(57)【要約】【課題】地図情報を有効利用可能な表示制御装置等を提供する。【解決手段】ＨＣＵ２０は、車両において用いられ、乗員の前景に重畳される虚像の表示を制御する。ＨＣＵ２０は、高精度地図データまたは高精度地図データよりも精度の低いナビゲーション地図データを取得する地図情報取得部２０３と、虚像を生成する表示生成部２０６とを備える。表示生成部２０６は、高精度地図データを取得可能である場合には、高精度地図データに基づく第１表示態様で虚像を生成する。表示生成部２０６は、高精度地図データを取得不可能である場合には、ナビゲーション地図データに基づく、第１表示態様とは異なる第２表示態様で虚像を生成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景に重畳される虚像（Ｖｉ）の表示を制御する表示制御装置であって、
前記車両の位置を取得する車両位置取得部（２０１）と、
前記位置に対応する高精度地図情報または前記高精度地図情報よりも精度の低い低精度地図情報を取得する地図情報取得部（２０３）と、
前記高精度地図情報を取得可能である場合には、前記高精度地図情報に基づく第１表示態様で前記虚像を生成し、前記高精度地図情報を取得不可能である場合には、前記低精度地図情報に基づく、前記第１表示態様とは異なる第２表示態様で前記虚像を生成する表示生成部（２０６）と、
を備える表示制御装置。
【請求項２】
前記高精度地図情報を取得可能か否かを判定する地図判定部（２０２）をさらに備える請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項３】
前記表示生成部は、前記第１表示態様において、前記前景中の特定の重畳対象に前記虚像を重畳させ、前記第２表示態様において、特定の重畳対象への前記虚像の重畳を中止させる請求項１または請求項２に記載の表示制御装置。
【請求項４】
前記表示生成部は、前記第１表示態様において、前記高精度地図情報に基づく重畳位置にて、前記前景中の特定の重畳対象に対して前記虚像を重畳させ、前記第２表示態様において、前記低精度地図情報に基づく重畳位置にて、前記特定の重畳対象に対して前記虚像を重畳させる請求項１または請求項２に記載の表示制御装置。
【請求項５】
前記表示生成部は、交差点（ＣＰ）を含む走行エリアにおける前記車両の走行予定経路を提示する経路案内画像を前記虚像に含み、前記第２表示態様で前記経路案内画像の生成を開始する前記交差点までの残距離を、前記第１表示態様で前記経路案内画像を生成する場合よりも短く設定する請求項４に記載の表示制御装置。
【請求項６】
前記表示生成部は、前記高精度地図情報に、前記車両の将来の走行区間についての情報が含まれていない場合には、前記第２表示態様で前記虚像を生成する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項７】
前記表示生成部は、前記車両の走行する道路形状に関して前記第１表示態様での前記虚像の生成を中止する形状条件が成立する場合には、前記高精度地図情報を取得可能であっても、前記第２表示態様で前記虚像を生成する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項８】
前記表示生成部は、前記車両の走行する道路形状に関して前記第１表示態様での前記虚像の生成を中止する形状条件が成立し、且つ前記高精度地図情報を取得可能な場合には、前記特定の重畳対象への重畳を中止された前記虚像を、前記高精度地図情報に基づいて生成する請求項３に記載の表示制御装置。
【請求項９】
車載センサ（４）から検出物体の高さ情報を取得するセンサ情報取得部（２０４）を備え、
前記表示生成部は、前記高精度地図情報を取得不可能であっても、前記センサ情報取得部にて前記高さ情報が取得される場合には、前記低精度地図情報と前記高さ情報との組み合わせに基づく表示態様で前記虚像を生成する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項１０】
前記第１表示態様および前記第２表示態様のいずれで前記虚像が生成されているのかを前記乗員に提示する態様提示部（２０６）をさらに有する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項１１】
前記地図情報取得部は、道路の勾配情報、区画線の３次元形状情報、および道路勾配が推定可能な情報の少なくとも１つを含む地図情報を前記高精度地図情報として取得する請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の表示制御装置。
【請求項１２】
車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景に重畳される虚像（Ｖｉ）の表示を制御する表示制御プログラムであって、
少なくとも１つの処理部（２０ａ）を、
前記車両の位置を取得する車両位置取得部（２０１）と、
前記位置に対応する高精度地図情報または前記高精度地図情報よりも精度の低い低精度地図情報を取得する地図情報取得部（２０３）と、
前記高精度地図情報を取得可能である場合には、前記高精度地図情報に基づく第１表示態様で前記虚像を生成し、前記高精度地図情報を取得不可能である場合には、前記低精度地図情報に基づく、前記第１表示態様とは異なる第２表示態様で前記虚像を生成する表示生成部（２０６）、として機能させる表示制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、虚像を表示させる表示制御装置および表示制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、虚像の表示制御に地図情報を利用するヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。この装置は、車両の現在位置と地図情報とに基づいて、車両前方の走路形状を虚像として表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３７９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、地図情報には、高精度地図情報と、高精度地図情報よりも比較的精度の低い低精度地図情報とが存在する。特許文献１には、これらの地図情報を有効利用することは想定されていない。
【０００５】
開示される目的は、地図情報を有効利用可能な表示制御装置および表示制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された表示制御装置のひとつは、車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景に重畳される虚像（Ｖｉ）の表示を制御する表示制御装置であって、車両の位置を取得する車両位置取得部（２０１）と、位置に対応する高精度地図情報または高精度地図情報よりも精度の低い低精度地図情報を取得する地図情報取得部（２０３）と、高精度地図情報を取得可能である場合には、高精度地図情報に基づく第１表示態様で虚像を生成し、高精度地図情報を取得不可能である場合には、低精度地図情報に基づく、第１表示態様とは異なる第２表示態様で虚像を生成する表示生成部（２０６）と、を備える。
【０００８】
開示された表示制御プログラムのひとつは、車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景に重畳される虚像（Ｖｉ）の表示を制御する表示制御プログラムであって、少なくとも１つの処理部（２０ａ）を、車両の位置を取得する車両位置取得部（２０１）と、位置に対応する高精度地図情報または高精度地図情報よりも精度の低い低精度地図情報を取得する地図情報取得部（２０３）と、高精度地図情報を取得可能である場合には、高精度地図情報に基づく第１表示態様で虚像を生成し、高精度地図情報を取得不可能である場合には、低精度地図情報に基づく、第１表示態様とは異なる第２表示態様で虚像を生成する表示生成部（２０６）、として機能させる。
【０００９】
これらの開示によれば、高精度地図情報を取得可能である場合には、虚像の生成に高精度地図情報が用いられ、高精度地図情報を取得不可能である場合には、虚像の生成に低精度地図情報が用いられる。以上により、高精度地図情報と低精度地図情報とを使い分けての虚像表示が可能となる。したがって、地図情報を有効利用可能な表示制御装置および表示制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係るＨＣＵを含む車両システムの概略図である。
【図２】ＨＵＤの車両への搭載例を示す図である。
【図３】ＨＣＵの概略的な構成を示すブロック図である。
【図４】重畳表示の一例を示す図である。
【図５】重畳表示の一例を示す図である。
【図６】非重畳表示の一例を示す図である。
【図７】変形例の重畳表示による表示ずれの様子を示す図である。
【図８】表示の切替タイミングの一例を示す概念図である。
【図９】ＨＣＵの実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係るＨＣＵを含む車両システムの概略図である。
【図１１】第２実施形態のＨＣＵの概略的な構成を示すブロック図である。
【図１２】第３実施形態にて表示生成部が実行する表示レイアウトのシミュレーションの一例を可視化して示す図である。
【図１３】第３実施形態における第１表示態様での虚像表示の一例を示す図である。
【図１４】第３実施形態にて表示生成部が実行する表示レイアウトのシミュレーションの一例を可視化して示す図である。
【図１５】第３実施形態における第２表示態様での虚像表示の一例を示す図である。
【図１６】第３実施形態における第２表示態様での虚像表示の一例を示す図である。
【図１７】ＨＣＵの実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】他の実施形態における第１表示態様での虚像表示の一例を示す図である。
【図１９】他の実施形態における第２表示態様での虚像表示の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態の表示制御装置について、図１〜図９を参照しながら説明する。第１実施形態の表示制御装置は、車両システム１に用いられるＨＣＵ（Human Machine Interface Control Unit）２０として提供される。車両システム１は、自動車といった路上を走行する車両Ａで用いられるものである。車両システム１は、一例として、図１に示すように、ＨＭＩ（Human Machine Interface）システム２、ロケータ３、周辺監視センサ４、運転支援ＥＣＵ６、およびナビゲーション装置７を含んでいる。ＨＭＩシステム２、ロケータ３、周辺監視センサ４、運転支援ＥＣＵ６、およびナビゲーション装置７は、例えば車内ＬＡＮに接続されている。
【００１２】
ロケータ３は、図１に示すように、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機３０、慣性センサ３１、高精度地図データベース（以下、高精度地図ＤＢ）３２、およびロケータＥＣＵ３３を備えている。ＧＮＳＳ受信機３０は、複数の人工衛星からの測位信号を受信する。慣性センサ３１は、例えばジャイロセンサおよび加速度センサを備える。
【００１３】
高精度地図ＤＢ３２は、不揮発性メモリであって、高精度地図データ（高精度地図情報）を格納している。高精度地図ＤＢ３２は、後述のロケータＥＣＵ３３のメモリ装置により提供されている。高精度地図データは、道路に関する情報、白線等の区画線および道路標示に関する情報、構造物に関する情報等を有している。道路に関する情報には、例えば地点別の位置情報、カーブ曲率や勾配、他の道路との接続関係といった形状情報が含まれている。区画線や道路標示に関する情報には、例えば区画線および道路標示の種別情報、位置情報、および３次元形状情報が含まれている。構造物に関する情報には、例えば各構造物の種別情報、位置情報、および形状情報が含まれている。ここで構造物は、道路標識、信号機、街灯、トンネル、陸橋および道路に面する建物等である。
【００１４】
高精度地図データは、上述の各種位置情報および形状情報を、３次元座標により表される特徴点の点群データやベクトルデータ等として有している。すなわち高精度地図データは、位置情報に関して経緯度に加えて高度を含んだ３次元地図であるということもできる。高精度地図データは、これらの位置情報を比較的小さい（例えばセンチメートルオーダーの）誤差で有している。高精度地図データは、高さ情報まで含んだ３次元座標による位置情報を有しているという点で精度の高い地図データであり、また、その位置情報の誤差が比較的小さいという点でも精度の高い地図データである。
【００１５】
高精度地図データは、実際の道路上を走行する測量車の収集した情報に基づき作成されている。したがって、高精度地図データは、情報の収集されたエリアに関して作成され、情報の収集されていないエリアに関しては範囲外となっている。一般的に、高精度地図データは、現状で高速道路、自動車専用道路について比較的広いカバレッジで整備され、一般道路について比較的狭いカバレッジで整備されている。
【００１６】
ロケータＥＣＵ３３は、プロセッサ、ＲＡＭ、メモリ装置、Ｉ／Ｏ、およびこれらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ロケータＥＣＵ３３は、ＧＮＳＳ受信機３０、慣性センサ３１、および車内ＬＡＮに接続されている。ロケータＥＣＵ３３は、ＧＮＳＳ受信機３０で受信する測位信号と、慣性センサ３１の計測結果とを組み合わせることにより、車両Ａの自車位置を逐次測位する。
【００１７】
なお、ロケータＥＣＵ３３は、自車位置の測位に、自車に搭載された車速センサから逐次出力される検出結果から求めた走行距離等を用いてもよい。また、ロケータＥＣＵ３３は、後述の高精度地図データと、道路形状および構造物の特徴点の点群を検出するＬＩＤＡＲ等の周辺監視センサ４での検出結果とを用いて、自車位置を特定してもよい。ロケータＥＣＵ３３は、自車位置情報を車内ＬＡＮへ出力する。
【００１８】
またロケータＥＣＵ３３は、図３に示すように、機能ブロックとして地図通知部３０１を有する。地図通知部３０１は、測位した自車位置情報と、高精度地図ＤＢ３２の高精度地図データに基づいて、自車位置に対応する情報である車両Ａの現在の自車位置についての情報が高精度地図データに含まれているか否かを判定する。地図通知部３０１は、例えば自車位置情報から車両Ａの走行軌跡を算出し、高精度地図データの道路形状と重ね合わせる所謂マップマッチング処理を実行する。地図通知部３０１は、このマップマッチング処理の結果から現在の自車位置が高精度地図データに含まれているか否かを判定する。または、地図通知部３０１は、自車位置情報に基づき、車両Ａの２次元位置情報（例えば経度、緯度）だけでなく高さ情報も利用して、現在の自車位置についての情報が高精度地図データに含まれているか否かを判定する。地図通知部３０１は、上述のマップマッチング処理または高さ情報を用いた処理により、高低差の異なる道路（例えば高架道路と地上道路）が近接している場合であっても、いずれの道路を車両Ａが走行中であるかを判別することができる。これにより地図通知部３０１は、判定精度を向上させることができる。地図通知部３０１は、判定結果に基づいて、自車位置についての情報が高精度地図データに含まれているまたは含まれていない旨を示す通知情報を、ＨＣＵ２０へと出力する。
【００１９】
図１に戻り、周辺監視センサ４は、自車の周辺環境を監視する自律センサである。周辺監視センサ４は、歩行者、人間以外の動物、自車以外の車両等の移動する動的物標、および路上の落下物、ガードレール、縁石、走行区画線等の路面表示、および樹木等の静止している静的物標といった自車周辺の対象物を検出する。
【００２０】
例えば周辺監視センサ４としては、自車周囲の所定範囲を撮像する周辺監視カメラ、自車周囲の所定範囲に探査波を送信するミリ波レーダ、ソナー、ＬＩＤＡＲ等の探査波センサがある。周辺監視カメラは、逐次撮像する撮像画像をセンシング情報として車内ＬＡＮへ逐次出力する。探査波センサは、対象物によって反射された反射波を受信した場合に得られる受信信号に基づく走査結果をセンシング情報として車内ＬＡＮへ逐次出力する。第１実施形態の周辺監視センサ４は、少なくとも、自車の前方の所定範囲を撮像範囲とする前方カメラ４１を含む。前方カメラ４１は、例えば、自車のルームミラー、インストルメントパネル上面等に設けられている。
【００２１】
運転支援ＥＣＵ６は、乗員による運転操作の代行を行う自動運転機能を実行する。運転支援ＥＣＵ６は、ロケータ３から取得する自車の車両位置および地図データ、周辺監視センサ４でのセンシング情報をもとに、自車の走行環境を認識する。
【００２２】
運転支援ＥＣＵ６で実行する自動運転機能の一例としては、駆動力および制動力を調整することで、先行車との目標車間距離を維持するように自車の走行速度を制御するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）機能がある。また、前方のセンシング情報をもとに制動力を発生させることで、自車を強制的に減速させるＡＥＢ（Autonomous Emergency Braking）機能がある。なお、運転支援ＥＣＵ６は、自動運転の機能として他の機能を備えていてもよい。
【００２３】
ナビゲーション装置７は、ナビゲーション地図データを格納したナビゲーション地図データベース（以下、ナビゲーション地図ＤＢ）７０を備える。ナビゲーション装置７は、設定される目的地までの時間優先、距離優先等の条件を満たす経路を探索し、その探索した経路に従った経路案内を行う。ナビゲーション装置７は、探索した経路を予定経路情報として車内ＬＡＮに出力する。
【００２４】
ナビゲーション地図ＤＢ７０は、不揮発性メモリであって、リンクデータ、ノードデータ、道路形状等のナビゲーション地図データを格納している。ナビゲーション地図データは、高精度地図データよりも比較的広範囲のエリアにて整備されている。リンクデータは、リンクを特定するリンクＩＤ、リンクの長さを示すリンク長、リンク方位、リンク旅行時間、リンクの始端と終端とのノード座標、および道路属性等の各データから構成される。ノードデータは、地図上のノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノード種別、ノードに接続するリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、交差点種別等の各データから構成される。
【００２５】
ナビゲーション地図データは、２次元の位置座標情報としてノード座標を有している。すなわちナビゲーション地図データは、位置情報に関して経緯度を含んだ２次元地図であるということもできる。ナビゲーション地図データは、位置情報に関して高さ情報を有していない点で高精度地図データよりも比較的低い精度の地図データであり、また、位置情報の誤差が比較的大きいという点でも低い精度の地図データである。ナビゲーション地図データは、低精度地図情報の一例である。
【００２６】
ＨＭＩシステム２は、操作デバイス２１、表示装置２３、およびＨＣＵ２０を備えており、自車のユーザである乗員からの入力操作を受け付けたり、自車の乗員に向けて情報を提示したりする。操作デバイス２１は、自車の乗員が操作するスイッチ群である。操作デバイス２１は、各種の設定を行うために用いられる。例えば、操作デバイス２１としては、自車のステアリングのスポーク部に設けられたステアリングスイッチ等がある。
【００２７】
表示装置２３は、例えばヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと表記）２３０、メータに設けられたマルチインフォメーションディスプレイ（ＭＩＤ）２３１、およびセンターインフォメーションディスプレイ（ＣＩＤ）２３２を含む。図２に示すようにＨＵＤ２３０は、自車のインストルメントパネル１２に設けられている。ＨＵＤ２３０は、例えば液晶式又は走査式等のプロジェクタ２３０ａにより、ＨＣＵ２０から出力される画像データに基づく表示画像を形成する。ＣＩＤ２３２の表示画面には、ナビゲーション地図データおよび目的地へ向けたルート情報等がナビゲーション装置７によって表示される。
【００２８】
ＨＵＤ２３０は、プロジェクタ２３０ａによって形成される表示画像を、例えば凹面鏡等の光学系２３０ｂを通じて、投影部材としてのフロントウインドシールドＷＳに規定された投影領域ＰＡに投影する。投影領域ＰＡは、運転席前方に位置するものとする。フロントウインドシールドＷＳによって車室内側に反射された表示画像の光束は、運転席に着座する乗員によって知覚される。また、透光性ガラスにより形成されるフロントウインドシールドＷＳを透過した、自車の前方に存在する風景としての前景からの光束も、運転席に着座する乗員によって知覚される。これにより、乗員は、フロントウインドシールドＷＳの前方にて結像される表示画像の虚像Ｖｉを、前景の一部と重ねて視認可能となる。
【００２９】
以上によりＨＵＤ２３０は、車両Ａの前景に虚像Ｖｉを重畳表示する。ＨＵＤ２３０は、虚像Ｖｉを前景中の特定の重畳対象に重畳し、所謂ＡＲ（Augmented Reality）表示を実現する。加えてＨＵＤ２３０は、虚像Ｖｉを特定の重畳対象に重畳せず、単に前景に重畳表示する非ＡＲ表示を実現する。なお、ＨＵＤ２３０が表示画像を投影する投影部材は、フロントウインドシールドＷＳに限られず、透光性コンバイナであってもよい。
【００３０】
ＨＣＵ２０は、プロセッサ２０ａ、ＲＡＭ２０ｂ、メモリ装置２０ｃ、Ｉ／Ｏ２０ｄ、これらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＨＵＤ２３０と車内ＬＡＮとに接続されている。ＨＣＵ２０は、メモリ装置２０ｃに記憶された表示制御プログラムを実行することにより、ＨＵＤ２３０による表示を制御する。ＨＣＵ２０は、表示制御装置の一例であり、プロセッサ２０ａは処理部の一例である。メモリ装置２０ｃは、コンピュータによって読み取り可能なプログラムおよびデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）である。また、非遷移的実体的記憶媒体は、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。
【００３１】
ＨＣＵ２０は、ＨＵＤ２３０にて虚像Ｖｉとして表示するコンテンツの画像を生成し、ＨＵＤ２３０へと出力する。虚像Ｖｉの一例として、ＨＣＵ２０は、図４〜図６に示すように、乗員に対して車両Ａの走行予定経路を案内する経路案内画像を生成する。
【００３２】
ＨＣＵ２０は、図４および図５に示すような、路面に対して重畳されるＡＲ案内画像Ｇｉ１を生成する。ＡＲ案内画像Ｇｉ１は、例えば走行予定経路に沿って路面上に連続して並ぶ３次元的な表示態様（以下、３次元表示態様）で生成される。図４は、勾配のある道路に対してＡＲ案内画像Ｇｉ１を重畳表示している例である。図５は、進行先で車線が増加している道路形状に沿ってＡＲ案内画像Ｇｉ１を重畳表示している例である。
【００３３】
またはＨＣＵ２０は、図６に示すような、単に前景に表示される非ＡＲ案内画像Ｇｉ２を経路案内画像として生成する。非ＡＲ案内画像Ｇｉ２は、例えば走行すべき車線をハイライト表示する画像、および進行ルートの示された交差点の画像等、フロントウインドシールドＷＳに対して固定された２次元的な表示態様（以下、２次元表示態様）で生成される。すなわち、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２は、前景中の特定の重畳対象には重畳されず、単に前景に重畳される虚像Ｖｉである。３次元表示態様は、第１表示態様の一例であり、２次元表示態様は、第２表示態様の一例である。
【００３４】
ＨＣＵ２０は、ＡＲ案内画像Ｇｉ１および非ＡＲ案内画像Ｇｉ２の生成に関わる機能ブロックとして、自車位置取得部２０１、地図判定部２０２、地図情報取得部２０３、センサ情報取得部２０４、表示態様決定部２０５、および表示生成部２０６を備える。自車位置取得部２０１は、ロケータ３から自車位置情報を取得する。自車位置取得部２０１は、車両位置取得部の一例である。
【００３５】
地図判定部２０２は、ロケータ３から取得した通知情報等に基づいて、虚像Ｖｉの生成に用いる地図情報として、高精度地図データおよびナビゲーション地図データのどちらを取得するかを判定する。
【００３６】
地図判定部２０２は、高精度地図データを取得可能か否か判定する。地図判定部２０２は、車両Ａの現在の自車位置が高精度地図データに含まれている場合に、高精度地図データを取得可能であると判定する。地図判定部２０２は、ロケータＥＣＵ３３から出力された通知情報に基づいて、この判定処理を行う。ここでの判定処理に用いられる自車位置には、虚像Ｖｉを重畳し得る車両Ａの周囲のエリアを含んでいてよい。また、地図判定部２０２は、ロケータ３からの通知情報によらず、ロケータ３から取得する自車位置情報と高精度地図データとに基づいて、自身で高精度地図データを取得可能か否か判定してもよい。地図判定部２０２は、上述の判定処理を走行中に継続的に実施してもよく、所定の走行区間ごとに断続的に実施してもよい。
【００３７】
また、地図判定部２０２は、高精度地図データに、車両Ａの将来走行区間ＧＳについての情報が含まれているか否かを判定する（区間判定処理）。将来走行区間ＧＳは、例えば、車両Ａの走行予定経路のうち、経路案内画像を表示する必要のある直近の走行区間である。経路案内画像を表示する必要のある表示区間は、例えば、交差点等の複数の道路が接続されている地点を含む区間、車線変更が必要な区間等である。
【００３８】
例えば地図判定部２０２は、図８に示すような将来走行区間ＧＳの全範囲が高精度地図データに含まれているか否か判定する。図８は、車両Ａが高速道路からランプウェイを通過して一般道路へと進入しようとする状況を示している。図８においては、車両Ａがランプウェイと一般道路とが接続される交差点ＣＰにて左折する場合を想定している。
【００３９】
図８の道路は、ランプウェイ上に示す２点鎖線を境界線として、高精度地図データおよびナビゲーション地図データの両方が整備されているエリアと、ナビゲーション地図データのみ整備されているエリアとに分かれている。このため将来走行区間ＧＳのうち、経路案内を開始する始点ｐｓ（例えば交差点ＣＰから３００ｍ手前の地点）から境界線までの区間は、高精度地図データに含まれている。一方で、境界線から経路案内を終了する終点ｐｆ（例えば交差点の退出点）までの区間は、高精度地図データに含まれておらず、ナビゲーション地図データのみに含まれている。この場合、地図判定部２０２は、高精度地図データに車両Ａの将来走行区間ＧＳについての情報が含まれていないと判定する。
【００４０】
地図判定部２０２は、例えばナビゲーション装置７から提供される予定経路情報およびロケータ３から提供される高精度地図データに基づいて、この区間判定処理を実施する。地図判定部２０２は、この区間判定処理を、車両Ａが始点ｐｓに到達したタイミングまたは接近したタイミングで実施する。または、地図判定部２０２は、ロケータＥＣＵ３３にて実施された上述の区間判定処理の判定結果を取得する構成であってもよい。
【００４１】
加えて、地図判定部２０２は、車両Ａの走行する道路形状に関してＡＲ案内画像Ｇｉ１の生成が不要な形状条件、すなわちＡＲ案内画像Ｇｉ１の生成を中止する形状条件が成立するか否かを判定する（形状判定処理）。形状条件は、例えば経路案内において、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２によって乗員に対して走行予定経路を正確に伝達することが可能な道路形状であると評価される場合に、成立する。そして、ＡＲ案内画像Ｇｉ１ではなく非ＡＲ案内画像Ｇｉ２を表示した場合に乗員が走行予定経路を誤認し得ると評価される場合、形状条件が不成立となる。ここで道路形状とは、道路の備える車線数、勾配や曲率、他の道路との接続関係等である。例えば、経路案内を実施する区間が１車線である場合、進行先の車線が一意に決定されるため、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２によって走行予定経路を正確に伝達可能であり、形状条件が成立する。また、右左折の案内を実施する交差点と車両Ａとの間に他の交差点が存在しない場合、右左折を実施する交差点が一意に決定されるため、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２によって走行予定経路を正確に伝達可能であり、形状条件が成立する。また、道路が実質的に勾配のない平坦路である場合、車両Ａの進行先を見通すことが可能であるため、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２によって走行予定経路を正確に伝達可能であり、形状条件が成立する。形状条件の成立は、例えば道路が平坦路であり且つ１車線のみである場合等、上述した複数の場合の組合せにより判定されてもよい。
【００４２】
地図判定部２０２は、ロケータ３から提供される高精度地図データ、周辺監視センサ４の検出情報等に基づいて、形状条件の成立有無を判定する。または、地図判定部２０２は、ロケータＥＣＵ３３にて実施された上述の形状判定処理の判定結果を取得する構成であってもよい。
【００４３】
地図判定部２０２は、現在の自車位置において高精度地図データを取得可能な場合に、高精度地図データを取得すると判定する。ただし地図判定部２０２は、高精度地図データに将来走行区間ＧＳについての情報が含まれていない場合、または形状条件が成立する場合には、現在の自車位置において高精度地図データを取得可能であっても、ナビゲーション地図データを取得すると判定する。
【００４４】
地図情報取得部２０３は、地図判定部２０２における判定結果に基づいて、高精度地図データおよびナビゲーション地図データのいずれかを取得する。地図情報取得部２０３は、高精度地図データを取得可能であると判定されている場合に、高精度地図データを取得する。地図情報取得部２０３は、高精度地図データを取得不可能であると判定されている場合に、高精度地図データではなくナビゲーション地図データを取得する。
【００４５】
ただし、地図情報取得部２０３は、案内地点に関する情報が高精度地図データに含まれていないと判定されている場合には、高精度地図データを取得可能であると判定されている場合であっても、ナビゲーション地図データを取得する。加えて地図情報取得部２０３は、形状条件が成立していると判定されている場合には、高精度地図データを取得可能であると判定されている場合であっても、ナビゲーション地図データを取得する。地図情報取得部２０３は、取得した地図情報を、表示態様決定部２０５へと逐次出力する。
【００４６】
センサ情報取得部２０４は、車両Ａの前方の検出物体に関する検出情報を取得する。検出情報には、ＡＲ案内画像Ｇｉ１の重畳対象である路面の高さ情報、または高さ情報を推定できる検出物体の高さ情報が含まれる。検出物体には、停止線、交差点の中央標示、および走行区画線等の路面標示や、道路標識、縁石、および信号機等の路上設置物が含まれる。検出情報は、ナビゲーション地図データを用いてＡＲ案内画像Ｇｉ１を生成する際に、ナビゲーション地図データまたはＡＲ案内画像Ｇｉ１の重畳位置を補正するための情報である。検出情報は、走行道路の形状情報、走行道路の車線数情報、および車両Ａが現在走行中の車線情報等を含んでいてもよい。センサ情報取得部２０４は、検出情報の取得を試み、取得できた場合に表示態様決定部２０５へと逐次出力する。
【００４７】
表示態様決定部２０５は、経路案内画像を３次元表示態様および２次元表示態様のどちらの表示態様で生成するか、すなわち、経路案内画像としてＡＲ案内画像Ｇｉ１および非ＡＲ案内画像Ｇｉ２のどちらを表示生成部２０６にて生成するか決定する。
【００４８】
ＨＵＤ２３０においては、ナビゲーション地図データに基づいてＡＲ案内画像Ｇｉ１を表示しようとした場合、図７に示す変形例のように路面に対してＡＲ案内画像Ｇｉ１が浮いたように表示されたり、または路面に対して埋まったように表示されたりし得る。このような重畳位置のずれは、ナビゲーション地図データが高精度地図データに比較して特に高さ情報の精度が低い、または高さ情報を有しておらず、道路の勾配形状を反映してＡＲ案内画像Ｇｉ１を生成することができないために発生する。表示態様決定部２０５は、重畳位置のずれたＡＲ案内画像Ｇｉ１の生成を抑制するため、高精度地図データの取得可否に基づき、生成する経路案内画像をＡＲ案内画像Ｇｉ１と非ＡＲ案内画像Ｇｉ２とから選択する。
【００４９】
表示態様決定部２０５は、地図情報取得部２０３にて高精度地図データが取得されている場合には、経路案内画像の表示態様を３次元表示態様に決定する。表示態様決定部２０５は、地図情報取得部２０３にて高精度地図データが取得不可能である場合には、経路案内画像の表示態様を２次元表示態様に決定する。ただし、表示態様決定部２０５は、地図情報取得部２０３にて高精度地図データが取得不可能である場合であっても、センサ情報取得部２０４にて検出情報が取得できている場合には、経路案内画像の表示態様を３次元表示態様に決定する。表示態様決定部２０５は、決定した表示態様を表示生成部２０６へと出力する。
【００５０】
表示生成部２０６は、取得された各種情報に基づき、表示態様決定部２０５にて決定された表示態様にて経路案内画像を生成する。表示態様が３次元表示態様に決定されている場合、表示生成部２０６は、高精度地図データの３次元位置座標の情報に基づいて、ＡＲ案内画像Ｇｉ１を重畳する路面の３次元の位置座標を特定する。表示生成部２０６は、路面の位置座標と、自車位置座標とに基づき、車両Ａに対する路面の相対的な３次元位置（相対位置）を特定する。また、表示生成部２０６は、高精度地図データに基づき路面の勾配情報を算出または取得する。表示生成部２０６は、例えば坂道を規定する２地点の位置座標を用いた幾何学的な演算により勾配情報を算出する。または、表示生成部２０６は、区画線の３次元形状情報に基づき勾配情報を算出してもよい。または、表示生成部２０６は、高精度地図データの含む情報のうち勾配情報を推定可能な情報に基づき勾配情報を推定してもよい。表示生成部２０６は、特定された相対位置、ＤＳＭ２２から取得される乗員の視点位置、および投影領域ＰＡの位置の関係、および相対位置における路面の勾配等に基づき、幾何学的な演算によってＡＲ案内画像Ｇｉ１の投影位置および投影形状を算出する。表示生成部２０６は、算出結果に基づいてＡＲ案内画像Ｇｉ１を生成し、ＨＵＤ２３０へデータを出力してＡＲ案内画像Ｇｉ１を虚像Ｖｉとして表示させる。
【００５１】
また表示生成部２０６は、センサ情報取得部２０４にて検出情報が取得できていることに基づいて３次元表示態様に決定されている場合、ナビゲーション地図の２次元位置座標と、周辺情報とを組み合わせて、ＡＲ案内画像Ｇｉ１を生成する。例えば表示生成部２０６は、検出情報から取得される、または推定される高さ情報と、ナビゲーション地図の２次元位置座標とから、ＡＲ案内画像Ｇｉ１を重畳する路面の３次元の位置座標を特定する。表示生成部２０６は、特定した位置座標を用いて、高精度地図データを用いる場合と同様にＡＲ案内画像Ｇｉ１の投影位置および投影形状を算出する。なお、表示生成部２０６は、検出情報に走行道路の形状情報、走行道路の車線数情報、および車両Ａが現在走行中の車線情報等が含まれている場合、これらの情報をＡＲ案内画像Ｇｉ１の重畳位置の補正に利用してもよい。
【００５２】
表示態様が２次元表示態様に決定されている場合、表示生成部２０６は、ナビゲーション地図の２次元位置座標の情報を取得し、経路案内画像を生成する。表示生成部２０６は、２次元位置座標を取得していることに基づき、経路案内画像の前景に対する重畳位置を、予め設定された位置に決定する。表示生成部２０６は、２次元位置座標に基づき、経路案内画像の投影形状を決定し、経路案内画像を生成する。表示生成部２０６は、ＨＵＤ２３０へ生成したデータを出力して経路案内画像を非ＡＲ表示の虚像Ｖｉとして表示させる。
【００５３】
加えて、表示生成部２０６は、表示している経路案内画像の表示態様を乗員に提示する態様提示画像Ｉｉを生成する。表示生成部２０６は、例えば態様提示画像Ｉｉを文字画像として生成する。図４〜図６に示す例では、ＡＲ案内画像Ｇｉ１が表示されている場合、表示生成部２０６は、「３Ｄ」の文字画像にて３次元表示態様を示す態様提示画像Ｉｉとして生成している。そして非ＡＲ案内画像Ｇｉ２が表示されている場合、表示生成部２０６は、「２Ｄ」の文字画像を、２次元表示態様を示す態様提示画像Ｉｉとして生成している。
【００５４】
なお、表示生成部２０６は、態様提示画像Ｉｉを、記号や図柄等の文字情報以外の情報として提示してもよい。また、表示生成部２０６は、態様提示画像ＩｉをＣＩＤ２３２やＭＩＤ２３１等のＨＵＤ２３０以外の表示装置に表示させてもよい。この場合、表示生成部２０６は、表示態様を乗員に提示しつつＨＵＤ２３０の投影領域ＰＡ内の情報量を低減させることができ、乗員の煩わしさを低減できる。「表示生成部２０６」は、「態様提示部」の一例である。
【００５５】
次に、ＨＣＵ２０の実行する表示処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。ＨＣＵ２０は、図９の処理を、ナビゲーション装置７に目的地が設定されて走行予定経路が設定された場合に開始する。
【００５６】
まずステップＳ１０では、経路案内表示を開始するか否かを判定する。例えばステップＳ１０では、案内地点と車両Ａとの間の距離が閾値（例えば３００ｍ）を下回った場合に、経路案内表示を開始すると判定する。経路案内表示を開始すると判定すると、ステップＳ２０へと進み、ロケータ３から自車位置情報を取得する。
【００５７】
次にステップＳ３０では、ロケータ３から自車位置およびその周辺に関する通知情報を取得して、ステップＳ４０へと進む。ステップ４０では、通知情報等に基づき、高精度地図データを取得可能であるか否かを判定する。取得可能であると判定すると、ステップＳ４２へと進む。
【００５８】
ステップＳ４２では、ロケータ３からの情報に基づいて、将来走行区間ＧＳに、高精度地図データがあるか否かを判定する。将来走行区間ＧＳに高精度地図データがあると判定されると、ステップＳ４４へと進み、形状条件が成立するか否かを判定する。形状条件が成立しないと判定されると、ステップＳ５０へと進む。
【００５９】
ステップＳ５０では、地図情報取得部２０３が高精度地図データを取得する。ステップＳ６０では、取得された高精度地図データの３次元座標に基づいて、３次元表示態様の経路案内画像を生成し、ステップＳ１２０へと進む。ステップＳ１２０では、生成した経路案内画像をＨＵＤ２３０へと出力し、ＨＵＤ２３０に経路案内画像を虚像Ｖｉとして生成させる。
【００６０】
一方ステップＳ４０にて、高精度地図データを取得不可能であると判定されると、ステップＳ７０へと進む。ステップＳ７０では、車載センサから検出情報を取得可能であるか否かを判定する。検出情報を取得不可能であると判定された場合、ステップＳ８０へと進む。
【００６１】
ステップＳ８０では、ナビゲーション装置７よりナビゲーション地図データを取得して、ステップＳ９０へと進む。ステップＳ９０では、ナビゲーション地図データに基づき、２次元表示態様で経路案内画像を生成する。その後ステップＳ１２０へと進み、生成した経路案内画像をＨＵＤ２３０へと出力する。
【００６２】
また、ステップＳ４２にて将来走行区間ＧＳが高精度地図データに含まれないと判定された場合にも、ステップＳ８０へと進む。加えて、ステップＳ４４にて形状条件が成立すると判定された場合にも、ステップＳ８０へと進む。
【００６３】
一方、ステップＳ７０にて周辺監視センサ４から検出情報を取得可能であると判定された場合には、ステップＳ１００へと進む。ステップＳ１００では、ナビゲーション地図データおよび検出情報を取得する。ステップＳ１１０では、ナビゲーション地図データおよび検出情報に基づいて、３次元表示態様の経路案内画像を生成する。その後ステップＳ１２０にて、生成した画像データを、ＨＵＤ２３０へと出力する。
【００６４】
次に第１実施形態のＨＣＵ２０の構成および作用効果について説明する。
【００６５】
ＨＣＵ２０は、前景中における虚像Ｖｉの重畳位置に関する地図情報を、高精度地図データまたはナビゲーション地図データとして取得する地図情報取得部２０３と、地図情報に基づいて虚像Ｖｉを生成する表示生成部２０６とを備える。表示生成部２０６は、高精度地図データを取得可能である場合には、高精度地図データに基づく３次元表示態様で虚像Ｖｉを生成し、高精度地図データを取得不可能である場合には、ナビゲーション地図データに基づく、２次元表示態様で虚像Ｖｉを生成する。
【００６６】
これによれば、高精度地図データを取得可能である場合には、虚像Ｖｉの生成に高精度地図データが用いられ、高精度地図データを取得不可能である場合には、虚像Ｖｉの生成に低精度地図情報が用いられる。これにより、高精度地図データと低精度地図情報とを使い分けての虚像Ｖｉの表示が可能となる。以上により、地図情報を有効利用可能なＨＣＵ２０および表示制御プログラムを提供することができる。
【００６７】
表示生成部２０６は、３次元表示態様において、虚像Ｖｉを前景中の特定の重畳対象である路面に重畳させ、２次元表示態様において、虚像Ｖｉを路面に重畳させない。これにより、ＨＣＵ２０は、比較的低精度なナビゲーション地図データに基づいて虚像Ｖｉを路面に重畳させることを回避できる。したがって、ＨＣＵ２０は、精度の低い地図情報に基づく虚像Ｖｉの重畳表示によって表示位置のずれが発生することを抑制できる。
【００６８】
表示生成部２０６は、高精度地図データに、車両Ａの将来走行区間ＧＳに関する情報が含まれていない場合には、高精度地図データを取得可能である場合であっても、２次元表示態様で虚像Ｖｉを生成する。これによれば、現在位置において高精度地図データの取得が可能な場合であっても、案内地点において高精度地図データがない場合、３次元表示態様での虚像Ｖｉの生成を行わない。このため、案内地点の付近で虚像Ｖｉの表示態様が３次元表示態様から２次元表示態様へと変更することを回避できる。したがって、ＨＣＵ２０は、虚像Ｖｉの表示態様の変更により乗員に煩わしさを与えることを抑制できる。
【００６９】
表示生成部２０６は、車両Ａの走行する道路形状に関して３次元表示態様での虚像Ｖｉの生成を中止する形状条件が成立する場合には、高精度地図データを取得可能である場合であっても、２次元表示態様で虚像Ｖｉを生成する。これによれば、ＨＣＵ２０は、走行道路が２次元表示態様の虚像Ｖｉで比較的乗員に情報を伝達しやすい道路形状である場合には、２次元表示態様で虚像Ｖｉを生成できる。これにより、ＨＣＵ２０は、虚像Ｖｉの情報を乗員に伝達しつつ、高精度地図データを用いることによる処理の煩雑化を抑制できる。
【００７０】
ＨＣＵ２０は、周辺監視センサ４から検出情報を取得するセンサ情報取得部２０４を備える。表示生成部２０６は、高精度地図データを取得不可能である場合で、センサ情報取得部２０４にて検出情報を取得可能である場合には、ナビゲーション地図データと検出情報との組み合わせに基づく３次元表示態様で虚像Ｖｉを生成する。これによれば、ＨＣＵ２０は、高精度地図データを取得不可能である場合であっても、ナビゲーション地図データに検出情報を組み合わせることで、高精度地図データに基づく表示態様と同様の表示態様で、虚像Ｖｉを生成できる。
【００７１】
表示生成部２０６は、３次元表示態様および２次元表示態様のいずれで虚像Ｖｉが生成されているのかを乗員に提示する。これによれば、ＨＣＵ２０は、虚像Ｖｉの表示態様を乗員に対してより直接的に提示することができる。したがって、ＨＣＵ２０は、乗員に対して虚像Ｖｉの示す情報の理解を促進させることが可能となる。
【００７２】
地図情報取得部２０３は、道路の勾配情報、区画線の３次元形状情報、および道路勾配が推定可能な情報の少なくとも１つを含む地図情報を高精度地図データとして取得する。これによれば、ＨＣＵ２０は、道路の勾配情報を取得または推定して３次元表示態様の虚像Ｖｉを生成できる。このため、ＨＣＵ２０は、３次元表示態様の虚像Ｖｉの表示位置のずれをより確実に抑制できる。
【００７３】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態におけるＨＣＵ２０の変形例について説明する。図１０および図１１において第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。
【００７４】
第１実施形態において、ＨＣＵ２０は、ロケータ３に格納された高精度地図データを取得するとした。これに代えて、ＨＣＵ２０は、プローブ地図データを高精度地図情報として取得してもよい。
【００７５】
センタ９は、複数のプローブ車両Ｍから送信されたプローブ情報を通信部９１にて受信し、制御部９０に保存する。プローブ情報は、各プローブ車両Ｍにおける周辺監視センサ４、またはロケータ３等により取得された情報であり、プローブ車両Ｍの走行軌跡、道路の形状情報等を、３次元位置座標にて表される情報として含んでいる。
【００７６】
制御部９０は、プロセッサ、ＲＡＭ、メモリ装置、Ｉ／Ｏ、およびこれらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータを主体として構成されている。制御部９０は、機能ブロックとして地図生成部９０ａを備える。地図生成部９０ａは、取得したプローブ情報に基づいて、プローブ地図データを生成する。プローブ情報が３次元位置座標を含むデータであるため、生成されるプローブ地図データは、各地点の高さ情報を含んだ３次元地図データとなる。
【００７７】
車両システム１は、通信部８にて無線通信網を介してセンタ９と通信し、プローブ地図データを取得する。通信部８は、取得したプローブ地図データを、運転支援ＥＣＵ６に保存する。
【００７８】
運転支援ＥＣＵ６は、機能ブロックとして地図通知部６０１を有する。地図通知部６０１は、第１実施形態におけるロケータ３の地図通知部３０１と同様に、測位した車両位置と、ナビゲーション装置７から取得した情報とに基づき、自車位置およびその周囲のエリアに関する情報がプローブ地図データに含まれているか否かを判定する。地図通知部６０１は、自車位置およびその周囲のエリアに関する情報がプローブ地図データに含まれていると判定した場合には、その旨を通知情報としてＨＣＵ２０に出力する。
【００７９】
ＨＣＵ２０の地図情報取得部２０３は、地図判定部２０２にて高精度地図情報であるプローブ地図データを取得可能であると判定された場合には、運転支援ＥＣＵ６からプローブ地図データを取得する。表示生成部２０６は、プローブ地図データに基づいて、ＡＲ案内画像Ｇｉ１を生成する。
【００８０】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態におけるＨＣＵ２０の変形例について説明する。図１２〜図１７において第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。
【００８１】
第３実施形態のＨＣＵ２０は、第１表示態様において、高精度地図データに基づく重畳位置にて、路面に対して経路案内画像を重畳表示させ、第２表示態様において、ナビゲーション地図データに基づく重畳位置にて、路面に対して経路案内画像を重畳表示させる。以下において、第１表示態様の経路案内画像を、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１、第２表示態様の経路案内画像を、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２と表記する。
【００８２】
表示態様決定部２０５は、高精度地図データを取得可能な場合には、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の表示を決定し、高精度地図データを取得不可能であり且つナビゲーション地図データを取得可能な場合には、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の表示を決定する。
【００８３】
ただし、表示態様決定部２０５は、高精度地図データの新しさ（鮮度）に関して定められた鮮度条件が成立する場合には、高精度地図データを取得可能であっても、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の表示を決定する。鮮度条件は、例えば、高精度地図データがナビゲーション地図データよりも古い場合に成立する。
【００８４】
加えて、表示態様決定部２０５は、第２表示態様にて表示する場合における重畳位置ずれの大きさを、取得した各種情報に基づいて評価する。表示態様決定部２０５は、例えば自車位置の測位精度、および地物認識情報の有無に基づいて、重畳位置ずれの大きさを評価する。
【００８５】
表示態様決定部２０５は、自車位置の測位精度について、所定のレベル以上であるか否かを判定する。具体的には、表示態様決定部２０５は、ロケータ３から取得した自車位置を、周辺監視センサ４から取得した検出情報により評価する。例えば、表示態様決定部２０５は、前方カメラ４１の撮像画像から交差点ＣＰを検出し、交差点ＣＰに対する車両Ａの相対位置を解析する。そして表示態様決定部２０５は、当該相対位置と地図データとから特定される車両Ａの位置と、ロケータ３から取得した自車位置とのずれの大きさが、所定のレベル以上であるか否か判定する。なお、表示態様決定部２０５は、車両Ａの位置を特定可能な交差点ＣＰ以外の物体を撮像画像から検出し、上述の処理を実施してもよい。表示態様決定部２０５は、撮像画像の解析結果を運転支援ＥＣＵ６等の他のＥＣＵから取得してもよい。
【００８６】
なお、表示態様決定部２０５は、疑似距離の残差、ロケータ３にて捕捉された測位衛星の個数、測位信号のＳ／Ｎ比等に基づく測位精度の評価値が所定のレベル以上の高さであるか否かを判定してもよい。
【００８７】
表示態様決定部２０５は、地物認識情報が周辺監視センサ４から取得されているか否かを判定する。地物認識情報は、周辺監視センサ４による地物の認識情報であり、車両Ａの前後左右方向の重畳位置の補正に使用可能な情報である。当該地物には、例えば、停止線、交差点の中央標示、走行区画線等の路面標示が含まれる。これらの地物の車両Ａに対する相対位置に基づき、地図データ上での自車位置を補正することで、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の前後左右方向の重畳位置を補正可能である。なお、路面標示以外に、縁石等の道路境界、標識等の路上設置物などが自車位置の補正に使用可能な地物に含まれていてもよい。
【００８８】
表示態様決定部２０５は、以上の各種情報の組み合わせ、すなわち自車位置の測位精度の高低、および地物認識情報の有無の組み合わせに基づいて、表示される第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置ずれの大きさを評価する。例えば、表示態様決定部２０５は、組み合わせに応じて、重畳位置ずれの大きさを「小」「中」「大」の３段階のレベルに分類する。
【００８９】
具体的には、表示態様決定部２０５は、測位精度が所定のレベル以上であり、地物認識情報が有る場合には、ずれの大きさ小と判定する。表示態様決定部２０５は、測位精度が所定のレベル以上であり、地物認識情報が無い場合には、ずれの大きさ中と判定する。表示態様決定部２０５は、測位精度が所定のレベル未満であり、地物認識情報が有る場合にも、ずれの大きさ中と判定する。表示態様決定部２０５は、測位精度が所定のレベル未満であり、地物認識情報も無い場合には、ずれの大きさ大と判定する。
【００９０】
表示態様決定部２０５は、表示態様の決定結果および第２表示態様の場合に評価したずれの大きさを、経路案内画像の生成に必要な情報とともに表示生成部２０６へと提供する。
【００９１】
表示生成部２０６は、表示態様決定部２０５から提供された情報に基づき、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１および第２ＡＲ案内画像ＣＴ２のいずれかを生成する。各ＡＲ案内画像ＣＴ１，ＣＴ２は、ＡＲ表示によって案内地点における車両Ａの走行予定経路を示す。各ＡＲ案内画像ＣＴ１，ＣＴ２は、第１実施形態と同様に路面を重畳対象としたＡＲ虚像である。一例として、交差点ＣＰを含む走行エリアにおける交差点ＣＰでの右左折（図では左折）を案内するシーンの場合、各ＡＲ案内画像ＣＴ１，ＣＴ２は、交差点ＣＰへの進入経路を示す進入経路コンテンツＣＴａと、交差点ＣＰからの退出経路を示す退出経路コンテンツＣＴｅとを含んでいる。進入経路コンテンツＣＴａは、例えば、走行予定経路に沿って並んだ三角形状の複数のオブジェクトとされる。退出経路コンテンツＣＴｅは、走行予定経路に沿って並んだ矢印形状の複数のオブジェクトとされる。
【００９２】
第１ＡＲ案内画像ＣＴ１を生成する場合、表示生成部２０６は、高精度地図データを利用して第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の重畳位置および重畳形状を決定する。具体的には、表示生成部２０６は、高精度地図データに基づく路面位置、ロケータ３による自車位置、ＤＳＭ２２による乗員の視点位置、および設定された投影領域ＰＡの位置関係等の各種位置情報を用いる。表示生成部２０６は、この各種位置情報に基づき、幾何学的な演算により第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の重畳位置および重畳形状を算出する。
【００９３】
詳記すると、表示生成部２０６は、高精度地図データに基づく自車位置情報、高精度地図データおよび検出情報等に基づいて車両Ａの現在の走行環境を仮想空間中に再現する。詳記すると、図１２に示すように、表示生成部２０６は、仮想の３次元空間の基準位置に自車オブジェクトＡＯを設定する。表示生成部２０６は、地図データの示す形状の道路モデルを、自車位置情報に基づき、自車オブジェクトＡＯに関連付けて、３次元空間にマッピングする。
【００９４】
表示生成部２０６は、自車オブジェクトＡＯに関連付けて、仮想カメラ位置ＶＰおよび重畳範囲ＳＡを設定する。仮想カメラ位置ＶＰは、乗員の視点位置に対応する仮想位置である。表示生成部２０６は、ＤＳＭ２２から取得される最新の視点位置座標に基づき、自車オブジェクトＡＯに対する仮想カメラ位置ＶＰを逐次補正する。重畳範囲ＳＡは、虚像Ｖｉの重畳表示が可能となる範囲である。表示生成部２０６は、仮想カメラ位置ＶＰと、記憶部１３（図１参照）等に予め記憶された投影領域ＰＡの外縁位置（座標）情報とに基づき、仮想カメラ位置ＶＰから前方を見たときに結像面の内側となる前方範囲を、重畳範囲ＳＡとして設定する。重畳範囲ＳＡは、ＨＵＤ２３０の投影領域ＰＡおよび画角に対応している。
【００９５】
表示生成部２０６は、仮想空間中に第１ＡＲ案内画像ＣＴ１を模る仮想オブジェクトＶＯを配置する。仮想オブジェクトＶＯは、３次元空間の道路モデルの路面上において、走行予定経路に沿うように配置される。仮想オブジェクトＶＯは、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１を虚像表示させる場合に、仮想空間中に設定される。仮想オブジェクトＶＯは、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の位置と形状を規定する。すなわち、仮想カメラ位置ＶＰから見た仮想オブジェクトＶＯの形状が、視点位置から視認される第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の虚像形状となる。
【００９６】
表示生成部２０６は、自車車線Ｌｎｓ上の仮想オブジェクトＶＯに関して、車線幅方向における自車車線Ｌｎｓの中央部Ｌｃに配置する。中央部Ｌｃは、例えば、自車車線Ｌｎｓの走行区画線または道路端により規定される両側の車線境界線同士の中間点である。
【００９７】
これにより、進入経路コンテンツＣＴａの重畳位置は、自車車線Ｌｎｓの実質的な中央部Ｌｃに設定される（図３参照）。なお、現在走行中の自車車線Ｌｎｓと、交差点ＣＰへの進入車線が異なる場合には、進入経路コンテンツＣＴａは、自車車線Ｌｎｓの中央部から進入車線の中央部へと移り、進入車線の中央部を辿って延びるように表示されればよい。
【００９８】
また、退出経路コンテンツＣＴｅは、走行予定経路に沿って、進入経路コンテンツＣＴａに続いて並ぶように配置される。退出経路コンテンツＣＴｅは、交差点ＣＰおよび退出車線の中央部における路面から浮いた位置に重畳される。なお、退出経路コンテンツＣＴｅは、図１３に示すように、重畳対象の路面が視認不可能な場合には、画角内の路面上端よりも上方に浮いて視認されるように、重畳位置を決定される。
【００９９】
表示生成部２０６は、以上の第１ＡＲ案内画像ＣＴ１を、交差点ＣＰまでの残距離が閾値（例えば３００ｍ）を下回った場合に表示開始する。表示生成部２０６は、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の重畳位置および重畳形状を逐次更新することで、路面に相対固定されているように表示させる。すなわち、表示生成部２０６は、車両Ａの走行に伴って相対的に移動する路面に追従するように、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１を乗員の見た目上で移動可能に表示させる。
【０１００】
第２ＡＲ案内画像ＣＴ２を生成する場合、表示生成部２０６は、高精度地図データの代わりにナビゲーション地図データを利用して第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置および重畳形状を決定する。この場合、表示生成部２０６は、重畳対象の路面を起伏のない平坦な路面と仮定して、その路面位置を設定する。例えば、表示生成部２０６は、水平面の路面を重畳対象の仮想路面に設定して、その仮想路面位置と他の各種位置情報とに基づく幾何学的な演算により、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置および重畳形状を算出する。
【０１０１】
したがって、この場合に表示生成部２０６により設定される仮想路面は、高精度地図データに基づいて設定されたものと比較して、より不正確なものとなり得る。例えば、図１４に示すように、上り勾配の路面に勾配のない平坦な交差点ＣＰが連なる道路形状の場合、交差点ＣＰ部分の仮想路面が、実際の路面に対してずれたものとなり得る。なお、図１４の例では、交差点ＣＰ部分の仮想路面のずれを明示するため、仮想路面の形状が上り勾配を反映したものとしているが、実際には上り勾配が仮想路面に反映されるとは限らない。
【０１０２】
第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の生成において、表示生成部２０６は、仮想空間中の仮想オブジェクトＶＯの左右方向の位置を、ずれの大きさに基づいて決定する。具体的には、ずれの大きさが小レベルである場合、表示生成部２０６は、車両Ａの中央に対応する重畳範囲ＳＡ内の位置である車両中央位置Ｖｃに仮想オブジェクトＶＯを配置する。ここで車両中央位置Ｖｃは、車幅方向における車両Ａの中央を通り、且つ車両Ａの前後方向に延びる仮想の直線を仮想路面上に想定した場合における、重畳範囲ＳＡ内での当該直線の位置である。これにより、進入経路コンテンツＣＴａは、図５に示すように、投影領域ＰＡの上下方向に対して傾いた並びとなる。
【０１０３】
そして、ずれの大きさが中レベルまたは大レベルである場合、表示生成部２０６は、投影領域ＰＡの左右方向における中央部Ａｃに第２ＡＲ案内画像ＣＴ２を配置する。この場合、進入経路コンテンツＣＴａは、図６に示すように、投影領域ＰＡの上下方向に並んで配置された状態で表示される。
【０１０４】
また、表示生成部２０６は、地物認識情報が有る場合、当該地物認識情報に基づき重畳位置を補正する。例えば、表示生成部２０６は、ナビゲーション地図データに基づき設定された仮想路面上での前後左右方向の自車位置を、地物認識情報に基づき補正した上で、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置および重畳形状を算出する。
【０１０５】
なお、表示生成部２０６は、地図データ以外の高さ情報である高さ補正情報が有る場合、当該高さ補正情報に基づき重畳位置を補正する。高さ補正情報は、例えば、路車間通信により取得される路側装置の３次元位置情報等である。この場合、表示生成部２０６は、車両Ａに搭載されたＶ２Ｘ通信器を介して、情報を取得すればよい。表示生成部２０６は、または、高さ補正情報は、周辺監視センサ４による検出物体の高さ情報であってもよい。すなわち、周辺監視センサ４の検出情報の解析により路上設置物、路面標示等の３次元位置情報を特定可能な場合、当該３次元位置情報に含まれる高さ情報が、高さ補正情報に含まれてもよい。表示生成部２０６は、例えば、高さ補正情報に基づき仮想路面の位置および形状を水平面の路面から変更することで、当該仮想路面上に仮想的に配置される第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の高さ方向の重畳位置を補正する。
【０１０６】
加えて、表示生成部２０６は、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳表示を、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１よりも走行予定経路の手前側までに制限する。具体的には、表示生成部２０６は、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の退出経路コンテンツＣＴｅについて、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１よりも走行予定経路の車両Ａから離れた側に重畳される部分を非表示とし、手前側に重畳される部分のみを表示させる。図１５および図１６に示す例では、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１が表示される場合には退出経路コンテンツＣＴｅが３つ表示されるのに対して、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２が表示される場合には、退出経路コンテンツＣＴｅがより手前側の１つのみに制限されている。すなわち、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２は、交差点ＣＰからの退出方向を提示し、退出経路の道筋に関しては提示しないコンテンツとされ、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１と比較して簡素なものとなる。
【０１０７】
表示生成部２０６は、以上の第２ＡＲ案内画像ＣＴ２を、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１とは異なるタイミングで表示開始する。具体的には、表示生成部２０６は、交差点ＣＰまでの残距離が第１閾値を下回った段階では、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の代わりに非ＡＲ案内画像Ｇｉ２を表示させる。そして、表示生成部２０６は、残距離が第１閾値よりも小さい第２閾値（例えば１００ｍ）を下回った場合に、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２から第２ＡＲ案内画像ＣＴ２へと表示を切り替える。すなわち、表示生成部２０６は、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１を表示する場合よりも、交差点ＣＰにより接近した段階で、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の表示を開始する。なお、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２を表示させる閾値は、第２閾値よりも大きい値であれば第１閾値でなくてもよい。
【０１０８】
次に、ＨＣＵ２０の実行する表示処理について、図１７のフローチャートを参照して説明する。なお、図１７に示す処理のうち、図９のフローチャートと同一の符号のステップに関しては、説明を適宜省略する。
【０１０９】
ＨＣＵ２０は、ステップＳ４４にて形状条件が不成立であると判定されると、ステップＳ４６へと進む。ステップＳ４６では、表示態様決定部２０５にて、高精度地図データの鮮度条件を判定する。鮮度条件が不成立であると判定した場合には、ステップＳ５０へと進み、鮮度条件が成立すると判定した場合には、ステップＳ８０へと進む。
【０１１０】
ステップＳ５０にて高精度地図データを取得すると、ステップＳ６５へと進み、表示生成部２０６にて第１ＡＲ案内画像ＣＴ１を生成する。一方で、ステップＳ８０にてナビゲーション地図データを取得した場合には、ステップＳ８１へと進む。
【０１１１】
ステップＳ８１では、表示生成部２０６にて、交差点ＣＰまでの残距離が第２閾値を下回るか否かを判定する。第２閾値を下回っていないと判定した場合には、ステップＳ８２へと進み、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２を生成した後、ステップＳ１２０へと進む。一方で、ステップＳ８１にて第２閾値を下回ったと判定された場合には、ステップＳ８３へと進む。ステップＳ８３では、表示態様決定部２０５等にて、センサ情報取得部２０４を介して重畳位置の補正情報が取得される。なお、取得可能な補正情報が無い場合には、ステップＳ８３はスキップされる。
【０１１２】
次に、ステップＳ８４では、表示態様決定部２０５にて、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の位置ずれの大きさを評価し、ステップＳ９５へと進む。ステップＳ９５では、取得したナビゲーション地図データ、補正情報、および位置ずれの大きさに関する情報等に基づいて、表示生成部２０６にて、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２を生成する。
【０１１３】
以上に説明した第３実施形態によれば、第１表示態様において、高精度地図情報に基づく重畳位置にて路面に対して第１ＡＲ案内画像ＣＴ１が重畳表示される。そして、第２表示態様において、ナビゲーション地図データに基づく重畳位置にて第２ＡＲ案内画像ＣＴ２が重畳表示される。故に、ＨＣＵ２０は、高精度地図データを利用可能なエリアと利用不可能なエリアとで、地図データを使い分けつつ、特定の重畳対象に対して虚像Ｖｉを重畳表示可能である。
【０１１４】
また、表示生成部２０６は、交差点ＣＰまでの残距離が、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１を表示開始する第１閾値よりも短い第２閾値に到達すると、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の表示を開始する。交差点ＣＰは比較的平坦な地形である場合が多いため、表示生成部２０６は、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の表示シーンよりも交差点ＣＰに接近した段階で第２ＡＲ案内画像ＣＴ２を表示開始させることで、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の位置ずれの大きさを抑制し得る。または、表示生成部２０６は、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の位置ずれが大きくなる走行区間を短くし得る。
【０１１５】
（他の実施形態）
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【０１１６】
上述の実施形態において、表示生成部２０６は、高精度地図情報に基づきＡＲ案内画像Ｇｉ１を経路案内画像として生成し、ナビゲーション地図データに基づき非ＡＲ案内画像Ｇｉ２を経路案内画像として生成するとした。これに代えて、またはこれに加えて、表示生成部２０６は、経路案内画像以外の虚像Ｖｉを取得する地図情報によって異なる表示態様で生成する構成であってもよい。例えば、表示生成部２０６は、乗員が注視すべき対象物（例えば先行車、歩行者および道路標識等）への注視を促す画像を、高精度地図情報を取得可能である場合には対象物に重畳させ、取得できない場合には対象物への重畳を中止してもよい。
【０１１７】
上述の実施形態において、表示生成部２０６は、経路案内画像とともに態様提示画像Ｉｉを表示するとしたが、経路案内画像の表示前に態様提示画像Ｉｉを表示開始してもよい。
【０１１８】
第１実施形態において、ＨＣＵ２０は、形状条件が成立した場合に、ナビゲーション地図データに基づいて非ＡＲ案内画像Ｇｉ２を表示させるとした。これに代えて、ＨＣＵ２０は、形状条件が成立し、且つ高精度地図データを取得可能な場合には、高精度地図データに基づいて非ＡＲ案内画像Ｇｉ２を表示させてもよい。
【０１１９】
第３実施形態において、表示生成部２０６は、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置ずれの大きさに応じて、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置を車両中央位置Ｖｃおよび投影領域ＰＡの中央部Ａｃのどちらかに決定するとした。これに代えて、表示生成部２０６は、いずれか一方のみに重畳する構成であってもよい。
【０１２０】
第３実施形態において、表示生成部２０６は、非ＡＲ案内画像Ｇｉ２から第２ＡＲ案内画像ＣＴ２への切替を交差点ＣＰまでの残距離に基づいて行うとしたが、切替を行う条件はこれに限定されない。例えば、表示生成部２０６は、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置に関する補正情報を取得できた時点で切り替える構成であってもよい。ここで、補正情報は、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置の補正に利用可能な情報であり、例えば、交差点ＣＰの停止線、交差点ＣＰの中央標示、および他の自車車線Ｌｎｓの路面標示等の位置情報である。補正情報は、周辺監視センサ４の検出情報の解析結果として取得される。
【０１２１】
上述の実施形態において、表示生成部２０６は、高精度地図データに、将来走行区間ＧＳについての情報が含まれていない場合には、第２表示態様で経路案内画像を生成するとした、これに代えて、表示生成部２０６は、車両の現在位置に対応する高精度地図データが取得可能であれば、第１表示態様で経路案内画像を生成する構成であってもよい。この場合、表示生成部２０６は、車両の現在位置に対応する高精度地図データが取得不可能になった場合に、第１表示態様から第２表示態様に切り替えればよい。
【０１２２】
加えて、第３実施形態の表示生成部２０６は、上述のように表示態様を切り替える場合、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の重畳位置から、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の重畳位置まで、経路案内画像が連続的に移動するように表示してもよい。これにより、表示生成部２０６は、重畳位置が瞬間的に切り替わることによる乗員の違和感を低減できる。なお、このときの経路案内画像の移動速度は、経路案内画像の移動自体に乗員の意識が誘導されない程度に遅いことが望ましい。
【０１２３】
第３実施形態において、表示生成部２０６は、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１の進入経路コンテンツＣＴａと退出経路コンテンツＣＴｅを、異なる形状のコンテンツで表示する。これに代えて、表示生成部２０６は、図１８に示すように、各コンテンツＣＴａ，ＣＴｅを実質的に同じ形状のコンテンツとしてもよい。図１８に示す例では、各コンテンツＣＴａ，ＣＴｅが、走行予定経路に沿って並ぶ複数の三角形の形状とされる。この場合、表示生成部２０６は、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２の表示において、退出経路コンテンツＣＴｅを、退出方向を示す矢印形状の画像に変更すればよい（図１９参照）。なお、表示生成部２０６は、経路案内画像を、走行予定経路に沿って一続きに延びる帯状のコンテンツとして表示してもよい。この場合には、第２ＡＲ案内画像ＣＴ２が、第１ＡＲ案内画像ＣＴ１よりも走行予定経路の手前側までの長さに制限される態様で表示されればよい。
【０１２４】
上述の実施形態のプロセッサは、１つまたは複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む処理部である。こうしたプロセッサは、ＣＰＵに加えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）およびＤＦＰ（Data Flow Processor）等を含む処理部であってよい。さらにプロセッサは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、並びにＡＩの学習及び推論等の特定処理に特化したＩＰコア等を含む処理部であってもよい。こうしたプロセッサの各演算回路部は、プリント基板に個別に実装された構成であってもよく、またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ等に実装された構成であってもよい。
【０１２５】
表示制御プログラム等を記憶するメモリ装置には、フラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）が採用可能である。こうした記憶媒体の形態も、適宜変更されてよい。例えば記憶媒体は、メモリカード等の形態であり、車載ＥＣＵに設けられたスロット部に挿入されて、制御回路に電気的に接続される構成であってよい。
【０１２６】
本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置およびその手法は、専用ハードウエア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置およびその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと１つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成された１つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
２０  ＨＣＵ（表示制御装置）、  ２０ａ  プロセッサ（処理部）、  ２０２  地図判定部、  ２０３  地図情報取得部、  ２０４  センサ情報取得部、  ２０６  表示生成部（態様提示部）、  ４  周辺監視センサ（車載センサ）、  Ａ  車両、  Ｖｉ  虚像。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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