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JP5027748B2 - 車両の走行安全装置 - Google Patents

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Description

この発明は車両の走行安全装置に関し、より具体的には道路鋲(キャッツアイ)などの高さが低くて走行の支障とならない静止物体を精度良く判定し、それとの接触回避動作を抑制するようにした装置に関する。
自車周辺に電磁波を送信すると共に、反射波から先行車などの物体を検出して接触の可能性の有無を判定し、接触の可能性があると判定されるときは警報装置などの接触回避支援手段を作動させる技術は種々提案されている。
その中で、特許文献1に記載されるように、近距離での反射波の受信レベルのばらつきが小さいか、受信レベルの減少率が小さいか、あるいは受信レベルそのものが小さい場合、その物体は空き缶などで高さが低くて走行に支障のない物体と判定することで、それとの接触回避動作を抑制する技術も提案されている。
特許第3966673号公報
この発明の目的は上記した従来技術と同様の課題を解決するもので、道路鋲などの高さが低くて走行の支障とならない静止物体を精度良く判定し、それとの接触回避動作を抑制するようにした車両の走行安全装置を提供することにある。
上記の目的を解決するために、請求項1にあっては、所定の時間間隔で自車の周辺に電磁波を送信すると共に、物体に反射させて得た反射波に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と、自車の走行速度を含む走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記物体検出手段と前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて自車と前記物体との相対距離と相対速度とからなる相対関係を算出する相対関係算出手段と、前記算出された相対関係に基づいて設定される判定条件に従って自車と前記物体との接触の可能性の有無を判定する接触可能性判定手段と、前記接触の可能性があると判定された場合、前記自車と前記物体との接触回避を支援する接触回避支援手段を作動させる支援作動手段とを備えた車両の走行安全装置において、前記自車の走行速度と前記物体との相対速度に基づいて前記物体が静止物体か否か判定する静止物体判定手段と、前記静止物体と判定されると共に、判定された静止物体が複数個存在するとき、前記判定された静止物体同士の連続性の有無を判定する連続性判定手段と、前記複数個の静止物体は前記反射波の反射レベルがそれぞれ第1の所定値以上であり、前記複数個の静止物体は幅がそれぞれ第2の所定値以下であると共に、前記連続性を有すると判定されるとき、前記判定条件を変更して前記接触可能性判定手段において前記接触の可能性があると判定し難くさせる判定条件変更手段とを備え、前記連続性判定手段は、前記判定された複数個の静止物体が3個以上あるとき、そのうちの隣接する2個の一方に対する他方の離間距離と方向とからなる位置関係を算出する算出手段と、前記算出された離間距離と方向に基づいて予測位置を設定する設定手段と、前記予測位置に基づいて設定される所定範囲内に前記複数個の静止物体のうちの第3の静止物体が存在するか否か判定する判定手段とを備えると共に、前記判定手段によって前記所定範囲内に前記第3の静止物体が存在すると判定されるとき、前記2個の静止物体と前記第3の静止物体とは連続性を有すると判定する如く構成した。
請求項に係る車両の走行安全装置にあっては、前記所定範囲は、前記離間距離に応じて設定される如く構成した。
請求項1に係る車両の走行安全装置にあっては、自車の周辺に送信した電磁波の反射波に基づいて物体を検出すると共に、自車との接触の可能性の有無を判定し、接触の可能性があると判定された場合、接触回避を支援する接触回避支援手段を作動させる車両の走行安全装置において、物体が静止物体か否か判定すると共に、判定された静止物体が複数個存在するとき、静止物体同士の連続性の有無を判定し、複数個の静止物体はそれぞれ反射レベルが第1の所定値以上であり、幅が第2の所定値以下であると共に、連続性を有すると判定されるとき、接触の可能性があると判定し難くさせる如く構成したので、道路鋲(キャッツアイ)などの高さが低くて走行の支障とならない物体に対して接触の可能性があると判定し難くさせることで、道路鋲などが物体検出手段の検知範囲から外れる前の状態における接触回避動作を抑制することができ、よって警報過多防止と的確な接触回避とを良く両立させることができる。
尚、上記した判断は物体検出手段である車載レーダの高さ方向の分解能を上げることによっても実現することができるが、その場合にはレーダの構造が複雑となってコストアップを伴う不都合がある。
また、判定された複数個の静止物体が3個以上あるとき、そのうちの隣接する2個の一方に対する他方の離間距離と方向とからなる位置関係を算出し、算出された離間距離と方向に基づいて予測位置を設定し、予測位置に基づいて設定される所定範囲内に複数個の静止物体のうちの第3の静止物体が存在するか否か判定すると共に、肯定されるとき、2個の静止物体と第3の静止物体とは連続性を有すると判定する如く構成したので、上記した効果に加え、静止物体の連続性の有無を的確に判定することができ、接触回避動作を一層確実に抑制することができる。
請求項に係る車両の走行安全装置にあっては、所定範囲は、離間距離に応じて設定される如く構成したので、上記した効果に加え、離間距離の増加に従って増大する検知誤差を吸収することができ、静止物体の連続性の有無を一層的確に判定することができる。
以下、添付図面に即してこの発明に係る車両の走行安全装置を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、この発明の実施例に係る車両の走行安全装置を全体的に示す概略図である。
図1において、符号10は自車(車両)を示し、その前部には4気筒の内燃機関(図1で「ENG」と示し、以下「エンジン」という)12が搭載される。エンジン12の出力は自動変速機(図1で「T/M」と示す)14に入力される。自動変速機14は前進5速、後進1速の有段式であり、エンジン12の出力はそこで適宜変速されて左右の前輪16に伝えられ、左右の前輪16を駆動しつつ、左右の後輪20を従動させて車両10を走行させる。
自車10の運転席にはオーディオスピーカとインディケータからなる警報装置22が設けられ、作動させられるとき、音声と視覚によって運転者に警報する。自車10の運転席床面に配置されたブレーキペダル24は、マスタバック26、マスタシリンダ30およびブレーキ油圧機構32を介して左右の前輪16と後輪20のそれぞれに装着されたブレーキ(ディスクブレーキ)34に接続される。
運転者がブレーキペダル24を操作すると(踏み込むと)、その踏み込み力(踏力)はマスタバック26で増力され、マスタシリンダ30は増力された踏み込み力で制動圧を発生し、ブレーキ油圧機構32を介して前輪16と後輪20のそれぞれに装着されたブレーキ34を動作させ、車両10を減速させる(制動する)。
ブレーキ油圧機構32は、リザーバに接続される油路に介挿された電磁ソレノイドバルブ群、油圧ポンプ、および油圧ポンプを駆動する電動モータ(全て図示せず)などを備える。電磁ソレノイドバルブ群は駆動回路(図示せず)を介してECU(Electronic Control Unit。電子制御ユニット)40に接続される。
ECU40はCPU,RAM,ROM、入出力回路などからなるマイクロコンピュータから構成され、4個のブレーキ34は、運転者によるブレーキペダル24の操作とは別に、ECU40によって相互に独立して作動するように構成される。
上記で、警報装置22、およびブレーキ油圧機構32とブレーキ34が接触回避支援手段に、ECU40が支援作動手段を含む、走行安全装置に相当する。
自車10の前部にはレーザレーダ(レーザスキャンレーダ)42が設けられる。レーザレーダ42の出力は、マイクロコンピュータからなるレーダ出力処理ECU(電子制御ユニット)42aに入力される。
図2に示す如く、レーザレーダ42は所定の時間間隔で自車10の周辺(進行方向)に向けてレーザ光を発射(電磁波を送信)し、自車10の周辺(進行方向)に存在する物体100、即ち、路肩に駐車されている先行車100a、道路の中心線に沿って埋設される道路鋲100b、歩行者100cなどの物体にレーザ光を反射させて得た反射波を受信することにより、物体100を検出する。
自車10が矢印で示すように駐車されている先行車を回避しようと中心線よりを走行するとき、あるいは中心線に接近して走行するとき、道路の中心線に沿って埋設されている道路鋲100bが検出されやすくなる。図2で符号42bはレーザレーダ42のレーザビームを示す。尚、レーザビーム42bは、図示は省略するが、上下(重力)方向においても放射状を呈する。
図3はレーダ出力処理ECU42aの構成を機能的に示すブロック図である。
図3に示す如く、レーダ出力処理ECU42aは物体検出部42a1と物体位置算出部42a2を備える。物体検出部42a1は、反射点を2次元平面に投影して得た点群の配列に基づいて物体の輪郭を構成する線分を認識すると共に、認識された線分に基づいて物体の端点を抽出して先行車100a、道路鋲100bなどの物体100を検出する。
物体位置算出部42a2は、レーザ光を発射して得られた反射波の入射方向と反射光を受信するまでの時間から物体100の位置を算出する。物体位置算出部42a2の出力はECU40に送られる。
尚、この明細書で「道路鋲」100bは、道路区画線の中央線上や導流帯上などに一定の間隔で設置される、幅(設置幅)が30cm,20cm,17cmなどで、反射板の付いた金属製の構造物(「チャッターバー」「キャッツアイ」とも呼ばれる)、およびボッツドッツなどの道路上に埋設される類似構造物の全てを含む意味で使用する。
図1の説明に戻ると、前輪16と後輪20の付近には車輪速センサ46がそれぞれ配置され、各車輪の所定回転角度ごとにパルス信号を出力する。自車10の運転席に設けられたステアリングホイール50の付近には操舵角センサ52が配置され、運転者によって入力されたステアリングホイールの操舵角に比例した出力を生じる。また、自車10の中央位置付近にはヨーレートセンサ54が配置され、自車10の重力軸回りのヨーレート(角速度)に応じた出力を生じる。
車輪速センサ46などの出力は、ECU40に送出される。ECU40は4個の車輪速センサ46の出力をカウントし、その平均値を算出するなどして自車10の速度(走行速度)Vを検出する。
図4は、図1に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ECU40において所定時間、例えば100msecごとに実行される。
以下説明すると、S10においてレーザレーダ42を含む各センサの検知情報を取り込み、レーダ出力処理ECU42aの物体位置算出部42a2の出力から物体100の位置と速度を算出する。また、車輪速センサ46の出力から自車10の走行速度などの走行状態を検出する。
次いでS12に進み、自車10の走行速度と操舵角とヨーレートに基づき、自車10の進路を推定(算出)する。
次いでS14に進み、算出された進路上に物体100が存在するときは、物体100との相対関係を算出する。即ち、レーダ出力処理ECU42aの物体位置算出部42a2の出力を入力し、入力データに基づき、自車10から物体100までの相対距離(相対位置)と自車10に対する物体100の相対速度を算出する。
次いでS16に進み、算出された相対距離を相対速度で除算して予想衝突時間Tを算出する。予想衝突時間Tは、運転者が減速や進路変更などの回避行動をとらず、物体100もそのまま進行したと仮定した場合、自車10が物体100に接触するまでに要すると予測される時間を意味し、算出された相対関係に従って設定される判定条件の一部を構成する。
次いでS18に進み、検出された物体100が静止物体(以下「100d」を付す)か否か判断する。これは、算出された物体100の相対速度と自車10の走行速度を比較し、両者の差が所定値(例えば20km/h)以下のとき、検出された物体100は静止物体100dと判断(判定)する。
S18で肯定されるときはS20に進み、判定された静止物体100dが複数個存在するか否か判断し、肯定されるときはS22に進み、複数個の静止物体100dの連続性の有無を判定する。
図5はその処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
以下説明すると、S100において判定された複数個の静止物体100dが3個以上あるか否か判断し、肯定されるとき、S102に進み、そのうちの隣接する2個の一方に対する他方の離間距離D1と方向θ1とからなるベクトル(D1,θ1)、即ち、位置関係を算出する。
図6はその処理を説明する説明図である。同図を参照して説明すると、図示のように3個の静止物体100d1,100d2,100d3が検知されたと仮定するとき、そのうちの隣接する2個、例えば100d1,100d2のうちの一方100d1に対する他方100d2の離間距離D1と方向(角度)θ1からなるベクトルを算出する。方向θ1は自車10の車体前後軸からの角度である。
次いでS104に進み、方向θ1が自車10の車体前後軸に対して±15度以下か否か判断し、肯定されるときはS106に進み、算出された離間距離と方向に基づいて予測位置Pを設定、即ち、他方100d2を起点として前記したベクトル分だけ延ばした予測位置Pを求める。
次いでS108に進み、この予測位置Pに基づいて設定される所定範囲R内に3個の静止物体100d1,100d2,100d3のうちの第3の静止物体100d3が存在するか否か判断(判定)する。
所定範囲Rは図示の如く前後方向3mで左右方向D1×0.1+1mからなる領域を4個集合されてなる。このように、所定範囲Rは離間距離D1に応じて設定される。これは、離間距離D1が増加するに従って検知誤差も増大することから、その検知誤差を吸収するためである。
S108で肯定されるとき、S110に進み、2個の静止物体100d1,100d2と第3の静止物体100d3とは連続性を有すると判定する。ここで、「連続性を有する」とは、等間隔(例えば2mから5m)に配置されていることを意味する。尚、S104,S108で否定されるときはS110の処理をスキップする。
図4の説明に戻ると、次いでS24に進み、検出された複数個の静止物体100dは、レーザ光の反射波の反射レベルLがそれぞれ第1の所定値La以上であり、かつ静止物体100dの幅(道路上の設置幅、特に左右幅)Wがそれぞれ第2の所定値Wb以下であると共に、連続性を有するか否か判断する。
ここで反射レベルなどを判断するのは、静止物体100dが道路鋲100bであれば金属製であるので、反射レベルは高い筈であり、また、その幅も前記した通り規定の値に設定されているからである。従って第1の所定値Laはそれを判別するに足る値に設定される。第2の所定値Wbも前記した道路鋲100bを判別するに足る値を適宜設定する。
S24で肯定されて3つの条件が全て満足されるとき、検出された複数個の静止物体100dは道路鋲100bであって自車10の走行の支障とならない静止物体100dと判断し、S26に進み、しきい値TaiをTaiiに変更する。しきい値Tai,Taiiも、予想衝突時間Tと共に、前記した判定条件を構成する。尚、しきい値Tai>Taiiとする。尚、S18,S20,S24で否定されるときは、そもそも上記したしきい値の変更などが不要であることから、S28までの処理をスキップする。
次いでS28に進み、予想衝突時間Tがしきい値Taii(またはTai)以下か否か判断、即ち、算出された相対関係に従って設定される判定条件に従って自車10と物体100との接触の可能性があるか否か判定する。
S28で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはS30に進み、判定条件が成立したと判断して物体100との接触回避を支援する接触回避支援手段である警報装置22および/またはブレーキ油圧機構32(とブレーキ34)を作動させて接触回避を支援する。
即ち、この実施例では算出された相対関係に基づいて自車10が物体100に衝突するまでに要すると予想される予想衝突時間Tを算出し、算出された予想衝突時間Tがしきい値Taii(またはTai)以下になったとき、判定条件が成立したと判断して接触の可能性があると判定するように構成されるが、S24で肯定されるときは物体100が自車10の走行の支障とならない道路鋲100bと判断されたことになる。
従って、その場合にはS26においてしきい値Taiをより小さい値Taiiに変更し、接触の可能性があると判定され難くするようにした。これにより、道路鋲100bなどがレーザレーダ42の検知範囲から外れる前に、接触の可能性ありと誤判定されるのを防止することができる。
即ち、前記した如くレーザレーダ42のレーザビーム42bは上下方向においても放射状であることから、道路鋲100bのように高さが低い物体は自車1がそれに接近した時点でレーザレーダ42によって検知されなくなるが、それまでの間に誤判定されるのを防止することができる。
この実施例は上記の如く、所定の時間間隔で自車10の周辺に電磁波を送信すると共に、物体100に反射させて得た反射波に基づいて前記物体100を検出する物体検出手段(レーザレーダ42、レーダ出力処理ECU42a,ECU40,S10)と、自車10の走行速度を含む走行状態を検出する走行状態検出手段(車輪速センサ46,ECU40,S10,S12)と、前記物体検出手段と前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて自車10と前記物体100との相対距離と相対速度とからなる相対関係を算出する相対関係算出手段(ECU40,S14)と、前記算出された相対関係に基づいて設定される判定条件に従って自車と前記物体との接触の可能性の有無を判定する接触可能性判定手段(ECU40,S16からS28)と、前記接触の可能性があると判定された場合、前記自車と前記物体との接触回避を支援する接触回避支援手段(警報装置22、ブレーキ油圧機構32とブレーキ34)を作動させる支援作動手段(ECU40,S30)とを備えた車両の走行安全装置において、前記自車10の走行速度と前記物体100との相対速度に基づいて前記物体100が静止物体100dか否か判定する静止物体判定手段(ECU40,S18)と、前記静止物体100dと判定されると共に、判定された静止物体100dが複数個存在するとき、前記判定された静止物体100d同士の連続性の有無を判定する連続性判定手段(ECU40,S20,S22,S100からS110)と、前記複数個の静止物体100dは前記反射波の反射レベルLがそれぞれ第1の所定値La以上であり、前記複数個の静止物体100dは幅Wがそれぞれ第2の所定値Wb以下であると共に、前記連続性を有すると判定されるとき、前記判定条件、より具体的には判定条件の一部を構成するしきい値を変更して前記接触可能性判定手段において前記接触の可能性があると判定し難くさせる判定条件変更手段(ECU40,S24からS28)とを備える如く構成した。
上記の如く、道路鋲(キャッツアイ)100bなどの高さが低くて走行の支障とならない物体に対して接触の可能性があると判定し難くさせることで、道路鋲100bなどがレーザレーダの検知領域から外れる前における警報やブレーキなどの接触回避動作を抑制することができ、警報過多防止と的確な接触回避とを良く両立させることができる。
また、前記連続性判定手段は、前記判定された複数個の静止物体100dが3個以上あるとき、そのうちの隣接する2個の一方100d1に対する他方100d2の離間距離D1と方向θ1とからなる位置関係を算出する算出手段(S100,S102)と、前記算出された離間距離D1と方向θ1に基づいて予測位置Pを設定する設定手段(S104,S106)と、前記予測位置Pに基づいて設定される所定範囲R内に前記複数個の静止物体のうちの第3の静止物体100d3が存在するか否か判定する判定手段(S108)とを備えると共に、前記判定手段によって前記所定範囲内に前記第3の静止物体が存在すると判定されるとき、前記2個の静止物体と前記第3の静止物体とは連続性を有すると判定する(S110)如く構成したので、上記した効果に加え、静止物体100dの連続性の有無を的確に判定することができ、接触回避動作を一層確実に抑制することができる。
また、前記所定範囲Rは、前記離間距離D1に応じて設定される如く構成したので、上記した効果に加え、離間距離D1の増加に従って増大する検知誤差を吸収することができ、静止物体100dの連続性の有無を一層的確に判定することができる。
尚、図4フロー・チャートのS30の処理に代え、あるいはそれに加え、自車10の運転席(図示せず)を適宜な手段で振動させる、あるいはシートベルト(図示せず)を引き込むようにしても良い。
また、レーザレーダ42の出力から物体100を検出するようにしたが、それに代え、あるいはそれに加え、ミリ波レーダを用いても良い。
この発明の実施例に係る車両の走行安全装置を全体的に示す概略図である。 図1に示すレーザレーダによる物体検知を示す説明図である。 図1に示すレーダ出力処理ECUの構成を機能的に示すブロック図である。 図1に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。 図4フロー・チャートの複数個の静止物体の連続性の有無の判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図5フロー・チャートの処理を説明する説明図である。
符号の説明
10 車両(自車)、12 エンジン(内燃機関)、16 前輪、20 後輪、22 警報装置、34 ブレーキ、36 ブレーキスイッチ、40 ECU(電子制御ユニット)、42 レーザレーダ、42a レーダ出力処理ECU、42a1 物体検出部、42a2 物体位置算出部、42b レーザビーム、46 車輪速センサ、100 物体、100a 先行車、100b 道路鋲、100c 歩行者、100d 静止物体

Claims (2)

  1. 所定の時間間隔で自車の周辺に電磁波を送信すると共に、物体に反射させて得た反射波に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と、自車の走行速度を含む走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記物体検出手段と前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて自車と前記物体との相対距離と相対速度とからなる相対関係を算出する相対関係算出手段と、前記算出された相対関係に基づいて設定される判定条件に従って自車と前記物体との接触の可能性の有無を判定する接触可能性判定手段と、前記接触の可能性があると判定された場合、前記自車と前記物体との接触回避を支援する接触回避支援手段を作動させる支援作動手段とを備えた車両の走行安全装置において、前記自車の走行速度と前記物体との相対速度に基づいて前記物体が静止物体か否か判定する静止物体判定手段と、前記静止物体と判定されると共に、判定された静止物体が複数個存在するとき、前記判定された静止物体同士の連続性の有無を判定する連続性判定手段と、前記複数個の静止物体は前記反射波の反射レベルがそれぞれ第1の所定値以上であり、前記複数個の静止物体は幅がそれぞれ第2の所定値以下であると共に、前記連続性を有すると判定されるとき、前記判定条件を変更して前記接触可能性判定手段において前記接触の可能性があると判定し難くさせる判定条件変更手段とを備え、前記連続性判定手段は、前記判定された複数個の静止物体が3個以上あるとき、そのうちの隣接する2個の一方に対する他方の離間距離と方向とからなる位置関係を算出する算出手段と、前記算出された離間距離と方向に基づいて予測位置を設定する設定手段と、前記予測位置に基づいて設定される所定範囲内に前記複数個の静止物体のうちの第3の静止物体が存在するか否か判定する判定手段とを備えると共に、前記判定手段によって前記所定範囲内に前記第3の静止物体が存在すると判定されるとき、前記2個の静止物体と前記第3の静止物体とは連続性を有すると判定することを特徴とする車両の走行安全装置。
  2. 前記所定範囲は、前記離間距離に応じて設定されることを特徴とする請求項記載の車両の走行安全装置。
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