車両用ディスプレイ装置及び車両用ディスプレイの表示方法
【課題】遠景にある標識等の指標情報を適切にナビゲーション表示することができる車両用ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】車両の走行経路上に存在する指標の情報を格納したデータベースと、指標の情報をもとに車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、指標が示す案内情報を含む画像情報を生成する画像情報生成部と、画像情報生成部で生成された画像情報を車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、車両の位置情報に応じて画像情報生成部を制御し、車両と指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、指標が現れる視界位置に指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に指標の案内情報を表示するように制御する制御部と、を具備する。
【解決手段】車両の走行経路上に存在する指標の情報を格納したデータベースと、指標の情報をもとに車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、指標が示す案内情報を含む画像情報を生成する画像情報生成部と、画像情報生成部で生成された画像情報を車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、車両の位置情報に応じて画像情報生成部を制御し、車両と指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、指標が現れる視界位置に指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に指標の案内情報を表示するように制御する制御部と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両運転者の前方視野領域に運転支援のためにナビゲーション情報などを表示する車両用ディスプレイ装置及び車両用ディスプレイの表示方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、目的地までの運転を支援するナビゲーション装置があり、出発地又は現在地から目的地までの地図情報や、車両の現在位置の情報等を車両に設けた液晶パネル等のディスプレイに表示するようにしている。また近年では、ナビゲーション情報や走行速度などの車両情報を車両のフロントガラスに表示するヘッドアップデイスプレイ(以下、HUDと称す)を設け、運転者の視認性を向上した装置もある。
【0003】
HUDを備えた車両用ディスプレイ装置では、フロントガラスにナビゲーション情報や車両情報を表示するため、表示された情報と実景とが重なってしまい、運転に支障を来たす場合がある。このため、通常は運転の支障にならないように、フロントガラスの低い位置、つまり運転者が前方を見る視線の位置よりも低い位置にナビゲーション用の情報を表示するようにしている。ところで、従来のHUDを備えた車両用ディスプレイ装置では、遠方にある標識等の情報を確認する際に、ナビゲーション情報が適切に表示されない場合があり、標識の見落としや確認の遅れを生じることがある。
【0004】
特許文献1には、HUDを備えた車両用表示装置が開示されており、運転視界領域よりも下方に第1画像(近辺の地図像等)を表示し、運転視界領域よりも上方に第2画像(案内標識の拡大像等)を表示する例が記載されている。また特許文献2には、HUDを備えた車両用運転操作補助装置が開示されており、自車両と前方障害物との接近度合いを示すために、HUDの先行車に対応する位置に参照枠を表示する例が記載されている。
【0005】
しかしながら、特許文献1の例では、HUDの周辺視領域(上方)に標識等を臨場感を持たせて表示するため、運転者は周辺視領域を継続的に注視することになるため、安全面で不安が残る。また、周辺視領域(上方)に表示された拡大像がどの標識のものであるか識別しにくいため、運転者の感覚では複数の情報が提供されているように見える。また特許文献2の例では、前方車両にマーキングを行い、直感的に注意喚起することができるが、遠方にある標識等を確認するのに遅れを生じることがある。特に高速道路のように車両速度が速い場合には、標識の見落としや確認の遅れを生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−1377号公報
【特許文献2】特開2007−153307号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来のHUDを備えた車両用ディスプレイ装置では、遠方にある標識等の情報を確認する際に、ナビゲーション情報が適切に表示されないため標識の見落としや確認の遅れを生じることがある。また特許文献1のようにHUDの周辺視領域(上方)に標識等の拡大像を表示した場合は、視野を妨げるし拡大像がどの標識のものであるか識別しにくい。また特許文献2では遠方にある標識等を確認するのに遅れを生じることがある。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑み、遠景にある標識等の情報を適切にナビゲーション表示することができる車両用ディスプレイ装置及び車両用ディスプレイの表示方法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】
【0009】
本発明の実施形態に係る車両用ディスプレイ装置は、車両の走行経路上に存在する指標の情報を格納したデータベースと、前記指標の情報をもとに前記車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、前記指標が示す案内情報を含む画像情報を生成する画像情報生成部と、前記画像情報生成部で生成された前記画像情報を前記車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、前記車両の位置情報に応じて前記画像情報生成部を制御し、前記車両と前記指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、前記指標が現れる視界位置に前記指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に前記指標の案内情報を表示するように制御する制御部と、を具備したことを特徴とする。
【0010】
また本発明の実施形態に係る車両用ディスプレイの表示方法は、車両の走行経路上に存在する指標の情報をデータベースに格納し、前記指標の情報をもとに前記車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、前記指標が示す案内情報を含む画像情報を生成し、前記生成した画像情報をヘッドアップディスプレイによって前記車両のフロントガラスに投影表示し、前記車両と前記指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、前記指標が現れる視界位置に前記指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に前記指標の案内情報を表示するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明の車両用ディスプレイ装置によれば、指標情報を的確に把握することができ、見落としや確認ミスを低減することができる。また指標マークは実際の指標と同形状(同系統の色)で表示されるため、ナビ領域に表示された案内情報がどの指標のものかを識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態におけるHUD(ヘッドアップディスプレイ)を示す構成図。
【図3】同実施形態における表示情報の表示位置を示す説明図。
【図4】道路を走行中の前方視野の一例を示す説明図。
【図5】標識情報の表示例を示す説明図。
【図6】標識マークと案内情報の表示動作を示すフローチャート。
【図7】標識マークの表示処理を説明する説明図。
【図8】標識マークの高さ方向の幅を求める計算式の一例を示す説明図。
【図9】自車位置から標識までの距離と、標識の垂直位置を示す説明図。
【図10】表示マークの水平方向の幅を求める計算式の一例を示す説明図。
【図11】自車位置から標識までの距離と、標識の水平位置を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置について図面を参照して説明する。
【実施例1】
【0014】
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置10の全体構成を示すブロック図である。
【0015】
図1において、車両用ディスプレイ装置10は、システム制御部11、車両情報取得部12、ナビゲーション情報生成部13、アンテナ14を備え、車両情報取得部12、ナビゲーション情報生成部13はシステム制御部11に接続されている。またシステム制御部11には操作部15、画像情報生成部16、制御信号生成部17が接続されている。
【0016】
システム制御部11は、車両用ディスプレイ装置10の動作を制御するものであり、CPU、ROM、RAM等を含むコンピュータシステムである。車両情報取得部12は、自車両の車速や傾きを検出する車速度センサやジャイロセンサ等からの情報をもとに、車両の速度情報、加速度情報、ハンドルの操舵に伴う進行方向(前進・バック、右・左折)の情報、ブレーキ情報などを取得する。またエンジンを始動してからの走行時間や走行距離の情報等を取得し、システム制御部11に入力する。
【0017】
ナビゲーション情報生成部13は、車速センサやジャイロセンサ等に車内LANを介して接続されており、自車両の現在位置を検出するGPS受信部を含む。GPS受信部はアンテナ14に接続され、GPS衛星から送信された信号をアンテナ14で受信し、受信信号に基づいて車両の現在位置情報を取得する。
【0018】
またナビゲーション情報生成部13は、データベース131を含む。データベース131には、地図情報や、道路の車幅情報、道路の傾斜情報、走行レーンの幅や本数の情報、車両の走行経路上に存在する道路標識の情報や建造物の情報等を格納している。またナビゲーション情報生成部13は、目的地までの経路を案内するナビゲーション情報(例えば経路案内用の2次元地図上に車両の現在位置を重ね合せた情報)を生成する。
【0019】
操作部15は、車両に設けられた操作ボタン(図示せず)からの入力を検知するもので、運転者の操作によって、ナビゲーション表示のオン・オフ指示や、出発地と目的地の情報等を入力する。尚、操作部15はディスプレイをタッチするタッチパネル式のものでもよい。
【0020】
画像情報生成部16は、車両情報取得部12やナビゲーション情報生成部13からの情報をもとに画像情報を生成し、表示装置20(図2)に供給する。制御信号生成部17は、表示部30(後述)に表示する画像情報の表示位置を必要に応じて切り換える位置制御信号を生成し、表示装置20に供給する。
【0021】
また車両用ディスプレイ装置10に障害物検出部を設けてもよい。障害物検出部は、例えば、車両に複数のカメラを搭載して車両の周囲の映像を撮影し、撮影した画像を分析することで道路上の障害物(動物等)を識別し、障害物がある場合に運転者に報知するものである。或いは後方から急接近する車両があれば障害物ありとして報知する。尚、障害物の検出方法としては、カメラで周囲を撮影する方法以外に、車両に複数の超音波センサやレーダを取り付けて車両周囲の障害物を検知するものでも良い。
【0022】
次に図2を参照して表示装置20の構成について説明する。尚、以下の説明では表示装置20としてヘッドアップディスプレイ(HUD)を用いた例を説明する。HUDは、例えば車両のダッシュボードにおける運転席に対応する位置に配置されたプロジェクターであり、運転席前方のフロントガラスに画像を投影する。
【0023】
図2において、HUD20は、光束生成部21と、照射レンズ22及び照射範囲を制御する光学レンズ23を含む。照射レンズ22と光学レンズ23は光学ボックス24を構成し、フォーカスや倍率を制御することができる。さらに照射位置を制御するミラー25、画像を拡大するレンズ26と、ミラー25の角度を制御する駆動部27を含む。
【0024】
光束生成部21には、画像情報生成部16からの画像情報が供給され、光束生成部21は画像情報を表示する光束を出力する。光束は、照射レンズ22及び光学レンズ23を介してミラー25に照射される。ミラー25で反射した光束は、拡大レンズ26で拡大され、車両のフロントガラスFG(表示部30)に投影される。光学ボックス24、ミラー25、拡大レンズ26は投射光学系を構成する。
【0025】
投影された画像の表示範囲は、光学レンズ22によって制御することができ、照射位置はミラー25の角度を調整することによって制御することができる。駆動部27は、制御信号生成部17からの位置制御信号によって駆動され、ミラー25の角度を調整し表示情報の表示位置を変える。
【0026】
図3は、表示情報の表示位置を概略的に示す図である。表示部30は、運転席前方のフロントガラスFGで代用され、HUD20からの画像情報を運転席前方のフロントガラスFGの領域301に投影する。尚、車両のダッシュボード中央部にLCDディスプレイ等の表示部31を配置し、この表示部31に各種の情報を表示することもできる。
【0027】
本実施形態においては、運転中は実景を優先的に注視できるように、フロントガラスFGの下側の位置、つまり運転者の基準視線(視界)よりも下側の位置に表示領域301(ナビ領域)を設定している。投影表示する画像情報としては、地図情報や車両情報、障害物情報、指標情報等がある。本実施形態では指標情報の表示方法に特徴があり、以下、指標情報の表示例について説明する。尚、指標としては運転者を誘導する標識や案内用の看板等があるが、以下の説明では、標識の情報を表示する場合を説明する。
【0028】
図4は、例えば高速道路を走行中の前方視野の一例を示している。前方視野において運転者が最も注視する領域は前方の中心領域300である。本実施形態では、中心領域300を囲む周辺領域302と、画像情報を表示する表示領域301(ナビ領域)を設定し、前方に標識Bがある場合に標識マーク(指標マーク)を周辺領域302に表示し、ナビ領域301に標識の案内情報を表示する。
【0029】
図5は、標識情報の表示例を示す説明図である。図4において、経路誘導に関する標識B(看板)が遠景に見える位置まで接近したとき、図5で示すように、周辺領域302に標識Bを模した標識マークB1を表示し、ナビ領域301に標識Bの案内情報B2を拡大表示する。
【0030】
即ち、標識情報(標識マークB1と案内情報B2)をHUD20によって前景に重畳して表示する訳であるが、遠景に標識があるときは視野上の標識は小さいため、HUDの周辺領域302に対象となる標識B(看板)の標識マークB1を表示する。またナビ領域301には、データベース131から取得した標識情報をもとに適切なフォーマットに変換した案内情報B2を表示させる。案内情報B2としては、例えば地点の名称(地名)、方面(矢印)、距離、本線車道からの出口、サービスグエリア等を示す情報である。
【0031】
したがって、運転者は遠景に標識があることを標識マークB1で視認するとともに、標識に書かれている案内情報B2を読み取ることで自車が進むべき方向を確認することができる。案内情報B2は、ナビゲーション情報生成部13のデータベース131に格納されており、自車両の現在位置はGPS受信部によって検出することができ、走行速度は車両情報取得部12からの情報によって分かるため、自車両が標識に予め設定した距離に近づいたときに標識Bが現れる位置に標識マークB1を表示する。また標識情報をフォーマット変換した案内情報B2を表示する。
【0032】
尚、標識Bの高さや道路側への突出量は、データベース131に格納されているため、標識マークB1の表示位置は実際の標識Bの位置に合せて修正される。また標識マークB1は、実際の標識Bの外形と同形状かつ同系色で表示される。標識Bが現れる位置(高さ位置、幅位置)は、自車両の走行車線の位置によって変わるし、自車両の車高によっても変わるが、どの走行車線を走行しているかは車両情報取得部12からのハンドルの操舵情報をもとに判別することができ、車高は予め分かっているので、自車両の走行に合せて標識マークB1の表示位置を補正することができる。
【0033】
図6は、システム制御部11の制御のもとに行われる標識マークB1と案内情報B2の表示動作を示すフローチャートである。図6のステップS0はスタートステップであり、ステップS1では、データベース131のデータに次に現れる標識の情報が含まれているか否かを判断し、標識情報が含まれている場合は、ステップS2で次に現れる標識が視界に入る位置にあるか否かを判断する。ステップS1,S2の判断がNOの場合は元に戻る。
【0034】
ステップS2では自車両の走行位置や走行速度等から次に現れる標識までの距離を算出し、視界に入る距離に近づいたときはステップS3に進む。ステップS3では、標識Bの外形情報を収集する。即ち、高速道路の標識は一般的に四角形であるが、案内情報の種類や量(例えば出口を表示するだけの場合や複数の方面や方向を表示する場合)によって標識の幅や高さ方向の長さが変わるし、サービスエリアの種類(ガソリンスタンドの有無やレストランの有無)によっても標識の幅や高さ方向の長さが変わるため、標識の画像コンテンツと画像要素から標識の外形情報を収集する。また標識Bの色情報も取得する。
【0035】
ステップS4では、ステップで取得した標識Bの外形情報をもとに標識マークB1の画像を作成する。また標識マークB1の色を実際の標識Bに近似する色にすると良い。ステップS5では標識Bの位置・サイズと自車両位置との相対関係から、HUD20上の周辺領域302の適切な表示位置を算出し、ステップS6で標識の位置に標識マークB1を表示する。また、ステップS7では標識Bの案内情報B2をHUD20上のナビ領域301に表示する(図5)。
【0036】
ステップS8では、自車両位置と標識位置の相対位置の変化量を算出し、変化量が予め設定した値以上のときにはステップS5に戻り標識マークB1の表示位置を補正する。以下、新たな標識が現れる都度、ステップS1〜S8処理を繰り返す。また標識マークB1は、車両と標識の相対位置の変化(つまり自車両の進行)に合せて表示位置とサイズは変化し、自車両にて実際の標識Bの案内情報を十分に確認できる距離まで近づいた場合は、標識マークB1と案内情報B2は消去される。案内情報を十分に確認できる距離については、予め設定してもよいし運転者が操作部15を操作して設定してもよく、少なくとも自車両が標識位置を通過までの間に標識マークB1と案内情報B2の表示を終了するようにする。
【0037】
図7は、ステップS5での標識マークB1の表示処理を説明する説明図である。図7(a)は、例えば高速道路の走行時に標識Bが視界に入る距離に近づいたときの運転者からみた前景を示している。また案内情報B2の表示中心を点P1で示している。標識Bは縦方向の幅がRV1、横方向の幅がRH1のときを示しており、このとき標識Bの下端は点P1から高さRV0の位置にあり、標識Bの左端は横方向に幅RH0だけ突出した位置にある。
【0038】
一方、図7(b)は画像情報生成部17で生成される画像の標識マークB1の表示位置を示している。図7(b)に示すように、画像情報生成部17で生成される画像の横方向のピクセル数をNhとし、縦方向のピクセル数をNvとすると、標識マークB1は横方向の幅がRh1で縦方向の幅がRv1のピクセルで構成される。Rh1、Rv1は、(a)のRH1、RV1に比例する。
【0039】
図7(b)において、案内情報B2の表示中心を点P1としたとき、路面からP1までの高さはRb0で表わされ、P1から標識マークB1の下端までの高さはRv0で表わされる。また画像領域の左端から標識マークB1の左端までの幅はRh0で表わされ、画像領域の右端から標識マークB1の右端までの幅はRh2で表わされ、画像領域の上端から標識マークB1の上端までの幅はRv2で表わされる。
【0040】
図8は、図7(b)の高さ方向の幅Rb0、Rv0、Rv1、Rv2を求める計算式の一例を示す図であり、図9は、自車位置(点O)から標識B(点P1の位置)までの距離と、標識Bの垂直(高さ)位置を示す図である。尚、運転者の視点位置を点O’で示している。また標識Bの縦方向の幅をv1としている。
【0041】
図9では、標識Bの垂直方向の線上に設定した点をそれぞれP3,P1,P0,P2とし、点P3から標識Bまでの高さをv2、標識Bと点P0間の高さをv0、点P0と点P2間の高さをb0としている。また点Oと点P0間の距離(=点O’と点P1間の距離)をOP、点Oと点R間の距離をORとすると、図7(b)の高さ方向の幅Rb0、Rv0、Rv1、Rv2は、図8の計算式で求めることができる。
【0042】
図8の備考欄に示すように、点Oはナビゲーション情報生成部13からの自車位置情報から求めることができ、点P1や、標識Bの縦方向の幅v1、P0からの高さv0はデータベース131の標識位置情報から求めることができる。したがって、図8の計算式をもとに画像上の標識マークB1の高さ位置やサイズを決定することができる。
【0043】
また図10は、図7(b)の水平方向の幅Rho、Rh1、Rh2を求める計算式の一例を示す図であり、図11は、自車位置(点O’)から標識B(点P1の位置)までの距離と、標識Bの水平位置を示す図である。尚、運転者の視点位置を点O’で示している。また標識Bの横方向の幅をh1としている。
【0044】
図11では、標識Bの水平方向の線上に設定した点をそれぞれL,P,P1,Rとしている。点Pは、標識Bの中心位置を示す。また点Lから標識Bまでの水平方向の距離をh0、標識Bと点R間の水平方向の距離をh2としている。点O’と点P1間の距離をOPとすると、図7(b)のRh0、Rh1、Rh2は、図10に示す計算式で求めることができる。
【0045】
図10の備考欄に示すように、点O’はナビゲーション情報生成部13からの自車位置情報から求めることができ、標識Bの横方向の幅h1はデータベース131の標識位置情報から求めることができる。したがって、図10に示す計算式をもとに画像上の標識マークB1の水平方向の位置とサイズを決定することができる。
【0046】
このように本発明の実施形態では、遠景に標識Bが見えたときに標識Bが見える位置に標識マークB1を表示し、かつ標識の案内情報B2をナビ領域301に拡大して表示することができるため、標識情報を的確に把握することができ、見落としや確認ミスを低減することができる。
【0047】
また標識マークB1は実際の標識と同形状(同系統の色)で表示されるため、ナビ領域301に表示された案内情報B2がどの標識のものかを識別することができる。また標識マークB1は、運転者の視界を妨げず実視界遮蔽を最小限にするように周辺領域に表示することができる。
【0048】
尚、本発明の実施形態は、以上説明した構成に限定されるものではない。例えば指標として標識の情報を表示する例を述べたが、標識以外に、目的地周辺の看板などの情報(市役所、駅、警察署、図書館など示す情報)を表示する場合にも適用することができる。またすべての標識に関する情報を表示すると、市街地では表示が煩わしくなるため、主要道路の交差点での標識や高速道路の標識等に限定して表示するようしても良い。また特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で変形が可能である。
【符号の説明】
【0049】
10…車両用ディスプレイ装置
11…システム制御部
12…車両情報取得部
13…ナビゲーション情報生成部
131…データベース
14…アンテナ
15…操作部
16…画像情報生成部
17…制御信号生成部
20…表示装置(ヘッドアップ・ディスプレイ)
21…光束生成部
22…照射レンズ
23…光学レンズ
24…光学ボックス
25…ミラー
26…拡大レンズ
27…駆動部
30…表示部
301…表示領域(ナビ領域)
302…周辺領域
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両運転者の前方視野領域に運転支援のためにナビゲーション情報などを表示する車両用ディスプレイ装置及び車両用ディスプレイの表示方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、目的地までの運転を支援するナビゲーション装置があり、出発地又は現在地から目的地までの地図情報や、車両の現在位置の情報等を車両に設けた液晶パネル等のディスプレイに表示するようにしている。また近年では、ナビゲーション情報や走行速度などの車両情報を車両のフロントガラスに表示するヘッドアップデイスプレイ(以下、HUDと称す)を設け、運転者の視認性を向上した装置もある。
【0003】
HUDを備えた車両用ディスプレイ装置では、フロントガラスにナビゲーション情報や車両情報を表示するため、表示された情報と実景とが重なってしまい、運転に支障を来たす場合がある。このため、通常は運転の支障にならないように、フロントガラスの低い位置、つまり運転者が前方を見る視線の位置よりも低い位置にナビゲーション用の情報を表示するようにしている。ところで、従来のHUDを備えた車両用ディスプレイ装置では、遠方にある標識等の情報を確認する際に、ナビゲーション情報が適切に表示されない場合があり、標識の見落としや確認の遅れを生じることがある。
【0004】
特許文献1には、HUDを備えた車両用表示装置が開示されており、運転視界領域よりも下方に第1画像(近辺の地図像等)を表示し、運転視界領域よりも上方に第2画像(案内標識の拡大像等)を表示する例が記載されている。また特許文献2には、HUDを備えた車両用運転操作補助装置が開示されており、自車両と前方障害物との接近度合いを示すために、HUDの先行車に対応する位置に参照枠を表示する例が記載されている。
【0005】
しかしながら、特許文献1の例では、HUDの周辺視領域(上方)に標識等を臨場感を持たせて表示するため、運転者は周辺視領域を継続的に注視することになるため、安全面で不安が残る。また、周辺視領域(上方)に表示された拡大像がどの標識のものであるか識別しにくいため、運転者の感覚では複数の情報が提供されているように見える。また特許文献2の例では、前方車両にマーキングを行い、直感的に注意喚起することができるが、遠方にある標識等を確認するのに遅れを生じることがある。特に高速道路のように車両速度が速い場合には、標識の見落としや確認の遅れを生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−1377号公報
【特許文献2】特開2007−153307号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来のHUDを備えた車両用ディスプレイ装置では、遠方にある標識等の情報を確認する際に、ナビゲーション情報が適切に表示されないため標識の見落としや確認の遅れを生じることがある。また特許文献1のようにHUDの周辺視領域(上方)に標識等の拡大像を表示した場合は、視野を妨げるし拡大像がどの標識のものであるか識別しにくい。また特許文献2では遠方にある標識等を確認するのに遅れを生じることがある。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑み、遠景にある標識等の情報を適切にナビゲーション表示することができる車両用ディスプレイ装置及び車両用ディスプレイの表示方法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】
【0009】
本発明の実施形態に係る車両用ディスプレイ装置は、車両の走行経路上に存在する指標の情報を格納したデータベースと、前記指標の情報をもとに前記車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、前記指標が示す案内情報を含む画像情報を生成する画像情報生成部と、前記画像情報生成部で生成された前記画像情報を前記車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、前記車両の位置情報に応じて前記画像情報生成部を制御し、前記車両と前記指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、前記指標が現れる視界位置に前記指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に前記指標の案内情報を表示するように制御する制御部と、を具備したことを特徴とする。
【0010】
また本発明の実施形態に係る車両用ディスプレイの表示方法は、車両の走行経路上に存在する指標の情報をデータベースに格納し、前記指標の情報をもとに前記車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、前記指標が示す案内情報を含む画像情報を生成し、前記生成した画像情報をヘッドアップディスプレイによって前記車両のフロントガラスに投影表示し、前記車両と前記指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、前記指標が現れる視界位置に前記指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に前記指標の案内情報を表示するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明の車両用ディスプレイ装置によれば、指標情報を的確に把握することができ、見落としや確認ミスを低減することができる。また指標マークは実際の指標と同形状(同系統の色)で表示されるため、ナビ領域に表示された案内情報がどの指標のものかを識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態におけるHUD(ヘッドアップディスプレイ)を示す構成図。
【図3】同実施形態における表示情報の表示位置を示す説明図。
【図4】道路を走行中の前方視野の一例を示す説明図。
【図5】標識情報の表示例を示す説明図。
【図6】標識マークと案内情報の表示動作を示すフローチャート。
【図7】標識マークの表示処理を説明する説明図。
【図8】標識マークの高さ方向の幅を求める計算式の一例を示す説明図。
【図9】自車位置から標識までの距離と、標識の垂直位置を示す説明図。
【図10】表示マークの水平方向の幅を求める計算式の一例を示す説明図。
【図11】自車位置から標識までの距離と、標識の水平位置を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置について図面を参照して説明する。
【実施例1】
【0014】
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置10の全体構成を示すブロック図である。
【0015】
図1において、車両用ディスプレイ装置10は、システム制御部11、車両情報取得部12、ナビゲーション情報生成部13、アンテナ14を備え、車両情報取得部12、ナビゲーション情報生成部13はシステム制御部11に接続されている。またシステム制御部11には操作部15、画像情報生成部16、制御信号生成部17が接続されている。
【0016】
システム制御部11は、車両用ディスプレイ装置10の動作を制御するものであり、CPU、ROM、RAM等を含むコンピュータシステムである。車両情報取得部12は、自車両の車速や傾きを検出する車速度センサやジャイロセンサ等からの情報をもとに、車両の速度情報、加速度情報、ハンドルの操舵に伴う進行方向(前進・バック、右・左折)の情報、ブレーキ情報などを取得する。またエンジンを始動してからの走行時間や走行距離の情報等を取得し、システム制御部11に入力する。
【0017】
ナビゲーション情報生成部13は、車速センサやジャイロセンサ等に車内LANを介して接続されており、自車両の現在位置を検出するGPS受信部を含む。GPS受信部はアンテナ14に接続され、GPS衛星から送信された信号をアンテナ14で受信し、受信信号に基づいて車両の現在位置情報を取得する。
【0018】
またナビゲーション情報生成部13は、データベース131を含む。データベース131には、地図情報や、道路の車幅情報、道路の傾斜情報、走行レーンの幅や本数の情報、車両の走行経路上に存在する道路標識の情報や建造物の情報等を格納している。またナビゲーション情報生成部13は、目的地までの経路を案内するナビゲーション情報(例えば経路案内用の2次元地図上に車両の現在位置を重ね合せた情報)を生成する。
【0019】
操作部15は、車両に設けられた操作ボタン(図示せず)からの入力を検知するもので、運転者の操作によって、ナビゲーション表示のオン・オフ指示や、出発地と目的地の情報等を入力する。尚、操作部15はディスプレイをタッチするタッチパネル式のものでもよい。
【0020】
画像情報生成部16は、車両情報取得部12やナビゲーション情報生成部13からの情報をもとに画像情報を生成し、表示装置20(図2)に供給する。制御信号生成部17は、表示部30(後述)に表示する画像情報の表示位置を必要に応じて切り換える位置制御信号を生成し、表示装置20に供給する。
【0021】
また車両用ディスプレイ装置10に障害物検出部を設けてもよい。障害物検出部は、例えば、車両に複数のカメラを搭載して車両の周囲の映像を撮影し、撮影した画像を分析することで道路上の障害物(動物等)を識別し、障害物がある場合に運転者に報知するものである。或いは後方から急接近する車両があれば障害物ありとして報知する。尚、障害物の検出方法としては、カメラで周囲を撮影する方法以外に、車両に複数の超音波センサやレーダを取り付けて車両周囲の障害物を検知するものでも良い。
【0022】
次に図2を参照して表示装置20の構成について説明する。尚、以下の説明では表示装置20としてヘッドアップディスプレイ(HUD)を用いた例を説明する。HUDは、例えば車両のダッシュボードにおける運転席に対応する位置に配置されたプロジェクターであり、運転席前方のフロントガラスに画像を投影する。
【0023】
図2において、HUD20は、光束生成部21と、照射レンズ22及び照射範囲を制御する光学レンズ23を含む。照射レンズ22と光学レンズ23は光学ボックス24を構成し、フォーカスや倍率を制御することができる。さらに照射位置を制御するミラー25、画像を拡大するレンズ26と、ミラー25の角度を制御する駆動部27を含む。
【0024】
光束生成部21には、画像情報生成部16からの画像情報が供給され、光束生成部21は画像情報を表示する光束を出力する。光束は、照射レンズ22及び光学レンズ23を介してミラー25に照射される。ミラー25で反射した光束は、拡大レンズ26で拡大され、車両のフロントガラスFG(表示部30)に投影される。光学ボックス24、ミラー25、拡大レンズ26は投射光学系を構成する。
【0025】
投影された画像の表示範囲は、光学レンズ22によって制御することができ、照射位置はミラー25の角度を調整することによって制御することができる。駆動部27は、制御信号生成部17からの位置制御信号によって駆動され、ミラー25の角度を調整し表示情報の表示位置を変える。
【0026】
図3は、表示情報の表示位置を概略的に示す図である。表示部30は、運転席前方のフロントガラスFGで代用され、HUD20からの画像情報を運転席前方のフロントガラスFGの領域301に投影する。尚、車両のダッシュボード中央部にLCDディスプレイ等の表示部31を配置し、この表示部31に各種の情報を表示することもできる。
【0027】
本実施形態においては、運転中は実景を優先的に注視できるように、フロントガラスFGの下側の位置、つまり運転者の基準視線(視界)よりも下側の位置に表示領域301(ナビ領域)を設定している。投影表示する画像情報としては、地図情報や車両情報、障害物情報、指標情報等がある。本実施形態では指標情報の表示方法に特徴があり、以下、指標情報の表示例について説明する。尚、指標としては運転者を誘導する標識や案内用の看板等があるが、以下の説明では、標識の情報を表示する場合を説明する。
【0028】
図4は、例えば高速道路を走行中の前方視野の一例を示している。前方視野において運転者が最も注視する領域は前方の中心領域300である。本実施形態では、中心領域300を囲む周辺領域302と、画像情報を表示する表示領域301(ナビ領域)を設定し、前方に標識Bがある場合に標識マーク(指標マーク)を周辺領域302に表示し、ナビ領域301に標識の案内情報を表示する。
【0029】
図5は、標識情報の表示例を示す説明図である。図4において、経路誘導に関する標識B(看板)が遠景に見える位置まで接近したとき、図5で示すように、周辺領域302に標識Bを模した標識マークB1を表示し、ナビ領域301に標識Bの案内情報B2を拡大表示する。
【0030】
即ち、標識情報(標識マークB1と案内情報B2)をHUD20によって前景に重畳して表示する訳であるが、遠景に標識があるときは視野上の標識は小さいため、HUDの周辺領域302に対象となる標識B(看板)の標識マークB1を表示する。またナビ領域301には、データベース131から取得した標識情報をもとに適切なフォーマットに変換した案内情報B2を表示させる。案内情報B2としては、例えば地点の名称(地名)、方面(矢印)、距離、本線車道からの出口、サービスグエリア等を示す情報である。
【0031】
したがって、運転者は遠景に標識があることを標識マークB1で視認するとともに、標識に書かれている案内情報B2を読み取ることで自車が進むべき方向を確認することができる。案内情報B2は、ナビゲーション情報生成部13のデータベース131に格納されており、自車両の現在位置はGPS受信部によって検出することができ、走行速度は車両情報取得部12からの情報によって分かるため、自車両が標識に予め設定した距離に近づいたときに標識Bが現れる位置に標識マークB1を表示する。また標識情報をフォーマット変換した案内情報B2を表示する。
【0032】
尚、標識Bの高さや道路側への突出量は、データベース131に格納されているため、標識マークB1の表示位置は実際の標識Bの位置に合せて修正される。また標識マークB1は、実際の標識Bの外形と同形状かつ同系色で表示される。標識Bが現れる位置(高さ位置、幅位置)は、自車両の走行車線の位置によって変わるし、自車両の車高によっても変わるが、どの走行車線を走行しているかは車両情報取得部12からのハンドルの操舵情報をもとに判別することができ、車高は予め分かっているので、自車両の走行に合せて標識マークB1の表示位置を補正することができる。
【0033】
図6は、システム制御部11の制御のもとに行われる標識マークB1と案内情報B2の表示動作を示すフローチャートである。図6のステップS0はスタートステップであり、ステップS1では、データベース131のデータに次に現れる標識の情報が含まれているか否かを判断し、標識情報が含まれている場合は、ステップS2で次に現れる標識が視界に入る位置にあるか否かを判断する。ステップS1,S2の判断がNOの場合は元に戻る。
【0034】
ステップS2では自車両の走行位置や走行速度等から次に現れる標識までの距離を算出し、視界に入る距離に近づいたときはステップS3に進む。ステップS3では、標識Bの外形情報を収集する。即ち、高速道路の標識は一般的に四角形であるが、案内情報の種類や量(例えば出口を表示するだけの場合や複数の方面や方向を表示する場合)によって標識の幅や高さ方向の長さが変わるし、サービスエリアの種類(ガソリンスタンドの有無やレストランの有無)によっても標識の幅や高さ方向の長さが変わるため、標識の画像コンテンツと画像要素から標識の外形情報を収集する。また標識Bの色情報も取得する。
【0035】
ステップS4では、ステップで取得した標識Bの外形情報をもとに標識マークB1の画像を作成する。また標識マークB1の色を実際の標識Bに近似する色にすると良い。ステップS5では標識Bの位置・サイズと自車両位置との相対関係から、HUD20上の周辺領域302の適切な表示位置を算出し、ステップS6で標識の位置に標識マークB1を表示する。また、ステップS7では標識Bの案内情報B2をHUD20上のナビ領域301に表示する(図5)。
【0036】
ステップS8では、自車両位置と標識位置の相対位置の変化量を算出し、変化量が予め設定した値以上のときにはステップS5に戻り標識マークB1の表示位置を補正する。以下、新たな標識が現れる都度、ステップS1〜S8処理を繰り返す。また標識マークB1は、車両と標識の相対位置の変化(つまり自車両の進行)に合せて表示位置とサイズは変化し、自車両にて実際の標識Bの案内情報を十分に確認できる距離まで近づいた場合は、標識マークB1と案内情報B2は消去される。案内情報を十分に確認できる距離については、予め設定してもよいし運転者が操作部15を操作して設定してもよく、少なくとも自車両が標識位置を通過までの間に標識マークB1と案内情報B2の表示を終了するようにする。
【0037】
図7は、ステップS5での標識マークB1の表示処理を説明する説明図である。図7(a)は、例えば高速道路の走行時に標識Bが視界に入る距離に近づいたときの運転者からみた前景を示している。また案内情報B2の表示中心を点P1で示している。標識Bは縦方向の幅がRV1、横方向の幅がRH1のときを示しており、このとき標識Bの下端は点P1から高さRV0の位置にあり、標識Bの左端は横方向に幅RH0だけ突出した位置にある。
【0038】
一方、図7(b)は画像情報生成部17で生成される画像の標識マークB1の表示位置を示している。図7(b)に示すように、画像情報生成部17で生成される画像の横方向のピクセル数をNhとし、縦方向のピクセル数をNvとすると、標識マークB1は横方向の幅がRh1で縦方向の幅がRv1のピクセルで構成される。Rh1、Rv1は、(a)のRH1、RV1に比例する。
【0039】
図7(b)において、案内情報B2の表示中心を点P1としたとき、路面からP1までの高さはRb0で表わされ、P1から標識マークB1の下端までの高さはRv0で表わされる。また画像領域の左端から標識マークB1の左端までの幅はRh0で表わされ、画像領域の右端から標識マークB1の右端までの幅はRh2で表わされ、画像領域の上端から標識マークB1の上端までの幅はRv2で表わされる。
【0040】
図8は、図7(b)の高さ方向の幅Rb0、Rv0、Rv1、Rv2を求める計算式の一例を示す図であり、図9は、自車位置(点O)から標識B(点P1の位置)までの距離と、標識Bの垂直(高さ)位置を示す図である。尚、運転者の視点位置を点O’で示している。また標識Bの縦方向の幅をv1としている。
【0041】
図9では、標識Bの垂直方向の線上に設定した点をそれぞれP3,P1,P0,P2とし、点P3から標識Bまでの高さをv2、標識Bと点P0間の高さをv0、点P0と点P2間の高さをb0としている。また点Oと点P0間の距離(=点O’と点P1間の距離)をOP、点Oと点R間の距離をORとすると、図7(b)の高さ方向の幅Rb0、Rv0、Rv1、Rv2は、図8の計算式で求めることができる。
【0042】
図8の備考欄に示すように、点Oはナビゲーション情報生成部13からの自車位置情報から求めることができ、点P1や、標識Bの縦方向の幅v1、P0からの高さv0はデータベース131の標識位置情報から求めることができる。したがって、図8の計算式をもとに画像上の標識マークB1の高さ位置やサイズを決定することができる。
【0043】
また図10は、図7(b)の水平方向の幅Rho、Rh1、Rh2を求める計算式の一例を示す図であり、図11は、自車位置(点O’)から標識B(点P1の位置)までの距離と、標識Bの水平位置を示す図である。尚、運転者の視点位置を点O’で示している。また標識Bの横方向の幅をh1としている。
【0044】
図11では、標識Bの水平方向の線上に設定した点をそれぞれL,P,P1,Rとしている。点Pは、標識Bの中心位置を示す。また点Lから標識Bまでの水平方向の距離をh0、標識Bと点R間の水平方向の距離をh2としている。点O’と点P1間の距離をOPとすると、図7(b)のRh0、Rh1、Rh2は、図10に示す計算式で求めることができる。
【0045】
図10の備考欄に示すように、点O’はナビゲーション情報生成部13からの自車位置情報から求めることができ、標識Bの横方向の幅h1はデータベース131の標識位置情報から求めることができる。したがって、図10に示す計算式をもとに画像上の標識マークB1の水平方向の位置とサイズを決定することができる。
【0046】
このように本発明の実施形態では、遠景に標識Bが見えたときに標識Bが見える位置に標識マークB1を表示し、かつ標識の案内情報B2をナビ領域301に拡大して表示することができるため、標識情報を的確に把握することができ、見落としや確認ミスを低減することができる。
【0047】
また標識マークB1は実際の標識と同形状(同系統の色)で表示されるため、ナビ領域301に表示された案内情報B2がどの標識のものかを識別することができる。また標識マークB1は、運転者の視界を妨げず実視界遮蔽を最小限にするように周辺領域に表示することができる。
【0048】
尚、本発明の実施形態は、以上説明した構成に限定されるものではない。例えば指標として標識の情報を表示する例を述べたが、標識以外に、目的地周辺の看板などの情報(市役所、駅、警察署、図書館など示す情報)を表示する場合にも適用することができる。またすべての標識に関する情報を表示すると、市街地では表示が煩わしくなるため、主要道路の交差点での標識や高速道路の標識等に限定して表示するようしても良い。また特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で変形が可能である。
【符号の説明】
【0049】
10…車両用ディスプレイ装置
11…システム制御部
12…車両情報取得部
13…ナビゲーション情報生成部
131…データベース
14…アンテナ
15…操作部
16…画像情報生成部
17…制御信号生成部
20…表示装置(ヘッドアップ・ディスプレイ)
21…光束生成部
22…照射レンズ
23…光学レンズ
24…光学ボックス
25…ミラー
26…拡大レンズ
27…駆動部
30…表示部
301…表示領域(ナビ領域)
302…周辺領域
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の走行経路上に存在する指標の情報を格納したデータベースと、
前記指標の情報をもとに前記車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、前記指標が示す案内情報を含む画像情報を生成する画像情報生成部と、
前記画像情報生成部で生成された前記画像情報を前記車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、
前記車両の位置情報に応じて前記画像情報生成部を制御し、前記車両と前記指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、前記指標が現れる視界位置に前記指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に前記指標の案内情報を表示するように制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする車両用ディスプレイ装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記車両と前記指標との相対位置の変化に応じて前記指標マークの表示位置とサイズを補正することを特徴とする請求項1記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記指標マークと前記案内情報を表示したあと少なくとも前記車両が前記指標の位置を通過するまでの間に前記指標マークと前記案内情報の表示を終了するように制御することを特徴とする請求項1記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項4】
前記画像情報生成部は、前記指標の外形と同形状かつ前記指標と同系色の色で前記指標マークを生成すること特徴とする請求項1記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項5】
車両の走行経路上に存在する指標の情報をデータベースに格納し、
前記指標の情報をもとに前記車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、前記指標が示す案内情報を含む画像情報を生成し、
前記生成した画像情報をヘッドアップディスプレイによって前記車両のフロントガラスに投影表示し、
前記車両と前記指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、前記指標が現れる視界位置に前記指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に前記指標の案内情報を表示するように制御することを特徴とする車両用ディスプレイの表示方法。
【請求項6】
前記車両と前記指標との相対位置の変化に応じて前記指標マークの表示位置とサイズを補正することを特徴とする請求項5記載の車両用ディスプレイの表示方法。
【請求項1】
車両の走行経路上に存在する指標の情報を格納したデータベースと、
前記指標の情報をもとに前記車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、前記指標が示す案内情報を含む画像情報を生成する画像情報生成部と、
前記画像情報生成部で生成された前記画像情報を前記車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、
前記車両の位置情報に応じて前記画像情報生成部を制御し、前記車両と前記指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、前記指標が現れる視界位置に前記指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に前記指標の案内情報を表示するように制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする車両用ディスプレイ装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記車両と前記指標との相対位置の変化に応じて前記指標マークの表示位置とサイズを補正することを特徴とする請求項1記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記指標マークと前記案内情報を表示したあと少なくとも前記車両が前記指標の位置を通過するまでの間に前記指標マークと前記案内情報の表示を終了するように制御することを特徴とする請求項1記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項4】
前記画像情報生成部は、前記指標の外形と同形状かつ前記指標と同系色の色で前記指標マークを生成すること特徴とする請求項1記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項5】
車両の走行経路上に存在する指標の情報をデータベースに格納し、
前記指標の情報をもとに前記車両の視界に現れる指標を模した指標マークと、前記指標が示す案内情報を含む画像情報を生成し、
前記生成した画像情報をヘッドアップディスプレイによって前記車両のフロントガラスに投影表示し、
前記車両と前記指標間の距離が予め設定した距離に近づいたときに、前記指標が現れる視界位置に前記指標マークを表示するとともに、運転者の基準視線よりも低い高さ位置に前記指標の案内情報を表示するように制御することを特徴とする車両用ディスプレイの表示方法。
【請求項6】
前記車両と前記指標との相対位置の変化に応じて前記指標マークの表示位置とサイズを補正することを特徴とする請求項5記載の車両用ディスプレイの表示方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−6469(P2012−6469A)
【公開日】平成24年1月12日(2012.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−143735(P2010−143735)
【出願日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【出願人】(504113008)東芝アルパイン・オートモティブテクノロジー株式会社 (110)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年1月12日(2012.1.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【出願人】(504113008)東芝アルパイン・オートモティブテクノロジー株式会社 (110)
【Fターム(参考)】
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