(57)【要約】【課題】自車両の将来の走行予定経路を自車両前方の風景に重ねて表示する走行情報表示システムにおいて、車体に横滑り角が生じていても適正に表示できるようにする。【解決手段】走行情報表示システムは、表示部（８）と、車体の横滑り角を推定する横滑り角推定部（１２）と、走行予定経路を表す経路情報を取得し、横滑り角に基づき補正することで、自車両の直進方向を基準とする表示用経路情報を生成する補正部（１４）と、補正部にて生成された表示用経路情報に基づき、走行予定経路を表示部に表示する制御部（１０Ｂ）と、を備える。【選択図】図１
2018041270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の走行予定経路を自車両前方の風景に重ねて表示するための表示部（８）と、
自車両の走行状態に基づき横滑り角を推定する横滑り角推定部（１２）と、
前記走行予定経路を表す経路情報を取得し、該経路情報を前記横滑り角推定部にて推定された横滑り角に基づき補正することで、自車両の直進方向を基準とする表示用経路情報を生成する補正部（１４）と、
前記補正部にて生成された表示用経路情報に基づき、前記走行予定経路を前記表示部に表示する制御部（１０Ｂ）と、
を備えた走行情報表示システム。
【請求項２】
自車両前方の風景画像を撮像する車載カメラ（２）を備え、
前記制御部は、
前記補正部にて生成された前記表示用経路情報を、前記カメラにて撮像された前記風景画像と重なるように座標変換する表示座標変換部（１６）と、
前記表示座標変換部にて座標変換された前記表示用経路情報に基づき、前記カメラにて撮像された前記風景画像に前記走行予定経路を重畳し、前記表示部に表示させる画像合成部（１８）と、
を備えている、請求項１に記載の走行情報表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自車両の将来の走行予定経路を表す経路情報に基づき、走行予定経路を自車両前方の風景と重なるように表示する走行情報表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路上の障害物を避けて自車両を適切に走行させるための走行予定経路を演算し、これをディスプレイに表示することで、運転者に対する走行支援を行う走行支援装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、特許文献１には、演算した走行予定経路を、運転者視点で見た自車両前方の風景画像に重畳することで、運転者に対し、走行情報をより判りやすく案内することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２８６０９号公報
【特許文献２】特開２０１５−７７９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のように走行支援を行う際には、運転者が車両の進路を把握しやすくするため、走行予定経路は、自車両の進行方向を基準としてディスプレイに表示される。
このため、上記のように走行予定経路を自車両前方の風景画像に重畳させると、車両の旋回走行時に、風景画像の道路と走行予定経路とにずれが生じてしまうことがあった。これは、車両の旋回走行時には車体に横滑り角が生じ、この横滑り角によって、車両の進行方向が車両の直進方向からずれてしまうからである。
【０００６】
本開示の一局面は、自車両の将来の走行予定経路を自車両前方の風景に重ねて表示する走行情報表示システムにおいて、ステアリングが操舵されて車体に横滑り角が生じていても走行予定経路を適正に表示できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一局面の走行情報表示システムにおいては、自車両の走行予定経路を自車両前方の風景に重ねて表示するための表示部（８）と、自車両の走行状態に基づき横滑り角を推定する横滑り角推定部（１２）と、補正部（１４）及び制御部（１０Ｂ）と、を備える。
【０００８】
補正部は、自車両の走行予定経路を表す経路情報を取得し、この経路情報を横滑り角推定部にて推定された横滑り角に基づき補正することで、自車両の直進方向を基準とする表示用経路情報を生成する。
【０００９】
そして、制御部は、補正部にて生成された表示用経路情報に基づき、走行予定経路を自車両前方の風景に重なるように表示部に表示する。
このように、本開示の走行情報表示システムによれば、自車両の横滑り角に基づいて、経路情報が、車両の直進方向を基準とする表示用経路情報に補正される。
【００１０】
このため、その変換された表示用経路情報に基づき、走行予定経路を自車両前方の風景画像に重畳して表示部に表示させるか、或いは、表示部に対し走行予定経路を自車両のフロントウインドウに表示させることで、走行予定経路を自車両前方の風景に重ねて適正に表示させることができる。よって、表示部を介して表示された走行予定経路と自車両前方の風景とにずれが生じて、乗員に違和感を与えるのを抑制できる。
【００１１】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一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ものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の走行情報表示システム全体の構成を表すブロック図である。
【図２】走行軌道生成装置にて生成される走行軌道を表す説明図である。
【図３】横滑り角推定部での横滑り角の推定手順を説明する説明図である。
【図４】走行軌道補正部での走行軌道の補正手順を説明する説明図である。
【図５】表示座標変換部での走行軌道の表示座標への変換手順を説明する説明図である。
【図６】表示制御装置にて実行される表示制御処理を表すフローチャートである。
【図７】表示部での走行軌道の表示画像を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態の走行情報表示システムは、自動運転や自動操舵等、自動車の運転支援を行う運転支援システムにおいて、自車両が将来走行する走行予定経路を自車両前方の風景に重ねて表示することで、運転者等の乗員に走行予定経路を案内するためのものである。
【００１４】
このため、走行情報表示システムは、図１に示すように、自車両前方の風景を撮像するための車載カメラ２と、自車両の走行状態を検出するためのヨーレートセンサ４及び車速センサ６と、走行予定経路を表示するための表示部８及び表示制御装置１０と、を備える。
【００１５】
ヨーレートセンサ４は、図３に示すように自車両（つまり車両３０）の重心３２を通る鉛直軸周りの回転角速度（つまりヨーレート）γを検出するように車両３０に搭載された角速度センサであり、車速センサ６は車両３０の走行速度を検出するためのセンサである。
【００１６】
また、表示部８は、車両３０のセンターコンソール若しくは運転席前方のメータ位置に搭載されて、各種画像を表示するためのディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）である。
【００１７】
表示制御装置１０は、自動運転や自動操舵等の運転支援を行うに当たって車両３０の将来の走行予定経路（以下、走行軌道という）を算出する走行軌道生成装置２０から、走行軌道を表す経路情報を取得する。
【００１８】
そして、その取得した経路情報から、車載カメラ２で撮像された風景画像に走行軌道を重畳し得る走行軌道の表示情報を生成し、その生成した表示情報に基づき、走行軌道を風景画像に重畳した画像を表示部８に表示させる。
【００１９】
表示制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータにて構成されており、マイクロコンピュータがプログラムを実行することにより、走行軌道補正部１０Ａ、及び、表示画像生成部１０Ｂとして機能する。なお、走行軌道補正部１０Ａ及び表示画像生成部１０Ｂは、それぞれ、専用の装置として別体で構成されていてもよい。
【００２０】
走行軌道補正部１０Ａは、走行軌道生成装置２０から取得した経路情報を、車両３０の直進方向を基準とする表示用経路情報に補正するためのものであり、表示画像生成部１０Ｂは、その表示用経路情報を風景画像に重畳して表示部８に表示させるためのものである。
【００２１】
ここで、走行軌道補正部１０Ａは、横滑り角推定部１２及び軌道ずれ補正部１４としての機能を有する。
横滑り角推定部１２は、ヨーレートセンサ４にて検出されたヨーレートγと、車速センサ６にて検出された走行速度Ｖとに基づき、車体の横滑り角βを推定するものである。そして、軌道ずれ補正部１４は、その推定された横滑り角βに基づき、走行軌道生成装置２０から取得した経路情報から得られる走行軌道のずれを補正する。
【００２２】
つまり、走行軌道生成装置２０にて生成される経路情報は、図２に示すように、走行軌道上のポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…の位置座標を走行順に並べた座標点列にて構成される。
【００２３】
そして、各ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…の座標は、旋回時の車体の横滑り角βを考慮することなく、車両３０の中心（図では重心３２）を基準点として、現在の車両３０の進行方向をｘ１軸、これに直交する方向をｙ１軸とするｘ１ｙ１座標系で特定される。
【００２４】
従って、車両３０が前方に直進している場合には、走行軌道生成装置２０にて生成された経路情報をそのまま利用して、車両前方の風景画像に走行軌道を重畳することができる。
【００２５】
しかし、ステアリングが操舵されて車両３０が旋回走行しているときには、車体に横滑り角βが生じることから、図３に示すように、その横滑り角βによって、車両３０の進行方向ｘ１と車両３０の直進方向ｘ２とにずれが生じる。
【００２６】
このため、走行軌道生成装置２０にて生成された経路情報をそのまま利用して、車両前方の風景画像に走行軌道を重畳するようにすると、横滑り角βの分だけ、風景画像上で走行軌道が実際のものからずれてしまう。
【００２７】
そこで、軌道ずれ補正部１４では、図４に示すように、走行軌道生成装置２０から取得した経路情報（つまり座標点列）を、横滑り角βに基づき、車両３０の直進方向をｘ２軸、これに直交する方向をｙ２軸とするｘ２ｙ２座標系の経路情報（図４参照）に補正する。
【００２８】
つまり、軌道ずれ補正部１４では、次式（１）に基づき経路情報（座標点列）を補正することで、ｘ１ｙ１座標系で生成された走行軌道を、ｘ２ｙ２座標系の走行軌道へと横滑り角β分だけ回転させて、表示用経路情報を生成する。
【００２９】
【数１】
2018041270.tif 000003
【００３０】
また、横滑り角βは、横滑り角推定部１２において、アッカーマン旋回を仮定し、図３に示す走行速度Ｖと、ヨーレートγと、車両３０の後輪軸中心から重心３２までの長さｌｒとをパラメータとする次式（２）を用いて算出される。
【００３１】
【数２】
2018041270.tif 000004
【００３２】
このように走行軌道補正部１０Ａにて得られる表示用経路情報は、車両３０の直進方向（ｘ２軸方向）を基準として、車両３０の走行軌道を表すものとなるので、この経路情報を利用すれば、車両３０の前方の風景画像に走行軌道を適正に重畳できるようになる。
【００３３】
ところで、本実施形態において、表示部８に表示させる風景画像は、車載カメラ２による撮像画像であるため、表示部８の表示画面上で走行軌道を風景画像に重畳させるには、表示用経路情報（座標点列）を、車載カメラ２からみた走行軌道を表す表示情報に変換する必要がある。
【００３４】
このため、表示画像生成部１０Ｂは、走行軌道補正部１０Ａにて求められた表示用経路情報（座標点列）を風景画像と同じ表示座標系に座標変換する表示座標変換部１６、及び、座標変換後の走行軌道の表示情報と撮像画像とを合成する画像合成部１８として機能する。
【００３５】
すなわち、図５Ａは、表示部８に表示される風景画像を左右の走行可能領域境界と地平線とで表しており、表示座標は、表示画面中心から水平線方向をｙ３軸、ｙ３軸に直交する方向をｚ３軸とする直交座標系にて規定するものとする。
【００３６】
そして、走行軌道補正部１０Ａにて得られる表示用経路情報は、車両３０の中心（重心３２）から直進方向前方を見たときの走行軌跡を表していることから、表示座標変換部１６では、表示用経路情報（座標点列）を、図５Ａに示す表示座標系に変換する。
【００３７】
具体的には、表示座標変換部１６は、図５Ｂ，図５Ｃに示すように、表示用経路情報に基づき、車載カメラ２の視点に対応する水平面及び垂直面での各ポイントＰの位置を特定して、各ポイントＰの表示画像上での位置Ｎを表す座標ｙ３，ｚ３を算出する。
【００３８】
この算出には、例えば、次式（３）が用いられる。
【００３９】
【数３】
2018041270.tif 000005
【００４０】
但し、ｄは、車両の位置基準点（つまり重心３２）から車載カメラ２の搭載位置までの前後方向のずれ量、ｗは、同じく横方向のずれ量、ｈは、地表面から車載カメラ２の搭載位置までの高さ、ｆは、車載カメラ２の搭載位置から表示画像面までの距離、である。
【００４１】
そして、このように表示座標変換部１６にて座標変換された表示用経路情報は、走行軌道の表示情報として画像合成部１８に出力され、画像合成部１８は、車載カメラ２からの撮像画像と表示情報とを合成することで、表示部８への表示画像を生成する。
【００４２】
この結果、表示部８には、図７Ａに例示するように、風景画像に走行軌道を重畳させた画像が表示されることになり、車両乗員は、その表示画面を見ることで、車両３０の将来の進路を確認することができる。
【００４３】
次に、表示制御装置１０を構成するマイクロコンピュータにおいて、上記各機能を実現するために実行される表示制御処理について、図６に示すフローチャートに沿って説明する。
【００４４】
図６に示す表示制御処理は、表示制御装置１０を構成するマイクロコンピュータにおいて、メインルーチンの一つとして繰り返し実行される処理である。
図６に示すように、表示制御処理では、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、車載カメラ２、ヨーレートセンサ４、車速センサ６、及び、走行軌道生成装置２０から、車両前方の風景画像、ヨーレートγ、走行速度Ｖ、及び走行軌道（経路情報）を取得する。
【００４５】
次に、続くＳ１２０では、ヨーレートγ、走行速度Ｖ、及び、車両３０の後輪軸中心から重心３２までの長さｌｒ、に基づき、上述した（２）式を用いて、車体の横滑り角βを推定する、横滑り角推定部１２としての処理を実行し、Ｓ１３０に移行する。
【００４６】
Ｓ１３０では、推定した横滑り角βに基づき、上述した（１）式を用いて、走行軌道生成装置２０から取得した経路情報を補正することで、車両３０の直進方向を基準として走行軌道を表す表示用経路情報を算出する、軌道ずれ補正部１４としての処理を実行する。
【００４７】
そして、続くＳ１４０では、Ｓ１３０にて補正された表示用経路情報（換言すれば走行軌道）を表示座標に変換する表示座標変換部１６としての処理を実行し、Ｓ１５０に移行する。
【００４８】
Ｓ１５０では、Ｓ１４０にて座標変換された表示用経路情報を車載カメラ２から取得した風景画像と合成することで、表示画像を生成する画像合成部１８としての処理を実行し、続くＳ１６０にて、その生成した表示画像を表示部８に出力し、表示制御処理を一旦終了する。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の走行情報表示システムにおいては、走行軌道生成装置２０にて生成された経路情報に基づき、車両３０の将来の走行軌道を車両前方の風景画像と共に表示部８に表示するに当たって、経路情報を横滑り角βに基づき補正する。
【００５０】
このため、車両３０の直進走行時だけでなく、横滑り角βが発生する車両３０の旋回走行時にも、図７Ａに示すように、車両３０の将来の走行軌道を、車両前方の風景画像の道路に対応した適正位置に表示させることができるようになる。
【００５１】
つまり、走行軌道生成装置２０において、走行軌道が道路の中央を通るように生成されている場合、走行軌道を横滑り角βにて補正することなく前方の風景画像に重畳するようにすると、車両３０の旋回走行時には、表示部８の表示画面が、図７Ｂに示すようになる。この表示画面では、走行軌道が、風景画像の道路の適正位置（中央）からずれてしまうことから、車両乗員に走行軌道を正確に通知することができず、違和感を与えることになる。
【００５２】
これに対し、本実施形態では、走行軌道生成装置２０にて生成された経路情報を、横滑り角βにて補正することから、図７Ａに示すように、走行軌道を風景画像の道路の適正位置に表示させることができ、車両乗員に対し走行軌道を正確に通知することができる。
【００５３】
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、表示部８は、センターコンソール若しくはメータ位置に設けられて、表示画面に画像を表示するディスプレイであるものとして説明したが、表示部は、車両３０のフロントウインドウに各種情報を投影させるヘッドアップディスプレイであってもよい。
【００５４】
この場合、運転者等の車両乗員は、フロントウインドウを通して車両前方の風景を見ることができることから、表示画像生成部１０Ｂは、車載カメラ２から得られる撮像画像に走行軌道を重畳させる必要がなく、上記実施形態の車載カメラ２や画像合成部１８は不要となる。
【００５５】
つまり、表示画像生成部１０Ｂは、走行軌道補正部１０Ａにて得られる表示用経路情報に基づき、走行軌道がフロントウインドウから見える車両前方の風景に重なるように、走行軌道表示用の経路情報を表示部８に表示すればよい。
【００５６】
このため、表示画像生成部１０Ｂにおいては、例えば、表示座標変換部１６にて、軌道ずれ補正部１４にて生成された表示用経路情報を座標変換することで、表示情報を生成し、表示部８に出力するようにすればよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、軌道ずれ補正部１４、横滑り角推定部１２、及び、表示座標変換部１６では、上述した（１）式〜（３）式を用いるものとして説明したが、これらの式は一例であり、適宜変更してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、表示制御装置１０はマイクロコンピュータにて構成され、横滑り角推定部１２、軌道ずれ補正部１４、表示座標変換部１６、等の機能は、マイクロコンピュータが実行するプログラムにて実現されるものとして説明したが、これら各部は、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。
【００５９】
また上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【００６０】
２…車載カメラ、４…ヨーレートセンサ、６…車速センサ、８…表示部、１０…表示制御装置、１０…表示画像生成部、１０Ａ…走行軌道補正部、１０Ｂ…表示画像生成部、１２…横滑り角推定部、１４…軌道ずれ補正部、１６…表示座標変換部、１８…画像合成部、２０…走行軌道生成装置、３０…車両、３２…重心。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018041270.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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