JP2002144913A - 車両用表示装置及び表示装置を有する自動車 - Google Patents
車両用表示装置及び表示装置を有する自動車Info
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Abstract
況に関する情報を違和感無く適度に運転者に伝え、該道
路状況に応じた適切な運転操作を可能とする車両用表示
装置を提供すること。 【解決手段】 実際には存在しない仮想の先行車を運転
者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、前記仮想先
行車表示手段で表示される仮想先行車の走行状態を変更
する仮想先行車制御手段とを有し、前記仮想先行車制御
手段を、前記仮想先行車が自車両の所定時間経過後の走
行状態を表すように該仮想先行車の走行状態を変更する
手段とした。
Description
び表示装置を有する自動車に関し、具体的には自車両前
方の障害物やカーブといった道路状況に関する情報を運
転者に対して表示する装置に関する。
サなどを用いて検出し、その内容を運転者に認識させる
ものとして、例えば特開平11−339192号公報に
示すものがある。この公報では、自車両周辺に存在する
車両をディスプレイ上に表示し、該周辺車両と自車両間
の距離などに応じて判断した該周辺車両の緊急度に応じ
て、ディスプレイ上に表示される車両の色などの表示形
態を変更するものが記載されている。
は、所謂ナビゲーションシステムを用いた車両におい
て、自車両前方にカーブの存在を認識した時、該カーブ
へ進入する際の適正速度を算出し、自車両速度が該適正
速度を超えていると判断した時、ディスプレイ上にその
旨を警告表示し運転者に注意を喚起するものが記載され
ている。
11−339192号公報に記載の技術にあっては、ど
れが緊急度の高い車両かは認識しやすいものの、色など
の表示形態の変更だけでは、緊急度の程度を認識し、そ
れに対しどのような対応動作をすべきか、運転者が瞬時
に判断するのは困難である。また、従来この種の表示装
置を使用していない運転者にとっては、習熟するまで違
和感を持つといった問題もある。
術にあっても、警告表示では自車両前方におけるカーブ
の存在と自車両が速度超過にあることは認識できても、
どの程度減速すれば良いかが分かり難い。例え、ディス
プレイ上に表示される地図情報に自車両前方のカーブの
曲率が示されていても、これにより自車両の減速度合い
を推定するのは習熟を要し、特に警告表示後では該地図
情報を見る余裕も無い場合もあり、適正な速度でカーブ
に進入できない恐れもある。
もので、その目的とするところは、自車両前方の障害物
やカーブといった道路状況に関する情報を違和感無く適
度に運転者に伝え、該道路状況に応じた適切な運転操作
を可能とする車両用表示装置を提供することにある。
め、請求項1記載の発明では、図1にクレーム概念図に
示すように、実際には存在しない仮想の先行車を運転者
の前方に表示する仮想先行車表示手段と、前記仮想先行
車表示手段で表示される仮想先行車の走行状態を変更す
る仮想先行車制御手段とを有し、前記仮想先行車制御手
段は、前記仮想先行車が自車両の所定時間経過後の走行
状態を表すように該仮想先行車の走行状態を変更する手
段であることを特徴とする。
概念図に示すように、実際には存在しない仮想の先行車
を運転者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、自車
両前方の道路状況を検出する前方道路状況検出手段と、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記
前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況と
前記走行状態検出手段により検出された走行状態とに基
づき、前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先行車
の走行状態を変更する仮想先行車制御手段と、を有する
ことを特徴とする。
求項2に記載の車両用表示装置において、前記仮想先行
車表示手段は、前記仮想先行車を、運転者の前方の透過
ガラス上に、運転者から見て自車両進行方向の車線内に
走行しているように表示する手段であることを特徴とす
る。
求項2に記載の車両用表示装置において、前記仮想先行
車表示手段は、前記仮想先行車を、運転車の目の前方に
装着するモニタ上に、運転者から見て自車両進行方向の
車線内に走行しているように表示する手段であることを
特徴とする。
求項2に記載の車両用表示装置において、前記仮想先行
車表示手段は、前記仮想先行車の表示・非表示を運転者
の操作により切換える表示切換え手段を有する手段であ
ることを特徴とする。
求項2に記載の車両用表示装置において、前記仮想先行
車表示手段は、前記仮想先行車の車種・形状・色につい
て、運転者の操作により選択する仮想先行車選択手段を
有する手段であることを特徴とする。
の車両用表示装置において、前記前方道路状況検出手段
は、少なくとも、ナビゲーションシステムによる自車位
置検出手段と、自車両に搭載され自車両前方の道路環境
を認識する前方道路環境認識手段と、インフラから送信
される自車両前方の道路環境情報を受信するインフラ情
報受信手段と、を有する手段であることを特徴とする。
の車両用表示装置において、前記走行状態検出手段は、
自車両の車両挙動に関し、少なくとも、車速と、前後加
速度と、ヨーレイトとを検出する車両挙動検出手段と、
運転者の操作状態に関し、少なくとも、操舵角と、アク
セル操作量と、ブレーキ操作量とを検出する運転操作検
出手段と、を有する手段であることを特徴とする。
の車両用表示装置において、前記仮想先行車制御手段
は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態と
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状
況とに基づき、自車両から前記仮想先行車までの距離を
変更して表示する手段を有することを特徴とする。
載の車両用表示装置において、前記仮想先行車制御手段
は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態と
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状
況とに基づき、前記仮想先行車のロール、ピッチ、ヨー
を変更して表示する手段を有することを特徴とする。
載の車両用表示装置において、前記仮想先行車制御手段
は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態と
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状
況とに基づき、自車両の減速を要すると判断した場合、
仮想先行車を減速して表示する仮想先行車減速手段を有
することを特徴とする。
記載の車両用表示装置において、前記仮想先行車減速手
段は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態
と前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路
状況とに基づき、前記仮想先行車の目標減速度を算出
し、該目標減速度に応じて自車両から前記仮想先行車ま
での距離を変更すると共に、前記仮想先行車のブレーキ
ランプを点灯する手段を有することを特徴とする。
載の車両用表示装置において、前記仮想先行車制御手段
は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道
路状況により自車両前方に車両が存在しないと判断した
場合にのみ、前記仮想先行車を表示させることを特徴と
する。
記載の車両用表示装置において、前記仮想先行車制御手
段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方
道路状況により自車両前方に車両が存在しない状態から
存在する状態へと変化したと判断した場合、該前方道路
状況に応じて、少なくとも、前記仮想先行車に実際の先
行車を追い越させる手段、前記仮想先行車を路肩に停止
させる手段、前記仮想先行車を右左折させる手段のいず
れかを選択し、前記仮想先行車の表示を中断する手段を
有することを特徴とする。
記載の車両用表示装置において、前記仮想先行車制御手
段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方
道路状況により自車両前方に車両が存在する状態から存
在しない状態へと変化したと判断した場合、該前方道路
状況に応じて、少なくとも、前記仮想先行車を遠方から
自車両へ接近させる手段、前記仮想先行車をカーブを曲
ったところから走行させる手段のいずれかを選択し、前
記仮想先行車の表示を開始する手段を有することを特徴
とする。
記載の車両用表示装置において、前記仮想先行車制御手
段は、自車両前方に実際の車両が存在し前記仮想先行車
を表示しない場合で、前記走行状態検出手段により検出
された走行状態と前記前方道路状況検出手段により検出
された前方道路状況とに基づき自車両の減速を要すると
判断した場合、該減速判断の対象となる自車両前方の実
際の車両又は障害物に対し印を付けることを特徴とす
る。
載の車両用表示装置において、前記仮想先行車制御手段
は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道
路状況により、自車両前方に実際の車両が存在し、かつ
該実際の車両が運転者から認識困難と判断した場合、前
記仮想先行車を表示させることを特徴とする。
では、請求項1に記載の車両用表示装置、もしくは、請
求項2に記載の車両用表示装置が搭載されていることを
特徴とする。
は、実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に
表示し、該仮想先行車が自車両の所定時間経過後の走行
状態を表すようにしたため、運転者は、該仮想先行車を
通じて自車両前方の情報を違和感なく適度に把握できる
とともに、該仮想先行車に合わせて自車両の運転を行う
ことにより、次に行うべき運転操作を事前に把握でき、
適切な運転操作が可能となる。
存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示し、自車
両の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、該仮
想先行車の走行状態を変更するため、運転者は、該仮想
先行車を通じて自車両における各種車両制御装置の作動
状態や自車両前方の障害物の有無やカーブの曲率を違和
感なく把握できる。
先行車を、運転者の前方の透過ガラス上に、運転者から
見て自車両進行方向の車線内に走行しているように表示
するため、運転車は該仮想先行車を見る際、視線を移動
させる必要がなく、自然に該仮想先行車が認識できる。
先行車を、運転者の目の前方に装着するモニタ上に、運
転者から見て自車両進行方向の車線内に走行しているよ
うに表示するため、運転車は該仮想先行車を見る際、視
線を移動させる必要がなく、自然に該仮想先行車が認識
できる。
先行車の表示・非表示を運転者の操作により切換え可能
としたため、運転者が該仮想先行車を不要とするにも関
わらず、該仮想先行車が表示され煩わしさを感じること
を防ぐことができる。
先行車の車種・形状・色を運転者の操作により選択可能
としたため、運転者の好みに応じて該仮想先行車を認識
しやすくすることができる。
方の道路状況を検出する前方道路検出手段は、少なくと
も、ナビゲーションシステムによる自車位置検出手段
と、自車両に搭載され自車両前方の道路環境を認識する
前方道路環境認識手段と、インフラから送信される自車
両前方の道路環境情報を受信するインフラ情報受信手段
と、を有するため、自車両前方の障害物の有無やカーブ
の曲率といった道路状況を確実に検出することができ
る。
検出手段は、自車両の車両挙動に関し、少なくとも、車
速と、前後加速度と、ヨーレイトとを検出し、運転者の
操作状態に関し、少なくとも、操舵角と、アクセル操作
量と、ブレーキ操作量とを検出するため、自車両の走行
状態を確実に検出することができる。
走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、自車両か
ら前記仮想先行車までの距離を変更して表示することと
したため、運転者は、該距離の変化を通じて自車両や自
車両前方の情報を違和感無く把握することができる。
の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、前記仮
想先行車のロール、ピッチ、ヨーを変更して表示するこ
ととしたため、運転者は、該仮想先行車の車両挙動を通
じて自車両や自車両前方の情報を違和感無く把握するこ
とができる。
の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、自車両
の減速を要すると判断した場合、前記仮想先行車を減速
して表示することとしたため、運転者は該仮想先行車の
動きから自車両前方の情報を違和感無く適度に把握で
き、自車両を減速する際に要する適切な減速操作が可能
となる。
11において前記仮想先行車を減速して表示する際、自
車両の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき該仮
想先行車の目標減速度を求め、該目標減速度に応じて自
車両から該仮想先行車までの距離を変更するとともに、
該仮想先行車のブレーキランプを点灯することとしたた
め、運転者は実際に先行車がいる場合と同様に、該距離
及びブレーキランプにより自車両前方の情報を違和感無
く適度に把握でき、自車両を減速する際に要する適切な
減速操作が可能となる。
前方に車両が存在しない場合にのみ、仮想先行車を表示
することとしたため、該仮想先行車と実際の先行車が干
渉することが無く、運転者が違和感を持つことが無い。
前方に車両が存在しない状態から存在する状態へと変化
した場合、自車両前方の道路状況に応じて、少なくと
も、前記仮想先行車に実際の先行車を追い越させる手
段、前記仮想先行車を路肩に停止させる手段、前記仮想
先行車を右左折させる手段のいずれかを選択し、該仮想
先行車の表示を中断することとしたため、運転者にとっ
て違和感無く該仮想先行車の表示を中断することができ
る。
前方に車両が存在する状態から存在しない状態へと変化
した場合、自車両前方の道路状況に応じて、少なくと
も、前記仮想先行車を遠方から自車両へ接近させる手
段、前記仮想先行車をカーブを曲ったところから走行さ
せる手段のいずれかを選択し、前記仮想先行車の表示を
開始することとしたため、運転者にとって違和感無く該
仮想先行車の表示を開始することができる。
前方に実際の車両が存在し前記仮想先行車を表示しない
場合で、自車両の走行状態と自車両前方の道路状況とに
基づき、自車両の減速を要すると判断した場合、該減速
判断の対象となる自車両前方の実際の車両又は障害物に
対し印を付けることとしたため、該仮想先行車が表示さ
れていない場合でも、運転者は自車両前方の情報を的確
に把握することができる。
前方に実際の車両が存在し、かつ該実際の車両を、大雨
や霧により運転者が認識困難となった場合には、前記仮
想先行車を表示することとしたため、運転者は実際に先
行車がいる場合と同様に、該仮想先行車により自車両前
方の情報を違和感無く適度に把握できる。
にあっては、請求項1に記載の車両用表示装置、もしく
は、請求項2に記載の車両用表示装置が搭載されている
ため、自車両前方の障害物やカーブといった道路状況に
関する情報を違和感無く適度に運転者に伝え、該道路状
況に応じた適切な運転操作を可能な表示情報が得られる
自動車を提供することができる。
用表示装置を、第1の実施例〜第3の実施例に基づいて
説明する。
図3は第1の実施例の車両用表示装置を示す全体システ
ム図である。図3において、1は運転者の操舵量を表す
操舵角を検出する操舵角センサ、2はアクセル操作量を
表すアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、3は
ブレーキ操作量を表すマスタシリンダ液圧を検出するマ
スタシリンダ液圧センサであり、それぞれ運転者の運転
状態を検出する(走行状態検出手段の運転操作検出手段
に相当)。
ーであり、レーザーレーダー4の検出信号は前方検知コ
ントローラ21に入力される。また、7はミリ波レーダ
ーであり、このミリ波レーダー7の検出信号も前方検知
コントローラ21に入力される。前方検知コントローラ
21では、両方の検出結果信号を信号処理し、先行車が
存在する場合には車間距離などの算出を行う。5は自車
両前方をモニタする単眼カメラであり、この単眼カメラ
5により検出された映像情報は画像コントローラ22に
入力され、路面上の白線を検知し、自車両の横位置、前
方道路の曲率などを算出する。これらレーザーレーダー
4、ミリ波レーダー7及び単眼カメラ5により自車両か
ら自立的に車両前方の道路状態を検出する(前方道路状
況検出手段の前方道路環境認識手段に相当)。
人工衛星からの信号により、自車両の位置を正確に検出
する。この位置情報は、データベース化された地図情報
と比較参照することで、自車両の地図上の位置や車両前
方の路面形状などが算出される(前方道路状況検出手段
の自車位置検出手段に相当)。
報を受信する路車間通信用受信機であり、インフラが設
置されている場合は、前方の路面情報を検出することが
できる(前方道路状況検出手段のインフラ情報受信手段
に相当)。
の加速度センサ、14は各輪の車輪速センサであり、こ
れらのセンサ8,9,14により自車両の走行状態を検
出する(走行状態検出手段の車両挙動検出手段に相
当)。
タ用カメラであり、検出された画像は顔画像コントロー
ラ23に入力され、運転者の目の位置を検出する。
センサ1,2,3,8,9,14やGPSコントローラ
12、路車間通信用受信機13、前方検知コントローラ
21、画像コントローラ22及び顔画像コントローラ2
3からの信号が入力される。
コントローラ20からの指令に従って仮想の先行車を投
影する投影器である(仮想先行車表示手段に相当)。ま
た、16は運転者の警告音を発する警報用スピーカであ
り、運転者に急な制動を促す場合に警報を発生する。ま
た、15は仮想先行車の表示を行う仮想先行車表示スイ
ッチであり、運転者の操作により、仮想先行車の表示の
ON/OFFが選択できるようになっている(表示切換
え手段に相当)。
て説明する。レーザーレーダー4及びミリ波レーダー7
の車間距離測定部の先端とフロントガラス11における
車両モデルの投影部Pとの間の距離をmとすると、仮想
先行車までの車間距離Lと上記距離mとを加えた距離
「L+m」の距離に仮想先行車が存在するように、フロ
ントガラス11上に車両モデルを投影すればよい。投影
器10の画像AB、フロントガラス11に投影される画
像をPQとすると、投影器10の倍率nは、n=PQ/
ABとなる。距離「L+m」離れた位置にある先行車の
像をXYとすると、PQ=XYとなるように倍率nを調
整すればよい。上記n=PQ/ABの式を図4のaとs
に置き換えると、n=s/aとなり、投影器10からフ
ロントガラス11までの距離を固定すると、前述の倍率
nとなるように、レンズ10aと画像表示器10bとの
距離aを調整すればよい。これによりフロントガラス1
1上には、図6に示すように、前方の風景の中に車両モ
デル200が投影される。
れる制御プログラムの一例を示すフローチャートであ
り、仮想先行車制御手段に相当するものである。この処
理は図示せざるオペレーティングシステムで一定時間毎
の定時割り込み遂行される。
1,2,3,8,9,14から操舵角δ、アクセル開度
Acc、マスタシリンダ液圧Pm、ヨーレイトdφ、前後
加速度Xg、横加速度Yg、各車輪速Vwi(i=1〜4)
が読み込まれる。仮想先行車表示スイッチ15からはス
イッチ信号Fonが読み込まれる。また、画像コントロー
ラ22より、自車両の横変位Yoff、前方の道路曲率β
が、また、前方検知コントローラ21より、先行車まで
の車間距離Lが読み込まれる。また、顔画像コントロー
ラ23より、運転者の目の高さHmが読み込まれ、さら
に、路車間通信用受信機13より、前方の障害物までの
距離Xm、または、前方のカーブまでの距離Xc及びカ
ーブの半径Rcが読み込まれ、GPSコントローラ12
より、自車両の座標(Xao,Yao)と前方の道路旋回半
径Rgがそれぞれ読み込まれる。
算出される。本実施例では、通常走行時は各輪の車輪速
より次式に従って前輪車輪速Vw1,Vw2の平均で車速V
が算出される。 V=(Vw1+Vw2)/2 …(1) なお、本実施例では、前輪が従動輪、後輪が駆動輪のい
わゆる後輪駆動車を例として扱っている。また、ABS
制御などが作動している場合は、ABS制御内で推定さ
れた推定車速を用いるようにする。
a,Ya)が算出される。本実施例では、GPSコント
ローラ12内で既に人工衛星からの信号に基づいた車両
位置を基に地図情報とのマッチングを行うことで算出さ
れた自車両の座標(Xao,Yao)に対し、画像コントロ
ーラ22からの自車両の横変位Yoffにより補正を加
え、自車両位置(Xa,Ya)を算出する。例えば、図
7に示すように、自車両の座標(Xao,Yao)が走行車
線の中心にあり、かつ、画像コントローラ22からの自
車両の横変位Yoffが0でない場合、実際には横変位Yo
ffだけずれていることになるため、自車両位置を(X
a,Ya)=(Xao,Yao+Yoff)と修正する。
(Xb,Yb)が算出される。本実施例では、基本状態
は、自車両の前方走行車線上に基準車間距離Lroだけ離
れた位置を仮想先行車位置とする。ここで、基準車間距
離Lroは、車速Vに応じて図8の車速Vが高いほど長い
基準車間距離Lroとする特性に従って求められるものと
する。簡単のためX軸方向に車両が進行しているとする
と、仮想先行車位置は、(Xb,Yb)=(Xa+Lr
o,Ya)となる。
れる。本実施例では、2つの方法で減速判断を行う。第
1の判断は、ステップ103で算出した仮想先行車位置
(Xb,Yb)まで自車両が現在の走行状態を維持した
まま走行していった場合に、スムーズに走行するには減
速すべきか否かにより判断する。第2の判断は、道路に
設置されたインフラ設備から路車間通信で前方の路面情
報が受信できる場合で、かつ、障害物の存在や急カーブ
の情報がある場合には、その情報に従って、減速判断す
るものである。
ラ情報無し〉 簡単のため、仮想先行車位置(Xb,Yb)が道路の直
進部分から旋回部分にさしかかった場合について考え
る。GPSコントローラ12からの入力信号である前方
の道路旋回半径Rgと車速Vより、今後発生する左右加
速度予測値Ygfを次式にて算出する。 Ygf=V2/Rg …(2) 次に、この左右加速度予測値Ygfが減速走行しきい値Y
glmt(例えば、0.35g)に比較して大きい場合(Y
gf≧Yglmt)には、減速すべきと判断する。次に、仮想
先行車の目標減速度Xgksを次式にて算出する。 Xgks=(V−Vks)/Ts …(3) ここで、Vksは仮想先行車の目標車速であり、次式で算
出する。 Vks=√(Yglmt・Rg) …(4) また、Tsは減速時間であり、次式で算出する。 Ts=Lro/V …(5) 以上のようにして、仮想先行車を目標減速度Xgksで減
速させる判断を行う。
場合、路車間通信用受信機13より、前方の障害物まで
の距離Xm、または、前方のカーブまでの距離Xc及び
カーブの旋回半径Rcが分かっているので、その情報に
基づいて減速判断する。
場合〈インフラ情報有り〉 まず、インフラ情報から(1−a)同様、今後発生する
左右加速度予測値Ygfを次式にて算出する。 Ygf=V2/Rc …(6) 次に、この左右加速度予測値Ygfが減速走行しきい値Y
glmt(例えば、0.35g)に比較して大きい場合(Y
gf≧Yglmt)には、減速すべきと判断する。次に、仮想
先行車の目標減速度Xgksを次式にて算出する。 Xgks=(V−Vksc)/Ts2 …(7) ここで、Vkscは仮想先行車の目標車速であり、次式で
算出する。 Vksc=√(Yglmt・Rc) …(8) また、Ts2は減速時間であり、次式で算出する。 Ts2=Xc/V …(9) 以上のようにして、仮想先行車を目標減速度Xgksで減
速させる判断を行う。
フラ情報有り〉 まず、前方の障害物までの距離Xmに基づき、仮想先行
車の目標減速度Xgksを次式にて算出する。 Xgks=V2/2Xm …(10) 次に、この目標減速度Xgksが減速走行しきい値Xglmt
(例えば、0.5g)に比較して大きい場合(Xgf≧X
glmt)には、減速するべきと判断し、仮想先行車を目標
減速度Xgksで減速させる判断を行う。減速する必要が
ない場合、目標減速度Xgks=0とする。
判断が行われる。本実施例では、前方検知コントローラ
21からの信号である先行車との車間距離Lとステップ
103で算出した基準車間距離Lroとから次式に従っ
て、先行車の存在判断を行う。 L<Ka・Lro+Lm …(11) ここで、Kaは余裕係数(例えば、1.1)、Lmは車
両の長さなどを考慮したマージンで定数(例えば、5
m)である。
た場合、つまり、仮想先行車を表示するには近すぎる位
置に実在の先行車が存在する場合は、ステップ110へ
進み、仮想先行車がいない場合の表示設置を行う。な
お、先行車存在判断により、先行車無しの状態から先行
車有りの状態に状態が変化した場合には、状態変動フラ
グFchg=1をセットする。この状態変動フラグFchg
は、ハンチング防止のため、一度セットされると一定時
間保持され、その後、0リセットされるものとする。
判断した場合、つまり、仮想先行車を表示するのに十分
な前方距離があると判断した場合には、ステップ106
へ進み、仮想先行車の挙動設定を行う。なお、先行車存
在判断により、先行車有りの状態から先行車無しの状態
に状態が変化した場合には、状態変動フラグFchg=2
をセットする。この状態変動フラグFchgは、ハンチン
グ防止のため、一度セットされると一定時間保持され、
その後、0リセットされるものとする。
gksに応じて減速した場合、発生するピッチング量φp
を仮想先行車モデルから次式に従って算出する。 φp=Xgks・W・hp/(Kp−W・hp) …(12) ここで、Wは車重、Kpはピッチングの剛性、hpは車
両重心点とピッチセンタ間の距離であり、定数として扱
う。このピッチング量φpに従って、仮想先行車にピッ
チング挙動を発生させるものとする。
場合の、自車両との車間距離Lrを次式に従って算出す
る。(初期値はLroである。) Lr(n)=Lr(n-1)−Kg1・Vs(n-1)+Kg2・V(n-1) …(13) ここで、nは計算周期を表す添え字でn−1はnの一回
前の値である。また、Kg1,Kg2は計算周期に依存した
換算計数である。また、Vsは仮想先行車の車速であ
り、次式で表される。(初期値はV) Vs(n)=Vs(n-1)−Kg3・Xgks …(14) ここで、Kg3は計算周期に依存した換算計数である。こ
の車間距離Lrに従って、仮想先行車と自車両の車間距
離を表現するものとする。図9には、自車両と仮想先行
車の距離を表すイメージ図を示す。直進走行時の状態
(a)と、直進から旋回に入った状態(b)を示す。仮
想先行車の減速により、自車両と仮想先行車の車間距離
が減少していることが分かる。
φrを、仮想先行車モデルから次式に従って算出する。 φr=Ygks・W・hr/(Krf+Krr−W・hr) …(15) ここで、W波同じく車重、Krf,Krrはロール剛性(前
後)、hrは車両重心点とロール軸間の距離であり、定
数として扱う。また、Ygksは仮想先行車の左右加速度
であり、次式で算出する。なお、仮想先行車は自車両の
前方の車線の中央を走行するものとする。 Ygks=Vs2/R …(16) ここで、Rはカーブの旋回半径(RgまたはRc)、V
sは仮想先行車の車速である。
仮想先行車モデルから次式に従って算出する。 dφy=Vs・R …(17) φy=∫dφydt …(18) ただし、このヨー角φyは仮想先行車の初期状態に対す
るヨー角であるので、自車両からどのように見えるかが
必要であるため、ヨー角φyに対し、自車両のヨー角φ
y_org(検出している自車両のヨーレイトの積分から算
出)を用いて、自車両に対する仮想先行車のヨー角φy
hを次式で算出する。 φyh=φy−φy_org …(19) 続くステップ107では、仮想先行車の画像作成が行わ
れる。本実施例では、仮想先行車表示スイッチ15から
のスイッチ信号FonがON状態の時のみ加速先行車の画
像作成を行うものとする。すなわち、仮想先行車表示ス
イッチ15よりFon=ONの場合、ステップ106で算
出した、ピッチング量φp、ロール量φr、ヨー角φy
h、車間距離Lr、及び、ステップ104の減速判断に
従って仮想先行車の画像作成を行う。なお、減速判断さ
れている場合は、仮想先行車のストップランプを点灯し
ている画像を作成する。
より、先行車有りの状態から先行車無しの状態に状態が
変化したと判断されている場合、つまり、状態変動フラ
グFchg=2がセットされている場合は、現在表示され
ていない仮想先行車を表示する。状態変動フラグFchg
は一度セットされると一定時間保持されるので、その一
定時間の間に運転者にとって自然な形で仮想先行車を出
現させる。出現のさせ方は、GPSコントローラ12か
らの自車両位置に基づき、前方の道路形状などに応じて
変更する。例えば、ある程度直進が続くような前方の見
通しのいい状況の場合は、仮想先行車が遠方から徐々に
近づいてくるようにする。また、前方がカーブなどの場
合は、仮想先行車がカーブを曲がったところで見えてく
るなど、運転者にとって違和感なく表示を開始する。
像が出力される。本実施例では、ステップ107で作成
された仮想先行車の画像を運転者にとって違和感のない
位置に見えるように、投影器10によりフロントガラス
11上に仮想先行車を投影する。この場合、GPSコン
トローラ12からの前方の路面状況の情報、及び、顔画
像コントローラ23で検出された運転者の目の高さHm
を考慮して、自車両前方の走行車線上に仮想先行車が走
行しているように投影する。
され、ステップ110に進んだ場合には、仮想先行車が
いない場合の表示設置を行う。本実施例では、雨や霧な
どで前方視界の悪い場合には、運転者の目視ではよく見
えない先行車を、ミリ波レーダー7などで検知し、前方
検知コントローラ21で先行車の位置が検出できる場合
波、その位置に先行車が存在することを示すように車両
の画像をフロントガラス11に投影する。また、視界が
悪くない状態では、先行車の急制動や急な障害物などに
より運転者にブレーキ操作を促す場合には、先行車、ま
たは障害物など、その減速操作の対象となった物体にマ
ークを付けることにより、どの物体が減速操作の対象と
なったもので今後も注意を要する物体であることを運転
者に認知させる表示を行う。
より、先行車無しの状態から先行車有りの状態に状態が
変化したと判断されている場合、つまり、状態変動フラ
グFchg=1がセットされている場合は、現在表示され
ている仮想先行車を表示しなくする。状態変動フラグF
chgは一度セットされると一定時間保持されるので、そ
の一定時間の間に運転者にとって自然な形で仮想先行車
の表示をなくす。非表示のさせ方は、GPSコントロー
ラ12からの自車両位置に基づき、前方の道路形状など
に応じて変更する。例えば、仮想先行車が実先行車を追
い越して先に行く、仮想先行車が路肩に寄って停止す
る、仮想先行車が交差点などを曲がって行くなど、運転
者にとって違和感なく表示終了する。
を行う。警報が設定されると、警報用スピーカ16が警
報を発生する。警報は先行車の有無、つまり、仮想先行
車を表示していない場合や表示している場合とは無関係
に、急な減速を運転者に促す場合に警報を発生する。仮
想先行車を表示している場合に、通常の減速度を運転者
に促す場合は、仮想先行車を減速させることで十分であ
るが、さらに大きな減速が必要な場合は、当然、仮想先
行車も急減速させるが、脇見などにより運転者が前方を
十分に見ていなかった場合なども考えられるので、同時
に警報を発生させることで、運転者の認知を助ける。仮
想先行車を表示していない場合も、ステップ104で記
しているような運転者の減速を促す必要がある場合に
は、減速操作の対象となった物体にマークを付けると同
時に警報を発生させる。
の走行状態と前方道路状況とから運転者の減速操作を促
す状況であると判断した場合には、仮想先行車を減速状
態とすることで、運転者には、通常の運転状態(実在の
先行車がいる場合など)と同様に先行車が自車に近づい
てくるため、先行車との距離感や先行車の減速状態によ
り、緊急度が適度に分かり、どれくらい減速操作を行え
ばいいのかが、違和感無く把握できる。また、通常の運
転状態と同じなので、装置対する慣れなども必要ない。
緊急状態でない場合にも効果がある。見通しの悪いコー
ナでカーブの曲率を考慮すると、車両の大きな横加速度
が発生すると予想される場合は、スムーズに走行できる
車速まで仮想先行車を減速させることで、自車両の運転
者に適度な減速を促すことができる。これにより、運転
者が行うべき次の運転操作を事前にかつ自然に運転者に
認識させることで、運転者の運転負荷を軽減することが
できる。
づき減速が行われるものとして、仮想先行車の表示によ
り、運転者に情報を与える例を示している。しかし、仮
想先行車を減速させたり、警報を発生した場合でも運転
者が何らかの理由で減速操作に入らない場合、自動的に
制動力を発生させて車両を自動減速させる自動減速制御
と併用しても良い。
の実施例に対してさらに実用性を考慮して、新たに運転
者が表示する仮想先行車の車両画像を選択できる図外の
選択スイッチを設け、その選択スイッチにより、運転者
の嗜好や見やすさに応じて、車両のタイプ、形、色など
を選択できるようにしたものである(仮想先行車選択手
段に相当)。
行車の画像作成時に、第1の実施例同様、ステップ10
6で算出した、ピッチング量φp、ロール量φr、ヨー
角φyh、車間距離Lr、及び、ステップ104の減速
判断に従って仮想先行車の画像作成を行うが、この時の
車両を、例えば、セダンタイプの車両モデルからワンボ
ックスタイプの車両モデルとすることで、運転者がより
見やすい場合などに選択スイッチで選択できる。また、
道路環境や天候などにより、仮想先行車の色なども自由
に選択できるものとする。
行車表示手段として、図10に示すように、運転者がみ
ずから装着するモニタ用めがね30に、運転者から見て
時車両の進行方向の車線内に仮想先行車が見えるよう
に、仮想先行車を表示するタイプのものである。この場
合、制御の流れは、第1の実施例の図5と同様である
が、ステップ108の仮想先行車画像出力部分が異な
る。
行車の画像を運転者にとって違和感のない位置に見える
ように、投影器10によりフロントガラス11上に仮想
先行車を投影する。この場合、GPSコントローラ12
からの前方の路面状況の情報、及び、顔画像コントロー
ラ23で検出された運転者の目の高さHmを考慮して、
自車両前方の走行車線上に仮想先行車が走行しているよ
うに投影する。」となっているが、運転者がみずから装
着するモニタ用めがね30に画像を投影する場合は、固
定のフロントガラス11に投影する場合とは異なり、自
由に動く頭の位置に応じて車両モデルを写し出す必要が
ある。このため、モニタ用めがね30には、両端に図1
0に示すような発信器が装着されている。車両側にもフ
ロントガラス11の上部両端に受信機があり、これによ
りモニタ用めがね30の両端の位置座標が検出される。
これにより、顔の方向を確定し、車両の前方を見ている
場合に、前方車線が見える方向に車両モデルを投影す
る。
することでも、第1の実施例と同様に、仮想先行車表示
による運転者への注意喚起が可能になる。
レーム概念図である。
レーム概念図である。
テム図である。
を示す図である。
ントローラで実行される表示制御処理を示すフローチャ
ートである。
スを通した前方の風景の中に投影された車両モデルを示
す図である。
す図である。
の基準車間距離を決める車速に対する基準車間距離特性
図である。
自車両と仮想先行車の距離を示すイメージ図である。
いられるモニタ用めがねを示す斜視図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 実際には存在しない仮想の先行車を運転
者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、 前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先行車の走行
状態を変更する仮想先行車制御手段とを有し、 前記仮想先行車制御手段は、前記仮想先行車が自車両の
所定時間経過後の走行状態を表すように該仮想先行車の
走行状態を変更する手段であることを特徴とする車両用
表示装置。 - 【請求項2】 実際には存在しない仮想の先行車を運転
者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、 自車両前方の道路状況を検出する前方道路状況検出手段
と、 自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、 前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状
況と前記走行状態検出手段により検出された走行状態と
に基づき、前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先
行車の走行状態を変更する仮想先行車制御手段と、 を有することを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の車両用表
示装置において、 前記仮想先行車表示手段は、前記仮想先行車を、運転者
の前方の透過ガラス上に、運転者から見て自車両進行方
向の車線内に走行しているように表示する手段であるこ
とを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項4】 請求項1又は請求項2に記載の車両用表
示装置において、 前記仮想先行車表示手段は、前記仮想先行車を、運転車
の目の前方に装着するモニタ上に、運転者から見て自車
両進行方向の車線内に走行しているように表示する手段
であることを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項5】 請求項1又は請求項2に記載の車両用表
示装置において、 前記仮想先行車表示手段は、前記仮想先行車の表示・非
表示を運転者の操作により切換える表示切換え手段を有
する手段であることを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項6】 請求項1又は請求項2に記載の車両用表
示装置において、 前記仮想先行車表示手段は、前記仮想先行車の車種・形
状・色について、運転者の操作により選択する仮想先行
車選択手段を有する手段であることを特徴とする車両用
表示装置。 - 【請求項7】 請求項2に記載の車両用表示装置におい
て、 前記前方道路状況検出手段は、少なくとも、ナビゲーシ
ョンシステムによる自車位置検出手段と、自車両に搭載
され自車両前方の道路環境を認識する前方道路環境認識
手段と、インフラから送信される自車両前方の道路環境
情報を受信するインフラ情報受信手段と、を有する手段
であることを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項8】 請求項2に記載の車両用表示装置におい
て、 前記走行状態検出手段は、自車両の車両挙動に関し、少
なくとも、車速と、前後加速度と、ヨーレイトとを検出
する車両挙動検出手段と、運転者の操作状態に関し、少
なくとも、操舵角と、アクセル操作量と、ブレーキ操作
量とを検出する運転操作検出手段と、を有する手段であ
ることを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項9】 請求項2に記載の車両用表示装置におい
て、 前記仮想先行車制御手段は、前記走行状態検出手段によ
り検出された走行状態と前記前方道路状況検出手段によ
り検出された前方道路状況とに基づき、自車両から前記
仮想先行車までの距離を変更して表示する手段を有する
ことを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項10】 請求項2に記載の車両用表示装置にお
いて、 前記仮想先行車制御手段は、前記走行状態検出手段によ
り検出された走行状態と前記前方道路状況検出手段によ
り検出された前方道路状況とに基づき、前記仮想先行車
のロール、ピッチ、ヨーを変更して表示する手段を有す
ることを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項11】 請求項2に記載の車両用表示装置にお
いて、 前記仮想先行車制御手段は、前記走行状態検出手段によ
り検出された走行状態と前記前方道路状況検出手段によ
り検出された前方道路状況とに基づき、自車両の減速を
要すると判断した場合、仮想先行車を減速して表示する
仮想先行車減速手段を有することを特徴とする車両用表
示装置。 - 【請求項12】 請求項11に記載の車両用表示装置に
おいて、 前記仮想先行車減速手段は、前記走行状態検出手段によ
り検出された走行状態と前記前方道路状況検出手段によ
り検出された前方道路状況とに基づき、前記仮想先行車
の目標減速度を算出し、該目標減速度に応じて自車両か
ら前記仮想先行車までの距離を変更すると共に、前記仮
想先行車のブレーキランプを点灯する手段を有すること
を特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項13】 請求項2に記載の車両用表示装置にお
いて、 前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段
により検出された前方道路状況により自車両前方に車両
が存在しないと判断した場合にのみ、前記仮想先行車を
表示させることを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項14】 請求項13に記載の車両用表示装置に
おいて、 前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段
により検出された前方道路状況により自車両前方に車両
が存在しない状態から存在する状態へと変化したと判断
した場合、該前方道路状況に応じて、少なくとも、前記
仮想先行車に実際の先行車を追い越させる手段、前記仮
想先行車を路肩に停止させる手段、前記仮想先行車を右
左折させる手段のいずれかを選択し、前記仮想先行車の
表示を中断する手段を有することを特徴とする車両用表
示装置。 - 【請求項15】 請求項13に記載の車両用表示装置に
おいて、 前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段
により検出された前方道路状況により自車両前方に車両
が存在する状態から存在しない状態へと変化したと判断
した場合、該前方道路状況に応じて、少なくとも、前記
仮想先行車を遠方から自車両へ接近させる手段、前記仮
想先行車をカーブを曲ったところから走行させる手段の
いずれかを選択し、前記仮想先行車の表示を開始する手
段を有することを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項16】 請求項13に記載の車両用表示装置に
おいて、 前記仮想先行車制御手段は、自車両前方に実際の車両が
存在し前記仮想先行車を表示しない場合で、前記走行状
態検出手段により検出された走行状態と前記前方道路状
況検出手段により検出された前方道路状況とに基づき自
車両の減速を要すると判断した場合、該減速判断の対象
となる自車両前方の実際の車両又は障害物に対し印を付
けることを特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項17】 請求項2に記載の車両用表示装置にお
いて、 前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段
により検出された前方道路状況により、自車両前方に実
際の車両が存在し、かつ該実際の車両が運転者から認識
困難と判断した場合、前記仮想先行車を表示させること
を特徴とする車両用表示装置。 - 【請求項18】 請求項1に記載の車両用表示装置、も
しくは、請求項2に記載の車両用表示装置が搭載されて
いることを特徴とする表示装置を有する自動車。
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