JP2018124686A - 自動車の手動運転切替システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 容易に運転者の運転技能レベルを判断し、自動運転から手動運転に切り替えることができるか否かを判断する自動車の手動運転切替システムの提供。【解決手段】 自動車の手動運転切替システム100は、自動運転、手動運転が可能な自動車AMにおいて、運転者の運転技能レベルを判断するための運転技能基礎情報が記録保持されている運転技能基礎情報記録媒体105、自動車AMに取り付けられ、運転技能基礎情報記録媒体105から運転技能基礎情報を取得する運転技能基礎情報取得装置103、自動車AMに取り付けられ、取得した運転技能基礎情報を用いて、自動運転から手動運転へと切り替えできるか否かを判断する手動運転切替制御装置101、を有する。これにより、運転技能基礎情報を記録する運転技能基礎情報記録媒体105を用いるだけで、容易に、運転者の運転技能レベルを判断し、自動運転から手動運転へと切り替えできるか否かを判断できる【選択図】 図1

Description

本発明は、自動車の手動運転切替システムに関し、特に、運転者の運転技能レベルを判定するものに関する。
従来の自動車の手動運転切替システムについて、図9に示す自動運転サービス判断システムを用いて説明する。 自動運転サービス判断システムは、操舵量を調整する操舵用アクチュエータ2aと、操舵量を検出する操舵角検出装置4aと、速度を調整する変速用アクチュエータ3aと、速度を検出する速度検出装置4bを備えている。操舵用アクチュエータ2a、変速用アクチュエータ3aを制御し、車両の操舵可能性、減速操作可能性、加速操作可能性を演算する車載制御装置15が設けられている。車両制御装置15に対して、所望操舵量、所望速度を指示し、操舵可能性、減速操作可能性、加速操作可能性の演算結果のうち少なくとも一に基づいて車両の自動運転可能性の有無を判断する路側制御装置7が設けられている。これにより、自動運転サービス判断システムは、車両の自動運転可能性の有無について、車両の走行状態を維持したままで自動的に検査し、検査結果とともに自動運転への移行の可否を、ドライバーに通知する(特許文献1参照)。
特開2002−230682号公報
しかしながら、前述の自動運転サービス判断システムには、以下に示す改善すべき点がある。自動運転サービス判断システムでは、車両を走行させた状態で自動運転の可否を判断する。つまり、運転者自らが運転する手動運転の状態から、自動運転に切り替えることができるか否かを判断する。一方、近年においては、一部の高齢者等、所定の運転者が自らが運転する前に、運転者の運転技能レベルを判断し、自動運転できる自動車において、自動運転とするか、自動運転から手動運転へと切り替えるのかを判断する必要がある、という改善すべき点がある。
また、自動運転できる自動車においても、自らの操作によって自動車を運転したい、つまり、手動運転で自動車を操作したいという運転者の欲求に答える必要もある一方、運転者の運転技能レベルにかかわらず全ての運転者について、自動運転から手動運転への切り替えができるとすることは、安全性を害する可能性がある、という改善すべき点がある。
そこで、本発明は、容易に運転者の運転技能レベルを判断し、自動運転から手動運転に切り替えることができるか否かを判断する自動車の手動運転切替システムを提供することを目的とする。
本発明における課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。
本発明に係る自動車の手動運転切替システムは、運転者の意図する運転操作が自動車の運転に反映されない自動運転、及び、運転者の意図する運転操作が自動車の運転に反映される手動運転が可能な自動車において、運転者の運転技能レベルを判断するための運転技能基礎情報が記録保持されている運転技能基礎情報記録媒体、自動車に取り付けられる運転技能基礎情報取得装置であって、前記運転技能基礎情報記録媒体から前記運転技能基礎情報を取得する運転技能基礎情報取得装置、自動車に取り付けられる手動運転切替制御装置であって、前記運転技能基礎情報取得装置を介して取得した運転技能基礎情報を用いて、前記自動運転から、前記手動運転へと切り替えることができるか否かを判断する手動運転切替制御装置、を有する。
これにより、運転技能基礎情報を記録する運転技能基礎情報記録媒体を用いるだけで、容易に、運転者の運転技能レベルを判断し、自動運転から手動運転へと切り替えることができるか否かを判断できる。つまり、運転技能基礎情報に含める情報の種類、例えば、年齢や運転経験を加味した上で、運転者の運転技能レベルを判断し、自動運転から手動運転へと切り替えるか否かを判断することができる。
本発明に係る一実施形態に係る手動運転切替システム100が搭載される自動車AMの構成を示す図である。 運転技能基礎情報のデータ構造を示す図である。 手動運転切替プログラムの動作を示すフローチャートである。 運転可否判断処理を示すフローチャートである。 運転技能レベル判断処理を示すフローチャートである。 運転環境判断処理を示すフローチャートである。 本発明に係る一実施形態に係る手動運転切替システム200が搭載される自動車AMの構成を示す図である。 本発明に係る一実施形態に係る手動運転切替システム300が搭載される自動車AMの構成を示す図である。 従来の自動車の手動運転切替システムを示す図である。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明していく。
本発明に係る自動車の手動運転切替システム100(以下、手動運転切替システム100とする。)は、自動運転システムADSが搭載される自動車AMに搭載される。
第1 手動運転切替システム100が搭載される自動車AMの構成
手動運転切替システム100が搭載される自動車AMについて、図1に示す概略図を用いて説明する。自動車AMは、自動運転システムADS、手動運転切替システム100、車内カメラC1、車外カメラC3、全地球測位システム(Global Positioning System)GPS、及び、車車間通信システムMCSを有している。
自動運転システムADSは、自動車が搭載する種々のセンサから取得する情報に基づき、コンピュータによって自動車の走行を自動的に制御するシステムである。手動運転切替システム100は、自動運転システムADSによって制御されている自動車の走行を、運転者の運転操作によって、自動車の走行を制御する手動運転に切り替えるシステムである。手動運転切替システム100については、後述する。
車内カメラC1は、車室内の状態、少なくとも、運転者の前方からの状態を画像として取得するものである。車外カメラC3は、自動車AMの車外の状態を画像として取得するものであり、前方、後方等、必要に応じて、種々の方向の画像を取得する。車内カメラC1については、車室内を撮影する車内カメラ等、既存のものを用いる。また、車外カメラC3については、ドライブレコーダや、車両前方を確認するためのフロントカメラ、車両後方を確認するためのリアカメラ等、既存のものを利用する。
全地球測位システムGPSは、自動車AMの現在地を取得する。全地球測位システムGPSについても、既存のGPSシステムを利用する。車車間通信システムMCSは、自車の周辺に存在する他の自動車AMから、現在地、走行速度等の情報を取得するとともに、他の自動車AMに対して同様の情報を提供する。車車間通信システムMCSについても、既存の車車間通信システムを利用する。
自動運転システムADSは、自動車AMの走行を、車外カメラC3、全地球測位システムGPS、車車間通信システムMCS等を用いて、自動車AMの走行環境を自動的に判断し、自動車AMの各部の動作を制御し、自動走行させるシステムである。自動運転システムADSについても、既存の自動運転システムを利用する。
第2 手動運転切替システム100の構成
手動運転切替システム100の構成について、図1を用いて説明する。手動運転切替システム100は、手動運転切替制御装置101、運転技能基礎情報取得装置103、及び、運転技能基礎情報記録媒体105を有している。
手動運転切替制御装置101は、CPU101a、及び、メモリ101bを有している。CPU101aは、メモリ101bに記録されているオペレーティング・システム(OS)、手動運転切替制御プログラム等その他のアプリケーションに基づいた処理を行う。メモリ101bは、CPU101aに対して作業領域を提供する。また、メモリ101bは、オペレーティング・システム(OS)、手動運転切替制御プログラム等、その他のアプリケーションのプログラム、及び、各種データを記録保持する。
運転技能基礎情報取得装置103は、運転技能基礎情報記録媒体105が記録保持している運転技能基礎情報を、運転技能基礎情報記録媒体105から取得する装置である。運転技能基礎情報取得装置103は、運転技能基礎情報記録媒体105に応じた装置であり、例えば、運転技能基礎情報記録媒体105が接触型のICカードであれば、運転技能基礎情報取得装置103は、接触型のICカードリーダに対応し、また、運転技能基礎情報記録媒体105がNFC(Near Field Communication)等を利用した非接触型のICカードであれば、運転技能基礎情報取得装置103は、非接触型のICカードリーダに対応する。
運転技能基礎情報記録媒体105は、運転技能基礎情報を記録保持する。ここで、運転技能基礎情報とは、運転技能基礎情報記録媒体105を所有する所有者(以下、所有者)の運転技能を判断するための基礎となる情報をいう。運転技能基礎情報については、後述する。運転技能基礎情報記録媒体105は、手動運転切替システム100に対応した専用のICカード型の情報記録媒体である。
第3 運転技能基礎情報のデータ構造
運転技能基礎情報記録媒体105が記録保持する運転技能基礎情報のデータ構造について、図2を用いて説明する。運転技能基礎情報は、運転免許取得時情報記述領域、生年月日情報記述領域、運転履歴情報記録領域、違反履歴情報記録領域、居住地情報記録領域、免許有効期限情報記録領域、及び、顔写真情報記述領域を有している。
運転免許取得時情報記述領域には、所有者が運転免許を取得した時が記述される。生年月日情報記述領域には、所有者の生年月日が記述される。運転履歴情報記述領域には、所有者の運転履歴が記述される。運転履歴としては、例えば、運転した日時や、各運転における速度や経路等の走行データが記述される。違反履歴情報記述領域には、所有者の違反履歴が記述される。居住地情報記述領域には、所有者の現在の居住地が記述される。免許有効期限情報記述領域には、運転免許の有効期限が記述される。顔写真情報記述領域には、運転者の顔写真がデータとして記述される。
第4 手動運転切替システム100の動作
手動運転切替システム100における手動運転切替制御装置101のCPU101aの動作について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。運転者は、自動車AMに乗車すると、自身が保有する運転技能基礎情報記録媒体105を、運転技能基礎情報取得装置103にセットする。
CPU101aは、運転技能基礎情報取得装置103を介して、運転技能基礎情報記録媒体105から運転技能基礎情報を取得できる状態になったと判断すると(S301)、運転技能基礎情報記録媒体105から運転技能基礎情報を取得する(S303)。
CPU101aは、取得した運転技能基礎情報を用いて、現在、運転席に座っている人物を運転者として自動車AMを走行させてよいか否かを判断する走行可否判断処理を実行する(S305)。走行可否判断処理については、後述する。
CPU101aは、現在、運転席に座っている人物を運転者として自動車AMを走行させてよいと判断すると、取得した運転技能基礎情報を用いて、運転者の運転技能のレベルを判断する運転技能レベル判断処理を実行する(S307)。運転技能レベル判断処理については、後述する。
CPU101aは、現在、運転席に座っている人物を運転者として自動車AMを走行させてよいと判断すると、取得した運転技能基礎情報を用いて、運転者の運転技能のレベルを判断する運転技能レベル判断処理を実行する(S309)。運転技能レベル判断処理については、後述する。
CPUは、ステップS307における運転技能レベル判断処理によって判断した運転技能レベル(後述)、及び、ステップS309における運転環境判断処理によって判断した運転環境係数(後述)を用いて、自動運転から手動運転へ切り替え可能か否かを判断する(S311)。CPUは、自動運転から手動運転へ切り替え可能であると判断すると、運転者の行為に基づく運転ができるように、自動運転システムADSを制御する(S313)。
なお、自動運転システムADSの制御においては、例えば、自動運転レベルと、運転技能レベル及び運転環境係数から算出する総合運転係数とを対応させる。なお、自動運転レベルとしては、例えば、国土交通省自動車局が平成28年7月6日に報道発表したレベル分けがある。この場合、総合運転係数値が低ければ、運転者の意思による運転、つまり、手動運転に適さないと判断し、完全自動運転である自動運転レベルにおけるレベル4相当とする、つまり、自動運転から手動運転へ切り替え不可とする。なお、総合運転係数値が高くなるにつれて、加速、操舵、制動の全てを自動運転とするが自動運転システムADSの要請に応じて運転者が対応するレベル3相当、加速、操舵、制動のうち複数を自動運転とするレベル2相当、加速、操舵、制動のうち一つを自動運転とするレベル1相当で、自動運転から手動運転へ切り替える。
なお、CPU101aは、手動運転中、所定間隔で、運転環境判断処理を実行し、運転環境係数を算出し、運転環境係数に応じて、適宜、自動運転システムADSを制御する。自動運転システムADSの制御については、例えば、前述の自動運転レベルと運転環境係数とを対応付けておき、自動車AMの加速、操舵、制動の動作を調整する。
CPU101aは、運転者による運転が終了したと判断すると(S315)、取得した運転技能基礎情報をメモリ101bから消去する。なお、運転者による運転が終了した場合としては、例えば、イグニッションキーをOFF状態とすることが対応する。
1. 走行可否判断処理
手動運転切替システム100のCPU101aが実行する運転可否判断処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。自動運転可否判断処理とは、運転技能基礎情報記録媒体105に記録されている情報所有者と、運転技能基礎情報記録媒体105を運転技能基礎情報取得装置103にセットし、運転席に着座している運転者とが同一か否かを判断し、着座している運転者による自動車AMの運転が可能か否かを判断する処理をいう。
CPU101aは、取得した運転技能基礎情報から、顔写真情報を取得する(S401)。また、車内カメラC1から、着座している運転者が写っている現在の運転者画像を取得する(S403)。CPU101aは、顔写真情報から判断できる顔情報と、運転者画像から判断できる顔情報とを比較し、同一人か否かを判断する(S405)。なお、顔写真情報から判断できる顔情報と、運転者画像から判断できる顔情報との比較に際しては、既存の画像を用いた人物同定処理を用いる。
CPU101aは、ステップS405において免許有効期限情報を取得する(S407)。CPU101aは、現在の時間から免許有効期限内であるか否かを判断する(S409)。CPU101aは、ステップS409において免許有効期限内であると判断すると、運転可否判断処理を終了し、運転技能レベル判断処理(S309:図3参照)を実行する。
一方、CPU101aは、ステップS405において同一人でないと判断するか、ステップS409において運転免許が有効期限内でないと判断すると、手動運転切替制御処理(図3参照)を終了し(S411)、運転者による運転ができないように自動車AMを制御する運転不許可処理を実行する(S413)。運転不許可処理として、例えば、エンジンがスタートできないように、自動車AMのコンピュータシステムを制御する。
2. 運転技能レベル判断処理
手動運転切替システム100のCPU101aが実行する運転技能レベル判断処理について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。運転技能レベル判断処理とは、運転者の運転技能を判断する処理である。
CPU101aは、取得した運転技能基礎情報から、生年月日情報を取得し(S501)、運転者の現在の年齢を算出する(S503)。CPU101aは、算出した現在の年齢に応じた年齢係数を算出する(S505)。なお、年齢係数の算出においては、年齢区分毎に設定した係数値を予め記憶保持しておく。計数値としては、例えば、18歳〜25歳に係数0.7を、26歳〜30歳に係数0.75を、31歳〜50歳に係数0.9を、51歳〜60歳に係数0.8を、61歳〜70歳に係数0.75を、71歳以上に係数0.7を、それぞれ設定する。
また、CPU101aは、運転免許取得時情報を取得し(S507)、現在の運転免許保持期間を算出する(S509)。CPU101aは、算出した現在の運転免許保持期間に応じた運転免許保持期間係数を算出する(S511)。なお、運転免許保持期間係数の算出においては、年齢係数の算出と同様、運転免許保持期間区分毎に設定した係数値を予め記憶保持しておく。
さらに、CPU101aは、運転履歴情報を取得する(S513)。CPU101aは、取得した運転履歴情報から運転履歴係数を算出する(S515)。なお、運転履歴係数は、例えば、所定期間内の運転回数によって判断する。なお、運転履歴係数の算出においては、年齢係数の算出と同様、所定期間内の運転回数毎に設定した係数値を予め記憶保持しておく。
さらに、CPU101aは、違反履歴情報を取得する(S517)。CPU101aは、取得した違反履歴情報から違反履歴係数を算出する(S519)。なお、違反履歴係数は、例えば、所定期間内の違反回数によって判断する。なお、違反履歴係数の算出においては、運転履歴係数の算出と同様、所定期間内の違反回数毎に設定した係数値を予め記憶保持しておく。
CPU101aは、算出した年齢係数、免許保持期間係数、運転履歴係数、及び、違反履歴係数を用いて、運転技能レベルを算出する(S521)。なお、運転技能レベルの算出においては、例えば、各係数を乗算し、乗算の結果として得られた運転技能レベル係数によって判断する。なお、運転技能レベルの算出においては、年齢係数の算出と同様、運転技能レベル係数毎に設定した運転技能レベルを予め記憶保持しておく。
3.運転環境判断処理
手動運転切替システム100のCPUが実行する運転環境判断処理について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。運転環境判断処理とは、自動車AMが走行すると想定される環境を判断する処理であり、例えば、自動車AMの走行が想定される地域が、運転者にとって慣れた地域であるか否かや、危険度が高いか否か等を判断する。
CPU101aは、居住地情報を取得する(S601)。また、CPU101aは、全地球測位システムGPSから現在位置を取得する(S603)。CPU101aは、取得した居住地情報、及び、現在位置を用いて、運転地係数を算出する(S605)。なお、運転地係数の算出においては、現在位置と居住地との間の距離を算出し、算出した距離に毎に設定した係数値を予め記憶保持しておく。ここで、例えば、算出した距離が近ければ、運転に慣れた地域と判断し、運転地係数値を高く、一方、算出した距離が遠ければ、不慣れな地域と判断し、運転地係数値を低く、それぞれ設定する。
また、CPU101aは、車外カメラC3から外部画像を取得する(S607)。CPU101aは、車車間通信システムMCSを用いて、周辺を走行している自動車が自動運転か否かを示す車車間通信情報を取得する(S609)。CPU101aは、取得した外部画像、及び、車車間通信情報を用いて、周辺危険度係数を算出する(S611)。周辺危険度係数の算出において、CPU101aは、例えば、取得した外部画像から前方車両との距離を算出し、前方車間距離係数を算出する。なお、前方車間距離係数の算出においては、前方車間距離毎に設定した係数値を予め記憶保持しておく。また、CPU101aは、取得した車車間通信情報から周辺車両が自動走行であるか否かを判断した上で車車間通信係数を算出する。車車間通信係数の算出においては、周辺車両が自動走行であれば高めに、自動走行でなければ低めに、係数値を設定する。さらに、前方車間距離係数、及び、車車間通信係数を用いて、周辺危険度係数を算出する。周辺危険度係数の算出においては、例えば、前方車間距離係数と車車間通信係数とを乗算する。
CPU101aは、算出した運転地係数、及び、周辺危険度係数を用いて、運転環境係数を算出する(S613)。なお、運転環境係数の算出においては、例えば、各係数を乗算し、乗算の結果として得られた係数値を運転環境係数とする。
前述の実施例1においては、運転技能基礎情報記録媒体105は、手動運転切替システム100に対応した専用のICカード型の情報記録媒体としていた。一方、本実施例に係る手動運転切替システム200においては、一般的に交付されているICカード型の免許証を情報記録媒体205として用いる。なお、以下においては、実施例1と同様の構成については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。
第1 手動運転切替システム200の構成
手動運転切替システム200の構成について、図7を用いて説明する。手動運転切替システム200は、手動運転切替制御装置101、運転技能基礎情報取得装置203、及び、運転技能基礎情報記録媒体205を有している。
運転技能基礎情報取得装置203は、ICカード型の免許証からデータを取得できるICカードリーダに対応する。
運転技能基礎情報記録媒体205は、ICカード型の免許証である。なお、ICカード型の免許証では、運転技能基礎情報の運転免許取得時情報として免許証の交付欄の記載が、生年月日情報として生年月日欄の危害が、運転履歴情報として有効期限記載の色分けが示す運転者のカテゴリが、居住地情報として住所欄の記載が、免許有効期限情報として有効期限領域の記載が、顔写真情報として顔写真が、それぞれ対応する。
第2 手動運転切替システム200の動作
手動運転切替システム200の動作については、実施例1における手動運転切替制御処理(図3〜図6参照)と同様である。但し、運転技能基礎情報記録媒体205は、運転履歴情報として、運転者のカテゴリ(初心者、一般運転者、優良者)が対応するため、図5に示す運転技能レベル判断処理のうち、運転履歴係数の算出に関すステップS515の処理においては、どのカテゴリに属するのかによって判断する。なお、運転者のカテゴリ毎に設定した係数値を予め記憶保持しておく。また、運転技能基礎情報記録媒体205は、違反履歴情報を有していないため、図5に示す運転技能レベル判断処理のうち、違反履歴係数の算出に関すステップS517、ステップS579の処理を実行しない。
前述の実施例2においては、運転技能基礎情報記録媒体205は、一般的に交付されているICカード型の免許証としていた。一方、本実施例に係る手動運転切替システム300においては、一般的に交付されている紙の免許証を情報記録媒体305として用いる。なお、以下においては、実施例1、実施例2と同様の構成については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。
第1 手動運転切替システム300の構成
手動運転切替システム300の構成について、図8を用いて説明する。手動運転切替システム300は、手動運転切替制御装置101、運転技能基礎情報取得装置303、及び、運転技能基礎情報記録媒体305を有している。
運転技能基礎情報取得装置303は、紙の免許証からデータを取得できるOCR機能を有する小型スキャナに対応する。
運転技能基礎情報記録媒体305は、紙の免許証である。なお、紙の免許証は、ICカード型の免許証と同様の運転技能基礎情報を有している。
第2 手動運転切替システム300の動作
手動運転切替システム300の動作については、実施例2における手動運転切替制御処処理と同様である。
[他の実施形態]
(1)運転技能基礎情報:前述の実施例1における運転技能基礎情報は、運転免許取得時情報、生年月日情報等(図2参照)を有するとしたが、所有者の運転技能レベルを判断するために必要な情報であれば、例示のものに限定されない。
(2)運転技能基礎情報記録媒体105:前述の実施例1においては、運転技能基礎情報記録媒体105としてICカードを示したが、運転技能基礎情報を記録保持でき、持ち運び可能なものであれば、例示のものに限定されない。例えば、携帯電話や、可搬型のハードディスク(いわゆるポータブル・ハードディスク)、USBメモリ等であってもよい。
(3)各情報の取得先:前述の実施例1においては、既存の車内カメラC1、車外カメラC3、全地球測位システムGPS、車車間通信システムMCS等を用いて、手動運転切替処理に必要な情報を取得するとしたが、専用の装置を利用して、各種情報を取得するようにしてもよい。
(4)フローチャート:前述の実施例1においては、図3〜図6に示すフローチャートを用いて、各処理を実行するとしたが、各処理が目的とする機能を実行するものであれば、例示のフローチャートに限定されない。
(5)手動運転切替制御装置101:前述の実施例1においては、手動運転切替制御装置101はCPU101aを用いて各処理を実行するとしたが、各種のロジック回路用いて専用のロジック回路を形成するようにしてもよい。
また、運転技能レベル判断処理以外の、運転可否判断処理、運転環境判断処理については、適宜、選択して搭載、実行するようにしてもよい。
100 手動運転切替システム
101 手動運転切替制御装置
103 運転技能基礎情報取得装置
105 運転技能基礎情報記録媒体
AM 自動車
C1 車内カメラ
C3 車外カメラ
GPS 全地球測位システム
MCS 車車間通信システム
ADS 自動運転システム

Claims (1)

  1. 運転者の意図する運転操作が自動車の運転に反映されない自動運転、及び、運転者の意図する運転操作が自動車の運転に反映される手動運転が可能な自動車において、
    運転者の運転技能レベルを判断するための運転技能基礎情報が記録保持されている運転技能基礎情報記録媒体、
    自動車に取り付けられる運転技能基礎情報取得装置であって、前記運転技能基礎情報記録媒体から前記運転技能基礎情報を取得する運転技能基礎情報取得装置、
    自動車に取り付けられる手動運転切替制御装置であって、前記運転技能基礎情報取得装置を介して取得した運転技能基礎情報を用いて、前記自動運転から、前記手動運転へと切り替えることができるか否かを判断する手動運転切替制御装置、
    を有する自動車の手動運転切替システム。
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