JP2019160156A - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

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【課題】トレーラ長を入力しなくてもトレーラ長を考慮した走行制御を行う。【解決手段】車両制御装置10は、車両Vの後側方に存在する物体を検出する物体検出部121と、車両Vの位置を特定する位置特定部122と、車両Vが走行する車線における、車両Vの位置から所定距離前方までの車線の道路形状を示す車線情報を取得する取得部123と、物体検出部121による物体の検出状況と、車両Vの位置における道路形状とに基づいて、車両Vに連結されているトレーラの長さを特定する長さ特定部124と、車両Vの位置、トレーラの長さ、及び車線情報に基づいて車線における車両Vの走行予定位置を特定する走行予定位置特定部125と、特定された走行予定位置を車両Vが走行するように車両Vの操舵制御を行う操舵制御部126と、を備える。【選択図】図2

Description

本開示は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。
従来、車両が車線内を走行するように車両の操舵制御を行う車両制御装置が知られている。例えば、特許文献1には、車両に連結されたトレーラ長の入力を受け付け、車線と車両との相対位置と、トレーラ長とに基づいて、車両及びトレーラが車線から逸脱しないように操舵制御をする車両制御装置が開示されている。
特開2002−352373号公報
特許文献1に示される車両制御装置では、運転者からトレーラ長の入力を受け付ける。このため、運転者がトレーラ長の入力を怠ったり、トレーラ長を誤入力したりすることにより、車両及びトレーラが車線から逸脱することがあるという問題が発生する。
そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、トレーラ長を入力しなくてもトレーラ長を考慮した走行制御を行うことができる車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。
本開示の第1の態様に係る車両制御装置は、車両の後側方に存在する物体を検出する物体検出部と、前記車両の位置を特定する位置特定部と、前記車両が走行する車線における、前記車両の位置から所定距離前方までの前記車線の道路形状を示す車線情報を取得する取得部と、前記物体検出部による前記物体の検出状況と、前記車両の位置における前記道路形状とに基づいて、前記車両に連結されているトレーラの長さを特定する長さ特定部と、前記車両の位置、前記トレーラの長さ、及び前記車線情報に基づいて前記車線における前記車両の走行予定位置を特定する走行予定位置特定部と、特定された前記走行予定位置を前記車両が走行するように前記車両の操舵制御を行う操舵制御部と、を備える。
前記長さ特定部は、所定時間内における前記物体の検出状況と、当該物体が検出されたときの前記車両の位置における前記道路形状とに基づいて前記トレーラの長さを特定してもよい。
前記車両制御装置は、前記走行予定位置に基づいて前記車両がカーブを走行する場合における前記車両に対する前記トレーラの折れ角である第1折れ角を特定するとともに、前記車両がカーブを走行する場合における、実際の前記折れ角である第2折れ角を特定する折れ角特定部をさらに備え、前記走行予定位置特定部は、特定された前記第1折れ角と前記第2折れ角とに基づいて、前記走行予定位置を補正し、前記操舵制御部は、補正された走行予定位置を前記車両が走行するように前記車両の操舵制御を行ってもよい。
本開示の第2の態様に係る車両制御方法は、コンピュータが実行する、車両の後側方に存在する物体を検出するステップと、前記車両の位置を特定するステップと、前記車両が走行する車線における、前記車両の位置から所定距離前方までの前記車線の道路形状を示す車線情報を取得するステップと、前記物体の検出状況と、前記車両の位置における前記道路形状とに基づいて、前記車両に連結されているトレーラの長さを特定するステップと、前記車両の位置、前記トレーラの長さ、及び前記車線情報に基づいて前記車線における前記車両の走行予定位置を特定するステップと、特定された前記走行予定位置を前記車両が走行するように前記車両の操舵制御を行うステップと、を備える。
本開示によれば、トレーラ長を入力しなくてもトレーラ長を考慮した走行制御を行うことができるという効果を奏する。
第1の実施の形態に係る車両制御装置の概要を説明するための図である。 第1の実施の形態に係る車両制御装置が設けられている車両の構成を示す図である。 第1の実施の形態に係る車両制御装置が実行する車両制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第2の実施の形態に係る車両制御装置が設けられている車両の構成を示す図である。
<第1の実施の形態の概要>
図1は、第1の実施の形態に係る車両制御装置10の概要を説明するための図である。実施の形態に係る車両制御装置10は車両Vに搭載され、車両Vの操舵を制御するために用いられる。実施の形態に係る車両制御装置10は、トレーラTを連結可能なトラクタ、ピックアップトラック等の車両Vに好適に用いられる。以下本明細書では、車両VがトレーラTを連結可能な車両Vであることを前提に説明する。
実施の形態に係る車両制御装置10は、車両Vの後側方に存在する物体を検出し、当該物体の検出状況に基づいて車両Vに連結されているトレーラTの長さを特定する。車両制御装置10は、車両Vが走行する車線の道路形状と、車両Vの位置と、トレーラTの長さとに基づいて、当該車線において車両V及びトレーラTが車線から逸脱しない車両Vの走行予定位置Pを特定する。そして、車両制御装置10は、特定された走行予定位置Pを車両Vが走行するように車両Vの操舵制御を行う。
このように、車両制御装置10は、自動的に特定したトレーラTの長さを考慮して車線における車両Vの走行予定位置Pを特定するので、運転者等がトレーラTの長さを入力しなくても車両V及びトレーラTが車線から逸脱してしまうことを抑制することができる。
<車両Vの構成>
図2は、第1の実施の形態に係る車両制御装置10が設けられている車両Vの構成を示す図である。図2に示すように、車両Vは、第1物体検出センサ1と、第2物体検出センサ2と、モータ3と、車両制御装置10とを備える。
第1物体検出センサ1及び第2物体検出センサ2は、例えば、レーザレーダである。第1物体検出センサ1は、例えば車両Vの左側面の後部に設けられており、図1において破線で示される検出エリアA1に含まれる物体を検出する。これにより、第1物体検出センサ1は、車両Vの左側の後側方に存在する物体を検出する。
第2物体検出センサ2は、例えば車両Vの右側面の後部に設けられており、図1において破線で示される検出エリアA2に含まれる物体を検出する。これにより、第2物体検出センサ2は、車両Vの右側の後側方に存在する物体を検出する。
第1物体検出センサ1及び第2物体検出センサ2は、物体の検出状況を示す情報を車両制御装置10に出力する。
モータ3は、例えば、車両制御装置10の制御に応じて、ギア等を介してステアリングシャフトにトルク(操舵補助力)を付与する。
<車両制御装置10の構成>
車両制御装置10は、車両Vに搭載され、車両Vの挙動制御を行うコンピュータである。車両制御装置10は、記憶部11と、制御部12とを備える。
記憶部11は、例えばROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)やハードディスクである。記憶部11は、制御部12を機能させるための各種のプログラムを記憶する。記憶部11は、制御部12を、物体検出部121、位置特定部122、取得部123、長さ特定部124、走行予定位置特定部125、及び操舵制御部126として機能させる車両制御プログラムを記憶する。
制御部12は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。制御部12は、記憶部11に記憶されている車両制御プログラムを実行することにより、物体検出部121、位置特定部122、取得部123、長さ特定部124、走行予定位置特定部125、及び操舵制御部126として機能する。
物体検出部121は、車両Vの後側方に存在する物体を検出する。物体検出部121は、第1物体検出センサ1から、車両Vの左側の後側方に存在する物体の検出状況を示す情報を取得する。また、物体検出部121は、第2物体検出センサ2から、車両Vの右側の後側方に存在する物体の検出状況を示す情報を取得する。これにより、物体検出部121は、車両Vの右側の後側方に存在する物体を検出するとともに、車両Vの左側の後側方に存在する物体を検出する。
位置特定部122は、車両Vの位置を特定する。例えば、位置特定部122は、GPS衛星(不図示)から受信した電波信号に基づいて、車両Vの位置情報を特定する。
取得部123は、車両Vが走行する車線における、位置特定部122により特定された車両Vの位置から所定距離前方までの車線の道路形状を示す車線情報を取得する。例えば、記憶部11には、道路の位置を示す位置情報と、道路の形状を示す形状情報とを関連付けた道路情報が記憶されている。
取得部123は、現在時刻から所定時間内に特定された車両Vの複数の位置に基づいて、車両Vの進行方向を特定する。取得部123は、記憶部11に記憶されている道路情報を参照し、車両Vの位置から、進行方向に所定距離前方までの形状情報を車線情報として取得する。ここで、形状情報には、道路に設けられている1以上の車線のそれぞれの位置における曲率半径と、車線幅とを示す情報が含まれている。なお、車両Vは、外部機器と通信を行う通信部を備えてもよい。そして、取得部123は、通信部を介して、外部機器から車線情報を取得してもよい。
長さ特定部124は、物体検出部121による物体の検出状況と、車両Vの位置における道路形状とに基づいて、車両Vに連結されているトレーラTの長さを特定する。長さ特定部124は、所定時間内における物体の検出状況と、当該物体が検出されたときの車両Vの位置における道路形状とに基づいてトレーラTの長さを特定する。
例えば、長さ特定部124は、物体検出部121が物体を検出すると、取得部123が取得した車線情報に基づいて、物体検出部121が物体を検出したときの車両Vの位置における車線の曲率半径を特定する。長さ特定部124は、所定時間にわたって、物体検出部121が物体を検出したときの車両Vの位置における車線の曲率半径を特定する。そして、長さ特定部124は、物体検出部121が物体を検出したときの車両Vの位置における車線の曲率半径のうち、最も大きい曲率半径を特定する。
ここで、物体検出部121は、曲率半径が小さい場合、車両Vに近い位置の物体を特定し、曲率半径が大きい場合、車両Vから遠い位置の物体を特定する。したがって、検出された物体がトレーラであるとすると、トレーラが検出されたときの曲率半径が大きければ大きいほど、トレーラが長いこととなる。
記憶部11には、複数の曲率半径のそれぞれと、当該曲率半径である場合に物体検出部121が検出した物体がトレーラである場合の当該トレーラの長さとを関連付けたトレーラ長特定用情報を記憶している。長さ特定部124は、記憶部11に記憶されているトレーラ長特定用情報を参照し、最も大きい曲率半径に関連付けられているトレーラの長さを、車両Vに連結されているトレーラTの長さとして特定する。
なお、長さ特定部124は、所定時間内における物体の検出状況と、当該物体が検出されたときの車両Vの位置における道路形状とに基づいてトレーラTの長さを特定したが、これに限らない。長さ特定部124は、車両Vが所定距離走行した場合における物体の検出状況と、当該物体が検出されたときの車両Vの位置における道路形状とに基づいてトレーラTの長さを特定してもよい。また、車両Vに操舵角を検出する操舵角検出センサを備えておき、長さ特定部124が、検出された操舵角が所定角度以上となるまでの物体の検出状況と、当該物体が検出されたときの車両Vの位置における道路形状とに基づいてトレーラTの長さを特定してもよい。
走行予定位置特定部125は、位置特定部122が特定した車両Vの位置、長さ特定部124が特定したトレーラTの長さ、及び取得部123が取得した車線情報に基づいて、車線における車両Vの走行予定位置を特定する。走行予定位置特定部125は、車両V及びトレーラTが、車線情報が示す車線を逸脱して走行しないように車両Vの走行予定位置を特定する。
例えば、記憶部11には、車線幅と、曲率半径と、車線における車両の位置とを関連付けた走行位置情報が記憶されている。走行位置情報は、車両とトレーラとの合計長ごとに記憶されている。走行予定位置特定部125は、長さ特定部124が特定したトレーラTの長さと、車両Vの長さとに基づいて、車両VとトレーラTとの合計長を算出する。走行予定位置特定部125は、記憶部11に記憶されている走行位置情報を参照し、取得部123が取得した車線情報が示す車線幅と、車線の曲率半径と、算出した合計長とに関連付けられている車両Vの位置を特定することにより、車線における車両Vの走行予定位置を特定する。
なお、記憶部11には、車両速度と、車線幅と、曲率半径と、車線における車両の位置とを関連付けた走行位置情報が記憶されていてもよい。そして、走行予定位置特定部125は、走行予定位置の特定を、さらに車両速度に基づいて行うようにしてもよい。このようにすることで、車両制御装置10は、車両速度により変動するトレーラTの内輪差を反映した制御とすることができ、車両Vの車両速度に応じた走行予定位置の特定精度を向上することができる。
操舵制御部126は、走行予定位置特定部125により特定された走行予定位置を車両Vが走行するようにモータ3に操舵力を発生させることで、車両Vの操舵制御を行う。
なお、制御部12は、長さ特定部124がトレーラTの長さを特定し、操舵制御部126による車両Vの操舵制御が可能になったことに応じて、車両Vの運転者に、車両Vの操舵制御が可能になったことを通知してもよい。
<車両制御装置10が実行する車両制御の処理フロー>
図3は、第1の実施の形態に係る車両制御装置10が実行する車両制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば車両Vのイグニッションキー(不図示)がON状態となり、車両Vが走行を開始すると実行される。
まず、位置特定部122は、車両Vの位置を特定する(S2)。
続いて、取得部123は、車両Vが走行する車線における、S2において特定された車両Vの位置から所定距離前方までの車線の道路形状を示す車線情報を取得する(S4)。
続いて、長さ特定部124は、トレーラTの長さを特定済か否かを判定する(S6)。長さ特定部124は、トレーラTの長さを特定済と判定すると、S16に処理を移し、トレーラTの長さを特定していないと判定すると、S8に処理を移す。
S8において、長さ特定部124は、物体検出部121が車両Vの後側方に存在する物体を検出したか否かを判定する。長さ特定部124は、物体検出部121が物体を検出したと判定すると、S10に処理を移し、物体検出部121が物体を検出していないと判定すると、S12に処理を移す。
S10において、長さ特定部124は、取得部123が取得した車線情報に基づいて、物体検出部121が物体を検出したときの車両Vの位置における車線の曲率半径を特定する。
続いて、長さ特定部124は、車両Vが走行を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する(S12)。長さ特定部124は、所定時間が経過したと判定すると、S14に処理を移し、所定時間が経過していないと判定すると、S2に処理を移す。
続いて、長さ特定部124は、車両Vに連結されているトレーラTの長さを特定する(S14)。具体的には、長さ特定部124は、記憶部11に記憶されているトレーラ長特定用情報を参照し、所定時間内にS10において特定された曲率半径のうち最も大きい曲率半径に関連付けられているトレーラの長さを、車両Vに連結されているトレーラTの長さとして特定する。
続いて、走行予定位置特定部125は、車線における車両Vの走行予定位置を特定する(S16)。具体的には、走行予定位置特定部125は、S2において特定された車両Vの位置、S4において取得された車線情報、及びS14において特定されたトレーラTの長さに基づいて、車線における車両Vの走行予定位置を特定する。
続いて、操舵制御部126は、S16において特定された走行予定位置に基づいて操舵制御を実行する(S18)。その後、制御部12は、S2に処理を移す。
<第1の実施の形態に係る効果>
以上説明したように、第1の実施の形態に係る車両制御装置10は、物体検出部121による物体の検出状況と、車両Vの位置における道路形状とに基づいて、車両Vに連結されているトレーラTの長さを特定する。そして、車両制御装置10は、特定した車両Vの位置、特定したトレーラの長さ、及び取得した車線情報に基づいて車線における車両Vの走行予定位置を特定し、当該走行予定位置を車両Vが走行するように車両Vの操舵制御を行う。このようにすることで、車両制御装置10は、トレーラTの長さを入力しなくてもトレーラTの長さを考慮し、車両V及びトレーラTが車線を逸脱しないように走行制御を行うことができる。
<第2の実施の形態>
続いて、第2の実施の形態について説明する。トレーラTに積まれている荷物の状況によっては、走行予定位置を車両Vが走行した場合におけるトレーラTの走行軌跡が異なることがある。これに対して、第2実施形態に係る車両制御装置10は、走行予定位置を車両Vが走行した場合に予測される車両VとトレーラTとの折れ角と、実際の折れ角とに基づいて走行予定位置を補正する点で第1実施形態と異なる。以下、第2実施形態に係る車両制御装置10について説明する。以下、第1実施形態と同じ部分については適宜説明を省略する。
図4は、第2の実施の形態に係る車両制御装置10が設けられている車両Vの構成を示す図である。図4に示すように、車両Vは、第1撮像部4及び第2撮像部5を備える。また、第2の実施の形態に係る車両制御装置10の制御部12は、折れ角特定部127をさらに備える。
第1撮像部4及び第2撮像部5は、例えば、カメラである。第1撮像部4は、例えば車両Vの左側面の後部に設けられており、車両Vの左側の後側方を撮像する。第2撮像部5は、例えば車両Vの右側面の後部に設けられており、車両Vの右側の後側方を撮像する。第1撮像部4及び第2撮像部5は、所定時間おきに後側方を撮像し、撮像した画像を制御部12に出力する。
折れ角特定部127は、走行予定位置特定部125が特定した走行予定位置に基づいて、車両Vがカーブを走行する場合における車両Vに対するトレーラTの折れ角である第1折れ角を特定する。また、折れ角特定部127は、第1撮像部4及び第2撮像部5から出力された画像におけるトレーラTの位置に基づいて、車両Vがカーブを走行する場合における車両Vに対するトレーラTの実際の折れ角である第2折れ角を特定する。
走行予定位置特定部125は、折れ角特定部127が特定した第1折れ角と第2折れ角とに基づいて、走行予定位置を補正する。例えば、第1折れ角よりも第2折れ角が大きい場合、トレーラTが、想定される走行軌跡よりもカーブの外側を走行する傾向がある。このため、走行予定位置特定部125は、特定した走行予定位置をカーブの内側に移動させる補正を行う。また、第1折れ角よりも第2折れ角が小さい場合、トレーラTが、想定される走行軌跡よりもカーブの内側を走行する傾向がある。このため、走行予定位置特定部125は、特定した走行予定位置をカーブの外側に移動させる補正を行う。
なお、走行予定位置特定部125は、第1折れ角よりも第2折れ角が大きい場合、特定した走行予定位置を車両Vが走行したときのトレーラTの走行軌跡を算出し、当該走行軌跡に基づいてトレーラTが車線を逸脱しないか否かを判定してもよい。そして、走行予定位置特定部125は、トレーラTが車線を逸脱すると判定した場合に、走行予定位置をカーブの内側に移動させる補正を行ってもよい。同様に、走行予定位置特定部125は、第1折れ角よりも第2折れ角が小さい場合に、特定した走行予定位置を車両Vが走行したときのトレーラTの走行軌跡を算出し、当該走行軌跡に基づいてトレーラTが車線を逸脱しないか否かを判定してもよい。そして、走行予定位置特定部125は、トレーラTが車線を逸脱すると判定した場合に、走行予定位置をカーブの外側に移動させる補正を行ってもよい。
操舵制御部126は、補正された走行予定位置を車両Vが走行するように車両Vの操舵制御を行う。
<第2の実施の形態に係る効果>
以上説明したように、第2の実施の形態に係る車両制御装置10は、走行予定位置に基づく車両VとトレーラTとの折れ角である第1折れ角と、車両VとトレーラTとの実際の折れ角である第2折れ角とに基づいて、走行予定位置を補正する。このようにすることで、車両制御装置10は、実際のトレーラTの走行特性を考慮して、トレーラTが車線を逸脱しないように車両V及びトレーラTを走行させることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
例えば、第1の実施形態において、第1物体検出センサ1及び第2物体検出センサ2は、レーザレーダであることとしたが、これに限らない。第1物体検出センサ1及び第2物体検出センサ2は、車両Vの後側方を撮像する撮像部と、当該撮像部によって撮像された画像を解析して物体を検出する解析部とによって構成されていてもよい。また、第2の実施形態において、物体検出部121が、第1物体検出センサ1及び第2物体検出センサ2から出力される情報に基づいて物体を検出したが、これに限らない。物体検出部121は、第1撮像部4及び第2撮像部5が撮像した画像に基づいて物体を検出してもよい。
1・・・第1物体検出センサ
2・・・第2物体検出センサ
3・・・モータ
4・・・第1撮像部
5・・・第2撮像部
10・・・車両制御装置
11・・・記憶部
12・・・制御部
121・・・物体検出部
122・・・位置特定部
123・・・取得部
124・・・長さ特定部
125・・・走行予定位置特定部
126・・・操舵制御部
127・・・折れ角特定部
V・・・車両
T・・・トレーラ

Claims (4)

  1. 車両の後側方に存在する物体を検出する物体検出部と、
    前記車両の位置を特定する位置特定部と、
    前記車両が走行する車線における、前記車両の位置から所定距離前方までの前記車線の道路形状を示す車線情報を取得する取得部と、
    前記物体検出部による前記物体の検出状況と、前記車両の位置における前記道路形状とに基づいて、前記車両に連結されているトレーラの長さを特定する長さ特定部と、
    前記車両の位置、前記トレーラの長さ、及び前記車線情報に基づいて前記車線における前記車両の走行予定位置を特定する走行予定位置特定部と、
    特定された前記走行予定位置を前記車両が走行するように前記車両の操舵制御を行う操舵制御部と、
    を備える車両制御装置。
  2. 前記長さ特定部は、所定時間内における前記物体の検出状況と、当該物体が検出されたときの前記車両の位置における前記道路形状とに基づいて前記トレーラの長さを特定する、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記走行予定位置に基づいて前記車両がカーブを走行する場合における前記車両に対する前記トレーラの折れ角である第1折れ角を特定するとともに、前記車両がカーブを走行する場合における、実際の前記折れ角である第2折れ角を特定する折れ角特定部をさらに備え、
    前記走行予定位置特定部は、特定された前記第1折れ角と前記第2折れ角とに基づいて、前記走行予定位置を補正し、
    前記操舵制御部は、補正された走行予定位置を前記車両が走行するように前記車両の操舵制御を行う、
    請求項1又は2に記載の車両制御装置。
  4. コンピュータが実行する、
    車両の後側方に存在する物体を検出するステップと、
    前記車両の位置を特定するステップと、
    前記車両が走行する車線における、前記車両の位置から所定距離前方までの前記車線の道路形状を示す車線情報を取得するステップと、
    前記物体の検出状況と、前記車両の位置における前記道路形状とに基づいて、前記車両に連結されているトレーラの長さを特定するステップと、
    前記車両の位置、前記トレーラの長さ、及び前記車線情報に基づいて前記車線における前記車両の走行予定位置を特定するステップと、
    特定された前記走行予定位置を前記車両が走行するように前記車両の操舵制御を行うステップと、
    を備える車両制御方法。
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