JP6293570B2 - Lane mark recognition apparatus and method, and vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載されたカメラの撮像画像に基づいて、道路に設けられたレーンマークを認識するレーンマーク認識装置に関する。   The present invention relates to a lane mark recognition device for recognizing a lane mark provided on a road based on a captured image of a camera mounted on a vehicle.

従来より、車載カメラにより撮像された車両前方の道路の画像から、道路に設けられたレーンマークを認識するレーンマーク認識装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a lane mark recognition device that recognizes a lane mark provided on a road from an image of a road ahead of the vehicle captured by an in-vehicle camera is known.

レーンマーク以外にも、車線分離標及びパイロン等の自車両の走行レーン上またはその周辺に配置される走行誘導障害物を認識する走行誘導障害物検出装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In addition to the lane mark, a travel guidance obstacle detection device that recognizes a travel guidance obstacle disposed on or around the travel lane of the host vehicle such as a lane marking and a pylon has been proposed (for example, Patent Document 1). reference).

特許文献1に記載された走行誘導障害物検出装置は、画像から検出された立体物の実空間上の大きさが予め設定された閾値以内で、かつ、画像中に検出された立体物の上下方向の輝度変化が一定のパターンを有する場合にその立体物を走行誘導障害物として検出している。   The travel-guided obstacle detection device described in Patent Document 1 is such that the size of a three-dimensional object detected from an image is within a preset threshold and the three-dimensional object detected in the image is When the luminance change in the direction has a certain pattern, the three-dimensional object is detected as a traveling guidance obstacle.

特許文献1に記載された走行誘導障害物検出装置によれば、画像中に検出された立体物の幅や高さに基づいて大きさによる選別を行い、さらに輝度の繰り返しパターンにより選別を行うことで、自車両の前方に存在する立体物の中から車線分離標やパイロン等の走行誘導障害物を的確に検出することが可能となる。   According to the traveling guidance obstacle detection device described in Patent Document 1, sorting is performed by size based on the width and height of a three-dimensional object detected in an image, and further sorting is performed by a repeating pattern of luminance. Thus, it is possible to accurately detect a traveling guidance obstacle such as a lane separator or a pylon from among three-dimensional objects existing in front of the host vehicle.

特許第4901275号公報Japanese Patent No. 4901275

従来のレーンマーク認識装置において、特許文献1の技術により検出された走行誘導障害物をレーンマークの候補とならない画像部分として処理対象から除外し、残りの画像部分からレーンマークを認識することにより、処理速度及びレーンマークの検出精度の向上を図ることが考えられる。   In the conventional lane mark recognition device, the driving guidance obstacle detected by the technique of Patent Document 1 is excluded from the processing target as an image part that is not a candidate for the lane mark, and by recognizing the lane mark from the remaining image part, It is conceivable to improve the processing speed and the detection accuracy of the lane mark.

しかしながら、特許文献1の技術における走行誘導障害物の検出には、検出物と、複数種類の障害物に関する大きさ及び輝度変化パターン等の情報との照合が必要となる。このため、特許文献1の技術によって走行誘導物を検知して、それをレーンマークの候補とならない画像部分として除外しようとすると、計算コストが膨大となるおそれがある。   However, in the detection of the travel-guided obstacle in the technique of Patent Document 1, it is necessary to collate the detected object with information such as a size and a luminance change pattern regarding a plurality of types of obstacles. For this reason, if a traveling guidance object is detected by the technique of Patent Document 1 and an attempt is made to exclude it as an image part that is not a candidate for a lane mark, the calculation cost may become enormous.

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、レーンマーク認識にあたって、計算コストを削減しながら、レーンマークの検知精度を向上させることができるレーンマーク認識装置等を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a lane mark recognition apparatus and the like that can improve the detection accuracy of lane marks while reducing the calculation cost in lane mark recognition. .

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、車両に搭載されたカメラにより撮像された該車両周囲の画像に基づいて、道路に設けられたレーンマークを認識するレーンマーク認識装置、車両、及びレーンマーク認識方法に関する。   The present invention has been made to achieve the above object, and a lane mark recognition device for recognizing a lane mark provided on a road based on an image around the vehicle imaged by a camera mounted on the vehicle, The present invention relates to a vehicle and a lane mark recognition method.

そして、本発明のレーンマーク認識装置は、
前記カメラの撮像画像から、周囲部に対する輝度の変化量が所定値以上であるエッジ点を抽出したエッジ画像を生成するエッジ画像生成部と、
前記エッジ点のうち、同一物の画像部分から抽出されたと推定されるエッジ点を組み合わせてレーンマークの候補画像部分を抽出する候補画像部分抽出部と、
当該候補画像部分抽出部により抽出された候補画像部分のうち、対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さが所定長以上であり、かつ、対応する実空間上の位置が前記カメラから所定の距離以上離れている前記候補画像部分を除外する特定候補除外部と、
前記特定候補除外部により除外されなかった候補画像部分に基づいてレーンマークを認識するレーンマーク認識部とを備えることを特徴とする。
And the lane mark recognition device of the present invention,
An edge image generating unit that generates an edge image obtained by extracting an edge point having a luminance change amount equal to or greater than a predetermined value from a captured image of the camera;
Among the edge points, a candidate image part extraction unit that extracts candidate image parts of lane marks by combining edge points estimated to be extracted from the same image part;
Of the candidate image portions extracted by the candidate image portion extraction unit, the length in the specific direction corresponding to the vertical direction in the corresponding real space is equal to or greater than a predetermined length , and the corresponding position in the real space is A specific candidate exclusion unit that excludes the candidate image portion that is more than a predetermined distance away from the camera ;
And a lane mark recognizing unit that recognizes a lane mark based on a candidate image portion that has not been excluded by the specific candidate excluding unit.

本発明者らの検討によれば、レーンマークは、撮像画像上において、斜線として撮像されることが多い。また、レーンマークは道路に敷設されているものであるから、平坦な道路であれば、実空間上の鉛直方向の長さはほぼゼロに等しい。このため、当該候補画像部分に対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さにより、レーンマークを表す候補画像部分か否かを高精度で判定できる。   According to studies by the present inventors, lane marks are often imaged as diagonal lines on a captured image. Further, since the lane mark is laid on the road, the length in the vertical direction in the real space is almost equal to zero if the road is flat. Therefore, it is possible to determine with high accuracy whether or not the candidate image portion represents a lane mark based on the length in a specific direction corresponding to the vertical direction in the real space corresponding to the candidate image portion.

この点に着目して構成された本実施形態のレーンマーク認識装置によれば、候補画像部分に対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さが所定長以上という条件を満たすレーンマークの画像部分でない蓋然性が高い候補画像部分が除外される。このため、検出物と複数種類の障害物に関する大きさ及び輝度変化パターン等の情報との照合が必要な場合に比べ、計算コストが削減される。
さらに、当該構成のレーンマーク認識装置によれば、車両の制御に直接影響のない遠距離の候補画像部分に対して除外処理が行われる。この結果、レーンマークの検出精度を維持しながら、装置全体としての計算コストが削減される。
According to the lane mark recognizing device of the present embodiment configured focusing on this point, the lane that satisfies the condition that the length in the specific direction corresponding to the vertical direction in the real space corresponding to the candidate image portion is equal to or greater than the predetermined length. Candidate image portions that are not likely to be image portions of marks are excluded. For this reason, compared with the case where collation with information, such as a size and a brightness change pattern regarding a detected object and a plurality of types of obstacles, is required, calculation cost is reduced.
Furthermore, according to the lane mark recognizing device having the above configuration, the exclusion process is performed on a long-distance candidate image portion that does not directly affect the control of the vehicle. As a result, the calculation cost of the entire apparatus is reduced while maintaining the lane mark detection accuracy.

本発明のレーンマーク認識装置において、
前記所定長は、前記車両と前記候補画像部分に対応する実空間上の位置にレーンマークがあると仮定したときの撮像画像での当該レーンマークの画像部分の前記特定方向の長さから乖離した長さであることが好ましい。
In the lane mark recognition apparatus of the present invention,
The predetermined length deviates from the length in the specific direction of the image portion of the lane mark in the captured image when it is assumed that there is a lane mark at a position in the real space corresponding to the vehicle and the candidate image portion. The length is preferred.

当該構成のレーンマーク認識装置によれば、車両と撮像画像上の仮定上のレーンマークの画像部分の特定方向の長さと乖離した特定方向の長さを有する候補画像部分が除外される。この結果、当該構成のレーンマーク認識装置によれば、計算コストが削減されながら、レーンマークの検知精度の向上が図られうる。   According to the lane mark recognizing apparatus having the above configuration, candidate image portions having lengths in a specific direction that deviate from the lengths in the specific direction of the image portion of the assumed lane mark on the captured image are excluded. As a result, according to the lane mark recognizing device having the above configuration, the detection accuracy of the lane mark can be improved while the calculation cost is reduced.

本発明のレーンマーク認識装置において、
前記特定候補除外部は、前記特定方向における位置が撮像画像の消失点よりも高い前記候補画像部分を除外するように構成されていることが好ましい。
In the lane mark recognition apparatus of the present invention,
The specific candidate excluding unit is preferably configured to exclude the candidate image portion whose position in the specific direction is higher than the vanishing point of the captured image.

前述した通り、レーンマークは道路に敷設されているものであるから、平坦な道路の走行中の撮像画像においては、レーンマークの画像部分の全部の特定方向の位置は消失点よりも低い位置にあることが多い。すなわち、候補画像部分の一部の撮像画像上の特定方向の位置が、前記撮像画像の消失点よりも高い位置にある場合には、候補画像部分はレーンマークの画像部分でない蓋然性が高い。   As described above, since the lane mark is laid on the road, in the captured image while running on a flat road, the positions of all the specific directions of the image portion of the lane mark are lower than the vanishing point. There are often. That is, when the position of a part of the candidate image portion in the specific direction on the captured image is higher than the vanishing point of the captured image, the candidate image portion is highly likely not to be the lane mark image portion.

この点に着目して構成された当該構成のレーンマーク認識装置によれば、計算コストの削減と、レーンマークの検知精度の向上との両立が図られうる。   According to the lane mark recognizing device having the configuration configured by paying attention to this point, it is possible to achieve both reduction in calculation cost and improvement in detection accuracy of lane marks.

本発明のレーンマーク認識装置において、
前記特定候補除外部は、前記撮像画像の中央領域に存在する候補画像部分については、除外しないように構成されていることが好ましい。
In the lane mark recognition apparatus of the present invention,
The specific candidate exclusion unit is preferably configured not to exclude a candidate image portion existing in a central region of the captured image.

車両がレーンマークをまたいでいる状況では、撮像画像において、レーンマークの候補画像部分が撮像画像の中央に垂直方向に延在しうる。   In a situation where the vehicle straddles the lane mark, the candidate image portion of the lane mark can extend vertically in the center of the captured image in the captured image.

この点に着目して構成された当該構成のレーンマーク認識装置によれば、所定条件を満たす候補画像部分である場合であっても、それが撮像画像の中央に存在している場合には、当該候補画像部分は除外されない。   According to the lane mark recognizing device having the configuration configured by paying attention to this point, even if it is a candidate image portion that satisfies a predetermined condition, if it exists in the center of the captured image, The candidate image portion is not excluded.

この結果、当該構成のレーンマーク認識装置によれば、計算コストが削減されるとともに、レーンマークの除外処理についての誤動作の蓋然性が低下するので、レーンマークの検知精度の向上が図られうる。   As a result, according to the lane mark recognizing apparatus having the configuration, the calculation cost is reduced and the probability of malfunction of the lane mark exclusion process is reduced, so that the detection accuracy of the lane mark can be improved.

当該構成のレーンマーク認識装置において、
前記特定候補除外部は、前記車両が車線変更をしている場合に限って前記撮像画像の中央に存在する候補画像部分を除外しないように構成されていることが好ましい。
In the lane mark recognition device of the configuration,
It is preferable that the specific candidate exclusion unit is configured not to exclude a candidate image portion that exists in the center of the captured image only when the vehicle is changing lanes.

車両がレーンマークをまたいでいる場合、車両は車線変更をしている蓋然性が高い。この点に着目して構成された当該構成のレーンマーク認識装置によれば、計算コストが削減されるとともに、車両がレーンマークをまたいでいる蓋然性が高い場合に限って撮像画像の中央に存在している候補画像部分が除外対象とされないので、レーンマークの検知精度の向上が図られうる。   When the vehicle straddles the lane mark, the vehicle is likely to change lanes. According to the lane mark recognizing device having the configuration configured by paying attention to this point, the calculation cost is reduced and the vehicle exists at the center of the captured image only when the probability that the vehicle straddles the lane mark is high. Therefore, the detection accuracy of the lane mark can be improved.

本発明のレーンマーク認識装置において、
前記特定候補除外部により除外された候補画像部分を障害物として認識する障害物認識部と、
前記レーンマーク認識部により認識されたレーンマークにより区分される車線内を走行させるとともに、前記車両と前記障害物認識部により認識された前記障害物との接触を回避させるように前記車両の操舵の支援を実施する操舵制御部とを備えることが好ましい。
In the lane mark recognition apparatus of the present invention,
An obstacle recognition unit that recognizes the candidate image portion excluded by the specific candidate exclusion unit as an obstacle;
The vehicle is steered so that the vehicle travels in the lane identified by the lane mark recognized by the lane mark recognition unit and avoids contact between the vehicle and the obstacle recognized by the obstacle recognition unit. It is preferable to include a steering control unit that performs support.

当該構成のレーンマーク認識装置によれば、レーンマークの認識処理における計算結果を障害物の認識に流用できる。そして、車両と認識された障害物との接触を回避するように車両の操舵が制御される。この結果、装置全体としての計算コストが削減される。   According to the lane mark recognition apparatus having the above configuration, the calculation result in the lane mark recognition process can be used for obstacle recognition. Then, steering of the vehicle is controlled so as to avoid contact with the obstacle recognized as the vehicle. As a result, the calculation cost of the entire apparatus is reduced.

本発明の車両は、
前記カメラの撮像画像から、周囲部に対する輝度の変化量が所定値以上であるエッジ点を抽出したエッジ画像を生成するエッジ画像生成部と、
前記エッジ点のうち、同一物の画像部分から抽出されたと推定されるエッジ点を組み合わせてレーンマークの候補画像部分を抽出する候補画像部分抽出部と、
当該候補画像部分抽出部により抽出された候補画像部分のうち、対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さが所定長以上であり、かつ、対応する実空間上の位置が前記カメラから所定の距離以上離れている前記候補画像部分を除外する特定候補除外部と、
前記特定候補除外部により除外されなかった候補画像部分に基づいてレーンマークを認識するレーンマーク認識部とを備えることを特徴とする。
The vehicle of the present invention
An edge image generating unit that generates an edge image obtained by extracting an edge point having a luminance change amount equal to or greater than a predetermined value from a captured image of the camera;
Among the edge points, a candidate image part extraction unit that extracts candidate image parts of lane marks by combining edge points estimated to be extracted from the same image part;
Of the candidate image portions extracted by the candidate image portion extraction unit, the length in the specific direction corresponding to the vertical direction in the corresponding real space is equal to or greater than a predetermined length , and the corresponding position in the real space is A specific candidate exclusion unit that excludes the candidate image portion that is more than a predetermined distance away from the camera ;
And a lane mark recognizing unit that recognizes a lane mark based on a candidate image portion that has not been excluded by the specific candidate excluding unit.

本発明の車両によれば、上述した本発明のレーンマーク認識装置と同様の作用効果を得ることができる。   According to the vehicle of the present invention, the same operational effects as those of the lane mark recognition apparatus of the present invention described above can be obtained.

本発明のレーンマーク認識方法は、
前記カメラの撮像画像から、周囲部に対する輝度の変化量が所定値以上であるエッジ点を抽出したエッジ画像を生成するエッジ画像生成工程と、
前記エッジ点のうち、同一物の画像部分から抽出されたと推定されるエッジ点を組み合わせてレーンマークの候補画像部分を抽出する候補画像部分抽出工程と、
当該候補画像部分抽出工程により抽出された候補画像部分のうち、対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さが所定長以上であり、かつ、対応する実空間上の位置が前記カメラから所定の距離以上離れている前記候補画像部分を除外する特定候補除外工程と、
前記特定候補除外工程により除外されなかった候補画像部分に基づいてレーンマークを認識するレーンマーク認識工程とを含むことを特徴とする。
The lane mark recognition method of the present invention is
An edge image generation step of generating an edge image obtained by extracting an edge point where the amount of change in luminance with respect to the surrounding portion is a predetermined value or more from the captured image of the camera;
A candidate image part extraction step of extracting candidate image parts of lane marks by combining edge points estimated to be extracted from the same image part of the edge points;
Of the candidate image portions extracted by the candidate image portion extraction step, the length in the specific direction corresponding to the vertical direction in the corresponding real space is equal to or longer than a predetermined length , and the corresponding position in the real space is A specific candidate exclusion step of excluding the candidate image portion that is more than a predetermined distance away from the camera ;
A lane mark recognition step for recognizing a lane mark based on a candidate image portion that has not been excluded by the specific candidate exclusion step.

本発明のレーンマーク認識方法を車両に適用して実施することによって、上述した本発明のレーンマーク認識装置と同様の作用効果を得ることができる。   By applying the lane mark recognition method of the present invention to a vehicle and implementing it, the same operational effects as those of the lane mark recognition device of the present invention described above can be obtained.

レーンマーク認識装置の構成図。The block diagram of a lane mark recognition apparatus. レーンマーク認識処理のフローチャート。The flowchart of a lane mark recognition process. レーンマーク認識処理のフローチャート。The flowchart of a lane mark recognition process. 撮像画像及びエッジ画像を説明する図で、(a)は撮像画像を説明する図、(b)はエッジ画像を説明する図。It is a figure explaining a captured image and an edge image, (a) is a figure explaining a captured image, (b) is a figure explaining an edge image. 垂直方向の候補画像を除外しない場合のエッジ画像を説明する図。The figure explaining the edge image when not excluding the candidate image of a perpendicular direction. レーンマーク及び障害物の認識と操舵制御との関係を説明する図。The figure explaining the relationship between recognition of a lane mark and an obstruction, and steering control.

本発明のレーンマーク認識装置の実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。   An embodiment of a lane mark recognition apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.

(レーンマーク認識装置の構成)
図1を参照して、レーンマーク認識装置10は、カメラ2(カラーカメラ)、スピーカ5、表示器6、及び操舵機構7を備えた車両1(本発明の車両に相当する)に搭載されている。
(Configuration of lane mark recognition device)
Referring to FIG. 1, a lane mark recognition device 10 is mounted on a vehicle 1 (corresponding to a vehicle of the present invention) including a camera 2 (color camera), a speaker 5, a display 6, and a steering mechanism 7. Yes.

レーンマーク認識装置10は、図示しないCPU、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ユニットであり、メモリに保持されたレーンマーク認識及び操舵制御用のプログラムをCPUで実行することにより、撮像画像取得部11、エッジ画像生成部12、候補画像部分抽出部13、特定候補除外部14、レーンマーク認識部15、障害物認識部16及び操舵制御部17として機能する。また、レーンマーク認識装置10により、本発明のレーンマーク認識方法が実施される。   The lane mark recognition device 10 is an electronic unit that includes a CPU, a memory, various interface circuits, and the like (not shown), and a lane mark recognition and steering control program held in the memory is executed by the CPU, thereby taking a captured image. It functions as an acquisition unit 11, an edge image generation unit 12, a candidate image part extraction unit 13, a specific candidate exclusion unit 14, a lane mark recognition unit 15, an obstacle recognition unit 16, and a steering control unit 17. Further, the lane mark recognition apparatus 10 implements the lane mark recognition method of the present invention.

(レーンマーク認識処理)
以下、図2(a)及び図2(b)に示したフローチャートに従って、レーンマーク認識装置10により、道路に設けられたレーンマークを認識する処理について説明する。レーンマーク認識装置10は、所定の制御周期毎に図2(a)及び図2(b)に示したフローチャートによる処理を実行して、車両1が走行している道路のレーンマーク(連続線レーンマーク、及び破線レーンマーク)を認識する。
(Lane mark recognition process)
Hereinafter, processing for recognizing a lane mark provided on a road by the lane mark recognition apparatus 10 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The lane mark recognizing device 10 executes processing according to the flowcharts shown in FIGS. 2A and 2B for each predetermined control cycle, and the lane mark (continuous line lane) of the road on which the vehicle 1 is traveling. Mark and broken line lane mark).

図2(a)/STEP1は撮像画像取得部11による処理である。撮像画像取得部11は、カメラ2から出力される車両1の前方(本発明の車両周囲に相当する)の映像信号を入力して、この映像信号のカラー成分(R値,G値,B値)をデモザイキングし、各画素のデータとしてR値,G値,B値を有するカラーの撮像画像21を取得する。取得された撮像画像21のデータは画像メモリ20に保持される。   FIG. 2A / STEP 1 is processing by the captured image acquisition unit 11. The captured image acquisition unit 11 inputs a video signal output from the camera 2 in front of the vehicle 1 (corresponding to the periphery of the vehicle of the present invention), and color components (R value, G value, B value) of the video signal. ) To obtain a color captured image 21 having R value, G value, and B value as data of each pixel. The acquired data of the captured image 21 is held in the image memory 20.

続く図2(a)/STEP2はエッジ画像生成部12による処理である。なお、エッジ画像生成部12による処理工程は、本発明のレーンマーク認識方法におけるエッジ画像生成工程に相当する。   Next, FIG. 2A / STEP2 is processing by the edge image generation unit 12. Note that the processing step by the edge image generation unit 12 corresponds to the edge image generation step in the lane mark recognition method of the present invention.

エッジ画像生成部12は、撮像画像21の各画素のカラー成分を輝度に変換する処理を行って、グレースケール画像(多値画像)を生成する。そして、エッジ画像生成部12は、グレースケール画像からエッジ点(周囲部の画素(画像部分)との輝度差(輝度の変化量)が所定値以上である画素。輝度が暗から明に変化する正のエッジ点、及び輝度が明から暗に変化する負のエッジ点を含む)を抽出して、エッジ画像22(図1参照)を生成する。   The edge image generation unit 12 performs a process of converting the color component of each pixel of the captured image 21 into luminance, and generates a grayscale image (multi-valued image). Then, the edge image generation unit 12 is a pixel in which the luminance difference (luminance change amount) from the edge point (the surrounding pixel (image portion)) is a predetermined value or more from the grayscale image. The luminance changes from dark to bright. Edge image 22 (see FIG. 1) is generated by extracting positive edge points and negative edge points whose luminance changes from light to dark.

なお、カメラ2がモノクロカメラであるときには、各画素の輝度からグレースケールの撮像画像が得られるので、上述したカラーの撮像画像からグレースケール画像を生成する処理は不要である。   Note that when the camera 2 is a monochrome camera, a grayscale captured image is obtained from the luminance of each pixel, and thus the above-described processing for generating a grayscale image from a color captured image is not necessary.

ここで、図3(a)に示したIm1は撮像画像21から生成されたグレースケール画像の例であり、車両1(自車両)が走行している車線を区画する左側の破線レーンマーク51a〜55aと、右側の実線レーンマーク61a、62a,63aの画像部分が含まれている。また、Im1には、右側の実線レーンマーク61a、62aの周辺に延在する光の像71a〜78aが含まれている。また、説明のため、撮像画像21の消失点81aと、消失点81aとカメラ座標系で同じ高さを一点鎖線で示す水平線82aとを書き加えている。   Here, Im1 shown in FIG. 3A is an example of a grayscale image generated from the captured image 21, and a broken line lane mark 51a on the left side that divides the lane in which the vehicle 1 (own vehicle) is traveling. 55a and right solid line lane marks 61a, 62a and 63a. Im1 includes light images 71a to 78a extending around the right solid line lane marks 61a and 62a. Further, for the sake of explanation, a vanishing point 81a of the captured image 21 and a horizontal line 82a indicating the same height in the camera coordinate system with a one-dot chain line are added.

図3(b)に示したIm2は、グレースケール画像Im1に対してエッジ抽出処理を行うことにより生成されたエッジ画像である。エッジ画像Im2において、左側の破線レーンマークの画像部分51c〜55cと、右側の実線レーンマークの画像部分61c、62c、63cと、光の像の画像部分71c〜78cとは、直線的に連続したエッジ点を多く含む画像部分となる。また、説明のため、撮像画像21の消失点81aに相当する点81c(以下、消失点81cという。)と、一点鎖線で示される水平線82aに相当する線82c(以下、水平線82cという。)とを書き加えている。   Im2 illustrated in FIG. 3B is an edge image generated by performing edge extraction processing on the grayscale image Im1. In the edge image Im2, the left broken line lane mark image portions 51c to 55c, the right solid line lane mark image portions 61c, 62c, and 63c, and the light image portion 71c to 78c are linearly continuous. The image portion includes many edge points. For the sake of explanation, a point 81c corresponding to the vanishing point 81a of the captured image 21 (hereinafter referred to as vanishing point 81c) and a line 82c corresponding to the horizontal line 82a indicated by a one-dot chain line (hereinafter referred to as horizontal line 82c). Is added.

なお、以下、撮像画像21、グレースケール画像Im1,エッジ画像Im2(以下まとめて撮像画像21という。)の座標系(カメラ座標系)において、水平方向をx軸方向といい、垂直方向をy軸方向という。また、実空間座標系の水平方向をX軸方向といい、鉛直方向をY軸方向、奥行きをZ軸方向という。   In the following, in the coordinate system (camera coordinate system) of the captured image 21, the gray scale image Im1, and the edge image Im2 (hereinafter collectively referred to as the captured image 21), the horizontal direction is referred to as the x-axis direction, and the vertical direction is the y-axis. It is called direction. The horizontal direction of the real space coordinate system is referred to as the X-axis direction, the vertical direction is referred to as the Y-axis direction, and the depth is referred to as the Z-axis direction.

続く図2(a)/STEP3〜図2(a)/STEP4は、候補画像部分抽出部13による処理である。候補画像部分抽出部13は、エッジ画像Im2に対して、ひとかたまりになっているエッジ点(以下、エッジ部分という)にラベルを付するラべリングと、近接したエッジ部分を同一物体の画像部分であるとして関連付けるクラスタリングを行う。   Next, FIG. 2A / STEP 3 to FIG. 2A / STEP 4 are processes by the candidate image portion extraction unit 13. The candidate image portion extraction unit 13 labels the edge image Im2 with a label for a group of edge points (hereinafter referred to as edge portions) and the adjacent edge portions as image portions of the same object. Perform clustering to associate as there is.

また、候補画像部分抽出部13は、図2(a)/STEP4で、クラスタリングにより抽出された画像部分のうち、線特徴性を有する画像部分(例えば、直線的に連続したエッジ点の割合が所定レベル以上である画像部分)を、レーンマークの画像部分の候補である候補画像部分として抽出する。   Further, the candidate image portion extraction unit 13 in FIG. 2 (a) / STEP4, among the image portions extracted by clustering, the image portion having line characteristics (for example, the ratio of linearly continuous edge points is predetermined). Image portions that are equal to or higher than the level) are extracted as candidate image portions that are candidates for the image portion of the lane mark.

なお、候補画像部分抽出部13による処理工程は、本発明のレーンマーク認識方法における候補画像部分抽出工程に相当する。   Note that the processing step by the candidate image portion extraction unit 13 corresponds to the candidate image portion extraction step in the lane mark recognition method of the present invention.

続く図2(a)/STEP5及び図2(a)/STEP6(図2(a)/STEP61〜図2(a)/STEP66)は、特定候補除外部14による処理である。なお、特定候補除外部14による処理工程は、本発明のレーンマーク認識方法における特定候補除外工程に相当する。   The subsequent FIG. 2A / STEP 5 and FIG. 2A / STEP 6 (FIG. 2A / STEP 61 to FIG. 2A / STEP 66) are processes by the specific candidate excluding unit 14. In addition, the process process by the specific candidate exclusion part 14 is corresponded to the specific candidate exclusion process in the lane mark recognition method of this invention.

特定候補除外部14は、図2(a)/STEP4で抽出された各候補画像部分に対して、カメラ座標から実空間座標への逆射影変換を行って、各候補画像部分に対応する実空間での物体の位置を算出する(図2(a)/STEP5)。なお、大きさが所定サイズ(レーンマークの画像部分ではないと想定されるサイズ)以下である画像部分が候補画像部分から除外されてもよい。   The specific candidate excluding unit 14 performs reverse projection conversion from the camera coordinates to the real space coordinates for each candidate image portion extracted in FIG. 2A / STEP4, and the real space corresponding to each candidate image portion. The position of the object at is calculated (FIG. 2 (a) / STEP5). Note that an image portion whose size is equal to or smaller than a predetermined size (a size that is not assumed to be an image portion of a lane mark) may be excluded from the candidate image portions.

特定候補除外部14は、図2(a)/STEP4で抽出された候補画像部分のうち、対応する実空間上での車両1との距離が所定の距離以上となる各候補画像部分(図3(b)において二点鎖線83cより車両1(カメラ2)から見て遠方の位置の候補画像部分53c〜55a、63c、71c〜77c)について、図2(a)/STEP61〜図2(a)/STEP66の処理を実行する。以下、図2(a)/STEP61〜図2(a)/STEP66による処理対象となっている候補画像部分を、「今回の候補画像部分」という。   The specific candidate excluding unit 14 selects each candidate image portion (FIG. 3) whose distance from the vehicle 1 in the corresponding real space is equal to or greater than a predetermined distance from the candidate image portions extracted in FIG. 2B, candidate image portions 53c to 55a, 63c, and 71c to 77c at positions far from the vehicle 1 (camera 2) from the two-dot chain line 83c in FIG. 2A / STEP 61 to FIG. / STEP 66 is executed. Hereinafter, the candidate image part to be processed according to FIG. 2A / STEP 61 to FIG. 2A / STEP 66 is referred to as “current candidate image part”.

特定候補除外部14は、今回の候補画像部分に含まれるエッジに占める垂直エッジの割合に基づき、今回の候補画像部分が撮像画像21上で垂直か否かを判定する(図2(a)/STEP61)。たとえば、垂直エッジの割合が所定の割合(たとえば60%)以上である場合には、今回の候補画像部分が撮像画像21上で垂直であると判断される。なお、「垂直エッジ」とは、水平方向の位置変化に対する濃淡変化(輝度の変化)が急峻となっているエッジ点の集まりによって形成されるy方向に延びるエッジをいう。本実施形態において、「垂直エッジ」には、厳密な意味での撮像画像21における垂直方向(y方向)に延びるエッジだけではなく、ほぼ垂直方向に延びているとみなせる程度のエッジも含まれる。   The specific candidate excluding unit 14 determines whether or not the current candidate image portion is vertical on the captured image 21 based on the ratio of the vertical edge to the edges included in the current candidate image portion (FIG. 2A / (STEP 61). For example, when the ratio of the vertical edges is a predetermined ratio (for example, 60%) or more, it is determined that the current candidate image portion is vertical on the captured image 21. Note that the “vertical edge” refers to an edge extending in the y direction formed by a collection of edge points where a change in shading (change in luminance) with respect to a change in position in the horizontal direction is steep. In the present embodiment, the “vertical edge” includes not only an edge extending in the vertical direction (y direction) in the photographic image 21 in a strict sense but also an edge that can be regarded as extending substantially in the vertical direction.

たとえば、図3(b)に示される左側の破線レーンマークの画像部分53c〜55a、右側の実線レーンマークの画像部分63cについては、垂直エッジをほとんど含んでいない。このため、左側の実線レーンマークの画像部分53c〜55c及び右側の破線レーンマークの画像部分63cについての当該判定結果は否定的となる。   For example, the left broken line lane mark image portions 53c to 55a and the right solid line lane mark image portion 63c shown in FIG. 3B hardly include vertical edges. For this reason, the determination result for the image portions 53c to 55c of the left solid line lane mark and the image portion 63c of the right broken lane mark is negative.

一方、図3(b)に示される光の像の画像部分71c〜77cについては、垂直エッジを多く含んでおり、その割合が所定の割合以上である。このため、光の像の画像部分71c〜77cについての当該判定結果は肯定的となる。   On the other hand, the image portions 71c to 77c of the light image shown in FIG. 3B include many vertical edges, and the ratio is equal to or higher than a predetermined ratio. For this reason, the said determination result about the image parts 71c-77c of the image of light becomes affirmative.

当該判定結果が肯定的である場合(図2(a)/STEP61‥YES)、特定候補除外部14は、今回の候補画像部分が第1条件を充足するか否かを判定する(図2(a)/STEP62)。   When the determination result is affirmative (FIG. 2 (a) / STEP 61... YES), the specific candidate exclusion unit 14 determines whether or not the current candidate image portion satisfies the first condition (FIG. 2 ( a) / STEP 62).

ここで、第1条件は、当該今回の候補画像部分に対応する実空間座標系の鉛直方向(Y方向)に相当する特定方向の長さについての条件である。   Here, the first condition is a condition for the length in a specific direction corresponding to the vertical direction (Y direction) of the real space coordinate system corresponding to the current candidate image portion.

当該今回の候補画像部分に対応する実空間座標系の鉛直方向(Y方向)に相当する特定方向の長さは、今回の候補画像部分の撮像画像21上の長さと、図2(a)/STEP5で算出された今回の候補画像部分に対応する実空間での物体の位置とから算出される。   The length in the specific direction corresponding to the vertical direction (Y direction) of the real space coordinate system corresponding to the current candidate image portion is equal to the length on the captured image 21 of the current candidate image portion and FIG. It is calculated from the position of the object in the real space corresponding to the current candidate image portion calculated in STEP 5.

第1条件として、車両1と今回の候補画像部分に対応する実空間上の物体との距離(実空間での物体の位置と実空間での車両1の位置とから算出される距離)から推定されるレーンマークの画像部分のy方向の長さと、今回の候補画像部分のy方向の長さとの差が所定の閾値以上であるという条件(換言すれば、今回の候補画像部分のy方向の長さが、車両1と今回の候補画像部分に対応する実空間上の物体との距離から推定されるレーンマークの画像部分のy方向の長さから乖離しているという条件)が採用されうる。ここで、距離から推定される撮像画像21上のレーンマークの画像部分のy方向の長さは、たとえば、距離と撮像倍率とを入力とする所定の関数を使用することにより、又は予め作成されたマップを距離で探索することにより求められる。   As a first condition, estimated from a distance between the vehicle 1 and an object in the real space corresponding to the current candidate image portion (a distance calculated from the position of the object in the real space and the position of the vehicle 1 in the real space) The condition that the difference between the length in the y direction of the image portion of the lane mark to be performed and the length in the y direction of the current candidate image portion is equal to or greater than a predetermined threshold (in other words, the y direction of the current candidate image portion The condition that the length deviates from the length in the y direction of the image portion of the lane mark estimated from the distance between the vehicle 1 and the object in the real space corresponding to the current candidate image portion can be employed. . Here, the length in the y direction of the image portion of the lane mark on the captured image 21 estimated from the distance is created in advance by using a predetermined function that inputs the distance and the imaging magnification, for example. It is obtained by searching the map by distance.

たとえば、図3(b)において、たとえば光の像の画像部分73c〜77cはその実距離から想定されるレーンマークの画像部分よりもy方向の長さが大きな像となっている。このため、光の像の画像部分73c〜77cは、第1条件を充足すると判定される。一方、光の像の画像部分71c〜72cは誤差も勘案すると、y方向の長さが小さいため、レーンマークでないとは断定できない像である。このため、光の像の画像部分71c〜72cについては、第1条件を充足すると判断されない。   For example, in FIG. 3B, for example, the image portions 73c to 77c of the light image are images whose length in the y direction is larger than the image portion of the lane mark assumed from the actual distance. For this reason, it is determined that the image portions 73c to 77c of the light image satisfy the first condition. On the other hand, the image portions 71c to 72c of the light image are images that cannot be determined to be lane marks because their lengths in the y direction are small considering errors. For this reason, it is not determined that the first condition is satisfied for the image portions 71c to 72c of the light image.

また、第1条件として、今回の候補画像部分に対応する実空間上の物体の鉛直方向(Y方向)の長さが所定の長さ以上であるという条件が採用されてもよい。   Further, as the first condition, a condition that the length in the vertical direction (Y direction) of the object in the real space corresponding to the current candidate image portion is equal to or longer than a predetermined length may be employed.

図2(a)/STEP62の判定結果が否定的である場合(図2(a)/STEP62‥NO)、特定候補除外部14は、今回の候補画像部分が第2条件を充足するか否かを判定する(図2(a)/STEP63)。ここで、第2条件は、今回の候補画像部分の少なくとも一部がy方向において撮像画像の消失点よりも高い位置にあるという条件である。   When the determination result of FIG. 2A / STEP 62 is negative (FIG. 2A / STEP 62... NO), the specific candidate excluding unit 14 determines whether or not the current candidate image portion satisfies the second condition. Is determined (FIG. 2A / STEP 63). Here, the second condition is a condition that at least a part of the current candidate image portion is at a position higher than the vanishing point of the captured image in the y direction.

たとえば、図3(b)において、光の像の画像部分71c〜75cはそれぞれその一部が水平線82cよりも高い位置にある。このため、光の像の画像部分71c〜75cについての当該判定結果は肯定的となる。   For example, in FIG. 3B, each of the image portions 71c to 75c of the light image is at a position higher than the horizontal line 82c. For this reason, the said determination result about the image parts 71c-75c of the image of light becomes affirmative.

図2(a)/STEP62の判定結果及び図2(a)/STEP63の判定結果のいずれかが肯定的である場合(図2(a)/STEP62‥YES又は図2(a)/STEP63‥YES)、特定候補除外部14は、車両1が車線変更中であるか否かを判定する(図2(a)/STEP64)。車線変更中であるか否かは、たとえば走行路の特性(それまでの車線認識処理によって認識された道路が分岐しているか否か、車線の数等の特性)、ウィンカーの動作状態、車両1の速度及びステアリングの操作速度等に基づいて判定される。たとえば、走行路に分岐がなく、2車線以上の車線であり、一方向のウィンカーが点灯しており、車両1の速度が所定の速度以上であり、当該方向へのステアリングの操作速度が所定の範囲内である場合に、車線変更中と判断されうる。   When either the determination result of FIG. 2 (a) / STEP 62 or the determination result of FIG. 2 (a) / STEP 63 is affirmative (FIG. 2 (a) / STEP 62... YES or FIG. 2 (a) / STEP 63... YES The specific candidate excluding unit 14 determines whether or not the vehicle 1 is changing lanes (FIG. 2A / STEP 64). Whether or not the lane is being changed includes, for example, characteristics of the traveling road (whether the road recognized by the lane recognition process so far is branched, characteristics such as the number of lanes), the operating state of the winker, the vehicle 1 And the steering operation speed. For example, there is no branch on the travel path, there are two or more lanes, a blinker in one direction is lit, the speed of the vehicle 1 is equal to or higher than a predetermined speed, and the steering operation speed in the direction is predetermined. When it is within the range, it can be determined that the lane is being changed.

図2(a)/STEP64の判定結果が肯定的である場合(図2(a)/STEP64‥YES)、特定候補除外部14は、今回の候補画像部分が撮像画像21の中央領域に存在するか否かを判定する(図2(a)/STEP65)。ここで撮像画像21の中央領域とは、車両1の前方部分(車幅と同じ幅wの前方部分、図4参照)に相当する撮像画像21上の所定の範囲をいう。   When the determination result of FIG. 2A / STEP 64 is affirmative (FIG. 2A / STEP 64... YES), the specific candidate excluding unit 14 has the current candidate image portion in the central region of the captured image 21. (FIG. 2A / STEP 65). Here, the central region of the captured image 21 refers to a predetermined range on the captured image 21 corresponding to the front portion of the vehicle 1 (the front portion having the same width w as the vehicle width, see FIG. 4).

たとえば、図4に示されるように、車線変更中には画像部分がほぼ垂直かつ所定の長さを持つレーンマークの候補画像部分91c〜95cが抽出されうる。このような候補画像部分についての図2(a)/STEP65の判定結果は、肯定的な判定結果となる。   For example, as shown in FIG. 4, during the lane change, lane mark candidate image portions 91c to 95c whose image portions are substantially vertical and have a predetermined length can be extracted. The determination result of FIG. 2A / STEP65 for such a candidate image portion is a positive determination result.

図2(a)/STEP64の判定結果が否定的である場合(図2(a)/STEP64‥NO)、又は図2(a)/STEP65の判定結果が否定的である場合(図2(a)/STEP65‥NO)、特定候補除外部14は、今回の候補画像部分を除外し(図2(a)/STEP66)、次回の候補画像部分の処理を実行する。   When the determination result of FIG. 2 (a) / STEP64 is negative (FIG. 2 (a) / STEP64... NO), or when the determination result of FIG. 2 (a) / STEP65 is negative (FIG. 2 (a) ) / STEP 65... NO), the specific candidate excluding unit 14 excludes the current candidate image part (FIG. 2A / STEP 66), and executes the next candidate image part process.

図2(a)/STEP61もしくは図2(a)/STEP63の判定結果が否定的である場合図2(a)/STEP61‥NO、もしくは図2(a)/STEP63‥NO)、又は図2(a)/STEP65の判定結果が肯定的である場合(図2(a)/STEP64‥YES)、特定候補除外部14は、今回の候補画像部分を除外しない。   When the determination result of FIG. 2 (a) / STEP 61 or FIG. 2 (a) / STEP 63 is negative FIG. 2 (a) / STEP 61... NO, FIG. 2 (a) / STEP 63. a) When the determination result of / STEP65 is affirmative (FIG. 2 (a) / STEP64... YES), the specific candidate exclusion unit 14 does not exclude the current candidate image portion.

続く図2(b)/STEP7は、レーンマーク認識部15による処理である。なお、レーンマーク認識部15による処理工程は、本発明のレーンマーク認識方法におけるレーンマーク認識工程に相当する。   Next, FIG. 2B / STEP 7 is processing by the lane mark recognition unit 15. The processing step by the lane mark recognition unit 15 corresponds to the lane mark recognition step in the lane mark recognition method of the present invention.

レーンマーク認識部15は、図2(b)/STEP5で求められた対応する実空間での長さが所定範囲(法規で定められた破線レーンマークの長さ(規定長)を基準として設定される)内であって、一定方向に連続した候補画像部分に基づいて、破線レーンマークの候補を検出する。   In the lane mark recognition unit 15, the length in the corresponding real space obtained in FIG. 2 (b) / STEP5 is set based on a predetermined range (the length of the broken lane mark (specified length) defined by the law). In this case, a candidate for a broken line lane mark is detected based on candidate image portions that are continuous in a certain direction.

また、レーンマーク認識部15は、車線が連続線レーンマーク(白線、黄線等)で区画されているときには、例えば特開平11−219435号公報に記載された公知の手法により、連続線レーンマークの候補を検出する。   The lane mark recognizing unit 15 uses a known method described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-219435 when the lane is divided by continuous line lane marks (white line, yellow line, etc.). Detect candidates for.

レーンマーク認識部15は、これらのレーンマークの候補に基づき、レーンマークを認識する。   The lane mark recognition unit 15 recognizes the lane mark based on these lane mark candidates.

例えば、図5に示されているように、車両1が走行している車線の左側に左レーンマーク51b〜54b、右側に右レーンマーク61b、62b、63bが認識される。   For example, as shown in FIG. 5, left lane marks 51b to 54b are recognized on the left side of the lane in which the vehicle 1 is traveling, and right lane marks 61b, 62b, and 63b are recognized on the right side.

続くSTEP8で、レーンマーク認識部15は、左右のレーンマークの位置に基づいて、車線の中心位置を認識する。図5の例では、左側の左レーンマーク51b〜54bの内側位置XL1と、右側の右レーンマーク61bの内側位置XR1との中心位置Xcを認識する。   In subsequent STEP 8, the lane mark recognition unit 15 recognizes the center position of the lane based on the positions of the left and right lane marks. In the example of FIG. 5, the center position Xc between the inner position XL1 of the left lane marks 51b to 54b on the left side and the inner position XR1 of the right lane mark 61b on the right side is recognized.

続く図2(b)/STEP9は、障害物認識部16による処理である。   Next, FIG. 2B / STEP9 is processing by the obstacle recognition unit 16.

障害物認識部16は、図2(a)/STEP66で除外された候補画像部分を障害物として認識する。例えば、図5に示されているように、照明77bが障害物として認識される。また、車両1から見て実空間上の距離が所定の距離以内である照明78bについては、パターンマッチング等のより詳細な障害物判定が行われることにより、障害物として認識されうる。   The obstacle recognition unit 16 recognizes the candidate image part excluded in FIG. 2A / STEP 66 as an obstacle. For example, as shown in FIG. 5, the illumination 77b is recognized as an obstacle. Further, the illumination 78b whose distance in the real space is within a predetermined distance when viewed from the vehicle 1 can be recognized as an obstacle by performing more detailed obstacle determination such as pattern matching.

次の図2(b)/STEP10は操舵制御部17による処理である。操舵制御部17は、車両1が車線内の中心位置Xc付近を走行するように、操舵機構7を作動させて車両1の運転者の運転操作をアシストする。   Next, FIG. 2B / STEP 10 is processing by the steering control unit 17. The steering controller 17 assists the driving operation of the driver of the vehicle 1 by operating the steering mechanism 7 so that the vehicle 1 travels near the center position Xc in the lane.

ここで、操舵制御部17は、車両1と中心位置Xcとのずれが大きくなって、車両1と右レーンマーク61bとの間隔WR、又は車両1と左レーンマーク51b〜54bとの間隔WLが予め設定された判定値以下になったときに、操舵機構7を作動させて車両1を中心位置Xcに近づける制御を行う。   Here, the steering control unit 17 increases the deviation between the vehicle 1 and the center position Xc, and the interval WR between the vehicle 1 and the right lane mark 61b or the interval WL between the vehicle 1 and the left lane marks 51b to 54b is increased. When the value is equal to or less than a predetermined determination value, the steering mechanism 7 is operated to control the vehicle 1 closer to the center position Xc.

また、車両1が照明77b、78bに接触する可能性があると検知された場合、操舵制御部17は、接触を避ける制御を行うか、スピーカ5又は表示器6を介して運転者に警告を行う。   When it is detected that the vehicle 1 may come into contact with the lights 77b and 78b, the steering control unit 17 performs control to avoid contact or warns the driver via the speaker 5 or the display 6. Do.

(本実施形態の作用・効果)
本願発明者らの検討によれば、レーンマークは、撮像画像21上において、斜線として撮像されることが多い。また、レーンマークは道路に敷設されているものであるから、平坦な道路であれば、実空間上の鉛直方向(Y方向)の長さはほぼゼロに等しい。このため、当該候補画像部分51c〜55c、61c〜63c、71c〜78cに対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さにより、レーンマークを表す候補画像部分か否かを高精度で判定できる。
(Operation and effect of this embodiment)
According to studies by the inventors of the present application, the lane mark is often imaged as a diagonal line on the captured image 21. Since the lane mark is laid on the road, the length in the vertical direction (Y direction) in the real space is substantially equal to zero if the road is flat. For this reason, it is highly accurate whether the candidate image portion represents a lane mark by the length in a specific direction corresponding to the vertical direction in the real space corresponding to the candidate image portions 51c to 55c, 61c to 63c, and 71c to 78c. Can be determined.

この点に着目して構成された本実施形態のレーンマーク認識装置10によれば、候補画像部分51c〜55c、61c〜63c、71c〜78cに対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さが所定長以上という条件を満たすレーンマークの画像部分でない蓋然性が高い候補画像部分71c〜78cが除外される。このため、検出物と複数種類の障害物に関する大きさ及び輝度変化パターン等の情報との照合が必要な場合に比べ、計算コストが削減される。   According to the lane mark recognition apparatus 10 of the present embodiment configured with attention paid to this point, the specific direction corresponding to the vertical direction in the real space corresponding to the candidate image portions 51c to 55c, 61c to 63c, and 71c to 78c. Candidate image portions 71c to 78c that are not likely to be lane mark image portions that satisfy the condition that the length of the lane mark is equal to or greater than a predetermined length are excluded. For this reason, compared with the case where collation with information, such as a magnitude | size and a brightness | luminance change pattern regarding a detected object and multiple types of obstacle, is required, calculation cost is reduced.

また、当該構成のレーンマーク認識装置10によれば、車両1と撮像画像上の仮定上のレーンマークの画像部分の垂直方向(y方向)の長さと乖離した垂直方向(y方向)の長さを有する候補画像部分73c〜78cが除外される。この結果、当該構成のレーンマーク認識装置10によれば、計算コストが削減されながら、レーンマークの検知精度の向上が図られうる。   Further, according to the lane mark recognition device 10 having the above configuration, the length in the vertical direction (y direction) deviated from the length in the vertical direction (y direction) of the image portion of the assumed lane mark on the vehicle 1 and the captured image. Candidate image portions 73c to 78c having are excluded. As a result, according to the lane mark recognition apparatus 10 having the configuration, it is possible to improve the lane mark detection accuracy while reducing the calculation cost.

また、前述した通り、レーンマークは道路に敷設されているものであるから、平坦な道路の走行中の撮像画像21においては、レーンマークの画像部分の全部の垂直方向の位置は消失点81aよりも低い位置にあることが多い。すなわち、候補画像部分の一部の撮像画像上の垂直方向の位置が、前記撮像画像の消失点よりも高い位置にある場合には、候補画像部分71c〜75cはレーンマークの画像部分でない蓋然性が高い。   Further, as described above, since the lane mark is laid on the road, in the captured image 21 while traveling on a flat road, the entire vertical position of the image portion of the lane mark is from the vanishing point 81a. Are often in lower positions. That is, when the position of the candidate image portion in the vertical direction on the captured image is higher than the vanishing point of the captured image, there is a probability that the candidate image portions 71c to 75c are not lane mark image portions. high.

この点に着目して構成された当該構成のレーンマーク認識装置10によれば、計算コストの削減と、レーンマークの検知精度の向上との両立が図られうる。   According to the lane mark recognizing device 10 having the configuration configured focusing on this point, it is possible to achieve both reduction in calculation cost and improvement in detection accuracy of lane marks.

また、車両1がレーンマークをまたいでいる状況では、撮像画像21において、レーンマークの候補画像部分91a〜91cが撮像画像21の中央に垂直方向に延在しうる。   In a situation where the vehicle 1 straddles the lane mark, in the captured image 21, the candidate image portions 91 a to 91 c of the lane mark can extend in the vertical direction to the center of the captured image 21.

この点に着目して構成された当該構成のレーンマーク認識装置10によれば、第1条件又は第2条件を満たす候補画像部分である場合であっても、それが撮像画像21の中央に存在している場合には、当該候補画像部分91a〜91cは除外されない。   According to the lane mark recognizing device 10 having the configuration configured focusing on this point, even if the candidate image portion satisfies the first condition or the second condition, it exists in the center of the captured image 21. If it is, the candidate image portions 91a to 91c are not excluded.

この結果、当該構成のレーンマーク認識装置10によれば、計算コストが削減されるとともに、レーンマークの除外処理についての誤動作の蓋然性が低下するので、レーンマークの検知精度の向上が図られうる。   As a result, according to the lane mark recognizing device 10 having the configuration, the calculation cost is reduced and the probability of malfunction in the lane mark exclusion process is reduced, so that the accuracy of detecting the lane mark can be improved.

また、車両1がレーンマークをまたいでいる場合、車両1は車線変更をしている蓋然性が高い。この点に着目して構成された当該構成のレーンマーク認識装置によれば、計算コストが削減されるとともに、車両がレーンマークをまたいでいる蓋然性が高い場合に限って撮像画像の中央に存在している候補画像部分91a〜91cが除外対象とされないので、レーンマークの検知精度の向上が図られうる。   Moreover, when the vehicle 1 straddles the lane mark, the vehicle 1 is highly likely to change lanes. According to the lane mark recognizing device having the configuration configured by paying attention to this point, the calculation cost is reduced and the vehicle exists at the center of the captured image only when the probability that the vehicle straddles the lane mark is high. Since the candidate image portions 91a to 91c are not excluded, lane mark detection accuracy can be improved.

また、当該構成のレーンマーク認識装置10によれば、レーンマークの認識処理における計算結果を障害物77b、78bの認識に流用できる。この結果、装置全体としての計算コストが削減される。   Further, according to the lane mark recognition apparatus 10 having the configuration, the calculation result in the lane mark recognition process can be used for the recognition of the obstacles 77b and 78b. As a result, the calculation cost of the entire apparatus is reduced.

また、当該構成のレーンマーク認識装置によれば、車両1の制御に直接影響のない遠距離の候補画像部分53c〜55c、71c〜77cに対して除外処理が行われる。この結果、レーンマークの検出精度を維持しながら、装置全体としての計算コストが削減される。   Moreover, according to the lane mark recognition apparatus having the configuration, the exclusion process is performed on the long-distance candidate image portions 53c to 55c and 71c to 77c that do not directly affect the control of the vehicle 1. As a result, the calculation cost of the entire apparatus is reduced while maintaining the lane mark detection accuracy.

(変形態様)
候補画像部分が垂直であるか否かの判定(図2(a)/STEP61)は省略されてもよい。
(Modification)
The determination as to whether the candidate image portion is vertical (FIG. 2A / STEP 61) may be omitted.

また、図2(a)/STEP63が省略されてもよい。   Further, FIG. 2A / STEP 63 may be omitted.

車両が車線変更中か否かの判定(図2(a)/STEP65)の処理が省略されてもよい。また、車両が車線変更中か否かの判定(図2(a)/STEP65)に加え、候補画像部分が中央に存在するか否かの判定(図2(a)/STEP66)の処理が省略されてもよい。   The process of determining whether or not the vehicle is changing lanes (FIG. 2 (a) / STEP 65) may be omitted. Further, in addition to the determination of whether or not the vehicle is changing lanes (FIG. 2 (a) / STEP65), the determination of whether or not the candidate image portion exists in the center (FIG. 2 (a) / STEP66) is omitted. May be.

除外された候補画像部分を障害物として認識する処理が省略されてもよい(図2(b)/STEP11)。   The process of recognizing the excluded candidate image portion as an obstacle may be omitted (FIG. 2B / STEP 11).

1…車両(自車両)、2…カメラ、7…操舵機構、10…レーンマーク認識装置、11…撮像画像取得部、12…エッジ画像生成部、13…候補画像部分抽出部、14…特定画像除外部、15…レーンマーク認識部、16…障害物認識部、17…操舵制御部、20…画像メモリ、21…撮像画像、22…エッジ画像。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle (own vehicle), 2 ... Camera, 7 ... Steering mechanism, 10 ... Lane mark recognition apparatus, 11 ... Captured image acquisition part, 12 ... Edge image generation part, 13 ... Candidate image part extraction part, 14 ... Specific image Exclusion part, 15 ... Lane mark recognition part, 16 ... Obstacle recognition part, 17 ... Steering control part, 20 ... Image memory, 21 ... Captured image, 22 ... Edge image.

Claims (8)

車両に搭載されたカメラにより撮像された該車両周囲の画像に基づいて、道路に設けられたレーンマークを認識するレーンマーク認識装置であって、
前記カメラの撮像画像から、周囲部に対する輝度の変化量が所定値以上であるエッジ点を抽出したエッジ画像を生成するエッジ画像生成部と、
前記エッジ点のうち、同一物の画像部分から抽出されたと推定されるエッジ点を組み合わせてレーンマークの候補画像部分を抽出する候補画像部分抽出部と、
当該候補画像部分抽出部により抽出された候補画像部分のうち、対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さが所定長以上であり、かつ、対応する実空間上の位置が前記カメラから所定の距離以上離れている前記候補画像部分を除外する特定候補除外部と、
前記特定候補除外部により除外されなかった候補画像部分に基づいてレーンマークを認識するレーンマーク認識部とを備えることを特徴とするレーンマーク認識装置。
A lane mark recognition device for recognizing a lane mark provided on a road based on an image around the vehicle imaged by a camera mounted on the vehicle,
An edge image generating unit that generates an edge image obtained by extracting an edge point having a luminance change amount equal to or greater than a predetermined value from a captured image of the camera;
Among the edge points, a candidate image part extraction unit that extracts candidate image parts of lane marks by combining edge points estimated to be extracted from the same image part;
Of the candidate image portions extracted by the candidate image portion extraction unit, the length in the specific direction corresponding to the vertical direction in the corresponding real space is equal to or greater than a predetermined length , and the corresponding position in the real space is A specific candidate exclusion unit that excludes the candidate image portion that is more than a predetermined distance away from the camera ;
A lane mark recognition apparatus, comprising: a lane mark recognition unit that recognizes a lane mark based on a candidate image portion that has not been excluded by the specific candidate exclusion unit.
請求項1記載のレーンマーク認識装置において、
前記所定長は、前記車両と前記候補画像部分に対応する実空間上の位置にレーンマークがあると仮定したときの撮像画像上での当該レーンマークの画像部分の前記特定方向の長さから乖離した長さであることを特徴とするレーンマーク認識装置。
The lane mark recognition apparatus according to claim 1,
The predetermined length deviates from the length in the specific direction of the image portion of the lane mark on the captured image when it is assumed that there is a lane mark at a position in the real space corresponding to the vehicle and the candidate image portion. A lane mark recognizing device characterized in that the length is the same.
請求項1または2記載のレーンマーク認識装置において、
前記特定候補除外部は、前記特定方向における位置が撮像画像の消失点よりも高い前記候補画像部分を除外するように構成されていることを特徴とするレーンマーク認識装置。
In the lane mark recognition apparatus according to claim 1 or 2,
The lane mark recognition apparatus, wherein the specific candidate exclusion unit is configured to exclude the candidate image portion whose position in the specific direction is higher than a vanishing point of a captured image.
請求項1〜3のいずれか1項記載のレーンマーク認識装置において、
前記特定候補除外部は、前記撮像画像の中央領域に存在する候補画像部分については、除外しないように構成されていることを特徴とするレーンマーク認識装置。
In the lane mark recognition device according to any one of claims 1 to 3,
The lane mark recognition apparatus, wherein the specific candidate exclusion unit is configured not to exclude a candidate image portion existing in a central region of the captured image.
請求項4記載のレーンマーク認識装置において、
前記特定候補除外部は、前記車両が車線変更をしている場合に限って前記撮像画像の中央に存在する候補画像部分を除外しないように構成されていることを特徴とするレーンマーク認識装置。
In the lane mark recognition apparatus according to claim 4,
The lane mark recognition apparatus, wherein the specific candidate exclusion unit is configured not to exclude a candidate image portion existing in the center of the captured image only when the vehicle is changing lanes.
請求項1〜5のいずれか1項記載のレーンマーク認識装置において、
前記特定候補除外部により除外された候補画像部分を障害物として認識する障害物認識部と、
前記レーンマーク認識部により認識されたレーンマークにより区分される車線内を走行させるとともに、前記車両と前記障害物認識部により認識された前記障害物との接触を回避させるように前記車両の操舵の支援を実施する操舵制御部とを備えることを特徴とするレーンマーク認識装置。
In the lane mark recognition apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An obstacle recognition unit that recognizes the candidate image portion excluded by the specific candidate exclusion unit as an obstacle;
The vehicle is steered so that the vehicle travels in the lane identified by the lane mark recognized by the lane mark recognition unit and avoids contact between the vehicle and the obstacle recognized by the obstacle recognition unit. A lane mark recognition apparatus comprising: a steering control unit that performs support.
車両に搭載されたカメラにより撮像された該車両周囲の画像に基づいて、道路に設けられたレーンマークを認識する車両であって、
前記カメラの撮像画像から、周囲部に対する輝度の変化量が所定値以上であるエッジ点を抽出したエッジ画像を生成するエッジ画像生成部と、
前記エッジ点のうち、同一物の画像部分から抽出されたと推定されるエッジ点を組み合わせてレーンマークの候補画像部分を抽出する候補画像部分抽出部と、
当該候補画像部分抽出部により抽出された候補画像部分のうち、対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さが所定長以上であり、かつ、対応する実空間上の位置が前記カメラから所定の距離以上離れている前記候補画像部分を除外する特定候補除外部と、
前記特定候補除外部により除外されなかった候補画像部分に基づいてレーンマークを認識するレーンマーク認識部とを備えることを特徴とする車両。
A vehicle for recognizing a lane mark provided on a road based on an image around the vehicle imaged by a camera mounted on the vehicle,
An edge image generating unit that generates an edge image obtained by extracting an edge point having a luminance change amount equal to or greater than a predetermined value from a captured image of the camera;
Among the edge points, a candidate image part extraction unit that extracts candidate image parts of lane marks by combining edge points estimated to be extracted from the same image part;
Of the candidate image portions extracted by the candidate image portion extraction unit, the length in the specific direction corresponding to the vertical direction in the corresponding real space is equal to or greater than a predetermined length , and the corresponding position in the real space is A specific candidate exclusion unit that excludes the candidate image portion that is more than a predetermined distance away from the camera ;
A vehicle comprising: a lane mark recognition unit that recognizes a lane mark based on a candidate image portion that is not excluded by the specific candidate exclusion unit.
車両に搭載されたカメラにより撮像された該車両周囲の画像に基づいて、道路に設けられたレーンマークを認識するレーンマーク認識方法であって、
前記カメラの撮像画像から、周囲部に対する輝度の変化量が所定値以上であるエッジ点を抽出したエッジ画像を生成するエッジ画像生成工程と、
前記エッジ点のうち、同一物の画像部分から抽出されたと推定されるエッジ点を組み合わせてレーンマークの候補画像部分を抽出する候補画像部分抽出工程と、
当該候補画像部分抽出工程により抽出された候補画像部分のうち、対応する実空間上の鉛直方向に相当する特定方向の長さが所定長以上であり、かつ、対応する実空間上の位置が前記カメラから所定の距離以上離れている前記候補画像部分を除外する特定候補除外工程と、
前記特定候補除外工程により除外されなかった候補画像部分に基づいてレーンマークを認識するレーンマーク認識工程とを含むことを特徴とするレーンマーク認識方法。
A lane mark recognition method for recognizing a lane mark provided on a road based on an image around the vehicle imaged by a camera mounted on a vehicle,
An edge image generation step of generating an edge image obtained by extracting an edge point where the amount of change in luminance with respect to the surrounding portion is a predetermined value or more from the captured image of the camera;
A candidate image part extraction step of extracting candidate image parts of lane marks by combining edge points estimated to be extracted from the same image part of the edge points;
Of the candidate image portions extracted by the candidate image portion extraction step, the length in the specific direction corresponding to the vertical direction in the corresponding real space is equal to or longer than a predetermined length , and the corresponding position in the real space is A specific candidate exclusion step of excluding the candidate image portion that is more than a predetermined distance away from the camera ;
A lane mark recognition method, comprising: a lane mark recognition step for recognizing a lane mark based on a candidate image portion that has not been excluded by the specific candidate exclusion step.
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