JP2006279114A - 車両用周囲モニタ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明によれば、カメラと距離センサを一つの筐体内に収め、距離情報を付加したカメラ映像を表示する車両用周囲モニタ装置を提供する。
【解決手段】 自動車に備えられ該自動車の周囲を撮影する撮影部10と、前記自動車と前記自動車の周囲の障害物との距離を検出する障害物検出部20と、前記障害物検出部20で検出された障害物との距離情報を前記撮影部20で撮影された撮影画像に重畳して出力する画像処理部30と、前記画像処理部30の出力画像を表示する表示部40とを備え、前記撮影部10と前記障害物検出部20は、前記撮影部10の撮影方向と前記障害物検出部20の障害物の検出方向が同一方向を向いて一つの筐体内6に収められている。
【選択図】 図1
【解決手段】 自動車に備えられ該自動車の周囲を撮影する撮影部10と、前記自動車と前記自動車の周囲の障害物との距離を検出する障害物検出部20と、前記障害物検出部20で検出された障害物との距離情報を前記撮影部20で撮影された撮影画像に重畳して出力する画像処理部30と、前記画像処理部30の出力画像を表示する表示部40とを備え、前記撮影部10と前記障害物検出部20は、前記撮影部10の撮影方向と前記障害物検出部20の障害物の検出方向が同一方向を向いて一つの筐体内6に収められている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、車両用周囲モニタ装置に関するものである。
一般に、自動車を運転する際に、自動車の後方をはじめとする車両周囲の映像を自動車に取り付けたカメラで撮影し、運転の補助情報として車内に設けたディスプレイに表示する装置が商品化されている。また昨今ではさらに利便性を向上させるため、距離センサを併用して、車両周囲にある障害物との距離を検出し、撮影した映像に距離情報を重ねて表示する車両用周囲モニタ装置が提案されている(特許文献1)。
特開2004ー291784号公報
しかしながら、このような車両用周囲モニタ装置は、カメラと距離センサが別々に設けられており、コストが割高になるとともに、それぞれを車体へ取り付けることによって外観を大きく損なうことが多く、実用的ではないという問題点がある。またカメラと距離センサの取り付け位置が離れている場合は、カメラで撮影した映像に距離情報を重ねて表示した場合、取り付け位置の差によって表示にずれが生じてしまう場合がある。
また、カメラ映像を画像処理して距離情報を算出し、カメラ映像に付加して表示する方法が提案されているが、この方法の場合、正確な距離情報を得るためには複数のカメラが必要となり、この場合もコストや取り付けレイアウト等に問題がある。
本発明の課題は、カメラと距離センサを一つの筐体内に収め、距離情報を付加したカメラ映像を表示する車両用周囲モニタ装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、自動車に備えられ該自動車の周囲を撮影する撮影部と、前記自動車と前記自動車の周囲の障害物との距離を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部で検出された障害物との距離情報を前記撮影部で撮影された撮影画像に重畳して出力する画像処理部と、前記画像処理部の出力画像を表示する表示部とを備え、前記撮影部と前記障害物検出部は、前記撮影部の撮影方向と前記障害物検出部の障害物の検出方向が同一方向を向いて一つの筐体内に収められていることを特徴としている。
また請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記撮影部と前記障害物検出部の少なくとも一方が前記自動車の垂直方向に回動自在となるように前記筐体に保持されていることを特徴としている。
また請求項3に記載の発明は、請求項1において、前記撮影部と前記障害物検出部の少なくとも一方が前記自動車の水平方向に回動自在となるように前記筐体に保持されていることを特徴としている。
また請求項4に記載の発明は、請求項1において、前記撮影部と前記障害物検出部の少なくとも一方が前記自動車の垂直方向および水平方向に回動自在となるように前記筐体に保持されていることを特徴としている。
また請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4において、前記障害物検出部が、前記障害物に対して発した超音波信号と、該障害物から反射した該超音波信号の反射信号の時間差に基づいて、該障害物までの距離を検出する超音波センサであることを特徴としている。
また請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5において、前記距離情報は、前記自動車から前記障害物までの距離に対応する前記撮影画像上の位置に、所定の形状を有する図形として重畳されることを特徴としている。
また請求項7に記載の発明は、請求項6において、前記図形は、該図形が重畳された部分の前記撮影画像が透過される半透明の色情報を有することを特徴としている。
さらに請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項7において、前記障害物検出部で検出された前記障害物との距離に応じて警報音を発する警報音発生部を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、撮影した周囲映像に距離情報を加えて表示することで、運転者にわかりやすい距離情報を提示することができる。
また、距離センサに小型の超音波センサを用いることにより、カメラと一体化することが可能である。
また、一体化したカメラと超音波センサにおいて、カメラの光軸の方向と超音波センサの超音波の放射軸の方向を独立して設定可能とすることで、所望の撮影範囲および障害物検出範囲を任意に設定することができる。
また距離情報は背景のカメラ画像が透過して見えるように半透明の図形で表示されるため、背景画像が隠されて位置関係がわかりにくくなってしまうことがない。
さらに、障害物との距離に応じて警報音を発することで運転者の喚起を促し、より利便性を向上している。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
図1に第1の実施例のブロック図を示す。本実施例では、車両後方を撮影する車両用周囲モニタ装置について説明を行う。
後方映像を撮影するカメラ1は、カメラ本体1Aとカメラ駆動部1Bとを備えている。カメラ本体1Aはカメラ駆動部1Bでその動作が制御され、撮影された映像はカメラ駆動部1Bを通じて、電気的に接続された表示制御部3に出力される。
後方の障害物との距離を検出する超音波センサ2は、超音波送信部2A、超音波受信部2B、距離情報算出部2Cを備えている。
図2に、カメラ1と超音波センサ2を一体化した場合の構成図を示す。
カメラ1および超音波センサ2は、ケース6内部に収められている。ここで、カメラ本体1Aは、レンズ1C、鏡胴1D、撮像素子1Eを備えており、レンズ1Cは撮影が可能なようにケース6を介してその一部が外側に露出している。また超音波センサ2は、超音波送信部2A(図1参照)と超音波受信部2B(図1参照)がセンサヘッド部2D内に収められており、センサヘッド部2Dは支軸2Eを介してケース6に回動自在に支持されている。支軸2E内には固定ネジ(図示省略)が設けられており、支軸2Eはこの固定ネジを緩めることで回動し、固定ネジを締めることでケース6に固定される。ケース6には、センサヘッド部2Dの前面部分に開口部6Aが設けられており、この開口部6Aを介してセンサヘッド部2Dが超音波の送受信を行う。センサヘッド部2Dは距離情報算出部2Cと電気的に接続されている。ここで、距離情報算出部2Cは、カメラ駆動部1Bとスペーサ5Aを介して結合しており、カメラ本体1Aとともにケース6の内側に設けられたケース5内に収められている。カメラ駆動部1Bと距離情報算出部2Cは、ケース6に設けられたコネクタ6Bを介して表示制御部3と電気的に接続されている。
ケース6は、図2に示すように車体100後部のトランクルーム部分に、開口部6Aおよびレンズ1Cが外部に露出するように取り付けられる。ここで、超音波センサ2のセンサヘッド部2Dはケース6に垂直方向に回動自在に支持されているため、ケース6の車体への取り付け角度と、ケース6に対するセンサヘッド部2Dの角度を調整することで、図3、図4に示すように、カメラ1の光軸L1の方向と超音波センサ2の超音波放射軸L2の方向とを独立して設定が可能となっている。図3は、カメラ1の光軸L1と超音波センサ2の超音波放射軸L2がそれぞれ地面に対してθ1の角度で設定された場合を示している。また図4は、カメラ1の光軸L1が地面に対してθ2の角度で設定され、超音波センサ2の超音波放射軸L2が地面に対してθ3の角度で設定された場合を示している。
図5に示すように、距離情報算出部2Cは、比較器2F、フリップフロップ2G、クロック発信器2H、AND回路2I,カウンタ2J、距離判定部2Kを備えている。
超音波送信部2Aから発信された超音波信号は、障害物で反射されて超音波受信部2Bで受信される。受信された超音波信号は、比較器2Fで設定された閾値と比較されて雑音成分が除去され、信号成分のみがフリップフロップ2Gに入力される。フリップフロップ2Gでは、超音波信号の送信タイミングと、比較器2Fを通過した受信信号の受信タイミングをトリガとして、送信信号と受信信号との時間差に比例したパルスを出力する。出力されたパルスはAND回路2Iへ入力され、AND回路2Iに入力されたクロック発信器2Hのクロック信号と論理和がとられる。この信号がカウンタ2Jでカウントされて、送信信号と受信信号との間の時間Tが算出される。ここで、障害物とセンサヘッド部2Dとの距離をLとすると、L=T×C/2の関係式が成立する。ここで、Cは音速である。したがって、Tが計測されれば、障害物との距離Lを算出することができる。
距離判定部2Kは、算出された距離を4段階として、すなわち算出された距離が1m未満の場合は「1m未満」の信号として、算出された距離が2m未満〜1mの場合は「2m未満〜1m」の信号として、算出された距離が3m未満〜2mの場合は「3m未満〜2m」の信号として、算出された距離が5m未満〜3mの場合は「5m未満〜3m」の信号として分類し、距離情報信号として表示制御部3へ出力する。
図6に示すように、表示制御部3は、NTSC−RGBデコーダ3A、同期信号分離部3B、距離情報付加部3C、距離映像設定部3D、NTSC−RGBエンコーダ3Eを備えている。
NTSC−RGBデコーダ3Aには、カメラ1で撮影されたNTSC信号の映像が入力され、NTSC信号はRGB信号に分離される。同時にNTSC信号は同期信号分離部3Bに入力されて、垂直同期信号と水平同期信号からなる同期信号が分離される。一方、距離判定部2Kから出力された距離情報信号は、距離映像設定部3Dへ入力され、距離情報の映像となる半透明の背景(図8参照)の表示位置と色情報が設定されて、距離情報付加部3Cに出力される。距離情報付加部3Cはこの情報に基づいて距離情報を表す画像を作成し、カメラ1で撮影されたNTSC信号の映像に重畳する。なお、距離情報付加部3Cは一般的なスーパーインポーズ回路であり、詳細な説明は省略するが、原理的には半透明の背景を付加する箇所の映像信号に所望の色信号を加算処理する。距離情報を付加されたRGB信号の映像は、NTSC−RGBエンコーダ3EでNTSC信号に変換されて表示部4に出力され、表示部4でこの映像が表示される。
ここで、表示部4で表示される映像と、実際の距離の関係は一義的に決まり、事前にその対応関係を設定しておくことが可能である。すなわち、図7に示すように、自車両の後方5m、3m、2m、1mにある位置が表示部4の表示画面上のどの位置となるかを、あらかじめ設定することができる。したがって、この位置関係に基づいて、距離判定部2Kで算出した距離情報信号「5m未満〜3m」に対応した背景を図8のように表示部4に表示することができる。また同様に、3m未満〜2mの距離情報に対応した背景を図9のように、2m未満〜1mの距離情報に対応した背景を図10のように、1m未満の距離情報に対応した背景を図11のように表示することが可能である。
なお、上記カメラ1が請求項における撮影部10を、超音波センサ2が請求項における障害物検出部20を、表示制御部3が請求項における画像処理部30を、表示部4が請求項における表示部40を表している。
以上のように、カメラで撮影した後方映像に超音波センサで検出した距離情報を付加し、カメラ映像の変動に連動させて距離情報を更新して表示することで、運転者にわかりやすく補助情報を提供することができる。
また距離情報は背景のカメラ画像が透過して見えるように半透明の図形で表示されるため、背景画像が隠されて位置関係がわかりにくくなってしまうことがない。
また、距離センサに小型の超音波センサを用いることにより、カメラと一体化することが可能であり、コストやレイアウト等の制限を受けにくい。
また、一体化したカメラと超音波センサにおいて、カメラの光軸の方向と超音波センサの超音波の放射軸の方向を独立して設定可能とすることで、所望の撮影範囲および障害物検出範囲を任意に設定することができる。
本実施例では、カメラ1と超音波センサ2を横方向に並べて一体化した場合の例を示す。構造以外の部分の動作は第1の実施例と同様であるため、説明は省略する。
図12に、第2の実施例のカメラ1および超音波センサ2の一体化構造を示す。
カメラ1および超音波センサ2は、ケース7内部に収められている。ここで、カメラ本体1Aは、レンズ1C、鏡胴1D、撮像素子1Eを備えており、レンズ1Cは撮影が可能なようにケース7を介してその一部が外側に露出している。また超音波センサ2は、超音波送信部2A(図1参照)と超音波受信部2B(図1参照)がセンサヘッド部2D内に収められており、センサヘッド部2Dは支軸2Eを介してケース7に回動自在に支持されている。支軸2E内には固定ネジ(図示省略)が設けられており、支軸2Eはこの固定ネジを緩めることで回動し、固定ネジを締めることでケース7に固定される。ケース7には、センサヘッド部2Dの前面部分に開口部7Aが設けられており、この開口部7Aを介してセンサヘッド部2Dが超音波の送受信を行う。センサヘッド部2Dは距離情報算出部2Cと電気的に接続されている。ここで、距離情報算出部2Cは、カメラ駆動部1Bとスペーサ5Aを介して結合しており、カメラ本体1Aとともにケース7の内側に設けられたケース5内に収められている。カメラ駆動部1Bと距離情報算出部2Cは、ケース7に設けられたコネクタ7Bを介して表示制御部3と電気的に接続されている。
ケース7は、図12に示すように車体100後部のトランクルーム部分に、開口部7Aおよびレンズ1Cが外部に露出するように取り付けられる。ここで、超音波センサ2のセンサヘッド部2Dはケース7に水平方向に回動自在に支持されているため、ケース7の車体への取り付け角度と、ケース7に対するセンサヘッド部2Dの角度を調整することで、図13、図14の平面図に示すように、カメラ1の光軸L1の方向と超音波センサ2の超音波放射軸L2の方向は、独立して設定が可能となっている。図13は、カメラ1の光軸L1と超音波センサ2の超音波放射軸L2がそれぞれ車体の前後方向に対して平行に設定された場合を示している。また図14は、カメラ1の光軸L1が車体の前後方向に対して平行に設定され、超音波センサ2の超音波放射軸L2が車体の前後方向に対してθ4の角度で設定された場合を示している。
このような構造とすることで、第1の実施例の効果と同等の効果を得ることができる。
本実施例では、第1の実施例において、超音波センサ2が水平方向にも回動自在に設けられた場合の例を示す。構造以外の部分の動作は第1の実施例と同様であるため、説明は省略する。
図15に、第3の実施例のカメラ1および超音波センサ2の一体化構造を示す。
カメラ1および超音波センサ2は、ケース8内部に収められている。ここで、カメラ本体1Aは、レンズ1C、鏡胴1D、撮像素子1Eを備えており、レンズ1Cは撮影が可能なようにケース8を介してその一部が外側に露出している。また超音波センサ2は、超音波送信部2A(図1参照)と超音波受信部2B(図1参照)がセンサヘッド部2D内に収められており、センサヘッド部2Dは支軸2Eを介して支持部材8Cに垂直方向(車体上下方向)に回動自在に支持されている。支持部材8Cは支軸8Dを備え、支軸8Dはケース8に設けられた支軸受け8Eおよび8Fに水平方向(車体左右方向)に回動自在に支持されている。支軸2E内および支軸8D内には固定ネジ(図示省略)が設けられており、支軸2Eおよび支軸8Dはこの固定ネジを緩めることで回動し、固定ネジを締めることでそれぞれ支持部材8Cおよびケース8に固定される。ケース8には、センサヘッド部2Dの前面部分に開口部8Aが設けられており、この開口部8Aを介してセンサヘッド部2Dが超音波の送受信を行う。センサヘッド部2Dは距離情報算出部2Cと電気的に接続されている。ここで、距離情報算出部2Cは、カメラ駆動部1Bとスペーサ5Aを介して結合しており、カメラ本体1Aとともにケース8の内側に設けられたケース5内に収められている。カメラ駆動部1Bと距離情報算出部2Cは、ケース8に設けられたコネクタ8Bを介して表示制御部3と電気的に接続されている。
ケース8は、図15に示すように車体100後部のトランクルーム部分に、開口部8Aおよびレンズ1Cが外部に露出するように取り付けられる。ここで、超音波センサ2のセンサヘッド部2Dはケース8に垂直方向および水平方向に回動自在に支持されているため、ケース8の車体への取り付け角度と、ケース8に対するセンサヘッド部2Dの角度を調整することで、図16、図17に示すように、カメラ1の光軸L1の方向と超音波センサ2の超音波放射軸L2の方向は、独立して設定が可能となっている。図16は側面図であり、カメラ1の光軸L1と超音波センサ2の超音波放射軸L2がそれぞれ地面に対してθ5、θ6の角度で設定された場合を示している。また図17は平面図であり、超音波センサ2の超音波放射軸L2が車体前後方向に対してθ7の角度で設定された場合を示している。
このような構造とすることで、第1の実施例の効果と同等の効果を得ることができる。
本実施例では、算出した距離情報に連動させて、警報音を発生してさらに注意を促すものである。
図18に、本実施例のブロック図を示す。
本実施例では、距離情報算出部2Cに警報音発生部9が電気的に接続されており、距離情報算出部2Cから出力された距離情報信号に基づいて、警報音発生部9が警報音を発生する。
ここで、第1の実施例では、距離情報信号を4段階、すなわち5m未満〜3m、3m未満〜2m、2m未満〜1m、1m未満、として出力しているが、警報音発生部9はこの4段階に合わせて、距離が近づくに従いより高い音を発生する。
このような動作とすることで、第1の実施例の効果に加え、さらに警報音により運転者に注意喚起を行なうことができる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、実施例は本発明の例示にしか過ぎず、本発明は実施例の構成にのみ限定されるものではない。したがって本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれることはもちろんである。
例えば、実施例ではいずれも超音波センサが回動自在となる構造を示したが、カメラが回動自在となる構造であっても良い。またカメラと超音波センサ双方が回動自在であっても良い。
また距離情報を表す半透明の背景を、例えば、5m未満〜3mは青色、3m未満〜2mは緑色、2m未満〜1mは黄色、1m未満は赤色というように距離により変更することで、よりわかりやすく距離情報を提供することができる。
また、第1の実施例では、距離情報は、5m未満〜3m、3m未満〜2m、2m未満〜1m、1m未満、の4段階としているが、この段階をより細かく設定しても良い。
また距離情報の表示は、第1の実施例で示した半透明の背景色を重ねる方法に限らず、図19に示すように、囲み線で表示する方法等、付加した距離情報がわかる方法であれば良い。
さらに、距離情報は表示を続ける変わりに、点滅させて表示しても良い。
1 カメラ
1A カメラ本体
1B カメラ駆動部
1C レンズ
1D 鏡胴
1E 撮像素子
2 超音波センサ
2A 超音波送信部
2B 超音波受信部
2C 距離情報算出部
2D センサヘッド部
2E 支軸
2F 比較器
2G フリップフロップ
2H クロック発信器
2I AND回路
2J カウンタ
2K 距離判定部
3 表示制御部
3A NTSC−RGBデコーダ
3B 同期信号分離部
3C 距離情報付加部
3D 距離映像設定部
3E NTSC−RGBエンコーダ
4 表示部
5 ケース
5A スペーサ
6 ケース
6A 開口部
6B コネクタ
7 ケース
7A 開口部
7B コネクタ
8 ケース
8A 開口部
8B コネクタ
8C 支持部材
8D 支軸
8E 支軸受け
8F 支軸受け
9 警報音発生部
10 撮影部
20 障害物検出部
30 画像処理部
40 表示部
100 車体
1A カメラ本体
1B カメラ駆動部
1C レンズ
1D 鏡胴
1E 撮像素子
2 超音波センサ
2A 超音波送信部
2B 超音波受信部
2C 距離情報算出部
2D センサヘッド部
2E 支軸
2F 比較器
2G フリップフロップ
2H クロック発信器
2I AND回路
2J カウンタ
2K 距離判定部
3 表示制御部
3A NTSC−RGBデコーダ
3B 同期信号分離部
3C 距離情報付加部
3D 距離映像設定部
3E NTSC−RGBエンコーダ
4 表示部
5 ケース
5A スペーサ
6 ケース
6A 開口部
6B コネクタ
7 ケース
7A 開口部
7B コネクタ
8 ケース
8A 開口部
8B コネクタ
8C 支持部材
8D 支軸
8E 支軸受け
8F 支軸受け
9 警報音発生部
10 撮影部
20 障害物検出部
30 画像処理部
40 表示部
100 車体
Claims (8)
- 自動車に備えられ該自動車の周囲を撮影する撮影部と、
前記自動車と前記自動車の周囲の障害物との距離を検出する障害物検出部と、
前記障害物検出部で検出された障害物との距離情報を前記撮影部で撮影された撮影画像に重畳して出力する画像処理部と、
前記画像処理部の出力画像を表示する表示部とを備え、
前記撮影部と前記障害物検出部は、前記撮影部の撮影方向と前記障害物検出部の障害物の検出方向が同一方向を向いて一つの筐体内に収められていることを特徴とする車両用周囲モニタ装置。 - 前記撮影部と前記障害物検出部の少なくとも一方が前記自動車の垂直方向に回動自在となるように前記筐体に保持されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用周囲モニタ装置。
- 前記撮影部と前記障害物検出部の少なくとも一方が前記自動車の水平方向に回動自在となるように前記筐体に保持されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用周囲モニタ装置。
- 前記撮影部と前記障害物検出部の少なくとも一方が前記自動車の垂直方向および水平方向に回動自在となるように前記筐体に保持されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用周囲モニタ装置。
- 前記障害物検出部が、前記障害物に対して発した超音波信号と、該障害物から反射した該超音波信号の反射信号の時間差に基づいて、該障害物までの距離を検出する超音波センサであることを特徴とする請求項1から請求項4に記載の車両用周囲モニタ装置。
- 前記距離情報は、前記自動車から前記障害物までの距離に対応する前記撮影画像上の位置に、所定の形状を有する図形として重畳されることを特徴とする請求項1から請求項5に記載の車両用周囲モニタ装置。
- 前記図形は、該図形が重畳された部分の前記撮影画像が透過される半透明の色情報を有することを特徴とする請求項6に記載の車両用周囲モニタ装置。
- 前記障害物検出部で検出された前記障害物との距離に応じて警報音を発する警報音発生部を備えたことを特徴とする請求項1から請求項7に記載の車両用周囲モニタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005090362A JP2006279114A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 車両用周囲モニタ装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005090362A JP2006279114A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 車両用周囲モニタ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006279114A true JP2006279114A (ja) | 2006-10-12 |
Family
ID=37213457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005090362A Pending JP2006279114A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 車両用周囲モニタ装置 |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102170558A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-08-31 | 财团法人车辆研究测试中心 | 障碍物侦测警示系统及方法 |
CN103879404A (zh) * | 2012-12-19 | 2014-06-25 | 财团法人车辆研究测试中心 | 可追踪移动物体的防撞警示方法及其装置 |
TWI619099B (zh) * | 2016-10-25 | 2018-03-21 | Intelligent multifunctional driving assisted driving recording method and system |
-
2005
- 2005-03-28 JP JP2005090362A patent/JP2006279114A/ja active Pending
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