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3D 拡張現実ヘッドアップディスプレイ

概要

ヘッドアップディスプレイ(Head-Up Display,略称: HUD,「ハッド」と発音する)は,人間の視野に直接情報を映し出す技術である.ユーザーは前方から視線をそらすことなく、周辺デバイスなどの情報を視野の前方に表示された映像として視認することができる.

現在、自動車のドライバーが前方から視線をそらすことなく、車のフロントガラスもしくはコンバイナー上に映像が表示され、スピードメーターやカーナビゲーションなどの情報を運転支援システムとしてヘッドアップディスプレイ採用されている.しかし、従来のHUD投影技術(ここでは2D HUDと呼ぶ)では表示映像が数メートル(3~5m)先にあるように見せることで、実空間に存在する周辺の車両や歩行者、信号、標識、車線などにAR(拡張現実)を重ね合わせる表示は難しいとなる.上記の映像の空間的整合性のために,ユーザーの頭部位置が基準観測位置にあり,視線が光軸に一致する必要がある.

それに対し3D HUD技術は,三次元空間に虚像投影を行う技術であり,映像を表示する対象の三次元位置に合わせて,映像の表示位置を変更することができる.すなわち三次元空間での映像表示を用いることで,ユーザーの頭部位置が基準観測位置から移動しても,表示映像はずれることがない.

上記の研究成果は、東京大学石川渡辺研究室とコニカミノルタ社との共同研究である.

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図1. (左図) 従来のHUDは、特定の注意情報をウインドウに映し出すことが可能だが,運転者の視線や速度に関係なく決まった奥行き位置に表示される.そのため運転手の視線がずれると,観測される表示にもずれが生じていた. (右図) 今回の技術では,高速投影技術を利用して三次元空間に虚像投影を行う.映像の表示位置を数m~数十mなどに変更可能であり,三次元的な空間表示となるためドライバーの視点位置が基準観察位置からずれても,AR表示は情報を重畳させる対象からずれない.
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図2. 2D HUD投影の写真.投影内容(赤)はドライバーから一定な距離のみ.
図3. 3D HUD投影の写真(手前に合焦).投影内容(緑)はドライバーから複数な距離に描画可能.
図4. 3D HUD投影の写真(後ろに合焦).投影内容(緑)はドライバーから複数な距離に描画可能.

動画




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参考文献

  1. コニカミノルタニュースリリース. [リンク].
  2. 日本経済新聞ニュースリリース. [リンク].

東京大学 情報理工学系研究科 システム情報学専攻 ・創造情報学専攻 / 工学部 計数工学科 石川渡辺研究室
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