【実施例】
【0019】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
[ヘッドアップディスプレイの構成]
図1は、本発明の情報表示装置の実施例に係るヘッドアップディスプレイ100の概略構成図である。
図1に示すように、ヘッドアップディスプレイ(以下、「HUD」と記す。)100は、主に、光源ユニット1と、凹面鏡7と、制御ユニット10とを備える。HUD100は、フロントウィンドウ25と、天井部27と、ボンネット28と、ダッシュボード29とを備える車両に取り付けられる。
【0020】
光源ユニット1は、ダッシュボード29内に設けられ、内部に投射装置6を有する。投射装置6は、表示像を構成する光(「表示光」とも呼ぶ。)を、光源ユニット1のレーザ光の射出口を構成する開口部51から射出させ、凹面鏡7に照射させる。凹面鏡7で反射した表示光は、ダッシュボード29に設けられた開口部89を介してフロントウィンドウ25へ到達し、さらにフロントウィンドウ25で反射して運転者の目の位置に到達する。このように、光源ユニット1は、表示光を運転者の目の位置へ到達させて、運転者に虚像Ivを視認させる。
【0021】
凹面鏡7は、光源ユニット1から射出された表示光を、ダッシュボード29に設けられた開口部89に向けて反射し、フロントウィンドウ25へ到達させる。この場合、凹面鏡7は、表示光が示す画像を拡大して反射する。
【0022】
なお、光源ユニット1の設置位置は、
図1に示すようにダッシュボード29の内部であることに限定されない。例えば、光源ユニット1は、天井部27に取り付けられる態様(図示しないサンバイザに取り付けられる態様も含む)であってもよい。この場合、光源ユニット1とフロントウィンドウ25との間にコンバイナが設けられてもよい。
【0023】
制御ユニット10は、車両の周辺の道路状況や交通情報、及び、車両の車速や現在位置を取得し、これらに基づいて光源ユニット1を制御して運転手に対して車両の加減速を促す表示を行う。
【0024】
図2は、制御ユニット10の構成を示す。制御ユニット10は、道路状況取得部11と、車速検知部12と、交通情報取得部13と、位置取得部14と、制御部15とを備える。
【0025】
道路状況取得部11は、車両に取り付けられたカメラ、センサなどを利用し、自車両と前方車両又は周辺車両との間の距離、車両の前方の道路状況、道路上の白線の有無及び白線の位置などを含む道路状況情報を取得し、制御部15へ供給する。車速検知部12は、車速センサなどにより構成され、車速を検知して制御部15へ供給する。
【0026】
交通情報取得部13は、VICS(Vehicle Information and Communication System:登録商標)や交通情報を管理するサーバとのネットワーク通信システムなどを利用し、車両の周辺の交通情報を取得し、制御部15へ供給する。交通情報は、渋滞情報、道路地図データ、信号機(路側機)からの受信データ、踏切機からの受信データなどを含む。位置取得部14は、GPS受信機などにより構成され、車両の現在位置を示すデータ、具体的には緯度及び経度のデータを取得する。
【0027】
制御部15は、道路状況情報、交通情報、車速、現在位置などに基づいて、車両の加減速を促す表示(以下、「加減速促進表示」とも呼ぶ。)が必要であるか否かを判定し、必要に応じてHUD1を制御して加減速促進表示を行う。なお、加減速促進表示は、加速を促す表示(以下、「加速促進表示」とも呼ぶ。)と、減速を促す表示(以下、「減速促進表示」とも呼ぶ。)とを含む。
【0028】
上記の構成において、光源ユニット1及び凹面鏡7は本発明の表示部の一例あり、道路状況取得部11、車速検知部12、交通情報取得部13及び位置取得部14は本発明の取得部の一例である。また、制御部15は本発明の適正速度決定部、記憶部、算出部及び表示制御部の一例であり、道路状況情報及び交通情報は本発明の道路交通情報の一例である。
【0029】
[加減速促進表示]
次に、加減速促進表示について説明する。
図3は、加減速促進表示の例を示す。
図3(A)は、運転者が車両の前方を見た様子を示す。運転手の前にはステアリング33があり、その前方にはフロントガラス越しに見える視界30がある。車両は道路のある車線を走行しており、車両の前方の道路上には白線31が見える。HUD1による表示エリア32は、ステアリング33の上方に設定される。即ち、制御ユニット10は、表示エリア32内に虚像が見えるように光源ユニット1を制御する。
【0030】
図3(B)は、直線道路を走行している場合の加減速促進表示の例を示す。表示エリア32内には、複数のマークMが表示される。所定数(本例では3つ)のマークMが左右方向(車幅方向)に並んで表示され、かつ、この一列のマークMが車両の進行方向に所定の間隔で表示される。この加減速促進表示は、徐々に動きが変わる、いわゆるシークエンスデザインとなっている。即ち、一列のマークMは、まず表示エリア32における奥側(上辺側)に現れ、手前側(下辺側)へ移動し、やがて表示エリア32の手前側へ消える。車両の走行に伴い、このような一列のマークMの表示が繰り返される。
図3(B)の例は、手前側の一列のマークMが表示エリア32の手前側へ移動して消える直前であり、同時に、表示エリア32の奥側に次の一列のマークMが表示され始めた状態である。
【0031】
このように、マークMをシークエンスデザインとして表示することにより、運転手に車両のスピード感を与えることができる。即ち、車両の進行方向における一列のマークMの間隔を短くすると、一列のマークMは短時間のうちに表示エリア32の奥側に現れ、手前側へ移動して消えていくので、運転手は感覚的に車速が早いと感じる。逆に、車両の進行方向における一列のマークMの間隔を長くすると、一列のマークMが表示エリア32の奥側に現れ、手前側へ移動して消えるまでの時間が長くなるので、運転手は感覚的に車速が遅いと感じる。よって、実際には車両が同じ速度で走行していても、一列のマークMを表示する時間間隔を短くすることにより、運転手に車速が早いと感じさせることができ、一列のマークMを表示する時間間隔を長くすることにより、運転手に車速が遅いと感じさせることができる。
【0032】
図4は、減速促進表示及び加速促進表示における一列のマークMを表示する時間間隔(以下、「表示間隔」と呼ぶ。)を説明する図である。なお、
図4では、加減速促進表示の開始地点を「S」とし、加減速の目標地点を「T」としている。車速が適正速度より速い場合、
図4の左側に示す減速促進表示が行われる。減速促進表示では、マークMの表示開始直後においてはマークMの表示間隔を短い時間t1に設定し、運転手に車速が速いと感じさせることにより減速を促す。これにより運転手が車両を減速させるので、マークMの表示間隔を徐々に長い時間t2(>t1)に変更する。こうして、加減速目標地点T付近において車両を適正速度近くまで減速させることができる。
【0033】
一方、車速が適正速度より遅い場合、
図4の右側に示す加速促進表示が行われる。加速促進表示では、表示開始直後においてはマークMの表示間隔を長い時間t3に設定し、運転手に車速が遅いと感じさせることにより加速を促す。これにより運転手が車両を加速させるので、マークMの表示間隔を徐々に短い時間t4(<t3)に変更する。こうして、加減速目標地点T付近において車両を適正速度近くまで加速させることができる。
【0034】
図3(C)は、車両がカーブを走行している場合の加減速促進表示の例を示す。カーブを走行している場合でも、一列のマークMの表示方法は、車両が直線を走行している場合と同じである。但し、カーブの走行中は、一列のマークMはカーブしている道路に沿って表示される。
【0035】
図3(B)、3(C)に示すように、加減速促進表示における一列のマークMは、その車両が走行している車線内に収まるように表示される。このような表示のための制御は制御部15により行われる。具体的には、表示部15は、道路状況取得部11から取得した道路の白線の位置に基づいて、表示エリア32内において各マークMを表示する位置を決定する。即ち、各マークMが実際の道路の白線の内側に重畳されて見えるように、各マークMの表示エリア32内における表示位置を調整する。なお、この処理は、既知の手法により、車両に搭載されたカメラの座標系とHUD1による表示座標系との間における座標変換などにより行われる。
【0036】
[加減速目標地点]
次に、加減速目標地点について詳しく説明する。加減速目標地点は、車両が適正速度で走行又は停止すべき地点であり、加減速促進表示を行う地点である。
【0037】
(1)減速促進表示を行う地点
減速促進表示を行う地点としては、まず、カーブ、信号機、踏切、下り坂、高速道路や有料道路の料金所又はETC(登録商標)ゲート、高速道路から一般道への出口などが挙げられる。これらの地点は、予め加減速目標地点として決定され、地図データなどにその旨を示す情報が記憶される。このうち、カーブ、下り坂、高速道路や有料道路のETCゲート、高速道路から一般道への出口などについては、それぞれその地点を安全に走行できる速度が適正速度に設定される。また、信号機、踏切、高速道路や有料道路の料金所(ETCゲートを除く)などについては、基本的に一時停止が必要であるので、適正速度は停止(即ち時速0km)に設定される。
【0038】
また、自車両の先にある交通渋滞や事故の地点も減速促進表示を行う地点とされる。これらの地点は、自車両の周辺の交通情報などに基づいてリアルタイムに設定される。即ち、自車両の前方に渋滞や事故が発見されると、制御部15はその地点を減速促進表示を行う地点に設定する。この場合の適正速度は、停止又は時速10km程度の徐行速度に設定される。
【0039】
(2)加速促進表示を行う地点
加速促進表示を行う地点としては、まず、高速道路のサグ部が挙げられる。「サグ部」とは、下り坂から上り坂に差し掛かるV型の形状の部分を言う。高速道路のサグ部は、一般的に、下り勾配からの上り勾配部分で加速が間に合わず、減速しすぎてしまい、渋滞の原因となるので、加速促進表示を行う。この場合の適正速度は法定速度となる。
【0040】
また、インターチェンジ(IC)の合流地点も加速促進表示を行う地点となる。一般道から高速道路に合流する部分では、合流先車線(本線)の走行速度に合わせて加速促進表示を行う。この場合、合流側車線(加速車線)における所定の地点までに、安全に本線に合流できる速度まで車両を加速させる必要がある。よって、適正速度は、本線の法定速度(例えば時速80km)に設定される。なお、車両に搭載しているレーダやセンサなどにより、本線を実際に走行している他の車両の速度を検知できる場合には、検知した速度を適正速度に設定してもよい。これにより、実際に高速道路の本線を走る車両の速度まで加速を促すことができ、よりスムーズな合流が可能となる。
【0041】
さらに、トンネルの入口/出口も加速促進表示を行う地点となる。トンネルの内と外とでは明暗の差が激しく、運転者が無意識のうちに減速してしまいがちなため、渋滞の原因になりやすい。このため、トンネルの入口及び出口を加速促進表示を行う地点とする。この場合の適正速度は、それぞれトンネル内及びトンネルを出た後の法定速度に設定される。
【0042】
[表示間隔の決定方法]
加減速促進表示においては、車両の現在の車速と、現在位置から加減速目標地点までの距離(加減速距離)と、加減速目標地点での適正速度とに基づいて、表示する一列のマークMの表示間隔を決定する。減速促進表示の場合、基本的には、車両が急ブレーキをかけなくても加減速目標地点までに適正速度まで減速できるように減速を促す。具体的に、減速促進表示においては、車速と適正速度との速度差が大きいほど、加減速目標地点までに大きな減速が必要となるので、マークMの表示間隔は短く設定される。また、加速促進表示においては、車速と適正速度との速度差が大きいほど、加減速目標地点までに大きな加速が必要となるので、マークMの表示間隔は長く設定される。
【0043】
具体的には、シミュレーションや実験などを行って、どの程度の表示間隔でマークMを表示すると運転手がどの程度の減速又は加速を行うかを調査しておく。そして、例えば減速促進表示と加速促進表示のそれぞれの場合について、車速と適正速度との速度差と、マークMの表示間隔との対応を示すテーブル(以下、「表示間隔テーブル」と呼ぶ。)を予め作成して制御部15に記憶しておく。実際の処理においては、制御部15は、ステップS14において、車速と適正速度との速度差を算出し、速度差に対応する表示間隔でマークMを表示する。これにより、加減速促進表示の開始後の加減速状態に応じて、加減速促進表示におけるマークMの表示間隔を更新することができる。例えば、減速促進表示の開始時に車速と適正速度との速度差が大きい場合、減速促進表示におけるマークMの表示間隔は短く設定されるが、その後運転手が車両を減速させ、車速と適正速度との速度差が減少した場合には減速促進表示におけるマークMの表示間隔は長くなる。
【0044】
また、上記の表示間隔テーブルを作成する際には、車両の速度に応じた停止距離を考慮することが好ましい。停止距離とは、運転者が危険などを感じてブレーキを踏んでから車両が停止するまでの距離を言う。一般的には、車速が速いほど停止距離は長くなるので、同じ時速30km分の減速であっても、時速60kmから時速30kmまで減速するのに必要な距離と、時速30kmから停止するのに必要な距離とは異なる。よって、車速と適正速度との速度差に加えて、現在の車速もパラメータとして表示間隔テーブルを作成することが好ましい。
【0045】
[表示処理]
次に、本実施例による表示処理について説明する。
図5及び
図6は、実施例による表示処理のフローチャートである。なお、このフローチャートは、主として制御ユニット10により実行される。より具体的には、制御ユニット10の制御部15を構成するCPUなどのコンピュータが、予め用意されたプログラムを実行することにより実現される。
【0046】
まず、制御ユニット10は、道路状況取得部11及び交通情報取得部13により、車両周辺の道路状況情報及び交通情報を取得する(ステップS1)。次に、制御ユニット10は、車速検知部12及び位置取得部14により、それぞれ車速及び車両の現在位置を取得する(ステップS2)。
【0047】
次に、制御ユニット10は、取得した道路状況情報、交通情報、車速及び現在位置に基づいて、加減速促進表示が必要であるか否かを判定する(ステップS3)。具体的には、制御ユニット10は、車両が予め設定されている加減速目標地点に近づいたか否かを判定する。即ち、制御ユニット10の制御部15は、交通情報に含まれる地図データや渋滞情報などに基づいて、車両が走行している道路の進行方向における所定距離内に加減速目標地点があるか否かを判定する。所定距離以内に加減速目標地点が無い場合、制御部15は処理を終了する。一方、所定距離以内に加減速目標地点がある場合(ステップS3:Yes)、制御部15は、加減速促進表示が必要と判断し、加減速促進表示処理を実行する(ステップS4)。
【0048】
図6は、加減速促進表示処理のフローチャートである。まず、制御部15は、道路状況情報及び交通情報に基づき、上述のように加減速目標地点での適正速度を決定する。次に、制御部15は、車速検知部12から車速を取得し(ステップS12)、車速が適正速度より小さいか否かを判定する(ステップS13)。車速が適正速度より小さい場合(ステップS13:Yes)、加減速目標地点までに車速を増加させる必要があるので、制御部15は前述の加速促進表示を行う(ステップS14)。一方、車速が適正速度より小さくない場合(ステップS13:No)、加減速目標地点までに車速を減少させる必要があるので、制御部15は前述の減速促進表示を行う(ステップS15)。
【0049】
次に、制御部15は、位置取得部14から車両の現在位置を取得し(ステップS16)、車両が加減速目標位置に到達したか否かを判定する(ステップS17)。加減速目標位置に到達していない場合(ステップS17:No)、処理はステップS12へ戻る。こうして、車両が加減速目標位置に到達するまでの間は、車速と適正速度とに基づいて、加速促進表示又は減速促進表示がなされる。そして、車両が加減速目標位置に到達すると(ステップS17:Yes)、制御部15は加減速促進表示を終了する(ステップS18)。
【0050】
[変形例]
次に、上記の実施例に対する変形例について説明する。なお、以下の変形例は適宜組み合わせて適用することが可能である。
【0051】
(変形例1)
図3に示す加減速促進表示の例は、道路上にマークMが重畳されて見えるようにマークMを表示しているが、車両の走行している道路の左右の少なくとも一方が壁などになっている場合には、その壁の上に重畳されて見えるように立体的なマークMを表示してもよい。この場合の加減速促進表示の例を
図7に示す。この例では、左右の壁Wに重畳されて見えるように立体的なマークMが表示されている。なお、左右の一方のみが壁である場合には、壁のある側のみに立体的なマークMを表示してもよい。
【0052】
(変形例2)
上記の実施例においては、標準的な停止距離を考慮して加減速促進表示におけるマークMの表示間隔を決定しているが、運転手の過去の走行履歴(ブレーキをかけるタイミングのデータを含む)に基づいてその運転手に固有の停止距離が求められる場合には、運転手に固有の停止距離に基づいて表示間隔を決定してもよい。具体的には、運転者について、ある速度からブレーキングして停止するまでの停止距離を学習して記憶しておく。そして、例えばブレーキングが通常よりも遅く、停止距離が標準的な停止距離よりも長い傾向がある運転手については、加減速促進表示におけるマークMの間隔を、標準的な停止距離を使用した場合よりも短く設定し、運転者に対してより大きな減速を促す表示とする。例えば、標準的な停止距離に基づいて作成した表示間隔テーブルを基本とし、標準的な停止距離よりも10%程度停止距離の長い運転手に対しては、表示間隔テーブルにより示されるマークMの表示間隔を10%短くして減速促進表示を行えばよい。
【0053】
さらに、運転者の過去の走行履歴に基づいて、同一の加減速目標地点における走行履歴が複数得られる場合には、それらの走行履歴における停止距離に基づいて、加減速促進表示におけるマークMの表示間隔を調整してもよい。一般的に、過去に何度も走行した地点については慣れにより警戒心が薄れ、加速や減速のタイミングが遅くなる傾向がある。また、加減速促進表示に慣れてしまい、加速や減速のタイミングが遅くなることもある。よって、同一の加減速目標地点における過去の走行履歴を参照し、停止距離がだんだん長くなっていたり、加速や減速のタイミングがだんだん遅くなっているような場合には、加減速促進表示におけるマークMの表示間隔を調整し、加速又は減速をより強く促すようにすることが好ましい。
【0054】
(変形例3)
上記の実施例では、加減速目標地点において適正速度になるように加減速促進表示を行っているが、多少の余裕を見て、加減速目標地点よりも手前の地点において適正速度になるように加減速促進表示を行っても良い。例えば、カーブを加減速目標地点とする場合、カーブの進入地点ではなく、カーブの進入地点より所定距離(例えば数m)手前の位置において車両が適正距離まで減速されるように加減速促進表示を行っても良い。この場合には、カーブの進入地点を加減速目標地点とする場合と比較して、自車位置から加減速目標地点までの距離が短くなるため、より大きな減速を促すようにマークMの表示間隔を調整した減速促進表示が行われる。または、加減速促進表示の開始地点「S」を所定距離(例えば数m)手前の位置に設定する。これにより、加減速目標地点をより安全に走行することが可能となる。