CN110244460A - 车辆投影显示设备 - Google Patents

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Abstract

将显示优先级分配给要以虚拟图像投影显示的各个显示内容。当检测到新的障碍物或每个显示内容的重要程度由于情况变化而在很大程度上改变时，多个显示内容根据分配给它们的各个优先级重新定位。用于引起注意的显示内容将作为虚拟图像在尚未被驾驶员识别的障碍物附近显示。优先级低于引起注意的显示内容的优先级的显示内容被重新定位到远离障碍物的地方。不需要与真实图像重叠的显示内容被重新定位到接近驾驶员的区域。

Description

车辆投影显示设备
发明领域
本发明涉及一种用于在驾驶员开车时在他或她的视野内或附近投射可视信息的车辆投影显示设备。
背景技术
在汽车等车辆中，可以使用平视显示器(HUD)显示驾驶员所必需的信息。当使用平视显示器时，可视信息是以驾驶员通过挡风玻璃看到的虚拟图像的形式投影显示的，以便可视信息能在驾驶员的视野内场景(道路等)被叠加或在现场附近被看到。
因此，使用平视显示器显示信息时，驾驶员可以在他或她查看驾驶必须的指示道路环境状况等场景相同的视野内显示的的虚拟图像而无需在很大程度上移动观看点。
另一方面，涉及驾驶辅助信息显示设备的专利文件1公开了一种用于在使用平视显示器等的情况下增加车辆外部障碍物的能见度的技术。更具体地说，驾驶辅助信息显示设备配备有用于在显示屏上显示驾驶辅助信息的控制单元、用于检测车辆外部障碍物的位置的障碍物检测单元、以及用于检测驾驶员眼球位置的眼球检测单元。控制单元基于眼球和障碍物的检测位置将驾驶辅助信息的显示位置更改为不位于连接眼球位置及障碍物位置的直线的位置上。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]JP-A-2017-149335
[发明内容]
[本发明解决的问题]
在使用平视显示器的情况下，实际存在的真实图像和由平视显示器投影的虚拟图像出现在驾驶员的视野中以便相互重叠。因此，通过使用AR(增强现实)技术，可以在平视显示器上以驾驶员作为真实图像增强版本的一部分视觉识别的方式来显示虚拟图像。
例如，通过正确检测在真实图像存在的三维空间中的虚拟图像的显示位置，可以在适当位置以适当大小在道路表面或道路旁边显示实际不存在的道路标志、标记等的虚拟图像，以将其重叠在实际图像上，就像它实际存在一样。这种平视显示器被称为重叠式平视显示器或AR-HUD。
然而，在使用这种重叠式平视显示器的情况下，可能出现这样的情况，即，虚拟显示的虚拟图像使得驾驶员应该视觉识别的重要的真实图像(如行人或其他车辆等障碍物)难以看见。这可能会使驾驶员很难确保驾驶的安全或使驾驶员感到在他或她的视野中显示的虚拟图像令人讨厌。
解决上述问题的一个方法是选择采用专利文献1中公开的技术。然而，简单将位于连接驾驶员眼球位置以及障碍物位置的直线上虚拟显示的虚拟图像移动到不在直线上重叠的位置可能会引起其他问题。
例如，如果驾驶员尽管他或她不知道附近的障碍物，却移动他或她的视线以便跟着移动的虚拟图像，则可能延迟发现障碍物从而降低驾驶的安全性。相反，如果驾驶员尽管他或她已经完全识别了障碍物，想要视觉识别的显示的虚拟图像却被移动到另一个位置，则每次虚拟图像被移动时驾驶员需要在很大程度上移动他或她的视线。结果，驾驶员会觉得这种显示器很讨厌。
当另一个障碍物存在于已被驾驶员识别的障碍物附近时，在驾驶员只意识到两个障碍物中的一个的状态下，驾驶员的视线可能被移动。这是降低驾驶员安全性的另一种情况。此外，在多个虚拟图像在不同位置显示的情况下，只要在障碍物上重叠显示的虚拟图像被移动到另一个位置，则所显示的虚拟图像整体会排列成难以视觉识别的虚拟图像。驾驶员会感觉到这种显示很讨厌。
本发明是在上述情况下作出的，因此，本发明的目的是提供一种车辆投影显示设备，它使驾驶员能够很容易地识别新出现的或在重要程度上已经增加的障碍物，并抑制驾驶员觉得显示内容讨厌的可能性。
[解决问题的手段]
为了达到上述目的，本发明提供一种具有以下(1)至(5)项所述的特征的车辆投影显示设备：
(1)一种车辆投影显示设备，用于在驾驶员视野内或附近投射可视信息，以使所述可视信息与真实图像重叠，包括：
显示信息生成单元，其生成表示要呈现给所述驾驶员的多个相应显示内容的多条信息；
优先级分配单元，其用于将显示的优先级分配给由所述显示信息生成单元生成的所述多个相应显示内容；
障碍物检测单元，其检测可能影响车辆驾驶的障碍物；和
显示位置调整单元，其至少当所述障碍物检测单元检测到新的障碍物时，根据所述优先级分配单元分配的所述优先级，对所述多个显示内容的显示位置进行重新安置。
(2)根据(1)所述的车辆投影显示设备，其中，所述显示位置调整单元将分配给与所述障碍物检测单元检测到的新障碍有关的特定显示内容的第一优先级与分配给所述多个显示内容中其他显示内容的优先级做比较，并将优先级低于所述第一优先级的显示内容设置为所述重新安置的目标。
(3)根据(1)所述的车辆投影显示设备，其中，在所述多个显示内容中，所述显示位置调整单元将要求在真实图像上重叠显示可视信息的特定显示内容以外的显示内容，移动到比移动前的显示位置更接近驾驶员的指定区域并持续显示被移动的所述显示内容。
(4)根据(1)所述的车辆投影显示设备，其中，所述显示位置调整单元监测所述多个相应显示内容的重要程度和它们的变化，如果检测到显示内容的优先级变化大于规定值，则根据分配给所述多个显示内容的所述优先级，分别重新安置所述多个显示内容的显示位置。
(5)根据(1)至(4)的任一项所述的车辆投影显示设备，其中，如果通过所述重新安置所移动的显示内容与所述障碍物检测单元检测到的障碍物的区域重叠，则所述显示位置调整单元将再次将所述显示内容移动到障碍物的区域的外部。
在具有上述配置(1)的车辆投影显示设备中，当检测到新的障碍物时，显示位置调整单元将显示内容进行重新安置，由此，建立一个驾驶员可以轻易识别检测到的新障碍物的状态。此外，由于结果显示位置反映分配给相应显示内容的优先级，具有高优先级的显示内容以及低优先级的显示内容可以在不同条件下被重新安置。这样能够防止驾驶员感觉显示的虚拟图像讨厌，同时使得驾驶员更容易地识别障碍。
在具有上述配置(2)的车辆投影显示设备中，显示内容的优先级低于使驾驶员能够轻易识别新检测到的障碍物的特定显示内容的优先级。例如，这能强调特定显示内容的存在从而使驾驶员更容易发现新的障碍物。
根据具有上述配置(3)的车辆投影显示设备，因为除了特定显示内容以外的显示内容(即，仅轻微与真实图像相关的显示内容)被移动到靠近驾驶员的位置，则会建立这样一个状态，驾驶员可以更容易识别这些显示内容从而避免反感这些移动。通过显示这些显示内容使其与真实图像重叠但重新安置时除外，例如，可以制作适合真实图像的立体显示，这将给驾驶员留下深刻的印象。
根据具有上述配置(4)的车辆投影显示设备，即使没有检测到新的障碍物，显示内容也可以被重新安置以反映驱动状态的更改。例如，就像在很长一段时间内没有发生这样的事件后一个障碍物突然接近车辆的情况下，当显示内容的重要程度增加时显示内容可以重新安置。只有当检测到每个显示内容的重要程度增加了指定值或更多时才执行重新安置，能够避免频繁发生重新安置，则会防止驾驶员被这样的事情惹恼。
根据具有上述配置(5)的车辆投影显示设备，即使移动后显示内容的显示位置不适当，也可以通过再次移动显示内容防止在障碍物区域上重叠显示内容。因此，可以避免降低障碍物的能见度。
[本发明的优点]
根据本发明的车辆投影显示设备允许驾驶员轻易识别新出现的或在重要程度上已经增加的障碍物，从而抑制驾驶员感到显示内容讨厌的可能性。
如上文所述，简要描述了本发明。此外，当通过参考附图阅读下面将描述的用于实现本发明的方式时，将更加清楚本发明的细节。
附图说明
图1是安装了根据本发明实施例的车辆投影显示设备的车身的侧视图，并且部分是概述了它的主要组成部件是如何布置和相互连接的方框图。
图2是示出了在驾驶车辆的驾驶员的前方视野中显示的示例图像等的主视图。
图3A和图3B是示出了在车辆驾驶员的前方视野中显示的内容的真实图像和虚拟图像的示例的主视图。
图4是表示驾驶员的视点、实现和图像之间的示例关系的主视图。
图5是示出了检测到的障碍物的真实图像、驾驶员的视觉注意点和个别区域之间的示例关系的主视图。
图6是示出了检测到的障碍物的真实图像、驾驶员的视觉注意点和个别区域之间的另一个示例关系的主视图。
图7A和图7B是示出了检测到的障碍物的真实图像、驾驶员的视觉注意点和个别区域之间的进一步示例关系的主视图。
图8是示出了车辆投影显示设备的第一示例的主要操作的流程图。
图9是示出了车辆投影显示设备的第二示例的主要操作的流程图。
具体实施方式
下面，将参照附图描述根据本发明的实施例。
<车辆投影显示设备的示例配置>
图1是安装了根据本发明实施例的车辆投影显示设备的车身10的侧视图，并且部分是概述了它的主要组成部件是如何布置和相互连接的方框图。在图1中，左侧和右侧分别对应于车身10的前侧和后侧。
图1所示的车辆投影显示设备具有HUD主体11、重叠绘制控制单元(AR-ECU)12、713、视线检测装置14D、高级驾驶员辅助***(ADMS)15、以及障碍物检测装置16。
HUD主体11可以使用诸如背光的照明光将在液晶显示器等的二维屏幕上显示的图像投影到挡风玻璃WS上。由HUD主体11投射并在挡风玻璃WS上形成光学图像的光由挡风玻璃WS或设置在其附近的组合装置反射并朝驾驶员19的眼点EP反射。
因此，驾驶员19在视觉上会认为由主体11投影的图像好像是在挡风玻璃WS前形成的虚拟图像17。因为驾驶员19通过挡风玻璃WS将外部场景例如道路表面看作是真实的图像，同时，他或她能够以后者重叠在前者上的方式在视觉上识别这些真实图像和由HUD主体11投射的虚拟图像17。
重叠绘图控制单元12是一个具有生成由HUD主体11投影的各种显示内容并能在屏幕上画出他们的功能的电子控制单元。实施例中使用的重叠绘图控制单元12也具有实现增强现实(AR)的功能。更确切地说，重叠绘图控制单元12控制通过HUD主体11作为虚拟图像17投影的显示内容的显示位置、尺寸等，以使得驾驶员19可以视觉识别它们就像他们存在于三维真实空间中。也就是说，重叠绘图控制单元12根据情况的变化依次确定每个显示内容的位置和尺寸，以使得他们反映驾驶员19的眼点EP的位置以及在眼点EP实际位于的位置上的驾驶员19可以视觉识别的三维真实空间中建立场景坐标等。
导航装置13提供精确的地图信息和代表车辆周围道路状况的信息。更具体地说，导航装置13使用GPS(全球定位***)接收器测量车辆本身的位置并使用智能交通***(ITS)获得必要信息。智能交通***可以通过交换行人、道路和车辆之间的信息，提供解决各种道路交通相关问题的必要信息，例如交通事故、交通堵塞、以及环境措施。
视线检测装置14具有获取与驾驶员19的视线方向有关的信息的功能。更具体地说，视线检测装置14可以通过使用安装在方向盘18附近的仪表板上的相机对他或她的面部的位置、他或她的眼球的位置、眼球的方向等进行检测以及计算来获得与驾驶员19的视线方向有关的信息。
高级驾驶员辅助***15具有使用障碍物检测装置16和其他各种感应器识别车辆的驾驶有关的障碍物、路面位置等功能。配备了诸如暗波雷达或红外激光感应器等的高级驾驶员辅助***15可在车辆行驶方向上扫描车辆前方的指定区域，检测各种障碍物、位置和车辆行驶的道路的各自部分的形状、以及一些其他东西。
包括用于拍摄例如车辆前方场景的车辆立体相机的障碍物检测装置16基于车辆立体相机拍摄的录像能够检测可能影响车辆驾驶诸如车辆周围的行人和其他车辆的各种障碍物的位置和距离。
<在前方视野上图像等的具体示例-1>
图2示出了驾驶车辆的19岁驾驶员的前方视野的示例图等。在图2中，X轴方向是车辆的左-右方向，而Y轴方向是车辆的上-下方向。垂直于图2的纸张表面并远离读者的方向是车辆的前进方向，即视野的深度方向(Z轴方向)。
如图2所示，障碍物检测装置16检测到在视野前方存在的两个独立的检测障碍物D01和D02。被检测到的障碍物D01和D02分别为在前的车辆和行人。
在图2中，围绕检测到的障碍物D01的矩形区域的显示禁止区A0是禁止显示虚拟图像以防止由HUD主体11显示的虚拟图像阻塞对检测到的障碍物D01进行视觉识别的区域。围绕检测到的障碍物D02的矩形区域显示禁止区A1是用于防止虚拟图像阻塞对检测到的障碍物进行视觉识别的区域。诸如显示禁止区A0和A1是针对由障碍物检测装置16基于其中心位置Pc检测到的每个障碍物而确定的。
视觉注意中心点Pp(用坐标表示)是一个位于由视线检测装置14所检测到的视野中的驾驶员19的视线上的较远位置处的视觉注意点。因此，当驾驶员19通过移动他或她的眼点EP、头或眼睛而改变他或她的视线方向时，视觉注意中心点Pp的位置就会发生变化。
如图2所示，由重叠绘图控制单元12生成的各种显示内容的可视信息在多个相应的内容显示区20B、20C和20D中作为虚拟图像17显示。内容显示区20B、20C和20D的位置和显示尺寸由重叠绘图控制单元12根据每时每刻驾驶员19视野中真实图像的情况控制，以使得它们恰好作为增强现实的一部分。
重叠绘图控制单元12生成的具体示例显示内容如下：
(1)引起注意显示，例如使驾驶员19容易识别障碍物的标记。
(2)箭头图案，例如在交叉口上显示以指示行驶改变方向。
(3)虚拟标志或路面标记的图案，其在车辆行驶的道路上实际上不存在。
(4)指示车辆行驶状态特征信息，例如当前车速。
重叠绘图控制单元12通过在驾驶员19的视野中将上述显示内容显示为虚拟图像来辅助安全驾驶。但是，如果如在图2所示的在前方视野中每个内容显示区20B和20D靠近检测到的障碍物D02，则所显示的虚拟图像可能与真实图像重叠而阻碍真实图像的视觉识别。此外，由于受到所显示的虚拟图像的干扰，驾驶员可能会延迟对出现在显示的虚拟图像附近的已检测到的障碍物D02的视觉识别。为了解决这些问题，重叠绘图控制单元12执行稍后描述的控制。
<在前方视野上图像等的具体示例-2>
图3A和图3B的每一个都是示出了在驾驶员19的前方视野中显示的内容的真实图像和虚拟图像的示例。
当驾驶员19实际在道路上驾驶车辆时，可能会出现驾驶员19的视野中的图像等从图3A所示的状态更改为图3B所示的状态的情况。如图3A所示，只有检测到的障碍物D01(前进的车辆)作为与车辆驾驶有关的障碍物存在，所需的显示内容作为虚拟图像在各个内容显示区20B、20C、和20D中显示。另一方面，图3B示出了作为检测到的障碍物D02的行人加上检测到的障碍物D01的情况。
因此，例如，如果驾驶员19还没有识别检测到的障碍物D02，为了辅助如图3B所示情况下的安全驾驶，***需要引起驾驶员19的注意以让他或她意识到检测到的障碍物D02的出现。
据此，重叠绘图控制单元12显示用于引起注意的显示内容，例如非常接近检测到的障碍物D02的箭头图案(例如，在内容显示区20A中)。此外，重叠绘图控制单元12对其他重要程度较低的其他显示内容重新安置，以便将其移到远离视觉注意中心点Pp和检测到的障碍物的D02的位置上，以防止它们阻碍驾驶员19视觉识别检测到的障碍物D02。
也就是说，内容显示区20B、20C、和20D按照图3所示的运动矢量21B、21C、和21D所指示的方向分别从图3A所示的位置移动到图3B所示的位置。这建立了一种驾驶员19可以轻易识别到新检测到的障碍物D02的状态。
图3A和图3B的例子是以下四种显示内容CA、CB、CC和CD作为一个整体存在被HUD主体11作为虚拟图像1投影显示的情况。
CA：引起对障碍物的注意的内容；(优先级)＝1(最高)
CB：第二项内容；(优先级)＝2
CC：第三项内容；(优先级)＝3
CD：第四个内容；(优先级)＝4(最低)。
显示内容CB、CC和CD显示在各自的内容显示区域20B、20C、和20D中。例如，显示内容CA显示在与障碍物20A相邻的位置。在上面的例子中，这四种显示内容CA-CD被分配各自的优先级。优先级别可反映驾驶情况的变化。
因此，在以图3B所示的方式重新安置内容显示区域20B、20C、和20D时，会考虑到显示区域20B-20D中显示的显示内容CB-CD的所分配的优先级分别调整他们的目标位置。例如，即使要显示具有最低优先级的显示内容CD的内容显示区20D被移动到相对较远的位置也不会出现问题。从可见性的观点来看，优先将具有相对高优先级的显示内容CB移动到接近驾驶员19的位置。
<位置关系的具体示例-1>
图4示出驾驶员19的眼点EP、视线和图像之间的示例位置关系。
如图4所示，可以通过基于视线检测装置14检测的驾驶员19的眼点EP的位置和视线的方向，计算二维平面30中的视觉注意中心点Pp。还可以计算视觉注意中心点Pp与在远离Z轴方向(即视线延伸的一侧)的内容显示区20B等内显示的各个显示内容的虚拟图像之间的X轴方向和Y轴方向的相对位置关系、检测到的障碍物D02、以及显示禁止区A1。
<位置关系的具体示例-2>
图5示出了检测到的障碍物的真实图像、驾驶员19的视觉注意点和各个区域之间的示例关系。
图5所示的例子是，行人作为被检测到的障碍物D02出现在驾驶员19的前方视野中且视觉注意中心点Pp不位于障碍物区A2中。
障碍物区A2是由重叠绘图控制单元12以障碍物中心位置Pc为参考确定的一个由障碍物检测装置16所检测到的障碍物D02的障碍物中心位置周围的矩形区域。例如，障碍物区A2由二维平面30(X-Y坐标平面)的左上角坐标PLT和右下角坐标PRB确定的。
在图5所示的示例中，基于障碍物区A2和视觉注意中心点Pp来确定检测到的障碍物D02的显示禁止区A1。更具体地，显示禁止区A1被确定为具有圆角的近似矩形区域，并且包含障碍物区A2并比它大由与距离Lmin相对应的区域。距离Lmin被确定为视觉注意中心点Pp与障碍物区A2的外周之间的最小距离。但是，如果距离Lmin的宽度大于HUD主体11的显示范围的相应宽度，则显示禁止区A1被确定为使得距离Lmin被固定为具有与显示范围的相应宽度的一半相等的宽度。
<位置关系的具体示例-3>
图6示出了检测到的障碍物的真实图像、驾驶员19的视觉注意点和各个区域之间的另一个示例关系。
在图6所示的示例中，行人作为被检测到的障碍物D02出现在驾驶员19的前方视野中且视觉注意中心点Pp位于障碍物区A2中。
障碍物区A2是由重叠绘图控制单元12以障碍物中心位置Pc为参考确定的一个由障碍物检测装置16所检测到的障碍物D02的障碍物中心位置周围的矩形区域。例如，障碍物区A2由二维平面30(X-Y坐标平面)的左上角坐标PLT和右下角坐标PRB确定的。
在图6所示的示例中，检测到的障碍物D02的显示禁止区A1B被确定为以视觉注意中心点Pp为中心且半径等于距离Lmax的圆形区域。距离Lmax被确定为视觉注意中心点Pp与障碍物区A2的外周之间的最大距离。然而，如果距离Lmax的宽度大于HUD主体11的显示范围的相应宽度，则显示禁止区A1B被确定为使得距离Lmax被固定为具有与显示范围的相应宽度的一半相等的宽度。
<位置关系的具体示例-4>
图7A和图7B示出了检测到的障碍物D02的真实图像、驾驶员19的视觉注意点和各个区域之间的进一步的示例关系。
如图7A和图7B所示的示例，位于驾驶员19前方视野的二维平面30被以视觉注意中心点Pp为参考分为四个区域，即第一区A01、第二区A02、第三区A03和第四区A04，它们分别是相对于视觉注意中心点Pp的X-Y坐标的右下角区域、右上角区域、左下角区域、以及左上角区域。
在驾驶员19的实际视野中，第一区A01和第三区A03对应于在深度方向(Z轴方向)上实际距离比视觉注意中心点Pp更近的区域，并且第二区A02和第四区A04对应于在深度方向上实际距离比视觉注意中心点Pp更远的区域。如图7A和图7B所示的示例，检测到的障碍物D01位于第四区A04且检测到的障碍物D02位于第二区A02。
如图7A所示的示例中，在初始状态下，将内容显示区20B设置为与分配给新出现的检测到的障碍物D02的显示禁止区A1重叠的位置。因此，为了消除这种重叠，重叠绘制控制单元12沿远离视觉注意中心点Pp的移动向量21B(径向)指示的方向移动(重新安置)内容显示区20b。
然而，即使以与图7A所示的例子相同的方式在内容显示区域20B或类似区域被重新安置之后，它可能仍然与显示禁止区A1重叠。在这样的情况下，如图7B的示例中所示，内容显示区域20B或类似区域再次被重新安置。
如图7B所示的本例中，连接视觉注意中心点Pp与障碍物中心位置Pc的直线以各种角度围绕视觉注意中心点Pp旋转以搜索可以防止内容显示区域20B与显示禁止区A1重叠的角度。内容显示区20B基于在被发现的运动矢量21B方向上延伸的直线重新安置，从而位于显示禁止区A1之外。
在重叠型平视显示器的显示屏上，虚拟图像可以被布置成适用于真实图像，例如在增强现实的情况下。因此，在重新安置内容显示区20B、20C和20D时，可以在考虑到其在深度方向上的位置来显示各自显示内容的虚拟图像17。例如，当出现一个新检测到的障碍物D02时，内容显示区20B-20D在深度方向(Z轴方向)上被重新安置到离其当前位置较远的位置且不会引起内容显示区20B-20D与二维平面30中的障碍物区A1重叠。
<示例操作-1>
图8是示出了车辆投影显示设备的第一示例的主要操作。重叠绘图控制单元12使HUD主体11投影必要时生成的各个显示内容的图像，并通过使用增强现实技术使虚拟图像17与真实图像重叠。重叠绘图控制单元12在重叠虚拟图像17时执行如图8所示的控制。
在步骤S11中，当障碍物接近在驾驶员19前方视野的HUD主体11的显示范围时，障碍物检测装置16或14的存在及其位置和形状。重叠绘图控制单元12从高级驾驶员辅助***15获得的包括检测到的障碍物的位置的信息。
在步骤S12中，大约与步骤S11同时，重叠绘图控制单元12从视线检测装置14获得指示驾驶员19的最新视线的信息。
在步骤S13中，重叠绘图控制单元12给由重叠绘图控制单元12显示的各个显示内容分配优先级。例如，步骤S13可在定期重复执行的进程中执行。确定每个指定的优先级以反映相应内容的重要程度。例如，根据危险度和所需信息新鲜度计算每个内容的重要程度，并根据确定的重要程度分配优先级。
重叠绘图控制单元12可以基于指示视线方向的信息确定视线上的远点视觉注意点(视觉注意中心点Pp)的坐标。如果检测到接近HUD主体11的显示范围的新的障碍物，则在步骤S14，重叠绘图控制单元12会在监测在步骤S11中检测到的障碍物的位置信息以及视觉注意点的坐标的同时进行比较，而判断视觉注意中心点Pp是否在新的障碍物的障碍物区A2上停留了规定的时间。
如果视觉注意中心点Pp在障碍物区A2上停留了规定的时间，即驾驶员19已经意识到新的障碍物，则过程从步骤S14移到步骤S15。在这种情况下，虽然不必引起驾驶员19的注意使他或她意识到新障碍物的存在，但是必须防止虚拟图像17阻碍这个障碍物的视觉识别。因此，在步骤S15中，重叠绘图控制单元12打开所有显示内容的位置调整标志。
如果视觉注意中心点Pp没有在障碍物区A2上停留规定的时间，即驾驶员19没有意识到新的障碍物，则过程从步骤S14移到步骤S16。在这种情况下，使驾驶员19的早意识到新障碍物的存在非常重要。因此，在步骤S16中，重叠绘图控制单元12只使用优先级低于显示内容(CA)的优先级的显示内容来引起对新的障碍物的注意，并打开这些显示内容的位置调整标志。
在步骤S17-S23中，重叠绘图控制单元12调整各显示内容的显示位置，以使各显示内容在步骤S15或S16时成为重新安置目标，即位置调整标志处于打开状态的显示内容。更具体地说，首先，在步骤S17中，重叠绘制控制单元12选择以最低优先级的显示内容(CD)作为此时的位置调整目标。在完成本显示内容的位置调整后，在步骤S23中，重叠绘图控制单元12作为此时的位置调整目标，选择优先级紧接着刚刚处理的显示内容的优先级最低的显示内容。如果它的位置调整标志是打开的，它将进行位置调整。通过重复执行步骤S18-S23按顺序调整各个重新安置目标显示内容的显示位置。
更具体地，以下列方式调整各自重新安置目标显示内容的显示位置。首先，在步骤S19中，障碍物检测装置16测量到新障碍物的距离，以及重叠绘图控制单元12获得从驾驶员19的眼点到位于视线的一个很远的位置的障碍物的深度方向(z轴方向)上的距离信息。
在步骤S20中，重叠绘图控制单元12在二维平面30中的显示禁止区A0和A1(在投影面内)之外设置调整目标显示内容的显示位置，并使用步骤S19获取的距离信息，将调整目标显示内容移动到比障碍物更远的位置。例如，在显示内容在路面显示的情况下，重叠绘图控制单元12改变显示内容的显示位置，使其位于路面上更远的位置。在步骤S21中，重叠绘图控制单元12关闭显示位置调整的显示内容的位置调整标志。
如果显示内容不能通过步骤S20的显示位置调整而相对于路面或另一个物体(真实图像)定位，则图标作为有关显示内容的替代按规定的时间显示。
如图8所示的过程通过重叠绘图控制单元12重复执行。因此，如图8所示的过程至少在每次障碍物检测装置16检测新障碍物时被执行，且在必要时重新安置显示内容。
例如，如果驾驶员19调整了座椅的位置或坐姿或改变了他或她的脸或头的位置，则视线检测装置14检测到的眼点EP的位置和视线变化方向，并且各个显示内容的显示位置将相应地自动调整。也就是说，相应的显示内容中的虚拟图像17被显示在适当的位置以便虚拟图像17和真实图像之间的相对位置关系在驾驶员19的前方视野中不会变化。
<示例操作-2>
图9示出了车辆投影显示设备的第二示例主要操作。图9所示的示例性操作是图8所示的第一示例性操作的修改版本。重叠绘图控制单元12使HUD主体11投射生成的显示内容，并使用增强现实技术使虚拟图像17与真实图像重叠。下面将描述重叠绘图控制单元12在做这样的重叠显示时执行的图9所示的控制。
在步骤S31中，叠加绘制控制装置12计算各自显示内容(CA-CD)的重要程度并定期更新它们当前的重要程度。例如，正确计算各个显示内容的重要程度以便它们能够反映车速的变化、到各个检测到的障碍物的距离变化、检测到的障碍物的数量变化、车辆行驶的道路特征的变化、周围亮度的变化、时间段的变化等。
在步骤S32中，重叠绘图控制单元12将相应的显示内容的变化量与预定的阈值进行比较。如果存在显示内容的重要程度大于或等于阈值的情况，则进程移动到步骤S33以执行显示内容的重新安置。也就是说，在图9所示的过程中，显示内容根据其重要程度的变化而被重新安置，不管是否检测到新的障碍或发生了改变驾驶员19视线的事件。通过将重新安置的执行时间仅限制在当存在其重要程度已经改变到很大程度的显示内容时，可以避免频繁的重新安置，并且降低能见度以及防止驾驶员19感到厌烦。
在步骤S33中，重叠绘图控制单元12根据其最新的重要程度(即步骤S31更新的结果)给各个显示内容分配优先级。更具体地说，重叠绘图控制单元12提升重要程度高的显示内容的优先级并降低重要程度低的显示内容的优先级。
在步骤S34中，重叠绘图控制单元12判断处理目标显示内容是否需要与真实图像重叠。例如，用于引起对障碍物的注意力的显示内容和需要在路面上显示诸如道路标志或标记以适合道路上的障碍物或位置(真实图像)。另一方面，没有必要调整指示车辆状态诸如车辆速度的显示内容的位置，这样就可以在任何真实的图像上显示。
为了处理需要叠加在真实图像上的显示内容，过程从步骤S34移动到步骤S35。在步骤S35中，重叠绘制控制单元12根据步骤S33分配的优先级，改变二维平面30中的处理目标显示内容的显示位置，以使得其在远离视觉注意中心点Pp的径向方向上向外移动。具有高优先级的显示内容例如用于引起对障碍物注意的显示内容被排除在重新安置的目标之外。
为了处理不需要叠加在真实图像上的显示内容，过程从步骤S34移动到步骤S36。在步骤S36中，重叠绘图控制单元12移动处理目标显示内容到比移动前更接近驾驶员19的位置。因此，重新安置的显示内容的可见性得到了提高。
例如，在如图7A和图7B所示的示例中，位于视觉注意中心点Pp以下的第一区A01和第三区A03在深度方向上靠近驾驶员19，且位于视觉注意中心点Pp之上的第二区A02和第四区A04在深度方向上远离驾驶员19。因此，不需要在任何真实图像上重叠的显示内容的移动目的地被设置在第一区A01或第三区A03而不管真实图像的位置，并且这样的显示内容被移动到位于运动之前的位置，该位置位于径向或外部的位置。
在步骤S36的重新安置可以使处理目标显示内容在显示禁止区A1(步骤S37)上重叠。在这种情况下，流程从步骤S37移动到步骤S38，其中，重叠绘图控制单元12再次向外移动显示内容的显示位置。
更具体地说，如图7B所示，连接视觉注意中心点Pp与障碍物中心位置Pc的直线围绕视觉注意中心点Pp旋转以搜索可以防止内容显示区域与显示禁止区A1重叠的角度。内容显示区(20B)基于被发现的方向重新安置，从而位于显示禁止区A1之外。
在重新安置处理目标显示内容时，重叠绘图控制单元12也在步骤S39中执行三维位置调整。更具体地说，在二维平面30中沿径向向外移动显示内容的显示位置时，重叠绘图控制单元12例如根据真实图像的位置，即车外景象，将显示内容移动到比当前显示位置更远的位置，且位于显示禁止区A0和A1以外。
<车辆投影显示设备的优点>
例如，在上述的车辆投影显示设备中，如果由HUD主体11投影的虚拟图像显现以和真实图像重叠时出现了新的障碍物，对显示内容进行重新安置使虚拟图像不妨碍对障碍物(S15)真实图像的视觉识别。这样可以更容易确保驾驶安全。在驾驶员19没有意识到障碍物的情况下，优先级低于用于引起对新目标物的注意的显示内容CA的优先级的显示内容将重新安置到远离新目标物的位置，同时显示内容CA保持在新障碍物附近显示(S16)。这使得驾驶员19能轻易识别新目标物的出现。
即使没有出现新的障碍，如果每个显示内容的重要程度由于情况的变化发生了很大的变化，则显示内容被重新安置(S35，S36)。这使得更容易确保驾驶安全，因为很大可能会影响驾驶的障碍物被阻止与虚拟图像重叠。此外，由于不需要与真实图像重叠的显示内容被移到接近驾驶员19的位置，从而允许它们更容易地被视觉识别(S36)。因此，他们的虚拟图像在可见性上被提高，并且防止了驾驶员19感觉显示内容的重新安置讨厌。
由于重新安置是在每个显示内容中的重要性在很大程度上发生变化时执行的(S32)，因此可以避免频繁发生重新安置。此外，如果移动的显示内容的虚拟图像重叠在障碍物区域上，则显示内容被重新安置以调整其显示位置(S38)。因此，可以可靠地防止虚拟图像重叠在真实图像上。
根据本发明实施例的车辆投影显示装置的特点将以[1]至[5]项的形式概述如下：
[1]一种用于在驾驶员视野内或附近投射可视信息以使所述可视信息在真实图像上显示的车辆投影显示设备，包括：
显示信息生成装置(重叠绘图控制单元12)，其生成表示要呈现给驾驶员的多个相应的显示内容的多条信息片段；
优先级分配装置(S13，S33)，其用于将显示优先级分配给由所述显示信息生成装置生成的多个相应的显示内容；
障碍物检测装置(障碍物检测装置16、S11)，其检测可能影响车辆驾驶的障碍物；和
显示位置调整装置(S20)，其至少当障碍物检测装置检测到新的障碍物时，根据优先级分配装置分配的优先级对多个显示内容的显示位置进行相应地重新安置。
[2]根据[1]所述的车辆投影显示设备，其中，显示位置调整装置将分配给与障碍物检测装置检测到的新障碍有关的特定显示内容(CA)的第一优先级与分配给多个显示内容(CB、CC、CD)中其他显示内容的优先级做比较，并将优先级低于第一优先级的显示内容设置为重新安置的目标(S16)。
[3]根据[1]所述的车辆投影显示设备，其中，在多个显示内容中，显示位置调整装置将要求在真实图像上重叠显示可视信息的特定显示内容以外的显示内容移动到比移动前的显示位置更接近驾驶员的指定区域并持续显示被移动的显示内容(S36)。
[4]根据[1]所述的车辆投影显示设备，其中，所述显示位置调整装置监测所述多个相应显示内容的重要程度和它们的变化(S31，S32)，如果检测到优先级变化大于规定值的显示内容，则根据分配给多个显示内容的优先级，分别重新安置多个显示内容的显示位置(S35，S36)。
[5]根据[1]至[4]的任一项所述的车辆投影显示设备，其中，如果通过重新安置所移动的显示内容位于障碍物检测装置检测到的障碍物区域上，则显示位置调整装置将再次移动显示内容到障碍物的外部区域(S38)。
[参考数字及标记的描述]
10：车身
11：HUD主体
12：重叠绘图控制单元
13：导航装置
14：视线检测装置
15：高级驾驶员辅助***
16：障碍物检测装置
17：虚拟图像
18：方向盘
19：驾驶员
20A、20B、20C、20D：内容显示区21B、21C、21D：运动矢量
30：二维平面
A0、A1、A1B：显示禁止区
A2：障碍物区
A01：第一区
A02：第二区
A03：第三区
A04：第四区
D01、D02：检测到的障碍物
EP：眼点
Pc：障碍物中心位置
Pp：视觉注意中心点
PLT：左上角坐标
PRB：右下角坐标
WS：挡风玻璃

Claims (5)

1.一种车辆投影显示设备，用于在驾驶员视野内或附近投射可视信息，以使所述可视信息与真实图像重叠，包括：
显示信息生成单元，其生成表示要呈现给所述驾驶员的多个相应显示内容的多条信息；
优先级分配单元，其用于将显示的优先级分配给由所述显示信息生成单元生成的所述多个相应显示内容；
障碍物检测单元，其检测可能影响车辆驾驶的障碍物；和
显示位置调整单元，其至少当所述障碍物检测单元检测到新的障碍物时，根据所述优先级分配单元分配的所述优先级，对所述多个显示内容的显示位置进行重新安置。
2.根据权利要求1所述的车辆投影显示设备，其中，所述显示位置调整单元将分配给与所述障碍物检测单元检测到的新障碍有关的特定显示内容的第一优先级与分配给所述多个显示内容中其他显示内容的优先级做比较，并将优先级低于所述第一优先级的显示内容设置为所述重新安置的目标。
3.根据权利要求1所述的车辆投影显示设备，其中，在所述多个显示内容中，所述显示位置调整单元将要求在真实图像上重叠显示可视信息的特定显示内容以外的显示内容，移动到比移动前的显示位置更接近驾驶员的指定区域并持续显示被移动的所述显示内容。
4.根据权利要求1所述的车辆投影显示设备，其中，所述显示位置调整单元监测所述多个相应显示内容的重要程度和它们的变化，如果检测到显示内容的优先级变化大于规定值，则根据分配给所述多个显示内容的所述优先级，分别重新安置所述多个显示内容的显示位置。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的车辆投影显示设备，其中，如果通过所述重新安置所移动的显示内容与所述障碍物检测单元检测到的障碍物的区域重叠，则所述显示位置调整单元将再次将所述显示内容移动到障碍物的区域的外部。
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