JP3495149B2 - Head-up display for car navigation - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、乗用車やトラック
など各種の車両内でカーナビゲーション・システムの表
示部などとして利用されるヘッドアップ型表示装置に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】現在急速に普及しつつあるカーナビゲー
ション・システムは、自車両の現在位置を検出するＧＰ
Ｓなどの位置決め機能、ＣＤーＲＯＭなどに保持中の道
路地図を読出しこの道路地図上の自車両の位置を検出す
る機能、この検出された道路地図上の自車両の位置に基
づき指定された目的地までの経路に沿って車両を案内す
るための案内情報を発生する機能、この案内情報を表示
しあるいは音声メッセージとして出力する機能などを備
えている。 【０００３】このようにカーナビゲーション・システム
として、ヘッドアップ型表示装置を利用したカーナビゲ
ーション・システムが知られている。このようなヘッド
アップ型表示装置を利用したカーナビゲーション・シス
テムについては、必要に応じて、1994年に IEEE が開催
した「 Vehicle Navigation & Information SystemsCon
ference Proceedings 」において講演番号 C4 ー5 が
付されて発表された「APPLICATION OF HEAD-UP DISP
LAYS FOR IN-VEHICLE NAVIGATION / ROUTEGUIDANC
E」と題する T.Todorikiらの論文（予稿集の479 頁)
などを参照されたい。 【０００４】上記論文のFig.9 には、道案内のためにド
ライバーに左折を指示する矢印を、鳥瞰図でアクション
ポイントと称する交差点内の左折箇所に重ね合わさるよ
うに表示する例 (On-the-Scene HUD) や、この矢印をア
クションポイントを含む交差点の形状を示す図形やこの
アクションポイントまでの距離と共に垂直画面表示した
りする例（Conventional HUD )が図示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記 Conventional HU
D による表示方法では、アクションポイントまでの距離
に関係なく案内図形が同じ大きさで描かれるためその大
きさからアクションポイントまでの遠近感を得ることが
できない。このため、アクションポイントまでの距離を
案内図形とは別に数字で表示しなければならず、データ
の読取りが煩雑になるという問題がある。また、この C
onventional HUD による表示方法では、案内図形がアク
ションポイントの位置とは無関係に車両前方の固定箇所
に表示されるため、ドライバーが対応のアクションポイ
ントを自分で探索しなければならず、案内としては不十
分であるという問題がある。 【０００６】これに対して、上記 On-the-Scene HUD に
よる表示方法では、左折を指示する矢印などの案内図形
があたかも路上に描かれているように遠近法に従った鳥
瞰図によって表示されるため、アクションポイントの位
置が明確であると共に表示図形の大きさからアクション
ポイントまでの遠近感を得ることができ、データの読取
りが簡略になるという利点がある。しかしながら、上記
On-the-Scene HUDによる表示方法では案内図形があたか
も路上に描かれているように鳥瞰図によって表示される
ため、アクションポイントまでの距離が大きくなり過ぎ
ると、案内図形が小さくなり過ぎて判読が困難になると
いう問題がある。 【０００７】 本発明のカーナビゲーション用ヘッドア
ップ表示装置によれば、案内図形が、この案内図形に従
って自車両の進路の変更または維持が行われる通過予定
地点（以下「案内地点」という）の道路上に描かれた所
定の鳥瞰図によってかつこの案内地点と自車両との距離
が増加するほど表示の拡大率を増加させて表示される。
この仮想的な案内図形を、自車両の現在位置から案内
地点までの水平距離と、路面からのドライバーの目の高
さとに基づく遠近法によって正確な鳥瞰図として表示す
るのではなく、現在地点と案内地点との距離に応じた拡
大率で表示するため、案内地点までの距離が大きくなり
過ぎると案内図形が小さくなりすぎて判読が困難になる
というOn-the-Scene-HUD の欠点を補うと共に利点を活
用できる。 以下、本発明を実施例と共に更に詳細に説
明する。 【０００８】 【実施例】図１は、本発明の一実施例の車両用ヘッドア
ップ型表示装置の構成を例示するブロック図であり、１
はＣＰＵ、２は地図データを保持するＣＤーＲＯＭ、３
はヘッドアップ表示部、４はＧＰＳ受信部、５，６は入
出力インタフェース部、７はキーボード、８はスピーカ
である。ヘッドアップ表示部３は、描画プロセッサ３
ａ、フレームメモリ３ｂ、表示制御部３ｃ、液晶表示パ
ネル３ｄ及びフロントガラスを利用したコンバイナ３ｅ
を備えている。 【０００９】ＣＰＵ１は、車両内の各部に配置された各
種のセンサから入出力インタフェース部５を介して車速
やヨーレイトなど車両の走行状態を示す情報を読取り、
これらの情報を処理して自車両の向きや位置の変化を検
出する。 【００１０】さらに、ＣＰＵ１は、ＧＰＳ受信部４から
入出力インタフェース部５を介して自車両の位置を読取
る。このＧＰＳ受信部４は、位置の検出精度を高めるた
め、位置が既知の固定局での測定データを受信して自位
置の検出値の修正を行うディファレンシャルＧＰＳなど
を必要に応じて採用する。ＣＰＵ１は、ＧＰＳ受信部４
で検出された自車両の位置の周辺の地図データをＣＤー
ＲＯＭ２から読取り、この地図上の自車両の現在位置を
検出する。ＣＰＵ１は、ＣＤーＲＯＭ２から読取った地
図データに基づく道路地図と、検出した自車両の位置を
示す記号の描画をヘッドアップ表示部３の描画プロセッ
サ３ａに指令する。 【００１１】この描画指令を受けた描画プロセッサ３ａ
は、ＣＰＵ１の指令に従って種々の画像を作成し、これ
をフレームメモリ３ｂ内のＣＰＵ１から指定されたアド
レスに書込む。フレームメモリ３ｂ内に書込まれた画像
は、表示制御部３ｃによってフレームメモリ３ｂからそ
の書込みアドレス順に一定周期で読出され、バックライ
ト型の液晶表示パネル３ｄ上に表示される。液晶表示パ
ネル３ｄ上に表示された画像は、フロントガラスを利用
したコンバイナ３ｅで反射され、ドライバーの目に入射
する。 【００１２】ドライバーは、その目に入射する反射光線
をあたかもその延長線上に存在する虚像から発せられた
光線であるかのように目視によって感得する。すなわ
ち、コンバイナ３ｅの前方の所定の位置に液晶表示パネ
ル３ｄの虚像３ｆがほぼ垂直に結像され、ドライバーは
この液晶表示パネルの虚像３ｆを車両前方の情景と重ね
合わせた状態で感得する。液晶表示パネルの虚像３ｆ内
の小画素片（セグメント）に注目すれば、このセグメン
トのフレームメモリ３ｂへの書込みアドレスの変更に伴
い、液晶表示パネル３ｄ上へのセグメントの表示位置が
変更され、これに伴い虚像３ｆ内のセグメントの位置が
変更される。 【００１３】通過予定地点の路上に重ね合わせられるよ
うにヘッドアップ表示される案内図形は、ドライバーが
見てあたかもこの案内図形に従って自車両の進路の変更
または維持が行われる案内地点の路上にペンキなどで描
かれた直進や左折などを示す案内図形であるかのよう
に、鳥瞰図によって表示される。例えば、案内地点の路
上に直進を指示する矢印を表示する場合、図２の（Ａ）
に示す平面図による矢印が、車両の現地点の運転席のド
ライバーの視点の高さから見た鳥瞰図に変換され、
（Ｂ）に示すような図形が作成される。この作成された
鳥瞰図による矢印は、通過予定地点の路上に重ね合わせ
られる位置にヘッドアップ表示される。 【００１４】上述のように、直進を指示する真っ直ぐな
矢印などの案内図形について、現在位置からこの案内図
形に従って自車両の変更や維持が行われる案内地点まで
の水平距離と、路面から運転席までの高さとを用いて遠
近法に基づき正確な鳥瞰図を作成してしまうと、図２
（Ｂ）に示すように、見かけの大きさが減少するため遠
方からでは識別し難くなる。そこで、現在地点と案内地
点との距離が大きい場合には、真っ直ぐな矢印など処理
対象の案内図形を図２（Ｂ）に示すように、そのまま鳥
瞰図に変換するのではなく、図２（Ａ’）に示すよう
に、距離に応じた倍率に従っていったん表示の拡大率を
増大したのち、これを鳥瞰図に変換することにより図２
（Ｃ）に示すような鳥瞰図に変換してヘッドアップ表示
する。 【００１５】図３に例示するように、右折の矢印を表示
しようとする案内地点と車両との距離がｄであり、その
進行方向への成分とこれと直交する方向への成分がそれ
ぞれｄｙとｄｘである場合には、進行方向への拡大比率
はｄｙに基づき、これと直交する方向への拡大比率はｄ
ｘに基づきそれぞれ決定される。 【００１６】以上、矢印などの案内図形をこの案内図形
に従って自車両の進路の変更や維持が行われる案内地点
の路上に重ね合わせるように鳥瞰図によってヘッドアッ
プ表示する構成を例示した。しかしながら、図４に例示
するように、道路の形状や矢印などを含む案内図形を案
内地点の道路の平面図上に重ね合わせて、かつ現在地点
から案内地点までの距離が大きくなるほど寸法を減少さ
せながら鉛直面内にヘッドアップ表示する構成を採用す
ることもできる。この構成によれば、従来案内地点まで
の距離に関係なく同じ大きさで同じ位置に案内図形をヘ
ッドアップ表示する場合と異なり、案内図形の大小によ
って遠近感が生じると共に案内地点が案内図形の表示位
置によって直截的に図示されることになり、利用時の利
便性が向上する。 【００１７】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のナ
ビゲーション用ヘッドアップ表示装置は、案内図形を通
過予定地点までの水平距離と路面からドライバーの目の
高さとに基づく遠近法によって正確な鳥瞰図によって案
内地点に重ね合わせて描く代わりに、案内地点が遠ざか
るほどそこに大きめに表示するため、 On-the-Scene HU
D の欠点を補うと共に利点を活用できるという効果が奏
される。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up type display device used as a display unit of a car navigation system in various vehicles such as passenger cars and trucks. is there. 2. Description of the Related Art A car navigation system that is rapidly spreading nowadays is a GP that detects a current position of a host vehicle.
S, etc., a function of reading a road map stored in a CD-ROM or the like to detect the position of the own vehicle on this road map, a purpose specified based on the position of the own vehicle on the detected road map It has a function of generating guidance information for guiding a vehicle along a route to the ground, a function of displaying the guidance information or outputting it as a voice message, and the like. As described above, a car navigation system using a head-up type display device is known as a car navigation system. For car navigation systems using such head-up display devices, the Vehicle Navigation & Information Systems Conference held by the IEEE in 1994
"APPLICATION OF HEAD-UP DISP", which was presented at the Conference Proceedings with lecture number C4-5.
LAYS FOR IN-VEHICLE NAVIGATION / ROUTEGUIDANC
E ”by T. Todoriki et al. (P. 479 of the proceedings)
Please refer to. FIG. 9 of the above article shows an example in which an arrow instructing a driver to make a left turn for route guidance is displayed so as to be superimposed on a left turn in an intersection called an action point in a bird's-eye view (On-the- An example (Conventional HUD) in which the arrow is displayed on a vertical screen together with a figure indicating the shape of an intersection including an action point and the distance to the action point is shown. [0005] The above Conventional HU
In the display method by D, since the guide figure is drawn in the same size regardless of the distance to the action point, it is not possible to obtain a perspective from the size to the action point. For this reason, the distance to the action point must be displayed by a number separately from the guide figure, and there is a problem that data reading becomes complicated. Also this C
In the display method using the onventional HUD, the guide figure is displayed at a fixed place in front of the vehicle regardless of the position of the action point, so the driver has to search for the corresponding action point by himself, which is not sufficient as guidance There is a problem that is. On the other hand, in the display method using the above-mentioned on-the-scene HUD, a guide figure such as an arrow for instructing a left turn is displayed in a bird's-eye view according to a perspective as if drawn on a road. In addition, there is an advantage that the position of the action point is clear, and a sense of perspective from the size of the displayed graphic to the action point can be obtained, so that data reading is simplified. However, above
In the display method using the on-the-scene HUD, the guide figure is displayed as a bird's-eye view as if it were drawn on the road, so if the distance to the action point is too large, the guide figure will be too small and difficult to read Problem. According to the head-up display device for car navigation of the present invention, the guide graphic is a passing schedule in which the course of the own vehicle is changed or maintained according to the guide graphic.
The information is displayed by a predetermined bird's-eye view drawn on the road of a point (hereinafter, referred to as a “guiding point” ) and with an increased display magnification as the distance between the guiding point and the host vehicle increases.
The virtual guide figure, displays as an exact bird's eye view and the horizontal distance to the guide point from the current position of the vehicle, in perspective based on the height of the eyes of the driver from the road surface
Rather than expanding according to the distance between the current point and the guide point.
Because it is displayed at a large percentage, the distance to the guidance point increases
If it is too long, the guide figure will be too small and it will be difficult to read
You can take advantage of the benefits along with the compensate for the shortcomings of the On-the-Scene-HUD that would leave. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Denotes a CPU, 2 denotes a CD-ROM for holding map data, 3
Is a head-up display unit, 4 is a GPS receiving unit, 5 and 6 are input / output interface units, 7 is a keyboard, and 8 is a speaker. The head-up display unit 3 includes a drawing processor 3
a, a frame memory 3b, a display controller 3c, a liquid crystal display panel 3d, and a combiner 3e using a windshield.
It has. The CPU 1 reads information indicating a running state of the vehicle, such as a vehicle speed and a yaw rate, from various sensors arranged in various parts in the vehicle via an input / output interface unit 5.
By processing these information, changes in the direction and position of the host vehicle are detected. Further, the CPU 1 reads the position of the own vehicle from the GPS receiving unit 4 via the input / output interface unit 5. The GPS receiving unit 4 employs a differential GPS or the like that receives measurement data from a fixed station whose position is known and corrects the detection value of its own position, if necessary, in order to increase the position detection accuracy. The CPU 1 has a GPS receiver 4
The map data around the position of the own vehicle detected by the above is read from the CD-ROM 2, and the current position of the own vehicle on this map is detected. The CPU 1 instructs the drawing processor 3a of the heads-up display unit 3 to draw a road map based on the map data read from the CD-ROM 2 and a symbol indicating the detected position of the vehicle. The drawing processor 3a receiving the drawing command
Creates various images in accordance with a command from the CPU 1 and writes the images at addresses designated by the CPU 1 in the frame memory 3b. The image written in the frame memory 3b is read by the display control unit 3c from the frame memory 3b in a fixed cycle in the order of the write address, and displayed on the backlight type liquid crystal display panel 3d. The image displayed on the liquid crystal display panel 3d is reflected by the combiner 3e using the windshield and enters the driver's eyes. The driver visually perceives the reflected light rays incident on his eyes as if the light rays were emitted from a virtual image existing on an extension of the eyes. That is, a virtual image 3f of the liquid crystal display panel 3d is formed substantially vertically at a predetermined position in front of the combiner 3e, and the driver senses the virtual image 3f of the liquid crystal display panel in a state of being superimposed on a scene in front of the vehicle. If attention is paid to a small pixel piece (segment) in the virtual image 3f of the liquid crystal display panel, the display position of the segment on the liquid crystal display panel 3d is changed in accordance with the change of the write address of the segment in the frame memory 3b. Accordingly, the position of the segment in the virtual image 3f is changed. The guide graphic displayed head-up so as to be superimposed on the road at the scheduled passing point is changed by changing the course of the vehicle as if the driver looked at the guide graphic.
Alternatively, it is displayed in a bird's-eye view as if it were a guide figure indicating straight ahead or left turn drawn with paint or the like on the road of the guide point where maintenance is performed . For example, when displaying an arrow instructing the vehicle to go straight on the road at the guide point , FIG.
Is converted into a bird's-eye view from the height of the driver's viewpoint at the driver's seat at the local point of the vehicle,
A figure as shown in FIG. The created arrow in the bird's-eye view is displayed head-up at a position where it is superimposed on the road at the scheduled passing point. As described above, for a guide figure such as a straight arrow pointing straight ahead, this guide map is drawn from the current position .
If an accurate bird's-eye view is created based on perspective using the horizontal distance to the guide point where the vehicle is changed or maintained according to the shape and the height from the road surface to the driver's seat, FIG.
As shown in (B), the apparent size is reduced, so that it is difficult to identify the object from a distance. So, the current point and the guide point
When the distance from the point is large, the guide graphic to be processed, such as a straight arrow, is not converted into a bird's-eye view as it is as shown in FIG. 2B, but as shown in FIG. Once the display magnification is adjusted according to the magnification according to the distance
After increasing , this is converted to a bird's-eye view,
The image is converted into a bird's-eye view as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the distance between the vehicle and the guide point where a right-turn arrow is to be displayed is d, and the component in the traveling direction and the component in the direction orthogonal thereto are dy and dy, respectively. In the case of dx, the enlargement ratio in the traveling direction is based on dy, and the enlargement ratio in the direction orthogonal thereto is d.
x, respectively. [0016] As described above, this guide figure a guide figure, such as the arrow
The head-up display by a bird's-eye view is illustrated so as to be superimposed on the guide point where the course of the own vehicle is changed or maintained according to the above. However, as illustrated in FIG. 4, a guide figure including a road shape, an arrow, and the like is proposed.
Superimposed on a plane view of the inner point road, and it is also possible to employ a configuration in which a head-up display in the vertical plane while reducing the size as the distance from the current location to a guide point increases. According to this configuration, unlike the conventional case where the guide graphic is displayed at the same position with the same size regardless of the distance to the guide point , the size of the guide graphic causes a sense of perspective and the guide point is displayed. Since the position is directly illustrated, the convenience at the time of use is improved. As described in detail above, the head-up display device for navigation according to the present invention is based on the perspective distance based on the horizontal distance to the expected point of passing the guide figure and the height of the driver's eyes from the road surface. proposal by the exact bird's eye view by
On-the-Scene HU, because instead of drawing over the inner point , the guide point is displayed larger as it goes away.
This has the effect of compensating for the disadvantages of D and making use of the advantages.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例の車両用ヘッドアップ表示装
置の構成を示すブロック図である。 【図２】本発明の作用を説明するための側面図である。 【図３】本発明の作用を説明するための平面図である。 【図４】本発明の他の案内図形の表示例を説明するため
の側面図である。 【符号の説明】 １ ＣＰＵ ２ 道路地図データをを登録しておくＣＤーＲＯＭ ３ ヘッドアップ表示部 3a 描画プロセッサ 3b フレームメモリ 3c 表示制御部 3d 液晶表示パネル 3e フロントガラスを兼ねるコンバイナ 3f 車両の前方に結像された液晶表示パネルの虚像 ４ ＧＰＳ受信部 5,6 入出力インタフェース部 ７ キーボード ８ スピーカBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicular head-up display device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view for explaining the operation of the present invention. FIG. 3 is a plan view for explaining the operation of the present invention. FIG. 4 is a side view for explaining a display example of another guide graphic according to the present invention. [Description of Signs] 1 CPU 2 CD-ROM for storing road map data 3 Head-up display unit 3a Drawing processor 3b Frame memory 3c Display control unit 3d Liquid crystal display panel 3e Combiner 3f also serving as windshield 3f In front of vehicle Imaged virtual image of liquid crystal display panel 4 GPS receiver 5,6 Input / output interface 7 Keyboard 8 Speaker

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09B 29/00 - 29/14 B60R 11/02 B60R 16/02 640 G01C 21/00 G08G 1/0969 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) G09B 29/00-29/14 B60R 11/02 B60R 16/02 640 G01C 21/00 G08G 1/0969

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 自車両の現在位置を検出する手段、道路
地図を保持しかつこの道路地図上の自車両の位置を検出
する手段、この検出された道路地図上の自車両の位置に
基づき指定された目的地までの経路に沿って自車両を案
内するために自車両の進路の変更または維持に関する案
内を行う案内図形を発生する手段、この案内図形をこの
案内図形に従って前記自車両の進路の変更または維持が
行われる案内地点の道路上に描かれた所定の鳥瞰図によ
ってヘッドアップ表示するヘッドアップ表示部とを備え
たカーナビゲーション・システムにおいて、前記案内地点と自車両との距離を検出する手段と、この
検出された距離が増加するほど表示の拡大率を増加して
前記案内図形を表示する手段とを備えた ことを特徴とす
るカーナビゲーション用ヘッドアップ表示装置。(57) [Claims 1] Means for detecting the current position of the own vehicle, means for holding a road map and detecting the position of the own vehicle on the road map, and the detected road map Means for generating a guide graphic for providing guidance on changing or maintaining the course of the own vehicle in order to guide the own vehicle along the route to the designated destination based on the position of the own vehicle above, A car navigation system comprising: a head-up display unit that performs head-up display by a predetermined bird's-eye view drawn on a road at a guide point where the course of the host vehicle is changed or maintained according to a guide graphic ; Means for detecting the distance to the vehicle;
As the detected distance increases, the display magnification increases.
Means for displaying the guide graphic . A head-up display device for car navigation, comprising: