(57)【要約】【課題】  運転者に対して安全な運転操作を支援できる車両用表示装置を提供する。【解決手段】  地図情報記憶手段１３に格納された三次元情報からなる地図情報に基づいて走路形状Ｒを表示する表示器２と、車両Ａの現在位置を検出する位置検出手段１８と、位置検出手段１８により検出された車両Ａの現在位置データと前記地図情報とに基づいて車両Ａの前方側の走路形状Ｒを表示器２に表示させる制御手段１６と、を備える車両用表示装置であって、車両Ａの前方側の景色を撮像する撮像手段Ｃと、車両Ａの周囲の温度を検出する温度センサ１５とを備え、制御手段１６は撮像手段Ｃによる撮像データと温度センサ１５により検出された温度データとに基づき、表示器２に表示させる走路形状Ｒにおいて、凍結のおそれのある部分（走路面）Ｒ５１を表示させる。【選択図】  図５
2006243888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図情報記憶手段に格納された三次元情報からなる地図情報に基づいて走路形状を表示する表示手段と、車両の現在位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記車両の現在位置データと前記地図情報とに基づいて前記車両の前方側の走路形状を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備える車両用表示装置であって、
前記車両の前方側の景色を撮像する撮像手段と、前記車両の周囲の温度を検出する温度検出手段とを少なくとも備え、
前記制御手段は、前記撮像手段による撮像データと前記温度検出手段により検出された温度データとに基づき、前記表示手段に表示させる前記走路形状において、前記車両のスリップのおそれのある部分を推定してなることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記表示手段に表示させる前記走路形状において、前記車両のスリップのおそれのある部分を強調して表示させることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記表示手段に表示させる前記走路形状において、凍結のおそれのある部分を前記スリップのおそれのある部分として表示させることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、通常の前記走路形状における表示色と異なる表示色にて前記スリップのおそれのある部分を表示させることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記スリップのおそれのある部分を点滅表示させることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記表示手段は、ヘッドアップディスプレイからなることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示手段に走路形状を表示する車両用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用表示装置として、車両のフロントガラス（投影部材）に表示ユニット（表示手段）から発せられる光を表示像として投影して、虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置が知られている（例えば下記特許文献１参照）。前記表示ユニットは、例えばハウジングに、液晶表示器等からなる表示器と、この表示器が発した前記表示像を反射させる反射鏡とを収容したものであり、車両のダッシュボード内に配設されるものである。前記表示ユニットが投射する前記表示像は前記フロントガラスにより運転者の視点方向に反射され、前記虚像が表示される。かかる構成によれば、前記フロントガラスに車速，エンジン回転数等の車両情報やナビゲーション情報等の各種情報を前記虚像として表示することが可能となる。
【特許文献１】特開平１１−３１００５５号公報
【０００３】
また、前述の車両用表示装置において、車両運転者の視点から見た前方の走路形状を表示するものが知られている（例えば下記特許文献２参照）。かかる車両用表示装置によれば、運転者は、天候条件、走路のカーブ、周辺車両及び建物等の影響で、実際の前記走路形状を目視し難い場合であっても、表示される前記走路形状から実際の走路の形状を把握することができる。
【特許文献２】特開２０００−２１１４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる特許文献２に記載の車両用表示装置においては、カーブの曲がり具合や走路幅等の走路形状について効果的に表現できるものの、前記走路形状が表示像として立体的に表現されていないため、走路の高低差がわかりにくいという問題があった。この問題点を解消すべく、本願出願人は特願２００４−３０６５５９号にて、地図情報記憶手段に格納された三次元情報からなる地図情報に基づいて走路形状を表示する表示手段と、車両の現在位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記車両の現在位置データと前記地図情報とに基づいて前記車両の前方側の走路形状を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えた車両用表示装置を提案している。ところで、かかる車両用表示装置を用いて、冬季において降雪後の低温時に、山道等の日陰となる前記走路を車両が走行する際には、走路が凍結している場合があり、この路面凍結により前記車両のタイヤがスリップし易い状態となることで、スリップ事故の危険性が高くなり、運転者を支援する機能としては更なる改良の余地が残されていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、運転者に対して安全な運転操作を支援できる車両用表示装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、地図情報記憶手段に格納された三次元情報からなる地図情報に基づいて走路形状を表示する表示手段と、車両の現在位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記車両の現在位置データと前記地図情報とに基づいて前記車両の前方側の走路形状を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備える車両用表示装置であって、前記車両の前方側の景色を撮像する撮像手段と、前記車両の周囲の温度を検出する温度検出手段とを少なくとも備え、前記制御手段は、前記撮像手段による撮像データと前記温度検出手段により検出された温度データとに基づき、前記表示手段に表示させる前記走路形状において、前記車両のスリップのおそれのある部分を推定してなることを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、前記制御手段は、前記表示手段に表示させる前記走路形状において、前記車両のスリップのおそれのある部分を強調して表示させることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、前記制御手段は、前記表示手段に表示させる前記走路形状において、凍結のおそれのある部分を前記スリップのおそれのある部分として表示させることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記制御手段は、通常の前記走路形状における表示色と異なる表示色にて前記スリップのおそれのある部分を表示させることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記制御手段は、前記スリップのおそれのある部分を点滅表示させることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記表示手段は、ヘッドアップディスプレイからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、初期の目的を達成でき、運転者に対して安全な運転操作を支援できる車両用表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の車両用表示装置を車両用ヘッドアップディスプレイ装置に適用したものを例に挙げ添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１，図２において、１は表示ユニットであり、車両Ａのダッシュボード内に配設される。この表示ユニット１が投射する表示像Ｌは、コンバイナ処理されたフロントガラスＷにより運転者の視点Ｄの方向に反射され、虚像Ｖとして表示される。前記運転者は虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。また、車両Ａには、フロントガラスＷを介して外界（車外）の景色を撮像する撮像手段Ｃが搭載されている。
【００１４】
２は表示器（表示手段）であり、この表示器２はＴＦＴ型の液晶表示素子及びバックライト手段からなるものである。３は回路基板であり、この回路基板３上に表示器２が搭載されている。４は反射鏡であり、この反射鏡４は表示器２が発した表示像ＬをフロントガラスＷ側に反射させる。反射鏡４の反射面４ａは凹面になっており、表示器２からの表示像Ｌを拡大してフロントガラスＷに投射することができる。５は反射鏡４を保持する保持部材であり、反射鏡４は保持部材５に両面粘着テープ等により接着されている。なお、表示器２は、液晶表示素子を備える構成に限定されるものではなく、例えば自発光型表示素子である有機ＥＬパネルを備える構成であってもよい。
【００１５】
６は例えば略箱型形状に形成された遮光性合成樹脂からなるハウジングであり、このハウジング６内には、表示器２，回路基板３，反射鏡４等が収容される。また、ハウジング６には反射鏡４の配設位置の上部（フロントガラスＷ側）を開口する開口部６ａが設けられる。そして、ハウジング６には、開口部６ａを塞ぐように透光性の合成樹脂材（例えばアクリル樹脂）からなる透光性カバー７が配設されている。この遮光性カバー７は略湾曲形状に形成され、表示像ＬをフロントガラスＷ側に通過させるものである。なお、図１中、６ｂはハウジング６空洞内に向けて延在する遮光壁であり、この遮光壁６ｂは、太陽光等の外光が表示器２に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止する機能を有している。
【００１６】
図３は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の電気的な構成を示すブロック図である。車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車両Ａに搭載され、速度センサ（車速検出手段）１０と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置１１と、ジャイロセンサ１２と、記憶媒体（地図情報記憶手段）１３と、操作手段１４と、撮像手段Ｃと、温度センサ（温度検出手段）１５と、制御手段１６と、表示駆動回路１７と、表示器２とから主に構成されている。
【００１７】
速度センサ１０は、車両Ａの走行速度を検出するためのもので、車速に応じた信号を制御手段１６に出力する。
【００１８】
ＧＰＳ装置１１は、自車位置（車両Ａの現在位置）の緯度経度を求めるための装置であり、ＧＰＳ用受信アンテナや増幅回路を備え、前記受信アンテナで受信した人工衛星からの位置情報である送信電波を高周波信号として増幅してなる信号を制御手段１６に出力する。
【００１９】
ジャイロセンサ１２は、車両Ａの車体向き（進行方向）を検出するためのものであり、車両Ａの方向変化に応じた信号を制御手段１６へ出力する。
【００２０】
記憶媒体１３は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭあるいはハードディスク等によって構成され、地図データ及び走路形状を示すための三次元の座標情報（三次元情報）からなるデジタルマップデータ（地図情報）が記憶されており、前記デジタルマップデータは、制御手段１６による後述する描画処理を行う際に使用される。なお、前記デジタルマップデータは、走路の形状を示す走路形状データ，前記走路の所定位置における高さを示す高さデータ，前記走路の左右（幅方向）の傾きを示す傾きデータ，前記走路の前後（長手方向）の傾き（勾配）を示す勾配データ，前記走路の曲率を示す曲率データ等を有している
【００２１】
操作手段１４は、選択スイッチや決定スイッチ等の複数の操作部を有するものであり、後述する走路形状画像（前記走路の各三次元の座標情報を描画処理したもの）の表示形態または表示設定を切り換えるためのものである。また、前記運転者は、前記表示設定として、前記走路形状画像の表示または非表示の選択、あるいは前記走路形状画像を表示する際の各設定値等を、操作手段１４を操作することによって、表示器２による表示内容を任意に設定することができる。
【００２２】
撮像手段Ｃは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するカメラまたは暗視カメラを適用でき、車両Ａの前方側を撮像可能に設けられており、所定時間毎の画像を撮像情報として制御手段１６に出力するものである。この場合、撮像手段Ｃは、フロントガラスＷと前記運転者との間における車両Ａ内に配設され、運転者が目視可能な車両Ａの前方側領域（視野範囲内領域）と前記視野範囲内領域よりも前方側である運転者の目視困難な視野範囲外領域とを撮像可能に設けられている。なお撮像手段Ｃは、車両Ａ内ではなく、車両Ａの外部、例えば車両Ａの先端側に取り付けることも可能である。
【００２３】
温度センサ１５は、サーミスタや熱電対等を適用でき、車両Ａの外部（周囲）の温度を検出するためのもので、前記温度に応じた信号を制御手段１６に出力する。かかる温度センサ１５は、車両Ａにおけるエンジン等から発生する熱の影響を受けない箇所に配設される。本実施形態の場合、温度センサ１５は、車両Ａの屋根に配設されている。
【００２４】
制御手段１６は、マイクロコンピュータを適用でき、処理動作のプログラムが記憶されたＲＯＭと、演算値を一時的に記憶するＲＡＭと、予め設定される各種設定値を記憶するＥＥＰＲＯＭと、前記プログラムを実行するためのＣＰＵと、入出力インターフェイス回路とから主に構成される。前記入出力インターフェイス回路は、速度センサ１０、ＧＰＳ装置１１、ジャイロセンサ１２、記憶媒体１３、操作手段１４、撮像手段Ｃ、温度センサ１５や、後述する表示駆動回路１７に対してそれぞれ電気的な接続関係をなすための回路である。制御手段１６は、各機構（速度センサ１０，ＧＰＳ装置１１，ジャイロセンサ１２，記憶媒体１３，操作手段１４，撮像手段Ｃ，温度センサ１５）からの入力及び前記プログラムに基づいて、後述する表示駆動回路１７に制御信号を出力し、表示器２に所望の表示を促すものである。
【００２５】
表示駆動回路１７は、表示器２に表示用の信号を与えるための回路であり、ＩＣまたはＬＳＩにて構成される。表示駆動回路１７は、制御手段１６からの信号に基づいて所定の表示を行うように表示器２を駆動制御するものである。
【００２６】
表示器２は、ＴＦＴ型の液晶表示素子及びバックライト手段からなり、表示像Ｌを発するように表示駆動回路１７により駆動制御される。表示器２は、表示駆動回路１７によって、前記走路形状画像等の所望の表示形態を表示像ＬとしてフロントガラスＷに投影するものである。
【００２７】
以上の構成によって、制御手段１６は、速度センサ１０、ＧＰＳ装置１１、ジャイロセンサ１２から構成される位置検出手段１８の信号に基づいて、車両位置座標及び車両の向きを算出し、この車両の前方側（進行方向側）に対応する走路形状を、記憶媒体１３に格納された前記デジタルマップデータに基づいて、表示駆動回路１７を介して表示器２に表示させることができる。また、制御手段１６は、撮像手段Ｃによる車両の前方側景色に関する撮像データと、温度センサ１５からの温度データとを受信して、前記プログラムにより所定の演算処理を行い、前記走路形状のうち凍結のおそれがある走路部分（後述する走路面）を警告表示部として表示駆動回路１７を介して表示器２に表示させることができる。
【００２８】
次に、制御手段１６による表示像Ｌの描画に関して、図４，図５を用いて説明する。
【００２９】
図４は、制御手段１６による処理を示すものである。また図５は、車両Ａの前方側（進行方向側）の走路形状を表示像Ｌとして、表示ユニット１にてフロントガラスＷの面に投影して表示する表示画面の一例を示すものである。
【００３０】
制御手段１６は、位置検出手段１８からの信号や撮像手段Ｃからの撮像情報がそれぞれ入力される（ステップＳ１）。この際、制御手段１６は、撮像手段Ｃからの撮像情報において、前記視野範囲内領域における画像と前記視野範囲外領域における画像を抽出して読み取る。
【００３１】
次に、制御手段１６は、ステップＳ１にて入力した位置検出手段１８からの信号に基づいて、車両位置座標及び車両Ａの進行方向を算出する（ステップＳ２）。この場合、制御手段１６は、ＧＰＳ装置１１，速度センサ１０，ジャイロセンサ１２によって車両位置座標を算出する。例えば制御手段１６は、ＧＰＳ装置１１を用いて時間によって変化する車両Ａの位置データと地図データとをマッピング処理することによって、車両Ａの車両位置座標を算出することができる。また制御手段１６は、速度センサ１０やジャイロセンサ１２からの信号に基づいて、車両Ａの進む方向（移動幅）や車体の傾き方向が求まる。
【００３２】
次に、制御手段１６は、車両位置座標に応じて視点座標を設定し、車両Ａの進行方向に基づいて表示方向を設定する（ステップＳ３）。この場合、視点座標は、例えば車両位置座標よりも１５メートル高い位置に設定され、表示方向は、車両Ａの進行方向と同じ方向に設定される。
【００３３】
次に、制御手段１６は、記憶媒体１３に格納されたデジタルマップデータにおいて、視点座標及び表示方向に基づいて選択される三次元の座標情報を演算することによって走路形状を描画処理する（ステップＳ４）。この場合、視点座標から表示方向側に例えば８００メートル以内の三次元の座標情報について演算し、走路形状が表示されるように描画処理する。また、制御手段１６は、ステップＳ１にて撮像情報から抽出された前記視野範囲内、外領域の画像のうち前述した８００メートル以内の走路形状に対応する撮像データと温度センサ１５からの温度データとに基づいて前記プログラムにて所定の演算処理を行い（ステップＳ５）、凍結のおそれがある部分（走路部分）を推定し、この走路部分が赤色に表示されるように描画処理する。なお、ここで言う走路部分とは、走路の勾配の程度に応じて設定される後述する個々の走路面を意味しており、例えば所定の前記走路面に対応する前記撮像データの明度が高い状態（前記走路面のほとんど全てが雪で覆われている状態）であり、且つ前記温度データによる温度値が所定温度以下（例えば零度以下）のとき、所定の前記走路面は凍結のおそれがある路面と推定され、この路面が前記警告表示部として赤色に表示されるようになっている。
【００３４】
また、制御手段１６は、描画処理された走路形状と凍結のおそれがある走路部分とを走路形状画像として表示器２に表示させるように促す信号を表示駆動回路１７に出力する（ステップＳ６）。
【００３５】
前述の処理を繰り返すことによって、車両Ａが走行する度に更新される視点座標と三次元の座標情報とに基づいた走路形状と凍結のおそれがある走路部分とを表示像ＬとしてフロントガラスＷに投影することができる。例えば、図５に示すような凍結推定エリアである後述する走路面Ｒ５１を含む走路形状ＲをフロントガラスＷに投影することができる。
【００３６】
ここで制御手段１６は、ステップＳ４の描画処理を行う際に、勾配の程度に応じて設定される表示色にて走路形状Ｒを表示させることができる。例えば、走路形状Ｒにおいて、下り勾配の部分Ｒ１は、黄色にて表示させるとともに、勾配が大きい程、濃い色の黄色にて表示させる。また、上り勾配の部分Ｒ２は、青色にて表示させるとともに、勾配が大きい程、濃い色の青色にて表示させる。なお、制御手段１６は、この場合、デジタルマップデータの所定位置（所定の経度緯度）を通過し走路形状Ｒの輪郭（路肩線）Ｒ３と関係ない線（図５における走路形状Ｒの幅方向の線）を補助線Ｒ４として表示してなる。制御手段１６は、この補助線Ｒ４間の走路面Ｒ５毎に勾配データを抽出して、この勾配の程度に対応する表示色を走路面Ｒ５毎に着色してなる走路形状Ｒを描画処理する。また、制御手段１６は、この場合、勾配がほとんどない走路面Ｒ５部分を白色に着色して走路形状Ｒを描画処理し表示器２に投影表示させている。このように、制御手段１６は、勾配の程度に応じて各走路面Ｒ５を通常は黄色、青色の濃淡色または白色からなる表示色にて着色表示してなるものであるが、これら走路面Ｒ５のうち図５中、下り勾配の部分Ｒ１となる走路面Ｒ５１が、凍結のおそれがある部分と推定された場合には、かかる走路面Ｒ５１を黄色ではなく赤色にて警告表示させるものである。
【００３７】
従って、運転者は、走路形状Ｒの表示色及びその濃淡の具合を視認することによって、走路が上り坂であるか下り坂であるか、あるいは勾配の程度を瞬時に把握することができる。これと同時に、運転者は、走路形状Ｒにおける凍結のおそれがある走路部分（走路面Ｒ５１）が、前記表示色とは異なる色にて強調して表示されるため、車両Ａの進行方向側にスリップし易い路面が存在するのを瞬時に把握することができ、これにより山道、橋の位置に対応する路面上あるいは日陰となる路面上にて特に発生し易いスリップ事故を防止することが可能な安全性の高い車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。
【００３８】
また本実施形態では、制御手段１６は、撮像手段Ｃからの前記撮像データと温度センサ１５からの前記温度データとを受信して、走路形状Ｒにおいて路面凍結により車両のスリップのおそれのある部分を強調表示する制御を行うものであったが、例えば制御手段１６が、車車間通信情報や道路交通情報（ＶＩＣＳ情報）、ヒヤリハット情報等からの信号を受信して、所定の走路面Ｒ５のほとんど全てが雪で覆われている状態（圧雪状態）であると推定した際に、この圧雪状態に対応する走路面Ｒ５箇所をスリップのおそれのある部分（走路面Ｒ５１）として赤色にて表示させてもよい。
【００３９】
また本実施形態では、制御手段１６は、走路形状Ｒにおいて路面凍結により車両のスリップするおそれのある部分を強調表示する制御を行うものであったが、例えば制御手段１６が、車車間通信情報等からの信号を受信して、所定の走路面Ｒ５のほとんど全てが水溜まり状態もしくはガソリンや軽油等の燃料の付着している状態であると推定した際に、この水溜まり部分もしくは燃料付着部分に対応する所定の走路面Ｒ５箇所をスリップのおそれのある部分（走路面Ｒ５１）として赤色にて表示させてもよい。
【００４０】
また本実施形態では、凍結のおそれがある走路部分（走路面Ｒ５１）が、警告表示部として赤色にて着色表示されている例について説明したが、例えば凍結のおそれがある走路部分（走路面Ｒ５１）を赤色にて点滅表示させるようにしてもよい。このように走路面Ｒ５１を点滅表示させることで、運転者に対し車両Ａの進行方向において凍結のおそれがある走路箇所をより確実に報知することができる。
【００４１】
また本実施形態においては、表示器２からの表示像Ｌは、フロントガラスＷに投影されるものであったが、本発明における投影部材はこれに限定されるものではなく、例えば車両のフロントガラス面あるいは車両のダッシュボード上に配設されるコンバイナに表示器からの表示像を投影させるものであってもよい。
【００４２】
また、前述したヘッドアップディスプレイ方式ではなく、例えば有機ＥＬパネルあるいは液晶パネルからなる表示手段を採用し、運転者が直接、この表示手段の表示を視認するものであってもよい。
【００４３】
なお、前述した各実施形態の記憶媒体１３ではなく、例えば記憶媒体として車両外に設けられるサーバーを適用し、無線通信によって前記サーバーに格納されるデジタルマップデータを適宜ダウンロードすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置の表示ユニットの断面図である。
【図２】同実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。
【図３】同実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置のブロック図である。
【図４】同実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置の処理手順を示す図である。
【図５】同実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置の表示画像を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
２    表示器（表示手段）
１３    記憶媒体（地図情報記憶手段）
１６    制御手段
１８    位置検出手段
Ａ    車両
Ｌ    表示像
Ｒ    走路形状
Ｒ３  路肩線
Ｒ４  補助線
Ｒ５，Ｒ５１  走路面
【図１】
2006243888.tif 000003
【図２】
2006243888.tif 000004
【図３】
2006243888.tif 000005
【図４】
2006243888.tif 000006
【図５】
2006243888.tif 000007