JP2020003890A - 車両遠隔支援システム - Google Patents
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Abstract
【課題】従来とは異なる方法で車両周辺の画像を表示できる技術を提供する。【解決手段】車両遠隔支援システム500は、自動運転を実行する自動運転システム100を有する車両10と、オペレータOPを有する管制センタ20と、を備える。車両は、自動運転が困難な場合に車両の周辺画像の送信と共にオペレータによる遠隔操縦を前記管制センタに要求する制御部110を備える。管制センタは、オペレータが車両を遠隔操縦する遠隔操縦部22と、車両から周辺画像を受信する通信部23と、周辺画像を表示する画像表示部21と、周辺画像と周辺画像を視点変換した視点変換画像とを合成し、合成した合成画像を画像表示部に表示する画像合成部25と、を備える。視点変換は、周辺画像の視点の俯角と視点の地面からの高さのうち少なくとも一方を、周辺画像の撮像時よりも大きく変換する。【選択図】図9
Description
本発明は、車両遠隔支援システムに関する。
車両遠隔操作支援システムとして、自動運転が困難になった場合に、遠隔操縦によって走行を継続できるものが知られている。特許文献1に記載の技術では、遠隔操縦を行う際に表示する車両周辺の画像を、地図データに基づいて生成し、3次元で視覚的に表示する。
しかし、車両の前方が障害物等により進路が塞がれている状況において、その障害物の表示を3次元的に表現することは困難である。そのため、従来とは異なる方法で車両周辺の画像を表示できる技術が望まれていた。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の一形態によれば、車両遠隔支援システム(500)が提供される。この車両遠隔支援システムは;自動運転を実行する自動運転システム(100)を有する車両(10)と;オペレータ(OP)を有する管制センタ(20)と、を備える。前記車両は、前記自動運転が困難な場合に前記車両の周辺画像の送信と共に前記オペレータによる遠隔操縦を前記管制センタに要求する制御部(110)を備える。前記管制センタは、前記オペレータが前記車両を遠隔操縦する遠隔操縦部(22)と;前記車両から前記周辺画像を受信する通信部(23)と;前記周辺画像を表示する画像表示部(21)と;前記周辺画像と前記周辺画像を視点変換した視点変換画像とを合成し、合成した合成画像を前記画像表示部に表示する画像合成部(25)と、を備える。前記視点変換は、前記周辺画像の視点の俯角と前記視点の地面からの高さのうち少なくとも一方を、前記周辺画像の撮像時よりも大きく変換する。
この形態の車両遠隔支援システムによれば、画像合成部が周辺画像と周辺画像を視点変換した視点変換画像とを合成するため、車両周辺の画像をオペレータが見やすい態様で表示できる。
A.第1実施形態:
図1に示すように、車両遠隔支援システム500は、車両10と管制センタ20を備える。本実施形態の車両10は、自動運転モードと手動運転モードと遠隔操縦モードの3つのモードで走行可能である。車両10は自動運転システム100を搭載する。手動運転モードでは、車両10の搭乗者によって操縦される。遠隔操縦モードでは、車両10は遠隔操縦元である管制センタ20のオペレータOPによって遠隔操縦される。車両10は3つのモードのいずれで走行しているかにかかわらず、車両10の周辺の画像を管制センタ20に送信する、管制センタ20は、車両10より受信した画像を管制センタ20の画像表示部21に表示し、オペレータOPが管制センタ20の遠隔操縦部22で車両10を遠隔操縦することが可能である。遠隔操縦部22は、例えば、ハンドル22aとマウス22bとを含む。
図1に示すように、車両遠隔支援システム500は、車両10と管制センタ20を備える。本実施形態の車両10は、自動運転モードと手動運転モードと遠隔操縦モードの3つのモードで走行可能である。車両10は自動運転システム100を搭載する。手動運転モードでは、車両10の搭乗者によって操縦される。遠隔操縦モードでは、車両10は遠隔操縦元である管制センタ20のオペレータOPによって遠隔操縦される。車両10は3つのモードのいずれで走行しているかにかかわらず、車両10の周辺の画像を管制センタ20に送信する、管制センタ20は、車両10より受信した画像を管制センタ20の画像表示部21に表示し、オペレータOPが管制センタ20の遠隔操縦部22で車両10を遠隔操縦することが可能である。遠隔操縦部22は、例えば、ハンドル22aとマウス22bとを含む。
図2に示すように、自動運転システム100は、制御部110と、周辺認識カメラ122と、周辺物体センサ124と、自車位置センサ126と、通信部200と、運転制御EUC(Electronic Control Unit)210と、駆動力制御ECU220と、制動力制御ECU230と、操舵制御ECU240と、通信部200と、を備える。制御部110と、運転制御ECU210と、駆動力制御ECU220と、制動力制御ECU230と、操舵制御ECU240とは、車載ネットワーク250を介して接続される。
制御部110は、状況判定部112と、画像送信部114と、車両情報送信部116と、を備える。制御部110は、中央処理装置(CPU)や、RAM、ROMにより構成されたマイクロコンピュータ等からなり、予めインストールされたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、これらの各部の機能を実現する。ただし、これらの各部の機能の一部又は全部をハードウェア回路で実現してもよい。
状況判定部112は、周辺認識カメラ122や周辺物体センサ124の検出信号を用いて、自動運転が可能か否かを判定し、自動運転が困難な場合に、通信部200を介して管制センタ20のオペレータOPを呼び出す。画像送信部114は、周辺認識カメラ122により撮影された車両の周辺画像を取得し、通信部200を介して管制センタ20に送信する。車両情報送信部116は、車両10の情報を通信部200を介して遠隔操縦元である管制センタ20に送信する。本実施形態において、「車両の情報」とは、例えば、車幅や車高等が挙げられる。
周辺認識カメラ122は、車両10の周囲を撮像して画像を取得する。撮像時における周辺認識カメラ122の俯角や、周辺認識カメラ122の地面からの高さは、撮像情報として画像データに含まれている。
周辺物体センサ124は、車両10の周囲の状況を検出する。周辺物体センサ124として、例えば、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波センサ等の反射波を利用した物体センサが挙げられる。
自車位置センサ126は、現在の車両10の車両位置を検出する。自車位置センサ126として、例えば、汎地球航法衛星システム(Global Navigation Satellite System(s)(GNSS))やジャイロセンサ等が挙げられる。
通信部200は、管制センタ20への自動運転が困難である状況や遠隔操縦の要求、目的地、周辺画像、車両の情報の送信と、管制センタ20からの操縦内容の受信と、を行う。
運転制御ECU210は、中央処理装置(CPU)や、RAM、ROMにより構成されたマイクロコンピュータ等からなり、予めインストールされたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、自動運転機能を実現する。
駆動力制御ECU220は、エンジンなど車両の駆動力を発生するアクチュエータを制御する電子制御装置である。運転者が手動で運転を行う場合、駆動力制御ECU220は、アクセルペダルの操作量に応じてエンジンや電気モータである動力源を制御する。一方、自動運転を行う場合、駆動力制御ECU220は、運転制御ECU210で演算された要求駆動力に応じて動力源を制御する。また、遠隔操縦される場合、駆動力制御ECU220は、管制センタ20から与えられた要求駆動力に応じて動力源を制御する。
制動力制御ECU230は、車両の制動力を発生するブレーキアクチュエータを制御する電子制御装置である。運転者が手動で運転を行う場合、制動力制御ECU230は、ブレーキペダルの操作量に応じてブレーキアクチュエータを制御する。一方、自動運転を行う場合、制動力制御ECU230は、運転制御ECU210で演算された要求制動力に応じてブレーキアクチュエータを制御する。また、遠隔操縦される場合、制動力制御ECU230は、管制センタ20から与えられた要求制動力に応じてブレーキアクチュエータを制御する。
操舵制御ECU240は、車両の操舵トルクを発生するモータを制御する電子制御装置である。運転者が手動で運転を行う場合、操舵制御ECU240は、ステアリングハンドルの操作に応じてモータを制御して、ステアリング操作に対するアシストトルクを発生させる。これにより、運転者が少量の力でステアリングを操作でき、車両の操舵を実現する。一方、自動運転を行う場合、操舵制御ECU240は、運転制御ECU210で演算された要求操舵角に応じてモータを制御することで操舵を行う。また、遠隔操縦される場合、操舵制御ECU240は、管制センタ20から与えられた要求操舵角に応じてモータを制御することで操舵を行う。
図3に示すように、管制センタ20は、画像表示部21と、遠隔操縦部22と、通信部23と、データベース24と、画像合成部25と、経路生成部26を備える。管制センタ20は、遠隔操縦を実行するオペレータOPが1人以上存在する。
画像表示部21は、通信部23を介して受信した車両10の周辺画像を画面に表示する。遠隔操縦部22は、通信部23を介して車両10を遠隔操縦する。データベース24は、車両10が走行予定の道路に関する詳細な道路情報や通信部23を介して取得した車両10の車両の情報等を記憶する。道路情報は、例えば、車線数、車線幅、各車線の中心座標、カーブ曲率、停止線位置、信号機位置等情報、を含む情報である。また、データベース24は、道路情報に対応する地図画像を記憶してもよい。画像合成部25は、周辺画像と周辺画像を視点変換した視点変換画像とを合成する。視点変換については後述する。経路生成部26は、通信部23を介して受信した車両の状況や周辺画像、データベース24に記憶されている道路情報、画像合成部25が検出した障害物の情報等を用いて遠隔操縦における車両10の経路を生成する。
図4に示す通信部23を介して取得した車両10(以下、「自車両10」ともいう)の周辺の画像(以下、「周辺画像」という)PM1は、物標T1〜T5を含む。画像合成部25は、周辺画像PM1を用いて、物標が自車両10の予め定められた距離以内に存在し、かつ、自車両10の走行に影響があることを示す予め定めた条件(以下、「障害物条件」という)が成立している障害物を検出する。距離は予め実験的に定めることが可能である。また、物標が予め定められた距離以内に存在するか否かは、周辺物体センサ124の検出信号を用いて判定することもできる。障害物条件として、例えば、以下のような条件のいずれか1つ以上を採用することが可能である。
<障害物条件1>
自車両10の走行を妨げる位置にあり、自動運転が困難な場合であること
<障害物条件2>
自車両10の走行を妨げる可能性があり、自動運転が困難な場合であること
自車両10の走行を妨げる位置にあり、自動運転が困難な場合であること
<障害物条件2>
自車両10の走行を妨げる可能性があり、自動運転が困難な場合であること
上記の障害物条件1が成立している場合として、例えば、非移動体である物標が自車両10の走行路面の前方に存在し、自車両10がその物標を迂回しようとすると対向車線にはみ出してしまう場合が挙げられる。
上記の障害物条件2が成立している場合として、例えば、歩行者や自転車が自車両10の前方の走行路面外から走行路面を横切って急に飛び出してくる可能性がある場合が挙げられる。歩行者が走行路面外から飛び出してくる可能性があるか否かは、例えば、歩行者が自車両10の走行路面に面して待機しており、歩行者の視線が自車両10に向いていることを検出して判定することができる。
また、上記の障害物条件1、2やその他の条件を適宜組み合わせて障害物条件とすることもできる。本実施形態では、上述した障害物条件1を使用する。
画像合成部25は、図4に示す物標T1〜T5のうち物標T1が上述した障害物条件を満たすため、障害物T1として検出する。物標T1〜T5は、例えばセマンティックセグメンテーション等の画像解析により、検出することができる。画像合成部25は、障害物T1を含む画像領域D1を抽出してもよい。本実施形態において、「障害物T1を含む画像領域D1」は、物標T1の外接矩形から上下方向に予め定められた幅分ずつ広げ、左右方向を周辺画像PM1の画像幅まで広げた領域である。画像領域D1は、走行路面を示す区画線を含んでいるが、障害物T1のみを含むようにしてもよい。また、画像合成部25は、物標T1〜T5の種類をパターンマッチングにより推定してもよい。画像合成部25は、通信部23を介して他車両から取得した物標T1の位置情報を用いて物標T1の死角部分における情報を補完してもよい。
図5に示す画像合成処理は、車両10の周辺画像を用いて合成画像を生成する処理である。この処理は自動運転システム100の動作中、管制センタ20が車両10から遠隔操作の要求を受信した場合に、管制センタ20により繰り返し実行される処理である。以下、図4を例として画像合成処理の説明を行う。
まず、管制センタ20は、ステップS100において、通信部23を介して車両10の周辺画像PM1を取得する。通信部23は、周辺物体センサ124の検出信号を車両10から周辺画像PM1と共に受信してもよい。次に、画像合成部25は、ステップS110において、ステップS100で取得した周辺画像より障害物T1を検出する。
続いて、画像合成部25は、ステップS120において、ステップS100で取得した周辺画像の視点変換を実行する。視点変換は、周辺画像PM1の視点の俯角と視点の地面からの高さのうち少なくとも一方を、周辺画像PM1の撮像時よりも大きく変換する。図6に示すように、本実施形態では、周辺画像PM1の撮像時における俯角θ1と高さh1で撮像された周辺画像PM1を、俯角θ1よりも大きい俯角θ2で、高さh1よりも高い高さh2でPM1の撮像時よりも車両の進行方向に予め定めた距離dvcだけ離れた位置から撮像した視点変換画像に変換する。距離dvcはゼロとしてもよい。変換後の俯角θ2が90度の視点変換を「鳥瞰変換」と呼ぶ。視点変換を行うと、図7に示すような、真上から見下ろした場合の視点変換画像PM2が生成される。視点変換では、元の周辺画像PM1内の全ての物体が地面上にある平面物体であると仮定して座標変換を実行する。このため、立体物である障害物T1は、視点変換画像PM2ではその形状が大きく崩れてしまい、物体として識別しにくい状態となる。
次に、画像合成部25は、ステップS130において、ステップS110で検出した周辺画像PM1における障害物T1を含む画像領域D1をステップS120で変換した視点変換画像PM2に合成する。図8に示すように、本実施形態では、画像領域D1を視点変換画像PM2における障害物T1を含む画像領域と置き換える合成を行い、合成画像PM3を生成する。より具体的には、地図上において同一の座標を示す、周辺画像PM1におけるある座標P1(図4)と視点変換画像PM2におけるある座標P1(図7)が重なるように合成を行う。障害物T1のみを含む周辺画像PM1の画像領域を用いて合成を行う場合、画像合成部25は、視点変換画像PM2における障害物T1を示す画像領域と置き換える合成を行うため、視点変換画像PM2によって区画線を表示しながら、障害物T1のみ周辺画像PM1における画像領域で補完できる。なお、ステップS110を省略して、画像合成部25は、周辺画像PM1の一部または全部を視点変換画像PM2に合成してもよい。また、ステップS110において、障害物が検出されなかった場合に、周辺画像PM1の一部または全部を視点変換画像PM2に合成してもよい。
画像合成部25は、ステップS140において、合成画像PM3に経路生成部26が生成した経路を描画する。経路生成部26は、画像合成部25が推定した物標T1の種類や、画像合成部25が補完した物標T1の死角部分の情報を用いて、走行経路を生成してもよい。最後に、画像合成部25は、車両10の車幅を合成画像PM3に描画する。車幅は、通信部23を介して車両10より取得する。本実施形態では、画像合成部25は、例えば、図9に示すように、車両10の車幅L1を示す車幅画像WVをステップS150において合成画像PM3に描画した経路PVの上に描画する。画像合成部25は、自車両10の位置を示す、自車両のトップビュー画像VL1を描画してもよい。なお、ステップS140およびS150の処理は省略してもよい。
以上で説明した本実施形態の車両遠隔支援システム500によれば、画像合成部25が周辺画像PM1における障害物T1を含む画像領域D1と周辺画像PM1を視点変換した視点変換画像PM2とを合成するため、車両周辺の画像をオペレータOPが見やすい態様で表示できる。
B.第2実施形態:
図10に示す第2実施形態の画像合成処理は、ステップS150の後にステップS160を追加した点が第1実施形態と異なり、他の工程は第1実施形態と同じである。第2実施形態の車両遠隔支援システムの構成は、第1実施形態の車両遠隔支援システムの構成と同一であるため、車両遠隔支援システムの構成の説明は省略する。
図10に示す第2実施形態の画像合成処理は、ステップS150の後にステップS160を追加した点が第1実施形態と異なり、他の工程は第1実施形態と同じである。第2実施形態の車両遠隔支援システムの構成は、第1実施形態の車両遠隔支援システムの構成と同一であるため、車両遠隔支援システムの構成の説明は省略する。
第2実施形態では、画像合成部25は、ステップS160において、ステップS150で車幅を描画した合成画像PM3と地図画像とを合成する。図11に示すように、画像合成部25は、地図画像PM4の車線位置と合成画像PM3の車線位置とが一致するように、合成して合成画像PM5を生成する。なお、ステップS160の処理は、ステップS150の後のタイミングに限らず、例えば、ステップS120とS130との間で行ってもよい。
以上で説明した本実施形態の車両遠隔支援システム500によれば、画像合成部25が周辺画像PM1と周辺画像PM1を視点変換した視点変換画像PM2と地図画像PM4とを合成するため、よりオペレータOPが車両10の遠隔操作をしやすい車両周辺の画像を表示できる。
C.その他の実施形態:
上記実施形態において、画像合成部25は、ステップS130において、周辺画像PM1における看板等の文字情報が含まれる画像領域を視点変換画像PM2に合成してもよい。
上記実施形態において、画像合成部25は、ステップS130において、周辺画像PM1における看板等の文字情報が含まれる画像領域を視点変換画像PM2に合成してもよい。
また、上記実施形態において、画像合成部25は、合成として、合成対象である画像領域を置き換えているが、合成対象である画像領域を並べてもよい。画像合成部25は、合成において、合成対象である画像領域を並べることと、合成対象である画像領域を置き換えることの少なくとも一方を行うことが好ましい。
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述した課題を解決するために、あるいは上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することが可能である。
10 車両、20 管制センタ、21 画像表示部、22 遠隔操縦部、22a ハンドル、22b マウス、23 通信部、24 データベース、25 画像合成部、26 経路生成部、100 自動運転システム、110 制御部、112 状況判定部、114 画像送信部、116 車両情報送信部、122 周辺認識カメラ、124 周辺物体センサ、126 自車位置センサ、200 通信部、210 運転制御ECU、220 駆動力制御ECU、230 制動力制御ECU、240 操舵制御ECU、250 車載ネットワーク、500 車両遠隔支援システム、OP オペレータ
Claims (8)
- 車両遠隔支援システム(500)であって、
自動運転を実行する自動運転システム(100)を有する車両(10)と、
オペレータ(OP)を有する管制センタ(20)と、を備え、
前記車両は、
前記自動運転が困難な場合に前記車両の周辺画像の送信と共に前記オペレータによる遠隔操縦を前記管制センタに要求する制御部(110)を備え、
前記管制センタは、
前記オペレータが前記車両を遠隔操縦する遠隔操縦部(22)と、
前記車両から前記周辺画像を受信する通信部(23)と、
前記周辺画像を表示する画像表示部(21)と、
前記周辺画像と前記周辺画像を視点変換した視点変換画像とを合成し、合成した合成画像を前記画像表示部に表示する画像合成部(25)と、を備え、
前記視点変換は、前記周辺画像の視点の俯角と前記視点の地面からの高さのうち少なくとも一方を、前記周辺画像の撮像時よりも大きく変換する、車両遠隔支援システム。 - 請求項1に記載の車両遠隔支援システムであって、
前記画像合成部は、前記周辺画像の中から前記車両の予め定められた距離以内に存在し、かつ、前記車両の走行に影響があることを示す予め定められた条件を満たす障害物を検出し、前記周辺画像から前記障害物を含む画像領域を抽出して、前記視点変換画像における前記障害物を含む画像領域に置き換える、車両遠隔支援システム。 - 請求項2に記載の車両遠隔支援システムであって、
前記管制センタは、更に、
前記車両の前記遠隔操縦における前記車両の走行経路を生成する経路生成部(26)と、を備え
前記画像合成部は、前記合成画像に前記走行経路を描画する、車両遠隔支援システム。 - 請求項3に記載の車両遠隔支援システムであって、
前記画像合成部は、前記周辺画像を解析することによって前記障害物の種類を推定し、
前記経路生成部は、前記画像合成部が推定した前記障害物の種類を用いて前記走行経路を生成する、車両遠隔支援システム。 - 請求項3または請求項4に記載の車両遠隔支援システムであって、
前記画像合成部は、前記通信部が他車両から取得した前記障害物の位置情報を用いて、前記障害物の死角部分における情報を補完し、
前記経路生成部は、前記画像合成部が補完した前記障害物の死角部分における情報を用いて前記走行経路を生成する、車両遠隔支援システム。 - 請求項3から請求項5のうちいずれか一項に記載の車両遠隔支援システムであって、
前記画像合成部は、前記車両より取得した前記車両の車幅を前記合成画像に描画する、車両遠隔支援システム。 - 請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の車両遠隔支援システムであって、
前記管制センタは、更に、
地図画像を記憶したデータベース(24)と、を備え、
前記画像合成部は、前記地図画像と前記周辺画像と前記視点変換画像とを合成する、車両遠隔支援システム。 - 請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の車両遠隔支援システムであって、
前記画像合成部は、前記合成において、合成対象である画像領域を並べることと、合成対象である画像領域を置き換えることの少なくとも一方を行う、車両遠隔支援システム。
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