JP3521292B2 - 自動車の走行制御装置 - Google Patents

自動車の走行制御装置

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JP3521292B2
JP3521292B2 JP02687695A JP2687695A JP3521292B2 JP 3521292 B2 JP3521292 B2 JP 3521292B2 JP 02687695 A JP02687695 A JP 02687695A JP 2687695 A JP2687695 A JP 2687695A JP 3521292 B2 JP3521292 B2 JP 3521292B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本願発明は、自車の進行路上に存
在する前方物体(例えば、先行車)に追従して自車を走
行させる自動車の走行制御装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】この種の自動車の走行制御装置として
は、例えば自車の前方にレーダ波を発信し、前方に存在
する物体からの反射波を検出して前方物体の有無を検出
するスキャン式レーダ装置により水平方向に比較的広角
度での走査を行い、該走査により得られる情報の中か
ら、マイクロコンピュータを利用して、自車のステアリ
ング舵角やヨーレート等の走行状態に基づいて推定され
る自車の進行路に沿った領域内のもののみをピックアッ
プすることにより、スキャン式レーダ装置による前方物
体の検出をソフト的に上記領域内に限定して行うように
したものが既に開発されている。 【0003】ところで、上記のようにしてスキャン式レ
ーダ装置による前方物体の検出を行う場合において、進
行路上に物体が存在しているにもかかわらず、道路のカ
ント等に起因してレーダ波の反射波が検出できない(換
言すれば、スキャン式レーダ装置による検出データが消
滅する)という現象が生ずるおそれがある。このような
場合、マイクロコンピュータによる進行路上に存在する
前方物体の検出処理を初めから再度行わなければならな
いという不具合が生ずる。 【0004】上記のような不具合に対処するために、追
尾している前方物体が消滅した後に再出現した時同一物
体として自動追尾を再開するようにしたもの(換言すれ
ば、追尾していた検出データを所定時間に限り補間する
もの)が提案されている(例えば、特開平3−2069
89号公報参照)。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うに前方物体が消滅した場合に所定時間に限りそのデー
タを補間する場合、前方物体が移動物体であると、消滅
前に検出された検出データを固定した状態で補間する
と、スキャン間隔毎に前方物体も移動するところから的
確なデータ補間ができない場合が生ずる。つまり、消滅
後再出現するまでの補間時間において、補間データを消
滅前の前方物体の移動状況に対応させて位置補間する必
要が生ずるのである。 【0006】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、前方物体の消滅時における検出データの補間を行
うに際してロックオン対象物体の推定位置補間を行うこ
とによりロックオン対象物体の的確なデータ補間が得ら
れるようにすることを目的とするものである。 【0007】 【課題を解決するための手段】本願発明の基本構成で
は、上記課題を解決するための手段として、自車の前方
に存在する物体の距離及び方向を検出する物体検出手段
(例えば、自車の前方に向けてレーザレーダ波を発信
し、前方物体からの反射波を検出するレーザレーダ装
置)と、自車の走行状態(例えば、自車の舵角データお
よび車速データ、あるいは自車のヨーレートデータおよ
び車速データ)に基づいて自車前方の進行路を推定する
進行路推定手段と、前記物体検出手段により検出された
物体が前記進行路上に所定移動条件をもって存在するか
を判断し、これを自車の追従対象物体と判定するロック
オン判定手段と、自車と追従対象物体との距離および相
対速度に基づいて自車を追従対象物体に追従させるよう
に自車の車速を制御する追従制御手段とを備えた自動車
の走行制御装置において、前記物体検出手段からの追従
対象物体の検出データが消滅した場合に所定時間その検
出データを補間する補間手段と、前記追従対象物体が前
記進行路から離れた状態で前記物体検出手段からの追従
対象物体の検出データが消滅した場合には、前記補間手
段によって定められた所定時間内だけ前記追従対象物体
の消滅前における検出データと前記進行路推定手段によ
って推定された進行路に基づいて、補間後の追従対象物
体の検出データを進行路に戻す方向に補間を行う補間制
御手段とを付設している。 【0008】本願発明の基本構成において、前記補間制
御手段による補間制御を、追従対象物体を進行路上に徐
々に戻すものとなすのが追従対象物体に対する補間をよ
り的確に行い得る点で好ましい。 【0009】 【作用】本願発明の基本構成では、上記手段によって次
のような作用が得られる。 【0010】即ち、自車前方の追従対象物体に関する物
体検出手段(例えば、レーザレーダ装置)による検出デ
ータが何らかの原因により消滅した場合に、補間手段に
よって所定時間前記検出データが補間され、特に追従対
象物体が進行路から離れた状態で物体検出手段からの追
従対象物体の検出データが消滅した場合には、補間手段
によって定められた所定時間内だけ追従対象物体の消滅
前における検出データと進行路推定手段によって推定さ
れた進行路に基づいて、補間後の追従対象物体の検出デ
ータを進行路に戻す方向に補間を行うことで、追従対象
物体は自車の進行路上へ戻されることとなる。 【0011】本願発明の基本構成において、前記補間制
御手段による補間制御を、追従対象物体を進行路上に徐
々に戻すものとなした場合、急激な位置補間が防止され
ることとなり、追従対象物体に対する補間をより的確に
行い得る。 【0012】 【発明の効果】本願発明の基本構成によれば、自車前方
の追従対象物体に関する物体検出手段(例えば、レーザ
レーダ装置)による検出データが何らかの原因により進
行路から離れて消滅した場合において、補間手段により
前記検出データを所定時間補間するに当たって、当該補
間により追従対象物体が自車の進行路上へ戻されること
となり、追従対象物体の消滅時におけるデータ補間を的
確に行うことができるという優れた効果がある。 【0013】 【実施例】以下、添付の図面を参照して本願発明の好適
な実施例を説明する。 【0014】図1には、本願発明の実施例にかかる自動
車の走行制御装置の全体構成が示されている。ここで、
符号1はエンジン吸気系のスロットル弁(図示省略)の
開度を自動調整するスロットル制御装置、2は電子制御
式自動変速機(EAT)の制御装置、3は各車輪に付与
する制動力を自動調整するブレーキ制御装置であり、こ
れら三種類の制御装置1〜3は、いずれも図示していな
いアクチュエータを有し、該各アクチュエータは、コン
トロールユニット4により制御されることとなってい
る。 【0015】即ち、前記コントロールユニット4は、ス
ロットル制御装置1のアクチュエータに対し目標スロッ
トル開度信号を出力して制御を行うとともに、ブレーキ
制御装置3のアクチュエータに対し目標ブレーキ量信号
を出力して制御を行う。また、コントロールユニット4
は、EAT制御装置2のシフト位置を検出するセンサー
(図示省略)からのシフト位置信号を受けつつ、該EA
T制御装置2のアクチュエータに対しシフト制御信号を
出力して制御を行う。 【0016】符号5で示す情報表示装置は、車室内のイ
ンストルメントパネル等に設けられ、図示していない
が、前記コントロールユニット4からの警報信号を受け
て点灯する警報ランプと、コントロールユニット4から
の自己診断信号を受けて画面表示する表示部とを備えて
いる。 【0017】符号6で示すレーザレーダ装置は、自車の
前方に存在する物体(例えば、先行車等)を検出する物
体検出手段として作用するものであり、レーザレーダ波
を自車の前方に向けて発信し、前方物体に当たって反射
してくる反射波を受信し、その受信時点と発信時点との
時間差によって自車と前方物体との間の距離を測定する
ように構成されている。このレーザレーダ装置6により
検出された検出信号は、車間距離信号として前記コント
ロールユニット4に入力される。また、本実施例のレー
ザレーダ装置6は、レーザレーダ波を水平方向に比較的
広角度で走査するスキャン式のものとされている。 【0018】符号7はスロットル弁の開度を検出するス
ロットル開度センサー、8は車速を検出する車速センサ
ー、9はステアリング舵角(以下、単に舵角という)を
検出する舵角センサー、10は自車に発生するヨーレー
トを検出するヨーレートセンサー、11は自車に発生す
る横加速度を検出する横Gセンサー、12はブレーキペ
ダルの踏み込み時にON作動するブレーキスイッチ、1
3はクラッチの作動状態に応じてON作動するクラッチ
スイッチ、14はロックオンスイッチ、15は自車のオ
ークルーズ運転時ON作動されるオークルーズスイッチ
であり、これらのセンサー・スイッチ類7〜15の検出
信号は、いずれもコントロールユニット4に入力され
る。なお、図示していないエンジン回転数センサーやそ
の他のセンサー・スイッチ類の検出信号もコントロール
ユニット4に入力されるが、これらについての詳細な説
明は省略する。 【0019】上記コントロールユニット4は、図2に示
すように、レーザレーダ装置6からの検出信号を始め、
各種のセンサー・スイッチ類7〜15からの検出信号を
受けて所定の情報処理を行う入力情報処理部16と、該
入力情報処理部16から自車の走行状態に関する情報
(例えば、車速センサー8からの車速、舵角センサー9
からの舵角およびヨーレートセンサー10からのヨーレ
ート等)を受け、これらに基づいて自車の進行路を推定
する進行路推定手段17と、前記入力情報処理部16の
情報のうち、特にレーザレーダ装置6で検出された前方
物体に関する検出データを受け、当該物体が前記進行路
上に所定移動条件をもって存在するかを判断し、これを
自車の追従対象物体(即ち、ロックオン対象車)と判定
するロックオン判定手段18と、該ロックオン判定手段
18により追従対象物体と判定されたロックオン対象車
の情報(即ち、自車とロックオン対象車との距離および
相対速度)に基づいて自車をロックオン対象車に追従さ
せるように自車の車速を制御する追従制御手段19と、
前記入力情報処理部16の情報のうち、特にレーザレー
ダ装置6からの追従対象物体(即ち、ロックオン対象
車)に関する検出データが消滅した場合に所定時間その
検出データを補間する補間手段20と、前記追従対象物
体(即ち、ロックオン対象車)が前記進行路から離れて
消滅した場合には進行路に戻す補間を行う補間制御手段
21とを備えている。前記追従制御手段19からの出力
信号は、出力情報処理部22を介して各種アクチュエー
タに出力することとされている。 【0020】図3には、前記コントロールユニット4に
よる制御のうち、特にロックオンスイッチ14がONに
切り換えられ、自車が先行車に追従して走行する追従走
行時の制御のメインルーチンを示すフローチャートが示
されている。 【0021】前記メインルーチンは、進行路の推定(ス
テップS1)と、ロックオン対象車の登録(ステップ
2)と、ロックオンの実行(ステップS3)と、存在物
体の認定と補間(ステップS4)と、ロックオンの継
続、変更および解除(ステップS5)とからなってお
り、進行路の推定のサブルーチンは図4に示し、ロック
オン対象車の登録のサブルーチンは図5に示し、ロック
オンの実行のサブルーチンは図6に示し、存在物体の認
定と補間のサブルーチンは図7に示し、さらにロックオ
ンの継続、変更および解除のサブルーチンは図8に示
す。以下、これらについて順次説明する。 【0022】(進行路の推定)図4において、まずステ
ップS11において自車データ(舵角θ、車速v、ヨーレ
ートψ)を読み込んだ後、ステップS12において舵角θ
に基づいて自車の旋回半径R1を下記の式により、 R1=(1+A・v2)(N・L/θ) 演算する。但し、Aはスタビリティファクタ、Nはステ
アリングギヤ比、Lはホイールベースである。 【0023】続いて、ステップS13においてヨーレート
ψに基づいて自車の旋回半径R2を下記の式により、 R2=v/ψ 演算する。 【0024】そして、ステップS14において上記両旋回
半径R1,R2のうち、いずれが小さいかを判断し、ステ
ップS15およびステップS16でその小さい方を進行路の
曲率半径Rとするとともに、ステップS17において前記
曲率半径Rに所定幅を設けて進行路を生成し、リターン
する。ここで、旋回半径R1,R2の小さい方を進行路の
曲率半径Rとしたのは、センサー類の応答遅れ等を考慮
したことによるものである。以上のような進行路の推定
は、コントロールユニット4における進行路推定手段1
7により行われる。なお、進行路の推定は、旋回半径R
1あるいは旋回半径R2のみにより求めても良い。 【0025】(ロックオン対象車の登録)図5におい
て、まずステップS21においてレーザレーダ装置6によ
り検出された前方物体の検出データ(距離および方向)
を読み込んだ後、ステップS22により前記検出データが
連続して検出されているか否かを判定し、ステップS23
により検出データが所定のエリア内で所定の確定度以上
のものであるか否かを判定する。ここで、確定度とは時
間当たりの検出回数をいい、該確定度が所定値以上でな
いものおよび検出データが所定のエリア外にまで広く散
在するものは共に物体とは見做されない。上記両判定が
共に肯定判定のときには、ステップS24において物体と
見做されたものについて物体識別番号を付与する。 【0026】続いて、ステップS25において上記物体識
別番号を付与した物体が移動体であるか否かを判定す
る。この判定は、自車と物体との間の相対速度と自車速
とから物体の速度を求め、物体の速度が所定のしきい値
以上であるか否かを検討することにより行われる。次
に、ステップS26において物体が進行路上に存在するも
のであるか否かを判定する。上記両判定が共に肯定判定
のときには、ステップS27において物体が進行路上の先
行車であるとしてロックオン(L/O)対象候補とす
る。 【0027】しかる後、ステップS18においてロックオ
ン対象候補になった先行車のうち自車との車間距離が最
も近いものであるか、つまり最も近い先行車であるか否
かを判定し、該判定が肯定判定のときには、ステップS
29において当該先行車をロックオン対象車として登録
し、リターンする。以上のようなロックオン対象車の登
録は、コントロールユニット4におけるロックオン判定
手段18により行われる。 (ロ ックオンの実行) 図6において、まずステップS31においてロックオン対
象車が登録されていることを確認した後、ステップS32
においてロックオンを実行し、リターンする。ロックオ
ンは、ロックオン対象車に対し、所定の車間距離を保ち
且つ同じ車速で追従して走行するように自車速を制御す
るものであり、コントロールユニット4における追従制
御手段19により行われる。 【0028】(存在物体の認定と補間)図7において、
まずステップS41においてレーザレーダ装置6により検
出された前方物体の検出データ(距離および方向)を読
み込んだ後、ステップS42においてロックオン対象車の
登録のサブルーチンにおいて物体識別番号を付与した物
体毎の所定エリア内に検出データが存在するか否かを判
定し、該判定が肯定判定のときには、ステップS43にお
いて物体識別番号毎にロックオン対象車であるか否かを
判定し、該判定が肯定判定のときには、ステップS44
おいてロックオン対象車用の補間カウンタ(例えば、2
0回のデータ検出の間当該物体に係る検出データを補間
するカウンタ)をセットし、該判定が否定判定のときに
は、ステップS45において前記ロックオン対象車用の補
間カウンタより短い非ロックオン対象車用の補間カウン
タ(例えば、4回のデータ検出の間当該物体に係る検出
データを補間するカウンタ)をセットした後リターンす
る。これらの処理は、コントロールユニット4における
補間手段20により行われる。 【0029】ステップS42において否定判定されたとき
(即ち、レーザレーダ装置6による検出データが消滅し
たとき)には、ステップS46において物体識別番号毎に
ロックオン対象車であるか否かを判定し、該判定が肯定
判定のときには、ステップS47においてロックオン対象
車用の補間カウンタをデクリメントし、その後ステップ
49 においてロックオン対象車が前記進行路から離れて
消滅した場合に進行路に戻す補間を行った後ステップS
50へ進む。該補間は、コントロールユニット4における
補間制御手段21により実行される。一方、ステップS
46において否定判定された場合には、ステップS48 にお
いて非ロックオン対象車用の補間カウンタをデクリメン
トした後ステップS50へ直接進む。 【0030】ステップS50においては、補間カウンタが
0以下となっているか否かが判定され、該判定が肯定判
定のときには、ステップS51において物体識別番号を剥
奪し(即ち、物体として消滅したものとし)、リターン
する。この時、ロックオン対象車については後述するロ
ックオンの継続・変更・解除のサブルーチンにより処理
する。なお、ステップS50において否定判定された場合
には、そのままリターンする。 【0031】上記補間について、図9を参照してさらに
詳述すると、自車Mの進行路K上にロックオン対象車A
が存在し且つ進行路K上以外にも物体(即ち、先行車)
B,C,Dが存在する場合において、例えば、先行車
B,C,Dのうちのいずれか(例えば、先行車B)の検
出データが消滅した場合には、当該先行車Bの検出デー
タが、非ロックオン対象車用の補間カウンタが0以下と
なるまで(本実施例の場合、4回のデータ検出の間)補
間される一方、ロックオン対象車Aの検出データが進行
路Kから離れて消滅した場合には、当該ロックオン対象
車Aの検出データが、ロックオン対象車用の補間カウン
タが0以下となるまで(本実施例の場合、20回のデー
タ検出の間)補間される。従って、補間カウンタがデク
リメントしている間に、先行車Bあるいはロックオン対
象車Aの検出データが得られた場合には、継続して先行
車Bあるいはロックオン対象車Aについての制御処理が
行えることとなる。しかも、ロックオン対象車Aについ
ては検出データの補間を長く行うようになっているた
め、自車Mにとっての追従対象であるロックオン対象車
Aについての追従制御のつながりが悪くなるということ
はなくなるのである。 【0032】その際、ロックオン対象車Aについては進
行路K上に戻す補間が実行される。即ち、図10に示す
ように、位置座標(x0,y0)のロックオン対象車Aが
進行路Kから離れて消滅した場合、補間n回後のロック
オン対象車Aの位置座標は次式で表される。 【0033】 【数1】 【0034】ここで、b,dは1より小さい正数、(X
0,Y0)は検出データ消滅前の進行路Kの座標、(X
n,Yn)は補間n回後の進行路Kの座標である。 【0035】つまり、補間中においてはロックオン対象
車Aに対しては、進行路K上へ徐々に戻るような補間が
なされるのである。 【0036】(ロックオンの継続・変更・解除)次に、
ロックオンの継続・変更・解除のサブルーチンを説明す
るが、その際図11を参照しつつ説明する。 【0037】図8において、まずステップS61において
ロックオン対象車Aおよび進行路Kの曲率半径Rを認識
した後、ステップS62において進行路K上にロックオン
対象車Aより近い先行車A′が存在するか否かを判定
し、該判定が肯定判定のときには、ステップS63におい
て先行車A′をロックオン対象車に変更する一方、該判
定が否定判定のときには、ステップS64においてロック
オン対象車Aに対するロックオンを継続する。この判定
は、コントロールユニット4におけるロックオン判定手
段18により行われる。 【0038】しかる後、前述した「存在物体の認定と補
間」のサブルーチンにおけるステップS51においてロッ
クオン対象車の物体識別番号が剥奪される場合があるの
で、ステップS65においてロックオン対象車に相当する
検出データが存在するか否かを判定し、該判定が肯定判
定のときには、ステップS66においてロックオン対象車
の物体識別番号に対してロックオン対象車用の補間カウ
ンタ値を与え、該判定が否定判定のときには、ステップ
67においてロックオン対象車の物体識別番号が存在す
るか否かを判定し、該判定が否定判定のときには、ステ
ップS68においてロックオン対象車がロストしたとす
る。上記処理は、コントロールユニット4における補間
手段20により行われる。 【0039】ついで、ステップS69においてロックオン
対象車がロストしたか否かを判定し、該判定が否定判定
の(即ち、ロストしていない)ときには、ステップS61
に戻り、ロックオンを続行する一方、該判定が肯定判定
の(即ち、ロストしている)ときには、ステップS70
おいてロックオンを解除し、リターンする。なお、ロッ
クオン解除から次のロックオン対象車の登録がなされる
までの間は、追従制御手段19により自車速が所定車速
になるように制御される。 【0040】なお、本願発明は、上記各実施例に限定さ
れるものではなく、その他種々の変形例を包含するもの
である。例えば、上記実施例では、レーザレーダ装置6
として、レーザレーダ波を水平方向に比較的広角度で走
査するスキャン式のものを用いているが、本願発明は、
このスキャン式レーザレーダ装置6に限らず、比較的狭
い角度の範囲内でのみ物体を検出するレーザレーダ装置
を用い、該レーザレーダ装置をアクチュエータで垂直軸
回りに回動させるように構成したものにも同様に適用す
ることができる。 【0041】また、上記実施例では、ロックオン判定手
段18によりロックオン対象車を判定するに当たり、自
車と先行車との車間距離および相対速度に基づいて判定
するようにしているが、車間距離と先行車の速度とに基
づいて判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】 【図1】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御装
置の全体構成を示すブロック図である。 【図2】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御装
置におけるコントロールユニットのブロック図である。 【図3】本願発明の実施例における自動車の走行制御装
置における追従走行時の制御のメインルーチンを示すフ
ローチャートである。 【図4】本願発明の実施例における自動車の走行制御装
置における進行路の推定のサブルーチンを示すフローチ
ャートである。 【図5】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御装
置におけるロックオン対象車の登録のサブルーチンを示
すフローチャートである。 【図6】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御装
置におけるロックオンの実行のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。 【図7】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御装
置における存在物体の認定と補間のサブルーチンを示す
フローチャートである。 【図8】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御装
置におけるロックオンの継続・変更・解除のサブルーチ
ンを示すフローチャートである。 【図9】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御装
置における補間を説明するための説明図である。 【図10】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御
装置における補間の態様を示す説明図である。 【図11】本願発明の実施例にかかる自動車の走行制御
装置におけるロックオンの継続・変更・解除を説明する
ための説明図である。 【符号の説明】 6は物体検出手段(レーザレーダ装置)、17は進行路
推定手段、18はロックオン判定手段、19は追従制御
手段、20は補間手段、21は補間制御手段。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−150195(JP,A) 特開 平6−150196(JP,A) 特開 平7−132757(JP,A) 特開 平4−102200(JP,A) 特開 平3−206989(JP,A) 特開 平7−6291(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/16 B60K 31/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 自車の前方に存在する物体の距離及び方
    を検出する物体検出手段と、 自車の走行状態に基づいて自車前方の進行路を推定する
    進行路推定手段と、 前記物体検出手段により検出された物体が前記進行路上
    に所定移動条件をもって存在するかを判断し、これを自
    車の追従対象物体と判定するロックオン判定手段と、 自車と追従対象物体との距離および相対速度に基づいて
    自車を追従対象物体に追従させるように自車の車速を制
    御する追従制御手段と、 前記物体検出手段からの追従対象物体の検出データが消
    滅した場合に所定時間その検出データを補間する補間手
    段と、 前記追従対象物体が前記進行路から離れた状態で前記物
    体検出手段からの追従対象物体の検出データが消滅した
    場合には、前記補間手段によって定められた所定時間内
    だけ前記追従対象物体の消滅前における検出データと前
    記進行路推定手段によって推定された進行路に基づい
    て、補間後の追従対象物体の検出データを進行路に戻す
    方向に補間を行う補間制御手段とを備えていることを特
    徴とする自動車の走行制御装置。
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