JP6818945B2 - 車載表示制御装置および車載表示制御プログラム - Google Patents
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Description
特許文献1では、強い光に対する運転者への不快グレアの発生を防止し、運転者の視覚特性を改善し、暗所運転時の視覚を良好にするための運転視覚支援装置が提案されている。
この装置は、運転者の眼に対して光を照射することによって、暗所運転時の運転者の眼の瞳孔径を制御する。
非特許文献1には、感じられる光の強度が明るさと時間経過とによって異なることが記載されている。
非特許文献2には、色に対する順応状態を考慮して定量化された色空間についての色の見えモデルが記載されている。
非特許文献3には、CIE(国際照明委員会)及びISO(国際標準化機構)で標準化されたCIEDE2000を用いて色差を求めることが記載されている。
非特許文献4には、文字または記号について色差を用いた予測式の研究が記載されている。
ディスプレイが搭載された車両について外光色の時系列を示す外光色データに基づいて、色に対する運転者の順応状態を判定する順応状態判定部と、
前記運転者の前記順応状態に基づいて表示範囲の目標色を決定する目標色決定部と、
前記目標色に基づいて前記ディスプレイの画面において情報が表示される表示部分の適用色を決定する適用色決定部と、
前記表示部分の前記適用色に基づいて前記ディスプレイを制御する制御部とを備える。
外光の強度に基づいて車載表示の輝度を制御する形態について、図1から図5に基づいて説明する。
なお、色は、色相、明度および彩度の3つの要素で構成されており、実施の形態1では3つの要素のうちの明度に着目し、外光に関して明度の度合いを示す強度を用いるものとする。
図1に基づいて、車載システム200の構成を説明する。
車載システム200は、車両に搭載されるシステムである。
具体的な車両は自動車である。但し、車載システム200は自動車以外の車両(例えば、電車)に搭載されてもよい。
ディスプレイ201は、虚像を表示させるための装置である。ディスプレイ201は、表示装置ともいう。具体的なディスプレイ201は、ヘッドアップディスプレイである。
カメラ211は、撮像装置または撮像センサともいう。
車載表示制御装置100は、プロセッサ101とメモリ102と補助記憶装置103と入出力インタフェース104といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。
メモリ102は揮発性の記憶装置である。メモリ102は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ102はRAM(Random Access Memory)である。メモリ102に記憶されたデータは必要に応じて補助記憶装置103に保存される。
補助記憶装置103は不揮発性の記憶装置である。例えば、補助記憶装置103は、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、またはフラッシュメモリである。補助記憶装置103に記憶されたデータは必要に応じてメモリ102にロードされる。
入出力インタフェース104は入力装置および出力装置が接続されるポートである。具体的には、入出力インタフェース104には、ディスプレイ201およびカメラ211などが接続される。
さらに、補助記憶装置103にはOS(Operating System)が記憶されている。OSの少なくとも一部は、メモリ102にロードされて、プロセッサ101によって実行される。
つまり、プロセッサ101は、OSを実行しながら、車載表示制御プログラムを実行する。
車載表示制御プログラムを実行して得られるデータは、メモリ102、補助記憶装置103、プロセッサ101内のレジスタ、または、プロセッサ101内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。
車載表示制御装置100の動作は車載表示制御方法に相当する。また、車載表示制御方法の手順は車載表示制御プログラムの手順に相当する。
以降の説明において、車載システム200が搭載された車両を単に車両という。
車両の外光強度とは、車両の中に届く外光の強度(輝度、照度または明度など)を意味する。
ステップS111において、外光強度推定部111は、周辺画像を取得する。
周辺画像は、車両の周辺が映った画像である。
カメラ211の設定値は、カメラ211から得られる。例えば、カメラ211の設定値は、シャッタスピード、露光時間および絞り値などである。
強度換算テーブルは、複数の画素値と複数の設定値と複数の光強度とを互いに対応付けるテーブルであり、記憶部120に予め記憶される。
外光強度推定部111は、カメラ211を用いて車両周辺を撮影し、得られた画像から外光を検知する。
カメラ211による撮影では、太陽またはヘッドライトなどの外部光源から車内に届く光が観測される。具体的には、直接届く光、ガラスを透過して届く光および物体に反射して届く光などが観測される。
そして、シャッタスピード、露光時間および絞り値などのカメラ211の設定値により、観測された光の濃度が異なる。例えば、夜間だと光が弱いため、夜間には、昼間における露光時間よりも長い露光時間がカメラ211に設定される。露光時間が長ければ、光が積算されて、かなり明瞭な画像が得られる。その結果として、昼間の撮影で得られる画像とほぼ同様の画像が夜間の撮影で得られる。しかし、夜間における実際の光の強度は小さい。
そこで、画素の値とカメラ211の設定値と光の強度との対応を予め求めておく。そして、外光強度推定部111は、その対応を用いて実際の光の強度を推定する。
ステップS113において、外光強度推定部111は、周辺画像の各画素の光強度に基づいて、車両の外光強度を算出する。
まず、外光強度推定部111は、周辺画像から特定領域を選択する。
そして、外光強度推定部111は、特定領域の各画素の光強度を用いて、車両の外光強度を算出する。例えば、外光強度推定部111は、特定領域の光強度の平均を算出する。算出される光強度が車両の外光強度である。
外光強度推定部111は、検知した外光について、車内に届く外光の強度を推定する。簡単には、周辺画像の特定の領域に含まれる光が車内に届くと仮定することができる。その理由は、周辺画像のすべての領域の光が車内に届くわけではないからである。
ステップS114において、外光強度推定部111は、車両の外光強度を時刻に対応付けて外光強度データに登録する。外光強度データは外光色データの一例である。
外光強度データは、外光強度の時系列を示すデータである。つまり、外光強度データは、1つ以上の外光強度を時系列で示す。外光強度データは記憶部120に記憶される。
ステップS120において、順応状態判定部112は、外光強度データに基づいて、視覚について運転者の順応状態を判定する。
運転者の順応状態は、明暗順応と経過時間とで表される。
明順応は、暗い環境から明るい環境への変化に順応することである。
暗順応は、明るい環境から暗い環境への変化に順応することである。
暗順応の経過時間は、車内環境が明るい環境から暗い環境に変化した後の経過時間である。
順応状態判定部112は、外光強度データに示される現在の外光強度に基づいて、現在の車内環境が明るい環境と暗い環境とのいずれに該当するか判定する。
例えば、順応状態判定部112は、現在の外光強度を強度閾値と比較し、比較結果に基づいて現在の車内環境を判定する。現在の外光強度が強度閾値以上であれば現在の車内環境は明るい環境である。現在の外光強度が強度閾値未満であれば車内環境は暗い環境である。強度閾値は予め決められる。
現在の車内環境が明るい環境であれば、順応状態は明順応である。
現在の車内環境が暗い環境であれば、順応状態は暗順応である。
順応状態判定部112は、外光強度データに示される1つ以上の外光強度に基づいて、順応状態についての経過時間を算出する。
例えば、順応状態判定部112は、外光強度データから時刻の新しい順に外光強度を取得し、取得した外光強度に基づいて当該時刻における明暗順応を判定する。そして、順応状態判定部112は、各時刻における明暗順応に基づいて、現在の明暗順応の経過時間を算出する。
虚像表示範囲は、ディスプレイ201の表示範囲の一例である。具体的には、虚像表示範囲は、ディスプレイ201がヘッドアップディスプレイである場合においてディスプレイ201によって虚像が表示される範囲である。
虚像表示範囲の目標輝度は、虚像表示範囲の輝度の目標値である。
まず、目標色決定部113は、順応曲線データから、運転者の順応状態に対応する順応輝度を取得する。順応曲線データについては後述する。
そして、目標色決定部113は、順応輝度にオフセット輝度を足す。これによって算出される輝度が目標輝度である。オフセット輝度は、予め決められた輝度である。
順応曲線データは、順応曲線を示すデータである。
順応曲線は、順応輝度と経過時間と明暗順応とを互いに対応付けて示すグラフである。
順応輝度は、人の光覚が発揮される最小輝度の推定値である。
光覚は、光の刺激に対する感覚である。言い換えると、光覚とは、光の明暗および光のくる方向などを受容することである。
輝度は、光束発散度に換算することができる。輝度は「cd/m2」という単位で表される。光束発散度は「lm/m2」という単位で表される。「cd」はカンデラを意味し、「lm」はルーメンを意味し、「m2」は平方メートルを意味する。
目標色決定部113は、車内に届く光の強度に基づいて、運転者に必要な順応状態を推定する。
人間の視覚系における順応の機能は、様々な明るさの環境においても物体を正しく認識できるように働いている。瞳孔径の調節だけでなく、人間は、網膜の細胞の感度を変化させることによって、環境の明るさに順応しているのである。
暗い環境から明るい環境への変化に順応することを明順応といい、明るい環境から暗い環境への変化に順応することを暗順応という。
周囲環境が突然、急激に変化すると、順応が追いつかず視覚機能が一時的に大幅に低下する。このような現象は、車両がトンネルに入ったとき、車両がトンネルから出たとき、または、対向車のヘッドライトが急に当たったとき等に起こる。
しかし、しばらくすると視覚機能が周囲の明るさに順応し、視覚機能はほぼ回復する。
同様に、同じ光の強さでも、順応状態により、眩しく感じるときと感じないときがある。通常、10の3乗の光の領域を検知できる範囲が、人間が眩しく感じるかどうかの基準となる。
但し、検知できることと眩しく感じることとは互いに別の感覚である。眩しく感じる範囲は実験にて求めることができるが、簡易的には、最小の輝度(順応輝度)から最小の輝度よりも10の2乗大きい輝度までの範囲を眩しく感じる範囲と定義することができる。この場合、ステップS130において、10の2乗[cd/m2]がオフセット輝度として使用される。
これにより、運転者を順応状態にするために必要な輝度として、最小の輝度および目標の輝度を推定することが可能となる。
ステップS140において、暫定色決定部114は、車両の外光強度と背景部分の基準輝度と目標コントラスト比とに基づいて、表示部分の暫定輝度を決定する。
基準輝度は、輝度の基準値である。
目標コントラスト比は、表示部分の輝度と背景部分の輝度とのコントラスト比の目標値である。目標コントラスト比は予め決められる。
表示部分は、ディスプレイ201の画面において情報が表示される部分である。情報の種類は、文字または図などである。
背景部分は、ディスプレイ201の画面において情報が表示されない部分である。
暫定輝度は、表示部分の輝度の暫定値である。
(B+E):(X+E)=1:C
「X」は暫定輝度である。
「E」は外光強度である。
「B」は基準輝度である。
「1:C」は目標コントラスト比である。
暫定色決定部114は、ディスプレイ201の視認性を維持する輝度を予測する。ディスプレイ201がヘッドアップディスプレイである場合、車内に届く外光が背景光として加わる。つまり、ディスプレイ201の背景部分はオフセットがのった状態になる。そのため、外光が強いと、急激にディスプレイ201の視認性が低下する。そこで、オフセットがのった状態においても表示が阻害されない視認性を維持する必要がある。
例えば、外光がない場合に、0.1 cd/m2の背景に30 cd/m2の白い光で情報が表示されると仮定する。この場合、コントラスト比は1:300である。次に、外光がある場合を仮定する。外光がE cd/m2である場合、コントラスト比は(E+0.1):(E+30)となる。つまり、外光強度Eが大きくなるほど、白い光の表示が見にくくなる。そこで、白い光の表示を強くすることが要求される。基本的には、目標コントラスト比が維持されるように暫定輝度を設定すべきである。但し、ディスプレイ201において輝度の上限があるため、暫定輝度はディスプレイ201の最大輝度以下になる。
具体的には、適用色決定部115は、表示部分の適用輝度と背景部分の適用輝度とを決定する。
適用輝度は、ディスプレイ201の該当部分に適用される輝度である。
まず、適用色決定部115は、表示部分の輝度が暫定輝度に調整された場合における虚像表示範囲の推定輝度を算出する。例えば、適用色決定部115は、外光輝度と暫定輝度と基準輝度との平均を算出する。算出される輝度が虚像表示範囲の推定輝度である。
次に、適用色決定部115は、虚像表示範囲の推定輝度を目標輝度と比較する。
そして、適用色決定部115は、比較結果に基づいて、表示部分の適用輝度と背景部分の適用輝度とを決定する。
虚像表示範囲の推定輝度が目標輝度以上である場合、適用色決定部115は、暫定輝度を表示部分の適用輝度に決定し、基準輝度を背景部分の適用輝度に決定する。
虚像表示範囲の推定輝度が目標輝度未満である場合、適用色決定部115は、基準輝度に背景部分用のオフセット値を足すことによって算出される輝度を背景部分の適用輝度に決定する。また、適用色決定部115は、暫定輝度を表示部分の適用輝度に決定する。但し、適用色決定部115は、暫定輝度に表示部分用のオフセット値を足すことによって算出される輝度を表示部分の適用輝度に決定してもよい。
適用色決定部115は、目標輝度と暫定輝度とに基づいて、ディスプレイ201の最適な輝度を予測する。
暫定輝度は、表示部分の光強度を強くするだけである。このとき、表示部分が大きけば虚像表示範囲の輝度が高くなるが、表示部分が小さければ虚像表示範囲の輝度がそれほど高くならない。そこで、適用色決定部115は虚像表示範囲の推定輝度がどのくらいになるかを計算する。簡単には、輝度の平均値を推定輝度として求めることができる。この推定輝度が目標輝度よりも大きい場合には、適用色決定部115は暫定輝度を表示部分の適用輝度に決定する。これにより、順応に必要な輝度が確保され、運転者が眩しいと感じることなく、ディスプレイ201の視認性が維持される。推定輝度が目標輝度よりも小さい場合には、そのままでは、順応に必要な輝度が確保されない。そのため、適用色決定部115は、背景部分にオフセットをのせることによって、順応に必要な輝度を確保する。オフセットをのせすぎて視認性が低下する場合には、適用色決定部115は、表示部分の輝度も増加させる。
ステップS160において、制御部116は、表示部分の適用輝度と背景部分の適用輝度とに基づいて、ディスプレイ201を制御する。
つまり、制御部116は、表示部分の輝度が表示部分の適用輝度に調整され、背景部分の輝度が背景部分の適用輝度に調整されるように、ディスプレイ201を制御する。
例えば、制御部116は、表示部分の適用輝度と背景部分の適用輝度とを指定する信号をディスプレイ201に入力する。
本実施の形態によれば、周囲の光環境を撮影しながら、車両に届く光の強度を推測し、順応と視認性との双方を考慮し、ディスプレイ201における最適な輝度を決定することができる。その結果、ディスプレイ201における視認性が維持されるとともに、運転者の順応状態が明順応に近づく。そして、運転者の眩しさを減じるとともに、ディスプレイ201の見易さを確保することが可能になる。
ディスプレイ210は、ヘッドアップディスプレイ以外の表示装置であってもよい。例えば、ディスプレイ210は、インストルメントパネルの計器、カーナビゲーションシステムの画面または電子ミラー用の画面であってもよい。
実施の形態1では、色を構成する1要素である明度を例とし、外光の明度の度合いを外光強度として、当該外光強度に基づきディスプレイへの表示の輝度を制御する場合について説明した。しかし、明度に限らず、色を構成する他の要素である色相または彩度、もしくは色相と明度と彩度とにおけるいずれかの組み合わせを用いて、ディスプレイへの表示を制御しても良い。
実施の形態2では、色相、明度または彩度のいずれか、もしくはこれらの組み合わせを「色」として、外光の色を考慮した形態について、主に実施の形態1と異なる点を図6から図8に基づいて説明する。
車載システム200の構成は、実施の形態1における構成と同じである(図1参照)。
車載表示制御装置100は、実施の形態1における外光強度推定部111の代わりに、外光色推定部119という要素を備える。外光色推定部119はソフトウェアによって実現される。
車載表示制御プログラムは、外光強度推定部111の代わりに外光色推定部119としてコンピュータを機能させる。
図7に基づいて、車載表示制御方法を説明する。
ステップS210からステップS260は繰り返し実行される。
車両の外光色は、車両の中に届く外光の色を意味する。
色は、明るさ(輝度)、色味(色相)および鮮やかさ(彩度)で表される。色味と鮮やかさとの組は色度と呼ばれる。
ステップS211において、外光色推定部119は、周辺画像を取得する。
ステップS211は、実施の形態1におけるステップS111と同じである(図4参照)。
色換算テーブルは、複数の画素値と複数の設定値と複数の色とを互いに対応付けるテーブルであり、記憶部120に予め記憶される。
外光色推定部119は、カメラ211の設定値によって光の観測濃度が異なることを考慮し、実際の光の色を推定する。
ステップS213において、外光色推定部119は、周辺画像の各画素の色に基づいて、車両の外光色を算出する。
まず、外光色推定部119は、周辺画像から特定領域を選択する。
そして、外光色推定部119は、特定領域の各画素の色を用いて、車両の外光色を算出する。例えば、外光色推定部119は、特定領域の色の平均を算出する。算出される色が車両の外光色である。
外光の強度だけを考慮すると、順応状態及び視認性が適切に推測できない場合がある。例えば、外光がトンネルの光または夕日の光である場合にはオレンジ色の強い光が外光として観測される。この場合、外光の強度だけに着目すると、オレンジ色またはオレンジ色に近い赤い色の文字の視認性が大幅に低下してしまう。そのため、外光の色も考慮することが望ましい。
ステップS214において、外光色推定部119は、車両の外光色を時刻に対応付けて外光色データに登録する。
外光色データは、外光色の時系列を示す。つまり、外光色データは、1つ以上の外光色を時系列で示す。外光色データは記憶部120に記憶される。
ステップS220において、順応状態判定部112は、外光色データに示される外光色の時系列に基づいて、色に対する運転者の順応状態を判定する。
まず、順応状態判定部112は、外光色データに示される現在の外光色に基づいて、車内の現在の室内色を判定する。例えば、室内色データが記憶部120に予め記憶される。室内色データは、複数の色範囲と複数の室内色とを互いに対応付ける。そして、順応状態判定部112は、現在の外光色が属する色範囲に対応する室内色を室内色データから取得する。
そして、順応状態判定部112は、外光色データに示される1つ以上の外光色に基づいて、順応状態についての経過時間を算出する。例えば、順応状態判定部112は、外光色データから時刻の新しい順に外光色を取得し、取得した外光色に基づいて当該時刻における室内色を判定する。そして、順応状態判定部112は、各時刻における室内色に基づいて、現在の室内色の経過時間を算出する。
さらに、順応状態判定部112は、現在の室内色の前の室内色と現在の室内色とに基づいて、色に対する順応状態を決定する。色に対する順応状態には、明暗順応、色順応および経過時間などの情報が含まれる。
例えば、晴天の屋外から白熱電球で照明された屋内に入ると、はじめは部屋の空間がオレンジ色に感じられるが、次第にオレンジ色が感じられなくなる。
この現象は、人間の網膜にある3種類の錐体における感度の調整によって起こると考えられている。3種類の錐体はL錐体、M錐体およびS錐体である。各錐体は色を感じる細胞である。
屋外にいるときには、各錐体の感度がほぼ同じである。しかし、屋内に入ると長波長の強度が強いオレンジ色の光に反応してL錐体の応答出力が高くなり、空間全体がオレンジ色に感じられる。しかし、時間の経過とともに各錐体の感度が調整され、空間全体が白く感じられるようになる。
国際照明委員会(CIE)は、色に対する順応状態を考慮して定量化された色空間について、色の見えモデル(CAM)を規格化している。そして、CIEは、CIECAM02の技術文書(非特許文献2)を発行している。
CIECAM02では、観察条件が観察パラメータとして設定される。この観察パラメータを周囲の状況に合わせることで、完全に順応した際に感じる色と、順応輝度とがそれぞれ求められる。
ステップS230において、目標色決定部113は、色に対する運転者の順応状態に基づいて、虚像表示範囲の目標色を決定する。
例えば、色モデルが記憶部120に予め記憶される。色モデルは、後述する色の見えモデルに相当するデータであり、複数の順応状態と複数の順応色とを互いに対応付ける。そして、目標色決定部113は、色に対する運転者の順応状態に対する順応色を色モデルから選択する。選択される順応色が虚像表示範囲の目標色である。
CIECAM02においては、周囲の状況として、average、dimまたはdarkなどの観察パラメータが規定される。但し、これらの観察パラメータ間の値を周囲の状況についての観察パラメータとして利用することも可能である。求められた順応輝度と求められた色とを達成することが目標となる。
本実施の形態では、明暗順応と色順応とをそれぞれ分けて求めている。しかし、双方を一度に求めることが可能であれば、双方を一度に求めるようにしてもよい。例えば、双方を一度に求めるためのモデルを用意し、そのモデルを用いることによって双方を一度に求めてもよい。
ステップS240において、暫定色決定部114は、車両の外光色に基づいて、表示部分の暫定色を決定する。
暫定色決定部114は、車両の外光色に対する補色を表示部分の暫定色に決定する。つまり、車両の外光色がオレンジ色である場合、暫定色決定部114は、青緑色を表示部分の暫定色に決定する。青緑色はオレンジ色に対する補色である。
暫定色決定部114は、外光色に対して規定色差を有する色を表示部分の暫定色に決定する。規定色差は予め決められた色差である。
暫定色決定部114は、ディスプレイ201の視認性を維持するために輝度と色とを予測する。外光色を考慮することにより、視認性の推定が向上する。
例えば、外光色がオレンジ色である場合、輝度が高くても赤い表示が見えにくくなる可能性がある。この場合、視認性が維持されるように、別の色で情報を表示するとよい。別の色は、オレンジ色の補色にあたる青緑色でもよい。また、CIECAM、RGBまたはCIELABなどの色空間において、色差が一定以上に保たれることで視認性が維持される。色差は、簡単には、色空間におけるユークリッド距離で表される。また、色差は、CIE及びISOで標準化されたCIEDE2000を用いて求めることもできる(非特許文献3を参照)。
通常、色が接している状態において、CIELABで規定されている色差が10を越えると人間は容易に色を区別できる。文字または記号について、色差を用いた予測式が研究されている(非特許文献4を参照)。これが使用されても良い。
ステップS250において、適用色決定部115は、虚像表示範囲の目標色と表示部分の暫定色とに基づいて、ディスプレイ201の適用色を決定する。
具体的には、適用色決定部115は、表示部分の適用色と背景部分の適用色とを決定する。
適用色は、ディスプレイ201の該当部分に適用される色である。
まず、適用色決定部115は、表示部分の色が暫定色に調整された場合における虚像表示範囲の推定色を算出する。例えば、適用色決定部115は、外光色と暫定色と基準色とを互いに重畳して得られる色を算出する。算出される色が虚像表示範囲の推定色である。
そして、適用色決定部115は、比較結果に基づいて、表示部分の適用色と背景部分の適用色とを決定する。
推定色と目標色との色差が色差閾値以下である場合、適用色決定部115は、暫定色を表示部分の適用色に決定し、基準色を背景部分の適用色に決定する。
推定色と目標色との色差が色差閾値より大きい場合、適用色決定部115は、暫定色と基準色との少なくともいずれかを変更することによって、暫定色と基準色との色差を小さくする。
暫定色を変更した場合、適用色決定部115は、変更後の暫定色を表示部分の適用色に決定する。
基準色を変更しない場合、適用色決定部115は、基準色を背景部分の適用色に決定する。
基準色を変更した場合、適用色決定部115は、変更後の基準色を背景部分の適用色に決定する。
適用色決定部115は、輝度だけではなく色も考慮して、ディスプレイ201の制御内容を決定する。基本的には、ディスプレイ201における色の平均に基づいてディスプレイ201における適用色が決定される。しかし、表示部分の色と背景部分の色とが大きく異なる場合、ディスプレイ201における色の平均が無彩色になってしまう可能性がある。その場合、適用色決定部115は、目標輝度を達成する適用輝度を優先しつつ、視認性を維持できるように適用色を調整する。
目標色の明るさが目標輝度と異なり、暫定色の明るさが暫定輝度と異なる場合、輝度を優先し、輝度に合わせて目標色および暫定色が変更されてもよい。
ステップS260において、制御部116は、表示部分の適用色と背景部分の適用色とに基づいて、ディスプレイ201を制御する。
つまり、制御部116は、表示部分の色が表示部分の適用色に調整され、背景部分の色が背景部分の適用色に調整されるように、ディスプレイ201を制御する。
例えば、制御部116は、表示部分の適用色と背景部分の適用色とを指定する信号をディスプレイ201に入力する。
本実施の形態によれば、周囲の光環境を撮影しながら、車両に届く光の強度と車両に届く光の色とを推測し、順応と視認性との双方を考慮し、ディスプレイ201における最適な輝度とディスプレイ201における最適な色とを決定することができる。その結果、外光色が白色ではない場合であっても、ディスプレイ201における視認性が維持されるとともに、運転者の順応状態が明順応に近づく。そして、運転者の眩しさを減じることが可能になる。
外光の光源までの距離を考慮した形態について、主に実施の形態1と異なる点を図9から図11に基づいて説明する。
図9に基づいて、車載システム200の構成を説明する。
車載システム200は、さらに、距離センサ212と通信装置213と測位装置214とを備える。
距離センサ212は、光源までの距離を計測するためのセンサである。例えば、距離センサ212は、ミリ波レーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging)またはソナーなどである。
通信装置213は、車車間通信のための通信装置である。具体的には、通信装置213はレシーバおよびトランスミッタである。
測位装置214は、車両を測位する装置である。例えば、測位装置214は、GPS(Global Positioning System)を利用することによって、測位を行う。
車載表示制御装置100は、実施の形態1における要素に加えて、距離検知部117という要素を備える。距離検知部117はソフトウェアで実現される。
車載表示制御プログラムは、さらに、距離検知部117としてコンピュータを機能させる。
図11に基づいて、車載表示制御方法を説明する。
ステップS310からステップS370は繰り返し実行される。
推定方法は、実施の形態1におけるステップS110の方法と同じである(図4参照)。
光源距離は、外光を発する光源までの距離である。
光源距離データは、光源距離の時系列を示すデータである。つまり、光源距離データは、1つ以上の光源距離を時系列で示す。光源距離データは記憶部120に記憶される。
まず、距離検知部117は、周辺画像に基づいて光源方向を判定する。光源方向は、周辺画像に映っている光源が車両に対して位置する方向である。具体的には、距離検知部117は、周辺画像の各画素の値に基づいて周辺画像における光源の位置を検出する。そして、距離検知部117は、カメラ211の撮影パラメータ(撮影方向および撮影範囲など)と周辺画像における光源の位置とに基づいて、光源方向を算出する。
そして、距離検知部117は、距離センサ212を用いて、光源方向に位置する光源までの距離を測定する。
まず、距離検知部117は、通信装置213を用いて対向車と通信する。これにより、距離検知部117は、対向車の情報を得ることができる。例えば、位置情報、速度情報およびヘッドライト情報などを得ることができる。
また、距離検知部117は、測位装置214から車両の位置情報を得る。測位装置の具体例はGPS(Global Positioning System)である。
そして、距離検知部117は、車両の位置情報と対向車の位置情報とに基づいて、対向車までの距離を算出する。
距離検知部117は、ステレオカメラによって得られる複数の周辺画像を画像処理することによって、複数の周辺画像に映っている光源について光源距離を算出する。
判定方法は、実施の形態1におけるステップS120の方法と同じである(図3参照)。
決定方法は、実施の形態1におけるステップS130の方法と同じである。
光源距離が短くなる傾向にある場合、つまり、光源が近づいている場合、目標色決定部113は、ディスプレイ201の目標輝度を輝度調整量だけ下げる。
光源距離が長くなる傾向にある場合、つまり、光源が遠ざかっている場合、目標色決定部113は、ディスプレイ201の目標輝度を輝度調整量だけ上げる。
輝度調整量は予め決められた値である。但し、輝度調整量は光源距離の変化の速さに基づいて算出されてもよい。
決定方法は、実施の形態1におけるステップS140の方法と同じである。
決定方法は、実施の形態1におけるステップS150の方法と同じである。
制御方法は、実施の形態1におけるステップS160の方法と同じである。
本実施の形態によれば、光源までの距離を考慮しながら連続的に順応状態を移行させることができる。その結果、運転者に負担を与えることなく、視認性の維持と眩しさの低減とが可能になる。
本実施の形態に実施の形態2を適用してもよい。つまり、外光色(外光強度を含む)を考慮してディスプレイ201の適用色を決定してもよい。
車両に対する対向車の相対速度を光源距離の時系列に基づいて算出し、他の順応状態に変化するまでの時間を相対速度に基づいて推定し、推定した時間を目標輝度の決定に利用してもよい。
外光を発するヘッドライトの種類を考慮した形態について、主に実施の形態1と異なる点を図12から図15に基づいて説明する。
図12に基づいて、車載システム200の構成を説明する。
車載システム200は、さらに、通信装置213を備える。
通信装置213は、車車間通信のための通信装置である。具体的には、通信装置213はレシーバおよびトランスミッタである。
車載表示制御装置100は、実施の形態1における要素に加えて、光源検知部118という要素を備える。光源検知部118はソフトウェアで実現される。
車載表示制御プログラムは、さらに、光源検知部118としてコンピュータを機能させる。
図14に基づいて、車載表示制御方法を説明する。
ステップS410からステップS460は繰り返し実行される。
対向車のヘッドライトは、外光を発する光源である。
外光強度推定処理(S410)の詳細については後述する。
ステップS411において、外光強度推定部111は、周辺画像を取得する。
ステップS411は、実施の形態1におけるステップS111と同じである(図4参照)。
ステップS412は、実施の形態1におけるステップS112と同じである(図4参照)。
配光可変ヘッドライトは、他車両または歩行者の有無に応じて配光を調整するヘッドライトである。
光源検知部118は、周辺画像を画像解析することによって、前記周辺画像に映っているヘッドライトの種類を検知する。具体的には、光源検知部118は、周辺画像の各画素の値に基づいて周辺画像からヘッドライト部分を選択する。ヘッドライト部分はヘッドライトが映っている部分である。そして、光源検知部118は、ヘッドライト部分を画像解析することによって、ヘッドライトの種類を検知する。
光源検知部118は、通信装置213を用いて対向車と通信することによって、対向車からヘッドライト情報を取得する。ヘッドライト情報はヘッドライトの種類を示す。
そして、光源検知部118は、ヘッドライト情報に基づいて、ヘッドライトの種類を検知する。
算出方法は、実施の形態1におけるステップS113と同じである(図4参照)。
対向車のヘッドライトが配光可変ヘッドライトである場合、対向車のヘッドライトからの光強度が抑えられると考えられる。そのため、外光強度推定部111は、車両の外光強度を調整量だけ下げる。調整量は予め決められた値である。但し、調整量は車内の外光強度に基づいて算出されてもよい。
対向車のヘッドライトが配光可変ヘッドライトでない場合、外光強度推定部111は、車両の外光強度を変えない。
ステップS415は、実施の形態1におけるステップS114と同じである(図4参照)。
本実施の形態によれば、外光を発するヘッドライトの種類を考慮して外光強度を推定し、順応と視認性との双方を考慮し、ディスプレイ201における最適な輝度を決定することができる。その結果、ディスプレイ201における視認性が維持されるとともに、運転者の順応状態が明順応に近づく。そして、運転者の眩しさを減じることが可能になる。
本実施の形態に実施の形態2を適用してもよい。つまり、外光色(外光強度を含む)を考慮してディスプレイ201の適用色を決定してもよい。
車内の光を考慮した形態について、主に実施の形態2と異なる点を図16から図18に基づいて説明する。
図16に基づいて、車載システム200の構成を説明する。
車載システム200は、さらに、光センサ215を備える。
光センサ215は、車内の輝度を測定するセンサである。ここでは、ドライバモニタシステム(DMS)においてドライバをモニタリングするために利用されるカメラを光センサ215として利用する。
ステップS510からステップS560は繰り返し実行される。
外光強度推定処理(S510)の詳細については後述する。
ステップS511において、外光強度推定部111は、周辺画像を取得する。
ステップS511は、実施の形態1におけるステップS111と同じである(図4参照)。
ステップS512は、実施の形態1におけるステップS112と同じである(図4参照)。
算出方法は、実施の形態1におけるステップS113と同じである(図4参照)。
外光強度推定部111は、外光強度を車内輝度と比較する。
外光強度が車内輝度より大きい場合、外光強度推定部111は、外光強度を調整量だけ下げる。
外光強度が車内輝度より小さい場合、外光強度推定部111は、外光強度を調整量だけ上げる。
調整量は予め決められた値である。但し、調整量は外光強度と車内輝度との差に基づいて算出されてもよい。
ステップS515は、実施の形態1におけるステップS114と同じである(図4参照)。
本実施の形態によれば、車内の光を考慮して外光強度を推定し、順応と視認性との双方を考慮し、ディスプレイ201における最適な輝度を決定することができる。その結果、ディスプレイ201における視認性が維持されるとともに、運転者の順応状態が明順応に近づく。そして、運転者の眩しさを減じることが可能になる。
本実施の形態に実施の形態2を適用してもよい。つまり、外光色(外光強度を含む)を考慮してディスプレイ201の適用色を決定してもよい。
ディスプレイ201の適用色を決定するために、さらに、車内色が考慮されてもよい。この場合、外光色推定部119は、光センサ215を用いて、車内色を測定する。そして、外光色推定部119は、車内色に基づいて外光色の値を調整する。具体的には、外光色推定部119は、外光色の値を車内色の値に調整量だけ近づける。調整量は予め決められた値である。但し、調整量は外光色と車内色との色差に基づいて算出されてもよい。
また、本実施の形態ではDMSのカメラが光センサ215として用いられているが、新たな光センサが車両に搭載されても良い。
図19に基づいて、車載表示制御装置100のハードウェア構成を説明する。
車載表示制御装置100は処理回路109を備える。
処理回路109は、外光強度推定部111と順応状態判定部112と目標色決定部113と暫定色決定部114と適用色決定部115と制御部116と距離検知部117と光源検知部118と外光色推定部119と記憶部120とを実現するハードウェアである。
処理回路109は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ102に格納されるプログラムを実行するプロセッサ101であってもよい。
ASICはApplication Specific Integrated Circuitの略称であり、FPGAはField Programmable Gate Arrayの略称である。
車載表示制御装置100は、処理回路109を代替する複数の処理回路を備えてもよい。複数の処理回路は、処理回路109の役割を分担する。
Claims (11)
- ディスプレイが搭載された車両について外光色の時系列を示す外光色データに基づいて、色に対する運転者の順応状態を判定する順応状態判定部と、
前記運転者の前記順応状態に基づいて表示範囲の目標色を決定する目標色決定部と、
前記目標色に基づいて前記ディスプレイの画面において情報が表示される表示部分の適用色を決定する適用色決定部と、
前記表示部分の前記適用色に基づいて前記ディスプレイを制御する制御部と、
前記車両の外光色に基づいて、前記表示部分の暫定色を決定する暫定色決定部と、
を備え、
前記適用色決定部は、前記表示部分の色が前記暫定色に調整された場合における前記表示範囲の推定色を算出し、前記推定色を前記目標色と比較し、比較結果に基づいて前記表示部分の前記適用色を決定する
車載表示制御装置。 - 前記外光色データは、外光の明るさの度合いである外光強度の時系列を示し、
前記順応状態判定部は、前記外光色データに基づいて、色における明るさに対する順応状態を前記運転者の前記順応状態として判定し、
前記目標色決定部は、明るさに対する前記順応状態に基づいて前記表示範囲の目標輝度を前記目標色として決定し、
前記暫定色決定部、前記車両の外光色に基づいて、前記表示部分の暫定輝度を前記暫定色として決定し、
前記適用色決定部は、前記表示部分の輝度が前記暫定輝度に調整された場合における前記表示範囲の推定輝度を前記推定色として算出し、前記推定輝度を前記目標輝度と比較し、比較結果に基づいて前記表示部分の適用輝度を前記適用色として決定し、
前記制御部は、前記表示部分の前記適用輝度に基づいて前記ディスプレイを制御する
請求項1に記載の車載表示制御装置。 - 前記車両には、カメラと光センサとが搭載され、
前記車載表示制御装置は、
前記カメラによって得られる周辺画像に基づいて外光色を算出し、前記光センサを用いて車内色を測定し、算出した外光色を前記車内色に基づいて調整する外光色推定部を備える
請求項1に記載の車載表示制御装置。 - 前記車両には、カメラと光センサとが搭載され、
前記車載表示制御装置は、
前記カメラによって得られる周辺画像に基づいて外光強度を算出し、前記光センサを用いて車内輝度を測定し、算出した外光強度を前記車内輝度に基づいて調整する外光強度推定部を備える
請求項2に記載の車載表示制御装置。 - ディスプレイが搭載された車両について外光色の時系列を示す外光色データに基づいて、色に対する運転者の順応状態を判定する順応状態判定部と、
前記運転者の前記順応状態に基づいて表示範囲の目標色を決定する目標色決定部と、
前記目標色に基づいて前記ディスプレイの画面において情報が表示される表示部分の適用色を決定する適用色決定部と、
前記表示部分の前記適用色に基づいて前記ディスプレイを制御する制御部と
を備え、 前記目標色決定部は、外光を発する光源までの距離である光源距離の時系列を示す光源距離データに基づいて光源距離の変化傾向を判定し、光源距離の前記変化傾向に基づいて前記ディスプレイの前記目標色を調整する
車載表示制御装置。 - 前記車両には、カメラと距離センサとが搭載され、
前記車載表示制御装置は、
前記カメラによって得られる周辺画像に基づいて光源方向を判定し、前記光源方向に位置する前記光源までの距離を前記距離センサを用いて測定する距離検知部を備える
請求項5に記載の車載表示制御装置。 - 前記車両には、通信装置が搭載され、
前記車載表示制御装置は、
前記通信装置を用いて対向車と通信することによって前記対向車の位置情報を取得し、前記対向車の前記位置情報と前記車両の位置情報とに基づいて光源距離を算出する距離検知部を備える
請求項5に記載の車載表示制御装置。 - ディスプレイとカメラが搭載された車両について外光色の時系列を示す外光色データに基づいて、色に対する運転者の順応状態を判定する順応状態判定部と、
前記運転者の前記順応状態に基づいて表示範囲の目標色を決定する目標色決定部と、
前記目標色に基づいて前記ディスプレイの画面において情報が表示される表示部分の適用色を決定する適用色決定部と、
前記表示部分の前記適用色に基づいて前記ディスプレイを制御する制御部と、 対向車のヘッドライトが配光可変ヘッドライトであるか判定する光源検知部と、
前記カメラによって得られる周辺画像に基づいて外光色を算出し、前記対向車の前記ヘッドライトが前記配光可変ヘッドライトである場合に、算出した外光色を調整する外光色推定部と、
を備える車載表示制御装置。 - 前記光源検知部は、前記周辺画像を画像解析することによって、前記周辺画像に映っている前記ヘッドライトが前記配光可変ヘッドライトであるか判定する
請求項8に記載の車載表示制御装置。 - 前記車両には、通信装置が搭載され、
前記光源検知部は、前記通信装置を用いて前記対向車と通信することによって前記対向車からヘッドライト情報を取得し、前記ヘッドライト情報に基づいて前記ヘッドライトが前記配光可変ヘッドライトであるか判定する
請求項8に記載の車載表示制御装置。 - ディスプレイが搭載された車両について外光色の時系列を示す外光色データに基づいて、色に対する運転者の順応状態を判定する順応状態判定処理と、
前記運転者の前記順応状態に基づいて表示範囲の目標色を決定する目標色決定処理と、
前記目標色に基づいて前記ディスプレイの画面において情報が表示される表示部分の適用色を決定する適用色決定処理と、
前記表示部分の前記適用色に基づいて前記ディスプレイを制御する制御処理と、
前記車両の外光色に基づいて、前記表示部分の暫定色を決定する暫定色決定処理と、
をコンピュータに実行させるための車載表示制御プログラムであって、
前記適用色決定処理は、前記表示部分の色が前記暫定色に調整された場合における前記表示範囲の推定色を算出し、前記推定色を前記目標色と比較し、比較結果に基づいて前記表示部分の前記適用色を決定する
車載表示制御プログラム。
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