JP2005202815A - Apparatus, method and system for preventing collision at intersection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交差点において交差対象から投射される光信号を可視化し、運転者に交差対象を視覚的に認知させることにより、自車両の交差対象への衝突を予防する交差点衝突予防装置、方法、およびシステムに関する。 The present invention visualizes an optical signal projected from an intersection at an intersection, and allows a driver to visually recognize the intersection, thereby preventing a collision with the intersection of the host vehicle, a method, And about the system.
従来の交差点衝突予防装置として、交差点などでの運転者の死角となることの多い車両前端側方の状況を車両前部に設けた車両用カメラでディスプレイに映し出し、運転者の視界確保を支援するものが特許文献1および2により知られている。また、視界の悪い交差点近傍の道路上に警報表示装置と交差点接近車両の走行状態を検知する車両感知装置を設置し、自車両と交差対象との走行状況に応じて双方に警報することによって、交差点に進入する前に死角に存在する車両の接近を早期認知させるものが特許文献3および4により知られている。 As a conventional intersection collision prevention device, the situation on the side of the front of the vehicle, which is often the blind spot of the driver at an intersection, etc., is displayed on the display with a vehicle camera provided at the front of the vehicle to assist the driver in securing visibility. One is known from US Pat. In addition, by installing a warning display device and a vehicle sensing device that detects the traveling state of the vehicle approaching the intersection on the road near the intersection with poor visibility, by warning both sides according to the traveling situation of the host vehicle and the intersection, Patent Documents 3 and 4 make it possible to quickly recognize the approach of a vehicle existing in a blind spot before entering an intersection.
しかしながら、特許文献1および2による発明においては、車両が交差点端にまで到達しないと交差対象の存在を認識できず、交差対象の存在有無を早期認知・発見することはできない。また、特許文献3および4による発明においては、各車両に搭載された単独装置のみでは交差対象の存在を認識することができず、多数の交差点にインフラ設備が必要となるという問題が生じていた。
However, in the inventions according to
本発明は、車両前方の路面に対して光信号を投射し、交差点において交差する道路を走行中の交差対象からの光信号の反射光信号を可視化するものである。 The present invention projects an optical signal onto a road surface in front of a vehicle, and visualizes a reflected light signal of an optical signal from an intersection subject traveling on a road intersecting at an intersection.
本発明によれば、交差点衝突予防装置を搭載する交差対象から投射される光信号の反射光信号を可視化することにより、運転者は交差点手前の時点で早期に交差対象の存在を認知することができる。また、本発明による交差点衝突予防装置を搭載していれば、お互いの存在を認知することができ、別途インフラ設備は不要となる。 According to the present invention, by visualizing the reflected light signal of the optical signal projected from the intersection target equipped with the intersection collision prevention apparatus, the driver can recognize the presence of the intersection target at an early stage before the intersection. it can. Moreover, if the intersection collision prevention apparatus according to the present invention is installed, the existence of each other can be recognized, and a separate infrastructure facility becomes unnecessary.
―第1の実施の形態―
図1は、大気圏外に達した太陽光が地表面に達するまでに大気中の分子やエアロゾル等によって、どの波長帯域がどの程度散乱や吸収され、減衰するかを示したものである。図1に示すように地表における分光放射照度はオゾン、水蒸気、二酸化炭素等による吸収によって櫛状になっていることがわかる。特に近赤外線領域中の1.1μm前後の波長帯域α、1.4μm前後の波長帯域β、1.9μm前後の波長帯域γ、2.4μm以上の波長帯域δは分光放射照度が非常に低い、あるいはほとんど分光放射照度がない領域である。なお、上記説明した分光放射照度が非常に低い、あるいはほとんど分光放射照度がない領域は、例えば分光放射照度が40(W・cm−2・nm−1)以下となる波長帯域をいう。
-First embodiment-
FIG. 1 shows how much of the wavelength band is scattered, absorbed, and attenuated by the molecules and aerosols in the atmosphere before the sunlight reaching the outside of the atmosphere reaches the ground surface. As shown in FIG. 1, it can be seen that the spectral irradiance on the ground surface is comb-like due to absorption by ozone, water vapor, carbon dioxide and the like. Especially in the near infrared region, the wavelength band α around 1.1 μm, the wavelength band β around 1.4 μm, the wavelength band γ around 1.9 μm, and the wavelength band δ above 2.4 μm have very low spectral irradiance, Or it is an area where there is almost no spectral irradiance. In addition, the area | region where the spectral irradiance demonstrated above is very low, or there is almost no spectral irradiance says the wavelength band from which spectral irradiance is 40 (W * cm <-2> * nm < -1> ) or less, for example.
したがって、図1においてα〜δで示した帯域に強いスペクトルを持つ近赤外線光(光信号)を車両から投射し、この近赤外線光の反射光像を当該帯域のみを透過するバンドパスフィルターを介して近赤外線カメラで撮像する。そして撮像した画像をモニタに表示することにより、昼間であっても太陽光の影響を受けずに近赤外線光を投射する他車両を可視化することが可能となる。本実施の形態における交差点衝突予防装置においては、上述した通り太陽光の性質を利用して交差点における他車両を可視化する。以下、詳細に説明する。 Accordingly, near-infrared light (optical signal) having a strong spectrum in the band indicated by α to δ in FIG. 1 is projected from the vehicle, and the reflected light image of this near-infrared light is transmitted through a band-pass filter that transmits only the band. Take a picture with a near-infrared camera. By displaying the captured image on the monitor, it is possible to visualize other vehicles that project near-infrared light without being affected by sunlight even during the daytime. In the intersection collision prevention apparatus according to the present embodiment, other vehicles at the intersection are visualized using the nature of sunlight as described above. Details will be described below.
図2は、本発明による交差点衝突予防装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。交差点衝突予防装置100は、自車両前方の左右フェンダー部に配置され、自車両の前方に近赤外光を照射する近赤外線投光装置101と、他車両から照射された自車両近傍の近赤外光の反射光像を撮像する近赤外線カメラ102と、近赤外線カメラ102の光軸上に配設され、特定の波長帯域のみを透過するバンドパスフィルター103と、近赤外線カメラ102により撮像した画像を運転者に出力する液晶モニタやHUD等のモニタ104と、装置全体を制御する制御装置105とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the intersection collision preventing apparatus according to the present invention. The intersection
近赤外線投光装置101は、例えば赤外線レーザやLEDによって図1においてα〜δで示した狭い波長帯域で強いスペクトルを持つ光を照射する。近赤外線カメラ102は、CCDカメラやCMOSカメラ等により実現され、近赤外線領域に感度を持つ。バンドパスフィルター103は、近赤外光の特定の波長帯域、すなわち図1においてα〜δで示した帯域の内、少なくとも1つの波長帯域のみを透過する。
The near-
以下、本実施の形態による交差点衝突予防装置においては、本発明による交差点衝突予防装置を搭載する他車両の近赤外線投光装置101から照射された近赤外光の反射光像を自車両の近赤外線カメラ102で撮像する。撮像した画像をモニタ104に表示することにより、他車両によって照射された近赤外光が可視化され、運転者に対して事前に交差対象の接近を認知させることができ、交差対象との衝突を予防することができる。
Hereinafter, in the intersection collision prevention apparatus according to the present embodiment, the reflected light image of the near infrared light emitted from the near
図3は、本実施の形態における交差点衝突予防装置によって交差対象を撮像する仕組みを模式的に示した図である。図3において、自車両3aおよび他車両(交差対象)3bに搭載された近赤外線投光装置101は、地表に到達した太陽光の分光放射照度と対比して、ほとんど放射エネルギーを含まない特定の波長帯域λaに強いスペクトルを持つ光L1を照射する。特定の波長帯域λaは、例えば図1に示した分光放射照度が1.4μm前後の波長帯域である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a mechanism for imaging an intersection target by the intersection collision prevention apparatus according to the present embodiment. In FIG. 3, the near-
自車両3aに搭載された近赤外線カメラ102の光軸上前方に配設されたバンドパスフィルター103は特定の波長帯域λaのみを透過する。したがって、自車両3aの近赤外線投光装置101から照射される近赤外光L1の反射光と、交差対象3bの近赤外線投光装置101から照射される近赤外光L1の反射光の一部が近赤外線カメラ102に到達する。これに対して、波長帯域λaの近赤外光を含まない太陽3cからの光L3はバンドパスフィルター103によって遮光される。これにより、近赤外線カメラ102は、昼間時でも太陽光の影響を受けずに、交差対象3bから照射される近赤外光L1の反射光像を撮像することができ、モニタ104に表示することにより可視化することが可能となる。
The
図4に上記説明した太陽、および各投光手段から照射される光の分光特性、バンドパスフィルターの透過特性、およびカメラの感度特性を示す。図4(a)は図1と同様に地表での太陽光の分光放射照度、すなわち大気圏外に達した太陽光が地表面に達するまでに大気中の分子やエアロゾル等によって、どの波長帯域が、どの程度散乱や吸収され、減衰するかを示したものである。図4(a)に示すように地表における分光放射照度は1.4μm前後の波長帯域λa、すなわち図1に示す帯域βにおいてほとんど放射照度がない。 FIG. 4 shows the spectral characteristics of the light emitted from the sun and the light projecting means, the transmission characteristics of the bandpass filter, and the sensitivity characteristics of the camera. FIG. 4 (a) shows the spectral irradiance of sunlight on the ground surface in the same manner as in FIG. 1, that is, which wavelength band depends on the molecules, aerosols, etc. in the atmosphere before the sunlight reaching the outside of the atmosphere reaches the ground surface. It shows how much it is scattered, absorbed and attenuated. As shown in FIG. 4A, the spectral irradiance on the ground surface has almost no irradiance in the wavelength band λa around 1.4 μm, that is, the band β shown in FIG.
これに対して、近赤外線投光装置101より照射される光は、上述した通り特定の波長帯域λaに強いスペクトルを持つ。すなわち、図4(b)の特性Bに示すように、波長帯域λaにおける近赤外光L1は強い放射エネルギーE1を持っている。上記太陽光、および近赤外線投光装置101より照射される近赤外光は、図4(c)の特性Fに示すバンドパスフィルター103によって、波長帯域λaのみが透過される。すなわち自車両3a及び交差対象3bから投光された近赤外光の放射エネルギーE1のみが透過し、波長帯域λaにおいて放射照度のない太陽光は遮光されることになる。
In contrast, the light emitted from the near-
近赤外線カメラ102は、図4(d)の特性CSに示す感度を持つので、近赤外線カメラ102に到達した近赤外光がモニタ104を通して表示される。この画像は、自車両3aと交差対象3bが照射した近赤外光のみを可視化しているため、夜間走行時において自車両3aの前照灯と、交差対象3bの前照灯を認知している状態と同じような視界を、昼間走行時においても再現して運転者に提供することができる。これにより、運転者は交差点手前で交差対象3bの存在を認知することができ、交差対象3bとの衝突を防止することができる。
Since the near-
図5は、上述した本実施の形態による交差点衝突予防装置を持つ交差対象が、昼間、視界の悪い交差点において接近した状況を表す図を示す。図5において、交差点に接近する自車両3aは、近赤外線投光装置101より、地表における分光放射照度が極めて低い波長、例えば1.4μm前後の近赤外光L1を車両前方に照射する。
FIG. 5 is a diagram showing a situation where an intersection subject having the above-described intersection collision prevention apparatus according to the present embodiment approaches at an intersection with poor visibility during the daytime. In FIG. 5, the
自車両3aに対して右から交差する交差対象3bも、自車両3aと同じシステムを搭載し、近赤外線投光装置101より近赤外光L1を車両前方に照射する。近赤外光L1は路面や周囲の道路環境に反射し、その反射光R1は互いの近赤外線カメラ102に入射される。近赤外線カメラ102の光軸上に配設されたバンドパスフィルター103は、波長帯域λa、すなわち反射光R1の放射エネルギーE1のみ透過し、太陽光L3は遮光する。
The intersection target 3b that intersects the
このバンドパスフィルター103によって透過された近赤外光の反射光の像を、当該近赤外光の波長帯域λaに感度を持つ近赤外線カメラ102で撮像し、モニタ104に表示することによって、交差対象の存在を可視化することが可能となる。
An image of the reflected light of the near infrared light transmitted by the
本実施の形態における交差点衝突予防装置100は、以下に説明するように、自車両3aに右から接近する自車両3aと同じシステムを搭載していない交差対象5aについても可視化することができる。交差対象5aは、自動二輪のように昼間であっても投光器5bにより前照灯L2を点灯しているものとする。例えば、投光器5bが一般的なヘッドライト光源であるハロゲン電球の場合は、図4(b)の特性Bほど強いエネルギーではないが、図6(b)の特性Aに示すような幅広い帯域に連続的に分光スペクトル強度を持つので、波長帯域λaにも放射エネルギーを有する。
As described below, the intersection
このとき、バンドパスフィルター103が透過する波長帯域を上記同様にλaと設定すると、図6(b)に示すように放射エネルギーE1は弱いものとなる。このため、バンドパスフィルター103を図6(c)に示す特性Fに示すように、波長帯域λaの透過特性F1と、波長帯域λbの透過特性F2を持つフィルターとすれば、放射エネルギーE2も利用することができ、十分な放射エネルギーを確保することができる。よって、交差対象5aのように近赤外線投光装置101を持たない交差対象の一般的な前照灯の光に対しても、図4の場合と同じ作用を得ることができる。
At this time, if the wavelength band transmitted by the
なお、波長帯域λaは上述した通り図1における帯域βに相当し、波長帯域λbは図1における帯域γに相当する。したがって、波長帯域λaおよびλbを透過しても太陽光の影響は受けないこととなる。 The wavelength band λa corresponds to the band β in FIG. 1 as described above, and the wavelength band λb corresponds to the band γ in FIG. Therefore, even if it passes through the wavelength bands λa and λb, it will not be affected by sunlight.
さらに、本実施の形態における交差点衝突予防装置100は、以下の理由から夜間走行時には夜間暗視装置として利用することも可能である。近赤外線投光装置101から照射する近赤外光の波長帯域λaを、図1における1.4μm前後の波長帯域βに設定した場合、βは約50nm程度のスペクトル幅を有している。これは、一般的な夜間暗視装置における現実的な波長帯域幅の条件を満たしている。また、夜間暗視装置としては近赤外波長領域に3〜5W程度の出力が必要と想定される。したがって、近赤外線投光装置101から波長帯域λaの近赤外光を3〜5W程度の出力で照射することにより、本実施の形態における交差点衝突予防装置100は、一般的な近赤外線投光方式の暗視装置と同様の構成要素を有することになり、夜間暗視装置として利用することが可能となる。
Furthermore, the intersection
以下、図7に示すフローチャートにしたがって、上記説明した処理の流れを説明する。図7に示す処理は、不図示のイグニションスイッチがオンされると起動するプログラムとして実行される。図7のステップS10において、イグニションスイッチがオフにされたか否かが判定される。イグニションスイッチがオフされたと判断された場合には、そのまま処理を終了する。イグニションスイッチがオフされないと判断された場合には、ステップS20へ進み、イグニションスイッチがオフされるまでステップS20〜ステップS40の処理を繰り返す。 The process flow described above will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 7 is executed as a program that is activated when an ignition switch (not shown) is turned on. In step S10 of FIG. 7, it is determined whether or not the ignition switch is turned off. If it is determined that the ignition switch has been turned off, the process ends. If it is determined that the ignition switch is not turned off, the process proceeds to step S20, and the processes of steps S20 to S40 are repeated until the ignition switch is turned off.
ステップS20においては、近赤外線投光装置101から波長帯域λaに強いスペクトルを持つ近赤外光を照射する。ステップS30において、バンドパスフィルター103によって太陽光が遮光され、その結果、到達した近赤外光による反射光像が近赤外線カメラ102によって撮像される。ステップS40において、近赤外線カメラ102によって撮像された近赤外反射光の像がモニタ104に表示されることにより可視化される。これにより、交差点衝突予防装置100は、上述した通り、昼間は交差点衝突予防装置としての役割を果たし、夜間は夜間暗視装置としての役割を果たす。
In step S20, near infrared light having a strong spectrum in the wavelength band λa is emitted from the near infrared
以上、本実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
(1)近赤外線投光装置101から太陽光の分光放射照度が低い特定の波長帯域λaの近赤外光を照射し、当該波長帯域λaのみを透過するバンドパスフィルター103を介して近赤外線カメラで撮像することとした。これにより昼間時でも太陽光の影響を受けずに、交差対象から照射される近赤外光の反射光の像を撮像して可視化することが可能となり、夜間走行時と同じように、同一システムを有する交差対象の接近を早期認知・発見支援できる。
(2)バンドパスフィルター103は特定の波長帯域λaに加えて、さらに一般的な前照灯装置の分光照射度が高い特定の波長帯域λbも透過することとした。これにより例えば昼間点灯が義務付けられている自動二輪のように、一般的な前照灯装置を持つ交差対象の接近に対しても、早期認知・発見の対象となり得る汎用的なシステムとすることができる。
(3)本実施の形態における交差点衝突予防装置100は、一般的な近赤外線投光方式の暗視装置と同様な構成要素を有するので、夜間走行時には夜間暗視装置として利用することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(1) A near-infrared camera through a band-
(2) In addition to the specific wavelength band λa, the
(3) Since the intersection
―第2の実施の形態―
第2の実施の形態においては、ナビゲーションシステムからの出力に基づいて自車両の現在地を取得し、昼間に自車両が交差車両と衝突する危険のある交差点に接近した場合に、第1の実施の形態で説明した近赤外線投光装置101および近赤外線カメラ102の動作を開始させる。また、夜間は近赤外線投光装置101および近赤外線カメラ102を常時作動させ、第1の実施の形態で説明した通り夜間暗視装置として利用する。図8は、本実施の形態における交差点衝突予防装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。図8において、第1の実施の形態における図2と共通する構成要素については図2と同じ符号を付与し、説明を省略する。
-Second embodiment-
In the second embodiment, the current location of the host vehicle is acquired based on the output from the navigation system, and when the host vehicle approaches an intersection where the host vehicle may collide with the crossing vehicle in the daytime, The operations of the near-
交差点衝突予防装置100は、自車両の現在地を検出するGPSアンテナや地図情報を格納する地図データベースを備えたナビゲーションシステム108と、ヘッドランプのオン、オフを切り替えるヘッドランプスイッチ109とを備えている。また、制御装置105は、衝突予防開始判定部105aとシステム切替判断部105bとを有している。
The intersection
衝突予防開始判定部105aは、ナビゲーションシステム108からの出力に基づいて、自車両が交差対象と衝突する危険のある交差点、例えば、交差道路の少なくともどちらか一方に信号のない交差点に接近したことを判定し、近赤外線投光装置101からの近赤外光の照射と近赤外線カメラ102による撮像を開始する。
Based on the output from the
システム切替判断部105bは、ヘッドランプスイッチ109からの出力信号によりヘッドランプ点灯の有無を判断することにより現在が昼間なのか夜間なのかを識別する。そして、昼間であれば本発明による交差点衝突予防装置100を本来の使用目的である交差点衝突予防装置として機能するよう該当する交差点に接近したときにシステムを起動させる。これに対して、夜間であれば交差点の有無に関係なく夜間暗視装置として機能するようシステムを常時起動させる。
The system switching determination unit 105b determines whether the current time is daytime or nighttime by determining whether or not the headlamp is lit based on an output signal from the
図9は、本実施の形態における処理のフローチャートを示す図である。この処理は、不図示のイグニションスイッチがオンされると起動するプログラムにより実行される。以下、図9のフローチャートにしたがって処理の流れを説明する。ステップS110において、イグニションスイッチがオフにされたか否かが判定される。イグニションスイッチがオフされたと判断された場合には、そのまま処理を終了する。イグニションスイッチがオフされないと判断された場合には、ステップS120へ進み、イグニションスイッチがオフされるまでステップS120〜ステップS160の処理を繰り返す。 FIG. 9 is a diagram showing a flowchart of processing in the present embodiment. This process is executed by a program that is activated when an ignition switch (not shown) is turned on. Hereinafter, the flow of processing will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S110, it is determined whether or not the ignition switch has been turned off. If it is determined that the ignition switch has been turned off, the process ends. If it is determined that the ignition switch is not turned off, the process proceeds to step S120, and the processing of steps S120 to S160 is repeated until the ignition switch is turned off.
ステップS120において、ヘッドランプスイッチ109がONかOFFかが判定される。このヘッドランプスイッチ109からの出力信号に基づいて、システム切替判断部105bは現在が昼間なのか夜間なのかを判断する。ステップS120においてヘッドランプスイッチ109がONであると判断された場合には、システム切替判断部105bは現在は夜間であると判断して、ステップS140へ進む。夜間は上述した通り交差点衝突予防装置100を夜間暗視装置として機能させる。このため、交差点衝突予防装置100はステップS140〜ステップS160の処理を常時行う。なお、ステップS140〜ステップS160の処理は、第1の実施の形態におけるステップS20〜ステップS40と同一のため、説明を省略する。
In step S120, it is determined whether the
これに対して、ステップS120においてヘッドランプスイッチ109がOFFであると判断された場合には、システム切替判断部105bは現在は昼間であると判断して、ステップS130へ進む。昼間は上述した通り交差点衝突予防装置100を本来の使用目的である交差点衝突予防装置として機能させる。このため、ステップS130においては、ナビゲーションシステム108からの出力に基づいて、衝突予防開始判定部105aは自車両が交差対象と衝突する危険のある交差点に接近したか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S120 that the
衝突予防開始判定部105aによって、自車両が交差対象と衝突する危険のある交差点に接近していると判定された場合には、近赤外線投光装置101および近赤外線カメラ102を動作させる。すなわち、交差点において衝突の可能性がある交差対象を検出するため、上述したステップS140〜ステップS160の処理を行う。これに対して、自車両が交差対象と衝突する危険のある交差点に接近していないと判定された場合には、衝突の可能性がある交差対象は存在しないことから、近赤外線投光装置101および近赤外線カメラ102の動作は開始せず、ステップS110へ戻り上記処理を繰り返す。
When the collision prevention start
以上により、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態で得られる効果に加えて次の効果が得られる。
(1)システム切替判断部105bによって現在が昼間か夜間かを判断し、昼間は交差点衝突予防装置100を本来の目的である交差点衝突予防装置100として機能するよう該当する交差点に接近したときにシステムを起動させる。そして、夜間は交差点の有無に関係なく夜間暗視装置として機能するようシステムを常時起動させることとし、両機能を自動で切り替えることとした。これにより、1つの装置によって使用者に対して2つの機能を提供することができ、さらに使用者が意識して切り替えることなく、常に最適な機能を提供することができる。
(2)昼間は、視界の制限によって交差対象が認知・発見しにくく、出会い頭事故発生の可能性が高い交差点接近時のみシステムを作動させることとした。これにより、必要な場合のみ使用者に対して交差対象を認知するために必要な情報を提供することができる。さらに、システムを常時起動させておく場合と比較して消費電力を抑えることが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the following effects are obtained in addition to the effects obtained in the first embodiment.
(1) The system switching determination unit 105b determines whether the present day is daytime or nighttime, and the system is used in the daytime when the intersection
(2) In the daytime, the system is activated only when approaching an intersection where there is a high possibility of encounter accidents due to difficulty in recognizing and discovering intersections due to limited visibility. Thereby, the information necessary for recognizing the intersection target can be provided to the user only when necessary. Furthermore, it is possible to reduce power consumption compared to the case where the system is always activated.
―第3の実施の形態―
第1および第2の実施の形態における交差点衝突予防装置では、近赤外線投光装置101は、波長帯域λaに強いスペクトルを持つ光L1を照射し、バンドパスフィルター103は当該波長帯域λaを透過することとした。これに対して、第3の実施の形態においては、近赤外線投光装置101は、波長帯域λaに加えて波長帯域λaよりも低い波長帯域λcにもスペクトル強度を持つ近赤外光L1を照射する。そして、選択式のバンドパスフィルターを搭載し、波長帯域λaのみを透過するバンドパスフィルターと、波長帯域λaおよび波長帯域λcを含む波長帯域λdを透過するバンドパスフィルターとを切り替えて使用する。
-Third embodiment-
In the intersection collision prevention apparatus according to the first and second embodiments, the near-
図10は、第3の実施の形態における交差点衝突予防装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。図10において、第1の実施の形態における図2、および第2の実施の形態における図8と共通する構成要素については図2および図8と同じ符号を付与し、説明を省略する。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the intersection collision preventing apparatus according to the third embodiment. In FIG. 10, the same reference numerals as those in FIG. 2 and FIG. 8 are assigned to the components common to FIG. 2 in the first embodiment and FIG. 8 in the second embodiment, and the description thereof is omitted.
交差点衝突予防装置100は、バンドパスフィルター切替え装置110を備えており、バンドパスフィルター切替え装置110は第1のバンドパスフィルター110aと第2のバンドパスフィルター110bを切り替えて使用する。第1のバンドパスフィルター110aは第1および第2の実施の形態におけるバンドパスフィルター103に相当し、波長帯域λaのみを透過する。第2のバンドパスフィルター110bは、上述した通り波長帯域λaに加えてλaよりも低い波長帯域λcをも含む波長帯域λdを透過する。なお、第1および第2のバンドパスフィルターの透過特性についての詳細は後述する。
The intersection
制御装置105は、第1のバンドパスフィルター110aと第2のバンドパスフィルター110bとを切り替えるタイミングを判断してバンドパスフィルター切替え装置110を制御するバンドパスフィルター切替判断部105cを有している。バンドパスフィルター切替判断部105cは、ヘッドランプスイッチ109からの出力信号によりヘッドランプ点灯の有無を判断することにより現在が昼間なのか夜間なのかを識別する。そして、昼間であれば第1のバンドパスフィルター110aに切り替え、夜間であれば第2のバンドパスフィルター110bに切り替えるよう、バンドパスフィルター切替え装置110を制御する。
The
図11および図12は、第3の実施の形態における交差点衝突予防装置によって交差対象を撮像する仕組みを模式的に示した図である。図11はバンドパスフィルター切替判断部105cが現在は昼間であると判断し、バンドパスフィルター切替え装置110によって第1のバンドパスフィルター110aが選択されている状態を示している。この図11に示す状態においては、近赤外線投光装置101によって照射された波長帯域λaおよび波長帯域λcにスペクトル強度を持つ近赤外光L1に対して、第1のバンドパスフィルター110aは波長帯域λaのみを透過する。
FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams schematically showing a mechanism for imaging an intersection target by the intersection collision prevention apparatus according to the third embodiment. FIG. 11 shows a state in which the bandpass filter switching determination unit 105c determines that it is currently daytime and the
したがって、近赤外線カメラ102は第1のバンドパスフィルター110aを透過して到達した波長帯域λaの近赤外光の反射光像を撮像し、モニタ104に表示することによって交差対象の存在を可視化する。これにより交差点衝突予防装置100は、昼間であっても太陽光の影響を受けずに交差対象を可視化することが可能となる。
Therefore, the near-
図12はバンドパスフィルター切替判断部105cが現在は夜間であると判断し、バンドパスフィルター切替え装置110によって第2のバンドパスフィルター110bが選択されている状態を示している。この図12に示す状態においては、近赤外線投光装置101によって照射された波長帯域λaおよび波長帯域λcにスペクトル強度を持つ近赤外光L1に対して、第2のバンドパスフィルター110aは波長帯域λaおよび波長帯域λcを透過する。
FIG. 12 shows a state in which the bandpass filter switching determination unit 105c determines that it is currently nighttime and the
したがって、近赤外線カメラ102は第2のバンドパスフィルター110bを透過して到達した波長帯域λaおよび波長帯域λcの近赤外光の反射光像を撮像し、モニタ104に表示することによって交差対象の存在を可視化する。波長帯域λcは後述するように太陽光の分光照射度は高いが、夜間であれば波長帯域λcの近赤外光を利用しても太陽光の影響は受けない。これにより、放射エネルギーを最大限利用することで暗視装置の投光性能を高めることが可能となる。
Therefore, the near-
図13に上記説明した本実施の形態における太陽、および各投光器から照射される光の分光特性、バンドパスフィルターの透過特性、およびカメラの感度特性を示す。図13(a)は図1と同様に地表での太陽光の分光放射照度を示したものである。図13(a)に示すように地表における分光放射照度は1.4μm前後の波長帯域λa、すなわち図1に示す帯域βにおいてほとんど放射照度がない。 FIG. 13 shows the spectral characteristics of the light irradiated from the sun and each projector in the above-described embodiment, the transmission characteristics of the band-pass filter, and the sensitivity characteristics of the camera. FIG. 13 (a) shows the spectral irradiance of sunlight on the ground surface as in FIG. As shown in FIG. 13A, the spectral irradiance on the ground surface has almost no irradiance in the wavelength band λa around 1.4 μm, that is, the band β shown in FIG.
これに対して、近赤外線投光装置101より照射される光は、上述した通り特定の波長帯域λaおよびλcに強いスペクトルを持つ。よって図13(b)の特性Dに示すように波長帯域λaにおける近赤外光L1の放射エネルギーE1、および波長帯域λcにおける近赤外光L1の放射エネルギーE3に強い放射強度を持っている。
On the other hand, the light irradiated from the near-
上記太陽光、および近赤外線投光装置101より照射される近赤外光は、昼間は図13(c)の特性F1に示す第1のバンドパスフィルター110aによって、波長帯域λaのみが透過される。すなわち自車両3a及び交差対象3bから投光された近赤外光の放射エネルギーE1のみが透過し、波長帯域λaにおいて放射照度のない太陽光および波長帯域λcの近赤外光は遮光されることになる。
Only the wavelength band λa of the sunlight and the near-infrared light emitted from the near-
夜間においては、図13(d)の特性F3に示す第2のバンドパスフィルター110bによって、波長帯域λaと波長帯域λcとを含む波長帯域λdが透過される。すなわち、自車両3a及び交差対象3bから照射された近赤外光L1のうち波長帯域λaに含まれる放射エネルギーE1と波長帯域λcに含まれる放射エネルギーE3とが透過する。
At night, the wavelength band λd including the wavelength band λa and the wavelength band λc is transmitted by the
近赤外線カメラ102は、図13(e)の特性CSに示す感度を持つので、昼間、夜間ともに近赤外線カメラ102に到達した近赤外光がモニタ104を通して表示される。昼間は、太陽光の影響を受けないように自車両3aと交差対象3bが照射した近赤外光のうち波長帯域λaのみを可視化している。このため、夜間走行時においても自車両3aの前照灯と、交差対象3bの前照灯を認知している状態と同じような視界を、昼間走行時においても再現して運転者に提供することができる。これに対して太陽光の影響がない夜間においては、自車両3aと交差対象3bが照射した近赤外光のうち波長帯域λaと波長帯域λcとを含む波長帯域λdを透過している。このため、放射エネルギーを最大限利用することで暗視装置の投光性能を高めることが可能となる。
Since the near-
以下、図14に示すフローチャートにしたがって、上記説明した処理の流れを説明する。図14に示す処理は、不図示のイグニションスイッチがオンされると起動するプログラムとして実行される。ステップS210において、イグニションスイッチがオフにされたか否かが判定される。イグニションスイッチがオフされたと判断された場合には、そのまま処理を終了する。イグニションスイッチがオフされないと判断された場合には、ステップS220へ進み、イグニションスイッチがオフされるまでステップS220〜ステップS270の処理を繰り返す。 The process flow described above will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 14 is executed as a program that starts when an ignition switch (not shown) is turned on. In step S210, it is determined whether or not the ignition switch has been turned off. If it is determined that the ignition switch has been turned off, the process ends. If it is determined that the ignition switch is not turned off, the process proceeds to step S220, and the processes of steps S220 to S270 are repeated until the ignition switch is turned off.
ステップS220において、ヘッドランプスイッチ109がONかOFFかが判定される。このヘッドランプスイッチ109からの出力信号に基づいて、バンドパスフィルター切替判断部105cは現在が昼間なのか夜間なのかを判断する。ステップS220においてヘッドランプスイッチ109がOFFであると判断された場合には、バンドパスフィルター切替判断部105cは現在は昼間であると判断して、ステップS230へ進む。ステップS230において、バンドパスフィルター切替装置110は、上述した通り第1のバンドパスフィルター110aに切り替える。
In step S220, it is determined whether the
これに対して、ステップS220においてヘッドランプスイッチ109がONであると判断された場合には、バンドパスフィルター切替判断部105cは現在は夜間であると判断して、ステップS240へ進む。ステップS230において、バンドパスフィルター切替装置110は、上述した通り第2のバンドパスフィルター110bに切り替える。
On the other hand, if it is determined in step S220 that the
ステップS230またはステップS240でバンドパスフィルターの切り替えを行った後、交差点衝突予防装置100はステップS250〜ステップS270の処理を常時行う。なお、ステップS260〜ステップS270の処理は、第1の実施の形態におけるステップS20〜ステップS40と同一のため、説明を省略する。
After the band pass filter is switched in step S230 or step S240, the intersection
以上により、第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態で得られる効果に加えて次の効果が得られる。昼間と夜間とで使用するバンドパスフィルターを切り替え、夜間においては低波長域を含む昼間よりも広い帯域の近赤外光を透過し、可視化することとした。これにより、夜間走行時には近赤外線の放射エネルギーを増量させることができ、夜間暗視装置として高性能化を図ることができる。 As described above, according to the third embodiment, the following effects are obtained in addition to the effects obtained in the first embodiment. The bandpass filter used for daytime and nighttime was switched, and at night, near-infrared light in a wider band than the daytime including the low wavelength region was transmitted and visualized. As a result, near-infrared radiant energy can be increased during night driving, and high performance as a night-vision device can be achieved.
―第4の実施の形態―
第4の実施の形態においては、ナビゲーションシステムからの出力に基づいて自車両の現在地を取得し、昼間に自車両が交差車両と衝突する危険のある交差点に接近した場合に、第3の実施の形態で説明した近赤外線投光装置101および近赤外線カメラ102の動作を開始させる。また、夜間は近赤外線投光装置101および近赤外線カメラ102を常時作動させ、夜間暗視装置として利用する。図15は、本実施の形態における交差点衝突予防装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。図15において、第1〜第3の実施の形態におけるブロック図と共通する構成要素については、同じ符号を付与し、説明を省略する。
-Fourth embodiment-
In the fourth embodiment, the current location of the host vehicle is acquired based on the output from the navigation system, and when the host vehicle approaches an intersection where the host vehicle may collide with the intersecting vehicle in the daytime, The operations of the near-
制御装置105は、システム切替指示部105dと、バンドパスフィルター切替指示部105eと、昼夜判断部105fとを有している。昼夜判断部105fは、ヘッドランプスイッチ109からの出力信号によりヘッドランプ点灯の有無を判断することにより現在が昼間なのか夜間なのかを識別する。なお、第2の実施の形態においては、システム切替判断部105bが、また、第3の実施の形態においては、バンドパスフィルター切替判断部105cが昼夜の判断を行ったが、本実施の形態においては上述した通り昼夜判断部105fによって昼夜の判断を行う。
The
システム切替指示部105dは、昼夜判断部105fからの出力に基づいて昼間であれば本発明による交差点衝突予防装置100を本来の使用目的である交差点衝突予防装置として機能するよう該当する交差点に接近したときにシステムを起動させる。これに対して、夜間であれば交差点の有無に関係なく夜間暗視装置として機能するようシステムを常時起動させる。バンドパスフィルター切替指示部105eは、昼夜判断部105fからの出力に基づいて、昼間であれば第1のバンドパスフィルター110aに切り替え、夜間であれば第2のバンドパスフィルター110bに切り替えるよう、バンドパスフィルター切替え装置110を制御する。
Based on the output from the day /
図16は、本実施の形態における処理のフローチャートを示す図である。不図示のイグニションスイッチがオンされると起動するプログラムとして実行される。以下、図16のフローチャートにしたがって処理の流れを説明する。ステップS310において、イグニションスイッチがオフにされたか否かが判定される。イグニションスイッチがオフされたと判断された場合には、そのまま処理を終了する。イグニションスイッチがオフされないと判断された場合には、ステップS320へ進み、イグニションスイッチがオフされるまでステップS320〜ステップS380の処理を繰り返す。 FIG. 16 is a diagram showing a flowchart of processing in the present embodiment. It is executed as a program that is activated when an ignition switch (not shown) is turned on. Hereinafter, the flow of processing will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S310, it is determined whether or not the ignition switch has been turned off. If it is determined that the ignition switch has been turned off, the process ends. If it is determined that the ignition switch is not turned off, the process proceeds to step S320, and the processes of steps S320 to S380 are repeated until the ignition switch is turned off.
ステップS320において、ヘッドランプスイッチ109がONかOFFかが判定される。このヘッドランプスイッチ109からの出力信号に基づいて、昼夜判断部105fは現在が昼間なのか夜間なのかを判断する。ステップS320においてヘッドランプスイッチ109がOFFであると判断された場合には、昼夜判断部105fは現在は昼間であると判断して、ステップS330へ進む。ステップS330において、バンドパスフィルター切替指示部105eはバンドパスフィルター切替装置110を制御して第1のバンドパスフィルター110aに切り替える。
In step S320, it is determined whether the
ステップS350においては、システム切替指示部105dによって交差点衝突予防装置100が交差点衝突予防装置として機能するよう指示される。そして、ナビゲーションシステム108からの出力に基づいて、衝突予防開始判定部105aは自車両が交差対象と衝突する危険のある交差点に接近したか否かを判定する。衝突予防開始判定部105aによって、自車両が交差対象と衝突する危険のある交差点に接近していると判定された場合には、近赤外線投光装置101および近赤外線カメラ102を動作させる。その後、交差点において衝突の可能性がある交差対象を検出するため、ステップS360〜ステップS380の処理を行う。なお、ステップS360〜ステップS380の処理は、第1の実施の形態におけるステップS20〜ステップS40と同一のため、説明を省略する。
In step S350, the system switching
ステップS350において、自車両が交差対象と衝突する危険のある交差点に接近していないと判定された場合には、衝突の可能性がある交差対象は存在しないことから、近赤外線投光装置101および近赤外線カメラ102の動作は開始せず、ステップS310へ戻り上記処理を繰り返す。
If it is determined in step S350 that the host vehicle is not approaching an intersection where there is a risk of collision with the intersection target, there is no intersection target that may cause a collision. The operation of the near-
これに対して、ステップS320においてヘッドランプスイッチ109がONであると判断された場合には、昼夜判断部105fは現在は夜間であると判断して、ステップS340へ進む。ステップS340において、バンドパスフィルター切替指示部105eはバンドパスフィルター切替装置110を制御して第2のバンドパスフィルター110bに切り替える。そして、システム切替指示部105dによって交差点衝突予防装置100が夜間暗視装置として機能するよう指示され、交差点衝突予防装置100はステップS360〜ステップS380の処理を常時行う。
On the other hand, if it is determined in step S320 that the
以上により、第4の実施の形態によれば、次の効果が得られる。昼間は、視界の制限によって交差対象が認知・発見しにくく、出会い頭事故発生の可能性が高い交差点接近時のみシステムを作動させることとし、夜間は常時夜間暗視装置として作動させることとした。さらに昼間と夜間とで使用するバンドパスフィルターを切り替え、夜間においては低波長域を含む昼間よりも広い帯域の近赤外光を透過し、可視化することとした。これにより、昼間走行時は必要な場合のみ使用者に対して交差対象を認知するために必要な情報を提供することができ、夜間走行時には近赤外線の放射エネルギーを増量させることによって夜間暗視装置として高性能化を図ることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the following effects can be obtained. During the daytime, the system is activated only when approaching an intersection where the intersection is difficult to recognize and discover due to limited visibility, and there is a high possibility of encounter accidents. Furthermore, the bandpass filter used in daytime and nighttime was switched, and at night, near infrared light in a wider band than in the daytime including the low wavelength region was transmitted and visualized. As a result, it is possible to provide information necessary for recognizing the intersection target to the user only when necessary during daytime driving, and at night driving by increasing the near infrared radiation energy, As a result, high performance can be achieved.
なお、本発明による交差点衝突予防装置は、上記各実施の形態に限定されず、以下のように変形することもできる。
(1)第3および第4の実施の形態において、近赤外線投光装置101は、波長帯域λaおよびλcの近赤外光を同時に照射することとした。しかし、波長帯域λaを照射する近赤外線投光装置と、波長帯域λcを照射する近赤外線投光装置とを別々に設け、各近赤外線投光装置からそれぞれの波長帯域の近赤外光を照射するようにしてもよい。
The intersection collision prevention apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as follows.
(1) In the third and fourth embodiments, the near-
(2)近赤外線投光装置により特定波長帯域に強いスペクトルをもつ近赤外光を照射し、照射された近赤外光の反射光像を近赤外線カメラで撮像することにより交差点における交差対象を可視化した。しかし、近赤外線投光装置に加えて可視光を投光する可視光投光装置を備え、可視光と近赤外光を同時に照射するようにしてもよい。これにより、運転者は昼間における交差対象の存在を、モニタを介した間接視界だけでなく、可視光による直接視界によっても認知することができ、交差点における交差対象の存在をより一層早く認知することが可能となる。なお、可視光投光装置は白色LEDにより構成された複合型のLED投光装置によって実現してもよく、可視光領域と近赤外線領域の特定波長帯域にスペクトル強度を持たせたキセノン電球によって、近赤外線投光装置と可視光投光装置を併用してもよい。 (2) A near-infrared light projecting device emits near-infrared light having a strong spectrum in a specific wavelength band, and a reflected light image of the irradiated near-infrared light is picked up by a near-infrared camera so that an intersection target at an intersection is detected. Visualized. However, in addition to the near-infrared projector, a visible light projector that projects visible light may be provided so that the visible light and the near-infrared light are irradiated simultaneously. As a result, the driver can recognize the existence of the intersection target in the daytime not only by the indirect view through the monitor but also by the direct view by the visible light, and recognize the existence of the intersection target at the intersection more quickly. Is possible. The visible light projector may be realized by a composite LED projector composed of white LEDs, and a xenon bulb having a spectral intensity in a specific wavelength band of the visible light region and the near infrared region, A near-infrared projector and a visible light projector may be used in combination.
(3)近赤外線投光装置から照射する近赤外光を、赤外線レーザやLEDのように狭い波長帯域で強いスペクトルを持つ光とした場合には、パルス発振させてもよい。これにより、可視化した際にモニタ上に点滅して表示されるため、認知性の向上を図ることが出来る。
(4)第2〜第4の実施の形態においては、現在が昼間であるか夜間であるかをヘッドランプスイッチ109からの出力に基づいて判断した。しかし、時計からの時刻情報やその他センサからの出力に基づいて判断してもよい。
(5)近赤外線投光装置から近赤外光を照射することとしたが、昼間であっても太陽光の影響を受けず、可視化が可能な光信号を投射することにより本発明による交差点衝突予防装置を実現してもよい。
(3) When the near-infrared light emitted from the near-infrared projector is light having a strong spectrum in a narrow wavelength band such as an infrared laser or LED, pulse oscillation may be performed. Thereby, when it visualizes, since it blinks and displays on a monitor, cognitive improvement can be aimed at.
(4) In the second to fourth embodiments, it is determined based on the output from the
(5) Although near-infrared light is emitted from the near-infrared projector, the intersection collision according to the present invention is performed by projecting an optical signal that is not affected by sunlight and can be visualized even in the daytime. A preventive device may be realized.
特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。近赤外線投光装置101は投射手段に、近赤外線カメラ102は可視化手段および撮像手段に、バンドパスフィルター103は特定波長透過手段に相当する。モニタ104は可視化手段、および表示手段に、ヘッドランプスイッチ109は昼夜検出手段に相当する。ナビゲーションシステムは交差点検出手段に、バンドパスフィルター切替装置110は切替手段に相当する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。
The correspondence between the constituent elements of the claims and the embodiment will be described. The near-
100 交差点衝突予防装置
101 近赤外線投光装置
102 近赤外線カメラ
103 バンドパスフィルター
104 モニタ
105 制御装置
105a 衝突予防開始判断部
105b システム切替判断部
105c バンドパスフィルター切替判断部
105d システム切替指示部
105e バンドパスフィルター切替指示部
105f 昼夜判断部
108 ナビゲーションシステム
109 ヘッドランプスイッチ
110 バンドパスフィルター切替装置
110a 第1のバンドパスフィルター
110b 第2のバンドパスフィルター
100 Intersection
Claims (8)
交差点において交差する道路を走行中の交差対象に搭載された前記投射手段から投射される光信号の反射光信号を可視化する可視化手段とを備えることを特徴とする交差点衝突予防装置。 Projecting means for projecting an optical signal to the road surface in front of the vehicle;
An intersection collision prevention apparatus comprising: a visualization unit that visualizes a reflected light signal of an optical signal projected from the projection unit mounted on a crossing target traveling on an intersection road at an intersection.
前記投射手段は、少なくとも1つの特定波長帯域に放射エネルギーを有する近赤外光を投射し、
前記可視化手段は、前記投射手段から投射される特定波長帯域の近赤外光のみを透過する少なくとも1つの特定波長透過手段と、前記特定波長透過手段によって透過された特定波長帯域に感度を持つ撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段とを有することを特徴とする交差点衝突予防装置。 In the intersection collision prevention device according to claim 1,
The projection means projects near-infrared light having radiant energy in at least one specific wavelength band,
The visualization means includes at least one specific wavelength transmission means that transmits only near-infrared light in a specific wavelength band projected from the projection means, and imaging having sensitivity in the specific wavelength band transmitted by the specific wavelength transmission means. And an intersection collision preventing apparatus comprising: a display unit configured to display an image captured by the imaging unit.
前記特定波長帯域は、昼間の地表面における太陽の分光放射照度が所定値以下の波長帯域であることを特徴とする交差点衝突予防装置。 In the intersection collision prevention apparatus according to claim 2,
The intersection collision preventing apparatus, wherein the specific wavelength band is a wavelength band in which the spectral irradiance of the sun on the ground surface in the daytime is a predetermined value or less.
昼夜を検出する昼夜検出手段と、
前記特定波長透過手段は、それぞれが異なる特定波長帯域の近赤外光を透過する複数のフィルタを含み、
前記昼夜検出手段によって検出された情報に基づいて、前記フィルタを切り替える切替手段をさらに備えることを特徴とする交差点衝突予防装置。 In the intersection collision prevention device according to claim 2 or 3,
Day and night detecting means for detecting day and night;
The specific wavelength transmission means includes a plurality of filters that transmit near infrared light in different specific wavelength bands,
An intersection collision prevention apparatus, further comprising switching means for switching the filter based on information detected by the day / night detection means.
自車両が衝突の危険性のある交差点に接近したことを検出する交差点検出手段をさらに有し、
前記交差点検出手段によって自車両が衝突の危険性のある交差点に接近したことが検出されたときに、前記投射手段は前記光信号を投射し、前記可視化手段は受信した光信号の反射光信号を可視化することを特徴とする交差点衝突予防装置。 In the intersection collision prevention device according to any one of claims 1 to 4,
It further has an intersection detection means for detecting that the host vehicle approaches an intersection where there is a risk of collision,
When the intersection detection means detects that the host vehicle has approached an intersection where there is a risk of collision, the projection means projects the optical signal, and the visualization means reflects the reflected light signal of the received optical signal. An intersection collision prevention device characterized by visualization.
前記投射手段は、前記光信号をパルス発振することを特徴とする交差点衝突予防装置。 In the intersection collision prevention device according to any one of claims 1 to 5,
The intersection collision preventing apparatus, wherein the projection means pulsates the optical signal.
交差点において交差する道路を走行中の交差対象からの光信号の反射光信号を可視化することを特徴とする交差点衝突予防方法。 Project an optical signal onto the road surface in front of the vehicle,
An intersection collision prevention method characterized by visualizing a reflected light signal of an optical signal from an intersection subject traveling on a road that intersects at an intersection.
前記第1の車両は前記投射手段から光信号を投射し、
前記第2の車両は前記第1の車両から投射された光信号の反射光信号を可視化することを特徴とする交差点衝突予防システム。 The intersection collision prevention apparatus according to any one of claims 1 to 6 is mounted on the first and second vehicles,
The first vehicle projects an optical signal from the projection means,
The intersection collision prevention system, wherein the second vehicle visualizes a reflected light signal of an optical signal projected from the first vehicle.
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