JP2007107956A - 車載用電子システム - Google Patents

Abstract

【課題】振動や衝撃が発生する場所が地図情報として記憶装置に記憶されていない場合に、その場所を車両が通過しても、備えられた記憶装置が故障しない車載用電子システムを提供する。
【解決手段】上部照明２４及び下部照明２５を順次点灯させ、上部照明２４及び下部照明２５の点灯に同期させてカメラ２６で画像を取得する。そして、取得制御部２１では、取得した画像から地面データにない進路面の凹凸を判定するとともに、その凹凸の大きさを算出する。さらに、ナビ制御部１１では、取得制御部２１で算出した凹凸の大きさから振動レベルを算出することにより、振動レベルの値を推定する。そして、ナビ制御部１１は、推定した振動レベルが所定以上のときにはＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードにするので故障しないナビゲーションシステムとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスク形状の記憶媒体を有する大容量の記憶装置を備えた車載用電子システムに関するものであり、特に車載用ナビゲーションシステムに用いて好適である。

近年車載用電子装置の記憶容量が大容量化している。例えば、ナビゲーション装置においては、用いられる地図は２次元地図だけでなく、使用者が現在地をより把握し易いように鳥瞰地図も用いられている。そのため地図のデータ量が大幅に増大し、これに対応するため地図情報を記憶する記憶媒体もＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスクから最近では、より記憶容量の大きいＨＤ（Hard Diskの略）が用いられるようになってきた。

ところで、記憶媒体として光ディスクを用いた光ディスク再生記録装置や記憶媒体としてＨＤを用いたＨＤＤ（Hard Disk Driveの略）を記憶装置として備えたナビゲーション装置において、地図信号の読み出し中に振動や衝撃が印加されると、情報を読み出すピックアップや磁気ヘッドが情報記録面に対して振動し、正しく情報が読み出せず読み出しエラーが発生する。

例えば、ＨＤＤにおいては、磁気ディスクが回転に伴う風力によって磁気ヘッドが磁気ディスク面から所定の間隔（磁気ディスク面との隙間が０．１μｍ程度）離間し、磁気ヘッドを磁気ディスクの情報記録範囲外の位置から情報記録範囲内の所望の位置へ径方向に移動させることで、情報の記録あるいは読み取りを行う。

このように、ＨＤＤは磁気ディスクの回転によって生じる風力によって磁気ヘッドを狭小な隙間を保って浮上させる構造である。したがって、ナビゲーション装置等からのアクセスにより情報の記録あるいは読み取りの指示がなされているときに振動や衝撃が印加されると、磁気ヘッドと磁気ディスクが接触することで磁気ディスクを傷つけ、データを読み取り不能にしてしまうおそれがある。

この問題を解決するために、車両の通過時に道路上で振動又は衝撃が発生する場所（踏み切り、急カーブ、未舗装道路）を地図情報として記憶させ、車両がその場所に近づくと光ディスク再生記録装置やＨＤＤへのアクセスを制限するようにしたナビゲーション装置が知られている（特許文献１参照）。
特開２００４−２６４１１５号公報

ところが、車両の通過時に道路上で振動又は衝撃が発生する場所は、工事やさまざまな要因で短時間で変化する。したがって、その場所を地図情報として記憶させ、その地図情報をもとに光ディスク再生記録装置やＨＤＤへのアクセスを制限する方法では、地図情報にない場所で振動や衝撃が発生する場合がある。したがって、車両が地図情報としてＨＤＤや光ディスク再生装置に記憶されていない場所で光ディスク再生記録装置やＨＤＤに振動や衝撃が印加され、それらが故障するおそれがあった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、振動や衝撃が発生する場所が地図情報として記憶装置に記憶されていない場合に、その場所を車両が通過しても、備えられた記憶装置が故障しない車載用電子システムを提供することを目的とする。

かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載の車載用電子システム（１：この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。）は、記憶装置と状態取得手段（２０）と制御手段（１１）とを備えている。

そして、記憶装置（１３）は、ディスク形状の記憶媒体を有し、そのディスク形状の記憶媒体へのアクセスを制限して故障しないようにするための保護モード及び通常作動をするための通常作動モードとを切り換え可能に構成されている。

状態取得手段（２０）は、車両（３０）の進路面の状態を取得するものである。
制御手段（１１）は、車両（３０）の走行中に状態取得手段（２０）を介して取得した車両（３０）の進路面の状態に基づいて振動レベルを推定し、その推定した振動レベルに基づいて記憶装置（１３）を保護モード又は通常作動モードに切り換える。

ここで、「ディスク形状の記憶媒体を有する記憶装置（１３）」とは、回転するディスク形状の記憶媒体に情報を書き込み又は読み出しする記憶装置である。例えば、ＨＤＤのよ、ＤＶＤドライブ（ディジタル・ビデオ・ディスク・ドライブ）、ＣＤドライブ（コンパクト・ディスク・ドライブ）、ＭＤドライブ（ミニ・ディスク・ドライブ）のように１枚の回転するディスク形状の記憶媒体に対して情報の書き込みや読み出しを行うものであり。

また、それらのうち、複数のディスク形状の記憶媒体を有し、その複数のディスク形状の記憶媒体を交換しながら情報を書き込み又は読み出しする交換機構、いわゆるディスクチェンジャを備えてるもの（ＤＶＤドライブ、ＣＤドライブ、ＭＤドライブ）では、その交換機構を含んでいる。

そして、「ディスク形状の記憶媒体へのアクセスを制限するための保護モード」とは、各記憶装置（１３）が有する作動モードの一つである。アクセスの制限方法は、各記憶装置（１３）によって異なり、例えば、ディスク形状の記憶媒体への情報の書き込み又は読み出しを行わないようにしたり、ディスクチェンジャによるディスク形状の記憶媒体の交換動作を行わないようにしたりするものである。

また、「車両（３０）の進路面の状態」とは、車両（３０）が進行する先の進路の表面、例えば、道路の凹凸に関する状態であり、例えば、進路が平坦であるのか、あるいは、線路、砂利道等による凹凸があるのか、またその凹凸はどの程度か等に関する状態のことをいう。

また、「故障」とは、記憶装置（１３）のディスク状の記憶媒体やディスクチェンジャが破損した状態だけでなく、ディスク状の記憶媒体やディスクチェンジャは破損していないがディスク状の記憶媒体に記憶されているデータが破壊され、正常にデータを取得できなくなる状態になることを含む意味である。

このような構成の車載用電子システム（１）によれば、車両（３０）の進路面の状態に基づいて振動レベルを推定し、推定した振動レベルに基づいて記憶装置（１３）を保護モード又は通常作動モードに切り換える。

つまり、推定した振動レベルが記憶装置（１３）が故障する所定の振動レベルになる前にあらかじめ記憶装置（１３）を保護モードにするので、振動や衝撃が発生する場所が地図情報として記憶装置（１３）に記憶されていない場合に、その場所を車両が通過しても、記憶装置（１３）が故障することがない。

また、推定した振動レベルが所定の振動レベルよりも小さいときには記憶装置（１３）を通常作動モードで作動させるので、車載用電子システム（１）は、作動に必要なデータを記憶装置（１３）から得ることができる。

したがって、推定された振動レベルが所定の振動レベル以上のときには故障せず、しかも、振動レベルが所定の振動レベルより小さいときには通常に作動するという使い勝手の良い車載用電子システム（１）となる。

ところで、推定した振動レベルに基づいて記憶装置（１３）を保護モードにすると、記憶装置（１３）の故障は防ぐことができるが、記憶装置（１３）が保護モードになっている間は、記憶装置（１３）から車載用電子システム（１）の作動に必要なデータが得られない。したがって、車載用電子システム（１）が正常に作動できなくなるおそれがある。つまり、車載用電子システム（１）にとっては記憶装置（１３）を保護モードにする期間をできるだけ短くすることが望ましい。

また、推定した進路面の振動レベルに基づいて記憶装置（１３）を保護モードにした後、車両（３０）がその振動レベルを推定した位置に進んだ場合、推定の誤差等により実際の振動レベルが推定よりも低くなる場合が考えられる。

そこで、請求項２に記載のように、記憶装置（１３）に印加される振動レベルを検出する振動検出手段（１２）を設け、制御手段（１１）は、記憶装置（１３）を保護モードに切り換えた後、振動検出手段（１２）を介して入力した記憶装置（１３）に印加される振動レベルが所定の判定レベルより小さい場合、記憶装置（１３）を通常作動モードに切り換えるようにすると良い。

ここで、「車載用電子システム（１）が正常に作動できなくなる」とは、例えば、車載用電子システム（１）がナビゲーション装置の場合、記憶装置（１３）に記憶されている地図データを取得できなくなり、ナビゲーションができなくなるような場合をいう。

このようにすれば、実際に記憶装置（１３）に印加される振動レベルが推定した振動レベルより小さければ、記憶装置（１３）が通常作動モードになるので、記憶装置（１３）から車載用電子システム（１）の作動に必要なデータが得られなくなる期間を短くすることができる。したがって、車載用電子システム（１）の作動が正常に行われなくなる期間を短くできるようになるので、使用者にとって使いやすい車載用電子システム（１）となる。

なお、振動レベルを推定する場合には、記憶装置（１３）の保護のために記憶装置（１３）にとって安全側、つまり、振動レベルが高めなるように推定するので、実際の振動レベルが推定した振動レベルよりも高くなることはほとんどない。

ところで、前述のように記憶装置（１３）には、種々の種類があり、その種類ごとに保護モードとすべき振動レベルに関する条件が異なっている。したがって、制御手段（１１）に記憶装置（１３）を電気的に接続して、振動レベルに基づいて保護モードや通常モードに切り換えるためには、制御手段（１１）に保護モードとすべき振動レベルに関する条件を各記憶装置（１３）ごとに入力する必要がある
そこで、請求項３に記載のように、記憶装置（１３）は、保護モードとすべき振動レベルに関する条件を記憶する保護モード記憶手段（１３）を有し、制御手段（１１）に電気的に接続されたときに保護モード記憶手段（１３）に記憶された保護モードとすべき振動レベルに関する条件を制御手段（１１）に出力し、制御手段（１１）は、記憶装置（１３）が電気的に接続されたときに記憶装置（１３）の保護モード記憶手段（１３）から保護モードとすべき振動レベルに関する条件を入力するようにすると良い。

ここで、「電気的に接続される」とは、記憶装置（１３）が制御手段（１１）に、例えば、車内ＬＡＮや他の規格に従った通信路に接続されることや専用の電気配線に接続されることをいう。

また、「保護モードとすべき振動レベルに関する条件を出力及び入力する」とは、記憶装置（１３）が制御手段（１１）に前述の通信路で接続されたときには、その通信路を介して保護モードとすべき振動レベルに関する条件をデータとして入出力することをいう。

一方、専用の電気配線に接続される場合には、各記憶装置（１３）ごとに保護モードとすべき振動レベルに関する条件があらかじめ電圧値として決められており、各記憶装置（１３）が接続されたときの電圧値を入出力することをいう。例えば、ある記憶装置（１３）を専用の電気配線に接続したときに１Ｖの電圧出力があれば、その記憶装置（１３）の保護モードとすべき振動レベルは２Ｇ（Gは重力加速度を示す。）であるということである。

「保護モードとすべき振動レベルに関する条件」とは、記憶装置（１３）に振動が加わったとき故障する振動レベルの値や衝撃レベルの値をいい、記憶装置の種類によって異なる。

このようにすれば、記憶装置（１３）が保護モードすべき振動レベルに関する条件が保護モード記憶手段（１３）に記憶されており、記憶装置（１３）が制御手段（１１）に電気的に接続されたときに記憶装置（１３）を保護モードとすべき振動レベルに関する条件が制御手段（１３）に入力される。

つまり、使用者が記憶装置（１３）を電気的に接続する際にその記憶装置（１３）を保護モードとすべき振動レベルに関する条件を制御手段（１１）に手動で入力する必要がなくなるので、使いやすい車載用電子システムとなる。

ところで、車両（３０）の進路面の状態を取得する方法としては、種々の方法が考えられる、例えば、電波を用いたレーダによる方法、画像を取得して画像処理を行う方法等がある。このうち、請求項４に記載のように、状態取得手段（２０）は、車両（３０）の進路面の画像に基づいて進路面の状態を取得するようにすると良い。

このようにすると、進路面の状態、例えば進路面の凹凸や車両（３０）に振動を発生させる障害物等を精度良く取得することができる。そのため、記憶手段（１３）に振動が印加される前に保護モードにすることができるので、記憶装置（１３）を故障させないようにすることができる。

なお、どの程度前方の進路面の状況を取得するのかは、車両（３０）の速度によって決定される。例えば、高速度路の最高速度で車両（３０）が走行した場合に、取得した進路面の状況に基づいて振動レベルを推定し、記憶装置（１３）を保護モードに切り換えるという処理が可能な距離から進路面の状況を取得するのである。

そして、進路面の画像に基づいて取得した進路面の状態によって振動レベルを推定するには、請求項６に記載のようにすると良い。すなわち、地面状態を表すデータである地面データを記憶するための地面状態記憶手段（１３）と、車両（３０）の現在地を特定する現在地特定手段（１６）と、車両（３０）の速度を検出し前記制御手段（１１）に出力する車両速度検出手段（１７）と、を設ける。

そして、制御手段（１１）を状態取得手段（２０）に車両（３０）の進路面の状態を取得する旨の状態取得信号を送信可能に構成する。
また、状態取得手段（２０）に、車両（３０）の進路面を照射するように、車両（３０）の異なる高さ位置に配設された複数の照明（２４，２５）と、入力信号により複数の照明（２４，２５）をオン／オフするためのスイッチ（２３）と、車両（３０）の進路面の画像を取得する画像取得手段（２６）と、を設ける。

さらに、状態取得手段（２０）に制御手段（１１）からの状態取得信号が入力されると、状態取得手段（２０）は、スイッチ（２３）を介して複数の照明（２４，２５）を順次オン／オフさせ、複数の照明（２４，２５）のうち何れかがオンしたときに画像取得手段（２６）を介して車両（３０）の進路面の画像データを取得することによって進路面の複数の画像データを取得する。

次に、取得した複数の画像データから進路面の地面データを抽出し、現在地特定手段（１６）によって特定した現在地に基づいて地面状態記憶手段（１３）から進路面の地面データを取得し、複数の画像データから抽出した地面データと地面状態記憶手段（１３）から取得した地面データとを比較して進路面の凹凸の有無を判定する。その判定の結果、更に凹凸があると判定した場合には、その凹凸の大きさを算出して、その凹凸の大きさを制御手段（１１）に車両（３０）の進路面の状態として制御手段（１１）に出力する。

さらに、制御手段（１１）は、状態取得手段（２０）から車両（３０）の進路面の状態として入力される凹凸の大きさと車両速度検出手段（１７）にて検出した車両（３０）の速度とに基づいて振動レベルを推定する。

このようにすると、照明（２４，２５）を順次点灯させ、その照明（２４，２５）の点灯に同期させて画像取得手段（２６）で進路面の画像を取得すると進路面の凹凸を検出できる。その理由を説明する。例えば、２つの照明（２４，２５）を車体の進行方向に対して上下（一例として、車体前面の上部と下部）に取り付け、上部の照明（２４，２５）と下部の照明（２４，２５）とを交互に短い時間で点灯及び消灯させると、進路面に凹凸があった場合には、進路の向きに大きさの異なる２つの陰影ができる。そこで、その陰影をＣＣＤカメラ等の画像取得手段（２６）で取得して、その地面状態記憶手段（１３）に記憶されている画像を取得した場所の地面データ（表面の形状、色等）と取得した複数の画像とを比較する。

そして、比較の結果、記憶されている地面データとは異なる画像成分（表面形状及び色）があると、異常があるとしてその画像成分（凹凸）の大きさを算出する。凹凸の大きさは、複数の画像の陰影から判定できる。

また、制御手段（１１）では、上記のようにして得られた凹凸の大きさと車両（３０）の速度とから、振動レベルを算出して推定するのである。
このようにして、複数の照明（２４，２５）を順次点灯してその画像から地面データにない進路面の凹凸を判定するとともに、その凹凸の大きさを算出する。そして、算出した凹凸の大きさから振動レベルを算出することにより、振動レベルの値を推定することができる。したがって、その推定した振動レベルが所定以上のときには記憶装置（１３）を保護モードにすれば故障しない使い勝手の良い車載用電子システムとなる。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
１．カーナビゲーションシステムの全体構成
図１は、実施形態としてのカーナビゲーションシステム１の概略構成を示すブロック図であり、図２は、路面状態取得部２０の上部照明２４、下部照明２５及びカメラ２６を車両３０に取り付けた状態を示す図である。

カーナビゲーションシステム１は、図１に示すように、車両３０（図２参照）のナビゲーションを行うナビゲーション部１０と路面の状態を取得する路面状態取得部２０とを備える。

ナビゲーション部１０は、ナビ制御部１１と振動測定器１２と記憶部１３とＧＰＳ受信機１６と速度計１７とを有する。
また、路面状態取得部２０は、取得制御部２１と電源２２とスイッチ２３と上部照明２４と下部照明２５とカメラ２６とを有する。
２．各構成要素の説明
（１）ナビゲーション部１０の構成
ナビ制御部１１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等から構成されており、ＲＯＭ等に記憶されているプログラムに従って、各種設定処理、ナビゲーション処理、後述する記憶装置保護処理等を実行する。

振動測定器１２は、記憶部１３に装着されており、記憶部１３の構成要素であるハード・ディスク・ドライブ１４（以下、ＨＤＤ１４と略称する。）及びディジタル・ビデオ・ディスク・ドライブ１５（以下、ＤＶＤドライブ１５と略称する。）に印加される振動レベルを検出するものであり、例えば、加速度計等が考えられる。

記憶部１３は、ディスク形状の記憶媒体を有し、作動を停止して故障しないようにする保護モードと通常作動をする通常作動モードとを外部入力によって切り換え可能に構成された記憶装置から構成されている。具体的には、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５とから構成され、ナビゲーションに必要な地図データを記憶している。

また、ＤＶＤドライブ１５は、図示しないディスク形状の記憶媒体を複数有しており、その複数の記憶媒体のうち１枚を図示しないディスクチェンジャで取り出して交換しつつ、ナビ制御部１１で実行される処理に必要となる地面の状態を示すデータである地面データをナビ制御部１１に提供するようになっている。

なお、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５は、ディスクへのアクセスを制限して故障しないようにするための保護モード及び通常作動をするための通常作動モードとを有しており、それらがナビ制御部１１からの信号により切換可能となっている。

具体的には、ＨＤＤ１４が保護モードになるとディスクへのデータの書き込みや読み出しがされないので、振動が印加されても故障しないようになる。また、ＤＶＤドライブ１５が保護モードになると、ディスクからのデータの読み出しがされなくなるとなるとともにディスクチェンジャの作動がなされなくなるので振動が印加されても故障しないようになる。

さらに、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５は、ナビ制御部１１に電気的に接続されると、公知の規格、例えば、ＵＳＢやＳＣＳＩ規格に従って自動的にＤＶＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードとすべき振動に関する条件をナビ制御部１１に送信する。

ＧＰＳ受信機１６は、車両３０の現在地を特定するものであり、天空を航行する３個又は４個のＧＰＳ衛星からの電波を利用して緯度、経度、高度（高度を得る場合は、４個のＧＰＳ衛星からの電波を利用する。）など地球上の車両の現在地を割り出し、現在地情報としてナビ制御部１１に出力する。

速度計１７は、車両３０の速度を検出し、ナビ制御部１１に出力するものであり、例えば、車両３０の車輪の回転速度から速度を検出するものが考えられるが、ＧＰＳ受信機１６から得られる車両の現在地の変化率から車両３０の速度を求めても良い。

（２）ナビゲーション部１０における記憶装置保護処理
以上のように構成されたカーナビゲーションシステム１におけるナビ制御部１１にて実行される記憶装置保護処理について図３に基づき説明する。

図３は、ナビ制御部１１で実行される記憶装置保護処理のフローチャートである。
ナビ制御部１１で実行される記憶装置保護処理は、車両においてカーナビゲーションシステム１の電源がオン、例えば、キーシリンダがＡＣＣ−ＯＮやＩＧ−ＯＮになり、カーナビゲーションシステム１に対して電源の供給が開始されたときに処理が開始される。

そして、図３に示すように、まず、Ｓ１００で路面状態取得部２０から路面の凹凸の大きさ（高さｈ及び長さＬ）を入力し、Ｓ１０５へ移行する。なお、路面状態取得部２０における路面の凹凸の高さの算出については後述する。

Ｓ１０５では、路面状態取得部２０からのデータ入力があったか否かを判定し、データ入力があれば（Ｓ１０５でＹｅｓの場合）、Ｓ１１０へ移行し、データ入力がなければ（Ｓ１０５でＮｏの場合）、Ｓ１００へ戻って路面状態取得部２０からのデータ入力を繰り返す。

Ｓ１１０では、速度計１７から車両３０の速度を入力し、Ｓ１１５へ移行する。
Ｓ１１５では振動レベルを算出する。この振動レベル算出方法について詳細に説明する。Ｓ１００において路面状態取得部２０から入力した路面の凸部の高さｈ及び長さＬ、そしてＳ１１０において速度計１７から入力した車両３０の速度ｖから、車両３０が道路の凸部を通過する際に車両３０の上下方向に印加される加速度ｇ’は、下記の式
ｇ’＝４ｈ／（Ｌ／ｖ）２＝４・ｈ・ｖ・２／Ｌ２
により算出される。この値を推定振動レベルとする。このようにして推定振動レベルを算出した後Ｓ１２０へ移行する。

Ｓ１２０では、Ｓ１１５にて算出した推定振動レベルが所定の判定レベル以上であるか否かを判定する。そして、推定振動レベルが所定の判定レベル以上であれば（Ｓ１２０でＹｅｓの場合）、Ｓ１２５へ移行し、推定振動レベルが所定の判定レベルよりも小さければ（Ｓ１２０でＮｏの場合）、Ｓ１４５へ移行する。

Ｓ１２５では、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードへ切り換える。具体的には、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５の各々を保護モードに切り換えるためのコマンドをＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に送信する。そして、コマンド送信後Ｓ１３０へ移行する。

Ｓ１３０では、振動測定器１２からＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に実際に印加される振動レベルを入力し、Ｓ１３５へ移行する。
Ｓ１３５では、Ｓ１３０において振動測定器１２から入力した実際の振動レベルが所定の判定レベル以上であるか否かを判定する。そして、実際の振動レベルが所定の判定レベル以上であれば（Ｓ１３５にてＹｅｓの場合）、Ｓ１４０へ移行し、実際の振動レベルが所定の判定レベルよりも小さければ（Ｓ１３５にてＮｏの場合）、Ｓ１４５へ移行する。

Ｓ１４０では、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５の保護モードを維持する。具体的には、ナビ制御部１１からＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に対して何のコマンドも出力せず、Ｓ１００へ戻って記憶装置保護処理を繰り返す。

一方、Ｓ１４５では、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に対して保護モードを解除する旨のコマンドを出力して、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５の保護モードを解除した後、Ｓ１００に戻って記憶装置保護処理を繰り返す。

（３）路面状態取得部２０の構成
取得制御部２１は、図示しないＣＰＵ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等から構成されており、ＲＯＭ等に記憶されているプログラムに従って後述する路面状態取得処理を実行する。

電源２２は、上部照明２４及び下部照明２５を点灯させるための電源であり、スイッチ２３は、取得制御部２１からの信号により、電源２２から上部照明２４及び下部照明２５に供給される電力を切換え、上部照明２４及び下部照明２５をオン／オフする。

上部照明２４は、図２に示すように車両３０のボディー前面の上端部に取り付けられており、スイッチ２３を介して電源２２から電力が供給されると点灯し、車両３０の前方を照射する。下部照明２５は、図２に示すように車両３０のボディー前面の下端部に取り付けられており、スイッチ２３を介して電源２２から電力が供給されると点灯し、車両３０の前方を照射する。

なお、上部照明２４及び下部照明２５としては、例えば、白熱灯、ハロゲンランプ、あるいは赤外線ランプ等がある。特に、赤外線ランプは、可視光ではないため、車両３０が道路走行中に対向車の運転者に眩しくなくて便利である。

カメラ２６は、車両３０の進路面の画像を取得するものであり、例えば、ＣＣＤカメラや撮像管を用いたカメラが考えられる。また、上部照明２４及び下部照明２５に赤外線ランプを用いた場合には、赤外線カメラを用いることが考えられる。

なお、カメラ２６によってどの程度前方の進路面の画像を取得するのかは、車両３０の速度によって決定される。例えば、高速度路の最高速度で車両３０が走行した場合に、取得した進路面の状況に基づいて振動レベルを推定し、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードに切り換えるという処理が可能な程度前方の進路面の画像が取得できるようにするのである。

したがって、車両３０におけるカメラ２６の取付け高さや取付け角度も上記観点から決定される進路面の画像を取得可能となるように決定される。
（４）路面状態取得部２０における路面状態取得処理
以上のように構成されたカーナビゲーションシステム１における取得制御部２１にて実行される路面状態取得処理について図４に基づき説明する。

図４は、取得制御部２１で実行される路面状態取得処理のフローチャートである。
取得制御部２１で実行される路面状態取得処理は、車両においてカーナビゲーションシステム１の電源がオン、例えば、キーシリンダがＡＣＣ−ＯＮやＩＧ−ＯＮになり、カーナビゲーションシステム１に対して電源の供給が開始されたときに処理が開始される。

そして、図４に示すように。まず、Ｓ２００でＧＰＳ受信機１６から車両３０の現在地を取得し、Ｓ２０５へ移行する。そして、Ｓ２０５では、Ｓ２００で入力した現在地データの変化から車両３０の進行方向を算定し、Ｓ２１０へ移行する。

Ｓ２１０では、まず、Ｓ２００にて取得した車両３０現在地と、Ｓ２０５にて算定した車両３０の進行方向と、車両３０のボディー前面へのカメラの取り付け高さ及びカメラ２６の取付け角度（俯角）と、によりカメラ２６が路面の画像を撮像する地点を算定する。次に、算定した地点に対応する地面データをナビ制御部１１を介してＨＤＤ１４から取得し、Ｓ２１５へ移行する。

なお、ここで取得する地面データとは、路面の形状、路面の色である。
Ｓ２１５では、カメラ２６で路面画像を取得する。このとき、スイッチ２３を切り換えて、まず上部照明２４を点灯し、カメラ２６で路面画像を取得してスイッチ２３を切り換え、上部照明２４を消灯する。次に、上部照明２４を消灯した直後にスイッチ２３を切り換えて下部照明２５をを点灯し、カメラ２６で路面画像を取得してスイッチ２３を切り換え、下部照明２５を消灯する。このようにしてカメラ２６で複数の路面画像を取得した後、Ｓ２２０へ移行する。

Ｓ２２０では、Ｓ２１５において取得した路面画像から地面データを抽出する。ここでは、公知の画像処理により、路面の形状及び路面の色を抽出し、Ｓ２２５へ移行する。
Ｓ２２５では、Ｓ２１０にて取得した地面データ（路面の形状、路面の色）とＳ２２０で抽出した地面データ（路面の形状、路面の色）とを比較し、両データに差があるか否かを判定する。両データに差があれば（Ｓ２２５でＹｅｓの場合）、Ｓ２３０へ移行し、両データに差がなければ（Ｓ２２５でＮｏの場合）、Ｓ２００に戻って、路面状態取得処理を繰り返す。

Ｓ２３０では、Ｓ２２５で比較した両データから、その両データの差が凹凸であるのか否かを判定し、凹凸であれば（Ｓ２３０でＹｅｓの場合）、Ｓ２３５へ移行し、凹凸でなければ（Ｓ２３０でＮｏの場合）、Ｓ２００に戻って路面状態取得処理を繰り返す。

Ｓ２３５では、路面の凹凸の大きさ（高さｈ及び長さＬ）を算出する。ここで、凹凸の有無の判定や凹凸の大きさを算出する方法について図５を参照しつつ詳細に説明する。
路面に凸部があった場合、路面の凸部が大きいときには、図５（ａ）に示すように上部照明２４を点灯した際に凸部で明るく反射する面の面積が大きく、下部照明２５を点灯した際には凸部の陰影が長くなる。逆に、路面の路面の凸部が小さいときには、図５（ｂ）に示すように上部照明２４を点灯した際には凸部で明るく反射する面の面積が小さく、下部照明２５を点灯した際には凸部の陰影が短くなる。

したがって、図５（ｃ）に示すように、地面から上部照明２４までの取付け高さをＨ_U、値面から下部照明２５までの取付け高さをＨ_L、上部照明２４を点灯したときの陰影の先端までの距離をＬ_U、下部照明２５を点灯したときの陰影の先端までの距離をＬ_L、凸部の中心から上部照明２４を点灯したときの陰影の先端までの距離をＳ_U、凸部の中心から下部照明２５を点灯したときの陰影の先端までの距離をＳ_L、Ｓ_LとＳ_Uとの差をα、凸部の高さをｈとすると、
Ｈ_U：Ｌ_U＝ｈ：Ｓ_U
Ｈ_L：Ｌ_L＝ｈ：Ｓ_L
Ｓ_L−Ｓ_U＝α
の関係がある。この関係をｈについて解くと、
ｈ＝（Ｈ_U・Ｈ_L・α）／（Ｈ_U・Ｌ_L−Ｈ_L・Ｌ_U）
が得られる。

ここで、Ｈ_U，Ｈ_Lは、各照明（２４，２５）の取付け位置であるため既知の値であり、Ｌ_L，Ｌ_U、αは画像データから抽出できる値であるので、凸部の高さｈは画像データから得られる。また、凸部の長さＬは、凸部を円柱近似して、Ｌ＝２ｈとして算出する。

なお、路面に凹部がある場合は、凸部と逆の考え方で凹部の深さｈ及び長さＬを求める。
このようにして、Ｓ２３５で凹凸の大きさ（高さｈ及び長さＬ）を算出したらＳ２４０へ移行して、Ｓ２３５にて算出した凹凸の大きさ（高さｈ及び長さＬ）をナビゲーション部１０のナビ制御部１１に出力した後Ｓ２００に戻って路面状態取得処理を繰り返す。

３．実施形態に係るカーナビゲーションシステム１の特徴
本実施形態のカーナビゲーションシステム１によれば、車両３０の進路面の状態に基づいて振動レベルを推定し、推定した振動レベルに基づいて、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モード又は通常作動モードに切り換える。

つまり、推定した振動レベルがＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５が故障する所定の判定値になる前にあらかじめＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードにする。したがって、振動や衝撃が発生する場所が地図情報として記憶装置（１３）に記憶されていない場合に、その場所を車両が通過しても、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５が故障することがない。

また、推定した振動レベルが所定の判定値よりも小さいときにはＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を通常作動モードでさせるので、カーナビゲーションシステム１は、ナビゲーションに必要なデータをＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５から得ることができる。

したがって、推定された振動レベルが所定の判定値以上のときには故障せず、しかも、振動レベルが所定の判定値より小さいときにはナビゲーションが行われるという使い勝手の良いナビゲーションシステムとなる。

また、実際にＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に印加される振動レベルが推定した振動レベルより小さければ、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５が通常作動モードになるので、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５からカーナビゲーションシステム１の作動に必要なデータが得られなくなる期間を短くすることができる。したがって、カーナビゲーションシステム１の作動が正常に行われなくなる期間を短くできるようになるので、使用者にとって使いやすいカーナビゲーションシステム１となる。

なお、振動レベルを推定する場合には、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５の保護のためにＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５にとって安全側、つまり、振動レベルが高めなるように推定するので、実際の振動レベルが推定した振動レベルよりも高くなることはほとんどない。

さらに、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５が保護モードとすべき振動レベルに関する条件がＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に記憶されており、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５がナビ制御部１１に電気的に接続されたときにＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５が保護モードとすべき振動レベルに関する条件がナビ制御部１１に入力される。

つまり、使用者がＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を電気的に接続する際にそのＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードとすべき振動レベルに関する条件をＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に手動で入力する必要がなくなるので、使いやすいカーナビゲーションシステム１となる。

また、本実施形態のカーナビゲーションシステム１によれば、上部照明２４及び下部照明２５を順次点灯させ、上部照明２４及び下部照明２５の点灯に同期させてカメラ２６で画像を取得する。そして、その画像から地面データにない進路面の凹凸を判定するとともに、その凹凸の大きさを算出する。さらに、算出した凹凸の大きさから振動レベルを算出することにより、振動レベルの値を推定することができる。したがって、その推定した振動レベルが所定以上のときにはＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードにするので故障しない使い勝手の良いナビゲーションシステムとなる。

また、進路面の状態、例えば進路面の凹凸や車両に振動を発生させる障害物等を精度良く取得することができる。、したがって、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に振動が印加される前にＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードにすることができるので、故障しないナビゲーションシステムとなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、本実施形態では、ナビ制御部１１にて記憶装置保護処理を行い、取得制御部２１にて路面状態取得処理を行っているが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等で構成される１つの制御部で記憶装置保護処理と路面状態取得処理を行うようにしても良い。

また、本実施形態では、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５がナビ制御部１１に電気的に接続されたときに自動的にＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードとすべき振動に関する条件をＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５からナビ制御部１１に送信するようにしている。ところが、ＨＤＤ１４やＤＶＤドライブ１５の部品を交換したり、制御ソフトを交換したりして、いわゆるバージョンアップを行うと、ＨＤＤ１４やＤＶＤドライブ１５を保護モードとすべき振動に関する条件が変わる場合がある。また、メーカ側から振動に関する条件の修正等が行われる場合もある。そこで、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードとすべき振動レベルに関する条件を、インターネットからダウンロードするようにしても良い。

つまり、ナビ制御部１１をインターネットにアクセス可能に構成し、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５の製造メーカのホームページ等にアクセスして、そこからＨＤＤ１４及びＤＶＤを保護モードとすべき振動に関する条件をダウンロードして取得するのである。

そのようにすれば、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５を保護モードとすべき振動に関する条件を常に最新のものとすることができるので、バージョンアップや振動に関する条件の修正に対応して、ＨＤＤ１４やＤＶＤドライブ１５を保護モードにすることができる。

なお、インターネットへのアクセスは、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５がナビ制御部１１に電気的に接続されたときにナビ制御部１１から自動的に行うようにしても良いし、使用者の操作によりインターネットへアクセスするようにしても良い。

また、保護モードとすべき振動レベルに関する条件を、ＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５に記憶させているが、メモリスティック等の外部記憶装置に記憶させても良い。
また、本実施形態では、記憶部１３の構成要素をＨＤＤ１４及びＤＶＤドライブ１５としているが、ディスク形状の記憶媒体を有するものであればよく、例えば、ＣＤドライブ（コンパクト・ディスク・ドライブ）、ＭＤドライブ（ミニ・ディスク・ドライブ）等であっても良い。

さらに、本実施形態では、車載用電子システムとしてナビゲーションシステムを例として説明しているが、ナビゲーションシステムに限らず、記憶部１３を有するものであればよく、例えば、車載用カラオケ装置やカーオーディオ装置等であっても良い。

本発明を適用したカーナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。 路面状態取得部を車体に取り付けた場合の取付け状態を示す図である。 ナビ制御部で実行される記憶装置保護処理のフローチャートである。 取得制御部で実行される状態取得処理のフローチャートである。 進路面の凹凸の有無及び凹凸の高さを算出する原理を示す図である。

符号の説明

１…カーナビゲーションシステム、１０…ナビゲーション部、１１…ナビ制御部、１２…振動測定器、１３…記憶部、１４…ハードディスク・ドライブ、１５…ディジタル・ディスク・ドライブ、１６…ＧＰＳ受信機、１７…速度計、２０…路面状態取得部、２１…取得制御部、２２…電源、２３…スイッチ、２４…上部照明、２５…下部照明、２６…カメラ、３０…車両。

Claims (5)

1. ディスク形状の記憶媒体を有し、前記ディスク形状の記憶媒体へのアクセスを制限して故障しないようにするための保護モード及び通常作動をするための通常作動モードとを切り換え可能に構成された記憶装置と、
   車両の進路面の状態を取得する状態取得手段と、
   制御手段と、
   を備えた車載用電子システムであって、
   前記制御手段は、前記車両の走行中に前記状態取得手段を介して取得した前記車両の進路面の状態に基づいて振動レベルを推定し、その推定した振動レベルに基づいて前記記憶装置を前記保護モード又は前記通常作動モードに切り換えることを特徴とする車載用電子システム。
2. 請求項１に記載の車載用電子システムにおいて、
   前記記憶装置に印加される振動レベルを検出する振動検出手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記記憶装置を保護モードに切り換えた後、前記振動検出手段を介して入力した前記記憶装置に印加される振動レベルが所定の判定レベルより小さい場合、前記記憶装置を通常作動モードに切り換えることを特徴とする車載用電子システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車載用電子システムにおいて、
   前記記憶装置は、
   保護モードとすべき振動レベルに関する条件を記憶する保護モード記憶手段を有し、前記制御手段に電気的に接続されたときに前記保護モード記憶手段に記憶された保護モードとすべき振動レベルに関する条件を前記制御手段に出力し、
   前記制御手段は、
   前記記憶装置が電気的に接続されたときに前記記憶装置の保護モード記憶手段から前記保護モードとすべき振動レベルに関する条件を入力することを特徴とする車載用電子システム。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の車載用電子システムにおいて、
   前記状態取得手段は、
   前記車両の進路面の画像に基づいて進路面の状態を取得することを特徴とする車載用電子システム。
5. 請求項４に記載の車載用電子システムにおいて、
   地面状態を表すデータである地面データを記憶するための地面状態記憶手段と、
   車両の現在地を特定する現在地特定手段と、
   車両の速度を検出し前記制御手段に出力する車両速度検出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記状態取得手段に車両の進路面の状態を取得する旨の状態取得信号を送信可能に構成され、
   前記状態取得手段は、
   前記車両の進路面を照射するように、前記車両の異なる高さ位置に配設された複数の照明と、
   入力信号により前記複数の照明をオン／オフするためのスイッチと、
   前記車両の進路面の画像を取得する画像取得手段と、
   を備え、
   前記制御手段からの状態取得信号が入力されると、
   前記スイッチを介して前記複数の照明を順次オン／オフさせ、前記複数の照明のうち何れかがオンしたときに前記画像取得手段を介して前記車両の進路面の画像データを取得することによって進路面の複数の画像データを取得し、取得した複数の画像データから前記進路面の地面データを抽出し、前記現在地特定手段によって特定した現在地に基づいて前記地面状態記憶手段から前記進路面の地面データを取得し、前記複数の画像データから抽出した地面データと前記地面状態記憶手段から取得した地面データとを比較して前記進路面の凹凸の有無を判定し、更に凹凸があると判定した場合には、その凹凸の大きさを算出して、その凹凸の大きさを制御手段に前記車両の進路面の状態として出力し、
   さらに、前記制御手段は、前記状態取得手段から前記車両の進路面の状態として入力される前記凹凸の大きさと前記車両速度検出手段にて検出した前記車両の速度とに基づいて振動レベルを推定することを特徴とする車載用電子システム。