(57)【要約】【課題】実背景からの視線の移動を必要とせず，かつ視認性の良好な画像を照射する画像照射システムおよび画像照射方法を提供する。【解決手段】画像照射システムは，地図情報を記憶する記憶部と，車両の位置を検出する位置検出部と，前記車両の進行方向を検出する方向検出部と，前記地図情報，前記位置検出部および前記方向検出部で検出された位置および進行方向に基づき，前記車両の進行方向の画像を生成する画像生成部と，前記画像生成部で生成された画像を前記車両の運転者の単眼に照射する照射部と，を具備する。【選択図】図１
2010073032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図情報を記憶する記憶部と，
車両の位置を検出する位置検出部と，
前記車両の進行方向を検出する方向検出部と，
前記地図情報，前記位置検出部および前記方向検出部で検出された位置および進行方向に基づき，前記車両の進行方向の画像を生成する画像生成部と，
前記画像生成部で生成された画像を前記車両の運転者の単眼に照射する照射部と，
を具備することを特徴とする画像照射システム。
【請求項２】
前記車両の前方の車両または障害物を検出する車両・障害物検出部をさらに具備し，
前記画像生成部が，前記車両・障害物検出部で検出された車両または障害物を含む画像を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の画像照射システム。
【請求項３】
前記方向検出部で検出される前記進行方向に基づき，前記車両の走行ラインを予測する予測部と，
前記予測部で予測される前記走行ラインと，前記車両・障害物検出部で検出された車両または障害物の位置に基づき，危険の有無を判断する判断部と，
を具備することを特徴とする請求項２記載の画像照射システム。
【請求項４】
前記車両・障害物検出部が，
可視光または赤外光の像を撮像する撮像装置，または電磁波またはレーザ光を送受信するレーダと，
前記撮像装置または前記レーダの画像から車両または障害物を検出する検出部と，を有する，
ことを特徴とする請求項２または３に記載の画像照射システム。
【請求項５】
前記車両の前方の人間または動物を検出する人間・動物検出部をさらに具備し，
前記画像生成部が，前記人間・動物検出部で検出された人間または動物を含む画像を生成する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像照射システム。
【請求項６】
前記人間・動物検出部が，
赤外光の像を撮像する撮像装置と，
この撮像装置からの画像から人間または動物を検出する検出部と，を有する，
ことを特徴とする請求項５に記載の画像照射システム。
【請求項７】
前記車両からの有視界距離を測定する測定部，をさらに具備し，
前記画像生成部が，前記測定部で測定された有視界距離を越える範囲の画像を生成する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像照射システム。
【請求項８】
前記測定部が，
路面を撮像する一対の撮像装置の組み合わせと，
前記一対の撮像装置の少なくともいずれかの画像から，前記路面上の白線を検出する検出部と，
前記一対の撮像装置の画像に基づいて，前記画像検出部で検出された白線の複数箇所それぞれとの距離を算出する算出部と，
前記複数箇所の距離の最大値を前記有視界距離として決定する決定部と，を有する，
ことを特徴とする請求項７に記載の画像照射システム。
【請求項９】
前記測定部が，
路面を撮像する一対の撮像装置の組み合わせと，
前記一対の撮像装置の少なくともいずれかの画像から，複数箇所を選択する選択部と，
前記一対の撮像装置の画像に基づいて，前記複数箇所それぞれとの距離を算出する算出部と，
前記複数箇所の距離の最大値を前記有視界距離として決定する決定部と，を有する，
ことを特徴とする請求項７に記載の画像照射システム。
【請求項１０】
前記測定部が，
路面に対してレーザ光を送受信して，反射像およびこの反射像までの距離を出力するレーダと，
前記反射像から，前記路面上の白線を検出する検出部と，
前記画像検出部で検出された白線の複数箇所の距離の最大値を前記有視界距離として決定する決定部と，を有する，
ことを特徴とする請求項７に記載の画像照射システム。
【請求項１１】
車両の運転者を撮像する撮像装置と，
前記撮像装置で撮像された画像から前記運転者の単眼位置を算出する位置算出部と，
前記照射部から照射される画像が前記位置算出部で算出された単眼位置に照射されるように照射部の照射方向を制御する制御部と，
を具備することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像照射システム。
【請求項１２】
車両の位置を検出するステップと，
前記車両の進行方向を検出するステップと，
記憶部に記憶される地図情報，前記検出された位置および進行方向に基づき，前記車両の進行方向の画像を生成するステップと，
前記生成された画像を前記車両の運転者の単眼に照射するステップと，
を具備することを特徴とする画像照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，画像照射システムおよび画像照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
霧や吹雪といった悪天候時のために視界が低下する場合がある。この場合，車両の運転者が進路を見失って車線を逸脱したり，前方の車両や障害物に気づかずに衝突したりする可能性がある。そこで，ＧＰＳやミリ波レーダを使用して前方を検知し，その画像を液晶表示装置に表示する技術が公開されている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】日立評論２００４０９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで，霧や吹雪の中ではフロントガラスの全面が白色に視認される。この場合，液晶表示装置の画面を用いて情報を表示すると，液晶表示装置に運転者の視線が固定され，フロントガラスからの実背景の認知が遅れる懸念がある。
上記に鑑み，本発明は，実背景からの視線の移動を必要とせず，かつ視認性の良好な画像を照射する画像照射システムおよび画像照射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】
【０００４】
本発明の一態様に係る画像照射システムは，地図情報を記憶する記憶部と，車両の位置を検出する位置検出部と，前記車両の進行方向を検出する方向検出部と，前記地図情報，前記位置検出部および前記方向検出部で検出された位置および進行方向に基づき，前記車両の進行方向の画像を生成する画像生成部と，前記画像生成部で生成された画像を前記車両の運転者の単眼に照射する照射部と，を具備することを特徴とする。
【０００５】
本発明の一態様に係る画像照射方法は，車両の位置を検出するステップと，前記車両の進行方向を検出するステップと，記憶部に記憶される地図情報，前記検出された位置および進行方向に基づき，前記車両の進行方向の画像を生成するステップと，前記生成された画像を前記車両の運転者の単眼に照射するステップと，を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，実背景からの視線の移動を必要とせず，かつ視認性の良好な画像を照射する画像照射システムおよび画像照射方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下，図面を参照して，本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は，本発明の一実施形態に係る画像照射システム１の構成図である。この画像照射システム１は，前方監視装置１０，車両位置検出装置２０，進行方向検出装置３０，撮像装置４０，中央演算処理部５０，記憶装置６０，照射装置７０を具備する。
以下，各構成について詳細に説明する。
【０００８】
前方監視装置１０は，車両の前方を監視する。前方監視装置１０として，ステレオカメラ（可視光用，遠赤外線用），ミリ波レーダ，レーザレーダのいずれかあるいはこれらの組み合わせを利用できる。なお，ステレオカメラ，ミリ波レーダ，レーザレーダは，物体までの距離を測定する測定部として機能する。
【０００９】
ここで，ステレオカメラを構成する撮像装置の一方を運転者８０の単眼８０１からの標準的な視線方向に合わせておくことが好ましい。この撮像装置からの画像を用いて，画像信号生成部５０６で画像生成を行うことで，運転者８０から見て，より違和感の無い画像を生成できる。
【００１０】
ステレオカメラは，車両の前方を撮像する一対の撮像装置で構成できる。一対の撮像装置を用いることで，撮像装置間での視差による対象物（例えば，障害物，車両，路上の白線）までの距離の算出が可能となる（１種の三角測量）。
【００１１】
ステレオカメラには，可視光用，遠赤外光用のいずれもが利用できる。可視光用のステレオカメラを用いると，霧中における視認可能な距離（有視界距離）を判定することができる。例えば，ステレオカメラで検出できる障害物や路上の白線の距離から有視界距離を判定できる。ステレオカメラに遠赤外線用を用いると，体温により人，動物等を検出できる。
【００１２】
ミリ波レーダは，例えば，７６ＧＨｚ帯の電波（ミリ波）を発信し，対象物（例えば，障害物，車両，路上の白線）に反射して戻ってくる電波を受信することで，対象物およびその距離を監視できる。霧中等の有視界距離が短い場合においても，前方の物体を監視することができる。
【００１３】
レーザレーダは，レーザ光を発射し，対象物（例えば，障害物，車両，路上の白線）に反射して戻ってくるレーザ光を受信することで，対象物およびその距離を監視できる。霧中等の有視界距離が短い場合においても，前方の対象物を監視することができる。なお，路側に沿って車止めポールを設置しておくと，レーザレーダを用いた路側からの距離の検出が可能となる。
【００１４】
車両位置検出装置２０は，車両の位置を検出するものであり，車両の位置を検出する位置検出部として機能する。車両位置検出装置２０として，例えば，ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用できる。即ち，３つ以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信し，発信から受信までの時刻差に電波の伝播速度を掛けることで，各衛星からの距離，ひいては車両の位置を検出できる。なお，ＲＴＫ（Real Time Kinematic）等，車両以外の基準点で受信した電波を利用することで，０．０１〜０．０５ｍ程度の位置精度を確保できる。
【００１５】
車両位置検出装置２０として，ＧＰＳに加え，磁気マーカセンサ，電波マーカセンサを利用できる。即ち，車線に沿った路面内に磁気マーカや電波マーカを一定間隔で埋め込み，その存在を磁気マーカセンサ（磁気センサ），電波マーカセンサ（電波センサ）で検出する。このようにすることで，車線に対する車両の相対的位置を検知し，より高精度な車両位置の検出が可能となる。
【００１６】
進行方向検出装置３０は，車両の進行方向を検出するものであり，方向検出部として機能する。この検出には，車両位置検出装置２０での検出結果を利用できる。即ち，車両位置検出装置２０で車両の位置を連続的に検出し，これらの位置の差分を算出することで，車両の移動方向および移動速度を検出することができる。
【００１７】
また，進行方向検出装置３０をステアリングセンサにより構成しても良い。即ち，ステアリングセンサにより，ハンドルの角度（操舵角）を取得する。進行方向の初期値が判っていれば，これに取得した操舵角を積算することで，現在の進行方向を算出できる。なお，速度センサにより車両の移動速度を取得してもよい。
【００１８】
撮像装置４０は，カメラ４０１，カメラ４０２を具備する。カメラ４０１は，運転者８０の略正面に設置され，予め決められた時間間隔で運転者８０の顔を撮像する。カメラ４０２は，運転者８０の略真上に設置され，予め決められた時間間隔で運転者８０の頭部を撮像する。カメラ４０１，４０２は，撮像した運転者８０の各画像を中央演算処理部５０へと出力する。
【００１９】
中央演算処理部５０は，地図情報抽出部５０１，対象検知部５０２，有視界距離決定部５０３，走行ライン予測部５０４，危険判断部５０５，画像信号生成部５０６，位置算出部５０７，照射位置決定部５０８，駆動制御部５０９を具備する。
【００２０】
地図情報抽出部５０１は，車両位置検出装置２０および進行方向検出装置３０での検出結果（車両位置情報，進行方向情報）に基づき，記憶装置６０から地図情報を抽出する。後述のように，記憶装置６０には，道路，建造物の他に，道路上の標識（距離看板等），白線，センターライン，路側線，ガードレール，水平線等を含む３次元の地図情報が記憶されている。地図情報抽出部５０１は，その車両の位置および進行方向に対応するように，この地図情報の一部を抽出する。運転者８０から見た車両前方方向の画像を生成するためである。
【００２１】
対象検知部５０２は，前方監視装置１０，例えば，ステレオカメラ（可視光用，遠赤外線用），ミリ波レーダ，レーザレーダから対象物（車両・障害物，人間・動物，白線）を検出する。具体的には，ステレオカメラ等から出力される画像と，記憶装置６０に記憶される標準画像とを比較することで，対象物に対応する画像を検出，分類する。具体的には，次のように対象物（車両・障害物，人間・動物，白線）が検出される。
【００２２】
なお，対象検知部５０２は，ステレオカメラ，ミリ波レーダ，レーザレーダにより算出される物体との距離の時間的変化により物体の移動を検出する。即ち，対象検知部５０２は，移動検出部としても機能する。
【００２３】
（１）車両
ステレオカメラ（可視光用，遠赤外線用）を用いることで前方の対象物の大きさと距離を測定できる。前方の対象物が白線内にあり，車両の大きさと判断された場合，車両とする。また，ミリ波レーダ，レーザレーダのいずれかで得られる対象物との距離および相対速度などから，自車両の前方に存在し車両の大きさである対象物を車両として検出する。
【００２４】
（２）障害物
（１）と同様にステレオカメラ，ミリ波レーダ，レーザレーダのいずれかで得られる対象物との距離および相対速度等などによって，障害物を検出する。所定サイズ（例えば，数ｃｍ）以上の大きさを有し，かつ進行方向検出装置３０で検出される車両の進行方向に存在するとき，障害物とすることも出来る。なお，障害物と車両とは移動の有無により識別できる。対象物の大きさが車両に対応していても，移動していない場合には，障害物とする。
【００２５】
（３）人間，動物
遠赤外線もしくは近赤外線のステレオカメラ（単一の撮像素子でも良い）を用いると，人間，動物の体温など周囲に対して温度が異なる画像が取得できる。この画像を基に人物もしくは動物の特徴形状とのパターンマッチングを行い，人間あるいは動物を検出する。この特徴形状は，標準画像の一種として記憶装置６０に記憶される。
【００２６】
（４）白線
ステレオカメラ（可視光用，遠赤外線用），レーザレーダの測定結果から，路上に配置された直線もしくは破線の組を画像認識で検出し，地平線方向に向かって消失点を持って変化する対象物を白線とする。実際に消失点が存在しなくても線の延長上に消失点が存在すればよい。
【００２７】
有視界距離決定部５０３は，対象検知部５０２で白線と分類された画像とその距離に基づいて有視界距離を決定する。即ち，検知された白線と距離の対応関係を求め，白線が検知される距離の限界を有視界距離とする。
【００２８】
また，白線に限らず，ステレオカメラで得られた前方障害物までの距離を用いて有視界距離を決定しても良い。具体的には，ステレオカメラによって複数箇所（測定点）までの距離を測定し，測定された距離の最大値を有視界距離して決定する。ここで，有視界距離の測定範囲および精度を確保するには，測定される距離がある程度近方から遠方まで含まれ，かつある程度密に分布することが好ましい。例えば，ステレオカメラの撮像範囲内から十分多数の測定点を任意に選択することが考えられる。
【００２９】
走行ライン予測部５０４は，進行方向検出装置３０で検出された車両の進行方向から地図上での車両の走行ライン（予測される走行の軌跡）を予測する。
【００３０】
危険判断部５０５は，対象検知部５０２での検知結果に基づき，危険の有無（注意喚起の要否），その種別を判断する。
【００３１】
（１）対象物
走行ライン予測部５０４で予測される走行ライン上およびその近傍に対象物（人間，動物および障害物）が配置もしくは移動してくると予測されるときに，危険と判断する。走行ラインと対象物の位置との関係から危険の有無を判断できる。なお，対象物との距離により，危険の程度を判断できる。
【００３２】
（２）車両
走行ライン予測部５０４で予測される走行ライン上およびその近傍に車両が配置され，かつその車両との距離が近づくときに，危険と判断する。車両に近づく速さにより，危険の程度を判断できる。
【００３３】
画像信号生成部５０６は，運転者８０に提示する画像を生成する。この画像は次の情報に基づく。
【００３４】
（１）地図情報
地図情報抽出部５０１によって抽出された地図情報に基づき画像が生成される。この画像には，距離感を強調することのできる空間認知情報（距離看板表示，水平線，ガードレール，路側線，センターライン）が含まれる。
これらの空間認知情報は３次元画像によりリアルに重畳表示するだけではなく，デフォルメして特徴のみを強調表示する場合もある。
【００３５】
（２）検知結果
対象検知部５０２で検知，分類された対象物（車両・障害物，人間・動物，白線）の画像が生成される。また，必要に応じて，対象物との距離を表示しても良い。
【００３６】
既述のように，ステレオカメラを構成する撮像装置の一方を運転者８０の単眼８０１からの標準的な視線方向に合わせ，この撮像装置からの画像を用いて，検知結果に対応する画像を生成することが好ましい。運転者８０から見て，より違和感の無い画像を生成できる。なお，位置算出部５０７で算出される運転者８０の単眼８０１の位置（視点）を利用して，対象物に対応する画像を表示する位置を調節しても良い。
【００３７】
霧等のために前方の見通しが悪い（有視界距離が短い）場合，前方監視装置１０での監視が不十分となり，対象検知部５０２で検出される対象物が限定される可能性がある。この場合でも，地図情報に基づく画像と併せて，対象検知部５０２で検出される対象物の画像を生成することが好ましい。
【００３８】
（３）危険情報
危険判断部５０５の判断結果に基づく，危険情報が表示される。
【００３９】
（４）走行ライン
走行ライン予測部５０４で予測される走行ラインに対応する画像が生成される。
【００４０】
図２は，画像信号生成部５０６で生成される画像の一例を表す図である。地図情報に基づき，水平線，ガードレール，路側線，センターラインが表された背景画像が表される。この背景画像上に，検知された車両の画像Ｇ２，人間の画像Ｇ２，予測走行ラインＬ０が重畳して表される。また，車両の走行速度Ｍ１および検知された車両との距離Ｍ２が表される。
【００４１】
ここで，画像信号生成部５０６は，有視界距離決定部５０３で決定された有視界距離に基づき，画像信号生成部５０６での画像信号の生成の有無および生成する画像の範囲を制御することができる。
有視界距離が十分大きければ（例えば，所定の基準値より大きい場合），運転者８０の視認が十分であり，画像信号生成部５０６での画像の生成あるいは照射装置７０での照射が不要となる。
【００４２】
一方，霧や吹雪といった悪天候のために，有視界距離が小さくなると（例えば，所定の基準値より小さい場合），運転者８０の視認が不十分であり，画像信号生成部５０６での画像の生成あるいは照射装置７０での照射が必要となる。この場合，ある程度の有視界距離が確保される可能性がある（近距離が視認可能な場合）。このとき，視認可能な対象物（有視界距離の対象物）の像を照射装置７０で照射すると，実際に視認される対象物と重なり合って，却って視認が困難となる可能性がある。この場合，有視界距離より遠い対象物の像を画像信号生成部５０６で生成し，照射装置７０で照射することが好ましい。
【００４３】
位置算出部５０７は，カメラ４０１，４０２から入力される撮像毎に運転者８０の単眼８０１の三次元での位置を算出する。位置算出部５０７は，カメラ４０１での画像に基づき，車両の進行方向に対して垂直な平面（以下，ＹＺ面と称す）上での単眼８０１の位置を算出する。位置算出部５０７は，カメラ４０２での画像に基づき，ＸＹ面での頭部の中心８０２の位置を算出する。位置算出部５０７は，これらＹＺ面，ＸＹ面での位置から，単眼８０１の三次元での位置を算出する。
【００４４】
図３は，単眼８０１のＹＺ面上での位置を算出する方法を表す図である。図３のＹ軸は水平方向，Ｚ軸は垂直方向を表す。図３に示すように，カメラ４０１のＹ軸方向の画角をθ１，カメラ４０１と単眼８０１との距離をＬ１，カメラ４０１のＹ軸方向の画素数をｎ，単位画素当たりのＹ軸上の距離をΔＹとすると，次の（１）式が成り立つ。
ΔＹ＝（２×Ｌ１×ｔａｎ（θ１／２））／ｎ…（１）
【００４５】
位置算出部５０７は，この（１）式を用いてＹＺ面での単眼８０１の位置を算出する。具体的には，ＹＺ面でのゼロ点を決めておき，このゼロ点と単眼８０１の位置との間の画素数を計算する。次に，計算した画素数を（１）式に乗算する。カメラ４０１のＹ軸方向の画角をθ１とカメラ４０１と単眼８０１との距離をＬ１は予め測定できる。このため単眼８０１の画像上の位置からＹＺ面における単眼８０１の位置を算出できる。
【００４６】
なお，この第１の実施形態では，運転者８０の単眼８０１はＹ軸方向にのみ移動することを前提としており，単眼８０１のＺ軸方向への移動はなく，Ｚ軸上の位置は固定であるとしている。
【００４７】
位置算出部５０７は，カメラ４０２から入力される撮像毎に運転者８０の頭部の中心位置８０２を検出する。位置算出部５０７は，検出した頭部の中心位置８０２の画像上の画素位置から鉛直方向に対して垂直な平面（以下，ＸＹ面と称す）上での単眼８０１の位置を算出する。
【００４８】
図４は，頭部の中心８０２のＹＸ面上での位置を算出する方法を表す図である。図４のＸ軸は車両の進行方向，Ｙ軸は図２と同じ水平方向を表す。図４に示すように，カメラ１０２のＸ軸方向の画角をθ２，カメラ１０２と頭部の中心位置８０２との距離をＬ２，カメラ１０２のＸ軸方向の画素数をｍ，単位画素当たりのＸ軸上の距離をΔＸとすると，次の（２）式が成り立つ。
ΔＸ＝（２×Ｌ２×ｔａｎ(θ２／２)）／ｍ…（２）
【００４９】
位置算出部５０７は，この（２）式を用いてＸＹ面での頭部の中心位置８０２の位置を算出する。具体的な算出方法は，ＹＺ面上での位置の算出方法と同様であるため重複した説明を省略する。次に，位置算出部５０７は，この算出されたＸＹ面での頭部の中心８０２の位置から，ＸＹ面での単眼８０１の位置を算出する。具体的には，あらかじめＸＹ面上での単眼８０１の位置（Ｘ２，Ｙ２）と頭部の中心位置８０２（Ｘ１，Ｙ１）との差（Ｘ２―Ｘ１，Ｙ２―Ｙ１）（以下，オフセットと称す）を測定しておく。次に，この算出されたＸＹ面での頭部の中心８０２にオフセットを加算してＸＹ面での単眼８０１の位置を算出する。
【００５０】
なお，カメラ４０２と頭部の中心位置８０２との距離Ｌ２は，運転者８０によって異なる。このため，予めカメラ４０２と運転席までの距離を測定しておき，運転者８０に座高を入力させてカメラ４０２と頭部の中心位置８０２との距離Ｌ２を算出しても良い。また，この距離Ｌ２値からＺ軸上での単眼８０１の位置も算出できる。
【００５１】
位置算出部５０７は，算出された単眼８０１のＹＺ面での位置およびＸＹ面での単眼８０１の位置から，ＸＹＺ空間での単眼８０１の位置を算出する。
【００５２】
照射位置決定部５０８は，位置算出部５０７で算出された単眼８０１の位置から画像を照射する位置を決定する。
【００５３】
駆動制御部５０９は，照射位置決定部５０８で決定された照射位置へ画像が照射されるよう駆動部７０６へ制御信号を出力する。
【００５４】
なお，カメラ４０１で撮像した画像から単眼８０１の位置を算出して，該位置へ画像が照射されるまでには一定の時間がかかる。このため，単眼８０１が移動している場合，画像を照射した位置と実際の単眼８０１の位置との間に差が生じる可能性がある。そこで，単眼８０１が移動している場合，位置算出部５０７で算出された位置よりも単眼８０１の移動方向に任意の距離だけ進んだ位置へ画像を照射するよう構成しても良い。このようにすれば，単眼８０１の位置が移動している場合でも，画像を照射した位置と実際の単眼８０１の位置との誤差を低減できる。
【００５５】
記憶装置６０には，地図情報および標準画像が記憶されている。記憶装置６０としては，半導体メモリ，磁気ディスク，光ディスクなどが使用できる。地図情報には，空間認知情報（距離看板表示，水平線，ガードレール，路側線，センターライン）の三次元情報が含まれる。標準画像は，例えば，車両の標準画像であり，対象検知部５０２での対象物の検出に用いられる。記憶装置６０は，地図情報を記憶する記憶部として機能する。
【００５６】
照射装置７０は，光束生成装置７０１，照射レンズ７０２，照射範囲制御部７０３，照射位置制御部７０４，画像拡大部７０５，駆動部７０６，反射部材７０７を具備する。
【００５７】
光束生成装置（画像生成部）７０１は，運転者８０の単眼８０１に照射する画像を生成し，照射レンズ７０２を介して生成した画像を照射する。光束生成装置７０１として，液晶パネル，マイクロミラーを用いたデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）パネル，発光ダイオード（ＬＥＤ）光源プロジェクタなどを使用できる。
【００５８】
照射範囲制御部７０３は，光束生成装置７０１で生成された画像の照射範囲を制御する。照射される画像の幅は，６ｃｍ程度に制御することが望ましい。成人の両眼の間隔は約６ｃｍ程度である。照射される画像の幅を６ｃｍ程度に制御することで，画像が両眼に照射されることを効果的に防止できる。照射範囲制御部７０３として，レンチキュラースクリーンまたは拡散角度を制御した拡散板などを使用できる。
【００５９】
照射位置制御部７０４は，水平方向および垂直方向に回転可能なステージと，このステージに設置されたミラーとを具備する。照射位置制御部７０４は，ステージの回転によりミラーの角度を制御して，光束生成装置７０１で生成された画像の照射位置を制御する。
【００６０】
駆動部７０６は，照射位置制御部７０４が具備するステージを駆動するモータである。駆動部７０６は，駆動制御部５０９からの制御信号に応じてモータを駆動し，照射位置制御部７０４のステージを回転動作させる。駆動制御部５０９は，運転者８０の単眼８０１へ画像を照射するように，駆動部７０６を制御する。
【００６１】
画像拡大部７０５は，照射位置制御部７０４からの画像の照射サイズを拡大する。反射部材（コンバイナ）７０７は，画像拡大部７０５で拡大された画像を反射する。反射部材７０７で反射された画像は運転者８０の単眼８０１へ照射される。反射部材７０７は，車両のフロントガラス７０８に貼られた半透明性の部材であるため，運転者８０は，反射部材７０７を介して前方の風景が視認できる。なお，画像を照射する単眼８０１は，運転者８０の右目または左目のどちらでも良い。
【００６２】
以上のように，運転者８０の単眼８０１に背景画像および前方の車両・障害物，人物・動物等が重畳された画像が投射される。運転者８０からみれば，投射された画像は実背景と同様に，フロントガラス７０８越しに表されたように認識され，視線の移動が不要となる。このような投射による表示は，悪天候等により有視界距離が狭い場合に有効となる。有視界距離が狭い場合に，例えば，液晶表示装置を用いて，車両の周囲の状態を表示すると，視線の移動が必要になり，運転の安全性が損なわれる可能性がある。
【００６３】
また，単眼８０１への画像の投射により，次のような利点が生じる。
（１）前方視野が良くない場合に，通常より奥行感が強調される。背景が白色で距離感が得られない状態でも距離感をもって路側や中央の白線や前方車両を認識することができる。両眼に画像を投射すると，重畳表示した虚像がある一定の距離に見えてしまうため，視認性が低下し，運転者が疲れやすい。画像内の奥行きは認識できず，一枚絵に見えてしまう。両眼視の場合，背景がないために，両眼視差による虚像の距離感が余計に強調されてしまうためである。
【００６４】
（２）これらの画像に３次元表示を利用することで，奥行き感を持たせることができる。前方車両・人物・動物の奥行き間を持った3D表示および距離情報を重畳させ，奥行き方向の距離感を強調できる。
【００６５】
（３）近距離の実背景は目視できることが多く，単眼であればこれを邪魔することも少ない。
【００６６】
（画像照射システム１の動作）
次に，画像照射システム１の動作について説明する。
図５は，画像照射システム１による画像生成動作の手順を表すフローチャートである。
【００６７】
車両位置検出装置２０および進行方向検出装置３０により，車両の位置および進行方向が検出される（ステップＳ１１）。
【００６８】
前方監視装置１０および対象検知部５０２により，前方の対象物の検出，分類がなされる（ステップＳ１２）。
また，対象検知部５０２で検知された白線を利用して，有視界距離が算出される（ステップＳ１３）。
前方監視装置１０からの情報を元に危険判断部５０６にて危険判断が行われ，危険と判断した場合には危険情報が生成される。
【００６９】
検知結果・危険予知情報に基づいて，画像が生成される（ステップＳ１４）。即ち，車両の位置および進行方向に基づいて，地図情報が抽出され，背景画像が生成される。また，対象検知部５０２で検知された対象物の画像（対象物画像）が生成される。これらの背景画像，対象物画像の生成に際して，有視界距離が用いられ，有視界距離内の背景画像，対象物画像の生成が制限される。
【００７０】
生成された画像が単眼８０１に照射される（ステップＳ１５）。即ち，位置算出部５０７によって単眼８０１の位置が算出され，この位置に画像が照射される。
ここで，画像の生成，単眼８０１の位置の算出および画像の照射は連続的に行われ，単眼８０１の位置から見て適正な画像が生成され，単眼８０１に照射される。
【００７１】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張，変更可能であり，拡張，変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像照射システム１の構成図である。
【図２】画像信号生成部５０６で生成される画像の一例を表す図である。
【図３】単眼８０１のＹＺ面上での位置を算出する方法を表す図である。
【図４】頭部の中心５０２のＹＸ面上での位置を算出する方法を表す図である。
【図５】画像照射システム１による画像生成動作の手順を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１０…前方監視装置，２０…車両位置検出装置，３０…進行方向検出装置，４０…撮像装置，４０１…カメラ，４０２…カメラ，５０…中央演算処理部，５０１…地図情報抽出部，５０２…対象検知部，５０３…有視界距離決定部，５０４…走行ライン予測部，５０５…危険判断部，５０６…画像信号生成部，５０７…位置算出部，５０８…照射位置決定部，５０９…駆動制御部，６０…記憶装置，７０…照射装置，７０１…光束生成装置，７０２…照射レンズ，７０３…照射範囲制御部，７０４…照射位置制御部，７０５…画像拡大部，７０６…駆動部，７０７…反射部材，７０８…フロントガラス，８０…運転者，８０１…単眼，８０２…中心位置
【図１】
2010073032.tif 000003
【図２】
2010073032.tif 000004
【図３】
2010073032.tif 000005
【図４】
2010073032.tif 000006
【図５】
2010073032.tif 000007