JP2009040319A - 運転支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 自車の発車状態に応じた自車周辺画像を表示することで、運転者に的確な情報を提示する「運転支援装置」を提供する。
【解決手段】 本発明の運転支援装置は、自車周辺の障害物B1、B2、B3の位置を検出する検出手段と、検出された障害物までの距離L1を測定する測定手段と、自車Mを発車させるとき、障害物B1、B2、B3の位置および障害物までの距離L1に基づき自車の発車モードを判定する判定手段と、自車周辺を撮像する撮像手段と、判定手段により判定された発車モードに応じて自車の前方の画像または自車の後方の画像をディスプレイに表示する表示制御手段とを有する。
【選択図】 図7
【解決手段】 本発明の運転支援装置は、自車周辺の障害物B1、B2、B3の位置を検出する検出手段と、検出された障害物までの距離L1を測定する測定手段と、自車Mを発車させるとき、障害物B1、B2、B3の位置および障害物までの距離L1に基づき自車の発車モードを判定する判定手段と、自車周辺を撮像する撮像手段と、判定手段により判定された発車モードに応じて自車の前方の画像または自車の後方の画像をディスプレイに表示する表示制御手段とを有する。
【選択図】 図7
Description
本発明は、自車が発車するときの運転を支援する運転支援装置に関して、特に、自車の駐車状態から発車方向を判定し、その判定結果に基づいて発進方向の周辺画像をディスプレイに表示する機能を備えた運転支援装置に関する。
カメラや超音波ソナー等の障害物検出センサの車両への搭載が一般化し、これらの情報を利用して、運転の安全性の向上や運転を支援する運転支援装置が実用化されている。
運転支援装置は、一般に車両の複数箇所に撮像カメラを設置し、自車を駐車するとき等に、自車の前方または後方画像をディスプレイに表示している。さらに、自車周辺の全体を見渡せるように、撮像カメラによって撮像された画像を自車の真上から見下ろすような画像に視点変換処理をし、それらを合成して表示するトップビュー画像も実用化されつつある。しかしながら、トップビュー画像のような表示態様は、画像の視点変換や合成に時間がかかり、画像をディスプレイに表示するまでの時間が遅延するという問題がある。
特許文献1は、自車両の動作とユーザの運転操作、例えばUターンモードや並列駐車モード等を検出し、検出した車両動作及び運転操作に基づいて、複数の撮像データからディスプレイに表示する映像を選択し、これを表示する。これによって、画像処理時間が短縮され、スムーズな画面移動や画面切替を可能にしている。
従来の運転支援装置は、自車を駐車場等に停車するときに、その走行状況に応じた画像をディスプレイに表示する機能を備えている。しかしながら、自車を発車させる時、自車がどのような状態で停止されているのかを判断し、これに基づき運転者が必要とする情報を的確に与える運転支援装置は未だ開発されていない。言い換えれば、自車が発車するとき、ディスプレイには、必ずしも運転者が必要とする自車周辺画像が表示されているとはかぎらない。
例えば、縦列駐車状態から発車するとき、最大のハンドル舵角により前進で発車できるのか、あるいは一度後進して前方の障害物との距離を十分に取らなければ前進で発車することができないのかの判断は、難しいことがある。また、縦列駐車からの発車時に、常に、自車前方の画像をディスプレイに表示しても、その情報は運転者に役に立つとは限らない。
本発明は、上記従来の課題を解決し、自車の発車状態に応じた自車周辺画像を表示することで、運転者に的確な情報を提示することができる運転支援装置を提供することを目的とする。
本発明に係る運転支援装置は、自車周辺の障害物の位置を検出する検出手段と、検出された障害物までの距離を測定する測定手段と、自車を発車させるとき、前記検出手段により検出された障害物の位置および前記測定手段により測定された障害物までの距離に基づき自車の発車モードを判定する判定手段と、少なくとも自車の前方および後方を撮像する撮像手段と、前記判定手段により判定された発車モードに応じて自車の前方の画像または自車の後方の画像をディスプレイに表示する表示制御手段とを有する。
好ましくは、判定手段は、自車の前方および後方に障害物があるとき縦列発車モードと判定し、さらに縦列発車モードのとき、自車と前方の障害物との距離に基づき自車の発進が前進か後進かを判定する。好ましくは、前記判定手段は、前方の障害物と自車が最小回転半径で旋回するとき、つまり最大ハンドル舵角で旋回するときの最外殻の走行軌跡とを比較し、障害物が当該走行軌跡から離れているとき、前進と判定し、障害物が当該走行軌跡よりも近いとき、後進と判定する。好ましくは前記発車モードは、前方発車モード、後方発車モードおよび縦列発車モードを含み、前記表示制御手段は、前方発車モードのとき少なくとも前方の画像を表示し、後方発車モードのとき少なくとも後方の画像を表示し、縦列発車モードのとき自車の前進または後進に応じた前方または後方の画像を少なくとも表示する。
好ましくは前記表示制御手段は、自車が前方発車であって、自車の左側に障害物が検出されたとき、自車前方の右側の画像を表示し、自車の右側に障害物が検出されたとき、自車前方の左側の画像を表示する。好ましくは、前記検出手段は、障害物の検出可能な範囲を、前記自車が最小回転半径で旋回するときの最外殻の走行軌跡に等しい範囲とし、前記判定手段は、自車前方に障害物が検出されたとき、後方発車と判定する。
本発明に係る運転支援方法またはプログラムは、自車の発車状態に応じて自車の前方または後方の画像をディスプレイに表示するものであって、自車周辺の障害物の位置を検出するステップと、自車から検出された障害物までの距離を測定するステップと、障害物の位置および障害物までの距離に基づき自車の発車モードを判定するステップと、判定された発車モードに応じて自車の前方または後方の画像をディスプレイに表示するステップとを有する。
本発明によれば、障害物の位置および障害物までの距離に基づき自車の発車モードを判定し、その判定された発車モードに応じた前方または後方の画像を表示することで、自車の発車時に運転者が必要とする情報を与え、運転者の支援および安全運転の向上を図ることができる。さらに、縦列発車モードにおいて、前方発車か後方発車かの判定結果を提示することで、運転者の運転支援に寄与することができる。
本発明の最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例に係る運転支援装置10の構成を示すブロック図である。運転支援装置10は、自車周辺を撮像する複数の撮像カメラ20と、自車周辺の障害物を検出する障害物検出センサ30と、自車のハンドル舵角、車速、ギアポジション等を検出する車両状態センサ40と、ディスプレイ52の表示を制御する表示制御部50と、スピーカ62への音声データを出力する音声出力部60と、駐停車状態から自車が発車するときの発車モードを判定する発車モード判定プログラム72や判定された発車モードに応じた画像の表示切り替えを行う画像表示切替プログラム74等を格納したプログラムメモリ70と、車両の長さ、車両の幅、バンパーの幅、ドアミラーの位置、前後の車輪の位置等の車両の形状に関する車両データ82と、検出された障害物の位置および自車から障害物までの距離等に関する障害物データ84と、駐停車した状態から自車が発車するときの発車モードを判定するための判定テーブル86等を記憶するデータメモリ80と、各部を制御する制御部90とを含んで構成される。
障害物検出センサ30は、公知の検出手段を利用することができる。例えば、ミリ波レーダ、超音波、または赤外線等を照射し、照射された障害物からの反射波を受け取ることにより障害物を検出する。障害物検出センサ30は、例えば、図1(b)および図2(a)に示すように、複数の超音波ソナーから構成される。自車の前方バンパーの左端と右端にそれぞれ設置された超音波ソナー30a、30b、自車の後方バンパーの左端と右端にそれぞれ設置された超音波ソナー30c、30dを含み、それぞれの超音波ソナー30a、30b、30c、30dは、検出角度αの範囲で自車周辺の障害物を検知する。超音波ソナー30a〜30dによって照射され、障害物で反射された超音波は、超音波ソナー受信部32によりそれぞれ受信される。好ましくは、超音波ソナー30a〜30dによる障害物の検出範囲は、自車周囲360度であることが好ましい。例えば、超音波ソナーは、図1(b)および図2(a)に示す構成に限らず、これより多くの検知ソナーを用いることができ、その取り付け位置もバンパーに限られない。例えば、縁石等の比較的高さが低い障害物を検出するために、自車のボディの底部近傍に超音波ソナーを取り付けるようにしてもよい。また、障害物検出センサは、撮像カメラ20の撮像データを利用し、撮像データ内に存在する障害物を画像認識処理等によって検出するようにしてもよい。
撮像カメラ22は、例えばCCDやCMOSイメージセンサ等の撮像素子とレンズを含む光学系により構成される。図2(b)は撮像カメラ20の撮像範囲を示した図である。自車の前方バンパーに撮像カメラ20a、後方バンパーに撮像カメラ20b、左ドアミラーに撮像カメラ20c、右ドアミラーに撮像カメラ20dが取り付けられている。それぞれの撮像カメラ20a〜20dは、視野角β1〜β4を有し、好ましくは、自車の全周囲を撮像する。なお、撮像カメラ22は、図2(b)に示す構成に限らず、これより多くの撮像カメラを用いて車両周辺を撮像してもよいし、その取り付け位置もバンパーやドアミラーに限られない。
撮像カメラ20によって撮像された撮像データは、ディスプレイに表示される。例えば、自車が駐停車するとき、あるいは駐停車から自車が発車するとき、撮像カメラによって撮像された自車周辺画像がディスプレイ52に表示される。自車周辺画像の表示態様は、例えば、撮像カメラ20a〜20dの撮像データを自車の真上から見下ろすように視点変換し自車の全周囲を表示するトップビュー画像や、前方の撮像カメラ20aによって撮像された撮像データを表示する前方画像、後方の撮像カメラ20bによって撮像された撮像データを表示する後方画像、自車の進行方向およびハンドル舵角に応じて撮像カメラ20cまたは20dにより撮像された撮像データを表示するサイドビュー画像などがある。これらの画面は、画像表示切替プログラム74によって自車の走行状態に応じて適宜選択して表示される。例えば、ディスプレイが2画面表示であるとき、トップビュー表示と前方画像が同時に表示されるようにしてもよい。
図3は、本実施例に係る発車モード判定プログラムの機能ブロック図である。発車モード判定プログラム72は、障害物検出センサ30により障害物の位置を検出する障害物検出部100と、自車から検出された障害物までの距離を測定する距離測定部102と、自車に最も衝突することが予想される障害物の最も突出した位置である限界点の座標を自車の回転中心O(0:0)を基準に算出する限界点算出部104と、最大ハンドル舵角のとき、つまり、自車が最小回転半径で旋回するときの自車後輪の延長線上にある回転中心Oを算出する回転中心算出部106と、最大ハンドル舵角のとき、自車が走行する最外殻の軌跡となる予測線を回転中心Oを基準に計測する予測線計測部108と、後述する判定テーブルや上記障害物の検出結果に基づき自車の発車モードを判定する判定部110とを備えている。
図4は、自車の発車モードを判定するときに利用される判定テーブルの一例である。図中において、「○」は、障害物があることを示し、「×」は、障害物がないことを示している。本実施例において、判定部110は、少なくとも自車の前方に障害物がないとき、前方発車モードと判定し、自車の前方に障害物があるとき、後方発車モードと判定し、自車の前方と後方に障害物があるとき、縦列発車モードと判定し、自車の前後左右に障害物があるとき発車不可能と判定する。さらに判定部110は、縦列発車モードと判定した場合には、前方および後方の障害物の位置および距離に基づき前進発車から後進発車かを判定する。
次に、本実施例の運転支援装置の動作を図5のフローチャートを参照して説明する。好ましくは、制御部90は、自車のイグニッションスイッチがオンされると、発車モード判定プログラム72および画像表示切替プログラム74を実行し、発車時における運転支援を開始する。
イグニッションスイッチのオンにより、撮像カメラ20により自車周辺が撮像され、障害物検出センサ30により自車周辺の障害物が検出され、自車周辺の監視が開始される(ステップS100)。例えば、自車が図2(a)に示すような超音波ソナー30a〜30dを取り付けている場合、各超音波ソナー30a〜30dによる反射光が超音波ソナー受信部32に受信される。障害物検出部100(図3を参照)は、超音波ソナー受信部32からの出力信号に基づき、障害物を検出した超音波ソナー30a〜30dを特定することで、自車の前方、後方、左右のいずれの方位に障害物が存在するかを判定し、さらに、超音波ソナー受信部32への反射光の入射角度から障害物のより詳細な位置を判定することができる。
障害物が検出されると、距離測定部102は、自車位置から障害物までの距離を測定する(ステップS103)。例えば、図2(a)に示すような超音波ソナー30a〜30dを用いた場合、超音波の反射光を受信するまでの時間から障害物までの距離を測定することができる。
発車時における自車周辺の障害物が検出されると、判定部110は、図4に示す判定テーブルを参照し、発車モードを判定する(ステップS104)。自車周辺の障害物の位置に応じて前方発車、後方発車、縦列発車、または発車不可能のいずれかを判定する。この判定モードは一例であって、これに限るものではない。例えば、左側に障害物があれば、前方右旋回発車としたり、前方と右側に障害物があれば、後方左旋回発車などを加えてもよい。
判定部110は、障害物が全くないとき、および自車の前方に障害物がないとき、前方発車モードと判定する(ステップS105)。この判定結果を受けて、画像表示切替プログラム74は、少なくとも自車の前方画像をディスプレイ52に表示させる(ステップS106)。前方発車モードに該当せずに、判定部110により後方発車モードと判定されると(ステップS107)、画像表示切替プログラム74は、少なくとも自車の後方画像をディスプレイ52に表示させる(ステップS108)。
前方発車および後方発車に該当せず、判定部110により縦列発車と判定された場合には(ステップS109)、さらに前進可能か否か判定される(ステップS110)。前進可能であると判定されると、少なくとも前方画像がディスプレイ52に表示される(ステップS111)。他方、前進可能でない、すなわち後進可能であると判定されると、後方画像がディスプレイ52に表示される(ステップS112)。ステップS109において縦列発車でないと判定された場合には、発車不可能モードとなり、画像表示切替プログラム74は、発車不可能である旨の警告を表示する(ステップS113)。
上記したように、判定部110は、縦列発車モードと判定した場合には、自車が前進か後進かをさらに判定する。自車の前後に障害物が存在するとき、前進か後進かの判断が困難なことがあり、上記の判定はこれを支援する。
図6は、縦列発車モードと判定したときの前進または後進の判定動作を示すフローチャートであり、図7は、縦列発車モードにおける判定動作を説明する図である。図7に示すように、自車Mは、前方に障害部B1、後方に障害物B2、および左側に障害物B3によって取り囲まれているとする。
先ず、回転中心算出部106は、自車が最大ハンドル舵角で旋回するときの自車の回転中心Oを算出する(ステップS200)。回転中心Oは、自車の後輪の延長線上に存在することが知られている。この回転中心Oを基準座標とする。
次に、予測線計測部108は、自車に関する車両データ82を参照し、最大ハンドル舵角時の自車の回転半径Rを計測し、この回転半径Rに基づき自車が旋回するときの最外殻の走行軌跡となる予測線を計測する(ステップS201)。例えば、自車が前方に左旋回するのであれば、車両上の最外殻となる地点は、前方バンパー右端部または右側のドアミラー等であり、その地点の走行軌跡が予測線となる。最大ハンドル舵角で旋回するときに、車両上のどの地点が最外殻となるかは、予め車種毎に車両データ82として登録しておくことが望ましい。さらに、予測線計測部108は、自車の左右のいずれかに障害物が存在するとき、障害物のない方向へ旋回するときの予測線を計測する。左右のいずれにも障害物が存在しないときは、右側通行の道路であれば、右側へ旋回するときの予測線を計測する。図7の例では、自車の左側に障害物B3が存在するため、自車が右旋回するときの前方バンパーの左端部の走行軌跡を予測線Qとして表している。
次に、予測線計測部108は、自車に関する車両データ82を参照し、最大ハンドル舵角時の自車の回転半径Rを計測し、この回転半径Rに基づき自車が旋回するときの最外殻の走行軌跡となる予測線を計測する(ステップS201)。例えば、自車が前方に左旋回するのであれば、車両上の最外殻となる地点は、前方バンパー右端部または右側のドアミラー等であり、その地点の走行軌跡が予測線となる。最大ハンドル舵角で旋回するときに、車両上のどの地点が最外殻となるかは、予め車種毎に車両データ82として登録しておくことが望ましい。さらに、予測線計測部108は、自車の左右のいずれかに障害物が存在するとき、障害物のない方向へ旋回するときの予測線を計測する。左右のいずれにも障害物が存在しないときは、右側通行の道路であれば、右側へ旋回するときの予測線を計測する。図7の例では、自車の左側に障害物B3が存在するため、自車が右旋回するときの前方バンパーの左端部の走行軌跡を予測線Qとして表している。
次に、限界点算出部104は、前方の障害物の限界点を算出する(ステップS202)。前方の障害物の限界点は、自車が最も接触の可能性の高い部位である。図7に示すように、例えば、前方の障害物B1を車両と特定することができれば、自車から前方の障害物B1までの距離L1に対して水平方向に車両の幅Wを設定した点を限界点Pとする。この場合、トラック等の最大車幅を想定し、自車から距離L1を延ばした直線が、最大車幅Wの中点に交差するようにする。障害物B1を特定することができない場合には、予め決められた障害物の幅Wを距離L1に設定し、限界点Pを算出するようにしてもよい。あるいは、障害物の幅Wを設定せず、つまりW=0とし、自車からの距離L1の点を障害物の位置としてもよい。
次に、発車モード判定部110は、限界点Pが予測線Q内に入るか否かを判定する(ステップS203)。好ましくは、限界点Pは、回転中心Oを基準とするxy平面上の座標に換算され、限界点Pが予測線Qの外であれば、自車は前方から脱出可能であると判定し、前方発車モードと判定する。この場合には、ディスプレイ52には、前方画像が表示される。他方、限界点Pが予測線Qの内側であれば、前方発車は不可能であるため、後方発車モードと判定する。この場合には、ディスプレイ52には、後方画像が表示される。好ましくは、縦列発車モードによる前進または後進の判定結果を音声にて出力するようにしてもよい。これにより、運転者は、前進か後進かの判断の参考にすることができる。
図8は、縦列発車モードにおける発車の例を示し、図9は、画像表示の例を示している。例えば、図8(a)に示すように、自車Mの前方、後方、および左側に障害物B1、B2、B3が存在し、縦列発車モードと判定される。なお、障害物は、車両、オートバイ、自転車、人、電柱、縁石その他の物を含む。
縦列発車モードにおいて、図8(b)に示すように、前方発車と判定されると、図9(a)に示すように、ディスプレイ52には、前方画像が表示される。前方画像には、前方の障害物B1が映し出され、さらに、自車Mのハンドル舵角に応じた予測線200が表示される。
他方、縦列発車モードにおいて、図8(b)に示すように、後方発車と判定されると、図9(b)に示すように、ディスプレイ52には、後方画像が表示される。後方画像は、後方の障害物B2が映し出され、さらに、自車Mのハンドル舵角に応じた予測線200が表示される。
このように、本実施例によれば、自車が発車するときのモードに応じてディスプレイに表示される画像を自動的に切替え、特に、縦列発車の際の支援を行うことができる。
次に、本実施例の変形例について説明する。上記実施例において、縦列発車モードの際に、前方から脱出することを優先するようにしたが、これとは反対に、自車が後方から発車できるか否かを優先して判定するようにしてもよい。この場合には、後方の障害物B2までの距離L2(図7を参照)に基づき障害物B2の限界点を算出し、自車が後方に旋回するときの予測線を計測し、両者を比較することで後方から発車できるか否かを判定する。
また、図7に示すような縦列発車モードにおいて、前方の障害物B1により前方から発車できないとき、ディスプレイ52には後方の画像が表示されるが、自車が後退し、限界点Pが予測線Qの範囲外に到達したとき、その旨を音声にて案内し、同時に、後方の画像から前方の画像に自動的に切り替わるようにしてもよい。
さらに上記実施例では、ハンドル舵角が最大のときに自車が前方または後方から発車できるかを判定したが、必ずしもそれに限らず、運転者がハンドルを旋回したときのリアルタイムの予測線を計測し、当該予測線内に限界点Pが含まれるか否かを判定するようにしてもよい。
さらに上記実施例では、ハンドル舵角が最大のときの予測線を計測する例を示したが、予めハンドル舵角とそれに応じた予測線をメモリ等に記憶しておき、それを読み出すようにしてもよい。
さらに、上記実施例では、予測線と限界点とを比較する例を示したが、障害物検出センサによる検出範囲を予測線に一致させることで、当該検出範囲内に限界点が含まれるか否かを判定するようにしてもよい。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係わる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
200:走行予測線
α:超音波ソナーの検出角 β:撮像カメラの視野角
B1:前方障害物 B2:後方障害物
B3:側面障害物 L1:前方障害物までの距離
L2:後方障害物までの距離 M:自車
O:回転中心 P:限界点
R:回転半径 W:前方障害物の幅
α:超音波ソナーの検出角 β:撮像カメラの視野角
B1:前方障害物 B2:後方障害物
B3:側面障害物 L1:前方障害物までの距離
L2:後方障害物までの距離 M:自車
O:回転中心 P:限界点
R:回転半径 W:前方障害物の幅
Claims (9)
- 自車周辺の障害物の位置を検出する検出手段と、
検出された障害物までの距離を測定する測定手段と、
自車を発車させるとき、前記検出手段により検出された障害物の位置および前記測定手段により測定された障害物までの距離に基づき自車の発車モードを判定する判定手段と、
少なくとも自車の前方および後方を撮像する撮像手段と、
前記判定手段により判定された発車モードに応じて自車の前方の画像または自車の後方の画像をディスプレイに表示する表示制御手段と、
を有する運転支援装置。 - 前記判定手段は、自車の前方および後方に障害物があるとき縦列発車モードと判定し、さらに縦列発車モードのとき、自車と前方の障害物との距離に基づき自車の発進が前進か後進かを判定する、請求項1に記載の運転支援装置。
- 前記判定手段は、前方の障害物と自車が最小回転半径で旋回するときの最外殻の走行軌跡とを比較し、障害物が当該走行軌跡から離れているとき、前進と判定し、障害物が当該走行軌跡よりも近いとき、後進と判定する、請求項2に記載の運転支援装置。
- 前記発車モードは、前方発車モード、後方発車モードおよび縦列発車モードを含み、前記表示制御手段は、前方発車モードのとき少なくとも前方の画像を表示し、後方発車モードのとき少なくとも後方の画像を表示し、縦列発車モードのとき自車の前進または後進に応じた前方または後方の画像を少なくとも表示する、請求項1ないし3いずれか1つに記載の運転支援装置。
- 前記表示制御手段は、自車が前方発車であって、自車の左側に障害物が検出されたとき、自車前方の右側の画像を表示し、自車の右側に障害物が検出されたとき、自車前方の左側の画像を表示する、請求項1ないし4いずれか1つに記載の運転支援装置。
- 前記検出手段は、障害物の検出可能な範囲を、前記自車が最小回転半径で旋回するときの最外殻の走行軌跡に等しい範囲とし、前記判定手段は、自車前方に障害物が検出されたとき、後方発車と判定する、請求項1ないし5いずれか1つに記載の運転支援装置。
- 自車の発車状態に応じて自車の前方または後方の画像をディスプレイに表示する運転支援方法であって、
自車周辺の障害物の位置を検出するステップと、
自車から検出された障害物までの距離を測定するステップと、
障害物の位置および障害物までの距離に基づき自車の発車モードを判定するステップと、
判定された発車モードに応じて自車の前方または後方の画像をディスプレイに表示するステップと、
を有する運転支援方法。 - 前記判定するステップは、自車の前方および後方に障害物があるとき縦列発車モードと判定し、さらに縦列発車モードのとき、自車と前方の障害物との距離に基づき自車の発進が前進か後進かを判定する、請求項7に記載の運転支援方法。
- 自車の発車状態に応じて自車の前方または後方の画像をディスプレイに表示する運転支援プログラムであって、
自車周辺の障害物の位置を検出するステップと、
自車から検出された障害物までの距離を測定するステップと、
障害物の位置および障害物までの距離に基づき自車の発車モードを判定するステップと、
判定された発車モードに応じて自車の前方または後方の画像をディスプレイに表示するステップと、
を有する運転支援プログラム。
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