ヘッドアップディスプレイ装置
【課題】運転者の視線位置が自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）表示領域の上下位置を上方に移動させるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】車両の進行方向の取得画像に含まれる物体の種類及び数に応じて表示領域の位置を上下に移動するようにしたので、都市部のように運転者４０の視線位置（注視位置）Ｘが自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）、表示領域１００を下方の位置Ｐ１から上方の位置Ｐ２に移動することができる。
【解決手段】車両の進行方向の取得画像に含まれる物体の種類及び数に応じて表示領域の位置を上下に移動するようにしたので、都市部のように運転者４０の視線位置（注視位置）Ｘが自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）、表示領域１００を下方の位置Ｐ１から上方の位置Ｐ２に移動することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のフロントウインド（フロントウインドシールド）上に情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両のフロントウインドに速度表示等の車両情報を反射させて表示するヘッドアップディスプレイ（特許文献１）が車両の一部に採用されている。
【０００３】
この特許文献１に係る技術では、地図データに含まれる道路データに基づいて走行中の道路が運転者の視線が高くなりがちな特定道路（高速道路、都市高速道路、前記高速道路と前記都市高速道路以外の有料道路、一般国道自動車専用道路及びインターチェンジにおける本車線への流入や本車線からの流出のための取り付け道路のいずれか）であるか否かを判定し、走行中の道路が上記の特定道路以外の道路であると判定された場合には、車両情報がフロントガラスの第１の位置に視認されるように反射鏡を駆動し、走行中の前記道路が上記の特定道路であると判定された場合には、前記第１の位置より上方の第２の位置に視認されるように反射鏡を駆動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１３７１０号公報（要約、請求項２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に係るヘッドアップディスプレイ装置においては、前記地図データに含まれる特定道路の道路データが最新の道路状況に沿わない古い道路データである場合等には、現在の道路状況に即応して（リアルタイムに）表示領域の位置が上下されないという問題がある。
【０００６】
また、単に、高速道路等の道路のみに応じて表示領域の位置を上下させる特許文献１に係る技術では、運転者の視線位置が自然と高くなる実際の周囲の交通環境下に対応させることができず、改良の余地がある。
【０００７】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、運転者の視線位置が自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）表示領域の上下位置を移動させることを可能とするヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、車両のフロントウインド上に表示領域が設定され、表示手段により前記表示領域に所定の情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、以下の特徴［１］〜［３］を有する。
【０００９】
［１］前記車両の進行方向の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記画像に含まれる物体の種類及び数を認識する画像認識手段と、認識された前記物体の種類に応じた点数を算出する点数算出手段と、算出された前記点数を記憶する記憶手段と、前記表示領域の位置を変更する表示位置変更手段と、を備え、前記表示位置変更手段は、前記画像認識手段によって認識された前記物体の種類及び数に対応して前記記憶手段に記憶された前記点数の合計が高くなるに従い前記表示領域の位置を上方へ移動することを特徴とする。
【００１０】
この特徴［１］を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、車両の進行方向の画像に含まれる物体の種類及び数に応じて表示領域の位置を上下に移動するようにしたので、運転者の視線位置（注視位置）が自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）、表示領域を上方に移動することができる。換言すれば、運転者の注視位置が高くなるような環境に即応して（リアルタイムに）、前記運転者が表示情報の内容に気づき易い位置に表示領域を移動することができる。
【００１１】
［２］上記の特徴［１］を有するヘッドアップディスプレイ装置において、前記物体の種類として、信号機及びランドマークを含み、さらに、少なくとも前記信号機及び前記ランドマークの位置情報を含む地図データを記憶した地図記憶手段と、前記車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、前記現在位置検出手段によって検出された前記車両の前記現在位置と前記地図記憶手段に記憶された前記地図データとに基づき、前記撮像手段によって撮像される前記信号機の数及び前記ランドマークの数を予測する予測手段と、を備え、前記画像認識手段は、前記予測手段によって予測された数の前記信号機及び前記ランドマークを画像として認識することを特徴とする。
【００１２】
この特徴［２］を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、車両の現在位置と、地図記憶手段により記憶された地図データ上の少なくとも信号機及びランドマークの位置情報と、に基づき、予測手段により撮像手段によって撮像される前記信号機及び前記ランドマークの数を予測し、前記画像認識手段は、前記予測手段によって予測された数の前記信号機及び前記ランドマークを画像として認識するようにしたので、表示領域の位置の移動を精度よく行うことができる。
【００１３】
［３］上記の特徴［２］を有するヘッドアップディスプレイ装置において、前記画像認識手段は、前記撮像手段によって撮像された前記信号機の数及び前記ランドマークの数と、前記予測手段によって予測された前記信号機の数及び前記ランドマークの数が一致しない場合、数の多い方を、前記信号機及び前記ランドマークの前記画像として認識することを特徴とする。
【００１４】
この特徴［３］を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、前記信号機及び前記ランドマークを前記画像として認識する数が増加する方に振れるので、前記信号機及び前記ランドマークの前記画像の検出精度が良くなる方向となり、表示領域の位置の移動を一層精度よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、例えば、信号機やランドマーク等、物体の種類や数が多く、運転者の視線位置が自然と高くなる都市部等の交通環境下に即応して（リアルタイムに）表示領域の上下位置を上方向に移動させることができるので、運転者にヘッドアップディスプレイの表示内容を気づき易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。
【図２】図１例のヘッドアップディスプレイ装置の全体構成ブロック図である。
【図３】実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の動作説明に供されるフローチャートである。
【図４】図４Ａは、郊外での情報量の点数算出処理及び表示領域位置の説明に供される図、図４Ｂは、都市部での情報量の点数算出処理及び表示領域位置の説明に供される図である。
【図５】図５Ａは、郊外での運転者の注視位置の説明図、図５Ｂは、都市部での運転者の注視位置の説明図である。
【図６】変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の全体構成ブロック図である。
【図７】変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の動作説明に供されるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、この発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の概略構成を示している。
【００１９】
ヘッドアップディスプレイ装置１０は、基本的には、インストルメンタルパネル１３の内部であって、燃料残量計等が含まれるメータユニット１４の前方［方向は車両（車体）｛当該ヘッドアップディスプレイ装置１０を搭載した車両（自車両）、以下同じ｝の方向を基準とする。以下、同じ。］に配置固定されたヘッドアップディスプレイ装置本体（ＨＵＤ本体ともいう。）１２と、フロントウインドシールド（フロントウインドともいう。）１６の内側に設けられたコンバイナ１８とから構成される。
【００２０】
ＨＵＤ本体１２は、ハウジング２０を備え、このハウジング２０内に、表示器ユニット２２と、固定ミラー２４と、可動ミラー２６と、が配置されている。
【００２１】
表示器ユニット２２は、ブラケット２８に、画像制御ＥＣＵ２９と光源３０と表示器３２とが取り付けられた構造とされ、表示器ユニット２２は、アクチュエータ５０（後述）により車両の左右方向（幅方向）に移動可能に構成されている。
【００２２】
可動ミラー２６は、回転軸３４を有し、この回転軸３４がアクチュエータ５０（後述）により矢印Ｕ方向又は矢印Ｄ方向に所定角度の範囲で回転するように構成されている。
【００２３】
光源３０からの光Ｌが液晶表示デバイス（ＬＣＤ）等の表示器３２を透過することで画像情報を有する光（情報画像ともいう。）Ｌｉに変換され、情報画像Ｌｉが固定ミラー２４で反射され、さらに反射角度が調整可能な可動ミラー２６により反射され、インストルメンタルパネル１３の前部上方に設けられた透光部３６を介してコンバイナ１８により反射され、運転者４０の注視位置（注視方向）Ｘを通じて目４２により認識される。
【００２４】
ヘッドアップディスプレイ装置１０において、運転者４０は、表示器３２の表示像である情報画像Ｌｉをフロントウインド１６の前方に虚像として認識する。すなわち、運転者４０は、コンバイナ１８（及びフロントウインド１６）を通じて、車両の前方の情景に情報画像Ｌｉを重ねた形で両方の情報（情景と情報画像Ｌｉ）を同時に視認することができる。
【００２５】
図２は、この実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の全体構成ブロック図を示している。
【００２６】
図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、上述したＨＵＤ本体１２と表示器ユニット２２とアクチュエータ５０の他、ヘッドアップディスプレイＥＣＵ（ＨＵＤＥＣＵともいう。）６０と、ナビゲーションＥＣＵ６２と、警報報知ＥＣＵ６４と、物体情報を含む外部情景撮像用（前方検知用）のカメラ（撮像手段、撮像ユニット）６６と、運転者の視線や顔向き情報（運転者情報）を得るために運転者の顔部を撮像する顔向き検知用のカメラ（撮像手段、撮像ユニット）６８と、を備える。
【００２７】
アクチュエータ５０は、例えば、可動ミラー２６の回転軸３４を所定角度範囲で回転させるモータ等の公知の回転アクチュエータと、表示器ユニット２２を車両の左右方向に所定長さ範囲で移動させるボールネジ機構やラックアンドピニオン機構等の公知のスライドアクチュエータと、から構成される。
【００２８】
なお、後述する表示領域１００のフロントウインド１６上での上下方向や左右方向への位置Ｐｎの移動は、表示器３２の表示面積を大きくし、前記表示面積内で表示領域１００を上下左右に移動するようにしてもよい。このように構成すれば、アクチュエータ５０を省略することができ、可動ミラー２６を固定ミラーにすることができる。また、後述する表示領域１００のフロントウインド１６上での左右方向への位置Ｐｎの移動は、回転軸３４を左右方向に傾ける機構を設けることで、上記スライドアクチュエータに代替してもよい。
【００２９】
外部情景撮像用のカメラ６６は、例えば、図示しないルームミラーの裏側に取り付けられて車両の進行方向（前方）の画像を撮像し、顔部撮像用のカメラ６８は、例えば、ステアリングコラムに取り付けられ、目４２を含む運転者４０の顔部を撮像する。なお、カメラ６６、６８は、ともに、動画を撮影可能なデジタルビデオカメラを用いることができる。
【００３０】
ＨＵＤＥＣＵ６０等、各ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記録されているプログラムを読み出して実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、基本的には、制御部、演算部、及び処理部等として機能する。
【００３１】
この実施形態において、ＨＵＤＥＣＵ６０は、カメラ６６によって撮像された前記画像に含まれる物体の種類及び数を認識する画像認識部（画像認識手段）７０と、認識された前記物体の種類に応じた点数を前記画像毎に算出する点数算出部（点数算出手段）７２と、算出された前記物体の種類に応じた前記点数を前記画像毎に記憶する記憶部（記憶手段）７４と、フロントウインド１６（コンバイナ１８）上の情報画像Ｌｉの表示領域１００（後述）の位置Ｐｎを変更する表示位置変更部（表示位置変更手段）７６と、後述する予測部（予測手段）７８等として機能する。図１において、フロントウインド１６（コンバイナ１８）上の表示領域１００の位置Ｐｎは、下方位置Ｐ１と、上方位置Ｐ２と、中央位置Ｐ３を描いている。
【００３２】
図２において、ナビゲーションＥＣＵ６２は、地図データ記憶部（地図データ記憶手段）８０と、現在位置検出部（現在位置検出手段、現在地検出部、現在地検出手段）８２等として機能する。地図データ記憶部８０は、道路データ（位置座標を含み、この位置情報と連系したノード情報等を含む。）と背景データ等とを記憶している。背景データには、それぞれが位置情報と連係した少なくとも信号機、標識、及びランドマーク等の施設情報が含まれている。
【００３３】
現在位置検出部８２は、周知のように、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号、車速センサからの車速信号、及び振動ジャイロによる進行方位に基づき、車両の現在位置を検出し、図示しない表示器に表示された地図上に当該車両の現在位置と進行方向を表示する。
【００３４】
警報報知ＥＣＵ６４は、カメラ６８から出力された顔画像に基づき、顔中心位置と、左右の顔端位置を検出する。そして、これらの検出結果に基づき、例えば、運転者４０の顔をシリンダ形状に近似して顔向きを算出し（シリンダ法）、運転者４０の注視位置（注視方向）Ｘを検出することで運転者４０の脇見運転を検出し、検出後、予め定めた所定のタイミングでスピーカ８４及び情報画像Ｌｉを通じて脇見警告を発生する。なお、運転者４０の注視位置（注視方向）Ｘの検出は、顔向きの他、カメラ６８から出力された顔画像に基づき、運転者４０の目４２中、瞳孔の位置を検出し、瞳孔の向き、すなわち視線位置（視線方向、視線向き）を検出して、脇見判定を行うようにしてもよい。
【００３５】
表示器ユニット２２を構成する画像制御ＥＣＵ２９は、図示しない車速センサからの車速等の情報信号及び警報報知ＥＣＵ６４からの警告（例えば、エクスクラメーションマークの点滅）等の情報信号を表示器３２上に表示させるとともに、光源３０をオンオフ制御する。
【００３６】
次に、上述の実施形態の動作について、図３に示すアプリケーションプログラムに係るフローチャートに基づいて詳しく説明する。
【００３７】
ステップＳ１において、ＨＵＤＥＣＵ６０は、走行中（前進走行中）であるか否かを判定する。
【００３８】
走行中である（ステップＳ１：ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ２において、予測部７８は、ナビゲーションＥＣＵ６２より現在地情報を取得する。ここで、現在地情報は、ナビゲーションＥＣＵ６２の現在位置検出部８２によって検出されている車両の現在位置と、当該現在位置の前方に存在する、地図データ記憶部８０に記憶された地図データ中の、信号機、標識及びランドマーク等の施設情報の種類及びそれらの数を抽出したデータである。換言すれば、現在地情報は、予測部７８が、カメラ６６によって撮像される信号機、標識及びランドマーク等の施設情報の種類及びそれらの数を予測する情報である。
【００３９】
地図データ記憶部８０の地図データを参照して現在位置検出部８２により検出された現在地情報（現在位置と前方の施設情報）は、予測部７８を通じて画像認識部７０に送出される。一方、画像認識部７０は、ステップＳ３において、前方検知用のカメラ６６によって撮像された前方の画像、すなわち車両の進行方向の画像を取得する。
【００４０】
そして、ステップＳ４において、画像認識部７０は、取得画像毎に、予測部７８によって予測された施設情報（信号機、標識及びランドマーク）を参照し、パターンマッチング・エッジ抽出等の画像処理により、当該取得画像中の信号機、標識及びランドマークの施設情報を検出し、検出した施設情報の種類（信号機、標識又はランドマーク）と数を対応させて記憶部７４に記憶する。なお、取得画像中の信号機等の数と予測部７８により予測した信号機等の数が一致しない場合、多い方の数を、検出した施設情報の種類と対応させて記憶部７４に記憶する。
【００４１】
なお、一般的には、パターンマッチング等の画像処理により施設情報を検出することは、ナビゲーションＥＣＵ６２で施設情報を検出することに比較して技術的に高度かつ複雑であるので、コストを考慮した場合に、多い方の数は、ナビゲーションＥＣＵ６２、すなわち予測部７８で検出される数となるが、ナビゲーションＥＣＵ６２の地図情報が古い場合には、通常、カメラ６６で検出される施設情報の数が多くなる。
【００４２】
次いで、ステップＳ５において、点数算出部７２は、記憶部７４に記憶されている取得画像毎の施設情報の種類（信号機、標識又はランドマーク）と数に応じて周囲環境情報量（単に、情報量ともいう。）Ｉｓｃを点数として算出する。
【００４３】
この実施形態において、点数を算出する際に、運転者の注視位置Ｘが自然と高くなる各施設情報である、信号機は１個に付き２点、標識は１個に付き１点、ランドマークは１個に付き４点としている。
【００４４】
例えば、図４Ａに示す、郊外におけるフロントウインド１６内のカメラ６６による取得画像Ｉａにおいて、道路１０２の左側にパターンマッチングにより信号機１０４が１個及び標識１０６が１個として記憶部７４に記憶されているとき、周囲環境情報量Ｉｓｃ＝Ｉｓｃ（Ｉａ）を、次の（１）式により算出する。
Ｉｓｃ（Ｉａ）＝信号機の数×２＋標識の数×１＋ランドマークの数×４
＝１×２＋１×１＋０×４＝３（合計点） …（１）
【００４５】
また、図４Ｂに示す、都市部におけるフロントウインド１６内のカメラ６６による取得画像Ｉｂにおいて、道路１０２の左側に信号機１０４が３個、標識１０６（規制標識と案内標識）が２個、道路１０２の右側にランドマーク（△×銀行）１０８が１個として記憶部７４に記憶されているとき、周囲環境情報量Ｉｓｃ＝Ｉｓｃ（Ｉｂ）を、次の（２）式により算出する。
Ｉｓｃ（Ｉｂ）＝信号機の数×２＋標識の数×１＋ランドマークの数×４
＝３×２＋２×１＋１×４＝１２（合計点） …（２）
【００４６】
このようにして、ステップＳ５において、点数算出部７２により取得画像Ｉａ、Ｉｂ等に応じた周囲環境情報量Ｉｓｃ（合計点）が算出され、算出された周囲環境情報量Ｉｓｃが取得画像Ｉａ、Ｉｂ毎に表示位置変更部７６に供給される。
【００４７】
次いで、ステップＳ６において、表示位置変更部７６は、自車両が、周囲環境情報量Ｉｓｃが多い（高い）環境を走行しているか否かを判定するために、周囲環境情報量Ｉｓｃが、判定閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを比較する（Ｉｓｃ≧Ｉｔｈ）。この実施形態において、判定閾値Ｉｔｈは、Ｉｔｈ＝１０に設定している。
【００４８】
この場合、図４Ａに示す取得画像Ｉａでは、周囲環境情報量Ｉｓｃ（Ｉａ）＝３が、判定閾値Ｉｔｈ＝１０より小さいので（ステップＳ６：ＮＯ）、このような郊外では、運転者４０の注視位置Ｘが自然と低くなることを考慮し、ステップＳ７において、表示領域１００の位置Ｐｎ（表示位置）を、図４Ａに示すように、表示領域１００の移動可能領域１２０中、下方の位置Ｐ１（図１、図２も参照）に設定するようにアクチュエータ５０を駆動し、可動ミラー２６の回転軸３４を矢印Ｄ方向に回転させるとともに、表示器ユニット２２を右方向にスライドさせる。なお、ステップＳ１の判定において、走行中でなかった場合にも、表示領域１００が下方の位置Ｐ１に設定される。
【００４９】
その一方、図４Ｂに示す取得画像Ｉｂでは、周囲環境情報量Ｉｓｃ（Ｉｂ）＝１２が、判定閾値Ｉｔｈ＝１０より大きいので（ステップＳ６：ＹＥＳ）、このような都市部であって、信号機１０４や標識１０６、及び高層建築等のランドマーク１０８が多い場所では、運転者４０の注視位置Ｘが自然と高くなることを考慮し、ステップＳ８において、表示領域１００の位置Ｐｎを、図４Ｂに示すように、移動可能領域１２０中、上方向に間隔（距離）ΔＰだけ高い上方の位置Ｐ２（図１、図２も参照）に設定するようにアクチュエータ５０を駆動し、可動ミラー２６の回転軸３４を矢印Ｕ方向に回転させるとともに、表示器ユニット２２を左方向にスライドさせる。
【００５０】
なお、可動ミラー２６を回転させると同時に表示器ユニット２２を左右方向にスライドさせることにより、例えば、表示領域１００を、下方の位置Ｐ１から上方の位置Ｐ２へ移動させるときに、概ね、一点透視図法の消失点へ収束する放射線（例えば、図４Ａ、図４Ｂでは、道路端１０２Ｒ）に沿って、矢印２００で示す左上方へ、すなわち中央側へ移動させるようにしているので、都市部において、運転者４０の注視位置（注視方向）Ｘが自然と中央側に行くことに対応するので好適である。なお、左右方向へは、移動せずに、単に、上下方向にのみ表示領域１００を移動するようにしても相当の効果が達成される。
【００５１】
次に、脇見警報の発生タイミングに関し、警報報知ＥＣＵ６４は、運転者４０に対するスピーカ８４及びヘッドアップディスプレイの表示による脇見警報発生のタイミング（脇見許容時間）を、郊外等での走行と判定した場合にステップＳ９で設定されるタイミング（脇見許容時間）Ｔａに比較して、都市部等での走行と判定した場合にステップＳ１０で設定されるタイミング（脇見許容時間）Ｔｂを短く設定する（Ｔａ＞Ｔｂ）。なお、脇見警報タイミング（脇見許容時間Ｔａ、Ｔｂ）は、カメラ６８と警報報知ＥＣＵ６４によって検出される、運転者４０が注視位置（注視方向）Ｘ以外の方向を連続的に見ている時間（脇見時間）を許容する時間であり、脇見時間が脇見許容時間（脇見時間閾値）より長くなったときに、警報報知ＥＣＵ６４を通じて警報が発生される。
【００５２】
この場合、ステップＳ８において、表示領域１００の位置Ｐｎを上方の位置Ｐ２に設定した場合には、ステップＳ１０において、警報報知ＥＣＵ６４に設定される脇見警報タイミングＴｂを、ステップＳ７において、表示領域１００の位置Ｐｎを下方の位置Ｐ１に設定した場合に、ステップＳ９において、警報報知ＥＣＵ６４に設定される脇見警報タイミングＴａより短いタイミング（短い時間）に設定する（Ｔｂ＜Ｔａ）。
【００５３】
その理由を、具体例を挙げて説明すれば、ヘッドアップディスプレイの表示領域１００の位置Ｐｎを高い位置Ｐ２に設定している環境下では、運転者４０が遠くの物体を見たり、周囲の確認のためサイドミラーやバックミラーの注視等により正面（前方）を注視していない時間が長くなりがちで、その分、近くの物体に気づき難くなるので、脇見警報を早めに発生するように設定する。
【００５４】
以上説明したように、上述した実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両のフロントウインド１６（コンバイナ１８）上に表示領域１００が設定され、表示器３２（表示手段）により表示領域１００に所定の情報（例えば、速度情報や警告情報）を表示する際、少なくとも信号機１０４及びランドマーク１０８の位置情報を含む地図データを記憶した地図データ記憶部８０（地図記憶手段）と、前記車両の現在位置を検出する現在位置検出部８２（現在位置検出手段）と、前記車両の進行方向の画像を撮像するカメラ６６（撮像手段）と、現在位置検出部８２によって検出された前記車両の前記現在位置と地図データ記憶部８０に記憶された前記地図データとに基づき、カメラ６６によって撮像される信号機１０４の数及びランドマーク１０８の数を予測する予測部７８（予測手段）と、カメラ６６によって撮像された前記画像に含まれる予測部７８によって予測された数の信号機１０４及びランドマーク１０８を含む物体の種類とそれらの数を認識する画像認識部７０（画像認識手段）と、認識された前記物体の種類に応じた点数（情報量Ｉｓｃ）を前記画像毎に算出する点数算出部７２（点数算出手段）と、算出された前記物体の種類に応じた前記点数（情報量Ｉｓｃ）を前記画像毎に記憶する記憶部７４（記憶手段）と、表示領域１００の位置Ｐｎを変更する表示位置変更部７６（表示位置変更手段）と、を備え、表示位置変更部７６は、画像認識部７０によって認識された前記物体の種類（少なくとも信号機１０４とランドマーク１０８）及び数に対応して記憶部７４に記憶された前記点数の合計としての周囲環境情報量Ｉｓｃが判定閾値Ｉｔｈより高いときには、判定閾値Ｉｔｈより低いときに比べて表示領域１００の位置Ｐｎを相対的に低い位置Ｐ１から高い位置Ｐ２（上方の位置）に移動することを特徴とする。
【００５５】
このようなヘッドアップディスプレイ装置１０によれば、車両の現在位置と、地図データ記憶部８０により記憶された地図データ上の少なくとも信号機１０４及びランドマーク１０８の位置情報と、に基づき、予測部７８によりカメラ６６によって撮像される信号機１０４及びランドマーク１０８の数を予測し、画像認識部７０は、予測部７８によって予測された数の信号機１０４及びランドマーク１０８を画像として認識するようにしたので、表示領域１００の位置Ｐｎの移動を、運転者４０の注視位置Ｘを反映して精度よく行うことができる。
【００５６】
図５Ａは、図４Ａに示した取得画像Ｉａを実際の情景Ｖｓａとして運転者４０が視認している状態を示す模式図、図５Ｂは、図４Ｂに示した取得画像Ｉｂを実際の情景Ｖｓｂとして運転者４０が視認している状態を示す模式図である。
【００５７】
よって、図５Ａに示す、運転者４０の視線位置（注視位置）Ｘが自然と低くなる郊外における表示領域１００の位置Ｐ１に比較して、図５Ｂに示す都市部のように、信号機１０４やランドマーク１０８の多い、運転者４０の視線位置（注視位置）Ｘが自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）表示領域１００を上方向の位置Ｐ２に移動させることができるので、運転者４０に表示内容を気づき易くすることができる。
【００５８】
そして、さらに、運転者４０の視線方向（注視位置）Ｘ及び（又は）顔向きを検出するカメラ６８（撮像部、撮像手段）を設け、ヘッドアップディスプレイの表示領域１００の位置Ｐｎを高い位置Ｐ２に設定している環境下では、低い位置Ｐ１に設定している環境下に比較して、脇見の機会が増加することを考慮し、注視位置（視線方向）Ｘ又は顔向きが図１に示した注視位置Ｘから外れていることを許容する時間である脇見許容時間Ｔｂ（位置Ｐ２）を脇見許容時間Ｔａ（位置Ｐ１）より短く設定して脇見警告（音声や表示）を早く発生するようにしているので、運転者４０に適時に注意を促すことができる。
【００５９】
なお、上述の実施形態においては、表示領域１００を下方の位置Ｐ１と上方の位置Ｐ２に切り換えるようにしているが、点数の合計である情報量Ｉｓｃに応じて中央の位置Ｐ３にも切り換える、あるいは位置Ｐ１と位置Ｐ２との間で表示領域１００を連続的に変化させる等、種々の構成を採りうることができる。
【００６０】
また、上述した実施形態では、いわゆるベストモードとしての最適な実施形態を説明したが、車両はコスト等との関係において種々のオプション機能の取捨選択が可能となっており、例えば、図６の変形例の全体ブロック図に示すような、低コストのヘッドアップディスプレイ装置１０Ａに変更することもできる。
【００６１】
図６に示す変形例のヘッドアップディスプレイ装置１０Ａにおいて、上記図２に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。この図６例のヘッドアップディスプレイ装置１０Ａにおいては、図２例のヘッドアップディスプレイ装置１０に対して、ナビゲーションＥＣＵ６２、カメラ６８、警報報知ＥＣＵ６４、スピーカ８４を削除し、アクチュエータ５０から表示器ユニット２２の左右方向へのスライド機能を削除したアクチュエータ５０Ａに変更した簡易で低コストな構成としている。
【００６２】
この変形例のヘッドアップディスプレイ装置１０Ａの動作について、図７のアプリケーションプログラムに係るフローチャートに基づいて説明する。なお、図７のフローチャートの各処理ステップにおいて、図３のフローチャートの各処理ステップと対応するものには、１０を加算したステップ番号をつけて、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
図７のステップＳ１１において、ＨＵＤＥＣＵ６０Ａは、走行中（前進走行中）であるか否かを判定する。
【００６４】
走行中である（ステップＳ１１：ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ１３において、画像認識部７０は、前方検知用のカメラ６６によって撮像された前方の画像、すなわち車両の進行方向の画像を取得する。
【００６５】
そして、ステップＳ１４において、画像認識部７０は、取得画像毎に、パターンマッチング等の画像処理により、当該取得画像中の信号機１０４、標識１０６及びランドマーク１０８の施設情報を検出し、検出した施設情報の種類（信号機１０４、標識１０６又はランドマーク１０８）と数を対応させて記憶部７４に記憶する。
【００６６】
次いで、ステップＳ１５において、点数算出部７２は、記憶部７４に記憶されている取得画像Ｉａ、Ｉｂ毎の施設情報の種類（信号機１０４、標識１０６又はランドマーク１０８）と数に応じて周囲環境情報量（単に、情報量ともいう。）Ｉｓｃを上記（１）式や（２）式の要領で点数（合計点）として算出し、算出された周囲環境情報量Ｉｓｃを取得画像Ｉａ、Ｉｂ毎に表示位置変更部７６に供給する。
【００６７】
次いで、ステップＳ１６において、表示位置変更部７６は、自車両が、周囲環境情報量Ｉｓｃが多い（高い）環境を走行しているか否かを判定するために、周囲環境情報量Ｉｓｃが、判定閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを比較する（Ｉｓｃ≧Ｉｔｈ）。
【００６８】
Ｉｓｃ＜Ｉｔｈ、すなわち、周囲環境情報量Ｉｓｃが判定閾値Ｉｔｈより小さい（ステップＳ１６：ＮＯ）場合には、表示領域１００の位置Ｐｎを、下方の位置Ｐ１（図１参照）に設定するようにアクチュエータ５０Ａを駆動する。なお、ステップＳ１１の判定において、走行中でなかった場合にも、表示領域１００が下方の位置Ｐ１に設定される。
【００６９】
その一方、Ｉｓｃ≧Ｉｔｈ、すなわち、周囲環境情報量Ｉｓｃが判定閾値Ｉｔｈより大きい（ステップＳ１６：ＹＥＳ）場合には、表示領域１００の位置Ｐｎを、上方の位置Ｐ２（図１参照）に設定するようにアクチュエータ５０Ａを駆動し、回転軸３４を矢印Ｕ方向に回転させる。
【００７０】
以上説明したように、図６に示した変形例のヘッドアップディスプレイ装置１０Ａによれば、車両の進行方向の画像に含まれる物体の種類及び数に応じて表示領域１００の位置Ｐｎを上下に移動するようにしたので、都市部のように運転者４０の視線位置（注視位置）Ｘが自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）、表示領域１００を下方の位置Ｐ１から上方の位置Ｐ２に移動することができる。換言すれば、運転者４０の注視位置Ｘが高くなるような環境に即応して（リアルタイムに）、運転者４０が表示情報である情報画像Ｌｉの内容に気づき易い位置Ｐｎに表示領域１００を移動することができる。
【００７１】
なお、この発明は、上述の実施形態及び変形例に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７２】
１０、１０Ａ…ヘッドアップディスプレイ装置
１２…ヘッドアップディスプレイ装置本体（ＨＵＤ本体）
１３…インストルメンタルパネル １４…メータユニット
１６…フロントウインド １８…コンバイナ
２０…ハウジング ２２…表示器ユニット
２４…固定ミラー ２６…可動ミラー
２８…ブラケット ２９…画像制御ＥＣＵ
３０…光源 ３２…表示器
３４…回転軸 ３６…投光部
４０…運転者 ４２…目
５０、５０Ａ…アクチュエータ ６０、６０Ａ…ＨＵＤＥＣＵ
６２…ナビゲーションＥＣＵ ６４…警報報知ＥＣＵ
６６、６８…カメラ ７０…画像認識部
７２…点数算出部 ７４…記憶部
７６…表示位置変更部 ７８…予測部
８０…地図データ記憶部 ８２…現在位置検出部
８４…スピーカ １００…表示領域
１０２…道路 １０４…信号機
１０６…標識 １０８…ランドマーク
１２０…移動可能領域 ２００…矢印
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のフロントウインド（フロントウインドシールド）上に情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両のフロントウインドに速度表示等の車両情報を反射させて表示するヘッドアップディスプレイ（特許文献１）が車両の一部に採用されている。
【０００３】
この特許文献１に係る技術では、地図データに含まれる道路データに基づいて走行中の道路が運転者の視線が高くなりがちな特定道路（高速道路、都市高速道路、前記高速道路と前記都市高速道路以外の有料道路、一般国道自動車専用道路及びインターチェンジにおける本車線への流入や本車線からの流出のための取り付け道路のいずれか）であるか否かを判定し、走行中の道路が上記の特定道路以外の道路であると判定された場合には、車両情報がフロントガラスの第１の位置に視認されるように反射鏡を駆動し、走行中の前記道路が上記の特定道路であると判定された場合には、前記第１の位置より上方の第２の位置に視認されるように反射鏡を駆動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１３７１０号公報（要約、請求項２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に係るヘッドアップディスプレイ装置においては、前記地図データに含まれる特定道路の道路データが最新の道路状況に沿わない古い道路データである場合等には、現在の道路状況に即応して（リアルタイムに）表示領域の位置が上下されないという問題がある。
【０００６】
また、単に、高速道路等の道路のみに応じて表示領域の位置を上下させる特許文献１に係る技術では、運転者の視線位置が自然と高くなる実際の周囲の交通環境下に対応させることができず、改良の余地がある。
【０００７】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、運転者の視線位置が自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）表示領域の上下位置を移動させることを可能とするヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、車両のフロントウインド上に表示領域が設定され、表示手段により前記表示領域に所定の情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、以下の特徴［１］〜［３］を有する。
【０００９】
［１］前記車両の進行方向の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記画像に含まれる物体の種類及び数を認識する画像認識手段と、認識された前記物体の種類に応じた点数を算出する点数算出手段と、算出された前記点数を記憶する記憶手段と、前記表示領域の位置を変更する表示位置変更手段と、を備え、前記表示位置変更手段は、前記画像認識手段によって認識された前記物体の種類及び数に対応して前記記憶手段に記憶された前記点数の合計が高くなるに従い前記表示領域の位置を上方へ移動することを特徴とする。
【００１０】
この特徴［１］を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、車両の進行方向の画像に含まれる物体の種類及び数に応じて表示領域の位置を上下に移動するようにしたので、運転者の視線位置（注視位置）が自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）、表示領域を上方に移動することができる。換言すれば、運転者の注視位置が高くなるような環境に即応して（リアルタイムに）、前記運転者が表示情報の内容に気づき易い位置に表示領域を移動することができる。
【００１１】
［２］上記の特徴［１］を有するヘッドアップディスプレイ装置において、前記物体の種類として、信号機及びランドマークを含み、さらに、少なくとも前記信号機及び前記ランドマークの位置情報を含む地図データを記憶した地図記憶手段と、前記車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、前記現在位置検出手段によって検出された前記車両の前記現在位置と前記地図記憶手段に記憶された前記地図データとに基づき、前記撮像手段によって撮像される前記信号機の数及び前記ランドマークの数を予測する予測手段と、を備え、前記画像認識手段は、前記予測手段によって予測された数の前記信号機及び前記ランドマークを画像として認識することを特徴とする。
【００１２】
この特徴［２］を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、車両の現在位置と、地図記憶手段により記憶された地図データ上の少なくとも信号機及びランドマークの位置情報と、に基づき、予測手段により撮像手段によって撮像される前記信号機及び前記ランドマークの数を予測し、前記画像認識手段は、前記予測手段によって予測された数の前記信号機及び前記ランドマークを画像として認識するようにしたので、表示領域の位置の移動を精度よく行うことができる。
【００１３】
［３］上記の特徴［２］を有するヘッドアップディスプレイ装置において、前記画像認識手段は、前記撮像手段によって撮像された前記信号機の数及び前記ランドマークの数と、前記予測手段によって予測された前記信号機の数及び前記ランドマークの数が一致しない場合、数の多い方を、前記信号機及び前記ランドマークの前記画像として認識することを特徴とする。
【００１４】
この特徴［３］を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、前記信号機及び前記ランドマークを前記画像として認識する数が増加する方に振れるので、前記信号機及び前記ランドマークの前記画像の検出精度が良くなる方向となり、表示領域の位置の移動を一層精度よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、例えば、信号機やランドマーク等、物体の種類や数が多く、運転者の視線位置が自然と高くなる都市部等の交通環境下に即応して（リアルタイムに）表示領域の上下位置を上方向に移動させることができるので、運転者にヘッドアップディスプレイの表示内容を気づき易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。
【図２】図１例のヘッドアップディスプレイ装置の全体構成ブロック図である。
【図３】実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の動作説明に供されるフローチャートである。
【図４】図４Ａは、郊外での情報量の点数算出処理及び表示領域位置の説明に供される図、図４Ｂは、都市部での情報量の点数算出処理及び表示領域位置の説明に供される図である。
【図５】図５Ａは、郊外での運転者の注視位置の説明図、図５Ｂは、都市部での運転者の注視位置の説明図である。
【図６】変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の全体構成ブロック図である。
【図７】変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の動作説明に供されるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、この発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の概略構成を示している。
【００１９】
ヘッドアップディスプレイ装置１０は、基本的には、インストルメンタルパネル１３の内部であって、燃料残量計等が含まれるメータユニット１４の前方［方向は車両（車体）｛当該ヘッドアップディスプレイ装置１０を搭載した車両（自車両）、以下同じ｝の方向を基準とする。以下、同じ。］に配置固定されたヘッドアップディスプレイ装置本体（ＨＵＤ本体ともいう。）１２と、フロントウインドシールド（フロントウインドともいう。）１６の内側に設けられたコンバイナ１８とから構成される。
【００２０】
ＨＵＤ本体１２は、ハウジング２０を備え、このハウジング２０内に、表示器ユニット２２と、固定ミラー２４と、可動ミラー２６と、が配置されている。
【００２１】
表示器ユニット２２は、ブラケット２８に、画像制御ＥＣＵ２９と光源３０と表示器３２とが取り付けられた構造とされ、表示器ユニット２２は、アクチュエータ５０（後述）により車両の左右方向（幅方向）に移動可能に構成されている。
【００２２】
可動ミラー２６は、回転軸３４を有し、この回転軸３４がアクチュエータ５０（後述）により矢印Ｕ方向又は矢印Ｄ方向に所定角度の範囲で回転するように構成されている。
【００２３】
光源３０からの光Ｌが液晶表示デバイス（ＬＣＤ）等の表示器３２を透過することで画像情報を有する光（情報画像ともいう。）Ｌｉに変換され、情報画像Ｌｉが固定ミラー２４で反射され、さらに反射角度が調整可能な可動ミラー２６により反射され、インストルメンタルパネル１３の前部上方に設けられた透光部３６を介してコンバイナ１８により反射され、運転者４０の注視位置（注視方向）Ｘを通じて目４２により認識される。
【００２４】
ヘッドアップディスプレイ装置１０において、運転者４０は、表示器３２の表示像である情報画像Ｌｉをフロントウインド１６の前方に虚像として認識する。すなわち、運転者４０は、コンバイナ１８（及びフロントウインド１６）を通じて、車両の前方の情景に情報画像Ｌｉを重ねた形で両方の情報（情景と情報画像Ｌｉ）を同時に視認することができる。
【００２５】
図２は、この実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の全体構成ブロック図を示している。
【００２６】
図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、上述したＨＵＤ本体１２と表示器ユニット２２とアクチュエータ５０の他、ヘッドアップディスプレイＥＣＵ（ＨＵＤＥＣＵともいう。）６０と、ナビゲーションＥＣＵ６２と、警報報知ＥＣＵ６４と、物体情報を含む外部情景撮像用（前方検知用）のカメラ（撮像手段、撮像ユニット）６６と、運転者の視線や顔向き情報（運転者情報）を得るために運転者の顔部を撮像する顔向き検知用のカメラ（撮像手段、撮像ユニット）６８と、を備える。
【００２７】
アクチュエータ５０は、例えば、可動ミラー２６の回転軸３４を所定角度範囲で回転させるモータ等の公知の回転アクチュエータと、表示器ユニット２２を車両の左右方向に所定長さ範囲で移動させるボールネジ機構やラックアンドピニオン機構等の公知のスライドアクチュエータと、から構成される。
【００２８】
なお、後述する表示領域１００のフロントウインド１６上での上下方向や左右方向への位置Ｐｎの移動は、表示器３２の表示面積を大きくし、前記表示面積内で表示領域１００を上下左右に移動するようにしてもよい。このように構成すれば、アクチュエータ５０を省略することができ、可動ミラー２６を固定ミラーにすることができる。また、後述する表示領域１００のフロントウインド１６上での左右方向への位置Ｐｎの移動は、回転軸３４を左右方向に傾ける機構を設けることで、上記スライドアクチュエータに代替してもよい。
【００２９】
外部情景撮像用のカメラ６６は、例えば、図示しないルームミラーの裏側に取り付けられて車両の進行方向（前方）の画像を撮像し、顔部撮像用のカメラ６８は、例えば、ステアリングコラムに取り付けられ、目４２を含む運転者４０の顔部を撮像する。なお、カメラ６６、６８は、ともに、動画を撮影可能なデジタルビデオカメラを用いることができる。
【００３０】
ＨＵＤＥＣＵ６０等、各ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記録されているプログラムを読み出して実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、基本的には、制御部、演算部、及び処理部等として機能する。
【００３１】
この実施形態において、ＨＵＤＥＣＵ６０は、カメラ６６によって撮像された前記画像に含まれる物体の種類及び数を認識する画像認識部（画像認識手段）７０と、認識された前記物体の種類に応じた点数を前記画像毎に算出する点数算出部（点数算出手段）７２と、算出された前記物体の種類に応じた前記点数を前記画像毎に記憶する記憶部（記憶手段）７４と、フロントウインド１６（コンバイナ１８）上の情報画像Ｌｉの表示領域１００（後述）の位置Ｐｎを変更する表示位置変更部（表示位置変更手段）７６と、後述する予測部（予測手段）７８等として機能する。図１において、フロントウインド１６（コンバイナ１８）上の表示領域１００の位置Ｐｎは、下方位置Ｐ１と、上方位置Ｐ２と、中央位置Ｐ３を描いている。
【００３２】
図２において、ナビゲーションＥＣＵ６２は、地図データ記憶部（地図データ記憶手段）８０と、現在位置検出部（現在位置検出手段、現在地検出部、現在地検出手段）８２等として機能する。地図データ記憶部８０は、道路データ（位置座標を含み、この位置情報と連系したノード情報等を含む。）と背景データ等とを記憶している。背景データには、それぞれが位置情報と連係した少なくとも信号機、標識、及びランドマーク等の施設情報が含まれている。
【００３３】
現在位置検出部８２は、周知のように、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号、車速センサからの車速信号、及び振動ジャイロによる進行方位に基づき、車両の現在位置を検出し、図示しない表示器に表示された地図上に当該車両の現在位置と進行方向を表示する。
【００３４】
警報報知ＥＣＵ６４は、カメラ６８から出力された顔画像に基づき、顔中心位置と、左右の顔端位置を検出する。そして、これらの検出結果に基づき、例えば、運転者４０の顔をシリンダ形状に近似して顔向きを算出し（シリンダ法）、運転者４０の注視位置（注視方向）Ｘを検出することで運転者４０の脇見運転を検出し、検出後、予め定めた所定のタイミングでスピーカ８４及び情報画像Ｌｉを通じて脇見警告を発生する。なお、運転者４０の注視位置（注視方向）Ｘの検出は、顔向きの他、カメラ６８から出力された顔画像に基づき、運転者４０の目４２中、瞳孔の位置を検出し、瞳孔の向き、すなわち視線位置（視線方向、視線向き）を検出して、脇見判定を行うようにしてもよい。
【００３５】
表示器ユニット２２を構成する画像制御ＥＣＵ２９は、図示しない車速センサからの車速等の情報信号及び警報報知ＥＣＵ６４からの警告（例えば、エクスクラメーションマークの点滅）等の情報信号を表示器３２上に表示させるとともに、光源３０をオンオフ制御する。
【００３６】
次に、上述の実施形態の動作について、図３に示すアプリケーションプログラムに係るフローチャートに基づいて詳しく説明する。
【００３７】
ステップＳ１において、ＨＵＤＥＣＵ６０は、走行中（前進走行中）であるか否かを判定する。
【００３８】
走行中である（ステップＳ１：ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ２において、予測部７８は、ナビゲーションＥＣＵ６２より現在地情報を取得する。ここで、現在地情報は、ナビゲーションＥＣＵ６２の現在位置検出部８２によって検出されている車両の現在位置と、当該現在位置の前方に存在する、地図データ記憶部８０に記憶された地図データ中の、信号機、標識及びランドマーク等の施設情報の種類及びそれらの数を抽出したデータである。換言すれば、現在地情報は、予測部７８が、カメラ６６によって撮像される信号機、標識及びランドマーク等の施設情報の種類及びそれらの数を予測する情報である。
【００３９】
地図データ記憶部８０の地図データを参照して現在位置検出部８２により検出された現在地情報（現在位置と前方の施設情報）は、予測部７８を通じて画像認識部７０に送出される。一方、画像認識部７０は、ステップＳ３において、前方検知用のカメラ６６によって撮像された前方の画像、すなわち車両の進行方向の画像を取得する。
【００４０】
そして、ステップＳ４において、画像認識部７０は、取得画像毎に、予測部７８によって予測された施設情報（信号機、標識及びランドマーク）を参照し、パターンマッチング・エッジ抽出等の画像処理により、当該取得画像中の信号機、標識及びランドマークの施設情報を検出し、検出した施設情報の種類（信号機、標識又はランドマーク）と数を対応させて記憶部７４に記憶する。なお、取得画像中の信号機等の数と予測部７８により予測した信号機等の数が一致しない場合、多い方の数を、検出した施設情報の種類と対応させて記憶部７４に記憶する。
【００４１】
なお、一般的には、パターンマッチング等の画像処理により施設情報を検出することは、ナビゲーションＥＣＵ６２で施設情報を検出することに比較して技術的に高度かつ複雑であるので、コストを考慮した場合に、多い方の数は、ナビゲーションＥＣＵ６２、すなわち予測部７８で検出される数となるが、ナビゲーションＥＣＵ６２の地図情報が古い場合には、通常、カメラ６６で検出される施設情報の数が多くなる。
【００４２】
次いで、ステップＳ５において、点数算出部７２は、記憶部７４に記憶されている取得画像毎の施設情報の種類（信号機、標識又はランドマーク）と数に応じて周囲環境情報量（単に、情報量ともいう。）Ｉｓｃを点数として算出する。
【００４３】
この実施形態において、点数を算出する際に、運転者の注視位置Ｘが自然と高くなる各施設情報である、信号機は１個に付き２点、標識は１個に付き１点、ランドマークは１個に付き４点としている。
【００４４】
例えば、図４Ａに示す、郊外におけるフロントウインド１６内のカメラ６６による取得画像Ｉａにおいて、道路１０２の左側にパターンマッチングにより信号機１０４が１個及び標識１０６が１個として記憶部７４に記憶されているとき、周囲環境情報量Ｉｓｃ＝Ｉｓｃ（Ｉａ）を、次の（１）式により算出する。
Ｉｓｃ（Ｉａ）＝信号機の数×２＋標識の数×１＋ランドマークの数×４
＝１×２＋１×１＋０×４＝３（合計点） …（１）
【００４５】
また、図４Ｂに示す、都市部におけるフロントウインド１６内のカメラ６６による取得画像Ｉｂにおいて、道路１０２の左側に信号機１０４が３個、標識１０６（規制標識と案内標識）が２個、道路１０２の右側にランドマーク（△×銀行）１０８が１個として記憶部７４に記憶されているとき、周囲環境情報量Ｉｓｃ＝Ｉｓｃ（Ｉｂ）を、次の（２）式により算出する。
Ｉｓｃ（Ｉｂ）＝信号機の数×２＋標識の数×１＋ランドマークの数×４
＝３×２＋２×１＋１×４＝１２（合計点） …（２）
【００４６】
このようにして、ステップＳ５において、点数算出部７２により取得画像Ｉａ、Ｉｂ等に応じた周囲環境情報量Ｉｓｃ（合計点）が算出され、算出された周囲環境情報量Ｉｓｃが取得画像Ｉａ、Ｉｂ毎に表示位置変更部７６に供給される。
【００４７】
次いで、ステップＳ６において、表示位置変更部７６は、自車両が、周囲環境情報量Ｉｓｃが多い（高い）環境を走行しているか否かを判定するために、周囲環境情報量Ｉｓｃが、判定閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを比較する（Ｉｓｃ≧Ｉｔｈ）。この実施形態において、判定閾値Ｉｔｈは、Ｉｔｈ＝１０に設定している。
【００４８】
この場合、図４Ａに示す取得画像Ｉａでは、周囲環境情報量Ｉｓｃ（Ｉａ）＝３が、判定閾値Ｉｔｈ＝１０より小さいので（ステップＳ６：ＮＯ）、このような郊外では、運転者４０の注視位置Ｘが自然と低くなることを考慮し、ステップＳ７において、表示領域１００の位置Ｐｎ（表示位置）を、図４Ａに示すように、表示領域１００の移動可能領域１２０中、下方の位置Ｐ１（図１、図２も参照）に設定するようにアクチュエータ５０を駆動し、可動ミラー２６の回転軸３４を矢印Ｄ方向に回転させるとともに、表示器ユニット２２を右方向にスライドさせる。なお、ステップＳ１の判定において、走行中でなかった場合にも、表示領域１００が下方の位置Ｐ１に設定される。
【００４９】
その一方、図４Ｂに示す取得画像Ｉｂでは、周囲環境情報量Ｉｓｃ（Ｉｂ）＝１２が、判定閾値Ｉｔｈ＝１０より大きいので（ステップＳ６：ＹＥＳ）、このような都市部であって、信号機１０４や標識１０６、及び高層建築等のランドマーク１０８が多い場所では、運転者４０の注視位置Ｘが自然と高くなることを考慮し、ステップＳ８において、表示領域１００の位置Ｐｎを、図４Ｂに示すように、移動可能領域１２０中、上方向に間隔（距離）ΔＰだけ高い上方の位置Ｐ２（図１、図２も参照）に設定するようにアクチュエータ５０を駆動し、可動ミラー２６の回転軸３４を矢印Ｕ方向に回転させるとともに、表示器ユニット２２を左方向にスライドさせる。
【００５０】
なお、可動ミラー２６を回転させると同時に表示器ユニット２２を左右方向にスライドさせることにより、例えば、表示領域１００を、下方の位置Ｐ１から上方の位置Ｐ２へ移動させるときに、概ね、一点透視図法の消失点へ収束する放射線（例えば、図４Ａ、図４Ｂでは、道路端１０２Ｒ）に沿って、矢印２００で示す左上方へ、すなわち中央側へ移動させるようにしているので、都市部において、運転者４０の注視位置（注視方向）Ｘが自然と中央側に行くことに対応するので好適である。なお、左右方向へは、移動せずに、単に、上下方向にのみ表示領域１００を移動するようにしても相当の効果が達成される。
【００５１】
次に、脇見警報の発生タイミングに関し、警報報知ＥＣＵ６４は、運転者４０に対するスピーカ８４及びヘッドアップディスプレイの表示による脇見警報発生のタイミング（脇見許容時間）を、郊外等での走行と判定した場合にステップＳ９で設定されるタイミング（脇見許容時間）Ｔａに比較して、都市部等での走行と判定した場合にステップＳ１０で設定されるタイミング（脇見許容時間）Ｔｂを短く設定する（Ｔａ＞Ｔｂ）。なお、脇見警報タイミング（脇見許容時間Ｔａ、Ｔｂ）は、カメラ６８と警報報知ＥＣＵ６４によって検出される、運転者４０が注視位置（注視方向）Ｘ以外の方向を連続的に見ている時間（脇見時間）を許容する時間であり、脇見時間が脇見許容時間（脇見時間閾値）より長くなったときに、警報報知ＥＣＵ６４を通じて警報が発生される。
【００５２】
この場合、ステップＳ８において、表示領域１００の位置Ｐｎを上方の位置Ｐ２に設定した場合には、ステップＳ１０において、警報報知ＥＣＵ６４に設定される脇見警報タイミングＴｂを、ステップＳ７において、表示領域１００の位置Ｐｎを下方の位置Ｐ１に設定した場合に、ステップＳ９において、警報報知ＥＣＵ６４に設定される脇見警報タイミングＴａより短いタイミング（短い時間）に設定する（Ｔｂ＜Ｔａ）。
【００５３】
その理由を、具体例を挙げて説明すれば、ヘッドアップディスプレイの表示領域１００の位置Ｐｎを高い位置Ｐ２に設定している環境下では、運転者４０が遠くの物体を見たり、周囲の確認のためサイドミラーやバックミラーの注視等により正面（前方）を注視していない時間が長くなりがちで、その分、近くの物体に気づき難くなるので、脇見警報を早めに発生するように設定する。
【００５４】
以上説明したように、上述した実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両のフロントウインド１６（コンバイナ１８）上に表示領域１００が設定され、表示器３２（表示手段）により表示領域１００に所定の情報（例えば、速度情報や警告情報）を表示する際、少なくとも信号機１０４及びランドマーク１０８の位置情報を含む地図データを記憶した地図データ記憶部８０（地図記憶手段）と、前記車両の現在位置を検出する現在位置検出部８２（現在位置検出手段）と、前記車両の進行方向の画像を撮像するカメラ６６（撮像手段）と、現在位置検出部８２によって検出された前記車両の前記現在位置と地図データ記憶部８０に記憶された前記地図データとに基づき、カメラ６６によって撮像される信号機１０４の数及びランドマーク１０８の数を予測する予測部７８（予測手段）と、カメラ６６によって撮像された前記画像に含まれる予測部７８によって予測された数の信号機１０４及びランドマーク１０８を含む物体の種類とそれらの数を認識する画像認識部７０（画像認識手段）と、認識された前記物体の種類に応じた点数（情報量Ｉｓｃ）を前記画像毎に算出する点数算出部７２（点数算出手段）と、算出された前記物体の種類に応じた前記点数（情報量Ｉｓｃ）を前記画像毎に記憶する記憶部７４（記憶手段）と、表示領域１００の位置Ｐｎを変更する表示位置変更部７６（表示位置変更手段）と、を備え、表示位置変更部７６は、画像認識部７０によって認識された前記物体の種類（少なくとも信号機１０４とランドマーク１０８）及び数に対応して記憶部７４に記憶された前記点数の合計としての周囲環境情報量Ｉｓｃが判定閾値Ｉｔｈより高いときには、判定閾値Ｉｔｈより低いときに比べて表示領域１００の位置Ｐｎを相対的に低い位置Ｐ１から高い位置Ｐ２（上方の位置）に移動することを特徴とする。
【００５５】
このようなヘッドアップディスプレイ装置１０によれば、車両の現在位置と、地図データ記憶部８０により記憶された地図データ上の少なくとも信号機１０４及びランドマーク１０８の位置情報と、に基づき、予測部７８によりカメラ６６によって撮像される信号機１０４及びランドマーク１０８の数を予測し、画像認識部７０は、予測部７８によって予測された数の信号機１０４及びランドマーク１０８を画像として認識するようにしたので、表示領域１００の位置Ｐｎの移動を、運転者４０の注視位置Ｘを反映して精度よく行うことができる。
【００５６】
図５Ａは、図４Ａに示した取得画像Ｉａを実際の情景Ｖｓａとして運転者４０が視認している状態を示す模式図、図５Ｂは、図４Ｂに示した取得画像Ｉｂを実際の情景Ｖｓｂとして運転者４０が視認している状態を示す模式図である。
【００５７】
よって、図５Ａに示す、運転者４０の視線位置（注視位置）Ｘが自然と低くなる郊外における表示領域１００の位置Ｐ１に比較して、図５Ｂに示す都市部のように、信号機１０４やランドマーク１０８の多い、運転者４０の視線位置（注視位置）Ｘが自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）表示領域１００を上方向の位置Ｐ２に移動させることができるので、運転者４０に表示内容を気づき易くすることができる。
【００５８】
そして、さらに、運転者４０の視線方向（注視位置）Ｘ及び（又は）顔向きを検出するカメラ６８（撮像部、撮像手段）を設け、ヘッドアップディスプレイの表示領域１００の位置Ｐｎを高い位置Ｐ２に設定している環境下では、低い位置Ｐ１に設定している環境下に比較して、脇見の機会が増加することを考慮し、注視位置（視線方向）Ｘ又は顔向きが図１に示した注視位置Ｘから外れていることを許容する時間である脇見許容時間Ｔｂ（位置Ｐ２）を脇見許容時間Ｔａ（位置Ｐ１）より短く設定して脇見警告（音声や表示）を早く発生するようにしているので、運転者４０に適時に注意を促すことができる。
【００５９】
なお、上述の実施形態においては、表示領域１００を下方の位置Ｐ１と上方の位置Ｐ２に切り換えるようにしているが、点数の合計である情報量Ｉｓｃに応じて中央の位置Ｐ３にも切り換える、あるいは位置Ｐ１と位置Ｐ２との間で表示領域１００を連続的に変化させる等、種々の構成を採りうることができる。
【００６０】
また、上述した実施形態では、いわゆるベストモードとしての最適な実施形態を説明したが、車両はコスト等との関係において種々のオプション機能の取捨選択が可能となっており、例えば、図６の変形例の全体ブロック図に示すような、低コストのヘッドアップディスプレイ装置１０Ａに変更することもできる。
【００６１】
図６に示す変形例のヘッドアップディスプレイ装置１０Ａにおいて、上記図２に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。この図６例のヘッドアップディスプレイ装置１０Ａにおいては、図２例のヘッドアップディスプレイ装置１０に対して、ナビゲーションＥＣＵ６２、カメラ６８、警報報知ＥＣＵ６４、スピーカ８４を削除し、アクチュエータ５０から表示器ユニット２２の左右方向へのスライド機能を削除したアクチュエータ５０Ａに変更した簡易で低コストな構成としている。
【００６２】
この変形例のヘッドアップディスプレイ装置１０Ａの動作について、図７のアプリケーションプログラムに係るフローチャートに基づいて説明する。なお、図７のフローチャートの各処理ステップにおいて、図３のフローチャートの各処理ステップと対応するものには、１０を加算したステップ番号をつけて、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
図７のステップＳ１１において、ＨＵＤＥＣＵ６０Ａは、走行中（前進走行中）であるか否かを判定する。
【００６４】
走行中である（ステップＳ１１：ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ１３において、画像認識部７０は、前方検知用のカメラ６６によって撮像された前方の画像、すなわち車両の進行方向の画像を取得する。
【００６５】
そして、ステップＳ１４において、画像認識部７０は、取得画像毎に、パターンマッチング等の画像処理により、当該取得画像中の信号機１０４、標識１０６及びランドマーク１０８の施設情報を検出し、検出した施設情報の種類（信号機１０４、標識１０６又はランドマーク１０８）と数を対応させて記憶部７４に記憶する。
【００６６】
次いで、ステップＳ１５において、点数算出部７２は、記憶部７４に記憶されている取得画像Ｉａ、Ｉｂ毎の施設情報の種類（信号機１０４、標識１０６又はランドマーク１０８）と数に応じて周囲環境情報量（単に、情報量ともいう。）Ｉｓｃを上記（１）式や（２）式の要領で点数（合計点）として算出し、算出された周囲環境情報量Ｉｓｃを取得画像Ｉａ、Ｉｂ毎に表示位置変更部７６に供給する。
【００６７】
次いで、ステップＳ１６において、表示位置変更部７６は、自車両が、周囲環境情報量Ｉｓｃが多い（高い）環境を走行しているか否かを判定するために、周囲環境情報量Ｉｓｃが、判定閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを比較する（Ｉｓｃ≧Ｉｔｈ）。
【００６８】
Ｉｓｃ＜Ｉｔｈ、すなわち、周囲環境情報量Ｉｓｃが判定閾値Ｉｔｈより小さい（ステップＳ１６：ＮＯ）場合には、表示領域１００の位置Ｐｎを、下方の位置Ｐ１（図１参照）に設定するようにアクチュエータ５０Ａを駆動する。なお、ステップＳ１１の判定において、走行中でなかった場合にも、表示領域１００が下方の位置Ｐ１に設定される。
【００６９】
その一方、Ｉｓｃ≧Ｉｔｈ、すなわち、周囲環境情報量Ｉｓｃが判定閾値Ｉｔｈより大きい（ステップＳ１６：ＹＥＳ）場合には、表示領域１００の位置Ｐｎを、上方の位置Ｐ２（図１参照）に設定するようにアクチュエータ５０Ａを駆動し、回転軸３４を矢印Ｕ方向に回転させる。
【００７０】
以上説明したように、図６に示した変形例のヘッドアップディスプレイ装置１０Ａによれば、車両の進行方向の画像に含まれる物体の種類及び数に応じて表示領域１００の位置Ｐｎを上下に移動するようにしたので、都市部のように運転者４０の視線位置（注視位置）Ｘが自然と高くなる交通環境下に即応して（リアルタイムに）、表示領域１００を下方の位置Ｐ１から上方の位置Ｐ２に移動することができる。換言すれば、運転者４０の注視位置Ｘが高くなるような環境に即応して（リアルタイムに）、運転者４０が表示情報である情報画像Ｌｉの内容に気づき易い位置Ｐｎに表示領域１００を移動することができる。
【００７１】
なお、この発明は、上述の実施形態及び変形例に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７２】
１０、１０Ａ…ヘッドアップディスプレイ装置
１２…ヘッドアップディスプレイ装置本体（ＨＵＤ本体）
１３…インストルメンタルパネル １４…メータユニット
１６…フロントウインド １８…コンバイナ
２０…ハウジング ２２…表示器ユニット
２４…固定ミラー ２６…可動ミラー
２８…ブラケット ２９…画像制御ＥＣＵ
３０…光源 ３２…表示器
３４…回転軸 ３６…投光部
４０…運転者 ４２…目
５０、５０Ａ…アクチュエータ ６０、６０Ａ…ＨＵＤＥＣＵ
６２…ナビゲーションＥＣＵ ６４…警報報知ＥＣＵ
６６、６８…カメラ ７０…画像認識部
７２…点数算出部 ７４…記憶部
７６…表示位置変更部 ７８…予測部
８０…地図データ記憶部 ８２…現在位置検出部
８４…スピーカ １００…表示領域
１０２…道路 １０４…信号機
１０６…標識 １０８…ランドマーク
１２０…移動可能領域 ２００…矢印
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられたフロントウインド上に表示領域が設定され、前記表示領域に情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
前記車両の進行方向の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像に含まれる物体の種類及び数を認識する画像認識手段と、
認識された前記物体の種類に応じた点数を算出する点数算出手段と、
算出された前記点数を記憶する記憶手段と、
前記表示領域の位置を変更する表示位置変更手段と、を備え、
前記表示位置変更手段は、前記画像認識手段によって認識された前記物体の種類及び数に対応して前記記憶手段に記憶された前記点数の合計が高くなるに従い前記表示領域の位置を上方へ移動する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記物体の種類が、信号機及びランドマークであり、
さらに、
少なくとも前記信号機及び前記ランドマークの位置情報を含む地図データを記憶した地図記憶手段と、
前記車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
前記現在位置検出手段によって検出された前記車両の前記現在位置と前記地図記憶手段に記憶された前記地図データとに基づき、前記撮像手段によって撮像される前記信号機の数及び前記ランドマークの数を予測する予測手段と、
を備え、
前記画像認識手段は、前記予測手段によって予測された数の前記信号機及び前記ランドマークを画像として認識する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記画像認識手段は、前記撮像手段によって撮像された前記信号機の数及び前記ランドマークの数と、前記予測手段によって予測された前記信号機の数及び前記ランドマークの数が一致しない場合、数の多い方を、前記信号機及び前記ランドマークの前記画像として認識する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１】
車両に設けられたフロントウインド上に表示領域が設定され、前記表示領域に情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
前記車両の進行方向の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像に含まれる物体の種類及び数を認識する画像認識手段と、
認識された前記物体の種類に応じた点数を算出する点数算出手段と、
算出された前記点数を記憶する記憶手段と、
前記表示領域の位置を変更する表示位置変更手段と、を備え、
前記表示位置変更手段は、前記画像認識手段によって認識された前記物体の種類及び数に対応して前記記憶手段に記憶された前記点数の合計が高くなるに従い前記表示領域の位置を上方へ移動する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記物体の種類が、信号機及びランドマークであり、
さらに、
少なくとも前記信号機及び前記ランドマークの位置情報を含む地図データを記憶した地図記憶手段と、
前記車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
前記現在位置検出手段によって検出された前記車両の前記現在位置と前記地図記憶手段に記憶された前記地図データとに基づき、前記撮像手段によって撮像される前記信号機の数及び前記ランドマークの数を予測する予測手段と、
を備え、
前記画像認識手段は、前記予測手段によって予測された数の前記信号機及び前記ランドマークを画像として認識する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記画像認識手段は、前記撮像手段によって撮像された前記信号機の数及び前記ランドマークの数と、前記予測手段によって予測された前記信号機の数及び前記ランドマークの数が一致しない場合、数の多い方を、前記信号機及び前記ランドマークの前記画像として認識する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５６６３３（Ｐ２０１３−５６６３３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６６１２（Ｐ２０１１−１９６６１２）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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