JP2021049987A - 情報提供装置、情報提供方法及び情報提供用制御プログラム - Google Patents
情報提供装置、情報提供方法及び情報提供用制御プログラム Download PDFInfo
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Abstract
Description
図1は、フロントガラス302越しに運転者300から見る自車両301の前方風景に重ねて表示エリア700に表示される虚像Gの一例を示す説明図である。
図2は、本実施形態における自動車用HUD装置を搭載した自動車の構成を模式的に表した模式図である。
図3は、本実施形態における自動車用HUD装置の内部構成を模式的に表した模式図である。
また、液晶ディスプレイ(LCD)や蛍光表示管(VFD)などを利用した方式では、虚像Gが表示される表示領域内の非画像部分にも僅かながら光が照射され、これを完全に遮断することが難しい。そのため、当該非画像部分を通じた自車両301の前方風景の視認性が悪いというデメリットがある。これに対し、本実施形態のようにレーザー走査方式によれば、虚像Gの表示領域内の非画像部分については、レーザー光源201R,201G,201Bを消灯させることにより当該非画像部分に光が照射されるのを完全に遮断することができる。よって、当該非画像部分を通じた自車両301の前方風景の視認性が自動車用HUD装置200から照射される光によって低下する事態を回避でき、前方風景の視認性が高いというメリットがある。
自動車用HUD装置200の制御系は、主に、FPGA251、CPU252、ROM253、RAM254、I/F255、バスライン256、LDドライバ257、MEMSコントローラー258を備えている。FPGA251は、LDドライバ257により、光源ユニット220のレーザー光源201R,201G,201Bを動作制御し、MEMSコントローラー258により、光走査装置208のMEMS208aを動作制御する。CPU252は、自動車用HUD装置200の各機能を制御する。ROM253は、CPU252が自動車用HUD装置200の各機能を制御するために実行する画像処理用プログラム等の各種プログラムを記憶している。RAM254はCPU252のワークエリアとして使用される。I/F255は、外部コントローラー等と通信するためのインターフェイスであり、例えば、自車両301のCAN(Controller Area Network)を介して、後述の物体認識装置100、車両ナビゲーション装置400、各種センサ500等に接続される。
本実施形態においては、虚像Gによって運転者へ提供する運転者提供情報を取得する情報取得手段として、物体認識装置100、車両ナビゲーション装置400、センサ装置500などが設けられている。本実施形態における自動車用HUD装置200は、主に、画像光投射手段としてのHUD本体230と、表示制御手段としての画像制御装置250とから構成される。本実施形態における情報取得手段は自車両301に搭載されているが、自車両301の外部に設置されている情報取得手段を用いて当該情報取得手段が取得した情報を通信手段を介して入力する構成であってもよい。
本実施形態の物体認識装置100は、自車両301の前方領域を撮像領域として撮像する撮像手段としてのステレオカメラ部110と、ステレオカメラ部110によって撮像した撮像画像データに基づいて撮像領域内に存在する所定の認識対象物を認識する画像処理を実行する画像処理手段としての情報処理部120とから構成されている。なお、ステレオカメラ部110に代えて、撮像手段としての単眼カメラと測距手段としてのレーザレーダ(ミリ波レーダ)とを組み合わせた構成を採用してもよい。
画像制御装置250は、CPU251、RAM252、ROM253、入力用データIF254、および出力用データIF255が、データバスラインによって互いに接続されている。入力用データIF254には、物体認識装置100から出力される各種認識結果データ、センサ装置500から出力されるセンシング情報、車両ナビゲーション装置400から出力される各種情報などが入力される。出力用データIF255からは、自動車用HUD装置200の制御信号等が出力される。CPU251は、ROM253等に記憶されている情報提供用制御プログラムなどの各種コンピュータプログラムを実行して、画像制御装置250に後述する各種制御や各種処理を行わせる。
本実施形態における自動車用HUD装置200において、虚像Gによって運転者へ提供する運転者提供情報は、運転者にとって有用な情報であればどのような情報であってもよい。本実施形態では、運転者提供情報を受動情報と能動情報とに大別している。受動情報とは、自動車用HUD装置200の設定タイミングで運転者へ提供されるべき情報であり、例えば、情報が提供されるタイミングと情報の内容との間に一定の関係性をもつ情報が挙げられる。一方、能動情報とは、運転者の希望するタイミングで運転者へ提供されれば十分な情報であり、例えば、情報が提供されるタイミングと情報の内容との間の関係性が低い又は無いような情報である。
図8に示すように、運転者300の頭部がDdだけ移動した場合、運転者300から近い距離Laに位置する物体Oaの視認位置はDaだけ移動し、運転者300から遠い距離Lbに位置する物体Obの視認位置はDaよりも少ないDbだけ移動し、運転者300から更に遠い距離Lcに位置する物体Ocの視認位置はDbよりも更に少ないDcだけ移動する。これらの物体Oa,Ob,Oc間における視認位置の移動量Da,Db,Dcの違いにより、運転者300は、物体Oaが距離Laだけ離れた位置に存在し、物体Obが距離Lbだけ離れた位置に存在し、物体Ocが距離Lcだけ離れた位置に存在することを知覚することができる。
直近の交差点で進路変更する状況になったら、図1に示す画像例から、図9に示すような画像例に切り替わる。すなわち、中段表示領域Bに表示されていた走行レーン指示画像711に代えて、図1に示す画像例で上段表示領域Aに表示されていた進路指定画像721と同様の進路指定画像717を、中段表示領域Bに表示させる。これにより、運転者300は、次の交差点や分岐点で中段表示領域Bに表示された進路指定画像721の操作指示内容に従って操作すればよいことを認識することができる。
本実施形態においては、前記物体認識装置100や前記センサ装置500によって先行車両350との車間距離を認識する。そして、画像制御装置250は、その認識結果データ(前方間隔情報)を受け取り、この認識結果データに基づいて、上段表示領域Bに表示される先行車両画像724や中段表示領域Bに表示される車間距離提示画像712の輝度、色彩、画像形状等を変更する画像表示制御を実行する。本実施形態では、車間距離提示画像712や先行車両画像724の変化によって、これを視認する運転者300に対し、先行車両350との車間距離がどの程度狭まっているのかを知らせる。
図10(a)〜(e)は、先行車両350との車間距離に応じて前車接近情報を示す画像が変化する画像例(以下、本画像例を「画像例1」という。)を示す説明図である。
本画像例1において、先行車両350が認識されない場合、画像制御装置250は、図10(a)に示すように、中段表示領域B内に、上側に向かうほど長さが短くかつ輝度が低くなる5本の横線からなる全体的に低輝度の車間距離提示画像712を表示させる。一方、上段表示領域A内には、車両ナビゲーション装置400から出力されるルートナビゲーション情報に従った進路変更操作指示画像721,722,723を表示させる。
先行車両350との車間距離が狭くなったことを運転者300に気付かせる表現方法としては、上述した画像例1に限らず、例えば、図11(a)及び(b)に示すような画像例(以下、本画像例を「画像例2」という。)が挙げられる。
また、自車両301が走行している道路の交通の禁止、制限、指定に関する情報のうち、特に運転者300に提供することが好まれる情報を、警告画像として、中段表示領域Bに表示するようにしてもよい。例えば、図12に示す画像例(以下、本画像例を「画像例3」という。)のように、自車両301が走行している道路が通学路である場合に、その旨を示す通学路警告画像718を中段表示領域Bに表示させる。具体的には、画像制御装置250は、車両ナビゲーション装置400から出力される各種情報等から、自車両301が走行している道路の固有情報を取得し、取得した道路固有情報が中段表示領域Bに表示させる対象情報である場合には、その道路固有情報に対応する警告画像を中段表示領域Bに表示させる表示制御を行う。
また、自車両301の進行方向における横断歩道を渡ろうとしている人間を検出した場合、その警告画像を中段表示領域Bに表示するようにしてもよい。例えば、図13に示す画像例(以下、本画像例を「画像例4」という。)のように、人型警告画像719を中段表示領域Bに表示させる。具体的には、画像制御装置250は、前記物体認識装置100や前記センサ装置500によって自車両前方の人間を認識する。そして、画像制御装置250は、その認識結果データを受け取り、この認識結果データに基づいて中段表示領域Bに人型警告画像719を表示させる表示制御を行う。なお、本画像例4では、上述した画像例3における通学路警告画像718も併せて表示されている例となっている。
(態様A)
自車両301等の移動体の運転者300に提供する運転者提供情報を示す運転者提供情報画像を、フロントガラス302等の光透過部材を介して運転者が視認する移動体進行方向前方の所定の表示エリア700に表示させるように、該光透過部材へ画像光を投射するHUD本体230等の画像光投射手段を備えた自動車用HUD装置200等の情報提供装置であって、先行車両350との車間距離が規定距離未満になるという条件等の所定の優先運転者提供情報表示条件に従って、進路指定画像721等の通常運転者提供情報画像が表示される優先運転者提供情報表示箇所等の箇所に、該通常運転者提供情報画像に代えて、該通常運転者提供情報画像に係るルートナビゲーション情報等の通常の運転者提供情報よりも運転者への情報提供が優先される前車接近情報等の優先運転者提供情報を示す先行車両画像724等の優先運転者提供情報画像を表示させるように、前記画像光投射手段を制御する画像制御装置250等の表示制御手段を有し、前記表示制御手段は、前記優先運転者提供情報画像を前記箇所に表示させる期間の少なくとも一部の期間、前記通常運転者提供情報画像を該箇所とは異なる箇所に表示させるように、前記画像光投射手段を制御することを特徴とする。
これによれば、通常運転者提供情報画像が表示される箇所に優先運転者提供情報画像を表示(割り込み表示)させたときでも、運転者は当該通常運転者提供情報画像による通常の運転者提供情報の提供を受けることが可能である。
前記態様Aにおいて、前記表示制御手段は、前記優先運転者提供情報画像を前記箇所に表示させる期間の少なくとも一部の期間、前記通常運転者提供情報画像を該優先運転者提供情報画像の近傍に表示させるように、前記画像光投射手段を制御することを特徴とする。
これによれば、優先運転者提供情報画像の表示期間中に通常運転者提供情報画像が表示される位置は優先運転者提供情報画像の非表示期間中に通常運転者提供情報画像が表示される位置の近傍であるので、運転者は通常運転者提供情報画像を見つけやすく、運転者を困惑させることは少ない。
前記態様A又はBにおいて、前記通常運転者提供情報画像は、移動体の運転者への操作指示内容を示す進路変更操作指示画像721,722,723等の操作指示画像であることを特徴とする。
運転者への操作指示内容を示す操作指示画像は、優先運転者提供情報画像の表示期間中になって非表示になったり見つけにくくなったりすると、運転者を困惑させやすい。本態様によれば、このような操作指示画像は、優先運転者提供情報画像の表示期間中でも見つけやすい位置に表示されるので、運転者を困惑させる要因を有効に排除することができる。
前記態様Cにおいて、前記操作指示画像は、予め設定された目的地までの移動ルートを運転者へ案内するルートナビゲーション情報を示す進路変更操作指示画像721,722,723等のルートナビゲーション画像であることを特徴とする。
これによれば、ルートナビゲーション画像が優先運転者提供情報画像の表示期間中に非表示になったり見つけにくくなったりすることにより運転者が困惑するのを回避することができる。
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、前記優先運転者提供情報画像は、運転者に緊急操作を指示する前車接近情報等の緊急操作指示情報を示す先行車両画像724等の緊急操作指示画像を含むことを特徴とする。
これによれば、緊急操作指示情報を運転者に提供する際にも、通常運転者提供情報画像が非表示になったり見つけにくくなったりすることにより運転者が困惑するのを回避することができる。
前記態様Eにおいて、前記緊急操作指示画像は、前記緊急操作の緊急度が異なる複数の緊急操作指示画像を含み、前記表示制御手段は、前記複数の緊急操作指示画像のうち緊急度が低い図10(b)〜(d)に示す先行車両画像724等の低緊急操作指示画像を前記箇所に表示させるときには、前記通常運転者提供情報画像を該低緊急操作指示画像の近傍に表示させるが、該複数の緊急操作指示画像のうち該低緊急操作指示画像よりも緊急度が高い図10(e)に示す先行車両画像724’及びブレーキ警告画像714等の高緊急操作指示画像を該箇所に表示させるときには、前記通常運転者提供情報画像を非表示にするように、前記画像光投射手段を制御することを特徴とする。
これによれば、高緊急操作指示画像を表示させるときには、通常運転者提供情報画像を非表示にすることで、運転者による高緊急操作指示画像の視認性を高め、より緊急度の高い緊急操作指示情報を迅速かつ適切に運転者へ提供することが可能となる。
前記態様Fにおいて、前記高緊急操作指示画像は、前記低緊急操作指示画像よりも大きいことを特徴とする。
これによれば、画像例2に示したように、ブレーキ警告画像716等の高緊急操作指示画像が先行車両画像724等の低緊急操作指示画像よりも大きいので、運転者による高緊急操作指示画像の視認性を高め、より緊急度の高い緊急操作指示情報を迅速かつ適切に運転者へ提供することが可能となる。
前記態様F又はGにおいて、前記高緊急操作指示画像は、前記低緊急操作指示画像よりも輝度が高いことを特徴とする。
これによれば、画像例2に示したように、ブレーキ警告画像716等の高緊急操作指示画像が先行車両画像724等の低緊急操作指示画像よりも輝度が高いので、運転者による高緊急操作指示画像の視認性を高め、より緊急度の高い緊急操作指示情報を迅速かつ適切に運転者へ提供することが可能となる。
前記態様A〜Hのいずれかの態様において、前記画像光投射手段は、投射する画像光によって前記通常運転者提供情報画像及び前記優先運転者提供情報画像を虚像Gとして前記所定の表示エリア内に表示させるものであり、運転者から前記虚像までの距離が5m以上であることを特徴とする。
上述したように、運転者は遠方に焦点を合わせている運転することが多い。運転者から虚像Gまでの距離が5m以上であれば、従来の一般的な距離である2mの場合よりも、眼球の水晶体を動かす量が減る。その結果、虚像Gへの焦点調整時間を短縮して虚像Gによる通常運転者提供情報画像や優先運転者提供情報画像により提供される情報を早期に認識できるようになり、また運転者の眼球の疲労を軽減することができる。
前記態様A〜Iのいずれかの態様において、前記画像光投射手段は、画像光を照射する光源ユニット220等の光照射手段から照射した画像光を光走査装置208等の光走査手段により二次元走査して前記光透過部材へ投射することにより、前記所定の表示エリア内に前記通常運転者提供情報画像及び前記優先運転者提供情報画像を表示させるものであることを特徴とする。
上述したように、液晶ディスプレイ(LCD)や蛍光表示管(VFD)などを利用した方式よりも、大きな虚像Gを高い輝度で表示させるのが容易である。また、本態様によれば、虚像Gの非画像部分については、光照射手段から画像光照射させないことにより、当該非画像部分の光を完全に無くすことが可能である。よって、当該非画像部分を通じた移動体前方風景の視認性が光照射手段から照射される光によって低下する事態を回避でき、前方風景の視認性が高い。
移動体の運転者に提供する運転者提供情報を示す運転者提供情報画像を、光透過部材を介して運転者が視認する移動体進行方向前方の所定の表示エリアに表示させるように、該光透過部材へ画像光を投射することにより、該運転者提供情報を運転者へ提供する情報提供方法であって、所定の優先運転者提供情報表示条件に従って、通常運転者提供情報画像が表示される箇所に、該通常運転者提供情報画像に代えて、該通常運転者提供情報画像に係る通常の運転者提供情報よりも運転者への情報提供が優先される優先運転者提供情報を示す優先運転者提供情報画像を表示させる優先運転者提供情報画像表示工程を有し、前記優先運転者提供情報画像表示工程では、前記優先運転者提供情報画像を前記箇所に表示させる期間の少なくとも一部の期間、前記通常運転者提供情報画像を該箇所とは異なる箇所に表示させることを特徴とする。
これによれば、通常運転者提供情報画像が表示されている箇所に優先運転者提供情報画像を表示(割り込み表示)させたときでも、運転者は当該通常運転者提供情報画像による通常の運転者提供情報の提供を受けることが可能である。
移動体の運転者に提供する運転者提供情報を示す運転者提供情報画像を、光透過部材を介して運転者が視認する移動体進行方向前方の所定の表示エリアに表示させるように、該光透過部材へ画像光を投射する画像光投射手段を備えた情報提供装置のコンピュータを機能させるための情報提供用制御プログラムであって、所定の優先運転者提供情報表示条件に従って、通常運転者提供情報画像が表示される箇所に、該通常運転者提供情報画像に代えて、該通常運転者提供情報画像に係る通常の運転者提供情報よりも運転者への情報提供が優先される優先運転者提供情報を示す優先運転者提供情報画像を表示させるように、前記画像光投射手段を制御する表示制御手段として、前記コンピュータを機能させるものであって、前記表示制御手段は、前記優先運転者提供情報画像を前記箇所に表示させる期間の少なくとも一部の期間、前記通常運転者提供情報画像を該箇所とは異なる箇所に表示させるように、前記画像光投射手段を制御することを特徴とする。
これによれば、通常運転者提供情報画像が表示されている箇所に優先運転者提供情報画像を表示(割り込み表示)させたときでも、運転者は当該通常運転者提供情報画像による通常の運転者提供情報の提供を受けることが可能である。
110 ステレオカメラ部
120 情報処理部
150 運転者カメラ
200 自動車用HUD装置
201R,201G,201B レーザー光源
207 光量調整部
208 光走査装置
209 自由曲面ミラー
210 マイクロレンズアレイ
211 投射ミラー
220 光源ユニット
230 HUD本体
250 画像制御装置
300 運転者
301 自車両
302 フロントガラス
350 先行車両
400 車両ナビゲーション装置
500 センサ装置
700 表示エリア
701 道路名表示画像
702 制限速度表示画像
703 追い越し禁止表示画像
704 車速表示画像
711 走行レーン指示画像
712,715 車間距離提示画像
712a 自車両バンパー画像
714,716 ブレーキ警告画像
718 通学路警告画像
719 人型警告画像
717,721 進路指定画像
722 残り距離画像
723 交差点等名称画像
724 先行車両画像
725 下向きマーク画像
A 上段表示領域
B 中段表示領域
C 下段表示領域
G 虚像
Claims (12)
- 移動体の運転者に提供する運転者提供情報を示す運転者提供情報画像を、光透過部材を介して運転者が視認する移動体進行方向前方の所定の表示エリアに表示させるように、該光透過部材へ画像光を投射する画像光投射手段を備えた情報提供装置であって、
所定の優先運転者提供情報表示条件に従って、通常運転者提供情報画像が表示される箇所に、該通常運転者提供情報画像に代えて、該通常運転者提供情報画像に係る通常の運転者提供情報よりも運転者への情報提供が優先される優先運転者提供情報を示す優先運転者提供情報画像を表示させるように、前記画像光投射手段を制御する表示制御手段を有し、
前記表示制御手段は、前記優先運転者提供情報画像を前記箇所に表示させる期間の少なくとも一部の期間、前記通常運転者提供情報画像を該箇所とは異なる箇所に表示させるように、前記画像光投射手段を制御することを特徴とする情報提供装置。 - 請求項1に記載の情報提供装置において、
前記表示制御手段は、前記優先運転者提供情報画像を前記箇所に表示させる期間の少なくとも一部の期間、前記通常運転者提供情報画像を該優先運転者提供情報画像の近傍に表示させるように、前記画像光投射手段を制御することを特徴とする情報提供装置。 - 請求項1又は2に記載の情報提供装置において、
前記通常運転者提供情報画像は、移動体の運転者への操作指示内容を示す操作指示画像であることを特徴とする情報提供装置。 - 請求項3に記載の情報提供装置において、
前記操作指示画像は、予め設定された目的地までの移動ルートを運転者へ案内するルートナビゲーション情報を示すルートナビゲーション画像であることを特徴とする情報提供装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の情報提供装置において、
前記優先運転者提供情報画像は、運転者に緊急操作を指示する緊急操作指示情報を示す緊急操作指示画像を含むことを特徴とする情報提供装置。 - 請求項5に記載の情報提供装置において、
前記緊急操作指示画像は、前記緊急操作の緊急度が異なる複数の緊急操作指示画像を含み、
前記表示制御手段は、前記複数の緊急操作指示画像のうち緊急度が低い低緊急操作指示画像を前記箇所に表示させるときには、前記通常運転者提供情報画像を該低緊急操作指示画像の近傍に表示させるが、該複数の緊急操作指示画像のうち該低緊急操作指示画像よりも緊急度が高い高緊急操作指示画像を該箇所に表示させるときには、前記通常運転者提供情報画像を非表示にするように、前記画像光投射手段を制御することを特徴とする情報提供装置。 - 請求項6に記載の情報提供装置において、
前記高緊急操作指示画像は、前記低緊急操作指示画像よりも大きいことを特徴とする情報提供装置。 - 請求項6又は7に記載の情報提供装置において、
前記高緊急操作指示画像は、前記低緊急操作指示画像よりも輝度が高いことを特徴とする情報提供装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の情報提供装置において、
前記画像光投射手段は、投射する画像光によって前記通常運転者提供情報画像及び前記優先運転者提供情報画像を虚像として前記所定の表示エリア内に表示させるものであり、
運転者から前記虚像までの距離が5m以上であることを特徴とする情報提供装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の情報提供装置において、
前記画像光投射手段は、画像光を照射する光照射手段から照射した画像光を光走査手段により二次元走査して前記光透過部材へ投射することにより、前記所定の表示エリア内に前記通常運転者提供情報画像及び前記優先運転者提供情報画像を表示させるものであることを特徴とする情報提供装置。 - 移動体の運転者に提供する運転者提供情報を示す運転者提供情報画像を、光透過部材を介して運転者が視認する移動体進行方向前方の所定の表示エリアに表示させるように、該光透過部材へ画像光を投射することにより、該運転者提供情報を運転者へ提供する情報提供方法であって、
所定の優先運転者提供情報表示条件に従って、通常運転者提供情報画像が表示される箇所に、該通常運転者提供情報画像に代えて、該通常運転者提供情報画像に係る通常の運転者提供情報よりも運転者への情報提供が優先される優先運転者提供情報を示す優先運転者提供情報画像を表示させる優先運転者提供情報画像表示工程を有し、
前記優先運転者提供情報画像表示工程では、前記優先運転者提供情報画像を前記箇所に表示させる期間の少なくとも一部の期間、前記通常運転者提供情報画像を該箇所とは異なる箇所に表示させることを特徴とする情報提供方法。 - 移動体の運転者に提供する運転者提供情報を示す運転者提供情報画像を、光透過部材を介して運転者が視認する移動体進行方向前方の所定の表示エリアに表示させるように、該光透過部材へ画像光を投射する画像光投射手段を備えた情報提供装置のコンピュータを機能させるための情報提供用制御プログラムであって、
所定の優先運転者提供情報表示条件に従って、通常運転者提供情報画像が表示される箇所に、該通常運転者提供情報画像に代えて、該通常運転者提供情報画像に係る通常の運転者提供情報よりも運転者への情報提供が優先される優先運転者提供情報を示す優先運転者提供情報画像を表示させるように、前記画像光投射手段を制御する表示制御手段として、前記コンピュータを機能させるものであって、前記表示制御手段は、前記優先運転者提供情報画像を前記箇所に表示させる期間の少なくとも一部の期間、前記通常運転者提供情報画像を該箇所とは異なる箇所に表示させるように、前記画像光投射手段を制御することを特徴とする情報提供用制御プログラム。
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