JP2024020838A - 表示制御装置 - Google Patents

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裕貴 内田
Yuki Uchida
広矩 伊藤
Hironori Ito
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Abstract

【課題】自車両の周囲を走行する他車両に関して、車載のモニタへの表示にドライバが違和感を覚えないようにすることが可能な表示制御装置を提供する。【解決手段】表示制御装置は、自車両10に搭載された少なくとも一つのセンサ2により生成された自車両10の周囲の状況を表すセンサ信号に基づいて自車両10の周囲を走行する少なくとも一つの他車両を検出し、検出した他車両の種別を識別する検出部31と、二つの他車両が検出されている場合に、二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの自車両10に近い方の他車両の種別が大型車両であるか否か判定する判定部32と、二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、自車両10に近い方の他車両の種別が大型車両である場合、自車両10に搭載された表示装置3に自車両10に近い方の他車両のみを表す表示データを表示させる表示制御部33とを有する。【選択図】図3

Description

本発明は、車両の周囲の状況を表すセンサ信号から検出された物体の表示を行う表示制御装置に関する。
車載のセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、車両の周囲を走行する他車両を検出し、検出された他車両を車載のモニタに表示させる技術が提案されている(特許文献1を参照)。
特許文献1に開示された表示装置は、自車両周囲の環境を認識し、その認識結果に基づいて自車両周囲を走行する他車両の分布に関する情報を含む画像を生成し、生成した画像を表示する。この表示装置は、相対速度が所定値以下でありかつ隣接して走行する複数の他車両を検出した場合に、これらを包含するグルーピング表示を生成する。
特開2017-182586号公報
上記の技術は、複数の車両をグルーピングして表示することでドライバの監視負担を軽減するものである。逆に、車両の周囲を走行する一台の大型車両が、何らかの理由により大型車両と乗用車といった複数の車両として誤検出されてしまうことがある。このような場合、ドライバが車外を直接視認したときに見える車両の周囲の状況と、車載のモニタに表示されている状況とが異なり、ドライバに違和感を与えるおそれがある。
そこで、本発明は、自車両の周囲を走行する他車両に関して、車載のモニタへの表示にドライバが違和感を覚えないようにすることが可能な表示制御装置を提供することを目的とする。
一つの実施形態によれば、表示制御装置が提供される。この表示制御装置は、自車両に搭載された少なくとも一つのセンサにより生成された自車両の周囲の状況を表すセンサ信号に基づいて、自車両の周囲を走行する少なくとも一つの他車両を検出し、検出した他車両の種別を識別する検出部と、検出部により二つの他車両が検出されている場合に、検出された二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両の種別が大型車両であるか否か判定する判定部と、二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両の種別が大型車両である場合、自車両に搭載された表示装置に二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両のみを表す表示データを表示させる表示制御部とを有する。
本開示による表示制御装置は、自車両の周囲を走行する他車両に関して、車載のモニタへの表示にドライバが違和感を覚えないようにすることができるという効果を奏する。
表示制御装置が実装される表示制御システムの概略構成図である。 表示制御装置の一つの実施形態である電子制御装置のハードウェア構成図である。 表示制御処理に関する、電子制御装置のプロセッサの機能ブロック図である。 (a)は、車両と他車両との相対的な位置関係の一例を示す図である。(b)は、比較例による、検出された他車両の表示データの一例を示す図である。(c)は、本実施形態による、検出された他車両の表示データの一例を示す図である。 表示制御処理の動作フローチャートである。
以下、図を参照しつつ、表示制御装置、及び、表示制御装置において実施される表示制御方法ならびに表示制御用コンピュータプログラムについて説明する。この表示制御装置は、ドライバによる自車両の運転を支援し、あるいは、自車両の自動運転走行中における、自車両周囲の状況のドライバによる確認を補助する。そのために、この表示制御装置は、車載のセンサにより得られた、自車両の周囲の状況を表すセンサ信号に基づいて、自車両の周囲を走行する他車両を検出し、検出した他車両を表すイメージを含む表示データを車室内に設けられる表示装置に表示させる。その際、この表示制御装置は、二つの他車両が検出されている場合に、その二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両の種別が大型車両であるか否か判定する。そしてこの表示制御装置は、二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両の種別が大型車両である場合、表示装置に、二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両のみを表す表示データを表示させる。これにより、この表示制御装置は、一台の大型車両が何らかの理由により二つの他車両として誤検出されている場合に、ドライバが車外を直接視認したときに見える自車両の周囲の状況と、表示装置に表示されている状況とを一致させる。その結果として、この表示制御装置は、ドライバが違和感を覚えないようにする。
図1は、表示制御装置が実装される表示制御システムの概略構成図である。また図2は、表示制御装置の一つの実施形態である電子制御装置のハードウェア構成図である。表示制御システム1は、カメラ2と、表示装置3と、表示制御装置の一例である電子制御装置(ECU)4とを有する。カメラ2及び表示装置3とECU4とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。なお、車両10は、自車両の一例である。さらに、表示制御システム1は、LiDAR、レーダあるいはソナーといった、車両10の周囲の物体までの距離を測定する測距センサ(図示せず)を有していてもよい。
カメラ2は、車両10の周囲の状況を検知するセンサの一例である。カメラ2は、CCDあるいはC-MOSなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された2次元検出器と、その2次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系を有する。カメラ2は、例えば、車両10の前方を向くように、例えば、車両10の車室内に取り付けられる。そしてカメラ2は、所定の撮影周期(例えば1/30秒~1/10秒)ごとに車両10の前方領域を撮影し、その前方領域が写った画像を生成する。カメラ2により得られた画像は、車両10の周囲の状況を表すセンサ信号の一例であり、カラー画像であってもよく、あるいは、グレー画像であってもよい。なお、車両10には、撮影方向または焦点距離が異なる2台以上のカメラが設けられてもよい。
カメラ2は、画像を生成する度に、その生成した画像を、車内ネットワークを介してECU4へ出力する。
なお、上記のように、車両10に測距センサが搭載されている場合には、測距センサは、その測距センサによる測距範囲内の方位ごとに、その測距センサからその方位に存在する物体までの距離を表す測距信号を生成する。測距センサは、車両10の周囲の状況を検知するセンサの他の一例であり、測距信号は、車両10の周囲の状況を表すセンサ信号の他の一例である。そして測距センサは、生成した測距信号を、車内ネットワークを介してECU4へ出力する。
表示装置3は、車両10の車室内、例えば、インスツルメンツパネルの近傍に、ドライバへ向けて設置される。そして表示装置3は、ECU4から車内ネットワークを介して受信した、他車両を表す表示データを表示することで、車両10の周囲を走行する他車両に関する情報をドライバへ通知する。
ECU4は、車両10の周囲を走行する他車両を、カメラ2により生成された画像に基づいて検出し、検出した他車両を表す表示データを生成して、その表示データを表示装置3に表示させる。
図2に示されるように、ECU4は、通信インターフェース21と、メモリ22と、プロセッサ23とを有する。通信インターフェース21、メモリ22及びプロセッサ23は、それぞれ、別個の回路として構成されてもよく、あるいは、一つの集積回路として一体的に構成されてもよい。
通信インターフェース21は、ECU4を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース21は、カメラ2から画像を受信する度に、受信した画像をプロセッサ23へわたす。また、車両10に測距センサが搭載されている場合には、測距センサから測距信号を受信する度に、受信した測距信号をプロセッサ23へわたす。さらに、通信インターフェース21は、プロセッサ23から受け取った、表示装置3に表示させる表示データを、車内ネットワークを介して表示装置3へ出力する。
メモリ22は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ22は、ECU4のプロセッサ23により実行される表示制御処理において使用される各種のデータを記憶する。例えば、メモリ22は、カメラ2の焦点距離、画角、撮影方向及び取り付け位置などを表すパラメータを記憶する。また、メモリ22は、車両10の周囲を走行する他車両などの検出に利用される、物体検出用の識別器を特定するためのパラメータセットを記憶する。さらに、メモリ22は、カメラ2から受け取った画像といったセンサ信号を一時的に記憶する。さらにまた、メモリ22は、表示制御処理の途中で生成される各種のデータを一時的に記憶する。
プロセッサ23は、1個または複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ23は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ23は、表示制御処理を実行する。
図3は、表示制御処理に関する、プロセッサ23の機能ブロック図である。プロセッサ23は、検出部31と、判定部32と、表示制御部33とを有する。プロセッサ23が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ23上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ23が有するこれらの各部は、プロセッサ23に設けられる、専用の演算回路であってもよい。
検出部31は、所定の周期ごとに、カメラ2から受信した最新の画像に基づいて、車両10の周囲を走行する少なくとも一つの他車両を検出し、検出した他車両の種別を識別する。
本実施形態では、検出部31は、最新の画像を識別器に入力することで、その画像上に表されている他車両を検出するとともに、検出された他車両の種別(例えば、バス、トラックといった大型車両、普通乗用車、あるいは、二輪車)を識別する。なお、検出部31は、一つの画像から複数の他車両を検出してもよい。
検出部31は、そのような識別器として、Single Shot MultiBox Detector、または、Faster R-CNNといった、コンボリューショナルニューラルネットワーク(CNN)型のアーキテクチャを持つディープニューラルネットワーク(DNN)を用いることができる。あるいは、検出部31は、そのような識別器として、Vision Transformerといった、self attention network(SAN)型のアーキテクチャを有するDNNを用いてもよい。これらの識別器は、画像上の様々な領域について、他車両の種別ごとに、その種別の他車両が表されている確からしさを表す確信度を出力する。そして識別器は、何れかの種別の他車両について算出された確信度が所定の検出閾値よりも高くなる画像上の領域を、その種別の他車両が表されている物体領域として検出する。識別器は、検出対象となる何れかの種別の車両が表された教師画像を多数用いて、例えば、誤差逆伝搬法といった所定の学習手法に従って予め学習される。
また、車両10に測距センサが搭載されている場合、検出部31は、測距センサから受信した最新の測距信号を識別器に入力することで、車両10の周囲を走行する少なくとも一つの他車両を検出し、検出した他車両の種別を識別してもよい。この場合も、検出部31は、識別器として、CNN型あるいはSAN型のアーキテクチャを有するDNNを利用することができる。
車両10に、車両10の周囲の状況を検知するセンサ(すなわち、カメラまたは測距センサ)が複数搭載されている場合、検出部31は、センサごとに、そのセンサから受信したセンサ信号に対して上記の処理を実行して、センサごとに他車両を検出してもよい。
検出部31は、検出した個々の他車両について、画像上または測距信号上での他車両が表された物体領域の位置及び範囲と、その他車両の種別とを、判定部32及び表示制御部33に通知する。
判定部32は、検出部31により二つの他車両が検出された場合、検出された二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両であるか否か判定する。
ここで、画像上での他車両の下端の位置は、カメラ2から見た、他車両が路面に接している位置への方位と1対1に対応している。したがって、判定部32は、画像上での他車両が表された物体領域の下端の位置と、カメラ2の設置高さ及び焦点距離といったカメラ2のパラメータとに基づいて、車両10から他車両までの距離及び方位を推定できる。また、測距信号から他車両が検出されている場合には、判定部32は、その測距信号において他車両が表されている方位及び距離から車両10から他車両までの距離及び方位を推定できる。
判定部32は、検出部31により検出された他車両ごとに上記の処理を行うことで、車両10を基準とした二つの他車両のそれぞれの実空間における位置を推定できる。そして判定部32は、二つの他車両のそれぞれの実空間における推定位置の差を、その二つの他車両間の距離として算出する。判定部32は、算出した二つの他車両間の距離が所定距離以下となるか否か判定する。所定距離は、例えば、一つの大型車両が二つの他車両として誤検出される可能性が有る距離の最大値(例えば、1~3m)に設定される。さらに、判定部32は、二つの他車両のそれぞれの車両10からの推定距離を互いに比較することで、二つの他車両のうち、車両10に近い方の他車両を特定する。そして判定部32は、特定した他車両について、検出部31から通知された種別を参照することで、車両10に近い方の他車両の種別が大型車両か否かを判定することができる。
検出部31が複数のセンサのセンサ信号から他車両を検出している場合、判定部32は、互いに異なるセンサにより生成され、かつ、生成時刻の差が所定時間以下となる複数のセンサ信号から検出された二つの他車両に対して上記と同様の判定を行うことが好ましい。これにより、判定部32は、互いに異なる撮影範囲あるいは測距範囲にまたがって一つの他車両が存在する場合に、その一つの他車両がセンサごとに異なる複数の他車両として誤検出されたか否かを判定することができる。
判定部32は、二つの他車両間の距離が所定距離以下となるか否かの判定結果、及び、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両であるか否かの判定結果を表示制御部33へ通知する。
表示制御部33は、検出部31により検出された他車両を表す表示データを生成し、生成した表示データを、通信インターフェース21を介して表示装置3へ出力することで、表示装置3にその表示データを表示させる。本実実施形態では、検出された二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両である場合、表示制御部33は、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両のみを表す表示データを生成する。これに対して、検出された二つの他車両間の距離が所定距離よりも大きいか、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両でない場合、表示制御部33は、二つの他車両とも表された表示データを生成する。さらに、表示制御部33は、検出された二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両であっても、車両10から遠い方の他車両が大型車両であれば、二つの他車両とも表された表示データを生成してもよい。
図4(a)は、車両10と他車両との相対的な位置関係の一例を示す図である。また、図4(b)は、比較例による、検出された他車両の表示データの一例を示す図である。そして図4(c)は、本実施形態による、検出された他車両の表示データの一例を示す図である。
図4(a)に示されるように、この例では、他車両の一例である大型のトレーラー401が、車両10の右斜め前方を走行している。そしてトレーラー401の前方部分と後方部分とが、二つの他車両401a、401bとして誤検出されている。これは、例えば、トレーラー401が大型車両であるために、撮影範囲または測距範囲が互いに異なる複数のセンサのそれぞれが生成するセンサ信号においてトレーラー401の一部が表されていることによる。すなわち、検出部31が、センサ信号ごとにトレーラー401を検出することで、トレーラー401が二つの他車両401a、401bとして誤検出される。特に、トレーラー401の前方部分については、後方部分よりも車両10から遠いために、センサ信号上で相対的に小さく表されている。そのため、トレーラー401の前方部分に相当する、誤検出された他車両401aの種別も、普通乗用車のように誤って識別されることがある。これに対して、車両10に対して相対的に近い、トレーラー401の後方部分については、センサ信号上で相対的に大きく表されている。そのため、トレーラー401の後方部分に相当する他車両401bの種別は、大型車両として正しく識別される。また、他車両401aと他車両401bとは、元々同じトレーラー401の一部が別個の車両として誤検出されたものであるため、互いの距離は小さく、所定距離以下となる。
このように、トレーラー401が二つの他車両401a、401bとして誤検出されている。そのため、図4(b)に示される比較例の表示データ410では、他車両401aと他車両401bのそれぞれのイメージが表されている。そのため、車両10の実際の周囲の状況と表示データ410に表される車両10の周囲の状況とが整合しておらず、ドライバに違和感を与えることがある。
これに対して、図4(c)に示される、本実施形態による表示データ420では、他車両401bのみが表示され、他車両401aは表示されない。その結果として、車両10の実際の周囲の状況と表示データ420に表される車両10の周囲の状況とが整合するので、ドライバは違和感を覚えない。
図4(a)~図4(c)では、他車両が車両10よりも前方に位置している例が示されているが、表示制御部33は、検出された二つの他車両が車両10よりも後方に位置している場合についても同様に表示データを生成すればよい。したがって、検出された二つの他車両のうち、前側の他車両、すなわち、車両10に近い方の他車両の種別が大型車両であり、その二つの他車両間の距離が所定距離以下である場合、表示制御部33は、後側の他車両が省略されるように表示データを生成すればよい。
なお、表示制御部33は、車両10から検出された他車両への方位及び距離に基づいて、表示データ上でのその他車両のイメージの位置及びサイズを調整することが好ましい。すなわち、車両10から検出された他車両への方位と、表示データ上での車両10のイメージから見た他車両のイメージへの方位とが一致するように、表示制御部33は、表示データ上での他車両のイメージの位置を決定することが好ましい。例えば、検出された他車両への方位が車両10から見て左前方であれば、表示制御部33は、表示データ上における車両10のイメージの位置に対して左上方に他車両を表すイメージを配置する。また、検出された他車両への方位が車両10から見て右後方であれば、表示制御部33は、表示データ上における車両10のイメージの位置に対して右下方に他車両を表すイメージを配置する。さらに、車両10から検出された他車両までの推定距離が長くなるほど、表示制御部33は、表示データ上での他車両のイメージを小さくすることが好ましい。さらに、表示制御部33は、検出された他車両について識別された種別に応じて、表示データ上に表示する他車両のイメージを変更することが好ましい。例えば、検出された他車両について識別された種別が大型車両であれば、表示制御部33は、表示データにおいて、大型車両のイメージを、他車両のイメージとして配置する。また、検出された他車両について識別された種別が普通乗用車であれば、表示制御部33は、表示データにおいて、普通乗用車のイメージを、他車両のイメージとして配置する。
図5は、プロセッサ23により実行される、表示制御処理の動作フローチャートである。プロセッサ23は、所定の周期ごとに、以下の動作フローチャートに従って表示制御処理を実行する。
プロセッサ23の検出部31は、カメラ2により得られた画像に基づいて、車両10の周囲を走行する少なくとも一つの他車両を検出し、検出した他車両の種別を識別する(ステップS101)。また、プロセッサ23の判定部32は、検出部31により二つの他車両が検出された場合、検出された二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両であるか否か判定する(ステップS102)。
二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両である場合(ステップS102-Yes)、それら二つの他車両は、一つの他車両を誤検出したものと推定される。そこでプロセッサ23の表示制御部33は、それら二つの他車両のうち、車両10に近い方の他車両のみが表された表示データを生成する(ステップS103)。
一方、二つの他車両間の距離が所定距離よりも大きいか、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両でない場合(ステップS102-No)、二台の他車両が正しく検出されていると推定される。そこで表示制御部33は、それら二つの他車両の両方が表された表示データを生成する(ステップS104)。
ステップS103またはS104の後、表示制御部33は、生成した表示データを、通信インターフェース21を介して表示装置3へ出力することで、表示装置3にその表示データを表示させる(ステップS105)。そしてプロセッサ23は、表示制御処理を終了する。
以上に説明してきたように、この表示制御装置は、センサ信号から検出された、自車両の周囲を走行する二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両の種別が大型車両であるか否か判定する。そしてこの表示制御装置は、二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両の種別が大型車両である場合、表示装置に、二つの他車両のうちの自車両に近い方の他車両のみを表す表示データを表示させる。これにより、この表示制御装置は、一台の大型車両が何らかの理由により二つの他車両として誤検出されている場合に、ドライバが車外を直接視認したときに見える自車両の周囲の状況と、表示装置に表示されている状況とを一致させることができる。その結果として、この表示制御装置は、表示装置に表示されている自車両の周囲の状況に対してドライバが違和感を覚えないようにすることができる。
なお、判定部32及び表示制御部33は、検出部31により3台以上の他車両が検出されている場合、検出された他車両のうちの2台の組み合わせごとに、上記の処理を実行すればよい。
変形例によれば、判定部32は、検出された二つの他車両の並び方向と車両10の進行方向とのなす角が所定角度以内か否かをさらに判定してもよい。この場合、判定部32は、車両10の位置を基準として推定される、検出された二つの他車両のそれぞれの実空間の位置を結ぶ線の方向を、その二つの他車両の並び方向とすればよい。二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、二つの他車両のうちの車両10に近い方の他車両の種別が大型車両であり、かつ、二つの他車両の並び方向と車両10の進行方向とのなす角が所定角度以内である場合に限り、表示制御部33は、車両10に近い方の他車両のみを表示データに表示するようにしてもよい。これは、一つの他車両が二つの他車両として誤検出される場合、誤検出された二つの他車両は車両10の進行方向と略平行な方向に並ぶことが多いためである。そこでこの変形例のように、検出された二つの他車両の並び方向も考慮して、表示データ上に表示する他車両を決定することで、表示制御装置は、実際に二つの他車両が車両10の周囲を走行している場合に、その二つの他車両のうちの一方を誤って表示しないことを避けることができる。
上記の実施形態または変形例による、ECU4のプロセッサ23の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。
以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
1 表示制御システム
10 車両
2 カメラ
3 表示装置
4 電子制御装置(ECU)
21 通信インターフェース
22 メモリ
23 プロセッサ
31 検出部
32 判定部
33 表示制御部

Claims (1)

  1. 自車両に搭載された少なくとも一つのセンサにより生成された前記自車両の周囲の状況を表すセンサ信号に基づいて、前記自車両の周囲を走行する少なくとも一つの他車両を検出し、検出した他車両の種別を識別する検出部と、
    前記検出部により二つの他車両が検出されている場合に、検出された前記二つの他車両間の距離が所定距離以下であり、かつ、前記二つの他車両のうちの前記自車両に近い方の他車両の種別が大型車両であるか否か判定する判定部と、
    前記二つの他車両間の距離が前記所定距離以下であり、かつ、前記二つの他車両のうちの前記自車両に近い方の他車両の種別が大型車両である場合、前記自車両に搭載された表示装置に前記二つの他車両のうちの前記自車両に近い方の他車両のみを表す表示データを表示させる表示制御部と、
    を有する表示制御装置。
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