JP2009227245A - 車載機器の操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者が視認すべき各種の情報と表示手段に仮想表示された投影画像要素とが重なったときに、各種の情報が視認しにくくなるのを防止することである。
【解決手段】 前方風景撮影カメラ４によって車両の前方風景を撮影し、撮影された画像に含まれている道路標識１５等の運転者が視認しなければならない情報（第１情報）と、太陽２１等の運転者が視認したくない情報（第２情報）とを認識する。仮想的なディスプレイ１に車載機器のスイッチ類１０を表示させ、第１情報とスイッチ類１０とが重なっていたときにスイッチ類１０を移動したり、透過表示したりする。また、第２情報とスイッチ類１０とが重なっていたときに、スイッチ類１０を強調表示する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両における車載機器の操作装置に関するものである。

近時の車両（例えば、自動車）において、フロントウィンドウと一体に又はその手前側の部分に仮想的なディスプレイを設置し、このディスプレイ上に車載機器（ナビゲーション装置やオーディオ装置、エアコン等）のスイッチ類（投影画像要素）を投影し、フロントウィンドウに重畳して表示させるものが公知である（例えば、特許文献１を参照）。この種の技術は、「ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）」や「ウィンドシールドディスプレイ（ＷＳＤ）」と称されている。この技術では、ディスプレイ上にスイッチ類が表示されるため、運転者は、自身の視線を前方に向けたまま、車載機器のスイッチ類を操作できるという利点を有する。

走行中の車両の前方には、フロントウィンドウを介して運転者が視認する各種の情報（道路標識、路面の陥没穴、太陽光線の反射等）が存している。このため、それらの情報とディスプレイ上のスイッチ類の表示とが重なってしまう場合がある。すると、運転者が各種の情報を視認することが困難になったり、スイッチ類を的確に操作することが困難になったりする。

また、従来の操作装置の場合、ディスプレイに表示されるスイッチ類の表示位置は常に一定である。しかし、道路の曲線部分（クランク路を含む）においては、運転者は、車両の直前方の領域よりも、車両が曲がろうとする先の領域を視認する場合が多い。このため、運転者は、スイッチ類を操作するために視線を大きく移動しなければならない。
特開２００６−３２７５２６号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、運転者が視認すべき各種の情報と表示手段に仮想表示された投影画像要素とが重なったときに、各種の情報が視認しにくくなるのを防止することを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記した課題を解決するための本発明は、
車両のフロントウィンドウ又はその近傍に設置され、車両に搭載された機器を操作するためのボタン、スイッチその他の投影画像要素を、前記フロントウィンドウに重畳させた状態で仮想的に表示する表示手段と、
前記車両の運転者が指で前記投影画像要素を操作したことを検知する操作指検知手段と、
前記車両の前方風景を撮影し、前方風景画像を取得する前方風景画像取得手段と、
前記取得された前方風景画像から予め設定された回避対象領域を抽出する画像処理手段と、
前記表示手段における前記投影画像要素の表示位置が、前記前方風景画像から抽出された回避対象領域と重なっているときにその表示位置を移動させたり、その表示方法を異ならせたりする制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴としている。

本発明に係る車載機器の操作装置は、上記したように構成されていて、表示手段に表示された投影画像要素が、車両の前方風景に存する情報（回避対象領域）と重なっているときに、投影画像要素の表示位置を移動させたり、その表示方法を異ならせたりする。表示方法を異ならせる場合には、投影画像要素を透過表示させたり、強調表示させたりする。この結果、運転者は、車両の前方風景に存する情報と表示手段に表示された投影画像要素とが重なった場合であっても、車両の前方風景に存する情報を確実に視認することができる。

前記回避対象領域には、道路標識類、道路上の障害物、路面の陥没、太陽の位置、建物や路面等における太陽光線の反射を含んでいる。このため、運転者は、上記した情報が、表示手段に表示された投影画像要素と重なった場合であっても、確実に前方風景を視認できる。

前記投影画像要素が前記フロントウィンドウに重畳して表示されるときに、前記フロントウィンドウに対する初期表示位置が定められている。

投影画像要素の表示位置を初期表示位置（デフォルト位置）として定めておくことにより、投影画像要素を、運転者にとって最も視認し易い位置に表示させることができる。そして、投影画像要素と前方風景の情報とが重なったときに、投影画像要素をデフォルト位置から移動させる。これにより、投影画像要素の移動の制御が容易になる。

また、前記投影画像要素の表示位置を、車両の走行中における運転者の視認領域の変化に追随して変化させ、前記運転者の視認領域の近傍に配置されるようにしてもよい。

例えば、道路の曲線部分を走行するとき、運転者は、車両が曲がろうとする先の領域を視認する場合が多い。このような場合には、投影画像要素をデフォルト位置ではなく、車両が曲がろうとする先の領域（視認領域）の近傍に配置させることにより、運転者の視線の移動を少なくできる。

前記前方風景画像取得手段は、車内に設置されたカメラとすることができる。

これにより、運転者の視線とほぼ同一の位置にカメラを設置できる。もちろん、カメラを車外に設置してもよい。

そして、前記制御手段は、前記前方風景画像取得手段が車両の前方風景を撮影し、取得された前方風景画像から前記画像処理手段が前記回避対象領域を抽出する状態と、前記表示手段に前記投影画像要素を表示する状態とを交互に繰り返す時分割表示制御を行うようにできる。

本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例の操作装置１００の概略図、図２は操作装置１００のブロック図、図３は車両の前方風景を示す図、図４は曲線路において車両の前方風景を示す図である。

図１及び図２に示されるように、本発明の実施例の操作装置１００は、車両（本実施例の場合、自動車）におけるインストルメントパネルの近傍に仮想的に設けられたディスプレイ１（表示手段）と、運転席２のヘッドレスト３の部分に設置され、車両の前方風景を撮影する前方風景撮影カメラ４（前方風景画像取得手段）と、ディスプレイ１のほぼ直上に設置され、運転者５の指６を撮影してその座標位置を検出する操作指撮影カメラ７（操作指検知手段）とを備えている。なお、図１において、８はハンドルである。

ディスプレイ１には、ナビゲーション装置９やエアコン（図示せず）等の車載機器を操作するためのボタンやスイッチ（以下、総称して「スイッチ類１０」（投影画像要素）と記載する。）が、車両のフロントウィンドウ１１に重畳して仮想的に表示される。運転者５は、ディスプレイ１に表示されたスイッチ類１０を自身の指６で操作する。このときの指６が操作指撮影カメラ７によって撮影され、その座標位置が検知される。そして、ＥＣＵ１３（制御手段。図２参照）により、指６の座標位置とディスプレイ１に表示されたスイッチ類１０の位置とが比較され、運転者５がディスプレイ１上のスイッチ類１０を操作したかどうかを判断する。

図３に示されるように、前方風景撮影カメラ４により、フロントウィンドウ１１を透視して見られる前方風景が撮影される。この前方風景撮影カメラ４は、運転状態の運転者５の視線とほぼ同一となるように、運転席２のヘッドレスト３に設置することが望ましい。また、フロントウィンドウ１１を通して視認されるすべての前方風景を撮影できるように、一対の前方風景撮影カメラ４をヘッドレスト３の両側に設置し、一対の前方風景撮影カメラ４によって撮影された２枚の画像を合成してもよい。撮影された前方風景は、画像処理部１２で所定の画像処理がなされてＥＣＵ１３に取り込まれる。撮影された前方風景には、各種の情報を備えている。図３に示される前方風景の場合、道路情報板１４、道路標識１５、路面の陥没穴１６、障害物１７、センターライン１８、歩道との境界線１９、建物２０、太陽２１、太陽光線を反射した建物２０のガラス２２、同じく路面２３、同じく雪塊２４、対向車のヘッドライト２５の情報を備えている。

ここで、車両が直線道路を走行する場合、スイッチ類１０は、フロントウィンドウ１１の右下部（この位置を、スイッチ類１０の「デフォルト位置」と記載する。）に表示される。しかし、車両が道路の曲線部分（クランク路を含む）を走行する場合、運転者５は、車両の直前方の領域よりも、車両が曲がろうとする先の領域を視認する。このため、車両が曲線部分を走行しようとする場合にも、スイッチ類１０をデフォルト位置に表示すると、運転者５の視線の移動が大きくなってしまう。これを回避するため、本実施例の操作装置１００では、車両が走行する道路の稜線や白線（センターライン１８や歩道との境界線１９）を検出することにより、道路が直線路であるか曲線路であるかを判別している。そして、図４に示されるように、道路が曲線路である場合は、運転者５の視認領域の変化に追随させて、スイッチ類１０を、車両が曲がろうとする先の領域に移動させる（後述）。

本実施例の操作装置１００の作用について説明する。運転者５が車両のキースイッチ（図示せず）をオンにすると、ディスプレイ１と操作指撮影カメラ７が作動する。これにより、ディスプレイ１上に車載機器（例えば、ナビゲーション装置９やエアコン）のスイッチ類１０が、フロントウィンドウ１１に重畳して表示される（図３参照）。キースイッチをオンにしたとき、スイッチ類１０は、フロントウィンドウ１１の右下部（デフォルト位置）に表示される。運転者５は、フロントウィンドウ１１を視認する視線を大きく移動させることなく、スイッチ類１０を視認できる。運転者５がディスプレイ１のスイッチ類１０を操作すると、運転者５の指６が操作指撮影カメラ７に撮影され、その座標位置が検知される。

図５に示されるように、前方風景撮影カメラ４によって撮影された車両の前方風景は、画像データとしてＥＣＵ１３に取り込まれる（ステップＳ１）。この画像データには、運転者５が視認する情報として、道路情報板１４、道路標識１５、路面の陥没穴１６、障害物１７、センターライン１８、歩道との境界線１９、建物２０、太陽２１、太陽光線を反射した建物２０のガラス２２、同じく路面２３、同じく雪塊２４、対向車のヘッドライト２５が表示されている。

これらの情報は、画像処理部１２で画像処理される（ステップＳ２）。即ち、これらの情報を、運転者５が視認しなければならない情報（道路情報板１４、道路標識１５、路面の陥没穴１６、障害物１７。以下、これらを「第１情報」と記載する。）と、運転者５が視認したくない情報（太陽２１、太陽光線を反射した建物２０のガラス２２、同じく路面２３、同じく雪塊２４、対向車のヘッドライト２５。以下、これらを「第２情報」と記載する。）と、道路の情報（センターライン１８、歩道との境界線１９。以下、これらを「第３情報」と記載する。）とに分別する。第１情報は、画像処理部１２でそれらを画像処理することによって認識する。また、第２情報は、画像処理部１２で輝度の大小を計測することによって認識する。そして、図６に示されるように、画像処理された取込み画像から、第１及び第２の情報の表示領域を抽出する。各表示領域を、対応する情報を示す符号に添え字「ａ」を付して記載する。

次に、第３情報を認識することにより、現在走行中の道路が直線路であるか曲線路であるかを判断し、前方の路面を予測する（ステップＳ３）。直線路であるならば（ステップＳ３の「Ｙｅｓ」）、スイッチ類１０をデフォルト位置に表示する（ステップＳ４）。そして、第１及び第２の情報の表示領域とスイッチ類１０とが重なっているかどうかを確認する（ステップＳ５）。もし、第１及び第２の情報の表示領域とスイッチ類１０とが重なっていない場合（ステップＳ５の「Ｎｏ」）、スイッチ類１０をデフォルト位置にそのまま表示する（ステップＳ６）。もし、第１及び第２の情報の表示領域とスイッチ類１０とが重なっている場合（ステップＳ５の「Ｙｅｓ」）、スイッチ類１０を移動させる領域があるかどうかを調べる（ステップＳ７）。スイッチ類１０を移動させる領域があれば（ステップＳ７の「Ｙｅｓ」）、図７に示されるように、スイッチ類１０をデフォルト位置から移動させ、第１及び第２の情報の表示領域（図７の場合、路面の陥没穴１６）と重ならないようにして表示する（ステップＳ８）。スイッチ類１０を移動させる領域がなく（ステップＳ７の「Ｎｏ」）、スイッチ類１０が第１情報の表示領域と重なっているのであれば、スイッチ類１０を透過表示する（ステップＳ９）。これにより、スイッチ類１０を通して第１情報を視認できる。また、スイッチ類１０が第２情報の表示領域と重なっているのであれば、スイッチ類１０を強調表示する（ステップＳ９）。これにより、スイッチ類１０が第２情報によって視認しにくくなることを回避できる。

ステップＳ３において道路が曲線部分であるならば（ステップＳ３の「Ｎｏ」）、スイッチ類１０を、車両が曲がろうとする先にスイッチ類１０を表示する（ステップＳ１０）。以下のステップＳ１１〜Ｓ１５の作用は、道路が直線路であるときのステップＳ５〜Ｓ９までの作用と全く同一である。

本実施例の操作装置１００では、前方風景撮影カメラ４によって撮影された前方風景の画像データとスイッチ類１０とは、それらの表示状態が交互に繰り返される時分割表示制御を行っている。図８に示されるように、ディスプレイ１には、スイッチ類１０が表示されている。この状態を「Ａ」で示す。そして、前方風景撮影カメラ４が前方風景を撮影するときに、ディスプレイ１へのスイッチ類１０の表示を停止する。この状態を「Ｂ」で示す。これにより、撮影された前方風景にスイッチ類１０が映り込むことはない。そして、再びスイッチ類１０をディスプレイ１に表示する。スイッチ類１０がディスプレイ１に表示されている間に、前方風景撮影カメラ４によって撮影された前方風景が画像データとして取り込まれ、回避対象領域を抽出し、重なり状態を確認し、必要に応じてスイッチ類１０の表示位置を移動する作業が行われる。「Ａ」及び「Ｂ」の時間は、運転者５が認識することが困難な微小時間に行われるため、運転者５には、スイッチ類１０が連続して移動しているように見え、運転操作に支障をきたすおそれはない。

本実施例では、車両の前方風景を、前方風景撮影カメラ４で撮影した画像を画像処理することによって取得している。しかし、ナビゲーション装置９の地図情報から前方風景画像を取得してもよい。

本実施例の操作装置１００では、前方風景における各情報とスイッチ類１０とか重なっているか否かを判断している。これに加えて、車内情報とスイッチ類１０との重なりをも判断して、スイッチ類１０をデフォルト位置から移動させるようにしてもよい。車内情報として、例えば、ルームランプによる映り込みが想定される。

また、車両が加速中、減速中、旋回中の情報を取得することにより、スイッチ類１０の表示位置を、運転者５に一層視認し易い位置に配置させることができる。例えば、車両が加速中であればスイッチ類１０をより前方に表示したり、車両が減速中であればスイッチ類１０を少し手前側に表示したり、車両が旋回中であればスイッチ類１０を旋回方向に表示したりすることができる。

本発明の実施例の操作装置１００の概略図である。 操作装置１００のブロック図である。 車両の前方風景を示す図である。 曲線路において車両の前方風景を示す図である。 操作装置１００の作用を示すフローチャートである。 撮影された前方風景画像から各情報が表示されている領域を抽出する状態の作用説明図である。 スイッチ類１０の表示位置を移動する作用説明図である。 スイッチ類１０の表示時間と前方風景の撮影時間を時分割制御する状態の作用説明図である。

符号の説明

１００ 操作装置
１ ディスプレイ（表示手段）
４ 前方風景撮影カメラ（前方風景画像取得手段）
５ 運転者
６ 指
７ 操作指撮影カメラ（操作指検知手段）
１０ スイッチ類（投影画像要素）
１１ フロントウィンドウ
１２ 画像処理部（画像処理手段）
１３ ＥＣＵ（制御手段）
１４ 道路情報板（回避対象領域）
１５ 道路標識（回避対象領域）
１６ 陥没穴（回避対象領域）
１７ 障害物（回避対象領域）
２１ 太陽（回避対象領域）
２２ 太陽光線を反射した建物のガラス（回避対象領域）
２３ 太陽光線を反射した路面（回避対象領域）
２４ 太陽光線を反射した雪塊（回避対象領域）
２５ ヘッドライト（回避対象領域）

Claims (6)

1. 車両のフロントウィンドウ又はその近傍に設置され、車両に搭載された機器を操作するためのボタン、スイッチその他の投影画像要素を、前記フロントウィンドウに重畳させた状態で仮想的に表示する表示手段と、
   前記車両の運転者が指で前記投影画像要素を操作したことを検知する操作指検知手段と、
   前記車両の前方風景を撮影し、前方風景画像を取得する前方風景画像取得手段と、
   前記取得された前方風景画像から予め設定された回避対象領域を抽出する画像処理手段と、
   前記表示手段における前記投影画像要素の表示位置が、前記前方風景画像から抽出された回避対象領域と重なっているときにその表示位置を移動させたり、その表示方法を異ならせたりする制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする車載機器の操作装置。
2. 前記回避対象領域には、道路標識類、道路上の障害物、路面の陥没、太陽の位置、建物や路面等における太陽光線の反射を含むことを特徴とする請求項１に記載の車載機器の操作装置。
3. 前記投影画像要素が前記フロントウィンドウに重畳して表示されるときに、前記フロントウィンドウに対する初期表示位置が定められていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車載機器の操作装置。
4. 前記投影画像要素の表示位置は、車両の走行中における運転者の視認領域の変化に追随して変化し、前記運転者の視認領域の近傍に配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車載機器の操作装置。
5. 前記前方風景画像取得手段は、車内に設置されたカメラであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車載機器の操作装置。
6. 前記制御手段は、前記前方風景画像取得手段が車両の前方風景を撮影し、取得された前方風景画像から前記画像処理手段が前記回避対象領域を抽出する状態と、前記表示手段に前記投影画像要素を表示する状態とを交互に繰り返す時分割表示制御を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車載機器の操作装置。

Images