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技術 車両用表示装置及び車両用表示方法

出願人 日産自動車株式会社
発明者 小坂則雄山本哲也
出願日 2014年7月1日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-530728
公開日 2017年6月8日 (1年6ヶ月経過) 公開番号 WO2016-002007
状態 特許登録済
技術分野 計器板 車両外部の荷台、物品保持装置
主要キーワード 注意マーク D表示 相対速 フレネルミラー ターゲットマーク 表示マーク 直接視認 ミリ波レーダー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年6月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題・解決手段

本発明の車両用表示装置は、自車両の運転者に対して注意喚起を行う必要のある注意対象物を検出して注意対象物から自車両までの距離を算出し、注意対象物について運転者に注意喚起を行う注意マークを、運転者から見て注意対象物に隣接させてフロントガラス上に重畳表示するための表示制御を実行し、注意対象物のフロントガラス上の位置に基点を設定して基点から所定距離だけ離れた位置に注意マークの表示位置を設定し、注意対象物から自車両までの距離に応じて所定距離を変化させて注意マークの表示位置を変更する。

概要

背景

従来では、ヘッドアップディスプレイ等の自車両のフロントガラス上に画像を表示する車両用表示装置として、特許文献1が開示されている。この特許文献1に開示された車両用表示装置では、注意喚起の対象となる先行車両に対してフロントガラス上にターゲットマークを表示していた。このときフロントガラス上の先行車両が見える位置から所定距離だけ離れた位置にターゲットマークを表示することで、ターゲットマークが先行車両に隣接して重畳表示されるようにしていた。

概要

本発明の車両用表示装置は、自車両の運転者に対して注意喚起を行う必要のある注意対象物を検出して注意対象物から自車両までの距離を算出し、注意対象物について運転者に注意喚起を行う注意マークを、運転者から見て注意対象物に隣接させてフロントガラス上に重畳表示するための表示制御を実行し、注意対象物のフロントガラス上の位置に基点を設定して基点から所定距離だけ離れた位置に注意マークの表示位置を設定し、注意対象物から自車両までの距離に応じて所定距離を変化させて注意マークの表示位置を変更する。

目的

本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、自車両と注意喚起の対象となる注意対象物との間の相対距離が変化しても、常に適切な位置に注意マークを表示することのできる車両用表示装置及びその方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

自車両のフロントガラス上に画像を表示する車両用表示装置であって、前記自車両の運転者に対して注意喚起を行う必要のある注意対象物を検出し、前記注意対象物から前記自車両までの距離を算出する注意対象物検出部と、前記注意対象物検出部で検出された注意対象物について前記運転者に注意喚起を行う注意マークを、前記運転者から見て前記注意対象物に隣接させて前記フロントガラス上に重畳表示するための表示制御を実行する表示制御部とを備え、前記表示制御部は、前記注意対象物の前記フロントガラス上の位置に基点を設定して前記基点から所定距離だけ離れた位置に前記注意マークの表示位置を設定し、前記注意対象物から前記自車両までの距離に応じて前記所定距離を変化させて前記注意マークの表示位置を変更することを特徴とする車両用表示装置。

請求項2

前記表示制御部は、前記基点から前記注意対象物の下方に前記所定距離だけ離れた位置に前記注意マークの表示位置を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。

請求項3

前記表示制御部は、前記基点から前記注意対象物の横方向に前記所定距離だけ離れた位置に前記注意マークの表示位置を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。

請求項4

前記表示制御部は、前記基点から前記注意対象物の上方に前記所定距離だけ離れた位置に前記注意マークの表示位置を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。

請求項5

前記表示制御部は、前記注意対象物が検出されてから前記注意マークを表示するまでの時間差に応じて、前記注意マークの表示位置を補正することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用表示装置。

請求項6

自車両のフロントガラス上に画像を表示する車両用表示装置の車両用表示方法であって、前記車両用表示装置は、前記自車両の運転者に対して注意喚起を行う必要のある注意対象物を検出して前記注意対象物から前記自車両までの距離を算出し、前記注意対象物について前記運転者に注意喚起を行う注意マークを、前記運転者から見て前記注意対象物に隣接させて前記フロントガラス上に重畳表示するための表示制御を実行し、前記注意マークの表示制御では、前記注意対象物の前記フロントガラス上の位置に基点を設定して前記基点から所定距離だけ離れた位置に前記注意マークの表示位置を設定し、前記注意対象物から前記自車両までの距離に応じて前記所定距離を変化させて前記注意マークの表示位置を変更することを特徴とする車両用表示方法。

技術分野

0001

本発明は、車両のフロントガラス上に画像を表示する車両用表示装置及びその方法に関する。

背景技術

0002

従来では、ヘッドアップディスプレイ等の自車両のフロントガラス上に画像を表示する車両用表示装置として、特許文献1が開示されている。この特許文献1に開示された車両用表示装置では、注意喚起の対象となる先行車両に対してフロントガラス上にターゲットマークを表示していた。このときフロントガラス上の先行車両が見える位置から所定距離だけ離れた位置にターゲットマークを表示することで、ターゲットマークが先行車両に隣接して重畳表示されるようにしていた。

先行技術

0003

特開2005−67514号公報

0004

しかしながら、上述した従来の車両用表示装置では、先行車両と自車両との間の相対距離に関係なく、フロントガラス上の先行車両が見える位置から一定の距離だけ離れた位置にターゲットマークを表示していた。したがって、自車両と先行車両との間の距離が変化すると、ターゲットマークを適切な位置に表示することができないという問題点があった。例えば、先行車両が自車両に近づいてくると、ターゲットマークが先行車両に重なって表示され、運転者が先行車両を直接視認できない場合があった。

0005

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、自車両と注意喚起の対象となる注意対象物との間の相対距離が変化しても、常に適切な位置に注意マークを表示することのできる車両用表示装置及びその方法を提供することを目的とする。

0006

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両用表示装置及びその方法は、自車両の運転者に対して注意喚起を行う必要のある注意対象物を検出し、注意対象物から自車両までの距離を算出する。また、注意対象物について運転者に注意喚起を行う注意マークを、運転者から見て注意対象物に隣接させてフロントガラス上に重畳表示するための表示制御を実行する。ここで、車両用表示装置及びその方法は、注意対象物のフロントガラス上の位置に基点を設定して基点から所定距離だけ離れた位置に注意マークの表示位置を設定し、注意対象物から自車両までの距離に応じて前記所定距離を変化させて注意マークの表示位置を変更する。

図面の簡単な説明

0007

図1は、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図である。
図2は、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置による画像生成処理処理手順を示すフローチャートである。
図3は、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置による注意マークの表示方法を説明するための図である。
図4は、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置による注意マークの表示位置の変更方法を説明するための図である。
図5は、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置による注意マークの表示位置の変更方法を説明するための図である。
図6は、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置による注意マークの表示位置の変更方法を説明するための図である。

実施例

0008

以下、本発明を適用した一実施形態について図面を参照して説明する。

0009

[車両用表示装置の構成]
図1は本実施形態に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る車両用表示装置1は、注意対象物検出部3と、車両状態検出部5と、表示制御部7と、画像生成部9とを備えている。また、表示制御部7は、座標変換部21と、表示位置算出部23と、表示サイズ算出部25とを備えている。

0010

ここで、本実施形態に係る車両用表示装置1は、自車両のフロントガラス上に画像を表示するヘッドアップディスプレイ(図示せず)の制御部として機能する。車両用表示装置1が制御するヘッドアップディスプレイは、映像投影する投影部や映像を反射させるスクリーン及びフレネルミラー等を備えている。また、本実施形態に係る車両用表示装置1は、自車両に搭載されているセンサ類に接続されており、特に前方カメラ31と、車間距離センサ33と、舵角センサ35と、車速センサ37に接続されている。さらに、車両用表示装置1は、ヘッドアップディスプレイのHUD表示部39に接続され、画像生成部9で生成された画像をHUD表示部39に出力することで自車両のフロントガラス上に画像を表示する。

0011

注意対象物検出部3は、前方カメラ31から取得した画像を解析し、自車両の運転者に対して注意喚起を行う必要のある注意対象物を検出する。検出される注意対象物としては、歩行者自転車、前方を走行している車両、駐停車している車両、その他の障害物等がある。また、前方を走行している車両を検出する場合には、車間距離センサ33からの情報に基づいて注意対象物を検出してもよい。そして、注意対象物検出部3は、注意対象物の位置や相対距離、相対速度、大きさ等を検出する。尚、自車両がレーダーを搭載している場合には、これらの情報をレーダーで検出してもよい。

0012

車両状態検出部5は、自車両に搭載されているセンサ類から自車両の走行状態を示すデータを取得する。例えば、車間距離センサ33から前方を走行している車両との車間距離を取得し、舵角センサ35から自車両の操舵角、車速センサ37から自車両の車速を取得する。

0013

表示制御部7は、運転者によって注意対象物が視認されているフロントガラス上の位置に隣接させて、注意マークを重畳表示するための制御を実行する。この注意マークは、運転者に対して注意対象物の注意喚起を行うために表示される画像である。

0014

ここで、表示制御部7は、まず前方カメラ31で撮像された画像から注意対象物の位置を示す3D座標を取得し、この3D座標をフロントガラス上の位置を示す2D座標に変換する。そして、この2D座標に基づいて注意マークを表示するフロントガラス上の表示位置を算出する。また、表示制御部7は、注意対象物の画像上の大きさに基づいてフロントガラス上に表示する注意マークの表示サイズを算出する。そして、表示制御部7は、算出した表示位置と表示サイズで注意マークをフロントガラス上に重畳表示するように制御する。具体的な処理は、表示制御部7を構成する座標変換部21と表示位置算出部23と表示サイズ算出部25によって実行される。

0015

座標変換部21は、前方カメラ31で取得した3D座標のデータを自車両のフロントガラス上の2D座標に変換する処理を行う。

0016

表示位置算出部23は、注意対象物のフロントガラス上の2D座標に基づいて、注意マークを表示するフロントガラス上の表示位置を算出する。特に、本実施形態では、注意対象物のフロントガラス上の位置に基点を設定し、この基点から所定距離だけ離れた位置に注意マークの表示位置を設定する。そして、自車両と注意対象物との間の相対距離に応じて所定距離を変化させ、注意マークの表示位置を変更する。こうして算出された表示位置に注意マークを表示することにより、運転者からは注意マークがフロントガラス上で注意対象物に隣接して重畳表示されているように見える。

0017

表示サイズ算出部25は、前方カメラ31で撮像された画像上の注意対象物の大きさに基づいて、フロントガラス上に表示する注意マークの表示サイズを算出する。

0018

画像生成部9は、上述した各部の処理結果に基づいて、自車両のフロントガラス上に表示するヘッドアップディスプレイの画像を生成する。

0019

前方カメラ31は、自車両前方の映像を撮像する撮像手段であり、CCDやCMOS等の固体撮像素子によって構成される。

0020

車間距離センサ33は、ミリ波レーダーCCDイメージセンサ赤外線センサ等を用いて自車両の前方を走行する先行車を検出し、自車両と先行車との間の車間距離を測定する。

0021

舵角センサ35は、ステアリングホイール回転角から自車両の操舵角を検出する。

0022

車速センサ37は、車軸回転数に応じたパルス信号から自車両の車速を検出する。

0023

HUD表示部39は、画像生成部9で生成された映像をフロントガラスに向けて実際に投影するための装置であり、例えばヘッドアップディスプレイを構成する投影部である。

0024

尚、車両用表示装置1は、マイクロコンピュータマイクロプロセッサ、CPUを含む汎用電子回路周辺機器から構成されている。そして、特定のプログラムを実行することにより、上述した注意対象物検出部3、車両状態検出部5、表示制御部7及び画像生成部9として動作する。

0025

[画像生成処理の手順]
次に、本実施形態に係る車両用表示装置による画像生成処理の手順を図2のフローチャートを参照して説明する。

0026

図2に示すように、まずステップS10において、注意対象物検出部3は、前方カメラ31から取得した画像を解析し、自車両の運転者に対して注意喚起を行う必要のある注意対象物を検出する。

0027

ステップS20において、車両状態検出部5は、自車両に搭載されているセンサ類から自車両の走行状態を示すデータを取得する。特に、車両状態検出部5は、車間距離センサ33から前方を走行している先行車との間の車間距離を取得するとともに、舵角センサ35から自車両の操舵角、車速センサ37から自車両の車速を取得する。また、自車両の位置をGPS等から取得してもよい。

0028

ステップS30において、注意対象物検出部3は、前方カメラ31の画像を時系列に並べて注意対象物の位置の変化から自車両に対する注意対象物の相対速度を算出する。このとき自車両がレーダーを搭載している場合には、相対速度をレーダーで検出してもよい。また、注意対象物が前方を走行している車両である場合には、車間距離センサ33からの情報に基づいて相対速度を算出してもよい。

0029

ステップS40において、注意対象物検出部3は、前方カメラ31の画像を解析することで、自車両から注意対象物までの相対距離を算出する。また、このとき注意対象物の方向を求めて、自車両に対する注意対象物の相対位置を特定する。さらに、注意対象物検出部3は、注意対象物の画像上における大きさから注意対象物の大きさも算出する。尚、これらの情報は自車両がレーダーを搭載している場合にはレーダーで検出してもよい。また、注意対象物が前方を走行している車両である場合には、車間距離センサ33からの情報に基づいて相対距離を算出してもよい。さらに、注意対象物検出部3は、相対速度に応じて相対距離をリアルタイム補正してもよい。

0030

ステップS50において、表示制御部7は、注意対象物に隣接させて注意マークを重畳表示するための表示位置を算出する。まず、座標変換部21が、前方カメラ31で取得した3D座標のデータを自車両のフロントガラス上の2D座標のデータに変換する。これにより、注意対象物の位置を示す3D座標が、フロントガラス上の位置を示す2D座標に変換される。

0031

そして、表示位置算出部23は、注意対象物のフロントガラス上の2D座標に基づいて、注意マークを表示するフロントガラス上の表示位置を算出する。

0032

ここで、注意マークの表示位置の算出方法を、図3を参照して説明する。図3に示すように、注意対象物41が歩行者である場合に、表示位置算出部23は、前方カメラ31の画像上において、注意対象物41を囲む矩形状の枠43を設定し、この枠43の中心に基点45を設定する。そして、表示位置算出部23は、この基点45から下方に所定距離Zだけ離れた位置を注意マーク47の表示位置として算出する。こうして算出された表示位置に注意マーク47を表示することにより、運転者からは注意マーク47が注意対象物41に隣接して重畳表示されているように見える。

0033

このように注意マーク47を注意対象物41の下方に表示することにより、複数の注意対象物が自車両の前方に存在している場合でも、それぞれの注意マークが重なって表示される可能性を低減することができる。尚、図3では、注意マーク47を楕円形状としているが、直線形状であってもよいし、三角形星形、矢印等のその他の形状であってもよい。

0034

さらに、表示位置算出部23は、注意対象物のフロントガラス上の位置と注意マークの表示位置との間の所定距離Zを相対距離に応じて変化させる。具体的に、表示位置算出部23は、注意対象物が自車両に接近して相対距離が小さくなるのに応じて、所定距離Zが大きくなるように変化させる。例えば、図4(a)に示すように、時刻T0において、注意対象物41が自車両から遠くに位置して相対距離が大きい場合には所定距離Z0を小さくする。その後、Δtの時間が経過して時刻T1=T0+Δtになると、図4(b)に示すように注意対象物41が自車両に接近して相対距離が小さくなる。この場合に、表示位置算出部23は、相対距離が小さくなるのに応じて所定距離が大きくなるように変化させ、所定距離をZ1(>Z0)に設定して表示位置を変更する。

0035

従来では、注意対象物と自車両との間の相対距離に関係なく、注意対象物から一定の距離だけ離れた位置に注意マークを表示していた。そのため、注意対象物が自車両に近づいて大きく見えるようになると、注意マークが注意対象物に重なって表示され、歩行者や車両等の実際の注意対象物を隠してしまい、運転者は注意対象物を直接視認できない場合があった。しかし、上述したように相対距離が小さくなるのに応じて、基点45と注意マーク47との間の所定距離Zが大きくなるように変化させれば、注意対象物と自車両との間の相対距離が変化しても、注意マークが注意対象物に重なって表示されることはなくなる。したがって、相対距離が変化しても、運転者が注意対象物を常に視認できるような適切な位置に注意マークを表示することができる。

0036

また、表示位置算出部23は、注意マークを注意対象物の横方向に表示してもよい。例えば、図5(a)に示すように、時刻T0において、注意対象物41が自車両から遠くに位置して相対距離が大きい場合には、注意対象物の横方向に所定距離X0だけ離れた位置に注意マーク47を表示する。その後、Δtの時間が経過して時刻T1=T0+Δtになると、図5(b)に示すように注意対象物41が自車両に接近して相対距離が小さくなる。この場合に、表示位置算出部23は、相対距離が小さくなるのに応じて所定距離が大きくなるように変化させ、所定距離をX1(>X0)に設定して表示位置を変更する。

0037

このように表示マークを注意対象物の横方向に表示することにより、自車両の進行方向に複数の注意対象物が存在している場合でも、それぞれの注意マークが重なって表示される可能性を低減することができる。

0038

さらに、表示位置算出部23は、注意マークを注意対象物の上方に表示してもよい。例えば、図6(a)に示すように、時刻T0において、注意対象物41が自車両から遠くに位置して相対距離が大きい場合には、注意対象物の上方に所定距離Zu0だけ離れた位置に注意マーク47を表示する。その後、Δtの時間が経過して時刻T1=T0+Δtになると、図6(b)に示すように注意対象物41が自車両に接近して相対距離が小さくなる。この場合に、表示位置算出部23は、相対距離が小さくなるのに応じて所定距離が大きくなるように変化させ、所定距離をZu1(>Zu0)に設定して表示位置を変更する。

0039

このように表示マークを注意対象物の上方に表示することにより、複数の注意対象物が自車両の前方に存在している場合でも、それぞれの注意マークが重なって表示される可能性を低減することができる。

0040

また、表示位置算出部23は、注意対象物が検出されてから注意マークを表示するまでの間に時間差がある場合には、注意マークの表示位置を補正してもよい。例えば、時間差の大きさに応じて、注意マークの表示位置を自車両に近い位置となるように補正する。このとき自車両の車速が速い場合には、注意マークの表示位置をより自車両に近い位置に補正する。

0041

ステップS60において、表示制御部7は、注意マークの表示サイズを算出する。表示制御部7の表示サイズ算出部25は、注意対象物の画像上の大きさに基づいて、フロントガラス上に表示する注意マークの表示サイズを算出する。図3では、注意対象物41の大きさを示す枠43の横幅よりも若干大きくなるように注意マーク47の表示サイズを設定しているが、枠43の横幅と等しくなるように設定してもよいし、若干小さくなるように設定してもよい。

0042

ステップS80において、画像生成部9は、上述した各処理で算出された表示位置、表示サイズとなるように注意マークの画像を生成して、HUD表示部39に出力する。こうして本実施形態に係る画像生成処理を終了する。

0043

この後、HUD表示部39によって、注意マークの画像がフロントガラス上に投影され、注意対象物に隣接して重畳するように注意マークの虚像が表示される。

0044

[実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る車両用表示装置1では、注意対象物のフロントガラス上の位置に基点を設定し、この基点から所定距離だけ離れた位置に注意マークの表示位置を設定する。そして、相対距離に応じて所定距離を変化させて注意マークの表示位置を変更する。これにより、注意対象物と自車両との間の相対距離が変化しても、常に適切な位置に注意マークを表示することができる。

0045

また、本実施形態に係る車両用表示装置1によれば、注意対象物の下方に注意マークを表示するので、複数の注意対象物が自車両の前方に存在している場合でも、それぞれの注意マークが重なって表示される可能性を低減することができる。

0046

さらに、本実施形態に係る車両用表示装置1によれば、注意対象物の横方向に注意マークを表示するので、自車両の進行方向に複数の注意対象物が存在している場合でも、それぞれの注意マークが重なって表示される可能性を低減することができる。

0047

また、本実施形態に係る車両用表示装置1によれば、注意対象物の上方に注意マークを表示するので、複数の注意対象物が自車両の前方に存在している場合でも、それぞれの注意マークが重なって表示される可能性を低減することができる。

0048

さらに、本実施形態に係る車両用表示装置1によれば、注意対象物が検出されてから注意マークを表示するまでの時間差に応じて注意マークの表示位置を補正するので、時間差に関係なく注意マークを適正な位置に表示することができる。

0049

なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

0050

1車両用表示装置
3注意対象物検出部
5車両状態検出部
7表示制御部
9画像生成部
21座標変換部
23 表示位置算出部
25 表示サイズ算出部
31前方カメラ
33車間距離センサ
35舵角センサ
37車速センサ
39 HUD表示部

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