JP5256075B2 - 速度感覚制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を運転するドライバの速度感を制御する速度感覚制御装置に関するものである。

例えば、高速道路において高速走行を長時間続けた後に一般道路での通常走行に移ると、ドライバの速度感覚の狂いから速度を出し過ぎる傾向があることが知られている。

そこで、特許文献１には、ドライバが操縦の際に目視する車両外の第１の視覚情報（車両外の景色の流れ等）の手前に、第２の視覚情報としてドライバの視覚の周辺部分から中心部分に向けて移動する収縮又は中心部分から中心部分に向けて移動する拡大の何れか一方の第２の視覚情報（ドッドパターン等）をドライバに提供する視覚情報提供手段を備えたスピード感制御装置が提案されている。

上記スピード感制御装置は、ドライバが視野の中の広い領域で第１の視覚情報が均一に動くのを見た場合、実際は静止している自分の体が知覚刺激とは反対方向に運動しているものと知覚される現象（誘導運動）を利用したものである。このような現象は、実際の空間から人の目の網膜に視認できる環境を投影する際に自分が動き始めた場合も、周りが動き始めた場合も、同じように網膜に投影されるために生ずるものである。

具体的には、高速道路を或る一定時間走行すると、そのときの風景等の視覚情報の流れに順応してそれが基準になってしまうため、その後に一般道路を走行すると普段一般道路を走行しているときの速度感覚よりも遅く感じてしまうためにスピードを出し過ぎてしまう傾向がある。このことを図４〜図６に基づいて更に詳細に説明する。

図４〜図６において（ａ）は運転中のドライバの視界を示す図、（ｂ）は視覚情報と運動感覚のベクトル図であって、高速道路を走行しているとき、ドライバは図４（ａ）に示すフロントガラス１０３を通して矢印方向に動く速い視覚刺激（風景）の流れを視認することができる。その流れをベクトルで示すと図４（ｂ）に示すαとβとなり、それらの合成ベクトルγと反対方向に動いているという感覚（誘導運動）がドライバに誘起されるが、その状態が所定時間以上続くとそれに順応してしまう。尚、図４（ａ）において１０２はハンドルである。

上記現象を解消するためには、図５（ａ）に示すように、フロントガラスに高速道路走行時に見える視覚刺激（風景の流れる方向・速度）とは反対方向の視覚刺激（ドライバの周辺視野から中心部分に向けて移動しながら小さくなる視覚情報）を提供すれば良い。すると、図５（ｂ）に示すように、進行方向とは反対方向の誘導運動が誘起され、この異なった方向に誘起された誘導運動によって視覚刺激の流れへの順応が解消され、ドライバの速度感覚の狂いが解消される。

特許文献１において提案された速度感覚制御装置においては、ドライバに提供する第２の視覚情報として、フロントガラス等に図５（ａ）に示すような白い丸等の意味のない図形をランダムに、且つ、その図形の大きさが中心に向かって次第に小さくなるよう表示している。この場合、図形がドライバの視覚の邪魔にならないよう、図形は余り濃い色にしないことが好ましい。

他方、急激な加減速や過度の蛇行運転時にはドライバが感じる速度感を実際の車速よりも速めるために、図６（ａ）に示すように、フロントガラス等に、中心視部分から周辺視部分へ移動するランダムドッドパターンを拡大させて表示する。すると、図６（ｂ）に示すように、表示した見掛けの移動方向の合成ベクトルとは反対方向、つまり車両の進行方向への誘導自己運動感覚がドライバに誘起される。この結果、ドライバが感じる速度感は、実際に走行している速度よりも高まるため、ドライバは心理的に「速度を出し過ぎている」と感じ、ドライバの意識を車速を下げる方向に向かわせることができる。

特開平９−２６３２１６号公報

しかしながら、特許文献１において提案されているように、第２の視覚情報としてドライバの視覚の周辺部分から中心部分に向けて移動する収縮又は中心部分から中心部分に向けて移動するドッドパターン等の第２の視覚情報をフロントガラス等に表示すると、ドライバの前方視認性を阻害する他、ドライバが違和感を覚えたり、不快感や煩わしさを感じるという問題が発生する。

ドライバは、中心視で進行方向の必要な詳細情報（構造等）の認知と識別を行い、周辺視で動きやスピード等の空間的な情報（形や構造等は識別不能）を取得しながら運転するため、特許文献１に提案されているようにフロントガラスやサイドガラスの全面に亘って多くの視覚情報を表示すると、そもそも周辺視では姿や形等を区別することができないことから、横断してきたり、飛び出して来た歩行者との区別が困難になってしまう。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ドライバの前方視認性を阻害したり、ドライバに違和感や不快感を与えることなく、ドライバの速度感を制御して安全な運転を実現することができる速度感覚制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、自車の走行速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段によって検出された走行速度に基づいて視覚情報としての倒立三角形の大きさを演算する演算手段と、該演算手段によって演算された大きさの倒立三角形をフロントガラスに表示する表示手段を含んで速度感覚制御装置を構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記演算手段は、前記倒立三角形の大きさを走行速度の増加に伴って大きく設定することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記演算手段は、走行速度が設定値以下である範囲では前記倒立三角形の頂点位置を走行速度の増加に伴って下方に下げ、走行速度が設定値を超えると前記倒立三角形の底辺の長さを走行速度の増加に伴って長くすることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記倒立三角形をフロントガラスに表示するか否かを判断する表示判断手段を備え、走行速度が所定の範囲内にある場合にのみ倒立三角形をフロントガラスに表示し、それ以外の場合には表示しないことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、車両の操舵角を検出する舵角検出手段と、該舵角検出手段によって検出された操舵角から舵角速度を演算する舵角速度演算手段を備え、舵角速度と走行速度が各設定値を共に超える場合には前記倒立三角形をフロントガラスに表示しないことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記舵角検出手段によって検出された操舵角に応じて前記倒立三角形の頂点位置を左右に変化させることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、周囲の照度を検出する照度検出手段を備え、照度検出手段によって検出された照度に応じて前記倒立三角形の輝度を変化させることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の発明において、前記倒立三角形の斜線の表示を頂点から底辺に向けて流れる輝点フローによって行うことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、倒立三角形をフロントガラスに表示し、その倒立三角形の大きさを走行速度に応じて変化させるようにしたため、倒立三角形の右上りの斜線が有する誘目性によって、その領域付近の運転中におけるドライバの注視回数が増え、注視回数が増える領域に走行道路脇に存在する建造物等が入ってくる。このため、建造物等の物の流れ（視覚刺激の動き）をドライバが通常よりも強く認識するようになり、これによってドライバの速度感覚が制御される。

ここで、三角形は誘目性の高い図形として知られており、その三角形の上下を反転させた倒立三角形は、車両進行方向に見える路面の形状を反転させた形に近いためにドライバが感じる違和感や不快感は小さいものと考えられる。又、三角形を構成する線分のうちでも特に右上りの斜線は高い誘目性を示すことが知られており、倒立三角形はその斜辺のみが表示されるため、ドライバの前方視認性が倒立三角形によって阻害されることがない。

請求項２及び３記載の発明によれば、フロントガラスに表示される倒立三角形の大きさを走行速度の増加に伴って大きくするため、走行速度が上がるに連れて物の流れ（視覚刺激の動き）をドライバが一層強く認識するようになる。このため、ドライバが知覚する誘目性自己運動感覚は通常よりも大きくなり、ドライバが感じる速度感を実際の車速よりも速く感じさせることができ、この結果、ドライバは心理的に「速度を出し過ぎている」と感じ、運転する車両の走行速度を下げる方向にドライバの意識を向かわせ、実際の走行速度を抑制させて安全な運転を実現することができる。

請求項４記載の発明によれば、ドライバに速度感覚の狂いが生じ得ない速度領域で車両が走行しているとき、例えば低速で走行しているときや高速道路を高速で走行しているときに倒立三角形をフロントガラスに表示しないようにすれば、ドライバの前方視認性が阻害されたり、ドライバが違和感や不快感を受けることがない。

請求項５記載の発明によれば、舵角速度と走行速度が各設定値を共に超える状態は通常はあり得ない状態であって、そのような場合には倒立三角形をフロントガラスに表示しないようにしたため、ドライバの前方視認性を害したり、ドライバに違和感や不快感を与えたりすることがない。

請求項６記載の発明によれば、操舵角に応じて倒立三角形の頂点位置を左右に変化させるようにしたため、操舵操作によってフロントガラスに対するドライバの視野の変化に倒立三角形の表示を追従させることができる。

請求項７記載の発明によれば、周囲の明るさに応じて倒立三角形の輝度を変化させるようにしたため、例えば周囲が明るいときに倒立三角形の輝度を上げることによって、ドライバはフロントガラスに表示された倒立三角形を明確に視野に入れることができる。

請求項８記載の発明によれば、ドライバは倒立三角形の頂点から底辺に向けて流れる輝点フローによって倒立三角形の斜辺を視覚に入れることができ、この斜辺が有する誘目性によってドライバのスピード感が制御される。

本発明に係る速度制御装置を備えた車両前部の側面図である。 本発明に係る速度制御装置のシステム構成を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｈ）はフロントガラスに表示する視覚情報としての倒立三角形の形状変化を示す図である。 （ａ）は運転中のドライバの視界を示す図、（ｂ）は視覚情報と運動感覚のベクトル図である。 （ａ）はフロントガラスに表示されるドッドパターンを示す図、（ｂ）は視覚情報と運動感覚のベクトル図である。 （ａ）はフロントガラスに表示されるドッドパターンを示す図、（ｂ）は視覚情報と運動感覚のベクトル図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る速度感覚制御装置を備えた車両前部の側面図、図２は同速度感制御装置のシステム構成を示すブロック図、図３（ａ）〜（ｈ）はフロントガラスに表示する視覚情報としての倒立三角形の形状変化を示す図であり、図１に示す車両１００の前部には、前輪１００の回転数から走行速度を検出する速度センサ１、ハンドル１０２の回転角から車両１００の操舵角を検出する舵角センサ２、走行している車両１００の周囲の環境の明るさを検出する照度センサ３、これらの速度センサ１、舵角センサ２及び照度センサ３から得られる各種情報に基づいてフロントガラス１０３に表示する視覚情報の処理を行う制御処理装置４、該制御処理装置４によって処理された視覚情報を例えばヘッドアップディスブレイ等を用いてドライバの視界前方にあるフロントガラス１０３に投影する表示装置５が設けられており、これらによって本発明に係る速度感覚制御装置が構成されており、その構成の詳細は図２に示されている。

ここで、図１に示す制御処理装置４は、図２に示す表示輝度回路６、舵角速度演算回路７、表示判断回路８、頂点位置演算回路９、投影図形演算回路１０、頂点位置演算回路１１を含んで構成されている。

而して、本発明に係る速度感制御装置は、図３に示すように、視覚情報としての倒立三角形（虚像）Ｔを図１に示すフロントガラス１０３に表示するものであって、倒立三角形Ｔの大きさ（形状及び頂点Ｐの位置を含む）を走行速度に応じて変化させることを特徴とする。

即ち、図２に示すブロック図において、速度センサ１によって検出された走行速度の検出信号は表示判断回路８と頂点位置演算回路９に入力される。すると、頂点位置演算回路９は、速度センサ１から入力された信号に基づいてフロントガラス１０３に投影する倒立三角形Ｔ（図３参照）の頂点位置（高さ方向）の演算を行い、その結果を投影図形演算回路１０に出力する。投影図形演算回路１０は、頂点位置演算回路９によって求められた倒立三角形Ｔの頂点位置と走行速度に基づいて倒立三角形Ｔの形状を演算し、その結果が表示装置５に対して出力されると、表示装置５は図３に示すような倒立三角形Ｔをフロントガラス１０３に表示する。このとき、照度センサ３によって周囲の明るさが検出され、その検出信号が表示輝度演算回路６に入力されると、該表示輝度演算回路６によって表示輝度が演算され、その結果が表示装置５に対して出力される。すると、表示装置５によってフロントガラス１０３に表示される倒立三角形Ｔの輝度が周囲の明るさに応じた適正な値に設定される。具体的には、周囲が明るい程、表示される倒立三角形Ｔの輝度は高く設定される。

フロントガラス１０３に表示される倒立三角形Ｔの高さは、走行速度が上がるに連れて図３（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）に示すように徐々に高くなる（頂点の位置が下方へ移動する）。ここで、走行速度が安全な範囲である場合に表示される倒立三角形Ｔは図３（ａ）〜（ｄ）に示す範囲とされ、安全な走行速度であるか否かの判断は、図２に示すナビゲーションシステム１２に格納されている道路情報（例えば、道路幅、車線数、国道・県道・市道等）を基準としてなされる。

走行速度が安全な範囲を超えて高くなると、ナビゲーションシステム１２から入力される道路情報に基づいて図２に示す頂点位置演算回路１１が倒立三角形Ｔの左右方向の幅（底辺の長さ）を演算し、その結果を投影図形演算回路１０に対して出力する。すると、投影図形演算回路１０は、倒立三角形Ｔの大きさ（形状）を演算してその結果を表示装置５に送信し、表示装置５は走行速度に応じた大きさ（形状）の倒立三角形Ｔをフロントガラス１０３に表示する。具体的には、走行速度が安全速度を超えると、走行速度が高くなるに連れて倒立三角形Ｔの横幅（底辺の長さ）は図３（ｅ）→（ｆ）→（ｇ）→（ｈ）に示すように徐々に広がる。

ところで、三角形は誘目性の高い図形として知られており、その三角形の上下を反転させた倒立三角形Ｔは、車両進行方向に見える路面の形状を反転させた形に近いためにドライバが感じる違和感は小さいものと考えられる。そして、三角形を構成する線分のうちでも特に右上りの斜線（斜辺）は高い誘目性を示すことが知られている。

そこで、本実施の形態では、フロントガラス１０３に投影される倒立三角形Ｔの大きさ（形状）を走行速度が大きくなるに従って図３（ａ）〜（ｈ）に示すように変化させ、ドライバの有効視野に入ってくる倒立三角形Ｔの斜線（特に右上りの斜線）の長さが長くなるようにしている。

上述のように倒立三角形Ｔの斜線（特に右上りの斜線）の長さが走行速度が大きくなるに従って長くなるようにすれば、該倒立三角形Ｔの右上りの斜線が有する誘目性によって、その領域付近の運転中におけるドライバの注視回数が増えることになる。又、その領域（誘目性によって注視回数が増える領域）は走行速度が上がるに連れて下方に下がってくるため、走行速度が高くなると注視回数が増える領域には走行道路脇に存在する建造物（植木等を含む）等が入ってくるため、それらの建造物等による物の流れ（視覚刺激の流れ）をドライバが通常よりも強く認識するようになる。これによってドライバが知覚する誘導運動は通常よりも大きくなるため、ドライバが感じる速度感を実際の車速よりも速く感じさせることができ、この結果、ドライバは心理的に「速度を出し過ぎている」と感じ、運転する車両１００の走行速度を下げる方向にドライバの意識を向かわせ、実際の走行速度を抑制させることができる。

従って、本発明に係る速度感覚制御装置によれば、例えば高速道路において高速走行を長時間続けた後に一般道路での通常走行に移った場合のドライバの速度感覚の狂いを解消することができ、ドライバは一般道路において適正な速度での運転に心掛けることとなり、速度の出し過ぎを抑制することができる。尚、本実施の形態では、フロントガラス１００に視覚情報として表示される倒立三角形Ｔの斜線部分（右上りと左上りの斜線部分）を線分表示したが、線分表示に代えて倒立三角形Ｔの頂点から底辺に向かう輝点フロー表示を行っても前記と同様の効果が得られる。

ところで、走行するのに安全である走行速度以下の低速（例えば、４０ｋｍ／ｈ以下）で走行している場合や高速道路を高速で走行しているときには、ドライバの速度感の狂いが生ずることがなく、又、フロントガラス１０３に視覚情報として倒立三角形Ｔを常時表示するとドライバは煩わしさを感ずるため、このような場合は倒立三角形Ｔの表示を行わない方が良い。

そこで、本実施の形態では、図２に示す表示判断回路８は、速度センサ１と舵角速度演算回路９から入力された信号に基づいてフロントガラス１０１に視覚情報としての倒立三角形Ｔを表示するか否かの判断を行うようにしている。具体的には、図１に示す車両１００に搭載されている図２に示すナビゲーションシステム１２によって自車の走行位置が高速道路であるのか一般道であるのかを常時判別し、走行速度が或る一定の速度（例えば、８０ｋｍ／ｈ）以上であるときには、速度感覚制御装置を停止してフロントガラス１０１に倒立三角形Ｔを表示しないようにしている。又、自車の走行位置が高速道路の本線から外れ、或る一定の速度（例えば、５０ｋｍ／ｈ）以下になったときに速度感覚制御装置を起動し、フロントガラス１０３に倒立三角形Ｔを表示するようにしている。

他方、舵角速度演算回路７からの信号による倒立三角形Ｔの表示可否の判断は以下のように行われる。

舵角センサ２は、ドライバが運転しているときのハンドル１０２の操舵角や操舵時の単位時間当たりの操舵角（舵角速度＝ハンドル１０２を切る速さ）をモニタリングしている。ここで、ハンドル１０２を切る速さが或る値以下においては幅広い平均車速値が観測されているため、その値以上においては危険な運転操作状況（例えば、危険回避運動を行っている状況）にあると推測される。従って、例えばそのような状況においては本速度感覚制御装置による倒立三角形Ｔの表示は混乱を招くと思われるため、本実施の形態では倒立三角形Ｔの表示を行わないようにしている。

即ち、舵角センサ２からの検知信号が舵角速度演算回路７に入力されると、舵角速度運算回路７は、そのときの舵角速度（ハンドル１０２を切る速さ）を演算し、その結果を表示判断回路８に対して出力する。すると、表示判断回路８は、舵角速度（ハンドル１０２を切る速さ）と平均車速が表示すべきではない領域（例えば車速５０ｋｍ／ｈ、舵角速度°／ｓｅｃ）にあるか否かを判断し、その領域にある場合は倒立三角形Ｔの表示を行わない旨の信号を表示装置５に対して出力し、その領域から外れている場合には倒立三角形Ｔの表示を行う旨の信号を表示装置５に対して出力する。

操舵操作を行っている状態において倒立三角形Ｔの表示を行う場合、舵角センサ２によって検出された舵角の信号は頂点位置演算回路１１に入力される。すると、頂点位置演算回路１１は、舵角センサ２から入力された信号に基づいてフロントガラス１０３に投影する倒立三角形Ｔ（図３参照）の頂点位置（左右方向）の演算を行い、その結果を投影図形演算回路１０に対して出力する。投影図形演算回路１０は、頂点位置演算回路１１によって求められた倒立三角形Ｔの頂点位置と走行速度に基づいて倒立三角形Ｔの大きさ（形状）を演算し、その結果が表示装置５に対して出力されると、表示装置５は倒立三角形Ｔをフロントガラス１０３に表示する。具体的には、倒立三角形Ｔの頂点位置は左右方向において操舵方向に移動し、車両１００が右カーブを走行しているときには頂点位置は右側に移動し、逆に車両１００が左カーブを走行しているときには頂点位置は左側に移動する。

以上のように、本発明に係る速度感覚制御装置によれば、ドライバの前方視認性を阻害したり、ドライバに違和感や不快感を与えることなく、ドライバの速度感覚を制御して安全な運転を実現することができるという効果が得られる。

１ 速度センサ（速度検出手段）
２ 舵角センサ（舵角検出手段）
３ 照度センサ（照度検出手段）
４ 制御処理装置
５ 表示装置（表示手段）
６ 表示輝度演算回路
７ 舵角速度演算回路
８ 表示判断回路（表示判断手段）
９ 頂点位置演算回路（演算手段）
１０ 投影図形演算回路（演算手段）
１１ 頂点位置演算回路（演算手段）
１２ ナビゲーションシステム
１００ 車両
１０１ 前輪
１０２ ハンドル
１０３ フロントガラス
Ｔ 倒立三角形

Claims (8)

1. 自車の走行速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段によって検出された走行速度に基づいて視覚情報としての倒立三角形の大きさを演算する演算手段と、該演算手段によって演算された大きさの倒立三角形をフロントガラスに表示する表示手段を含んで構成されることを特徴とする速度感覚制御装置。
2. 前記演算手段は、前記倒立三角形の大きさを走行速度の増加に伴って大きく設定することを特徴とする請求項１記載の速度感覚制御装置。
3. 前記演算手段は、走行速度が設定値以下である範囲では前記倒立三角形の頂点位置を走行速度の増加に伴って下方に下げ、走行速度が設定値を超えると前記倒立三角形の底辺の長さを走行速度の増加に伴って長くすることを特徴とする請求項２記載の速度感覚制御装置。
4. 前記倒立三角形をフロントガラスに表示するか否かを判断する表示判断手段を備え、走行速度が所定の範囲内にある場合にのみ倒立三角形をフロントガラスに表示し、それ以外の場合には表示しないことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の速度感覚制御装置。
5. 車両の操舵角を検出する舵角検出手段と、該舵角検出手段によって検出された操舵角から舵角速度を演算する舵角速度演算手段を備え、舵角速度と走行速度が各設定値を共に超える場合には前記倒立三角形をフロントガラスに表示しないことを特徴とする請求項４記載の速度感覚制御装置。
6. 前記舵角検出手段によって検出された操舵角に応じて前記倒立三角形の頂点位置を左右に変化させることを特徴とする請求項５記載の速度感覚制御装置。
7. 周囲の照度を検出する照度検出手段を備え、照度検出手段によって検出された照度に応じて前記倒立三角形の輝度を変化させることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の速度感覚制御装置。
8. 前記倒立三角形の斜線の表示を頂点から底辺に向けて流れる輝点フローによって行うことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の速度感覚制御装置。

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