JP2021051489A - 運転補助システム - Google Patents

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Abstract

【課題】運転安全性をより一層向上できる車両補助システムを提供すること。【解決手段】運転補助システム1は、自動車10に搭載され、自動車10の前方に実体車両11が存在しないことを確認するための監視デバイス2と自動車10に搭載され、自動車10の前方に仮想車両12を表示するための表示デバイス3と、自動車10の走行状態をモニタリングし、減速の要否を判定する判定デバイス4と、表示デバイス3における仮想車両12の表示を制御する制御デバイス5とを備え、制御デバイス5は、監視デバイス2により、自動車10の前方に実体車両11が存在しないと確認された場合にのみ、表示デバイス3に仮想車両12を表示させ、仮想車両12が表示される場合において、判定デバイス4により自動車10の減速が要求されるときに、仮想車両12の表示を変化させ、運転者に減速を喚起する。【選択図】図1

Description

本発明は、運転補助システムに関する。
従来、車両の運転者は、自身の前を走行する先行車両を注視し、その先行車両の挙動に応じて減速することにより、運転安全性の向上を図っている。
一方、車両の走行路によっては、先行車両が存在せず、先行車両の挙動に応じて運転できない場合があり、その結果、運転安全性の低下を惹起する場合がある。
そこで、仮想的に先行車両を表示し、運転安全性の向上を図ることが、検討されている。
より具体的には、例えば、ブレーキランプを備えたバーチャル先導車の画像を運転者が視認している現実の風景内に走行経路に対応して表示させる先導車表示手段と、所定の条件に基づきバーチャル先導車の画像におけるブレーキランプの点灯の要否を判定する判定手段と、その判定手段によりブレーキランプの点灯が要であると判定されたとき、バーチャル先導車の画像においてブレーキランプを点灯させる点灯表示手段とを備える車両用情報提供装置が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2005−107916号公報
一方、上記の車両用情報提供装置において、バーチャル先導車は、車両を先導するために表示される。そのため、バーチャル先導車は、実在の先行車両が存在するか否かに関わらず、車両の前方に常時表示される。
そのため、上記の車両用情報提供装置では、バーチャル先導車と実在の先行車両との重複などにより、前方の視界が複雑となり、一方のブレーキランプが点灯し、他方のブレーキランプが点灯しないなど、それらの不一致により混乱を生じさせる場合があり、運転安全性の低下を惹起する場合がある。
本発明は、運転安全性をより一層向上できる車両補助システムである。
本発明[1]は、車両に搭載され、前記車両の前方に実体車両が存在しないことを確認するための前方監視手段と、前記車両に搭載され、前記車両の前方に仮想車両を表示するための表示手段と、前記車両の走行状態をモニタリングし、減速の要否を判定する判定手段と、前記表示手段における前記仮想車両の表示を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記前方監視手段により、前記車両の前方に実体車両が存在しないと確認された場合にのみ、前記表示手段に仮想車両を表示させ、前記仮想車両が表示される場合において、前記判定手段により前記車両の減速が要求されるときに、前記仮想車両の表示を変化させ、運転者に減速を喚起する、運転補助システムを含んでいる。
このような運転補助システムでは、制御手段は、車両の前方に実体車両が存在しないと確認された場合にのみ、表示手段に仮想車両を表示させる。そして、判定手段により車両の減速が要求されるときに、仮想車両の表示を変化させ、運転者に減速を喚起する。
そのため、このような運転補助システムによれば、仮想車両と実体車両との重複を回避して、運転者に減速を喚起でき、その結果、運転安全性の向上を図ることができる。
本発明[2]は、さらに、前記車両の運転者の視線が集中する位置を特定するための視線特定手段を備え、前記制御手段は、前記視線特定手段により特定される運転者の視線が集中する位置に、前記仮想車両を表示させる、上記[1]に記載の運転補助システムを含んでいる。
このような運転補助システムによれば、運転者の視線の集中する位置に仮想車両を表示できるため、より効率よく運転者に減速を喚起でき、より一層の運転安全性の向上を図ることができる。
本発明の運転補助システムによれば、仮想車両と実体車両との重複を回避して、運転者に減速を喚起できるため、運転安全性の向上を図ることができる。
図1は、本発明の運転補助システムの一実施形態の概略図であり、図1Aは、前方に実体車両が存在する場合の概略図であり、図1Bは、前方に実体車両が存在しない場合の概略図である。 図2は、図1の運転補助システムにおいて実行される仮想車両の表示フロー図である。
1.運転補助システムの全体構成
図1において、自動車10は、一般的な交通法規に従って道路を走行する車両である。
図1Aに示されるように、都市圏、交通量の多い時間帯、交通量の多い道路、交通量の多い天候状態などでは、自動車10の前方を、例えば、自動車、バイクなどの実体車両11が先行する。この場合、自動車10の運転者は、先行する実体車両11の挙動(車体の遠近感、ブレーキランプの点灯など)を指標として、自動車10を運転できる。
一方、図1Bに示されるように、郊外、交通量の少ない時間帯、交通量の少ない道路、交通量の多い天候状態などでは、自動車10の前方に、先行する実体車両11が存在しない場合があり、自動車10の運転者は、自動車10の運転の指標の一部を失う場合がある。
そこで、この自動車10は、先行する車両の虚像として仮想車両12(例えば、自動車、バイクなど)を運転者に表示し、運転安全性を向上させるために、運転補助システム1を備えている。
運転補助システム1は、自動車10に搭載され、自動車10の前方に実体車両11が存在しないことを確認するための前方監視手段としての監視デバイス2と、自動車10に搭載され、自動車10の前方に仮想車両12を表示するための表示手段としての表示デバイス3と、自動車10の走行状態をモニタリングし、減速の要否を判定する判定手段としての判定デバイス4と、表示デバイス3における仮想車両12の表示を制御する制御手段としての制御デバイス5とを備えている。
監視デバイス2は、自動車10の前方に実体車両11が存在しないことを確認することができれば、特に制限されないが、例えば、自動車10の前方の物体を検知する検知部6と、その撮像から実体車両11の有無を判定する実体判定部7とを備えている。
検知部6は、自動車10の前方を検知できれば、特に制限されないが、自動車10の前方を画像(静止画または動画)として撮影する撮影装置、例えば、自動車10の前方をにレーザ光を照射するレーザ式センサなどが挙げられる。
検知部6は、自動車10の車室内の前側(例えば、ダッシュボード上など)において、進路方向に向けて配置される。
これにより、検知部6は、自動車10の進路方向における前方を検知可能とし、また、その検知結果を、データ(以下、検知データ)として取得可能としている。
実体判定部7は、検知部6で得られた検知データから、自動車10の前方に実体車両11が存在するか否かを判定するための情報処理装置である。
実体判定部7は、検知データから実体車両11を検出するための実体判定プログラムP1を有している。
また、実体判定部7は、検知部6に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、検知部6により得られた検知データが、実体判定プログラムP1に入力可能とされている。
そして、実体判定プログラムP1は、検知部6により得られた検知データから、自動車10の前方の実体車両11を認識および検出可能に構成されている。
なお、自動車10の前方の実体車両11を認識する方法は、特に制限されないが、例えば、パターンマッチング、機械学習アルゴリズムなどが採用される。
表示デバイス3は、自動車10の前方を走行する車両の虚像としての仮想車両12を、自動車10の前方外景(路面を含む。)に重畳表示させる表示装置である。
より具体的には、表示デバイス3は、例えば、ヘッドアップディスプレイ、有機ELディスプレイ、半透過液晶ディスプレイなどを備え、自動車10の運転者の視野範囲(例えば、フロントガラスなど)において、前方外景を透過可能に配置されている。
また、表示デバイス3は、後述する制御デバイス5に電気的に接続されている(図1の破線参照)。
これにより、表示デバイス3は、制御デバイス5で生成される仮想車両12を、表示可能としている。より具体的には、表示デバイス3は、自動車10の前方外景を透過させるとともに、その前方外景と重複するように、仮想車両12を表示可能としている。
すなわち、表示デバイス3は、拡張現実(AR)技術として、実際の前方外景と、先行車両の虚像である仮想車両12とを、重複して表示可能としている。
判定デバイス4は、自動車10の走行状態をモニタリングし、減速要否を判定する装置である。より具体的には、判定デバイス4は、自動車10の走行状態を確認(モニタリング)するための確認部8と、減速の要否を判定するための減速判定部9とを備えている。
確認部8は、自動車10の走行状態を確認できれば、特に制限されないが、例えば、自動車10の走行位置およびその地域における制限速度などを検知するGPS(グローバルポジショニングシステム)、自動車10の速度を検知するスピードメータ、自動車10の走行状態を制御するECU(エンジンコントロールユニット)、自動車10に備えられる加速度センサ、自動車10の運転者の様子(居眠り、傍見など)を確認する室内撮影装置(例えば、後述する室内カメラ15)、自動車10の走行路を撮影する走行路撮影装置(例えば、検知部6において兼用される撮影装置)などが挙げられる。
確認部8により、減速の要否を判定するためのファクターとして、自動車10の走行状態を示すデータ(以下、走行状態データ)が収集される。
減速判定部9は、確認部8で得られた走行状態データから、自動車10の減速の要否を判定するための情報処理装置である。
減速判定部9は、走行状態データから減速の要否を判定するための減速判定プログラムP2を有している。
また、減速判定部9は、確認部8に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、確認部8により得られた走行状態データが、減速判定プログラムP2に入力可能とされている。
そして、減速判定プログラムP2は、確認部8により得られた走行状態データから、自動車10の減速の要否を判定可能に構成されている。
なお、自動車10の減速の要否を判定する方法は、特に制限されないが、例えば、パターンマッチング、機械学習アルゴリズムなどが採用される。
制御デバイス5は、表示デバイス3における仮想車両12の表示形態を制御するための情報処理装置である。
制御デバイス5は、制御デバイス5は、実体判定部7(実体判定プログラムP1)により判定される実体車両11の有無と、減速判定部9(減速判定プログラムP2)により判定される減速の要否とに基づいて、仮想車両12の表示を制御するための情報処理装置である。
より具体的には、制御デバイス5は、表示デバイス3に対する仮想車両12の表示を制御するための制御プログラムP3を備えている。
また、制御デバイス5は、実体判定部7に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、制御デバイス5は、実体判定プログラムP1で判定された実体車両11の有無を、制御プログラムP3に入力可能としている。
また、制御デバイス5は、減速判定部9に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、制御デバイス5は、減速判定プログラムP2で判定された減速の要否を、制御プログラムP3に入力可能としている。
さらに、制御デバイス5は、表示デバイス3に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、制御デバイス5は、制御プログラムP3で制御された仮想車両12(虚像)を、表示デバイス3に出力可能としている。
そして、制御プログラムP3は、実体判定プログラムP1で判定された実体車両11の有無と、減速判定プログラムP2で判定された減速の要否に基づいて、仮想車両12(虚像)の表示形態を、調整可能に構成されている。
より具体的には、制御プログラムP3は、実体判定プログラムP1で、自動車10の前方に実体車両11が存在すると判定された場合、表示デバイス3に仮想車両12(虚像)を表示させない(または表示中の仮想車両12を消去する)ように制御できる。
また、制御プログラムP3は、実体判定プログラムP1で、自動車10の前方に実体車両11が存在しないと判定された場合、表示デバイス3に仮想車両12(虚像)を表示させるように制御できる。
さらに、表示デバイス3に仮想車両12(虚像)を表示させる場合には、制御プログラムP3は、減速判定プログラムP2で判定された減速の要否に基づいて、仮想車両12の表示(車体の遠近感、ブレーキランプの点灯など)を調整することができる。
なお、制御プログラムP3には、仮想車両12(虚像)を表示させる場合における仮想車両12の走行態様を、予め設定することができる。仮想車両12の走行態様としては、例えば、自動車10の走行エリアの法定速度に対する仮想車両12の相対速度(例えば、法定速度±0km/h、法定速度−10km/hなど(仮想速度))、仮想車両12と自動車10との車間距離(仮想距離)、仮想車両12の車体サイズ(仮想サイズ)などが挙げられる。
このようにして、制御プログラムP3は、実体車両11が存在しないと確認された場合にのみ、表示デバイス3に仮想車両12を表示させ、また、仮想車両12が表示される場合において、自動車10の減速が要求されるときに、仮想車両12の表示を変化させ、運転者に減速(アクセル開度の減少、ブレーキ操作など)を喚起する。
なお、制御プログラムP3による仮想車両12の制御についての詳細は、後述する。
上記の運転補助システム1において、監視デバイス2、表示デバイス3、判定デバイス4および制御デバイス5は、互いに独立していてもよく、また、複数のデバイスが一体的に構成されていてもよい。
また、必要に応じて、運転補助システム1は、自動車10の運転者の視線が集中する位置を特定するための視線特定手段としての室内カメラ15を備えることができる。
室内カメラ15は、例えば、公知のアイトラッキングカメラであり、自動車10の運転席の近傍において、運転者の視線を観察し、視線の集中位置を特定できるように、配置されている。
室内カメラ15は、図示しないが、制御デバイス5に電気的に接続され、運転者の視線が集中する位置を、制御デバイス5に入力可能としている。
2.仮想車両の表示
以下において、運転補助システム1により仮想車両12を表示し、自動車10の運転を補助する方法について、図2を参照して詳述する。
より具体的には、まず、自動車10の運転開始時に、運転補助システム1を作動開始させ、実体判定プログラムP1、減速判定プログラムP2および制御プログラムP3が実行される(S1:スタート)。
このとき、制御プログラムP3において、仮想車両12の走行態様(仮想車両12の自動車10の走行エリアの法定速度に対する仮想車両12の相対速度(仮想速度)、仮想車両12と自動車10との車間距離(仮想距離)、仮想車両12の車体サイズ(仮想サイズ)など)を設定する(S2)。
仮想車両12の走行態様の設定では、自動車10の乗員(運転者、同乗者)が、新規に設定してもよく、また、過去の設定履歴を参照し、そのまま採用してもよい。
そして、この方法では、自動車10の走行中または停車中(信号待ちなど)において、検知部6(撮影装置、レーザ式センサなど)により、自動車10の前方を検知し、前方を監視する。また、その検知結果を、検知データとして取得する(S3)。
そして、検知部6において得られた検知データを、実体判定部7の実体判定プログラムP1に入力し、実体判定プログラムP1によって、自動車10の前方に実体車両11(図1A参照)が存在するか否かを判定する。また、その判定結果を、制御プログラムP3に入力する(S4)。
このとき、自動車10の前方に実体車両11が存在すると判定された場合(S4:YES)、制御プログラムP3は、仮想車両12(図1B参照)の表示を不要と判断する。これにより、運転補助システム1は、仮想車両12を表示しないモード(非表示モード)に設定される(S5)。
非表示モードでは、仮想車両12が、表示デバイス3に表示されない状態に維持される。
なお、制御デバイス5によって仮想車両12を非表示モードに設定するときに、表示デバイス3に仮想車両12が表示されていない場合、その非表示状態を維持する。
一方、制御デバイス5によって仮想車両12を非表示モードに設定するときに、既に表示デバイス3に仮想車両12が表示されている場合、その仮想車両12を、予め設定した方法(例えば、徐々に薄化させる方法、例えば、仮想車両12と前方の実体車両11と重複させて消去する方法、仮想車両12を加速させ、遠方に消失させる方法など)で消去する。
また、運転補助システム1は、自動車10の運転中、実体車両11が存在しないと判定(S4:NO)されるまで、上記の非表示モードを維持し、上記の処理を繰り返す(S10:リターン)。
一方、自動車10の前方に実体車両11が存在しないと判定された場合(S4:NO)、制御プログラムP3は、仮想車両12(図1B参照)の表示を必要と判断する。これにより、運転補助システム1は、仮想車両12を、初期設定に従って表示するモード(通常表示モード)に設定される(S6)。
より具体的には、通常表示モードでは、仮想車両12は、予め設定した走行態様(仮想車両12の自動車10の走行エリアの法定速度に対する仮想車両12の相対速度(仮想速度)、仮想車両12と自動車10との車間距離(仮想距離)、仮想車両12の車体サイズ(仮想サイズ)など)に応じて、表示デバイス3に表示される。
なお、制御デバイス5によって仮想車両12を通常表示モードに設定するときに、表示デバイス3に仮想車両12が表示されていない場合、予め設定した方法(例えば、表示デバイス3の任意の位置に仮想車両12を描画する方法、例えば、自動車10が走行する車道に仮想車両12が進入してきたように演出する方法など)で、仮想車両12を表示デバイス3に表示させる。
一方、制御デバイス5によって仮想車両12を通常表示モードに設定するときに、既に表示デバイス3に仮想車両12が表示されている場合、その表示を維持する。
このような通常表示モードにおいて、好ましくは、制御デバイス5は、室内カメラ15によって特定される運転者の視線が集中する位置に、仮想車両12を表示させ、また、その視線が集中する位置の移動に応じて、仮想車両12の位置を調整する。これにより、運転者に対して、効率よく仮想車両12を表示できる。
なお、運転者の視線が集中する位置を特定する方法は、特に制限されず、公知の方法が採用される。
次いで、この方法では、この方法では、確認部8(GPS、スピードメータ、ECU、加速度センサ、撮影装置など)により、自動車10の走行状態を確認(モニタリング)する。また、その確認結果を、走行状態データとして取得する(S7)。
そして、確認部8において得られた走行状態データを、減速判定部9の減速判定プログラムP2に入力し、減速判定プログラムP2によって、自動車10の減速の要否を判定する。また、その判定結果を、制御プログラムP3に入力する(S8)。
このとき、例えば、自動車10の速度が適当である場合(例えば、自動車10の走行速度が、GPSにより取得される自動車10の走行エリアにおける法定速度以下である場合など)、自動車10の走行エリアにおける安全性が比較的高い場合(例えば、自動車10の走行路に急カーブや急勾配がない場合など)、運転者が覚醒状態である場合など、運転安全性が比較的高い場合には、減速判定プログラムP2は、減速を不要と判断する。このような場合(S8:NO)、制御プログラムP3は、上記の通常表示モードを維持する。
また、運転補助システム1は、自動車10の運転中、実体車両11が存在すると判定されるか(S4:YES)、自動車10の減速が必要と判定される(S8:YES)まで、上記の通常表示モードを維持し、上記の処理を繰り返す(S10:リターン)。
一方、例えば、自動車10の速度が過度に高い場合(例えば、自動車10の走行速度が、GPSにより取得される自動車10の走行エリアにおける法定速度を超過する場合など)、自動車10の走行エリアの安全性が比較的低い場合(例えば、自動車10の走行路に急カーブや急勾配がある場合など)、運転者が居眠りや傍見をしている場合など、運転安全性が比較的低い場合には、減速判定プログラムP2は、自動車10の減速を必要と判断する。このように、減速が要求される場合(S8:YES)、制御プログラムP3は、仮想車両12の表示を、減速表示モードに切り替える(S9)。
減速表示モードでは、制御プログラムP3は、仮想車両12の表示を変化させ、運転者に減速(アクセル開度の減少、ブレーキ操作など)を喚起する。
仮想車両12の表示を変化させる方法としては、特に制限されないが、例えば、仮想車両12の表示サイズを変化させ、遠近感を調整することにより、自動車10と仮想車両12との近接を表現する方法、例えば、仮想車両12のブレーキランプを点灯表示させ、前方の車両の減速を表現する方法などが挙げられる。また、例えば、勾配(急勾配の下り坂など)やカーブなど、走行路の状態によって自動車10に減速が要求される場合には、制御プログラムP3は、仮想車両12を、走行路の状態に応じた大きさおよび角度で表示させる。
なお、仮想車両12の表示の変化は、制御プログラムP3において公知の方法で演算され、また、その仮想車両12が表示デバイス3に表示される。
また、このような減速表示モードにおいて、好ましくは、制御デバイス5は、室内カメラ15によって特定される運転者の視線が集中する位置に、仮想車両12を表示させ、また、その視線が集中する位置の移動に応じて、仮想車両12の位置を調整する。これにより、運転者に対して、効率よく仮想車両12を表示できる。
そして、運転補助システム1は、自動車10の運転中、実体車両11が存在すると判定されるか(S4:YES)、自動車10の減速が不要と判定される(S8:NO)まで、上記の減速表示モードを維持し、上記の処理を繰り返す(S10:リターン)。
そして、図示しないが、上記の運転補助システム1は、自動車10の運転終了時に停止する。また、上記の運転補助システム1を、自動車10の運転中に乗員(運転者、同乗者)の任意で停止(スイッチOFF)することもできる。これにより、実体判定プログラムP1、減速判定プログラムP2および制御プログラムP3が停止される。
3.作用・効果
上記の運転補助システム1によれば、仮想車両12と実体車両11との重複を回避して、運転者に減速を喚起できるため、運転安全性の向上を図ることができる。
つまり、仮想車両12の表示により、運転者に減速を喚起する場合、運転者の視界において、仮想車両12と実体車両11とが重複すると、前方の視界が複雑となり、一方のブレーキランプが点灯し、他方のブレーキランプが点灯しないなど、それらの不一致により混乱を生じさせる場合があり、運転安全性の低下を惹起する場合がある。
これに対して、上記の運転補助システム1では、制御デバイス5は、自動車10の前方に実体車両11が存在しないと確認された場合にのみ、表示デバイス3に仮想車両12を表示させる。そして、判定デバイス4により車両の減速が要求されるときに、仮想車両12の表示を変化させ、運転者に減速を喚起する。
そのため、このような運転補助システム1によれば、仮想車両12と実体車両11との重複を回避して、運転者に減速を喚起でき、その結果、運転安全性の向上を図ることができる。
さらに、室内カメラ15によって特定される運転者の視線が集中する位置に、仮想車両12を表示させることにより、運転者に対して、効率よく仮想車両12を表示できる。
4.変形例
詳しくは図示しないが、上記の運転補助システム1は、作動時間を調整するための作動時間調整システムを備えることができ、運転補助システム1を、任意の時間帯(例えば、夜間)にのみ作動することができる。
例えば、走行地域によって異なるが、朝〜昼間においては、自動車10の前方に実体車両11が存在する可能性が比較的高く、一方、夜間(とりわけ、交通閑散となる深夜帯)においては、自動車10の前方に実体車両11が存在する可能性が比較的低い場合がある。
また、走行地域によって異なるが、夜間(とりわけ、交通閑散となる深夜帯)において、例えば、漫然運転、速度超過運転などを生じやすく、上記した減速の喚起の需要が高くなる場合がある。
このような場合において、上記の運転補助システム1を、任意の時間帯(例えば、夜間(日没から日出まで))にのみ作動させることができれば、より効率よく運転者に減速を喚起し、運転安全性の向上を図ることができる。
とりわけ、夜間であれば、拡張現実(AR)技術による虚像の視認性が高いため、とりわけ効率よく運転者に減速を喚起し、運転安全性の向上を図ることができる。
なお、運転補助システム1を作動させる時間帯、例えば、夜間(日没から日出まで)などは、例えば、気象庁により発表される日没時間および日出時間を参照し、タイマーなどにより管理することができる。
1 運転補助システム
2 監視デバイス
3 表示デバイス
4 判定デバイス
5 制御デバイス
10 自動車
11 実体車両
12 仮想車両
15 室内カメラ

Claims (2)

  1. 車両に搭載され、前記車両の前方に実体車両が存在しないことを確認するための前方監視手段と、
    前記車両に搭載され、前記車両の前方に仮想車両を表示するための表示手段と、
    前記車両の走行状態をモニタリングし、減速の要否を判定する判定手段と、
    前記表示手段における前記仮想車両の表示を制御する制御手段と
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記前方監視手段により、前記車両の前方に実体車両が存在しないと確認された場合にのみ、前記表示手段に仮想車両を表示させ、
    前記仮想車両が表示される場合において、前記判定手段により前記車両の減速が要求されるときに、前記仮想車両の表示を変化させ、運転者に減速を喚起する
    ことを特徴とする、運転補助システム。
  2. さらに、前記車両の運転者の視線が集中する位置を特定するための視線特定手段を備え、
    前記制御手段は、
    前記視線特定手段により特定される運転者の視線が集中する位置に、前記仮想車両を表示させる
    ことを特徴とする、請求項1に記載の運転補助システム。
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