WO2021020385A1

WO2021020385A1 - 表示制御装置

Info

Publication number: WO2021020385A1
Application number: PCT/JP2020/028877
Authority: WO
Inventors: 泉樹立入; 大祐竹森
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2021-02-04
Also published as: JP2021020625A; JP7057327B2

Abstract

ピッチ角算出部（Ｓ１７０）は、車両の車高の変位量を表す車高光検出値を、横加速度に応じた補正量で補正した値を用いて、前後方向への傾き角であるピッチ角を算出する。眼情報取得部（Ｓ１８０）は、ドライバの眼の位置について基準位置からのずれ量の検出結果である眼情報を取得する。投影補正部（Ｓ１９０）は、ドライバによって視認される重畳画像が対象物に重畳表示されるように、ピッチ角および眼情報の両方に従って、重畳画像の投影位置を補正する。

Description

表示制御装置

関連出願の相互参照

　本国際出願は、２０１９年７月３０日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１９－１３９７１１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１９－１３９７１１号の全内容を本国際出願に参照により援用する。

　本開示は、車載ディスプレイによる表示を制御する技術に関する。

　ウィンドシールド越しに見える車外の風景中の対象物に虚像を重畳表示するＡＲ機能を有したヘッドアップディスプレイ（以下、ＡＲ－ＨＵＤ）が知られている。ＡＲは、Augmented Realityの略であり、拡張現実と訳される。ＨＵＤは、Head Up Displayの略である。ＡＲ－ＨＵＤでは、車両のピッチ角やロール角の変化によって、風景中における虚像の重畳位置がずれるという問題がある。

　下記特許文献１には、角度センサおよびロールセンサを用いて車両姿勢を推定し、推定された車両姿勢に基づいて、ウィンドシールドに映像を投影するミラーの角度や映像内での表示位置を調整することで、虚像の位置ずれを抑制する技術が開示されている。

国際公開第２０１８／０４２８９８号

　しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の従来技術では、車両姿勢を推定するために、高価なセンサを二つ用いる必要があり、しかも、センサでの検出結果から車両姿勢を算出するための計算負荷が高いという問題が見出された。また、車両挙動によりドライバの眼の位置がずれた場合に、虚像の位置ずれが大きくなるという問題も見出された。

　本開示の１つの局面は、簡易な手法で対象物に重畳表示される虚像の位置ずれを精度よく抑制する技術を提供することにある。

　本開示の一態様は、表示制御装置であって、情報生成部と、車高取得部と、加速度取得部と、特性記憶部と、補正量算出部と、ピッチ角算出部と、眼情報取得部と、投影補正部と、を備える。

　情報生成部は、投影領域を介して、ドライバに視認される風景中に存在する対象物の情報を取得し、対象物の３次元位置情報に応じて、対象物に重畳する重畳画像の投影領域内での投影位置を設定する。投影領域は、ドライバに虚像として認識させる画像が投影される車両のフロントウインド中の領域である。車高取得部は、車両の車高の変位量を表す車高検出値を取得する。加速度取得部は、車両の車幅方向に加わる加速度である横加速度を取得する。特性記憶部は、横加速度と車高検出値の変位量との相関関係を表す変換情報を記憶する。補正量算出部は、加速度取得部で取得された横加速度、および特性記憶部に記憶された変換情報を用いて、車高検出値の補正量を算出する。ピッチ角算出部は、車高取得部で取得された車高検出値を、補正量算出部で算出された補正量で補正した値を用いて、車両の前後方向への傾き角であるピッチ角を算出する。眼情報取得部は、ドライバの眼の位置について基準位置からのずれ量の検出結果である眼情報を取得する。投影補正部は、ドライバによって視認される重畳画像が対象物に重畳表示されるように、ピッチ角および眼情報の両方に従って、情報生成部が設定する重畳画像の投影位置を補正する。

　このような構成によれば、車高検出値に誤差が生じる車両の旋回中であっても、横加速度に基づいて算出される補正量によって誤差が抑制されるため、車高検出値から車両のピッチ角を精度よく算出できる。更に、この算出されたピッチ角だけでなく、ドライバの眼の位置に応じて、重畳画像の投影位置を補正するため、ドライバに視認される虚像の対象物からの位置ずれを精度よく抑制できる。

情報表示システムの構成を示すブロック図である。投影領域を示す説明図である。ＨＵＤ装置の配置等を示す説明図である。位置補正部が実行する処理のフローチャートである。ピッチ角の変化および眼位置のずれと、ＨＵＤ表示面での重畳表示位置との関係を示す説明図である。ハイトセンサの検出値と車両ピッチ角との関係を示す簡易モデルをである。車両に加わる遠心力に関する説明図である。車両に加わる遠心力と車両ロール角との関係を説明するために必要なパラメータを示す説明図である。横断勾配がある場合における各パラメータの関係を示す説明図である。車両に遠心力が加わった場合に検出される車両ピッチ角の誤差、および遠心力に基づく補正を加えた車両ピッチ角の誤差を測定した結果を示すグラフである。

　以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。

　［１．構成］
　図１～図３に示す情報表示システム１は、車両に搭載して使用される。以下、情報表示システム１を搭載する車両を自車という。情報表示システム１は、表示制御装置１０を備える。情報表示システム１は、周辺監視部２と、挙動検知部３と、ドライバ検知部４と、地図記憶部５と、測位部６と、ナビゲーション装置７と、特性記憶部８と、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ）装置９とを備えてもよい。ＨＵＤは、Head Up Displayの略である。情報表示システム１を構成する各部は、車載ＬＡＮを介して情報を送受信してもよい。ＬＡＮは、Local Area Networkの略である。

　情報表示システム１は、ＨＵＤ装置９によって、ドライバ席前方に位置するウィンドシールド１２０に画像を投影することで、ウィンドシールド１２０を通してドライバに視認される実風景に重ねて、様々な情報を表示する。以下では、このような実風景に重畳して表示される画像をＡＲ画像という。ＡＲは、Augmented Realityの略である。

　周辺監視部２は、レーダセンサおよびカメラのうち少なくとも一方を備える。レーダセンサは、赤外線、ミリ波、超音波などをレーダ波として使用し、レーダ波を反射した物標との距離や、その物標が存在する方向等を検出する。カメラは、可視光カメラや赤外線カメラ等が用いられる。カメラは、ウィンドシールドを通してドライバによって視認される領域（以下、視認領域）を撮像範囲として含むように配置される。レーダセンサは、カメラと同様に、視認領域を検知範囲として含むように配置される。

　周辺監視部２は、自車の走行路上に存在する物標をレーダセンサおよびカメラで検知し、検知した物標の位置を含む物標情報等を生成する。周辺監視部２の検出対象には、例えば、先進運転支援システム（すなわち、ＡＤＡＳ：Advanced Driver Assistance System）での処理の対象となる種々の物標が含まれる。なお、周辺監視部２は、後述する地図記憶部５に記憶された地図情報に基づいて、物標の位置を含む物標情報を生成してもよい。

　挙動検知部３は、ドライバによる運転操作を表す信号、その運転操作の結果である自車の挙動を表す信号、および自車の挙動に影響を与える車両の状態を表す信号を出力する種々のセンサを含む。

　挙動検知部３は、少なくともハイトセンサ３１、加速度センサ３２、シートセンサ３３、およびトランクセンサ３４を含む。

　ハイトセンサ３１は、自車の車輪のいずれかに設けられ、車輪の車軸と車体との相対変位量（以下、車高検出値）Ｈに応じた検出信号を出力する。本実施形態では、右後輪に設けられる。

　加速度センサ３２は、自車に加わる車幅方向の加速度である横加速度の大きさを検出する。加速度の値は、自車の進行方向に向かって右方向に加わる加速度を正符号で表し、左方向に加わる加速度を負符号で表すものとする。

　シートセンサ３３は、自車の乗員シートのそれぞれに設けられ、各乗員シートの乗員の有無を表す検出信号を出力する。ここでは、運転席（以下、Ｄ席）、助手席（以下、Ｐ席）、後部右席（以下、ＲＲ席）、後部左席（以下、ＲＬ席）が存在する。

　トランクセンサ３４は、自車の後端付近に位置するトランクに設けられ、トランク内の荷物の有無を表す検出信号を出力する。なお、シートセンサ３３およびトランクセンサ３４は、乗員や荷物等の積載物の重さを表す検出信号を出力するように構成されてもよい。なお、シートセンサ３３およびトランクセンサ３４が設置される位置が計測位置に相当する。

　挙動検知部３には、ハイトセンサ３１、加速度センサ３２、シートセンサ３３、およびトランクセンサ３４が含まれる。挙動検知部３には、更に、アクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサ、舵角センサ、方向指示スイッチ、車速センサ、およびヨーレートセンサ等が含まれてもよい。

　ドライバ検知部４は、車内カメラにより撮像されたドライバの顔画像から、顔位置、顔向き、眼位置および視線方向といったドライバの状態を検知する装置である。ドライバ検知部４は、いわゆるドライバ状況モニタリングシステム（すなわち、ＤＳＭ：Driver Status Monitoring system）として知られている。

　地図記憶部５には、地図情報およびＡＲ情報等が記憶される。地図情報は、ナビゲーション装置７による経路案内や実風景にＡＲ画像を重畳表示させるために用いられる。

　地図情報には、道路に関する情報、白線等の区画線および道路標示に関する情報、構造物に関する情報が含まれる。道路に関する情報には、例えば地点別の位置情報、カーブ曲率や勾配、他の道路との接続関係といった形状情報が含まれる。区画線および道路標示に関する情報には、例えば、区画線および道路標示の種別情報、位置情報、および３次元形状情報が含まれる。構造物に関する情報には、例えば各構造物の種別情報、位置情報、および形状情報が含まれる。ここで構造物には、道路標識、信号機、街灯、トンネル、陸橋、および道路に面する建物等が含まれる。

　地図情報は、上述の位置情報および形状情報を、３次元座標で表される特徴点の点群データやベクトルデータ等の形式で有する。すなわち地図情報は、位置情報に関して経緯度に加えて高度を含んだ３次元地図を表現する。従って、地図情報からは、道路上の各地点における道路の勾配に関する情報、具体的には、道路の進行方向に沿った縦断勾配および道路の幅方向に沿った横断勾配が抽出可能である。地図情報に含まれる位置情報は、センチメートルオーダの比較的小さい誤差を有する。地図情報は、高さ情報まで含んだ３次元座標による位置情報を有しているという点で精度の高い地図データであり、また、その位置情報の誤差が比較的小さいという点でも精度の高い地図データである。

　ＡＲ情報は、ＡＲ画像の表示に用いられるデータであり、背景に重畳して表示する記号、文字、およびアイコン等が含まれる。ＡＲ情報として、ナビゲーション装置７と連動した経路案内のための情報（例えば、路面に重畳表示される矢印など）が含まれてもよい。

　測位部６は、自車の現在位置を特定するための位置情報を生成する装置である。測位部６は、例えばＧＮＳＳ受信機と、ジャイロスコープおよび距離センサ等の自律航法用センサとを備える。ＧＮＳＳは、Global Navigation Satellite Systemの略称である。ＧＮＳＳ受信機は、人工衛星からの送信信号を受信し、車両の位置座標や高度を検出する。ジャイロスコープは、車両に加えられる回転運動の角速度に応じた検出信号を出力する。距離センサは、車両の走行距離を出力する。測位部６は、ＧＮＳＳ受信機からの出力信号に基づく情報と、自律航法用のセンサからの出力信号に基づく情報とを組み合わせる複合測位により、自車の現在位置を表す高精度な位置情報等を生成する。測位部６にて生成される位置情報は、例えば複数車線のうち、車両が走行する車線を特定する精度を有してもよい。

　ナビゲーション装置７は、自車の現在位置と地図データとに基づいて経路案内を実施する。ナビゲーション装置７は、測位部６での測位結果と、地図データを利用したマップマッチングにより、道路上における自車の現在位置や進行方位を特定する。ナビゲーション装置７は、自車の現在位置および進行方位、目的地までの経路、ドライバの視覚領域内に存在する道路や施設に関する地図情報およびＡＲ情報等を表示制御装置１０に提供する。

　特性記憶部８は、不揮発性メモリを備える。特性記憶部８には、特性情報として、ピッチ角変換情報Ｇｐと、補正量変換情報Ｇｈとが少なくとも記憶される。ピッチ角変換情報Ｇｐは、車高検出値Ｈから車両ピッチ角を算出するときに用いる情報である。補正量変換情報Ｇｈは、加速度センサ３２の検出値（すなわち、横加速度）からハイトセンサ３１の検出値Ｈの補正量ΔＨを算出するときに用いる情報である。特性情報Ｇｐ，Ｇｈは、数式で表現されてもよいし、テーブル形式のデータで表現されてもよい。特に、ピッチ角変換情報Ｇｐは、シートセンサ３３およびトランクセンサ３４の検出結果、すなわち車両内での乗員および積載物の配置から特定される荷重状態に応じて複数種類が用意される。

　例えば、シートセンサ３３は、４つの乗員シート（すなわち、Ｄ席、Ｐ席、ＲＲ席、ＲＬ席）のそれぞれで乗員の有無を検出し、トランクセンサ３４は、１つのトランクで荷物の有無を検出する。この場合、上記５箇所の積載物（すなわち、乗員または荷物）の有無によって荷重状態は３２パターン存在する。但し、Ｄ席は常に乗員ありとすると、荷重状態は１６パターンとなる。この１６パターンのそれぞれについて特性情報を用意してもよいが、類似した変換特性を有する荷重状態のパターンを統合して、特性情報の数を削減してもよい。具体的には、例えば、Ｐ席の乗員の有無およびトランクの荷物の有無で分類した４パターンとしてもよいし、Ｐ席の乗員の有無だけで分類した２パターンとしてもよい。

　図２および図３に示すように、ＨＵＤ装置９は、インストルメントパネル１１０に配置される。ＨＵＤ装置９は、プロジェクタ９１と、光学系９２とを備える。プロジェクタ９１は、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤ）パネルとバックライトとを備える。プロジェクタ９１はＬＣＤパネルの表示画面を光学系９２に向けた姿勢で固定される。プロジェクタ９１は、表示制御装置１０からの指示に従ってＬＣＤパネルに画像を表示し、バックライトによって透過照明することで、虚像として結像される光を光学系９２に向けて射出する。光学系９２は、少なくとも凹面鏡を有しており、プロジェクタ９１から射出された光を反射しかつ拡大して、ドライバの視認領域中に設定されたウィンドシールド１２０上の領域である投影領域１２１に投影する。この投影により、ドライバの視認領域中の実風景にＡＲ画像が重畳表示される。

　表示制御装置１０は、ＣＰＵ１１と、例えば、ＲＯＭまたはＲＡＭ等の半導体メモリ（以下、単にメモリ）１２とを有するマイクロコンピュータを備える。表示制御装置１０の各機能は、ＣＰＵ１１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。表示制御装置１０は、ＨＣＵとも呼ばれる。ＨＣＵは、HMI Control Unitの略であり、ＨＭＩは、Human Machine Interfaceの略である。

　表示制御装置１０は、メモリ１２に記憶されたプログラムを実行することで実現される機能構成として、情報生成部１０１と、位置補正部１０２とを備える。

　情報生成部１０１は、周辺監視部２での検出結果、ナビゲーション装置７からの経路情報、および地図情報等に基づいて、投影領域１２１を介して視認され、かつ、ドライバへの情報提供の対象となる対象物を抽出する。情報生成部１０１は、対象物の３次元位置を表す位置情報と、対象物に重畳表示されるＡＲ画像を生成する。このとき、対象物の３次元位置と、標準的なドライバの眼位置とに基づき、車両がドライバのみが搭乗した標準的な荷重状態にある場合に、ＡＲ画像が対象物に重畳されて認識されるように、投影領域１２１におけるＡＲ画像の投影位置が設定される。

　位置補正部１０２は、センサ３１～３４での検出結果と、特性記憶部８に記憶された特性情報Ｇｐ，Ｇｈとから算出される車両ピッチ角に基づいて、情報生成部１０１にて生成された投影領域１２１におけるＡＲ画像の投影位置を補正する。

　表示制御装置１０は、情報生成部１０１にて生成され、位置補正部１０２により投影位置が補正されたＡＲ画像を、ＨＵＤ装置９に表示させる。

　［２．処理］
　次に、表示制御装置１０が、位置補正部１０２としての機能を実現するために実行する処理を、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、本処理は、ＨＵＤ装置９への給電が開始され表示可能な状態になると実行される。

　Ｓ１１０では、表示制御装置１０は、シートセンサ３３およびトランクセンサ３４での検出結果を、車両に加わる荷重状態を表す荷重検出値として取得する。ここでは、荷重検出値として、乗員の有無および荷物等の積載物の有無が用いられる。

　続くＳ１２０では、表示制御装置１０は、荷重検出値が示す荷重状態に応じたピッチ角変換情報Ｇｐを、特性記憶部８から取得する。

　続くＳ１３０では、表示制御装置１０は、地図記憶部５に記憶された地図情報に基づき、測位部６から取得される現在位置、すなわち自車が走行中の道路の道路勾配に関する勾配情報ψｖ，ψｈを取得する。

　勾配情報ψｖは、縦断勾配に関する情報であり、勾配情報ψｈは、横断勾配に関する情報である。勾配情報ψｖは、縦断勾配が前傾勾配であれば正符号の値で表現され、縦断勾配が後傾勾配であれば負符号の値で表現される。また、勾配情報ψｈは、横断勾配が右傾勾配であれば正符号の値で表現され、横断勾配が左傾勾配であれば負符号の値で表現される。

　続くＳ１４０では、表示制御装置１０は、ハイトセンサ３１の検出値である車高検出値Ｈを取得する。

　続くＳ１５０では、表示制御装置１０は、加速度センサ３２での検出結果である横加速度αを取得する。

　続くＳ１６０では、表示制御装置１０は、Ｓ１５０で取得した横加速度αおよびＳ１３０で取得した横断勾配の勾配情報ψｈと、特性記憶部８に記憶された補正量変換情報Ｇｈとを用いて車高検出値Ｈに対する補正量ΔＨを算出する。補正量ΔＨの算出方法については後述する。

　続くＳ１７０では、表示制御装置１０は、（１）式を用いて、水平面に対する車体の前後方向への傾斜角度である車両ピッチ角θを算出する。但し、Ｇｐは、Ｓ１２０で取得したピッチ角変換情報であり、ψｐは、Ｓ１３０で取得した縦断勾配の勾配情報であり、Ｈは、Ｓ１４０で取得した車高検出値であり、ΔＨは、Ｓ１６０で算出した車高検出値Ｈに対する補正量である。また、Ｇｐ（Ｘ）は、車高検出値をＸとしてピッチ角変換情報Ｇｐから推定される車両ピッチ角である。Ｃは、実験的に決定される定数である。

　続くＳ１８０では、表示制御装置１０は、ドライバ検知部４で検知されるドライバの眼位置を表す眼情報を取得する。眼情報は、標準的な眼位置からのずれ量で表される。

　続くＳ１９０では、表示制御装置１０は、Ｓ１７０で算出した車両傾き角度θと、Ｓ１８０で取得した眼情報と、ＡＲ画像が重畳される対象物の３次元位置とに基づいて、投影領域１２１でのＡＲ画像の投影位置の補正量を算出する。情報生成部１０１で生成されたＡＲ画像は、この補正量によって投影位置が補正されて、ＨＵＤ装置９に供給される。

　続くＳ２００では、表示制御装置１０は、終了条件が成立したか否かを判定し、終了条件が不成立であれば、処理をＳ１３０に戻し、終了条件が成立していれば、処理を終了する。なお、表示制御装置１０は、例えば、イグニションスイッチがオフされた場合、または、ＨＵＤ装置９の作動を停止する指令が入力された場合に、終了条件が成立したと判定する。

　上記処理において、Ｓ１１０が荷重取得部に相当し、Ｓ１４０が車高取得部に相当し、Ｓ１３０が勾配取得部に相当し、Ｓ１５０が加速度取得部に相当する。また、Ｓ１６０が補正量算出部に相当し、Ｓ１７０がピッチ角算出部に相当し、Ｓ１８０が眼情報取得部に相当し、Ｓ１９０が投影補正部に相当する。

　［３．補正量の算出方法］
　次に、Ｓ１９０にて実施されるＡＲ画像の投影位置の補正量を算出する処理の概要を、図５を用いて説明する。

　ここでは、簡単のため、縦断勾配がψｖ＝０°の場合について説明する。

　車両がピッチングを起こして車体が前傾した場合について説明する。ドライバの眼位置をＥｉ、投影領域１２１をＤｉ、虚像として結像される光が出射される位置、すなわちプロジェクタ９１の位置をＳｉで表す。なお、ｉ＝０は、車両ピッチ角がθ＝０°の場合の位置、ｉ＝１は車両ピッチ角がθ＞０°の場合の位置を示す。

　ドライバの眼位置Ｅ０、投影領域Ｄ０、光出射位置Ｓ０は、車両が前傾すると、いずれも車両重心Ｊを回転の中心として角度θだけ回転した位置Ｅ０→Ｅ１，Ｄ０→Ｄ１，Ｓ０→Ｓ１に移動する。

　車両ピッチ角がθ＝０°の場合、すなわち眼位置がＥ０にある場合、対象物Ｏに重畳されるＡＲ画像は、眼位置Ｅ０と対象物Ｏとを接続する直線が、投影領域Ｄ０と交差する位置Ｐａに投影される必要がある。

　車両ピッチ角がθ＞０°の場合、すなわち眼位置がＥ１にある場合、対象物Ｏに重畳されるＡＲ画像は、眼位置Ｅ１と対象物Ｏとを接続する直線が、投影領域Ｄ１と交差する位置Ｐｂに投影される必要がある。

　つまり、投影領域Ｄ０における投影位置Ｐａと比較して、投影領域Ｄ１における投影位置Ｐｂは、上方にずれた位置となる。

　更に、車両が前傾したときに、ドライバの体勢がくずれる等して眼位置にずれが生じ、眼位置Ｅ１より低い位置に眼位置Ｅ２がある場合、対象物Ｏに重畳されるＡＲ画像は、投影領域Ｄ１上の位置Ｐｃに投影される必要がある。

　つまり、眼位置のずれが生じていない場合の投影位置Ｐｂと比較して、眼位置のずれが生じている場合の投影位置Ｐｃは、下方にずれる。

　このように、車両ピッチ角θに応じた補正量、すなわちＰａからＰｂへのずれ量と、眼位置のずれによって生じる補正量、すなわちＰｂからＰｃへのずれ量とを合計することで、ＡＲ画像の投影位置の補正量が算出される。

　［４．ピッチ角変換情報］
　特性記憶部８に記憶されるピッチ角変換情報ψｐについて説明する。

　図６に示す簡易な２輪モデルを用いて、車高検出値Ｈと車両ピッチ角θとの関係を理論的に導出する。ここで、フロント輪から、車両に加わる荷重の重心位置までの距離をａ、フロント輪からリア輪までの距離をｂとする。フロントサスペンションのバネ定数をＫｆ、リアサスペンションのバネ定数をＫｒ、フロントサスペンションの変位量をｘｆ、リアサスペンションの変位量をｘｒとする。乗員や積載物によって車両に加わる荷重をＦ、この荷重による車体の傾き角である車両ピッチ角をθとする。

　力の釣り合いから（２）式が得られ、フロントまわりのモーメントの釣り合いから（３）式が得られる。

　（３）式をｘｒについて解くと（４）式が得られ、（４）式を（２）式に代入して整理すると（５）式が得られる。

　このとき、車両ピッチ角θは（６）式で表され、（６）式をθについて解くことで（７）式が得られる。

　つまり、ハイトセンサ３１によってｘｆが得られれば、（５）式からＦを求めることができ、そのＦを用いて、（４）式からｘｒが算出される。同様に、ハイトセンサ３１によってｘｒが得られれば、（４）式からＦを求めることができ、そのＦを用いて、（５）式からｘｆが算出される。

　このようにして得られたｘｆ、ｘｒの値と（７）式を用いて、車両ピッチ角θを得ることができる。この関係から、車高検出値Ｈ（すなわち、ｘｆまたはｘｒ）と車両ピッチ角θとに対応関係があることがわかる。

　［５．補正値変換情報］
　特性記憶部８に記憶される補正量変換情報Ｇｈについて説明する。

　まず、遠心力Ｆｃについて、図７を参照して説明する。車両の旋回時には、左右方向へ遠心力Ｆｃが発生する。車両の横加速度αを検出できる場合、遠心力Ｆｃは、車両の質量をＭとして、（８）式で算出される。また、車速Ｖおよび車両の旋廻半径Ｒが得られる場合、遠心力Ｆｃは（９）式で算出される。

　ところで、遠心力Ｆｃは、車両のロール角を変化させ、その結果、ハイトセンサ３１の検出値である車高検出値Ｈを変化させる。ハイトセンサ３１が右後輪に配置されている場合、車高検出値Ｈは、左旋回時には、実際の車高より低い値が検出され、右旋回時には、実際の車高より高い値が検出される。但し、このとき、ピッチ角θに変化は生じない。つまり、車両の旋廻中に、車高検出値Ｈからピッチ角変換情報Ｇｐを用いてピッチ角θを推定すると、推定されたピッチ角θには、遠心力Ｆｃにより発生する車両検出値Ｈの誤差が含まれる。

　ここで、遠心力Ｆｃによるハイトセンサ３１の変位量Ｈｃとの関係を、図８、図９を参照して説明する。

　図８に示すように、車両のトレッド幅をＴ、車両の後輪部分の車重をＭｒ、車両の重心高さをｈ、後輪のサスペンションのバネ定数をＫｒとする。なお、車重Ｍｒは、車両の後輪部の質量に重力加速度を乗じた値である。また、右後輪に加わる荷重である右荷重をＷｒ、左後輪に加わる荷重である左荷重をＷｌとする。

　まず、道路の横断勾配が、ψｈ＝０°の場合について説明する。

　遠心力Ｆｃによる左後輪まわりモーメントのつり合いから（１０）式が得られる。また、（１０）式を変形することで、モーメントにより右後輪に加わる右荷重Ｗｒは、（１１）式で表される。

　右荷重Ｗｒと、ハイトセンサ３１の変位量Ｈｃとの関係は、（１２）式で表される。従って、（１２）式の右荷重Ｗｒの項に、（１１）式を代入することで、遠心力Ｆｃと変位量Ｈｃとの関係式が得られる。

　次に、横断勾配がψｈ≠０°の場合について説明する。

　図９に示すように、この場合、横断勾配ψｈにより、右後輪に加わる車重はＭｒ・ｃｏｓψｈとなる。また、横断勾配ψｈにより、遠心力Ｆｃとは反対方向に大きさがＭｒ・ｓｉｎψｈの力が作用する。従って、この場合の右荷重Ｗｒは、（１３）式で表される。但し、ψｈ＜＜１であると仮定した場合、ｃｏｓψｈ≒１、ｓｉｎψｈ≒ψｈとなるため、（１４）式が得られる。

　そして、（１２）式の右荷重Ｗｒの項に、（１３）または（１４）式を代入することで、横断勾配ψｈが考慮された遠心力Ｆｃと変位量Ｈｃとの関係を表す関係式が得られる。さらに、その関係式の遠心力Ｆｃの項に、（８）式を代入することで、横加速度αと変位量Ｈｃが得られ、この関係式から補正量変換情報Ｇｈが生成される。補正量変換情報Ｇｈは、関係式そのものであってもよいし、関係式に基づいて生成されるテーブル情報であってもよい。

　右旋回時には、右輪のサスペンションは、車高がより低くなるように変化するため、その低下分を相殺するために、補正量はΔＨ＝Ｈｃ、すなわち正符号を持つ値として算出される。逆に、左旋回時には、右輪のサスペンションは車高がより高くなるように変化するため、その増加分を相殺するために。補正量はΔＨ＝－Ｈｃ、すなわち負符号を持つ値として算出される。

　［６．測定］
　図１０は、車両の旋回時に車高検出値Ｈから算出されるピッチ角θの誤差と、横加速度αまたは遠心力Ｆｃとを用いて算出した補正量ΔＨで検出値Ｈを補正した補正車高検出値Ｈ＋ΔＨから算出されるピッチ角θの誤差とを示したグラフである。補正量ΔＨを反映させることで、旋回時の検出誤差が抑制されることがわかる。

　［７．効果］
　以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。

　（７ａ）情報表示システム１によれば、車高検出値Ｈに誤差が生じる車両の旋回中であっても、横加速度αまたは遠心力Ｆｃに基づいて算出される補正量ΔＨによって誤差が抑制されるため、車高検出値Ｈから車両のピッチ角θを精度よく推定できる。その結果、推定されたピッチ角θによってＡＲ画像の投影位置を正しく補正することができ、ドライバに視認される虚像の対象物に対する位置ずれが生じることを抑制できる。

　（７ｂ）情報表示システム１では、補正量ΔＨを算出する際に、横断勾配ψｈの影響も考慮されているため、精度のよい補正量ΔＨを得ることができ、その結果、車両のピッチ角θの算出精度をより向上させることができる。

　（７ｃ）情報表示システム１では、車両ピッチ角θだけでなく、ドライバの眼の位置に応じて、ＡＲ画像の投影位置を補正するため、ドライバに視認される虚像の対象物に対する位置ずれを精度よく抑制できる。

　［８．他の実施形態］
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

　（８ａ）上記実施形態では、補正量ΔＨ（すなわち、変位量Ｈｃ）を算出する際にサスペンションのバネ特性Ｋｒが一定である場合について示したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、サスペンションのバネ特性Ｋｒが、縮み方向と伸び方向とで異なる場合には、加速度αまたは遠心力Ｆｃの向きに応じて、バネ特性Ｋｒを変化させて補正量ΔＨを算出してもよい。この場合、補正量ΔＨの算出精度をより向上させることができる。

　（８ｂ）上記実施形態では、シートセンサ３３およびトランクセンサ３４は、積載物の有無を検出する場合について説明したが、積載物の重さを検出するように構成されてもよい。この場合、荷重状態をより正確に算出でき、ひいては車両ピッチ角θの算出精度をより向上させることができる。

　（８ｃ）本開示に記載の表示制御装置１０およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の表示制御装置１０およびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の表示制御装置１０およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。表示制御装置１０に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

　（８ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。

　（８ｅ）上述した表示制御装置１０の他、当該表示制御装置１０を構成要素とするシステム、当該表示制御装置１０としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、表示制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims

　ドライバに虚像として認識させる画像が投影される車両のフロントウインド中の領域を投影領域として、前記投影領域を介して、前記ドライバに視認される風景中に存在する対象物の情報を取得し、前記対象物の３次元位置情報に応じて、前記対象物に重畳する重畳画像の前記投影領域内での投影位置を設定するように構成された情報生成部（１０１）と、
　前記車両の車高の変位量を表す車高検出値を取得するように構成された車高取得部（１０２：Ｓ１４０）と、
　前記車両の車幅方向に加わる加速度である横加速度を取得するように構成された加速度取得部（１０２：Ｓ１５０）と、
　前記横加速度と前記車高検出値の変位量との相関関係を表す変換情報を記憶するように構成された特性記憶部（８）と、
　前記加速度取得部で取得された前記横加速度、および前記特性記憶部に記憶された前記変換情報を用いて、前記車高検出値の補正量を算出するように構成された補正量算出部（１０２：Ｓ１６０）と、
　前記車高取得部で取得された前記車高検出値を、前記補正量算出部で算出された前記補正量で補正した値を用いて、前記車両の前後方向への傾き角であるピッチ角を算出するように構成されたピッチ角算出部（１０２：Ｓ１７０）と、
　前記ドライバの眼の位置について基準位置からのずれ量の検出結果である眼情報を取得するように構成された眼情報取得部（１０２：Ｓ１８０）と、
　前記ドライバによって視認される前記重畳画像が前記対象物に重畳表示されるように、前記ピッチ角および前記眼情報の両方に従って、前記情報生成部が設定する前記重畳画像の投影位置を補正するように構成された投影補正部（１０２：Ｓ１９０）と、
　を備える表示制御装置。
　請求項１に記載の表示制御装置であって、
　複数の計測位置にて前記車両に加わる荷重状態の検出結果である荷重検出値を取得するように構成された荷重取得部（１０２：Ｓ１１０）を更に備え、
　前記ピッチ角算出部は、前記車高検出値から前記車両のピッチ角への変換特性を、前記荷重取得部にて取得された前記荷重検出値に従って変化させるように構成された、
　表示制御装置。
　請求項１または請求項２に記載の表示制御装置であって、
　前記車両が走行中の道路の勾配を表す勾配情報を取得するように構成された勾配取得部（１０２：Ｓ１３０）を更に備え、
　前記補正量算出部および前記ピッチ角算出部のうち少なくとも一方は、前記補正量または前記ピッチ角の算出に、前記勾配取得部にて取得された勾配情報を用いるように構成された
　表示制御装置。
　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の表示制御装置であって、
　前記補正量算出部は、前記加速度取得部にて取得される前記加速度の方向に応じて、特性の異なる前記変換情報を用いるように構成された
　表示制御装置。