判断されると、次に、案内経路情報が取得される（ステップＳ１３）。すなわち、表示制御部１８は、ナビゲーション装置１３から案内経路情報を取得する。案内経路情報は、予め計算されてナビゲーション装置１３に格納されている。

次に、視点位置が取得される（ステップＳ１５）。すなわち、表示制御部１８は、視点位置判断部１７から視点位置情報を取得する。

次に、自車両の前方の物体情報が取得される（ステップＳ１６）。すなわち、表示制御部１８は、前方物体判断部１５から、自車両の前方の注意喚起対象の近くに存在する物体を判断した物体情報を取得する。

次に、案内経路のうち、前方の物体に重なる部分が特定される（ステップＳ１７）。すなわち、表示制御部１８は、前方物体判断部１５から取得した物体情報により示される物体と、ナビゲーション装置１３から取得した案内経路情報により示される案内経路とが、フロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を特定する。例えば、図３に示す一般的な例では、フロントウインドウ上の表示領域内で、案内経路を示す３個の断続する矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３が物体Ｃ（この例では車両）に重なるとして特定される。なお、フロントウインドウ上の表示領域内で、案内経路を示す断続する３個の矢印Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、車両Ｃに重ならない部分である。また、物体Ｃとしては、人、他の交通、障害物等である。

次に、連続表示の描画が行われる（ステップＳ１９）。すなわち、表示制御部１８は、図４に示すように、ステップＳ１７において特定された、案内経路がフロントウインドウ上の表示領域内で、物体Ｃに重なる部分を、連続的な図形、具体的には、連続する線Ｄで描画する。

次に、断続表示の描画が行われる（ステップＳ２０）。すなわち、表示制御部１８は、図４に示すように、ステップＳ１７において特定された、案内経路がフロントウインドウ上の表示領域内で、物体Ｃに重ならない部分を、断続的な図形、具体的には、断続する矢印Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３で描画する。

次に、表示部１９に表示画像が出力される（ステップＳ２３）。すなわち、表示制御部１８は、ステップＳ１９およびステップＳ２０において描画された画像を、表示画像情報として表示部１９に出力する。

これにより、表示部１９は、表示制御部１８からの表示画像情報に基づき画像を生成してフロントウインドウに投影し、人間の視野に直接に映し出す。その後、シーケンスはステップＳ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。

実施例１に係る車両用表示装置によれば、表示制御部１８は、フロントウインドウ上の表示領域内で、案内経路と前方物体判断部１５で判断された物体Ｃとが重なる部分を連続する線Ｄで描画し、案内経路と物体Ｃとが重ならない部分を断続する矢印Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３で描画する。表示部１９は、表示制御部１８により描画された画像を表示する。従って、注意喚起対象（案内経路、道路標識、道路標示）の近くに別の物体があっても、表示を容易に読み取ることができる。

また、案内経路の全体を連続的な図形で表示すると、表示のための計算量が膨大になる。しかし、物体Ｃに重なる部分だけを連続的な表示とすることにより、計算量を少なくすることができるので、他の表示に充当する計算量を増やすことができる。

なお、図５に示すように、連続する線Ｄの先端に進行方向を示す矢印Ｅを付加して描画するようにしてもよい。これによれば、交差点内における自車両の進むべき方向が、より明確になる。

また、図６に示すように、連続する線Ｄの両端部Ｄ１，Ｄ２を、物体Ｃの輪郭の外部にある断続する矢印Ｂ２，Ｂ３まで延長して描画するようにしてもよい。これによれば、連続する線Ｄと断続する矢印Ｂ２，Ｂ３とで描画された案内経路がより見やすくなる。

また、図７に示すように、連続する線Ｆと、断続する矢印Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３とを組み合わせて表示するようにしてもよい。この際、連続する線Ｆと断続する矢印Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３とを異なる色彩で描画するのが好ましい。この構成によれは、図３に示すような断続する矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３に加え、図４に示すような連続する線Ｄも描画されるので、案内経路が強調され、その認識が容易になる。

また、図８に示すように、断続する矢印Ｈ１〜Ｈ１２で描画し、且つ、図３に示した一般的な例の矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３（構成要素）の間隔（所定間隔）よりも矢印の間隔を狭めて表示してもよい。あるいは、図３に示した一般的な例の矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３（構成要素）の数（所定数）よりも矢印（構成要素）の数を増やして表示してもよい。この構成によれば、線のみで描画した場合に比べ、案内経路がより理解しやすくなる。

さらに、図９に示すように、断続する図形、具体的には、断続する矢印Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３で表示し、矢印Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の形状または大きさの少なくとも１つを変更して表示するようにしてもよい。この構成によれば、線のみで描画した場合に比べ、案内経路がより見やすくなり、進むべき方向を理解しやすくなる。

（実施例２）
本発明の実施例２に係る車両用表示装置の構成は、図１に示した実施例１に係る車両用表示装置の構成と同じであり、動作のみが異なる。したがって、以下では、動作を中心に説明する。
図１０は、本発明の実施例２に係る車両用表示装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下においては、実施例１に係る車両用表示装置と同じ処理を行うステップには、図２に示した実施例１に係る車両用表示装置の処理のステップと同じ符号を付して説明を簡略化する。

ステップＳ１１〜ステップＳ１７まで処理は、図２に示したものと同じであるので、ここでは、その説明は省略する。

ステップＳ１７の処理の後に、連続表示の色・輝度が決定される（ステップＳ１８）。すなわち、表示制御部１８は、次のステップＳ１９で行われる連続表示の描画において使用される連続的な図形、具体的には、連続する線の色および輝度を決定する。

次に、連続表示の描画が行われる（ステップＳ１９）。すなわち、表示制御部１８は、ステップＳ１７において特定された、案内経路がフロントウインドウ上の表示領域内で、物体（車両）に重なる部分を、連続的な図形、具体的には、連続する線であって、且つ、ステップＳ１８で決定した色および輝度で描画する。次に、断続表示の描画が行われる（ステップＳ２０）。

次に、表示部１９に表示画像が出力される（ステップＳ２３）。その後、シーケンスはステップＳ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。

以上説明したように、本発明の実施例２に係る車両用表示装置では、ナビゲーション装置１３で算出された案内経路と前方物体判断部１５で判断された物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、色および輝度の変更により強調された連続する線で描画する。したがって、図１１に示すように、先行する物体Ｃの色に応じて案内経路と物体Ｃとがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分Ｊを背景の補色にしたり、背景が明るい場合は重なる部分Ｊも明るくしたりできるので、表示を見やすくすることができる。

なお、上述した実施例２では、案内経路と物体（車両）とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を描画する連続する線の色および輝度を変更するように構成したが、色または輝度の少なくとも１つを変更するように構成できる。

（実施例３）
本発明の実施例３に係る車両用表示装置の構成は、図１に示した実施例１に係る車両用表示装置の構成と同じであり、動作のみが異なる。したがって、以下では、動作を中心に説明する。

図１２は、本発明の実施例３に係る車両用表示装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下においては、実施例１に係る車両用表示装置と同じ処理を行うステップには、図２に示した実施例１に係る車両用表示装置の処理のステップと同じ符号を付して説明を簡略化する。

ステップＳ１１〜ステップＳ１９まで処理は、図２に示したものと同じであるので、ここでは、その説明は省略する。

ステップＳ１９の処理の後に、断続表示の描画が行われる（ステップＳ２０）。次に、フロントウインドウ上の表示領域内で、交差点形状と前方の物体との重なる部分が特定される（ステップＳ２１）。すなわち、表示制御部１８は、ステップＳ１４で取得した交差点形状情報によって示される交差点形状のうち、ステップＳ１６で取得した物体の形状と重なる部分を特定する。

次に、前方の物体に重なる部分の交差点形状が描画される（ステップＳ２２）。すなわち、表示制御部１８は、ステップＳ２１で特定された交差点形状を描画する。次に、表示部１９に表示画像が出力される（ステップＳ２３）。その後、シーケンスはステップＳ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。

本発明の実施例３に係る車両用表示装置では、フロントウインドウ上の表示領域内で、ナビゲーション装置１３から取得された交差点形状と前方物体判断部１５で判断された物体とが重なる部分の交差点を描画する。したがって、図１３に示すように、先行する物体Ｃに隠された部分である交差点Ｋ１，Ｋ２を、物体Ｃを透視しているように表示できるので、ドライバーは交差点Ｋ１，Ｋ２の状況を詳しく知ることができる。

なお、上述した実施例３では、車両を透視しているように交差点形状を描画する場合を例に挙げて説明したが、交差点形状に限らず、一般の道路形状にも適用できる。例えば、案内経路がカーブしており、そのカーブの状態が物体（車両）で隠れて見えないような場合であっても、物体（車両）を透視しているように表示できる。したがって、ドライバーは道路がカーブしている状況を詳しく知ることができる。

１１ ＧＰＳアンテナ
１２ 地磁気センサ
１３ ナビゲーション装置
１４ 前方カメラ
１５ 前方物体判断部
１６ 視点検知カメラ
１７ 視点位置判断部
１８ 表示制御部
１９ 表示部
２１ 交差点データ
２２ 地図データ
２３ 加速度センサ
２４ ジャイロセンサ
２５ 演算部

Claims (10)

1. 自車両の目的地への案内経路を表示する車両用表示装置であって、
   前記自車両の進行すべき経路を案内する案内経路を算出するナビゲーション装置と、
   前記自車両の前景を撮影する前方カメラと、
   前記前方カメラで撮影された前景の画像に基づき前記自車両の前方の走行路面上に存在する物体を判断する前方物体判断部と、
   前記ナビゲーション装置で算出された案内経路と前記前方物体判断部で判断された物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重なる部分を、前記案内経路と前記物体とがフロントウインドウ上の表示領域内で重ならない部分と異なる形態で描画する表示制御部と、
   前記表示制御部で描画された画像をフロントウインドウの位置と重複するように設けられた前記表示領域に表示する表示部と、
   を備えることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記表示制御部は、前記重なる部分を連続的な図形で描画し、前記重ならない部分を断続的な図形で描画することを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
3. 前記表示制御部は、前記重なる部分を連続する線で描画することを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
4. 前記表示制御部は、前記重なる部分の先端に進行方向を示す矢印を描画することを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
5. 前記表示制御部は、前記重なる部分の連続的な図形の両端を、前記重ならない部分の断続的な図形まで延長して描画することを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
6. 前記表示制御部は、前記重なる部分を、連続的な図形と断続的な図形との組み合わせにより描画することを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
7. 前記表示制御部は、前記重なる部分を、断続的な図形の構成要素の間隔を所定間隔よりも狭めまたは断続的な図形の構成要素の数を所定数よりも増やして描画することを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
8. 前記表示制御部は、前記重なる部分を、各々の形状または大きさの少なくとも１つを変えた断続的な図形で描画することを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
9. 前記表示制御部は、前記重なる部分を、色または輝度の少なくとも１つを前記重ならない部分と異なるように描画することを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
10. 前記表示制御部は、前記重なる部分の道路形状を描画することを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。

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