(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の自動運転中において注意表示を表示する情報表示装置であって、
前記車両の周囲に存在する複数の注意対象を認識する注意対象認識部と、
前記車両の走行状態を認識する走行状態認識部と、
注意表示を表示する表示部と、
前記注意対象認識部の認識結果及び前記走行状態認識部の認識結果に基づいて前記車両が前記注意対象と接触するまでの予測時間を算出すると共に、前記予測時間に基づいて前記注意対象に対する注意深度を算出する注意深度算出部と、
前記複数の注意対象のうち前記注意深度が最大である第１注意対象を決定すると共に、前記注意対象認識部の認識結果及び前記走行状態認識部の認識結果に基づいて、前記第１注意対象を強調表示する第１注意表示に関する第１表示情報、及び、前記第１注意対象と前記複数の注意対象のうち前記第１注意対象以外の第２注意対象とを囲む線である第２注意表示に関する第２表示情報を生成する表示情報生成部と、
前記第１表示情報及び前記第２表示情報に基づいて、前記表示部に前記第１注意表示及び前記第２注意表示を表示させる表示制御部と、
を備える情報表示装置。
【請求項２】
前記第２注意表示は、前記注意対象認識部により推定された前記車両のフロントガラス上における前記複数の注意対象のそれぞれの位置の外側を通る包絡線である、請求項１に記載の情報表示装置。
【請求項３】
車両の自動運転中において注意表示を表示する情報表示装置であって、
前記車両の周囲に存在する複数の注意対象を認識する注意対象認識部と、
前記車両の走行状態を認識する走行状態認識部と、
注意表示を表示する表示部と、
前記注意対象認識部の認識結果及び前記走行状態認識部の認識結果に基づいて前記車両が前記注意対象と接触するまでの予測時間を算出すると共に、前記予測時間に基づいて前記注意対象に対する注意深度を算出する注意深度算出部と、
前記複数の注意対象のうち前記注意深度が最大である第１注意対象を決定すると共に、前記注意対象認識部の認識結果及び前記走行状態認識部の認識結果に基づいて、前記第１注意対象を強調表示する第１注意表示に関する第１表示情報、及び、前記複数の注意対象のうち前記第１注意対象以外の前記注意対象である２つ以上の第２注意対象を囲む線である第３注意表示に関する第３表示情報を生成する表示情報生成部と、
前記第１表示情報及び前記第３表示情報に基づいて、前記表示部に前記第１注意表示及び前記第３注意表示を表示させる表示制御部と、
を備える情報表示装置。
【請求項４】
前記注意深度算出部は、前記予測時間の逆数を計算することで前記注意深度を算出する、請求項１〜３の何れか一項に記載の情報表示装置。
【請求項５】
前記第１注意表示は、前記第１注意対象を囲む図形である、請求項１〜４の何れか一項に記載の情報表示装置。
【請求項６】
前記第１注意表示は、前記第１注意対象の前記注意深度の大きさに応じて前記図形の線の太さ又は前記図形の塗りつぶしの色の濃さを変更することで、前記第１注意対象を強調表示する、請求項５に記載の情報表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両を運転する運転者と対話を行う対話装置が知られている（例えば特許文献１）。この対話装置は、運転者との対話内容の候補と、運転者の運転に対する集中度の向上度合いを示す対話効果と、運転者の嗜好とを対応付けて記憶する記憶部を備える。この対話装置は、対話効果及び嗜好に基づいて選択された候補に対応する対話内容で運転者との対話を実施することにより、運転者の運転に対する集中度を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４２７６３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、自動運転システムが車両に搭載された場合、運転者は、通常の交通シーンでは自動運転システムに運転を任せつつ、緊急回避シーン等において車両の運転操作を行うように行動することが想定される。このため、自動運転システムによる自動運転中においては、運転者は車両の運転操作をしないものの、自動運転の内容に関心を払い、車両の周囲を監視することが望まれている。しかしながら、特許文献１記載の装置により実現される対話は、運転者の嗜好（例えば音楽）に基づいて決定されるため、自動運転システムによる車両の運転に対して運転者が意識を十分に向けることができないおそれがある。
【０００５】
本発明は、自動運転システムによる運転に対して意識を向けるように運転者に対して働きかけることができる情報表示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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討を重ねることにより、図６に示される基本原理を見出した。図６は、情報表示装置の基本原理を示す概念図である。図６に示されるように、自動運転システムと運転者との間に「共同注意」が成立した場合、自動運転システムによる車両の運転（操作）の意図が運転者により理解され、意図の共有がなされると考えた。そして、この意図の共有により、自動運転システムによる自動運転中であっても、運転者が運転に対して意識を向け、当該運転に対する意識を持続することが可能となると考えた。なお、「共同注意」とは、例えば、車両の外部センサ等が取得した物体に関する情報に基づいて、自動運転システムが車両周囲の物体のうちどの物体を認識し且つ監視しているかを、表示部等を介して運転者に報知することをいう。
【０００７】
本発明者は、上記知見を検証するために心理実験を行った。心理実験では、被験者（健常成人２０名）に対して、画面上を移動するボールを停止させるためのキー操作（「キー押し」）を、ボールの移動中の任意の位置で行うように指示した。実験条件として、ボールの停止態様（通常停止／急停止）とボールの移動速度（低速／高速）と注意対象（停止予定位置であるゴール）の表示態様（表示／非表示）とを変更した。図７及び図８は、心理実験に用いられた画面１００の例である。図７の（ａ）に示された例では、ボール１０１は、画面１００における左側から移動し、「キー押し」の後に徐々に減速を開始し、非表示のゴール１０２付近で停止する。つまり、ボール停止条件は通常停止であり、注意対象は表示されていない状況下の実験である。図７の（ｂ）に示された例では、ボール１０１は、画面１００における左側から移動し、「キー押し」の後に徐々に減速を開始し、表示されたゴール１０２付近で停止する。つまり、ボール停止条件は通常停止であり、注意対象は表示されている状況下の実験である。図８の（ａ）に示された例では、ボール１０１は、画面１００における左側から移動し、「キー押し」の後に急に減速し、非表示のゴール１０２付近で停止する。つまり、ボール停止条件は急停止であり、注意対象は表示されていない状況下の実験である。図８の（ｂ）に示された例では、ボール１０１は、画面１００における左側から移動し、「キー押し」の後に急に減速し、表示されたゴール１０２付近で停止する。つまり、ボール停止条件は急停止であり、注意対象は表示されている状況下の実験である。
【０００８】
なお、全体の心理実験の７５％では、被験者の「キー押し」とは無関係に、自動的にボール１０１がゴール１０２で停止するように自動制御した。この自動制御は、車両の自動運転を模したものであり、この場合のゴール１０２は、自動運転システムの監視対象（運転者の注意対象）に相当するものである。
【０００９】
被験者は、ボール１０１を停止させるキー操作を行った後、ボール１０１の停止操作に対する操作主体感を０から１００までの間の数字で回答した。その結果を図９に示す。図９は、図７及び図８の心理実験の結果を示す図である。図９に示されるように、ボールの停止態様（通常停止／急停止）に関わらず、ゴール１０２を表示した場合には、ゴール１０２を表示しない場合と比べて被験者が感じる操作主体感が増加することが確認された。
【００１０】
以上のような知見により、本発明者は、注意対象を表示することで、効果的に自動運転システムによる車両の運転に対して運転者が意識を向けることを支援できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明に係る情報表示装置は、車両の自動運転中において注意表示を表示する情報表示装置であって、車両の周囲に存在する複数の注意対象を認識する注意対象認識部と、車両の走行状態を認識する走行状態認識部と、注意表示を表示する表示部と、注意対象認識部の認識結果及び走行状態認識部の認識結果に基づいて車両が注意対象と接触するまでの予測時間を算出すると共に、予測時間に基づいて注意対象に対する注意深度を算出する注意深度算出部と、複数の注意対象のうち注意深度が最大である第１注意対象を決定すると共に、注意対象認識部の認識結果及び走行状態認識部の認識結果に基づいて、第１注意対象を強調表示する第１注意表示に関する第１表示情報、及び、第１注意対象と複数の注意対象のうち第１注意対象以外の第２注意対象とを囲む線である第２注意表示に関する第２表示情報を生成する表示情報生成部と、第１表示情報及び第２表示情報に基づいて、表示部に第１注意表示及び第２注意表示を表示させる表示制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、自動運転システムによる運転に対して意識を向けるように運転者に対して働きかけることができる情報表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る情報表示装置の構成概要を示すブロック図である。
【図２】図１の情報表示装置の注意表示の例を示す図である。
【図３】図１の情報表示装置による表示制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の情報表示装置の注意表示の他の例を示す図である。
【図５】図１の情報表示装置の注意表示の他の例を示す図である。
【図６】情報表示装置の基本原理を示す概念図である。
【図７】心理実験に用いられた画面の表示例である。
【図８】心理実験に用いられた画面の表示例である。
【図９】図７及び図８の心理実験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る情報表示装置１の構成概要図である。図１において、本実施形態に係る情報表示装置１は、自動運転システム３を有する車両２に搭載される。情報表示装置１は、自動運転システム３による車両２の自動運転中において、注意表示をフロントガラスＷに投影して表示する。自動運転中とは、自動運転システム３により車両２が自動で走行する運転状態であることを意味する。自動運転には、速度制御と操舵制御とが含まれる。自動運転システム３は、外部センサ（例えば後述するミリ波レーダー１０、フロントカメラ１１等）を介して車両２の周囲を認識し、アクチュエータ４を動作させて、車両２の自動運転を行う。
【００１６】
情報表示装置１により表示される注意表示は、自動運転システム３による運転に対して意識を向けるように運転者（乗員）に対して働きかけるための表示である。具体的な一例として、注意表示は、視覚を通じて認識可能な文字・記号・図形等のオブジェクトであり、注意対象に関する表示を含む。注意対象は、自動運転中に外部センサ（例えば後述するミリ波レーダー１０、フロントカメラ１１等）を介して自動運転システム３に認識され、且つ、監視されている物体を意味する。具体的な一例として、注意対象は、自動運転システム３の追従対象の先行車両、又は回避対象の障害物等である。
【００１７】
情報表示装置１は、ミリ波レーダー１０と、フロントカメラ１１と、車速センサ１２と、ＥＣＵ［Electronic  Control  Unit］２０と、ＨＵＤ［Head  Up  Display］３０と、を備えている。
【００１８】
ミリ波レーダー１０は、車両２の周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。ミリ波レーダー１０は、電波（ミリ波）を利用して車両２の外部の注意対象を検出する。ミリ波レーダー１０としては、周知の構成を採用することができる。ミリ波レーダー１０は、検出した注意対象の検出情報をＥＣＵ２０へ送信する。
【００１９】
フロントカメラ１１は、車両２の外部状況を撮像する撮像機器である。フロントカメラ１１は、車両２の外部の注意対象を検出する。フロントカメラ１１は、車両２のフロントガラスＷの裏側に設けられている。フロントカメラ１１は、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。フロントカメラ１１は、検出した注意対象の撮像情報をＥＣＵ２０へ送信する。
【００２０】
車速センサ１２は、車両２の走行状態として車両２の速度（車速）を検出する検出器である。車速センサ１２としては、周知の構成を採用することができる。車速センサ１２は、検出した車速をＥＣＵ２０に出力する。情報表示装置１は、必ずしも車速センサ１２を備える必要はない。
【００２１】
ＥＣＵ２０は、車両２の乗員に対する情報の表示に関する制御を行う電子制御ユニットであり、ＣＰＵ［Central  Processing  Unit]、ＲＯＭ[Read  Only  Memory］、ＲＡＭ［Random  Access  Memory］を含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ２０には、ミリ波レーダー［Radar］１０、フロントカメラ１１、車速センサ１２、及びＨＵＤ３０がそれぞれ接続されている。
【００２２】
ＨＵＤ３０は、注意表示を表示する表示部である。ＨＵＤ３０は、運転者に向かって反射するようにフロントガラスＷへ光を照射することで、運転者の視界内に各種情報に関する注意表示（画像を含む）を投影するための機器である。ＨＵＤ３０は、例えば、車両２のダッシュボード内に設けられている。ＨＵＤ３０は、ＥＣＵ２０からの制御信号に応じて注意表示をフロントガラスＷに投影する。ＨＵＤ３０は、ＥＣＵ２０からの制御信号に応じて、後述する第１注意表示Ｃ１及び第２注意表示Ｃ２をフロントガラスＷに投影する。
【００２３】
次に、ＥＣＵ２０の機能的構成について説明する。なお、ＥＣＵ２０の機能の一部は、車両２と通信可能な情報管理センター等の施設のコンピュータで実行されてもよく、車両２と通信可能な携帯情報端末で実行されてもよい。ＥＣＵ２０は、注意対象認識部２１、走行状態認識部２２、注意深度算出部２３、表示情報生成部２４、及び表示制御部２５を備えている。
【００２４】
注意対象認識部２１は、車両２の周囲に存在する複数の注意対象を認識する。注意対象認識部２１は、ミリ波レーダー１０及びフロントカメラ１１の検出結果（例えば、ミリ波レーダー１０による注意対象の検出情報及びフロントカメラ１１による注意対象の撮像情報）に基づいて、車両２に対する注意対象の位置、車両２と注意対象との相対距離及び相対速度を認識する。また、注意対象認識部２１は、周知の方法により、車両２の外部の注意対象の位置に対応する車両２のフロントガラスＷ上における位置を推定する。走行状態認識部２２は、車速センサ１２の検出結果に基づいて、車両２の走行状態として車速を認識する。
【００２５】
注意深度算出部２３は、注意対象認識部２１の認識結果及び走行状態認識部２２の認識結果（車両２と注意対象との相対速度及び相対距離）に基づいて、注意対象認識部２１により認識された注意対象のＴＴＣ［Time  To  Collision］を算出する。ＴＴＣは、車両２が注意対象と接触するまでの予測時間である。注意深度算出部２３は、算出したＴＴＣに基づいて、注意対象認識部２１により認識された注意対象に対する注意深度を算出する。注意深度は、注意対象認識部２１により認識された注意対象に対する自動運転制御上の注意の大きさを意味する。具体的には、注意深度算出部２３は、ＴＴＣの逆数を計算することで注意深度を算出する。
【００２６】
表示情報生成部２４は、自動運転システム３による運転に対して意識を向上させるように運転者に対して働きかけるために、ＨＵＤ３０に注意表示を表示させる表示情報を生成する。具体的には、図２に示されるように、表示情報生成部２４は、注意深度算出部２３により算出された注意深度に基づいて、複数の注意対象Ｖ１〜Ｖ３のうち注意深度が最大である注意対象を第１注意対象Ｖ１として決定する。そして、表示情報生成部２４は、注意対象認識部２１の認識結果及び走行状態認識部２２の認識結果に基づいて、フロントガラスＷ上における第１注意表示Ｃ１に関する第１表示情報、及びフロントガラスＷ上における第２注意表示Ｃ２に関する第２表示情報を生成する。注意対象Ｖ１〜Ｖ３は、特に限定されないが、例えば車両２の前方に存在する交差点付近を走行する他車両である。
【００２７】
第１注意表示Ｃ１は、フロントガラスＷ上において第１注意対象Ｖ１を強調表示させる注意表示である。第１注意表示Ｃ１は、注意対象認識部２１により推定された車両２のフロントガラスＷ上における第１注意対象Ｖ１の位置（注意位置）に配置された図形である。第１注意表示Ｃ１は、例えば、第１注意対象を囲む長円等の図形である。第１注意表示Ｃ１は、例えば長円等の図形の線の太さが注意深度に応じて設定されることで強調される。第１注意表示Ｃ１は、例えば長円等の図形の塗りつぶしの色の濃さが注意深度に応じて設定されることで強調されてもよい。第１表示情報は、第１注意対象Ｖ１のフロントガラスＷ上における位置、色及び外観形状に関する情報を含む。
【００２８】
第２注意表示Ｃ２は、フロントガラスＷ上において第１注意対象Ｖ１と複数の注意対象Ｖ１〜Ｖ３のうち第１注意対象Ｖ１以外の第２注意対象Ｖ２，Ｖ３とを囲む線である。第２注意表示Ｃ２は、例えば、注意対象認識部２１により推定された車両２のフロントガラスＷ上における注意対象Ｖ１〜Ｖ３のそれぞれの位置の外側を通るような曲線（注意対象Ｖ１〜Ｖ３の包絡線）である。第２注意表示Ｃ２では、注意対象Ｖ１〜Ｖ３の位置が互いに離間するほど、包絡線の面積が大きくなる。第２表示情報は、表示させる線の位置、色及び外観形状に関する情報を含む。
【００２９】
表示制御部２５は、表示情報生成部２４により生成された第１注意表示Ｃ１に関する第１表示情報及び第２注意表示Ｃ２に関する第２表示情報に基づいて、ＨＵＤ３０に対して制御信号を送信することで、ＨＵＤ３０に第１注意表示Ｃ１及び第２注意表示Ｃ２を表示させる。
【００３０】
次に、本実施形態に係る情報表示装置１の動作について説明する。図３は、本実施形態に係る情報表示装置１による表示制御処理を示すフローチャートである。表示制御処理は、例えば自動運転の開始操作等により開始され、自動運転中においてＥＣＵ２０により実行される。
【００３１】
図３に示されるように、まず、注意対象の認識が行われる（ステップＳ１）。この処理では、注意対象認識部２１により、ミリ波レーダー１０及びフロントカメラ１１の検出情報及び車速センサ１２の検出情報が読み込まれ、その検出情報に基づいて、車両２に対する注意対象の位置、車両２と注意対象との相対距離及び相対速度を認識する。続いて、認識した注意対象のＴＴＣの算出が行われる（ステップＳ２）。この処理では、注意深度算出部２３により、上記ステップＳ１で算出した相対距離及び相対速度に基づいて認識された注意対象のＴＴＣが算出される。また、注意深度算出部２３により、算出されたＴＴＣに基づいて、認識した注意対象に対する注意深度の算出が行われる（ステップＳ３）。
【００３２】
続いて、表示情報生成部２４により、算出された注意深度に基づいて、複数の注意対象Ｖ１〜Ｖ３のうち注意深度が最大である注意対象が第１注意対象Ｖ１として決定される（ステップＳ４）。続いて、表示情報生成部２４により、第１注意対象Ｖ１について注意位置及び注意深度を含む第１注意表示Ｃ１に関する第１表示情報の生成が行われる（ステップＳ５）。また、第１注意対象Ｖ１以外の第２注意対象Ｖ２，Ｖ３について注意広がりを含む第２注意表示Ｃ２に関する第２表示情報の生成が行われる（ステップＳ６）。最後に、表示制御部２５により、上記ステップＳ５及びＳ６で生成した第１表示情報及び第２表示情報に基づいてＨＵＤ３０に第１注意表示Ｃ１及び第２注意表示Ｃ２の表示が行われる（ステップＳ７）。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係る情報表示装置１によれば、注意深度算出部２３により、注意対象Ｖ１〜Ｖ３に対する注意深度がＴＴＣの逆数に基づいて算出されるため、ＴＴＣが小さいほど注意深度が大きく算出され、ＴＴＣが小さい注意対象Ｖ１における注意深度を高めることができる。一般的に、ＴＴＣが小さくなるほど接触リスクが大きくなる。注意深度としてＴＴＣの逆数が採用されることにより、ＴＴＣが小さくなるほどＴＴＣの変化に応じた注意深度の変化が大きくなる。つまり、注意深度としてＴＴＣの逆数が採用されることにより、接触リスクが大きくなる範囲で、自動運転システム３が監視を強化していることを表現することができる。表示情報生成部２４により、複数の注意対象Ｖ１〜Ｖ３のうち注意深度が最大である第１注意対象Ｖ１が決定されると共に、注意対象認識部２１の認識結果及び走行状態認識部２２の認識結果に基づいて、第１注意対象Ｖ１を強調表示させる第１注意表示Ｃ１に関する第１表示情報、及び、第１注意対象Ｖ１と複数の注意対象Ｖ１〜Ｖ３のうち第１注意対象Ｖ１以外の第２注意対象Ｖ２，Ｖ３とを囲む線である第２注意表示Ｃ２に関する第２表示情報が生成される。そして、表示制御部２５により、フロントガラスＷ上における第１注意対象Ｖ１の位置（注意位置）に配置されて注意深度に応じて強調される第１注意表示Ｃ１がＨＵＤ３０に表示され、注意対象Ｖ１〜Ｖ３の位置に応じた広がり（線の位置、面積等）を有する包絡線である第２注意表示Ｃ２がＨＵＤ３０に表示される。そのため、運転者に注意位置、注意深度及び注意広がりを認識させて、自動運転システムによる運転に対して意識を向けるように運転者に対して働きかけることが可能となる。
【００３４】
なお、本発明に係る情報表示装置は、上記実施形態に記載されたものに限定されない。例えば、上記実施形態では、第２注意表示Ｃ２は、第１注意対象Ｖ１と複数の注意対象Ｖ１〜Ｖ３のうち第１注意対象Ｖ１以外の第２注意対象Ｖ２，Ｖ３とを囲む線に関する注意表示であったが、複数の注意対象Ｖ１〜Ｖ３のうち第１注意対象Ｖ１以外の第２注意対象Ｖ２，Ｖ３を囲む線に関する注意表示であってもよい。この場合、第２注意表示Ｃ２は、第１注意対象Ｖ１以外の第２注意対象Ｖ２，Ｖ３を囲む線であるため、第１注意対象Ｖ１が第２注意表示Ｃ２の線の外側にあってもよい（図４参照）。また、図５の例では、第２注意表示Ｃ２は、第１注意対象Ｖ１以外の第２注意対象Ｖ２〜Ｖ４を囲む線であり、結果として第１注意対象Ｖ１が第２注意表示Ｃ２の線の内側にあってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１…情報表示装置、２１…注意対象認識部、２２…走行状態認識部、２３…注意深度算出部、２４…表示情報生成部、２５…表示制御部、３０…ＨＵＤ（表示部）。
【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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