JP7233997B2 - 隊列走行支援システム - Google Patents

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Description

本発明は、複数の車両による隊列走行を支援する隊列走行支援方法、車両制御装置、及び隊列走行支援システムに関する。
従来、複数の車両による縦列走行を、管制制御システムで生成した運行指令を各車両へ送信することにより、或いは各車両で発生させた運行指令を他の車両に通信することによって実現する交通システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上記交通システムにおいては、行先が異なる複数の先頭車両を順次選択して、車列への後続車両の追従と車列からの分離を繰り返すことによって、後続車両の目的地までの経路を確保して、隊列走行を実現している。
特開2017-167669号公報
上記特許文献1に記載された交通システムでは、隊列走行を行う各車両の運行状況を管理して、後続車両の追従と分離を制御するため、管制制御システム及び車両における処理が複雑になり演算負荷が高くなるという不都合がある。
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、簡易な処理によって複数車両の隊列走行を支援することができる隊列走行支援方法、車両、及び隊列走行支援システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための態様として、所定の観測地点において撮影された前記観測地点を通過する通過車両の画像から、前記通過車両により前記通過車両の後方に向けて表示されている、前記通過車両の予定経路に関する情報である通過車両経路情報を取得する通過車両経路情報取得部と、前記通過車両経路情報取得部により前記通過車両経路情報が取得されたときに、前記観測地点に基づいて、前記通過車両に追従して走行する車両の候補である候補追従車両を抽出する候補追従車両抽出部と、前記候補追従車両に対して、前記通過車両経路情報を含む先行車両情報を送信する先行車両情報提供部とを備える隊列走行支援システムが挙げられる。
上記隊列走行支援システムにおいて、前記通過車両が前記候補追従車両の付近を通過することが予測される場合に、前記候補追従車両に対して、前記通過車両が前記候補追従車両の付近を通過する予測地点及び予測時点を示す予測通過情報を送信する予測通過情報提供部を備える構成としてもよい。
上記隊列走行支援システムにおいて、前記通過車両の画像から、前記通過車両の登録ナンバーを認識する登録ナンバー認識部を備え、前記先行車両情報提供部は、前記通過車両の登録ナンバー及び前記通過車両経路情報を含む前記先行車両情報を、前記候補追従車両に対して送信する構成としてもよい。
上記隊列走行支援方法によれば、第2車両は、第1車両により後方に向けて表示される先行車両経路情報を、カメラにより撮影して取得することにより、第1車両の予定経路を認識する。そして、第2車両が、前記第2車両の目的地への経路が前記第1車両の予定経路の少なくとも一部と重複するか否かを判断することにより、経路が重複する先行車両を特定して、第2車両を第1車両に追従させて走行させる隊列走行を可能にすることができる。これにより、第1車両の予定経路を予め取得して第2車両に送信する等の複雑な処理を行うことなく、簡易な処理によって複数の車両による隊列走行を支援することができる。
本実施形態における複数車両の隊列走行の態様の説明図。 先行車両及び追従車両の構成と、後続車両が先行車両を撮影することによって、隊列走行を実現する態様の説明図。 先行車両及び追従車両による隊列走行の処理のフローチャート。 隊列走行支援システムの構成、及び隊列走行支援システムによる隊列走行の支援態様の説明図。 利用者データベースの説明図。 隊列走行支援システムによる隊列走行の支援処理のフローチャート。
[1.複数車両による隊列走行の態様]
図1を参照して、本実施形態における隊列走行の実施形態について説明する。図1は、車両20と車両40とによる隊列FLに、隊列FLの後方を走行している車両60が加わる態様(以下、第1隊列参加態様という)を示している。さらに、図1は、隊列FLがP1を通過したことを、隊列走行支援システム10が車両80に通知し、通知を受けた車両80が、隊列FLがP3に到達したタイミングで、隊列FLに加わる態様(以下、第2隊列参加態様という)を示している。
車両20は、車両20の作動を制御するECU(Electronic Control Unit)30、車両20の前方を撮影する前方カメラ21、及び、車両20の行先201と、車両20の予定経路が記録された経路コード202とを示す先行車両経路情報200を、車両20の後方に向けて表示する後方表示器22を備えている。経路コード202は、例えばQRコード(登録商標)である。前方カメラ21は左右一対のカメラからなるステレオカメラであり、左右カメラの視差に基づいて、車両20から対象物までの距離を算出することができる。
車両40も、車両20と同様に、ECU50、前方カメラ41、及び後方表示器42を備えている。車両60も、車両20と同様に、ECU70、前方カメラ61、及び後方表示器62を備えている。車両80も、車両20と同様に、ECU90、前方カメラ81、及び後方表示器82を備えている。ECU30,50,70,90は、本発明の車両制御装置の機能を含んでいる。
道路R1、R2の路側の観測地点には、通過車両をカメラ(図示しない)により撮影する通過車両撮影装置101~107が設置されている。通過車両撮影装置101~107は、通過車両の撮影画像を、通信ネットワーク500を介して隊列走行支援システム10に送信する。
図1の例では、隊列FLの先頭車両である車両20の行先はP6であり、車両20は自動運転或いは運転者による運転操作によって、P6まで道路R1を走行する。車両20の後方表示器22は、P6を示す行先201と道路R1を示す経路コード202を先行車両経路情報200として表示している。また、隊列FLの最後尾車両である車両40の行先はP7であり、車両40は、途中のP5まで、車両20を前走車とした前車追従走行制御を実行することにより、車両20に追従して走行する。
車両40のECU50は、前方カメラ41により撮影された車両20の画像から、車両40から車両20までの距離を算出する。そして、ECU50は、車両40と車両20との距離が所定範囲内に維持されるように、車両40の走行速度を制御することによって、前車追従走行制御を実行する。車両60のECU70、及び車両80のECU90も、同様にして前車追従走行制御を実行する。車両40は、P5で隊列FLから離れて道路R2に入り、行先であるP7まで自動運転或いは運転者による運転操作によって走行する。
車両60の目的地はP5であり、第1隊列参加態様において、隊列FLに後続する車両60は、前走する車両40の後方表示器42により表示される前走車両経路情報210を前方カメラ61により撮影する。そして、車両60は、撮影画像から先行車両経路情報210の行先211及び経路コード212を抽出することによって、車両40の行先と予定経路を認識する。車両60は、車両40の行先までの予定経路と車両60の目的地までの経路が、P1~P5の区間で重複することを認識し、P1~P5の区間で、車両40を前走車とした前車追従走行制御を実行する。これにより、車両60は隊列FLに加わって、車両20及び車両40と共にP5まで隊列走行する。
次に、車両80の目的地はP5であり、第2隊列参加態様において、隊列走行支援システム10は、隊列FLがP1を通過する際に通過車両撮影装置101により撮影された車両40の画像と、撮影地点(P1)及び撮影日時の情報を、通過車両撮影装置101から受信する。そして、隊列走行支援システム10は、車両40の撮影画像から先行通過車両経路情報(本発明の通過車両経路情報にも相当する)210の行先211及び経路コード212を抽出することによって、車両40の行先と予定経路を認識する。
隊列走行支援システム10は、隊列走行支援システム10の利用登録を行った利用者が使用する車両の情報が記録された利用者DB(data base)16を備えており、車両80を使用する利用者Uは隊列走行支援システム10に登録されている。隊列走行支援システム10は、利用者DB16を参照して、目的地であるP5までの走行経路が車両40の行先P7までの走行経路と重複する車両80を、候補追従車両として抽出する。
そして、隊列走行支援システム10は、車両80又は利用者Uが使用する利用者端末95に対して、車両40の行先及び走行経路、車両40の画像、車両40が車両80の駐車位置P8から最も近いP3を通過する時点等の情報を送信する。利用者Uは、車両80の表示部(図示しない)或いは利用者端末の表示部に表示される車両40及びP3を通過する時点を認識して、車両80でP3まで走行して待機し、進行してくる隊列FLを確認して車両40に追従する。
車両80は、P3~P5の区間で、車両40を前走車とした前車追従走行制御を実行する。これにより、車両80は隊列FLに加わって、車両20及び車両40と共にP5まで隊列走行する。
[2.第1隊列参加態様]
図2、図3を参照して、図1に示した車両40と車両60の構成と、図1に示した状況での第1隊列参加態様の処理について説明する。以下では、先行車両である車両40を第1車両40と記載し、追従車両である車両60を第2車両60と記載して説明する。
図2を参照して、第1車両40は、ECU50、通信ユニット45、前方カメラ41、後方表示器42、及びナビゲーション装置43を備えている。ECU50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、メモリ、各種インターフェース回路等により構成された電子回路ユニットである。CPUは、メモリに保存された車両40の制御用プログラムを実行することにより、自車両経路情報表示部51、先行車両経路情報取得部52、重複経路判断部53、及び走行制御部54として機能する。自車両経路情報表示部51、先行車両経路情報取得部52、重複経路判断部53、及び走行制御部54の作動については後述する。
自車両経路情報表示部51により実行される処理は、本発明の隊列走行支援方法における先行車両経路情報表示ステップに相当し、先行車両経路情報取得部52により実行される処理は、本発明の隊列走行支援方法における先行車両経路情報取得ステップに相当する。また、重複経路判断部53により実行される処理は、本発明の隊列走行支援方法における重複経路判断ステップに相当し、走行制御部54により実行される処理は、本発明の隊列走行支援方法における走行制御ステップに相当する。
ナビゲーション装置43は、図示しないGPS(Global Positioning System)ユニットにより検出される車両40の現在位置(緯度、経度)、及び地図データに基づいて、目的地までの経路案内を行う。通信ユニット45は、隊列走行支援システム10等との間で、通信ネットワーク500を介した無線通信を行う。
第2車両60は、第1車両40と同様に、ECU70、通信ユニット65、前方カメラ61、後方表示器62、及びナビゲーション装置63を備えている。ECUを構成するCPUは、メモリに保存された車両60の制御用プログラムを実行することにより、自車両経路情報表示部71、先行車両経路情報取得部72、重複経路判断部73、及び走行制御部74として機能する。
次に、図3に示したフローチャートに従って、図1に示した状況において、第1車両40と第2車両60により実行される第1隊列参加態様の処理について説明する。第1車両40において、自車両経路情報表示部51は、図3のステップS1~S3の処理を繰り返し実行する。自車両経路情報表示部51は、ステップS1で、ナビゲーション装置43により目的地が設定されたか否かを判断する。そして、自車両経路情報表示部51は、ナビゲーション装置43により目的地が設定されたときにステップS2に処理を進める。
ステップS2で、自車両経路情報表示部51は、ナビゲーション装置43により設定されている目的地までの経路情報を取得する。続くステップS3で、自車両経路情報表示部51は、第1車両40の目的地である行先と、目的地までの経路情報を記録した経路コードとを、後方表示器42に表示する。図1の例では、後方表示器42に、P7を示す行先211と、道路R1を示す経路コード212が表示される。
第2車両60において、先行車両経路情報取得部72は、図3のステップS10~S11の処理を実行する。先行車両経路情報取得部72は、ステップS10で、前方カメラ61により前走する第1車両40を撮影する。次のステップS11で、先行車両経路情報取得部72は、撮影画像から、先行車両40の後方表示器42に表示されている行先と経路コードを探索する。続くステップS12で、先行車両経路情報取得部72は、行先及び経路コードが抽出されたときはステップS13により処理を進め、行先及び経路コードが抽出されなかったときにはステップS20に処理を進める。
ステップS13は、重複経路判断部73による処理である。重複経路判断部73は、ステップS13で、先行車両である第1車両40の行先までの経路と、自車両である第2車両60の目的地までの経路の少なくとも一部が重複するか否かを判断する。そして、重複経路判断部73は、第1車両40の行先までの経路と、第2車両60の目的地までの経路の少なくとも一部が重複するときはステップS14に処理を進め、重複しないときにはステップS20に処理を進める。図1の例では、第1車両40の行先P6までの経路と、第2車両60の目的地P5までの経路が重複するため、重複経路判断部73はステップS14に処理を進める。
ステップS14~S15、及びステップS20~S21は、走行制御部74による処理である。ステップS14で、走行制御部74は、第2車両60が、第1車両40の予定経路と重複する区間を走行中であるか否かを判断する。そして、走行制御部74は、第2車両600が、第1車両40の予定経路と重複する区間を走行中であるときはステップS15に処理を進めて、第1車両40を前走車とする前車追従制御を実行する。図1の例では、P1~P5の区間で、第2車両60が、第1車両40に追従して隊列FLに加わって走行する。一方、第2車両60が、第1車両40の予定経路と重複する区間を走行中でないときには、走行制御部74は、ステップS20に処理を進める。
ステップS20で、走行制御部74は、既に前車追従走行制御を実行中であるか否かを判断する。そして、走行制御部74は、前車追従走行制御を実行中であるときはステップS21に処理を進めて前車追従走行制御を終了し、ステップS10に処理を進める。また、前車追従走行制御を実行中でないときには、走行制御部74は、ステップ20からステップS10に処理を進める。
第1車両40においては、ステップS1~S3の処理が繰り返して随時実行されることにより、目的地が変更されると直ちに、変更後の目的地と経路の情報が後方表示器42に表示される。そして、第2車両60においては、ステップS10~S15及びS20~S21の処理が繰り返して随時実行されることにより、第1車両40の行先が変更されたときに、直ちに前車追従走行制御を終了して、単独走行に切替える等の対応措置を実行することができる。
[3.第2隊列参加態様]
図4~図6を参照して、図1に示した車両40、車両80、及び隊列走行支援システム10の構成と、図1に示した状況での第2隊列参加態様の処理について説明する。以下では、先行車両である車両40を第1車両40と記載し、追従車両である車両80を第2車両80と記載して説明する。
第1車両40の構成については上述したので説明を省略する。第2車両80は、第1車両40と同様に、ECU90、通信ユニット85、前方カメラ81、後方表示器82、及びナビゲーション装置83を備えている。ECUを構成するCPUは、メモリに保存された第2車両80の制御用プログラムを実行することにより、自車両経路情報表示部91、先行車両経路情報取得部92、重複経路判断部93、及び走行制御部94として機能する。
隊列走行支援システム10は、図示しないCPU、メモリ、各種インターフェース回路により構成されたコンピュータシステムである。CPUは、メモリに保存された隊列走行支援システム10の制御用プログラムを読み込んで実行することにより、通過車両経路情報取得部11、候補追従車両抽出部12、予測通過情報提供部13、登録ナンバー認識部14、及び先行車両情報提供部15として機能する。通過車両経路情報取得部11、候補追従車両抽出部12、予測通過情報提供部13、登録ナンバー認識部14、及び先行車両情報提供部15の作動については後述する。
また、隊列走行支援システム10は、利用者DB16と、通信部17とを備えている。利用者DB16には、図5に示したように、隊列走行支援システム10の利用登録を行った利用者の情報が記録されている。利用者DB16には、利用者ID16a、通信アドレス16b、車両現在位置16c、目的地16d、先行車両経路16e、先行車両画像16f、先行車両ナンバー16g、撮影データ(撮影地点、撮影時点)16h、及び予測通過情報16iが記録されている。図5には図1に示した利用者Uの記録を例示している。
利用者IDは、隊列走行支援システム10により発行された利用者Uの識別情報である。通信アドレス16bは、利用者Uが使用者する第2車両80の通信ユニット85の通信アドレス、又は利用者Uが使用する利用者端末95の通信アドレスである。車両現在位置16cには、第2車両80の現在位置の情報が記録される。第2車両80の現在位置は、ナビゲーション装置83により検出され、第2車両80の現在位置情報が、第2車両80から隊列走行支援システム10に送信されて記録される。
目的地16dには、第2車両80の目的地が記録される。第2車両80の目的地は、利用者Uがナビゲーション装置83を操作して設定し、目的地情報が、第2車両80から隊列走行支援システム10に送信されて、目的地16dに記録される。先行車両経路16eには、通過車両撮影装置101~107により撮影されて、隊列走行支援システム10に送信された通過車両の画像から認識された行先と経路コードに基づいて、各通過車両の行先と予定経路が記録される。
ここで、図1では、道路R1、R2の路側の観測地点に設置された通過車両撮影装置101~107により通過車両を撮影して、通過車両の画像を隊列走行支援システム10に送信する構成を示した。他の構成として、任意の通行車両に備えられたカメラによって通過車両を撮影し、撮影された通過車両の画像と撮影条件(観測地点、撮影時点等)の情報とを、通行車両から隊列走行支援システム10に送信するようにしてもよい。
先行車両画像16fには、各通過車両の画像が記録され、先行車両ナンバー16gには、各通過車両の登録ナンバーが記録され、撮影データ16hには、各通過車両が撮影された地点と時点が記録されている。予測通過情報16iには、利用者Uが使用する第2車両80の現在位置P8の付近に、通過車両が到達する予測地点P3と予測時点が記録されている。予測時点(図1ではt=t2として例示)は、通過車両がP1を通過した時点(図1では、t=t1として例示)と、通過車両の走行速度及びP1からP3までの距離とに基づいて、算出される。
例えば、図1において、P1を通過した時点t1での第1車両40の走行速度がv1、P1からP3までの距離がL1であった場合、第1車両40が予測地点P3に到達する予測時点t2は、以下の式(1)により算出される。
t2=t1+L1/v1-α ・・・・・(1)
但し、α:余裕時間。
図5の例では、地点P1を12:00、12:30、及び13:00に通過して撮影された3台の車両について、先行車両経路16e、先行車両画像16f、先行車両ナンバー16g、撮影データ16h、及び予測通過情報16iが記録されている。通信部17は、第2車両80の通信ユニット85、及び利用者端末95との間で、通信ネットワーク500を介した無線通信を行う。
次に、図6に示したフローチャートに従って、図1に示した状況において、隊列走行支援システム10と、第1車両40及び第2車両80とにより実行される、第2隊列参加態様の処理について説明する。
図6のステップS50は、通過車両経路情報取得部11による処理である。通過車両経路情報取得部11は、通過車両撮影装置101により撮影された第1車両40の画像と、撮影地点P1及び撮影時点の情報とを含む撮影画像情報Imdを受信したときに、ステップS51に処理を進める。ステップS51で、通過車両経路情報取得部11は、第1車両40の画像から、第1車両40の後方表示器42により表示された行先と経路コードを探索する。また、ナンバープレート認識部は、第1車両40の画像から、第1車両40のナンバープレートに示された登録ナンバーを探索する。
次のステップS52で、通過車両経路情報取得部11は、第1車両40の行先及び経路コードが認識され、且つ、登録ナンバー認識部14により、第1車両40の車両登録ナンバーが認識されたときに、ステップS54に処理を進める。一方、第1車両40の行先、経路コード、及び車両登録ナンバーの少なくともいずれ1つが抽出されなかったときには、通過車両経路情報取得部11は、ステップS50に処理を進める。
ステップS53で、通過車両経路情報取得部11は、第1車両40の行先、経路、車両登録ナンバー、撮影地点、及び撮影日時の情報を、利用者DB16の16e~16hに記録する。次のステップS54は、候補追従車両抽出部12による処理である。候補追従車両抽出部12は、利用者DB16を参照して、第1車両40の行先P6までの経路と、少なくとも一部が重複する第2車両80を抽出する。そして、候補追従車両抽出部12は、抽出した第2車両80の利用者DB16の先行車両経路16e~通過地点日時16iの項目に書き込む。
続くステップS55で、先行車両情報提供部15は、第2車両80及び利用者端末95に対して、第1車両40の情報(行先、予定経路、第1車両の画像、第1車両の登録ナンバーを含む先行車両情報Pviを送信する。また、予測通過情報提供部13は、第1車両40の走行経路のうち、第2車両80の現在位置から最も近い点であるP3と、第1車両40がP3を通過する予測時点とを示す予測通過情報Gtiを、第2車両80と利用者端末95に送信する。
利用者Uは、第2車両80又は利用者端末95により受信された先行車両情報Pviと予測通過情報Gtiを確認することによって、走行経路が重複する第1車両40が付近のP3を通過する時点を認識することができる。そして、利用者Uは、認識した時点に第2車両80によりP3まで走行して待機し、通過する第1車両40を、後方表示器42に表示される行先、登録ナンバーにより認識して、前車追従走行制御をセットする。
或いは、上述した第1隊列参加態様と同様に、第2車両80が、通過する第1車両40を撮影して、第1車両40の行先と経路を認識して、第1車両40を対象とした前車追従走行制御を開始する。これにより、第2車両80は、隊列FLに加わって、隊列走行により目的地P5まで走行することができる。
[4.他の実施形態]
上記実施形態において、第1車両40は、行先と経路コードを後方表示器42に表示したが、行先と経路コードのいずれか一方を表示するようにしてもよい。経路コードに代えて、経路を示し文字或いは記号を表示してもよい。
上記実施形態では、隊列走行支援システム10は、行先及び経路コードが認識された車両に対して、目的地までの経路が重複する車両を、候補追従車両として抽出したが、他の条件により候補追従車両を抽出してもよい。例えば、第1車両が撮影された地点よりも前方の第1車両の経路付近に所在あるいは走行中の他車両を、候補追従車両として抽出してもよい。この場合は、第1車両の行先を候補追従車両の利用者に通知して、利用者が先行車両を選択できるようにしてもよい。
上記実施形態では、前方カメラ21,41,61,81と、後方表示器22,42,62,82とを備えた車両20,40,70,80を示した。他の構成として、例えば、図1において、車両40が路線バスであって、車両60が、車両40の後方表示器42に表示される行先211を認識して車両40に追従して走行する場合は、車両60に後方表示器62を備える必要はない。
上記実施形態では、車両60の走行制御部74、及び車両80の走行制御部94は、経路が重複する先行車両40を特定して、先行車両との距離が所定範囲内となるように車両60,80の走行速度を制御する前車追従走行制御により隊列走行を行ったが、他の走行制御によって先行車両40に追従する隊列走行を行ってもよい。
なお、図2、図3は、本願発明の理解を容易にするために、車両40,60、及び隊列走行支援システム10の機能構成を、主な処理内容により区分して示した概略図であり、車両40,60,及び隊列走行支援システム10の機能構成を、他の区分によって構成してもよい。また、各構成要素の処理は、1つのハードウェアユニットにより実行されてもよいし、複数のハードウェアユニットにより実行されてもよい。また、図2に示した各構成要素の処理は、1つのプログラムにより実行されてもよいし、複数のプログラムにより実行されてもよい。
10…隊列走行支援システム、11…通過車両経路情報取得部、12…候補追従車両抽出部、13…予測通過情報提供部、14…登録ナンバー認識部、15…先行車両情報提供部、16…利用者DB、17…通信部、20,40,60,80…車両、21,41,61,81…前方カメラ、22,42,62,82…後方表示器、30,50,70,90…ECU、51,71,91…自車両経路情報表示部、52,72,92…先行車両経路情報取得部、53,73,93…重複経路判断部、54,74,94…走行制御部、95…利用者端末、101~107…通過車両撮影装置、200,210,220…車両経路情報、FL…隊列、U…利用者。

Claims (3)

  1. 所定の観測地点において撮影された前記観測地点を通過する通過車両の画像から、前記通過車両により前記通過車両の後方に向けて表示されている、前記通過車両の予定経路に関する情報である通過車両経路情報を取得する通過車両経路情報取得部と、
    前記通過車両経路情報取得部により前記通過車両経路情報が取得されたときに、前記観測地点に基づいて、前記通過車両に追従して走行する車両の候補である候補追従車両を抽出する候補追従車両抽出部と、
    前記候補追従車両に対して、前記通過車両経路情報を含む先行車両情報を送信する先行車両情報提供部と
    を備える隊列走行支援システム。
  2. 前記通過車両が前記候補追従車両の付近を通過することが予測される場合に、前記候補追従車両に対して、前記通過車両が前記候補追従車両の付近を通過する予測地点及び予測時点を示す予測通過情報を送信する予測通過情報提供部を備える
    請求項に記載の隊列走行支援システム。
  3. 前記通過車両の画像から、前記通過車両の登録ナンバーを認識する登録ナンバー認識部を備え、
    前記先行車両情報提供部は、前記通過車両の登録ナンバー及び前記通過車両経路情報を含む前記先行車両情報を、前記候補追従車両に対して送信する
    請求項又は請求項に記載の隊列走行支援システム。
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