JP2021105833A - 運転支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】演算負荷を抑制しつつ、移動体の挙動を予測する。【解決手段】運転支援装置(10)は、センサの出力に基づいて自車両(1)の周囲に存在する移動体を認識する認識手段(11)と、認識手段の認識結果に基づいて、移動体の挙動を予測する予測手段(12)と、を備える。予測手段は、移動体がセンサの死角域に進入すると予測される場合、移動体が死角域に進入する前の認識結果に基づいて移動体の死角域進入後の挙動を予測するとともに、移動体が死角域に存在する場合、移動体の挙動の予測を中断する。【選択図】図1

Description

本発明は、運転支援装置の技術分野に関する。
この種の装置として、例えば、自車両の周囲に存在する動的オブジェクト(車、歩行者等)に係る位置、速度等から、該動的オブジェクトの行動を予測して、自車両が走行する軌道を生成する装置が提案されている(特許文献1参照)。その他関連する技術として、特許文献2乃至4が挙げられる。
特許文献2には、自動運転中に自車両の走行状態及び周囲の状況に基づいて、自車両が次に取り得る挙動をドライバに提示する装置であって、現在のドライバの走行履歴に類似する走行履歴からドライバモデルを生成して、該生成されたドライバモデルと、自車両の現在の走行環境を示す環境パラメータとをもとに、自車両が次に取り得る挙動を判定する装置が開示されている。特許文献3には、レーダ、カメラ等を用いて自車両の周辺に存在する周辺車両の状態を検出して、周辺車両により自車両が交通事故に遭遇する危険度を予測してドライバに報知する装置が開示されている。特許文献4には、レーダセンサによる後続車両の検出結果に基づいて、該後続車両が自車両に対する追い越し動作を行っているか否かを判定する装置が開示されている。
特開2016−038689号公報 特開2016−216021号公報 特開2010−067235号公報 特開2019−174320号公報
自車両が有するセンサの数や配置によっては死角が生じる。特許文献1に記載の技術において、センサの死角に動的オブジェクトが存在する場合に、その行動が予測されると、予測精度が比較的低いにもかかわらず、予測に係る演算負荷が比較的高くなってしまうという可能性がある。このため、特許文献1に記載の技術には改善の余地がある。尚、特許文献2乃至4に記載の技術では、センサの死角については考慮されていない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、演算負荷を抑制しつつ、動的オブジェクトの挙動を予測することができる運転支援装置を提供することを課題とする。
本発明の一態様に係る運転支援装置は、センサの出力に基づいて自車両の周囲に存在する移動体を認識する認識手段と、前記認識手段の認識結果に基づいて、前記移動体の挙動を予測する予測手段と、を備え、前記予測手段は、前記移動体が前記センサの死角域に進入すると予測される場合、前記移動体が前記死角域に進入する前の前記認識結果に基づいて前記移動体の前記死角域進入後の挙動を予測するとともに、前記移動体が前記死角域に存在する場合、前記移動体の挙動の予測を中断するというものである。
実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る車両の死角域の一例を示す図である。 実施形態に係る支援系ECUが対象とする場面の一例を示す図である。 実施形態に係る支援系ECUの動作を示すフローチャートである。 注意喚起の一例を示す図である。 実施形態の第1変形例に係る構成を説明するための図である。
運転支援装置に係る実施形態を説明する。実施形態に係る運転支援装置は、認識手段及び予測手段を備える。
認識手段は、例えばカメラ、ミリ波レーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging)等のセンサの出力に基づいて、自車両の周囲に存在する移動体を認識する。このとき、認識手段は、移動体の認識結果として、例えば、自車両に対する移動体の相対速度、自車両に対する移動体の相対位置、等を取得してよい。尚、移動体の認識方法には、既存の技術を適用可能であるので、その詳細についての説明は省略する。
予測手段は、認識手段による認識結果に基づいて、移動体の挙動を予測する。「挙動」の一例としては、移動体の将来の位置や軌道(即ち、位置の時間変化)が挙げられる。尚、予測手段は、自車両との距離が縮まりつつある移動体についての挙動を予測し、その他の移動体についての挙動は予測しなくてもよい。
ところで、上述したカメラ等のセンサには、例えば取り付け位置や構造上の理由等から死角が生じる。センサの死角に移動体が存在する場合に、予測手段が、該移動体の挙動を予測しようとすると、例えば現在の移動体をセンサにより検出できないが故に予測結果の精度が低くなってしまうにもかかわらず、予測に係る演算負荷は比較的高くなってしまう。
そこで、予測手段は、移動体がセンサの死角域に進入すると予測される場合、移動体が死角域に進入する前の認識手段による認識結果(即ち、移動体がセンサの検出範囲内に存在するときの認識結果)に基づいて、移動体の死角域進入後の挙動を予測する。ここで、センサの取り付け位置や構造上の理由等からで生じる死角域については、その範囲が既知であるので、移動体が、センサの死角域に進入するタイミングや、センサの死角域から退出するタイミングを予測することも可能である。このため、「移動体の死角域進入後の挙動」には、移動体が死角域から退出するタイミングでの位置が含まれていてよい。予測手段は更に、移動体がセンサの死角域に存在する場合、移動体の挙動の予測を中断する。
このように、当該運転支援装置では、センサの死角に挙動予測の対象となる移動体が存在する場合には、該移動体の挙動の予測が中断される。このため、当該運転支援装置では、移動体の挙動の予測に係る演算負荷を抑制することができる。従って、当該運転支援装置によれば、演算負荷を抑制しつつ、移動体(上述の動的オブジェクトに相当)の行動を予測することができる。
実施形態に係る運転支援装置の一具体例としての支援系ECU(Electronic Control Unit)10について図1乃至図6を参照して説明する。図1において、支援系ECU10は、上述した自車両の一例に相当する車両1に搭載されている。
車両1は、支援系ECU10に加えて、ドライバモニタ21、地図情報を含むナビゲーション装置22、車両センサ23、全周囲センサ24、スイッチ類及び操作系装置25、エンジンECU31、ブレーキECU32、ステアリングECU33、灯火類34、セカンダリアビリティ35、並びに、HMI(Human Machene Interface)類36を備える。尚、セカンダリアビリティは、例えばエアコンディショナ、オーディオ装置等の車両1の走行に関連しない装置を意味する。
支援系ECU10は、ドライバモニタ21、ナビゲーション装置22、車両センサ23、全周囲センサ24、並びに、スイッチ類及び操作系装置25各々から出力された信号を参照して、車両1におけるドライバの車両操作(例えば加速操作、減速操作、操舵操作等)を支援可能に構成されている。
ドライバモニタ21、ナビゲーション装置22、車両センサ23、全周囲センサ24、スイッチ類及び操作系装置25、エンジンECU31、ブレーキECU32、ステアリングECU33、灯火類34、セカンダリアビリティ35、並びに、HMI類36には、既存の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は省略する。
支援系ECU10は、ドライバの車両操作の支援を実現するために、その内部に論理的に実現される処理ブロックとして又は物理的に実現される処理回路として、外界認識部11及び予測部12を備えている。尚、「外界認識部11」及び「予測部12」は、夫々、上述した「認識手段」及び「予測手段」の一例に相当する。
外界認識部11は、例えば全周囲センサ24の出力に基づいて、車両1の周囲に存在する、例えば他車両、障害物等を認識可能に構成されている。具体的には例えば、外界認識部11は、車両1に対する他車両等の相対速度や相対位置、等を認識可能に構成されている。外界認識部11は更に、例えばナビゲーション装置22から車両1周辺の道路に係る情報を取得して、他車両等が存在する具体的な位置(例えば車線)や、車線端から他車両等までの車線幅方向の距離(例えば車線オフセット)、等を認識してよい。
外界認識部11は、また、例えば全周囲センサ24の出力に基づいて、車両1が走行している車線を規定する白線を認識したり、車両1が走行している車線の車線端から車両1までの車線幅方向の距離を認識したりしてよい。尚、外界認識部11には、既存の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は省略する。
予測部12は、外界認識部11による認識結果に基づいて、上述した移動体の一例に相当する他車両の挙動を予測する。他車両の挙動の予測方法には、既存の各種態様を適用可能であるが、一例としては、外界認識部11による認識結果や、ナビゲーション装置22から取得される車両1周辺の道路に係る情報等から他車両の過去の挙動を学習して、学習結果から他車両の挙動を予測する方法が挙げられる。
上記学習結果には、例えば、他車両の前後加速度や横加速度、他車両の操舵角、他車両の車線幅方向への変動(例えばふらつき)の周期や振幅、他車両の姿勢の変動、等が含まれてよい。上記学習結果には更に、例えば、第1の他車両が第2の他車両を追い越したときの、第1及び第2の他車両各々の相対速度や相対位置等から学習された、第1の他車両が追越を開始したときの、第1の他車両及び第2の他車両の車間距離、第1の他車両と第2の他車両との相対速度及び第1の他車両の操舵角、第1の他車両が追越を完了したときの第1の他車両及び第2の他車両の車間距離、等が含まれてよい。
支援系ECU10は、外界認識部11による認識結果や、予測部12による予測結果等に基づいて、例えば、ドライバにより設定された速度や車間距離を維持するようにエンジンECU31等を制御したり、車両1が自動で車線変更するようにステアリングECU33等を制御したり、緊急時に車両1が回避行動をとるようにステアリングECU33等を制御したりする。予測部12は、緊急時には、その旨をドライバに報知するために、HMI類36を制御してよい。これらの制御により、支援系ECU10は、ドライバの車両操作を支援する。
ここで、全周囲センサ24について図2を参照して説明を加える。全周囲センサ24には、例えば車両1の前方及び後方を夫々撮像する前方カメラ及び後方カメラ、車両1の前方、右前側方、左前側方、後方、右後側方及び左後側方各々に存在する物体を夫々検出する前方レーダ、右前側方レーダ、左前側方レーダ、後方レーダ、右後側方レーダ及び左後側方レーダが含まれている。尚、前方レーダ等は、例えばミリ波レーダであってもよいし、レーザレーダ(即ち、LiDAR)であってもよい。
図2において、点線の直線は、前方カメラ及び後方カメラ各々の画角の一例を表しており、破線の楕円形は、前方レーダ等の検出範囲の一例を表している。図2に示す態様では、全周囲センサ24に死角が生じているものとする(図2の“死角域”参照)。
予測部12は、他車両が死角域に進入すると予測される場合、該他車両が死角域に進入する前(典型的には、直前)の外界認識部11による認識結果に基づいて、該他車両の死角域進入後の挙動を予測するように構成されている。このとき、予測部12は、死角域を通過した後の他車両の位置(例えば、他車両が死角域から退出したタイミングでの位置)を予測してよい。そして、予測部12は、他車両が死角域に存在する場合は、該他車両の挙動の予測を中断するように構成されている。
上述の如く構成された支援系ECU10が対象とする場面の一例について図3を参照して説明する。図3において、車両1は、3車線の道路を走行している。車両1が走行している走行車線に隣接する隣接車線の該走行車線とは反対側に隣接する隣隣接車線には、車両2が走行している。車両2は、車両1を追い越そうとしている。このとき、車両2が取り得る軌道としては、図3の軌道(I)、(II)及び(III)が挙げられる。
このような場面において、車両1のドライバが、車両2の挙動について十分な注意を払うことは少ない。なぜなら、ドライバは、隣隣接車線を走行している車両2の挙動が、直ちに車両1(即ち、自車両)の走行に影響を及ぼすと考えることが少ないからである。しかしながら、車両2は、図3の軌道(II)又は(III)を取る(即ち、車線変更する)可能性がある。支援系ECU10は、このような場面において、車両1のドライバに、車両2に対する注意喚起を行うことができる。
ここで、支援系ECU10の予測部12は、上述の如く、他車両が全周囲センサ24の死角域に存在する場合は、該他車両の挙動の予測を中断する。尚、本実施形態においては、全周囲センサ24の死角域の間の領域であって、隣隣接車線と重複する領域(図3の“検出外域”参照)は、全周囲センサ24の有効検出範囲内ではあるが、検出対象外とされている。従って、予測部12は、他車両(例えば、車両2)が、全周囲センサ24の死角域又は検出外域に存在する場合、該他車両の挙動の予測を中断する。全周囲センサ24の死角域及び検出外域を、以降、適宜「センサ不検知領域」と称する。
このため、例えば図3の軌道(II)及び(III)のように、センサ不検知領域において車両2が車線変更を開始する場合、全周囲センサ24では、車両2の車線変更の開始を検出することができない。そこで、予測部12は、上述の如く、車両2がセンサ不検知領域に進入する前の外界認識部11による認識結果に基づいて、車両2のセンサ不検知領域進入後の挙動を予測する。このとき、予測部12は、例えば車両2がセンサ不検知領域を通過した後の位置(例えば、図3の“P1”、“P2”、“P3”)を予測してよい。或いは、予測部12は、センサ不検知領域における車両2の軌道(例えば図3の軌道(I)、(II)又は(III))を予測してよい。
その後、支援系ECU10は、予測部12により予測された車両2の挙動と、車両2がセンサ不検知領域を通過した後の外界認識部11による車両2の認識結果とを紐づけて、車両2の実際の挙動を特定する。そして、支援系ECU10は、車両1と車両2との相対的な位置関係に応じて、車両1のドライバに、車両2に対する注意喚起を行うか否かを決定する。注意喚起を行う場合には、支援系ECU10は、HMI類36を制御する。尚、注意喚起の具体例については後述する。
支援系ECU10の動作について図4のフローチャートを参照して説明を加える。図4において、支援系ECU10は、外界認識部11による認識結果に基づいて、対象車両(例えば図3の車両2)を監視する(ステップS101)。このとき、予測部12は、外界認識部11による認識結果に基づいて、対象車両の挙動を予測してよい。また、予測部12は、外界認識部11による認識結果に基づいて、対象車両の挙動を予測するための学習を行ってよい。
支援系ECU10は、対象車両がセンサ不検知領域に達したか否かを判定する(ステップS102)。尚、対象車両がセンサ不検知領域に達したか否かは、外界認識部11による認識結果に基づいて判定されてもよいし、予測部12により到達予測時刻を予測して、該到達予測時刻になったか否かを判定することにより判定されてもよい。
ステップS102の処理において、対象車両がセンサ不検知領域に達していないと判定された場合(ステップS102:No)、ステップS101の処理が行われる。他方、ステップS102の処理において、対象車両がセンサ不検知領域に達したと判定された場合(ステップS102:Yes)、予測部12は、対象車両がセンサ不検知領域を通過するt秒後の相対位置を予測する(ステップS103)。尚、「t秒」は、センサ不検知領域の大きさと、車両1に対する車両2の相対速度とから求められてよい。
ステップS103の処理の後、予測部12は、対象車両の挙動の予測に係る演算を停止(中断)する(ステップS104)。支援系ECU10は、対象車両がセンサ不検知領域を通過したか否かを判定する(ステップS105)。尚、対象車両がセンサ不検知領域を通過したか否かは、例えば、上記t秒経過したか否かを判定することにより判定されてよい。
ステップS105の処理において、対象車両がセンサ不検知領域を通過していないと判定された場合(ステップS105:No)、ステップS104の処理が継続される。他方、ステップS105の処理において、対象車両がセンサ不検知領域を通過したと判定された場合(ステップS105:Yes)、支援系ECU10は、ステップS103の処理において予測された相対位置と、外界認識部11により認識された対象車両の実際の位置とを紐づけて、対象車両を特定する(ステップS106)。
続いて、支援系ECU10は、上記特定された対象車両と、車両1(即ち、自車両)との相対的な位置関係を特定する(ステップS107)。そして、支援系ECU10は、該特定された相対的な位置関係に応じて、必要であれば、他車両に対する注意喚起をドライバに行うようにHMI類36を制御する(ステップS108)。
注意喚起の具体例について図5を参照して説明する。HMI類36は、例えばインストルメントルパネルのメータ類が配置される部分の枠を発光させる発光器を有する。図5(a)は、発光器の外観の一例を示す図である。
支援系ECU10は、車両1が走行している車線に他車両が進入した又は進入する可能性がある場合、発光器の領域1(図5(a)参照)の少なくとも一部が発光するように発光器を制御する。支援系ECU10は、車両1が走行している車線の右側の隣接車線に他車両が進入した又は進入する可能性がある場合、発光器の領域2(図5(a)参照)の少なくとも一部が発光するように発光器を制御する。支援系ECU10は、車両1が走行している車線の左側の隣接車線に他車両が進入した又は進入する可能性がある場合、発光器の領域3(図5(a)参照)の少なくとも一部が発光するように発光器を制御する。尚、図5(a)に示す「領域1」、「領域2」及び「領域3」の区切りは一例であり、これに限定されるものではないことは言うまでもない。
注意喚起のより具体的な例について図3及び図5(b)〜(e)を参照して説明する。例えば、他車両としての車両2が、図3の軌道(III)に沿って走行すると予測され、車両2がセンサ不検知領域を通過した後に、“P3”の位置において、上述のステップS106及びS107の処理により、車両1と車両2との相対的な位置関係が特定されたものとする。この場合、支援系ECU10は、例えば図5(b)に示すように、光(図中の網掛けの丸参照)が、発光器の領域2から領域1に向かって(即ち、発光器の右から中央に向かって)流れるように発光するように、発光器を制御する。
その後、車両2が、図3の軌道(III)に沿って走行し、車両1が走行している車線に進入した場合、支援系ECU10は、例えば図5(c)に示すように、光が発光器の領域2を右から左に向かって流れるように発光するとともに、領域1の比較的広い範囲が点滅するように、発光器を制御する。
或いは、他車両としての車両2が、図3の軌道(II)に沿って走行すると予測され、車両2がセンサ不検知領域を通過した後に、“P2”の位置において、上述のステップS106及びS107の処理により、車両1と車両2との相対的な位置関係が特定されたものとする。この場合、支援系ECU10は、例えば図5(d)に示すように、光が発光器の領域2を右から左に向かって流れるように発光するように、発光器を制御する。
その後、車両2が、図3の軌道(II)に沿って走行し、車両1が走行している車線の右側の隣接車線に進入した場合、支援系ECU10は、例えば図5(e)に示すように、領域2の比較的広い範囲が点滅するように、発光器を制御する。
他方で、他車両としての車両2が、図3の軌道(I)に沿って走行すると予測され、車両2がセンサ不検知領域を通過した後に、“P1”の位置において、上述のステップS106及びS107の処理により、車両1と車両2との相対的な位置関係が特定されたものとする。この場合、支援系ECU10は、車両が車両1の走行に影響を及ぼさないと判定して、発光しないように発光器を制御する(即ち、この場合、支援系ECU10は、注意喚起を行わない)。
(技術的効果)
支援系ECU10によれば、対象車両がセンサ不検知領域に存在する場合には、予測部12による対象車両の挙動の予測が中断されるので、予測部12の演算負荷を抑制することができる。支援系ECU10では、予測部12により、センサ不検知領域に進入後の対象車両の挙動が予測されるので、上述の如く挙動の予測が中断されたとしても、車両1の安全を担保することができる。加えて、支援系ECU10によれば、対象車両がセンサ不検知領域を通過した後の、車両1(即ち、自車両)と対象車両との相対的な位置関係に応じてドライバに注意喚起を行うことができる。このとき、例えば発光器を用いて、図5(b)〜(e)に示すような注意喚起を行えば、対象車両の挙動を車両1のドライバが直感的に把握することが期待できる。
<変形例1>
車両1が直線区間を走行している場合、車両1が走行している車線は、正面を向いているドライバの視野の中央に位置する。このため、例えば図5(a)に示すように各領域を設定して、対象車両の車両1に対する相対位置に応じて、領域1、領域2及び領域3の少なくとも一部を発光させれば、ドライバが対象車両の位置や挙動を直感的に把握することができる。
しかしながら、車両1がカーブ区間を走行している場合、カーブの方向に応じて、車両1が走行している車線は、正面を向いているドライバの視野の右側又は左側に位置する。そこで、支援系ECU10は、以下のようにして、発光器の各領域を設定又は変更してよい。
即ち、支援系ECU10は、全周囲センサ24に含まれる前方カメラにより撮像された画像から、車両1が走行している道路に係る消失点(Vanishing point)を特定する。支援系ECU10は、車両1の位置及び地図情報を参照して、上記特定された消失点に相当する地図上の地点(例えば図6(a)の点A)を特定する。また、支援系ECU10は、車両1のヨー角(図6(a)の角度θego参照)を特定する。支援系ECU10は、上記消失点に相当する地図上の地点と車両1のヨー角とから、例えば図6(a)における∠AEB(即ち、角度θvan)を特定する。
そして、支援系ECU10は、例えば図6(b)に示すように、角度θvanだけ、発光器の中心軸(図6(b)の一点鎖線参照)を回転して、図5(a)の領域1、領域2及び領域3に夫々対応する領域1´、領域2´及び領域3´を設定する。このように構成すれば、車両1がカーブ区間を走行している場合にも、車両1のドライバが対象車両の挙動を直感的に把握可能な注意喚起を行うことができる。
<変形例2>
支援系ECU10は、気象や路面状態を考慮して注意喚起を行うタイミングを変更してもよい。具体的には例えば、支援系ECU10は、降雨・降雪時や、霧が発生している時、路面の摩擦係数が比較的小さい時(例えば路面凍結時等)は、晴天時に比べて早く注意喚起を開始してよい。このように構成すれば、車両1のドライバが対象車両に比較的早期に気付くことができ、ドライバが対象車両に比較的早期に対応できることが期待できる。
<変形例3>
支援系ECU10は、夜間や、車両1がトンネル内等の比較的暗い場所を走行している場合、ドライバへの注意喚起を行う際に発光器の発光量を減らしてよい。また、支援系ECU10は、車両1の進行方向前方に比較的強い光源(例えば太陽)が存在する場合、ドライバへの注意喚起を行う際に発光器の発光量を増やしてよい。このように構成すれば、車両1の周囲の光量に応じた適切な注意喚起を行うことができる。
<変形例4>
支援系ECU10は、センサ不検知領域を通過した後の対象車両が、例えばPCS(Pre Crash Safety)機能が作動するほど車両1に接近する場合、ドライバへの注意喚起を行う際に、発光器の発行色を変更してよい。具体的には、通常の発行色が例えば青色である場合、対象車両がPCS機能が作動するほど車両1に接近する場合の発行色を、例えば赤色等の警戒色にしてよい。
以上に説明した実施形態及び変形例から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。
発明の一態様に係る運転支援装置は、センサの出力に基づいて自車両の周囲に存在する移動体を認識する認識手段と、前記認識手段の認識結果に基づいて、前記移動体の挙動を予測する予測手段と、を備え、前記予測手段は、前記移動体が前記センサの死角域に進入すると予測される場合、前記移動体が前記死角域に進入する前の前記認識結果に基づいて前記移動体の前記死角域進入後の挙動を予測するとともに、前記移動体が前記死角域に存在する場合、前記移動体の挙動の予測を中断するというものである。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う運転支援装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
1、2…車両、10…支援系ECU、11…外界認識部、12…予測部

Claims (1)

  1. センサの出力に基づいて自車両の周囲に存在する移動体を認識する認識手段と、
    前記認識手段の認識結果に基づいて、前記移動体の挙動を予測する予測手段と、
    を備え、
    前記予測手段は、前記移動体が前記センサの死角域に進入すると予測される場合、前記移動体が前記死角域に進入する前の前記認識結果に基づいて前記移動体の前記死角域進入後の挙動を予測するとともに、前記移動体が前記死角域に存在する場合、前記移動体の挙動の予測を中断する
    ことを特徴とする運転支援装置。
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