JP4939170B2 - 追尾システム - Google Patents
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Description
また、上記方法のほかに、例えば、後方車両に備えられたカメラにより前方車両の特徴点(テールランプ等)を検出し、この特徴点が規定の位置および大きさとなるように自己位置を制御することで、前方車両を追尾する方法や、レーザレンジファインダ(LRF)やミリ波レーダ等により前方車両を検出して追尾する方法等が知られている。
また、前方車両の経路情報に基づいて走行する追尾方法を採用する場合には、前方車両の走行経路作成時における測位誤差や後方車両の走行誤差等により、前方車両が通過した走行経路に対して後方車両が通過する走行経路が大幅にずれることが考えられる。特に、前方車両が通過したときから相当の時間が経過した後に後方車両が通過する場合には、道の状況等が変わっている場合もあり、追尾が不可能となるおそれもある。
本発明は、後方車両が前方車両から走行経路に関する情報を受信し、受信した走行経路に基づいて走行を行う追尾システムにおいて、前方車両には、前方車両の走行経路を作成する走行経路作成手段と、前記前方車両が前記走行経路を走行している際の周辺状況および運転状況に基づいて、前記走行経路を走行した際の走行判断ルールを作成するルール作成手段と、前記走行経路および走行判断ルールを前記後方車両に送信する送信手段とが設けられ、前記後方車両には、前記前方車両から前記走行経路および前記走行判断ルールを受信する受信手段と、走行位置を検出する位置検出手段と、周辺状況を検出する周辺状況検出手段と、前記後方車両の位置情報並びに周辺状況、および、前記受信手段により受信された前記走行経路および走行判断ルールに基づいて、後方車両の走行を制御する走行制御手段とが設けられており、前記前方車両に設けられている前記ルール作成手段により作成される走行判断ルールには、道路端からの距離が含まれ、前記後方車両に設けられている周辺状況検出手段は、道路端を検出し、前記走行制御手段は、前記周辺状況検出手段により検出された道路端からの距離が前記走行判断ルールに含まれる前記道路端からの距離に一致するように前記前方車両から受信した走行経路を補正し、補正後の走行経路に沿って走行制御する追尾システムを提供する。
このように、後方車両には、前方車両の走行経路に加えて、前方車両がどのようなルールに従って走行を行ったかを示す走行判断ルールが与えられるので、この走行判断ルールに基づいて走行制御を行うことにより、追尾精度の向上を図ることができる。
特に、走行判断ルールには道路端からの距離が含まれているので、後方車両は、道路端からの距離を考慮して走行経路を補正することが可能となる。これにより、路肩への乗り上げなどのリスクを回避し、安定した走行を実現することができる。
特に、後方車両が自律走行車両等であった場合には、障害物などに敏感に反応してしまうため、前方に障害物が検出された場合には、過剰な減速が行われてしまうこととなる。このような場合でも、上記構成によれば、前方車両と同様の速度で走行することが可能となるので、過剰な減速を回避することができ、走行効率を高めることができる。
上記走行困難なエリアとは、例えば、凸凹道、ぬかるみ、草地や岩場等の障害地形等が一例として挙げられる。
また、上記態様は、可能な範囲で組み合わせて利用することができるものである。
また、本発明の追尾システムは、特に、道路のない不整地等を走行する特殊車両に利用されるのに好適なシステムである。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る追尾システム1の全体構成を示した図である。
図1に示した追尾システム1において、前方車両2は、走行経路に関する情報を作成して、この情報を後方車両3へ送信する。走行経路に関する情報を受信した後方車両3は、受信した走行経路に基づいて走行することにより、前方車両2の追尾走行を行う。
本実施形態では、前方車両2は、人が運転する有人車両であり、後方車両は無人走行を可能とする自律走行車両である。なお、これらは一例であり、例えば、前方車両2および後方車両3の両方を自律走行車両としてもよい。上記前方車両2および後方車両3は、例えば、特殊車両である。
図2に示すように、後方車両3は、自律走行用センサとして、位置情報を取得する手段としてGPS受信機11、周辺状況を検出する手段としてカメラ12およびLRF(レーザレンジファインダ)13、車速を検出する手段として車速センサ14、車両の姿勢を検出する手段としてIMU(慣性測定装置)15等を備えている。また、後方車両3には、自律走行を実現するための走行駆動機構として、例えば、ステアリング駆動用のステアリングアクチュエータ16、アクセル・ブレーキ操作用のアクセルブレーキアクチュエータ17等を備えている。また、後方車両3には、他の車両と通信を行うための通信機(送信手段、受信手段)18が設けられている。
図3に示すように、前方車両2の制御装置30は、自己位置を検出する自己位置検出部31と、自己位置検出部31によって検出された位置情報から走行経路を作成する走行経路作成部(走行経路作成手段)32と、前方車両2が走行経路を走行している際の周辺状況を検出する周辺状況検出部33と、該周辺状況検出部33によって検出された周辺状況、前方車両2の運転状況、並びに、自己位置検出部31によって検出された自己位置に基づいて、走行の際の走行判断ルールを作成するルール作成部(ルール作成手段)34と、記憶部35とを備えている。
走行経路作成部32は、自己位置検出部31により検出された自己位置の軌跡を作成することにより走行経路を求め、これを記憶部35に格納する。
走行制御部53は、自己位置、周辺状況および走行判断ルールに応じて前方車両2から受信した走行経路の補正量を演算する補正量演算部55と、補正量演算部55によって演算された補正量を用いて、前記前方車両2から受信した走行経路を補正する経路補正部(経路補正手段)56と、補正後の走行経路に基づいて、ステアリングアクチュエータ16およびアクセルブレーキアクチュエータ17等への制御指令を作成する走行指令作成部57とを備えている。
まず、前方車両2において、人の運転により走行が開始されると、制御装置30には、GPS受信機11、カメラ12、LRF13、車速センサ14、IMU15から各種検出情報が入力されるとともに、ステアリングアクチュエータ16、アクセルブレーキアクチュエータ17から操作量が入力される。
そして、前方車両2の制御装置30は、このようにして走行経路、走行判断ルールを求めると、所定のタイミングで、これらの情報を後方車両3に送信する。ここでの情報の送信タイミングについては、任意に設定可能である。例えば、後方車両3が既に走行を開始している場合には、所定の時間間隔で定期的に送信する必要があるし、また、前方車両2が走行を終了した後に、後方車両3が走行を開始するような場合には、前方車両2の走行が終了してから一括してこれらデータを後方車両3に送信することとしてもよい。
後方車両3においては、制御装置30の自己位置検出部51により自己位置が検出され、また、周辺状況検出部52により周辺の状況が3次元モデルとして得られる。そして、補正量演算部55により上記自己位置、周辺状況、ならびに前方車両2から走行判断ルールとして受信した第1オフセット量を用いて、走行経路の補正量が求められる。この補正量は、経路補正部56に出力され、前方車両2から受信した走行経路がこの補正量に基づいて補正されることにより、補正後の走行経路が求められ、この補正後の走行経路に沿って走行するべく、走行指令作成部57によりステアリングアクチュエータ16およびアクセルブレーキアクチュエータ17への制御指令が作成される。
例えば、図7に示すように、後方車両3の走行時において、前方車両2が走行するときには存在しなかった土砂Qなどにより道路の様子が変化していた場合でも、この土砂Qの端部から第1オフセット量の離れた箇所を通るように走行経路を補正することにより、土砂Qを回避して走行することが可能となる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る追尾システムについて説明する。
第2の実施形態に係る追尾システムは、前方車両2が轍に関する走行判断ルールを作成し、この轍に関する走行判断ルールに従って後方車両3が追尾走行を行う。
以下、本実施形態に係る追尾システムについて、上述した第1の実施形態に係る追尾システムと異なる点について主に説明する。
上記轍走行判定部45は、例えば、図9に示すように、2本の轍Cが検出された場合に、2本の轍の間に走行経路Aが検出されれば轍を走行したと判定し、また、2本の轍の間に走行経路が検出されなければ(例えば、図9におけるA´の場合)、轍を回避して走行したと判定する。そして、その判定結果を走行判断ルールとして記憶部35に格納する。
なお、本実施形態では、走行経路Aは、前方車両2の中心の軌跡としている。
後方車両3の制御装置30においては、前方車両2から走行経路および走行判断ルールとして轍に関する判定結果を受信すると、これらの情報に基づいて走行制御を行う。
次に、本発明の第3の実施形態に係る追尾システムについて説明する。
第3の実施形態に係る追尾システムは、前方車両2が凸凹道に関する走行判断ルールを作成し、この凸凹道に関する走行判断ルールに従って後方車両3が追尾走行を行う。
以下、本実施形態に係る追尾システムについて、上述した第1の実施形態に係る追尾システムと異なる点について主に説明する。
上記凸凹道減速判定部47は、凸凹道検出部46によって凸凹道が検出された場合に、時間に対する自己の走行位置の変位に基づいて、速度変化があったか否かを判定する。この結果、減速していた場合には、そのときの走行速度を走行判断ルールとして記憶部35に格納する。
後方車両3の制御装置30においては、前方車両2から走行経路および走行判断ルールとして凸凹道に関する情報を受信すると、これらの情報に基づいて走行制御を行う。このため本実施形態に係る走行制御部53は、図11に示すように、周辺状況検出部52において凸凹道が検出された場合に、走行判断ルールに基づいて走行速度を調整する走行速度調節部(走行速度調節手段)58を備えている。
例えば、自律走行車両の場合、通常は、凸凹道等、走行に困難な道においては、転倒等しないように、必要以上に減速するように設計されている。このような場合でも、本実施形態によれば、前方車両2の走行速度に従って後方車両3が走行することとなるので、過剰な減速を避け、速やかに凸凹道を走行することが可能となる。
次に、本発明の第4の実施形態に係る追尾システムについて説明する。
第4の実施形態に係る追尾システムは、前方車両2が草地などの走行困難地域に関する走行判断ルールを作成し、この走行困難地域に関する走行判断ルールに従って後方車両3が追尾走行を行う。
以下、本実施形態に係る追尾システムについて、上述した第1の実施形態に係る追尾システムと異なる点について主に説明する。
上記障害地形検出部48は、マップ生成部41によって作成される周辺の3次元モデルを用いて、草地などの障害地形を検出する。例えば、障害地形検出部48は、所定の高さを超える物体があれば、その物体が存在する領域を障害地形として検出する。
具体的には、障害地形走行判定部49は、図13に示すように、障害地形Dの領域内に走行経路Aが属していた場合には、障害地形を走破したと判定し、障害地形Dの領域内に走行経路Aが属していなかった場合、例えば、走行経路A´の場合には、障害地形を回避したと判定する。そして、この判定結果を走行判断ルールとして記憶部35に格納する。
なお、本実施形態では、走行経路Aは、前方車両2の中心の軌跡としている。
後方車両3の制御装置30においては、前方車両2から走行経路よび走行判断ルールとして障害地形に関する判定結果を受信すると、これらの情報に基づいて走行制御を行う。
なお、本実施形態において、前方車両2が障害地形を走破したときの走行速度を走行判断ルールとして追加しても良い。このように、走行速度を走行判断ルールに加えることにより、後方車両3は前方車両2の走行速度に応じて自己の走行速度を調整することができ、より好適な走行を行うことが可能となる。
次に、本発明の第5の実施形態に係る追尾システムについて説明する。
第5の実施形態に係る追尾システムは、前方車両2が障害物接触に関する走行判断ルールを作成し、この障害物接触に関する走行判断ルールに従って後方車両3が追尾走行を行う。
以下、本実施形態に係る追尾システムについて、上述した第1の実施形態に係る追尾システムと異なる点について主に説明する。
上記障害物検出部61は、マップ生成部41によって作成される周辺の3次元モデルを用いて、障害物を検出する。例えば、所定の高さを超える物体があれば、その物体を障害物として検出する。
具体的には、障害物接触判定部62は、障害物検出部61によって障害物が検出された場合に、その障害物と現在の走行位置との関係から障害物の周辺における前方車両2の走行経路を算出する。この結果、図15に示すように、前方車両2が障害物Eに一旦接触した後に、この障害物Eをよけるようにして走行していた場合には、障害物Eに接触したと判定する。そして、この障害物接触の情報を走行判断ルールとして記憶部35に格納する。
後方車両3の制御装置30においては、前方車両2から走行経路よび走行判断ルールとして障害物接触に関する情報を受信すると、これらの情報に基づいて走行制御を行う。
具体的には、図5に示したように、周辺状況検出部52により障害物が検出された場合、補正量演算部55は、走行判断ルールならびに現状の障害物の位置と走行位置とに基づいて、この障害物を回避して走行するための補正量を算出し、この補正量を経路補正部56に出力する。これにより、経路補正部56においては、障害物を回避するように走行経路が補正され、補正後の走行経路に基づく走行制御が行われることとなる。
次に、本発明の第6の実施形態に係る追尾システムについて説明する。
第6の実施形態に係る追尾システムは、前方車両2がぬかるみに関する走行判断ルールを作成し、このぬかるみに関する走行判断ルールに従って後方車両3が追尾走行を行う。
以下、本実施形態に係る追尾システムについて、上述した第1の実施形態に係る追尾システムと異なる点について主に説明する。
ぬかるみ候補地形検出部63は、マップ生成部41によって作成された周辺の3次元マップに基づいてぬかるみ候補地を検出する。
後方車両3の制御装置30においては、前方車両2から走行経路および走行判断ルールとしてぬかるみ走行に関する情報を受信すると、これらの情報に基づいて走行制御を行う。
具体的には、図5に示したように、周辺状況検出部52によりぬかるみ候補地が検出された場合に、このぬかるみ候補地を避けて走行するための補正量を補正量演算部55が算出し、この補正量を経路補正部56に出力する。これにより、経路補正部56においては、ぬかるみ候補地を回避するように走行経路が補正され、補正後の走行経路に基づく走行制御が行われることとなる。
2 前方車両
3 後方車両
11 GPS受信機
12 カメラ
13 LRF
14 車速センサ
15 IMU
16 ステアリングアクチュエータ
17 アクセルブレーキアクチュエータ
18 通信機
30 制御装置
31 自己位置検出部
32 走行経路作成部
33 周辺状況検出部
34 ルール作成部
35 記憶部
41 マップ作成部
42 道路端検出部
43 第1オフセット量検出部
44 轍検出部
45 轍走行判定部
46 凹凸道検出部
47 凸凹道減速判定部
48 障害地形検出部
49 障害地形走行判定部
58 走行速度調節部
61 障害物検出部
62 障害物接触判定部
63 ぬかるみ候補地検出部
64 ぬかるみ走行判定部
51 自己位置検出部
52 周辺状況検出部
53 走行制御部
55 補正量演算部
56 経路補正部
57 走行指令作成部
Claims (11)
- 後方車両が前方車両から走行経路に関する情報を受信し、受信した走行経路に基づいて走行を行う追尾システムにおいて、
前方車両には、
前方車両の走行経路を作成する走行経路作成手段と、
前記前方車両が前記走行経路を走行している際の周辺状況および運転状況に基づいて、前記走行経路を走行した際の走行判断ルールを作成するルール作成手段と、
前記走行経路および走行判断ルールを前記後方車両に送信する送信手段と
が設けられ、
前記後方車両には、
前記前方車両から前記走行経路および前記走行判断ルールを受信する受信手段と、
走行位置を検出する位置検出手段と、
周辺状況を検出する周辺状況検出手段と、
前記後方車両の位置情報並びに周辺状況、および、前記受信手段により受信された前記走行経路および走行判断ルールに基づいて、後方車両の走行を制御する走行制御手段と
が設けられており、
前記前方車両に設けられている前記ルール作成手段により作成される走行判断ルールには、道路端からの距離が含まれ、
前記後方車両に設けられている周辺状況検出手段は、道路端を検出し、
前記走行制御手段は、前記周辺状況検出手段により検出された道路端からの距離が前記走行判断ルールに含まれる前記道路端からの距離に一致するように前記前方車両から受信した走行経路を補正し、補正後の走行経路に沿って走行制御する追尾システム。 - 前記走行制御手段は、
前記後方車両の位置情報並びに周辺状況、および、前記受信手段により受信された前記走行経路および走行判断ルールに基づいて、走行速度を調節する走行速度調節手段を備える請求項1に記載の追尾システム。 - 前記前方車両に設けられている前記ルール作成手段により作成される走行判断ルールには、轍からの距離が含まれ、
前記後方車両に設けられている前記周辺状況検出手段は、轍を検出し、
前記走行制御手段は、前記轍からの距離が、前記走行判断ルールに含まれる前記轍からの距離に一致するように、前記前方車両から受信した走行経路を補正し、補正後の走行経路に沿って走行制御する請求項1または請求項2に記載の追尾システム。 - 前記前方車両に設けられている前記ルール作成手段により作成される走行判断ルールには、走行困難なエリアを走行したか或いは回避して走行したかという情報が含まれ、
前記後方車両に設けられている前記周辺状況検出手段は、走行困難なエリアを検出し、
前記走行制御手段は、前記走行判断ルールに基づいて前記走行困難なエリアを走行するかまたは回避するかを決定し、その決定に応じて走行制御する請求項1から請求項3のいずれかに記載の追尾システム。 - 前記ルール作成手段により作成される走行判断ルールには、前記走行困難なエリアを走行する際の走行速度が含まれ、
前記走行制御手段は、前記走行困難なエリアを走行する際に、前記走行判断ルールに含まれる前記走行速度に基づいて走行速度を制御する請求項4に記載の追尾システム。 - 前記前方車両に設けられている前記ルール作成手段により作成される走行判断ルールには、走行困難なエリアの位置情報が含まれ、
前記走行制御手段は、前記走行困難なエリアに差し掛かった場合に、該走行困難なエリアを回避するように、前記前方車両から受信した走行経路を補正し、補正後の走行経路に基づいて走行制御する請求項1から請求項5のいずれかに記載の追尾システム。 - 後方車両が前方車両から走行経路に関する情報を受信し、受信した走行経路に基づいて走行を行う追尾方法において、
前方車両は、走行経路を作成するとともに、該走行経路を走行している際の周辺状況および運転状況に基づいて、前記走行経路を走行した際の走行判断ルールを作成し、前記走行経路および前記走行判断ルールを前記後方車両に送信し、
前記前方車両から前記走行経路および前記走行判断ルールを受信した後方車両は、自己の走行位置を検出するとともに、その周辺状況を検出し、検出した前記位置情報ならびに前記周辺状況、および、前記前方車両から受信した前記走行経路および前記走行判断ルールに基づいて、走行を制御し、
前記前方車両から前記後方車両に送信される前記走行判断ルールには、道路端からの距離が含まれ、
前記後方車両は、道路端を検出し、検出した道路端からの距離が前記走行判断ルールに含まれている前記道路端からの距離に一致するように前記前方車両から受信した走行経路を補正し、補正後の走行経路に沿って走行制御する追尾方法。 - 後方車両が前方車両から走行経路に関する情報を受信し、受信した走行経路に基づいて走行を行う追尾システムに用いられる車両であって、
自己の走行経路を検出する走行経路検出手段と、
前記走行経路を走行している際の周辺状況および運転状況に基づいて、前記走行経路を走行した際の走行判断ルールを作成するルール作成手段と、
前記走行経路および前記走行判断ルールを他の車両に送信する送信手段と
を備え、
前記走行判断ルールには、道路端からの距離が含まれ、
前記送信手段は、前記走行経路および前記走行判断ルールに基づいて、道路端からの距離が前記走行判断ルールに含まれる前記道路端の距離になるように走行制御を行う前記他の車両に対して、前記走行経路および前記走行判断ルールを送信する車両。 - 後方車両が前方車両から走行経路に関する情報を受信し、受信した走行経路に基づいて走行を行う追尾システムに用いられる車両であって、
他の車両から、該他の車両の走行経路およびその走行経路を走行した際の周辺状況および運転状況に基づいて作成された走行判断ルールを受信する受信手段と、
自己の走行位置を検出する位置検出手段と、
周辺状況を検出する周辺状況検出手段と、
自己の位置情報並びに周辺状況、および、前記受信手段により受信された前記走行経路および前記走行判断ルールに基づいて、走行を制御する走行制御手段と
を備え、
前記他の車両から受信した前記走行判断ルールには、道路端からの距離が含まれ、
前記周辺状況検出手段は、道路端を検出し、
前記走行制御手段は、前記周辺状況検出手段により検出された道路端からの距離が前記走行判断ルールに含まれる前記道路端からの距離に一致するように前記走行経路を補正し、補正後の走行経路に沿って走行制御する車両。 - 後方車両が前方車両から走行経路に関する情報を受信し、受信した走行経路に基づいて走行を行う追尾システムに用いられる車両であって、
前記前方車両として機能する場合の経路作成システムと前記後方車両として機能する場合の走行制御システムとを備え、
前記経路作成システムは、
自己の走行経路を作成する走行経路作成手段と、
前記走行経路を走行している際の周辺状況および運転状況に基づいて、前記走行経路を走行した際の走行判断ルールを作成するルール作成手段と、
前記走行経路および前記走行判断ルールを他の車両に送信する送信手段と
を備え、
前記ルール作成手段により作成される走行判断ルールには、道路端からの距離が含まれ、
前記走行制御システムは、
他の車両から、該他の車両の走行経路およびその走行経路を走行した際の周辺状況および運転状況に基づいて作成された走行判断ルールを受信する受信手段と、
自己の走行位置を検出する位置検出手段と、
周辺状況を検出する周辺状況検出手段と、
自己の位置情報並びに周辺状況、および、前記受信手段により受信された前記走行経路および前記走行判断ルールに基づいて、走行を制御する走行制御手段と
を備え、
前記周辺状況検出手段は、道路端を検出し、
前記走行制御手段は、前記周辺状況検出手段により検出された道路端からの距離が前記走行判断ルールに含まれる前記道路端からの距離に一致するように前記走行経路を補正し、補正後の走行経路に沿って走行制御する車両。 - 一度走行した走行経路を記録しておき、該走行経路に沿って再度の走行を可能とする追尾システムを備える車両であって、
走行経路を作成するための経路作成システムと、一度走行した走行経路を再度走行するための走行制御システムとを備え、
前記経路作成システムは、
自己の走行経路を検出する走行経路検出手段と、
前記走行経路を走行している際の周辺状況および運転状況に基づいて、前記走行経路を走行した際の走行判断ルールを作成するルール作成手段と、
前記走行経路および前記走行判断ルールを記録する記憶手段と
を備え、
前記ルール作成手段により作成される走行判断ルールには、道路端からの距離が含まれ、
前記走行制御システムは、
前記記憶手段から前記走行経路および前記走行判断ルールを読み出す読み出し手段と、
自己の走行位置を検出する位置検出手段と、
周辺状況を検出する周辺状況検出手段と、
自己の位置情報並びに周辺状況、および、前記走行経路および前記走行判断ルールに基づいて、走行を制御する走行制御手段と
を備え、
前記周辺状況検出手段は、道路端を検出し、
前記走行制御手段は、前記周辺状況検出手段により検出された道路端からの距離が前記走行判断ルールに含まれる前記道路端からの距離に一致するように前記走行経路を補正し、補正後の走行経路に沿って走行制御する車両。
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