JP4852851B2 - 運転意図推定装置、車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両 - Google Patents
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Description
本発明による運転意図推定装置は、自車両の車両周囲状態を検出する車両周囲状態検出手段と、実際のドライバによる運転操作量を検出する運転操作量検出手段と、車線変更または車線維持の運転意図を与えられた複数の異なる仮想のドライバについて、車両周囲状態検出手段によって検出される車両周囲状態に基づいて、各仮想ドライバが運転意図を遂行するために必要な運転操作量を計算する仮想ドライバ運転操作量計算手段と、自車両前方の先行車の車線内における横方向位置を検出する障害物状況検出手段と、仮想ドライバ運転操作量計算手段で計算される仮想ドライバの運転操作量を、障害物状況検出手段で検出された先行車の横方向位置に基づいて補正する仮想ドライバ運転操作量補正手段と、仮想ドライバ運転操作量補正手段によって補正された複数の仮想ドライバの運転操作量と、運転操作量検出手段によって検出された実際のドライバの運転操作量との近似度合(以降、運転操作量近似度合とする)をそれぞれ計算する運転操作量近似度合計算手段と、運転操作量近似度合計算手段によって計算された複数の運転操作量近似度合に基づいて、実際のドライバの運転意図を推定する運転意図推定手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助装置は、運転意図推定装置と、自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力を算出する操作反力算出手段と、操作反力算出手段によって算出された操作反力をアクセルペダルに発生させる操作反力発生手段と、運転意図推定手段による運転意図の推定結果と、運転意図推定基準変更手段によって設定された運転意図推定基準とに基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力を補正する補正手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助装置は、運転意図推定装置と、自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力を算出する操作反力算出手段と、操作反力算出手段によって算出された操作反力をアクセルペダルに発生させる操作反力発生手段と、運転意図推定手段による運転意図の推定結果に基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力を補正する補正手段とを備える。
本発明の第1の実施の形態による運転意図推定装置について、図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態による運転意図推定装置1の構成を示すシステム図である。まず、第1の実施の形態による運転意図推定装置1の構成を説明する。
運転意図推定装置1においては、運転意図に応じて自車両の前方に目標位置を設定し、自車両がその目標位置に到達するように実際のドライバは運転操作を行うと仮定して、各運転意図を有する仮想ドライバの運転操作量を算出する。ただし、実際の運転状況においては、先行車の走行状況によって運転意図を遂行するために必要となる運転操作量が変化する。
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、まず仮想ドライバの運転意図が車線維持である場合の目標位置を前方参照点LK(i)を設定し、前方参照点LK(i)の横位置p_lkを算出する。前方参照点LK(i)の個数は任意であるが、ここでは自車両の前後方向中心線上に2つの前方参照点LK1,LK2を設定した場合を例として説明する。図4に示すように、自車両中心点Oから前方参照点LK1,LK2までの距離px(i)は、例えばpx(1)=10m、px(2)=30mに設定する(px={10m、30m})。距離px(i)は、例えば自車速に応じて設定することもできる。
p_lk(px(i))=lat_pos(px(i)) i={1,...,n}・・・(式1)
ここで、n=2である。
θid_lk=Σ{a(i)×p_lk(px(i))} ・・・(式2)
ここで、a(i)は前方参照点LK(i)における横位置p_lk(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、仮想ドライバの運転意図が右車線変更である場合の目標位置を前方参照点LCR(i)を設定する。図4には、自車両の前方に2つの前方参照点LCR1,LCR2を設定した場合を例として示している。
p_lcr(px(i))=lat_pos(px(i))+lc_offset_lcr i={1,...,n}・・・(式3)
ここで、n=2である。オフセット量lc_offset_lcrは、右車線変更の場合の前方参照点LCR(i)の横位置p_lcr(px(i))を設定するために予め適切な値、例えばlc_offset_lcr=−1.75に設定する。
θid_lcr=Σ{a(i)×p_lcr(px(i))} ・・・(式4)
ここで、a(i)は前方参照点LCR(i)における車線内横位置p_lcr(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、仮想ドライバの運転意図が左車線変更である場合の目標位置を前方参照点LCL(i)を設定する。図4には、自車両の前方に2つの前方参照点LCL1,LCL2を設定した場合を例として示している。
p_lcl(px(i))=lat_pos(px(i))+lc_offset_lcl i={1,...,n}・・・(式5)
ここで、n=2である。オフセット量lc_offset_lclは、左車線変更の場合の前方参照点LCL(i)の横位置p_lcl(px(i))を設定するために予め適切な値、例えばlc_offset_lcl=1.75に設定する。
θid_lcl=Σ{a(i)×p_lcl(px(i))} ・・・(式6)
ここで、a(i)は前方参照点LCL(i)における車線内横位置p_lcl(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
Pid=log{Probn((θid_1−θrd)/ρrd)} ・・・(式7)
ここで、Probnは、与えられた標本が、正規分布で表される母集団から観測される確率を計算するための確率密度変換関数である。
Pids_lc=max{Pids_lcr, Pids_lcl} ・・・(式9)
(1)運転意図推定装置1は、自車両の車両周囲状態に基づいて、運転意図を与えられた複数の異なる仮想のドライバについて、各仮想ドライバが与えられた運転意図を遂行するために必要な運転操作量Oidを算出し、算出した複数の仮想ドライバの運転操作量Oidと実際のドライバの運転操作量Ordとの近似度合をそれぞれ算出する。そして、複数の運転操作量近似度合に基づいて実際のドライバの運転意図を推定する。運転意図推定基準可変設定部60は、自車両前方の障害物状況に基づいて、運転意図推定部70における運転意図推定基準を変更する。これにより、自車両前方の障害物状況が実際のドライバの運転操作に与える影響を考慮して、精度よく運転意図を推定することができる。
(2)運転意図推定基準可変設定部60は、障害物状況として自車両前方の先行車の走行状況に基づいて運転意図推定基準を変更する。これにより、先行車の走行状況に応じた実際のドライバの運転特性を考慮して、精度よく運転意図を推定することができる。
(3)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の車線内における横方向位置xlsに応じて、運転意図推定基準を設定する。これにより、先行車の走行状況に応じた実際のドライバの運転特性を考慮して、精度よく運転意図を推定することができる。
(4)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の横方向位置xlsが左右いずれかの車線端に近づくほど、その車線端方向への車線変更意図の推定感度が高くなるように車線変更意図に関する運転意図推定基準を小さくする。例えば、図7に実線で示すように先行車の車線内横位置xlsが左側の車線端に近づくほど、左車線変更意図の推定しきい値Tを小さくする。これにより、車線変更意図を早いタイミングで推定することができる。
(5)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の横方向位置xlsが左右いずれかの車線端に近づくほど、その車線端とは反対方向への車線変更意図の推定精度が高くなるように車線変更意図に関する運転意図推定基準を大きくする。例えば、図7に破線で示すように先行車の車線内横位置xlsが左側の車線端に近づくほど、右車線変更意図の推定しきい値Tを大きくする。これにより、車線維持の際に車線変更意図であると誤推定してしまうことを低減できる。
本発明の第2の実施の形態による運転意図推定装置について、図面を用いて説明する。第2の実施の形態による運転意図推定装置の基本構成は、図1に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の横方向の車体端部と車線端との距離xlmに応じて、運転意図推定基準を設定する。これにより、先行車の走行状況に応じた実際のドライバの運転特性を考慮して、精度よく運転意図を推定することができる。
(2)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の車体端部と車線端との距離xlmが小さくなるほど、その車線端方向への車線変更意図の推定感度が高くなるように車線変更意図に関する運転意図推定基準を小さくする。例えば、図9に示すように距離xlmが小さくなるほど車線変更意図推定しきい値Tを小さくする。これにより、車線変更意図を早いタイミングで推定することができる。
(3)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の車体端部と車線端との距離xlmが小さくなるほど、その車線端とは反対方向への車線変更意図の推定精度が高くなるように車線変更意図に関する運転意図推定基準を大きくする。例えば、車体端部と右側の車線端との距離xlmrが小さくなると、車体端部と左側の車線端との距離xlmlが大きくなり、左車線変更意図の推定しきい値Tが大きくなる。これにより、車線維持の際に車線変更意図であると誤推定してしまうことを低減できる。
本発明の第3の実施の形態による運転意図推定装置について、図面を用いて説明する。第3の実施の形態による運転意図推定装置の基本構成は、図1に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の車体端部と車線端との距離xlmにオフセット量(補正値)xloffを加えて補正した値を用いて、運転意図推定基準を設定する。これにより、実際のドライバの運転特性を考慮して運転意図を一層精度よく推定することができる。
(2)オフセット量xloffは先行車の車幅Wlに応じて設定されるので、車線変更を行う際に先行車の車幅Wlが実際のドライバに与える影響を考慮して、運転意図推定基準を設定することができる。
(3)オフセット量xloffは、図11に示すように、先行車の車幅Wlが大きくなるほど大きくなるように設定される。これにより、先行車の車幅Wlが大きいほど先行車を大きく避けるように車線変更を行う実際のドライバの運転特性を考慮して、運転意図を一層精度よく推定することができる。
本発明の第4の実施の形態による運転意図推定装置について、図面を用いて説明する。第4の実施の形態による運転意図推定装置の基本構成は、図1に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)運転意図推定基準可変設定部60は、自車両前方の先行車および自車両の車線内における横方向の位置に基づいて、運転意図推定基準を変更する。これにより、自車両と先行車との相対関係を考慮して、精度よく運転意図を推定することができる。
(2)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の横方向の中心位置Plと自車両の横方向の中心位置Pxとの間の中心位置間距離xrに応じて、運転意図推定基準を設定する。これにより、自車両と先行車との相対関係に基づき、先行車の走行状況が実際のドライバの運転操作に与える影響を考慮しながら精度よく運転意図を推定することができる。
(3)運転意図推定基準可変設定部60は、中心位置間距離xrが大きいほど、自車両の中心位置Pxに対して先行車の中心位置Plが存在する方向への車線変更意図の推定感度が高くなるように、車線変更意図に関する運転意図推定基準を小さくする。例えば、図14に実線で示すように、先行車が左側にオフセットしている場合は中心位置値間距離xrが大きくなるほど、左車線変更意図の推定しきい値Tを小さくする。これにより、車線変更意図を早いタイミングで推定することができる。
(4)運転意図推定基準可変設定部60は、中心位置間距離xrが大きいほど、自車両の中心位置Pxに対して先行車の中心位置Plが存在する方向とは反対方向への車線変更意図の推定精度が高くなるように、車線変更意図に関する運転意図推定基準を大きくする。例えば、図14に破線で示すように、先行車が左側にオフセットしている場合は中心位置間距離xrが大きくなるほど、右車線変更意図の推定しきい値Tを大きくする。これにより、車線維持の際に車線変更意図であると誤推定してしまうことを低減できる。
本発明の第5の実施の形態による運転意図推定装置について、図面を用いて説明する。第4の実施の形態による運転意図推定装置の基本構成は、図1に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)運転意図推定基準可変設定部60は、先行車の横方向の外端部と自車両の横方向の外端部との間の外端部距離xrwに応じて、運転意図推定基準を設定する。これにより、自車両と先行車との相対関係に基づき、先行車の走行状況が実際のドライバの運転操作に与える影響を考慮しながら精度よく運転意図を推定することができる。
(2)運転意図推定基準可変設定部60は、外端部距離xrwが大きいほど、自車両に対して先行車がオフセットしている方向への車線変更意図の推定感度が高くなるように、車線変更意図に関する運転意図推定基準を小さくする。例えば、図16に実線で示すように、先行車が左側にオフセットしている場合は外端部距離xrwが大きくなるほど、左車線変更意図の推定しきい値Tを小さくする。これにより、車線変更意図を早いタイミングで推定することができる。
(3)運転意図推定基準可変設定部60は、外端部距離xrwが大きいほど、自車両に対して先行車がオフセットしている方向とは反対方向への車線変更意図の推定精度が高くなるように、車線変更意図に関する運転意図推定基準を大きくする。例えば、図16に破線で示すように、先行車が左側にオフセットしている場合は外端部距離xrwが大きくなるほど、右車線変更意図の推定しきい値Tを大きくする。これにより、車線維持の際に車線変更意図であると誤推定してしまうことを低減できる。
本発明の第6の実施の形態による運転意図推定装置について、図面を用いて説明する。図17に、第6の実施の形態による運転意図推定装置2のシステム図を示す。図17において、図1に示した第1の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
ステップS209では、ステップS208で推定した実際のドライバの運転意図の推定結果を出力する。これにより、今回の処理を終了する。
(1)運転意図推定装置1は、自車両の車両周囲状態に基づいて、運転意図を与えられた複数の異なる仮想のドライバについて、各仮想ドライバが与えられた運転意図を遂行するために必要な運転操作量Oidを算出し、算出した複数の仮想ドライバの運転操作量Oidと実際のドライバの運転操作量Ordとの近似度合をそれぞれ算出する。そして、複数の運転操作量近似度合に基づいて実際のドライバの運転意図を推定する。仮想ドライバ運転操作量補正部90は、仮想ドライバ運転操作量計算部40で計算される仮想ドライバの運転操作量Oidを、自車両前方の障害物状況に基づいて補正する。これにより、自車両前方の障害物状況が実際のドライバの運転操作に与える影響を考慮して、精度よく運転意図を推定することができる。
(2)仮想ドライバ運転操作量補正部90は、障害物状況として自車両前方の先行車の走行状況に基づいて補正を行う。これにより、先行車の走行状況に応じた実際のドライバの運転特性を考慮して、精度よく運転意図を推定することができる。
(3)仮想ドライバ運転操作量補正部90は、複数の仮想ドライバのうち車線変更意図を与えられた仮想ドライバの運転操作量θid_lcを算出するための目標位置を、先行車の車線内における横方向位置xlsに応じて変更することにより、仮想ドライバの運転操作量θid_lcを補正する。具体的には、図4に示すような車線変更意図の前方参照点LCL(i),LCR(i)を先行車の車線内横位置xlsに応じて車幅(左右)方向に移動するように、車線変更意図モデルの操舵角θid_lcに補正係数Kxlを乗ずる。このように車線変更意図の仮想ドライバの運転操作量θid_lcの算出基準となる目標位置、すなわち前方参照点LCL(i),LCR(i)を変更することにより、先行車の走行状況に応じて変化する実際のドライバの運転行動に合った運転意図を推定することができる。
(4)仮想ドライバ運転操作量補正部90は、先行車の車線内横位置xlsが左右いずれかの車線端に近づくほど、その車線端方向への車線変更意図の目標位置を車線位置意図の目標位置から遠ざける。例えば、図2(c)に示すように先行車の車線内横位置xlsが右側の車線端に近づいている場合は、右車線変更意図の目標位置である前方参照点LCR(i)が車線維持意図の前方参照点LK(i)から遠ざかるように設定する。これにより、破線で示すような運転者の運転操作に合った仮想ドライバの運転操作量θid_lcを算出することができる。
(5)仮想ドライバ運転操作量補正部90は、先行車の車線内横位置xlsが左右いずれかの車線端に近づくほど、その車線端方向とは反対方向への車線変更意図の目標位置を車線位置意図の目標位置に近づける。例えば、図2(b)に示すように先行車の車線内横位置xlsが左側の車線端に近づいている場合は、右車線変更意図の目標位置である前方参照点LCR(i)が車線維持意図の前方参照点LK(i)に近づくように設定する。これにより、破線で示すような運転者の運転操作に合った仮想ドライバの運転操作量θid_lcを算出することができる。
(6)仮想ドライバ運転操作量補正部90による目標位置の変更は、具体的には、図19に示すように車線内横位置xlsが大きくなるほど、その車線端方向への車線変更意図モデルの操舵角補正係数Kxlを徐々に大きくし、反対方向への車線変更意図モデルの操舵角補正係数Kxlを徐々に小さくすることにより実現できる。操舵角補正係数Kxlを乗ずることにより車線変更意図モデルの操舵角θid_lcが変化するので、先行車の走行状況に応じて変化する実際のドライバの運転行動に合った運転意図を推定することができる。
本発明の第7の実施の形態による運転意図推定装置について、図面を用いて説明する。第7の実施の形態による運転意図推定装置の基本構成は、図17に示した第6の実施の形態と同様である。ここでは、第6の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)仮想ドライバ運転操作量補正部90は、複数の仮想ドライバのうち車線変更意図を与えられた仮想ドライバの運転操作量θid_lcを算出するための目標位置を、先行車の横方向の車体端部と車線端との距離xlmに応じて変更することにより、仮想ドライバの運転操作量θid_lcを補正する。具体的には、図4に示すような車線変更意図の前方参照点LCL(i),LCR(i)を先行車の車体端部から車線端までの距離xlmに応じて車幅(左右)方向に移動するように、車線変更意図モデルの操舵角θid_lcに補正係数Kxlを乗ずる。このように車線変更意図の仮想ドライバの運転操作量θid_lcの算出基準となる目標位置、すなわち前方参照点LCL(i),LCR(i)を変更することにより、先行車の走行状況に応じて変化する実際のドライバの運転行動に合った運転意図を推定することができる。
(2)仮想ドライバ運転操作量補正部90による目標位置の変更は、具体的には、図20に示すように先行車の車体端部から車線端までの距離xlmが小さくなるほど、その車線端方向への車線変更意図モデルの操舵角補正係数Kxlを徐々に大きくし、反対方向への車線変更意図モデルの操舵角補正係数Kxlを徐々に小さくすることにより実現できる。操舵角補正係数Kxlを乗ずることにより車線変更意図モデルの操舵角θid_lcが変化するので、先行車の走行状況に応じて変化する実際のドライバの運転行動に合った運転意図を推定することができる。
本発明の第8の実施の形態による運転意図推定装置について、図面を用いて説明する。第8の実施の形態による運転意図推定装置の基本構成は、図17に示した第6の実施の形態と同様である。ここでは、第6の実施の形態との相違点を主に説明する。
なお、オフセット量xloffは、図11に示したように先行車の車幅Wlに応じて設定する。
(1)仮想ドライバ運転操作量補正部90は、先行車の車体端部と車線端との距離にオフセット量(補正値)xloffを加えて補正した値xlmoffを用いて、車線変更意図モデルの目標位置を設定する。図11に示すように先行車の車幅Wlに応じて設定されるオフセット量xloffを加えて目標位置を設定することにより、先行車の車幅に応じて変化する実際のドライバの運転行動に合った運転意図を推定することができる。
(2)仮想ドライバ運転操作量補正部90による目標位置の変更は、具体的には、図21に示すように先行車の車体端部から車線端までの距離xlmにオフセット量(補正値)xloffを加えた距離xlmoffに応じて車線変更意図モデルの操舵角補正係数Kxlを設定することにより実現できる。
つぎに、本発明の第9の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図22は、本発明の第9の実施の形態による車両用運転操作補助装置100の構成を示すシステム図であり、図23は、車両用運転操作補助装置100を搭載した車両の構成図である。車両用運転操作補助装置100は、第1から第8の実施の形態で説明した運転意図推定装置1、2の運転意図推定結果に基づいて、実際のドライバの運転操作を補助するものである。
レーザレーダ110は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを照射して自車両の前方領域を走査する。レーザレーダ110は、前方にある複数の反射物(通常、先行車の後端)で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、先行車までの車間距離と相対速度を検出する。検出した車間距離及び相対速度はコントローラ150へ出力される。レーザレーダ110によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±6deg 程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
コントローラ150は、自車両周囲のリスクポテンシャルRP、具体的には先行車に対するリスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダル160に発生するアクセルペダル反力を制御する。ここで、ドライバが車線変更する意図を持って先行車に接近する場合、リスクポテンシャルRPの増加に応じてアクセルペダル反力を増加すると、ドライバの運転操作を妨げたりドライバに違和感を与える可能性がある。そこで、運転意図推定装置1によってドライバの車線変更意図が推定される場合は、車線変更意図が推定されない場合に比べてアクセルペダル反力を小さくする。さらに、運転意図推定に用いた車線変更推定しきい値Tに基づいてアクセルペダル反力を調整する。
TTC=−D/Vr ・・・(式11)
THW=D/V1 ・・・(式12)
RP=a/THW+b/TTC ・・・(式13)
ΔF=k・RPn ・・・(式14)
ここで、定数k、nはそれぞれ車種等によって異なり、ドライブシミュレータや実地試験によって取得される結果に基づいて、リスクポテンシャルRPを効果的に反力増加量ΔFに変換できるように予め適切に設定しておく。
FAc=gf(FA)
=kf・{1/(1+Kfdx・a・Tsf)}・FA ・・・(式15)
ここで、aは適切に設定された定数、Tsfは反力指令値FAを減衰させる際の時定数である。Kfdxはアクセルペダル反力指令値FAを補正するために時定数Tsfにかかる補正係数であり、図27に示すように車線変更意図推定しきい値Tに応じて設定される。
なお、推定しきい値Tに応じて時定数Tsfを直接設定することももちろん可能である。
(1)コントローラ150は、自車両周囲の障害物状況に基づいてリスクポテンシャルRPを算出し、リスクポテンシャルRPに基づいてアクセルペダル操作反力制御を行う。このとき、運転意図推定装置1による推定結果、および車線変更推定しきい値Tに基づいてアクセルペダル160に発生する操作反力を補正する。これにより、自車両周囲のリスクポテンシャルRPを車両操作機器であるアクセルペダル160の操作反力としてドライバに伝えながら、ドライバの運転意図に合った操作反力制御を行うことができる。さらに、運転意図推定装置1において車線変更意図を推定したときの状況に応じてシステムの性能を補償することができる。
(2)コントローラ150は、運転意図推定結果および車線変更推定しきい値Tに基づいて、リスクポテンシャルRPと操作反力、すなわちアクセルペダル反力指令値FAとの関係を補正する。具体的には、運転意図推定装置1によってドライバの運転意図が車線変更であると推定されると、車線変更以外であると推定される場合に比べてアクセルペダル反力指令値FAを低下するとともに、しきい値Tが大きい場合はしきい値Tが小さい場合よりもアクセルペダル反力指令値FAを低下する。運転意図が車線変更である場合にアクセルペダル反力指令値FAを低下することにより、車線変更を行おうとするドライバの運転操作を妨げることがない。ただし、しきい値Tが大きいと、車線変更意図の推定精度が高くなり誤推定が減少する反面、車線変更意図の推定タイミングが遅くなる。そこで、しきい値Tが大きくなるほど図27に示すように時定数Tsfにかかる係数Kfdxを小さくし、車線変更意図が推定されてからアクセルペダル操作反力が速やかに減衰するようにする。これにより、車線変更意図の誤推定の低減と、アクセルペダル反力制御の性能の確保を両立させることができる。
本発明の第10の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図28は、本発明の第10の実施の形態による車両用運転操作補助装置200の構成を示すシステム図である。図28において、図22に示した第9の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第9の実施の形態との相違点を主に説明する。
RPc=gr(RP)
=kr・{1/(1+Krdx・a・Tsr)}・RP ・・・(式16)
ここで、aは適切に設定された定数、TsrはリスクポテンシャルRPを減衰させる際の時定数である。KrdxはリスクポテンシャルRPを補正するために時定数Tsrにかかる補正係数であり、図30に示すように車線変更意図推定しきい値Tに応じて設定される。
なお、推定しきい値Tに応じて時定数Tsrを直接設定することももちろん可能である。
コントローラ150Aは、運転意図推定結果および車線変更推定しきい値Tに基づいて、リスクポテンシャルRPと操作反力、すなわちアクセルペダル反力指令値FAとの関係を補正する。具体的には、運転意図推定装置1によってドライバの運転意図が車線変更であると推定されると、車線変更以外であると推定される場合に比べてリスクポテンシャルRPを低下するとともに、しきい値Tが大きい場合はしきい値Tが小さい場合よりもリスクポテンシャルRPを低下する。運転意図が車線変更である場合にリスクポテンシャルRPを低下することによりアクセルペダル反力指令値FAが低下し、車線変更を行おうとするドライバの運転操作を妨げることがない。ただし、しきい値Tが大きいと、車線変更意図の推定精度が高くなり誤推定が減少する反面、車線変更意図の推定タイミングが遅くなる。そこで、しきい値Tが大きい場合には、図30に示すように時定数Tsrにかかる係数Krdxを小さくし、車線変更意図が推定されてからリスクポテンシャルRPが速やかに減衰するようにする。これにより、車線変更意図の誤推定の低減と、リスクポテンシャルRPに応じたアクセルペダル反力制御の性能の確保を両立させることができる。
10:運転操作量検出部
20:車両周囲状態検出部
30:車両状態検出部
40:仮想ドライバ運転操作量計算部
50:仮想ドライバ運転操作量近似度合計算部
60:運転意図推定基準可変設定部
70:運転意図推定部
90:仮想ドライバ運転操作量補正部
100,200:車両用運転操作補助装置
150,150A:コントローラ
170:アクセルペダル反力制御装置
Claims (31)
- 自車両の車両周囲状態を検出する車両周囲状態検出手段と、
実際のドライバによる運転操作量を検出する運転操作量検出手段と、
車線変更または車線維持の運転意図を与えられた複数の異なる仮想のドライバについて、前記車両周囲状態検出手段によって検出される前記車両周囲状態に基づいて、各仮想ドライバが前記運転意図を遂行するために必要な運転操作量を計算する仮想ドライバ運転操作量計算手段と、
前記仮想ドライバ運転操作量計算手段によって計算された複数の仮想ドライバの前記運転操作量と、前記運転操作量検出手段によって検出された前記実際のドライバの前記運転操作量との近似度合(以降、運転操作量近似度合とする)をそれぞれ計算する運転操作量近似度合計算手段と、
前記運転操作量近似度合計算手段によって計算された複数の前記運転操作量近似度合に基づいて、車線変更または車線維持の確信度を表すスコアを算出し、算出したスコアを運転意図推定基準と比較することによって前記実際のドライバの運転意図を推定する運転意図推定手段と、
前記自車両前方の先行車の車線内における横方向位置を検出する障害物状況検出手段と、
前記障害物状況検出手段で検出された前記先行車の横方向位置に基づいて前記運転意図推定基準を設定する運転意図推定基準変更手段とを備えることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項1に記載の運転意図推定装置において、
前記障害物状況検出手段は、前記先行車の横方向位置として、車線中央から前記先行車の左右方向中心点までの距離を検出することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項2に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記先行車の前記横方向位置が左右いずれかの車線端に近づくほど、前記車線端方向への車線変更意図の推定感度が高くなるように、前記車線変更意図に関する前記運転意図推定基準を小さくすることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項2または請求項3に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記先行車の前記横方向位置が左右いずれかの車線端に近づくほど、前記車線端とは反対方向への車線変更意図の推定精度が高くなるように、前記車線変更意図に関する前記運転意図推定基準を大きくすることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項1に記載の運転意図推定装置において、
前記障害物状況検出手段は、前記先行車の横方向位置として、前記先行車の横方向の車体端部と車線端との距離を検出し、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記障害物状況検出手段で検出された前記先行車の横方向の車体端部と車線端との距離に応じて、前記運転意図推定基準を設定することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項5に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記先行車の前記車体端部と前記車線端との距離が小さくなるほど、前記車線端方向への車線変更意図の推定感度が高くなるように、前記車線変更意図に関する前記運転意図推定基準を小さくすることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項5または請求項6に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記先行車の前記車体端部と前記車線端との距離が小さくなるほど、前記車線端とは反対方向への車線変更意図の推定精度が高くなるように、前記車線変更意図に関する前記運転意図推定基準を大きくすることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記先行車の前記車体端部と前記車線端との前記距離に補正値を加えて補正した値を用いて、前記運転意図推定基準を設定することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項8に記載の運転意図推定装置において、
前記補正値は、前記先行車の車幅に応じて設定されることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項9に記載の運転意図推定装置において、
前記補正値は、前記先行車の前記車幅が大きくなるほど大きくなるように設定されることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項1に記載の運転意図推定装置において、
前記障害物状況検出手段は、前記先行車の横方向位置に加えて、前記自車両の車線内における横方向の位置を検出し、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記障害物状況検出手段で検出された前記自車両前方の先行車および前記自車両の車線内における横方向の位置に基づいて、前記運転意図推定基準を変更することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項11に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記先行車の前記横方向の中心位置と前記自車両の前記横方向の中心位置との間の中心位置間距離に応じて、前記運転意図推定基準を設定することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項12に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記中心位置間距離が大きいほど、前記自車両の前記中心位置に対して前記先行車の前記中心位置が存在する方向への車線変更意図の推定感度が高くなるように、前記車線変更意図に関する前記運転意図推定基準を小さくすることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項12または請求項13に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準可変設定手段は、前記中心位置間距離が大きいほど、前記自車両の前記中心位置に対して前記先行車の前記中心位置が存在する方向とは反対方向への車線変更意図の推定精度が高くなるように、前記車線変更意図に関する前記運転意図推定基準を大きくすることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項11に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記先行車の前記横方向の車体外端部と前記自車両の前記横方向の車体外端部との間の外端部距離に応じて、前記運転意図推定基準を設定することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項15に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記外端部距離が大きいほど、前記自車両に対して前記先行車がオフセットしている方向への車線変更意図の推定感度が高くなるように、前記車線変更意図に関する前記運転意図推定基準を小さくすることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項15または請求項16に記載の運転意図推定装置において、
前記運転意図推定基準変更手段は、前記外端部距離が大きいほど、前記自車両に対して前記先行車がオフセットしている方向とは反対方向への車線変更意図の推定精度が高くなるように、前記車線変更意図に関する前記運転意図推定基準を大きくすることを特徴とする運転意図推定装置。 - 自車両の車両周囲状態を検出する車両周囲状態検出手段と、
実際のドライバによる運転操作量を検出する運転操作量検出手段と、
車線変更または車線維持の運転意図を与えられた複数の異なる仮想のドライバについて、前記車両周囲状態検出手段によって検出される前記車両周囲状態に基づいて、各仮想ドライバが前記運転意図を遂行するために必要な運転操作量を計算する仮想ドライバ運転操作量計算手段と、
前記自車両前方の先行車の車線内における横方向位置を検出する障害物状況検出手段と、
前記仮想ドライバ運転操作量計算手段で計算される前記仮想ドライバの前記運転操作量を、前記障害物状況検出手段で検出された前記先行車の横方向位置に基づいて補正する仮想ドライバ運転操作量補正手段と、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段によって補正された複数の仮想ドライバの前記運転操作量と、前記運転操作量検出手段によって検出された前記実際のドライバの前記運転操作量との近似度合(以降、運転操作量近似度合とする)をそれぞれ計算する運転操作量近似度合計算手段と、
前記運転操作量近似度合計算手段によって計算された複数の前記運転操作量近似度合に基づいて、前記実際のドライバの運転意図を推定する運転意図推定手段とを備えることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項18に記載の運転意図推定装置において、
前記障害物状況検出手段は、前記先行車の横方向位置として、車線中央から前記先行車の左右方向中心点までの距離を検出し、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段は、前記複数の仮想ドライバのうち車線変更意図を与えられた仮想ドライバの前記運転操作量を算出するための目標位置を、前記障害物状況検出手段で検出された前記先行車の横方向位置に応じて変更することにより、前記仮想ドライバの運転操作量を補正することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項19に記載の運転意図推定装置において、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段は、前記先行車の前記横方向位置が左右いずれかの車線端に近づくほど、前記車線端方向への車線変更意図の前記目標位置を車線維持意図の目標位置から遠ざけることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項19または請求項20に記載の運転意図推定装置において、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段は、前記先行車の前記横方向位置が左右いずれかの車線端に近づくほど、前記車線端とは反対方向への車線変更意図の前記目標位置を車線維持意図の目標位置に近づけることを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項18に記載の運転意図推定装置において、
前記障害物状況検出手段は、前記先行車の横方向位置として、前記先行車の横方向の車体端部と車線端との距離を検出し、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段は、前記複数の仮想ドライバのうち車線変更意図を与えられた仮想ドライバの前記運転操作量を算出するための目標位置を、前記障害物状況検出手段で検出された前記先行車の横方向の車体端部と車線端との距離に応じて変更することにより、前記仮想ドライバの運転操作量を補正することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項22に記載の運転意図推定装置において、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段は、前記先行車の前記車体端部と前記車線端との前記距離に補正値を加えて補正した値を用いて、前記目標位置を設定することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項18に記載の運転意図推定装置において、
前記障害物状況検出手段は、前記先行車の横方向位置として、車線中央から前記先行車の左右方向中心点までの距離を検出し、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段は、前記障害物状況検出手段で検出された前記先行車の車線内における横方向位置が左右いずれかの車線端に近づくほど、前記車線端方向への車線変更意図を有する前記仮想ドライバの前記運転操作量が大きくなるように補正を行うとともに、前記車線端とは反対方向への車線変更意図を有する前記仮想ドライバの前記運転操作量が小さくなるように補正を行うことを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項18に記載の運転意図推定装置において、
前記障害物状況検出手段は、前記先行車の横方向位置として、前記先行車の横方向の車体端部と車線端との距離を検出し、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段は、前記障害物状況検出手段で検出された前記先行車の横方向の車体端部と車線端との距離が小さくなるほど、前記車線端方向への車線変更意図を有する前記仮想ドライバの前記運転操作量が大きくなるように補正を行うとともに、前記車線端とは反対方向への車線変更意図を有する前記仮想ドライバの前記運転操作量が小さくなるように補正を行うことを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項25に記載の運転意図推定装置において、
前記仮想ドライバ運転操作量補正手段は、前記先行車の前記車体端部と前記車線端との前記距離に補正値を加えて補正した値を用いて、前記仮想ドライバの前記運転操作量を補正することを特徴とする運転意図推定装置。 - 請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の運転意図推定装置と、
自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力を算出する操作反力算出手段と、
前記操作反力算出手段によって算出された前記操作反力を前記アクセルペダルに発生させる操作反力発生手段と、
前記運転意図推定手段による前記運転意図の推定結果と、前記運転意図推定基準変更手段によって設定された前記運転意図推定基準とに基づいて、前記アクセルペダルに発生する前記操作反力を補正する補正手段とを備える車両用運転操作補助装置。 - 請求項27に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記リスクポテンシャルと前記操作反力との関係を補正する操作反力補正手段であり、
前記操作反力補正手段は、前記運転意図推定手段によって前記運転意図が車線変更であると推定されると、前記運転意図が車線変更以外であると推定される場合に比べて前記操作反力を低下するとともに、前記車線変更に関する前記運転意図推定基準が大きい場合は前記運転意図推定基準が小さい場合よりも前記操作反力を低下することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項27に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記リスクポテンシャルと前記操作反力との関係を補正するリスクポテンシャル補正手段であり、
前記リスクポテンシャル補正手段は、前記運転意図推定手段によって前記運転意図が車線変更であると推定されると、前記運転意図が車線変更以外であると推定される場合に比べて前記リスクポテンシャルを低下するとともに、前記車線変更に関する前記運転意図推定基準が大きい場合は前記運転意図推定基準が小さい場合よりも前記リスクポテンシャルを低下することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項18から請求項26のいずれか1項に記載の運転意図推定装置と、
自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力を算出する操作反力算出手段と、
前記操作反力算出手段によって算出された前記操作反力を前記アクセルペダルに発生させる操作反力発生手段と、
前記運転意図推定手段による前記運転意図の推定結果に基づいて、前記アクセルペダルに発生する前記操作反力を補正する補正手段とを備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項27から請求項30のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。
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