JP2001134900A - 安全運転支援センサ - Google Patents

安全運転支援センサ

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JP2001134900A
JP2001134900A JP31508099A JP31508099A JP2001134900A JP 2001134900 A JP2001134900 A JP 2001134900A JP 31508099 A JP31508099 A JP 31508099A JP 31508099 A JP31508099 A JP 31508099A JP 2001134900 A JP2001134900 A JP 2001134900A
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Tsutomu Tamaki
努 田牧
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の高速道路において、インターチェンジ
等から車線に合流する車両と、合流車線を通行している
車両は、同じ車線に合流するにもかかわらず、お互いの
存在を確認する方法が、車両のバックミラー及びサイド
ミラー等による目視確認しかなく、悪天候時には十分に
確認することができないため、合流地点にて衝突する危
険性が大きく、安全性に欠けるという課題があった。 【解決手段】 合流地点付近に設けた合流車線監視セン
サにより合流車線を通過する車両を監視し、合流地点で
の安全性及び危険性を導出し、合流の可否を表示・警告
部にて表示することにより、合流地点での安全性向上を
図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高速道路の入
口、インターチェンジあるいはサービスエリア等から車
線に合流する箇所等の合流地点付近に設置し、合流車線
を通行する車両を検出し、合流地点における車両の走行
安全性を判定し、表示する安全運転支援センサに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図8は従来の高速道路における合流地点
を示す図である。図において、1は高速道路、2a,2
bは合流車線、3aは合流車線2aをイの方向に通過し
高速道路に合流しようとする第1の車両、3bは合流車
線2bをロの方向に通過する第2の車両である。
【0003】次に動作について説明する。図8におい
て、第1の車両3aは合流車線2aをイの方向に通行
し、高速道路1に合流しようとしている。第2の車両3
bは高速道路1の合流車線2bをロの方向に通行してい
る。しかし、この時2つの車両3a及び3bは、同じ車
線に合流するにもかかわらず、お互いの存在を確認する
方法が、車両のバックミラー及びサイドミラー等による
目視確認しかなく、悪天候時には十分に確認することが
できないため、合流地点にて衝突する危険性が大きく、
安全性に欠けていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の高
速道路において、合流地点に向かう2つの車両は、同じ
車線に合流するにもかかわらず、お互いの存在を確認す
る方法が、車両のバックミラー及びサイドミラー等によ
る目視確認しかなく、悪天候時には十分に確認すること
ができないため、合流地点にて衝突する危険性が大き
く、安全性に欠けるという課題があった。
【0005】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、合流地点付近に設けた合流車線監視
センサにより合流車線を通過する車両を監視し、合流地
点での安全性及び危険性を判断して、合流地点での安全
性を向上させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明による安全運
転支援センサは、合流路の合流車線から本線の合流車線
へ合流する車両を合流地点周辺で安全に走行させるため
の安全運転支援センサにおいて、合流路及び本線におけ
る合流車線を通行する車両を検出し、その検出された車
両の位置及び速度等の車両情報を検出する合流車線監視
センサと、この合流車線監視センサにて検出された車両
情報に基づいて合流の可否及び合流タイミングを判定す
る信号処理部と、この信号処理部にて判定された合流の
可否及び合流タイミングを表示する表示部とを具備した
ものである。
【0007】また、第2の発明による安全運転支援セン
サは、上記信号処理部が、合流車線監視センサにて検出
された本線を走行する第1の車両と第1の車両に後続す
る第2の車両との車間距離を求め、この車間距離が所定
値以上であるときに合流可能と判定し、上記表示部は、
合流車線監視センサにて検出された合流路を走行する車
両が合流地点を通過するときの、第1の車両の予測位置
に基づいて、合流路を走行する車両の合流タイミングを
表示するものである。
【0008】また、第3の発明による安全運転支援セン
サは、上記合流車線監視センサとして可視カメラを具備
したものである。
【0009】また、第4の発明による安全運転支援セン
サは、上記合流車線監視センサとして赤外線カメラを具
備したものである。
【0010】また、第5の発明による安全運転支援セン
サは、上記合流車線監視センサとしてレーザレーダを具
備したものである。
【0011】また、第6の発明による安全運転支援セン
サは、上記合流車線監視センサとして電波レーダを具備
したものである。
【0012】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1を示す安全運転支援センサのブロック図
であり、4aは合流路の合流車線2aの上流を走行する
車両の監視を行う合流車線監視センサ、4bは合流路に
対して優先道路となる本線(幹線)における合流車線2
bの上流を走行する車両について監視を行う合流車線監
視センサ、5は信号処理部、6は表示・警告部である。
【0013】また、図2は、この発明の実施の形態1を
示す安全運転支援センサの利用状況を示す図であり、図
において、1は高速道路、2a及び2bは合流車線、3
a,3b及び3cは第1、第2及び第3の車両、4a及
び4bは合流車線監視センサ、6は表示・警告部であ
る。
【0014】また、図3は、この発明の実施の形態1を
示す安全運転支援センサにおける信号処理部5の判定動
作の流れを示す図であり、ステップS1からS13の流
れで動作する。
【0015】また、図4は、この発明の実施の形態1を
示す安全運転支援センサにおける表示・警告部6の表示
部及び表示動作を示す図であり、図4(a)は表示部の
配置、図4(b)から(e)は表示動作を示す。
【0016】次に動作について説明する。図1におい
て、合流車線監視センサ4a及び4bは、例えば高速道
路のインターチェンジあるいはサービスエリア等付近の
合流車線を通過する車両の有無を検出し、検出した車両
についてその位置及び速度を計測する。信号処理部5
は、この合流車線監視センサ4が検出した合流車線を通
過する車両の位置及び速度に基づいて、インターチェン
ジ等から車両が合流する場合の合流可否、及び合流車線
への合流のタイミングを判定する。表示・警告部6は、
信号処理部5にて判定された合流車線への合流の可否、
及び合流タイミングを表示する。
【0017】次に、この発明の実施の形態1を示す安全
運転支援センサの利用状況を図2,3を用いて説明す
る。図2のように合流車線監視センサ4aは、高速道路
1の合流地点付近における合流路側に設置され、合流車
線2aを通行する第1の車両3aを検出する(図3のス
テップS1)。また、合流車線監視センサ4bは、高速
道路1の合流地点付近における本線側に設置され、合流
車線監視センサ4aに同期して合流車線2bを通行する
第2の車両3b、及び第2の車両3bに後続する第3の
車両3cを検出する(図3のステップS1)。この検出
に応じて、合流車線監視センサ4a及び4bでは、同時
刻における第1の車両3a、第2の車両3b及び第3の
車両3cの(先端付近の)位置P0,P1,P2及び速
度V0,V1,V2(もしくは加速度)をそれぞれ計測
し、信号処理部5にその計測結果を出力する(図3のス
テップS2)。次に、信号処理部5では、P1,P2の
位置から第2の車両3bと第3の車両3cとの間の距離
D1を求めた後、速度V1,V2を用いて、第2の車両
3bが合流地点P3(合流車線2aの右端と合流車線2
bの左端が交差する点)に至ったときの各車両の予測位
置に基づいて、距離D1を補正する(図3のステップS
3)。ここで、補正された距離D1が所定値D2よりも
大きいか否かによって合流可能性を判定する(図4のス
テップS4)。この判定の結果、補正された距離D1が
所定値D2よりも小さいときは、表示・警告部6に合流
不可を示す信号を出力する(図4のステップS5)。な
お、この所定値D2は第1の車両3bの車長Lと、2台
の車両3a,3bが制限速度で走行する際に必要とする
適切な車間距離d(例えば時速100kmで走行すると
きには100m)と、測定誤差δなどを考慮して決める
が、少なくとも車長Lと車間距離dの2倍の和、すなわ
ち(L+2d)以上の値を与える必要がある。また、車
長Lについては、2台の車両感知器を用いて所定の区間
を走行する車両の速度と通過時間とを計測し、その計測
結果から車両の長さを求め、第2の車両2bがこの区間
を通過した後、即座にステップS4を実行することによ
り、大型トレーラのような極めて車長の長い車両につい
ても確実に合流可能性を判定することができる。さら
に、車間距離dについては、第2、第3の車両3b及び
3cの速度V1及びV2に応じて予め設定された適切な
車間距離dを選択することにより、より確実に合流可能
性を判定することができる。また、距離D1の補正の際
に、第2の車両3bと第3の車両3cの加速度を算出す
ることによって、さらに確実に合流可能性を判定するこ
とができる。
【0018】ステップS4において補正された距離D1
が所定値D2よりも大きい場合に合流可能と判定し、検
出された第1の車両3aの位置P0と速度V0(もしく
は加速度)に基づいて、第1の車両3aが合流地点P3
に至るときの予測時刻t0を求める(図4のステップS
6)。ここで、検出された第2の車両3bの位置P1と
速度V1(もしくは加速度)に基づいて時刻t0におけ
る第2の車両3bが予測到達位置Pxとを算出し(図4
のステップS7)、この位置PxがP4よりも下流であ
るか否か(図4のステップS8)、及びPxとP4との
位置の差が車間距離dよりも小さくなるか否かを判定す
る(図4のステップS9)。この判定の結果、位置Px
がP4よりも下流でかつPxとP4との位置の差が車間
距離dよりも小さくなるときに合流可と判定し、表示・
警告部6に合流可を示す信号を出力する(図4のステッ
プS10)。また、位置PxがP4よりも上流となると
きには、表示・警告部6に減速動作を示す信号を出力す
る(図4のステップS11)。また、位置PxがP4よ
りも下流でかつPxとP4との位置の差が車間距離dよ
りも大きくなるときには、表示・警告部6に加速動作を
示す信号を出力する(図4のステップS12)。
【0019】ここで、信号処理部5が表示・警告部6に
減速動作もしくは加速動作を示す信号を出力した場合、
信号処理部5は合流車線監視センサ4aに対して第1の
車両3aを追尾するように指令する。合流車線監視セン
サ4aは、第1の車両3aを追尾するように指令される
と、第1の車両3aが合流点付近に達するまで追尾を続
け、第1の車両3aの位置P0及び速度V0を計測する
(図4のステップS13)。信号処理部5は、この計測
された第1の車両3aの位置P0と速度V0に基づい
て、図4のステップ5に戻って第1の車両3aが合流地
点P3に至るときの予測時刻t0を求め、その後、同様
にしてステップ6、ステップ7を実行する。次に、表示
・警告部6の動作について説明する。表示・警告部6
は、信号処理部5からの出力信号に基づいて、車線に合
流しようとする第1の車両3aに対して合流の可否、あ
るいは減速または加速を誘導する表示を行う。例えば、
表示・警告部6が信号処理部5からの合流可の信号を受
けた場合、図4(b)に示すように青色ランプ6aを点
灯し、第1の車両3aが合流車線2bに進入しても良い
旨を表示する。第1の車両3aは、この点灯表示に従っ
て合流車線2bに進入する。
【0020】一方、表示・警告部6が信号処理部5から
の合流不可の信号を受けた場合、図4(c)に示すよう
に赤色ランプ6bを点灯し、第1の車両3aが停止もし
くは徐行するように誘導する。第1の車両3aの運転手
は、この点灯表示に従って車両を徐行させる、もしくは
合流点付近で停止し、第3の車両3cの通過後に目視に
よって合流可否を判断して合流車線2bに進入する。ま
た、表示・警告部6が信号処理部5からの減速動作の信
号を受けた場合、表示・警告部6は、例えば電光表示板
や複数のLEDからなる表示パネルなどの表示部6cに
よって、図4(d)に示すように下向きの矢印を表示
し、第1の車両3aが減速するように誘導する。第1の
車両3aの運転手は、この下向きの矢印表示に従ってア
クセルを緩める、あるいはブレーキを掛けるなどして車
両を減速する。また、表示・警告部6が信号処理部5か
ら加速動作の信号を受けた場合、表示・警告部6は、図
4(e)に示すように表示部6cによって上向きの矢印
を表示し、第1の車両3aが加速(増速)するように誘
導する。第1の車両3aの運転手は、この上向きの矢印
表示に従ってアクセルを踏んで車両を加速させる。
【0021】なお、表示・警告部6は、合流可の信号、
合流否の信号、減速動作の信号、及び加速動作の信号を
受ける毎に表示の切替を行って、ランプ6a,6b、及
び表示部6cのいずれか一つのみを表示する。例えば、
信号処理部5において減速動作の信号が発生され、表示
・警告部6において下向きの矢印が表示された後、第1
の車両3aが減速し、合流車線監視センサ4aと信号処
理部5によって、第1の車両3aが適切な合流タイミン
グで走行していることが判明した場合(すなわち、合流
可の信号が発生された場合)、表示・警告部6は青色ラ
ンプ6aを点灯して合流可の表示を行う。
【0022】このように、高速道路1の合流車線2bを
通過する車両を検出し、車線への合流の可否を導出し、
それを表示・警告部6によって表示することにより、合
流地点の安全性・危険性を、車線に合流しようとする車
両の運転手が認識することが可能となり、運転の安全性
向上を図ることができる。また、運転手が視認しやすい
図柄で加減速の表示を行い、車両の合流タイミングを表
示することによって、合流車線2aを走行する車両が適
切なタイミングで合流車線2bに合流することが可能と
なる。
【0023】実施の形態2.図5は、この発明の実施の
形態2を示す安全運転支援センサの合流車線監視センサ
4aの構成を示すブロック図であり、7aは可視カメ
ラ、7bは画像センサ、5は実施の形態1で示した信号
処理部であって、7aと7bとで合流車線監視センサ4
aを構成する。なお、合流車線監視センサ4bについて
もこれと同様に構成される。
【0024】次に動作について説明する。図5におい
て、可視カメラ7aは高速道路の合流車線2aを通過す
る車両を撮影してビデオ信号を出力し、画像センサ7b
は、合流車線2aを走行する車両3aが存在しない状態
での背景画像と可視カメラ7aのビデオ信号から得られ
た画像との差分を取り、エッジ抽出処理やラベリング処
理などの既知の画像処理を適切に行って合流車線2aを
走行する車両を検出し、検出された車両が画像内に占め
る位置に基づき、予め設定された画像内での位置に対応
する合流車線2aでの走行位置を示すデータベースを参
照して、検出された車両の位置を求める。また画像セン
サ7bでは、所定の時間間隔を空けて可視カメラ7aよ
り出力されるビデオ信号から、異なる時間における同一
車両の位置を計測し、その位置変化から速度もしくは加
速度を計測し、信号処理部5に出力する。また画像セン
サ7bでは、複数の所定時間間隔を空けて可視カメラ7
aより出力されるビデオ信号から、複数の異なる時間に
おける同一車両の位置を計測することにより、第1の車
両3aを追尾することができる。なお、同一の構成をな
す合流車線監視センサ4bについてもこれと同様に動作
する。また、信号処理部5については、実施の形態1と
同様に動作する。
【0025】実施の形態3.図6は、この発明の実施の
形態3を示す安全運転支援センサの合流車線監視センサ
4aの構成を示すブロック図であり、8aは赤外線カメ
ラ、8bは画像センサ、5は実施の形態1で示した信号
処理部であって、8aと8bとで合流車線監視センサ4
aを構成する。なお、合流車線監視センサ4bについて
もこれと同様に構成される。
【0026】次に動作について説明する。図6におい
て、赤外線カメラ8aは、高速道路の合流車線2aを通
過する車両を撮影してビデオ信号を出力し、画像センサ
8bは、合流車線2aを走行する車両3aが存在しない
状態での背景画像と赤外線カメラ8aのビデオ信号から
得られた画像との差分を取り、エッジ抽出処理やラベリ
ング処理、二値化処理などの既知の画像処理を適切に行
って合流車線2aを走行する車両を検出し、検出された
車両が画像内に占める位置に基づき、予め設定された画
像内での位置に対応する合流車線2aでの走行位置を示
すデータベースを参照して、検出された車両の位置を求
める。また画像センサ8bでは、所定の時間間隔を空け
て赤外線カメラ8aより出力されるビデオ信号から、異
なる時間における同一車両の位置を計測し、その位置変
化から速度もしくは加速度を計測し、信号処理部5に出
力する。また、画像センサ8bでは、複数の所定時間間
隔を空けて赤外線カメラ8aより出力されるビデオ信号
から、複数の異なる時間における同一車両の位置を計測
することにより、第1の車両3aを追尾することができ
る。なお、同一の構成をなす合流車線監視センサ4bに
ついてもこれと同様に動作する。また、信号処理部5に
ついては、実施の形態1と同様に動作する。このように
合流車線監視センサに赤外線カメラ8を使用することに
より、夜間、トンネル付近等の暗所での利用が可能にな
る。
【0027】実施の形態4.図7は、この発明の実施の
形態4を示す安全運転支援センサの合流車線監視センサ
4aの構成を示すブロック図であり、9はレーザを使用
して車両の位置・速度を検出するレーザレーダであり、
これは合流車線監視センサ4aに相当する。なお、合流
車線監視センサ4bについてもこれと同様である。
【0028】次に動作について説明する。図7におい
て、レーザレーダ9は、高速道路の合流車線2a内を走
行する車両に向けてレーザ光を出力し、合流車線内を通
過する車両からの反射光を検出することによって車両の
存在を検知する。このとき、反射光の入射方向あるいは
強度に基づいて車両の位置を計測する。また、反射光の
戻り時間もしくはドップラ周波数を検出することによっ
て走行車両の速度を計測し、この計測された位置と速度
を信号処理部5に出力する。また、画像センサ8bで
は、複数の所定時間間隔を空けてレーザレーダ9より出
力され車両から反射される反射光から、複数の異なる時
間における同一車両の位置及び速度を計測することがで
きる。この際、各計測時間毎に得られる走行車両の位置
と速度に基づいて、次の計測時間における走行車両の位
置を予測し、その予測された方向からの反射光を受信す
ることにより同一の車両を追尾して位置と速度の計測を
行う。なお、同一の構成を取る合流車線監視センサ4b
についてもこれと同様に動作する。また、信号処理部5
については、実施の形態1と同様に動作する。このよう
に合流車線監視センサにレーザレーダ9を使用すること
により、夜間、トンネル付近等の暗所での利用が可能に
なる。
【0029】実施の形態5.図8は、この発明の実施の
形態5を示す安全運転支援センサの合流車線監視センサ
4aの構成を示すブロック図であり、10はマイクロ波
またはミリ波等の電波を放射し、その反射波を受信する
ことによって、車両の位置及び速度を検出する電波レー
ダであり、これは合流車線監視センサ4aに相当する。
なお、合流車線監視センサ4bについてもこれと同様で
ある。
【0030】次に動作について説明する。図8におい
て、電波レーダ10は、高速道路の合流車線内を走行す
る車両に向けて電波を放射し、合流車線内を通過する車
両からの反射波を検出することによって車両の存在を検
知する。このとき、反射波の到来方向に基づいて車両の
位置を計測する。また、反射波のドップラ周波数を検出
することによって走行車両の速度を計測し、この計測さ
れた位置と速度を信号処理部5に出力する。また、画像
センサ8bでは、複数の所定時間間隔を空けて電波レー
ダ10より出力され車両から反射される反射波から、複
数の異なる時間における同一車両の位置及び速度を計測
することができる。この際、各計測時間毎に得られる走
行車両の位置と速度に基づいて、次の計測時間における
走行車両の位置を予測し、その予測された方向からの反
射波の到来方向を検出することにより、同一の車両を追
尾して位置と速度の計測を行う。なお、同一の構成を取
る合流車線監視センサ4bについてもこれと同様に動作
する。また、信号処理部5については、実施の形態1と
同様に動作する。ここでは、マイクロ波及びミリ波等の
電波を用いて電波レーダ10を構成することにより、降
雨時等の悪天候時の利用も可能になる。
【0031】実施の形態6.図9は、この発明の実施の
形態6を示す安全運転支援センサのブロック図であり、
8aは赤外線カメラ、8bは画像センサ、10は電波レ
ーダである。
【0032】次に動作について説明する。図9におい
て、赤外線カメラ8aと画像センサ8b、及び電波レー
ダ10は、高速道路の合流車線を通過する車両を検出
し、この赤外線カメラ8及び電波レーダ10が検出した
合流車線を通行する車両の位置及び速度を導出する。そ
の他の動作については、実施の形態3,5と同様であ
る。このように、赤外線カメラ8a及び電波レーダ10
の使用により、夜間、トンネル付近等の暗所での利用、
及び降雨時等の悪天候時の利用も可能になる。
【0033】
【発明の効果】第1から第3の発明によれば、高速道路
の合流車線を通行する車両の有無、位置及び速度を検出
する合流車線監視センサと、この合流車線監視センサに
て検出した車両の情報から合流地点での合流可否を導出
する信号処理部と、この信号処理部にて導出された合流
の可否を表示する表示部とを備えたことにより、合流地
点の合流タイミングについて車線に合流しようとする車
両の運転手が認識することが可能となり、運転の安全性
向上を図ることができる。
【0034】また、第4の発明によれば、赤外線カメラ
にて検出した車両の情報から合流地点の合流可否を判定
することにより、夜間、トンネル付近等の暗所での利用
が可能となる。
【0035】また、第5の発明によれば、レーザレーダ
にて検出した車両の情報から合流地点の合流可否を判定
することにより、夜間、トンネル付近等の暗所での利用
が可能となる。
【0036】また、第6の発明によれば、電波レーダに
て検出した車両の情報から合流地点の合流可否を判定す
ることにより、降雨時等の悪天候の利用も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による安全運転支援センサの実施の
形態1を示す図である。
【図2】 この発明による安全運転支援センサの利用状
況を示す図である。
【図3】 この発明による安全運転支援センサの実施の
形態1の信号処理部の処理の流れを示す図である。
【図4】 この発明による安全運転支援センサの表示・
警告部を示す図である。
【図5】 この発明による安全運転支援センサの実施の
形態2を示す図である。
【図6】 この発明による安全運転支援センサの実施の
形態3を示す図である。
【図7】 この発明による安全運転支援センサの実施の
形態4を示す図である。
【図8】 この発明による安全運転支援センサの実施の
形態5を示す図である。
【図9】 この発明による安全運転支援センサの実施の
形態6を示す図である。
【図10】 従来の高速道路における合流地点を示す図
である。
【符号の説明】
1 高速道路、2a,2b 合流車線、3a 第1の車
両、3b 第2の車両、3c 第3の車両、4 合流車
線監視センサ、5 信号処理部、6 表示・警告部、7
a 可視カメラ、7b 画像センサ、8a 赤外線カメ
ラ、8b 画像センサ、9 レーザレーダ、10 電波
レーダ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合流路の合流車線から本線の合流車線へ
    合流する車両を合流地点周辺で安全に走行させるための
    安全運転支援センサにおいて、合流路及び本線における
    合流車線を通行する車両を検出し、その検出された車両
    の位置及び速度等の車両情報を検出する合流車線監視セ
    ンサと、この合流車線監視センサにて検出された車両情
    報に基づいて合流の可否及び合流タイミングを判定する
    信号処理部と、この信号処理部にて判定された合流の可
    否及び合流タイミングを表示する表示部とを具備した安
    全運転支援センサ。
  2. 【請求項2】 上記信号処理部は、合流車線監視センサ
    にて検出された本線を走行する第1の車両と第1の車両
    に後続する第2の車両との車間距離を求め、この車間距
    離が所定値以上であるときに合流可能と判定し、上記表
    示部は、合流車線監視センサにて検出された合流路を走
    行する車両が合流地点を通過するときの、第1の車両の
    予測位置に基づいて、合流路を走行する車両の合流タイ
    ミングを表示することを特徴とした請求項1記載の安全
    運転支援センサ。
  3. 【請求項3】 上記合流車線監視センサとして可視カメ
    ラを具備したことを特徴とする請求項1記載の安全運転
    支援センサ。
  4. 【請求項4】 上記合流車線監視センサとして赤外線カ
    メラを具備したことを特徴とする請求項1記載の安全運
    転支援センサ。
  5. 【請求項5】 上記合流車線監視センサとしてレーザレ
    ーダを具備したことを特徴とする請求項1記載の安全運
    転支援センサ。
  6. 【請求項6】 上記合流車線監視センサとして電波レー
    ダを具備したことを特徴とする請求項1記載の安全運転
    支援センサ。
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