車輌用情報呈示装置
【課題】運転者がドアミラーへの視線誘導を伴わずに後側方からの他車輌の接近を認識することが可能な車輌用情報呈示装置を提供する。
【解決手段】車輌用情報呈示装置１０は、相対距離Ｄｉを検出する他車輌検出センサ１１と、中時間周波数成分及び低空間周波数成分からなる視覚パターン２０を生成するパターン生成装置１４と、運転者の周辺視野に視覚パターン２０を呈示する表示ディスプレイ１５と、を備え、視覚パターン２０は、自車輌１を示す自車輌発光体２１と、他車輌を示し、第１の運動を行う他車輌発光体２２と、自車輌発光体２１と他車輌発光体２２との間に配置され、第２の運動を行う複数の中間発光体２３と、を有し、パターン生成装置１４は、相対距離Ｄｉが短くなるほど、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１の下方から所定軌道に沿って移動して自車輌発光体２１の側方に近づくように、視覚パターン２０を変化させる。
【解決手段】車輌用情報呈示装置１０は、相対距離Ｄｉを検出する他車輌検出センサ１１と、中時間周波数成分及び低空間周波数成分からなる視覚パターン２０を生成するパターン生成装置１４と、運転者の周辺視野に視覚パターン２０を呈示する表示ディスプレイ１５と、を備え、視覚パターン２０は、自車輌１を示す自車輌発光体２１と、他車輌を示し、第１の運動を行う他車輌発光体２２と、自車輌発光体２１と他車輌発光体２２との間に配置され、第２の運動を行う複数の中間発光体２３と、を有し、パターン生成装置１４は、相対距離Ｄｉが短くなるほど、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１の下方から所定軌道に沿って移動して自車輌発光体２１の側方に近づくように、視覚パターン２０を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車輌と他車輌との位置関係を俯瞰した視覚パターンを用いて、自車輌への他車輌の接近を運転者に伝達する車輌用情報呈示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自車輌の後側方を走行する他車輌との危険度を認識するためのガイドラインとして、ドアミラー内に配列したＬＥＤを点灯或いは点滅させる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３４５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の技術では、車線変更や合流の際に、運転者は、視線を車輌前方からドアミラーに移動させて、ドアミラーに映し出される他車輌とガイドラインとの位置関係をドアミラーを注視して確認しなければならないという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、運転者のドアミラーへの注視を伴わずに後側方からの他車輌の接近を認識することが可能な車輌用情報呈示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、中時間周波数成分及び低空間周波数成分からなり、自車輌と他車輌との位置関係を俯瞰した視覚パターンを運転者の周辺視野に呈示すると共に、自車輌に対する他車輌の相対距離が短くなるほど、他車輌発光体が自車輌発光体の下方から所定軌道に沿って移動して自車輌発光体の側方に近づくように、視覚パターンを変化させることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、時間的及び空間的に輝度エッジを含まない視覚パターンが運転者の周辺視野に呈示され、さらに、周辺視でも識別可能な視覚パターンの向きの変化によって、他車輌の位置変化を把握することができるので、運転者は視線をドアミラーに誘導されることなく周辺視によって他車輌の接近を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態における車輌用情報呈示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態において表示ディスプレイに表示された視覚パターンの一例を示す図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図２に示す視覚パターンの他車輛発光体の第１の運動を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、自車輛が本線に合流する例を示す俯瞰図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、本発明の実施形態において表示ディスプレイに表示された画面の一例を示す図であり、図４の各シーンにおける表示例である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、本発明の実施形態における視覚パターンの他の例を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本発明の実施形態において高空間周波数パターンを重畳的に表示した表示ディスプレイの画面の例を示す図である。
【図８】図８は、自車輛が５車線の道路を走行している例を示す俯瞰図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態における視覚パターンの変形例を示す図であり、図８に示すシーンにおける表示例である。
【図１０】図１０は、自車輛が５車線の道路を走行している例を示す俯瞰図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態における視覚パターンの他の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態において車室内を運転席から前方に向かって見た図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態における運転席周りの側面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、本発明の実施形態における視覚パターンを呈示しない場合の実験結果を示すグラフであり、図１４（ｂ）は、視覚パターンを呈示した場合の実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本実施形態における車輌用情報呈示装置の全体構成を示すブロック図、図２は本実施形態における視覚パターンの一例を示す図、図３は視覚パターンの他車輌発光体の第１の運動を説明するための図である。
【００１１】
本実施形態における車輌用情報呈示装置１０は、自車輌が合流車線から本線に合流する際に、視覚パターン２０を用いて自車輌への他車輌の接近を運転者に伝達する装置である。この車輌用情報呈示装置１０は、図１に示すように、他車輌検出センサ１１と、車速センサ１２と、ＴＴＣ演算装置１３と、パターン生成装置１４と、表示ディスプレイ１５と、効果音生成装置１６と、を備えている。
【００１２】
他車輌検出センサ１１は、例えば、自車輌１の後端に設けられたレーザレンジファインダから構成されており、自車輌１の後側方に存在する他車輌までの距離と方向を検出することが可能となっている。一方、車速センサ１２は、自車輌１の速度Ｖｓを検出することが可能となっている。これらのセンサ１１，１２はＴＴＣ演算装置１３に接続されており、検出結果をＴＴＣ演算装置１３にそれぞれ出力することが可能となっている。なお、他車輌検出センサ１１を、レーザレンジファインダに代えて、ミリ波レーダやステレオカメラ等で構成しても良い。
【００１３】
ＴＴＣ演算装置１３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を備えたコンピュータから構成されており、上記のセンサ１１，１２による検出結果に基づいて、ＴＴＣ（Time To Contact：他車輌が自車輌位置に達するまでの時間）を演算する。
【００１４】
具体的には、このＴＴＣ演算装置１３は、先ず、他車輌検出センサ１１によって検出された他車輌までの距離Ｄｉ（自車輌に対する他車輌の相対距離（車間距離）、以下単に相対距離Ｄｉとも称する。）を微分することで、他車輌の速度Ｖｔを算出する。
【００１５】
次いで、ＴＴＣ演算装置１３は、相対距離Ｄｉ及び他車輌の速度Ｖｔと、速度センサ１２によって検出された自車輌１の速度Ｖｓと、に基づいて、ＴＴＣ（＝Ｄｉ／（Ｖｔ−Ｖｓ）＝［相対距離］／［相対速度］）を算出し、相対距離ＤｉとＴＴＣをパターン生成装置１４に出力する。
【００１６】
パターン生成装置１４も、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を備えたコンピュータから構成されており、ＴＴＣ演算装置１３によって算出された相対距離ＤｉとＴＴＣに基づいて、自車輌１と他車輌との位置関係を俯瞰した（上方から見た自車輌１と他車輌との位置関係を示す）視覚パターン２０を生成する。なお、上述のＴＴＣ演算装置１３とパターン生成装置１４とを同一のコンピュータによって実現してもよい。
【００１７】
この視覚パターン２０は、図２に示すように、自車輌１を示す自車輌発光体２１と、他車輌を示す他車輌発光体２２と、自車輌発光体２１と他車輌発光体２２との間に配置された複数の中間発光体２３と、を有している。この視覚パターン２０は、輝度エッジを含まない時間周波数成分及び空間周波数成分から構成されており、具体的には、１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数、及び１［ｃｐｄ］以下の低空間周波数で構成されている。
【００１８】
自車輌発光体２１は、表示ディスプレイ１５の画面の略中央に配置されており、二次元ガウシアンの輝度分布を有する一つの略真円形状の染みパターンから構成されている。
【００１９】
他車輌発光体２２も、自車輌発光体２１と同様に、二次元ガウシアンの輝度分布を有する一つの略真円形状の染みパターンから構成されている。この他車輌発光体２２は、自車輌発光体２１よりも相対的に大きな直径を有している。
【００２０】
この他車輌発光体２２は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すような第１の運動を常時行っている。具体的には、本実施形態では、この第１の運動として、図３（ａ）に示すサイン関数に従って、図３（ｂ）と図３（ｃ）に示すように、他車輌発光体２２の中心ＣＰが、Ｙ軸に平行な直線Ｌｙを中心として、左右に連続的に位置変調している。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIB位置での他車輌発光体２２の状態を示し、図３（ｃ）は、図３（ａ）のIIIC位置での他車輌発光体２２の状態を示している。なお、当然のことながら、この第１の運動は、上述の輝度エッジが生じない時間周波数（本例では１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数）の範囲内において行われている。
【００２１】
なお、他車輌発光体２２を、サイン関数に代えて、例えばガウス関数に従って位置変調させてもよい。また、直線Ｌｙに代えて、例えば、中間発光体２３の中心線を中心として、他車輌発光体２２の中心ＣＰを左右に位置変調させてもよい。
【００２２】
複数の中間発光体２３も、自車輌発光体２１及び他車輌発光体２２と同様に、二次元ガウシアンの輝度分布を有する略真円形状の染みパターンからそれぞれ構成されている。この中間発光体２３は、自車輌発光体２１と他車輌発光体２２との間に実質的に等間隔に並んで配置されていると共に、自車輌発光体２１から他車輌発光体２２に向かうに従ってその直径が順次大きくなっている。なお、いずれの中間発光体２３も、自車輌発光体２１よりも大きく、且つ、他車輌発光体２２よりも小さな直径を有しており、これにより、視覚パターン２０は、全体として、頭部（他車輌発光体２２に相当）と尾部（自車輌発光体２１に相当）を持つ雫状の形状を有している。
【００２３】
この複数の中間発光体２３は、他車輌発光体２２の第１の運動とは異なる第２の運動を常時行っている。具体的には、本実施形態では、この第２の運動として、図２に示すように、複数の中間発光体２３が、他車輌発光体２２から自車輌発光体２１に向かって一定の速度で連続的に移動している。なお、他車輌発光体２２の近傍から中間発光体２３が中心に向かって移動すると、当該他車輌発光体２２の近傍に新たな中間発光体２３が順次出現すると共に、自車輌発光体２１の近傍まで移動した中間発光体２３は順次消滅するようになっている。なお、この第２の運動も、上述の輝度エッジが生じない時間周波数（本例では１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数）の範囲内において行われている。
【００２４】
さらに、本実施形態では、パターン生成装置１４は、図２に示すように、ＴＴＣ演算装置１３より出力された相対距離Ｄｉに応じて、他車輌発光体２２が楕円軌道Ｔｒに沿って移動するように、視覚パターン２０を変化させる。
【００２５】
この楕円軌道Ｔｒは、自車輌発光体２１を中心とした楕円関数で定義されている。そして、この楕円関数は、自車輌発光体２１（すなわち原点）から水平方向（Ｘ方向）の距離を相対距離Ｄｉに対応付けて、相対距離Ｄｉが短くなるに従って、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１の下方から側方に向かって移動するように設定されている。つまり、この楕円関数に相対距離Ｄｉを入力することで、当該楕円軌道Ｔｒ上における他車輌発光体２２のＹ方向の位置が決定される。また、この楕円関数は、自車輌発光体２１から他車輌発光体２２への向きが、自車輌に対する他車輌の実際の向きに実質的に一致するように設定されている。
【００２６】
本実施形態では、相対距離Ｄｉが２００［m］のときに、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１の真下に位置し、相対距離Ｄｉが短くなるにつれて他車輌発光体２２が楕円軌道Ｔｒに沿って上昇し、相対距離Ｄｉが０［m］のときに、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１に対して真横に位置するように、楕円関数が設定されている。
【００２７】
なお、パターン生成装置１４は、この他車輌発光体２２の楕円軌道Ｔｒ上での動きに併せて、当該他車輌発光体２２と自車輌発光体２１とを結ぶ中間発光体２３の傾きも変化させる。そのため、結果的に、視覚パターン２０は、相対距離Ｄｉが変化するにつれて、自車輌発光体２１を中心として振り子のような動きをする。なお、この視覚パターン２０の動きも、上述の輝度エッジが生じない時間周波数（本例では１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数）の範囲内において行われる。
【００２８】
また、本実施形態では、パターン生成装置１４は、ＴＴＣ演算装置１３から出力されたＴＴＣに応じて、他車輌発光体２２の大きさを変化させると共に、他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を変化させる。具体的には、本実施形態では、図２に示すように、ＴＴＣが正であり且つ小さいほど、他車輌発光体２２の直径を大きくする。また、ＴＴＣが正であり且つ小さいほど、他車輌発光体２２を白色から黄色に変化させると共に、複数の中間発光体２３において白色から黄色に変化させる範囲を、他車輌発光体２２から中心に向かって広げる。
【００２９】
なお、他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を、相対距離Ｄｉが所定の閾値（例えば１００［m］）を下回るまでは白色のまま維持しておき、相対距離Ｄｉが当該閾値よりも短くなったら黄色に変化させ、それ以降は相対距離Ｄｉが短くなるほど他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を濃くしてもよい。
【００３０】
また、パターン生成装置１４が、ＴＴＣ以外の要素（例えば、自車輌１に対する他車輌５１の相対速度（＝Ｖｔ−Ｖｓ）等）に基づいて、他車輌発光体２２の大きさや、他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を変化させてもよい。
【００３１】
また、パターン生成装置１４は、他車輌発光体２２又は中間発光体２３のいずれか一方についてのみ色を変化させてもよい。或いは、パターン生成装置１４が、他車輌発光体２２や中間発光体２３の大きさや色だけでなく、他車輌発光体２２や中間発光体２３の形状や輝度を変化させてもよい。或いは、パターン生成装置１４が、ＴＴＣに応じて、他車輌発光体２２や中間発光体２３の大きさ、形状、色、又は輝度の少なくとも一つの変化の大きさや速さを変えてもよい。
【００３２】
図４及び図５を参照しながら、このパターン生成装置１４が生成する視覚パターン２０について具体的に説明する。
【００３３】
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、合流車線１０１を走行している自車輌１が本線１００に合流する例を示す俯瞰図である。また、図５（ａ）〜図５（ｄ）は図４（ａ）〜図４（ｄ）の各シーンにおける表示例である。
【００３４】
先ず、自車輌１が合流車線１０１から本線１００に合流する際に、本線１００において自車輌１の後側方を他車輌５０が車速Ｖｔを低下させずに自車輌１に接近する場合（図４（ａ）→図４（ｂ）→図４（ｃ））について説明する。
【００３５】
この場合には、図４（ａ）に示すシーンでは、相対距離が２００［m］以上離れているため、図５（ａ）に示すように、画面上において他車輌発光体２２は自車輌発光体２１の真下に位置している。
【００３６】
そして、図４（ｂ）に示すように、他車輌５１が速い車速Ｖｔを維持したまま自車輌１に接近すると、図５（ｂ）に示すように、他車輌発光体２２は楕円軌道Ｔｒに沿って上方に移動すると共に中間発光体２３が傾いて、自車輌発光体２１を中心として視覚パターン２０が振り子のような動きをする。また、これと同時に、同図に示すように、他車輌発光体２２が大きくなると共に、他車輌発光体２２及び中間発光体２３が黄色に変化する。
【００３７】
さらに、図４（ｃ）に示すように、他車輌５１が車速Ｖｔを維持したまま自車輌１にさらに接近すると、図５（ｃ）に示すように、他車輌発光体２２は楕円軌道Ｔｒに沿ってさらに上昇して自車輌発光体２１の側方に位置して中間発光体２３がさらに傾斜すると共に、他車輌発光体２２がさらに大きくなる。
【００３８】
これに対し、自車輌１が本線１００に合流する際に、他車輌５０が車速Ｖｔを低下させた場合（図４（ａ）→図４（ｂ）→図４（ｄ））には、図５（ｄ）に示すように、他車輌発光体２２が小さくなると共に、他車輌発光体２２及び中間発光体２３が黄色から白色に戻る。
【００３９】
なお、視覚パターンは、輝度エッジを含まない時間周波数成分及び空間周波数成分から構成されていれば特に限定されず、例えば、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すようなパターンで構成してもよい。
【００４０】
図６（ａ）に示す変形例は略矩形状の染みパターンであり、図６（ｂ）に示す変形例は楕円形状の染みパターンであり、図６（ｃ）に示す変形例は交互に傾斜した楕円形状の染みパターンである。また、背景が明るい場合には、図６（ｄ）に示すように、背景輝度を中心としてガボール関数に従って輝度変調してもよい。いずれのパターンも、上述の視覚パターン２０と同様に、輝度エッジを含まない時間周波数成分及び空間周波数成分から構成されており、具体的には、１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数、及び１［ｃｐｄ］以下の低空間周波数で構成されている。
【００４１】
なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す例では、図２で示した雫型の視覚パターンと比較して、頭部と尾部を区別することができないが、表示ディスプレイ１５の画面の隅部に配置する場合に、雫型と同様の効果を得ることができる。また、いずれの例においても、他車輌発光体を構成する部分が第１の運動を行い、中間発光体を構成する部分が第２の運動を行うように変調を行う必要がある。
【００４２】
また、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、数字やアイコン等のコード情報や目盛等の高空間周波数成分からなる高空間周波数パターン２４Ａ〜２４Ｃを視覚パターン２０に付加してもよい。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本実施形態において高空間周波数成分パターンを重畳的に表示した画面の例を示す図である。
【００４３】
図７（ａ）に示す例では、他車輌発光体２２のＹ方向における位置を実際の相対距離Ｄｉに対応付けた目盛を示す高空間周波数パターン２４Ａを、視覚パターン２０に付加している。これにより、運転者は、視覚パターン２０だけでは得ることができない正確な距離を認識することができる。
【００４４】
また、図７（ｂ）や図７（ｃ）に示す例では、他車輌が接近していることを示す文字やエクスクラメーションマークを示す高空間周波数パターン２４Ｂ，２４Ｃを、視覚パターン２０に付加している。これにより、自車輌１に他車輌が接近していることを運転者に対して積極的に警告することができる。なお、図７（ｂ）や図７（ｃ）に示す高空間周波数パターン２４Ｂ，２４Ｃを点滅させてもよい。
【００４５】
また、図９に示すように、楕円軌道Ｔｒ１，Ｔｒ２を二重にすることで、３車線以上の道路での車線変更における他車輌５１，５２の接近を運転者に伝達してもよい。図８は自車輌が５車線道路を走行している例を示す俯瞰図、図９は図８に示すシーンにおける表示例である。
【００４６】
図９における第１の楕円軌道Ｔｒ１は、図８に示す自車輌１が走行している車線１１３に隣接する左右の車線１１２，１１４に対応している。これに対し、図９における第２の楕円軌道Ｔｒ２は、図８において、車線１１２，１１４のさらに外側に位置する車線１１１，１１５に対応している。本例においても、楕円軌道Ｔｒ１，Ｔｒ２は、自車輌発光体２１を中心とした楕円関数で定義されている。そして、それぞれの楕円関数は、自車輌発光体２１から水平方向（Ｘ方向）の距離を相対距離Ｄｉ１，Ｄｉ２に対応付けて、相対距離Ｄｉ１，Ｄｉ２が短くなるに従って他車輌２２Ａ，２２Ｂが自車輌発光体２１の下方から側方に向かって移動するように設定されている。
【００４７】
例えば、図８に示すように、中央の車線１１３を走行する自車輌１の後方において、当該車線１１３に隣接する車線１１２，１１４を他車輌５１，５２が走行している場合には、図９に示すように、第１の楕円軌道Ｔｒ１上を、第１の他車輌５１を示す第１の視覚パターン２０Ａの他車輌発光体２３Ａが移動すると共に、同じ第１の楕円軌道Ｔｒ１上を、第２の他車輌５２を示す第２の視覚パターン２０Ｂの他車輌発光体２３Ｂが移動する。
【００４８】
本例では、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信した位置情報（測位データ）や、他車輌検出センサ１１により検出された他車輌の方向等に基づいて、他車輌発光体２３Ａ，２３Ｂがいずれの楕円軌道Ｔｒ１又はＴｒ２上に位置するか決定される。従って、他車輌５１，５２が車線変更すると、第１の楕円軌道Ｔｒ１と第２の楕円軌道Ｔｒ２との間で他車輌発光体２３Ａ，２３Ｂが移動する。
【００４９】
なお、本例において、自車輌の周囲の全ての他車輌を視覚パターンによって表示する必要はない。例えば、後方２００［m］以内に存在する他車輌のみを表示してもよいし、ウィンカ操作等によって示された車線変更先を走行している他車輌のみを表示してもよい。
【００５０】
また、視覚パターン２０の他車輌発光体２２が移動する軌道は、楕円軌道に特に限定されない。例えば、図１１に示す例では、楕円軌道に代えて、ガウス関数によって定義されるガウシアン軌道が採用されている。図１０は自車輌が５車線道路を走行している例を示す俯瞰図、図１１は図１０に示すシーンにおける表示例である。
【００５１】
図１１における第１〜第４のガウシアン軌道Ｔｒ３〜Ｔｒ６は、図１０に示す自車輌１が走行している車線１１３以外の車線１１１，１１２，１１４，１１５にそれぞれ対応している。このガウシアン軌道Ｔｒ３〜Ｔｒ６は、自車輌発光体２１を中心としたガウス関数でそれぞれ定義されている。それぞれのガウス関数は、自車輌発光体２１から垂直方向（Ｙ方向）の距離を、自車輌の前後方向に沿った相対距離ＤｉＬに対応付けて、相対距離ＤｉＬが短くなるに従って他車輌２２Ａ，２２Ｂが自車輌発光体２１の下方から側方に向かって移動するように設定されている。つまり、対応するガウス関数に相対距離ＤｉＬを入力することで、ガウシアン軌道Ｔｒ３〜Ｔｒ６上における他車輌発光体２３ＣのＸ方向の位置が決定される。
【００５２】
例えば、図１０に示すように、中央の車線１１３を走行する自車輌１の後方において右外側の車線１１１を他車輌５１が走行している場合には、図１１に示すように、第１のガウシアン軌道Ｔｒ３上を、他車輌５１を示す視覚パターン２０Ｃの他車輌発光体２２Ｃが移動する。
【００５３】
なお、本例においても、例えば、ＧＰＳ衛星から受信した位置情報（測位データ）や、他車輌検出センサ１１により検出された他車輌の方向等に基づいて、他車輌発光体２３Ｃがいずれのガウシアン軌道Ｔｒ３〜Ｔｒ６上に位置するか決定される。
【００５４】
図１２は本実施形態における車室内を運転席から前方に向かって見た図、図１３は本実施形態における運転席周りの側面図である。
【００５５】
以上にようにパターン生成装置１４によって生成された視覚パターン２０は、例えば液晶モニタや有機ＥＬモニタから構成され、車室内に設けられた表示ディスプレイ１５に表示される。この表示ディスプレイ１５は、本実施形態では、図１２に示すように、コンビネーションメータ４を覆うクラスタリッド５上に、運転者３０の方を向くように設けられている。なお、表示ディスプレイ１５の設置位置は、運転者の真正面に限定されず、運転者の右前方や左前方であってもよい。
【００５６】
この表示ディスプレイ１５は、自車輌１の前方を見ている標準姿勢の運転者３０の視野において、中心となる視線Ｌ１から離心角１０度以上の範囲に設置されている。本実施形態では、図１３に示すように、表示ディスプレイ１５は視線Ｌ１から下方向に離心角１０〜２０度の範囲に設置されている。このように、本実施形態では、運転者の周辺視野に表示ディスプレイ１５を配置しているので、運転者３０の前方視認に影響を与えることがない。
【００５７】
なお、本実施形態における標準姿勢とは、腰及び背中と運転席シート２との間に隙間がないように運転者３０がシート２に深く座り、ブレーキペダルをいっぱいに踏み込んだ状態で、膝が伸び切らずに少し余裕のある位置でシート２を合わせ、さらに、背中にシート２をつけたままの状態で、ステアリングホイール３の上部を握った両腕の肘に少し余裕がある角度で背もたれを合わせた姿勢である。
【００５８】
本実施形態では、パターン生成装置１４は、表示ディスプレイ１５に視覚パターン２０を出力するのと同時に、相対距離ＤｉやＴＴＣを示す信号を効果音生成装置１６に出力する。
【００５９】
効果音生成装置１６は、パターン生成装置１４からの出力信号を受けて、例えば後側方から接近する他車輌の走行音等の効果音を、視覚パターン２０の向きの変化に同期させたり、他車輌発光体２２や中間発光体２３の大きさや色の変化に同期させて、スピーカ１６１，１６２を介して、音場処理によって三次元的に出力する。なお、例えば、他車輌が自車輌に最接近した場合にのみ効果音を出力してもよい。
【００６０】
これにより、運転者に伝える情報の冗長性が高まるので、情報の伝達精度を高めることができる。なお、音場処理によって走行音を三次元的に出力するため、図１２に示すように、少なくとも２つのスピーカ１６１，１６２が、運転者を中心として左右に配置されている。
【００６１】
以上のように、本発明では、中時間周波数成分及び低空間周波数成分からなり、自車輌１と他車輌５１との位置関係を俯瞰した視覚パターン２０を運転者３０の周辺視野に呈示すると共に、自車輌１に対する他車輌５１の相対距離Ｄｉが短くなるほど、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１の下方から楕円軌道又はガウシアン軌道に沿って移動して自車輌発光体２１の側方に近づくように、視覚パターン２０を変化させる。
【００６２】
このため、本実施形態では、時間的及び空間的に輝度エッジを含まない視覚パターン２０が運転者の周辺視野に呈示されており、さらに周辺視でも識別可能な視覚パターン２０の向きの変化によって、他車輌５１の位置変化を把握することができるので、運転者は視線をドアミラーに誘導されることなく周辺視によって他車輌の接近を認識することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、視覚パターン２０において、他車輌発光体２２が第１の運動をすると共に、中間発光体２３が第１の運動とは異なる第２の運動をするので、運転者が周辺視によって他車輌発光体２２と中間発光体２３を識別することができ、視覚パターン２０の向きを把握し易くなっている。
【００６４】
また、本実施形態では、少なくとも相対速度に応じて、他車輌発光体若しくは中間発光体の少なくとも一方の大きさ、形状、色、若しくは輝度の少なくとも一つを連続的に変化させ、又は、他車輌発光体若しくは中間発光体の少なくとも一方の大きさ、形状、色、若しくは輝度の少なくとも一つの変化の大きさ若しくは速さの少なくとも一方を変化させる。これにより、運転者は周辺視において視覚パターン２０を視認し易くなる。
【００６５】
特に、本実施形態では、ＴＴＣに応じて、他車輌発光体２２の大きさを変化させたり、他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を変化させる。このため、運転者は、他車輌を表す染みパターンの大きさの変化や黄色領域の面積の変化を周辺視によって感じ取ることができるので、合流場面等において、他車輌の前又は後ろのいずれに入るかの判断を適切に行うことができる。
【００６６】
また、ＴＴＣに応じて他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を変化させることで、色彩を判別し難い運転者も、自車輌への他車輌の接近を認識することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、運転者の視界において、中心となる視界から１０度以上の範囲に視覚パターン２０を呈示するので、運転者は周辺視によって視覚パターン２０を把握することができる。
【００６８】
また、実施形態では、表示ディスプレイ１５の画面上における自車輌発光体２１に対する他車輌発光体２２の向きが、自車輌１に対する他車輌５１の実際の向きと実質的に一致しており、画面上における自車輌発光体２１に対する他車輌発光体２２の向きが、自車輌１に対する他車輌５１の実際の向きを指示している。このため、運転者は、自車輌１に接近する他車輌５１の位置を直感的に把握することができる。
【００６９】
ここで、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を参照しながら本実施形態の具体的な効果について説明する。図１４（ａ）は本実施形態における視覚パターンを呈示しない場合の実験結果を示すグラフであり、図１４（ｂ）は視覚パターンを呈示した場合の実験結果を示すグラフである。
【００７０】
この実験では、ドライビングシミュレータ上で合流場面を設定し、（１）ドライバに対して視覚パターンを呈示しない場合（図１４（ａ））と、（２）ドライバに対して本実施形態の視覚パターンを呈示した場合（図１４（ｂ））において、ドライバの判断がどのように変化するかを調査した。
【００７１】
なお、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）における「ＧＯ」と「ＮＯＧＯ」は、合流時におけるドライバの判断を意味しており、「ＧＯ」は他車輌の前方に入る判断であり、「ＮＯＧＯ」、他車輌の後方に入る判断である。また、同図において、横軸はＴＴＣを示し、縦軸はＴＨＷ（Time HeadWay（＝相対距離Ｄｉ／他車速度Ｖｔ））を示し、補助線はＲＦ（Risk Feeling：危険感覚（＝１／ＴＨＷ＋５／ＴＴＣ））を示している。このＲＦは、ＴＴＣとＴＨＷが短いほど大きくなる。
【００７２】
同図に示されるように、本実施形態の視覚パターンを呈示することで、ＮＯＧＯ判断がより低いＲＦ値でなされるようになったのが５／８名（図１４（ａ）におけるａ矢印）であり、ＧＯ判断がより低いＲＦ値でなされるようになったのが６／８名（図１４（ａ）におけるｂ矢印）であり、ＮＯＧＯ判断とＧＯ判断がなされるＲＦ値の差が大きくなったのが５／８名（図１４（ａ）におけるｃ矢印）であった。この実験結果から、本実施形態の視覚パターンを呈示することで、適切な行動選択がなされることが分かった。
【００７３】
なお、本実施形態における他車輌検出センサ１１が本発明における他車輌検出手段の一例に相当し、本実施形態におけるパターン生成装置１４が本発明におけるパターン生成手段の一例に相当し、本実施形態における表示ディスプレイ１５が本発明における呈示手段の一例に相当し、本実施形態における効果音生成装置１６が本発明における効果音生成手段の一例に相当する。
【００７４】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００７５】
１…自車輌
１０…車輌用情報呈示装置
１１…他車輌検出センサ
１２…車速センサ
１３…ＴＴＣ演算装置
１４…パターン生成装置
１５…表示ディスプレイ
１６…効果音生成装置
１６１，１６２…スピーカ
２０…視覚パターン
２１…自車輌発光体
２２…他車輌発光体
２３…中間発光体
３０…運転者
５１，５２…他車輌
１００…本線
１０１…合流車線
１１１〜１１５…第１〜第５の車線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車輌と他車輌との位置関係を俯瞰した視覚パターンを用いて、自車輌への他車輌の接近を運転者に伝達する車輌用情報呈示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自車輌の後側方を走行する他車輌との危険度を認識するためのガイドラインとして、ドアミラー内に配列したＬＥＤを点灯或いは点滅させる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３４５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の技術では、車線変更や合流の際に、運転者は、視線を車輌前方からドアミラーに移動させて、ドアミラーに映し出される他車輌とガイドラインとの位置関係をドアミラーを注視して確認しなければならないという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、運転者のドアミラーへの注視を伴わずに後側方からの他車輌の接近を認識することが可能な車輌用情報呈示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、中時間周波数成分及び低空間周波数成分からなり、自車輌と他車輌との位置関係を俯瞰した視覚パターンを運転者の周辺視野に呈示すると共に、自車輌に対する他車輌の相対距離が短くなるほど、他車輌発光体が自車輌発光体の下方から所定軌道に沿って移動して自車輌発光体の側方に近づくように、視覚パターンを変化させることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、時間的及び空間的に輝度エッジを含まない視覚パターンが運転者の周辺視野に呈示され、さらに、周辺視でも識別可能な視覚パターンの向きの変化によって、他車輌の位置変化を把握することができるので、運転者は視線をドアミラーに誘導されることなく周辺視によって他車輌の接近を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態における車輌用情報呈示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態において表示ディスプレイに表示された視覚パターンの一例を示す図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図２に示す視覚パターンの他車輛発光体の第１の運動を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、自車輛が本線に合流する例を示す俯瞰図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、本発明の実施形態において表示ディスプレイに表示された画面の一例を示す図であり、図４の各シーンにおける表示例である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、本発明の実施形態における視覚パターンの他の例を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本発明の実施形態において高空間周波数パターンを重畳的に表示した表示ディスプレイの画面の例を示す図である。
【図８】図８は、自車輛が５車線の道路を走行している例を示す俯瞰図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態における視覚パターンの変形例を示す図であり、図８に示すシーンにおける表示例である。
【図１０】図１０は、自車輛が５車線の道路を走行している例を示す俯瞰図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態における視覚パターンの他の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態において車室内を運転席から前方に向かって見た図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態における運転席周りの側面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、本発明の実施形態における視覚パターンを呈示しない場合の実験結果を示すグラフであり、図１４（ｂ）は、視覚パターンを呈示した場合の実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本実施形態における車輌用情報呈示装置の全体構成を示すブロック図、図２は本実施形態における視覚パターンの一例を示す図、図３は視覚パターンの他車輌発光体の第１の運動を説明するための図である。
【００１１】
本実施形態における車輌用情報呈示装置１０は、自車輌が合流車線から本線に合流する際に、視覚パターン２０を用いて自車輌への他車輌の接近を運転者に伝達する装置である。この車輌用情報呈示装置１０は、図１に示すように、他車輌検出センサ１１と、車速センサ１２と、ＴＴＣ演算装置１３と、パターン生成装置１４と、表示ディスプレイ１５と、効果音生成装置１６と、を備えている。
【００１２】
他車輌検出センサ１１は、例えば、自車輌１の後端に設けられたレーザレンジファインダから構成されており、自車輌１の後側方に存在する他車輌までの距離と方向を検出することが可能となっている。一方、車速センサ１２は、自車輌１の速度Ｖｓを検出することが可能となっている。これらのセンサ１１，１２はＴＴＣ演算装置１３に接続されており、検出結果をＴＴＣ演算装置１３にそれぞれ出力することが可能となっている。なお、他車輌検出センサ１１を、レーザレンジファインダに代えて、ミリ波レーダやステレオカメラ等で構成しても良い。
【００１３】
ＴＴＣ演算装置１３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を備えたコンピュータから構成されており、上記のセンサ１１，１２による検出結果に基づいて、ＴＴＣ（Time To Contact：他車輌が自車輌位置に達するまでの時間）を演算する。
【００１４】
具体的には、このＴＴＣ演算装置１３は、先ず、他車輌検出センサ１１によって検出された他車輌までの距離Ｄｉ（自車輌に対する他車輌の相対距離（車間距離）、以下単に相対距離Ｄｉとも称する。）を微分することで、他車輌の速度Ｖｔを算出する。
【００１５】
次いで、ＴＴＣ演算装置１３は、相対距離Ｄｉ及び他車輌の速度Ｖｔと、速度センサ１２によって検出された自車輌１の速度Ｖｓと、に基づいて、ＴＴＣ（＝Ｄｉ／（Ｖｔ−Ｖｓ）＝［相対距離］／［相対速度］）を算出し、相対距離ＤｉとＴＴＣをパターン生成装置１４に出力する。
【００１６】
パターン生成装置１４も、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を備えたコンピュータから構成されており、ＴＴＣ演算装置１３によって算出された相対距離ＤｉとＴＴＣに基づいて、自車輌１と他車輌との位置関係を俯瞰した（上方から見た自車輌１と他車輌との位置関係を示す）視覚パターン２０を生成する。なお、上述のＴＴＣ演算装置１３とパターン生成装置１４とを同一のコンピュータによって実現してもよい。
【００１７】
この視覚パターン２０は、図２に示すように、自車輌１を示す自車輌発光体２１と、他車輌を示す他車輌発光体２２と、自車輌発光体２１と他車輌発光体２２との間に配置された複数の中間発光体２３と、を有している。この視覚パターン２０は、輝度エッジを含まない時間周波数成分及び空間周波数成分から構成されており、具体的には、１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数、及び１［ｃｐｄ］以下の低空間周波数で構成されている。
【００１８】
自車輌発光体２１は、表示ディスプレイ１５の画面の略中央に配置されており、二次元ガウシアンの輝度分布を有する一つの略真円形状の染みパターンから構成されている。
【００１９】
他車輌発光体２２も、自車輌発光体２１と同様に、二次元ガウシアンの輝度分布を有する一つの略真円形状の染みパターンから構成されている。この他車輌発光体２２は、自車輌発光体２１よりも相対的に大きな直径を有している。
【００２０】
この他車輌発光体２２は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すような第１の運動を常時行っている。具体的には、本実施形態では、この第１の運動として、図３（ａ）に示すサイン関数に従って、図３（ｂ）と図３（ｃ）に示すように、他車輌発光体２２の中心ＣＰが、Ｙ軸に平行な直線Ｌｙを中心として、左右に連続的に位置変調している。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIB位置での他車輌発光体２２の状態を示し、図３（ｃ）は、図３（ａ）のIIIC位置での他車輌発光体２２の状態を示している。なお、当然のことながら、この第１の運動は、上述の輝度エッジが生じない時間周波数（本例では１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数）の範囲内において行われている。
【００２１】
なお、他車輌発光体２２を、サイン関数に代えて、例えばガウス関数に従って位置変調させてもよい。また、直線Ｌｙに代えて、例えば、中間発光体２３の中心線を中心として、他車輌発光体２２の中心ＣＰを左右に位置変調させてもよい。
【００２２】
複数の中間発光体２３も、自車輌発光体２１及び他車輌発光体２２と同様に、二次元ガウシアンの輝度分布を有する略真円形状の染みパターンからそれぞれ構成されている。この中間発光体２３は、自車輌発光体２１と他車輌発光体２２との間に実質的に等間隔に並んで配置されていると共に、自車輌発光体２１から他車輌発光体２２に向かうに従ってその直径が順次大きくなっている。なお、いずれの中間発光体２３も、自車輌発光体２１よりも大きく、且つ、他車輌発光体２２よりも小さな直径を有しており、これにより、視覚パターン２０は、全体として、頭部（他車輌発光体２２に相当）と尾部（自車輌発光体２１に相当）を持つ雫状の形状を有している。
【００２３】
この複数の中間発光体２３は、他車輌発光体２２の第１の運動とは異なる第２の運動を常時行っている。具体的には、本実施形態では、この第２の運動として、図２に示すように、複数の中間発光体２３が、他車輌発光体２２から自車輌発光体２１に向かって一定の速度で連続的に移動している。なお、他車輌発光体２２の近傍から中間発光体２３が中心に向かって移動すると、当該他車輌発光体２２の近傍に新たな中間発光体２３が順次出現すると共に、自車輌発光体２１の近傍まで移動した中間発光体２３は順次消滅するようになっている。なお、この第２の運動も、上述の輝度エッジが生じない時間周波数（本例では１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数）の範囲内において行われている。
【００２４】
さらに、本実施形態では、パターン生成装置１４は、図２に示すように、ＴＴＣ演算装置１３より出力された相対距離Ｄｉに応じて、他車輌発光体２２が楕円軌道Ｔｒに沿って移動するように、視覚パターン２０を変化させる。
【００２５】
この楕円軌道Ｔｒは、自車輌発光体２１を中心とした楕円関数で定義されている。そして、この楕円関数は、自車輌発光体２１（すなわち原点）から水平方向（Ｘ方向）の距離を相対距離Ｄｉに対応付けて、相対距離Ｄｉが短くなるに従って、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１の下方から側方に向かって移動するように設定されている。つまり、この楕円関数に相対距離Ｄｉを入力することで、当該楕円軌道Ｔｒ上における他車輌発光体２２のＹ方向の位置が決定される。また、この楕円関数は、自車輌発光体２１から他車輌発光体２２への向きが、自車輌に対する他車輌の実際の向きに実質的に一致するように設定されている。
【００２６】
本実施形態では、相対距離Ｄｉが２００［m］のときに、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１の真下に位置し、相対距離Ｄｉが短くなるにつれて他車輌発光体２２が楕円軌道Ｔｒに沿って上昇し、相対距離Ｄｉが０［m］のときに、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１に対して真横に位置するように、楕円関数が設定されている。
【００２７】
なお、パターン生成装置１４は、この他車輌発光体２２の楕円軌道Ｔｒ上での動きに併せて、当該他車輌発光体２２と自車輌発光体２１とを結ぶ中間発光体２３の傾きも変化させる。そのため、結果的に、視覚パターン２０は、相対距離Ｄｉが変化するにつれて、自車輌発光体２１を中心として振り子のような動きをする。なお、この視覚パターン２０の動きも、上述の輝度エッジが生じない時間周波数（本例では１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数）の範囲内において行われる。
【００２８】
また、本実施形態では、パターン生成装置１４は、ＴＴＣ演算装置１３から出力されたＴＴＣに応じて、他車輌発光体２２の大きさを変化させると共に、他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を変化させる。具体的には、本実施形態では、図２に示すように、ＴＴＣが正であり且つ小さいほど、他車輌発光体２２の直径を大きくする。また、ＴＴＣが正であり且つ小さいほど、他車輌発光体２２を白色から黄色に変化させると共に、複数の中間発光体２３において白色から黄色に変化させる範囲を、他車輌発光体２２から中心に向かって広げる。
【００２９】
なお、他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を、相対距離Ｄｉが所定の閾値（例えば１００［m］）を下回るまでは白色のまま維持しておき、相対距離Ｄｉが当該閾値よりも短くなったら黄色に変化させ、それ以降は相対距離Ｄｉが短くなるほど他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を濃くしてもよい。
【００３０】
また、パターン生成装置１４が、ＴＴＣ以外の要素（例えば、自車輌１に対する他車輌５１の相対速度（＝Ｖｔ−Ｖｓ）等）に基づいて、他車輌発光体２２の大きさや、他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を変化させてもよい。
【００３１】
また、パターン生成装置１４は、他車輌発光体２２又は中間発光体２３のいずれか一方についてのみ色を変化させてもよい。或いは、パターン生成装置１４が、他車輌発光体２２や中間発光体２３の大きさや色だけでなく、他車輌発光体２２や中間発光体２３の形状や輝度を変化させてもよい。或いは、パターン生成装置１４が、ＴＴＣに応じて、他車輌発光体２２や中間発光体２３の大きさ、形状、色、又は輝度の少なくとも一つの変化の大きさや速さを変えてもよい。
【００３２】
図４及び図５を参照しながら、このパターン生成装置１４が生成する視覚パターン２０について具体的に説明する。
【００３３】
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、合流車線１０１を走行している自車輌１が本線１００に合流する例を示す俯瞰図である。また、図５（ａ）〜図５（ｄ）は図４（ａ）〜図４（ｄ）の各シーンにおける表示例である。
【００３４】
先ず、自車輌１が合流車線１０１から本線１００に合流する際に、本線１００において自車輌１の後側方を他車輌５０が車速Ｖｔを低下させずに自車輌１に接近する場合（図４（ａ）→図４（ｂ）→図４（ｃ））について説明する。
【００３５】
この場合には、図４（ａ）に示すシーンでは、相対距離が２００［m］以上離れているため、図５（ａ）に示すように、画面上において他車輌発光体２２は自車輌発光体２１の真下に位置している。
【００３６】
そして、図４（ｂ）に示すように、他車輌５１が速い車速Ｖｔを維持したまま自車輌１に接近すると、図５（ｂ）に示すように、他車輌発光体２２は楕円軌道Ｔｒに沿って上方に移動すると共に中間発光体２３が傾いて、自車輌発光体２１を中心として視覚パターン２０が振り子のような動きをする。また、これと同時に、同図に示すように、他車輌発光体２２が大きくなると共に、他車輌発光体２２及び中間発光体２３が黄色に変化する。
【００３７】
さらに、図４（ｃ）に示すように、他車輌５１が車速Ｖｔを維持したまま自車輌１にさらに接近すると、図５（ｃ）に示すように、他車輌発光体２２は楕円軌道Ｔｒに沿ってさらに上昇して自車輌発光体２１の側方に位置して中間発光体２３がさらに傾斜すると共に、他車輌発光体２２がさらに大きくなる。
【００３８】
これに対し、自車輌１が本線１００に合流する際に、他車輌５０が車速Ｖｔを低下させた場合（図４（ａ）→図４（ｂ）→図４（ｄ））には、図５（ｄ）に示すように、他車輌発光体２２が小さくなると共に、他車輌発光体２２及び中間発光体２３が黄色から白色に戻る。
【００３９】
なお、視覚パターンは、輝度エッジを含まない時間周波数成分及び空間周波数成分から構成されていれば特に限定されず、例えば、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すようなパターンで構成してもよい。
【００４０】
図６（ａ）に示す変形例は略矩形状の染みパターンであり、図６（ｂ）に示す変形例は楕円形状の染みパターンであり、図６（ｃ）に示す変形例は交互に傾斜した楕円形状の染みパターンである。また、背景が明るい場合には、図６（ｄ）に示すように、背景輝度を中心としてガボール関数に従って輝度変調してもよい。いずれのパターンも、上述の視覚パターン２０と同様に、輝度エッジを含まない時間周波数成分及び空間周波数成分から構成されており、具体的には、１〜７［Ｈｚ］の中時間周波数、及び１［ｃｐｄ］以下の低空間周波数で構成されている。
【００４１】
なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す例では、図２で示した雫型の視覚パターンと比較して、頭部と尾部を区別することができないが、表示ディスプレイ１５の画面の隅部に配置する場合に、雫型と同様の効果を得ることができる。また、いずれの例においても、他車輌発光体を構成する部分が第１の運動を行い、中間発光体を構成する部分が第２の運動を行うように変調を行う必要がある。
【００４２】
また、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、数字やアイコン等のコード情報や目盛等の高空間周波数成分からなる高空間周波数パターン２４Ａ〜２４Ｃを視覚パターン２０に付加してもよい。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本実施形態において高空間周波数成分パターンを重畳的に表示した画面の例を示す図である。
【００４３】
図７（ａ）に示す例では、他車輌発光体２２のＹ方向における位置を実際の相対距離Ｄｉに対応付けた目盛を示す高空間周波数パターン２４Ａを、視覚パターン２０に付加している。これにより、運転者は、視覚パターン２０だけでは得ることができない正確な距離を認識することができる。
【００４４】
また、図７（ｂ）や図７（ｃ）に示す例では、他車輌が接近していることを示す文字やエクスクラメーションマークを示す高空間周波数パターン２４Ｂ，２４Ｃを、視覚パターン２０に付加している。これにより、自車輌１に他車輌が接近していることを運転者に対して積極的に警告することができる。なお、図７（ｂ）や図７（ｃ）に示す高空間周波数パターン２４Ｂ，２４Ｃを点滅させてもよい。
【００４５】
また、図９に示すように、楕円軌道Ｔｒ１，Ｔｒ２を二重にすることで、３車線以上の道路での車線変更における他車輌５１，５２の接近を運転者に伝達してもよい。図８は自車輌が５車線道路を走行している例を示す俯瞰図、図９は図８に示すシーンにおける表示例である。
【００４６】
図９における第１の楕円軌道Ｔｒ１は、図８に示す自車輌１が走行している車線１１３に隣接する左右の車線１１２，１１４に対応している。これに対し、図９における第２の楕円軌道Ｔｒ２は、図８において、車線１１２，１１４のさらに外側に位置する車線１１１，１１５に対応している。本例においても、楕円軌道Ｔｒ１，Ｔｒ２は、自車輌発光体２１を中心とした楕円関数で定義されている。そして、それぞれの楕円関数は、自車輌発光体２１から水平方向（Ｘ方向）の距離を相対距離Ｄｉ１，Ｄｉ２に対応付けて、相対距離Ｄｉ１，Ｄｉ２が短くなるに従って他車輌２２Ａ，２２Ｂが自車輌発光体２１の下方から側方に向かって移動するように設定されている。
【００４７】
例えば、図８に示すように、中央の車線１１３を走行する自車輌１の後方において、当該車線１１３に隣接する車線１１２，１１４を他車輌５１，５２が走行している場合には、図９に示すように、第１の楕円軌道Ｔｒ１上を、第１の他車輌５１を示す第１の視覚パターン２０Ａの他車輌発光体２３Ａが移動すると共に、同じ第１の楕円軌道Ｔｒ１上を、第２の他車輌５２を示す第２の視覚パターン２０Ｂの他車輌発光体２３Ｂが移動する。
【００４８】
本例では、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信した位置情報（測位データ）や、他車輌検出センサ１１により検出された他車輌の方向等に基づいて、他車輌発光体２３Ａ，２３Ｂがいずれの楕円軌道Ｔｒ１又はＴｒ２上に位置するか決定される。従って、他車輌５１，５２が車線変更すると、第１の楕円軌道Ｔｒ１と第２の楕円軌道Ｔｒ２との間で他車輌発光体２３Ａ，２３Ｂが移動する。
【００４９】
なお、本例において、自車輌の周囲の全ての他車輌を視覚パターンによって表示する必要はない。例えば、後方２００［m］以内に存在する他車輌のみを表示してもよいし、ウィンカ操作等によって示された車線変更先を走行している他車輌のみを表示してもよい。
【００５０】
また、視覚パターン２０の他車輌発光体２２が移動する軌道は、楕円軌道に特に限定されない。例えば、図１１に示す例では、楕円軌道に代えて、ガウス関数によって定義されるガウシアン軌道が採用されている。図１０は自車輌が５車線道路を走行している例を示す俯瞰図、図１１は図１０に示すシーンにおける表示例である。
【００５１】
図１１における第１〜第４のガウシアン軌道Ｔｒ３〜Ｔｒ６は、図１０に示す自車輌１が走行している車線１１３以外の車線１１１，１１２，１１４，１１５にそれぞれ対応している。このガウシアン軌道Ｔｒ３〜Ｔｒ６は、自車輌発光体２１を中心としたガウス関数でそれぞれ定義されている。それぞれのガウス関数は、自車輌発光体２１から垂直方向（Ｙ方向）の距離を、自車輌の前後方向に沿った相対距離ＤｉＬに対応付けて、相対距離ＤｉＬが短くなるに従って他車輌２２Ａ，２２Ｂが自車輌発光体２１の下方から側方に向かって移動するように設定されている。つまり、対応するガウス関数に相対距離ＤｉＬを入力することで、ガウシアン軌道Ｔｒ３〜Ｔｒ６上における他車輌発光体２３ＣのＸ方向の位置が決定される。
【００５２】
例えば、図１０に示すように、中央の車線１１３を走行する自車輌１の後方において右外側の車線１１１を他車輌５１が走行している場合には、図１１に示すように、第１のガウシアン軌道Ｔｒ３上を、他車輌５１を示す視覚パターン２０Ｃの他車輌発光体２２Ｃが移動する。
【００５３】
なお、本例においても、例えば、ＧＰＳ衛星から受信した位置情報（測位データ）や、他車輌検出センサ１１により検出された他車輌の方向等に基づいて、他車輌発光体２３Ｃがいずれのガウシアン軌道Ｔｒ３〜Ｔｒ６上に位置するか決定される。
【００５４】
図１２は本実施形態における車室内を運転席から前方に向かって見た図、図１３は本実施形態における運転席周りの側面図である。
【００５５】
以上にようにパターン生成装置１４によって生成された視覚パターン２０は、例えば液晶モニタや有機ＥＬモニタから構成され、車室内に設けられた表示ディスプレイ１５に表示される。この表示ディスプレイ１５は、本実施形態では、図１２に示すように、コンビネーションメータ４を覆うクラスタリッド５上に、運転者３０の方を向くように設けられている。なお、表示ディスプレイ１５の設置位置は、運転者の真正面に限定されず、運転者の右前方や左前方であってもよい。
【００５６】
この表示ディスプレイ１５は、自車輌１の前方を見ている標準姿勢の運転者３０の視野において、中心となる視線Ｌ１から離心角１０度以上の範囲に設置されている。本実施形態では、図１３に示すように、表示ディスプレイ１５は視線Ｌ１から下方向に離心角１０〜２０度の範囲に設置されている。このように、本実施形態では、運転者の周辺視野に表示ディスプレイ１５を配置しているので、運転者３０の前方視認に影響を与えることがない。
【００５７】
なお、本実施形態における標準姿勢とは、腰及び背中と運転席シート２との間に隙間がないように運転者３０がシート２に深く座り、ブレーキペダルをいっぱいに踏み込んだ状態で、膝が伸び切らずに少し余裕のある位置でシート２を合わせ、さらに、背中にシート２をつけたままの状態で、ステアリングホイール３の上部を握った両腕の肘に少し余裕がある角度で背もたれを合わせた姿勢である。
【００５８】
本実施形態では、パターン生成装置１４は、表示ディスプレイ１５に視覚パターン２０を出力するのと同時に、相対距離ＤｉやＴＴＣを示す信号を効果音生成装置１６に出力する。
【００５９】
効果音生成装置１６は、パターン生成装置１４からの出力信号を受けて、例えば後側方から接近する他車輌の走行音等の効果音を、視覚パターン２０の向きの変化に同期させたり、他車輌発光体２２や中間発光体２３の大きさや色の変化に同期させて、スピーカ１６１，１６２を介して、音場処理によって三次元的に出力する。なお、例えば、他車輌が自車輌に最接近した場合にのみ効果音を出力してもよい。
【００６０】
これにより、運転者に伝える情報の冗長性が高まるので、情報の伝達精度を高めることができる。なお、音場処理によって走行音を三次元的に出力するため、図１２に示すように、少なくとも２つのスピーカ１６１，１６２が、運転者を中心として左右に配置されている。
【００６１】
以上のように、本発明では、中時間周波数成分及び低空間周波数成分からなり、自車輌１と他車輌５１との位置関係を俯瞰した視覚パターン２０を運転者３０の周辺視野に呈示すると共に、自車輌１に対する他車輌５１の相対距離Ｄｉが短くなるほど、他車輌発光体２２が自車輌発光体２１の下方から楕円軌道又はガウシアン軌道に沿って移動して自車輌発光体２１の側方に近づくように、視覚パターン２０を変化させる。
【００６２】
このため、本実施形態では、時間的及び空間的に輝度エッジを含まない視覚パターン２０が運転者の周辺視野に呈示されており、さらに周辺視でも識別可能な視覚パターン２０の向きの変化によって、他車輌５１の位置変化を把握することができるので、運転者は視線をドアミラーに誘導されることなく周辺視によって他車輌の接近を認識することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、視覚パターン２０において、他車輌発光体２２が第１の運動をすると共に、中間発光体２３が第１の運動とは異なる第２の運動をするので、運転者が周辺視によって他車輌発光体２２と中間発光体２３を識別することができ、視覚パターン２０の向きを把握し易くなっている。
【００６４】
また、本実施形態では、少なくとも相対速度に応じて、他車輌発光体若しくは中間発光体の少なくとも一方の大きさ、形状、色、若しくは輝度の少なくとも一つを連続的に変化させ、又は、他車輌発光体若しくは中間発光体の少なくとも一方の大きさ、形状、色、若しくは輝度の少なくとも一つの変化の大きさ若しくは速さの少なくとも一方を変化させる。これにより、運転者は周辺視において視覚パターン２０を視認し易くなる。
【００６５】
特に、本実施形態では、ＴＴＣに応じて、他車輌発光体２２の大きさを変化させたり、他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を変化させる。このため、運転者は、他車輌を表す染みパターンの大きさの変化や黄色領域の面積の変化を周辺視によって感じ取ることができるので、合流場面等において、他車輌の前又は後ろのいずれに入るかの判断を適切に行うことができる。
【００６６】
また、ＴＴＣに応じて他車輌発光体２２及び中間発光体２３の色を変化させることで、色彩を判別し難い運転者も、自車輌への他車輌の接近を認識することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、運転者の視界において、中心となる視界から１０度以上の範囲に視覚パターン２０を呈示するので、運転者は周辺視によって視覚パターン２０を把握することができる。
【００６８】
また、実施形態では、表示ディスプレイ１５の画面上における自車輌発光体２１に対する他車輌発光体２２の向きが、自車輌１に対する他車輌５１の実際の向きと実質的に一致しており、画面上における自車輌発光体２１に対する他車輌発光体２２の向きが、自車輌１に対する他車輌５１の実際の向きを指示している。このため、運転者は、自車輌１に接近する他車輌５１の位置を直感的に把握することができる。
【００６９】
ここで、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を参照しながら本実施形態の具体的な効果について説明する。図１４（ａ）は本実施形態における視覚パターンを呈示しない場合の実験結果を示すグラフであり、図１４（ｂ）は視覚パターンを呈示した場合の実験結果を示すグラフである。
【００７０】
この実験では、ドライビングシミュレータ上で合流場面を設定し、（１）ドライバに対して視覚パターンを呈示しない場合（図１４（ａ））と、（２）ドライバに対して本実施形態の視覚パターンを呈示した場合（図１４（ｂ））において、ドライバの判断がどのように変化するかを調査した。
【００７１】
なお、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）における「ＧＯ」と「ＮＯＧＯ」は、合流時におけるドライバの判断を意味しており、「ＧＯ」は他車輌の前方に入る判断であり、「ＮＯＧＯ」、他車輌の後方に入る判断である。また、同図において、横軸はＴＴＣを示し、縦軸はＴＨＷ（Time HeadWay（＝相対距離Ｄｉ／他車速度Ｖｔ））を示し、補助線はＲＦ（Risk Feeling：危険感覚（＝１／ＴＨＷ＋５／ＴＴＣ））を示している。このＲＦは、ＴＴＣとＴＨＷが短いほど大きくなる。
【００７２】
同図に示されるように、本実施形態の視覚パターンを呈示することで、ＮＯＧＯ判断がより低いＲＦ値でなされるようになったのが５／８名（図１４（ａ）におけるａ矢印）であり、ＧＯ判断がより低いＲＦ値でなされるようになったのが６／８名（図１４（ａ）におけるｂ矢印）であり、ＮＯＧＯ判断とＧＯ判断がなされるＲＦ値の差が大きくなったのが５／８名（図１４（ａ）におけるｃ矢印）であった。この実験結果から、本実施形態の視覚パターンを呈示することで、適切な行動選択がなされることが分かった。
【００７３】
なお、本実施形態における他車輌検出センサ１１が本発明における他車輌検出手段の一例に相当し、本実施形態におけるパターン生成装置１４が本発明におけるパターン生成手段の一例に相当し、本実施形態における表示ディスプレイ１５が本発明における呈示手段の一例に相当し、本実施形態における効果音生成装置１６が本発明における効果音生成手段の一例に相当する。
【００７４】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００７５】
１…自車輌
１０…車輌用情報呈示装置
１１…他車輌検出センサ
１２…車速センサ
１３…ＴＴＣ演算装置
１４…パターン生成装置
１５…表示ディスプレイ
１６…効果音生成装置
１６１，１６２…スピーカ
２０…視覚パターン
２１…自車輌発光体
２２…他車輌発光体
２３…中間発光体
３０…運転者
５１，５２…他車輌
１００…本線
１０１…合流車線
１１１〜１１５…第１〜第５の車線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車輌への他車輌の接近を運転者に伝達する車輌用情報呈示装置であって、
前記自車輌に対する前記他車輌の相対距離を少なくとも検出する他車輌検出手段と、
中時間周波数成分及び低空間周波数成分からなり、前記自車輌と前記他車輌との位置関係を俯瞰すると共に、前記他車輌検出手段の検出結果に基づいて変化する視覚パターンを生成するパターン生成手段と、
前記運転者の周辺視野に前記視覚パターンを呈示する呈示手段と、を備えており、
前記視覚パターンは、
前記自車輌を示す自車輌発光体と、
前記他車輌を示し、第１の運動を行う他車輌発光体と、
前記自車輌発光体と前記他車輌発光体との間に並んで配置され、前記第１の運動とは異なる第２の運動を行う複数の中間発光体と、を有し、
前記パターン生成手段は、前記相対距離が短くなるほど、前記呈示手段の画面上において前記他車輌発光体が前記自車輌発光体の下方から所定軌道に沿って移動して前記自車輌発光体の側方に近づくように、前記視覚パターンを変化させることを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記所定軌道は、楕円関数によって定義される楕円軌道、又は、ガウス関数によって定義されるガウシアン軌道を含むことを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記他車輌検出手段は、前記自車輌に対する前記他車輌の相対速度を検出し、
前記パターン生成手段は、
少なくとも前記相対速度に基づいて、前記他車輌発光体若しくは前記中間発光体の少なくとも一方の大きさ、形状、色、若しくは輝度の少なくとも一つを連続的に変化させ、又は、
少なくとも前記相対速度に基づいて、前記他車輌発光体若しくは前記中間発光体の少なくとも一方の大きさ、形状、色、若しくは輝度の少なくとも一つの変化の大きさ若しくは速さの少なくとも一方を変化させることを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記運転者の周辺視野は、前記運転者の視界において、中心となる視点から１０度以上の範囲であり、
前記呈示手段の画面上における前記自車輌発光体に対する前記他車輌発光体の向きが、前記自車輌に対する前記他車輌の向きを指示することを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記視覚パターンの変化に同期した効果音を発する効果音発生手段を備えたことを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記呈示手段は、前記視覚パターンに加えて、高空間周波数成分からなるパターンを表示することを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項１】
自車輌への他車輌の接近を運転者に伝達する車輌用情報呈示装置であって、
前記自車輌に対する前記他車輌の相対距離を少なくとも検出する他車輌検出手段と、
中時間周波数成分及び低空間周波数成分からなり、前記自車輌と前記他車輌との位置関係を俯瞰すると共に、前記他車輌検出手段の検出結果に基づいて変化する視覚パターンを生成するパターン生成手段と、
前記運転者の周辺視野に前記視覚パターンを呈示する呈示手段と、を備えており、
前記視覚パターンは、
前記自車輌を示す自車輌発光体と、
前記他車輌を示し、第１の運動を行う他車輌発光体と、
前記自車輌発光体と前記他車輌発光体との間に並んで配置され、前記第１の運動とは異なる第２の運動を行う複数の中間発光体と、を有し、
前記パターン生成手段は、前記相対距離が短くなるほど、前記呈示手段の画面上において前記他車輌発光体が前記自車輌発光体の下方から所定軌道に沿って移動して前記自車輌発光体の側方に近づくように、前記視覚パターンを変化させることを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記所定軌道は、楕円関数によって定義される楕円軌道、又は、ガウス関数によって定義されるガウシアン軌道を含むことを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記他車輌検出手段は、前記自車輌に対する前記他車輌の相対速度を検出し、
前記パターン生成手段は、
少なくとも前記相対速度に基づいて、前記他車輌発光体若しくは前記中間発光体の少なくとも一方の大きさ、形状、色、若しくは輝度の少なくとも一つを連続的に変化させ、又は、
少なくとも前記相対速度に基づいて、前記他車輌発光体若しくは前記中間発光体の少なくとも一方の大きさ、形状、色、若しくは輝度の少なくとも一つの変化の大きさ若しくは速さの少なくとも一方を変化させることを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記運転者の周辺視野は、前記運転者の視界において、中心となる視点から１０度以上の範囲であり、
前記呈示手段の画面上における前記自車輌発光体に対する前記他車輌発光体の向きが、前記自車輌に対する前記他車輌の向きを指示することを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記視覚パターンの変化に同期した効果音を発する効果音発生手段を備えたことを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の車輌用情報呈示装置であって、
前記呈示手段は、前記視覚パターンに加えて、高空間周波数成分からなるパターンを表示することを特徴とする車輌用情報呈示装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図８】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図８】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６９１９６（Ｐ２０１３−６９１９６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８５１８（Ｐ２０１１−２０８５１８）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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