JP2007148788A - 運転支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】運転者が違和感を生じないように運転支援が行える運転支援装置を提供すること。
【解決手段】自車51の走行する本線61に他車52が合流してくる際に自車51の運転支援を行う運転支援装置であって、自車51の運転者の心理状態を検出し、その心理状態に基づいて合流時における自車51と他車52の前後関係を設定し、その設定結果に基づいて自車51の走行状態を制御する。これにより、運転者が急いでいる時とそうでない時など異なる心理状態で異なる走行制御が可能となり、運転者の心理状態に応じた走行制御が行える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、車両の運転操作を支援する運転支援装置に関するものである。
従来、車両の運転操作を支援するものとして、特開2002−170199号公報に記載されるように、本線を走行する車両の平均速度、台数を計測し、平均速度に応じた本線合流時の安全車間距離を算出し、本線を走行する車両に安全車間距離を送信して走行支援を行う車両走行支援システムが知られている。この車両走行支援システムは、本線に合流する車線がある場合に合流に必要な安全車間距離を自動的に確保し、渋滞や事故を軽減し、かつ、円滑な交通流を実現しようとするものである。
特開2002−170199号公報
しかしながら、このような支援システムにあっては、車両の運転者の心理状態に応じた適切な運転支援が行えないという問題点がある。例えば、運転者の心理状態として、時間がない時など車両走行を急ぎたい場合があり、逆に精神的に疲れている時などゆっくりと運転したい場合などがある。車両走行を急ぎたい場合に、必要最小限より長い車間距離をとることを強いるのは、運転者の心理状態に反するものであり、運転者に違和感を生じさせる。
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、運転者が違和感を生じないように運転支援が行える運転支援装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明に係る運転支援装置は、自車の走行する車線に他車が車線変更してくる際に前記自車の運転支援を行う運転支援装置において、前記自車の運転者の心理状態を検出する心理状態検出手段と、前記心理状態に基づいて車線変更時における前記自車と前記他車の前後関係を設定する設定手段と、前記設定手段の設定結果に基づいて前記自車の走行状態を制御する走行制御手段とを備えて構成されている。
この発明によれば、車線変更してくる他車と自車との前後関係を運転者の心理状態に基づいて設定することにより、急いでいる時とそうでない時など異なる心理状態で異なる走行制御が可能となり、運転者の心理状態に応じた走行制御が行える。例えば、焦っている時など道を譲りたくない精神状態の場合には道を譲らせにくくすることができ、運転者が車両走行に違和感を生じることを抑制できる。
また本発明に係る運転支援装置は、自車の走行する車線に他車が車線変更してくる際に前記自車の運転支援を行う運転支援装置において、前記自車の運転者の運転特性を検出する運転特性検出手段と、前記運転特性に基づいて車線変更時における前記自車と前記他車の前後関係を設定する設定手段と、前記設定手段の設定結果に基づいて前記自車の走行状態を制御する走行制御手段とを備えて構成されている。
この発明によれば、車線変更してくる他車と自車との前後関係を運転者の運転特性に基づいて設定することにより、運転者の運転特性に応じて走行制御が行える。例えば、車間を詰めて走行するなど道を譲らない運転特性を有する運転者に対し道を譲らせにくくすることができ、運転者が車両走行に違和感を覚えることを抑制できる。
また本発明に係る運転支援装置において、自車の走行する車線に他車が合流してくる際に前記自車の運転支援を行うものであることが好ましい。
本発明によれば、運転者の心理状態などに応じて走行制御を行うことにより、運転者が違和感を生じないように運転支援を行うことができる。
以下、添付図面に基づき、本発明の種々の実施形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
(第一実施形態)
図1に本実施形態に係る運転支援装置の構成図を示す。
図1に示すように、本実施形態に係る運転支援装置1は、車両に搭載され、車両の走行制御を行い運転者の運転操作の支援を行う装置である。運転支援装置1は、電子制御装置であるECU(Electronic Control Unit)2を備えている。ECU2は、装置全体の制御を行うものであり、例えばCPU、ROM、RAM、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成され、運転支援制御ルーチンを含む各種の制御ルーチンが記憶されている。
運転支援装置1には、GPS(Global Positioning System)センサ3が設けられている。GPSセンサ3は、車両の位置情報を取得するセンサであり、車両位置情報取得手段として機能するものである。GPSセンサ3は、ECU2と接続され、車両の位置情報をECU2に入力する。
運転支援装置1には、車速センサ4が設けられている。車速センサ4は、運転者が運転する自車の走行速度を検出する自車速検出手段であり、例えば車輪速センサが用いられる。車速センサ4は、ECU2に接続されており、ECU2に出力信号を出力する。
運転支援装置1には、運転操作検出部5が設けられている。運転操作検出部5は、運転操作量を検出する運転操作検出手段であり、例えば操舵角センサ、アクセルセンサ、ブレーキペダルセンサ、ウインカセンサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサが該当する。運転操作検出部5の検出信号に基づいて車両の運転操作量及び運転操作速度を算出することできる。
運転支援装置1には、レーダセンサ6が設けられている。レーダセンサ6は、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段として機能するものであり、例えば車両の前方にミリ波を発信し先行車で反射される反射波を検知して先行車との距離を検出するミリ波レーダが用いられる。
運転支援装置1には、前方撮像部7が設けられている。前方撮像部7は、自車の前方を撮像する撮像手段であり、例えばCCDカメラなどが用いられる。この前方撮像部7は、自車の前を走行する先行車を撮像し先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段として機能する。また、前方撮像部7は、走行車線に合流してくる合流車両を撮像し合流車両検出手段としても機能する。なお、車間距離検出手段としては、電波式レーダセンサ、撮像画像に基づく画像処理によるものほか、レーザ式センサなど他のものを用いる場合もある。
運転支援装置1には、車内撮像部8が設けられている。車内撮像部8は、自車の車内を撮像する撮像手段であり、例えばCCDカメラなどが用いられる。この車内撮像部8は、自車の運転者を撮像可能に設置され、運転者判断手段などとして機能する。
運転支援装置1には、追従制御設定部9が設けられている。追従制御設定部9は、先行車に対し追従して走行制御する追従制御における制御オンオフや車間距離などの設定を行う追従制御設定手段であり、例えば追従制御のオンオフスイッチ、車間距離設定ボタンなどを備えて構成されている。
また、運転支援装置1は、駆動部10に接続されている。駆動部10は、自車の走行駆動を行うものであり、入力される駆動制御信号に応じて自車の走行駆動を行う。この駆動部10としては、例えばエンジン駆動用のECUなどが該当する。更に、運転支援装置1は、制動部20に接続されている。制動部20は、自車の走行制動を行うものであり、入力される制動制御信号に応じて自車の制動を行う。この制動部20としては、例えばブレーキ作動用のECUなどが該当する。
次に、本実施形態に係る運転支援装置の動作について説明する。
図2は、本実施形態に係る運転支援装置1による合流時の運転支援の際における自車と他車との位置関係の説明図である。図3、4は、運転支援装置1における運転支援処理のフローチャートである。
図2に示すように、運転支援装置1は、自車51が走行する本線61に対し合流線62を走行する他車52が合流してくる場合に自車51の運転者の運転を支援する。自車51は、追従制御機能を備えた車両であり、その追従制御中において合流してくる他車52がある場合に、運転者の心理状態に応じて運転支援を行うものである。
図3、4に示す運転支援処理は、例えば追従制御のスイッチオンによる追従制御の開始によって行われる。この図3、4における一連の制御処理は、ECU2により所定の周期で繰り返し実行される。
まず、図3のS10に示すように、運転者の特定処理が行われる。この運転者特定処理は、自車51の運転者を特定する処理であり、車内撮像部8の撮像画像を画像処理することにより行われる。そして、S12に移行し、焦り度の検出処理が行われる。この焦り度検出処理は、運転者の車両運転における焦り度を検出する処理である。処理内容の詳細については後述する。
そして、S14に移行し、本線合流部の読み出し処理が行われる。この本線合流部読み出し処理は、自車51の前方にある本線合流部を読み出す処理である。例えば、GPSセンサ3の車両位置情報に基づいて自車51の位置及び走行方向が特定され、ECU2に記憶される地図データを参照することにより自車51の走行方向の前方にある本線合流部が読み出される。
そして、S16に移行し、本線合流部が自車51の前方の所定範囲内にあるか否かが判断される。本線合流部が自車51の前方の所定範囲内にないと判断された場合には、制御処理を終了する。一方、本線合流部が自車51の前方の所定範囲内にあると判断された場合には、合流車両の検出処理が行われる(S18)。
合流車両検出処理は、自車51が走行する本線61に対し合流してくる車両52を検出する処理である。例えば、図2において、本線61に隣接して設けられる合流線62が前方撮像部7により撮像され、その撮像画像に基づいて合流線62から合流してくる車両があるか否かを判断することにより合流車の検出が行われる。また、その際、合流車52がある場合、その合流車52の撮像画像に基づいて自車51と合流車52との相対距離ΔL及び相対速度ΔVが検出される。そして、この相対速度ΔVと自車51の車速V2に基づいて合流車52の車速V0及び加速度aが算出される。
なお、合流車の検出、合流車との相対距離及び相対速度の検出は、前方撮像部7でなく、レーダセンサ6を用いて行ってもよいし、前方撮像部7及びレーダセンサ6の双方の出力に基づいて行ってもよく、さらに外部通信による車両情報を用いるなどその他の手法を通じて行ってもよい。
そして、S20に移行し、合流時における車間距離LDの算出処理が行われる。この算出処理は、自車51と合流車52との合流時における車間距離LDを算出する処理である。例えば、車間距離LDは、次の式(1)により算出される。
LD=(L2+ΔL)−V2・t …(1)
この式(1)において、L2は他車52の合流位置までの距離、ΔLは自車51と他車52の相対距離、V2は自車51の車速、tは合流時までの時間である。L2は、例えば現在の他車52の位置から合流領域の中央位置までの距離が設定される。また、tは、次の式(2)で算出される。
((V0+2・a・L2)1/2−V0)/a …(2)
この式(2)において、V0は合流車52の車速、aは合流車52の加速度である。
そして、図3のS22に移行し、車間距離閾値LDthの算出処理が行われる。この算出処理は、車間距離閾値LDthを算出する処理である。車間距離閾値LDthは、自車51と合流車52の車間距離が十分に離れているかどうかを判断する際に用いられる設定値である。この車間距離閾値LDthは、例えば次の式(3)により算出される。
LDth=(a・t)/2 …(3)
そして、S24に移行し、自車51と他車52の合流時における車間距離LDの絶対値が車間距離閾値LDthより短いか否かが判断される。車間距離LDの絶対値が車間距離閾値LDthより短くないと判断された場合には、制御処理を終了する。車間距離LDの絶対値が車間距離閾値LDthより短いと判断された場合には、車間距離判定値LDxの演算処理が行われる(S26)。
車間距離判定値LDxの演算処理は、車間距離判定値LDxを演算する処理である。車間距離判定値LDxは、車間距離LDに基づいて合流車52を自車51の前方位置に合流させるか後方位置に合流させるか判断するための判定値である。この車間距離判定値LDxは、運転者の焦り度に応じて設定される。
例えば、図5に示すように、運転者の焦り度に対する車間距離判定値LDxのマップがECU2に設定され、このマップにより運転者の焦り度に応じて車間距離判定値LDxが演算される。この場合、運転者の焦り度が大きいほど車間距離判定値LDxが大きくなるように設定される。すなわち、運転者の焦り度が大きいほど合流車52が後方へ合流されやすくなる。
そして、図4のS28に移行し、合流時の車間距離LDが車間距離判定値LDxより小さいか否かが判断される。合流時の車間距離LDが車間距離判定値LDxより小さくない場合には、合流時に自車51が合流車52の前方に行くほど車間距離LDに余裕がないと判断され、本線61上に自車51の先行車があるか否かが判断される(S30)。
S30にて先行車があると判断された場合には、車間時間が長く設定される(S32)。例えば、追従制御において現在設定されている車間時間TがT+αに設定変更される。車間時間Tは、車間距離を車速で除することに算出される。αは車間距離の増加量であり、正の所定値が設定される。一方、S30にて先行車がないと判断された場合には、減速処理が行われる(S34)。減速処理は、自車51の走行速度を減速する処理である。例えば、ECU2から駆動部10及び制動部20に制御信号を出力し、車速が所定の速度だけ減じられる。
S28にて合流時の車間距離LDが車間距離判定値LDxより小さい場合には、合流時に自車51が合流車52の前方に行けるぐらい車間距離LDに余裕があると判断され、本線61上に自車51の先行車があるか否かが判断される(S36)。
S36にて先行車があると判断された場合には、車間時間が短く設定される(S38)。例えば、追従制御において現在設定されている車間時間TがT−βに設定変更される。車間時間Tは、車間距離を車速で除することに算出される。βは車間距離の減少量であり、正の所定値が設定される。一方、S36にて先行車がないと判断された場合には、加速処理が行われる(S40)。加速処理は、自車51の走行速度を加速する処理である。例えば、ECU2から駆動部10に制御信号を出力し、車速が所定の速度だけ上げられる。そして、一連の制御処理を終了する。
図6は、本実施形態に係る運転支援装置1における焦り度算出処理のフローチャートである。
この図6の焦り度算出処理は、図3のS12にて実行される処理であり、運転者の運転操作の変化量に基づいて運転者の焦り度を算出するものである。この焦り度算出処理は、まず、S120に示すように、運転操作量の読み込み処理が行われる。運転操作量の読み込み処理は、運転操作検出部5の運転操作量を読み込む処理である。例えば、運転操作検出手段である操舵角センサ、アクセルセンサ、ブレーキペダルセンサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサの一部又は全部の検出信号が運転操作量として読み込まれる。
そして、S121に移行し、運転操作速度の演算処理が行われる。例えば、運転操作量の単位時間当たりの変化量が運転操作速度として算出される。そして、S122に移行し、運転操作速度が初期設定値より大きいか否かが判断される。その際、運転操作速度値が複数種類ある場合には、それぞれに応じた初期設定値と対比される。
S122にて運転操作速度が初期設定値より大きくないと判断された場合には、その運転操作速度が記録され、その運転操作速度値を含め順次記録される運転操作速度の平均値が算出される(S123)。その算出後、S124に移行する。一方、S122にて運転操作速度が初期設定値より大きいと判断された場合には、S124に移行する。
S124では、運転操作速度変化量の算出処理が行われる(S124)。運転操作速度変化量の算出処理は、今回演算された運転操作速度から平均値を減じて運転操作速度変化量を算出する処理である。
そして、S125に移行し、焦り度算出処理が行われる。この焦り度算出処理は、運転操作速度の変化量に基づいて運転者の焦り度を算出する処理である。例えば、焦り度算出処理は、予めECU2に設定されるマップを用いて行われる。図7に示すように、運転操作速度変化量に応じた焦り度を設定したマップが用いられ、運転操作速度変化量に応じた焦り度が演算される。この場合、運転操作速度変化量が大きいほど焦り度が大きくなるように演算される。そして、焦り度の演算後、制御処理を終了する。
以上のように、本実施形態に係る運転支援装置1によれば、運転者の焦り度を検出し、その焦り度が大きいほど車間距離判定値LDxが大きくなるように設定し、他車52との合流時の車間距離が車間距離判定値LDxより小さい場合には自車51が他車52の前方にくるように走行制御を行い、他車52との合流時の車間距離が車間距離判定値LDxより小さくない場合には自車51が他車52の後方にくるように走行制御を行う。すなわち、自車51の運転者の焦り度という心理状態を検出し、その心理状態に基づいて車両合流時における自車51と合流してくる他車52との前後関係を設定し、走行制御を行う。これにより、焦っている時とそうでない時など異なる心理状態で異なる走行制御が可能となり、運転者の心理状態に応じた走行制御が行える。
例えば、自車51の運転車の焦り度が大きいほど自車51が合流してくる他車52より前方にくるように走行制御を行うことにより、焦り度が大きく道を譲りたくない精神状態の場合には道を譲らせにくくすることができ、運転者が走行制御に違和感を生じることを抑制できる。なお、この場合、焦り度に代えて急ぎ度として本実施形態に係る運転支援装置1を構成してもよい。
(第二実施形態)
次に、第二実施形態に係る運転支援装置について説明する。
本実施形態に係る運転支援装置は、図1に示す第一実施形態に係る運転支援装置と同様なハード構成を有し、焦り度に応じて合流時の走行制御を行う点で第一実施形態に係る運転支援装置と共通するものである。しかし、本実施形態に係る運転支援装置は、車間距離判定値LDxを算出せずに走行制御を行う点で第一実施形態に係る運転支援装置と異なっている。
図8、9は、本実施形態に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。
図8、9に示す運転支援処理は、例えば追従制御のスイッチオンによる追従制御の開始によって行われる。この図8、9における一連の制御処理は、ECU2により所定の周期で繰り返し実行される。
まず、図8のS50に示すように、運転者の特定処理が行われる。そして、焦り度の検出処理、本線合流部の読み出し処理、本線合流部有無の判断処理、合流車両の検出処理、車間距離LDの算出処理、車間距離閾値LDthの算出処理、車間距離LDの絶対値と車間距離閾値LDthとの比較処理が順次行われる(S52〜S64)。このS52〜S64の各処理は、図3のS12〜S24に対応する処理と同様に行われる。
そして、S66に移行し、焦り度閾値Athの設定処理が行われる。この焦り度閾値Athの設定処理は、焦り度閾値Athを設定する処理であり、例えばECU2に予め設定される焦り度閾値Athを所定の条件に応じて適宜選択して行われる。焦り度閾値Athは、合流に際し自車61の車間距離を縮めるか広げるか又は自車61を加速させるか減速させるかを判断するための閾値である。
そして、図9のS68に移行し、焦り度Aが焦り度閾値Athより大きいか否かが判断される。焦り度Aは、S52にて検出された焦り度が用いられる。S68にて焦り度Aが焦り度閾値Athより大きくない場合には、本線61上に自車51の先行車があるか否かが判断される(S70)。そして、S70にて先行車があると判断された場合には、車間時間が長く設定される(S72)。例えば、追従制御において現在設定されている車間時間TがT+αに設定変更される。車間時間Tは、車間距離を車速で除することに算出される。αは車間距離の増加量であり、正の所定値が設定される。一方、S70にて先行車がないと判断された場合には、減速処理が行われる(S74)。減速処理は、自車51の走行速度を減速する処理である。例えば、ECU2から駆動部10及び制動部20に制御信号を出力し、車速が所定の速度だけ減じられる。
S68にて焦り度Aが焦り度閾値Athより大きい場合には、本線61上に自車51の先行車があるか否かが判断される(S76)。そして、S76にて先行車があると判断された場合には、車間時間が短く設定される(S78)。例えば、追従制御において現在設定されている車間時間TがT−βに設定変更される。車間時間Tは、車間距離を車速で除することに算出される。βは車間距離の減少量であり、正の所定値が設定される。一方、S76にて先行車がないと判断された場合には、加速処理が行われる(S80)。加速処理は、自車51の走行速度を加速する処理である。例えば、ECU2から駆動部10に制御信号を出力し、車速が所定の速度だけ上げられる。そして、一連の制御処理を終了する。
以上のように、本実施形態に係る運転支援装置によれば、運転者の焦り度Aを検出し、その焦り度Aが焦り度閾値Athより大きい場合には自車51がなるべく他車52の前方にくるように走行制御を行い、焦り度Aが焦り度閾値Athより大きくない場合には自車51が他車52の後方に来てもいいように走行制御を行う。すなわち、自車51の運転者の焦り度という心理状態を検出し、その心理状態に基づいて車両合流時における自車51と合流してくる他車52との前後関係を設定し、走行制御を行う。これにより、焦っている時とそうでない時など異なる心理状態で異なる走行制御が可能となり、運転者の心理状態に応じた走行制御が行える。
(第三実施形態)
次に、第三実施形態に係る運転支援装置について説明する。
本実施形態に係る運転支援装置は、自車51の運転者の運転特性を検出し、その運転特性に基づいて合流時における自車51と他車52の前後関係を設定して走行制御するものである。
本実施形態に係る運転支援装置は、図1に示す第一実施形態に係る運転支援装置と同様なハード構成を備えたものが用いられる。第一実施形態に係る運転支援装置では運転操作速度変化量に応じて焦り度を算出していたが、本実施形態に係る運転支援装置では運転操作速度の平均値又は車間距離の平均値に基づいて運転特性を検出し、その運転特性に基づいて合流時における自車51と他車52の前後関係を設定し走行制御を行う。
例えば、運転操作速度の平均値が大きいほど又は車間距離の平均値が短いほど、合流時において自車51が合流する他車52より前にくるように加減速制御又は車間時間制御を行う。これにより、運転者の運転特性に応じた走行制御が行え、運転者が走行制御に違和感を生じることを抑制することができる。
また、車内撮像部8の撮像画像に基づいて運転者を特定し、その運転者の過去の運転状態記録に応じて自動的に合流の際の走行制御設定を行ってもよい。この場合、車両の運転開始時から運転特性に応じた走行制御が可能となる。
なお、上述した各実施形態は本発明に係る運転支援装置の一例を示すものである。本発明に係る運転支援装置は、このようなものに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しないものであれば、実施形態に係る運転支援装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
例えば、上述した各実施形態では、他車が自車の走行する車線に合流する場合について説明したが、他車が自車の走行する車線に車線変更してくる場合に適用してもよい。この場合、他車が車線変更しようとした場合に自車の運転者の心情状態又は運転特性に応じて自車と他車の前後関係を設定し、その設定に基づいて自車の走行状態が制御される。これにより、運転者の心理状態又は運転特性に応じた走行制御が行え、運転者が走行制御に違和感を生じることを抑制することができる。
また、上述した各実施形態では、運転操作速度変化量、運転操作状態などに基づいて運転者の心理状態又は運転特性を検出しているが、追従制御における車間距離設定値に基づいて運転者の心理状態又は運転特性を検出してもよい。例えば、追従制御における車間距離設定値が短いほど、合流時や車線変更時において自車が他車より前にくるように加減速制御又は車間時間変更制御を行う。これにより、運転者の心理状態又は運転特性に応じた走行制御が行え、運転者が走行制御に違和感を生じることを抑制することができる。
本発明の第一実施形態に係る運転支援装置の構成概要図である。 図1の運転支援装置の支援対象となる車両の位置等の説明図である。 図1の運転支援装置における運転支援処理を示すフローチャートである。 図1の運転支援装置における運転支援処理を示すフローチャートである。 図3の運転支援処理における車間距離判定値算出処理の説明図である。 図3の運転支援処理における焦り度算出処理の一例を示すフローチャートである。 図6の焦り度算出処理に用いるマップの説明図である。 本発明の第二実施形態に係る運転支援装置の運転支援処理を示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係る運転支援装置の運転支援処理を示すフローチャートである。
符号の説明
1…運転支援装置、2…ECU、3…GPSセンサ、4…車速センサ、5…運転操作検出部、6…レーダセンサ、7…前方撮像部、8…車内撮像部、9…追従制御設定部、10…駆動部、20…制動部。

Claims (3)

  1. 自車の走行する車線に他車が車線変更してくる際に前記自車の運転支援を行う運転支援装置において、
    前記自車の運転者の心理状態を検出する心理状態検出手段と、
    前記心理状態に基づいて車線変更時における前記自車と前記他車の前後関係を設定する設定手段と、
    前記設定手段の設定結果に基づいて前記自車の走行状態を制御する走行制御手段と、
    を備えたことを特徴とする運転支援装置。
  2. 自車の走行する車線に他車が車線変更してくる際に前記自車の運転支援を行う運転支援装置において、
    前記自車の運転者の運転特性を検出する運転特性検出手段と、
    前記運転特性に基づいて車線変更時における前記自車と前記他車の前後関係を設定する設定手段と、
    前記設定手段の設定結果に基づいて前記自車の走行状態を制御する走行制御手段と、
    を備えたことを特徴とする運転支援装置。
  3. 自車の走行する車線に他車が合流してくる際に前記自車の運転支援を行うものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の運転支援装置。
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