JP6866875B2 - 表示制御装置、及び表示制御プログラム - Google Patents

Description

この明細書による開示は、虚像の表示を制御する技術に関する。

従来、例えば特許文献１には、ヘッドアップディスプレイ装置を用いて案内経路映像等を虚像表示する車両情報投影システムが開示されている。この車両情報投影システムの案内経路映像は、実景中の走行経路に重畳表示される。そして、案内経路映像が実景中の走行経路から逸脱した場合には、虚像の視認性を下げる制御が行われる。

特開２０１４−２１３７６３号公報

特許文献１の表示制御では、逸脱判定に基づき、案内経路映像の全体の視認性が一体的に低くされる。こうした表示制御において、実景に正しく重畳されない案内経路映像の表示は、視認され難くはなるものの、継続されてしまっている。その結果、走行経路を確認しようとする運転者に違和感が惹起され得た。

本開示は、車両の走行経路を通知する虚像表示の違和感を低減可能な表示制御装置及び表示制御プログラムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景中にある重畳対象に重畳される虚像（Ｖｉ１）の表示を制御する表示制御装置であって、車両の走行経路を乗員に通知する案内表示物（１１）であり、走行経路に沿って並ぶように重畳表示される複数の画像要素（１１ｅ）の組み合わせにより形成される案内表示物、を生成する表示生成部（Ｓ１１０）と、複数の画像要素について、虚像の表示可能範囲から外れるか否かを個別に判定する見切れ判定部（Ｓ１０２）と、を備え、表示生成部は、表示可能範囲から外れる画像要素がある場合、複数の画像要素のうちで表示可能範囲から外れると判定された画像要素よりも走行経路の手前側までの画像要素を、案内表示物として表示させ、表示可能範囲から外れると判定された画像要素よりも走行経路の先を示す画像要素を、一部が表示可能範囲内であっても非表示とする表示制御装置とされる。

また開示された一つの態様は、車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景中にある重畳対象に重畳される虚像（Ｖｉ１）の表示を制御する表示制御プログラムであって、少なくとも一つの処理部（６１）を、車両の走行経路を乗員に通知する案内表示物（１１）であり、走行経路に沿って並ぶように重畳表示される複数の画像要素（１１ｅ）の組み合わせにより形成される案内表示物、を生成する表示生成部（Ｓ１１０）、複数の画像要素について、虚像の表示可能範囲（ＤＡ）から外れるか否かを個別に判定する見切れ判定部（Ｓ１０２）、として機能させ、表示生成部は、表示可能範囲から外れる画像要素がある場合、複数の画像要素のうちで表示可能範囲から外れると判定された画像要素よりも走行経路の手前側までの画像要素を、案内表示物として表示させ、表示可能範囲から外れると判定された画像要素よりも走行経路の先を示す画像要素を、一部が表示可能範囲内であっても非表示とする表示制御プログラムとされる。

これらの態様において、走行経路を通知する案内表示物は、走行経路に沿って並ぶよう重畳表示された複数の画像要素によって形成されている。そして、虚像の表示可能範囲から外れる画像要素がある場合、複数の画像要素のうちで、表示可能範囲外となる画像要素よりも手前側までの画像要素が、案内表示物として表示される。以上によれば、案内表示物は、走行経路に実質正しく重畳された画像要素によって形成され、且つ、走行経路の連続性を確保された態様で虚像表示され得る。その結果、車両の走行経路を通知する虚像表示の違和感が低減可能になる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

虚像表示システムに関連する車載構成の全体像を示すブロック図である。 遠虚像及び近虚像を用いた情報提示の一例を示す図である。 交差点への接近に伴うＡＲルートの表示変化を順に示す図である。 交差点が表示可能範囲から外れたシーンでの虚像表示を示す図であって、見切れ判定に基づきポイント部及び退出指示部が非表示とされたＡＲルートを示す図である。 交差点が表示可能範囲内となったシーンでの虚像表示を示す図であって、ポイント部及び退出指示部が表示されたＡＲルートを示す図である。 表示制御処理のサブ処理である見切れ判定の詳細を示すフローチャートである。 自車と交差点との間に横断歩道があるシーンにて、重なり判定に基づき、進入指示部のうちで横断歩道と重なる部分が削除された状態を示す図である。 表示制御処理のサブ処理である重なり判定の詳細を示すフローチャートである。 表示制御装置にて実施される表示制御処理の詳細を示すフローチャートである。

本開示の一実施形態による表示制御装置１００は、車両Ａにおいて用いられる虚像表示システム１０を、ヘッドアップディスプレイ（Head Up Display，以下、「ＨＵＤ」）装置３０等と共に構成している。虚像表示システム１０は、車両Ａの乗員（例えばドライバ）の前景中の重畳対象、例えば他車両、歩行者及びサイクリスト、並びに走行経路等に重畳される虚像Ｖｉを表示する。虚像表示システム１０は、虚像Ｖｉを用いた拡張現実（Augmented Reality，以下「ＡＲ」）表示により、車両Ａに関連する種々の情報をドライバに提示する。

表示制御装置１００は、車載ネットワークの通信バスを介して、他の車載構成と相互に通信可能である。通信バスには、例えばナビ情報提供部２１、ＡＤＡＳ情報提供部２２、自車情報提供部２７、ドライバ情報提供部２８及び車載装置４０等が直接的又は間接的に電気接続されている。

ナビ情報提供部２１は、車両Ａに搭載されたナビゲーション装置を少なくとも含む構成であり、地図データベース及びＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信器を有している。地図データベースは、ナビゲーション装置による経路案内のための地図データを大量に記憶している。地図データには、ノード及び形状点等の道路形状を示す座標列が記載されている。ＧＮＳＳ受信器は、複数の人工衛星から送信された測位信号を受信する。

ナビ情報提供部２１は、ＧＮＳＳ受信器で受信した測位信号に基づき、車両Ａの現在位置を測位する。ナビ情報提供部２１は、車両Ａの現在位置を示すＧＮＳＳ受信情報を、通信バスに逐次出力し、表示制御装置１００に提供する。加えてナビ情報提供部２１は、ナビゲーション装置に目的地が設定されている場合、地図データベースから読み出した車両Ａの周囲及び進行方向の地図データと、目的地までのルート情報とを、地図経路情報として表示制御装置１００に提供する。

尚、ナビ情報提供部２１は、ナビアプリを実行可能な携帯端末と通信可能な構成であってもよい。こうした構成のナビ情報提供部２１では、携帯端末との通信によって取得する地図データ及びルート情報が、地図経路情報として表示制御装置１００に提供可能となる。

ＡＤＡＳ情報提供部２２は、ロケータ２３、外界センサ２４、運転支援制御システム２５及び高精度マップデータベース２６等を少なくとも含む構成である。ロケータ２３は、ナビ情報提供部２１から提供されるＧＮＳＳ受信情報に、慣性センサ及び外界センサ２４等の計測情報と高精度マップ情報とを組み合わせた複合測位により、車両Ａが走行するレーンを示すような高精度位置情報を生成する。ロケータ２３は、高精度位置情報を、運転支援制御システム２５及び表示制御装置１００等に提供する。

外界センサ２４は、フロントカメラ、ミリ波及び準ミリ波レーダ、ライダ並びにソナー等を含む構成である。外界センサ２４は、車両Ａの周囲、特に車両Ａの前方範囲から、静止物体及び移動物体を検出する。例えば外界センサ２４は、静止物体としての横断歩道、道路標識及び信号機、移動物体としての歩行者及びサイクリスト等を検出する。外界センサ２４は、物体の検出結果を示す外界センシング情報を、ロケータ２３、運転支援制御システム２５及び表示制御装置１００に提供する。

運転支援制御システム２５は、ロケータ２３による高精度位置情報及び外界センサ２４による外界センシング情報、並びに高精度マップデータベース２６から取得する高精度マップ情報等を用いてドライバの運転操作を支援する。運転支援制御システム２５は、ＡＣＣ(Adaptive Cruise Control)、ＬＴＣ（lane trace control）、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）等の自動運転機能を実現する機能部を有している。加えて運転支援制御システム２５は、ＦＣＷ（Forward collision warning）及びＡＥＢ（Automatic emergency braking）等の衝突回避機能を実現する機能部を有している。運転支援制御システム２５は、各機能部による運転支援制御情報を、表示制御装置１００に提供する。

高精度マップデータベース２６は、ナビ情報提供部２１に格納された地図データよりも高精度な地図データとして、高精度マップ情報を記憶している。高精度マップには、車道の中心線、道路同士の繋がり等の情報に加えて、横断歩道、停止線、交通標識及び信号機等の３次元位置及び形状等の情報が格納されている。高精度マップデータベース２６は、高精度マップ情報を、ロケータ２３、運転支援制御システム２５及び表示制御装置１００等に提供する。尚、高精度マップが未整備のエリアでは、高精度マップデータベース２６による高精度マップ情報の提供は、中止されてよい。

自車情報提供部２７は、車両Ａの状態を計測する複数の車載センサを含む構成である。自車情報提供部２７は、車両Ａの現在の車速、加速度、角速度及び車両姿勢等の情報を、自車運動情報として表示制御装置１００に提供する。

ドライバ情報提供部２８は、車両Ａに搭載されたドライバステータスモニタ（Driver Status Monitor，以下、「ＤＳＭ」）を少なくとも含む構成であり、近赤外光源、近赤外カメラ及び画像解析部を有している。ドライバ情報提供部２８は、近赤外カメラを用いて撮像した顔画像の解析により、ドライバのアイポイントＥＰ、視線方向及び開眼度等の情報を取得する。ドライバ情報提供部２８は、取得したドライバのセンシング情報を表示制御装置１００に提供する。

車載装置４０は、車両Ａに搭載された電子制御ユニットであり、コンビネーションメータ４１、マルチインフォメーションディスプレイ（ＭＩＤ）４２及びセンターインフォメーションディスプレイ（ＣＩＤ）４３等の車載表示器と電気的に接続されている。例えばＣＩＤ４３の表示画面には、地図データ及び目的地へ向けたルート情報等がナビゲーション装置によって表示される。ＣＩＤ４３の表示画面は、ドライバ等によるタッチ操作が可能なタッチパネル４４とされている。車載装置４０は、各車載表示器への制御要求により、ドライバへの情報提示を統合的に制御する。加えて車載装置４０は、虚像表示による情報提示を必要とするシーンにおいて、重畳表示の制御要求を表示制御装置１００へ向けて出力する。

ＨＵＤ装置３０は、表示制御装置１００と電気的に接続されており、表示制御装置１００にて生成された映像データを取得する。ＨＵＤ装置３０は、プロジェクタ、スクリーン及び拡大光学系等によって構成されている。ＨＵＤ装置３０は、ウィンドシールドＷＳの下方にて、インスツルメントパネル内の収容空間に収容されている。

ＨＵＤ装置３０は、虚像Ｖｉとして結像される表示像の光を、ウィンドシールドＷＳの投影範囲ＰＡへ向けて投影する。ウィンドシールドＷＳへ向けて投影された光は、投影範囲ＰＡにおいて運転席側へ反射され、ドライバによって知覚される。ドライバは、投影範囲ＰＡを通して見える前景中の重畳対象に、虚像Ｖｉが重畳された表示を視認する。

ＨＵＤ装置３０によって光を投影可能な投影範囲ＰＡは、ウィンドシールドＷＳ全面のうちの限られた一部の領域である。投影範囲ＰＡは、ドライバの見た目上で虚像Ｖｉが表示可能となる領域である。ドライバのアイポイントＥＰから前景を見たとき、投影範囲ＰＡを通して見える範囲が、実質的に虚像Ｖｉを表示可能な範囲（「以下、表示可能範囲ＤＡ」，図２参照）となる。

図２に示すように、投影範囲ＰＡには、近虚像表示エリアＰＡ２及び遠虚像表示エリアＰＡ１が含まれている。近虚像表示エリアＰＡ２は、遠虚像表示エリアＰＡ１よりも狭く、例えば遠虚像表示エリアＰＡ１の左下又は右下に位置している。近虚像表示エリアＰＡ２に投影された光は、近虚像Ｖｉ２として結像される。一方で、遠虚像表示エリアＰＡ１に投影された光は、遠虚像Ｖｉ１として結像される。一例として、遠虚像表示エリアＰＡ１の画角は、水平（横）方向に１２°とされ、垂直（縦）方向に４°とされる。

図１及び図２に示す近虚像Ｖｉ２及び遠虚像Ｖｉ１は、車両Ａの前後方向及び上下方向のそれぞれにおいて、互いに異なる位置に結像される。近虚像Ｖｉ２は、遠虚像Ｖｉ１よりもドライバの近傍に結像され、具体的には、ドライバのアイポイントＥＰから車両Ａの前方向に２〜３ｍ程度の空間中に結像される。近虚像Ｖｉ２は、主に車両Ａの状態を示す情報等を、非ＡＲ表示によってドライバに提示する。一例として、右左折の実施を指示するターンバイターンアイコン１７及び車速を示すスピード表示１８等の非ＡＲ表示物が、近虚像Ｖｉ２として表示される。

遠虚像Ｖｉ１は、近虚像Ｖｉ２よりもウィンドシールドＷＳから遠い位置、具体的には、アイポイントＥＰから車両Ａの前方向に１０〜２０ｍ程度の空間中に結像される。遠虚像Ｖｉ１は、ドライバの見かけ上にて、前景中の重畳対象（例えば路面や前走車等）に重畳され、上述のＡＲ表示を実現する。一例として、ナビゲーション装置に設定された走行経路を示すＡＲルート１１等が、遠虚像Ｖｉ１として表示される。

図１に示す表示制御装置１００は、ＨＵＤ装置３０による虚像Ｖｉの表示を制御する電子制御ユニットである。表示制御装置１００の制御回路は、処理部６１、ＲＡＭ６２、メモリ装置６３及び入出力インターフェースを有するコンピュータを主体に構成されている。処理部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を少なくとも一つを含む構成である。

メモリ装置６３には、処理部６１によって実行される種々のプログラムが格納されている。メモリ装置６３には、虚像表示されるＡＲコンテンツを生成する複数のアプリケーションプログラム（５０ａ〜５０ｅ）、及びＡＲコンテンツの虚像表示を統合的に制御する提示管理プログラム等が、表示制御プログラムとして記憶されている。表示制御装置１００は、提示管理プログラムに基づく機能ブロックとして、共通情報生成ブロック７１及び統合表示制御ブロック７３を有する。

共通情報生成ブロック７１は、各重畳表示アプリケーション５０ａ〜５０ｅ及び統合表示制御ブロック７３にて共通で使用される情報を、通信バスから取得する。具体的には、ＧＮＳＳ受信情報、地図経路情報、高精度位置情報、高精度マップ情報、外界センシング情報、運転支援制御情報、自車運動情報、ドライバのセンシング情報及び重畳表示の制御要求等が、共通情報生成ブロック７１によって取得される。共通情報生成ブロック７１は、取得した情報に基づき、重畳表示の補正に必要なパラメータを算出する。加えて共通情報生成ブロック７１は、取得した情報の抽象化等を実施する。

共通情報生成ブロック７１によって提供される情報に基づき、重畳表示アプリケーション５０ａ〜５０ｅは、ＡＤＡＳ機能及びコクピット機能に関連したＡＲコンテンツの生成と、その表示フラグの設定とを実施する。各重畳表示アプリケーション５０ａ〜５０ｅは、運転支援制御システム２５のＡＣＣ機能、ＬＫＡ機能及びＦＣＷ機能、さらにナビゲーション装置等と関連付けられている。各重畳表示アプリケーション５０ａ〜５０ｅは、提供された情報に応じて、虚像表示させるＡＲコンテンツ及び非ＡＲコンテンツを個別に決定し、統合表示制御ブロック７３に対して表示要求を行う。

統合表示制御ブロック７３は、各重畳表示アプリケーション５０ａ〜５０ｅからの表示要求に基づき、共通情報生成ブロック７１から提供される情報を用いて、遠虚像Ｖｉ１及び近虚像Ｖｉ２それぞれの映像データを生成する。統合表示制御ブロック７３は、表示調停部７４、重畳表示補正部７５及び描画出力部７６を有している。

表示調停部７４は、遠虚像Ｖｉ１及び近虚像Ｖｉ２として表示するＡＲコンテンツ及び非ＡＲコンテンツを調整する機能部である。表示調停部７４は、取得した表示要求の中から、優先度の高いＡＲコンテンツ及び非ＡＲコンテンツを選別し、虚像表示の対象とする。こうした設定により、例えばＦＣＷ機能に関連するような優先度（緊急度）の高い情報を通知するＡＲコンテンツは、実質必ず表示対象とされ、迅速に表示される。

重畳表示補正部７５は、共通情報生成ブロック７１にて算出された重畳表示補正のためのパラメータ等を取得し、遠虚像Ｖｉ１の映像データの補正情報を生成する。補正情報は、重畳対象とアイポイントＥＰとを３次元的に結ぶ仮想線上に、遠虚像Ｖｉ１の結像位置を調整し、遠虚像Ｖｉ１を重畳対象に正しく重畳させるための情報である。重畳表示補正部７５は、重畳対象の相対位置、アイポイントＥＰの位置及び車両姿勢等を考慮した補正情報を逐次生成する。

描画出力部７６は、遠虚像Ｖｉ１及び近虚像Ｖｉ２のそれぞれについて、表示調停部７４によって選別されたコンテンツの元画像を表示画像に描画する処理により、連続する表示画像よりなる映像データを生成する。描画出力部７６は、遠虚像Ｖｉ１の映像データについて、重畳表示補正部７５による補正情報に基づき、各表示画像における元画像の描画位置及び描画形状を調整する。描画出力部７６は、生成した各映像データを、予め規定された映像フォーマットにて、ＨＵＤ装置３０へ向けて出力する。

以上説明した複数の重畳表示アプリケーション５０ａ〜５０ｅのうちの一つは、図２に示すＡＲルート１１の表示を決定するＴＢＴ表示アプリ５０ｅである。ＡＲルート１１は、上述したように、ナビ情報提供部２１（図１参照）から提供されるルート情報に基づき、車両Ａ（図１参照）の走行経路をドライバに通知する案内表示物である。ＡＲルート１１は、例えば交差点等にて表示され、右左折又は車線変更等を行うポイント（以下、「特定ポイントＳＰ」）を、ドライバに明示する。

ＡＲルート１１は、複数（三つの）の画像要素１１ｅの組み合わせによって形成されている。各画像要素１１ｅは、走行経路に沿って並ぶようにして、前景中の路面上に重畳表示される。具体的に、ＡＲルート１１は、進入指示部ＩＥ１、ポイント部ＩＥ２及び退出指示部ＩＥ３を少なくとも含む表示物である。進入指示部ＩＥ１、ポイント部ＩＥ２及び退出指示部ＩＥ３は、自車の走行経路に沿って連続して並ぶ一筆書きのような表示態様により、走行経路を示すＡＲルート１１を形成している。

進入指示部ＩＥ１は、特定ポイントＳＰ（例えば交差点等）に進入する手前側の経路（進入経路）を示す画像要素１１ｅである。進入指示部ＩＥ１は、三つの画像要素１１ｅのうちで、最も走行経路手前側（車両側）に位置する画像要素１１ｅであり、ポイント部ＩＥ２の下方に虚像表示される。進入指示部ＩＥ１は、特定ポイントＳＰまでの進入経路に沿って並べられる複数の仮想立体物ＶＯ１を含んでいる。仮想立体物ＶＯ１のサイズは、車両側から特定ポイント側へ近づくに従って、小さくなる。車両側に位置する複数の仮想立体物ＶＯ１は、上下方向に互いに間隔を開けて並んでいる。

ポイント部ＩＥ２は、特定ポイントＳＰに重畳表示されることで、特定ポイントＳＰの位置をドライバに示す画像要素１１ｅである。ポイント部ＩＥ２は、三つの画像要素１１ｅのうちで、ポイント部ＩＥ２の次に走行経路手前側に位置する画像要素１１ｅである。ポイント部ＩＥ２は、路面に立設されたバリア壁状の表示態様である。ポイント部ＩＥ２には、ルート情報に基づく進行方向が明示されている。

退出指示部ＩＥ３は、特定ポイントＳＰから先の退出経路を示す画像要素１１ｅである。退出指示部ＩＥ３は、主にポイント部ＩＥ２の右側又は左側に虚像表示される。退出指示部ＩＥ３は、特定ポイントＳＰからの退出経路に沿って並べられる複数の仮想立体物ＶＯ３を含んでいる。複数の仮想立体物ＶＯ３は、左右方向に互いに間隔を開けて並んでいる。

図１に示すＴＢＴ表示アプリ５０ｅ及び統合表示制御ブロック７３は、車両Ａの走行状況及び周辺環境に応じて、図３に示すように、三つの画像要素１１ｅの部分描画を実施する。一例として、ＡＲルート１１を形成する各画像要素１１ｅの表示は、進路変更を実施する特定ポイントＳＰまでの距離に応じて変更される。具体的には、特定ポイントＳＰへの接近により、三つの画像要素１１ｅの表示及非表示が切り替えられる。

図３Ａに示すように、特定ポイントＳＰまでの距離が十分にある場合、一例として交差点までの距離が１００ｍを超えるような区間では、三つの画像要素１１ｅのうちで進入指示部ＩＥ１のみがＡＲルート１１として表示される。この区間では、特定ポイントＳＰ及び退出経路が遠いため、ポイント部ＩＥ２（図２参照）及び退出指示部ＩＥ３（図２参照）の正しい位置への重畳は、困難となり易い。故に、ポイント部ＩＥ２及び退出指示部ＩＥ３は、非表示とされる。

そして、図３Ｂに示すように、特定ポイントＳＰへの接近により、一例として交差点までの距離が１００ｍ未満となった段階で、ポイント部ＩＥ２及び退出指示部ＩＥ３が、進入指示部ＩＥ１と共に表示される。以上により、ＡＲルート１１は、特定ポイントＳＰ及び退出経路を強調し、交差点の進入から退出までの経路を連続的に示す表示態様となる。

さらに、図３Ｃに示すように、特定ポイントＳＰまでの距離が３０ｍ程度となった段階で、ポイント部ＩＥ２を残しつつ、進入指示部ＩＥ１（図３Ｂ参照）及び退出指示部ＩＥ３（図３Ｂ参照）が非表示とされる。その結果、ＡＲルート１１は、対向車、歩行者及び信号機等のリスク対象の視認を妨げ難い表示態様となる。

また図１に示すＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、見切れ判定（図６参照）及び重なり判定（図８参照）を実施する。ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、見切れ判定により、走行経路の路面に沿って三つの画像要素１１ｅを配置しようとした場合に、各画像要素１１ｅについて、表示可能範囲ＤＡから外れるか否かを個別に判定する。

一例として図４に示すシーンでは、特定ポイントＳＰとしての交差点（二点鎖線の楕円参照）が表示可能範囲ＤＡから外れており、進入経路及び退出経路の一部のみが表示可能範囲ＤＡ内に収まっている。こうしたシーンでは、見切れると判定された画像要素１１ｅよりも走行経路手前側までの画像要素１１ｅが表示される。即ち、退出指示部ＩＥ３（図４では破線にて示す）は、仮に一部が表示可能であっても非表示とされる。そして、進入指示部ＩＥ１のみのＡＲルート１１が表示される。以上により、ＡＲルート１１における表示の連続性が確保される。

図５に示すように、交差点への接近によって特定ポイントＳＰが表示可能範囲ＤＡ内に位置した段階で、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅ（図１参照）は、ポイント部ＩＥ２及び退出指示部ＩＥ３の表示を開始する。以上により、進入経路から交差点を経て退出経路に至るまでの連続したＡＲルート１１が表示される。

以上の表示を実現する見切れ判定（図６参照）にて、図１に示すＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、共通情報生成ブロック７１に取得された各種情報及びＨＵＤ装置３０の画角情報等に基づき、自車位置に対する表示可能範囲ＤＡを特定する（Ｓ２１）。表示可能範囲ＤＡは、主にアイポイントＥＰ及び遠虚像表示エリアＰＡ１の３次元的な位置関係に基づいて設定される。

加えてＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、通常の地図データ又は高精度マップ情報、及び外界センシング情報に基づき、前方の道路形状（カーブの曲率及び勾配等）を把握する（Ｓ２２）。さらにＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、把握した道路形状に基づき、ＡＲルート１１を構成する画像要素１１ｅの重畳位置及び重畳サイズを演算する（Ｓ２３）。そしてＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、特定した表示可能範囲ＤＡと、演算した各画像要素１１ｅの重畳位置等とを比較し、表示可能範囲ＤＡから外れていると判別された画像要素１１ｅを、非表示の設定とする（Ｓ２４）。

次にＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、非表示の設定とされていない画像要素１１ｅについて、表示浮きの有無を判定する（Ｓ２５）。一例として、ポイント部ＩＥ２が非表示の設定であり、退出指示部ＩＥ３が表示の設定である場合（図４参照）、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、表示浮きがあると判定し、表示浮きとなっている画像要素１１ｅを非表示の設定とする（Ｓ２６）。

尚、表示可能範囲ＤＡは、アイポイントＥＰから見て、遠虚像表示エリアＰＡ１よりも僅かに小さい範囲とされてよい。換言すれば、遠虚像表示エリアＰＡ１と表示可能範囲ＤＡとの間に、バッファとなる余裕代が設けられていてもよい。例えば、表示可能範囲ＤＡを遠虚像表示エリアＰＡ１と実質一致するよう設定すると、車両Ａの姿勢変化が発生した場合に、特定の画像要素１１ｅについて、表示と非表示との切り替えが繰り返し生じ得る。上記のようなバッファの確保によれば、頻繁な表示及び非表示の切り替え発生が防止される。

さらにＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、見切れ判定とは別の重なり判定により、画像要素１１ｅの表示及び非表示の設定を個別に変更する。ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、見切れていないと判定された画像要素１１ｅについて、予め規定された前景中の特定物体ＳＯ（図７参照）と、ドライバの見た目上で重なるか否かを判定する。特定物体ＳＯは、例えば横断歩道等の道路標識、信号機及び歩行者等の注意対象物である。

一例として図７に示すシーンでは、自車（車両Ａ）と交差点との間に横断歩道が存在している。こうしたシーンでは、ＡＲルート１１のうちの進入指示部ＩＥ１が、特定物体ＳＯと重ならない態様に変更される。具体的に、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、進入指示部ＩＥ１のうちで特定物体ＳＯと重なると判定された部分について、少なくとも一つの仮想立体物ＶＯ１を非表示とする処理により、横断歩道上へのＡＲ表示を回避する。そして、車両Ａが横断歩道を通過したタイミングで、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、特定物体ＳＯと進入指示部ＩＥ１との重なり判定を解除し、進入指示部ＩＥ１の全体表示を再開させる。尚、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、横断歩道と重なる仮想立体物ＶＯ１を非表示とする設定変更に替えて、進入指示部ＩＥ１の全体を非表示とする設定変更を行ってもよい。

また別の一例として、交差点での右左折後に通過予定の横断歩道上に横断歩行者がいるシーンにて、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、退出指示部ＩＥ３のうちで横断歩道と重なる部分に位置する仮想立体物ＶＯ３を非表示とする。このシーンでも、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、退出指示部ＩＥ３の全体を非表示としてもよい。さらに別の一例として、退出経路の一部が建物等の背後になって視認不可能なシーンでも、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、一部の仮想立体物ＶＯ１又は退出指示部ＩＥ３の全体を非表示にできる。

以上の表示制御を実現する重なり判定（図８参照）にて、図１に示すＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、見切れ判定にて表示を仮決定された画像要素１１ｅについて、その重畳位置及び重畳サイズを把握する（Ｓ６１）。加えてＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、特定物体ＳＯ（図７参照）の位置情報及び形状情報を把握する（Ｓ６２）。そしてＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、特定物体ＳＯと画像要素１１ｅとの３次元での位置関係を演算し（Ｓ６３）、アイポイントＥＰから見たこれらの重なりの有無を判定する（Ｓ６４）。特定物体ＳＯと重なる画像要素１１ｅがある場合、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、この画像要素１１ｅについて、表示態様の変更又は非表示設定への切り替えを決定する（Ｓ６５）。

ここまで説明したＡＲルート１１の表示を実現するために、表示制御装置１００にて実施される表示制御処理の全体を、図９に基づき、図１及び図２を参照しつつ、詳細に説明する。図９に示す表示制御処理は、例えばナビゲーション装置等におけるルート設定の完了等、特定イベントの発生をトリガとして開始される。

Ｓ１０１では、ＡＲルート１１等の表示すべきＡＲコンテンツの有無を判定する。Ｓ１０１にて、ＡＲコンテンツがあると判定した場合、Ｓ１０２に進む。一方で、ＡＲコンテンツがないと判定した場合、Ｓ１０１の繰り返しによってＡＲコンテンツの発生を待機した状態を維持する。

Ｓ１０２では、画像要素１１ｅの見切れ判定（図６参照）を実施し、Ｓ１０３に進む。Ｓ１０３では、Ｓ１０２の見切れ判定の結果に基づき、処理を分岐する。Ｓ１０２にて、見切れによって非表示とされた画像要素１１ｅがあると判定した場合、Ｓ１０３からＳ１０４に進む。Ｓ１０４では、見切れ判定によって非表示とされた画像要素１１ｅを削除してなる表示画像を仮設定し、Ｓ１０６に進む。

一方、Ｓ１０２にて、見切れている画像要素１１ｅがないと判定した場合、Ｓ１０３からＳ１０５に進む。Ｓ１０５では、ＡＲルート１１の全ての画像要素１１ｅを描画してなる表示画像に仮設定して、Ｓ１０６に進む。

Ｓ１０６では、ＡＲコンテンツの重なり判定（図８参照）を実施し、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０７では、Ｓ１０６の重なり判定の結果に基づき、処理を分岐する。Ｓ１０６にて、特定物体ＳＯとの重なりを推定される画像要素１１ｅがあると判定した場合、Ｓ１０７からＳ１０８に進む。

Ｓ１０８では、Ｓ１０４又はＳ１０５にて仮決定した表示画像を修正し、特定物体ＳＯと重なる画像要素１１ｅの一部又は全部を削除してなる表示画像を決定して、Ｓ１１０に進む。以上により、画像要素１１ｅにおける重なり部分の描画が中断され、仮に虚像表示されたとすると特定物体ＳＯに重なってしまう仮想立体物ＶＯ１は、非表示の状態となる。

一方、Ｓ１０６にて、特定物体ＳＯとの重なりを推定される画像要素１１ｅがないと判定した場合、Ｓ１０７からＳ１０９に進む。Ｓ１０９では、Ｓ１０４又はＳ１０５にて仮決定した表示画像を正式な表示画像として決定し、Ｓ１１０に進む。

Ｓ１１０では、ＡＲ表示生成を行う。具体的に、Ｓ１１０では、Ｓ１０８又はＳ１０９の決定に基づく表示画像を連続的に描画し、映像データとしてＨＵＤ装置３０へ向けて出力される。以上により、車両Ａの走行状況及び周辺環境に応じて補正されたＡＲコンテンツの表示が生成される。

Ｓ１１１では、ＡＲ表示の消去条件が成立しているか否かを判定する。消去条件は、予め設定された条件であり、例えばルート案内を行う案内交差点（特定ポイントＳＰ）を通過した、又は案内交差点までの残距離が数ｍ未満となった等である。Ｓ１１１にて、消去条件が成立していないと判定した場合、Ｓ１０２に戻る。一方で、Ｓ１１１にて、消去条件が成立したと判定した場合、表示制御処理を終了する。

上記のような自動での表示態様の変更に加えて、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、複数の画像要素１１ｅの表示及び非表示の設定をドライバ等の操作入力に基づいて切り替え可能である。一例として、デフォルトの設定（図３Ｂ参照）では、特定ポイントＳＰの手前、１００〜３０ｍの区間にて、ＡＲルート１１を構成する全ての画像要素１１ｅの表示が許容されている。ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、ユーザ（ドライバ等）によるタッチパネル４４及びステアリングスイッチ４５等への入力に基づき、表示設定をデフォルトから切り替えて、表示させる画像要素１１ｅを柔軟に変更する。

例えば、ユーザ操作に基づく一つの表示設定において、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、特定ポイントＳＰ（交差点等）の手前、１００〜３０ｍの区間にて、進入指示部ＩＥ１及び退出指示部ＩＥ３を表示させる。そして、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、特定ポイントＳＰまでの距離が３０ｍとなった地点で、ポイント部ＩＥ２のみの表示に切り替える。

また、特定ポイントＳＰに接近した場合、デフォルトの表示設定では、ポイント部ＩＥ２のみがＡＲルート１１として表示される（図３Ｃ参照）。しかし、ユーザ操作に基づく他の一つの表示設定において、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、交差点に接近した段階でも、全て（三つ）の画像要素１１ｅの表示を継続させる。

さらに、退出指示部ＩＥ３は、進入指示部ＩＥ１と比較して、高精度な重畳が困難となり易い。故に、煩わしさを感じ易いユーザのために、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、ユーザ操作に基づき、退出指示部ＩＥ３を常に非表示にできる。或いは、退出指示部ＩＥ３の視認性を進入指示部ＩＥ１よりも低い状態にする表示設定が可能とされてもよい。

ここまで説明した本実施形態では、走行経路に沿って並ぶよう重畳表示される複数の画像要素１１ｅにより、走行経路を通知するＡＲルート１１が形成されている。そして、虚像Ｖｉの表示可能範囲ＤＡから外れる画像要素１１ｅがある場合、複数の画像要素１１ｅのうちで、表示可能範囲ＤＡから外れる画像要素１１ｅよりも手前側までの画像要素１１ｅが、ＡＲルート１１として表示される。

具体的には、ポイント部ＩＥ２が表示可能範囲ＤＡ外であると判定した場合、ポイント部ＩＥ２よりも走行経路の手前側までの進入指示部ＩＥ１が、映像データに描画され、ＡＲルート１１として前景中に虚像表示される。以上によれば、ＡＲルート１１は、走行経路に正しく重畳された進入指示部ＩＥ１によって形成され、且つ、走行経路の連続性を確保された態様で虚像表示される。その結果、車両Ａの走行経路を通知する虚像表示の違和感は、低減可能になる。

加えて本実施形態のＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、特定ポイントＳＰへの接近期間において、継続的な見切れ判定の実施によって表示可能範囲ＤＡをリアルタイムに判断し、見切れの発生する画像要素１１ｅを的確に識別し得る。以上によれば、進入経路と退出経路とが繋がっていない途切れたＡＲルート１１、換言すれば、退出指示部ＩＥ３が浮いてしまっているＡＲルート１１の表示は、効果的に防がれる。以上によれば、虚像表示の違和感は、いっそうドライバに感じられ難くなる。

また本実施形態では、特定物体ＳＯと重なる画像要素１１ｅの表示が抑制される。その結果、ＡＲルート１１は、特定物体ＳＯとして規定した道路標識、横断歩道及び歩行者等との重なりを避けた態様となり、ドライバによる視認を妨げ難くなる。以上によれば、ドライバに煩わしく感じられ難い虚像表示が可能になる。

さらに本実施形態のように、一つのＡＲルート１１を複数に分解したデザインによれば、状況変化に合わせた表示態様に変更する処理の演算負荷が軽減可能となる。詳記すると、ＡＲルート１１等のＡＲコンテンツが一体的なデザインである場合、アイポイントＥＰから見て、特定物体ＳＯと重なる一部を削除した描画形状を、状況に応じて演算する処理が必要となる。一方で、本実施形態のように複数の画像要素１１ｅに分解されたデザインであれば、一部の画像要素１１ｅの描画を単に中断させる処理により、現状に最適なＡＲコンテンツの描画形状が実現できる。したがって、画像要素１１ｅ毎に表示及び非表示を切り替える処理の採用によれば、一体的なＡＲコンテンツを部分的に消す処理よりも、演算負荷の軽減が可能になる。

加えて本実施形態でのＡＲルート１１は、三つの画像要素１１ｅによって構成されている。こうした表示構成であれば、より多数の画像要素１１ｅによってＡＲルート１１を形成する形態よりも、画像要素１１ｅ毎の表示及び非表示を切り替える処理の負荷が軽減され易い。

また本実施形態のＡＲルート１１には、進入経路を示す進入指示部ＩＥ１、特定ポイントＳＰを示すポイント部ＩＥ２、及び退出経路を示す退出指示部ＩＥ３が含まれている。こうした表示構成によれば、ＡＲルート１１は、複数の画像要素１１ｅに分割されていても、車両Ａの走行経路をドライバに分かり易く示し得る。

さらに本実施形態では、特定ポイントＳＰまでの距離に応じて、各画像要素１１ｅの表示態様が変更される。具体的に、ＴＢＴ表示アプリ５０ｅは、各画像要素１１ｅを重畳対象に正しく重畳可能となった段階で、各画像要素１１ｅを非表示から表示へと切り替える。以上によれば、重畳対象からずれた画像要素１１ｅの表示が回避され得るため、ドライバは、虚像表示に対して、いっそう違和感を覚え難くなる。

また本実施形態における各画像要素１１ｅの表示及び非表示の設定は、ユーザ操作に基づき、個別に切り替え可能である。こうした構成であれば、ユーザの嗜好に応じて、ユーザが好まない画像要素１１ｅは、非表示の状態に維持され得る。その結果、見切れ判定及び重なり判定による非表示への自動切り替えと相俟って、ドライバにいっそう違和感を与え難い虚像表示が実現される。さらに、一部の画像要素１１ｅを非表示の設定に切り替えても、本実施形態であれば、演算処理の負荷増加は生じ難い。

尚、本実施形態では、遠虚像Ｖｉ１が「虚像」に相当し、ＡＲルート１１が「案内表示物」に相当し、タッチパネル４４及びステアリングスイッチ４５が「操作部」に相当する。また、Ｓ１０２の見切れ判定を行うＴＢＴ表示アプリ５０ｅが「見切れ判定部」に相当し、Ｓ１０６の重なり判定を行うＴＢＴ表示アプリ５０ｅが「重なり判定部」に相当する。さらにＳ１０６のＡＲ表示生成を行うＴＢＴ表示アプリ５０ｅ及び統合表示制御ブロック７３が「表示生成部」に相当する。

（他の実施形態）
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記実施形態では、進入指示部、ポイント部及び退出指示部を含むＡＲルートが案内表示物として表示されていた。しかし、案内表示物の全体の表示形状、及び進入指示部、ポイント部及び退出指示部のそれぞれの表示形状は、適宜変更されてよい。さらに、案内表示物を形成する画像要素の数は、四つ以上であってもよく、又は二つであってもよい。

上記実施形態では、重なり判定に基づき、特定物体と重ならない表示形状への変更が画像要素毎に実施されていた。こうした重なり判定の対象となる特定物体は、適宜変更されてよい。また、上記のような重なり判定は、省略されてもよい。同様に、特定ポイントまでの距離に応じて画像要素の表示及び非表示を切り替える表示制御も、省略可能である。

上記実施形態では、個々の画像要素の表示及び非表示の設定がユーザ操作によって切り替え可能であった。こうしたユーザ操作に用いられる入力インターフェースは、タッチパネル及びステアリングスイッチに限定されない。例えば、音声及びジェスチャーの少なくとも一方による入力がユーザの操作とされ、各画像要素の表示及び非表示の設定切り替えに用いられてもよい。尚、こうしたユーザ操作に基づく表示設定の切り替え機能は、省略されてよい。

上記実施形態のＨＵＤ装置は、遠虚像及び近虚像を全く異なる位置に結像可能な二焦点方式の投影装置であった。しかし、ＨＵＤ装置は、単焦点方式の投影装置であってもよい。単焦点方式のＨＵＤ装置の一例では、投影される虚像光の結像面が、上方向へ向かうに従って車両の前方向に傾斜した姿勢である。こうしたＨＵＤ装置では、結像面のうちで下縁近傍に結像される虚像が「近虚像」とされ、非ＡＲ表示を行う。一方で、結像面の中央から上方に結像される虚像が「遠虚像」とされ、ＡＲ表示を行う。以上のようなＨＵＤ装置を採用した形態であっても、遠虚像について、見切れ判定に基づく表示制御が可能である。さらに、ＨＵＤ装置は、「近虚像」に相当する虚像を表示しない構成であってもよい。

ＨＵＤ装置の光学的な構成は、適宜変更可能である。例えばプロジェクタには、レーザ光源及びＭＥＭＳスキャナ等を含む構成が採用されていてもよい。或いは、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたＤＬＰ（Digital Light Processing，登録商標）が、プロジェクタに採用されてもよい。さらに、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を用いたプロジェクタ、液晶パネル及びＬＥＤ光源を有する液晶プロジェクタ等が、ＨＵＤ装置に採用可能である。

上記実施形態の表示制御装置は、ＨＵＤ装置とは別体の電子制御ユニットとして設けられていた。しかし、上記表示制御装置の各機能は、例えばＨＵＤ装置に設けられた制御回路に実装されていてもよく、又はコンビネーションメータに設けられた制御回路等に実装されていてもよい。

さらに、上記実施形態にて表示制御装置の制御回路により提供された各機能は、ソフトウェア及びそれを実行するハードウェア、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの複合的な組合せによっても提供可能である。こうした機能がハードウェアである電子回路によって提供される場合、各機能は、多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によっても提供可能である。

表示制御プログラム及びＴＢＴ表示アプリ等を記憶するメモリ装置等には、フラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）が採用可能である。こうした記憶媒体の形態も、適宜変更されてよい。例えば記憶媒体は、メモリカード等の形態であり、表示制御装置に設けられたスロット部に挿入されて、制御回路に電気的に接続される構成であってよい。さらに記憶媒体は、上述のような車載装置のメモリ装置に限定されず、当該メモリ装置へのプログラムのコピー基となる光学ディスク及び汎用コンピュータのハードディスクドライブ等であってもよい。

Ａ 車両、ＤＡ 表示可能範囲、ＳＯ 特定物体、ＳＰ 特定ポイント、Ｖｉ１ 遠虚像（虚像）、１１ ＡＲルート（案内表示物）、１１ｅ 画像要素、ＩＥ１ 進入指示部、ＩＥ２ ポイント部、ＩＥ３ 退出指示部、４４ タッチパネル（操作部）、４５ ステアリングスイッチ（操作部）、６１ 処理部、Ｓ１０２ 見切れ判定（見切れ判定部）、Ｓ１０６ 重なり判定（重なり判定部）、Ｓ１１０ ＡＲ表示生成（表示生成部）、５０ｅ ＴＢＴ表示アプリ（見切れ判定部，重なり判定部，表示生成部）、７３ 統合表示制御ブロック（表示生成部）、１００ 表示制御装置

Claims (7)

1. 車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景中にある重畳対象に重畳される虚像（Ｖｉ１）の表示を制御する表示制御装置であって、
   前記車両の走行経路を前記乗員に通知する案内表示物（１１）であり、前記走行経路に沿って並ぶように重畳表示される複数の画像要素（１１ｅ）の組み合わせにより形成される案内表示物、を生成する表示生成部（Ｓ１１０）と、
   複数の前記画像要素について、前記虚像の表示可能範囲から外れるか否かを個別に判定する見切れ判定部（Ｓ１０２）と、を備え、
   前記表示生成部は、前記表示可能範囲から外れる前記画像要素がある場合、複数の前記画像要素のうちで前記表示可能範囲から外れると判定された前記画像要素よりも前記走行経路の手前側までの前記画像要素を、前記案内表示物として表示させ、前記表示可能範囲から外れると判定された前記画像要素よりも前記走行経路の先を示す前記画像要素を、一部が前記表示可能範囲内であっても非表示とする表示制御装置。
2. 複数の前記画像要素について、予め規定された前景中の特定物体（ＳＯ）と重なるか否かを判定する重なり判定部（Ｓ１０６）、をさらに備え、
   前記表示生成部は、前記特定物体と重なると判定された前記画像要素の態様を、前記特定物体と重ならない態様に変更する請求項１に記載の表示制御装置。
3. 前記表示生成部は、進路変更を通知する前記案内表示物を、三つ以上の前記画像要素によって形成する請求項１又は２に記載の表示制御装置。
4. 前記案内表示物は、進路変更を実施する特定ポイント（ＳＰ）を示したポイント部（ＩＥ２）、前記特定ポイントまでの進入経路を示す進入指示部（ＩＥ１）、及び前記特定ポイントからの退出経路を示す退出指示部（ＩＥ３）を、前記画像要素として含む請求項３に記載の表示制御装置。
5. 前記表示生成部は、進路変更を実施する特定ポイント（ＳＰ）までの距離に応じて、前記案内表示物を形成する各前記画像要素の表示を変更する請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示制御装置。
6. 前記表示生成部は、複数の前記画像要素の表示及び非表示を、操作部（４４，４５）への入力に基づき設定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示制御装置。
7. 車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景中にある重畳対象に重畳される虚像（Ｖｉ１）の表示を制御する表示制御プログラムであって、
   少なくとも一つの処理部（６１）を、
   前記車両の走行経路を前記乗員に通知する案内表示物（１１）であり、前記走行経路に沿って並ぶように重畳表示される複数の画像要素（１１ｅ）の組み合わせにより形成される案内表示物、を生成する表示生成部（Ｓ１１０）、
   複数の前記画像要素について、前記虚像の表示可能範囲（ＤＡ）から外れるか否かを個別に判定する見切れ判定部（Ｓ１０２）、として機能させ、
   前記表示生成部は、前記表示可能範囲から外れる前記画像要素がある場合、複数の前記画像要素のうちで前記表示可能範囲から外れると判定された前記画像要素よりも前記走行経路の手前側までの前記画像要素を、前記案内表示物として表示させ、前記表示可能範囲から外れると判定された前記画像要素よりも前記走行経路の先を示す前記画像要素を、一部が前記表示可能範囲内であっても非表示とする表示制御プログラム。

Images