JP2011076526A - 車両の走行安全装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】見通しの悪い交差点等において、その見通しの良否に応じて、警報を作動させるタイミングを変更する。
【解決手段】運転者の位置よりも車両の前部に配置され、該車両の周辺の物体を検出し、検出された物体のうち、該車両近傍に接近してくる移動物体について、該車両と衝突の可能性があると判定された場合に、該車両の運転者に報知を行う走行安全装置が提供される。ここで、検出された移動物体の方向を車両の運転者が見通すことのできる角度を、第1の見通し角度として算出する。該第1の見通し角度に基づいて、運転者への報知のタイミングを変更する。運転者が見通すことのできる角度に基づいて報知のタイミングを変更することができるので、見通しが悪いほど、報知のタイミングを早めることができる。よって、衝突回避のための動作をより的確なタイミングで運転者に促すことができる。
【選択図】図5

Description

この発明は、車両の移動物体との衝突を回避もしくは衝突の被害を軽減するための安全装置に関する。
車両が他の車両等の移動物体と衝突することを回避するための様々な装置が提案されている。下記の特許文献1には、広角カメラにより撮像された画像から移動中の移動体を抽出し、自車両が現状のまま走行を継続したときに移動体と衝突するおそれがあるか否かを判断し、衝突するおそれがあると判断されたときに衝突回避の措置を自動的にとる装置が開示されている。
特開2001−101592号公報
上記の技術では、衝突回避のための一つの措置として、警報が行われる。しかしながら、移動物体が自車両に接近してくる方向の見通しが良好か否かで、自車両の運転者の警報に対する反応時間に違いが生じうる。見通しが悪い状況では、他の車両等の回避すべき移動物体を認識していない可能性が高く、特に、該回避すべき移動物体が建物等の障害物に隠されている場合には、運転者には該移動物体自体が見えていない。回避すべき移動物体を運転者が認識していない状態で警報が作動すると、認識している状態で警報が作動する場合に比べて、運転者による危険の認知に遅れが生じ、よってブレーキをかけるというような回避動作に遅れが生じるおそれがある。
したがって、この発明は、見通しの良否に応じて、警報を作動させるタイミングを適切に調整することを目的とする。
この発明の一つの側面によると、運転者の位置よりも車両の前部に配置され、該車両の周辺の物体を検出する物体検出手段と、前記検出された物体のうち、該車両の進行経路に接近してくる移動物体を判定する手段と、該判定された移動物体について、該車両と衝突の可能性があると判定された場合に、該車両の運転者に報知を行う報知手段と、を備える走行安全装置は、前記判定された移動物体の方向を前記車両の運転者が見通すことのできる角度を、第1の見通し角度として算出する見通し角度算出手段を備え、前記報知手段は、前記第1の見通し角度に基づいて、前記運転者への報知のタイミングを変更する。
この発明によれば、運転者が見通すことのできる角度に基づいて報知のタイミングを変更することができるので、見通しが悪いほど、報知のタイミングを早めることができる。前述したように、見通しの悪い状況では、運転者による回避動作に遅れが生じるおそれがあるが、この発明によれば、見通しの悪さに従って報知タイミングを変更することができるので、衝突回避のための動作をより的確なタイミングで運転者に促すことができる。
この発明の一実施形態によると、前記第1の見通し角度が小さいほど、前記報知のタイミングを早くする。したがって、見通しが悪いほど報知のタイミングが早まるので、衝突回避のための動作をより的確なタイミングで運転者に促すことができる。
この発明の一実施形態によると、さらに、前記検出された物体のうち、前記判定された移動物体の方向において該車両と該移動物体の間に存在する障害物を判定する障害物判定手段を備え、前記見通し角度算出手段は、前記運転者から該障害物を見るときの角度を表す第2の見通し角度を算出し、前記報知手段は、前記第1の見通し角度と前記第2の見通し角度を比較し、該第1の見通し角度が該第2の見通し角度より小さいときは、該第1の見通し角度が該第2の見通し角度より大きいときに比べて、前記報知のタイミングを早める。
自車両と移動物体の間に障害物が存在するときには、さらに見通しが悪くなるおそれがあるが、この発明によれば、このような見通しがさらに悪い状況では報知のタイミングをさらに早めるので、衝突回避のための動作をより的確なタイミングで運転者に促すことができる。
本発明のその他の特徴及び利点については、以下の詳細な説明から明らかである。
この発明の一実施例に従う、走行安全装置のブロック図。 この発明の一実施例に従う、第1および第2の見通し角度を説明するための図。 この発明の一実施例に従う、第1の見通し角度が第2の見通し角度より大きい状況と第1の見通し角度が第2の見通し角度より小さい状況を表す図。 この発明の一実施例に従う、第1の見通し角度に基づいて短縮時間を求めるためのマップを示す図。 この発明の一実施例に従う、走行安全装置の動作を示すフローチャート。
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の一実施形態に従う、車両に搭載される、車両の走行安全装置10のブロック図を示す。該装置10は、外界センサ11と、車両状態センサ12と、処理装置13と、報知装置15とを備えている。
外界センサ11は、この実施形態では、車両の前部に設けられ、車両の周辺に存在する物体を検出する。好ましくは、外界センサ11は、車両の進行経路に接近してくる移動する物体を検出するため、車両の前方の左および(または)右の所定領域を検知するように、車両の前部の左および(または)右端部(たとえば、フロントバンパの左および(または)右端部)に設けられている。外界センサ11は、たとえばミリ波などの電磁波によるレーダ装置あるいは車両の周辺を撮像する撮像装置を備えるよう構成されることができる。
ここで、レーダ装置は、任意の既知の適切なレーダ装置で実現されることができる。レーダ装置は、たとえば、自車両の外界に設定された検出対象領域を、複数の角度領域に分割し、各角度領域を走査するよう電磁波の発信信号を発信する。各発信信号が、自車両の外部の物体(たとえば、他車両や構造物など)によって反射されることで生じた反射信号を受信し、レーダ装置から該物体までの距離および方位を示す信号を生成し、処理装置13に出力する。
また、撮像装置は、任意の既知の適切な撮像装置で実現されることができる。撮像装置は、1または複数のカメラにより撮像された画像を取得し、該画像データを処理装置13に出力する。
車両状態センサ12は、自車両の速度を検出するためのセンサを備えている。該センサ12は、任意の既知の適切な手段により実現されることができ、たとえば、自車両の駆動輪の回転速度(車輪速)を検出する車輪速センサや、自車両の速度を検出する車速センサや、車体に作用する加速度を検知する加速度センサにより実現されることができる。
処理装置13は、中央処理装置(CPU)およびメモリを備えるコンピュータである電子制御装置(ECU)に実現されることができる。図には、処理装置13によって実現される機能がブロックとして表されている。この実施形態では、処理装置13は、物体情報取得部31、自車両情報取得部33、接近移動物体判定部35、障害物判定部37、見通し角度算出部39、報知タイミング変更部41、衝突可能性判定部43および報知制御部45を備える。
物体情報取得部31は、外界センサ11の出力信号を所定時間間隔で取得し、該出力信号に基づいて、車両周辺に存在する物体のそれぞれについて、該物体の位置、速度および進行方向を含む物体情報を取得する。外界センサ11がレーダ装置の場合には、レーダ装置から出力される信号に基づいて、該物体の位置を求めることができる。外界センサ11が撮像装置の場合には、該撮像装置から出力される画像データから、撮像されている物体を抽出し、該物体の該画像内における位置に基づいて、該物体の位置を求めることができる。該物体の位置を追跡することにより、該物体の速度および進行方向を求めることができる。たとえば、所定時間における該物体の位置の移動距離を該所定時間で除算することによって、物体の速度を求めることができる。
自車両情報取得部33は、車両状態センサ12の出力信号を、上記の所定時間間隔で取得し、該出力信号に基づいて、自車両の速度を含む自車両情報を取得する。
接近移動物体判定部35は、外界センサ11によって検出された物体のうち、自車両の進行経路に接近してくる移動物体を判定する。たとえば、上記のようにして求めた物体の速度と自車両の速度とに基づいて、移動している物体(移動物体と呼ぶ)を判別する。該判別した移動物体のうち、自車両の進行経路に向かっている物体を、該接近してくる移動物体と判定することができる。
障害物判定部37は、外界センサ11によって検出された物体のうち、接近してくると判定された移動物体と自車両との間に位置する物体があれば、該物体を、障害物として判定する。この実施形態では、障害物として、静止している物体(静止物体と呼ぶ)を判定する。障害物判定部37は、たとえば、上記のようにして求めた物体の速度と自車両の速度とに基づいて、静止物体を判別する。該判別した静止物体のうち、自車両の位置と移動物体の位置との間に位置する静止物体を、障害物と判定することができる。
見通し角度算出部39は、判定された障害物を考慮して、移動物体が接近してくる方向を自車両の運転者が見通すことのできる角度を示す第1の見通し角度を算出する。この算出手法については、後述される。
報知タイミング変更部41は、算出された第1の見通し角度に基づいて、運転者に対して報知(警報)を発するタイミング決定するためのしきい値(時間で表される)T_almを変更する。
衝突可能性判定部43は、接近してくると判定された移動物体について、自車両と衝突の可能性があるか否かを判定する。この判定は、移動物体の位置および速度に基づいて、該移動物体が自車両の進行経路に到達するまでの時間すなわち到達時間を算出し、該到達時間と、上記の変更されたしきい値とを比較することにより行われる。該変更されたしきい値よりも該到達時間が小さければ、該移動物体について衝突の可能性があると判定する。
報知制御部45は、衝突の可能性があると判定された移動物体について、報知(警報)を運転者に対して行うよう、報知装置15を制御する。
報知装置15は、任意の既知の適切な手法で実現されることができ、たとえば、触覚的伝達装置、視覚的伝達装置、聴覚的伝達装置のうち、任意の1つまたは複数の装置を用いて実現することができる。触覚的伝達装置は、たとえばシートベルト装置や操舵制御装置などであって、報知制御部45から出力される制御信号に応じて、たとえばシートベルトに所定の張力を発生させて運転者が触覚的に知覚可能な締め付け力を作用させたり、ステアリングホイールに運転者が触覚的に知覚可能な振動を発生させることにより、運転者に報知する。
視覚的伝達装置は、たとえば表示装置などであって、報知制御部45からの制御信号に応じて、所定の警報情報を表示したり、所定の警告灯を点滅ないし点灯させることによって、運転者に報知する。
聴覚的伝達装置は、たとえばスピーカなどであって、報知制御部45からの制御信号に応じて所定の警報音や音声を出力することによって、運転者に報知する。
ここで、上記の第1の見通し角度の具体的な算出方法について述べる。図2には、自車両Aの前部の右端部に取り付けられた外界センサ11の位置を原点とし、自車両Aの進行方向にx軸をとり、それに垂直にy軸をとるようxy座標系が設定されている。外界センサ11は、車両Aの前方右の所定の検知エリア101(網掛けされて示されている)に存在する物体を検知する。車両A内の運転者の位置Dは予め決まっており、これを、(Pdx,Pdy)で表す。
自車両Aの進行経路と垂直方向に交差する経路上には、他の車両Bが存在している。この例では、車両Bが、自車両Aに搭載された外界センサ11によって検知される。また、車両Bは、左方向(y軸の正方向)に移動しているがために、接近移動物体判定部35によって自車両Aの進行経路に接近してくると判定された移動物体である。
また、建物Cの端部Wを含む部分は、外界センサ11の検知エリア101内にあるため、外界センサ11によって検出される。また、上記判定された車両Bの接近してくる方向(y軸方向)において、建物Cの端部Wが、該車両Bと、自車両Aの運転者の位置Dとの間に位置しているので、建物Cは、障害物判定部37により障害物と判定された静止物体である。
静止物体Cが存在しているために、運転者から、車両Bの接近してくる方向を見通すと、運転者の位置Dと静止物体Cの端部Wとをつなぐライン103に示すように、静止物体Cの端部Wによって視界が遮られる。すなわち、外界センサ11は、運転者の位置Dよりも前方に設けられているために、静止物体Cが存在していても車両Bを検知することができるが、車両Aの運転者は、静止物体Cが存在しているがために、x軸とライン103との間の角度θvの領域にわたって見通すことができるにすぎない。車両Aの運転者から、車両Bを見ることは困難である。
外界センサ11で検出された静止物体Cの端点Wの座標を(Pwx,Pwy)とすると、第1の見通し角度θvは、以下のように算出されることができる。第1の見通し角度θvは、自車両の進行方向を示すライン(x軸)から、外界センサ11が検知する方向(この例では、右方向)に対して、運転者がどの程度の角度の領域を見通すことができるかを示している。第1の見通し角度θvが小さいほど、運転者からの見通しが悪いことを示す。
Figure 2011076526
前述したように、報知タイミング変更部41は、該算出された第1の見通し角度θvに基づいて、たとえば処理装置13に記憶されたマップ(たとえば、後述する図4のいずれかのマップ)を参照することにより、該第1の見通し角度θvに対応する、報知タイミングを決定する上記しきい値T_almを補正するための時間ΔT_almを求める。該マップでは、第1の見通し角度θvの大きさが小さいほど、すなわち見通しが悪いほど、該時間ΔT_almが大きくなるように設定されている。時間ΔT_almが大きくなるほど、報知タイミングは早められる。時間ΔT_almは、報知タイミングをどの程度早めるかを示すものなので、以下、短縮時間ΔT_almと呼ぶ。
好ましくは、見通し角度算出部39は、さらに、車両Aの運転者から、接近移動物体と判定された車両Bを見たときの第2の見通し角度θtを算出し、報知タイミング変更部41は、第1の見通し角度θvと第2の見通し角度θtとの比較に応じて、報知タイミングをさらに変更する。
ここで、第2の見通し角度θtは、図2に示すように、x軸と、運転者の位置Dおよび車両Bの端部Tを接続するライン105との間の角度である。第2の見通し角度θtは、運転者と接近移動物体の間に視界を遮る障害物が存在しない場合に、運転者が該接近移動物体を見た場合の角度を表している。車両Bの端部Tの位置を(Ptx,Pty)で表すと、第2の見通し角度θtは、以下のように算出される。
Figure 2011076526
ここで図3を参照すると、(a)には、第1の見通し角度θvが第2の見通し角度θtより大きい状況が示されている。このような状況では、車両Aの運転者は、静止物体Cに遮られることなく車両Bを視認することができるので、見通しは良好である。他方、(b)には、第1の見通し角度θvが、第2の見通し角度θtより小さい状況が示されている(これは、図2と同様の状況である)。このような状況では、車両Aの運転者は、静止物体Cに視界が遮られるために車両Bを視認することができず、見通しは悪い。
前述したように、見通しが良く、運転者が、接近する移動物体を予め視認することが可能な(a)のような状況では、運転者は、報知に速やかに反応して必要な回避行動を取ることができる。それに対し、見通しが悪く、運転者が、接近する移動物体を視認することが困難な(b)のような状況では、運転者は、(a)の状況に比べて、報知に反応する時間が遅くなるおそれがあり、よって回避行動を取るのに遅れが生じるおそれがある。したがって、一実施形態では、(b)のような状況の場合には、(a)のような状況に比べて、報知タイミングをより早めるのが好ましい。
図4は、第1の見通し角度θvと第2の見通し角度θtとの比較に応じて設定された2つのマップの一例を示す。マップ1は、図3の(a)のような見通しの良い状況で参照されるマップであり、マップ2は、図3の(b)のような見通しの悪い状況で参照されるマップである。前述したように、いずれのマップも、第1の見通し角度θvが小さくなるほど、すなわち見通しが悪くなるほど、短縮時間ΔT_almが大きくなるよう、すなわち報知がより早期に行われるよう設定されている。さらに、マップ2は、マップ1に比べて、全体的に短縮時間ΔT_almが大きくなるよう、すなわち報知がより早期に行われるように設定されている。特に、第1の見通し角度θvが小さくなるほど、マップ2の短縮時間は、マップ1の短縮時間よりも大きくなるよう設定されており、見通しが悪くなるほど、より早期に運転者に注意を促すようにしている。これらのマップは、処理装置13の記憶装置(メモリ等)に予め記憶されることができる。
報知タイミング変更部41は、上記のように算出された第1の見通し角度θvと第2の見通し角度θtとを比較し、第1の見通し角度θvが第2の見通し角度θtより大きければ、マップ1を選択し、第1の見通し角度θvに対応する短縮時間ΔT_almを求める。他方、第1の見通し角度θvが第2の見通し角度θtより小さければ、マップ2を選択し、第1の見通し角度θvに対応する短縮時間ΔT_almを求める。報知制御部45は、該短縮時間ΔT_almを用いて、前述した報知タイミングを決定するためのしきい値T_almを変更する。
上記の実施形態において、第1および第2の見通し角度の算出には、静止物体の端部Wや移動物体の端部Tが用いられる。各物体は、自車両Aの側面に平行な方向に幅を有するよう外界センサ11によって検知されるので、物体情報取得部31は、該幅を規定する両端部を、物体の位置として取得することができる。たとえば、図2の例では、車両Bの前部が外界センサ11によって検出されるので、物体情報取得部31は、該車両Bの前部の両端部の位置を取得することができる。上記の実施形態では、該取得された両端部のうち、x座標値の大きい方の端部(車両Bの進行方向に向かって右側の端部)Tの位置を用いて、第2の見通し角度θtを算出している。したがって、自車両Aの運転者から、x座標値の小さい方の端部(車両Bの進行方向に向かって左側の端部)が見えなくても、右側の端部Tが見えれば、見通しが良好と判断されてマップ1が参照される。代替的に、左側の端部の位置を用いて第2の見通し角度θtを算出してもよい。この場合、自車両Aの運転者から、移動物体の前部の両端部が見えたときに、見通しが良好と判断されてマップ1が参照されることとなる。外界センサ11が、自車両の前方左の方向から接近してくる移動物体を検出するよう取り付けられているときも同様であり、x座標値の大きい方の端部の位置を用いて第2の見通し角度を算出してもよいし、x座標値の小さい方の端部の位置を用いて第2の見通し角度を算出してもよい。
また、障害物についても、同様に、物体情報取得部31は、該障害物の自車両Aに対面している面のx方向における幅の両端部の位置を取得することができる。たとえば、図2の例では、外界センサ11は、障害物である静止物体Cの自車両Aに対面する面の一部のみを検出しているが、該検出された部分のx方向の幅の両端部を取得することができる。該両端部のうち、x座標値が大きい方の端部Wを選択し、これを、第1の見通し角度θvの算出に用いることができる。外界センサ11が、自車両の前方左の方向から接近してくる移動物体を検出するよう取り付けられているときも同様である。
なお、自車両Aと移動物体Bとの間に、障害物が複数存在している場合もありうる。このような場合には、それぞれの障害物について上記のように取得された端部について第1の見通し角度θvを算出し、最も値の小さい第1の見通し角度θvを、後続の処理に用いるのがよい。こうすることで、運転者が実際に見通すことのできる領域を、より正確に見極めることができる。
図5は、この発明の一実施形態に従う、走行安全装置10の動作のフローチャートである。このプロセスは、所定の時間間隔で実行される。
ステップS11において、外界センサ11を介して、車両周辺の物体を検出し、該物体の情報(位置、速度、進行方向を含む)を取得すると共に、車両状態センサ12を介して、自車両の情報(速度を含む)を取得する。ステップS12において、ステップS11で取得した情報に基づいて、前述したように、自車両の進行経路に接近してくる移動物体を判定する。
ステップS13において、接近してくると判定された移動物体について、該移動物体が自車両の進行経路に到達するまでの到達時間TTCRを算出する。この実施形態では、図2に示すように、自車両Aの進行経路(x軸)までの接近移動物体である車両Bの距離は、該車両Bの端部Tのy座標値Ptyで表されるので、該到達時間TTCRは、以下のように算出されることができる。
Figure 2011076526
代替的に、車両Bの前部中央のy座標値を取得し、これを用いて到達時間TTCRを算出してもよい。
ステップS14において、接近してくると判定された移動物体と、自車両との間に静止物体が存在していれば、その静止物体を障害物と判定し、該障害物の位置を取得する。この実施形態では、図2に示すように、移動物体はy方向に接近してくるので、自車両の運転者Dのy座標値Pdyと、車両Bの端部Tのy座標値Ptyとの間に位置するy座標値を持つ、静止物体Cの端部Wの位置(Pwx,Pwy)が、障害物の位置として取得される。
ステップS15において、前述した式(1)に示すように、運転者Dの位置(Pdx,Pdy)と、障害物の位置(Pwx,Pwy)に基づいて、第1の見通し角度θvを算出する。前述したように、障害物が複数存在する場合には、それぞれについて第1の見通し角度θvを算出し、そのうち最も値の小さい第1の見通し角度θvを、後続の処理で用いることができる。さらに、ステップS15では、前述した式(2)に示すように、運転者Dの位置(Pdx,Pdy)と、接近移動物体の位置(Ptx,Pty)に基づいて、第2の見通し角度θtを算出する。
ステップS16において、第1の見通し角度θvと第2の見通し角度θtとを比較する。前者が後者より大きければ、ステップS17に進んで、見通しが良好な状況用に設定された、図4に示すようなマップ1を選択する。前者が後者以下であれば、ステップS18に進み、見通しが悪い状況用に設定された、図4に示すようなマップ2を選択する。
ステップS19において、選択したマップを、第1の見通し角度θvに基づいて参照し、対応する短縮時間ΔT_almを求める。前述したように、第1の見通し角度θvの値が小さいほど、すなわち見通しが悪いほど、対応する短縮時間ΔT_almの値は大きくなる。
ステップS20において、ステップS13で算出された到達時間TTCRと、所定のしきい値T_alm(たとえば、4秒)にステップS19で求めた短縮時間ΔT_almを加算した値とを比較する。到達時間TTCRが、変更されたしきい値(T_alm+ΔT_alm)より小さければ、(T_alm+ΔT_alm)の時間以内に、移動物体が自車両の進行経路に到達する可能性があると判断し、よって、自車両と衝突の可能性があると判断する。この場合、ステップS23において、報知装置15を介して報知(警報)を作動させる。ここで、短縮時間ΔT_almが、見通しの良否に応じた値となっているため、見通しが悪いほど、しきい値の値は大きくなり、よって、より早いタイミングで報知が行われることとなる。
ステップS20において、到達時間TTCRが、しきい値(T_alm+ΔT_alm)以上であれば、移動物体が自車両の進行経路に到達するのに十分な余裕時間があると判断し、報知を行うことなく当該プロセスを抜ける。
なお、上の実施形態では、外界センサ11が、車両の右前方を検知する形態を例に説明したが、車両の左前方を検知する形態にも、本発明は同様に適用されうる。また、上の実施形態では、静止物体による視界の遮りは一時的なものでないため、障害物として静止物体を判定している。しかしながら、本発明は、障害物に移動物体を含めた形態にも適用されうる。この場合、接近してくると判定された移動物体のそれぞれについて、該移動物体と自車両との間に他の移動物体が存在すれば、これを、障害物として判定することができる。
以上のように、この発明の特定の実施形態について説明したが、本願発明は、これら実施形態に限定されるものではない。
10 走行安全装置
11 外界センサ
12 車両状態センサ
13 処理装置
15 報知装置

Claims (3)

  1. 運転者の位置よりも車両の前部に配置され、該車両の周辺の物体を検出する物体検出手段と、
    前記検出された物体のうち、該車両の進行経路に接近してくる移動物体を判定する手段と、
    該判定された移動物体について、該車両と衝突の可能性があると判定された場合に、該車両の運転者に報知を行う報知手段と、を備える走行安全装置であって、
    前記判定された移動物体の方向を前記車両の運転者が見通すことのできる角度を、第1の見通し角度として算出する見通し角度算出手段を備え、
    前記報知手段は、前記第1の見通し角度に基づいて、前記運転者への報知のタイミングを変更する、ことを特徴とする走行安全装置。
  2. 前記報知手段は、前記第1の見通し角度が小さいほど、前記報知のタイミングを早くする、
    請求項1に記載の走行安全装置。
  3. 前記検出された物体のうち、前記判定された移動物体の方向において該車両と該移動物体の間に存在する障害物を判定する障害物判定手段を備え、
    前記見通し角度算出手段は、前記運転者から該障害物を見るときの角度を表す第2の見通し角度を算出し、
    前記報知手段は、前記第1の見通し角度と前記第2の見通し角度を比較し、該第1の見通し角度が該第2の見通し角度より小さいときは、該第1の見通し角度が該第2の見通し角度より大きいときに比べて、前記報知のタイミングを早める、請求項1または2に記載の走行安全装置。
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