特許 7524836 車両用表示装置、表示方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】車両用表示装置、表示方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/36 20060101AFI20240723BHJP

   B60K 35/23 20240101ALI20240723BHJP

   B60K 35/28 20240101ALI20240723BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

G01C21/36

B60K35/23

B60K35/28

G08G1/16 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021097507

(22)【出願日】2021-06-10

(65)【公開番号】P2022189118

(43)【公開日】2022-12-22

【審査請求日】2023-04-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】砂場 昭吾

(72)【発明者】

【氏名】廣田 貴浩

(72)【発明者】

【氏名】張 玉テイ

【審査官】上野 博史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０８４１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－００６８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９２６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６７０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４４９８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ２１／３６

Ｂ６０Ｋ ３５／２３

Ｂ６０Ｋ ３５／２８

Ｇ０８Ｇ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の前景を示す表示領域に所定の画像を表示させる車両用表示装置であって、
車両の前方側の車線を認識する車線認識部と、
車線に対する車両の位置を認識する車両位置認識部と、
認識された車両の位置に基づいて、車線の変更先として予定される予定位置を設定する予定位置設定部と、
車両が車線変更する際に、車両の進行方向を示す方向画像を前記表示領域に表示させると共に前記予定位置に対する車両の相対的な位置関係に基づいて、前記方向画像の示す方向を変化させる表示指示部と、を備え、
前記方向画像は、前記表示領域の手前側から奥側に向かって一列に配置された複数の画像で構成され、当該複数の画像は、車線変更開始時に車線変更先の方向へ向かって直線状に配置された後、カーブする曲線状の配置に徐々に変化する、
車両用表示装置。

【請求項2】

前記表示指示部は、自動運転により車両が車線変更をする際に、前記方向画像を前記表示領域に表示させる、請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項3】

前記表示指示部は、車線変更の開始時、車線変更の途中、及び車線変更の終了時とで前記方向画像の示す方向を変化させる、請求項１又は請求項２に記載の車両用表示装置。

【請求項4】

前記表示指示部は、前記方向画像の示す方向を連続的に変化させる、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の車両用表示装置。

【請求項5】

前記表示指示部は、車線変更の開始時、車線変更の途中、及び車線変更の終了時のタイミングのうち少なくとも一つで前記方向画像の色を変化させる、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の車両用表示装置。

【請求項6】

前記表示指示部は、前記方向画像の示す方向を、車両の実舵角よりも大きなステアリングホイールの回転角に対応する方向に基づいて強調して表示させる、請求項１～請求項５の何れか１項に記載の車両用表示装置。

【請求項7】

前記方向画像において、前記複数の画像は、前記表示領域の手前側の画像から順番に車両の進行方向を経時的に示している、請求項１～請求項６の何れか１項に記載の車両用表示装置。

【請求項8】

前記表示領域は、運転席の車両前方でヘッドアップディスプレイ装置によって投影された投影面とされ、
前記表示指示部は、前記表示領域を通して視認される車両の前景の車線に重ねて、車両の進行方向を示す前記画像を前記表示領域に表示させる、請求項１～請求項７の何れか１項に記載の車両用表示装置。

【請求項9】

車両の前景を示す表示領域に所定の画像を表示させる表示方法であって、
車両の前方側の車線を認識し、
車線に対する車両の位置を認識し、
認識された車両の位置に基づいて、車線の変更先として予定される予定位置を設定し、
車両が車線変更する際に、車両の進行方向を示す方向画像を前記表示領域に表示させると共に前記予定位置に対する車両の相対的な位置関係に基づいて、前記方向画像の示す方向を変化させる処理をコンピュータに実行させ、
前記方向画像は、前記表示領域の手前側から奥側に向かって一列に配置された複数の画像で構成され、当該複数の画像は、車線変更開始時に車線変更先の方向へ向かって直線状に配置された後、カーブする曲線状の配置に徐々に変化する、
表示方法。

【請求項10】

車両の前景を示す表示領域に所定の画像を表示させるプログラムであって、
コンピュータに、
車両の前方側の車線を認識し、
車線に対する車両の位置を認識し、
認識された車両の位置に基づいて、車線の変更先として予定される予定位置を設定し、
車両が車線変更する際に、車両の進行方向を示す方向画像を前記表示領域に表示させると共に前記予定位置に対する車両の相対的な位置関係に基づいて、前記方向画像の示す方向を変化させる、ことを実行させ、
前記方向画像は、前記表示領域の手前側から奥側に向かって一列に配置された複数の画像で構成され、当該複数の画像は、車線変更開始時に車線変更先の方向へ向かって直線状に配置された後、カーブする曲線状の配置に徐々に変化する、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両用表示装置、表示方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、自動運転で走行する車両が車線を変更する際に、車両の進行方向を表示する車両用表示装置（ヘッドアップディスプレイ装置）が開示されている。この車両用表示装置では、走行計画で予定された車線変更を行う前に、進行方向を示す矢印型の進行方向マークがフロントウィンドシールドガラスにおける走行車線及び変更先の車線に対応した位置に投影表示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－９１１１５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、上記特許文献１のように、車線変更の前に走行車線から変更先の車線までの進行方向を示すだけでは、車線変更の経過を段階的に伝えることができない。

【0005】

本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、乗員に対して、車線変更の経過を段階的に伝えることができる車両用表示装置、表示方法及びプログラム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】

本開示の第１の態様に係る車両用表示装置は、車両の前景を示す表示領域に所定の画像を表示させる車両用表示装置であって、車両の前方側の車線を認識する車線認識部と、車線に対する車両の位置を認識する車両位置認識部と、認識された車両の位置に基づいて、車線の変更先として予定される予定位置を設定する予定位置設定部と、車両が車線変更する際に、車両の進行方向を示す方向画像を前記表示領域に表示させると共に前記予定位置に対する車両の相対的な位置関係に基づいて、前記方向画像の示す方向を変化させる表示指示部と、を備え、前記方向画像は、前記表示領域の手前側から奥側に向かって一列に配置された複数の画像で構成され、当該複数の画像は、車線変更開始時に車線変更先の方向へ向かって直線状に配置された後、カーブする曲線状の配置に徐々に変化する。

【0007】

第１の態様によれば、車両用表示装置は、車両の前景を示す表示領域に所定の画像を表示させる。車両用表示装置は、車両の前方側の車線と車線に対する車両の位置を認識し、車両の位置に基づいて、車線の変更先として予定される予定位置を設定する。そして、車両が車線変更する際に、車両の進行方向を示す方向画像を表示領域に表示する。ここで、車両用表示装置は、予定位置に対する車両の相対的な位置関係に基づいて、方向画像の示す方向を変化させる。これにより、予定位置に向かって車両の進行する過程を、方向画像の示す方向を経時的に変化させることにより認識させることができる。その結果、車両用表示装置は、乗員に対し、車線変更の経過を段階的に伝えることができる。

【0008】

本開示の第２の態様に係る車両用表示装置は、第１の態様に記載の構成において、前記表示指示部は、自動運転により車両が車線変更をする際に、前記方向画像を前記表示領域に表示させる。

【0009】

第２の態様によれば、乗員は、自動運転中に車線変更が行われる場合に、予定位置へ向かって車両が進行する過程を、方向画像の示す方向が経時的に変化によって認識することができる。これにより、自動運転による車線変更時の車両の制動を確認できるため、乗員の不安を和らげることができる。

【0010】

本開示の第３の態様に係る車両用表示装置は、第１の態様又は第２の態様に記載の構成において、前記表示指示部は、車線変更の開始時、車線変更の途中、及び車線変更の終了時とで前記方向画像の示す方向を変化させる。

【0011】

第３の態様によれば、乗員は、方向画像の示す方向によって、車線変更の開始から終了までの経過を認識することができる。

【0012】

本開示の第４の態様に係る車両用表示装置は、第１の態様～第３の態様の何れか１態様に記載の構成において、前記表示指示部は、前記方向画像の示す方向を連続的に変化させる。

【0013】

第４の態様によれば、乗員に対して、予定位置へ向かう車両の動きと連動して方向画像の示す方向が変化する視覚効果を与えることができるため、車線変更の経過を直感的に認識させることができる。

【0014】

本開示の第５の態様に係る車両用表示装置は、第１の態様～第４の態様の何れか１態様に記載の構成において、前記表示指示部は、車線変更の開始時、車線変更の途中、及び車線変更の終了時のタイミングのうち少なくとも一つで前記方向画像の色を変化させる。

【0015】

第５の態様によれば、車線変更における所定の段階で方向画像の色を変化させることにより、乗員に対して、車線変更における所定の段階を強調して伝えることができる。これにより、例えば、車線変更の開始を強調して伝えることにより、乗員は、車両の横方向の移動に前以て備えることができる。また、車線変更の途中であることを強調して伝えることにより、乗員に車両周辺への注意を促すことができる。また、車線変更の終了を強調して伝えることで、乗員に安心感を与えることができる。

【0016】

本開示の第６の態様に係る車両用表示装置は、第１の態様～第５の態様の何れか１態様に記載の構成において、前記表示指示部は、前記方向画像の示す方向を、車両の実舵角よりも大きなステアリングホイールの回転角に対応する方向に基づいて強調して表示させる。

【0017】

第６の態様によれば、方向画像は、車両の実舵角（タイヤの切れ角）よりも大きなステアリングホイールの回転角に対応する方向を示しているので、乗員に対して車両の進行方向を強調して表示することができる。また、方向画像の示す方向がステアリングホイールの回転と連動して示される。これにより、乗員は、車線変更時におけるステアリングホイールの操作を直感的に把握して、車線変更の経過を認識することができる。

【0018】

本開示の第７の態様に係る車両用表示装置は、第１の態様～第６の態様の何れか１態様に記載の構成において、前記方向画像において、前記複数の画像は、前記表示領域の手前側の画像から順番に車両の進行方向を経時的に示している。

【0019】

第７の態様によれば、方向画像は、表示領域の手前側から奥側に向かって一列に配置された複数の画像を含んでいる。また、これらの複数の画像は、表示領域の手前側の画像から順番に車両の進行方向を経時的に示している。このため、方向画像によって、車両の走行予定経路が示されており、方向画像の示す方向が変化することにより、走行予定経路も経時的に変化する。これにより、乗員は、車両の走行予定経路が経時的に変化する様子を見て車線変更の経過を認識することができる。

【0020】

本開示の第８の態様に係る車両用表示装置は、第１の態様～第７の態様の何れか１態様に記載の構成において、前記表示領域は、運転席の車両前方でヘッドアップディスプレイ装置によって投影された投影面とされ、前記表示指示部は、前記表示領域を通して視認される車両の前景の車線に重ねて、車両の進行方向を示す前記画像を前記表示領域に表示させる。

【0021】

第８の態様によれば、車両の前景を示す表示領域が、運転席の車両前方でヘッドアップディスプレイ装置によって投影された投影面とされている。そして、車線変更の際、車両の進行方向を示す方向画像は、表示領域を通して視認される車線に重ねて表示される。このように、車両用表示装置では、運転席からの前景と融合させるように方向画像を表示するため、運転席の乗員が視線を大きく動かすことなく車線変更を段階的に認識することができる。

【0022】

本開示の第９の態様に係る表示方法は、車両の前景を示す表示領域に所定の画像を表示させる表示方法であって、車両の前方側の車線を認識し、車線に対する車両の位置を認識し、認識された車両の位置に基づいて、車線の変更先として予定される予定位置を設定し、車両が車線変更する際に、車両の進行方向を示す方向画像を前記表示領域に表示させると共に前記予定位置に対する車両の相対的な位置関係に基づいて、前記方向画像の示す方向を変化させる処理をコンピュータに実行させ、前記方向画像は、前記表示領域の手前側から奥側に向かって一列に配置された複数の画像で構成され、当該複数の画像は、車線変更開始時に車線変更先の方向へ向かって直線状に配置された後、カーブする曲線状の配置に徐々に変化する。

【0023】

第９の態様に係る表示方法では、上述したように、乗員に対して、車線変更の経過を段階的に伝えることができる。

【0024】

本開示の第１０の態様に係るプログラムは、車両の前景を示す表示領域に所定の画像を表示させるプログラムであって、コンピュータに、車両の前方側の車線を認識し、車線に対する車両の位置を認識し、認識された車両の位置に基づいて、車線の変更先として予定される予定位置を設定し、車両が車線変更する際に、車両の進行方向を示す方向画像を前記表示領域に表示させると共に前記予定位置に対する車両の相対的な位置関係に基づいて、前記方向画像の示す方向を変化させる、ことを実行させ、前記方向画像は、前記表示領域の手前側から奥側に向かって一列に配置された複数の画像で構成され、当該複数の画像は、車線変更開始時に車線変更先の方向へ向かって直線状に配置された後、カーブする曲線状の配置に徐々に変化する。

【0025】

第１０の態様に係るプログラムでは、上述したように、乗員に対して、車線変更の経過を段階的に伝えることができる。

【発明の効果】

【0026】

本開示によれば、乗員に対して、車線変更の経過を段階的に伝えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本実施形態に係る車両用表示装置が適用された車両における車室内の前部を車両後方側から見た概略図である。

【図2】本実施形態に係る車両用表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図3】本実施形態に係る車両用表示装置の機能構成を示すブロック図である。

【図4】本実施形態における表示処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】車両の車線変更の経過を示す概略平面図であり、（Ａ）は、車線変更の開始時を示し、（Ｂ）は、車線変更の途中を示し、（Ｃ）は、車線変更の終了時を示している。

【図6】車線変更の開始時における方向画像の表示方法の一例を示す図である。

【図7】車線変更の途中における方向画像の表示方法の一例を示す図である。

【図8】車線変更の終了時における方向画像の表示方法の一例を示す図である。

【図9】本実施形態の変形例に係る車両用表示装置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

実施形態に係る車両用表示装置１０が適用された車両１２について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態の車両１２は一例として、自動運転と手動運転とを切替可能に構成されている。なお、自動運転とは、アクセル、ブレーキ、方向指示器、ステアリング等の操作の一部又は全てが自動的に行われる車両の走行態様である。また、手動運転とは、運転者がすべての運転操作（アクセル、ブレーキ、方向指示器、ステアリング等の操作）を実行する車両の走行態様である。図１に示されるように、車両１２における車室内の前部には、インストルメントパネル１４が設けられている。

【0029】

インストルメントパネル１４は、車両幅方向に延在されており、このインストルメントパネル１４の車両右側にはステアリングホイール１６が設けられている。すなわち、本実施形態では一例として、右側にステアリングホイール１６が設けられた右ハンドル車とされており、運転席が車両右側に設定されている。

【0030】

インストルメントパネル１４の前端部にはウインドシールドガラス１８が設けられている。ウインドシールドガラス１８は、運転席の車両前方側に配置され、車両上下方向及び車両幅方向に延在されて車室内部と車室外部とを区画している。

【0031】

ウインドシールドガラス１８の車両右側端部は、車両右側のフロントピラー２０に固定されている。フロントピラー２０は、車両上下方向に延在されており、このフロントピラー２０の車両幅方向内側端部にはウインドシールドガラス１８が固定されている。また、フロントピラー２０の車両幅方向外側端部にはフロントサイドガラス２２の前端部が固定されている。なお、ウインドシールドガラス１８の車両左側端部は、図示しない車両左側のフロントピラーに固定されている。

【0032】

ここで、インストルメントパネル１４には、所定の画像の表示領域を有する第一表示部２４が設けられている。第一表示部２４は、インストルメントパネル１４の車両幅方向見右側部において、運転席の車両前方に設けられたメータディスプレイで構成されている。メータディスプレイは、車両１２に搭載された各種メータ機器と接続された図示しないメータディスプレイ装置の一部を構成している。第一表示部２４は、運転者が車両前方へ視線を向けた状態で視界に入る位置に設けられている。

【0033】

ウインドシールドガラス１８には、所定の画像の表示領域を有する第二表示部２５が設けられている。第二表示部２５は、インストルメントパネル１４の車両幅方向の中央部において運転席の車両前方側に設けられたディスプレイで構成されている。

【0034】

ウインドシールドガラス１８には、所定の画像の表示領域を有する第三表示部２６が設けられている。第三表示部２６は、第一表示部２４の車両上方側に設定されており、ヘッドアップディスプレイ装置４４（図２参照）によって投影された投影面によって構成されている。具体的には、インストルメントパネル１４よりも車両前方側にヘッドアップディスプレイ装置４４が設けられており、このヘッドアップディスプレイ装置４４からウインドシールドガラス１８の第三表示部２６へ映像が投影されるように構成されている。即ち、第三表示部２６は、ヘッドアップディスプレイ装置４４の投影面とされたウインドシールドガラス１８で構成されている。

【0035】

（車両用表示装置１０のハードウェア構成）
車両１２には、制御部としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２８が設けられている。図２は、車両用表示装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。この図２に示されるように、車両用表示装置１０のＥＣＵ２８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）３０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３４、ストレージ３６、通信インタフェース３８及び入出力インタフェース４０を含んで構成されている。各構成は、バス４２を介して相互に通信可能に接続されている。

【0036】

ＣＰＵ３０は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２又はストレージ３６からプログラムを読み出し、ＲＡＭ３４を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２又はストレージ３６に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。

【0037】

ＲＯＭ３２は、各種プログラムおよび各種データを格納する。ＲＡＭ３４は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ３６は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。本実施形態では、ＲＯＭ３２又はストレージ３６には、表示処理を行うためのプログラム、及び各種データなどが格納されている。

【0038】

通信インタフェース３８は、車両用表示装置１０が図示しないサーバ及び他の機器と通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット（登録商標）、ＬＴＥ、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの規格が用いられる。

【0039】

入出力インタフェース４０には、第一表示部２４、第二表示部２５、第三表示部２６に所定の画像を投影させるヘッドアップディスプレイ装置４４、及びアクチュエータ４６が接続されている。アクチュエータ４６は、ステアリングアクチュエータ、アクセルアクチュエータ及びブレーキアクチュエータを含んで構成されており、ステアリングアクチュエータは、車両１２の操舵を行うものである。アクセルアクチュエータは、車両１２の加速を行うものである。また、ブレーキアクチュエータは、ブレーキを制御することで、車両１２の減速を行うものである。なお、入出力インタフェース４０には、車両１２の周辺を撮影する図示しないカメラ、車両１２を自動走行させるためのセンサ類及びＧＰＳ装置などが接続されている。

【0040】

（車両用表示装置１０の機能構成）
車両用表示装置１０は、上記のハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。車両用表示装置１０が実現する機能構成について図３を参照して説明する。

【0041】

図３に示されるように、車両用表示装置１０は、機能構成として、通信部５０、取得部５１、運行計画設定部５２、自動運転制御部５４、車線認識部５６、車両位置認識部５８、予定位置設定部６０、画像生成部６２、及び表示指示部６４を含んで構成されている。なお、各機能構成は、ＣＰＵ３０がＲＯＭ３２又はストレージ３６に記憶されたプログラムを読み出し、実行することにより実現される。

【0042】

通信部５０は、通信インタフェース３８を介して外部のサーバ及び他の機器とデータの送受信を行う。例えば、サーバに格納されている地図データ及び交通状況などのデータの送受信を行う。また、通信部５０は、周囲の車両との間で車車間通信を行う構成としてもよい。

【0043】

取得部５１は、入出力インタフェース４０を介して、図示しない外部センサから、車両１２の走行環境を周辺情報として取得する。外部センサは、車両１２の周辺の所定範囲を撮像するカメラ、所定範囲に探査波を送信するミリ波レーダ、所定範囲をスキャンするライダ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging）のうち、少なくとも一つを含んで構成されている。また、「周辺情報」は、一例として、車両１２の走行車線の路幅、車両１２の付近を走行する他車両、障害物等が含まれる。

【0044】

運行計画設定部５２は、車両１２の運行計画を設定する。具体的には、乗員によって目的地が入力されることで、現在地から目的地までの運行計画を設定する。

【0045】

自動運転制御部５４は、車両１２の手動運転と自動運転の切り替えを制御する。また、自動運転制御部５４は、車両１２の運転モードが自動運転に切り替えられた場合に、位置情報及び車両１２の周囲の環境情報を考慮しつつ、設定された運行計画に沿って車両１２を自動運転させる。具体的には、アクチュエータ４６を制御することで車両１２を自動走行させる。

【0046】

車線認識部５６は、車両１２の前方側の車線を認識する機能を有する。具体的には、車両１２の前方を撮影するカメラの撮影画像に基づいて、路面上に描かれた白線Ｌ（図５参照）を認識し、白線Ｌの形状に基づいて、車両１２の前方側へ伸びる車線を認識する。なお、車線認識部５６は、ＧＰＳ装置で取得される車両１２の位置情報と、高精度地図情報に基づいて、車両１２の前方側に延びる車線を認識してもよい。

【0047】

車両位置認識部５８は、運行計画に従って車両１２が車線変更する際に、車両１２の走行車線及び車線変更先の車線に対する車両１２の相対的な位置関係を認識する。具体的には、車両１２の前方を撮影するカメラの撮影画像、車両１２のヨー角に基づいて算出される横方向の移動量、車線変更の開始時刻から経過した時間の少なくとも一つに基づいて、車両１２の位置を推定する。

【0048】

なお、車両位置認識部５８は、ＧＰＳ装置で取得される車両の位置情報と、高精度地図情報に基づいて、走行車線及び車線変更先の車線に対する車両１２の位置を認識してもよい。

【0049】

予定位置設定部６０は、運行計画に従って車両１２で車線変更が行われる前に、車線の変更先として予定される車両１２の予定位置を設定する機能を有する。具体的に、予定位置設定部６０は、取得部５１で取得される車両１２の周辺情報に基づいて、車線変更先の車線上に車両１２の走行スペースがあると判断し、車両１２の前方及び後方に障害物が無いと判断した場合に車線変更先の予定位置Ｐ（図５参照）として設定する。

【0050】

画像生成部６２は、第三表示部２６に表示するための画像を生成する。画像生成部６２によって生成される画像には、例えば、車両１２の走行速度を示すメータ表示Ｍ（図６参照）や、手動運転及び自動運転の支援を目的とする各種画像が含まれる。

【0051】

本実施形態では特に、画像生成部６２は、車両１２が車線変更する際に、車線変更の開始時から終了時までの経過における車両１２の進行方向を示す方向画像Ｄ（図６参照）を生成する。図６に示されるように、方向画像Ｄは、一例として、三つの矢印型の画像Ｄ１～Ｄ３を含んでいる。画像Ｄ１～Ｄ３は、第三表示部２６の表示領域の手前側から奥側（ウインドシールドガラス１８の下方側から上方側へ一列に配置されており、表示領域の手前側の画像Ｄ１から順番に車両の進行方向を経時的に示すように構成されている。従って、一列に配置された画像Ｄ１～Ｄ３によって、所定時間内における車両１２の走行予定経路が示される。

【0052】

例えば、三つの矢印型の画像Ｄ１～Ｄ３が、現時刻から所定の時間内における車両１２の走行予定経路を示す場合、表示領域の最も手前側に表示される画像Ｄ１は、現時刻における車両１２の進行方向を示している。なお、ここでいう車両１２の進行方向は、実際に車両１２が進行している方向でもよく、設定された運行計画に基づいて推奨される進行方向でもよい。

【0053】

ここで、方向画像Ｄ（Ｄ１～Ｄ３）の示す方向は、走行予定経路に沿って車両１２を走行させた場合を想定した場合におけるステアリングホイール１６の回転角θ（図６参照）に対応する方向となっている。これにより、車両１２が走行予定経路に沿って走行した場合の実舵角（タイヤの切れ角）に対応する方向よりも、車両の進行方向を強調して示すことができる。また、運転席の乗員の視線に合わせて方向画像Ｄを表示する場合に、方向画像Ｄの示す方向がステアリングホイール１６の回転と連動して示される。従って、乗員は、車線変更時におけるステアリングホイールの操作を直感的に把握することができる。

【0054】

表示指示部６４は、画像生成部６２で生成された映像を第三表示部２６の表示領域に表示させる機能と、第三表示部２６に表示された映像を削除する機能を有する。

【0055】

表示指示部６４は、例えば、運転席の乗員から第三表示部２６（ウインドシールドガラス１８）を通して視認される車両１２の前景に融合させるように、方向画像Ｄを含む各種画像を第三表示部２６の表示領域に表示させる。例えば、図６等に示されるように、第三表示部２６の表示領域には、運転席の乗員の視界の下部となる位置にメータ表示Ｍを表示しており、車両前方側の視認性の確保に配慮している。

【0056】

また、本実施形態では特に、表示指示部６４は、第三表示部２６（ウインドシールドガラス１８）を通して視認される車両１２の前方に延びる車線と重なる位置に方向画像Ｄを表示させる。従って、運転席の乗員は、前景から視線を大きく動かすことなく、車両１２の進行方向を認識することができる。

【0057】

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

【0058】

（表示処理）
車両１２が車線変更をする際に、第三表示部２６に方向画像Ｂを表示させる表示処理の一例について図４に示されるフローチャートを用いて説明する。この表示処理は、ＣＰＵ３０がＲＯＭ３２又はストレージ３６から表示プログラムを読み出して、ＲＡＭ３４に展開して実行することによって実行される。

【0059】

本実施形態では、車両１２の自動運転中に車線変更が予定される場合に表示処理を実行する。図４に示されるように、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１００で目的地が設定されているか否かについて判断する。目的地は、乗員によって車両１２に直接入力されてもよく、携帯端末などを介して間接的に入力されてもよい。

【0060】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１００で目的地が設定されていると判断した場合、ステップＳ１０１の処理へ移行する。また、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１００で目的地が設定されていないと判断した場合、表示処理を終了させる。

【0061】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０１で車両１２の運行計画を設定する。具体的に、ＣＰＵ３０は、運行計画設定部５２の機能により、現在地から目的地までの運行計画を設定する。運行計画の設定時には、交通状況及び事故に関する情報などを取得して反映してもよい。また、予め入力された乗員の要望に応じて、自動運転が多くなるように運行計画を設定してもよい。

【0062】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０２で設定された運行計画に基づいて車線変更するか否かについて判断する。車線変更する場合とは、例えば、車線変更を開始する目標地点を車両１２が通過したと判断する場合である。又は、車両１２の速度に基づいて、車両１２が、車線変更を開始する目標地点に所定の時間内に到達すると判断した場合に、車線変更すると判断してもよい。若しくは、運行計画に基づいて車線変更が可能なエリアを走行中に、乗員の操作により、ウィンカーランプが点灯された場合に、車線変更すると判断してもよい。

【0063】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０２で車線変更すると判断した場合、ステップＳ１０３の処理へ移行する。また、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０２で車線変更しないと判断した場合、表示処理を終了させる。

【0064】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０３で車線認識部５６の機能に基づいて、車両１２の前方側の車線を認識する。例えば、図５（Ａ）～図５（Ｃ）に示されるように、車両１２が二車線道路を走行している場合では、車両１２の走行する左側車線７０と、隣接する右側車線８０を認識する。

【0065】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０４で、車両位置認識部５８の機能に基づいて、認識した車線に対する車両１２の位置を認識する。

【0066】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０５で、予定位置設定部６０の機能に基づいて、車線変更先の予定位置を設定する。例えば、図５（Ａ）～図５（Ｃ）に示されるように、車両１２が左側車線７０から隣接する右側車線８０へ走行車線を変更する場合であれば、右側車線８０上の所定のスペースを予定位置Ｐとして設定する。ＣＰＵ３０は、予定位置Ｐが設定されると、自動運転制御部５４の機能に基づいて自動運転による車両１２の車線変更を開始する。

【0067】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０６で、第三表示部２６の表示領域に方向画像Ｄを表示させる。具体的に、ＣＰＵ３０は、運転席の乗員が車両の前方を認識した場合に、第三表示部２６（ウインドシールドガラス１８）を介して視認される車両１２の前方側の車線７０，８０に重ねて方向画像を表示する。この際、ＣＰＵ３０は、ステアリングアクチュエータの制御信号に基づいて、ステアリングホイール１６の回転角θを取得し、回転角θに対応する方向を示す方向画像Ｄを生成し、表示する。

【0068】

ＣＰＵ３０は、予定位置Ｐに対する車両１２の相対的な位置関係の変化に応じて、方向画像Ｄの示す方向を連続的に変化させる。これにより、予定位置Ｐに向かって車両１２が進行すると、ステアリングホイール１６の回転と連動して方向画像Ｄの示す方向が経時的に変化する。

【0069】

ここで、図５（Ａ）～図５（Ｃ）に示されるように、車両１２が左側車線７０から右側車線８０へ車線変更する過程で表示される方向画像Ｄの一例について、図６～図８を参照して説明する。なお、図６～図８は、一例として、運転席の乗員から見た第三表示部２６の表示態様を示している。

【0070】

図６には、車線変更開始時における方向画像Ｄの表示態様が示されている。この図に示されるように、ステアリングホイール１６の回転角θに対応する方向Ｓに沿って、車線変更先の右側車線８０を示す三つの矢印型の画像Ｄ１～Ｄ３が白色で表示されている。また、画像Ｄ１～Ｄ３は、車両１２の右斜め前方へ向かって直線状に配置される。従って、方向画像Ｄを視認すると、車両１２が、右斜め前方へ直進することが分かり、車線変更が開始されたことを認識することができる。

【0071】

図７には、車線変更の途中における、方向画像Ｄの表示態様が示されている。画像Ｄ１～Ｄ３は、左側車線７０側から右側車線８０側へ向かってカーブする曲線状に配置され、白色で表示されている。従って、方向画像Ｄを視認すると、車両１２が右斜め前方へ直進して右側車線８０に移動した後、右側車線８０上を直進する予定であることが分かり、車線変更の途中であることを認識することができる。

【0072】

図８には、車線変更の終了時における、方向画像Ｄの表示態様が示されている。画像Ｄ１～Ｄ３は、右側車線８０上で前方に向かって直線状に配置されている。従って、方向画像Ｄを視認すると、車両１２が車線変更先の右側車線８０を直進していることが分かり、車線変更が終了したことを認識することができる。この際、画像Ｄ１～Ｄ３の表示色は、白色から青色に変更されることで強調して表示される。これにより、方向画像Ｄの色によっても車線変更が終了されたことを認識することができる。

【0073】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０７で、車両１２の車線変更が完了したか否かについて判断する。車線変更が完了したか否かについての判断は、例えば、車両位置認識部５８の機能に基づいて、車両１２が、車線変更先の車線（図８では右側車線８０）上を走行しているか否かで判断する。又は、乗員の操作により、ウィンカーランプが消灯された場合に、車線変更が完了したと判断してもよい。

【0074】

ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０７で、車線変更が完了したと判断した場合、表示処理を終了する。一方、車線変更が完了していないと判断した場合、ステップＳ１０３に戻って処理を繰り返す。

【0075】

以上説明したように、本実施形態に係る車両用表示装置１０では、車両１２の前景を示す第三表示部２６の表示領域に所定の画像を表示させる。車両用表示装置１０は、車両１２の前方側の車線７０，８０と車線に対する車両１２の位置を認識し、車両１２の位置に基づいて、車線の変更先として予定される予定位置Ｐを設定する。そして、車両１２が車線変更する際に、車両１２の進行方向を示す方向画像Ｄを表示領域に表示する。ここで、車両用表示装置１０は、予定位置Ｐに対する車両１２の相対的な位置関係に基づいて、方向画像Ｄの示す方向を変化させる。これにより、予定位置Ｐに向かって車両１２の進行する過程を、方向画像Ｄの示す方向を経時的に変化させることにより認識させることができるため、乗員に対し、車線変更の経過を段階的に伝えることができる。

【0076】

また、本実施形態の表示処理によれば、乗員は、自動運転中に車線変更が行われる場合に、予定位置Ｐへ向かって車両１２が進行する過程を、方向画像Ｄの示す方向が経時的に変化によって認識することができる。これにより、自動運転による車線変更時の車両１２の制動を確認できるため、乗員の不安を和らげることができる。

【0077】

また、本実施形態では、車線変更の開始時、車線変更の途中、及び車線変更の終了時とで方向画像Ｄの示す方向が変化するため、乗員は、方向画像Ｄの示す方向によって、車線変更の開始から終了までの経過を認識することができる。

【0078】

さらに、本実施形態では、方向画像の示す方向を連続的に変化させるため、乗員に対して、予定位置へ向かう車両１２の動きと連動して方向画像Ｄの示す方向が変化する視覚効果を与えることができる。これにより、車線変更の経過を直感的に認識させることができる。

【0079】

また、本実施形態では、車線変更の終了時のタイミングで方向画像Ｄの色を変化させる。具体的に、車線変更の終了時に、方向画像Ｄの色を白色から青色に変化させる。これにより、方向画像の表示色によって車線変更が無事に終了したことを強調して伝えることができ、乗員に安心感を与えることができる。

【0080】

なお、本実施形態では、車線変更の終了時のタイミングで方向画像Ｄの色を変化させたが、車線変更の開始時や、車線変更の途中のタイミングで方向画像Ｄの色を変化させてもよい。

【0081】

また、本実施形態では、方向画像Ｄの示す方向を、車両１２の実舵角よりも大きなステアリングホイール１６の回転角θに対応する方向に基づいて強調して表示させている。これにより、乗員に対して車両１２の進行方向を強調して表示することができる。また、方向画像Ｄの示す方向がステアリングホイール１６の回転と連動して示される。これにより、乗員は、車線変更時におけるステアリングホイール１６の操作を直感的に把握して、車線変更の経過を認識することができる。

【0082】

また、本実施形態によれば、方向画像Ｄは、表示領域の手前側から奥側に向かって一列に配置された複数の画像Ｄ１～Ｄ３を含んでいる。また、これらの複数の画像Ｄ１～Ｄ３は、表示領域の手前側の画像Ｄ１から順番に車両１２の進行方向を経時的に示している。このため、方向画像Ｄによって、車両１２の走行予定経路が示されており、方向画像Ｄの示す方向が変化することにより、走行予定経路も経時的に変化する。これにより、乗員は、車両１２の走行予定経路が経時的に変化する様子を見て車線変更の経過を認識することができる。

【0083】

また、本実施形態では、車両の前景を示す第三表示部２６の表示領域が、運転席の車両前方に設けられたヘッドアップディスプレイ装置４４の投影面とされている。そして、方向画像Ｄは、表示領域を通して視認される車線７０，８０に重ねて表示される。このように、車両用表示装置１０では、車両の運転席からの前景と融合させるように方向画像Ｄを表示するため、運転席の乗員等が前景から視線を動かすことなく車線変更を段階的に認識することができる。

【0084】

［補足説明］
上記実施形態では、車両の前景を示す表示領域がヘッドアップディスプレイ装置４４の投影面で構成される場合について説明したが、本発明はこれに限らない。図９に示す変形例に係る車両用表示装置１００のように、インストルメントパネル１４に設けられたディスプレイである第二表示部２５の表示領域に方向画像Ｄを表示してもよい。図９に示す第二表示部２５には、表示領域の下部に車両１２の現在位置を示す地図画像Ｎが表示されており、表示領域の上部に、車両の前景を示す前景画像Ｆが示されている。前景画像Ｆは、例えば、車両１２の前方を撮影する図示しないカメラから取得される画像、又はアニメーションによる前景画像で構成される。方向画像Ｄは、前景画像Ｆに含まれる車両１２の前方の車線７０，８０に重ねて表示される。これにより、着座位置に関わらず、第二表示部２５を視認した乗員は、車両１２が車線変更する経過を段階的に認識することができる。

【0085】

同様に、インストルメントパネル１４において、運転席の車両前方に設けられたメータディスプレイである第一表示部２４の表示領域に方向画像Ｄを表示してもよい。第一表示部２４は運転席の車両前方に設けられているため、運転席の乗員は、車両の前景から大きく視線を動かすことなく、車両１２が車線変更する経過を段階的に認識することができる。

【0086】

また、上記実施形態では、方向画像Ｄが、三つの矢印型の画像Ｄ１～Ｄ３で構成される態様を説明したが、これに限らない。方向画像は、種々の態様で表示することができる。例えば、一つの矢印型の画像で方向画像を構成してもよく、四つ以上の矢印型の画像で方向画像を構成してもよい。を表示する構成でもよい。

【0087】

上記実施形態の表示処理では、車両の自動運転による車線変更時に方向画像Ｄが表示される構成としたが、これに限らない。手動運転による車線変更時に方向画像Ｄを表示する構成としてもよい。

【0088】

上記実施形態では、方向画像Ｄの示す方向をステアリングホイール１６の回転角θに対応する方向に設定したが、これに限らない。方向画像Ｄの示す方向を、車両の実舵角（タイヤの切れ角）よりも大きい舵角に対応する方向に設定すれば、車両の進行方向を強調して表示することができる。

【0089】

なお、上記実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した表示処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、表示処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
また、上記各実施形態では、表示処理のプログラムがＲＯＭまたはストレージに予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【符号の説明】

【0090】

１０ 車両用表示装置
１２ 車両
１６ ステアリングホイール
２４ 第一表示部（表示領域）
２５ 第二表示部（表示領域）
２６ 第三表示部（表示領域、投影面）
４４ ヘッドアップディスプレイ装置
５６ 車線認識部
５８ 車両位置認識部
６０ 予定位置設定部
６４ 表示指示部
７０ 左側車線（車線）
８０ 右側車線（車線）
Ｄ 方向画像（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】