(57)【要約】【課題】レーントレースを支援するための情報を運転者が十分に無意識化できる状態で表示して、運転者の運転操作を適切に支援できるようにする。【解決手段】自車前方の道路形状を検出し、この道路形状の情報と自車の走行速度とに基づいて、自車の所定時間経過後の走行位置である自車将来位置を算出する。そして、この自車将来位置を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の道路上の該当する位置に重なるように、例えば自車のフロントガラスに投影して点で表示する。【選択図】図２
2005228139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車前方の道路形状を検出する前方道路形状検出手段と、
少なくとも自車の走行速度を含む車両走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記前方道路形状検出手段によって検出された道路形状と、前記走行状態検出手段によって検出された自車の現在の走行速度とに基づいて、自車の所定時間経過後の走行位置を算出する自車将来位置算出手段と、
前記自車将来位置算出手段によって算出された走行位置を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の道路上の該当する位置に重なるように点表示する運転支援情報表示手段とを備えることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記運転支援情報表示手段は、前記自車将来位置算出手段によって算出された走行位置を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の道路の境界となる左右一対の境界線上に重なる２つの点で表示することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記運転支援情報表示手段は、前記自車将来位置算出手段によって算出された走行位置を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の道路上の該当する位置で自車幅に相当する間隔を存する２つの点で表示することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
運転者の運転操作反応特性を検出する運転操作反応特性検出手段をさらに備え、
前記運転操作反応特性検出手段によって検出された運転者の運転操作反応特性に基づいて、前記所定時間が決定されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車両用表示装置。
【請求項５】
現在の自車の操舵角度が維持された場合に所定時間経過後に自車が到達する車両位置を算出する現状維持到達車両位置算出手段と、
現在の運転者の視界の状態を判定する視界状態判定手段とをさらに備え、
前記運転支援情報表示手段は、前記視界状態判定手段によって現在の運転者の視界が不良であると判定された場合には、前記現状維持到達車両位置算出手段によって算出された車両位置を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の該当する位置に重なるように点表示することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両用表示装置。
【請求項６】
現在の運転者の視点から見られる自車前方の道路の特徴点を抽出する道路特徴点抽出手段をさらに備え、
前記運転支援情報表示手段は、前記道路特徴点抽出手段によって抽出された特徴点が前記自車将来位置算出手段によって算出された走行位置よりも手前にあるときは、前記道路特徴点抽出手段によって抽出された特徴点を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の該当する位置に重なるように点表示することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記道路特徴点抽出手段は、自車がカーブ路を通過するときに現在の運転者の視点から見られるカーブ路内側の突出点を特徴点として抽出することを特徴とする請求項６に記載の車両用表示装置。
【請求項８】
運転者の運転中の視線移動状態を検出する視線移動状態検出手段と、
前記視線移動状態検出手段によって検出される運転者の視線移動状態に基づいて、運転者の道路形状に対する視覚情報要求度を判定する視覚情報要求度判定手段とをさらに備え、
前記運転支援情報表示手段は、前記視覚情報要求度判定手段の判定結果に基づいて、前記道路特徴点抽出手段によって抽出された特徴点の表示有無を切り替えることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転支援情報を表示する車両用表示装置に関し、特に、道路に沿って車両を走行させる運転操作を支援するための情報を、運転者に過度に意識させることなく表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報関連技術を応用した車両のインテリジェント化が盛んに進められており、その一環として、車両の運転操作を行う上で有益と考えられる様々な情報を運転者に提示することで、運転者の運転操作を支援する試みが種々検討されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１には、実際には存在しない仮想の先行車をフロントガラスに投影して表示し、この仮想先行車の表示を、自車の所定時間経過後の走行状態を表すように随時変更する技術が記載されている。これにより、運転者は、仮想先行車の走行状態を通じて自車前方の道路状況等を違和感なく適度に把握できると共に、仮想先行車に合わせて自車の運転操作を行うようにすることで、次に行うべき運転操作を事前に把握して適切な運転操作が行えるようになる。
【特許文献１】特開２００２−１４４９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、以上のような運転支援情報の提示は、例えば危険回避操作が必要なことを運転者に前もって認識させることができるといったように、状況によっては運転者の運転操作を支援する上で非常に有益に働く一方で、情報が過多になると運転者の能力によっては処理ができなくなるなど、情報の提示が逆に運転操作の妨げ（distraction）となるという問題を内包している。
【０００５】
運転支援情報の提示が運転操作の妨げとなってしまう原因のひとつに、情報が提示させられているときに、運転者が強制的に意識化させられてしまうことが挙げられる。運転操作を行っている間、運転者は常に様々な情報に意識を向ける必要があるため、ある情報に強制的に注意が引きつけられると、他の情報に意識を向けにくい状態となる。これは運転者の意識が情報によって束縛された状態になっていると言える。
【０００６】
したがって、運転支援情報を提示するにあたっては、どのような状況でどのような情報が必要とされているのかを的確に判断し、目的に応じた最適な状態で情報提示を行うことが重要なことである。例えば、提示する運転支援情報が、緊急度が高く運転者に強く意識化させる必要のある情報であるのか、運転者の主体性を重んじた支援情報であるのかといった指標は、最適な情報の提示形態を決める上で大きな分岐点となる。
【０００７】
運転者の主体性を重んじた支援情報としては、例えば、走行レーンに沿って車両を走行させる運転操作（レーントレース）のように、運転者が普段行っている操作であって十分にスキル化されている運転操作を支援するための情報が挙げられる。このような十分にスキル化されている運転操作を支援するための情報は、運転者のスキルの延長上で運転操作を支援すべき情報であり、運転者の注意を過度にひきつけない、無意識化できる状態で提示することが望ましい。すなわち、このような情報は、運転者の意識を全く束縛することなく、注意資源も減らさない状態で提示することが望まれ、また、運転者の意識が向けられたときには容易に情報収集が可能で、且つ、すぐに他の情報に意識を移せる状態で提示することも重要である。
【０００８】
以上の観点から前記特許文献１に記載された技術を見ると、この特許文献１記載の技術では、実際の車両を模した仮想先行車の表示によってレーントレースを支援しているので、運転者の注意を過度にひきつけることなく、ある程度無意識化しやすい状態でレーントレースの支援が行えるようになっている。しかしながら、仮想先行車の表示という特殊な表示形態であるが故の問題もあり、改良の余地が残されている。
【０００９】
すなわち、仮想先行車の表示によってレーントレースを支援するようにした場合、実際に自車前方に先行車が走行しているときには、これら仮想先行車と実際の先行車とが重なることで運転者に視覚的混乱を生じさせ、却って運転者の運転操作を妨げる要因となることも想定される。これを回避するために、特許文献１に記載の技術では、実際の先行車の有無に応じて、仮想先行車が運転者の視界から消失したり出現したりするように、表示の切り替えを行うようにしているが、このような表示の切り替えは、変化に対して比較的感度の高い人間の感覚において注意資源を奪う要因となり、十分に無意識化できる状態で情報表示を行う上では大きな障害となる。
【００１０】
本発明は、以上のような従来技術の有する課題を解決すべく創案されたものであって、レーントレースを支援するための情報を運転者が十分に無意識化できる状態で表示し、運転者の運転操作を適切に支援できる車両用表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る車両用表示装置は、前方道路形状検出手段、走行状態検出手段、自車将来位置算出手段、運転支援情報表示手段の各手段を備えて構成される。そして、前方道路形状検出手段により自車前方の道路形状を検出し、走行状態検出手段によって少なくとも自車の走行速度を含む車両走行状態を検出する。なお、ここで自車とは、当該車両用表示装置が搭載されている車両をいう。自車将来位置算出手段は、前方道路形状検出手段によって検出された道路形状と、走行状態検出手段によって検出された自車の現在の走行速度とに基づいて、自車の所定時間経過後の走行位置を算出する。そして、運転支援情報表示手段が、自車将来位置算出手段によって算出された走行位置を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の道路上の該当する位置に重なるように、例えば車両のフロントガラス等に点で表示する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る車両用表示装置によれば、自車の所定時間経過後の走行位置を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の道路上の該当する位置に重なる点で表示するようにしているので、運転者の意識がこの表示に過度にひきつけられることもなく、運転者にとって無意識化しやすい状態で、レーントレースを支援する情報を運転者に伝えることができる。また、自車の所定時間経過後の走行位置を点で表示するので、先行車の有無に応じて表示を切り替えて視覚的な混乱を防ぐといった対策を講じる必要がなく、表示の切り替えにより運転者の注意資源が奪われることもないので、運転者に負荷の少ない自然な状態で情報を伝えることができ、運転者の運転操作を適切に支援することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した車両用表示装置の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した車両用表示装置の一構成例を示す全体構成図である。この車両用表示装置は、ナビゲーションユニット１と、前方カメラ２と、運転者モニタ用カメラ３と、操舵角センサ４と、車輪速センサ５と、コラムスイッチ６と、表示ドライバ７と、プロジェクタ８と、コントローラ１０とを備えて構成される。
【００１５】
ナビゲーションユニット１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信して自車の現在位置を算出する機能や、記録媒体に格納された地図情報のうちで指定した情報を読み出してモニタ表示する機能、経路探索や経路誘導を行う機能等を有する。また、前方カメラ２は、自車前方の画像を撮像するものである。本発明を適用した車両用表示装置では、コントローラ１０が、ナビゲーションユニット１から自車の現在位置を示す現在位置情報や自車周辺の地図情報を取得すると共に、前方カメラ２から自車前方の画像を取り込んで、これらの情報に基づいて自車前方の道路形状を検出するようにしている。
【００１６】
運転者モニタ用カメラ３は、運転者の眼球位置を検出するための顔画像を撮像するものである。顔画像は、運転者の顔を異なる方向から写した２つの画像（ステレオ画像）より構成され、これら２つの画像から３次元の座標が計算できるようになっている。本発明を適用した車両用表示装置では、コントローラ１０がこの運転者モニタ用カメラ３で撮像された顔画像を取り込んで、運転者の眼球位置を検出するようにしている。そして、自車前方の道路形状と運転者の眼球位置とに基づいて、運転者の視点から見た自車前方の道路形状を算出するようにしている。
【００１７】
操舵角センサ４は、運転者による操舵角、すなわちステアリング操作量を検出するものである。また、車輪速センサ５は、自車の車輪の速度、すなわち自車の走行速度を検出するものである。本発明を適用した車両用表示装置では、コントローラ１０がこれら操舵角センサ４や車輪速センサ５の検出値を読み込んで、これらの値から自車の走行状態を判断し、自車の所定時間経過後の走行位置（以下、自車将来位置という。）を算出するようにしている。また、自車の走行状態から運転者の運転操作特性を判定し、その情報を用いて前記所定時間を決定するようにしている。
【００１８】
コラムスイッチ６は、運転者がヘッドライトやフォグランプの点灯／消灯を切り替える操作を行うためのスイッチである。本発明を適用した車両用表示装置では、コントローラ１０がこのコラムスイッチ６の情報を取得して、これに基づいて運転者の視界の状態を判定するようにしている。そして、その判定結果に応じて、表示モードの切り替えを行うようにしている。なお、表示モードの切り替えについては、詳細を後述する。
【００１９】
表示ドライバ７は、コントローラ１０による制御のもとでプロジェクタ８を駆動させるものである。すなわち、表示ドライバ７は、コントローラ１０から表示制御コマンドと共に自車将来位置の表示位置を示す情報が供給されると、この情報に基づいてプロジェクタ８を駆動して、例えば自車のフロントガラス上に自車将来位置を表す点を投影して表示させる。
【００２０】
プロジェクタ８は、表示ドライバ７によって駆動され、レーントレースを支援するための情報、ここでは特に自車将来位置を表す点をフロントガラスに投影して表示するものである。具体的には、プロジェクタ８は、自車の所定時間経過後の走行位置（自車将来位置）を表す点を、運転者の視点から見られる自車前方の道路上の該当する位置に重なるように、自車のフロントガラスに表示する。
【００２１】
図２は、本実施形態の車両用表示装置が備えるコントローラ１０の処理機能を表した機能ブロック図である。この図２に示すように、本実施形態のコントローラ１０は、道路形状演算手段１１、運転者眼球位置演算手段１２、運転者視点道路形状演算手段１３、運転特性演算条件判断手段１４、運転特性演算手段１５、運転特性定数記憶手段１６、経過時間設定手段１７、自車将来位置算出手段１８、表示位置算出手段１９の各機能を有している。
【００２２】
本実施形態のコントローラ１０において、自車前方の道路形状の判断は、道路形状演算手段１１により行われる。道路形状演算手段１１は、ナビゲーションユニット１からの現在位置情報や地図情報に基づいて自車前方の道路形状を大まかに判断し、前方カメラ２からの実際の前方画像による情報を用いてこれを修正する。なお、前方画像による情報は、画像処理により道路形状の特徴点を抽出することで求められる。
【００２３】
運転者の視点から見られる自車前方の道路形状を演算するためには、現在の運転者の眼球位置を特定する必要がある。そのため、コントローラ１０では、運転者眼球位置演算手段１２によって、現在の運転者の眼球位置を演算する。運転者眼球位置演算手段１２は、運転者モニタ用カメラ３からの顔画像（ステレオ画像）から、現在の運転者の眼球位置を３次元の座標上で特定する。なお、運転者の顔の中から眼球を特定する方法としては、例えば運転者の瞬きの挙動から運転者の覚醒度を判断する居眠り防止装置等で用いられている公知の技術を採用すればよい。
【００２４】
運転者の視点から見られる自車前方の道路形状の演算は、運転者視点道路形状演算手段１３によって行われる。運転者視点道路形状演算手段１３は、道路形状演算手段１１によって求められた自車前方の道路形状の情報と、運転者眼球位置演算手段１２によって求められた現在の運転者の眼球位置の情報とを用いて、現在の運転者の眼球位置から自車前方を見たときに、運転者の運転視界として自車前方に広がる道路形状を算出する。この自車前方の運転視界として広がる道路形状を背景として、所定時間経過後の自車の走行位置である自車将来位置が点表示されることになる。
【００２５】
自車将来位置の表示によりレーントレースを支援することを考えた場合、どのくらい経過した後の自車将来位置を表示するのが適切かは、運転者の運転特性や自車の走行状態により異なる。そこで、コントローラ１０では、運転者の視点から見られる自車前方の道路形状を演算する処理と並行して、運転者の運転特性を判定し、それに応じて前記所定時間を決定する処理を行うようにしている。
【００２６】
すなわち、本実施形態のコントローラ１０では、先ず、運転特性演算条件判断手段１４により、現在の自車の走行状態が、運転者の運転特性を判断するために設定された所定の条件を満足する走行状態となっているかどうかを判断する。例えば、自車将来位置の適切な表示位置は、運転者がその表示の変化を認識してからそれに従ってステアリング操作を行うまでの反応時間（時定数）に応じて定めることが有効と考えられるので、運転特性演算条件判断手段１４は、現在の自車の走行状態がこのような時定数を演算するために適した条件になっているのかを判断する。具体的には、運転者が操舵による回避行動を行ったときの操作の収束特性から前記時定数を判断することができるので、操舵角センサ４による検出値を読み込んで、操舵による回避行動をとった状態か否かを判断し、条件に当てはまる場合の操舵角時系列信号を次の処理に送る。
【００２７】
次に、運転特性演算手段１５により、運転特性演算条件判断手段１４から送られてきた信号を用いて、運転者の運転特性を演算する。例えば、運転特性演算手段１５は、運転特性演算条件判断手段１４からの操舵角時系列信号を回避行動の操舵特性式に当てはめて、運転者の運転特性を表す時定数を算出する演算を行う。運転特性演算手段１５によって算出された数値は、常に学習されて更新され、最新の数値が現在の運転者の運転特性を表す運転特性定数として運転特性定数記憶手段１６によって保存される。そして、経過時間設定手段１７が、この運転特性定数記憶手段１６に保存された運転特性定数を読み出して、運転者の運転特性に合わせて、自車将来位置の表示位置を決定するための経過時間、すなわち、前記所定時間を決定する。
【００２８】
自車の所定時間経過後の走行位置である自車将来位置の算出は、自車将来位置算出手段１８によって行われる。自車将来位置算出手段１８は、先ず、経過時間設定手段１７により設定された所定時間と、自車の走行速度を表す車輪速センサ５の検出値とに基づいて、自車の現在位置から所定時間経過後に到達する位置までの到達距離を求める。
【００２９】
自車の走行速度及び所定時間と到達距離との関係を図３に示す。この図３に示すように、到達距離は自車の走行速度が速いほど大きな値となるが、自車の走行速度が一定であっても運転者の運転特性定数に応じて設定された所定時間が違えば、到達距離として異なる値が求められることになる。なお、図３中のＭｉｎ距離は、自車のフロントガラス上に表示可能な最小距離である。
【００３０】
次に、自車将来位置算出手段１８は、以上のように求めた到達距離と、道路形状演算手段１１によって求められた自車前方の道路形状の情報とを用いて、自車の所定時間経過後の走行位置である自車将来位置を、自車前方の道路上で特定する。
【００３１】
自車将来位置が求められると、表示位置算出手段１９が、運転者視点道路形状演算手段１３によって算出された道路形状の情報、すなわち、運転者の視点から見られる自車前方の道路形状の情報を用いて、この自車前方の運転視界として広がる道路形状を背景とした自車将来位置の表示位置を算出する。具体的には、表示位置算出手段１９は、例えば、自車前方の運転視界として広がる道路上で所定時間経過後に自車が到達する位置であって、自車が走行している走行レーンの境界となる左右一対の白線上に重なる２つの点を、自車将来位置を表示する表示位置として算出する。そして、この表示位置算出手段１９によって算出された自車将来位置の表示位置の情報は、表示ドライバ７へと送られる。
【００３２】
本発明を適用した車両用表示装置では、以上のようなコントローラ１０での処理で算出された自車将来位置の表示位置の情報が、表示制御コマンドと共に表示ドライバ７に供給され、表示ドライバ７がその情報に応じてプロジェクタ８を駆動することによって、例えば図４に示すように、自車の所定時間経過後の走行位置が、自車前方の運転視界として広がる道路形状を背景とし、走行レーンの一対の白線に重なる２つの点として、自車のフロントガラスに表示されることになる。
【００３３】
図５は、自車が交差点で左折する場合を例に挙げ、自車の走行速度と自車将来位置の表示との関係を模式的に示したものである。本発明を適用した車両用表示装置では、自車の走行速度をひとつのパラメータとして用いて自車将来位置が決定されるので、図５に示すように、交差点で自車が進行方向を変更するために速度を低下させたときには、自車に近い位置に自車将来位置を表す点が表示されることになる。したがって、自車の進行方向が変わる交差点においても、違和感の少ない状態で自車将来位置を表示することが可能となり、また、見通しの悪い交差点でも自車将来位置が継続的に表示されるので、表示を停止に切り替えたときの視覚変化によって運転者の注意資源が奪われて、却って交差点右左折の際の運転操作の妨げとなるということもない。
【００３４】
ところで、悪天候時や夜間など、運転者の視界が悪化しているときには、運転者が自車走行中に実際の風景から認識できる情報（オプティックフロー情報）が減少するため、運転者の進行方向判断精度が低下する。そこで、本実施形態の車両用表示装置では、このように運転者の視界が悪化してオプティックフロー情報が減少していると判断されるときには、上述した自車将来位置に加えて、現在の操舵角を維持した場合に所定時間経過後に自車が到達する車両位置（以下、現状維持到達車両位置という。）を表示して、不足した情報を補うようにしている。これを実現するための機能として、本実施形態のコントローラ１０は、上述した各手段に加えて、現状維持到達車両位置算出手段２０と、表示モード選択手段２１とを有している。
【００３５】
すなわち、本実施形態のコントローラ１０において、現在の操舵角を維持した場合に所定時間経過後に自車が到達する車両位置である現状維持到達車両位置の算出は、現状維持到達車両位置算出手段２０によって行われる。現状維持到達車両位置算出手段２０は、自車将来位置算出手段１８と同様に、経過時間設定手段１７により設定された所定時間と車輪速センサ５の検出値とに基づいて到達距離を求め、この到達距離と操舵角センサ４の検出値とから、現状維持到達車両位置を特定する。
【００３６】
現状維持到達位置算出手段２０によって現状維持到達位置が求められると、表示位置算出手段１９が、自車前方の運転視界として広がる背景において、例えば現状の操舵角を維持した状態で所定時間経過後に自車の中心が到達する位置を、現状維持到達車両位置の表示位置として算出する。また、このとき、表示位置算出手段１９は、上述した自車将来位置を表す２つの点に合わせて、これら２つの点の中心となる点を自車将来位置の代表点として求め、これらの点の表示位置を算出する。そして、この表示位置算出手段１９によって算出された現状維持到達位置の表示位置の情報が、自車将来位置及びその代表点の表示位置の情報と共に表示ドライバ７へと送られる。
【００３７】
また、表示モード選択手段２１では、コラムスイッチ６からヘッドライトのオン／オフの情報や、フォグランプのオン／オフの情報を取得して、これらの情報に基づいて、運転者の視界の状態を判定する。そして、その判定結果に応じて表示モードの選択を行う。すなわち、表示モード選択手段２１は、ヘッドライトやフォグランプのオン／オフから、運転者の視界が良好であると判定したときには、自車将来位置のみの表示を行う表示モードを選択し、運転者の視界が不良となっていると判定したときには、自車将来位置に合わせて現状維持到達車両位置の表示も行う表示モードを選択する。
【００３８】
表示ドライバ７では、コントローラ１０での処理で算出された自車将来位置や現状到達車両位置の表示位置の情報が、表示モードを指定した表示制御コマンドと共に供給されると、この表示モードに応じてプロジェクタ８を駆動する。すなわち、自車将来位置のみの表示を行う表示モードが指定されているときは、表示ドライバ７がプロジェクタ８を駆動することによって、図４に示したように、自車のフロントガラスに自車将来位置のみが点表示される。一方、自車将来位置に合わせて現状維持到達車両位置の表示も行う表示モードが指定されているときには、表示ドライバ７によるプロジェクタ８の駆動によって、図６に示すように、自車将来位置及びその代表点に合わせて、現在の操舵角を維持した状態で所定時間経過後に自車が到達する位置である現状維持到達車両位置が、自車前方の運転視界として広がる道路形状を背景として、自車のフロントガラスに点表示されることになる。
【００３９】
したがって、運転者は、悪天候時や夜間など、視界が悪化してオプティックフロー情報が少ない状況で運転操作を行う場合でも、自車将来位置の代表点と現状維持到達車両位置を表す点とが一致するようにステアリング操作を行うことで、過度に意識を奪われることなく自然な状態で進行方向を適切に判断し、適切なレーントレースを行うことが可能となる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の車両用表示装置によれば、自車の所定時間経過後の走行位置である自車将来位置を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の道路上の該当する位置に重なる点として、フロントガラスに投影して表示するようにしているので、運転者の意識がこの表示に過度にひきつけられることもなく、運転者にとって無意識化しやすい状態で、レーントレースを支援する情報を運転者に伝えることができる。また、特に、自車将来位置を点で表示することにより、先行車の有無に応じて表示を切り替えて視覚的な混乱を防ぐといった対策を講じる必要がなく、表示の切り替えにより運転者の注意資源が奪われることもないので、運転者に負荷の少ない自然な状態で情報を伝えることができ、運転者の運転操作を適切に支援することができる。
【００４１】
また、本実施形態の車両用表示装置では、自車将来位置を、自車前方の運転視界として広がる走行レーンの一対の白線に重なる２つの点として表示するようにしているので、運転者はこれら２つの点の幅から距離感の把握がより行いやすくなる。すなわち、実際の自車前方の運転視界は、運転者から見て遠近法的に遠くが小さくて近くが大きく見える状態となっており、自車将来位置を１つの点で表示した場合には、その表示から自車将来位置の方向は把握できても距離感を把握することは難しいが、走行レーンに沿った所定幅の２つの点で表示することにより、これら２つの点の幅が距離に応じて変動することになるので、運転者はこれら２つの点の幅から距離感を把握しやすくなる。
【００４２】
なお、自車将来位置を２つの点で表示する例としては、以上のような走行レーンの一対の白線に重なる２つの点として表示する以外にも様々な例が考えられる。例えば、図７に示すように、自車幅に相当する間隔を存する２つの点で自車将来位置を表示するようにしてもよい。この場合にも、自車将来位置が所定幅の２つの点で表示されるので、運転者はこれら２つの点の幅から距離感を容易に把握できるようになる。また、この場合には、自車将来位置を表す２つの点の間隔が自車幅に相当しており、道路幅（走行レーン幅）に依存しないので、走行レーンの幅が途中で変化するような道路環境においても、その影響を受けることなく適切な距離感の把握が可能になる。
【００４３】
また、本実施形態の車両用表示装置では、運転者の運転特性に応じて、どのくらい経過した後の自車将来位置を表示するかの基準となる経過時間（前記所定時間）を決定するようにしているので、運転者は、表示された自車将来位置の情報を自分の運転特性に合わせて解釈しなおすことなく、操舵タイミングを適切に把握することができ、運転者にとってより自然な無意識化された運転操作が可能になる。すなわち、本実施形態の車両用表示装置では、運転者の運転操作反応特性に合わせて自車将来位置が表示されるので、例えば自車将来位置の表示位置の変化に合わせてステアリング操作を行うことで、無意識化された自然な状態で適切なレーントレースを行うことが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態の車両用表示装置では、悪天候時や夜間など、運転者の視界が悪化してオプティックフロー情報が減少する状況においては、自車将来位置の表示に合わせて、現在の自車の操舵角が維持された場合に所定時間経過後に自車が到達する位置（現状維持到達走行位置）を表示して情報を補うようにしているので、レーントレースをより効果的に支援することができる。特に、本実施形態の車両用表示装置では、現状維持到達走行位置の表示を、自車将来位置の代表点に対応する点で表示するようにしているので、運転者は、自車将来位置の代表点と現状維持到達車両位置を表す点とが一致するようにステアリング操作を行うことで、過度に意識を奪われることなく自然な状態で進行方向を適切に判断し、適切なレーントレースを行うことが可能となる。
【００４５】
（第２の実施形態）
本実施形態の車両用表示装置は、基本構成を上述した第１の実施形態の車両用表示装置と同様とし、カーブ路におけるレーントレースをより効果的に支援できるようにしたものである。すなわち、本実施形態の車両用表示装置では、自車がカーブ路に差し掛かるときに、タンジェントポイント（もしくはクリッピングポイント）と呼ばれるカーブ路内側の突出点を道路特徴点として抽出し、必要に応じて、この道路特徴点を自車将来位置と合わせて自車のフロントガラスに投影して表示するようにしている。以下、本実施形態の車両用表示装置について、第１の実施形態と共通する構成については同一の符号を用いて重複した説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。
【００４６】
レーントレースの中でもカーブ路走行時のレーントレースは特殊な状況であり、運転者のスキルによっては、より積極的なサポートが望まれる場合もある。すなわち、見通しの良い直線路等を走行している間は周辺視野にて情報を集めやすい状況であるので、中心視で特定の情報を取得する頻度は少ないが、カーブ路のように見通しの悪い環境では、運転者のスキルによっては、中心視でタンジェントポイントを繰り返し注視して、道路形状を正確に把握しないと安心して運転操作が行えない場合も想定される。
【００４７】
このように、カーブ路を走行する際に中心視でタンジェントポイントを注視する頻度は、運転者の視覚情報能力も含めた運転スキルを反映していると考えられるので、中心視でタンジェントポイントを注視しようとする頻度が高い場合には、周辺視野でもより情報を得やすくするためにタンジェントポイントにマーキング表示をすることが、カーブ路での運転操作をより適切に支援する上で非常に有効であると思われる。そこで、本実施形態の車両用表示装置では、自車がカーブ路に差し掛かるときに、運転者のスキルから必要と判断される場合には、カーブ路のタンジェントポイントを表す点を、現在の運転者の視点から見られる自車前方の該当する位置に重なるように、自車のフロントガラスに投影して表示するようにしている。
【００４８】
図８は、本実施形態のコントローラ３０の処理機能を表した機能ブロック図である。なお、車両用表示装置のその他の構成は、上述した第１の実施形態（図１参照）と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４９】
図８に示すように、本実施形態のコントローラ３０は、道路形状演算手段３１、運転者眼球位置演算手段３２、運転者視点道路形状演算手段３３、運転特性演算条件判断手段３４、運転特性演算手段３５、運転特性定数記憶手段３６、経過時間設定手段３７、自車将来位置算出手段３８、表示位置算出手段３９、カーブ路特徴点抽出手段４０、表示モード選択手段４１の各機能を有している。このうち、道路形状演算手段３１と、運転者眼球位置演算手段３２と、運転者視点道路形状演算手段３３と、経過時間設定手段３７と、自車将来位置算出手段３８とは、第１の実施形態のコントローラ１０における各手段と同様である。
【００５０】
すなわち、道路形状演算手段３１は、ナビゲーションユニット１及び前方カメラ２の情報を用いて自車前方の道路形状を判断する。また、運転者眼球位置演算手段３２は、運転者モニタ用カメラ３からの顔画像を用いて運転者の眼球位置を特定し、運転者視点道路形状演算手段３３が、道路形状演算手段３１及び運転者眼球位置演算手段３２からの情報に基づいて、現在の運転者の眼球位置から自車前方を見たときに運転者の運転視界として自車前方に広がる道路形状を算出する。
【００５１】
また、経過時間設定手段３７が、運転特性定数記憶手段３６に保存された運転特性定数を読み出して、運転者運転特性に合わせて自車将来位置を表示するための所定時間を設定し、自車将来位置算出手段３８が、経過時間設定手段３７により設定された所定時間と自車の走行速度とに基づいて、自車の現在位置から所定時間経過後に到達する位置までの到達距離を求める。そして、この到達距離と自車前方の道路形状の情報とを用いて、自車の所定時間経過後の走行位置である自車将来位置を算出する。
【００５２】
自車前方の道路上における自車将来位置が算出されると、表示位置算出手段３９により、運転者視点道路形状演算手段３３で算出された道路形状の情報を用いて、自車将来位置の表示位置が算出されることになるが、本実施形態のコントローラ３０では、自車前方の道路がカーブ路であり、このカーブ路内側の突出点（タンジェントポイント）が自車将来位置よりも手前にある場合には、カーブ路特徴点抽出手段４０によってこのタンジェントポイントを特徴点として抽出するようにしている。そして、このカーブ路のタンジェントポイントを表す点の表示位置も、自車将来位置の表示位置と共に表示位置算出手段３９で算出し、必要に応じて、このタンジェントポイントを表す点を自車将来位置と合わせて表示させるようにしている。
【００５３】
すなわち、カーブ路特徴点抽出手段４０は、運転者視点道路形状演算手段３３で算出された道路形状の情報を用いて自車前方にカーブ路が存在するかどうかを判定し、自車前方にカーブ路が存在する場合には、このカーブ路のタンジェントポイントまでの距離が自車将来位置の指標となる前記到達距離よりも短いかどうかを判定する。そして、カーブ路のタンジェントポイントまでの距離が前記到達距離よりも短い場合には、そのタンジェントポイントをカーブ路の特徴点として抽出する。
【００５４】
カーブ路特徴点抽出手段４０により自車前方のカーブ路のタンジェントポイントが抽出されると、表示位置算出手段３９では、運転者視点道路形状演算手段３３で算出された道路形状の情報、すなわち、運転者の視点から見られる自車前方の道路形状の情報を用いて、この自車前方の運転視界として広がるカーブ路のタンジェントポイントを表す点の表示位置を算出する。そして、この表示位置算出手段３９によって算出された自車将来位置の表示位置の情報、及び、カーブ路のタンジェントポイントを表す点の表示位置の情報が、表示ドライバ７へと送られる。
【００５５】
ところで、自車がカーブ路に差し掛かるとき、特に自車前方を先行車両が走行している場合などを考えると、運転者がタンジェントポイントを注視するか先行車両を注視するかは、運転者のスキルや運転条件に応じて異なる。このため、タンジェントポイントを表す点を表示する必要性も運転者によって異なり、運転者の特性に応じて表示の有無を切り替えることが望ましい。
【００５６】
そこで、本実施形態のコントローラ３０では、運転特性演算条件判断手段３４、運転特性演算手段３５、運転特性定数記憶手段３６の各手段により、タンジェントポイントを表す点の表示有無を切り替える基準となる運転者の運転特性を演算し、その結果を指標値として記憶するようにしている。すなわち、第１の実施形態のコントローラ１０における運転特性演算条件判断手段１４、運転特性演算手段１５、運転特性定数記憶手段１６では、経過時間設定手段１７で自車将来位置の表示位置を決定するための経過時間（前記所定時間）を設定する上で必要な運転者の運転特性を演算し、その結果を記憶するようにしているが、本実施形態のコントローラ３０における運転特性演算条件判断手段３４、運転特性演算手段３５、運転特性定数記憶手段３６では、経過時間設定手段３７で前記所定時間を設定する上で必要な運転者の特性に加えて、タンジェントポイントを表す点の表示有無を切り替える上で必要となる運転者の運転特性も演算し、その結果も記憶するようにしている。
【００５７】
具体的には、本実施形態のコントローラ３０では、先ず、運転特性演算条件判断手段３４により、運転特性を演算するための条件が整っている状況にあるかどうか、例えば、自車前方に所定の曲率以上のカーブ路が存在し、自車がそのカーブ路に所定速度を超える走行速度で侵入しようとしている状況であるかどうかが判定される。そして、このような条件に適合している場合には、運転特性演算条件判断手段３４が、条件に適合していることを示すフラグを立ててその情報を運転特性演算手段３５に送る。
【００５８】
次に、運転特性演算手段３５では、自車がカーブ路を走行中に運転者がタンジェントポイントを注視している頻度を演算する。具体的には、運転特性演算手段３５は、運転者眼球位置演算手段３２に送られた運転者モニタ用カメラ３からの顔画像（ステレオ画像）を用いて運転者の眼球の向きを判断し、運転者の注視点座標を検出する。そして、道路形状演算手段３１で求められた自車前方の道路形状の中でカーブ路のタンジェントポイントとなる位置を特定し、運転者の注視点座標とカーブ路のタンジェントポイントの座標との差が所定の範囲内であると判断された場合に、運転者がタンジェントポイントを注視していると見なし、自車がカーブ路を走行している間に運転者がタンジェントポイントを注視している頻度を算出する。すなわち、カーブ路走行時にタンジェントポイントに対する要求度が高い運転者においては、中心視による視認が行われる頻度が高くなり、低い運転者ではその頻度が落ちるため、運転特性演算手段３５ではタンジェントポイントへの注視頻度を、表示切り替えのための指標として算出する（視線移動状態検出手段に相当。）。
【００５９】
運転特性演算手段３５によって算出されたタンジェントポイントへの注視頻度の指標値は、常に学習されて更新され、最新の数値が運転特性定数記憶手段３６によって保存される。そして、この運転特性定数記憶手段３６に記憶された指標値に基づいて、表示モード選択手段４１が表示モードの選択を行う。
【００６０】
すなわち、表示モード選択手段４１では、運転特性定数記憶手段３６に保存された運転者のタンジェントポイントへの注視頻度を読み出し、これに基づいてカーブ走行時における運転者のタンジェントポイントに対する要求度を判定する（視覚情報要求度判定手段に相当。）。そして、運転者のタンジェントポイントに対する要求度が低いと判断したときには、自車将来位置のみの表示を行う表示モードを選択し、運転者のタンジェントポイントに対する要求度が高いと判断したときには、自車将来位置に合わせてカーブ路のタンジェントポイントを表す点も表示する表示モードを選択する。
【００６１】
表示ドライバ７では、コントローラ３０での処理で算出された自車将来位置やカーブ路のタンジェントポイントを表す点の表示位置の情報が、表示モードを指定した表示制御コマンドと共に供給されると、この表示モードに応じてプロジェクタ８を駆動する。すなわち、自車将来位置のみの表示を行う表示モードが指定されているときは、表示ドライバ７がプロジェクタ８を駆動することによって、自車のフロントガラスに自車将来位置のみが点表示される。一方、自車将来位置に合わせてカーブ路のタンジェントポイントを表す点の表示も行う表示モードが指定されているときには、表示ドライバ７によるプロジェクタ８の駆動によって、図９に示すように、自車将来位置に合わせて、カーブ路の特徴点であるタンジェントポイントを表す点が、自車前方の運転視界として広がる道路形状を背景として、自車のフロントガラスに点表示されることになる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の車両用表示装置によれば、自車の所定時間経過後の走行位置である自車将来位置をフロントガラスに投影して点表示すると共に、カーブ路走行時には、カーブ路の特徴点となるタンジェントポイントを表す点をフロントガラスに投影して表示するようにしているので、運転負荷の少ない直線道路等を走行している間は、運転者にとって無意識化しやすい状態でレーントレースを支援する情報を運転者に伝えることができると共に、運転負荷が高まるカーブ路走行時においては、道路の視覚情報を集めやすくし、運転者の運転負荷を低減することができる。
【００６３】
また、カーブ路の特徴点となるタンジェントポイントを表す点の表示／非表示を、運転者の運転特性に応じて切り替えるようにしているので、運転能力が高く道路形状の視覚情報を必要としない運転者には不要な情報を提示せず、必要としている運転者のみに情報を提示することができ、運転者の運転特性に応じて最適な状態で運転操作を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を適用した車両用表示装置の一構成例を示す全体構成図である。
【図２】第１の実施形態の車両用表示装置が備えるコントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図３】自車走行速度及び運転特性と所定時間経過後の自車到達距離との関係を示す図である。
【図４】自車将来位置の表示例を示す図である。
【図５】自車が交差点で左折する場合における自車の走行速度と自車将来位置の表示との関係を示す模式図である。
【図６】自車将来位置及び現状維持到達車両位置の表示例を示す図である。
【図７】自車将来位置の他の表示例を示す図である。
【図８】第２の実施形態の車両用表示装置が備えるコントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図９】自車将来位置および道路特徴点の表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
７  表示ドライバ
８  プロジェクタ
１０  コントローラ
１１  道路形状演算手段
１３  運転者視点道路形状演算手段
１５  運転特性演算手段
１７  経過時間設定手段
１８  自車将来位置算出手段
１９  表示位置算出手段
２０  現状維持到達車両位置算出手段
２１  表示モード選択手段
３０  コントローラ
３１  道路形状演算手段
３３  運転者視点道路形状演算手段
３５  運転特性演算手段
３８  自車将来位置算出手段
３９  表示位置算出手段
４０  カーブ路特徴点抽出手段
４１  表示モード選択手段
【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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