(57)【要約】【課題】車両の運転を支援する上で、距離感を掴みやすい映像が表示される運転支援装置を提供する。【解決手段】運転支援装置であって、映像３２を前記車両の前方周辺に表示させる表示手段３０と、映像３２の形態を制御する制御手段４０と、を備え、制御手段は、映像３２を地表５０と所定高さ５１との間で往復運動させ、往復運動は、所定高さ５１において映像３２の上下方向の移動速度をゼロとする所定高さ５１から地表５０への自由落下運動と、所定高さ５１からの自由落下運動によって映像３２が地表５０に衝突する位置に到達した後、重力加速度下で所定高さ５１が最高点となる上方向の初速度を有する、地表５０から所定高さ５１への放物運動と、からなり、往復運動をしている映像３２が地表５０に衝突する位置に到達したときに効果音２０を出力するよう構成されている。【選択図】図４
2010085932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転を支援する映像を表示する運転支援装置であって、
前記映像を前記車両の前方周辺に表示させる表示手段と、
前記映像の形態を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記映像を地表と所定高さとの間で往復運動させ、
前記往復運動は、前記所定高さにおいて前記映像の上下方向の移動速度をゼロとする前記所定高さから前記地表への自由落下運動と、前記所定高さからの自由落下運動によって前記映像が地表に衝突する位置に到達した後、重力加速度下で前記所定高さが最高点となる上方向の初速度を有する、前記地表から前記所定高さへの放物運動と、からなり、
前記往復運動をしている前記映像が前記地表に衝突する位置に到達したときに効果音を出力するよう構成されている、運転支援装置。
【請求項２】
前記往復運動は、車両の右前端から左前端への左右方向の等速運動を含み、
前記映像は、前記右前端から前記左前端に到達したとき移動方向を反転させて前記右前端へ移動し、前記左前端から前記右前端に到達したとき移動方向を反転させて前記左前端へ移動するよう構成されている、請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記映像が前記所定高さに到達したときに効果音を出力するよう構成されている、請求項１または請求項２に記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転支援装置に係り、詳しくは、車両の運転を支援する映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗員は、安全な車両の走行のために、運転状況に応じて、前方や側方を目視確認する。しかし、車両の形状は様々であり、スラントノーズを備えるものや、車体と一体型の大型バンパーを備えるものもある。また、乗員が運転席に着座する姿勢や、乗員の体型も様々である。これらの要因によって、乗員の視野範囲は変化し、目視確認の範囲も変化する。
【０００３】
かかる状況において、乗員が車両の前端部を感覚的に把握することが容易ではなくなるおそれがある。車両の前端部が把握できないと、狭い路地、駐車スペースへの進入、障害物の回避の際に、乗員は障害物等に接触しないように十分な距離的余裕をもって運転する必要があり、ときにはルート変更等も余儀なくされる。
【０００４】
そこで、車両の前端部を乗員が知覚できるように、前端部近傍に映像（虚像）を結像させる技術が開示されている（特許文献１）。乗員は、結像された映像（虚像）を視認することによって、車両の前端位置を把握しながら、視線を動かさずに車両を運転することができる。
【特許文献１】特公平５−５７９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した従来技術における映像（虚像）は、マークやポール等を模したものであり、一定の形状のものとして、固定した位置に表示していた。これらの映像（虚像）は実体のマークやポール等と比べて距離感が掴みにくくなるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、車両の運転を支援する上で、距離感を掴みやすい映像が表示される運転支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題を解決するため、本発明の一の実施形態は、車両の運転を支援する映像を表示する運転支援装置であって、前記映像を前記車両の前方周辺に表示させる表示手段と、前記映像の形態を制御する制御手段と、を備えている。
【０００８】
前記制御手段は、前記映像を地表と所定高さとの間で往復運動させる。そして、前記往復運動は、前記所定高さにおいて前記映像の上下方向の移動速度をゼロとする前記所定高さから前記地表への自由落下運動と、前記所定高さからの自由落下によって前記映像が地表に衝突する位置に到達した後、重力加速度下で前記所定高さが最高点となる上方向の初速度を有する、前記地表から前記所定高さへの放物運動と、からなる。さらに、前記往復運動をしている前記映像が前記地表に衝突する位置に到達したときに効果音を出力する構成としている。
【０００９】
人間は手に持った道具を使用するとき、無意識のうちにこの道具を手の一部とみなしている。このことは、身体の拡張現象と呼ばれている。この身体の拡張現象は、遠隔操作用のロボットアームや、ビデオゲームにおいてジョイスティック等を操作するとき、擬似的な触覚と視覚とが融合される視触感統合がなされることによっても生ずる。身体の拡張現象が発生することによって、操作する場所が離れている、または、ディスプレイの中の操作であっても、操作する上での距離感が掴みやすくなる。身体の拡張現象は、手に限られず、足においても生ずることは言うまでもない。
【００１０】
乗員は、車両の運転に際して、ステアリングやペダル類等の機器を操作する。ステアリングであれば、把持し、必要に応じて回転させる。アクセルペダルであれば、車両の速度を調整するため一定の力で踏み込み、加速するときは強く踏み込む。ブレーキペダルであれば、車両を減速、停止させるために、踏み込む。
【００１１】
このように機器が操作されるとき、乗員は手の握力を変えたり、腕を動かしたり、踏力を変えたり、様々な動作をしている。かかる動作によって、車両は制御され、乗員は車両を身体の一部として認識する。
【００１２】
しかしながら、乗員の体格と比べ、車両は大きく、車両の前端の距離感を常に把握して身体の一部のように車両を運転することは容易ではない。従来技術で開示されているポールの映像は、この距離感の把握を支援するものである。しかし、車両走行中は主に前方に注意力を集中させるものであり、常に映像を見ていることはない、また、映像が周囲の情景に紛れてしまい、映像に対する意識が薄れ、一旦目を離した後に映像が見つからないおそれがある。かかる状況下では映像を表示しても、運転支援に大きく寄与させることが困難となる。
【００１３】
本発明は、映像を動かすことによって、映像までの距離感を掴みやすくする。映像の動きは、物の自由落下を模した往復運動であり、乗員が日常から見慣れた動きとしている。乗員は、日常の体験から映像の動く軌跡とタイミングを予想することができ、映像から目を離していても映像の位置を瞬時に掴むことができる。さらに、物が落下したときの効果音を発生させることによって、乗員は映像が地表に到達するタイミングによって、乗員が想定する映像の軌跡を修正することができ、映像の位置を掴みやすくする。
【００１４】
かかる構成は、乗員が予測可能な見慣れた動きを映像にさせることによって、車両の前端位置の映像を周囲の情景に紛れさせない一方、映像の動きによって乗員の注意力が散漫になることも防止することができる。
【００１５】
また、本発明の他の構成によれば、前記往復運動は、車両の右前端から左前端への左右方向の等速運動を含み、前記映像は、前記右前端から前記左前端に到達したとき移動方向を反転させて前記右前端へ移動し、前記左前端から前記右前端に到達したとき移動方向を反転させて前記左前端へ移動するように構成してもよい。
【００１６】
かかる構成によって、従来技術の固定された映像では右と左に二つの映像を表示する必要があったものと比べ、一つの映像によって、車両の前端位置はもとより、車両の右前端および左前端の位置をも表示することができる。
【００１７】
本発明は、このように、車両の運転を支援する上で、距離感を掴みやすい映像が表示される運転支援装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本実施形態の構成を表すブロック図であり、図２は映像の表示を説明する車両の平面図であり、図３は映像の表示を説明する車両の側断面を模式化した図である。
【００１９】
本実施形態にかかる運転支援装置は、映像３２の形態を制御する制御装置４０と、車両１０の室内に配設された光学素子３１からの光がフロントガラス（車窓）１１を介して映像３２を車両１０の前方周辺に表示させる映像表示装置３０と、効果音を出力する音源２０と、を備えている。
【００２０】
映像３２を表示させる映像表示装置３０は、光学素子３１を備えている。図３に示すように、光学素子３１から発生した光は、破線３６で示すように凹面鏡３５で反射し、フロントガラス１１の所定範囲を占めている照射領域１３を介して、乗員のアイポイント８０に到達する。そして、乗員は車両１０の前方の所定位置に結像した映像３２を見ることができる。映像表示装置３０は、透明な光学ガラス素子に画像を投影するヘッドアップディスプレイを適用することができる。
【００２１】
［実施例１］
図４を参照して、本実施形態の一実施例を説明する。図４は、車両１０の室内からフロントガラス１１を通して前方を見た説明用の正面図である。なお、図４において、ステアリング１２が配設されている運転席側を車両１０の右側、図の奥行き方向を前側として説明する。
【００２２】
運転席に乗車した乗員（図示せず）は、ステアリング１２を把持する。車両１０の走行中に、前方を視認する乗員の視野は図４のフロントガラス１１の範囲となる。視野内には車両１０の右前端１４および左前端１５の一部が視認でき、大凡の位置が把握される。しかしながら、車両の形状は様々であり、スラントノーズを備えるものや、車体と一体型の大型バンパーを備えるものがあり、視認される位置よりもさらに前方が車両１０の前端となる場合もある。
【００２３】
制御装置４０は、図２のように実際の車両１０の前端の位置を指示する映像３２を映像表示装置３０によって表示させる。図４では、左前端１５の映像３２のみを表示させているが、後記するように映像３２は右前端１４と左前端１５との間であれば表示できる構成としている。
【００２４】
映像３２は、所定高さ５１から自由落下運動をする動画で表示される。図４のＡ１〜Ａ６の参照記号は、所定高さ５１に位置する映像３２をＡ１として、略一定時間が経過する毎の映像の位置を、Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６の順番で表し、Ａ６において地表５０に到達する位置とする、一つの映像３２の運動を示している。
【００２５】
ここで、Ａ４以後の映像３２は破線で表わされているが、物体が車両の前端で前記した運動をしているとき、Ａ４以後は車両のバンパー等で乗員の視野から外れるため、映像３２も表示させない構成としている。
【００２６】
映像３２は、地表５０と所定高さ５１との間で往復運動している。この往復運動は、所定高さ５１において映像３２の上下方向の移動速度をゼロとする、所定高さ５１から地表５０への自由落下運動と、所定高さ５１からの自由落下運動によって映像３２が地表５０に衝突する位置に到達した後、重力加速度下で所定高さ５１が最高点となる上方向の初速度を有する、地表５０から所定高さ５１への放物運動と、を繰り返すものとしている。
【００２７】
物の自由落下放物を模した往復運動は、乗員が日常から見慣れた動きであり、乗員は、日常の体験から映像の動く軌跡とタイミングを予想することができる。したがって、乗員は映像から一旦目を離していても、その後に映像の位置をすぐに把握することができる。
【００２８】
映像３２の形態は、乗員が日常生活で落下するシーンを見た経験がある物体を模したものが望ましい。たとえば、水滴やテニスボール等が該当するが、視認しやすい対象物の形態は、乗員それぞれによって異なるため、カーナビゲーションシステムなどに備えられているアイコンやマーカを選択し、これを登録して、自分に合ったアイコンやマーカを表示させるようにしてもよい。図４では、一例として、テニスボールに近い球形状の映像３２としている。
【００２９】
前記した構成に加えて、本実施例は、映像３２が所定高さ５１からの自由落下運動によって地表５０に衝突する図４のＡ６位置に到達したときに、音源２０によって効果音を出力するように構成している。効果音は、たとえば、「ポン」（テニスボール）、「チャポン」（水滴）などのバウンド音や振動が該当する。ただし、これらの効果音や出力のタイミングに限定されることはなく、映像３２が落下中に落下を表現する効果音を出力するものでもよい。
【００３０】
次に図を参照して、本実施例における動作のフローと往復運動の一設定例を説明する。図５は映像３２の動作を制御するためのフローチャートであり、図６は映像３２の往復運動によって高さが時間変化する一例を表した時間線図である。
【００３１】
図５に示すように、制御装置４０は自由落下、放物運動を模している映像３２の高さを計算する（ステップＳ０１）。高さが乗員の視野範囲内であれば（ステップＳ０２：ＹＥＳ）、映像表示装置３０に映像３２を表示させる（ステップＳ０３）。高さが乗員の視野範囲外（ステップＳ０２：ＮＯ）、もしくは、映像３２が表示された後（ステップＳ０３）、効果音が必要か、否かを判定する（ステップＳ０４）。ステップＳ０４では、映像３２が地表５０に到達したときや落下中等の位置や運動状況に対して、予め効果音が出力されるか否かを設定しておき、条件に該当したとき（ステップＳ０４：ＹＥＳ）、効果音、振動を出力する（ステップＳ０５）。そして、効果音出力の条件に該当しないとき（ステップＳ０４：ＮＯ）、または、効果音、振動が出力されたとき（ステップＳ０５）、には、再度映像３２の高さの計算を行い（ステップＳ０１）、一連のフローを繰り返す。
【００３２】
映像３２の所定高さ５１は、乗員が映像３２の往復運動を視認できる範囲であれば任意に設定することができる。図６では、所定高さ５１を１２２．５ｃｍとしている。この地表５０から１２２．５ｃｍの高さは、乗員の視野範囲内であるとともに、所定高さ５１から地表５０に物体が自然落下するのに約０．５秒経過する高さである。このように乗員が計算しやすい時間で映像３２を往復運動させれば、自分の車両と先行する他の車両との車間時間（たとえば、２〜３秒）を計測することにも利用することができ好ましい。
【００３３】
また、図６では映像の非表示範囲の高さを地表５０から７０ｃｍとしているが、この高さは車両１０の形状やサイズによって変更されることは言うまでもない。
【００３４】
以上のように、本実施例は、映像３２が自由落下運動を模して表示され、さらに地表５０でのバウンドを効果音等で意識させることにより、乗員の映像３２への位置関係認識力、距離感を向上させている。
【００３５】
［実施例２］
次に、本実施形態の実施例２について図面を参照して説明する。なお、実施例１と重複する部分については省略し、差異のある部分を中心に説明する。図７は、図４と同様に、車両１０の室内からフロントガラス１１を通して前方を見た説明用の正面図である。
【００３６】
本実施例は、前記した実施例１の映像の上下方向の往復運動に、左右方向の往復運動を加えている。映像は、所定の射出角度で初速度を与えられて射出された物体が、左右方向には等速度運動を行い、上下方向には重力加速度下における放物自由落下運動を行う挙動を模した往復運動をしている。
【００３７】
上下方向の往復運動は、前記した実施例１の図６と同様であるため説明を省略する。
【００３８】
左右方向の往復運動は、車両１０の右前端１４と左前端１５との間を等速で往復するものであり、映像３２は、上下方向の往復運動が重畳されることにより、図７に示すようにＢ１〜Ｂ１１の運動を繰り返している。
【００３９】
映像３２は、右前端１４と左前端１５に位置するときに乗員の視野範囲にあることが望ましい。そこで、左右方向の速度は、図７に示すように映像３２が地表５０に到達する位置が中央となるように設定してもよい。また、図示していないが、映像３２を地表５０で２回バウンドさせ、車両１０の中央にも映像３２が現出する構成としてもよい。
【００４０】
次に図を参照して、本実施例における動作のフローを説明する。図８は映像３２の動作を制御するためのフローチャートである。なお、図８のフローチャートにおいて、図５を用いて説明した実施例１と同じ判定や制御のステップについては同じ番号を付している。
【００４１】
図８に示すように、制御装置４０は、左右方向には等速度運動を行い、上下方向には重力加速度下における放物自由落下運動を行う挙動を模している映像３２の高さおよび左右方向の位置を計算する（ステップＳ１０）。高さが乗員の視野範囲内であれば（ステップＳ０２：ＹＥＳ）、映像表示装置３０に映像３２を表示させる（ステップＳ０３）。高さが乗員の視野範囲外（ステップＳ０２：ＮＯ）、もしくは、映像３２が表示された後（ステップＳ０３）、効果音が必要か、否かを判定する（ステップＳ０４）。ステップＳ０４では、映像３２が地表５０に到達したときや落下中等の位置や運動状況に対して、予め効果音が出力するか否かを設定しておき、条件に該当したとき（ステップＳ０４：ＹＥＳ）、効果音、振動を出力する（ステップＳ０５）。このようにステップＳ１０からステップＳ０５までの流れは実施例１とほぼ同じとなる。
【００４２】
そして、効果音出力の条件に該当しないとき（ステップＳ０４：ＮＯ）、または、効果音、振動が出力されたとき（ステップＳ０５）、には、映像の左右の位置が右前端１４もしくは左前端１５にあるか判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、映像３２が右前端１４もしくは左前端１５に到達したときや落下中等の位置や運動状況に応じて、予め効果音が出力するか否かを設定しておき、条件に該当したとき（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、効果音、振動を出力する（ステップＳ１２）。
【００４３】
効果音出力の条件に該当しないとき（ステップＳ１１：ＮＯ）、または、効果音、振動が出力されたとき（ステップＳ１２）、には、再度映像３２の高さおよび左右位置の計算を行い（ステップＳ１０）、一連のフローを繰り返す。
【００４４】
次に図を参照して、左右方向の往復運動の一設定例を説明する。図９は映像３２の左右方向往復運動によって時間変化する位置の一例を表した時間線図である。本実施例において、上下方向の往復運動は前記した図６と同じとし、所定高さ１２２．５ｃｍと地表との間を片道０．５秒で往復しているものとする。
【００４５】
図９は、図７に示すように映像３２が左前端１５と右前端１６との間をＢ１〜Ｂ１１に表す軌跡を辿るものに対応している。図９の縦軸は、車両１０の中央を中心とし、上方向に右前端１４、下方向に左前端１５とした映像３２の左右位置の移動範囲を示している。図９の横軸は時間である。映像３２の位置の変化は破線で表している。
【００４６】
右前端１４から等速度で射出された映像３２は、０．５秒で車両１０の中央を通過し、１秒で左前端１５に到達する。その後、再び右前端１４へ移動する往復運動を繰り返している。
【００４７】
図８で説明したように、予め効果音等の条件を設定することにより、映像３２が左前端１５に到達したとき、右前端１４に到達したときに効果音、振動を出力するように構成してもよい。
【００４８】
かかる構成によって、乗員は、一つの映像３２によって、車両１０の右前端１４および左前端１５の位置を容易に把握することが可能となる。
【００４９】
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。本発明は、図面に記載したものに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態の構成を表すブロック図である。
【図２】映像の表示を説明する車両の平面図である。
【図３】映像の表示を説明する車両の側断面を模式化した図である。
【図４】実施形態の実施例１にかかる車両の室内からフロントガラスを通して前方を見た説明用の正面図である。
【図５】実施形態の実施例１にかかる映像の動作を制御するためのフローチャートである。
【図６】実施形態の実施例１にかかる映像の往復運動によって時間変化する高さの一例を表した時間線図である。
【図７】実施形態の実施例２にかかる車両の室内からフロントガラスを通して前方を見た説明用の正面図である。
【図８】実施形態の実施例２にかかる映像の動作を制御するためのフローチャートである。
【図９】実施形態の実施例２にかかる映像の左右方向往復運動によって時間変化する位置の一例を表した時間線図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０      車両
１１      フロントガラス
１２      ステアリング
１３      照射領域
１４      右前端
１５      左前端
２０      音源
３０      映像表示装置
３１      光学素子
３２      映像
４０      制御装置
５０      地表
５１      所定高さ
【図１】
2010085932.tif 000003
【図２】
2010085932.tif 000004
【図３】
2010085932.tif 000005
【図４】
2010085932.tif 000006
【図５】
2010085932.tif 000007
【図６】
2010085932.tif 000008
【図７】
2010085932.tif 000009
【図８】
2010085932.tif 000010
【図９】
2010085932.tif 000011