(57)【要約】【課題】  表示を重ねる位置の背景の明るさに加え、背景の細かさにも応じた表示輝度を制御できる車両用表示装置を提供する。【解決手段】  背景輝度推定手段１５は、前方風景の複数点の輝度を推定し、背景輝度分布を推定する。背景空間周波数推定手段１６は、前方風景の複数領域の空間周波数を推定し背景空間周波数分布を推定する。制御手段１９は、背景輝度分布の推定値及び背景空間周波数分布の推定値に基づいて表示輝度を制御する。背景輝度推定手段１５及び前記背景空間周波数推定手段１６は、所定の大きさで区切られた領域Ｍ毎に推定値を算出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方風景の複数点の輝度を推定し背景輝度分布を推定する背景輝度推定手段と、前方風景の複数領域の空間周波数を推定し背景空間周波数分布を推定する背景空間周波数推定手段と、前記背景輝度分布の推定値及び前記背景空間周波数分布の推定値に基づいて表示輝度を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記背景輝度推定手段及び前記背景空間周波数推定手段は、所定の大きさで区切られた領域毎に前記推定値を算出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】
前記制御手段は、隣り合う前記領域の値を連続的若しくは段階的に制御値を変化させることを特徴とする請求項２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、運転者の前方視野内に視覚情報を表示する車両用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用表示装置は、例えば、特許文献１に開示されるものがある。この車両用表示装置は、主に、運転者の前方視野内の風景に対し視覚情報を重畳表示できる視覚情報表示手段と、重畳表示の背景の明るさを推定する背景輝度推定手段と、前記背景輝度推定手段から推定される輝度分布に基づき前記視覚情報表示手段の輝度を制御する画像制御手段とから構成されており、視覚情報を表示する背景の輝度変化によって視覚情報の視認性が劣化することを防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された車両用表示装置は、重畳表示する位置の背景について、ある一定の大きさを持つ領域の明るさのみに対して表示輝度を制御するものであり、街路樹やガードレールなどの道路近辺にある構造物が背景となった場合の背景の細かさや粗さによる重畳表示の見え方変化には対応できていない。例えば、路側に設置されたガードレールの支柱が背景となるような重畳表示をする場合、支柱の細かい模様が背景となり表示が見辛くなってしまうという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、表示を重ねる位置の背景の明るさに加え、背景の細かさにも応じた表示輝度を制御できる車両用表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、請求項１に記載したように、前方風景の複数点の輝度を推定し背景輝度分布を推定する背景輝度推定手段と、前方風景の複数領域の空間周波数を推定し背景空間周波数分布を推定する背景空間周波数推定手段と、前記背景輝度分布の推定値及び前記背景空間周波数分布の推定値に基づいて表示輝度を制御する制御手段と、を備えたものである。
【０００６】
また、本発明は、請求項２に記載したように、前記背景輝度推定手段及び前記背景空間周波数推定手段は、所定の大きさで区切られた領域毎に前記推定値を算出するものである。
【０００７】
また、本発明は、請求項３に記載したように、前記制御手段は、隣り合う前記領域の値を連続的若しくは段階的に制御値を変化させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、運転者の前方視野内の風景に対し視覚情報を重畳表示する際に、重畳する表示の背景輝度と空間周波数に基づいて表示輝度を制御するので、背景に対して表示が暗すぎて見えない状態や、背景にあるものが密集することなどで表示との区別が付きにくく表示が見難いといった状態を回避することができ、重畳表示の視認性を高めることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、重畳表示する位置周辺の背景輝度と背景空間周波数を一定の領域毎で算出するので、輝度変化が細かいことによる煩わしさを回避できるので、煩わしくなく見やすい表示が行える。また、計算量を低減させることもできる。
【００１０】
請求項３に係る発明によれば、隣り合う領域の表示輝度において、連続的若しくは段階的に制御値を変化させることにより、輝度が急激に変化するなどの煩わしさや見辛さを回避することができ、見やすい表示が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図。
【図２】同上実施形態を示す概観図。
【図３】同上実施形態を示す前方画像データの説明図。
【図４】同上実施形態を示す重畳用前方画像データの説明図。
【図５】同上実施形態を示す枠表示画像の説明図。
【図６】同上実施形態を示す推定分析領域の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態を説明する。車両用情報表示装置１０は、車両のフロントガラスＷに表示光Ｌを投影して、虚像Ｖを表示する。車両用情報表示装置１０は、背景情報取得手段１１と、記憶手段１２と、車外環境取得手段１３と、自車状況取得手段１４と、背景輝度推定手段１５と、背景空間周波数推定手段１６と、運転者視点位置推定手段１７と、表示画像制御手段１８と、画面制御手段１９と、表示手段２０と、を備えている。
【００１３】
背景情報取得手段１１は、車両内に設置されたカメラ等の撮像装置からなるものであり、運転者前方の風景画像を取り込む。なお、背景情報取得手段１１は、車両用情報表示装置以外のユニットから運転者前方の風景画像を取得するための通信装置であっても良い。
【００１４】
記憶手段１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置により構成され、背景情報取得手段１１からの画像情報や、背景輝度推定手段１５や、背景空間周波数推定手段１６での処理結果を記憶する。車外環境取得手段１３は、自車の位置情報、地図情報、時刻情報などから自車両をとりまく外界環境の情報を取得し、記憶手段１２に各種データを記憶する。
【００１５】
自車状況取得手段１４は、自車両の進行方向、水平位置、速度等の自車両の走行状態情報を取得し、記憶手段１２に各種データを記憶する。背景輝度推定手段１５は、記憶手段１２に記憶されたデータに基づいて、前方に重畳する表示を中心とした領域を複数に分割し、この分割された各領域の平均推定輝度値を算出する。背景輝度推定手段１５にて得られた平均推定輝度値は記憶手段１２に保存される。
【００１６】
背景空間周波数推定手段１６は、記憶手段１２に記憶されたデータに基づいて、前方に重畳する表示を中心とした領域を複数に分割し、この分割された各領域の空間周波数の推定値を算出する。背景空間周波数推定手段１６にて得られた空間周波数推定値は、記憶手段１２に保存される。運転者視点位置推定手段１７は、運転者を車内に設置したカメラなどの撮像装置によって顔や目を撮影し、得られた画像から運転者の視点の位置座標を推定する。運転者視点位置推定手段１７にて得られた視点位置座標は、記憶手段１２に保存される。なお、視点位置の推定方法として、マイクロ波レーダなどの位置検出装置を用いても良い。
【００１７】
表示画像制御手段１８は、記憶手段１２に記憶された背景情報取得手段１１や車外環境取得手段１３や自車状況取得手段１４や運転者視点位置推定手段１７からの情報に基づいて、運転者の前方風景に重畳する表示画像と表示構成情報を生成する。表示構成情報とは、表示位置、表示画像の中心座標、形状、色、大きさなどの表示を行うための諸情報を意味する。表示位置は、前方風景画像と運転者視点位置推定手段１７からの視点位置座標とから、前方の風景と一致した位置を算出する。
【００１８】
画面制御手段１９は、記憶手段１２に記憶された表示画像制御手段１８からの表示画像情報と平均推定輝度値と空間周波数推定値とから、表示画像の表示輝度や表示のオン／オフを制御する。表示手段２０は、ヘッドアップディスプレイ、プロジェクター、透明液晶、ＬＥＤ等の表示装置により構成され、画面制御手段１９の制御に従って自車両のフロントガラスＷに表示を投影し、前方風景と重なる位置に視覚情報を重畳表示する。
【００１９】
次に、先行車両が安全車間距離よりも接近したときに、先行車の存在を強調指示する枠表示を前方の先行車付近に重畳表示する場合を例として、車両用情報表示装置１０の動作について説明する。
【００２０】
背景情報取得手段１１は常に前方の風景を撮影しており、撮影した前方画像データを記憶手段１２に記憶する。図３は、背景情報取得手段１１によって撮影された前方風景の画像例を示す。これと同時に車外環境取得手段１３によって先行車との車間距離値を測定し、記憶手段１２に記憶する。また、運転者視点位置推定手段１７によって、運転者の視点の位置座標を推定し、記憶手段１２に記憶する。
【００２１】
次に、表示画像制御手段１８にて、記憶手段１２に記憶された前方画像データＰ１と車間距離値を読み込む。車間距離値が安全車間距離値よりも短いと判断した場合、先行車を囲む枠表示画像を生成する。
【００２２】
枠表示画像Ｐ３を生成する際、表示手段２０での表示領域と前方画像データＰ１の風景とが一致するように、前方画像データＰ１を座標変換して重畳用前方画像データＰ２に加工する（図４参照）。この重畳用前方画像データＰ２を基にして重畳する表示を描画することによって、運転者にとって実際の先行車を囲むように見える枠表示画像Ｐ３を表示することができる（図５参照）。
【００２３】
前方画像データＰ１を座標変換する際、運転者視点位置推定手段１７によって記憶手段１２に記憶された運転者の視点位置に基づいて補正をかけることによって、運転者の視点が変動した場合でも前方風景に一致した枠表示画像Ｐ３を表示できる。
【００２４】
次に、重畳用前方画像データＰ３に基づいて、先行車の枠表示画像Ｐ３の表示構成情報を記憶手段１２に記憶する。前記表示構成情報とは、画像データを生成するための情報であり、枠表示画像Ｐ３が矩形である場合は、４隅の座標と枠線の太さと表示色情報とで構成される。
【００２５】
次に、背景輝度推定手段１５による前方風景の輝度分布の推定について説明する。最初に、記憶手段１２に記憶された前記表示構成情報と重畳用前方画像データＰ２を読み込む。そして、記憶手段１２から読み込んだ表示構成情報から、枠表示画像Ｐ３の表示中心座標と枠サイズを算出し、推定分析領域Ｓを設定する（図６参照）。
【００２６】
推定分析領域Ｓは、表示中心位置座標を中心に、枠表示画像Ｐ３を含むに十分な領域を例えば３×３の分割数以上のマトリックス状小領域Ｍで分割し、その頂点座標により決定される。これら頂点座標で分割される領域の中で、重畳用前方画像データの輝度値を画像の階調値から推定し、それらを平均化することで各小領域Ｍの領域平均輝度値を算出する。算出した領域平均輝度値は記憶手段１２に記憶する。
【００２７】
次に、背景空間周波数推定手段１６による、前方風景の空間周波数分布の推定について説明する。背景輝度推定手段１５と同様に、推定分析領域Ｓとその頂点座標を決定する。これら頂点座標で分割される各領域内において空間周波数分析を行い、各領域の領域空間周波数値を算出する。算出した領域空間周波数値は記憶手段１２に記憶する。
【００２８】
次に、画面制御手段１９による表示輝度制御について説明する。最初に、記憶手段１２に記憶された各小領域Ｍにおける領域平均輝度値と、同じく各小領域Ｍにおける領域空間周波数値と、表示構成情報とを読み込む。各小領域Ｍの領域平均輝度値と領域空間周波数値とから、各小領域Ｍでの領域中心制御値を決定する。
【００２９】
ここで領域中心制御値は、各小領域Ｍでの領域平均輝度値と領域空間周波数値それぞれに独立した定数を掛け合わせ、その和をとって決定する。なお、領域平均輝度値と領域空間周波数値それぞれの組み合わせに応じたテーブル値を記憶手段１２に持ち、そのテーブル値を読み込んで領域中心制御値を決定しても良い。
【００３０】
ここまでで、各小領域の領域中心制御値を算出した。更に、各小領域Ｍの中心座標間においてそれぞれの領域中心制御値が連続的な変化または細かいステップで刻んだ断続的な変化を有する輝度制御分布データを作成する。輝度制御分布データに基づき、表示構成情報に基づいて枠表示画像Ｐ３の表示階調を変化させた画像データを生成する。なお、表示輝度の制御方法としては前記の表示階調によるものの他、レーザ光線によるスキャン描画する際のレーザ電流値を制御する方法を用いても良い。
【００３１】
最後に、画面制御手段１９によって生成された表示画像を、ヘッドアップディスプレイによって構成される表示手段２０によって枠表示画像Ｐ３を前方風景に重畳表示する。この表示により、運転者前方に存在する実際の先行車を囲むような枠表示画像Ｐ３が表示され、その枠表示画像Ｐ３は背景の明るさや細かさに応じて輝度が制御された状態で表示される。
【００３２】
なお、この本実施形態では、追突警報表示として先行車を枠線で囲む枠表示画像Ｐ３を例として挙げたが、運転者前方の風景に重畳する全ての表示に当てはめることができる。表示例としては、目的地までのナビゲーション表示や車両前方の歩行者検出やナイトビジョン表示などがある。
【符号の説明】
【００３３】
１１  背景情報取得手段
１２  記憶手段
１３  車外環境取得手段
１４  自車状況取得手段
１５  背景輝度推定手段
１６  背景空間周波数推定手段
１７  運転者視点位置推定手段
１８  表示画像制御手段
１９  画面制御手段（制御手段）
２０  表示手段
【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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