JP2917038B2 - 自律走行車両の制御装置 - Google Patents
自律走行車両の制御装置Info
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- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
(産業上の利用分野) 本発明は、外部環境を識別する外界識別手段を備え、
その認識結果に基づいて自律走行する車両において、そ
の走行を制御する装置に関するものであり、特に詳細に
は、運転車の手動走行のくせや好みに合わせた自律走行
ができるようにした自律走行車両の制御装置に関するも
のである。 (従来の技術) 従来より、例えば特開昭64−26913号公報に示される
ように、テレビカメラや、前方車との車間距離を検出す
るセンサー等の外界認識手段を自動車等の車両に搭載
し、その認識結果に基づいて車両を自律走行させる技術
が公知となっている。 この種の自律走行車両においては、外界認識手段の認
識結果に基づいて車両の走行を制御する走行制御手段に
加えて、通常の自動車等と同様に、車両の走行を制御す
るために運転者によって操作される操作手段も設置され
ることが多い。そしてその場合は、上記操作手段による
手動走行状態と、走行制御手段による自律走行状態とを
切り換える手段が設けられることになる。 (発明が解決しようとする課題) ところで、運転者による運転操作特性、すなわち例え
ば、前方車との車間の取り方や、前方車の加速(減速も
含めて)開始に対して自車を加速開始させるまでの反応
時間や、前方車の加速度に対する自車の加速度の程度、
等の車両の加減速に関する特性は、運転者毎に異なるこ
とが多い。これらの運転操作特性の相違は、他の人にと
っては、いわゆる運転者の「くせ」や「好み」として認
められる。 前述のようにして車両を自律走行させる場合にも、当
然上記のような運転操作特性が存在することになるが、
これが運転者のくせや好みとかけ離れていると、運転者
は自律走行時に違和感を覚えるようになる。自律走行に
おける運転操作特性は、安全性も含む種々の条件を考慮
して適切に設定されるものであるが、その一方で運転者
に上記のような違和感を覚えさせるものであると、それ
は運転者の精神的不安定を招くことにもなり、安全走行
の上で好ましくない。 そこで本発明は、上記の問題を解決することができる
自律走行車両の制御装置を提供することを目的とするも
のである。 (課題を解決するための手段) 本発明による自律走行車両の制御装置は、前述したよ
うな外界識別手段と、走行制御手段と、手動走行のため
の操作手段と、自律走行状態と手段走行状態とを切り換
える手段とを備えた自律走行車両の制御装置において、 手動走行時に、運転者による運転操作特性を求める手
段と、 この運転操作特性に基づいて、上記走行制御手段によ
る走行制御を補正する手段とが設けられ、前記運転操作
特性の1つが、前方車の加速が開始してから自車を加速
開始させるまでの反応時間τ、前方車の加速度に対する
自車の加速度の割合である感応係数bあるいは、車間距
離変化に対する反応の鋭さを表す注意係数ωのいずれか
であることを特徴とするものである。 (作用) 上記のようにして走行制御手段による走行制御を補正
すれば、自律走行時の運転操作特性は、運転者のくせや
好みに近付くようになる。 なお運転者は適宜代わり得るし、また同一の運転者で
あっても前記のくせや好みは変化し得るものであるか
ら、運転者の運転操作特性は高頻度で求めるのがよい。
こうして求める運転操作特性は、基本的には最新のもの
1通りを用いればよい。しかし、運転者の運転操作特性
にはバラつきもあるから、各運転操作特性を過去何回か
求めた結果に基づいて定めるのが好ましい。 (実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説
明する。 第1図は、本発明の一実施例による自律走行車両の制
御装置の基本構成を示すものである。この実施例の装置
は一例として、自動車の自律走行のために適用されるも
のである。なお第1図中、自律走行時の信号の流れにつ
いては実線で示してあり、手動走行時の信号の流れおよ
び操作については、破線で示してある。 まず自律走行について説明する。外界認識手段として
の距離センサー10は、第2図図示のように例えば自動車
5のフロンドグリル7の部分に取り付けられ、前方車と
自車との車間距離を検出する。このような距離センサー
10としては、例えば超音波を前方に発し、それが前方車
で反射して戻って来るまでの時間に基づいて車間距離を
求めるもの等が用いられうる。また自動車5には、一般
的なスピードメータやドップラー速度計からなる車速セ
ンサー11が設けられている。 距離センサー10が発する車間距離信号S1は、走行制御
手段としての車速自動制御手段12に入力される。この車
速自動制御手段12には、車速センサー11が発する自車速
度信号S2も入力される。車速自動制御手段12はこれらの
車間距離信号S1および自車速度信号S2に基づいて、前方
車との車間距離を一定に保うための制御を行なう。この
制御は、時刻tにおける自車加速度aF(t)を、 λ=b・vL(t)/d(t−τ)ω ……(2) と設定することによってなされる。ただし、 vL(t−τ):時刻t−τにおける前方車速度 vF(t) :時刻tにおける前方車速度 vF(t−τ):時刻t−τにおける自車速度 d(t−τ):時刻t−τにおける車間距離 M:車両重量 λ:制御ゲイン τ:反応時間 b:感応係数 ω:注意係数 である。 ここで、vL(t−τ)−vF(t−τ)の値は、自車に
対する前方車の相対速度であり、これは例えば、車間距
離信号S1を微分して求められる。またvL(t)の値は、
上記と同様にして求められるvL(t)−vF(t)の値
と、自車速度信号S2が示すvF(t)の値とから求めるこ
とができる。 なお上記反応時間τは、前方車の加速(減速も含め
て)が開始してから自車を加速開始させるまでの時間、
感応係数bは前方車の加速度に対する自車の加速度の割
合、注意係数ωは車間距離変化に対する反応の鋭さを表
わす係数である。これらの反応時間τ、感応係数bおよ
び注意係数ωは、各運転者にあっても固有の値が存在
し、それらの値の運転者間の差が、前述のくせや好みと
して認められる。車速自動制御手段12においては、これ
らのパラメータτ、bおよびωの値が後述のようにして
定められ、それにより自律走行時の運転操作特性が決定
される。 車速自動制御手段12は、上記(1)および(2)式に
よって求めた自車加速度aF(t)を示す信号S3を、コン
トローラ13に入力する。コントローラ13はこの信号S3に
基づいてアクセルペダル等のアクチュエータ14を操作
し、時刻tにおける自動車5の加速度を上記aF(t)の
値に制御する。それにより自動車5は、前方車との車間
距離が変化しないようにして、該前方車に自動追従走行
する。 次に手動走行について説明する。上記コントローラ13
には、マニュアル操作される切換回路15が接続されてい
る。コントローラ13はこの切換回路15が出力する走行状
態指示信号Jを受けて、上述のように作動する状態と、
作動停止する状態の一方に選択的に設定される。走行状
態指示信号Jにより手動走行が指示されたとき、コント
ローラ13は作動停止し、かつアクチュエータ14と切り離
される。それにより、アクチュエータ14は運転者の手動
操作Mを受けて作動し、一般的な手動走行がなされる。 こうして自動車5が手動走行するときも、距離センサ
ー10および車速センサー11は作動し続け、それぞれから
出力される車間距離信号S1と自車速度信号S2が、パラメ
ータ値推定手段16に入力される。このパラメータ値推定
手段16は公知のコンピュータ等からなり、刻々入力され
る上記信号S1およびS2から、反応時間τと感応係数bと
注意係数ωとを推定する。これらのパラメータτ、bお
よびωの推定は、例えば前記(1)、(2)式にτ、
b、ω以外の実測値を何通りか代入し、そうして得られ
た非線形方程式をτ、b、ωについて解く、という手法
によってなされうる。 上記パラメータτ、b、ωは、基本的には例えば1回
の手動運転当り1通りずつ求める等すればよい。しか
し、運転者のくせや好みのバラツキ、さらにはそれらの
経時的変化にも対応できるように、これらのパラメータ
をいわゆる学習機能によって頻繁に更新するのが好まし
い。そのためには、例えば下記のような学習アルゴリズ
ムを用いればよい。 C1・C2=1.0 ただし P(t) :時刻tにおける学習パラメータ値 P(t+1):時刻t+1における学習パラメータ値 P
その認識結果に基づいて自律走行する車両において、そ
の走行を制御する装置に関するものであり、特に詳細に
は、運転車の手動走行のくせや好みに合わせた自律走行
ができるようにした自律走行車両の制御装置に関するも
のである。 (従来の技術) 従来より、例えば特開昭64−26913号公報に示される
ように、テレビカメラや、前方車との車間距離を検出す
るセンサー等の外界認識手段を自動車等の車両に搭載
し、その認識結果に基づいて車両を自律走行させる技術
が公知となっている。 この種の自律走行車両においては、外界認識手段の認
識結果に基づいて車両の走行を制御する走行制御手段に
加えて、通常の自動車等と同様に、車両の走行を制御す
るために運転者によって操作される操作手段も設置され
ることが多い。そしてその場合は、上記操作手段による
手動走行状態と、走行制御手段による自律走行状態とを
切り換える手段が設けられることになる。 (発明が解決しようとする課題) ところで、運転者による運転操作特性、すなわち例え
ば、前方車との車間の取り方や、前方車の加速(減速も
含めて)開始に対して自車を加速開始させるまでの反応
時間や、前方車の加速度に対する自車の加速度の程度、
等の車両の加減速に関する特性は、運転者毎に異なるこ
とが多い。これらの運転操作特性の相違は、他の人にと
っては、いわゆる運転者の「くせ」や「好み」として認
められる。 前述のようにして車両を自律走行させる場合にも、当
然上記のような運転操作特性が存在することになるが、
これが運転者のくせや好みとかけ離れていると、運転者
は自律走行時に違和感を覚えるようになる。自律走行に
おける運転操作特性は、安全性も含む種々の条件を考慮
して適切に設定されるものであるが、その一方で運転者
に上記のような違和感を覚えさせるものであると、それ
は運転者の精神的不安定を招くことにもなり、安全走行
の上で好ましくない。 そこで本発明は、上記の問題を解決することができる
自律走行車両の制御装置を提供することを目的とするも
のである。 (課題を解決するための手段) 本発明による自律走行車両の制御装置は、前述したよ
うな外界識別手段と、走行制御手段と、手動走行のため
の操作手段と、自律走行状態と手段走行状態とを切り換
える手段とを備えた自律走行車両の制御装置において、 手動走行時に、運転者による運転操作特性を求める手
段と、 この運転操作特性に基づいて、上記走行制御手段によ
る走行制御を補正する手段とが設けられ、前記運転操作
特性の1つが、前方車の加速が開始してから自車を加速
開始させるまでの反応時間τ、前方車の加速度に対する
自車の加速度の割合である感応係数bあるいは、車間距
離変化に対する反応の鋭さを表す注意係数ωのいずれか
であることを特徴とするものである。 (作用) 上記のようにして走行制御手段による走行制御を補正
すれば、自律走行時の運転操作特性は、運転者のくせや
好みに近付くようになる。 なお運転者は適宜代わり得るし、また同一の運転者で
あっても前記のくせや好みは変化し得るものであるか
ら、運転者の運転操作特性は高頻度で求めるのがよい。
こうして求める運転操作特性は、基本的には最新のもの
1通りを用いればよい。しかし、運転者の運転操作特性
にはバラつきもあるから、各運転操作特性を過去何回か
求めた結果に基づいて定めるのが好ましい。 (実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説
明する。 第1図は、本発明の一実施例による自律走行車両の制
御装置の基本構成を示すものである。この実施例の装置
は一例として、自動車の自律走行のために適用されるも
のである。なお第1図中、自律走行時の信号の流れにつ
いては実線で示してあり、手動走行時の信号の流れおよ
び操作については、破線で示してある。 まず自律走行について説明する。外界認識手段として
の距離センサー10は、第2図図示のように例えば自動車
5のフロンドグリル7の部分に取り付けられ、前方車と
自車との車間距離を検出する。このような距離センサー
10としては、例えば超音波を前方に発し、それが前方車
で反射して戻って来るまでの時間に基づいて車間距離を
求めるもの等が用いられうる。また自動車5には、一般
的なスピードメータやドップラー速度計からなる車速セ
ンサー11が設けられている。 距離センサー10が発する車間距離信号S1は、走行制御
手段としての車速自動制御手段12に入力される。この車
速自動制御手段12には、車速センサー11が発する自車速
度信号S2も入力される。車速自動制御手段12はこれらの
車間距離信号S1および自車速度信号S2に基づいて、前方
車との車間距離を一定に保うための制御を行なう。この
制御は、時刻tにおける自車加速度aF(t)を、 λ=b・vL(t)/d(t−τ)ω ……(2) と設定することによってなされる。ただし、 vL(t−τ):時刻t−τにおける前方車速度 vF(t) :時刻tにおける前方車速度 vF(t−τ):時刻t−τにおける自車速度 d(t−τ):時刻t−τにおける車間距離 M:車両重量 λ:制御ゲイン τ:反応時間 b:感応係数 ω:注意係数 である。 ここで、vL(t−τ)−vF(t−τ)の値は、自車に
対する前方車の相対速度であり、これは例えば、車間距
離信号S1を微分して求められる。またvL(t)の値は、
上記と同様にして求められるvL(t)−vF(t)の値
と、自車速度信号S2が示すvF(t)の値とから求めるこ
とができる。 なお上記反応時間τは、前方車の加速(減速も含め
て)が開始してから自車を加速開始させるまでの時間、
感応係数bは前方車の加速度に対する自車の加速度の割
合、注意係数ωは車間距離変化に対する反応の鋭さを表
わす係数である。これらの反応時間τ、感応係数bおよ
び注意係数ωは、各運転者にあっても固有の値が存在
し、それらの値の運転者間の差が、前述のくせや好みと
して認められる。車速自動制御手段12においては、これ
らのパラメータτ、bおよびωの値が後述のようにして
定められ、それにより自律走行時の運転操作特性が決定
される。 車速自動制御手段12は、上記(1)および(2)式に
よって求めた自車加速度aF(t)を示す信号S3を、コン
トローラ13に入力する。コントローラ13はこの信号S3に
基づいてアクセルペダル等のアクチュエータ14を操作
し、時刻tにおける自動車5の加速度を上記aF(t)の
値に制御する。それにより自動車5は、前方車との車間
距離が変化しないようにして、該前方車に自動追従走行
する。 次に手動走行について説明する。上記コントローラ13
には、マニュアル操作される切換回路15が接続されてい
る。コントローラ13はこの切換回路15が出力する走行状
態指示信号Jを受けて、上述のように作動する状態と、
作動停止する状態の一方に選択的に設定される。走行状
態指示信号Jにより手動走行が指示されたとき、コント
ローラ13は作動停止し、かつアクチュエータ14と切り離
される。それにより、アクチュエータ14は運転者の手動
操作Mを受けて作動し、一般的な手動走行がなされる。 こうして自動車5が手動走行するときも、距離センサ
ー10および車速センサー11は作動し続け、それぞれから
出力される車間距離信号S1と自車速度信号S2が、パラメ
ータ値推定手段16に入力される。このパラメータ値推定
手段16は公知のコンピュータ等からなり、刻々入力され
る上記信号S1およびS2から、反応時間τと感応係数bと
注意係数ωとを推定する。これらのパラメータτ、bお
よびωの推定は、例えば前記(1)、(2)式にτ、
b、ω以外の実測値を何通りか代入し、そうして得られ
た非線形方程式をτ、b、ωについて解く、という手法
によってなされうる。 上記パラメータτ、b、ωは、基本的には例えば1回
の手動運転当り1通りずつ求める等すればよい。しか
し、運転者のくせや好みのバラツキ、さらにはそれらの
経時的変化にも対応できるように、これらのパラメータ
をいわゆる学習機能によって頻繁に更新するのが好まし
い。そのためには、例えば下記のような学習アルゴリズ
ムを用いればよい。 C1・C2=1.0 ただし P(t) :時刻tにおける学習パラメータ値 P(t+1):時刻t+1における学習パラメータ値 P
【t】 :時刻tに検出されたパラメータ値 C1 :忘却係数 C2 :記憶係数 である。 以上のようにして最終的に求められたパラメータτ、
b、ωは、補正手段17のメモリに記憶される。そして次
に自律走行がなされるとき、補正手段17は記憶していた
パラメータτ、b、ωの値を車速自動制御手段12に転送
し、それまで該車速自動制御手段12に設定されていた各
パラメータτ、b、ωをこれらの値に更新させる。 このようにして、自律走行時の反応時間τ、感応係数
b、注意係数ωは、運転者のそれに合致したものとされ
る。したがって、自律走行する自動車5の前方車への追
従の仕方は、運転者のくせや好みに近いものとなる。 なお以上説明した実施例においては、自律走行時に車
間距離の取り方を決定するパラメータである反応時間
τ、感応係数b、注意係数ωを、運転者のものに合わせ
るように構成されているが、本発明においてはその他の
運転操作特性、例えば旋回時の減速の仕方、さらには追
越し時の経路の取り方や加速タイミング等を運転者のも
のに合わせるように構成することも勿論可能である。 (発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明による自律走行車両の
制御装置は、手動走行時の運転者の車両の加減速の運転
操作特性を求め、自律走行時にはこの運転操作特性に基
づいて走行制御がなされるように構成したから、本装置
による自律走行時に運転者は、自分のくせや好みに合致
した操縦感が得られることになる。よって本装置によれ
ば、自律走行時運転者に精神的安定を与えられるように
なり、安全性向上の効果が得られる。
b、ωは、補正手段17のメモリに記憶される。そして次
に自律走行がなされるとき、補正手段17は記憶していた
パラメータτ、b、ωの値を車速自動制御手段12に転送
し、それまで該車速自動制御手段12に設定されていた各
パラメータτ、b、ωをこれらの値に更新させる。 このようにして、自律走行時の反応時間τ、感応係数
b、注意係数ωは、運転者のそれに合致したものとされ
る。したがって、自律走行する自動車5の前方車への追
従の仕方は、運転者のくせや好みに近いものとなる。 なお以上説明した実施例においては、自律走行時に車
間距離の取り方を決定するパラメータである反応時間
τ、感応係数b、注意係数ωを、運転者のものに合わせ
るように構成されているが、本発明においてはその他の
運転操作特性、例えば旋回時の減速の仕方、さらには追
越し時の経路の取り方や加速タイミング等を運転者のも
のに合わせるように構成することも勿論可能である。 (発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明による自律走行車両の
制御装置は、手動走行時の運転者の車両の加減速の運転
操作特性を求め、自律走行時にはこの運転操作特性に基
づいて走行制御がなされるように構成したから、本装置
による自律走行時に運転者は、自分のくせや好みに合致
した操縦感が得られることになる。よって本装置によれ
ば、自律走行時運転者に精神的安定を与えられるように
なり、安全性向上の効果が得られる。
第1図は、本発明の一実施例装置の基本構成を示すブロ
ック図、 第2図は、距離センサーの自律走行車両への取付状態例
を示す斜視図である。 5……自動車、10……距離センサー 11……車速センサー、12……車速自動制御手段 13……コントローラ、14……アクチュエータ 15……切換回路、16……パラメータ値推定手段 17……補正手段
ック図、 第2図は、距離センサーの自律走行車両への取付状態例
を示す斜視図である。 5……自動車、10……距離センサー 11……車速センサー、12……車速自動制御手段 13……コントローラ、14……アクチュエータ 15……切換回路、16……パラメータ値推定手段 17……補正手段
Claims (3)
- 【請求項1】車両の外部環境を識別する外界識別手段
と、 この外界識別手段の認識結果に基づいて車両の走行を制
御する走行制御手段と、 車両の走行を制御するために運転者によって操作される
操作手段と、 この操作手段による手動走行状態と、前記走行制御手段
による自律走行状態とを切り換える手段と、 前記手動走行時に、前方車の加速が開始してから自車を
加速開始させるまでの反応時間τにより運転車による運
転操作特性を求める手段と、 この運転操作特性に基づいて、前記走行制御手段による
走行制御を補正する手段とを備えたことを特徴とする自
律走行車両の制御装置。 - 【請求項2】車両の外部環境を識別する外界識別手段
と、 この外界識別手段の認識結果に基づいて車両の走行を制
御する走行制御手段と、 車両の走行を制御するために運転者によって操作される
操作手段と、 この操作手段による手動走行状態と、前記走行制御手段
による自律走行状態とを切り換える手段と、 前記手動走行時に、前方車の加速度に対する自車の加速
度の割合である感応係数bにより運転車による運転操作
特性を求める手段と、 この運転操作特性に基づいて、前記走行制御手段による
走行制御を補正する手段とを備えたことを特徴とする自
律走行車両の制御装置。 - 【請求項3】車両の外部環境を識別する外界識別手段
と、 この外界識別手段の認識結果に基づいて車両の走行を制
御する走行制御手段と、 車両の走行を制御するために運転者によって操作される
操作手段と、 この操作手段による手動走行状態と、前記走行制御手段
による自律走行状態とを切り換える手段と、 前記手動走行時に、車間距離変化に対する反応の鋭さを
表す注意係数ωにより運転車による運転操作特性を求め
る手段と、 この運転操作特性に基づいて、前記走行制御手段による
走行制御を補正する手段とを備えたことを特徴とする自
律走行車両の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2081545A JP2917038B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 自律走行車両の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2081545A JP2917038B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 自律走行車両の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03280110A JPH03280110A (ja) | 1991-12-11 |
JP2917038B2 true JP2917038B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=13749264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Families Citing this family (9)
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JP2817110B2 (ja) * | 1993-11-17 | 1998-10-27 | 本田技研工業株式会社 | 車両用警報装置 |
JPH11105579A (ja) * | 1997-10-07 | 1999-04-20 | Toyota Motor Corp | 車間制御装置 |
JP2006044560A (ja) | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Denso Corp | 走行支援誤制御検出システム、車載検出システム及びセンター装置 |
JP4952268B2 (ja) * | 2007-01-24 | 2012-06-13 | トヨタ自動車株式会社 | 走行制御計画生成装置 |
JP2011145743A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Ihi Aerospace Co Ltd | 自律移動ロボットシステム |
KR101408684B1 (ko) * | 2013-06-19 | 2014-06-17 | 한국기계연구원 | 3포트 솔레노이드 밸브 |
WO2015088522A1 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | Intel Corporation | Individual driving preference adapted computerized assist or autonomous driving of vehicles |
EP3390189B1 (en) * | 2017-03-10 | 2021-06-02 | Baidu.com Times Technology (Beijing) Co., Ltd. | Method and system for controlling autonomous driving vehicle reentering autonomous driving mode |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2081545A patent/JP2917038B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH03280110A (ja) | 1991-12-11 |
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