JP2001052297A - 安全走行支援装置、その方法及び記録媒体 - Google Patents

安全走行支援装置、その方法及び記録媒体

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JP2001052297A
JP2001052297A JP11223543A JP22354399A JP2001052297A JP 2001052297 A JP2001052297 A JP 2001052297A JP 11223543 A JP11223543 A JP 11223543A JP 22354399 A JP22354399 A JP 22354399A JP 2001052297 A JP2001052297 A JP 2001052297A
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JP11223543A
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Junji Kaneko
Ryuichi Kurosawa
Akihide Shimamura
Yasuo Uehara
康生 上原
昭秀 嶋村
純司 金児
隆一 黒沢
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Toyota Motor Corp
トヨタ自動車株式会社
富士通株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】自車の周囲の環境情報を取得し、その取得情報
を基に適切な運転動作指令信号を自動生成できるように
する。 【解決手段】走行支援信号生成部12は、運転動作モデ
ル格納部13と、運転動作生成手段格納部14からそれ
ぞれ運転動作モデルと運転動作生成手段を読み込み、走
行支援信号を生成する。走行支援信号生成部12は、走
行支援信号の生成に必要な外界の情報は、センシング装
置11から取得し、運転動作の指示信号は入力装置10
から取得する。走行支援信号生成部12は、走行支援信
号を出力装置15へ出力する。出力装置15は、走行支
援信号に対応する運転動作を提示する。また、出力装置
15は、制御装置24を介して、駆動部25に対して駆
動信号生成用の制御信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、周囲車両の状況を
判断して自動車の一般道における走行支援を行う走行支
援装置及び方法に関する。

【0002】

【従来の技術】今日、社会の情報化が進む中で、自動車
の運転に関してもコンピュータを使った情報処理能力を
利用して、運転者に好ましい運転行動を示唆し、あるい
は、運転者に代わって自動車を自動運転する装置の開発
が行われている。しかしながら、従来の技術において
は、交差点を含む走行路の経路探索を行う自動走行技術
や走行路の環境認識技術は存在するが、周囲車両との衝
突を回避しながら、運転者もしくは経路誘導機器による
指令動作(直前車追従、規制速度走行、赤信号での停
止、車線変更を伴う追い越し、右左折を含む交差点通過
など)を自動的に実現するための技術は存在しない。

【0003】本発明の技術に関連した特許としては、特
許2603523号公報、特許2514405号公報、
特許2660727号がある。これらにおいては、走行
路を探索しながら車両の自動走行を行うこと目的として
おり、道路形状に応じて操舵を含めた制御を行うことな
ども考慮されている。しかし、道路前方の車両の混み具
合に応じて交差点に進入してよいかどうかを判断するこ
と、右折しようとする時の対向直進車との状況関係を基
に安全に右折動作を実現するような制御、及び、右左折
に際し、適切な車線へ移動する制御については考慮され
ていない。

【0004】そのほか、本発明に関連する従来技術とし
ては、以下のようなものがある。特開平10−1879
30号の技術は交差点を含む走行環境認識技術のみに関
するものであり、その認識結果を用いた走行支援方策に
ついては考慮されていない。

【0005】特開平5−165520号の技術は退避制
御に関連する技術であるが、いわゆるFA(Factory A
utomation )技術に関連した工場内の無人搬送車の制御
を目的としており、一般道路の自動車の走行支援技術と
は分野が異なる。

【0006】一方、車両の運転支援のための指令信号生
成と関連の深い「交通流モデル」、「交通流シミュレー
タ」、「車線変更方策」に関する従来技術とその問題点
については、本発明の発明者らが以前に出願した特願平
10−185292号の明細書を参照されたい。

【0007】

【発明が解決しようとする課題】上記特願平10−18
5292号の発明は、複数車線道路において周囲車両と
衝突することなく車線変更を行うための走行支援技術で
ある。ただし、特願平10−185292号に記載の技
術は、走行支援可能な運転動作に制限がある。従って、
走行支援を行うことができる運転動作の適用範囲を拡張
するためには、少なくとも以下の手段を設ける必要があ
る。 ・交差点通過時のための進入可否判定手段を設ける。 ・右左折のための動作生成手段を含める。 ・追い越しのための動作生成手段を含める。

【0008】以上の手段を新たに設けることにより、自
動車が交差点や複数車線を有する道路上で周囲車両など
と衝突することなく安全に走行できるように、運転者も
しくは経路誘導機器による指令動作(直前車追従、規制
速度走行、赤信号での停止、車線変更を伴う追い越し、
右左折を含む交差点通過など)を、安全かつ円滑に実施
することのできる走行支援装置を実現することが可能と
なる。

【0009】本発明の課題は、自車の周囲の環境情報を
取得し、その取得情報を基に適切な運転動作指令信号を
生成することのできる走行支援装置及びその方法を提供
することである。

【0010】

【課題を解決するための手段】本発明の走行支援装置
は、自車の周囲の情報を取得するセンシング手段と、該
センシング手段によって得られた自車の周囲の情報を基
に、自車の希望運転動作の実行の可否を判断する運転動
作可否判断手段と、該運転動作可否判断手段の判断結果
に基づいて、切り替えパラメータの値を切り替えること
により、そう好環境に応じた適切な運転動作モデルを生
成する運転動作モデル生成手段と、前記生成された運転
モデルに応じた運転動作指令信号を生成する出力手段と
を備えることを特徴とする。

【0011】本発明の走行支援方法は、(a)自車の周
囲の情報を取得するステップと、(b)該ステップ
(a)によって得られた自車の周囲の情報を基に、自車
の希望運転動作の実行の可否を判断するステップと、
(c)該ステップ(b)の判断結果に基づいて、切り替
えパラメータの値を切り替えることにより、走行環境に
応じた適切な運転動作モデルを生成するステップと、
(d)前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令
信号を生成するステップとを備えることを特徴とする。

【0012】本発明によれば、各走行環境毎に、それぞ
れ適切な運転動作を記述する運転動作モデルを用意し、
これらの運転動作モデルを切り替えパラメータと組み合
わせるようにすることによって、該切り替えパラメータ
の値を所定の値に設定するだけで、所望の運転動作を記
述するモデルを得ることができる。従って、希望運転動
作をする場合に、自車の周囲の情報から切り替えパラメ
ータの値をどのように設定すべきかを判断するだけで、
所望の運転動作モデルを生成し、走行支援信号を生成す
ることができる。また、複数の運転動作モデルと切り替
えパラメータを組み合わせて1つのモデル式とすること
によって、1つのモデル式で必要な運転動作の全てを記
述することができる。

【0013】また、これらの運転動作モデルを使用する
ことにより、より現実に近い交通流シミュレーションを
行うことができる。例えば、上記複数の各運転モデル
は、それぞれ、直前車への追従、規制速度への速度調
整、交通信号への対応動作、交差点進入動作、車線変更
動作、追い越し動作、右折動作、及び左折動作を記述す
る。

【0014】

【発明の実施の形態】本発明においては、以下のような
機能を提供する。 1)走行中の車線前方の車両/障害物との距離及び相対
速度を観測し、これに応じて、走行中の車線前方に対す
る安全性を確保するための速度を算出し、前方の車両/
障害物の移動速度に追従走行のための指令信号を生成す
る。 2)交差点通過を行う場合、走行中の車線前方の車両/
障害物との距離及び相対速度を観測し、その観測結果か
ら交差点への進入の可否を評価し、必要に応じて車両停
止のための指令信号を生成する。 3)交差点における信号や標識を監視し、その監視結果
を基に必要に応じて車両停止のための指令信号を生成す
る。 4)片側複数車線道路において、運転者または地図案内
システムからの指示に応じ、隣接する車線上の前後の車
両との進行方向距離及び相対速度を基に、追い越し運転
をする際に必要とされる安全な間隙を検出し、追い越し
のための指令信号を生成する。 5)片側複数車線道路において、運転者または地図案内
システムからの指示に応じて、隣接する車線の前後車両
との進行方向距離及び相対速度を基に安全な間隙を検出
し、その検出結果を基に追い越しのための指令信号を生
成する。 6)交差点通過時に右左折を伴う場合、交差点までの距
離と直前車の速度を基に、右左折に適した車速へ調整す
るための指令信号を生成する。 7)交差点通過時に右左折を伴う場合、交差点における
横断歩道上の人や自転車を監視し、その監視結果を基に
必要に応じて停止のための指令信号を生成する。 8)交差点通過時に右折(または左折)を伴う場合、対
向車線の車両との進行方向距離及び相対速度を基に交差
点通過の可否を判断し、必要に応じて車両停止のための
指令信号を生成する。

【0015】以上の機能を備える走行支援装置を構成す
るにあたり、本発明の実施形態では、以下に示す縦方向
動作モデルと横方向動作モデルを提案する。本発明の一
実施形態としての走行支援装置を構成する基本モデルを
以下に説明する。

【0016】以下は基本モデルである車両走行モデルで
扱われる記号とその意味である。 x(t):自車の進行方向位置 y(t):自車の横方向位置 a:通常の加速度 α:通常の減速度(0.3G程度) T:車頭時間(1.8〜2.4sec) l:停止時車間距離 tc :車線変更に要する時間 Nm :追従と規制速度走行との干渉パラメータ(0.7
〜1.0) Xcr:交差点位置、Xcr+ε−x<ε/2の時点で次の
交差点位置にリセットする Xin(t):右折時において、対向車をやり過ごすとき
の自車の交差点内での位置 ε〜0:微少な正定数 x-1(t):自車線前方車(または障害物)の進行方向
位置 x-s(t):移動予定レーン(車線)における直前車の
進行方向位置 xs (t):移動予定レーンにおける直後車の進行方向
位置 xonc (t):対向車の進行方向位置 外1 :対向車の進行方向速度

【0017】

【外1】

【0018】Vc :進行中の道路の規制速度 Vturn:右左折時の走行速度(15〜20km/h) Vover:車線変更時の速い流れへの合流時の規制速度に
対する超過速度 Vslow:徐行速度(10km/h程度) Lx :交差点内での直進方向の移動距離 L:自車長 L-1:自車線直前車の長さ L-S:移動予定レーンにおける直前車の長さ 以上の記号を用いて、基本モデルとして以下の式(1)
で表されるモデルを考える。なお、自車と他車の位置と
その車長を表すパラメータは図1に示すように定義され
ているものとする。

【0019】

【数1】

【0020】右辺第1項は、車両に一定の加速度を与え
るものである。この加速度が右辺の第2項以下の効果に
より小さくなったり、大きくなったりするものである。
右辺第2項は、直進時の直前車への追従環境力項であ
る。すなわち、直前車の速度が自車の速度より大きいと
き、及び、直前車と自車の車間距離が大きくなっている
ときには、小さくなり、第1項の加速度を小さくする効
果が小さくなる。

【0021】右辺第3項は、直進時の速度規制環境力項
(追従動作からの干渉を含む)である。すなわち、この
項は、自車の速度を一定の速度(法定速度など)に近づ
ける効果を有し、ここでは、Vc がその一定の速度であ
る。また、括弧の中には、N m を含む項が設けられてお
り、直前車と自車との車間距離によって速度を調整する
働きをする。

【0022】右辺第4項は、交差点に入る際に直進時に
右折待ち対向車から受ける速度抑制環境力項である。す
なわち、交差点に入る際に、右折待ちの対向車が右折を
実施する可能性を考慮して、自車と右折待ち中の対向車
との距離及び自車速度を用いる判断基準により必要に応
じて速度を徐々に落とし、対向車が右折を実行した際に
停止できるまで自車の速度を小さくしておくものであ
る。

【0023】右辺第5項は、交差点に入る際に直進時に
対応右折車から受ける交差点進入抑止環境力項である。
すなわち、交差点に入る際に、実際に右折する対向車が
ある場合に、急制動をかけ停止または衝突回避できるよ
うにするための項である。

【0024】右辺第6項は、信号環境力項である。すな
わち、信号が「赤」の場合、交差点の手前で自車が停止
するための項である。右辺第7項は、直前車による交差
点進入抑止環境力項である。すなわち、直前車が、交差
点内に入っており、自車が交差点内に入る余地がない場
合、すなわち、交差点の信号が青から赤に変わった後も
自車が交差点内にとどまる恐れがある場合などに自車を
徐行あるいは停止させるための項である。

【0025】右辺第8項は、車線変更時の移動先車線の
直前車への追従環境力項である。すなわち、車線変更動
作開始後、車線変更先の車線の直前車に自車が追従走行
するための項である。

【0026】右辺第9項は、車線変更時の速度規制環境
力項である。すなわち、車線変更動作開始後、法定速度
などに自車の速度を合わせようとする項である。右辺第
10項は、右左折時の安全速度への規制環境力項であ
る。すなわち、右左折を行う場合に、右左折を安全に行
うための右左折時の走行速度に自車の速度を一致させよ
うとするものである。

【0027】右辺第11項は、車両左側通行体系におけ
る右折時の対向車による交差点進入抑止環境力項であ
る。すなわち、右左折を行っている時に、対向車が接近
してくる場合などには衝突の危険を回避する必要があ
る。このような場合のために、速度を落とし、あるい
は、待機すべき位置に停止するように自車を制御するた
めの項がこの項である。

【0028】右辺第12項は、右左折時の横断歩道上の
歩行者/障害物による抑止環境力項である。すなわち、
第11項と同様に、右左折を行っている場合に、前方の
障害物(もしくは、歩行者など)との衝突を避けるた
め、自車の停止動作を行うための項である。

【0029】なお、式(1)で、添え字付きのSWで表
される各パラメータは、切り替えパラメータであり、周
囲の状況から、どの項を有効にして動作を決定すべきか
を切り替えるものである。これらの切り替えパラメータ
の機能の詳細については後述する。

【0030】なお、式(1)のモデルにおいて、各切り
替えパラメータによって有効とされる項が決定される
が、これらの切り替えパラメータによって切り分けられ
るモデル要素をそれぞれ別々に保持しておき、切り替え
パラメータの値がある条件を満たした場合に、切り分け
られた各モデル要素を適切に組み合わせて演算すること
により、運転動作指示信号を生成するようにしても良
い。

【0031】式(1)で表される基本モデルを実現する
場合に想定される、センサとその測定範囲は、例えば、
図2に示されるようにする。図2の(1)で示される範
囲を測定するセンサは、自車速度、ならびに前方車両ま
たは障害物との距離の検出を行う。

【0032】図2の(2)〜(5)で示される範囲を測
定するセンサは、車線変更が指令されたとき、移動先の
候補となる「間隙」を形成する隣接車線の前後車両との
距離及び、該隣接車線の前後車両との相対速度を検出す
る。

【0033】検出範囲は、図2のセンサ(1)について
は例えば60mとし、センサ(2)〜(5)については
例えば車両の中心を基準として±30m(前方を+とし
ている)とする。

【0034】このようにセンサを設けることにより、前
方の交差点における信号の色を検出する。また、右側
(左側)通行システムにおいて左折(右折)が指令され
たときに、対向車両を検出する。また、更に、右側(左
側)通行システムにおいて左折(右折)が指令されたと
き、直近の対向直進車と交差点の距離を検出するために
前方交差点に配置されたセンサからのデータを受信す
る。

【0035】更に、左側通行システムにおいて右折支援
を記述するモデルを構築するにあたり導入した位置座標
の説明図を図3に示す。基準位置は、走行中、自車が交
差点に入る前の適当な位置に設定するものとする。

【0036】次にSWに添え字を付けて示されている切
り替えパラメータについて説明する。切り替えパラメー
タとしては、SWturn、SWd 、SWchange、S
sig 、SWcr、SWrd、SWwk、SWor、SWemがあ
る。1)SWturnは、右左折動作のための切り替えパラ
メータであり、以下のように定義する。

【0037】SWturn=1は、右左折動作が指令され、
実行中の場合を示す。SWturn=0は、右左折動作が指
令されていない場合、または指令解除の場合を示す2)
SWd は、右左折動作時の走行モード切り替えパラメー
タであり、以下のように定義する。

【0038】SWd =1は、右左折動作の指令後、指定
されたVturnへ速度調整を行う運転モードを示す。SW
d =0は、右左折動作の指令後、速度調整しない運転モ
ードを示す。 (1) 外2 <Vturnの場合:SWd=0

【0039】

【外2】

【0040】(2) 外3 ≧Vturnの場合:

【0041】

【外3】

【0042】

【数2】

【0043】ここで、上記(2)の場合の、SWd
“1”となる場合と、“0”となる場合の判断式は、現
在の自車の交差点までの距離が、自車がVturnまで速度
を減速する間に走行してしまう距離よりも大きいか否か
を判断するものとなっている。すなわち、交差点までの
距離の方が大きい場合には、SWd =0とし速度調整は
行わず、それ以外の場合にはSWd =1として減速を行
う。 3)SWchangeは、車線変更動作のための切り替えパラ
メータであり、以下のように定義する。

【0044】SWchange=1は、車線変更動作が許可さ
れ、それを実行中の場合を示す。SWchange=0は、車
線変更動作が許可されていない場合、または車線変更動
作を実行終了した場合を示す。

【0045】車線変更の動作指令の時ではなく、車線変
更する際の安全性確認後にSWchan ge=1と切り替えら
れる。 4)信号環境力項におけるSWsig は、信号パラメータ
であり、以下のように定義する。

【0046】SWsig =1は、赤信号の場合(一時停止
の場合も含む)を示す。SWsig =0は、青信号の場合
(優先道路通行時や信号が存在しない場合も含む)を示
す。

【0047】信号環境力項は、赤信号時に停止信号を発
生させる。 5)前方車による交差点進入抑止環境力項におけるSW
crは、以下のように定義する。

【0048】SWcr=1は、直進中、交差点接近時に停
止準備を行う運転モードを示す。SWcr=0は、直進
中、交差点接近時に停止準備を行わない運転モードを示
す。 (1)直前車が交差点領域内に存在しない場合、すなわ
ち、x-1−L-1<Xcr(直前車が交差点の手前にい
る)、または、x-1−L-1>X cr+Lx +L+l(直前
車が交差点を通過済みである)の場合:SWcr=0な
お、ここで、Lx は、交差点に設けられる情報発信装置
から得られるものとする。以下の説明においても同様で
ある。 (2)直前車が交差点領域内に存在する場合、すなわ
ち、Xcr<x-1−L-1<X cr+Lx +L+lの場合: 外4 <Vslow ならば、SWcr=1

【0049】

【外4】

【0050】外5 ≧Vslow ならば、SWcr=0

【0051】

【外5】

【0052】SWcrを上記のように定めることにより、
直前車による交差点進入抑止環境力項は、自車が交差点
通過後に進入する空間が確保できない場合には、交差点
手前で停止させるための停止信号を発生させる。6)対
向車による交差点進入抑止環境力項におけるSWrdは、
以下のように定義する。

【0053】SWrd=1は、自車が右折動作中、交差点
接近時に減速、または停止準備を行う運転モードを示
す。SWrd=0は、自車が右折動作中、交差点接近時に
減速、または停止準備を行わない運転モードを示す。

【0054】SWrdは、自車が右折当事者かどうかの評
価の他に、対向直進車が交差点に到達するために要する
時間:

【0055】

【数3】

【0056】(対向車が交差点通過後であれば、tonc
は負の値となる)、及び、自車が交差点内右折開始位置
inに到達するために要する時間:

【0057】

【数4】

【0058】を用いた安全性評価により、以下のように
して決定される。 (1)自車が右折当事者でない場合、すなわち、x-1
-1<Xcrの場合:SW rd=0 (2)自車が右折当事者の場合、すなわち、x-1−L-1
>Xcrの場合:0<tonc −tp <ns Tならば、SW
rd=1とする。

【0059】tonc −tp ≦0、またはtonc −tp
s Tならば、SWrd=0とする。ただし、ns は交差
点の規模に依存して決定される定数とし、例えば、ns
=Lx /Vturnにより決めても良い。

【0060】SWrdを上記のように定めることにより、
対向車による交差点進入抑止環境力項は、自車の右折時
に対向車との衝突回避のための停止信号を発生させる。
7)横断歩道上の歩行者/自転車(または障害物)によ
る進入抑止環境力項におけるSWwkは、以下のように定
義する。

【0061】SWwk=1は、横断歩道上に歩行者/自転
車が存在する場合を示す。SWwk=0は、横断歩道上に
歩行者/自転車が存在しない場合を示す。SWwkは以下
の方針により決定する。 ・右左折が指令されない場合(SWturn=0の場合)は
SWwk=0のままとする。 ・交差点に設置されたセンサからの情報または車載セン
サ出力を利用可能とする。 (1)右左折が指令され、かつ 外6 ≧Vturnの場
合、

【0062】

【外6】

【0063】センサ情報を基にSWwkを更新する。 (2)右左折が指令され、かつ 外7 <Vturnの場
合、

【0064】

【外7】

【0065】x≧Xcrとなるまで、すなわち、自車が交
差点内に進入するまでセンサ情報のチェックは保留し、
SWwk=0のままとする。SWwkを上記のように定める
ことにより、歩行者/自転車による横断歩道環境力項
は、歩行者/自転車との衝突回避のための停止信号を発
生させる。 8)直進時の右折待ち対向車による速度抑制環境力項に
おけるSWorは、以下のように定義する。

【0066】SWor=1は、右折待ちの対向車を警戒す
る場合を示す。SWor=0は、右折待ちの対向車が警戒
しない場合を示す。・直進時の右折待ち対向車に対する
警戒は以下の手続きにより行う。 (1)現在地点から交差点までの間に先行車がある場合
(x-1−L-1≦Xor):SWor=0 (2)現在地点から交差点までの間に先行車が無く(x
-1−L-1>Xcr)、かつ右折待ちの対向車が無い場合:
SWor=0 (3)交差点までの間に先行車が無く(x-1−L-1>X
cr)、かつ右折待ちの対向車がある場合:

【0067】

【数5】

【0068】上記不等式の右辺のパラメータにより、右
折待ち対向車に対する警戒モードへの切り替えを行う。
警戒モードでは規制速度への調整がなされる。なお、上
記不等式の右辺のパラメータ“2T”はT〜3Tの間で
適切に設定されるべきものであり、対向車がより安全を
求めると予測できるなら、3T位の値にし、対向車がよ
り迅速な右折を行うと予測できるならTに近い値に設定
するようにしても良い。 9)直進時の対向右折車による進入抑止環境力項におけ
るSWemは、以下のように定義する。

【0069】SWem=1は、交差点内の対向右折車の存
在により減速を要する場合を示す。SWem=0は、交差
点内に対向右折車が存在せず、減速を要しない場合を示
す。

【0070】SWemを上記のように定めることにより、
対向右折車の交差点進入に対する自車の停止のための交
差点進入抑止環境力を発生させる。上記式(1)は前方
車がない場合、x-1→∞として簡略化される。例えば、
前方車/信号がない環境での直進走行の場合、式(1)
は、

【0071】

【数6】

【0072】となる。上記は、自車の縦方向の走行を記
述する基本モデルであった。以下に横方向の運動の基本
モデルを説明する。

【0073】横方向運動基本モデル:快適性の観点か
ら、jerk(加加速度)を最小化を実現する5次スプライ
ン関数により次のように設定する。

【0074】

【数7】

【0075】この運動モデルは次の境界条件を満たす。

【0076】

【数8】

【0077】ただし、ly は自車が車線変更時に横方向
に移動すべき距離であり、tc は該車線変更に要する時
間である(パラメータtc は車線変更の迅速さを規定し
ている)以下では、式(1)で表される基本モデルに基
づいてどのように運転動作を決定するかについて説明す
る。 I.走行支援のための指令信号生成方法 1.標準モード ・交差点通過を伴う直進運動を記述する走行モードを、
デフォルト走行モードとする ・交差点の有無をチェックし、無の場合には手続きを簡
略化する ・交差点進入可能性は、通過後に安全な間隙の有無で評
価する(結果はSWcrの値に反映させる) 図4は、本発明の一実施形態における標準モード走行の
ための処理の流れを示すフローチャートである。

【0078】まず、ステップ0で、基本モデル(上記式
(1)で示されるモデル)における切り替えパラメータ
のデフォルト値を以下のように設定する。 SWchange=0、SWturn=0、SWd =0、SWrd
0、SWsig =0、SWcr=0、SWwk=0、SWor
0、SWem=0 次に、ステップ1で、走行車線前方の車両/障害物との
距離・相対速度についての観測データを基に、自車速度
を指令し、前方の交差点の有無をチェックする。 ・交差点有の場合:ステップ2以下のステップの手続き
を実行する。 ・交差点無の場合:このステップ1を繰り返す。

【0079】ステップ2で、パラメータSWsig を信号
の監視結果により決める。 SWsig =1 赤信号の場合(一時停止の場合も含
む) SWsig =0 青信号の場合(優先道路通行時や信号
が存在しない場合も含む) 信号が検出されない場合、SWsig =0とし、次に信号
が検出されるまで、信号の監視の頻度を最小限に落と
す。

【0080】ステップ3で、パラメータSWcrを交差点
位置と直前車の位置/速度の監視結果により決める (1)直前車が交差点領域内に存在しない場合、すなわ
ち、 x-1−L-1<Xcr、または、x-1−L-1>Xcr+Lx
L+lの場合:SWcr=0 (2)直前車が交差点領域内に存在する場合、 すなわち、Xcr<x-1−L-1<Xcr+Lx +L+lの場
合: 外8 <Vslow ならばSWcr=1

【0081】

【外8】

【0082】外9 ≧Vslow ならば、SWcr=0

【0083】

【外9】

【0084】ただし、 外10 は実際には距離センサ
の出力および自車の速度計出力によ

【0085】

【外10】

【0086】り

【0087】

【数9】

【0088】として求める。ステップ4では、SWor
更新により、右折待ち対向車に対する警戒モードの切り
替えを行う。 (1)現在地点から交差点までの間に先行車がある場合
(x-1−L-1≦Xcr):SWor=0 (2)現在地点から交差点までの間に先行車が無く(x
-1−L-1>Xcr)、右折待ちの対向車が無い場合:SW
or=0 (3)現在地点から交差点までの間に先行車が無く(x
-1−L-1>Xcr)、右折待ちの対向車がある場合:

【0089】

【数10】

【0090】ここで、上記2つの不等号の右辺のTに掛
かる係数「2」は、この数値に限定されるものではな
く、本実施形態を使用する当業者によって適宜設定され
るべきものである。

【0091】ステップ5で、SWemの更新により、対向
右折車に対する警戒モードの切り替えを行う。 (1)交差点内に対向右折車がある場合:SWem=1 (2)交差点内に対向右折車が無い場合:SWem=0 ステップ6で、自車が交差点通過したかどうかをチェッ
クする ・通過済み:ステップ1に戻る ・通過未了:ステップ2に戻る。

【0092】以上のような処理フローで各切り替えパラ
メータの値を決定し、これを式(1)に代入することに
よって自車の運転動作を決定する。 2.車線変更 ・目標車線の車両との距離/相対速度に応じ、行動計画
をたてる。 ・車線変更後の安全性を保証する。

【0093】図5は、本発明の一実施形態における車線
変更を行う場合の処理の流れを示す図である。車線変更
指令とは、運転者または地図情報システムによって車線
を変更すべき旨を指示する指令である。

【0094】まず、ステップ11において、標準モード
による走行を行っている。このとき、切り替えパラメー
タをSWchange=0、SWturn=0、SWd =0、SW
rd=0、SWwk=0と設定し、走行車線前方の車両/障
害物との距離・相対速度の観測データにより、S
sig 、SWcrを更新しながら、標準モードの走行を行
う。

【0095】ステップ12において、車線変更が指示さ
れた場合に、状況に応じた動作の選択を行う。移動先車
線の直前車との相対速度: 外11 及び

【0096】

【外11】

【0097】移動先車線の直後車との相対速度: 外1
2 により運転行動を選択する。

【0098】

【外12】

【0099】(i)vfs≧0、vbs≧0の場合:ステッ
プ13Aへ(移動先空間の評価へ) (ii)vfs≧0、vfs<0の場合:ステップ13Bへ
(速い流れへの合流へ) (iii)vfs<0、vbs≧0の場合:ステップ13C
へ(遅い流れへの合流へ) (iv)vfs<0、vbs<0の場合:ステップ13Dへ
(障害物回避または渋滞での車線変更) ステップ13A:(移動先空間の評価) 車線を変更するために十分な空間が前後にあるかを以下
の式(3)、(4)に基づいて評価する。

【0100】

【数11】

【0101】・Csafety>1は、安全係数であって、ど
のくらいの空間があれば、安全とみなすかを示すパラメ
ータである。この値は、本実施形態を利用する当業者に
よって適宜設定されるべきものである。 (1)式(3)、(4)の両方ともにYesの場合は、
車線変更を実施する。

【0102】(a)式(1)においてSWchange=1と
切り替えパラメータを変更し、横方向動作を上記式
(2)で与える。 (b)横方向の移動が完了後、x-1←x-sと置き換え、
SWchange=0に戻す(車線変更終結により新しい「標
準モード走行」へ移行) (2)式(3)、(4)の内、いづれかがNoの場合、
ステップ11に戻る(再試行)。

【0103】ステップ13B:(速い流れへの合流) 車線変更時に前後車と衝突せず、かつ後方車に追突され
ないかを評価する。

【0104】

【数12】

【0105】・Csafety>1:安全係数(上述したもの
と同じ意味を有する) ・−vbsc :車線変更する間に移動車線の後方車に詰
められる車間距離 ・−vfs(2vbs+vfs)/2a:自車が移動車線の前
方車速 外13 まで加

【0106】

【外13】

【0107】速する間、移動車線の後方車に詰められる
車間距離 ・ 外14 :移動車線の後方車からの基準距離

【0108】

【外14】

【0109】(1)式(5)、(6)の両方ともにYe
sの場合:車線変更を実施する。 (a)式(1)においてSWchange=1と変更し、横方
向動作を式(2)で与える (b)横方向の移動が完了後、x-1←x-sと置き換え、
SWchange=0に戻す(車線変更終結により新しい「標
準モード」へ移行)。 (2)式(5)、(6)のいづれかがNoの場合:ステ
ップ11に戻る(再試行)。

【0110】ステップ13C:(遅い流れへの合流) 車線変更後、後方車と衝突せず、前方車に追突しないか
をチェックする。

【0111】

【数13】

【0112】・−vfsc :車線変更する間に移動車線
の前方車に近づく車間距離 ・v2 fs/2α:自車が前方車速 外15 へ減速する
までの間に該前方車に近づく距離

【0113】

【外15】

【0114】・ 外16 :車線変更後の基準距離

【0115】

【外16】

【0116】・Csafety>1:安全係数(前述のものと
同じ) (1)式(7)、(8)の両方ともにYesの場合:車
線変更を実施する。 (a)式(1)においてSWchange=1と変更し、横方
向動作を式(2)で与える。

【0117】(b)横方向の移動が完了後、x-1←x-s
と置き換え、SWchange=0に戻す。 (車線変更終結により新しい「標準モード走行」へ移
行) (2)式(7)、(8)のいづれかがNoの場合:ステ
ップ11に戻る(再試行)。

【0118】ステップ13D:(障害物回避または渋滞
による車線変更) 車線変更後、前方車に追突するおそれはないかをチェッ
クする。

【0119】

【数14】

【0120】・−vfsc :車線変更する間に移動車線
の前方車に近づく車間距離 ・v2 fs/2α:自車が前方車速 外17 へ減速する
までの間に前方車に近づ

【0121】

【外17】

【0122】く距離 ・ 外18 :車線変更後の基準距離(車頭時間及び停
止時車頭距離は本来後方

【0123】

【外18】

【0124】車のものを用いるべきであるが、ここでは
自車のものを代用している) (1)式(9)がYesの場合:ステップ14Dへ (2)式(9)がNoの場合:ステップ11に戻る(再
試行) ステップ4D:(障害物回避または渋滞による車線変
更) 車線変更後、後方車に減速の余裕を与えることができる
かをチェックする。

【0125】

【数15】

【0126】・−vbsc :車線変更する間に移動車線
の後方車が近づく距離 ・ 外19 :該後方車からの基準距離

【0127】

【外19】

【0128】(1)式(10)がYesの場合:車線変
更を実施する。 (a)式(1)においてSWchange=1と変更し、横方
向動作を式(2)で与える。

【0129】(b)横方向の移動が完了後、x-1←x-s
と置き換え、SWchange=0に戻す(車線変更終結によ
り新しい「標準モード走行」へ移行)。 (2)Noの場合:ステップ11に戻る(再試行)。

【0130】なお、上記において、基準距離とは、自動
車が走行するときに保っている車間距離のことである。
すなわち、走行中は、運転者に固有の車頭時間Tが速度
によらず一定であることから、走行中の車間距離を車頭
時間と車両の速度との積で与えている。更に、これだけ
では、速度が「0」になってしまったときは、車間距離
が「0」を示してしまうために、停車中の車間距離lを
加えて、これを走行中に維持すべき車間距離(基準距
離)としている。 3.右折 ・「歩く速さ」による右左折が安全であることから、歩
くような速さVturn(15〜20km/h)で右折を実
行する ・安全性と実施可能性は、対向車の衝突回避及び、移動
先空間の確保により保証する。 ・道路形状を観測し、これに基づく回転変換を施すこと
により、右折動作を生成する。

【0131】準備手続き: 1)適切なレーンへの移動(車線が複数ある場合のみ) 2)右折レーンへの進路変更(右折レーンがある場合の
み)車線変更アルゴリズムに準じ、横方向動作を横方向
モデル式(2)により生成する。 右折指令:運転者あるいは、位置特定システムからの経
路指示により生成する。 (「標準モード」走行から「右左折モード」走行へ)図
6は、本発明の一実施形態における右折動作を行うため
の処理の流れを示すフローチャートである。

【0132】ステップ21で、「右左折モード」走行へ
運転動作を切り替える。すなわち、切り替えパラメータ
をSWchange=0、SWturn=1と設定する。走行車線
前方の車両/障害物との距離・相対速度の観測データに
より、SWsi g 、SWcrを更新しながら、以下のステッ
プでSWd 、SWrd、SWwkを更新する。

【0133】ステップ22で、交差点に接近時の速度調
整を行う。交差点までの距離Xcr−xと 外20 の観
測値を用い、切り替えパラメータ

【0134】

【外20】

【0135】SWd を次のように更新する。 (i) 外21 の場合:SWd =0

【0136】

【外21】

【0137】(ii) 外22 の場合:

【0138】

【外22】

【0139】

【数16】

【0140】ステップ23で、対向車との衝突回避行動
を行う必要があるか無いかを判断し、行う必要がある場
合には、衝突回避行動を行う。対向直進車が交差点に到
達するために要する時間:

【0141】

【数17】

【0142】(対向車が交差点通過後であれば、tonc
は負の値となる)、及び、自車が交差点内右折開始位置
に到達するために要する時間:tp =(Xin−x)/V
turnを用いた安全評価により、SWrdを次のように更新
する。 (1)自車が右折当事者でない場合(直前車が、自車と
交差点の間にいる場合)、すなわち、x-1−L-1<Xcr
の場合:SWrd=0 (2)自車が右折当事者の場合(直前車が、自車と交差
点の間にいない場合)、すなわち、x-1−L-1>Xcr
場合: 0<tonc −tp <ns Tならば、SWrd=1 tonc −tp ≦0、またはtonc −tp ≧ns Tなら
ば、SWrd=0 ただし、ns は交差点の規模に依存して決定される定数
とし、ここではns =Lx /Vturnとする。

【0143】ステップ24では、横断歩道上の歩行者/
自転車との衝突回避を行う。 (1) 外23 かつx<Xcrの場合はSWwk=0と
し、ステップ25へスキッ

【0144】

【外23】

【0145】プする。 (2) 外24 またはx>Xcrの場合、センサ情報に
基づきSWwkを更新する

【0146】

【外24】

【0147】。 SWwk=1: 横断歩道上の歩行者/自転車が存在する
場合 SWwk=0: 横断歩道上の歩行者/自転車が存在しな
い場合 ステップ25では、右折が完了したかどうかの判定、す
なわち、x>Xcr+L x の成否を評価する。 (1)Yesの場合(右折が完了した場合):SWturn
=0と設定し、標準モード走行に復帰する。

【0148】(右折終了時に、SWd =0、SWwk
0、SWrd=0とリセットする) (2)Noの場合(右折が完了していない場合):ステ
ップ21へ戻る。 4.左折 ・左折運動は、右折の場合と同様に「歩くような速さ」
turnで実行する ・左側通行システムの場合、右折に比べ、「対向車との
衝突回避」を考慮する必要がないので、問題は単純とな
る。

【0149】準備手続き: 1.適切なレーンへの移動(車線が複数ある場合のみ) 2.左折レーンへの進路変更(左折レーンがある場合の
み) 車線変更アルゴリズムに準じ、横方向動作を横方向モデ
ル式(2)により生成する。 左折指令:運転車あるいは、位置特定システムからの経
路情報に従った指令を使用する(「標準モード」走行か
ら「右左折モード」走行へ)。

【0150】図7は、本発明の一実施形態における左折
の場合の運転動作を決定する処理の流れを示すフローチ
ャートである。ステップ31で、右左折モード走行に入
る。

【0151】切り替えパラメータをSWchange=0、S
turn=1、SWrd=0と設定する。また、走行車線前
方の車両/障害物との距離・相対速度の観測データによ
り、SWsig 、SWcrを更新しながら、以下のステップ
でSWd 、SWwkを更新する。

【0152】ステップ32で、交差点に接近時の速度調
整を行う。交差点までの距離Xcr−xと 外25 の観
測値を用い、切り替えパラメータ

【0153】

【外25】

【0154】SWd を次のように更新する。 (1) 外26 の場合:SWd =0

【0155】

【外26】

【0156】(2) 外27 の場合:

【0157】

【外27】

【0158】

【数18】

【0159】ステップ33:横断歩道上の歩行者/自転
車との衝突回避 (i) 外28 かつx<Xcrの場合はSWwk=0と
し、ステップ34へスキッ

【0160】

【外28】

【0161】プする。 (ii) 外29 またはx>Xcrの場合、センサ情報
に基づきSWwkを更新す

【0162】

【外29】

【0163】る。 SWwk=1: 横断歩道上に歩行者/自転車が存在す
る場合 SWwk=0: 横断歩道上に歩行者/自転車が存在し
ない場合 ステップ34では、左折が完了したかどうかの判定、す
なわち、x>Xcr+L x の成否を評価する。 (1)Yesの場合(左折が完了した場合):SWturn
=0と設定し、標準モード走行に復帰する。

【0164】(左折終了時に、SWd =0、SWwk
0、SWrd=0とリセットする) (2)Noの場合(左折が完了していない場合):ステ
ップ1へ戻る。 5.追い越し ・複数車線道路の場合のみ実行される。 ・追い越しの前半部は、隣接する流れの速い車線への移
動。 ・追い越しの後半部は、元の流れの遅い車線への復帰。

【0165】追い越しの場合、「車線変更アルゴリズ
ム」を部分的に適用する。 追い越し指令:運転者による指令に基づいて行う。 図8は、本発明の一実施形態における追い越し運転動作
を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。

【0166】まず、ステップ40において、最初車両は
標準モードによる走行を行っている。切り替えパラメー
タをSWchange=0、SWturn=0、SWd =0、SW
rd=0、SWwk=0と設定し、走行車線前方の車両/障
害物との距離・相対速度の観測データにより、S
sig 、SWcrを更新しながら走行する。

【0167】ステップ41において、状況に応じた動作
の選択(追い越しのための車線変更機会の分析)を行
う。 移動先車線の直前車との相対速度: 外30 及び

【0168】

【外30】

【0169】移動先車線の直後車との相対速度: 外3
1 により運転行動を選択する。

【0170】

【外31】

【0171】(i)vfs≧0、vbs≧0の場合:ステッ
プ42Aへ(移動先空間のチェックへ) (ii)vfs≧0、vbs<0の場合:ステップ42Bへ
(速い流れへの合流へ) (iii)vfs<0の場合:ステップ41に戻り、再試
行する。

【0172】ステップ42A:(移動先空間のチェッ
ク) 車線変更するために十分な空間が前後にあるかを評価す
る。

【0173】

【数19】

【0174】・Csafety>1:安全係数 ・−vbsc :車線変更する間に後方車に詰められる車
間距離 ・−vfs(2vbs+vfs)/2a:自車が前方車速 外
32 まで加速する間、

【0175】

【外32】

【0176】後方車に詰められる車間距離 ・ 外33 :後方車からの基準距離

【0177】

【外33】

【0178】(1)式(11)、(12)の両方ともに
Yesの場合:車線変更を実施する。 (a)式(1)においてSWchange=1と変更し、横方
向動作を式(2)で与える。

【0179】(b)横方向の移動が完了後、x-1←x-s
と置き換え、SWchange=0に戻す(標準モード走行へ
移行)。 (c)ステップ43へ進む。(2)式(11)、(1
2)のいづれかがNoの場合:ステップ41に戻る(再
試行) ステップ42B:(速い流れへの合流) 車線変更時に前後車と衝突せず、かつ後方車に追突され
ないかを評価する。

【0180】

【数20】

【0181】・Csafety>1:安全係数 ・−vbsc :車線変更する間に後方車に詰められる車
間距離 ・−vfs(2vbs+vfs)/2a:自車が前方車速 外
34 まで加速する間、

【0182】

【外34】

【0183】後方車に詰められる車間距離 ・ 外35 :後方車からの基準距離(車頭時間及び停
止車頭距離は本来後方車

【0184】

【外35】

【0185】のものを用いるべきであるが、ここでは、
自車のものを代用している) (1)式(13)、(14)の両方ともYesの場合:
車線変更を実施する。 (a)式(1)においてSWchange=1と変更し、横方
向動作を式(2)で与える。

【0186】(b)横方向の移動が完了後、x-1←x-s
と置き換え、SWchange=0に戻す(標準モード走行へ
移行)。 (c)ステップ43に進む。(2)式(13)、(1
4)のいずれかがNoの場合:ステップ41に戻る(再
試行)。

【0187】ステップ43では、x-sが別の車両にリセ
ットされたかどうかを評価する (1)Yesの場合:標準モード走行(SWsig 、SW
crの更新を伴う)を維持し、ステップ44へ進む。 (2)Noの場合:標準モード走行(SWsig 、SWcr
の更新を伴う)を維持し、本ステップを再試行する。

【0188】ステップ44:(元の車線への復帰機会の
分析) 復帰先車線の直前車との相対速度: 外36 及び、

【0189】

【外36】

【0190】復帰先車線の直後車との相対速度: 外3
7 により運転行動を選択する。

【0191】

【外37】

【0192】ただし、vbs<0となる状況はステップ4
1で除外されているので考慮しない。 (i)vfs≧0、vbs≧0の場合:ステップ45Aへ
(移動先空間のチェックへ) (ii)vfs<0、vbs≧0の場合:ステップ45Bへ
(遅い流れへの合流へ)ステップ45A:(移動先空間
のチェック) 車線変更するために十分な空間が前後にあるかを評価す
る。

【0193】

【数21】

【0194】・Csafety>1:安全係数 (1)式(15)、(16)の両方ともにYesの場
合:車線変更を実施する。 (a)式(1)においてSWchange=1と変更し、横方
向動作を式(2)で与える。

【0195】(b)横方向の移動が完了後、x-1←x-s
と置き換え、SWchange=0に戻す。 (2)いづれかがNoの場合:ステップ45に戻る(再
試行) ステップ45B:(遅い流れへの合流) 車線変更後、後方車と衝突せず、前方車に追突しないか
をチェックする。

【0196】

【数22】

【0197】・−vfsc :車線変更する間に前方車に
近づく車間距離 ・v2 fs/2α:自車が前方車速 外38 へ減速する
までの間に前方車に近づ

【0198】

【外38】

【0199】く距離 ・ 外39 :車線変更後の基準距離

【0200】

【外39】

【0201】・Csafety>1:安全係数 (1)式(17)、(18)の両方ともにYesの場
合:車線変更を実施する。 (a)式(1)においてSWchange=1と変更し、横方
向動作を式(2)で与える。

【0202】(b)横方向の移動が完了後、x-1←x-s
と置き換え、SWchange=0に戻す(追い越し終了−標
準モード走行へ移行)。 (2)式(17)、(18)のいづれかがNoの場合:
ステップ44に戻る(再試行) II.右左折時の縦横運動パターン 右左折時の運動も式(1)で与えられる基本モデルによ
り与えることができる。図9は、右左折運動モデルの記
述における各記号を示す図である。すなわち、右左折時
に辿る軌道の接線方向運動を基本モデルによりあたえる
のであるが、このことは、縦横運動の速度成分モデルと
して以下のように表現できる。

【0203】

【数23】

【0204】ただし、x* (t)は右左折時の接線方向
軌道であり、これを基本モデル(1)により与える(実
際には、式(1)により速度パターン 外40 が得ら
れる

【0205】

【外40】

【0206】)。このような定式化は、右左折開始時ま
での縦方向運動パターンを、右左折の開始により、その
まま、接線方向運動パターンと設定し直すことに相当す
る。ここで、t0 :右左折行動開始時刻、tf :右左折
に要する時間、とすれば、右左折開始時には、式(1
9)、(20)に対し、x* (t0 )=x(t0 )、外
41 、という条件を、また、式(20)に対し、y
(t0)=0、 外42

【0207】

【外41】

【0208】、という条件を付与するとともに、右左折
終了時に、 外43 、というリセ

【0209】

【外42】

【0210】

【外43】

【0211】ットを行う。また、θ(t)は操舵角と
し、例えば、以下のように与えることができる。 ステアリング角度:右折時のハンドル操作パターンを以
下のように与える。

【0212】

【数24】

【0213】ただし、t0 :右折行動開始時刻、tf
右左折に要する時間、であり、pは正定数で、p≦tf
/2となるように設定する。また、θf は右左折実行時
に必要とされる回転角度であり、道路形状に応じて決定
される(90度の回転が必要な交差点の場合は、θf
π/2と設定される)。

【0214】式(21)は、ハンドル操作の開始時から
終了時まで連続性が保たれたパターンとなっており、し
かも、外ハンドル操作の中間部で、ステアリング角度に
比例する角速度 外44 が一定値

【0215】

【外44】

【0216】

【数25】

【0217】となるように設定されている。図10は、
右左折時の操舵角度θ(t)の軌道パターンを示した図
である。同図において、縦軸が操舵角度θ(t)であ
り、横軸が時刻tである。同図に示すように、時刻(t
0 +p)〜(t0 +tf −p)までのハンドル操作の中
間部で、θ(t)の時間的変化がほぼ一定になってい
る。 III.安全走行支援装置の構成例 図11は、本実施形態の安全走行支援装置を実現する構
成例を示すブロック図である。

【0218】本構成例では、安全走行支援装置は、入力
装置10、センシング装置11、走行支援信号生成部1
2、運動モデル格納部13、運転動作生成手段格納部1
4、及び出力装置15とで構成される。

【0219】入力装置10は、所望する行動(車線変
更、障害物回避、追い越し、右左折等)を指定するため
に用いられる。例えば、運転経路選択の自動化を想定せ
ず、必要に応じてユーザ自身が所望する行動を指定する
場合、入力装置10は方向指示レバー(ウィンカーのス
イッチ)と一体化が可能である。すなわち、方向指示器
を操作する際に接触する位置によって「進路を左右に移
動」するか、「右左折」するのかを指定できるようにす
ることで、方向指示レバーは入力装置10として機能さ
せることができる。一方、道路地図案内システム20と
の協調を想定する場合、入力装置10としては、前述の
方向指示レバーに加え、道路地図案内システム20の入
力部を利用することが可能である。ただし、道路地図案
内システム20のもつ機能としては、入力された条件
(出発地点、経由地点、目的地点)に対し地図データベ
ース22、及び位置標定部21が衛星から取得するGP
S受信データやDGPS受信データを基に適切な移動経
路を計画し、この計画を円滑に実行するために必要とな
る運転行動(車線変更、右左折など)を運転者30に視
覚情報、音声情報などの形で提示するようにする。運転
者30はこの提示情報を元に前述の方向指示レバー型入
力装置10を操作する。更に、道路地図案内システム2
0を、必要とされる運転行動の提示にとどまらず、走行
支援信号生成部12、センシング装置11を自動的に起
動する機能を備えるような構成とすることにより、道路
地図案内システム20そのものを入力装置10とするこ
とができる。この場合、道路地図案内システム20によ
る自動運転システムの構成が可能となる。この場合、運
転者30は、自らの指示により運転行動を決定するか、
地図案内システム20によって自動運転させるかを、ス
イッチ32を切り替えることによって、選択することが
可能である。道路地図案内システム20としては、今
日、製品化されているカーナビゲーションシステムと同
等の機能を有する装置でよい。

【0220】センシング装置11は複数のセンサにより
構成され、ユーザ車両周囲の状況分析に必要なデータを
収集する。本実施形態では、図2に示したように、少な
くとも、「自車線の前方対象物との相対位置、相対速
度」、「隣接車線の前方対象物との相対位置、相対速
度」、「隣接車線の後方対象物との相対位置、相対速
度」、「対向車線の車両との相対位置、相対速度」、
「交差点内横断歩道上の対象物の有無」の検出を目的と
する複数のセンサを車両の前後左右に配置し、これらの
センサから収集されたデータは、運転動作生成手段格納
部14に格納されている、運転動作生成手段(図4〜図
8で説明した各運転動作の選択を行うためのプログラム
など)における判断や、運転動作生成手段が運転動作モ
デル格納部13に格納された動作モデルを使用して走行
支援信号を指定するために利用される。また、センシン
グ装置11の測定結果は、データ格納部23に格納さ
れ、必要に応じて、過去の測定結果と現在の測定結果と
を比較して、走行支援信号の生成に役立てるようにして
も良い。更に、センシング装置11は、交差点から出力
される交差点に関する情報、例えば、交差点の大きさ
や、交差点の形状に関する情報、交差点に設置された信
号機の信号の色に関する情報などを受信できるように、
無線受信機の機能を備えるようにすることも可能であ
り、これらの受信情報はデータ格納部23に格納され、
必要に応じて走行支援信号生成部12に読み出される。

【0221】走行支援信号生成部12は、前述の入力装
置10により指定された所望する行動(障害物回避、分
合流、車線変更など)を実現するため、センシング装置
11により収集されたデータを用いて、走行支援信号を
生成する。このとき、運転動作生成手段格納部14に格
納されている運転動作生成手段(図4〜図8を用いて説
明した、標準、車線変更、右左折、追い越しの各運転動
作決定処理を実行する手段であり、例えば、プログラム
である)を起動し、運転動作モデルを用いて走行支援信
号を生成する。具体的には、入力装置10からの指定さ
れた行動に対応して運転動作生成手段格納部14から運
転動作生成手段を読み出し、これを実行する。運転動作
生成手段の実行時には、行動時の安全性確保を目的とし
た判断基準による評価を行うが、その際、センシング装
置11により収集されたデータを呼び出し、これを処理
する。そして、該判断基準による安全性評価を通じ、所
望する運転行動の実行が可能になった時点で、運転動作
生成手段により指定された走行支援信号を生成する。こ
のとき、走行支援信号の生成に必要な運転動作モデルを
運転動作モデル格納部13から読み出し、該運動動作モ
デルとセンシング装置11により収集されたデータを用
いて、運動動作生成手段を実行し、具体的な運転行動パ
ターンを生成する。そして、この運転行動パターンを走
行支援信号として出力する。走行支援信号生成部12
は、入力装置10から特に指示を受けていない場合には
運転動作モデル格納部13から縦方向動作モデルを読み
出し、これに基づく運転行動パターンを走行支援信号と
して出力する。

【0222】運転自動化が想定されていない場合、走行
支援信号生成部12は、運転動作生成手段の実行によ
り、安全性確保を目的とする判断基準による評価を実行
している間、出力装置15へ注意信号を送信する。すな
わち、安全確保の評価が決定していない間に、車両が危
険状態に陥らないように、現在の運転動作を維持する旨
などの制御を行う。また、前方障害物との距離が基準距
離を下回った際には出力装置15へ危険信号を送信す
る。

【0223】運転動作モデル格納部13には、本実施形
態において走行支援信号を生成するための基本運動行動
パターンとなる運転動作モデルが格納されている。すな
わち、縦方向動作モデル、及び横方向動作モデルが格納
されている。

【0224】運転動作生成手段格納部14には、前述の
標準モード動作生成、車線変更動作生成、右折動作生
成、左折動作生成、追い越し動作生成の各動作を生成す
るための運動動作生成手段が格納されている。これらの
動作生成手段は、例えば、プログラムである。

【0225】出力装置15では、走行支援信号生成部1
2から入力される走行支援信号を基に、運転者30に対
し、視覚、音声情報さらに力覚情報(振動など)の形で
該走行支援信号に対応する推奨動作を告知する。具体的
には、(1)運転の自動化を想定せず、道路地図案内シ
ステム20との協調も考慮しない場合、走行支援信号生
成部12により生成された走行支援信号は、運転者30
に対し「車線変更/右折/左折が可能」、「要減速」と
いうメッセージにより告知される。(2)運転を自動化
しないが、道路地図案内システム20との協調を想定す
る場合、運転者30には適宜「車線変更/右折/左折」
を推奨の上、「車線変更/右折/左折が可能」、「要減
速」のメッセージを告知する。(3)運転の自動化を想
定する場合、走行支援信号生成部12からの出力は出力
装置15を介して制御装置24に運転動作指令信号とし
て送られ、駆動部25(アクセル、ブレーキ、ステアリ
ング)に対する制御情報として入力される。制御装置2
4はこれを基に適切な制御信号を生成し、駆動部25
(アクセル、ブレーキ、ステアリング)を操作する。そ
の際、運転者30には、出力装置15により「車線変更
/右折/左折」実行中の提示がなされる。なお、自動運
転時には「危険信号」の告知はなされない。ただし、走
行支援信号により駆動部25が作動中であっても、これ
らの自動運転動作は運転者30からの運転介入により随
時、解除されるようにしておくことが望ましい。

【0226】図12は、少なくとも走行支援信号生成部
12、運転動作モデル格納部13、及び運転動作生成手
段格納部14を備えるシステムのハードウェア構成の一
例を示す図である。

【0227】CPU40は、バス41を介して、運転動
作モデル格納部13や運転動作生成手段格納部14に対
応する記憶装置44から、運転動作モデル(プログラ
ム)や運転動作生成手段(プログラム)をRAM43に
ロードし、RAM43にロードされたプログラムを実行
することによって、走行支援信号を生成する。また、走
行支援信号の生成に必要な道路環境を含む外界からの情
報を、I/Oインタフェース47を介してセンシング装
置11から受け取ると共に、同じくI/Oインタフェー
ス47を介して入力装置10から希望運転動作を指示す
る信号を受け取る。CPU40、ROM42、及びRA
M43からなる走行支援信号生成部12が読み込む運転
動作モデルや運転動作生成手段は、通常運転を始める前
に、記憶装置44からRAM43にロードされるが、こ
れらのプログラムをCD−ROMやフロッピーディス
ク、DVD、MOなどの可搬記録媒体に記録しておき、
運転者30が、運転動作を始める前に、記録媒体読み取
り装置45から該プログラムを読み込ませ、CPU40
に実行させるようにしても良い。あるいは、ROM42
に運転動作モデルと運転動作生成手段を書き込んでお
き、車両のエンジンの起動と共に、CPU40が実行可
能なようにすることも可能である。ただし、ROM42
に書き換えができないので、新しいプログラムを走行支
援に使用する場合には、やはり、記憶装置44あるいは
可搬記録媒体46に新しいプログラムを記録し、これを
読み込ませて実行させるようにしなければならない。な
お、ROM42の代わりに強誘電性メモリを用いるよう
にすれば、プログラムの変更が可能である。CPU40
の演算結果は、I/Oインタフェース47を介して、出
力装置15に出力される。

【0228】このように、走行支援信号生成に必要なプ
ログラムは、ROM42もしくは強誘電性メモリに記録
して、ファームウェアのように使用しても良いし、記憶
装置44や可搬記録媒体46に記録しておき、必要に応
じてRAM43にロードして使用するようにしても良
い。また、無線通信インタフェースを介して、インター
ネットや衛星通信を介して、ダウンロードすることも可
能である。

【0229】以上から明らかなように、走行支援信号を
生成する運転動作モデルと運転動作生成手段とは、プロ
グラムで実現可能でり、車両の運転動作を決定するの
で、これらを交通流のシミュレーションに使用すること
も可能である。すなわち、オブジェクト指向プログラミ
ングにより、個々の車両を表すオブジェクトの属性と行
動(メソッド)を本実施形態の運転動作モデルと運転動
作生成手段に基づいて記述することにより、コンピュー
タ上でより現実の交通流に近い交通流シミュレーション
を実現することができる。このための具体的なシミュレ
ーションのプログラミングに関しては、当業者によれば
容易に理解されるであろう。

【0230】

【発明の効果】本発明によれば、交差点での右左折や追
い越しなどの運転動作のための指令信号を自動生成でき
るので、一般道における多様な周囲の状況に応じた規範
運動行動パターンを生成し、安全走行支援のために必要
な情報を運転者に教示することが可能になる。また、他
の車載システム(例えば、カーナビゲーション・システ
ム)と一体化させることにより、運転者の目的に応じた
経路選択や車線選択を自動化し、これに応じた運転の自
動化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図1】基本モデルに使用される自車と他車の位置を表
すパラメータの定義を示す図である。

【図2】基本モデルを実現する場合に想定される、セン
サとその測定範囲の一例を示す図である。

【図3】左側通行システムにおいて右折支援を記述する
モデルを構築するにあたり用いた位置座標の説明図であ
る。

【図4】本発明の一実施形態における標準モード走行の
ための処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】本発明の一実施形態における車線変更を行う場
合の処理の流れを示す図である。

【図6】本発明の一実施形態における右折動作を行うた
めの処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】本発明の一実施形態における左折の場合の運転
動作を決定する処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図8】本発明の一実施形態における追い越し運転動作
を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】右左折運動記述における記号を説明する図であ
る。

【図10】右左折時の操舵角度パターンを示す図であ
る。

【図11】本実施形態の走行支援装置を実現する構成例
を示すブロック図である。

【図12】走行支援信号生成部12及び、運転動作モデ
ル格納部13、運転動作生成手段格納部14のシステム
が備えるべきハードウェア構成の一例を示す図である。

【符号の説明】

10 入力装置 11 センシング装置 12 走行支援信号生成部 13 運転動作モデル格納部 14 運転動作生成手段格納部 15 出力装置 20 道路地図案内システム 21 位置標定部 22 地図データベース 23 データ格納部 24 制御装置 25 駆動部 30 運転者 32 スイッチ 40 CPU 41 バス 42 ROM 43 RAM 44 記憶装置 45 記録媒体読み取り装置 46 可搬記録媒体 47 I/Oインタフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋村 昭秀 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 黒沢 隆一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 上原 康生 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 5H180 AA01 BB13 CC12 EE02 FF05 FF22 FF32 LL01 LL02 LL04 LL07 LL08 LL09

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自車の周囲の情報を取得するセンシング手
    段と、 該センシング手段によって得られた自車の周囲の情報を
    基に、自車の希望運転動作の実施の可否を判断する運転
    動作可否判断手段と、 該運転動作可否判断手段の判断結果に基づいて、切り替
    えパラメータの値を切り替えることにより、走行環境に
    応じた適切な運転動作モデルを生成する運転動作モデル
    生成手段と、 前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令信号を
    生成する出力手段と、を備えることを特徴とする安全走
    行支援装置。
  2. 【請求項2】前記運転動作モデルは、直前車への追従、
    規制速度への速度調整、交通信号への対応動作、交差点
    進入動作、車線変更動作、追い越し動作、右折動作、ま
    たは、左折動作のいずれかを記述するモデルであること
    を特徴とする請求項1に記載の安全走行支援装置。
  3. 【請求項3】前記希望運転動作は、運転者が決定するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の安全走行支援装置。
  4. 【請求項4】更に、 衛星からのデータを受信することによって、自車の位置
    を特定し、道路地図案内システムを用いて前記希望運転
    動作を生成する手段を備えることを特徴とする請求項1
    に記載の安全走行支援装置。
  5. 【請求項5】更に、 前記出力手段によって出力された運転動作指令信号を、
    車両の駆動装置の制御信号に変換し、該制御信号を該駆
    動装置に出力する制御手段を備え、 該運転動作指令信号に基づいた運転動作を自動的に制御
    することを特徴とする請求項1に記載の安全走行支援装
    置。
  6. 【請求項6】前記運転動作モデル可否判断手段は、車線
    変更運転動作の実施において、周囲車との間に安全な空
    間があるか否かを判断することを特徴とする請求項2に
    記載の安全走行支援装置。
  7. 【請求項7】前記運転動作可否判断手段は、交差点進入
    動作において、前方の車両の存在に従って、交差点に進
    入するか否かを判断することを特徴とする請求項2に記
    載の安全走行支援装置。
  8. 【請求項8】前記運転動作モデルは、交差点進入動作に
    おいて、自車から交差点までの距離、前方の車両の速
    度、及び予め定められた速度を加味して、交差点進入速
    度を決定することを特徴とする請求項7に記載の安全走
    行支援装置。
  9. 【請求項9】前記運転動作可否判断手段は、右左折にお
    いて、対向車の存在及び、横断歩道上の人や自転車の存
    在を加味して右左折中に停止するか否かを判断すること
    を特徴とする請求項2に記載の安全走行支援装置。
  10. 【請求項10】前記運転動作モデルは、右左折におい
    て、自車から交差点までの距離、自車速度、及び予め定
    められた速度を用いて右左折時の交差点接近速度を決定
    することを特徴とする請求項9に記載の安全走行支援装
    置。
  11. 【請求項11】前記運転動作可否判断手段は、右左折に
    おいて、対向車との距離、対向車との相対速度、予め定
    められた速度および自車の車頭時間を用いて、右左折時
    の対向車との衝突を回避する動作を行うことを特徴とす
    る請求項9に記載の安全走行支援装置。
  12. 【請求項12】(a)自車の周囲の情報を取得するステ
    ップと、 (b)該ステップ(a)によって得られた自車の周囲の
    情報を基に、自車の希望運転動作の実施の可否を判断す
    るステップと、 (c)該ステップ(b)の判断結果に基づいて、切り替
    えパラメータの値を切り替えることにより、走行環境に
    応じた適切な運転動作モデルを生成するステップと、 (d)前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令
    信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする
    安全走行支援方法。
  13. 【請求項13】前記運転動作モデルは、直前車への追
    従、規制速度への速度調整、交通信号への対応動作、交
    差点進入動作、車線変更動作、追い越し動作、右折動
    作、または左折動作のいずれかを記述するモデルである
    ことを特徴とする請求項12に記載の安全走行支援方
    法。
  14. 【請求項14】前記希望運転動作は、運転者が決定する
    ことを特徴とする請求項12に記載の安全走行支援方
    法。
  15. 【請求項15】更に、 衛星からのデータを受信することによって、自車の位置
    を特定し、道路地図案内システムを用いて前記希望運転
    動作を生成するステップを備えることを特徴とする請求
    項12に記載の安全走行支援方法。
  16. 【請求項16】更に、 前記ステップ(d)によって出力された運転動作指令信
    号を、車両の駆動装置の制御信号に変換し、該制御信号
    を該駆動装置に出力するステップを備え、該運転動作指
    令信号に基づいた運転動作を自動的に制御することを特
    徴とする請求項12に記載の安全走行支援方法。
  17. 【請求項17】前記ステップ(b)は、車線変更運転動
    作において、周囲車との間に安全な空間があるか否かを
    判断することを特徴とする請求項13に記載の安全走行
    支援方法。
  18. 【請求項18】前記ステップ(b)は、交差点進入動作
    の実施において、前方の車両の存在に従って、交差点に
    進入するか否かを判断することを特徴とする請求項13
    に記載の安全走行支援方法。
  19. 【請求項19】前記運転動作モデルは、交差点進入動作
    において、自車から交差点までの距離、前方の車両の速
    度、及び予め定められた速度を加味して、交差点進入速
    度を決定することを特徴とする請求項18に記載の安全
    走行支援方法。
  20. 【請求項20】前記ステップ(b)は、右左折におい
    て、対向車の存在及び、横断歩道上の人や自転車の存在
    を加味して右左折中に停止するか否かを判断することを
    特徴とする請求項13に記載の安全走行支援方法。
  21. 【請求項21】前記運転動作モデルは、右左折におい
    て、自車から交差点までの距離、自車速度、及び予め定
    められた速度を用いて右左折時の交差点接近速度を決定
    することを特徴とする請求項20に記載の安全走行支援
    方法。
  22. 【請求項22】前記ステップ(b)は、右左折におい
    て、対向車との距離、対向車との相対速度、予め定めら
    れた速度および自車の車頭時間を用いて右左折時の対向
    車との衝突を回避する動作を行うことを特徴とする請求
    項20に記載の安全走行支援方法。
  23. 【請求項23】コンピュータに、車両の運転動作を制御
    させる処理であって、 (a)自車の周囲の情報を取得するステップと、 (b)該ステップ(a)によって得られた自車の周囲の
    情報を基に、自車の希望運転動作の実施の可否を判断す
    るステップと、 (c)該ステップ(b)の判断結果に基づいて、切り替
    えパラメータの値を切り替えることにより、走行環境に
    応じた適切な運転動作モデルを生成するステップと、 (d)前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令
    信号を生成するステップと、を備える処理を行わせるこ
    とを特徴とするプログラムを記録した、コンピュータ読
    み取り可能な記録媒体。
  24. 【請求項24】前記運転動作モデルは、直前車への追
    従、規制速度への速度調整、交通信号への対応動作、交
    差点進入動作、車線変更動作、追い越し動作、右折動
    作、または左折動作のいずれかを記述するモデルである
    ことを特徴とする請求項23に記載の記録媒体。
  25. 【請求項25】前記希望運転動作は、運転者が決定する
    ことを特徴とする請求項23に記載の安全走行支援方
    法。
  26. 【請求項26】更に、衛星からのデータを受信すること
    によって、自車の位置を特定し、道路地図案内システム
    を用いて前記希望運転動作を生成するステップを備える
    ことを特徴とする請求項23に記載の記録媒体。
  27. 【請求項27】更に、 前記ステップ(d)によって出力された運転動作指令信
    号を、車両の駆動装置の制御信号に変換し、該制御信号
    を該駆動装置に出力するステップを備え、該運転動作指
    令信号に基づいた運転動作を自動的に制御することを特
    徴とする請求項23に記載の記録媒体。
  28. 【請求項28】前記ステップ(b)は、車線変更運転動
    作の実施において、周囲車との間に安全な空間があるか
    否かを判断することを特徴とする請求項24に記載の記
    録媒体。
  29. 【請求項29】前記ステップ(b)は、交差点進入動作
    において、前方の車両の存在に従って、交差点に進入す
    るか否かを判断することを特徴とする請求項24に記載
    の記録媒体。
  30. 【請求項30】前記運転動作モデルは、交差点進入動作
    において、自車から交差点までの距離、前方の車両の速
    度、及び予め定められた速度を加味して、交差点進入速
    度を決定することを特徴とする請求項29に記載の記録
    媒体。
  31. 【請求項31】前記ステップ(b)は、右左折におい
    て、対向車の存在及び、横断歩道上の人や自転車の存在
    を加味して右左折中に停止するか否かを判断することを
    特徴とする請求項24に記載の記録媒体。
  32. 【請求項32】前記運転動作モデルは、右左折におい
    て、自車から交差点までの距離、自車速度、及び予め定
    められた速度を用いて右左折時の交差点接近速度を決定
    することを特徴とする請求項31に記載の記録媒体。
  33. 【請求項33】前記ステップ(b)は、右左折におい
    て、対向車との距離、対向車との相対速度、予め定めら
    れた速度および自車の車頭時間を用いて右左折時の対向
    車との衝突を回避する動作を行うことを特徴とする請求
    項31に記載の記録媒体。
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