车辆用显示装置以及车辆用显示方法与流程

本发明涉及一种在车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示的车辆用显示装置以及车辆用显示方法。

背景技术：

当前，作为挡风玻璃影像显示等的在本车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示的车辆用显示装置，公开有专利文献1。在该专利文献1所公开的车辆用显示装置中，针对成为唤起注意的对象的先行车辆而在前挡风玻璃上对目标记号进行显示。这时在从能够观察到前挡风玻璃上的先行车辆的位置分离了规定距离的位置处对目标记号进行显示，由此使得目标记号与先行车辆相邻而被重叠显示。

专利文献1：日本特开2005－67514号公报

技术实现要素：

然而，在上述当前的车辆用显示装置中，同先行车辆与本车辆之间的相对距离无关地，在从观察到前挡风玻璃上的先行车辆的位置分离了一定距离的位置处对目标记号进行显示。因此，存在下述问题，即，如果本车辆与先行车辆之间的距离变化，则不能将目标记号显示于适当的位置。例如，如果先行车辆逐渐靠近本车辆，则有时目标记号与先行车辆重合地显示，驾驶者不能直接视觉观察到先行车辆。

因此，本发明鉴于上述情况而提出，目的在于提供一种即使本车辆与成为唤起注意的对象的注意对象物之间的相对距离变化也始终能够在适当的位置处对注意记号进行显示的车辆用显示装置以及车辆用显示方法。

为了解决上述课题，本发明的一个方式涉及的车辆用显示装置以及车辆用显示方法对需要唤起本车辆的驾驶者的注意的注意对象物进行检测，对从注意对象物至本车辆为止的距离进行计算。另外，执行显示控制，该显示控制用于使针对注意对象物唤起驾驶者的注意的注意记号从驾驶者观察而与注意对象物相邻地重叠显示于前挡风玻璃上。这里，车辆用显示装置以及车辆用显示方法将基点设定于注意对象物的前挡风玻璃上的位置处，将注意记号的显示位置设定于与基点分离了规定距离的位置处，使所述规定距离与从注意对象物至本车辆为止的距离相应地变化而对注意记号的显示位置进行变更。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式涉及的车辆用显示装置的结构的框图。

图2是表示利用本发明的一个实施方式涉及的车辆用显示装置实现的图像生成处理的处理步骤的流程图。

图3是用于说明利用本发明的一个实施方式涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示方法的图。

图4是用于说明利用本发明的一个实施方式涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示位置的变更方法的图。

图5是用于说明利用本发明的一个实施方式涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示位置的变更方法的图。

图6是用于说明利用本发明的一个实施方式涉及的车辆用显示装置实现的注意记号的显示位置的变更方法的图。

具体实施方式

下面，参照附图对应用了本发明的一个实施方式进行说明。

[车辆用显示装置的结构]

图1是表示本实施方式涉及的车辆用显示装置的结构的框图。如图1所示，本实施方式涉及的车辆用显示装置1具备：注意对象物检测部3、车辆状态检测部5、显示控制部7和图像生成部9。另外，显示控制部7具备坐标变换部21、显示位置计算部23和显示尺寸计算部25。

这里，本实施方式涉及的车辆用显示装置1作为在本车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示的挡风玻璃影像显示(未图示)的控制部起作用。车辆用显示装置1所控制的挡风玻璃影像显示具备对影像进行投影的投影部或使影像反射的屏幕以及菲涅尔镜等。另外，本实施方式涉及的车辆用显示装置1与搭载于本车辆的传感器类连接，特别是与前方照相机31、车间距离传感器33、转向角传感器35和车速传感器37连接。并且，车辆用显示装置1与挡风玻璃影像显示的HUD显示部39连接，通过将由图像生成部9生成的图像输出至HUD显示部39从而在本车辆的前挡风玻璃上对图像进行显示。

注意对象物检测部3对从前方照相机31获取的图像进行解析，对需要唤起本车辆的驾驶者注意的注意对象物进行检测。作为被检测的注意对象物，有行人、自行车、在前方行驶的车辆、正进行停车的车辆、其他障碍物等。另外，在检测出在前方行驶的车辆的情况下，可以基于来自车间距离传感器33的信息而对注意对象物进行检测。而且，注意对象物检测部3对注意对象物的位置、相对距离、相对速度、大小等进行检测。此外，在本车辆搭载有雷达的情况下，可以利用雷达对上述信息进行检测。

车辆状态检测部5从搭载于本车辆的传感器类获取表示本车辆的行驶状态的数据。例如，从车间距离传感器33获取与在前方行驶的车辆的车间距离，从转向角传感器35获取本车辆的操纵转向角，从车速传感器37获取本车辆的车速。

显示控制部7执行下述控制，该控制用于以与由驾驶者进行视觉观察的注意对象物在前挡风玻璃上的位置相邻的方式对注意记号进行重叠显示。该注意记号是为了唤起驾驶者对注意对象物的注意而显示的图像。

这里，显示控制部7首先根据由前方照相机31拍摄到的图像获取表示注意对象物的位置的3D坐标，将该3D坐标变换为表示前挡风玻璃上的位置的2D坐标。然后，基于该2D坐标而计算出显示注意记号的前挡风玻璃上的显示位置。另外，显示控制部7基于注意对象物的图像上的大小而计算出在前挡风玻璃上显示的注意记号的显示尺寸。然后，显示控制部7进行控制，以使得以计算出的显示位置和显示尺寸将注意记号重叠显示于前挡风玻璃上。具体的处理利用构成显示控制部7的坐标变换部21、显示位置计算部23和显示尺寸计算部25来执行。

坐标变换部21进行将由前方照相机31获取的3D坐标的数据变换为本车辆的前挡风玻璃上的2D坐标的处理。

显示位置计算部23基于注意对象物在前挡风玻璃上的2D坐标而计算出显示注意记号的前挡风玻璃上的显示位置。特别是，在本实施方式中，将基点设定于注意对象物的前挡风玻璃上的位置处，将注意记号的显示位置设定于与该基点分离了规定距离的位置处。而且，同本车辆与注意对象物之间的相对距离相应地使规定距离变化，对注意记号的显示位置进行变更。通过在这样计算出的显示位置处显示注意记号，从而驾驶者观察到注意记号在前挡风玻璃上以与注意对象物相邻的方式被重叠显示。

显示尺寸计算部25基于由前方照相机31拍摄到的图像上的注意对象物的大小，计算出在前挡风玻璃上显示的注意记号的显示尺寸。

图像生成部9基于上述各部分的处理结果而生成在本车辆的前挡风玻璃上显示的挡风玻璃影像显示的图像。

前方照相机31是对本车辆前方的影像进行拍摄的拍摄单元，由CCD、CMOS等固态图像传感器构成。

车间距离传感器33使用毫米波雷达、CCD图像传感器、红外线传感器等而对在本车辆的前方行驶的先行车进行检测，对本车辆与先行车之间的车间距离进行测定。

转向角传感器35根据方向盘的转角而对本车辆的操纵转向角进行检测。

车速传感器37根据与车轴的转速相应的脉冲信号而对本车辆的车速进行检测。

HUD显示部39是用于将由图像生成部9生成的影像实际朝向前挡风玻璃而进行投影的装置，例如是构成挡风玻璃影像显示的投影部。

此外，车辆用显示装置1由微机、微处理器、包含CPU的通用的电子电路和周边仪器构成。而且，通过执行特定的程序，从而作为上述的注意对象物检测部3、车辆状态检测部5、显示控制部7以及图像生成部9而动作。

[图像生成处理的步骤]

下面，参照图2的流程图对通过本实施方式涉及的车辆用显示装置实现的图像生成处理的步骤进行说明。

如图2所示，首先在步骤S 10中，注意对象物检测部3对从前方照相机31获取的图像进行解析，对需要唤起本车辆的驾驶者的注意的注意对象物进行检测。

在步骤S20中，车辆状态检测部5从搭载于本车辆的传感器类获取表示本车辆的行驶状态的数据。特别是，车辆状态检测部5从车间距离传感器33获取与在前方行驶的先行车之间的车间距离，并且从转向角传感器35获取本车辆的操纵转向角，从车速传感器37获取本车辆的车速。另外，可以根据GPS等获取本车辆的位置。

在步骤S30中，注意对象物检测部3将前方照相机31的图像按时间序列排列而根据注意对象物的位置的变化对注意对象物相对于本车辆的相对速度进行计算。这时，在本车辆搭载有雷达的情况下，可以利用雷达对相对速度进行检测。另外，在注意对象物是在前方行驶的车辆的情况下，也可以基于来自车间距离传感器33的信息而对相对速度进行计算。

在步骤S40中，注意对象物检测部3对前方照相机31的图像进行解析，由此对从本车辆至注意对象物的相对距离进行计算。另外，求出这时注意对象物的方向而确定注意对象物相对于本车辆的相对位置。并且，注意对象物检测部3根据注意对象物的图像上的大小还对注意对象物的大小进行计算。此外，上述信息在本车辆搭载有雷达的情况下还可以利用雷达来检测。另外，在注意对象物是在前方行驶的车辆的情况下，还可以基于来自车间距离传感器33的信息而对相对距离进行计算。并且，注意对象物检测部3还可以与相对速度相应地对相对距离进行实时校正。

在步骤S50中，显示控制部7对用于使注意记号与注意对象物相邻而对注意记号进行重叠显示的显示位置进行计算。首先，坐标变换部21将由前方照相机31获取的3D坐标的数据变换为本车辆的前挡风玻璃上的2D坐标的数据。由此，将表示注意对象物的位置的3D坐标变换为表示前挡风玻璃上的位置的2D坐标。

然后，显示位置计算部23基于注意对象物的前挡风玻璃上的2D坐标而计算出显示注意记号的前挡风玻璃上的显示位置。

这里，参照图3对注意记号的显示位置的计算方法进行说明。如图3所示，在注意对象物41是行人的情况下，显示位置计算部23在前方照相机31的图像上设定将注意对象物41包围的矩形形状的框43，将基点45设定于该框43的中心。然后，显示位置计算部23将从该基点45向下方分离了规定距离Z的位置作为注意记号47的显示位置而进行计算。通过在这样计算出的显示位置处对注意记号47进行显示，从而，驾驶者能够观察到注意记号47以与注意对象物41相邻的方式被重叠显示。

通过这样将注意记号47显示于注意对象物41的下方，从而即使在多个注意对象物存在于本车辆的前方的情况下，也能够降低各个注意记号重合地显示的可能性。此外，在图3中，将注意记号47设为椭圆形状，但可以为直线形状，也可以为三角形、星形、箭头等其他形状。

并且，显示位置计算部23使注意对象物在前挡风玻璃上的位置与注意记号的显示位置之间的规定距离Z与相对距离相应地变化。具体而言，显示位置计算部23使规定距离Z以与注意对象物接近于本车辆而相对距离变小相应地变大的方式变化。例如，如图4(a)所示，在时刻T0，在注意对象物41位于与本车辆相距较远的位置而相对距离较大的情况下，使规定距离Z0变小。然后，如果经过Δt的时间而成为时刻T1＝T0+Δt，则如图4(b)所示，注意对象物41接近于本车辆而相对距离变小。在该情况下，显示位置计算部23使得规定距离以与相对距离变小相应地变大的方式变化，将规定距离设定为Z1(＞Z0)而对显示位置进行变更。

当前，同注意对象物与本车辆之间的相对距离无关地，在与注意对象物分离了一定距离的位置处对注意记号进行显示。因此，有时如果注意对象物靠近本车辆而看起来较大，则注意记号与注意对象物重合地进行显示，会遮挡行人、车辆等实际的注意对象物，驾驶者不能直接视觉观察到注意对象物。然而，如果如上述那样使得基点45与注意记号47之间的规定距离Z以与相对距离变小相应地变大的方式变化，则即使注意对象物与本车辆之间的相对距离变化，也不会使得注意记号与注意对象物重合地显示。因此，即使相对距离变化，也能够在适当的位置处对注意记号进行显示，以使得驾驶者始终能够视觉观察到注意对象物。

另外，显示位置计算部23可以将注意记号显示于注意对象物的横向。例如，如图5(a)所示，在时刻T0，在注意对象物41位于与本车辆相距较远的位置而相对距离较大的情况下，在与注意对象物在横向上分离了规定距离X0的位置处对注意记号47进行显示。然后，如果经过Δt的时间而成为时刻T1＝T0+Δt，则如图5(b)所示那样注意对象物41接近于本车辆而相对距离变小。在该情况下，显示位置计算部23使得规定距离以与相对距离变小相应地变大的方式变化，将规定距离设定为X1(＞X0)而对显示位置进行变更。

通过这样将显示记号显示于注意对象物的横向，从而即使在本车辆的行进方向上存在多个注意对象物的情况下，也能够降低各个注意记号重合地显示的可能性。

并且，显示位置计算部23可以将注意记号显示于注意对象物的上方。另外，如图6(a)所示，在时刻T0，在注意对象物41位于与本车辆相距较远的位置而相对距离较大的情况下，在向注意对象物的上方分离了规定距离Zu0的位置处对注意记号47进行显示。然后，如果经过Δt的时间而成为时刻T1＝T0+Δt，则如图6(b)所示那样注意对象物41接近于本车辆而相对距离变小。在该情况下，显示位置计算部23使得规定距离以与相对距离变小相应地变大的方式变化，将规定距离设定为Zu1(＞Zu0)而对显示位置进行变更。

通过这样将显示记号显示于注意对象物的上方，从而即使在本车辆的行进方向上存在多个注意对象物的情况下，也能够降低各个注意记号重合地显示的可能性。

另外，显示位置计算部23在从检测出注意对象物起至对注意记号进行显示之间存在时间差的情况下，可以对注意记号的显示位置进行校正。例如，以使得注意记号的显示位置成为与时间差的大小相应地靠近本车辆的位置的方式进行校正。这时，在本车辆的车速较快的情况下，将注意记号的显示位置校正为更靠近本车辆的位置。

在步骤S60中，显示控制部7对注意记号的显示尺寸进行计算。显示控制部7的显示尺寸计算部25基于注意对象物的图像上的大小而计算出在前挡风玻璃上显示的注意记号的显示尺寸。在图3中，以使得与表示注意对象物41的大小的框43的横幅相比稍大的方式对注意记号47的显示尺寸进行设定，但也可以设定为与框43的横幅相等，还可以设定与框43的横幅相比稍小。

在步骤S80中，图像生成部9以成为在上述各处理中计算出的显示位置、显示尺寸的方式生成注意记号的图像，并输出至HUD显示部39。这样，结束本实施方式涉及的图像生成处理。

然后，利用HUD显示部39将注意记号的图像投影至挡风玻璃上，以与注意对象物相邻而重叠的方式对注意记号的虚像进行显示。

[实施方式的效果]

如以上详细说明所示，在本实施方式涉及的车辆用显示装置1中，将基点设定于注意对象物的前挡风玻璃上的位置处，将注意记号的显示位置设定于与该基点分离了规定距离的位置处。而且，使规定距离与相对距离相应地变化而对注意记号的显示位置进行变更。由此，即使注意对象物与本车辆之间的相对距离变化，也始终能够在适当的位置处对注意记号进行显示。

另外，根据本实施方式涉及的车辆用显示装置1，由于在注意对象物的下方对注意记号进行显示，因此即使在多个注意对象物存在于本车辆的前方的情况下，也能够降低各个注意记号重合地显示的可能性。

并且，根据本实施方式涉及的车辆用显示装置1，由于在注意对象物的横向对注意记号进行显示，因此即使在本车辆的行进方向上存在多个注意对象物的情况下，也能够降低各个注意记号重合地显示的可能性。

另外，根据本实施方式涉及的车辆用显示装置1，由于能够在注意对象物的上方对注意记号进行显示，因此即使在多个注意对象物存在于本车辆的前方的情况下，也能够降低各个注意记号重合地显示的可能性。

并且，根据本实施方式涉及的车辆用显示装置1，由于与从检测出注意对象物起至对注意记号进行显示为止的时间差相应地对注意记号的显示位置进行校正，因此能够与时间差无关地将注意记号显示于适当的位置。

此外，上述的实施方式是本发明的一个例子。因此，本发明并不限定于上述的实施方式，即使是该实施方式以外的方式，如果不脱离本发明涉及的技术思想的范围，则能够与设计等相应地进行各种变更，这是显而易见的。

标号的说明

1 车辆用显示装置

3 注意对象物检测部

5 车辆状态检测部

7 显示控制部

9 图像生成部

21 坐标变换部

23 显示位置计算部

25 显示尺寸计算部

31 前方照相机

33 车间距离传感器

35 转向角传感器

37 车速传感器

39 HUD显示部