JP2016062368A - 車両用周辺情報表示システム及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
表示エリア外の障害物に対して注意喚起でき、障害物の接近状態を的確に把握させることができ、ドライバの運転を支援することができる。
【解決手段】
車外情報取得部２００は、車両周辺の他車両Ｗを検出し、他車両Ｗの挙動を予測し、他車両Ｗがヘッドアップディスプレイ装置１００の表示エリアＥに侵入する侵入位置を予測し、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車外情報取得部２００が予測する侵入位置に従い他車両Ｗを強調する注意喚起虚像Ｖ１を表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、実景とともに表示画像を視認させる車両用周辺情報表示システム及び表示装置に関する。

ヘッドアップディスプレイ装置（表示装置）は、自車両前方の風景に重畳画像を重ねて表示することで、実景に情報などを付加・強調した拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）を生成し、車両を運転するユーザの視線移動を極力抑えつつ、所望の情報を的確に提供することで、安全で快適な車両運行に寄与することができるものである。

ヘッドアップディスプレイ装置が表示する画像の一つとして、車両前方に存在する特定の対象物を囲んで強調する強調画像があり、ユーザに対象物の存在を認識させるものが、特許文献１に記載されている。

特表２００４−５３５９７１号公報

しかしながら、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示エリアが限られているため、表示エリア外の対象物については、強調表示することができない。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、表示エリア外の障害物に対して注意喚起でき、障害物の接近状態を的確に把握させることができ、ドライバの運転を支援することができる車両用周辺情報表示システム及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の車両用周辺情報表示システムは、車両周辺の障害物を検出し、前記障害物の挙動を予測する挙動予測手段と、表示エリアに表示される画像をユーザに視認させる表示装置と、を備え、前記挙動予測手段は、前記障害物が前記表示エリアに侵入する侵入位置を予測し、前記表示装置は、前記挙動予測手段が予測する前記侵入位置に従い前記障害物を強調する注意喚起画像を表示するものである。

また、本発明の表示装置は、上記車両用周辺情報表示システムに用いられ、前記挙動予測手段が予測する前記侵入位置に従い前記障害物を強調する注意喚起画像を表示するものである。

本発明によれば、表示エリア外の障害物に対して注意喚起でき、障害物の接近状態を的確に把握させることができ、ドライバの運転を支援することができる。

本発明の実施形態における車両用周辺情報表示システムの構成を説明する図である。 上記実施形態における車両の乗員が視認する景色を説明する図である。 上記実施形態における車両の乗員が視認する景色を説明する図である。 上記実施形態におけるエリア外注意喚起虚像の変形例を示した図である。

図１に本実施の形態に係る車両用周辺情報表示システム１のシステム構成を示す。
本実施形態に係る車両用周辺情報表示システム１は、虚像Ｖを表す表示光Ｌを自車両２のフロントガラス２ａに投影し、虚像Ｖを自車両２の乗員（ユーザ）３に視認させるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置）１００と、自車両２の周辺の車外状況などを取得する車外情報取得部２００と、車外情報取得部２００から入力される情報に基づき、ＨＵＤ装置１００の表示を制御する表示コントローラ３００と、から構成される。

ＨＵＤ装置（表示装置）１００は、後述する表示コントローラ３００による制御の下、フロントガラス２ａの表示エリアＥに表示光Ｌを向けることで、表示エリアＥ内に虚像Ｖを乗員３に視認させる。なお、後述する表示コントローラ３００は、図示しない視点位置検出手段により、乗員３の視点位置を検出することができ、表示コントローラ３００は、乗員３の視点位置に基づいて、虚像Ｖが視認される位置を調整する。これにより、乗員３は、自車両２の外景における特定対象（他車両）Ｗに位置合わせされた虚像Ｖを視認することができる。

車外情報取得部２００は、自車両２の前方を撮像し、自車両２の前方の状況を推定する前方情報取得部（挙動予測手段）２０１と、自車両２の後側方の状況を推定する後方情報取得部（挙動予測手段）２０２と、を備え、それぞれが取得した情報を後述する表示コントローラ３００に出力するものである。

前方情報取得部（挙動予測手段）２０１は、自車両２の前方の情報を取得するものであり、本実施形態では、自車両２前方側を撮像するステレオカメラ２０１ａと、このステレオカメラ２０１ａで取得された撮像データを解析する撮像画像解析部（図示しない）と、を有する。

ステレオカメラ２０１ａは、自車両２が走行する道路を含む前方領域を撮像するものであり、前記撮像画像解析部がステレオカメラ２０１ａで取得された撮像データをパターンマッチング法により画像解析することで、道路上の特定対象Ｗ（他車両）の有無を解析することができ、さらに三角測量の原理に基づく画像解析により特定対象Ｗと自車両２との間の距離（相対的な位置関係）を算出することができる。また、前記撮像画像解析部は、自車両２と他車両Ｗとの距離を連続的または断続的に検出し、その時間差分などの比較により自車両２の速度を基準とした他車両Ｗの相対速度を算出することができる。すなわち、前方情報取得部２０１は、後述する表示コントローラ３００に自車両２に接近する他車両Ｗの相対距離及び相対速度を出力する。また、前方情報取得部２０１は、車車間通信や路上の通信インフラを介した路車間通信等の通信手段を有し、互いの車両位置とその時間的差分によって相対的な位置関係や相対速度を求めてもよい。

後方情報取得部（挙動予測手段）２０２は、自車両２の後方から側方に存在する他車両Ｗとの距離を測定する測距センサであり、例えば、測距カメラやレーダセンサ等によって構成される。後方情報取得部２０２は、自車両２に接近する他車両Ｗを認識可能であり、自車両２と他車両Ｗとの距離を連続的または断続的に検出し、その時間差分などの比較により自車両２の速度を基準とした個々の他車両Ｗの相対速度を算出することができる。すなわち、後方情報取得部２０２は、後述する表示コントローラ３００に自車両２に接近する他車両Ｗとの相対的な位置関係及び相対速度を出力する。また、後方情報取得部２０２は、車車間通信や路上の通信インフラを介した路車間通信等の通信手段を有し、互いの車両位置とその時間的差分によって相対距離や相対速度を求めてもよい。

表示コントローラ３００は、ＣＰＵ，グラフィックコントローラなどを含むＥＣＵ（Electrical Control Unit）である。表示コントローラ３００は、ＨＵＤ装置１００に供給する画像データや処理を実行するためのプログラムなどを記憶するＲＯＭ３０１と、車外情報取得部２００から入力される情報に基づき、ＲＯＭ３０１から画像データを読み出して描画データを生成する情報画像生成手段３０２と、ＨＵＤ装置１００の表示制御を行う表示制御手段３０３と、を有する。

情報画像生成手段３０２は、車外情報取得部２００から入力される情報に基づき、ＲＯＭ３０１から画像データを読み出し、他車両Ｗに関する情報からエリア外注意喚起虚像Ｖ１，マーク虚像Ｖ２の表示形態や表示する位置を決定し、描画データを生成する。

情報画像生成手段３０２は、他車両Ｗが表示エリアＥ外に存在する場合、前方情報取得部２０１及び後方情報取得部２０２から入力する自車両２と他車両Ｗとの相対的な位置関係および相対速度に基づいて他車両Ｗの進路を予測する。情報画像生成手段３０２は、他車両Ｗが自車両２の前方に割り込んで来た場合に表示エリアＥのどの位置から侵入してくるかを予測する。情報画像生成手段３０２は、他車両Ｗが侵入してくる可能性がある表示エリアＥの位置にエリア外注意喚起虚像Ｖ１を表示させる描画データを生成する。

また、情報画像生成手段３０２は、他車両Ｗが表示エリアＥ内に存在する場合、前方情報取得部２０１から入力する他車両Ｗの位置に基づいて、他車両Ｗの少なくとも一部を囲んで強調するマーク虚像Ｖ２を表示させる描画データを生成する。

以下に、エリア外注意喚起虚像Ｖ１及びマーク虚像Ｖ２の表示例を、図２，３を用いて説明する。図２，３は、乗員３が視認する前方の風景を示した図であり、時間経過した際の様子を（ａ）から（ｃ）にかけて図示してある。乗員３は、図２，３に示すように、フロントガラス２ａ越しに他車両Ｗとエリア外注意喚起虚像Ｖ１及びマーク虚像Ｖ２とを視認する。なお、ＨＵＤ装置１００の表示エリアＥは、図２，３において、矩形状に図示しているが、矩形状でなくてもよく、例えば台形形状などであってもよい。

図２は、他車両Ｗが自車両２よりも速い速度で表示エリアＥに侵入してきた場合の様子を示した図である。
他車両Ｗが後方から自車両２を追い越してきた場合、情報画像生成手段３０２は、他車両Ｗの挙動を推測し、他車両Ｗが表示エリアＥ内に侵入する位置（侵入位置）と表示エリアＥ内に侵入してくる方向（進入方向）を予測し、表示エリアＥ内の予測した侵入位置にエリア外注意喚起虚像Ｖ１を表示する。エリア外注意喚起虚像Ｖ１は、例えば、複数のアローヘッド形状の画像からなる画像である。情報画像生成手段３０２は、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の指示方向を、例えば、他車両Ｗの中心位置を指示するように調整する。図２（ａ）は、右車線を走行する他車両Ｗが自車両２より相対速度が速い場合を示しており、情報画像生成手段３０２は、表示エリアＥにおいて、他車両Ｗよりも上方に視認される位置にエリア外注意喚起虚像Ｖ１を配置し、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の指示方向を、他車両Ｗの中心を指示するように右下方向に向ける。

表示エリアＥ内に他車両Ｗが侵入してきた場合、情報画像生成手段３０２は、図２（ｂ）に示すように、表示エリアＥ内に侵入した他車両Ｗの一部を覆う部分マーク虚像Ｖ２ａを表示する描画データを生成する。この際、情報画像生成手段３０２は、エリア外注意喚起虚像Ｖ１のアローヘッド画像の数を少なくする。そして、マーク虚像Ｖ２の全体が表示エリアＥ内で表示可能となった場合、図２（ｃ）に示すように、他車両Ｗを囲むようにマーク虚像Ｖ２を表示し、エリア外注意喚起虚像Ｖ１を非表示にする。
このように、本実施形態における車両用周辺情報表示システム１は、表示エリアＥ外に存在する他車両Ｗが、表示エリアＥ内に侵入してくる侵入位置を予測し、エリア外注意喚起虚像Ｖ１を予測した侵入位置に表示することで、表示エリアＥの限られた範囲内で、より広範囲の特定対象（他車両）Ｗに対して注意喚起することができ、他車両Ｗが侵入してくる進路を予測することができるため、乗員３は、自車両２の前方に侵入してきた他車両Ｗに対して迅速に対応することができる。また、他車両Ｗを囲むように他車両Ｗの存在を強調するマーク虚像Ｖ２を表示開始した（部分マーク虚像Ｖ２ａを表示した）際、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の視認性を低下させることで、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の表示対象となる他車両Ｗを指示しつつ、乗員３の注意をエリア外注意喚起虚像Ｖ１からマーク虚像Ｖ２に円滑に向けさせることができ、他車両Ｗの接近を的確に乗員３に知らせることができる。

さらに、別の表示例を、図３を用いて説明する。図３は、他車両Ｗが自車両２と同等の速度で表示エリアＥに侵入してきた場合の様子を示した図である。
他車両Ｗが略同等の速度で隣の車線から自車両２が走行する車線に侵入してきた場合、情報画像生成手段３０２は、他車両Ｗの挙動を推測し、他車両Ｗが表示エリアＥ内に侵入する位置（侵入位置）を予測し、予測した侵入位置にエリア外注意喚起虚像Ｖ１を表示する。そして、情報画像生成手段３０２は、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の指示方向を、例えば、他車両Ｗの中心位置を指示するように調整する。図３（ａ）は、右車線を走行する他車両Ｗが自車両２より同等の速度で走行している場合を示しており、情報画像生成手段３０２は、表示エリアＥにおいて、他車両Ｗと同じ高さにエリア外注意喚起虚像Ｖ１を配置し、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の指示方向を、他車両Ｗの中心を指示するように右方向に向ける。

表示エリアＥ内に他車両Ｗが侵入してきた場合、情報画像生成手段３０２は、図３（ｂ）に示すように、表示エリアＥ内に侵入した他車両Ｗの一部を覆う部分マーク虚像Ｖ２ａを表示する描画データを生成する。この際、情報画像生成手段３０２は、エリア外注意喚起虚像Ｖ１のアローヘッド画像の数を少なくし、部分マーク虚像Ｖ２ａと重ならないように移動する。そして、マーク虚像Ｖ２の全体が表示エリアＥ内で表示可能となった場合、図３（ｃ）に示すように、エリア外注意喚起虚像Ｖ１を非表示にする。

以上に説明したように、本実施形態における車両用周辺情報表示システム１は、自車両２と他車両Ｗとの相対的な位置関係と相対速度に応じて、表示エリアＥ内に他車両Ｗが侵入してくる侵入位置と侵入方向とを予測し、予測した他車両Ｗが表示エリアＥ内に侵入してくる侵入位置と侵入方向に基づき、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の位置を配置するため、乗員３は、エリア外注意喚起虚像Ｖ１を視認するだけで、他車両Ｗが侵入してくる進路を予測することができ、自車両２の前方に侵入してきた他車両Ｗに対して迅速に対応することができる。

エリア外注意喚起虚像Ｖ１は、他車両Ｗの相対速度が自車両２よりも大きくなる程、表示エリアＥの上方側に配置され、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の指示方向が大きく下方側に傾く。すなわち、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の配置により、他車両Ｗが侵入してくる位置を知ることができ、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の指示方向により、他車両Ｗが侵入してくる方向と、自車両２と他車両Ｗとの相対速度の大きさを認識させることができる。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

上記実施形態では、エリア外注意喚起虚像Ｖ１をアローヘッド形状としたが、図４（ａ）に示すような三角形状や、図４（ｂ）に示すような矢印形状であってもよい。

また、上記実施形態では、部分マーク虚像Ｖ２ａを表示する際、複数の画像からなるエリア外注意喚起虚像Ｖ１の一部を非表示にしたが、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の視認性を低下させるために、エリア外注意喚起虚像Ｖ１の輝度や色を変化させることで視認性を低下させてもよい。

なお、ＨＵＤ装置１００は、本発明の特許請求の範囲に記載の表示装置の一例である。本発明における表示装置は、虚像Ｖを表示するＨＵＤ装置１００以外に、ＴＦＴなど表示エリアＥに実像を表示する表示器で構成されてもよい。この場合、撮像カメラ（図示しない）により自車両２の周辺を撮像し、撮像画像を前記表示器の表示エリアＥに表示する。そして、表示エリアＥの外側に他車両Ｗが存在する場合、他車両Ｗを指示するエリア外注意喚起画像（図示しない）を表示エリアＥ内に表示し、表示エリアＥ内に他車両Ｗが存在する場合、他車両Ｗを囲むマーク画像（図示しない）を表示エリアＥ内に表示する。

１ 車両用周辺情報表示システム
２ 自車両
３ 乗員（ユーザ）
１００ ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置、表示装置）
２００ 車外情報取得部（挙動予測手段）
２０１ 前方情報取得部（挙動予測手段）
２０１ａ ステレオカメラ
２０２ 後方情報取得部（挙動予測手段）
３００ 表示コントローラ
Ｌ 表示光
Ｖ 虚像
Ｖ１ エリア外注意喚起虚像（注意喚起画像）
Ｖ２ マーク虚像（マーク画像）
Ｖ２ａ 部分マーク虚像（部分マーク画像）
Ｗ 特定対象（他車両、障害物）

Claims (6)

1. 車両周辺の障害物を検出し、前記障害物の挙動を予測する挙動予測手段と、
   表示エリアに表示される画像をユーザに視認させる表示装置と、を備え、
   前記挙動予測手段は、前記障害物が前記表示エリアに侵入する侵入位置を予測し、
   前記表示装置は、前記挙動予測手段が予測する前記侵入位置に従い前記障害物を強調する注意喚起画像を表示する、
   ことを特徴とする車両用周辺情報表示システム。
2. 前記挙動予測手段は、自車両と前記障害物との相対速度を検出可能であり、
   前記表示装置は、前記挙動予測手段が検出する自車両と前記障害物との相対速度に基づいて、前記注意喚起画像の位置と指示する方向を調整可能とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用周辺情報表示システム。
3. 前記表示装置は、前記障害物が前記表示エリア内にある場合、前記障害物の少なくとも一部を囲むマーク画像を表示し、前記障害物が前記表示エリアの外側から内側に侵入した際、前記マーク画像の一部を示す部分マーク画像を表示する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用周辺情報表示システム。
4. 前記表示装置は、前記部分マーク画像を表示する際、前記注意喚起画像の視認性を低下させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用周辺情報表示システム。
5. 前記表示装置は、前記虚像予測手段が検出する前記自車両と前記障害物との相対速度が大きい程、前記注意喚起画像を前記表示エリアの上方側に表示させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用周辺情報表示システム。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用周辺情報表示システムに用いられる表示装置。
   
   
   
   
   

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