JP2016068684A - 運転支援制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これにより、先行車両のブレーキランプ点灯時と非点灯時、又は交通信号機の停止信号灯の点灯時と非点灯時という走行シーンの別に応じて、目標加速度の変化速度を変化させることが可能とされる。すなわち、追従走行制御時における自車両の加/減速態様を、これらの走行シーン別のドライバ意図に沿うように制御することが可能とされる。
先行車両のブレーキランプ又は交通信号機の停止信号灯が点灯している場合、ドライバは注意深くなる。上記構成によれば、そのような場合に対応して、目標減速度の上げ側期間の変化速度が速められる、すなわち追従走行制御中の自車両の減速初期段階における単位時間当たりの減速度の変化量が高められる。
これにより、自車速も含めて適切な目標加速度を設定でき、追従走行制御中におけるドライバの違和感のさらなる緩和を図ることができる。
ブレーキランプが点灯していても先行車両の減速度合いが所定度合い以上で無い場合、つまり先行車両が弱ブレーキ中である場合には、過剰な減速は不要であるため、その点を考慮した目標減速度の変化速度調整を行っている。
これにより、先行車両の動きに追従するために自車両の加速度が変化する初期の期間のみでなくその後に続く期間においても目標加速度の変化速度調整が行われる。
図1は、本発明に係る実施の形態としての運転支援制御装置を備えた車両制御システム1の構成を示している。なお、図1では、車両制御システム1の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
車両制御システム1は、自車両に対して設けられた撮像部2、画像処理部3、メモリ4、運転支援制御部5、表示制御部6、エンジン制御部7、トランスミッション制御部8、ブレーキ制御部9、センサ・操作子類10、表示部11、エンジン関連アクチュエータ12、トランスミッション関連アクチュエータ13、ブレーキ関連アクチュエータ14、及びバス15を備えて構成されている。
実施の形態の運転支援制御部5は、運転支援制御処理の一つとして、車間距離制御付クルーズコントロール(ACC:Adaptive Cruise Control)を実現するための処理を行う。ACCでは、後述する先行車両検出処理により自車両の前方に先行車両を検出している状態では当該先行車両に自車両を追従させる追従走行制御が行われ、先行車両を検出していない状態ではドライバがセットした車速での定速走行制御が行われる。
なお、運転支援制御部5がACCの実現のために行う処理として、特に先行車両への追従走行制御の実現のために行う処理については後に改めて説明する。
また、操作子としては、エンジンの始動/停止を指示するためのイグニッションスイッチや、AT(オートマティックトランスミッション)車における自動変速モード/手動変速モードの選択や手動変速モード時におけるシフトアップ/ダウンの指示を行うためのセレクトレバーや、後述する表示部11に設けられたMFD(Multi Function Display)における表示情報の切り換えを行うための表示切換スイッチなどがある。
例えばエンジン制御部7は、前述したイグニッションスイッチの操作に応じてエンジンの始動/停止制御を行う。また、エンジン制御部7は、エンジン回転数センサやアクセル開度センサ10c等の所定のセンサからの検出信号に基づき、燃料噴射タイミング、燃料噴射パルス幅、スロットル開度等の制御も行う。
例えばトランスミッション制御部8は、前述したセレクトレバーによって自動変速モードが選択されている際には、所定の変速パターンに従い変速信号をコントロールバルブに出力して変速制御を行う。また、トランスミッション制御部8は、手動変速モードの設定時には、セレクトレバーによるシフトアップ/ダウン指示に従った変速信号をコントロールバルブに出力して変速制御を行う。
図2により、本実施の形態で実行される画像処理について説明する。
なお、図2では画像処理について説明するため、画像処理部3の構成と共に図1に示した撮像部2の内部構成及びメモリ4も併せて示している。先ず、画像処理に用いる撮像画像データを得るための撮像部2について簡単に説明しておく。
撮像部2には、第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2、A/D変換器21−1、A/D変換器21−2、及び画像補正部22が設けられている。
第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2は、それぞれカメラ光学系とCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子とを備えて構成され、カメラ光学系により撮像素子の撮像面に被写体像が結像され、該撮像素子にて受光光量に応じた電気信号が画素単位で得られる。
第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2は、いわゆるステレオ撮像法による測距が可能となるように設置される。すなわち、視点の異なる複数の撮像画像が得られるように配置されている。本例における第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2は、自車両のフロントガラス上部近傍において、車幅方向に所定間隔を空けて配置されている。第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2の光軸は平行とされ、焦点距離はそれぞれ同値とされる。また、フレーム周期は同期し、フレームレートも一致している。
図2においては、画像処理部3が実行する各種の画像処理を機能ごとに分けてブロック化して示している。図のように画像処理部3は、機能ごとに大別すると、三次元位置情報生成処理部3a、車線検出処理部3b、車線モデル形成処理部3c、先行車両検出処理部3d、及びブレーキランプ・信号検出処理部3eを有している。
上記のような視差dpとしての座標のずれを算出するにあたっては、予め第1撮像画像データ、第2撮像画像データのうちの一方が「基準画像」、他方が「比較画像」として定められている。比較画像は、基準画像上の水平方向端部に位置する物体についての視差dpの算出を可能とするため、基準画像よりも水平方向画素数が多い画像として生成されている。
三次元位置情報としてのX,Y,Zの各値は、基準画像における水平方向に平行な軸をi軸、垂直方向に平行な軸をj軸としたときの画素の座標を(i,j)で表し、一対のカメラの間隔をCD、1画素当たりの視野角をPW、一対のカメラの取り付け高さをCH、カメラ正面の無限遠点の基準画像上でのi座標、j座標をそれぞれIV、JVとしたときに、下記[式1]〜[式3]で表される座標変換により求まる。
X=CD/2+Z×PW×(i−IV) …[式1]
Y=CH+Z×PW×(j−JV) …[式2]
Z=CD/{PW×(dp−DP)} …[式3]
上記[式3]における「DP」は、消失点視差や無限遠対応点などとも称されるが、要するに基準画像と比較画像の間の対応点間の視差dpと、対応点までの実空間上での距離Zとが上記[式3]を満たすようにして決定される値である。以下、この「DP」については「視差オフセット値DP」と表記する。
ここで、上記の距離画像はフレームごとに順次得られるものである。先行車両検出処理では、複数フレームにわたって検出物体の距離Zの情報をモニタすることで、自車両の走行路上に存在する物体であって、自車両と略同じ方向に所定の速度で移動するものを先行車両として抽出する。このとき、車両以外の物体が先行車両として誤検出されることの防止を図るために、基準画像を用いたパターンマッチング(例えばブレーキランプ部分等の車両の特徴点に基づくパターンマッチング)も併せて行う。
先行車両を検出した場合は、先行車情報として車間距離cd(=自車両との車間距離)、相対速度ds(=車間距離cdの変化割合)、先行車速ss(相対速度ds+自車速js)、及び先行車加速度sac(=先行車速ssの微分値)を算出・保持する。
本例の場合、相対速度dsとしては、車間距離cdが広がる方向で正値、狭まる方向で負値となる値として算出している。
なお、上記の先行車両検出処理の手法は特開2012−66759号公報に開示された手法と同様であり、詳しくは該文献を参照されたい。
なお、予測進行路は、前述した車線モデル形成処理で得られた、自車両の前方に延在する左右の車線に基づいて生成する。
図3は、運転支援制御部5が実行する追従走行制御に係る処理の概要を説明するための図であり、運転支援制御部5が実行する各種の処理を機能ごとに分けてブロック化して示している。なお、図3では運転支援制御部5の機能ブロックと共に図1や図2に示したメモリ4も併せて示している。
図示するように運転支援制御部5は、目標加速度演算処理部50と制御信号生成処理部51を有している。
目標加速度演算処理部50は、前述した画像処理部3の各種画像処理により得られた車外環境の認識結果に基づいて、先行車両への追従走行制御を行うための目標加速度acを求める。
制御信号生成処理部51は、目標加速度演算処理部50が求めた目標加速度acに基づき、追従走行制御の実現にあたり必要とされる各部の制御信号を生成・出力する。具体的には、目標加速度acに基づき、エンジン制御部7への要求トルク、ブレーキ制御部9への要求液圧(前述した液圧制御アクチュエータの液圧)を求め、それぞれ出力する。なお、要求トルク、要求液圧は、目標加速度acを変数とした所定の計算式、又は目標加速度acと要求トルク、要求液圧との対応関係を表したテーブル情報に基づき求めることができる。
目標加速度取得処理部50aは、画像処理部3が前述した先行車両検出処理により求めた先行車両に対する相対速度dsと車間距離cdと、メモリ4内に格納された目標加速度マップ4aとに基づいて目標加速度を取得する。
目標加速度マップ4aにおいては、相対速度dsと車間距離cdの組み合わせごとにそれぞれ対応する目標加速度の値が割り当てられた目標加速度情報I1が複数格納されている。なお、相対速度dsの単位はkm/h(kmはキロメートル)、車間距離cdの単位はm(メートル)、目標加速度の単位はGである。
図4の最前面に示した目標加速度情報I1は、車間距離「短」且つ自車速「低速」に対応した目標加速度情報I1を例示したものである。図中の数値を参照して分かるように、目標加速度情報I1においては、相対速度dsの値と車間距離cdの値が大きい領域(つまり先行車両の方が速く車間距離が広いケース)には大きな目標加速度の値が割り当てられ、相対速度dsの値と車間距離cdの値が小さい領域には小さな目標加速度の値が割り当てられるようにして目標加速度のマッピングが行われている。
[走行シーン1]
・先行車両減速あり、且つブレーキランプ非点灯、且つ停止信号灯非点灯
これは、主として先行車両が上り坂を走行中又はスロットルオフにより減速しているシーンを想定したものである。このようなシーンでは、ドライバがすばやくブレーキをかけることは想定し難いため、先行車両の動きに対してゆるやかに追従が行われるべきである。
[走行シーン2]
・先行車両減速あり、且つブレーキランプ点灯、且つ停止信号灯非点灯
このシーンでは、ドライバは先行車両のブレーキランプ点灯により注意喚起され、且つ実際に先行車両が減速していることを感知するため、或る程度の危険性を感じていると推定される。このため、走行シーン1よりも先行車両の動きに対してすばやく追従が行われるようにすべきである。
[走行シーン3]
・先行車両減速なし、且つブレーキランプ点灯、且つ停止信号灯非点灯
つまり、ブレーキランプが点灯しているが先行車両が減速中とみなされる状態に無いシーンを想定したものである。このシーンでは、ドライバは先行車両のブレーキランプ点灯により或る程度は身構えるが、先行車両の減速が無いに等しいため危険性は走行シーン2ほどは感じないと推定される。従って、先行車両の動きに対して走行シーン1よりはすばやく追従が行われるようにするが、走行シーン2よりはゆるやかに追従が行われるようにすべきである。
[走行シーン4]
・停止信号灯点灯
このシーンでは、先行車両の減速は停止信号灯の点灯を受けて停止するための減速であると推定され、従って先行車両は近いうちに停止することが予測される。この場合には、ドライバは安全マージンをとった減速を望むと推定されるため、先行車両の動きに対してすばやく追従が行われるようにすべきである。
図中の長破線は、目標加速度取得処理部50aが目標加速度マップ4aから取得した目標減速度dc(負値の目標加速度)の変化特性である。すなわち、目標減速度調整処理部50bによる調整を非実行とした場合の目標減速度dcの変化特性に相当する。
図中の短破線は走行シーン2(減速あり、ブレーキランプ点灯、停止信号灯非点灯)と走行シーン4(停止信号灯点灯)に対応した目標減速度dcの変化特性である(S2,S4)。また、一点鎖線は走行シーン3(減速なし、ブレーキランプ点灯、停止信号灯非点灯)に対応した目標減速度dcの変化特性(S3)、二点鎖線は走行シーン1(減速あり、ブレーキランプ非点灯、停止信号灯非点灯)に対応した目標減速度dcの変化特性である(S1)。
また、ブレーキランプ点灯シーンである走行シーン2と走行シーン3の変化特性を比較すると、ブレーキランプが点灯していても減速判定により先行車両が減速中と判定されない場合には、減速中と判定された場合よりも上げ側期間における目標減速度dcの変化速度を遅める調整を行っていることが分かる。
さらに、走行シーン1は停止信号灯非点灯、走行シーン4は停止信号灯点灯であるため、上記の調整は、停止信号灯が点灯している場合には、点灯してない場合よりも上げ側期間における目標減速度dcの変化速度を速めるものであると言える。
図3に示すように、目標減速度調整処理部50bは、目標加速度取得処理部50aが取得した目標減速度dcをフィルタ50cに入力し、該フィルタ50cの出力を調整後の目標減速度dc’として得る。
図のように上げ側時定数マップ4bにおいては、自車速「0」「30」「100」のそれぞれにおいて、「ゆっくり」「普通」「すばやく」の順で時定数τの値が小さくされている。また、「ゆっくり」と「普通」においては、自車速が大きいほど時定数τの値が大きくされ、「すばやく」においては自車速に関わらず時定数τの値が一定とされている。
・走行シーン1:「ゆっくり」
・走行シーン2:「すばやく」
・走行シーン3:「普通」
・走行シーン4:「すばやく」
このため、メモリ4には、図7に示すような下げ側時定数マップ4cが記憶されている。下げ側時定数マップ4cには、例えば「ゆっくり」「普通」「すばやく」の3種の遷移種別と、例えば上げ側時定数マップ4bと同様の「0」「30」「100」の3種の自車速のそれぞれの組み合わせごとに、対応する時定数τが格納されている。
なお、本例では上げ側時定数マップ4bと下げ側時定数マップ4cとで遷移種別と自車速に対する時定数τのマッピングが同じとされているが、もちろん、異なるマッピングを行ってもよい。
・走行シーン1:「すばやく」
・走行シーン2:「ゆっくり」
・走行シーン3:「普通」
・走行シーン4:「ゆっくり」
すなわち、上げ側が「すばやく」である場合には「ゆっくり」を、上げ側が「普通」である場合には「普通」を、上げ側が「ゆっくり」である場合には「すばやく」を割り当てている。
本例では、下げ側における走行シーン1〜4と遷移種別との対応関係を上述のように設定していることで、上げ側と下げ側とで目標減速度dcの変化速度のバランスをとることができ、ドライバの違和感の緩和が図られている。
上記により説明した実施の形態の追従走行制御を実現するにあたり運転支援制御部5が実行する具体的な処理の手順を図8及び図9のフローチャートを参照して説明する。
図8は、運転支援制御部5がACCの実現のために実行する処理の手順を示している。なお、図8に示す処理は、撮像部2による撮像画像のフレーム周期と同期した周期で繰り返し実行されるものである。
運転支援制御部5は、ステップS101の更新処理として、これらの情報を自らのRAM等に取り込む(既に前回処理で取り込んだ値がある場合は必要に応じてその値を更新する)処理を行う。
先ず、運転支援制御部5は、ステップS201の反転処理により、先のステップS103で得た目標加速度の反転値、すなわち目標減速度dcを得る。そして、続くステップS202で運転支援制御部5は、目標減速度上限値制御処理として、目標減速度dcにリミットをかける処理を行う。例えば、上限値=0.04G(絶対値)として、目標減速度dcにリミットをかける。
目標減速度dcが増加傾向であると判定した場合、運転支援制御部5はステップS205進み、走行シーン及び自車速jsに応じた時定数τを上げ側時定数マップ4bから取得する処理を実行し、ステップS207に進む。
運転支援制御部5は、ステップS109の出力処理を実行したことに応じ、図8に示す一連の処理を終了する。
上記のように本実施の形態の運転支援制御装置(運転支援制御部5)は、自車両の先行車両に対する相対速度と車間距離とに基づいて自車両の目標加速度を取得する目標加速度取得部(目標加速度取得処理部50a)と、先行車両のブレーキランプの点灯有無、又は自車両前方における交通信号機の停止信号灯の点灯有無の何れかについての判定結果に基づき、目標加速度の変化速度を調整する目標加速度調整部(目標加速度調整処理部50b)とを備えている。
従って、先行車両への追従走行制御中におけるドライバの違和感の緩和を図ることができる。
先行車両のブレーキランプ又は交通信号機の停止信号灯が点灯している場合、ドライバは注意深くなる。上記構成によれば、そのような場合に対応して、目標減速度の上げ側期間の変化速度が速められる、すなわち追従走行制御中の自車両の減速初期段階における単位時間当たりの減速度の変化量が高められる。
従って、ドライバに安心感を与えることができる。
これにより、自車速も含めて適切な目標加速度を設定でき、追従走行制御中におけるドライバの違和感のさらなる緩和を図ることができる。
ブレーキランプが点灯していても先行車両の減速度合いが所定度合い以上で無い場合、つまり先行車両が弱ブレーキ中である場合には、過剰な減速は不要であるため、その点を考慮した目標減速度の変化速度調整を行っている。
従って、走行シーンに応じて目標加速度の変化速度を適切に調整でき、追従走行制御中おけるドライバの違和感の緩和を図ることができる。
また、先行車両が弱ブレーキ中である場合には、当該先行車両が再加速する場合もあり、上記構成によれば、そのような場合に目標減速度の変化速度が抑えられることで、先行車両の再加速に備えて過度な減速が行われてしまうことの防止を図ることができる。つまり、この点でも追従走行制御中におけるドライバの違和感の緩和を図ることができる。
これにより、先行車両の動きに追従するために自車両の加速度が変化する初期の期間のみでなくその後に続く期間においても目標加速度の変化速度調整が行われる。
従って、追従走行制御による自車両の加/減速態様の設定自由度を上げることができ、追従走行制御中におけるドライバの違和感の緩和を図り易くできる。
また、前述の例のように上げ側期間=「すばやく」に対し下げ側期間「ゆっくり」とするなど、目標加速度の変化速度を上げ側期間と下げ側期間とでバランスさせることもでき、これにより追従走行制御中におけるドライバの違和感のさらなる緩和を図ることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記で説明した具体例に限定されず、多様な変形例が考えられるものである。
例えば、上記では、先行車両の検出(先行車両までの距離の情報も含む)をカメラによる撮像画像に基づいて行う例を示したが、先行車両の検出は例えばミリ波レーダ等の他のセンシングデバイスを用いて行うこともできる。
Claims (5)
- 先行車両に対して自車両を追従走行させる追従走行制御を行う運転支援制御装置であって、
自車両の前記先行車両に対する相対速度と車間距離とに基づいて自車両の目標加速度を取得する目標加速度取得部と、
前記先行車両のブレーキランプの点灯有無、又は自車両前方における交通信号機の停止信号灯の点灯有無の何れかについての判定結果に基づき、前記目標加速度の変化速度を調整する目標加速度調整部と、を備える
運転支援制御装置。 - 前記目標加速度調整部は、
前記目標加速度から求められる目標減速度が増加する期間である上げ側期間において前記調整を行うと共に、
前記ブレーキランプ又は前記停止信号灯が点灯している場合は、前記ブレーキランプ又は前記停止信号灯が点灯していない場合よりも、前記上げ側期間における前記目標減速度の変化速度を速める調整を行う
請求項1に記載の運転支援制御装置。 - 前記目標加速度調整部は、
自車両の走行速度の検出結果を自車速として取得し、
前記目標加速度の変化速度の調整を、前記ブレーキランプの点灯有無又は前記停止信号灯の点灯有無の何れかについての判定結果と前記自車速とに基づき行う
請求項1又は請求項2に記載の運転支援制御装置。 - 前記目標加速度調整部は、
前記先行車両の減速度合いが所定度合い以上であるか否かを判定する減速判定を行うと共に、
前記ブレーキランプが点灯している場合において、前記減速判定により前記減速度合いが前記所定度合い以上で無いと判定したときは、前記減速度合いが前記所定度合い以上であると判定したした場合よりも、前記上げ側期間における前記目標減速度の変化速度を遅める調整を行う
請求項2乃至請求項3の何れかに記載の運転支援制御装置。 - 前記目標加速度調整部は、
前記目標加速度の絶対値が増加する上げ側期間と、前記目標加速度の絶対値が減少する下げ側期間の双方において前記調整を行う
請求項1乃至請求項4の何れかに記載の運転支援制御装置。
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