JP2006182322A - 運転支援装置及び運転支援画像表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は自車両と周辺車両との相対位置及び相対速度に応じた危険領域を視認できることを課題とする。
【解決手段】 運転支援装置10は、自車両と該自車両の周辺を走行する周辺車両との相対距離及び相対速度を検出する検出手段12と、検出手段12により検出された相対距離及び相対速度に基づく危険度レベルに応じた危険領域を設定する危険領域設定手段14と、危険領域設定手段14により設定された危険領域の表示データを生成する表示データ生成手段16と、表示データ生成手段16により生成された表示データに基づいて周辺車両に対して危険領域を認識させるための運転支援画像を表示する表示手段18とを有する。運転支援画像を表示することにより、運転者は自車両が周辺車両の危険領域に入っているかどうかを容易に確認でき、周辺車両との車間距離が適切になるように運転することが可能になる。
【選択図】 図1

Description

本発明は運転支援装置及び運転支援画像表示方法に係り、特に車両を運転する運転者が周辺車両との相対位置に応じた危険領域の範囲を認識できるように運転支援画像を表示する運転支援装置及び運転支援画像表示方法に関する。
自動車等の車両を操作する運転者は、主に同じレーンを走行する車両や隣のレーンを走行する車両などの周辺車両との車間距離を注視しており、特に高速走行時には、一般道を走行する場合よりも周辺車両との相対距離(車間距離)を大きくとるようにして周辺車両との接触を防止している。
このような周辺車両との車間距離は、各運転者の判断によって異なり、周辺車両に近づき過ぎたり、あるいは車間距離を大きくとり過ぎたりしてしまう場合がある。
このように運転者の運転操作を支援する装置として、自車両の前方を走行する先行車両の存在をレーダ装置により検出して先行車両との車間距離に応じた大きさの指標を求め、先行車両の存在を円の大きさで運転者に知らせる運転支援装置がある(例えば、特許文献1参照)。
特開平6−293236号公報
しかしながら、上記特許文献に記載された運転支援装置では、自車両と先行車両との車間距離に応じた先行車両の大きさを表すだけであり、自車両と先行車両との相対速度を考慮していないので、運転者は車間距離が適切なのかどうかを確認することができず、先行車両に接近し過ぎているかどうかの判断に迷うことになる。
また、従来の装置では、走行中の自車両が先行車両に急速に接近した場合には、先行車両の表示が大きくなるが、自車両が先行車両に対してどの危険度レベルの領域に存在しているのか分からないという問題があった。
そこで、本発明は、周辺車両との相対距離及び相対速度に基づいて危険度の領域を周辺車両に対して表示することにより、上記課題を解決した運転支援装置及び運転支援画像表示方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
請求項1記載の発明は、自車両と該自車両の周辺を走行する周辺車両との相対距離及び相対速度を検出する検出手段と、該検出手段により検出された相対距離及び相対速度に基づく危険度レベルに応じた危険領域を設定する危険領域設定手段と、該危険領域設定手段により設定された危険領域の表示データを生成する表示データ生成手段と、該表示データ生成手段により生成された表示データを前記周辺車両に対する前記危険領域を認識させるための運転支援画像として表示する表示手段とを有することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記表示手段が、運転者から見える前記周辺車両の位置に合わせて前記運転支援画像をフロントウインドシールドの内側に表示することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記表示手段が、前記危険領域のうち少なくとも危険度レベルの高い領域間の境界線を表示することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記表示手段が、前記危険度レベルに応じて複数の境界線を色分けして表示することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、前記表示手段が、前記危険度レベルが高いほど前記境界線を太く表示することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、自車両の周辺を走行する周辺車両に対する危険度レベルに応じた危険領域を認識するための運転支援画像をフロントウインドシールドの内側に表示することを特徴とする。
本発明によれば、周辺車両に対する危険度のレベルに応じた危険領域を認識させるための運転支援画像を表示することにより、自車両が周辺車両のどの危険領域に入っているかどうかを容易に確認できると共に、自車両が危険度レベルの高い危険領域に入っている場合には、車間距離を広げるように自車両を操作し、自車両が危険領域に入っていない場合には、車間距離を狭めるように自車両を操作することができ、周辺車両との車間距離が適切な距離となるように車両を操作するで安全を確保することができる。
また、本発明によれば、運転者から見える周辺車両の位置に合わせて運転支援画像をフロントウインドシールドの内側に表示するため、運転者は実際の周辺車両に運転支援画像を重ね合わした状態で見ることができるので、視線を周辺車両から外すことなく周辺車両のどの危険度のレベルの危険領域に自車両が入ったか否かを確認することができる。
また、本発明によれば、危険領域のうち少なくとも危険度レベルの高い領域間の境界線を表示するため、周辺車両に対する自車両の危険度を容易に認識することが可能になる。
また、本発明によれば、危険度レベルに応じて複数の境界線を色分けして表示するため、周辺車両に対する自車両の危険度が分かりやすくなり、緊急時の回避操作の判断が容易に行える。
また、本発明によれば、危険度レベルが高いほど境界線を太く表示するため、周辺車両に対する自車両の危険度が分かりやすくなり、緊急時の回避操作の判断が容易に行える。
また、本発明によれば、自車両の周辺を走行する周辺車両に対する危険度レベルに応じた危険領域を認識するための運転支援画像をフロントウインドシールドの内側に表示するため、運転者は実際の周辺車両に運転支援画像を重ね合わした状態で見ることができるので、視線を周辺車両から外すことなく周辺車両のどの危険度レベルの危険領域に自車両が入ったか否かを確認することができる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は本発明になる運転支援装置の一実施例を示す概念図である。図1に示されるように、運転支援装置10は、自車両と該自車両の周辺を走行する周辺車両との相対距離及び相対速度を検出する検出手段12と、検出手段12により検出された相対距離及び相対速度に基づく危険度レベルに応じた危険領域を設定する危険領域設定手段14と、危険領域設定手段14により設定された危険度領域の表示データを生成する表示データ生成手段16と、表示データ生成手段16により生成された表示データに基づいて周辺車両に対して危険度のレベルに応じた危険領域を認識させるための運転支援画像を表示する表示手段18とを有する。
検出手段12は、自車両の走行速度を検出する車速センサ20と、自車両の周辺を走行する周辺車両との前方向相対距離を検出する前方向車間距離検出手段22と、自車両の周辺を走行する周辺車両との前方向相対速度を検出する前方向相対速度検出手段24と、自車両の周辺を走行する周辺車両との横方向相対距離を検出する横方向車間距離検出手段26と、自車両の周辺を走行する周辺車両との横方向相対速度を検出する横方向相対速度検出手段28とを有する。
図2は運転支援装置10の具体例を示す概略構成図である。図2に示されるように、運転支援装置10は、例えば、検出手段12としてのレーダ装置30及びイメージセンサ(CCDまたはCMOS)32を有している。このレーダ装置30(前方向車間距離検出手段22に相当する)は、前方(移動方向)に向けてレーダ波を送信しており、前方に先行車両が存在する場合には、先行車両から反射したレーダ波を受信し、先行車両との相対距離を検出する。そして、車載コンピュータ34は、レーダ装置30により検出された相対距離の変化から先行車両との相対速度を演算する。尚、レーダ装置30は、クルーズコントロールシステムあるいはプリクラッシュセイフティシステムのレーダ装置と兼用しても良い。
イメージセンサ32(横方向車間距離検出手段26に相当する)は、例えば、フロントウインドシールド40の上部内側または天井前側に取り付けられた支持部材36に支持されており、自車両が走行するレーンの隣のレーンを走行する他車両を撮像する。そして、車載コンピュータ34は、イメージセンサ32により撮像された画像を画像処理することで隣のレーンを走行する他車両との横方向車間距離及び横方向相対距離を演算する。イメージセンサ32は、車両が路面の走行ラインに沿って走行するように車両の走行位置を制御するレーンキーピングシステムの撮像カメラと兼用しても良い。
車載コンピュータ34は、メモリ38に格納された制御プログラムを実行する制御手段を有しており、本実施例では検出手段12により検出された相対距離及び相対速度に基づく危険度レベルに応じた危険領域を設定する制御手段(危険領域設定手段14に相当する)と、危険領域設定手段14により設定された複数の危険度レベルのうち少なくとも危険度レベルの高い領域の表示データを生成する制御手段(表示データ生成手段16に相当する)とを有する。
また、フロントウインドシールド40の下方には、ヘッドアップディスプレイ42(表示手段18に相当する)が設けられている。このヘッドアップディスプレイ42は、フロントウインドシールド40の内側にホログラムで周辺車両との危険度のレベルに応じた危険領域の境界を運転支援画像として表示する。そのため、運転者からみると、先行車両とヘッドアップディスプレイ42に表示された運転支援画像とを同時に視認することができ、先行車両から目を外さずに危険度のレベルに応じた危険領域を確認することが可能になる。
また、上記支持部材36の内側には、運転者の顔を撮像する運転者用撮像カメラ(CCDまたはCMOS)46が設けられている。この運転者用撮像カメラ46は、運転席44に座った運転者の目の高さ位置によって先行車両の見える位置がずれるため、運転者の目の高さ位置を検出する検出手段として用いられる。そして、車載コンピュータ34は、運転者用撮像カメラ46によって撮像された顔画像から運転者の目の高さを演算し、ヘッドアップディスプレイ42の運転支援画像の表示位置を補正するための補正値を生成する。尚、運転者用撮像カメラ46は、運転者の顔画像から生体認証を行うための認証用カメラを兼用しても良い。
図3はヘッドアップディスプレイ42による運転支援画像の表示例を運転席からみた図である。図3に示されるように、運転席44に座った運転者は、ステアリングホイール50及びアクセルペダル51を操作しながら前方の状況(道路の路面状況や車両の存在)に注意しながら自車両52を走行させる。走行中に先行車両54に追いつくと、先行車両54との車間距離及び相対速度が検出され、この検出データに基づいて生成された運転支援画像56をヘッドアップディスプレイ42により表示する。
ヘッドアップディスプレイ42は、運転者からみて先行車両54の走行位置に合わせて危険度のレベルに応じた危険領域を運転支援画像56によって表示する。本実施例では、先行車両54に対する危険領域が設定されると、運転支援画像56として危険度のレベルに応じて区分けされた危険領域の境界を示す複数の表示ライン56a〜56cがフロントウインドシールド40の内側にホログラムで表示される。
表示ライン56a〜56cは、先行車両54に対する危険度レベルに応じて色分けされており、例えば、危険度レベルの最も高い内側の表示ライン56aが赤色で表示され、2番目の危険度レベルを示す表示ライン56bがオレンジ色、3番目の危険度レベルを示す表示ライン56cが黄色で表示される。特に、表示ライン56aは、自車両52がこの内側に入ると先行車両54に接触する可能性が高いので、赤色で目立つように表示されており、危険度レベルが最上位であることを示している。
また、表示ライン56a〜56cは、危険度レベルに応じて表示太さが相違しており、例えば、危険度レベルの最も高い内側の表示ライン56aの太さが標準値の2倍で表示され、2番目の危険度レベルを示す表示ライン56bの太さが標準値の1.5倍、3番目の危険度レベルを示す表示ライン56cの太さが標準値で表示される。
そのため、フロントウインドシールド40の内側に表示ライン56a〜56cが見やすく表示されているので、運転者は、前方の先行車両54を視認すると同時に表示ライン56a〜56cを視認できるので、自車両52が先行車両54に対するどの危険度レベルの危険領域に接近しているかを容易に確認できる。従って、運転者は、先行車両54から目を離さずに先行車両54に対する危険領域が何処にあるのかを視覚的に確認できるので、高速走行しているときでもより安全に運転することができる。
また、運転者からみて自車両52が表示ライン56a〜56cの内側の危険領域に入った場合に先行車両54に近づき過ぎていると認識することができるので、運転者は、減速して先行車両54との車間距離を広げるように操作することで、先行車両54との接触を回避することができる。
尚、本実施例では、危険領域の危険度レベルを表示ライン56a〜56cにより3段階に分けて表示しているが、これに限らず、3段階以上に分けて表示しても良いし、あるいは複数段階に分けられた危険度レベルのうち少なくとも危険度レベルの高い上位3段階の表示ラインを表示するようにしても良い。
ここで、表示ライン56a〜56cの危険度レベルの設定方法について図4を参照して説明する。図4に示すケースは、自車両52が先行車両54に追いついた際に、運転者が自車両52を左側にレーン変更しながら加速させて先行車両54を左側から追い抜くように操作したケースである。
先行車両54を中心に自車両52の相対位置を考えた場合、先行車両54の周囲を8個の走行領域A〜Hに分けて考える。例えば、先行車両54の後方を走行する自車両52は、走行領域Bに位置し、左側レーンに移動した自車両52は走行領域Aに位置し、先行車両54を左側に接近した自車両52は、走行領域Dに位置することになる。
危険領域設定手段14では、自車両52の移動前の状態W、移動後の状態Wを次の演算式(1)(2)のように定義する。尚、xは進行方向(前方向)の相対位置、yは横方向の相対距離、xdotは相対速度、uxは進行方向移動距離、uyは横方向移動距離を表す(0≦ux≦x,0≦uy≦y)。
=(x/xdot)・(ux/x) ・・・(1)
=(xdot/x)・(1−ux/x)+1・・・(2)
このときの前方向の警報レベルW1xを次のように定義する。
1x=W−W
={1/(x/xdot)+1}−{(1+(x/xdot))/(x/xdot)・(ux/x) ・・・(3)
これと同様に横方向の警報レベルW1yを次のように定義する。
1y={1/(y/ydot)+1}−{(1+(y/ydot))/(y/ydot)・(uy/y) ・・・(4)
次に走行領域Aでの警報レベル(危険度レベル) W1Aを次のように定義する。
1A=W1x・W1y/2・・・(5)
但し、W1x<0、且つW1y<0のときW1A=−W1Aとする。
また、走行領域Bでの警報レベルW1Bを次のように定義する。(ラップ率をKyとする)
1B=W1x・(1+Ky)・W1y・(uy=0)/2・・・(6)
但し、W1x<0、且つW1y<0のときW1B=−W1Bとする。
同様に、走行領域Dでの警報レベルW1Dを次のように定義する。(ラップ率をKxとする)
1D=W1x(ux=0)・W1y・(1+Kx)/2・・・(7)
但し、W1x<0、且つW1y<0のときW1D=−W1Dとする。
上記演算式(1)〜(7)により求めた警報レベルWに応じて図5に示すように色分けし、表示データとする。例えば、W≧1の条件の場合には、危険度レベル=3を設定し、表示ラインを赤色とする。また、0.5≦W<1の条件の場合には、危険度レベル=2を設定し、表示ラインをオレンジ色とする。また、0.25≦W<0.5の条件の場合には、危険度レベル=1を設定し、表示ラインを黄色とする。また、W<0.25の条件の場合には、危険度レベル=0を設定し、表示ラインなしとする。
ここで、自車両52と先行車両54との相対位置に応じた表示ライン56a〜56cの表示例1〜3について図6乃至図8を参照して説明する。
図6に示す表示例1では、自車両52が先行車両54の後方(走行領域B)に位置する場合を示す。この場合、ヘッドアップディスプレイ42は、表示ライン56a〜56cを先行車両54の後方の外側に重ね合わせるように表示する。これにより、自車両52の運転者は、先行車両54の後方の外側に表示された表示ライン56a〜56cに接近しないようにステアリングホイール50及びアクセルペダル51を操作して先行車両54との接触を回避することができる。
図7に示す表示例2では、自車両52が先行車両54の左後方(走行領域A)にレーン変更した位置にある場合を示す。この場合、ヘッドアップディスプレイ42は、表示ライン56a〜56cを先行車両54の左側面から後方にかけて重ね合わせるように表示する。これにより、自車両52の運転者は、先行車両54の左側面から後方の外側に表示された表示ライン56a〜56cに接近しないようにステアリングホイール50及びアクセルペダル51を操作して先行車両54との接触を回避することができる。
図8に示す表示例3では、自車両52が先行車両54の左方(走行領域D)に移動した場合を示す。この場合、ヘッドアップディスプレイ42は、表示ライン56a〜56cを先行車両54の左側面の外側に重ね合わせるように表示する。これにより、自車両52の運転者は、先行車両54の左側面の外側に表示された表示ライン56a〜56cに接近しないようにステアリングホイール50及びアクセルペダル51を操作して先行車両54との接触を回避しながら先行車両54を追い抜くことができる。
ここで、車載コンピュータ34が実行する運転支援画像表示制御処理について図9のフローチャートを参照して説明する。図9に示されるように、車載コンピュータ34は、ステップS11(以下「ステップ」を省略する)でイグニッションスイッチがオンに操作されると、S12に進み、運転者用撮像カメラ46により運転者の顔を撮像し、顔画像から運転者の目の高さ位置を検出する。次のS13では、運転者の目の高さ位置に合わせてヘッドアップディスプレイ42による表示ライン56a〜56cの表示位置を補正する。
そして、S14に進み、車速センサ20により検出された走行速度(車速)を読み込む。次のS15では、走行速度が予め設定された所定速度Vに達しているかどうかをチェックする。このS15において、走行速度が所定速度Vに達していないときは、先行車両54の危険領域が狭くなっており、表示する必要性が小さいので、上記S14に戻り、S14,S15の処理を繰り返して走行速度を監視する。
上記S15において、走行速度が所定速度Vに達したときは、S16に進み、レーダ装置30及びイメージセンサ32を用いて自車両52の周囲をサーチして先行車両54の存在の有無を確認する。次のS17において、先行車両54が検出されない場合には、S24に進み、イグニッションスイッチがオフに操作されたかどうかをチェックする。そして、S24において、イグニッションスイッチがオンのままであるときは、上記S14に戻り、車速センサ20により検出された走行速度を読み込む。そして、S14以降の処理を繰り返す。
また、S17において、先行車両54が検出された場合には、S18に進み、検出された先行車両54の相対位置(自車両54を基準とした2次元座標位置)を演算する。続いて、S19では、先行車両54との相対距離を演算する。さらに、S20に進み、相対距離の変化から相対速度を演算する。
次のS21では、先行車両54との相対距離及び相対速度、走行速度等のパラメータに基づいて各走行領域A〜Hのうち自車両52が存在する走行領域について、警報レベル(危険度)を演算する(前述した演算式(1)〜(7)を参照)。続いて、S22では、自車両54との距離が最も近い先行車両54の周囲に警報レベル(危険度レベル)に応じた運転支援画像56の表示データ(各表示ライン56a〜56cの表示位置、色、太さ等のデータ)を生成する。
続いて、S23に進み、上記運転支援画像56の表示データをヘッドアップディスプレイ42に出力してフロントウインドシールド40の内側に表示ライン56a〜56cをホログラムで表示させる(図3参照)。これにより、運転者は、先行車54を視認すると共に、先行車54の周囲に位置するように表示された運転支援画像56(表示ライン56a〜56c)を視認することができる。
よって、運転者は、先行車両54から目を離さずに先行車両54に対する危険領域が何処にあるのかを視覚的に確認できると共に、自車両52が先行車両54の危険領域のうちどの危険度レベルまで接近しているかを容易に確認できるので、例えば、高速走行しているときでもより安全に運転することができる。
次のS24では、イグニッションスイッチがオフに操作されたかどうかをチェックする。そして、S24において、イグニッションスイッチがオンのままであるときは、上記S14に戻り、S14以降の処理を繰り返す。また、S24において、イグニッションスイッチがオフのときは、ヘッドアップディスプレイ42による表示を消して今回の運転支援画像表示制御処理を終了する。
上記実施例では、ヘッドアップディスプレイ42を用いて運転支援画像56(表示ライン56a〜56c)をフロントウインドシールド40の内側に表示する表示方法について説明したが、これに限らず、ヘッドアップディスプレイ42以外の表示手段を用いて運転支援画像56を表示しても良いし、あるいは運転席の前に液晶ディスプレイを設け、液晶ディスプレイに先行車両54の画像と運転支援画像56を合わせて表示する表示方法でも良い。
また、上記実施例では、運転支援画像56として表示ライン56a〜56cを先行車両54の周囲に重ね合わせるように表示した表示例について説明したが、これに限らず、例えば、表示ライン56a〜56cの代わりに各表示ライン56a〜56cの内側全面を赤色、オレンジ色、黄色で表示しても良し、あるいは最も危険度レベルの高い表示ライン56aの内側全体を点滅表示させて強調するようにしても良い。
本発明になる運転支援装置の一実施例を示す概念図である。 運転支援装置10の具体例を示す概略構成図である。 ヘッドアップディスプレイ42による運転支援画像の表示例を運転席からみた図である。 表示ライン56a〜56cの危険度レベルの設定方法を説明するための図である。 警報レベルに応じた危険度レベル及び表示色を示す図である。 自車両52と先行車両54との相対位置に応じた表示ライン56a〜56cの表示例1を示す図である。 自車両52と先行車両54との相対位置に応じた表示ライン56a〜56cの表示例2を示す図である。 自車両52と先行車両54との相対位置に応じた表示ライン56a〜56cの表示例3を示す図である。 車載コンピュータ34が実行する運転支援画像表示制御処理を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
10 運転支援装置
12 検出手段
14 危険領域設定手段
16 表示データ生成手段
18 表示手段
20 車速センサ
22 前方向車間距離検出手段
24 前方向相対速度検出手段
26 横方向車間距離検出手段
28 横方向相対速度検出手段
30 レーダ装置
32 イメージセンサ
34 車載コンピュータ
40 フロントウインドシールド
42 ヘッドアップディスプレイ
52 自車両
54 先行車両
56 運転支援画像
56a〜56c 表示ライン

Claims (6)

  1. 自車両と該自車両の周辺を走行する周辺車両との相対距離及び相対速度を検出する検出手段と、
    該検出手段により検出された相対距離及び相対速度に基づく危険度レベルに応じた危険領域を設定する危険領域設定手段と、
    該危険領域設定手段により設定された危険領域の表示データを生成する表示データ生成手段と、
    該表示データ生成手段により生成された表示データを前記周辺車両に対する前記危険領域を認識させるための運転支援画像として表示する表示手段と、
    を有することを特徴とする運転支援装置。
  2. 前記表示手段は、運転者から見える前記周辺車両の位置に合わせて前記運転支援画像をフロントウインドシールドの内側に表示することを特徴とする請求項1に記載の運転支援装置。
  3. 前記表示手段は、前記危険領域のうち少なくとも危険度レベルの高い領域間の境界線を表示することを特徴とする請求項1または2に記載の運転支援装置。
  4. 前記表示手段は、前記危険度レベルに応じて複数の境界線を色分けして表示することを特徴とする請求項3に記載の運転支援装置。
  5. 前記表示手段は、前記危険度レベルが高いほど前記境界線を太く表示することを特徴とする請求項3に記載の運転支援装置。
  6. 自車両の周辺を走行する周辺車両に対する危険度レベルに応じた危険領域を認識するための運転支援画像をフロントウインドシールドの内側に表示することを特徴とする運転支援画像表示方法。
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