JP6920088B2 - 自動車用表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車用表示装置に係り、特に、自動運転される自動車に搭乗した搭乗者に対して自動車の走行画像を表示する自動車用表示装置に関する。

従来から、自動運転される自動車に搭乗した搭乗者に対して自動車の走行画像を表示する自動車用表示装置が用いられている。自動車用表示装置は、例えば、自動車を自動運転で走行させる目標経路を入力し、その目標経路を搭乗者に対して表示することで搭乗者が自動車の進路を把握することができ、搭乗者の不安を抑制することができる。
しかしながら、搭乗者に対して複雑な情報を表示すると搭乗者が表示内容をスムーズに理解できないおそれがあった。

そこで、搭乗者に表示内容をスムーズに伝達する技術として、例えば、特許文献１には、自動運転中の自車両が次に取ろうとしている走行行動を搭乗者に直観的かつ瞬間的に分かり易く予告表示する車両用画像表示システムが提案されている。この車両用画像表示システムは、自車両の走行行動を視覚的なイメージ画像として予告表示させるため、搭乗者に表示内容をスムーズに伝達することができる。

特開２０１６−１８２８９１号公報

しかしながら、特許文献１の車両用画像表示システムでは、自動車を走行させる目標経路と同じ経路の表示を行うため、その表示された経路が搭乗者の運転感覚と異なる場合には搭乗者を不安にさせるおそれがあった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、自動運転される自動車の走行に対する搭乗者の不安を抑制する自動車用表示装置を提供することを目的とする。

この発明に係る自動車用表示装置は、自動運転される自動車に搭乗した搭乗者に対して自動車の走行画像を表示する表示部と、自動車の走行する経路が設定された目標経路において走行方向が変化する変化区間を特定する変化区間特定部と、変化区間特定部で特定された変化区間を滑らかにするように目標経路を変化させた表示経路を生成する表示経路生成部と、表示経路生成部で生成された表示経路を目標経路に換えて表示部に表示させる表示制御部と、を備え、表示経路生成部は、変化区間の開始位置から変化区間の終了位置を過ぎた位置に設定される目標位置に向かって直線状に滑らかに延びる表示経路を生成し、変化区間特定部は、目標経路から外れた自動車の走行位置を戻すように目標経路が変更された場合には、変更された目標経路の変化区間を特定し、表示経路生成部は、変更された目標経路の変化区間を滑らかにするように表示経路を生成する、ものである。

また、変化区間特定部は、自動車が走行する車線内で目標経路から外れた場合には、目標経路から外れた区間を変化区間から除外し、表示制御部は、目標経路を表示部に表示することができる。

また、自動車が走行する車線の形状を取得する車線形状取得部をさらに有し、表示経路生成部は、車線形状取得部で取得された車線の形状に基づいて車線に沿って滑らかに延びる表示経路を生成することが好ましい。

この発明によれば、表示経路生成部が変化区間を滑らかにするように目標経路を変化させた表示経路を生成して、表示制御部が生成された表示経路を目標経路に換えて表示部に表示させるので、自動運転される自動車の走行に対する搭乗者の不安を抑制する自動車用表示装置を提供することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る自動車用表示装置を備えた自動車の構成を示す図である。 自動車用表示装置の構成を示すブロック図である。 目標経路に沿って自動車が走行する様子を示す図である。 表示経路を生成する様子を示す図である。 実施の形態２に係る自動車用表示装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２において表示経路を生成する様子を示す図である。 実施の形態３において表示経路を生成する様子を示す図である。 実施の形態４において表示経路を強調表示した様子を示す図である。 実施の形態１〜４の変形例において表示経路を生成する様子を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る自動車用表示装置を備えた自動車の構成を示す。この自動車は、自動運転と手動運転とを切り換え可能に構成されたものであり、運転席１と、運転席１の前方に配置されたインストルメントパネル２と、運転席１とインストルメントパネル２との間に配置されたステアリング３と、インストルメントパネル２に配置された自動車用表示装置４とを有する。

インストルメントパネル２は、車室の前部を車幅方向に延びるように配置され、自動運転と手動運転とを切り換えるスイッチなどの様々な車載機器が設けられている。なお、自動運転としては、自動車の運転を完全に制御するものだけでなく、搭乗者Ｄの運転を部分的に支援する運転支援システムも含むものである。
ステアリング３は、手動運転時に搭乗者Ｄが自動車を操舵するためのものであり、自動運転時には収納可能に形成されている。

自動車用表示装置４は、運転席１に座る搭乗者Ｄに対して自動車の走行における安全性を表示するものであり、搭乗者Ｄの前方において視認可能な位置に配置されている。

次に、自動車用表示装置４の構成について詳細に説明する。
図２示すように、自動車用表示装置４は、変化区間特定部５を有し、この変化区間特定部５に表示経路生成部６、表示制御部７および表示部８が順次接続されている。また、表示制御部７には走行画像生成部９が接続され、表示経路生成部６と走行画像生成部９から画像生成部１０が構成されている。また、変化区間特定部５、画像生成部１０および表示制御部７には装置制御部１１が接続され、この装置制御部１１に運転制御部１２が接続されている。

運転制御部１２は、搭乗者Ｄによる自動運転と手動運転の切り換えに応じて自動車の運転を制御する。運転制御部１２は、図示しない記憶部と位置取得部とを有し、自動運転時には、記憶部に予め記憶された地図データと位置取得部から得られる自動車の現在の位置とに基づいて、自動車が走行する目的地までの経路を示す目標経路が設定される。そして、運転制御部１２は、算出された目標経路に沿って自動車が走行するように自動車の走行を制御する。一方、運転制御部１２は、手動運転時には搭乗者Ｄによるステアリング３などの操作量に応じて自動車の運転を制御する。

変化区間特定部５は、運転制御部１２で算出された目標経路において自動車の走行方向が変化する変化区間を特定する。
表示経路生成部６は、変化区間特定部５で特定された変化区間が滑らかになるように目標経路を変化させた表示経路を生成する。
走行画像生成部９は、運転制御部１２における地図データと自動車の位置情報とに基づいて自動車が現在走行している位置の周辺情報を示す走行画像を生成する。

表示制御部７は、走行画像生成部９で生成された自動車の走行画像に表示経路生成部６で生成された表示経路を目標経路に換えて表示部８に表示させる。
表示部８は、インストルメントパネル２において搭乗者Ｄに視認可能な位置に配置され、表示制御部７の制御の下、搭乗者Ｄに対して自動車の走行画像と表示経路を表示する。

装置制御部１１は、運転制御部１２から入力される自動運転および手動運転の運転情報に基づいて自動車用表示装置４内の各部の制御を行うものである。
なお、画像生成部１０、表示制御部７、装置制御部１１および運転制御部１２は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。

次に、この実施の形態の動作について説明する。
まず、図１に示すように、運転席１に座る搭乗者Ｄがステアリング３を操舵して自動車が運転される。ここで、自動車が自動運転される場合には、図２に示すように、運転制御部１２が、地図データと自動車の現在の位置とに基づいて目標経路を算出し、その目標経路に基づいて自動車の運転を制御する。

この時、運転制御部１２は、装置制御部１１を介して目標経路の情報を変化区間特定部５に出力する。また、運転制御部１２は、装置制御部１１を介して地図データおよび自動車の位置情報を画像生成部１０の走行画像生成部９に出力する。

走行画像生成部９は、図３に示すように、運転制御部１２から入力された地図データおよび自動車Ｍの位置情報に基づいて、車線Ｒ（走行レーン）を走行する自動車Ｍの周辺情報を示す走行画像を生成する。生成された走行画像は、走行画像生成部９から表示制御部７に出力される。
一方、変化区間特定部５は、運転制御部１２から目標経路Ｔ１が入力されると、その目標経路Ｔ１に沿って自動車Ｍの走行方向の変化を特定する。この時、目標経路Ｔ１において特定された走行方向の変化が所定の値より小さい場合には、画像生成部１０を介して目標経路Ｔ１の情報を表示制御部７にそのまま出力する。

表示制御部７は、自動車Ｍの走行画像が走行画像生成部９から入力されると共に目標経路Ｔ１が変化区間特定部５から入力されると、自動車Ｍの走行画像に目標経路Ｔ１を重ねて表示部８に表示させる。
これにより、自動車Ｍに搭乗した搭乗者Ｄが、表示部８に表示された目標経路Ｔ１を視認することで自動車Ｍの進路を明確に把握することができ、自動運転される自動車Ｍに安心して搭乗することができる。

ここで、自動車Ｍが外部環境の変化、例えば横風および轍などの外乱により目標経路Ｔ１から突然外れた場合には、運転制御部１２により自動車Ｍの目標経路Ｔ１が新たに算出される。例えば、図４に示すように、自動車Ｍが、右側からの強い横風により目標経路Ｔ１から左側に外れたものとする。運転制御部１２は、自動車Ｍの位置情報に基づいて自動車Ｍの走行位置が目標経路Ｔ１から外れていることを検知すると、目標経路Ｔ１から外れた自動車Ｍの走行位置を目標経路Ｔ１上に戻すために新たな目標経路Ｔ２を算出し、自動車Ｍの進路を目標経路Ｔ１から目標経路Ｔ２に変更する。

そして、運転制御部１２は、算出した目標経路Ｔ２を変化区間特定部５に出力する。変化区間特定部５は、運転制御部１２から目標経路Ｔ２が入力されると、目標経路Ｔ１と同様に、目標経路Ｔ２に沿って自動車Ｍの走行方向の変化を探索する。そして、目標経路Ｔ２において走行方向の変化が所定の値以上である場合には、その区間を目標経路Ｔ２の変化区間Ｐ１として特定する。
例えば、運転制御部１２が、自動車Ｍの走行位置を早い段階で元の目標経路Ｔ１上に戻す目標経路Ｔ２を設定すると、走行方向が大きく変化する変化区間Ｐ１が形成される場合がある。なお、変化区間特定部５は、目標経路Ｔ２が変化する角度および角度の変化率などに基づいて変化区間Ｐ１を特定することができる。特定された変化区間Ｐ１は、変化区間特定部５から表示経路生成部６に出力される。

変化区間特定部５から表示経路生成部６に目標経路Ｔ２の変化区間Ｐ１が入力されると、表示経路生成部６は、変化区間Ｐ１が全体的に滑らかになるように目標経路Ｔ２を変化させた表示経路Ｓを生成する。
例えば、表示経路生成部６は、上記のように目標経路Ｔ１から外れた自動車の走行位置を戻すように目標経路Ｔ１が変更された場合には、目標経路Ｔ２における変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から変化区間Ｐ１の終了位置を過ぎた位置に目標位置Ｐ３を設定する。目標位置Ｐ３としては、例えば、自動車Ｍが目標経路Ｔ２に従って走行した時に、自動車Ｍの走行位置が元の目標経路Ｔ１上に完全に戻ると推定される位置に設定することができる。このようにして、目標位置Ｐ３が設定されると、表示経路生成部６は、変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から目標位置Ｐ３に向かって直線状に滑らかに延びる表示経路Ｓを生成する。すなわち、表示経路生成部６は、局所的に変化することなく滑らかに延びる表示経路Ｓを生成する。生成された表示経路Ｓは、表示経路生成部６から表示制御部７に出力される。

一方、走行画像生成部９が、上記と同様に、運転制御部１２から入力された地図データと自動車Ｍの位置情報に基づいて自動車Ｍの走行画像を生成し、その走行画像が表示制御部７に出力される。
表示制御部７は、表示経路生成部６から表示経路Ｓが入力されると共に走行画像生成部９から自動車Ｍの走行画像が入力されると、目標経路Ｔ２に換えて表示経路Ｓを走行画像に重ねて表示部８に表示させる。

これにより、自動車Ｍに搭乗した搭乗者Ｄが、表示部８に表示された表示経路Ｓを視認することで自動運転される自動車Ｍに安心して搭乗することができる。ここで、自動車Ｍが走行する目標経路Ｔ２には、走行方向が大きく変化する変化区間Ｐ１が存在する。このため、目標経路Ｔ２をそのまま表示部８に表示すると、変化区間Ｐ１において自動車Ｍの走行方向が大きく変化する自動運転に搭乗者Ｄが不安になるおそれがある。

そこで、自動車Ｍが目標経路Ｔ２に沿って走行するのに対し、表示部８には自動車Ｍの目標経路Ｔ２とは異なる表示経路Ｓを表示する。この表示経路Ｓは、目標経路Ｔ２における変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から目標位置Ｐ３に向かって直線状に滑らかに延びるように形成されており、搭乗者Ｄに対して自動車Ｍの走行方向を大まかに伝えることで、自動運転される自動車Ｍの走行に対する搭乗者Ｄの不安を抑制することができる。

本実施の形態によれば、目標経路Ｔ１から外れた自動車Ｍの走行位置を戻すように目標経路Ｔ１が変更された場合には、変化区間特定部５が変更された目標経路Ｔ２の変化区間Ｐ１を特定し、表示経路生成部６が目標経路Ｔ２における変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から目標位置Ｐ３に向かって直線状に滑らかに延びる表示経路Ｓを生成するため、自動運転される自動車Ｍの走行に対する搭乗者Ｄの不安を抑制することができる。
なお、変化区間特定部５は、自動車Ｍが走行する車線Ｒ内で目標経路Ｔ１から外れた場合には、自動車Ｍの走行方向の変化が小さいとして目標経路Ｔ１から外れた区間を変化区間Ｐ１から除外することが好ましい。このため、表示経路生成部６は表示経路Ｓを生成せず、表示制御部７は目標経路Ｔ１を表示部８に表示させることになる。

実施の形態２
上記の実施の形態１では、表示経路生成部６は、目標経路Ｔ２における変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から目標位置Ｐ３に向かって直線状に滑らかに延びる表示経路Ｓを生成したが、変化区間Ｐ１を滑らかにするように目標経路を変化させた表示経路Ｓを生成できればよく、この生成方法に限られるものではない。

例えば、図５に示すように、実施の形態１において車線形状取得部２１を新たに表示経路生成部６に接続することができる。この車線形状取得部２１は、自動車Ｍが走行する車線の形状を取得するものである。車線形状取得部２１としては、例えばカメラなどから構成することができる。また、車線形状取得部２１は、運転制御部１２から地図データを取得して、その地図データに基づいて車線の形状を算出することもできる。
表示経路生成部６は、車線形状取得部２１で取得された車線の形状に基づいて車線に沿って滑らかに延びる表示経路Ｓを生成する。

例えば、図６に示すように、自動車Ｍがほぼ一定の幅で緩やかに曲がる車線Ｒを走行する場合に、運転制御部１２は、搭乗者Ｄに対して連続的に圧力がかかるため、自動車Ｍを車線Ｒに沿って走行させずに、自動車Ｍを目標経路Ｔに沿って直線的に走行させるものとする。
まず、変化区間特定部５が、運転制御部１２から入力された目標経路Ｔに基づいて目標経路Ｔにおいて自動車Ｍの走行方向が変化する変化区間Ｐ１を特定する。また、車線形状取得部２１が、自動車Ｍが走行する車線Ｒの形状を取得する。変化区間特定部５で特定された変化区間Ｐ１と車線形状取得部２１で取得された車線Ｒの形状は、表示経路生成部６に出力される。

表示経路生成部６は、変化区間特定部５により変化区間Ｐ１が特定された場合には、車線形状取得部２１で取得された車線Ｒの形状に基づいて、変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ３に向かって車線Ｒに沿って滑らかに延びる表示経路Ｓを生成する。この時、表示経路生成部６は、車線形状取得部２１で取得された車線Ｒの形状が一定の幅で曲がる場合には、車線Ｒに沿って滑らかに延びる表示経路Ｓを生成することが好ましい。このようにして、表示経路生成部６は、車線Ｒの中央部を滑らかに延びる表示経路Ｓを容易に生成することができる。

これにより、自動車Ｍは目標経路Ｔに沿って直線的に走行するのに対し、表示部８には車線Ｒに沿って延びる表示経路Ｓが表示される。このように、搭乗者Ｄに対して自動車Ｍの走行方向を大まかに伝えることで、自動車Ｍの自動運転に対する搭乗者Ｄの不安を抑制することができる。
本実施の形態によれば、表示経路生成部６が車線Ｒの形状に基づいて車線Ｒに沿って滑らかに延びる表示経路Ｓを生成するため、自動車Ｍの自動運転に対する搭乗者Ｄの不安を抑制することができる。

実施の形態３
上記の実施の形態１では、表示経路生成部６は、目標経路Ｔ１から外れた自動車Ｍの走行位置を戻すように目標経路Ｔ１が変更された場合に表示経路Ｓを生成したが、目標経路における変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から変化区間Ｐ１の終了位置を過ぎた位置に設定される目標位置Ｐ３に向かって直線状に延びる表示経路Ｓを生成できればよく、目標経路Ｔ１が変更された場合に限られるものではない。

例えば、図７に示すように、表示経路生成部６は、目標経路Ｔを変更しない場合でも表示経路Ｓを生成することができる。
ここで、自動車Ｍが走行する車線Ｒが拡幅するように形成されており、運転制御部１２が、自動車Ｍの走行位置を早い段階で拡幅された車線Ｒの中央部に変更するように目標経路Ｔを生成する。これにより、目標経路Ｔには変化区間Ｐ１が生じ、この変化区間Ｐ１が変化区間特定部５により特定される。

表示経路生成部６は、目標経路Ｔにおける変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から変化区間Ｐ１の終了位置を過ぎた位置に目標位置Ｐ３を設定する。そして、表示経路生成部６は、変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から目標位置Ｐ３に向かって直線状に滑らかに延びる表示経路Ｓを生成する。

本実施の形態によれば、表示経路生成部６が、目標経路Ｔにおける変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２から目標位置Ｐ３に向かって直線状に滑らかに延びる表示経路Ｓを生成するため、自動運転される自動車Ｍの走行に対する搭乗者Ｄの不安を抑制することができる。

実施の形態４
上記の実施の形態１〜３において、表示経路生成部６は、目標経路において変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２近傍が自動車Ｍの走行方向とほぼ同じ方向に延びる場合には、表示経路を強調して表示部８に表示させることができる。
例えば、図８に示すように、自動車Ｍの走行位置を遅い段階、すなわち開始位置Ｐ２と目標位置Ｐ３との中間位置近傍において変更するものとする。この時、目標経路Ｔの変化区間Ｐ１は、開始位置Ｐ２近傍が自動車Ｍの現在の走行方向とほぼ同じ方向に延びるように形成される。

このように、目標経路Ｔにおいて変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２近傍が自動車Ｍの現在の走行方向とほぼ同じ方向に延びる場合には、自動車Ｍの走行方向が開始位置Ｐ２から緩やかに変更されるため自動車Ｍに搭乗する搭乗者Ｄに不安を与えるおそれがある。そこで、表示経路生成部６が、表示経路Ｓを強調して表示部８に表示することにより、自動車Ｍの走行方向が変更されることを明確に伝達し、自動運転される自動車Ｍの走行に対する搭乗者Ｄの不安を抑制することができる。

本実施の形態によれば、表示経路生成部６は、目標経路Ｔにおける変化区間Ｐ１の開始位置Ｐ２近傍が自動車Ｍの走行方向とほぼ同じ方向に延びる場合には、表示経路Ｓを強調して表示部８に表示させるため、自動運転される自動車Ｍの走行に対する搭乗者Ｄの不安を抑制することができる。

なお、上記の実施の形態１〜４では、表示経路生成部６は、変化区間Ｐ１が完全になくすように目標経路を変化させた表示経路Ｓを生成したが、変化区間Ｐ１を滑らか、すなわち変化区間Ｐ１の局所的な変化が搭乗者に不安を与えない程度に減少していればよく、変化区間Ｐ１を完全になくすものに限られるものではない。
例えば、図９に示すように、実施の形態１において、変化区間Ｐ１が変化する角度を搭乗者Ｄに不安を与えない程度に減少、例えば変化区間Ｐ１の変化を半分以上減少させるように表示経路Ｓを生成することができる。

また、上記の実施の形態１〜４において、走行画像生成部９は、自動車Ｍが表示経路Ｓに沿って走行するように自動車Ｍの表示を表示経路Ｓの位置に基づいて修正することができる。すなわち、走行画像生成部９は、目標経路に沿った実際の走行位置に自動車Ｍを表示するのではなく、表示経路Ｓに沿った位置に自動車Ｍの表示を修正する。これにより、表示部８には走行経路Ｓに沿って移動する自動車Ｍが表示されるため、表示部８を視認した搭乗者Ｄに無用な不安を与えることを抑制することができる。

１ 運転席、２ インストルメントパネル、３ ステアリング、４ 自動車用表示装置、５ 変化区間特定部、６ 表示経路生成部、７ 表示制御部、８ 表示部、９ 走行画像生成部、１０ 画像生成部、１１ 装置制御部、１２ 運転制御部、２１ 車線形状取得部、Ｄ 搭乗者、Ｍ 自動車、Ｒ 車線、Ｔ，Ｔ１，Ｔ２ 目標経路、Ｐ１ 変化区間、Ｐ２ 開始位置、Ｐ３ 目標位置、Ｓ 表示経路。

Claims (3)

1. 自動運転される自動車に搭乗した搭乗者に対して前記自動車の走行画像を表示する表示部と、
   前記自動車の走行する経路が設定された目標経路において走行方向が変化する変化区間を特定する変化区間特定部と、
   前記変化区間特定部で特定された前記変化区間を滑らかにするように前記目標経路を変化させた表示経路を生成する表示経路生成部と、
   前記表示経路生成部で生成された前記表示経路を前記目標経路に換えて前記表示部に表示させる表示制御部と、
   を備え、
   前記表示経路生成部は、前記変化区間の開始位置から前記変化区間の終了位置を過ぎた位置に設定される目標位置に向かって直線状に滑らかに延びる前記表示経路を生成し、
   前記変化区間特定部は、前記目標経路から外れた前記自動車の走行位置を戻すように前記目標経路が変更された場合には、変更された前記目標経路の前記変化区間を特定し、
   前記表示経路生成部は、変更された前記目標経路の前記変化区間を滑らかにするように前記表示経路を生成する、
   自動車用表示装置。
2. 前記変化区間特定部は、前記自動車が走行する車線内で前記目標経路から外れた場合には、前記目標経路から外れた区間を前記変化区間から除外し、
   前記表示制御部は、前記目標経路を前記表示部に表示させる請求項１に記載の自動車用表示装置。
3. 前記自動車が走行する車線の形状を取得する車線形状取得部をさらに有し、
   前記表示経路生成部は、前記車線形状取得部で取得された前記車線の形状に基づいて前記車線に沿って滑らかに延びる前記表示経路を生成する請求項１または２に記載の自動車用表示装置。

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