JP2015199364A

JP2015199364A - ヘッドアップディスプレイ装置と、それを搭載した自動車

Info

Publication number: JP2015199364A
Application number: JP2014077494A
Authority: JP
Inventors: 春享浦島; Haruyuki Urashima
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2015-11-12

Abstract

【課題】本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置とそれを登載した自動車に関するもので、安全性を高めることを目的とするものである。
【解決手段】自動車１のフロントガラス２２の左右外周外の運転障害物を、カメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４（運転障害物検出センサーに一例）によって検出する。自動車１のフロントガラス２２の左右外周外の運転障害物を検出した場合には、表示器１９によって、前記フロントガラス２２の運転手の前方部分に、運転障害物方向を表示させる。運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことをカメラ１６ａによって検出する。カメラ１６ａによって運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを検出し、かつ、自動車１から障害物回避動作検出信号を、入力信号部１８を介して受信した場合に、前記表示器１９によって前記フロントガラス２２に表示させていた運転障害物方向を消去する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置と、それを搭載した自動車に関するものである。

ヘッドアップディスプレイ装置は、すでに自動車や航空機などに搭載されており、フロントガラスに、運転支援情報を表示させることで、運転者やパイロットの運転支援を行っている。

この内、自動車に搭載され、運転障害物情報を提供するヘッドアップディスプレイ装置としては、以下のようなものが提案されている。

すなわち、自動車のフロントガラスの前方に存在する運転障害物を検出する運転障害物検出センサーと、この運転障害物検出センサーに接続された制御部と、この制御部に接続されるとともに、前記運転障害物検出センサーで検出した運転障害物方向を、前記自動車のフロントガラスで、運転手の前方部分に表示させる表示器と、前記制御部に接続されるとともに、運転者の視線方向を検出する視線検出センサーと、を備えた構成となっている。

つまり、運転障害物検出センサーによって運転障害物を検出した場合には、前記表示器によって、前記フロントガラスの運転手の前方部分に、運転障害物が存在する方向を表示させ、また、この表示は、視線検出センサーによって運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを検出するまで行わせるようにしている（これに類似する先行文献としては下記特許文献１が存在する）。

特開２０１０−１２６１３５号公報

上記従来例では、自動車のフロントガラスの前方に存在する運転障害物を、運転障害物検出センサーによって検出しているが、実際の運転時には、フロントガラスの左右外周部分からの運転障害物が突然現れることも多く、このときには、避けにくい状況になることもある。

そこで、本発明は、安全性を高めることを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、自動車のフロントガラスの左右外周外の運転障害物を検出する運転障害物検出センサーと、この運転障害物検出センサーに接続された制御部と、この制御部に接続されるとともに、前記運転障害物検出センサーで検出した運転障害物方向を、前記自動車のフロントガラスで、運転手の前方部分に表示させる表示器と、前記制御部に接続されるとともに、運転者の視線方向を検出する視線検出センサーと、前記制御部に接続されるとともに、自動車からの障害物回避動作検出信号が入力される入力信号部と、を備え、前記制御部は、前記運転障害物検出センサーによって運転障害物を検出した場合に、前記表示器によって、前記フロントガラスの運転手の前方部分に、
運転障害物方向を表示させ、次に、視線検出センサーによって運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを検出し、かつ、自動車から障害物回避動作検出信号を、入力信号部を介して受信した場合に、前記表示器によって前記フロントガラスに表示させていた運転障害物方向を消去する構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、自動車のフロントガラスの左右外周外の運転障害物を検出する運転障害物検出センサーと、この運転障害物検出センサーに接続された制御部と、この制御部に接続されるとともに、前記運転障害物検出センサーで検出した運転障害物方向を、前記自動車のフロントガラスで、運転手の前方部分に表示させる表示器と、前記制御部に接続されるとともに、運転者の視線方向を検出する視線検出センサーと、前記制御部に接続されるとともに、自動車からの障害物回避動作検出信号が入力される入力信号部と、を備え、前記制御部は、前記運転障害物検出センサーによって運転障害物を検出した場合に、前記表示器によって、前記フロントガラスの運転手の前方部分に、運転障害物方向を表示させ、次に、視線検出センサーによって運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを検出し、かつ、自動車から障害物回避動作検出信号を、入力信号部を介して受信した場合に、前記表示器によって前記フロントガラスに表示させていた運転障害物方向を消去する構成としたものであるので、安全性を高めることが出来る。

すなわち、本発明では、自動車のフロントガラスの左右外周外の運転障害物を、運転障害物検出センサーによって検出することができる。

また、この運転障害物検出センサーによって、自動車のフロントガラスの左右外周外の運転障害物を検出した場合には、前記表示器によって、前記フロントガラスの運転手の前方部分に、運転障害物方向を表示させることができるので、通常運転時では気が付きにくいフロントガラスの左右外周外の運転障害物を、この表示によって早期に確認しやすいものとなる。

さらに、運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを視線検出センサーによって検出する構成としているので、運転者が障害物に気が付いたか、否かが判別しやすいものとなる。

さらにまた、上述のように、視線検出センサーによって運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを検出し、かつ、自動車から障害物回避動作検出信号を、入力信号部を介して受信した場合に、前記表示器によって前記フロントガラスに表示させていた運転障害物方向を消去する構成としたものであるので、安全確認、回避動作の実行が確認でき、安全性の高いものとすることが出来る。

本発明の一実施形態のヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車を示す平面図同、ヘッドアップディスプレイ装置の制御ブロック図同、ヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の運転席側から前方を見た状態を示す図同、ヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の運転席側から前方を見た状態を示す図同、ヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の運転席側から前方を見た状態を示す図同、ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図同、ヘッドアップディスプレイ装置の動作フローチャート同、ヘッドアップディスプレイ装置の動作を説明する図

以下、本発明の一実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を自動車に搭載した例を、添付図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１において、自動車１において、その車外の前方バンパー２上方にはカメラ３（運転障害物検出センサーの一例）とソナー４（運転障害物検出センサーの一例）が配置されている。

この内、カメラ３は自動車１前方と、前方左右の監視ゾーン５における運転障害物を検出するものである。

また、ソナー４は超音波を用いて監視ゾーン５（図１では紙面の都合で、この監視ゾーン５を自動車１よりも小さく記載しているが、実際のエリアとしては自動車１よりもはるかに大きなエリアとなっている）よりも前方の運転障害物をも検出するものである。

自動車１の左側サイドミラー７に取り付けられたカメラ６（運転障害物検出センサーの一例）は、自動車１の左側前後方向の監視ゾーン８（図１では紙面の都合で、この監視ゾーン８を自動車１よりも小さく記載しているが、実際のエリアとしては自動車１よりも、遥かに大きなエリアとなっている）における運転障害物を検出するものである。

また、自動車１の右側サイドミラー１０に取り付けられたカメラ９（運転障害物検出センサーの一例）は、自動車１の右側前後方向の監視ゾーン１１（図１では紙面の都合で、この監視ゾーン１１を自動車１よりも小さく記載しているが、実際のエリアとしては自動車１よりもはるかに大きなエリアとなっている）における運転障害物を検出するものである。

さらに、車外の後方バンパー１２上方にはカメラ１３（運転障害物検出センサーの一例）とソナー１４（運転障害物検出センサーの一例）が配置されている。

この内、カメラ１３は後方と、後方左右の監視ゾーン１５（図１では紙面の都合で、この監視ゾーン１５を自動車１よりも小さく記載しているが、実際のエリアとしては自動車１よりも遥かに大きなエリアとなっている）における運転障害物を検出するものである。

また、ソナー１４は監視ゾーン１５の後方の運転障害物をも検出することが出来るものである。

一方、自動車１の車内で、運転席の前方には、カメラ１６ａ（視線検出センサーの一例）が配置されている。

前記カメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４、およびカメラ１６ａは、図２に示すように、制御部１６に接続されている。

この制御部１６には、さらに、自動車１の車両制御部１７が接続される入力信号部１８が接続され、ハンドル操作やブレーキ動作などの障害物回避動作を行った場合、車両制御部１７、入力信号部１８を介して、障害物回避動作検出信号が、制御部１６に入力されるようになっている。

また、この制御部１６には、表示器１９とスピーカ２０とメモリ２１が接続されている。

表示器１９は、前記カメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４（運転障害物検出センサー）で検出した運転障害物方向（一例として、左から障害物）を、図４のごとく、前記自動車１のフロントガラス２２で、運転手の前方部分に表示させるもので、具体的には、図６のような構成となっている。

つまり、カメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４の何れかで、運転障害物を検出した場合に、その運転障害物方向を表示部２３からレンズ２４、２５、２６、反射鏡２７を介してフロントガラス２２に表示させる構成となっている。

また、反射鏡２７を回動させれば、フロントガラス２２への運転障害物方向の表示位置を変更させることができる。

なお、ヘッドアップディスプレイ装置と言われる表示器１９は、良く知られているように運転者からすると、擬似的に、自分の注視しているエリア（距離も含めて）に運転障害物方向が表示された状態となる。

なお、図４に示す「左側から障害物」などの運転障害物方向の表示については、メモリ２１に記憶させられているので、カメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４の何れかで、運転障害物を検出した場合に、各場面に対応する表示内容が、メモリ２１から読み出され、表示されるようになっている。

また、メモリ２１には、動作プログラムも記憶させられている。

以上の構成において、図３は、運転時に運転者から確認できている前方視界である。

このときに、運転者が前方の図３のＡ部分に視点が向いている事は、上記先行文献と同様にカメラ１６ａにて確認することができる。

例えば、カメラ１６ａで取得される運転者の顔を画像認識することで、この運転者が前方を向いている事は容易に判定することができる。

また、例えば、図８のように、プルキンエ像を用いて、運転者がどの方向を向いているかを判定することも出来る。

これは、良く知られたものであるが、カメラ１６ａから運転者の角膜に光をあてると、光は角膜前面、角膜後面、水晶体前面、水晶体後面の各屈折面で反射され、それぞれ第１、２、３、４プルキンエ像と呼ばれる反射像がつくられる。

この中で最も明るい第１プルキンエ像をカメラ１６ａで捉えれば、眼球運動の検出をすることができ、これにより運転者がどの方向を向いているかを判定することも出来るのである。

ちなみに、図８（ａ）は、カメラ１６ａ側から見た図としているので、左側側を向いているように感ずるが、実際は、運転者が右側を向いているときである。

また、（ｂ）は正面を向いているときである。

さらに、図８（ｃ）は、カメラ１６ａ側から見た図としているので、右側側を向いているように感ずるが、実際は、運転者が左側を向いているときである。

さて、図３では、運転者の視界では、図４に示す左側からの運転障害物（例えば自転車）は確認できていない、または気がついていない状態である。

したがって、このままの状態（回避行動をせず）で運転を継続すると、図４のごとく、前方に運転障害物（例えば自転車）が突然現、回避行動が間に合わないことになる可能性もある。

そこで、本実施形態では、このような運転障害物（例えば自転車）が、フロントガラス２２の左右外周外から接近してくるのをカメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４で検出することとした。

具体的には、図３の状態では、先ず、ソナー４で前方に運転障害物（例えば自転車）が存在するか否かを予測し、次に、カメラ３、６にて、運転障害物（例えば自転車）が実際に運転障害物であるか、否かを判定する。

具体的な運転状態において、説明を続けると、エンジンが駆動されると、自動車１の車両制御部１７から入力信号部１８を介して制御部１６に、起動信号が伝達される（図７のＳ１）。

すると、制御部１６は、カメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４によって、自動車１の運転に対して障害となる運転障害物の有無を検出することになる（図７のＳ２）。

例えば、図３の状態では、ソナー４、カメラ３、６によって、自動車１の左側から接近する運転障害物（例えば自転車）を検出しているが、このとき、制御部１６は運転者が左側前方を注視しているかを、カメラ１６ａからの映像によって検出する。

そして、運転者が左側に注視していないと判断すると、制御部１６は表示器１９によって図４のごとく、前記フロントガラス２２の運転手の前方部分（運転者の現在の注視部分）に、運転障害物方向を「左から障害物」と表示させ（図７のＳ３、Ｓ４）、またスピーカ２０から警告音（例えば左障害物）を発する（図７のＳ３、Ｓ６）。

このため、運転者としては、この時点で「左側からの障害物」の存在を確認することが出来るのであるが、制御部１６としては引き続き、カメラ１６ａによって運転者が左側に注視したか、否かを監視している（図７のＳ５）。

そして、運転者が左側を注視していないと判断すると、スピーカ２０から、再び、警告音（例えば左障害物）を発する（図７のＳ６）。

また、（図７のＳ５）において、カメラ１６ａ映像によって運転者が「左側の障害物」に注視していると制御部１６が判断すると、次に、制御部１６は、ハンドル操作やブレーキ動作などの障害物回避動作を行ったか、否かを判定する（図７のＳ７）。

ここで、ハンドル操作やブレーキ動作などの障害物回避動作が行われない場合には、車両制御部１７に安全喚起信号を、入力信号部１８から出力する（図７のＳ８）。

また、（図７のＳ７）において、障害物回避動作を行ったと制御部１６が判断すると、次に、制御部１６は、カメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４によって、自動車１の運
転に対して障害となる運転障害物の有無を検出する（図７のＳ９）。

そして、この（図７のＳ９）において、自動車１の運転に対して障害となる運転障害物がまだ存在していると判断されると、再び、スピーカ２０による警告音（例えば左障害物）を発する（図７のＳ６）。

また、この（図７のＳ９）において、自動車１の運転に対して障害となる運転障害物が存在していないと判断されると、図５のごとく、前記表示器１９によるフロントガラス２２への「左から障害物」の表示や、スピーカ２０による警告音を停止する（図７のＳ１０）。

つまり、図５では、フロントガラス２２に自転車は見えている状態ではあるが、すでにブレーキなどの障害物回避動作を行ったので、このときには、もう運転障害物ではない状態となっているので、前記表示器１９によるフロントガラス２２への「左から障害物」の表示や、スピーカ２０による警告音を停止しているのである。

尚、前記左側サイドミラー７、前記右側サイドミラー１０、及びバックミラーやバックモニター（図示せず）を運転者が注視していることを制御部１６が判断し、且つ、ハンドル操作やブレーキ動作等による自動車の制動を検出した場合についても前記表示器１９によるフロントガラス２２への注意表示やスピーカ２０による警告音を停止することが可能となる。

以上のごとく、本実施形態によれば、自動車１のフロントガラス２２の左右外周外の運転障害物を、カメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４（運転障害物検出センサーに一例）によって検出することができる。

また、このカメラ３、６、９、１３、ソナー４、１４によって、自動車１のフロントガラス２２の左右外周外の運転障害物を検出した場合には、表示器１９によって、前記フロントガラス２２の運転手の前方部分に、運転障害物方向を表示させることができるので、通常運転時では気が付きにくいフロントガラス２２の左右外周外の運転障害物を早期に確認しやすいものとなる。

さらに、運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことをカメラ１６ａ（視線検出センサーの一例）によって検出する構成としているので、運転者が障害物に気が付いたか否かが判別しやすいものとなる。

さらにまた、上述のように、カメラ１６ａによって運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを検出し、かつ、自動車１から障害物回避動作検出信号を、入力信号部１８を介して受信した場合に、前記表示器１９によって前記フロントガラス２２に表示させていた運転障害物方向を消去する構成としたものであるので、安全確認、回避動作の実行が確認でき、安全性の高いものとすることが出来る。

以上のごとく本発明では、自動車のフロントガラスの左右外周外の運転障害物を、運転障害物検出センサーによって検出することができる。

また、この運転障害物検出センサーによって、自動車のフロントガラスの左右外周外の運転障害物を検出した場合には、前記表示器によって、前記フロントガラスの運転手の前方部分に、運転障害物方向を表示させることができるので、通常運転時では気が付きにくいフロントガラスの左右外周外の運転障害物を、この表示によって早期に確認しやすいも
のとなる。

したがって、ヘッドアップディスプレイ装置と、それを搭載した自動車としての活用が期待される。

１自動車
２前方バンパー
３カメラ
４ソナー
５監視ゾーン
６カメラ
７左側サイドミラー
８監視ゾーン
９カメラ
１０右側サイドミラー
１１監視ゾーン
１２後方バンパー
１３カメラ
１４ソナー
１５監視ゾーン
１６制御部
１６ａカメラ
１７車両制御部
１８入力信号部
１９表示器
２０スピーカ
２１メモリ
２２フロントガラス
２３表示部
２４レンズ
２５レンズ
２６レンズ
２７反射鏡

Claims

自動車のフロントガラスの左右外周外の運転障害物を検出する運転障害物検出センサーと、この運転障害物検出センサーに接続された制御部と、この制御部に接続されるとともに、前記運転障害物検出センサーで検出した運転障害物方向を、前記自動車のフロントガラスで、運転手の前方部分に表示させる表示器と、前記制御部に接続されるとともに、運転者の視線方向を検出する視線検出センサーと、前記制御部に接続されるとともに、自動車からの障害物回避動作検出信号が入力される入力信号部と、を備え、前記制御部は、前記運転障害物検出センサーによって運転障害物を検出した場合に、前記表示器によって、前記フロントガラスの運転手の前方部分に、運転障害物方向を表示させ、次に、視線検出センサーによって運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを検出し、かつ、自動車から障害物回避動作検出信号を、入力信号部を介して受信した場合に、前記表示器によって前記フロントガラスに表示させていた運転障害物方向を消去する構成としたヘッドアップディスプレイ装置。
前記制御部は、入力信号部から、ハンドル操作信号、またはブレーキ信号が供給される構成とした請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記制御部は、前記運転障害物検出センサーによって運転障害物を検出した場合に、前記表示器によって、前記フロントガラスの運転手の前方部分に、運転障害物方向を表示させ、次に、視線検出センサーによって運転者の視線が、前記運転障害物方向に移動したことを検出し、かつ、自動車から障害物回避動作検出信号を受信し、その後、前記運転障害物検出センサーによって運転障害物を非検出となった場合に、前記表示器によって前記フロントガラスに表示させていた運転障害物方向を消去する構成とした請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
請求項１〜３のいずれか一つに記載のヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車。