JP6394940B2

JP6394940B2 - 車両用表示システム

Info

Publication number: JP6394940B2
Application number: JP2014106927A
Authority: JP
Inventors: 剛士江尻
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: JP2015221633A

Description

本発明は、車両の乗員であるユーザに対して画像を表示して注意喚起する車両用表示システムに関する。

従来の車両用表示システムとしては、特許文献１に開示されているようなヘッドアップディスプレイ装置からなる表示部を用いるものが知られている。特許文献１に開示されている車両用表示システムは、自車両が走行する車線上またはこの車線近傍に存在する障害物（特定対象）を検出し、この障害物を取り囲むような枠画像を自車両のウインドシールドに投影し、ユーザに実景である障害物とこの障害物を取り囲む枠画像とを視認させることで、ユーザの視線を前方方向から大きく移動させずに、注意すべき障害物を強調することが可能である。

このような車両用表示システムは、自車両の前方側を撮像する撮像手段を有しており、撮像画像を分析することで障害物の位置や種類、形状及びサイズなどを認識し、認識した障害物を囲むような大きさの枠画像を所定の位置に表示することで障害物を強調するものである。

特開２００９−２４８７２１号公報

しかしながら、特許文献１のように、障害物の大きさを認識して、この障害物を囲むように枠画像の大きさを調整する車両用表示システムでは、障害物が自車両の近くに存在している場合、枠画像が大きく表示されすぎてしまい、ユーザの実景視認を妨げてしまったり、ユーザの注視領域が分散されてしまったりする恐れがあった。

すなわち、本発明は、実景の視認性低下を抑制し、視線移動が少なくても情報を認識可能な車両用表示システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両用表示システムは、車両前方の特定対象の位置を検出する前方認識部と、透過反射面に前記特定対象を強調する強調画像を投影することで前記透過反射面を介して実景である前記特定対象と前記強調画像とをユーザに視認させる表示部と、前記特定対象に対して前記強調画像を表示する相対的な高さ方向の位置を、前記特定対象の接近に従って段階的または連続的に高くする制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、実景の視認性低下を抑制し、視線移動が少なくても情報を認識させることができる。

本発明の実施形態における車両用表示システムの構成を説明する図である。上記実施形態の車両用表示システムにより自車両のユーザが視認する景色を説明する図であり、（ａ）は特定対象が遠方に存在する場合の景色を示し、（ｂ）は特定対象が近傍に存在する場合の景色を示した図である。上記実施形態における強調画像を説明するための図であり、（ａ）は遠方強調画像を示す図であり、（ｂ）は近傍強調画像を示す図である。上記実施形態における強調画像の相対高さの推移を説明する図である。本発明の実施形態における強調画像の相対高さ推移の変形例を説明する図である。

本発明の車両用表示システム１０の実施形態について、図１を参照して説明する。

車両用表示システム１０は、自車両１に搭載されるものであり、強調表示を自車両１のユーザ２に対して表示する表示部２０と、自車両１の前方を監視する前方認識部３０と、自車両１と特定対象Ｐ（例えば、歩行者Ｐ）との距離を検出する距離検出部４０と、ユーザ２の視点位置を検出する視点位置検出部５０と、前方認識部３０,距離検出部４０,視点位置検出部５０から情報を入力し、表示部２０を制御する制御部６０と、を備える。

表示部２０は、自車両１のフロントガラス（透過反射面）１ａに表示光Ｌを投影することで、フロントガラス１ａを通した実景とともに虚像である後述する強調画像Ｖをユーザ２に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であり、後述する制御部６０の制御の下、フロントガラス１ａに投影する表示光Ｌの位置を調整することで、自車両１の前方の実景上の特定対象Ｐに後述する強調画像Ｖが重畳して視認されるように表示を行うことが可能である。なお、表示部２０は、車両ＥＣＵ７０や図示しないナビゲーションシステムなどに接続されており、実景の特定対象Ｐに重畳する強調画像Ｖ以外にも、車速などの車両情報画像や経路案内を行う矢印画像などで構成される経路案内画像なども表示可能である。

前方認識部３０は、自車両１が走行する路面を含む前方領域を撮像するものであり、例えばステレオカメラなどで構成される。前方認識部３０は、撮像した画像の撮像データを、図示しない画像解析部を用いて、公知の画像処理、パターンマッチング法などにより画像解析することで、車線上（またはその付近）の特定対象Ｐ（前方車両や歩行者Ｐや障害物）の種類や特定対象Ｐの大きさ（後述する対象高さＨ及び横幅Ｗ）を解析することができ、さらに撮像された特定対象Ｐと自車両１との間の距離を算出することができる。また、前方認識部３０は、特定対象Ｐと自車両１との距離の時間差分を比較することで、自車両１に対する特定対象Ｐの相対的な速度も検出することが可能である。

距離検出部４０は、例えば、ミリ波レーダ等の近距離検出用レーダ、超音波等を用いたソナー、可視光線カメラ、赤外線カメラなどの撮像カメラ等で構成され、取得したデータを後述する制御部６０に出力する。制御部６０は、距離検出部４０から入力したデータに基づき、特定対象Ｐとの距離や特定対象Ｐとの相対速度などを演算することができる。また、距離検出部４０は、図示しない通信手段を有し、車車間通信や路上の通信インフラを介して自車両１と特定対象Ｐとの位置関係やその時間差分によって相対速度を求めてもよい。

視点位置検出部５０は、ユーザ２の視点位置（視線の上下及び左右方向の位置）を検出するものであり、本実施形態では、ユーザ２を撮像する赤外線カメラ５１と、この赤外線カメラ５１で取得された撮像データを解析する視点画像解析部５２と、を有する。

赤外線カメラ５１は、ユーザ２の目を撮像するものであり、視点画像解析部５２が赤外線カメラ５１で取得された撮像データを、公知の画像処置、パターンマッチング法などにより画像解析することで、ユーザ２の視点位置を解析して、ユーザ２の視点位置に関する情報を後述する制御部６０に出力することができる。なお、ユーザ２が図示しない入力手段を操作することで、自らの視点位置に合うように後述する強調画像Ｖの表示位置を調整するようにしてもよく、このような場合、視点位置検出部５０を省略してもよい。

制御部６０は、１つもしくは複数のマイクロプロセッサ，マイクロコントローラ，ＡＳＩＣ，ＦＰＧＡ，任意の他のＩＣなどを有する処理部６１と、書き換え可能なＲＡＭ，読み出し専用のＲＯＭ，プログラム読み出し専用のＥＥＰＲＯＭ，不揮発性メモリであるフラッシュメモリなどのプログラムやデータを記憶することができる１つまたは複数のメモリを有する記憶部６２と、を備え、表示部２０，前方認識部３０，距離検出部４０，視点位置検出部５０，車両ＥＣＵ７０及び図示しないナビゲーションシステム（車載機器）などと、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）バス通信等のバス８０を介して信号を授受可能に接続される。

処理部６１は、前方認識部３０から入力される特定対象Ｐの位置に関する情報と、視点位置検出部５０から入力されるユーザ２の視点位置に関する情報に基づき、表示部２０に表示させる強調画像Ｖの表示位置を演算して、表示部２０を制御する。このように、特定対象Ｐの位置と視点位置検出部５０の位置とに基づいて、特定対象Ｐの表示位置を設定することにより、ユーザ２の体格の違いや姿勢の違いがあった場合でも、実景における特定対象Ｐに対する所望の位置に強調画像Ｖを重畳表示させることができる。

以上が、本実施形態における車両用表示システム１０の構成であり、これより図２乃至４を用いて、本発明の特徴である強調画像Ｖについて説明をする。図２は、自車両１の運転席からユーザ２が前方視認した際に視認する風景の一例を示した図である。図２（ａ）は、歩行者Ｐ（特定対象Ｐ）が自車両１の遠方に存在する場合の強調画像Ｖ（遠方強調画像Ｖ１）が表示される様子を示した図であり、図２（ｂ）は、歩行者Ｐが自車両１の近傍に存在する場合の強調画像Ｖ（近傍強調画像Ｖ２）が表示される様子を示した図である。また、図３は、処理部６１が前方認識部３０を介して認識する特定対象Ｐの対象高さＨと横幅Ｗと、これら特定対象Ｐに対して表示する強調画像Ｖの大きさ、位置、形状と、を説明するための図であり、図３（ａ）は、遠方強調画像Ｖ１であり、図３（ｂ）は、近傍強調画像Ｖ２である。さらに、図４は、特定対象Ｐに対して表示する強調画像Ｖの相対高さｈの変化を説明するための図である。

特定対象Ｐが自車両１の遠方に存在する場合、表示部２０は、処理部６１の制御のもと、図２（ａ）に示すように、特定対象Ｐの下端である第１の相対高さｈ１の位置に、特定対象Ｐを強調する遠方強調画像Ｖ１を表示する。遠方強調画像Ｖ１は、図３（ａ）に示すように、特定対象Ｐの第１の対象幅Ｗａよりも長い第１の画像幅ｗ１を有する楕円形状の画像である。具体的には、遠方強調画像Ｖ１の第１の画像幅ｗ１は、特定対象Ｐの第１の対象幅Ｗａの１．５〜２倍程度の幅を有する。

特定対象Ｐが自車両１の近傍に存在する場合、表示部２０は、処理部６１の制御のもと、図２（ｂ）に示すように、特定対象Ｐの中央付近である第２の相対高さｈ２の位置に特定対象Ｐを強調する近傍強調画像Ｖ２を表示する。近傍強調画像Ｖ２は、図３（ｂ）に示すように、特定対象Ｐの第２の対象幅Ｗｂよりも短い第２の画像幅ｗ２を有する注意マークなどのアイコン画像である。具体的には、近傍強調画像Ｖ２の第２の画像幅ｗ２は、特定対象Ｐの第２の対象幅Ｗｂの０．５倍程度の幅を有する。

処理部６１は、前方認識部３０から特定対象Ｐの大きさ（特定対象Ｐの横幅Ｗ及び対象高さＨ）を検出し、特定対象Ｐの横幅Ｗに基づき、強調画像Ｖの画像幅ｗを調整する。すなわち、自車両１が特定対象Ｐに接近していくと、前方認識部３０が認識する特定対象Ｐの横幅Ｗが大きくなるため、これに対応して画像幅ｗも大きくなる。特定対象Ｐの横幅Ｗに対する強調画像Ｖの画像幅ｗの比が一定になることが望ましい。なお、画像幅ｗは、前方認識部３０が検出する特定対象Ｐの横幅Ｗのみに基づいて変化しなくてもよく、初期の画像幅ｗを、前方認識部３０が認識する横幅Ｗに基づき決定し、その後、距離検出部４０に基づいて検出された自車両１と特定対象Ｐとの距離Ｄに基づいて、画像幅ｗを変化させてもよい。

また、処理部６１は、距離検出部４０から自車両１と特定対象Ｐとの距離を検出し、この特定対象Ｐとの距離Ｄに基づき、特定対象Ｐに対する強調画像Ｖを表示する相対高さｈ、及び遠方強調画像Ｖ１、近傍強調画像Ｖ２の表示切り換えを行う。

まず、処理部６１は、ユーザ２に報知すべき特定対象Ｐを検出した場合、特定対象Ｐの下端である第１の相対高さｈ１に遠方強調画像Ｖ１を表示し、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄが所定の第１の距離Ｄ１になるまで、遠方強調画像Ｖ１を第１の相対高さｈ１に維持する。

次いで、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄが第１の距離Ｄ１になった場合、処理部６１は、遠方強調画像Ｖ１を非表示にして、近傍強調画像Ｖ２を表示する。そして、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄが第２の距離Ｄ２以内になるまで、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄに従い、特定対象Ｐに対して近傍強調画像Ｖ２を表示する相対高さｈを、第１の相対高さｈ１から第２の相対高さｈ２まで変化させる。第２の相対高さｈ２は、特定対象Ｐの略半分の高さに位置する。すなわち、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄが第１の距離Ｄ１から第２の距離Ｄ２まで変化した場合、近傍強調画像Ｖ２は、特定対象Ｐの下端から特定対象Ｐの半分の高さまで移動する。

さらに、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄが第２の距離Ｄ２になった場合、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄによらず、近傍強調画像Ｖ２を第２の相対高さｈ２に維持する。

以上説明したように、本実施形態の車両用表示システム１０は、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄが短くなった場合、すなわち特定対象Ｐが接近した場合、特定対象Ｐに対して強調画像Ｖを表示する相対高さｈを上昇させることで、特定対象Ｐが近づいた場合でもユーザ２は視線を特定対象Ｐの下側に大きく移動させる必要がない。すなわち、特定対象Ｐを強調する強調画像Ｖに向けるユーザ２の視線移動を抑制するができ、特定対象Ｐを強調画像Ｖで強調しつつも、車両運行に対する注意力を低下させないことが可能である。

また、遠方に存在する特定対象Ｐを強調する場合、遠方強調画像Ｖ１を特定対象Ｐの下端付近に表示するので、強調画像Ｖが実景の特定対象Ｐに大きく重なることがない。したがって、ユーザ２に特定対象Ｐと遠方強調画像Ｖ１とを共に認識させやすくすることができる。また、遠方強調画像Ｖ１を特定対象Ｐの下端付近に表示するので、遠方強調画像Ｖ１の画像幅ｗを大きくしても、遠方強調画像Ｖ１が特定対象Ｐの視認性を妨げることがなく、特定対象Ｐの横幅Ｗよりも遠方強調画像Ｖ１の画像幅ｗを大きくすることで、特定対象Ｐの視認性を低下させずに、特定対象Ｐを確実に強調表示することができる。

また、特定対象Ｐに強調画像Ｖを重畳する際、特定対象Ｐの横幅Ｗよりも遠方強調画像Ｖ１の画像幅ｗを小さくすることで、特定対象Ｐの視認性を低下させずに、注意すべき特定対象Ｐを確実に強調表示することができる。

また、特定対象Ｐの横幅Ｗに基づいて、強調画像Ｖの画像幅ｗを調整し、特定対象Ｐの横幅Ｗに対する強調画像Ｖの画像幅ｗの比が一定になるように、強調画像Ｖの画像幅ｗを調整することで、特定対象Ｐの大きさに対して強調画像Ｖの相対的な大きさ変化することによってユーザ２が抱く違和感を軽減することができ、強調画像Ｖの大きさの変化に基づき自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄをユーザ２に直感的に認識させることができる。

これより本発明の変形例について説明する。以上に説明した実施形態では、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄに基づいて、強調画像Ｖを表示する相対高さｈを変化させるものであったが、これに限定されず、図５に示すように、前方認識部３０が認識する特定対象Ｐの大きさＥに基づいて変化させてもよい。特定対象Ｐの大きさＥとは、特定対象Ｐの対象高さＨであってもよく、横幅Ｗであってもよく、対象高さＨと横幅Ｗとの積であってもよい。

まず、処理部６１は、ユーザ２に報知すべき特定対象Ｐを検出した場合、特定対象Ｐの下端である第１の相対高さｈ１に遠方強調画像Ｖ１を表示し、特定対象Ｐの大きさＥが所定の第２の大きさＥ２になるまで、遠方強調画像Ｖ１を第１の相対高さｈ１に維持する。

次いで、特定対象Ｐの大きさＥが第２の大きさＥ２になった場合、処理部６１は、遠方強調画像Ｖ１を非表示にして、近傍強調画像Ｖ２を表示する。そして、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄが第３の大きさＥ３以内になるまで、特定対象Ｐの大きさＥに従い、近傍強調画像Ｖ２を表示する特定対象Ｐに対する相対高さｈを、第１の相対高さｈ１から第２の相対高さｈ２まで変化させる。

さらに、特定対象Ｐの大きさＥが第３の大きさＥ３になった場合、自車両１と特定対象Ｐとの間の距離Ｄによらず、近傍強調画像Ｖ２を第２の相対高さｈ２に維持する。

また、上記実施形態においては、遠方強調画像Ｖ１と近傍強調画像Ｖ２との表示切り替えを、強調画像Ｖの相対高さｈが変化する前にしていたが、これに限定されず、強調画像Ｖの相対高さｈが変化して固定された後に遠方強調画像Ｖ１から近傍強調画像Ｖ２に切り替えてもよい。

また、上記実施形態においては、近傍強調画像Ｖ２が特定対象Ｐと重畳するようにしていたが、特定対象Ｐに重畳しない左右方向に表示されてもよい。

また、上記実施形態においては、強調画像Ｖを表示する相対高さｈが連続的に変化するように説明したが、段階的に切り替えてもよい。

また、上記実施形態においては、強調画像Ｖを表示開始してから、パラメータ（自車両１と特定対象Ｐとの距離Ｄや特定対象Ｐの大きさＥ）が所定の値になるまで、強調画像Ｖを表示する相対高さｈを固定し、その後、所定のパラメータ領域では、パラメータに応じて相対高さｈを変化させ、さらにその後、パラメータに応じずに相対高さｈを一定に維持するようにしていたが、これに限定されずに、強調画像Ｖを表示開始してからすぐにパラメータに応じて相対高さｈを変化させてもよい。

また、上記実施形態においては、最後に強調画像Ｖが固定される第２の相対高さｈ２を特定対象Ｐの略中央領域としていたが、これに限定されずに、特定対象Ｐの中央領域より上側乃至特定対象Ｐの上端付近であってもよい。

また、上記実施形態においては、表示部２０は、フロントガラス１ａに強調画像Ｖを投影していたが、透過及び反射するものであればよく、コンバイナなどでもよい。

なお、本発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

１自車両
１ａフロントガラス
２ユーザ
１０車両用表示システム
２０表示部
３０前方認識部
４０距離検出部
５０視点位置検出部
６０制御部
６１処理部
６２記憶部
７０車両ＥＣＵ

Ｄ距離
Ｄ１第１の距離（第１の位置）
Ｄ２第２の距離（第２の位置）
Ｈ対象高さ
Ｈａ第１の対象高さ
Ｈｂ第２の対象高さ
ｈ相対高さ
ｈ１第１の相対高さ
ｈ２第２の相対高さ
Ｌ表示光
Ｐ特定対象（歩行者）
Ｖ強調画像
Ｖ１遠方強調画像
Ｖ２近傍強調画像
Ｗ横幅
Ｗａ第１の対象幅
Ｗｂ第２の対象幅
ｗ画像幅
ｗ１第１の画像幅
ｗ２第２の画像幅

Claims

車両前方の特定対象の位置を検出する前方認識部と、透過反射面に前記特定対象を強調する強調画像を投影することで前記透過反射面を介して実景である前記特定対象と前記強調画像とをユーザに視認させる表示部と、前記特定対象に対して前記強調画像を表示する相対的な高さ方向の位置を、前記特定対象の接近に従って段階的または連続的に高くする制御部と、を備える、ことを特徴とする車両用表示システム。
前記制御部は、前記特定対象の高さ方向の中央から下側の領域を少なくとも含むように、前記特定対象の接近に従い、前記特定対象に対して前記強調画像を表示する相対的な高さを段階的または連続的に高くする、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示システム。
前記制御部は、前記特定対象が第１の位置より離れていると判定した場合、前記特定対象の接近によらず、前記特定対象に対する前記強調画像を表示する相対的な高さを略一定に維持する、ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の車両用表示システム。
前記制御部は、前記特定対象が第２の位置より接近していると判定した場合、前記特定対象の接近によらず、前記特定対象に対する前記強調画像を表示する相対的な高さを略一定に維持する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用表示システム。
前記制御部が調整する前記強調画像を表示する相対的な高さの最低位置は、前記特定対象の下端付近である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用表示システム。
前記制御部は、前記特定対象が近づいた場合、前記特定対象の幅に対する前記強調画像の相対的な幅を小さくする、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用表示システム。