JP2010524102A - 車道経過を表示する方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両前方の車道経過を表示するための方法に関し、ここでは実際の車両速度が検出される。この方法は、車両前方に位置する車両周囲の点が検出され、前記点のオプティカルフローが、前記実際の車両速度を考慮して決定され、前記オプティカルフローを表すシンボルが、車道経過を表示するために、ヘッドアップディスプレイにフェードインされることを特徴とする。

Description

先行技術
本発明は、独立請求項の上位概念による、車道経過を表示する方法および制御装置に関する。ＤＥ１０３５９４１３Ａ１から、自動車用のディスプレイ装置および衝突警告方法が公知である。ここで自動車用のヘッドアップディスプレイ装置は、自動車外に存在する対象物を検出するための対象検出手段を有している。ディスプレイユニットには、選択された対象物が表示される。少なくとも１つの選択された対象物の速度および動作方向が評価され、各対象物の速度および動作から、該対象物の行動領域が、自動車の速度および動作方向に関連して検出される。この行動範囲は、ヘッドアップディスプレイ装置に表示される。このようにして車両の運転者に、該運転者の車道内または車道へと移動してくる障害物に対する警告をすることができる。

発明の概要
発明の利点
独立請求項に記載の特徴的構成を備える本発明の方法の利点は、運転者に対して、車道経過、すなわち車道の延在具合が、ヘッドアップディスプレイに適切に視覚化されることである。これにより運転者は、一方では、車両が走行する方向をより迅速かつ直感的に認識することができる。またこれにより、起こりうる障害物との衝突も一層良好に見積もることができる。

他方で運転者は、オプティカルフローの表示によってとりわけカーブ走行時において支援される。というのはとりわけ、運転者によって可視である対象物のオプティカルフローが低減されている状況においては、運転手は不安に陥ってしまうことがあるからである。これは例えば、暗闇や霧のせいで運転者が道路境界を全く見ることができない場合、もしくは殆ど見ることができない場合である。劣悪な視界は、例えば周囲に対する車道表面のコントラストが低いことにより発生し得る。とりわけ周辺視野では、運転者は車道経過を若干しか知覚できないか、もしくは全く知覚できない。これに対して運転者のために、車道経過を、該車道経過の点のオプティカルフローを表すシンボルを用いてヘッドアップディスプレイにコンタクトアナログに表示すれば、運転者は、ディスプレイ内における前記オプティカルフローのためのシンボルの表示された位置にて、車両前方の車道経過、つまり車道の延び具合を直感的に認識することができるのである。これにより運転者は安心感を得ることができ、走行ミス、とりわけ不慮の車道逸脱を回避することができる。能動的な車線維持支援装置ないし車線逸脱警報装置がなくても、運転者は、確実な車道、すなわち予め定められている車道経過に沿って走ることが容易になる。これによって、とりわけ視界が悪い状況での走行安全性が、オプティカルフローを表す付加的な視覚的情報によって向上する。さらにオプティカルフローは、ヘッドアップディスプレイにおいて、運転手の前のディスプレイ面のほんの一部しか必要としないので、運転者の不要な苛立ちや視界妨害を回避することができ、運転者の走行性能を向上させることができる。

従属請求項に記載された構成によって、独立請求項に記載された方法の有利な発展形態および改善形態を得ることができる。有利には、車両の実際の走行方向の位置はデジタル地図から検出される。これにより場合によっては付加的なセンサなしに車道を予測し、この車道を運転者のためにディスプレイに表示することが可能となる。これによって、オプティカルフローを表すシンボルを別のセンサシステムを使用せずに簡単に出力することが可能となる。

さらに有利には、カメラによって車両前方の車両周囲が検出され、少なくとも２つの時間的に順次連続する車両周囲の画像を画像分析することによって、車道経過が検出される。とりわけ、車両前方の車両周囲を撮影する際にコントラストを相応に補強することによって、オプティカルフローに関する相応の情報を簡単に取得し、運転手に容易に示すことができる。場合によっては、直接に画像評価することによって、運転手へ表示するための所期の情報を取得することができる。この際カメラを用いて、車両前方の車両周囲の、車道を超えた角度領域も検出し、少なくとも２つの時間的に順次連続する角度領域の画像を画像分析することによって、個々の対象物または角度領域全体を検出すると有利である。これによって、オプティカルフローに関する相応の情報を簡単に取得し、運転手に容易に示すことができる。場合によっては、直接に画像評価することによって、運転手へ表示するための所期の情報を取得することができる。

さらに有利には、シンボルをコンタクトアナログに表示できるようにするために、運転者の視線方向が検出される。ここでコンタクトアナログな表示とは、ヘッドアップディスプレイにフェードインされるシンボルが、運転者の視点から見てまさに以下のような位置に表示されることであると解されたい。すなわちフェードインされるシンボルは、運転者が、前記シンボルが関連する対応の対象物を、フロントガラスを通して見たときに車両周囲においても見ることができるまさにその位置に表示されるのである。これにより運転者にとって特に瞭然なディスプレイ表示が達成される。

さらに、車道の中心にある車線標示も検出し、該車線標示をオプティカルフローの表示に相応に取り入れると有利である。これにより、車道の境界だけでなく車線の境界もディスプレイに有利に示すことができる。

さらに、車道の周囲の平面に点パターンを計算によって投影し、このように計算によって決定された点を、オプティカルフローの表示に取り入れると有利である。これによって、そうでなければ暗く単調になる可能性のある周囲も、とりわけ運転者の周辺視野における支援のため、すなわち運転者を車線に沿ってガイドするために実施される前記計算手段によって、一緒に考慮することが可能となる。

相応の利点は、ヘッドアップディスプレイのための本発明の制御装置によって得られる。この制御装置は、ヘッドアップディスプレイのためのインターフェースを相応に有する。これに加えて、車道経過を検出するための検出ユニットによれば、検出された車道経過にフェードインを適合することによって、車道経過を特に良好に表示することが保証可能である。

図面の簡単な説明
本発明の実施例を図面に示し、以下の記述において詳細に説明する。

図１は、本発明の方法を実施するための本発明の制御装置を備える車両の概略平面図である。 図２は、車道経過を表示するための本発明の方法の概略的なフローチャートである。 図３は、自動車のヘッドアップディスプレイにおけるオプティカルフローを表すシンボルを図示する実施例を示す。 図４は、自動車のヘッドアップディスプレイにおけるオプティカルフローを表すシンボルを図示する実施例を示す。 図５は、自動車のヘッドアップディスプレイにおけるオプティカルフローを表すシンボルを図示する実施例を示す。

本発明の実施形態
図１は、自動車１の前半分を概略的に図示している。ヘッドアップ投影ユニット２には、制御ユニット３によって相応のインターフェースを介して画像情報が供給される。制御ユニット３は、データ評価およびデータ表示のために計算ユニット１７を使用することができる。ヘッドアップ投影ユニット２は、運転者の前のフロントガラスに虚像を投影する。このフロントガラスは図１には図示しない。ここで、運転者の位置が検出ユニット４によって検出され、この検出ユニット４は例えばカメラとして構成されている。検出ユニット４を投影ユニット２に一緒に組み込むことも可能である。投影ユニット２は、第１実施形態においてはレーザ投影ユニットとして構成されている。しかし画像を液晶ディスプレイの表面に形成し、このようにして形成された画像を車両のフロントガラスに写すことも可能である。

制御ユニット３には、第１実施例では、ナビゲーションユニット５の相応のインターフェースを介して車道経過が供給される。この車道経過、つまり車道の延び具合は、ナビゲーションユニット５によって以下のようにして検出される。すなわち車両１の位置が、位置測定ユニット６、例えば衛星位置測定ユニットによって検出されるようにして検出されるのである。記憶ユニット７にファイルされたデジタル地図にアクセスして、ナビゲーションユニット５により位置変化から検出される車両の位置および走行方向のデータから、車両前方の車道経過を検出することができる。制御ユニット３は、車道の境界を定める複数の点のオプティカルフローを決定する。この際、車両の位置変化から生じる車両速度を考慮することができる。別の実施形態においては、データバス８を介して距離センサ９を試問することも可能である。距離センサ９は、例えば車輪回転を評価することによって車両が進んだ距離を検出し、これにより車両速度も検出することができる。

フローの表示のために、まず車両周囲の任意の点を選出することができる。しかしながらこの表示において、車道範囲内に表示され得る点は、車両周囲に表示され得る点とは異なるようにすべきである。

オプティカルフローの表示は、例えば以下のようにして決定される。すなわち、車両前方の１つの車道境界ないし車線、例えば車道縁部の複数の点か、または左右両方の車道縁部の複数の点が、制御ユニット３により計算によって選出されるようにして決定されるのである。これらの点は、例えばそれぞれ互いに５メートルの間隔を有することができる。点の位置は、実際の車両速度に基づいて、例えば1/2秒等の所定の期間の間に車両が車道に沿って線状に移動する場合に、線状に予定される。移動の結果として個々の各点に対してそれぞれ生じた新規の点は、線によって起点と結び付けられ、オプティカルフローを表すシンボルが得られる。このようにして形成されたシンボル、すなわち小さな複数の線は、運転者の視界に、つまりフロントガラスに、投影ユニット２によってフェードインされる。運転者はこのようにして、計算により決定された車道経過のオプティカルフローを認識することができる。

表わされる線状のシンボルのかわりに、例えば点表示や矢印表示等の別のシンボルもオプティカルフローを表わすことができる。別の実施形態においては、車道経過の境界を表示するために、仮想の側柱をディスプレイに表示することも可能である。オプティカルフローの表示によって運転者に正確なカーブが示されると、運転者は自分の前にある道路の経過ないし道路の延び具合に関して特に良好に認識することができる。

別の実施形態においては、オプティカルフローは、カメラ画像の画像評価によっても達成することができ、ここではカメラ１０が車道および／または車両前方の車道の周囲を検出する。２つの順次連続する時点において、例えば０．１秒ずれて、２つの画像が撮影される。この短い走行距離に基づいて、撮影された２つの画像の間の光学的なずれを検出することができる。この際これらの個々の点は、２つの時点にそれぞれ互いに割り当てられている。予め定められた規則に従って、複数の画素、例えば５０ピクセル間隔の画素が個々に選出され、この際それぞれ選出された先行する時点の画素は、後行する時点の画素とそれぞれ線によって結び付けられる。このようにして形成された線状のシンボルは、投影ユニット２によって運転者にディスプレイされる。

図２には、本発明の方法の概略的フローチャートが示されている。第１検出ステップ１１において、運転者の頭部の位置が検出される。頭部の位置は、すでに上で述べたように、投影ユニットの検出ユニットか、またはこれと結合された頭部位置検出ユニットによって検出される。第２検出ステップ１２において、道路における車両の位置が検出される。第１実施形態においては、この検出は、衛星位置測定装置、例えばＧＰＳ受信器によって実施することができる。別の実施形態では、道路における車両の位置を、車線維持支援装置ないし車線逸脱警報装置によって検出することも可能である。このようにして検出された位置は、評価ステップ１３において地図データと結び付けられる。計算ステップ１４において、車道および／または車道の周囲の、位置固定された点のオプティカルフローを検出することができる。校正ステップ１５において、このようにして得られる計算されたオプティカルフローが、運転者の頭部の位置および目の位置に適合される。後続の表示ステップ１６において、相応の表示にて、オプティカルフローを表わす計算されたシンボルが車両のヘッドアップディスプレイに表示される。

図３には、車道経過を表わすオプティカルフローを図示する第１実施例が示されている。右側の車道縁部ならびに左側の車道縁部のための相応のシンボル２０は、有利には虚像の形態でフロントガラスに投影される。車両からの距離が増加するに伴ってシンボルはより小さくなる。なぜなら距離が大きくなることによって、空間固定された各点のオプディカルフローは相応に小さくなるからである。

オプティカルフローの表示は、車両から出発して、車両前方から例えば１００メートルなどの所定の距離まで表示することができる。オプティカルフローは、１つの実施形態によれば、相応する車道部分の可視性に対応することができる。すなわち、車道がカーブになっておりこのカーブの後ろの領域が運転者にとって不可視である場合には、この領域はオプティカルフローの表示にも示されない。

図４の別の実施形態においては、中央車線標示２１を備える付加的なオプティカルフローの表示が図示されている。中央車線標示の相応のオプティカルフローは、１つの実施形態では、実際に存在する中央車線標示に関係なく示される。中央車線標示に関するデータが手元にない場合、もしくは中央車線標示をカメラが認識できない場合には、この実施形態において、検出された２つの車道縁部の間の間隔から計算によって中央車線標示が決定される。

別の実施形態では、図５において、車道の周囲においてオプティカルフローの表示が付加的に図示されている。ここでは平面の点がラスタに投影され、車両位置から出発してこのラスタ点のオプティカルフローが検出され、かつ表示される。とりわけ車道の外側の周囲が運転者にとって不可視である場合、例えば霧や暗闇の場合に、オプティカルフローを車道の外側の領域においてもシミュレーションし、かつ表示することが可能である。このようにして、領域２２をとりわけ自分の周辺視野にて知覚する運転者の直感的な進行方向決定を、一層改善することができる。車道の周囲を表示する場合には、車道の検出ないし車道の表示を省略することも当然可能である。なぜなら、車道の周囲に関連するオプティカルフローが表示されることによって車道の配向は間接的に明らかとなり、運転者はこの車道の配向をヘッドアップディスプレイにて認識することができるからである。周囲のオプティカルフローが表示される際に、表示において車道が省略される場合には、車道経過は運転者にとって直接認識することができる。しかしながらこの実施例とは別の構成において、周囲の投影が車道と部分的に重なってしまうことを阻止するために車道の検出をすることもできる。

Claims (9)

1. 車両前方の車道経過を表示するための方法であって、実際の車両速度が検出される形式の方法において、
   車両前方に位置する車両周囲の点が検出され、
   前記点のオプティカルフローが、前記実際の車両速度を考慮して決定され、
   前記オプティカルフローを表すシンボルが、車道経過を表示するために、ヘッドアップディスプレイにフェードインされる、
   ことを特徴とする方法。
2. 車両の実際の位置および走行方向が検出され、
   前記走行方向における車道経過が、前記車両の実際の位置から出発して、デジタル地図から検出される、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. カメラが車両前方の車両周囲を検出し、
   車道経過を検出するために、少なくとも２つの時間的に順次連続する前記車両周囲の画像における画素の位置変化が検出される、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 運転者の視線方向が検出され、
   前記シンボルが以下のように前記ヘッドアップディスプレイにフェードインされる、すなわちフェードインされる前記シンボルが、運転手の視点から見て、該シンボルの関連する点を覆うかまたは接触するようにフェードインされる、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の方法。
5. 中央車線標示に沿った点が検出され、
   前記点のオプティカルフローが、実際の車両速度を考慮して決定され、
   前記点のオプティカルフローを表すシンボルが、前記中央車線標示を表すために、前記ヘッドアップディスプレイにフェードインされる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の方法。
6. 車道の外側の領域に、平面に投影された点パターンが割り当てられ、
   前記点のオプティカルフローが、実際の車両速度を考慮して決定され、
   前記点のオプティカルフローを表すシンボルが、車道標示を表すために、前記ヘッドアップディスプレイにフェードインされる、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の方法。
7. 車両（１）におけるヘッドアップディスプレイ（２）のための制御装置（３）であって
   車両速度を検出するための距離センサ（９）に対するインターフェース（８）と、走行指示を出力するための前記ヘッドアップディプレイ（２）に対するインターフェースとを備える、
   形式の制御装置において、
   計算ユニット（１７）が設けられており、
   該計算ユニットは、車両前方の周囲の点を決定するため、および、オプティカルフローを実際の車両速度を考慮して決定するため、および、前記ヘッドアップディスプレイ（２）にオプティカルフローを表示するためのシンボル表示（２０，２１，２２）を決定するために使用される、
   ことを特徴とする制御装置。
8. 前記シンボル表示（２０，２１，２２）を前記ヘッドアップディスプレイにコンタクトアナログに表示するために、運転者の視線方向を検出するユニットを備える、
   ことを特徴とする請求項７記載の制御装置。
9. 車両前方の車道経過を検出するための検出ユニット（５）に対するインターフェースを備える、
   ことを特徴とする請求項７または８記載の制御装置。

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