JP6152673B2 - Lane change support device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば車両における自動的な車線変更制御を支援する車線変更支援装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a lane change support device that supports, for example, automatic lane change control in a vehicle.
この種の装置として、例えば車両の操舵制御及び加減速制御を自動的に実行することで、運転者の操作によらない車両の車線変更制御を実現するものが知られている。車線変更制御では、例えば車両に搭載された車載カメラや各種レーダ等によって道路上の白線及び自車両の周辺を走行する他車両が認識され、他車両を回避するように車線変更が実現される。 As this type of device, for example, a device that realizes lane change control of a vehicle that is not operated by a driver by automatically executing steering control and acceleration / deceleration control of the vehicle is known. In the lane change control, for example, a white line on the road and other vehicles traveling around the host vehicle are recognized by an in-vehicle camera or various radars mounted on the vehicle, and the lane change is realized so as to avoid the other vehicles.
より具体的には、例えば特許文献1では、車線変更前の自車両の速度、並びに隣接車線を走行する前方車両及び後方車両の速度に応じた加速制御を行うことで好適に車線変更を実現するという技術が開示されている。また特許文献2では、隣接車線を走行する2台の他車両間に割り込んで車線変更をする際に、2台の他車両のうち車速の速い車両を基準として自車両の車速を制御するという技術が提案されている。
More specifically, for example, in
その他、本発明に関連する文献として、特許文献3が存在する。
In addition, there is
上記特許文献1及び2に記載されているように、車線変更制御を実行する際には、他車両との衝突等を避けるため、移動先である隣接車線の状況を十分に確認することが求められる。しかしながら、例えば他車両を認識するためのカメラや各種レーダの認識領域は、自車両の前後を走行する車両等の障害物によって遮蔽され、小さくなってしまうことがある。具体的には、例えば先行車との車間距離が小さくなると、車載カメラに先行車が大きく写し出され、撮像画像において隣接車線を走行する他車両が先行車の陰に隠れてしまうという事態が生じ得る。このような場合、仮に他車両が存在しておらず車線変更制御が可能な状態であっても、隣接車線の状況を十分に認識することができないため車線変更制御を禁止せざるを得ないという技術的問題点が生ずる。
As described in
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、障害物の存在により周囲の状況を十分に認識できない場合であっても、好適に車線変更制御を実行可能ならしめる車線変更支援装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, for example, and even when the surrounding situation cannot be sufficiently recognized due to the presence of an obstacle, a lane change support device that can suitably execute lane change control. It is an issue to provide.
本発明の車線変更支援装置は上記課題を解決するために、車両の車線変更制御を支援する車線変更支援装置であって、前記車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記車両が走行する車線の白線を検出する白線検出手段と、前記検出された白線及び前記車両が走行する車線の隣接車線を走行する他車両との衝突余裕時間に基づいて、前記車線変更制御を実行する際に要求される前記障害物検出手段の検出領域である要求検出領域を算出する要求検出領域算出手段と、前記障害物検出手段の検出領域が、前記要求検出領域を算出した後に発生する前記障害物による遮蔽によって、前記要求検出領域より小さくなっているか否かを判定する遮蔽判定手段と、前記障害物検出手段の検出領域が前記要求検出領域より小さい場合に、前記障害物検出手段の検出領域を前記要求検出領域以上とするための前記車両の制御量を算出する制御量算出手段と、前記算出された制御量に基づいて、前記車両を制御する車両制御手段とを備える。
In order to solve the above-mentioned problem, the lane change support device of the present invention is a lane change support device that supports lane change control of a vehicle, and includes obstacle detection means for detecting an obstacle existing around the vehicle,
The lane change control is performed based on a white line detection means for detecting a white line of a lane in which the vehicle travels and a collision margin time between the detected white line and another vehicle traveling in an adjacent lane of the lane in which the vehicle travels. A request detection area calculation means for calculating a request detection area which is a detection area of the obstacle detection means required when executing, and a detection area of the obstacle detection means are generated after calculating the request detection area. Shielding determination means for determining whether or not the obstacle detection means is smaller than the required detection area due to shielding by the obstacle, and when the detection area of the obstacle detection means is smaller than the required detection area, the obstacle detection means Control amount calculation means for calculating a control amount of the vehicle for setting the detection region to be equal to or greater than the required detection region, and vehicle control for controlling the vehicle based on the calculated control amount. And means.
本発明の車線変更支援装置によれば、その動作時には、例えば車載カメラやミリ波レーダ等として構成される障害物検出手段によって、車両の周囲に存在する障害物(例えば、他車両)が検出される。なお、ここでの「車両の周囲」とは、車両を好適に走行させるため(特に、車線変更制御を実施する場合)に障害物の有無を検出すべき領域であり、自車両が走行している車線の前後方向だけでなく、隣接車線等も含まれる趣旨である。障害物検出手段は、障害物の有無だけでなく、自車両から見て障害物が存在する方向や、障害物までの距離、障害物の相対速度等を検出する。 According to the lane change assisting apparatus of the present invention, during the operation, obstacles (for example, other vehicles) existing around the vehicle are detected by obstacle detection means configured as, for example, an in-vehicle camera or a millimeter wave radar. The Here, “around the vehicle” is an area where the presence or absence of an obstacle should be detected in order to make the vehicle travel appropriately (especially when lane change control is performed). This is to include not only the front-rear direction of the lane in which the vehicle is located but also the adjacent lane. The obstacle detection means detects not only the presence / absence of an obstacle, but also the direction in which the obstacle exists, the distance to the obstacle, the relative speed of the obstacle, and the like as seen from the host vehicle.
また本発明の車線変更支援装置では、例えば車載カメラやミリ波レーダ等として構成される白線検出手段により、車両が走行する車線の白線(例えば、車道外側線や車道境界線)が検出される。白線検出手段では、例えば車両前方の画像(即ち、走行中の車両から見た進行方向の画像)が撮像されると共に、撮像画像が横方向に走査され、明度(輝度)が大きく変化するエッジ等に基づいて白線が検出される。なお、ここで検出された白線の情報は、例えば自動ステアリング制御によって実現されるLKA(Lane Keeping Assist)制御等に利用されてもよい。 In the lane change assisting device of the present invention, a white line (for example, a roadway outer line or a roadway boundary line) in which the vehicle travels is detected by a white line detection unit configured as, for example, an in-vehicle camera or a millimeter wave radar. In the white line detection means, for example, an image in front of the vehicle (that is, an image in the traveling direction as viewed from the traveling vehicle) is captured, and the captured image is scanned in the horizontal direction, and an edge whose brightness (luminance) changes greatly. Based on the white line is detected. The white line information detected here may be used for, for example, LKA (Lane Keeping Assist) control realized by automatic steering control.
白線が検出されると、要求検出領域算出手段により、車線変更制御を実行する際に要求される要求検出領域が、検出された白線に基づいて算出される。要求検出領域は、適切な車線変更制御を実行するため障害物検出手段に要求される検出領域であり、衝突余裕時間(TTC:Time To Collision)等を考慮して算出される。この際、検出された白線は、車線幅や車線内の自車両の位置等を特定するために利用される。なお、要求検出領域は、障害物を検出可能な領域の面積として算出されるだけでなく、検出可能な角度等として算出されてもよい。即ち、検出領域の広さを認識できれば、どのようなパラメータで検出されても構わない。 When the white line is detected, the request detection area calculation means calculates a request detection area required when the lane change control is executed based on the detected white line. The request detection area is a detection area required for the obstacle detection means in order to execute appropriate lane change control, and is calculated in consideration of a time margin for collision (TTC: Time To Collision) and the like. At this time, the detected white line is used to specify the lane width, the position of the host vehicle in the lane, and the like. The request detection area may be calculated not only as an area of an area where an obstacle can be detected, but also as a detectable angle or the like. That is, any parameter may be used as long as the size of the detection area can be recognized.
要求検出領域が算出されると、遮蔽判定手段により、現在の障害物検出手段の検出領域が、障害物による遮蔽によって要求検出領域より小さくなっているか否かが判定される。ここで「障害物による遮蔽」とは、自車両から比較的近い位置に存在する障害物によって、比較的遠い位置に存在する障害物が検出できなくなる状態を指している。具体的には、例えば自車両と先行車両との車間距離が小さくなることにより、隣接車線の状況が先行車両の陰に隠れて検出できなくなるような場合が想定される。 When the request detection area is calculated, the shielding determination unit determines whether or not the current detection area of the obstacle detection unit is smaller than the request detection area due to the blocking by the obstacle. Here, “shielding by an obstacle” refers to a state in which an obstacle present at a relatively distant position cannot be detected by an obstacle present at a relatively close position from the host vehicle. Specifically, for example, a case where the distance between the host vehicle and the preceding vehicle becomes small and the situation of the adjacent lane is hidden behind the preceding vehicle and cannot be detected is assumed.
ここで本発明では特に、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域より小さいと判定されると、制御量算出手段により、障害物検出手段の検出領域を要求検出領域以上とするための車両の制御量が算出される。ここで、車両の制御量は、典型的には障害物検出手段の検出領域を遮蔽する障害物(以下、適宜「遮蔽障害物」と称する)に対する車両の移動量として算出されるが、障害物検出手段の検出領域を大きくできるような制御に関する量であれば特に限定されない。 Here, particularly in the present invention, when it is determined that the detection area of the obstacle detection means is smaller than the required detection area, the control amount calculation means determines that the detection area of the obstacle detection means is greater than or equal to the required detection area. A control amount is calculated. Here, the control amount of the vehicle is typically calculated as the amount of movement of the vehicle with respect to an obstacle that shields the detection area of the obstacle detection means (hereinafter referred to as “shielding obstacle” as appropriate). There is no particular limitation as long as it is an amount related to control that can increase the detection area of the detection means.
車両の制御量は、例えば遮蔽障害物の大きさや形状、遮蔽障害物との相対距離等、遮蔽障害物に関する情報に基づいて算出される。これらの情報は、障害物検出手段から取得されてもよいし、他の経路で取得されてもよい。また、車両の制御量は、カーブ曲率や勾配等の道路情報を利用して算出されてもよい。このように複数の情報を利用すれば、遮蔽障害物に関する情報だけに基づく場合と比べて、より適切に車両の制御量を算出できる。 The control amount of the vehicle is calculated based on information about the shielding obstacle such as the size and shape of the shielding obstacle and the relative distance from the shielding obstacle. Such information may be acquired from the obstacle detection means or may be acquired through another route. Further, the control amount of the vehicle may be calculated using road information such as a curve curvature and a gradient. By using a plurality of pieces of information in this way, the control amount of the vehicle can be calculated more appropriately than in the case based on only the information related to the shielding obstacle.
車両の制御量が算出されると、車両制御手段により、算出された制御量に基づく車両の制御が実行される。例えば、遮蔽障害物に対して車両が移動され、障害物検出手段の検出領域における遮蔽障害物で遮蔽されている部分が小さくされる。これにより、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域以上とされ、適切な車線変更制御を実行可能な状態となる。なお、上述した車両制御手段による制御は、車線変更時にのみ実行されればよいが、車線変更制御がいつ実行されても構わないよう定期的に(即ち、車線変更制御を実施しない場合に)実行されても構わない。 When the control amount of the vehicle is calculated, the vehicle control means executes control of the vehicle based on the calculated control amount. For example, the vehicle is moved with respect to the shielding obstacle, and the portion shielded by the shielding obstacle in the detection area of the obstacle detection means is reduced. As a result, the detection area of the obstacle detection means is set to be equal to or greater than the required detection area, and a state in which appropriate lane change control can be executed is established. The above-described control by the vehicle control means may be executed only at the time of lane change, but is executed periodically (that is, when lane change control is not performed) so that lane change control may be executed at any time. It does not matter.
ちなみに、上述した車両制御手段による車両の移動制御は、典型的には、LKA制御等の自動運転制御中に実行することが想定されている。ただし、運転者の操作によって通常運転が行われている場合に移動制御を実行するようにしても、上述した効果は相応に得られる。 Incidentally, it is assumed that the vehicle movement control by the vehicle control means described above is typically executed during automatic operation control such as LKA control. However, even when the movement control is executed when the normal driving is performed by the driver's operation, the above-described effects can be obtained accordingly.
また、障害物検出手段が車両内での移動機能を有している場合には、車両自体を移動させずとも、障害物検出手段を移動させることで、検出領域を適切に変化させ要求検出領域以上とすることが可能である。この場合、障害物検出手段の構成が多少複雑化してしまうものの、車両の移動制御は実行されないため、車両の挙動を安定させることができる。また、車両の移動制御と障害物検出手段の移動制御とを合わせて利用すれば、遮蔽している障害物に対する移動量が大きくなるため、検出領域を効果的に広げることができる。更には、車両の移動分を障害物検出手段の移動量で賄えるため、車両の移動量を小さく抑えることができる。 Further, when the obstacle detection means has a moving function in the vehicle, the detection area can be appropriately changed by moving the obstacle detection means without moving the vehicle itself, so that the request detection area This can be done. In this case, although the configuration of the obstacle detection means is somewhat complicated, the vehicle movement control is not executed, so that the behavior of the vehicle can be stabilized. Further, if the movement control of the vehicle and the movement control of the obstacle detection means are used in combination, the movement amount with respect to the obstacle being shielded increases, so that the detection area can be effectively expanded. Furthermore, since the amount of movement of the vehicle can be covered by the amount of movement of the obstacle detection means, the amount of movement of the vehicle can be kept small.
以上説明したように、本発明の車線変更支援装置によれば、障害物の存在により周囲の状況を十分に認識できない場合であっても、好適に車線変更制御を実行可能である。 As described above, according to the lane change support device of the present invention, it is possible to suitably execute lane change control even when the surrounding situation cannot be sufficiently recognized due to the presence of an obstacle.
本発明の車線変更支援装置の一の態様では、前記制御量算出手段は、前記車両の制御量として、前記車両の進行方向に交わる横方向への移動量を算出するとする。 In one aspect of the lane change assist device of the present invention, the control amount calculation means calculates a movement amount in a lateral direction intersecting a traveling direction of the vehicle as the control amount of the vehicle.
この態様によれば、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域より小さい場合には、車両が進行方向に交わる横方向に移動される。例えば車両は、障害物を検出すべき隣接車線側(即ち、車線変更先である隣接車線側)に移動される。よって、例えば先行車両や後続車両の陰になり隣接車線の状況が検出できない状況であっても、車両の移動により確実に検出領域を広げることができる。従って、好適な車線変更が実現可能となる。 According to this aspect, when the detection area of the obstacle detection means is smaller than the required detection area, the vehicle is moved in the lateral direction intersecting the traveling direction. For example, the vehicle is moved to the adjacent lane side where the obstacle is to be detected (that is, the adjacent lane side to which the lane is changed). Therefore, for example, even in a situation where the situation of the adjacent lane cannot be detected behind the preceding vehicle or the following vehicle, the detection area can be surely expanded by the movement of the vehicle. Therefore, a suitable lane change can be realized.
本発明の車線変更支援装置の他の態様では、前記制御量算出手段は、前記車両の制御量として、前記車両の進行方向に沿う方向への移動量を算出する。 In another aspect of the lane change assist device of the present invention, the control amount calculation means calculates a movement amount in a direction along the traveling direction of the vehicle as the control amount of the vehicle.
この態様によれば、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域より小さい場合には、車両が進行方向に沿う方向に移動される。例えば車両は、先行車両が遮蔽障害物となっている場合に、車速を落として先行車両との車間距離が大きくなるような制御を実行する。また、後続車両が遮蔽障害物となっている場合には、車速を上げて後続車両との車間距離が大きくなるような制御を実行する。このようにすれば、例えば先行車両や後続車両の陰になり隣接車線の状況が検出できない状況であっても、車両の移動により確実に検出領域を広げることができる。従って、好適な車線変更が実現可能となる。 According to this aspect, when the detection area of the obstacle detection means is smaller than the request detection area, the vehicle is moved in the direction along the traveling direction. For example, when the preceding vehicle is a blocking obstacle, the vehicle performs control such that the vehicle speed is reduced and the inter-vehicle distance from the preceding vehicle is increased. When the following vehicle is a blocking obstacle, control is performed such that the vehicle speed is increased to increase the inter-vehicle distance from the following vehicle. In this way, for example, even in a situation where the situation of the adjacent lane cannot be detected behind the preceding vehicle or the succeeding vehicle, the detection area can be reliably expanded by the movement of the vehicle. Therefore, a suitable lane change can be realized.
なお、車両制御手段は、上述した進行方向に交わる横方向の移動及び進行方向に沿う方向の移動を両方同時に実行するようにしてもよい。この場合、多少処理は複雑化するが、障害物検出手段の検出領域を広げる効果を向上させることができる。 The vehicle control means may execute both the lateral movement intersecting the traveling direction and the movement along the traveling direction at the same time. In this case, the process is somewhat complicated, but the effect of expanding the detection area of the obstacle detection means can be improved.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。 The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing invention demonstrated below.
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<装置構成>
先ず、本実施形態に係る車線変更支援装置の構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る車線変更支援装置の全体構成を示すブロック図である。なお、図1では、説明の便宜上、車両の制御を行うための各部材のうち本実施形態に関連の深い部材のみを図示しており、他の部材については図示を省略している。
<Device configuration>
First, the configuration of the lane change support device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the lane change support device according to the present embodiment. In FIG. 1, for convenience of explanation, only members deeply related to the present embodiment among the members for controlling the vehicle are illustrated, and the other members are not illustrated.
図1において、車線変更支援装置10は、主な構成要素として、ECU(Electronic Control Unit)100、車載カメラ110、ミリ波レーダ120、自動運転スイッチ130、ディスプレイ140、電動アクセル210、電動ブレーキ220及び電動パワーステアリング230を備えて構成されている。
In FIG. 1, the lane change assist
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、車両の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットである。ECU100は、例えばROM等に格納された制御プログラムに従って、車両における各種制を実行可能に構成されている。
The
車載カメラ110は、主に車両の前方の画像を撮像する。車載カメラ110は、車両の後方や側方を撮像可能に構成されてもよい。車載カメラ110によって撮像された画像を示す信号は、ECU100に送信される。
The in-
ミリ波レーダ120は、ミリ波を出射すると共に、対象物(例えば、他車両等)により反射された電波を受信し、伝播時間やドップラー効果に起因して生じる周波数等を基に、対象物の位置や車両との相対速度を測定する。ミリ波レーダ120における測定結果は、ECU100に送信される。
The
自動運転スイッチ130は、車内の運転者が操作可能な位置に設けられており、スイッチを操作することで、通常運転と自動運転とを相互に切替えることが可能とされている。 The automatic operation switch 130 is provided at a position where the driver in the vehicle can operate, and the normal operation and the automatic operation can be switched to each other by operating the switch.
ディスプレイ140は、例えば(Human Machine Interface)、HUD(Head Up Display)、カーナビゲーション等のディスプレイであり、運転者又は同乗者から視認可能な位置に設けられている。或いは、車両の運転者が所持する携帯端末(例えば、スマートフォン)等のディスプレイであってもよい。ディスプレイ140は、ECU100から伝達される各種信号に応じた表示を行えるように構成されている。
The
電動アクセル210は、自動運転時において、車両の加速制御を実行可能に構成されている。また、電動ブレーキ220は、自動運転時において、車両の減速制御を実行可能に構成されている。電動アクセル210及び電動ブレーキ220によれば、例えば車載カメラ110やミリ波レーダ120から得られる先行車の情報に基づいて、ACC(Adaptive Cruise Control)制御が実行可能となる。
The
電動パワーステアリング230は、自動運転時において、車両のステアリング制御を実行可能に構成されている。電動パワーステアリング230によれば、例えば車載カメラ110やミリ波レーダ120から得られる白線の情報に基づいて、車線変更制御やLKA制御が実行可能となる。
The
また、本実施形態に係るECU100は特に、障害物検出部101、白線検出部102、要求検出領域算出部103、遮蔽判定部104、制御量算出部105及び車両制御部106を備えている。
The
障害物検出部101は、本発明に係る「障害物検出手段」の一例であり、車載カメラ110による撮像画像、或いはミリ波レーダ120の測定結果に基づいて、他車両等の障害物の存在を検出する。即ち、車両の走行の障害となり得る物体の存在を検出する。
The
白線検出部102は、本発明に係る「白線検出手段」の一例であり、車載カメラ110で撮像された画像から、車両が走行する道路の白線を検出する。白線検出部102は、例えば撮像画像を横方向に複数回走査し、輝度が大きく変化するエッジ部分を白線として検出する。
The white
要求検出領域算出部103は、本発明の「要求検出領域算出手段」の一例であり、車線変更制御を実行する際に要求される要求検出領域を算出する。要求検出領域は、適切な車線変更制御を実行するため障害物検出部101に要求される検出領域であり、例えば衝突余裕時間等を考慮して算出される。要求検出領域の具体的な算出方法については後に詳述する。
The request detection
遮蔽判定部104は、本発明の「遮蔽判定手段」の一例であり、現在の障害物検出部101の検出領域が、障害物による遮蔽によって要求検出領域より小さくなっているか否かを判定する。障害物検出部の検出領域は、例えば自車両と先行車両との車間距離が小さくなることにより、隣接車線の状況が先行車両の陰に隠れて検出できなくなるような場合に、要求検出領域より小さくなり得る。遮蔽判定部104の判定結果は、制御量算出部105へと出力される。
The shielding
制御量算出部105は、本発明の「制御量算出手段」の一例であり、障害物検出部101の検出領域が要求検出領域より小さいと判定された場合に、障害物検出部101の検出領域を要求検出領域以上とするための車両の制御量を算出する。ここで、車両の制御量は、例えば障害物検出部101の検出領域を遮蔽する障害物に対する車両の移動量として算出される。車両の制御量は、例えば遮蔽障害物の大きさや形状、相対距離等、遮蔽障害物に関する情報に基づいて算出される。これらの情報は、障害物検出日101から取得されてもよいし、他の経路で取得されてもよい。また、車両の制御量は、カーブ曲率や勾配等の道路情報を利用して算出されてもよい。この場合、遮蔽障害物に関する情報だけに基づく場合と比べて、より適切に車両の制御量を算出できる。算出された車両の制御量は、車両制御部106に出力される。
The control
車両制御部106は、本発明の「車両制御手段」の一例であり、制御量算出部105算出された制御量に基づく車両の制御を実行する。車両制御部106は、例えば電動アクセル210、電動ブレーキ220及び電動パワーステアリング230の各々を適宜制御して、障害物検出部101の検出領域における障害物で遮蔽されている部分を小さくする。車両制御部106による具体的な移動制御については後に詳述する。なお、車両制御部106は、車両の車線変更制御についても実行可能とされている。
The
上述した各部位を含んで構成されたECU100は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
The
<障害物検出制御及び白線検出制御>
次に、本実施形態に係る車線変更支援装置による障害者検出制御及び白線検出制御について、図2及び図3を参照して説明する。ここに図2は、自車両の障害物検出領域及び白線検出領域を示す上面図である。また図3は、後続車両により自車両の障害物検出領域が遮蔽される状態を示す上面図である。
<Obstacle detection control and white line detection control>
Next, the disabled person detection control and the white line detection control by the lane change support device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a top view showing the obstacle detection area and the white line detection area of the host vehicle. FIG. 3 is a top view showing a state where the obstacle detection area of the host vehicle is shielded by the following vehicle.
図2において、本実施形態に係る車線変更支援装置が搭載される車両310の走行時には、車載カメラ110によって車道の白線400が検出される。即ち、図中の白線検出領域に存在する白線400が検出される。また、ミリ波レーダ120によって、隣接車線の前方及び後方に存在する障害物が検出される。即ち、図中の前方障害物検出領域及び後方障害物検出領域に存在する障害物が検出される。
In FIG. 2, a
なお、ミリ波レーダ120は、図に示すように右側の隣接車線の障害物を検出するだけでなく、車両310が走行する車線の障害物、或いは左側の隣接車線の障害物を検出可能に構成されてもよい。また、障害物の検出は車載カメラ110の撮像画像を利用して実現されてもよい。
The
図3において、前方障害物検出領域及び後方障害物検出領域は、例えば先行車や後続車等の障害物の存在によって小さく制限されてしまう場合がある。具体的には、例えば図に示すように、自車両310と後続車320との車間距離が小さくなると、後続車320によって後方障害物検出領域が制限されてしまう。
In FIG. 3, the front obstacle detection area and the rear obstacle detection area may be limited to a small size due to the presence of obstacles such as a preceding vehicle and a subsequent vehicle. Specifically, for example, as shown in the drawing, when the inter-vehicle distance between the
より具体的には、障害物検出領域は、後述するように、隣接車線への車線変更制御を実施するために要求検出領域(即ち、車両310の後方に伸びる直線及び検出領域の境界線がなす角度(以下、適宜「領域角度」と称する)がθLとなるような検出領域)以上の大きさであることが求められる。しかしながら、図に示す例では、後続車320により検出領域が遮られ、後方障害物検出領域が要求検出領域よりも小さい領域(即ち、領域角度がθCとなるような検出領域)に制限されている。このため、例えば隣接車線を走行する車両330の存在を検出することができない。
More specifically, as will be described later, the obstacle detection area includes a request detection area (that is, a straight line extending behind the
このように、隣接車線の障害物検出領域が制限されてしまうと、隣接車線の状況を十分に認識することができなくなり、その結果として適切な車線変更制御が実行できなくなるという状況が発生する。これに対し、本実施形態に係る車線変更支援装置10は、障害物検出領域が制限されてしまう状況に陥ったとしても、車両の移動制御を実行することで、好適に障害物検出領域を広げることが可能である。
Thus, if the obstacle detection area of the adjacent lane is limited, the situation of the adjacent lane cannot be sufficiently recognized, and as a result, a situation in which appropriate lane change control cannot be performed occurs. On the other hand, the lane
<車両の移動制御>
以下では、本実施形態に係る車線変更支援装置10の動作について、複数の実施形態を挙げて説明する。なお以下では、説明の便宜上、車線変更支援装置10が実行し得る各種制御のうち、特に本実施形態と関連の深い車線変更制御時の車両の移動制御について詳細に説明するものとし、他の一般的な制御については適宜説明を省略する。
<Vehicle movement control>
Below, operation | movement of the lane
また、以下では、図3で示したように、後続車320の存在により後方障害物検出領域が制限される場合についてのみ説明するが、先行車の存在により前方障害物検出領域が制限されてしまう場合でも同様の制御で対応することが可能である。更に、以下では、右側の隣接車線への車線変更制御についてのみ説明するが、左側の隣接車線への車線変更制御を実行する場合には、後述する車両の移動制御に関する各種パラメータの正負を逆にすることで対応可能である。
In the following, only the case where the rear obstacle detection area is limited due to the presence of the following
<第1実施形態>
先ず、第1実施形態に係る車線変更支援装置10の動作について、上述した図3に加えて、図4及び図5を参照して詳細に説明する。ここに図4は、第1実施形態に係る車線変更支援装置の動作を示すフローチャートである。また図5は、横方向制御量の算出及び横方向への車両移動制御を示す概念図である。
<First Embodiment>
First, the operation of the lane
図4において、本実施形態に係る車線変更支援装置10の動作時には、先ず上述したように、ミリ波レーダ120等から出力される情報を用いて、障害物検出部101による障害物の検出(ステップS101)が実行され、車載カメラ110の撮像画像を用いて、白線検出部102による白線400の検出(ステップS102)が実行される。そして、白線400が検出されると、要求検出領域算出部103において、要求検出領域が算出される(ステップS103)。要求検出領域は、上述したように、領域角度がθLとなるような検出領域として検出される。以下では、領域角度θLの算出方法について具体的に説明する。
In FIG. 4, when the lane
図3において、要求検出領域を算出する際には、先ず検出された白線400の位置に基づいて、自車両310の中央線から白線400までの距離WLが算出される。また、車線変更制御に要求される要求車両間距離dが算出される。要求車両間距離dは、衝突余裕時間をTT、レーンチェンジ時間をTL、隣接車線を走行する他車両330との相対速度をVrとすると、以下の数式(1)を用いて算出できる。
In Figure 3, when calculating the required detection region, first on the basis of the detected position of the
d=(TT+TL)Vr ・・・(1)
上述したように、白線400までの距離WL及び要求車両間距離dが算出されると、それらの値を用いて領域角度θLを算出できる。具体的には、領域角度θLは、以下の数式(2)を用いて算出できる。
d = (T T + T L ) V r (1)
As described above, when the distance W L to the
θL=Tan−1(WL/d) ・・・(2)
なお、要求検出領域は、上述した領域角度θLのように極座標系で表現されるものではなく、直交座標系で表現されるものであっても構わない。
θ L = Tan −1 (W L / d) (2)
Incidentally, the request detection region, not represented in polar coordinate system as the region the angle theta L described above, but may be one that is represented by an orthogonal coordinate system.
図4に戻り、要求検出領域が算出されると、遮蔽判定部104において、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっているか否かが判定される(ステップS104)。なお、現在の検出領域は、障害物検出部101で検出された遮蔽障害物(図3の例では後続車320)等の相対距離や大きさを考慮して算出できる。具体的には、現在の検出領域は、図3で示したように、領域角度がθCとなるような検出領域として算出される。よって、遮蔽判定部104は、|θC|>|θL|であるか否かを判定すればよい。
Returning to FIG. 4, when the request detection area is calculated, the shielding
ここで、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっていない場合(ステップS104:NO)、以下で説明するステップS105及びステップS106の各処理は省略される。一方で、図3に示す例のように、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっている場合(ステップS104:YES)、制御量算出部105によって、現在の検出領域を要求検出領域以上とするための横方向制御量WTが算出される(ステップS105)。横方向制御量WTは、現在の検出領域角度θCと要求検出領域角度θLとの差に基づいて算出される。また、カーブ曲率や勾配等の道路情報を考慮して算出してもよい。なお、横方向制御量WTには、横方向の移動によって車両310が白線を越えてしまうことがないように上限値(例えば、「車線幅−車幅/2」)が設定されることが好ましい。横方向制御量WTが算出されると、車両制御部106によって、車両310が横方向制御量WTに応じて横方向に移動される(ステップS106)。
Here, when the current detection area is not smaller than the request detection area (step S104: NO), each process of step S105 and step S106 described below is omitted. On the other hand, when the current detection area is smaller than the request detection area as in the example shown in FIG. 3 (step S104: YES), the control
図5において、車両310が横方向制御量WTに応じて移動制御されると、遮蔽障害物となっている後続車320との相対位置が変化するため、障害物検出領域の大きさも変化する。具体的には、図に示すように、現在の検出領域角度θCが、要求検出領域角度θLと等しくなる。よって、例えば要求車両間距離d内に存在する隣接車線走行車両330を、障害物として確実に検出することが可能となる。従って、車線変更制御を実施可能な状態であるか否かを好適に判断することが可能となる。なお、現在の検出領域角度θCは、横方向の移動制御によって要求検出領域角度θLより大きくされても構わない。
5, the
現在の検出領域が要求検出領域以上とされると、続いて車線変更制御が実施可能であるか否かが判定される(ステップS107)。具体的には、図5に示すように、要求車両間距離d内に隣接車線走行車両330等の障害物が存在する場合には、車線変更制御が実施可能でないと判定される(ステップS107:NO)。一方で、要求車両間距離d内に障害物が存在しない場合には、車線変更制御が実施可能であると判定され(ステップS107:YES)、車線変更制御が実施される。
If the current detection area is greater than or equal to the request detection area, it is subsequently determined whether or not lane change control can be performed (step S107). Specifically, as shown in FIG. 5, when there is an obstacle such as the adjacent
車線変更制御を実施する場合には、先ず車線変更制御量が算出される(ステップS108)。なお、車線変更制御量としては、例えば車両の横方向への移動量や加速度の変化量等のパラメータや、これらのパラメータを変化させるタイミングや期間等が挙げられる。車線変更制御量が算出されると、算出された制御量に基づいて車線変更制御が実行される(ステップS109)。具体的には、車両310の電動アクセル210、電動ブレーキ及び電動パワーステアリング230が、車線変更制御量に基づいて夫々制御され、車両310の車線変更が実現される。
When the lane change control is performed, a lane change control amount is first calculated (step S108). The lane change control amount includes, for example, parameters such as the amount of lateral movement of the vehicle and the amount of change in acceleration, and the timing and period when these parameters are changed. When the lane change control amount is calculated, lane change control is executed based on the calculated control amount (step S109). Specifically, the
なお、車線変更制御は、上述したように自動的に実施されなくとも構わない。例えば、車線変更が可能であるか否かの判定結果(即ち、ステップS107の判定結果)が、ディスプレイ140等によって車両310の運転者に知らされ、運転者の操作による車線変更が実施されるようにしてもよい。
Note that the lane change control may not be automatically performed as described above. For example, the determination result of whether or not the lane change is possible (that is, the determination result in step S107) is notified to the driver of the
以上説明したように、本実施形態に係る車線変更支援装置10によれば、障害物によって障害物検出領域が遮蔽されている場合であっても、車両310に対する横方向の移動制御によって好適に検出領域を広げることができる。従って、車線変更制御を好適に実施することが可能となる。
As described above, according to the lane change assist
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る車線変更支援装置10の動作について、上述した図3に加えて、図6及び図7を参照して詳細に説明する。ここに図6は、第2実施形態に係る車線変更支援装置の動作を示すフローチャートである。また図7は、進行方向制御量の算出及び進行方向への車両移動制御を示す概念図である。
Second Embodiment
Next, the operation of the lane
なお、第2実施形態は、上述した第1実施形態と比べて一部の動作が異なるのみであり、その他の動作については概ね同様である。このため、以下では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略するものとする。 Note that the second embodiment differs from the first embodiment described above only in some operations, and the other operations are substantially the same. For this reason, below, a different part from 1st Embodiment is demonstrated in detail, and description is abbreviate | omitted suitably about the overlapping part.
図6において、第2実施形態に係る車線変更支援装置10の動作時には、第1実施形態と同様に、ミリ波レーダ120等から出力される情報を用いて、障害物検出部101による障害物の検出(ステップS201)が実行され、車載カメラ110の撮像画像を用いて、白線検出部102による白線400の検出(ステップS202)が実行される。そして、白線400が検出されると、要求検出領域算出部103において、要求検出領域が算出される(ステップS203)。
In FIG. 6, during operation of the lane
要求検出領域が算出されると、遮蔽判定部104において、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっているか否かが判定される(ステップS204)。そして、図3に示す例のように、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっている場合(ステップS204:YES)、制御量算出部105によって、現在の検出領域を要求検出領域以上とするための進行横方向制御量DTが算出される(ステップS205)。進行方向制御量DTは、自車両310の中央線から後続車320の端部までの距離をWCとすると、以下の数式(3)を利用して算出できる。
When the request detection area is calculated, the shielding
DT=WC/tanθL ・・・(3)
なお、進行方向制御量DTは、カーブ曲率や勾配等の道路情報を考慮して算出されてもよい。また、進行方向制御量DTには、進行方向の移動によって車両310が他車両と衝突してしまうことがないように上限値(例えば、先行車との相対距離)が設定されることが好ましい。進行方向制御量DTが算出されると、車両制御部106によって、車両310が進行方向制御量DTに応じて進行方向に移動される(ステップS206)。
D T = W C / tan θ L (3)
The traveling direction control amount DT may be calculated in consideration of road information such as a curve curvature and a gradient. The traveling direction control amount DT is preferably set to an upper limit value (for example, a relative distance from the preceding vehicle) so that the
図7において、車両310が進行方向制御量DTに応じて移動制御されると、遮蔽障害物となっている後続車320との相対位置が変化するため、障害物検出領域の大きさも変化する。具体的には、図に示すように、現在の検出領域角度θCが、要求検出領域角度θLと等しくなる。よって、例えば要求車両間距離d内に存在する隣接車線走行車両330を、障害物として確実に検出することが可能となる。従って、車線変更制御を実施可能な状態であるか否かを好適に判断することが可能となる。なお、現在の検出領域角度θCは、進行方向の移動制御によって要求検出領域角度θLより大きくされても構わない。
In FIG. 7, when the movement of the
現在の検出領域が要求検出領域以上とされると、続いて車線変更制御が実施可能であるか否かが判定される(ステップS207)。具体的には、図7に示すように、要求車両間距離d内に隣接車線走行車両330等の障害物が存在する場合には、車線変更制御が実施可能でないと判定される(ステップS207:NO)。一方で、要求車両間距離d内に障害物が存在しない場合には、車線変更制御が実施可能であると判定され(ステップS207:YES)、車線変更制御が実施される。
If the current detection area is greater than or equal to the required detection area, it is subsequently determined whether or not lane change control can be performed (step S207). Specifically, as shown in FIG. 7, when there is an obstacle such as the adjacent
車線変更制御を実施する場合には、先ず車線変更制御量が算出される(ステップS208)。そして、車線変更制御量が算出されると、算出された制御量に基づいて車線変更制御が実行される(ステップS209)。 When the lane change control is performed, first, the lane change control amount is calculated (step S208). When the lane change control amount is calculated, lane change control is executed based on the calculated control amount (step S209).
以上説明したように、第2実施形態に係る車線変更支援装置10によれば、障害物によって障害物検出領域が遮蔽されている場合であっても、車両310に対する進行方向の移動制御によって好適に検出領域を広げることができる。従って、車線変更制御を好適に実施することが可能となる。
As described above, according to the lane
なお、上述した第1実施形態に係る横方向の移動制御、及び第2実施形態に係る進行方向の移動制御は同時に実行されても構わない。 Note that the lateral movement control according to the first embodiment described above and the movement control in the traveling direction according to the second embodiment may be performed simultaneously.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車線変更支援装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and lane change support accompanying such changes The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.
10 車線変更支援装置
100 ECU
101 障害物検出部
102 白線検出部
103 要求検出領域算出部
104 遮蔽判定部
105 制御量算出部
106 車両制御部
110 車載カメラ
120 ミリ波レーダ
130 自動運転スイッチ
140 ディスプレイ
210 電動アクセル
220 電動ブレーキ
230 電動パワーステアリング
310 自車
320 後続車
330 隣接車線走行車
400 白線
d 要求車両間距離
θC 現在の検出領域角度
θL 要求検出領域角度
WL 車両白線間距離
WT 横方向制御量
DT 進行方向制御量
10 Lane
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記車両が走行する車線の白線を検出する白線検出手段と、
前記検出された白線及び前記車両が走行する車線の隣接車線を走行する他車両との衝突余裕時間に基づいて、前記車線変更制御を実行する際に要求される前記障害物検出手段の検出領域である要求検出領域を算出する要求検出領域算出手段と、
前記障害物検出手段の検出領域が、前記要求検出領域を算出した後に発生する前記障害物による遮蔽によって、前記要求検出領域より小さくなっているか否かを判定する遮蔽判定手段と、
前記障害物検出手段の検出領域が前記要求検出領域より小さい場合に、前記障害物検出手段の検出領域を前記要求検出領域以上とするための前記車両の制御量を算出する制御量算出手段と、
前記算出された制御量に基づいて、前記車両を制御する車両制御手段と
を備えることを特徴とする車線変更支援装置。 A lane change support device for supporting lane change control of a vehicle,
Obstacle detection means for detecting obstacles existing around the vehicle;
White line detecting means for detecting a white line of a lane in which the vehicle travels;
In the detection area of the obstacle detection means required when the lane change control is executed based on the detected white line and a collision margin time with another vehicle traveling in the lane adjacent to the lane in which the vehicle is traveling. Request detection area calculation means for calculating a certain request detection area;
Shielding determination means for determining whether or not the detection area of the obstacle detection means is smaller than the request detection area due to shielding by the obstacle generated after calculating the request detection area;
A control amount calculation means for calculating a control amount of the vehicle for making the detection area of the obstacle detection means equal to or greater than the request detection area when a detection area of the obstacle detection means is smaller than the request detection area;
A lane change assisting device comprising: vehicle control means for controlling the vehicle based on the calculated control amount.
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