DE19918050A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes,Fahrspurmarkierungserkennungssystem, zugehöriges Fahrzeugfahrtkontrollsystem und Aufzeichnungsmedien - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes,Fahrspurmarkierungserkennungssystem, zugehöriges Fahrzeugfahrtkontrollsystem und AufzeichnungsmedienInfo
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Abstract
Ein Bildfilter 1 erzeugt eine verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Helligkeitsänderung zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich eines aufgenommenen Bildes, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich umkehrt. Ein Bildfilter 2 erzeugt eine Ausgabe, die einen Drehimpuls entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert. Der Drehimpuls wird durch Vektorgrößen aus Pixelwerten definiert. Ein Bildfilter 3 erzeugt eine Ausgabe, die einen akkumulativen Absolutwert der entsprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone repräsentiert. Eine Ausgabedifferenz zwischen den Bildfiltern 2 und 3 wird als ein Anzeiger erhalten, der eine Fahrspurmarkierung repräsentiert.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrspurmarkie
rungserkennungssystem zum Erkennen einer Fahrspurmarkierung
auf einer Fahrstraße und eine Vorrichtung zur Vorverarbei
tung eines aufgenommenen Bildes, die in diesem Fahrspurmar
kierungserkennungssystem enthalten ist. Weiterhin betrifft
die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugfahrtkontrollsystem
zum Kontrollieren bzw. Steuern des Fahrzeuges gemäß der von
dem Fahrspurmarkierungserkennungssystem erkannten Fahrspur
markierung und ein Aufzeichnungsmedium, das ein Programm
zum Ausführen der Vorverarbeitung des aufgenommenen Bildes
in einem Computersystem speichert.
Um eine automatische Fahrt eines Fahrzeuges zu reali
sieren, ist es erforderlich, eine Fahrstraße vor dem Fahr
zeug genau zu erkennen. Gemäß einem konventionell ent
wickelten Erkennungsverfahren wird eine Fahrspurmarkierung
von einem aufgenommenen Bild der Fahrstraße vor dem Fahr
zeug erkannt. Die Farbe der Fahrspurmarkierung ist im all
gemeinen weiß oder gelb, was von dem Grau oder Schwarz der
Farbe der Straße unterscheidbar ist. Zum Beispiel offenbart
die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr.
Kokai 5-289743 ein Verfahren zum Erkennen der Fahrspurmar
kierung auf der Grundlage binärcodierter Daten eines Origi
nalbildes. Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
Nr. Kokai 7-239996 offenbart ein Verfahren zum Erkennen der
Fahrspurmarkierung auf der Grundlage binärcodierter Daten,
die sich aus der Kantenverarbeitung ergeben, die auf ein
Originalbild angewendet wird.
Jedoch basiert das Erkennungsverfahren, das in der un
geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Kokai
5-289743 offenbart ist, auf einer Unterscheidung eines hel
len Bereichs (d. h., Fahrspurmarkierung) von einem dunklen
Bereich (d. h., Straße). Alles an Helligkeitsänderung wird
folglich so erfaßt, als zeige es die Fahrspurmarkierung an.
Mit anderen Worten, dieses konventionelle Erkennungsverfah
ren erkennt irrtümlicherweise andere helle Bereiche als die
Fahrspurmarkierung. Um dieses Problem zu beseitigen, ist
nach dem Erhalt der binärcodierten Daten eine geeignete
Nachverarbeitung erforderlich, um die Rauschdaten zu ent
fernen, die den hellen Bereichen verschieden von der
Fahrspurmarkierung entsprechen.
Gleichermaßen erfordert das in der ungeprüften japani
schen Patentveröffentlichung Nr. Kokai 7-239996 offenbarte
Erkennungsverfahren eine komplizierte Nachverarbeitung. Zum
Beispiel kann das aufgenommene Bild andere Fahrzeuge ent
halten, die vor dem Subjektfahrzeug fahren. In solch einem
Fall weisen die kantenverarbeiteten Daten die Kantendaten
auf, die den vorhergehenden Fahrzeugen ebenso wie der Fahr
spurmarkierung entsprechen. Folglich ist die Nachverarbei
tung erforderlich, um die Kante der Fahrspurmarkierung von
den Kanten der vorhergehenden Fahrzeuge zu unterscheiden.
Andererseits offenbart die ungeprüfte japanische
Patentveröffentlichung Nr. Kokai 3-194669 einen Fahrspur
markierungserfassungsfilter, der geeignet ist, einen hellen
Bereich hervorzuheben bzw. zu verstärken, der von einem
dunklen Bereich umgeben wird. Die Mutmaßlichkeit
(Likelihood) der Fahrspurmarkierung wird auf der Grundlage
der Ausgabe des Fahrspurmarkierungserfassungsfilters
bewertet. Die Rauschdaten werden dann entsprechend der
Mutmaßlichkeitsbewertung entfernt.
Gemäß der ungeprüften japanischen Patentveröffentli
chung Nr. Kokai 3-194669 wird die Helligkeitsverteilung
entlang einer lateralen Richtung überwacht, die die Fahr
spurmarkierung auf dem aufgenommenen Bild kreuzt. Die Fahr
spurmarkierung ist im allgemeinen heller als die Straße.
Folglich wird, wenn der oben beschriebene. Fahrspurmarkie
rungserfassungsfilter auf das aufgenommene Bild angewendet
wird, eine positive Filterausgabe als Reaktion auf den hei
len Bereich erzeugt. Die Erzeugung der Filterausgabe gemäß
diesem konventionellen System wird ausführlicher unter Be
zugnahme auf die Fig. 20A bis 20D erklärt.
Es wird nun angenommen, daß die linke Hälfte eines Ein
gabebildes ein weißer Bereich (Helligkeit = 200) und die
rechte Hälfte ein grauer Bereich (Helligkeit = 100) ist,
wie in Fig. 20A gezeigt.
Die Filterausgabe wird durch Anwenden des Fahrspurmar
kierungserfassungsfilters in Bezug auf ein Objektpixel
(X, Y) erhalten. Der Fahrspurmarkierungserfassungsfilter
besitzt eine Vielzahl von Filterparametern, die in einem
Matrixmuster angeordnet sind, das insgesamt vier Matrizen
enthält, die jede aus 3×3 Pixeln besteht, wobei zwei
Matrizen (im folgenden als "nahseitige Matrizen"
bezeichnet) gleich neben beiden Seiten des Objektpixels und
zwei weitere Matrizen (im folgenden als "fernseitige
Matrizen" bezeichnet) fern von den beiden Seiten des
Objektpixels positioniert sind. Jedes Pixel besitzt einen
positiven Pixelwert (+1) in den zwei nahseitigen Matrizen.
Im Gegensatz dazu besitzt jedes Pixel einen negativen
Pixelwert (-1) in den fernseitigen Matrizen.
Fig. 20B zeigt einen Fall, wo sich ein Objektpixel (Xa,
Ya) in dem weißen Bereich befindet, so daß die gesamten
zwei nahseitigen Matrizen und die linke fernseitige Matrix
mit dem weißen Bereich verknüpft bzw. in ihm enthalten
sind. Nur die rechte fernseitige Matrix ist in dem grauen
Bereich enthalten. In diesem Fall erzeugt jede der
nahseitigen Matrizen 200.1.9 = 1800. Die linke fernseitige
Matrix erzeugt 200.(-1).9 = -1800. Die rechte fernseitige
Matrix erzeugt 100.(-1).9 = -900. Folglich wird eine
aufsummierte Filterausgabe 1800×2-1800-900 = 900.
Fig. 20C zeigt einen weiteren Fall, wo ein Objektpixel
(Xb, Yb) sich in dem grauen Bereich befindet, so daß die
gesamten zwei nahseitigen Matrizen und die rechte fernsei
tige Matrix mit dem grauen Bereich verknüpft sind. Nur die
linke fernseitige Matrix ist in dem weißen Bereich
enthalten. In diesem Fall erzeugt jede der nahseitigen
Matrizen 100.1.9 = 900. Die rechte fernseitige Matrix erzeugt
100.(-1).9 = -900. Die linke fernseitige Matrix erzeugt
200.(-1).9 = -1800. Folglich wird eine aufsummierte Filter
ausgabe 900×2-900-1800 = -900.
Fig. 20D zeigt ein gefiltertes Bild, das mittels des
oben beschriebenen Fahrspurmarkierungserfassungsfilters
verarbeitet wurde. Wie aus Fig. 20D ersichtlich ist, er
zeugt der Fahrspurmarkierungserfassungsfilter eine positive
Filterausgabe bei jedem Übergang von dem hellen Bereich zu
dem grauen Bereich. Folglich kann die positive Filteraus
gabe als Reaktion auf einen irrigen hellen Bereich
verschieden von der Fahrspurmarkierung erzeugt werden.
Falls zum Beispiel ein bestimmter Bereich so hell wie die
Fahrspurmarkierung ist, ist eine bei einem Übergang von
diesem irrigen helleren Bereich zu der Straße erzeugte
Filterausgabe ganz ähnlich zu und nicht unterscheidbar von
der bei dem Übergang von der echten Fahrspurmarkierung zu
der Straße erzeugten Filterausgabe. Falls weiter die
Helligkeit dieses irrigen hellen Bereichs deutlich größer
als jene der Fahrspurmarkierung ist, kann die
Fahrspurmarkierung unerwünschterweise infolge der
Helligkeitsdifferenz zwischen ihnen übersehen werden.
Mit anderen Worten, das Fahrspurmarkierungserkennungs
verfahren der ungeprüften japanischen Patentveröffentli
chung Nr. Kokai 3-194669 ist nur unter idealen Bedingungen
verläßlich, wo die Fahrspurmarkierung einen klaren Kontrast
gegenüber der Straße ohne irrige helle Bereiche besitzt.
Falls es irgendeinen irrigen hellen Bereich in dem Eingabe
bild gibt, so müssen bei der Erfassung der Fahrspurmarkie
rung die irrigen Daten entfernt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vor
richtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes be
reitzustellen, die geeignet ist, einen hellen Bereich, der
der echten Fahrspurmarkierung entspricht, von anderen irri
gen hellen Bereichen zu unterscheiden, eine Vorverarbeitung
durchzuführen, um nur die Daten der echten Fahrspurmarkie
rung zu erhalten, und die Verarbeitungseffizienz bei der
Fahrspurmarkierungserkennung zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist,
ein Verfahren zur Vorverarbeitung des in der Fahrspurmar
kierungserkennung verwendeten aufgenommenen Bildes bereit
zustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist,
ein Fahrspurmarkierungserkennungssystem bereitzustellen,
das die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes enthält.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist,
ein Fahrzeugfahrtkontrollsystem zum Kontrollieren bzw.
Steuern eines Fahrzeuges auf der Grundlage des Ergebnisses
der Erkennung des Fahrspurmarkierungserkennungssystems be
reitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist,
ein Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das ein Programm
eines Computersystems zum Ausführen der oben beschriebenen
Vorverarbeitung speichert.
Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes der vorliegenden Erfindung kann vorteilhafterweise
auf ein Fahrspurmarkierungserkennungssystem zum Erkennen
einer Fahrspurmarkierung auf einer Fahrstraße vor dem Fahr
zeug auf der Grundlage eines aufgenommenen Bildes der Fahr
straße angewendet werden. Beispielsweise ist eine CCD-Kamera
auf einem Fahrzeugkörper installiert. Die
Vorverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird
auf das von der CCD-Kamera aufgenommene Bild angewendet.
Die Fahrspurmarkierungserkennung wird auf der Grundlage des
vorverarbeiteten Bildes durchgeführt.
Die Vorverarbeitung des aufgenommenen Bildes wird auf
die folgende Weise durchgeführt.
Das aufgenommene Bild wird abgetastet, um eine ver
stärkte Ausgabe, die auf eine Helligkeitsänderung zwischen
einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich des aufge
nommenen Bildes reagiert, zu erzeugen, wobei sich ein Vor
zeichen der verstärkten Ausgabe gemäß einer Übergangsrich
tung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich
und dem hellen Bereich umkehrt.
Ein sich aus der verstärkten Ausgabe ergebendes Bild
enthält eine Fahrspurmerkmalsgröße, die in einer vorbe
stimmten Verarbeitungszone erhalten wurde, die auf dem auf
genommenen Bild eingerichtet wurde. Die Verarbeitungszone
besitzt eine Größe, die auf eine Vielzahl von Pixel des
aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer
Breite breiter als die Fahrspurmarkierung. Die
Fahrspurmerkmalsgröße entspricht einer Differenz zwischen
einem Drehimpuls entsprechender Pixel um eine Zentralpixel
in der vorbestimmten Verarbeitungszone herum und einem
akkuinulativen Absolutwert der entsprechenden Pixel in der
vorbestimmten Verarbeitungszone. Der Drehimpuls wird durch
Vektorgrößen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel
relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert.
Die Fahrspurmarkierung ist üblicherweise eine weiße
oder gelbe Linie, die auf einer Straße gezogen ist und die
als ein heller Bereich auf dem aufgenommenen Bild erkannt
wird. Andererseits kann die Fahrspurmarkierung ein dunkler
Bereich sein, wie zum Beispiel eine auf einem weißen Fußbo
den einer Fabrik aufgedruckte schwarze Fahrspurmarkierung.
Zum Beispiel bewegt sich ein automatisch geführtes Fahrzeug
entlang einer dunkelfarbigen Fahrspurmarkierung auf einem
hellfarbigen Fußboden der Fabrik.
Angesichts des Vorhandenseins von verschiedenen Arten
von Fahrspurmarkierungen wird die Vorverarbeitung des auf
genommenen Bildes in jedem Fall anders durchgeführt.
In einem ersten Fall, wo die Fahrspurmarkierung eine
weiße oder vergleichbar hellfarbige Fahrspurmarkierung ist,
wird die Fahrspurmarkierung als ein heller Bereich in dem
aufgenommenen Bild erkannt. In diesem Fall wird eine posi
tive verstärkte Ausgabe erzeugt, wenn die Helligkeitsände
rung bei einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hel
len Bereich stattfindet, und eine negative verstärkte Aus
gabe wird erzeugt, wenn die Helligkeitsänderung bei einem
entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem
dunklen Bereich stattfindet. Der Drehimpuls der entspre
chenden Pixel ist positiv, wenn der Drehimpuls in einer
Richtung im Uhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentral
pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
In einem zweiten Fall, wo die Fahrspurmarkierung eine
schwarze oder vergleichbar dunkelfarbige Fahrspurmarkierung
ist, wird die Fahrspurmarkierung als ein dunkler Bereich in
dem aufgenommenen Bild erkannt. In diesem Fall wird eine
positive verstärkte Ausgabe erzeugt, wenn die Helligkeits
änderung bei einem Übergang von dem hellen Bereich zu dem
dunklen Bereich stattfindet, und eine negative verstärkte
Ausgabe wird erzeugt, wenn die Helligkeitsänderung bei
einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Be
reich stattfindet. Der Drehimpuls der entsprechenden Pixel
ist positiv, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhr
zeigersinn relativ in Bezug auf das Zentralpixel in der
vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
In einem dritten Fall, wo die Fahrspurmarkierung eine
schwarze oder vergleichbar dunkelfarbige Fahrspurmarkierung
ist, wird die Fahrspurmarkierung als ein dunkler Bereich in
dem aufgenommenen Bild erkannt. In diesem Fall wird eine
negative verstärkte Ausgabe erzeugt, wenn die Helligkeits
änderung bei einem Übergang von dem hellen Bereich zu dem
dunklen Bereich stattfindet, und eine positive verstärkte
Ausgabe wird erzeugt, wenn die Helligkeitsänderung bei
einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Be
reich stattfindet. Der Drehimpuls der entsprechenden Pixel
ist positiv, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im
Gegenuhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentralpixel in
der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
In einem vierten Fall, wo die Fahrspurmarkierung eine
weiße oder vergleichbar hellfarbige Fahrspurmarkierung ist,
wird die Fahrspurmarkierung als ein heller Bereich in dem
aufgenommenen Bild erkannt. In diesem Fall wird eine nega
tive verstärkte Ausgabe erzeugt, wenn die Helligkeitsände
rung bei einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hel
len Bereich stattfindet, und eine positive verstärkte Aus
gabe wird erzeugt, wenn die Helligkeitsänderung bei einem
entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem
dunklen Bereich stattfindet. Der Drehimpuls der entspre
chenden Pixel ist positiv, wenn der Drehimpuls in einer
Richtung im Gegenuhrzeigersinn relativ in Bezug auf das
Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt
wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Fahrspurmerk
malsgröße verwendet, um die Mutmaßlichkeit der Fahrspurmar
kierung auf geeignete Weise zu definieren. Die Fahrspurmar
kierung ist dadurch gekennzeichnet, daß es einen bandförmi
gen Bereich mit einer vorbestimmten Breite gibt. Wenn sie
auf dem gefilterten Bild gesehen wird, besitzt die
Fahrspurmarkierung beide Enden, deren Pixelwerte
(z. B. Helligkeit) im wesentlichen denselben Absolutwert
aber entgegengesetztes Vorzeichen (d. h., + oder -)
besitzen. Wenn die Vektorbetrachtung auf die Pixelwerte
angewendet wird, wird dementsprechend ein signifikanter
Drehimpuls um ein Zentralpixel einer die Fahrspurmarkierung
enthaltenden vorbestimmten Verarbeitungszone herum bewirkt.
Insbesondere findet, wenn das Zentralpixel zwischen den
beiden Enden der Fahrspurmarkierung in der Richtung der
Breite liegt, die Helligkeitsänderung an entgegengesetzten
Seiten des Zentralpixels statt. Das positive Pixel und das
negative Pixel sind an entgegengesetzten Seiten des
Zentralpixels positioniert. Dementsprechend wird der
Drehimpuls derselben Richtung um das Zentralpixel herum
bewirkt. Ein großer Drehimpuls wird folglich um das Zentrum
der Fahrspurmarkierung herum erzeugt.
Andererseits wird ein irriger heller Bereich eine ein
zelne Helligkeitsänderung bewirken, wenn er keine Breite
besitzt, die ähnlich zu jener der Fahrspurmarkierung ist.
Falls die Helligkeit des irrigen hellen Bereichs identisch
mit jener der Fahrspurmarkierung ist, wird ein sich aus dem
irrigen hellen Bereich ergebender Drehimpuls die Hälfte von
jenem sein, der sich aus der Fahrspurmarkierung ergibt.
Folglich ist gemäß der vorliegenden Erfindung die
Fahrspurmarkierung leicht von dem irrigen hellen Bereich
unterscheidbar.
Falls jedoch die Helligkeit des irrigen hellen Bereichs
zweimal so groß wie die Helligkeit der Fahrspurmarkierung
ist, wird der sich aus dem irrigen hellen Bereich ergebende
Drehimpuls identisch mit dem Drehimpuls sein, der sich aus
der Fahrspurmarkierung ergibt. In diesem Fall ist es
schwierig, die Fahrspurmarkierung von dem irrigen hellen
Bereich zu unterscheiden.
Um solch ein Problem zu eliminieren, weist die
Vorverarbeitung des aufgenommenen Bildes der vorliegenden
Erfindung des weiteren einen Schritt zum Erhalten des
akkumulativen Absolutwertes in der vorbestimmten
Verarbeitungszone auf.
Entsprechend der echten Fahrspurmarkierung wird der
akkumulative Absolutwert 0, da die positiven und negativen
Pixelwerte zu beiden Seiten der Fahrspurmarkierung annu
liert werden.
Andererseits wird entsprechend dem irrigen hellen Be
reich keine Annullierung der Pixelwerte erwartet, wenn nur
eine Helligkeitsänderung stattfindet. Mit anderen Worten,
der sich aus dem irrigen hellen Bereich ergebende akkumula
tive Absolutwert ist im wesentlichen identisch mit dem
Drehimpuls (d. h., dem Pixelwert selbst).
Die vorliegende Erfindung erhält die Fahrspurmerkmals
größe, die der Differenz zwischen dem Drehimpuls entspre
chender Pixel um das Zentralpixel in der vorbestimmten Ver
arbeitungszone herum und dem akkumulativen Absolutwert der
entsprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone
entspricht. Die Fahrspurmerkmalsgröße für die echte Fahr
spurmarkierung ist im wesentlichen identisch mit dem Dreh
impuls, welcher ein relativ großer Wert ist. Die Fahrspur
merkmalsgröße für den irrigen hellen Bereich ist im wesent
lichen 0. Folglich ermöglicht es die vorliegende Erfindung,
die Fahrspurmarkierung sicher von dem irrigen hellen Be
reich zu unterscheiden.
Die oben beschriebene Erklärung basiert auf der hellen
Fahrspurmarkierung. Es wird jedoch einen Fall geben, wo die
Fahrspurmarkierung dunkler als die Straße ist. In diesem
Fall wird das Vorzeichen (d. h., positiv und negativ) der
Pixelwerte umgekehrt sein. Der Drehimpuls wirkt in die ent
gegengesetzte Richtung. Die sich ergebende Fahrspurmerk
malsgröße für die echte Fahrspurmarkierung ist ein großer
negativer Wert, der hinreichend unterscheidbar von der 0
des irrigen dunklen Bereichs ist. Folglich ermöglicht es
die vorliegende Erfindung sogar in solch einem Fall, die
Fahrspurmarkierung von dem irrigen dunklen Bereich sicher
zu unterscheiden.
Kurz gesagt erzeugt die vorliegende Erfindung das ge
filterte Bild auf der Grundlage der Fahrspurmerkmalsgröße,
die der Differenz zwischen dem Drehimpuls entsprechender
Pixel um das Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbei
tungszone herum und dem akkumulativen Absolutwert der ent
sprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone
entspricht. Die echte Fahrspurmarkierung ist von dem
irrigen Helligkeitsänderungsbereich durch Vergleich ihrer
Fahrspurmerkmalsgrößen unterscheidbar. Als eine einfache
Verarbeitung ist es effektiv, jede Fahrspurmerkmalsgröße in
einen Binärwert unter Bezug auf eine geeignete Schwelle um
zuwandeln. Durch diese Verarbeitung werden die gesamten
Rauschdaten entfernt, und die Daten der echten Fahrspurmar
kierung können sicher erhalten werden. Dies realisiert eine
genaue Erkennung in der nachfolgenden Fahrspurmarkierungs
erkennungsverarbeitung und verbessert ebenfalls die Verar
beitungseffizienz.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich
ist, führen die Erfinder der vorliegenden Erfindung den
"Drehimpuls" als eine geeignete physikalische Größe ein,
die die Merkmale der Fahrspurmarkierung repräsentiert, wo
bei sie wissen, daß der "Drehimpuls" im Gebiet der Signal
verarbeitung selten verwendet wird. Allgemein ist der
"Drehimpuls" das Kreuzprodukt eines Vektors von einem be
stimmten Bezugspunkt zu einem Teilchen mit dem linearen
Impuls des Teilchens. Die Erfinder der vorliegenden Erfin
dung betrachten jedoch sorgfältig die Tatsache, daß Pixel
werte an den beiden Enden des Bildes der Fahrspurmarkierung
einander entgegengesetzt sind, wenn sie in der
Helligkeitsänderung beobachtet werdend die auf dem
aufgenommenen Bild auftritt. Solch eine charakteristische
symmetrische Anordnung der Pixelwerte, die von der
Fahrspurmarkierung erhalten werden kann, kann von einer
einzelnen Helligkeitsänderung unterschieden werden, die dem
irrigen hellen oder dunklen Bereich eigen ist. Folglich
machen die Erfinder einen Ansatz, um die Charakteristika
der Fahrspurmarkierung durch die Vektorgröße ganz ähnlich
zu dem Drehimpuls auf der Grundlage der positiven und
negativen Pixelwerte zu beiden Seiten der
Fahrspurmarkierung auszudrücken. In dieser Hinsicht glauben
die Erfinder, daß der "Drehimpuls" eine geeignete
physikalische Größe ist, um die Merkmale der Fahr
spurmarkierung auszudrücken, die in der Helligkeitsänderung
in dem aufgenommenen Bild beobachtet werden.
Die Breite der Fahrspurmarkierung ist nicht immer kon
stant. Ein aufgenommenes Bild kann eine Vielzahl von Fahr
spurmarkierungen enthalten, die in der Breite verschieden
sind. Eine bestimmte Fahrspurmarkierung, die zum Beispiel
bei einer Abzweigung oder einem Vereinigungsbereich gezogen
ist, kann dicker als eine gewöhnliche Fahrspurmarkierung
sein. Die Breite der Fahrspurmarkierung kann absichtlich
variiert werden, um sie voneinander zu unterscheiden. Zum
Beispiel sind eine Vielzahl von Wegen auf dem Fußboden der
Fabrik präpariert, die das automatisch geführte Fahrzeug
verwendet. In solch einem Fall ist es vorteilhaft, alle un
nötigen Fahrspurmarkierungen zu eliminieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung stellt eine tote Zone mit einer vorbestimmten Breite
im Zentrum der vorbestimmten Verarbeitungszone bereit, so
daß der Drehimpuls und der akkumulative Absolutwert von
dieser toten Zone nicht erhalten werden.
Die Bereitstellung dieser toten Zone macht es möglich,
jede Fahrspurmarkierung, die schmaler als die tote Zone
ist, vollständig zu entfernen, da die Helligkeitsänderung,
die an beiden Enden der schmaleren Fahrspurmarkierung auf
tritt, nicht gleichzeitig durch die Verarbeitungszone mit
der zentralen toten Zone registriert werden kann. Mit ande
ren Worten, die erfaßbaren Fahrspurmarkierungen können im
wesentlichen auf die Fahrspurmarkierungen begrenzt werden,
die breiter als die tote Zone und schmaler als die vorbe
stimmte Verarbeitungszone sind.
Die Kamera der Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung
befindet sich bei einer vorbestimmten Positionshöhe des
Fahrzeugs, die im allgemeinen um eine Distanz von bis zu 2
Metern höher als die Straßenoberfläche liegt. Die Kamera
kann ein Bild einer Ansicht einer Straße vor dem Fahrzeug
gemäß der perspektivischen Darstellung aufnehmen. Wenn ein
Bild einer Straße mit einer konstanten Breite von dieser
Kamera aufgenommen wird, ist die Straßenbreite infolge der
perspektivischen Darstellung auf dem aufgenommenen Bild im
unteren Bereich (d. h., an der nahen Seite) breiter und
schmaler im oberen Bereich (d. h., an der fernen Seite).
Dementsprechend paßt die bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung die vorbestimmte Verarbeitungszone
so an, daß sie eine Breite besitzt, die an einer unteren
Seite (d. h., nahen Seite) des aufgenommenen Bildes breiter
und an einer oberen Seite (d. h., fernen Seite) des
aufgenommenen Bildes schmaler gemacht ist. Mit dieser An
passung wird es möglich, die Breite der Verarbeitungszone
entsprechend der perspektivischen Darstellung des aufgenom
menen Bildes zu ändern. Gleichermaßen ist es vorteilhaft,
die tote Zone so anzupassen, daß sie eine Breite besitzt,
die an der unteren Seite (d. h., nahen Seite) des aufgenom
menen Bildes breiter und an der oberen Seite (d. h., fernen
Seite) des aufgenommenen Bildes schmaler gemacht ist. Mit
dieser Anpassung wird es möglich, die Breite der toten Zone
entsprechend der perspektivischen Darstellung des
aufgenommenen Bildes zu ändern.
Insbesondere ist es vorteilhaft, daß die Breite der
vorbestimmten Verarbeitungszone oder der toten Zone auf der
Grundlage einer auf das aufgenommene Bild angewendeten per
spektivischen Transformation bestimmt wird.
Beim konkreten Einstellen des Kamerawinkels wird der
Horizont bei einer Höhe positioniert, die vom Oberteil
durch eine vorbestimmte vertikale Distanz beabstandet ist,
die äquivalent zu 1/3 der vertikalen Gesamtlänge des aufge
nommenen Bildes ist. In diesem Fall existiert keine Straße
und keine Fahrspurmarkierung in dem oberen Ein-Drittel-Be
reich des aufgenommenen Bildes. Folglich ist es vorteil
haft, die Breite der vorbestimmten Verarbeitungszone in
einem vorbestimmten oberen Bereich des aufgenommenen Bil
des, wo es keine Fahrspurmarkierung gibt, auf Null zu
setzen. Mit dieser Einstellung wird es möglich, unnötige
Bildverarbeitung effektiv zu eliminieren.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird der vorbestimmte obere Bereich, der keine
Fahrspurmarkierung enthält, als ein Bereich betrachtet, der
höher als eine Position der Fahrspurmarkierung im
Unendlichen auf dem aufgenommenen Bild liegt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erstreckt sich, um eine vereinfachte Verarbeitung
des aufgenommenen Bildes zu realisieren, die vorbestimmte
Verarbeitungszone in einer horizontalen Richtung des aufge
nommenen Bildes, da die Bildverarbeitung im allgemeinen in
Bezug auf die horizontale Richtung und die vertikale Rich
tung durchgeführt wird.
Insbesondere erstreckt sich die Fahrspurmarkierung auf
dem aufgenommenen Bild in der Rauf-und-Runter-Richtung,
obwohl durch die perspektivische Darstellung gezeigt.
Folglich kreuzt die horizontale Verarbeitungszone die Fahr
spurmarkierung senkrecht. Dies ist vorteilhaft für das
effektive und genaue Durchführen der Vorverarbeitung des
aufgenommenen Bildes, um die Fahrspurmarkierung zu erfas
sen.
Jedoch erstreckt sich die Straße nicht immer geradeaus
und ändert flexibel ihre Krümmung entsprechend den Umwelt
bedingungen. Falls das Fahrzeug auf einer kurvigen Straße
fährt, kann sich die Fahrspurmarkierung auf dem
aufgenommenen Bild in der horizontalen Richtung erstrecken
anstatt in der vertikalen Richtung. In dieser Hinsicht ist
es vorteilhaft, daß sich die vorbestimmte Verarbeitungszone
in einer vertikalen Richtung des aufgenommenen Bildes
ebenso wie in der horizontalen Richtung des aufgenommenen
Bildes erstrecken kann.
Kurz gesagt ist es vorteilhaft, daß die vorbestimmte
Verarbeitungszone entlang einer Richtung senkrecht zu der
Fahrspurmarkierung auf dem aufgenommenen Bild eingerichtet
wird.
In diesem Fall ist es möglich, eine optimale Einstel
lung (z. B. optimale Winkeleinstellung) der vorbestimmten
Verarbeitungszone auf der Grundlage von jedem aufgenommenen
Eingabebild zu bestimmen. Dieses Verfahren erfordert jedoch
eine große Menge an Berechnungen und braucht eine lange
Zeit, um das aufgenommene Bild zu verarbeiten.
Jedoch bewirkt das aufgenommene Bild der Straße und der
Fahrspurmarkierung keine plötzliche und steile Änderung.
Die gegenwärtige Position der Fahrspurmarkierung ist fast
identisch mit oder sehr nahe zu der zuvor erfaßten
Position. Angesichts des Vorhergehenden, um die Vorverar
beitung des aufgenommenen Bildes zu vereinfachen und die
wesentliche Zeit und Kosten in dieser Vorverarbeitung zu
verringern, richtet die bevorzugte Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung die vorbestimmte Verarbeitungszone auf
der Grundlage einer zuvor in der Fahrspurmarkierungserken
nungsvorrichtung, die die Vorrichtung zur Vorverarbeitung
eines aufgenommenen Bildes enthält, erfaßten Position einer
Fahrspurmarkierung ein.
Wie oben beschrieben wurde, führt die vorliegende Er
findung den "Drehimpuls" als eine geeignete physikalische
Größe ein, die die Merkmale der Fahrspurmarkierung reprä
sentiert, wissend, daß der "Drehimpuls" im Gebiet der
Signalverarbeitung selten verwendet wird. Die Erfinder der
vorliegenden Erfindung betrachten jedoch sorgfältig die
Tatsache, daß Pixelwerte an den beiden Enden des Bildes der
Fahrspurmarkierung einander entgegengesetzt sind, wenn sie
in der Helligkeitsänderung beobachtet werden, die auf dem
aufgenommenen Bild auftritt. Solch eine charakteristische
symmetrische Anordnung der Pixelwerte, die von der
Fahrspurmarkierung erhalten werden kann, kann von einer
einzelnen Helligkeitsänderung unterschieden werden, die dem
irrigen hellen oder dunklen Bereich eigen ist. Folglich
machen die Erfinder den Ansatz, die Charakteristika der
Fahrspurmarkierung durch die Vektorgröße ganz ähnlich zu
dem Drehimpuls auf der Grundlage der positiven und
negativen Pixelwerte zu beiden Seiten der
Fahrspurmarkierung auszudrücken. In dieser Hinsicht glauben
die Erfinder, daß der "Drehimpuls" eine geeignete
physikalische Größe ist, um die Merkmale der
Fahrspurmarkierung auszudrücken, die in der
Helligkeitsänderung in dem aufgenommenen Bild beobachtet
werden.
Um den oben beschriebenen erfinderischen Ansatz auf
eine andere Weise auszudrücken, stellt ein weiterer Aspekt
der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Vorverarbei
tung eines aufgenommenen Bildes bereit, um eine vorbe
stimmte Vorverarbeitung auf ein aufgenommenes Bild einer
Fahrstraße vor einem Fahrzeug anzuwenden, wobei diese Vor
richtung in einer Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung
zum Erkennen einer Fahrspurmarkierung auf der Fahrstraße
auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes installiert wer
den kann. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines
aufgenommenen Bildes weist eine Bildverstärkungseinrichtung
zum Abtasten des aufgenommenen Bildes und Erzeugen einer
verstärkten Ausgabe auf, die auf eine Helligkeitsänderung
zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich des
aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen
der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Übergangsrich
tung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich
und dem hellen Bereich umkehrt. Eine Bildausgabeeinrichtung
ist zum Erzeugen eines Bildes bereitgestellt, das sich aus
der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung er
gibt. Das Bild enthält eine Fahrspurmerkmalsgröße, die in
einer vorbestimmten Verarbeitungszone erhalten wurde, die
auf dem aufgenommenen Bild eingerichtet wurde. Die
Verarbeitungszone besitzt eine Größe, die auf eine Vielzahl
von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann,
mit einer Breite breiter als die Fahrspurmarkierung. Die
Bildausgabeeinrichtung weist eine
Fahrspurmerkmalserfassungseinrichtung zum Erfassen einer
symmetrischen Anordnung von positiven und negativen
Pixelwerten von entsprechenden Pixeln um ein Zentralpixel
in der vorbestimmten Verarbeitungszone herum auf, und eine
Absolutwerterfassungseinrichtung zum Erhalten eines
akkumulativen Absolutwertes der entsprechenden Pixel in der
vorbestimmten Verarbeitungszone. Die Bildausgabeeinrichtung
ist zum Erhalten der Fahrspurmerkmalsgröße als eine
Ausgabedifferenz zwischen der
Fahrspurmerkmalserfassungseinrichtung und der Absolut
werterfassungseinrichtung.
Vorteilhafterweise kann die oben beschriebene Vorrich
tung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes in
einem Fahrspurmarkierungserkennungssystem enthalten bzw.
eingebaut sein, so daß das Fahrspurmarkierungserkennungssy
stem die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der
Bildausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung
eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmalsgröße
erkennen kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Vorrichtung zur
Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes und die Fahr
spurmarkierungserkennungsvorrichtung in einem Fahrzeug
fahrtkontrollsystem enthalten sind, so daß das Fahrzeug
fahrtkontrollsystem die Fahrt des Fahrzeugs entsprechend
der durch die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung er
kannten Fahrspurmarkierung kontrollieren bzw. steuern kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die (weiße oder
gelbe) Fahrspurmarkierung auf einer allgemeinen Straße be
grenzt und kann folglich auf verschiedene Führungslinien
angewendet werden, die auf dem Fußboden einer Fabrik aufge
druckt sind, die ein automatisch geführtes Fahrzeug verwen
det. Die in dieser Erfindung definierte Straße umfaßt diese
Arten von auf dem Fabrikfußboden bereitgestellten Wegen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die oben beschriebene
Vorverarbeitung als ein Programm eines Computersystems zu
speichern. Das Programm kann in einem tragbaren oder hand
lichen Aufzeichnungsmedium gespeichert werden, wie zum Bei
spiel einer Diskette, einer MO-Platte (magnetooptische
Platte), einer CD-ROM, einer DVD (d. h., digital versatile
disc) und einer Festplatte. Weiterhin kann das Programm in
einem ROM oder einem Sicherungs-RAM gespeichert werden, der
zuvor in einem Computersystem eingebaut wird.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gibt es einen ersten Bildfilter mit Filterparame
tern, die in einem Matrixmuster angeordnet sind, das auf
eine Vielzahl von Pixel auf dem aufgenommenen Bild angewen
det werden kann. Der erste Bildfilter erzeugt eine angeho
bene bzw. verstärkte Ausgabe, die auf eine Helligkeitsände
rung zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Be
reich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein
Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Über
gangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen
Bereich und dem hellen Bereich umkehrt. Es gibt einen zwei
ten Bildfilter mit Filterparametern, die eine vorbestimmte
Verarbeitungszone besitzen, die auf eine Vielzahl von Pixel
auf dem aufgenommenen Bild angewendet werden kann. Der
zweite Bildfilter erzeugt eine Ausgabe, die einen Drehim
puls entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbe
stimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert. Der Drehim
puls wird durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entspre
chenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel defi
niert. Es gibt einen dritten Bildfilter mit Filterparame
tern, die eine vorbestimmte Verarbeitungszone besitzen, die
auf eine Vielzahl von Pixel auf dem aufgenommenen Bild an
gewendet werden kann. Der dritte Bildfilter erzeugt eine
Ausgabe, die einen akkumulativen Absolutwert entsprechender
Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbei
tungszone herum repräsentiert. Die Fahrspurmerkmalsgröße
wird als eine Differenz zwischen der Ausgabe des zweiten
Bildfilters und der Ausgabe des dritten Bildfilters erfaßt.
Der erste Bildfilter und der zweite Bildfilter können
durch einen Verbundfilter ersetzt werden, der geeignet ist,
die äquivalente Ausgabe zu erzeugen. Gleichermaßen können
der erste Bildfilter und der dritte Bildfilter durch einen
Verbundfilter ersetzt werden, der die äquivalente Ausgabe
besitzt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird die Vorverarbeitung des aufgenommenen Bildes
gemäß den folgenden Schritten durchgeführt. In einem ersten
Schritt wird eine angehobene bzw. verstärkte Ausgabe als
Reaktion auf eine Helligkeitsänderung zwischen einem
dunklen Bereich und einem hellen Bereich des aufgenommenen
Bildes erzeugt, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten
Ausgabe entsprechend einer Übergangsrichtung der
Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem
hellen Bereich umkehrt. Im nächsten Schritt wird eine
vorbestimmte Verarbeitungszone auf dem aufgenommenen Bild
eingerichtet. Die Verarbeitungszone besitzt eine Größe, die
auf eine Vielzahl von Pixeln des aufgenommenen Bildes
angewendet werden kann, mit einer Breite, die breiter als
die Fahrspurmarkierung ist. Ein Drehimpuls von
entsprechenden Pixeln wird um ein Zentralpixel in der
vorbestimmten Verarbeitungszone herum erhalten. Der
Drehimpuls wird durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der
entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel
definiert. Ein akkumulativer Absolutwert der entsprechenden
Pixel wird in der vorbestimmten Verarbeitungszone erhalten.
Dann, in dem nächsten Schritt, wird eine
Fahrspurmerkmalsgröße als eine Differenz zwischen dem
Drehimpuls und dem akkumulativen Absolutwert der entspre
chenden Pixel erhalten. Ein Bild, das die Fahrspurmerkmals
größe enthält, wird folglich so erzeugt.
Der erste Bildfilter wird zum Beispiel auf das aufge
nommene Bild zum Erzeugen der angehobenen bzw. verstärkten
Ausgabe angewendet. Der zweite Bildfilter wird auf die
verstärkte Ausgabe des ersten Bildfilters zum Erzeugen der
Ausgabe angewendet, die den Drehimpuls entsprechender Pixel
repräsentiert. Der dritte Bildfilter wird auf die
verstärkte Ausgabe des ersten Bildfilters zum Erzeugen der
Ausgabe angewendet, die den akkumulativen Absolutwert
entsprechender Pixel repräsentiert.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden aus
führlichen Beschreibung offensichtlicher werden, die in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist,
worin:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine schematische An
ordnung einer CCD-Kamera und einer Fahrspurmarkierungser
kennungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Seitenansicht ist, die ein Fahrzeug zeigt,
das mit der CCD-Kamera und der Fahrspurmarkierungserken
nungsvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, ausgestattet
ist;
Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, das schematisch die Vor
verarbeitung zeigt, die in der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
Fig. 4A eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Bild
filters 1 zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4B eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Bild
filters 2 zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4C eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Bild
filters 3 zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4D eine Ansicht ist, die eine Anwendung des Bild
filters 1 auf ein aufgenommenes Bild einer Fahrstraße gemäß
der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht;
Fig. 4E bis 4I Ansichten sind, die weitere Bei
spiele des Bildfilters 1 zeigen, der in der bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4J eine Ansicht ist, die eine Anwendung des
Bildfilters 2 auf das aufgenommene Bild der Fahrstraße ge
mäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung veranschaulicht;
Fig. 4K eine Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel des
Bildfilters 2 zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4L eine Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel des
Bildfilters 3 zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4M und 4N Ansichten sind, die weitere Bei
spiele des Bildfilters 2 zeigen, der in der bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 5A eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Ver
bundfilters zeigt, der zu einer Faltungsausgabe des Bild
filters 1 + des Bildfilters 2 äquivalent ist und der in der
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ver
wendet wird;
Fig. 5B eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Ver
bundfilters zeigt, der zu einer Faltungsausgabe des Bild
filters 1 + des Bildfilters 3 äquivalent ist und der in der
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ver
wendet wird;
Fig. 5C eine Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel des
Verbundfilters aus dem Bildfilter 1 + dem Bildfilter 3
zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung verwendet wird;
Fig. 5D eine Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel des
Verbundfilters aus dem Bildfilter 1 + dem Bildfilter 2
zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung verwendet wird;
Fig. 5E eine Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel des
Verbundfilters aus dem Bildfilter 1 + dem Bildfilter 3
zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung verwendet wird;
Fig. 5F eine Ansicht ist, die eine Anwendung des Bild
filters 2 auf eine Vielzahl von Pixeln des aufgenommenen
Bildes gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung veranschaulicht;
Fig. 5G eine Ansicht ist, die eine Anwendung des Bild
filters 3 auf eine Vielzahl von Pixeln des aufgenommenen
Bildes gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung veranschaulicht;
Fig. 5H eine Ansicht ist, die eine Anwendung des Bild
filters 2 mit einer toten Zone auf eine Vielzahl von Pixeln
des aufgenommenen Bildes gemäß der bevorzugten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 5I eine Ansicht ist, die eine Anwendung des Bild
filters 3 mit einer toten Zone auf eine Vielzahl von Pixeln
des aufgenommenen Bildes gemäß der bevorzugten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 6A bis 6F ein Originalbild und graphische
Darstellungen sind, die eine Filterprozedur unter Verwen
dung der Bildfilter 1 bis 3 veranschaulichen, um eine helle
Fahrspurmarkierung (echte Markierung) gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erfassen;
Fig. 7A bis 7C Ansichten sind, die praxistaugli
che Beispiele des aufgenommenen Bildes einer Straße und die
Ausgabebilder zeigen, die mittels der Bildfilter gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ver
arbeitet wurden;
Fig. 8A bis 8F ein Originalbild und graphische
Darstellungen sind, die die Filterprozedur veranschauli
chen, die auf eine dunkle Fahrspurmarkierung (falsche Mar
kierung) gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung angewendet wurde;
Fig. 9A bis 9F ein Originalbild und graphische
Darstellungen sind, die die Filterprozedur veranschauli
chen, die auf ein dunkles/helles Bild (falsches Bild) gemäß
der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
angewendet wurde;
Fig. 10A bis 10F ein Originalbild und graphische
Darstellungen sind, die die Filterprozedur veranschauli
chen, die auf ein helles/dunkles Bild (falsches Bild) gemäß
der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
angewendet wurde;
Fig. 11 ein Flußdiagramm ist, das ein praxistaugliches
Beispiel der Fahrspurmarkierungserkennung und der Fahrzeug
kontrollverarbeitung zeigt, die gemäß der bevorzugten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wer
den;
Fig. 12A eine Ansicht ist, die ein Beispiel des Bild
filters 2 mit der toten Zone gemäß der bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 12B eine Ansicht ist, die ein Beispiel des Bild
filters 3 mit der toten Zone gemäß der bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13A eine Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel
des Verbundfilters aus dem Bildfilter 1 + dem Bildfilter 2
zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung verwendet wird;
Fig. 13B eine Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel
des Verbundfilters aus dem Bildfilter 1 + dem Bildfilter 3
zeigt, der in der bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung verwendet wird;
Fig. 14A bis 14D Ansichten sind, die ein Origi
nalbild einer Straße und einige Beispiele der Bilder der
Straße zeigen, die konkret durch Verwendung der Bildfilter
der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
erhalten wurden;
Fig. 15 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der
Filtergröße in Beziehung auf einem Punkt im Unendlichen ge
mäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung veranschaulicht;
Fig. 16 eine Ansicht ist, die eine optische Einstellung
der Bildfilter 2 und 3 gemäß der bevorzugten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 17A bis 17F ein Originalbild und graphische
Darstellungen sind, die eine Filterprozedur unter Verwen
dung der Bildfilter 1 bis 3 veranschaulichen, um eine dunk
le Fahrspurmarkierung (echte Markierung) gemäß der bevor
zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erfas
sen;
Fig. 18A bis 18F ein Originalbild und graphische
Darstellungen sind, die eine weitere Filterprozedur unter
Verwendung der Bildfilter 1 bis 3 veranschaulichen, um die
dunkle Fahrspurmarkierung (echte Markierung) gemäß der be
vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu er
fassen;
Fig. 19A bis 19F ein Originalbild und graphische
Darstellungen sind, die eine weitere Filterprozedur unter
Verwendung der Bildfilter 1 bis 3 veranschaulichen, um die
helle Fahrspurmarkierung (echte Markierung) gemäß der be
vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu er
fassen; und
Fig. 20A bis 20D Ansichten sind, die eine kon
ventionelle Bildfilteroperation veranschaulichen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erklärt werden. Identische Teile werden durch
die Ansichten hindurch mittels derselben Bezugszeichen be
zeichnet.
Eine Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung 2 der be
vorzugten Ausführungsform ist auf einem Fahrzeug instal
liert und wird verwendet, um eine Fahrspurmarkierung auf
einer Straße vor dem Fahrzeug zu erkennen. Die Fahrspurmar
kierung auf der Straße zeigt eine Fahrstrecke oder Fahrbahn
an, entlang der sich das Fahrzeug fortbewegt. Beispielswei
se wird eine automatische Fahrtkontrolle des Fahrzeugs auf
der Grundlage einer erkannten Fahrspurmarkierung durchge
führt.
Die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung 2 weist
eine CCD-Kamera 10 (CCD = Charge Coupled Device - ladungs
gekoppelte Vorrichtung) und einen Erkennungsverarbeitungs
teil 20 auf. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die CCD-Kamera 10
auf dem Fahrzeugkörper installiert, wie zum Beispiel einer
Decke eines Fahrgastraums über dem Sitz eines Fahrers, um
ein Bild einer Fahrstraße vor dem Fahrzeug aufzunehmen. Der
Kamerawinkel ist so eingestellt, daß hauptsächlich die
Fahrstraße, die sich von der Vorderseite des Fahrzeugs zu
einer vorbestimmten Distanz von dem Fahrzeug weg erstreckt,
enthalten ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt der Erkennungsverar
beitungsteil 20 einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 21,
einen Vorverarbeitungsschaltkreis (ASIC) 22, einen Bild
speicher (VRAM) 23, einen Controller (CPU) 24, einen
ROM 25, einen RAM 26 und einen Kommunikations-IC
(COMIC) 27. Insbesondere wandelt der Analog-Digital-Wandler
(ADC) 21 ein von der CCD-Kamera 10 aufgenommenes analoges
Videosignal in ein digitales Videosignal um. Der ASIC 22
wendet eine vorbestimmte Vorverarbeitung auf die von dem
ADC 21 erhaltenen Videodaten an. Der Videospeicher 23 spei
chert vorübergehend die von dem ASIC 22 erzeugten
vorverarbeiteten Videodaten. Die CPU 24 führt eine
vorbestimmte Verarbeitung zum Erkennen der
Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der in dem
Videospeicher 23 gespeicherten Videodaten aus. Der ROM 25
speichert ein Programm, das in der CPU 24 ausgeführt werden
soll. Der RAM 26 fungiert als ein Arbeitsraum für die
CPU 24. Der Kommunikations-IC 27 empfängt das von der
CPU 24 übertragene Ergebnis der Erkennung der
Fahrspurmarkierung und sendet es zu einer externen
Vorrichtung aus.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das die in dem ASIC 22
durchgeführte Vorverarbeitung zeigt.
Als erstes, in einem Schritt S1 wird das aufgenommene
Bild der Straße von der CCD-Kamera 10 über den ADC 21 in
den ASIC 22 eingegeben. In dem nächsten Schritt S2 wird ein
Bildfilter 1 auf das aufgenommene Bild angewendet. Wie in
Fig. 4A gezeigt ist, ist der Bildfilter 1 ein Matrix
filteroperator (oder ein Filteroperator, oder ein Raumfil
ter), der aus Filterparametern aus 3 Zeilen und 3 Spalten
besteht, die auf 3×3 Pixel auf dem aufgenommenen Bild
angewendet werden können. Jede Zeile der Filterparameter
besteht aus "-1, 0, 1".
Wie in Fig. 4D gezeigt ist, wird der Bildfilter 1 völ
lig von links nach rechts in der Rechts-und-Links-Richtung
ebenso wie von oben nach unten in der Rauf-und-Runter-
Richtung verschoben. Folglich wird der Bildfilter 1 auf den
gesamten Bereich des aufgenommenen Bildes angewendet.
In jeder Verschiebeposition wird der Bildfilter 1 auf
3×3 Pixel angewendet, die ein zentrales Objektpixel enthal
ten. Eine Filterausgabe "E1" des Bildfilters 1, zu diesem
Zeitpunkt, wird als eine Summe von Produkten entsprechender
Pixelwerte und entsprechender Filterparameter erhalten.
Die folgende Gleichung wird verwendet, um die Filter
ausgabe E1 zu berechnen.
E1 = (-1).(a+b+c)+(0).(d+e+f)+(1).(g+h+i)
= -a-b-c+g+h+i (1)
wenn a, b, c, d, e, f, g, h und i entsprechende Pixelwerte
(d. h., Helligkeitswerte) der Pixel sind, auf die der
Bildfilter 1 angewendet wird.
Die Filterausgabe E1 eines jeden Objektpixels wird
folglich durch Nacheinanderverschieben des Bildfilters 1,
der auf das Objektpixel fokussiert, in der Rechts-und-
Links-Richtung und der Rauf-und-Runter-Richtung erhalten.
Der Bildfilter 1 fungiert als eine Einrichtung zum Er
fassen einer Helligkeitsänderung zwischen benachbarten
Pixeln (d. h., einer Differenz zwischen zwei Pixelwerten).
Wenn der Bildfilter 1 auf einem hellen Bereich positioniert
ist, der aus Pixeln besteht, die dieselbe Helligkeit be
sitzen, wird die Filterausgabe E1 0. Auf dieselbe Weise
wird die Filterausgabe E1 0, wenn der Bildfilter 1 auf
einem dunklen Bereich positioniert ist. Wenn der Bildfil
ter 1 jedoch auf oder nahe der Grenze zwischen dem hellen
Bereich und dem dunklen Bereich positioniert wird, wird die
Filterausgabe E1 zu einem signifikanten Wert.
Zum Beispiel wird die Filterausgabe E1 zu einem negati
ven Wert (E1 = -300) an der Grenze, die einen Übergang von
dem hellen Bereich (a, b, c = 200) zu dem dunklen Bereich
(g, h, i = 100) entspricht. Andererseits wird die Filteraus
gabe E1 zu einem positiven Wert (E1 = +300) an der Grenze,
die einen Übergang von dem dunklen Bereich (a, b, c = 100) zu
dem hellen Bereich (g, h, i = 200) entspricht. Mit anderen Wor
ten, der Bildfilter 1 kann nicht nur die Helligkeitsände
rung an der Grenze zwischen den hellen und dunklen Berei
chen erfassen, sondern auch die Übergangsrichtung von dem
hellen Bereich zu dem dunklen Bereich oder umgekehrt.
Fig. 4E ist eine weitere Ausführungsform des Bildfil
ters 1, der auf dieselbe Weise wie das in Fig. 4A gezeigte
Beispiel funktioniert, obwohl die Filterausgabe infolge der
entgegengesetzten Anordnung der Filterparameter, d. h.,
"1, 0, -1", umgekehrt ist.
Der Bildfilter 1 kann ein schmaler gemachter Matrix
filteroperator sein, der aus Filterparametern aus 3 Zeilen
und 2 Spalten besteht, wie in Fig. 4F oder 4G gezeigt, wenn
die Qualität des aufgenommenen Bildes scharf ist und
folglich eine steile Änderung in der Helligkeitsänderung
beobachtet wird.
Alternativ kann der Bildfilter 1 ein breiter gemachter
Matrixfilteroperator sein, der aus Filterparametern aus
3 Zeilen und 4 Spalten besteht, wie in Fig. 4H oder 4I
gezeigt, wenn die Qualität des aufgenommenen Bildes nicht
scharf ist und folglich eine langsame Änderung in der
Helligkeitsänderung beobachtet wird.
Jedenfalls sollte die Matrixgröße des Bildfilters 1
durch Berücksichtigung der Genauigkeit oder Stabilität in
der Erfassung und der Kompliziertheit in der Verarbeitungs
zeit oder den Kosten bestimmt werden.
Als nächstes, in einem Schritt S3, wird ein Bildfil
ter 2 auf die Ausgabe des Bildfilters 1 angewendet. Wie in
Fig. 4B gezeigt ist, ist der Bildfilter 2 ein weiterer
Matrixfilteroperator (oder ein Filteroperator, oder ein
Raumfilter), der aus Filterparametern aus 1 Zeile und 2n
Spalten besteht und der auf 1×2n Pixel auf dem auf
genommenen Bild angewendet werden kann. Genauer gesagt, be
steht der Bildfilter 2 aus n positiven Filterparametern
(+1) und n negativen Filterparametern (-1), die in der
Rechts-und-Links-Richtung in dieser Reihenfolge angeordnet
sind, d. h., "1,. . ., 1, -1,. . ., -1." Fig. 4B zeigt ein
Beispiel des Bildfilters 2, der n = 10 entspricht.
Wie in Fig. 4J gezeigt ist, wird der Bildfilter 2
(n = 5 in diesem Fall zur Vereinfachung) völlig von links
nach rechts in der Rechts-und-Links-Richtung ebenso wie von
oben nach unten in der Rauf-und-Runter-Richtung verschoben.
Folglich wird der Bildfilter 2 auf den gesamten Bereich des
aufgenommenen Bildes angewendet.
In jeder Verschiebeposition wird der Bildfilter 2 auf
1×2n Pixel angewandt, die das zentrale Objektpixel enthal
ten. Eine Filterausgabe "E2" des Bildfilters 2 wird zu die
sem Zeitpunkt als eine Summe von Produkten entsprechend der
Pixelwerte und entsprechend der Filterparameter erhalten.
Die folgende Gleichung wird verwendet, um die Filter
ausgabe E2 zu berechnen.
E2 = (1).(a+b+c+d+e)+(-1).(f+g+h+i+j)
= -a-b-c-d-e+f+g+h+i+j (2)
wenn a, b, c, d, e, f, g, h, i und j Pixelwerte (d. h.,
Helligkeitswerte) der Pixel repräsentieren, auf die der
Bildfilter 2 angewendet wird.
Die Filterausgabe E2 eines jeden Objektpixels wird
folglich durch Nacheinanderverschieben des Bildfilters 2,
der auf das Objektpixel fokussiert, in der Rechts-und-
Links-Richtung und in der Rauf-und-Runter-Richtung erhal
ten.
Der Bildfilter 2 fungiert als eine Einrichtung zum Er
halten eines Drehimpulses aus der Helligkeitsänderung um
das Objektpixel herum. Wenn der Bildfilter 2 in einem
Bereich positioniert ist, der aus Pixeln besteht, die
dieselbe Filterausgabe E1 besitzen, wird die
Filterausgabe E2 0. Wenn der Bildfilter 2 jedoch in einem
Bereich positioniert ist, der Pixel mit entgegengesetzten
(d. h., positiven und negativen) Pixelwerten besitzt, wird
die Filterausgabe E2 zu einem signifikanten Wert.
Zum Beispiel wird die Filterausgabe E2 zu einem positi
ven Wert (E2 = 600), wenn die Filterausgabe E1 a = +300, b,. . ., i = 0,
j = -300 ist. Wenn die Filterausgabe E2 ein positi
ver Wert ist, wird der Drehimpuls in der Richtung im Uhr
zeigersinn bewirkt.
Der Schritt S3 erhält folglich eine Ausgabe "A" durch
Anwenden des Bildfilters 2 auf die Filterausgabe des Bild
filters 1.
Fig. 5A zeigt eine Matrixanordnung eines Verbundfil
ters, der zu einer Faltungsausgabe des Bildfilters 1 + des
Bildfilters 2 äquivalent ist. In Fig. 5A zeigen die punk
tierten Linien an, daß es keine Filterparameter gibt,
(d. h., 0), die auf die Pixelwerte angewendet oder mit ihnen
multipliziert werden sollen.
Als nächstes, in einem Schritt S4, wird ein Bildfil
ter 3 auf die Ausgabe des Bildfilters 1 angewendet. Wie in
Fig. 4C gezeigt ist, ist der Bildfilter 3 ein Matrixfil
teroperator (oder ein Filteroperator, oder ein Raumfilter),
der aus Filterparametern aus 1 Zeile und 2n Spalten besteht
und der auf 1×2n Pixel auf dem aufgenommenen Bild
angewendet werden kann. Genauer gesagt besteht der Bild
filter 3 nur aus positiven Filterparametern, d. h., "1,. . ., 1".
Fig. 4C zeigt ein Beispiel des Bildfilters 3, der
n = 10 entspricht.
Ähnlich wie der Bildfilter 2 wird der Bildfilter 3 auf
den gesamten Bereich des aufgenommenen Bildes durch völli
ges Verschieben des Bildfilters 3 von links nach rechts in
der Rechts-und-Links-Richtung ebenso wie von oben nach un
ten in der Rauf-und-Runter-Richtung angewendet.
Genauer gesagt, wird der Bildfilter 3 auf 1×2n Pixel
angewendet, die ein zentrales Objektpixel enthalten. Eine
Filterausgabe "E3" des Bildfilters 3 wird zu diesem Zeit
punkt als eine Summe von Produkten entsprechender Pixel
werte und entsprechender Filterparameter erhalten.
Die folgende Gleichung wird verwendet, um die Filter
ausgabe E3 zu berechnen.
E3 = (1).(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)
= +a+b+c+d+e+f+g+h+i+j (3)
wenn a, b, c, d, e, f, g, h, i und j Pixelwerte (d. h.,
Helligkeitswerte) der Pixel repräsentieren, auf die der
Bildfilter 3 angewendet wird.
Die Filterausgabe E3 wird folglich durch Nacheinander
verschieben des Bildfilters 3, der das zentrale Objektpixel
enthält, in der Rechts-und-Links-Richtung und in der
Rauf-und-Runter-Richtung erhalten.
Der Bildfilter 3 fungiert als eine Einrichtung zum Er
halten eines akkumulativen Wertes aus den Pixelwerten (d. h.
Helligkeit).
Beispielsweise wird die Filterausgabe E3 Null (E3 = 0),
wenn die Filterausgabe E1 a = +300, b,. . ., i = 0, j = -300
ist.
Der Schritt S4 erhält folglich eine Ausgabe "B" durch
Anwenden des Bildfilters 3 auf die Filterausgabe des Bild
filters 1. Anschließend erhält ein Schritt S5 einen Abso
lutwert B' aus der Ausgabe "B" (d. h., B' = abs(B)).
Fig. 5B zeigt eine Matrixanordnung eines Verbund
filters, der einer Faltungsausgabe des Bildfilters 1 + des
Bildfilters 2 äquivalent ist. In Fig. 5B zeigen die ge
strichelten Linien an, daß es keine Filterparameter gibt
(d. h., 0), die auf die Pixelwerte angewendet oder mit ihnen
multipliziert werden sollen.
Der Bildfilter 2 und der Bildfilter 3 können auf ver
schiedene Weise modifiziert werden. Fig. 4K ist ein weite
res Beispiel des Bildfilters 2, der auf dieselbe Weise wie
das in Fig. 4B gezeigte Beispiel funktioniert, obwohl die
Gesamtzahl der Filterparameter auf 2n+1 erhöht und ein Zen
tralpixelwert 0 ist. Fig. 4L ist eine weitere Ausführungs
form des Bildfilters 3, der auf dieselbe Weise wie das in
Fig. 4C gezeigte Beispiel funktioniert, obwohl die Gesamt
zahl der Filterparameter auf 2n+1 erhöht und ein Zentral
pixelwert 0 ist.
Es ist ebenfalls möglich, die Zeilenanzahl der Bildfil
ter 2 und 3 zu erhöhen, falls erforderlich.
Der Bildfilter 2 kann entgegengesetzte Filterparameter
besitzen, wie in Fig. 4M gezeigt.
Jedenfalls sollte die Matrixgröße der Bildfilter 2
und 3 unter Berücksichtigung der Genauigkeit oder Stabili
tät in der Erfassung und der Kompliziertheit in der Verar
beitungszeit oder den Kosten optimiert werden.
Im folgenden werden die in den Fig. 5A und 5B ge
zeigten Verbundfilter ausführlicher erklärt werden.
Das aufgenommene Bild besteht aus einer Vielzahl von
Pixeln, die die Pixelwerte aij (i = 1,2,. . ., j = 1,2,. . .)
besitzen.
Wenn der Bildfilter 1 auf einen 3×3-Pixel-Bereich ange
wendet wird, der ein zentrales Objektpixel
(Pixelwert = aij) enthält, wird die Filterausgabe oij des
Objektpixels durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt.
oij = (-1).(ai-1j-1+aij-1+ai+1j-1)+(1).(ai-1j+1+aij+1+ai+1j+1) (4).
Als erstes wird die Berechnung der Filterausgabe des
Bildfilters 2 erklärt. Der Bildfilter 2 wird auf das mit
dem Bildfilter 1 gefilterte Bild angewendet.
Fig. 5F zeigt den Bildfilter 2, angewendet auf die
zweite Zeile des durch den Bildfilter 1 verarbeiteten Bil
des. Die Filterausgabe des Bildfilters 2 wird durch die
folgende Gleichung (5) ausgedrückt.
Ausgabe 2 = o21+o22+o23+o24 +. . .+ o2n-2+o2n-1+o2n
-o2n+1-o2n+2-o2n+3-o2n+4 . . . -o22n- ⁷²³⁷⁵ ⁰⁰⁰⁷⁰ ⁵⁵² ⁰⁰¹⁰⁰⁰²⁸⁰⁰⁰⁰⁰00200012000285917226400040 0002019918050 00004 72256 2-o22n-1-o22n (5).
-o2n+1-o2n+2-o2n+3-o2n+4 . . . -o22n- ⁷²³⁷⁵ ⁰⁰⁰⁷⁰ ⁵⁵² ⁰⁰¹⁰⁰⁰²⁸⁰⁰⁰⁰⁰00200012000285917226400040 0002019918050 00004 72256 2-o22n-1-o22n (5).
Die Gleichung (4) wird in die Gleichung (5) eingegeben.
Ausgabe 2 = (-1).(a10+a20+a30)+(1).(a12+a22+a32)
+(-1).(a11+a21+a31)+(1).(a13+a23+a33)
+(-1).(a12+a22+a32)+(1).(a14+a24+a34)
+(-1).(a13+a23+a33)+(1).(a15+a25+a35)
. . .
. . .
+(-1).(a1n-3+a2n-3+a3n-3)+(1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)
+(-1).(a1n-2+a2n-2+a3n-2)+(1).(a1n+a2n+a3n)
+(-1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
. . .
. . .
-((-1).(a1n+a2n+a3n)+(1).(a1n+2+a2n+2+a3n+2))
-((-1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)+(1).(a1n+3+a2n+3+a3n+3))
-((-1).(a1n+2+a2n+2+a3n+2)+(1).(a1n+4+a2n+4+a3n+4))
-((-1).(a1n+3+a2n+3+a3n+3)+(1).(a1n+5+a2n+5+a3n+5))
. . .
. . .
-((-1).(a12n-3+a22n-3+a32n-3)+(1).(a12n-1+a22n-1+a32n-1))
-((-1).(a12n-2+a22n-2+a32n-2)+(1).(a12n+a22n+a32n))
-((-1).(a12n-1+a22n-1+a32n-1)+(1).(a12n+1+a22n+1+a32n+1))
= (-1).(a10+a20+a30)
+(-1).(a11+a21+a31)
+(2).(a1n+a2n+a3n)
+(2).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
-(1).(a12n+a22n+a32n)
-(1).(a12n+1+a22n+1+a32n+1) (5').
+(-1).(a11+a21+a31)+(1).(a13+a23+a33)
+(-1).(a12+a22+a32)+(1).(a14+a24+a34)
+(-1).(a13+a23+a33)+(1).(a15+a25+a35)
. . .
. . .
+(-1).(a1n-3+a2n-3+a3n-3)+(1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)
+(-1).(a1n-2+a2n-2+a3n-2)+(1).(a1n+a2n+a3n)
+(-1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
. . .
. . .
-((-1).(a1n+a2n+a3n)+(1).(a1n+2+a2n+2+a3n+2))
-((-1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)+(1).(a1n+3+a2n+3+a3n+3))
-((-1).(a1n+2+a2n+2+a3n+2)+(1).(a1n+4+a2n+4+a3n+4))
-((-1).(a1n+3+a2n+3+a3n+3)+(1).(a1n+5+a2n+5+a3n+5))
. . .
. . .
-((-1).(a12n-3+a22n-3+a32n-3)+(1).(a12n-1+a22n-1+a32n-1))
-((-1).(a12n-2+a22n-2+a32n-2)+(1).(a12n+a22n+a32n))
-((-1).(a12n-1+a22n-1+a32n-1)+(1).(a12n+1+a22n+1+a32n+1))
= (-1).(a10+a20+a30)
+(-1).(a11+a21+a31)
+(2).(a1n+a2n+a3n)
+(2).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
-(1).(a12n+a22n+a32n)
-(1).(a12n+1+a22n+1+a32n+1) (5').
Auf der Grundlage dieses Ergebnisses wird die Ausgabe
des Bildfilters 2 (d. h., die Faltungsausgabe des Bildfil
ters 1 + des Bildfilters 2) durch den in Fig. 5A gezeigten
Verbundfilter ausgedrückt.
Als nächstes wird die Berechnung der Filterausgabe des
Bildfilters 3 erklärt.
Der Bildfilter 3 wird auf das mit dem Bildfilter 1
gefilterte Bild angewendet. Fig. 5G zeigt den Bildfilter 3,
angewandt auf die zweite Zeile des durch den Bildfilter 1
verarbeiteten Bildes. Die Filterausgabe des Bildfilters 3
wird durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt.
Ausgabe 3 = o21+o22+o23 +. . .+ o22n-2+o22n-1+o22n (6).
Die Gleichung (4) wird in die Gleichung (6) eingegeben.
Ausgabe 3 = (-1).(a10+a20+a30)+(1).(a12+a22+a32)
+(-1).(a11+a21+a31)+(1).(a13+a23+a33)
+(-1).(a12+a22+a32)+(1).(a14+a24+a34)
. . .
. . .
+(-1).(a12n-3+a22n-3+a32n-3)+(1).(a12n-1)+a22n-1+a32n-1)
+(-1).(a12n-2+a22n-2+a32n-2)+(1).(a12n+a22n+a32n)
+(-1).(a12n-1+a22n-1+a32n-1)+(1).(a12n+1+a22n+1+a32n+1)
= (-1).(a10+a20+a30)
+(-1).(a11+a21+a31)
+(1).(a12n+a22n+a32n)
+(1).(a12n+1+a22n+1+a32n+1) (6').
+(-1).(a11+a21+a31)+(1).(a13+a23+a33)
+(-1).(a12+a22+a32)+(1).(a14+a24+a34)
. . .
. . .
+(-1).(a12n-3+a22n-3+a32n-3)+(1).(a12n-1)+a22n-1+a32n-1)
+(-1).(a12n-2+a22n-2+a32n-2)+(1).(a12n+a22n+a32n)
+(-1).(a12n-1+a22n-1+a32n-1)+(1).(a12n+1+a22n+1+a32n+1)
= (-1).(a10+a20+a30)
+(-1).(a11+a21+a31)
+(1).(a12n+a22n+a32n)
+(1).(a12n+1+a22n+1+a32n+1) (6').
Auf der Grundlage dieses Ergebnisses wird die Ausgabe
des Bildfilters 3 (d. h., die Faltungsausgabe des Bildfil
ters 1 + des Bildfilters 3) durch den in Fig. 5B gezeigten
Verbundfilter ausgedrückt.
Wie oben beschrieben, ist der Bildfilter 1 nicht auf
den einen in Fig. 4A gezeigten begrenzt.
Zum Beispiel kann der Bildfilter 1 von Fig. 4E verwen
det werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, den in
Fig. 4N gezeigten Bildfilter 2 zu verwenden, dessen Filter
parameter vollständig entgegengesetzt zu jenen von Fig 4B
sind. Diese Kombination wird später erklärt werden. Der
sich ergebende Verbundfilter aus dem Bildfilter 1 + Bild
filter 2 ist identisch mit jenem, der in Fig. 5A gezeigt
ist. Der Verbundfilter aus dem Bildfilter 1 + Bildfilter 3
ist in Fig. 5C gezeigt, dessen Filterparameter vollständig
entgegengesetzt zu den in Fig. 5B gezeigten sind.
Alternativ kann der Bildfilter 1 von Fig. 4F verwendet
werden. In diesem Fall ist der sich ergebende Verbundfilter
aus Bildfilter 1 + Bildfilter 2 in Fig. 5D gezeigt. Der
Verbundfilter aus dem Bildfilter 1 + Bildfilter 3 ist in
Fig. 5E gezeigt.
Zurückkehrend zu dem Flußdiagramm von Fig. 3, werden
die Verarbeitung, die in Schritt S3 durchgeführt wird, und
die Verarbeitung, die in den Schritten S4 und S5 durchge
führt wird, gleichzeitig ausgeführt, obwohl die konkrete
Datenverarbeitung und Berechnungen in einem Computer
(z. B. CPU) entsprechend einem Hauptprogramm mit Unter
brechungen durchgeführt werden.
Als nächstes, in einem Schritt S6, wird eine Differenz
C (= A-B') als eine die Fahrspurmarkierung repräsentieren
de Merkmalsgröße erhalten.
Dann, in einem Schritt S7, wird die Differenz C, die
die Fahrspurmerkmalsgröße repräsentiert, an den Videospei
cher 23 ausgegeben.
Eine praxistaugliche Verarbeitung der oben beschriebe
nen Filteroperation der vorliegenden Erfindung wird auf die
folgende Weise durchgeführt.
Fig. 6A zeigt ein aufgenommenes Originalbild, das eine
helle Fahrspurmarkierung (M) enthält, die auf einer dunklen
Straße (R) gezogen oder aufgedruckt ist. Es wird nun ange
nommen, daß eine Abtastoperation an den Pixeln durchgeführt
wird, die entlang einer horizontalen Linie X-Y ausgerichtet
sind.
Fig. 6B zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y. Da die Fahr
spurmarkierung M heller als die Straße R ist, besitzt ein
Bereich, der der hellen Fahrspurmarkierung M entspricht,
eine große Signalintensität verglichen mit dem restlichen
Bereich, der der Straße R entspricht.
Fig. 6C zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsänderungsverteilung) entlang der Abtastlinie
X-Y, die erhalten wird, nachdem der Bildfilter 1 auf das
Originalbild von Fig. 6A angewendet ist.
In der Abtastrichtung von links nach rechts beginnt das
Ausgabesignal des Bildfilters 1 zuzunehmen, wenn sich der
Abtastpunkt der hellen Fahrspurmarkierung M nähert, und be
sitzt einen großen positiven Spitzenwert in einem Bereich,
der einer linken Kante der hellen Fahrspurmarkierung M ent
spricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bildfilters 1
auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Abtastpunkt
gänzlich auf der hellen Fahrspurmarkierung M befindet. Dann
beginnt das Ausgabesignal des Bildfilters 1 abzunehmen,
wenn sich der Abtastpunkt der Straße R nähert, und besitzt
einen großen negativen Spitzenwert in einem Bereich, der
einer rechten Kante der hellen Fahrspurmarkierung M ent
spricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bildfilters 1
auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Abtastpunkt
gänzlich auf der Straße R befindet. Mit anderen Worten, der
Bildfilter 1 erzeugt ein Paar von positiven und negativen
Spitzenwerten, die voneinander in einem Bereich "V" beab
standet sind, der der hellen Fahrspurmarkierung M ent
spricht.
Wie unter Bezug auf die Fig. 4A und 4D erklärt
wurde, fungiert der Bildfilter 1 als eine Einrichtung zum
Erfassen einer Helligkeitsänderung zwischen benachbarten
Pixeln (d. h., einer Differenz zwischen zwei Pixelwerten).
Wenn der Bildfilter 1 gänzlich auf einem Bereich gleichmä
ßiger Helligkeit positioniert ist, ist die Ausgabe Null.
Wenn der Bildfilter 1 auf oder nahe der Grenze zwischen dem
hellen Bereich und dem dunklen Bereich positioniert ist,
wird die Ausgabe zu einem signifikanten Wert als Reaktion
auf die Helligkeitsänderung. Weiterhin zeigt ein positives
Ausgabesignal des Bildfilters 1 einen Übergang von dem
dunklen Bereich zu dem hellen Bereich an. Andererseits
zeigt ein negatives Ausgabesignal des Bildfilters 1 einen
Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich an.
In dieser Hinsicht kann der Bildfilter 1 als ein Umriß
linien- oder Konturverstärkungsfilter bezeichnet werden,
der geeignet ist, positive und negative Spitzenwerte zu er
zeugen, die den Kanten der hellen Fahrspurmarkierung M ent
sprechen.
Fig. 6D zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Dreh
impulsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten
wird, nachdem der Bildfilter 2 auf das Bild von Fig. 6C an
gewendet ist. Der Bildfilter 2 besteht aus n positiven Fil
terparametern (+1) und n negativen Filterparametern (-1),
d. h., "1,. . ., 1, -1,. . ., -1", die auf die 1×2n Pixel auf
dem aufgenommenen Bild angewendet werden können, wie unter
Bezug auf Fig. 4B erklärt wurde. Es wird nun angenommen,
daß der Bildfilter 2 auf den Bereich angewendet wird, der
die helle Fahrspurmarkierung M ganz enthält.
In diesem Fall ist die linke Kante der hellen Fahrspur
markierung M in dem Bildfilter 2 links positioniert, und
die rechte Kante der hellen Fahrspurmarkierung M ist in dem
Bildfilter 2 rechts positioniert. Folglich wird, auf der
Grundlage des mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bildes,
der positive Ausgabewert, der der linken Kante der hellen
Fahrspurmarkierung M entspricht, mit dem positiven
Filterparameter (+1) des Bildfilters 2 multipliziert und
ein positiver großer Wert erzeugt. Der negative Ausgabe
wert, der der rechten Kante der hellen Fahrspurmarkierung M
entspricht, wird mit dem negativen Filterparameter (-1) des
Bildfilters 2 multipliziert und ein positiver großer Wert
erzeugt. Als ein Ergebnis erzeugt der Bildfilter 2 eine
Summe aus positiven Werten, die den Drehimpuls (siehe
Fig. 6C) repräsentiert, der in der Richtung im Uhrzeiger
sinn um das Zentrum (d. h., Objektpixel) des Bildfilters 2
herum bewirkt wird. Dies ist der Grund, warum die Ausgabe
des Bildfilters 2 im Zentrum der hellen Fahrspurmarkie
rung M wie in Fig. 6D gezeigt einen positiven Spitzenwert
(d. h., maximalen Drehimpuls) annimmt.
Kurz gesagt, der Bildfilter 1 erzeugt ein gefiltertes
Bild der Straße, das verstärkte Umrißlinien oder Konturen
der hellen Fahrspurmarkierung M enthält. Der Bildfilter 2
erzeugt ein weiteres gefiltertes Bild der Straße, das die
Drehimpulsgrößen um das Zentrum (d. h., Objektpixel) des
Bildfilters 2 herum enthält. In diesem Fall wird die Ausga
be des Bildfilters 1 (d. h., Umrißlinienverstärkungswert)
als eine Vektorgröße um das Zentrum (d. h. Objektpixel) des
Bildfilters 2 herum betrachtet. Wenn die Ausgabe des Bild
filters 2 ein positiver großer Wert ist, ist die Mutmaß
lichkeit oder Wahrscheinlichkeit der hellen Fahrspurmarkie
rung M erhöht.
In einem weiteren Aspekt kann der Bildfilter 2 als eine
Einrichtung zum Erfassen einer symmetrischen Anordnung von
positiven und negativen Pixelwerten (d. h., Umrißlinienver
stärkungswerten des Bildfilters 1) in Bezug auf das Zentrum
(d. h., Objektpixel) des Bildfilters 2 betrachtet werden.
Fig. 6E zeigt eine Pixelwertverteilung (Absolutwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
nachdem der Bildfilter 3 auf das Bild von Fig. 6C
angewendet ist.
Der Bildfilter 3 besteht aus 2n positiven Filterparame
tern, d. h., "1,. . ., 1", die auf 1×2n Pixel auf dem auf
genommenen Bild angewendet werden können, wie unter Bezug
auf Fig. 4C erklärt wurde. Es wird nun angenommen, daß der
Bildfilter 3 auf den Bereich angewendet wird, der die helle
Fahrspurmarkierung M ganz enthält.
In diesem Fall wird die linke Kante der hellen Fahr
spurmarkierung M in dem Bildfilter 3 links positioniert,
und die rechte Kante der hellen Fahrspurmarkierung M wird
in dem Bildfilter 3 rechts positioniert. Folglich wird, auf
der Grundlage des mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten
Bildes, der Ausgabewert des Bildfilters 1 mit +1 (d. h., dem
Filterparameter des Bildfilters 3) multipliziert. Der
Bildfilter 1 erzeugt eine positive Ausgabe als Reaktion auf
die linke Kante der hellen Fahrspurmarkierung M und eine
negative Ausgabe als Reaktion auf die rechte Kante der
hellen Fahrspurmarkierung M. Diese positiven und negativen
Ausgaben annullieren sich gegenseitig, wenn sie als eine
Ausgabe des Bildfilters 3 aufsummiert werden. Dies ist der
Grund, warum die Ausgabe des Bildfilters 3 im Zentrum der
hellen Fahrspurmarkierung M 0 ist (siehe Fig. 6E).
Der Bildfilter 3 erzeugt eine positive Ausgabe in dem
linken Bereich der Abtastlinie X-Y, da der Bildfilter 1
einen positiven Spitzenwert an der linken Kante der hellen
Fahrspurmarkierung M erzeugt. Der Bildfilter 3 erzeugt eine
negative Ausgabe in dem rechten Bereich der Abtastlinie
X-Y, da der Bildfilter 1 einen negativen Spitzenwert an der
rechten Kante der hellen Fahrspurmarkierung M erzeugt, wie
in Fig. 6E durch eine gepunktete Linie gezeigt ist.
Die Ausgabe des Bildfilters 3 wird anschließend in
einen Absolutwert umgewandelt, wie es in Fig. 6E durch eine
durchgezogene Linie angezeigt ist.
Folglich erzeugt der Bildfilter 3 einen akkumulativen
Absolutwert der Pixelwerte des mit dem Bildfilter 1
gefilterten Bildes (d. h., eine Summe der Absolutwerte der
Umrißlinienverstärkungswerte). Dementsprechend reagiert die
Ausgabe des Bildfilters 3 auf die Änderung der Ausgabe des
Bildfilters 1, wobei der steilen Änderung der Ausgabe des
Bildfilters 1 eine mäßige Änderung folgt wie es in Fig. 6E
durch die gepunktete Linie gezeigt ist.
Fig. 6F zeigt eine Pixelwertverteilung
(Differenzwertverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die
erhalten wird, indem man den Absolutwert der Ausgabe des
Bildfilters 3 (d. h., den akkumulativen Absolutwert der
Pixelwerte) von der Ausgabe des Bildfilters 2 (d. h., dem
Drehimpuls der Pixelwerte) subtrahiert.
Wie aus Fig. 6F ersichtlich ist, erzeugt der sich erge
bende Differenzwert einen großen Positiven Wert in dem Be
reich, der der hellen Fahrspurmarkierung M entspricht. Mit
anderen Worten, dieser Differenzwert ist ein guter Anzei
ger, der die Merkmale der hellen Fahrspurmarkierung M re
präsentiert. Bei einer praxistauglichen Datenverarbeitung
kann die helle Fahrspurmarkierung M sicher erfaßt werden,
indem man eine geeignete positive Schwelle Th einrichtet
bzw. einstellt, wie in Fig. 6F gezeigt.
Fig. 7A zeigt ein von der CCD-Kamera 10 aufgenommenes
Originalbild einer Straße. Fig. 7B zeigt ein Bild der Stra
ße, das erhalten wird, nachdem der Bildfilter 1 auf das
Originalbild von Fig. 7A angewendet ist. Wie vergrößert ge
zeigt ist, ist die Umrißlinie oder Kontur der hellen Fahr
spurmarkierung verstärkt, und die Helligkeit an den rechten
und linken Kanten der hellen Fahrspurmarkierung ist entge
gengesetzt. Fig. 7C zeigt ein Bild der Straße, das erhalten
wird, indem man den Absolutwert der Ausgabe des Bildfil
ters 3 (d. h., den akkumulativen Absolutwert der Pixelwerte)
von der Ausgabe des Bildfilters 2 (d. h., dem Drehimpuls der
Pixelwerte) subtrahiert.
Das aufgenommene Bild kann eine dunkle Fahrspurmarkie
rung enthalten, die in diesem Fall eine falsche Fahrspur
markierung ist. Die vorliegende Erfindung kann die dunkle
Fahrspurmarkierung sicher von der hellen Fahrspurmarkierung
unterscheiden.
Fig. 8A zeigt ein weiteres aufgenommenes Originalbild,
das eine dunkle Fahrspurmarkierung (M') enthält, die auf
einer dunklen Straße (R) gezogen oder aufgedruckt ist. Es
wird nun angenommen, daß eine Abtastoperation an den Pixeln
durchgeführt wird, die entlang einer horizontalen Linie X-Y
ausgerichtet sind.
Fig. 8B zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y. Da die Fahr
spurmarkierung M' dunkler als die Straße R ist, besitzt ein
Bereich, der der dunklen Fahrspurmarkierung M' entspricht,
eine kleinere Signalintensität im Vergleich zu dem
restlichen Bereich, der der Straße R entspricht.
Fig. 8C zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsänderungsverteilung) entlang der Abtastlinie
X-Y, die erhalten wird, nachdem der Bildfilter 1 auf das
Originalbild von Fig. 8A angewendet ist.
In der Abtastrichtung von links nach rechts beginnt das
Ausgabesignal des Bildfilters 1 abzunehmen, wenn sich der
Abtastpunkt der dunklen Fahrspurmarkierung M' nähert, und
besitzt einen großen negativen Spitzenwert in einem Be
reich, der der linken Kante der dunklen Fahrspurmarkie
rung M' entspricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bild
filters 1 auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Ab
tastpunkt gänzlich auf der dunklen Fahrspurmarkierung M'
befindet. Dann beginnt das Ausgabesignal des Bildfilters 1
zuzunehmen, wenn sich der Abtastpunkt der Straße R nähert,
und besitzt einen großen positiven Wert in einem Bereich,
der der rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M'
entspricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bildfilters 1
auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Abtastpunkt
ganz auf der Straße R befindet. Mit anderen Worten, der
Bildfilter 1 erzeugt ein Paar von negativen und Positiven
Spitzenwerten, die voneinander in dem Bereich "V" beabstan
det sind, der der dunklen Fahrspurmarkierung M' entspricht.
Wie oben erklärt wurde, fungiert der Bildfilter 1 als
eine Einrichtung zum Erfassen einer Helligkeitsänderung
zwischen benachbarten Pixeln (d. h., einer Differenz zwi
schen zwei Pixelwerten). Wenn der Bildfilter 1 gänzlich auf
einem Bereich gleichmäßiger Helligkeit positioniert ist,
ist seine Ausgabe Null. Wenn der Bildfilter 1 auf oder nahe
der Grenze zwischen dem hellen Bereich und dem dunklen Be
reich positioniert ist, wird die Ausgabe als Reaktion auf
die Helligkeitsänderung zu einem signifikanten Wert.
Weiterhin zeigt ein positives Ausgabesignal des
Bildfilters 1 einen Übergang von dem dunklen Bereich zu dem
hellen Bereich an. Andererseits zeigt ein negatives
Ausgabesignal des Bildfilters 1 einen Übergang von dem
hellen Bereich zu dem dunklen Bereich an.
Fig. 8D zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Dreh
impulsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten
wird, nachdem der Bildfilter 2 auf das Bild von Fig. 8C
angewendet ist. Der Bildfilter 2 besteht aus n positiven
Filterparametern (+1) und n negativen Filterparametern (-1),
d. h., "1,. . ., 1, -1,. . ., -1", die auf 1×2n Pixel auf
dem aufgenommenen Bild angewendet werden können, wie oben
erklärt wurde. Es wird nun angenommen, daß der Bildfilter 2
auf den Bereich angewendet wird, der die dunkle
Fahrspurmarkierung M' ganz enthält.
Die linke Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird
in dem Bildfilter 2 links positioniert, und die rechte
Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird in dem Bild
filter 2 rechts positioniert. Folglich wird, auf der Grund
lage des mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bildes, der
negative Ausgabewert, der der linken Kante der dunklen
Fahrspurmarkierung M' entspricht, mit dem Positiven Filter
parameter (+1) des Bildfilters 2 multipliziert und ein ne
gativer großer Wert erzeugt. Der positive Ausgabewert, der
der rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' ent
spricht, wird mit dem negativen Filterparameter (-1) des
Bildfilters 2 multipliziert und ein negativer großer Wert
erzeugt. Als ein Ergebnis erzeugt der Bildfilter 2 eine
Summe von negativen Werten, die den Drehimpuls repräsentie
ren (siehe Fig. 8C), der in der Richtung im Gegenuhrzeiger
sinn um das Zentrum (d. h., Objektpixel) des Bildfilters 2
herum bewirkt wird. Dies ist der Grund, warum die Ausgabe
des Bildfilters 2 einen negativen Spitzenwert (d. h., mini
malen Drehimpuls) im Zentrum der dunklen Fahrspurmarkie
rung M' annimmt, wie in Fig. 8D gezeigt. In dieser Ausfüh
rungsform wird dem Drehimpuls im Uhrzeigersinn ein positi
ves Vorzeichen zugewiesen, und dem Drehimpuls im Gegenuhr
zeigersinn wird ein negatives Vorzeichen zugewiesen.
Der Bildfilter 1 erzeugt folglich ein gefiltertes Bild
der Straße, das die verstärkten Umrißlinien oder Konturen
der dunklen Fahrspurmarkierung M' enthält (siehe Fig. 8C),
obwohl die Pixelwerte entgegengesetzt zu jenen sind, die in
Fig. 6C gezeigt sind. Der Bildfilter 2 erzeugt das gefil
terte Bild der Straße, das die Drehimpulsgrößen um das Zen
trum (d. h., Objektpixel) des Bildfilters 2 herum enthält.
Fig. 8E zeigt eine Pixelwertverteilung (Absolutwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
nachdem der Bildfilter 3 auf das Bild von Fig. 8C
angewendet ist.
Der Bildfilter 3 besteht aus 2n positiven Filterparame
tern, d. h., "1,. . ., 1", die auf 1×2n Pixel auf dem aufge
nommenen Bild angewendet werden können, wie oben erklärt
wurde. Es wird nun angenommen, daß der Bildfilter 3 auf den
Bereich angewendet wird, der die dunkle Fahrspurmarkie
rung M' gänzlich enthält.
Die linke Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird
in dem Bildfilter 3 links positioniert, und die rechte
Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird in dem Bild
filter 3 rechts positioniert. Folglich wird, auf der Grund
lage des mit dem Bildfilter 1 verarbeibeten Bildes, der
Ausgabewert des Bildfilters 1 mit +1 (d. h., dem Filter
parameter des Bildfilters 3) multipliziert. Der Bildfil
ter 1 erzeugt als Reaktion auf die linke Kante der dunklen
Fahrspurmarkierung M' eine negative Ausgabe und eine posi
tive Ausgabe als Reaktion auf die rechte Kante der dunklen
Fahrspurmarkierung M'. Diese negativen und positiven Ausga
ben annullieren einander, wenn sie als eine Ausgabe des
Bildfilters 3 aufsummiert werden. Dies ist der Grund, warum
die Ausgabe des Bildfilters 3 im Zentrum der Fahrspurmar
kierung M' 0 ist (siehe Fig. 8E).
Der Bildfilter 3 erzeugt eine negative Ausgabe in dem
linken Bereich der Abtastlinie X-Y, da der Bildfilter 1
einen negativen Spitzenwert an der linken Kante der dunklen
Fahrspurmarkierung M' erzeugt. Der Bildfilter 3 erzeugt
eine positive Ausgabe in dem rechten Bereich der Abtast
linie X-Y, da der Bildfilter 1 einen Positiven Spitzenwert
an der rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' er
zeugt, wie es in Fig. 8E durch eine punktierte Linie ge
zeigt ist.
Die Ausgabe des Bildfilters 3 wird anschließend in
einen Absolutwert umgewandelt, wie es in Fig. 8E durch eine
durchgezogene Linie angezeigt ist.
Folglich erzeugt der Bildfilter 3 einen akkumulativen
Absolutwert der Pixelwerte des mit dem Bildfilter 1 gefil
terten Bildes (d. h., eine Summe der Absolutwerte der Umriß
linienverstärkungswerte). Die Ausgabe des Bildfilter 3 rea
giert auf die Änderung der Ausgabe des Bildfilters 1, wobei
der steilen Änderung der Ausgabe des Bildfilters 1 eine
mäßige Änderung folgt, wie es in Fig. 8E durch die punk
tierte Linie gezeigt ist.
Fig. 8F zeigt eine Pixelwertverteilung (Differenzwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
indem man den Absolutwert der Ausgabe des Bildfilters 3
(d. h., den akkumulativen Absolutwert der Pixelwerte) von
der Ausgabe des Bildfilters 2 (d. h., dem Drehimpuls der
Pixelwerte) subtrahiert.
Wie aus Fig. 8F ersichtlich ist, erzeugt der sich erge
bende Differenzwert einen großen negativen Wert in dem der
dunklen Fahrspurmarkierung M' entsprechenden Bereich, der
vollkommen entgegengesetzt zu dem großen positiven Wert der
hellen Fahrspurmarkierung M ist (d. h., der echten Fahrspur
markierung). Dementsprechend erfaßt die positive Schwel
le Th (siehe Fig. 6F) nicht die dunkle Fahrspurmarkie
rung M' (d. h., die falsche Fahrspurmarkierung). Mit anderen
Worten, die dunkle Fahrspurmarkierung M' kann außer acht
gelassen werden. Auf diese Weise kann die dunkle Fahrspur
markierung M' von der hellen Fahrspurmarkierung M auf der
Grundlage des sich ergebenden Differenzwertes sicher unter
schieden werden.
Das aufgenommene Bild kann außer der Fahrspurmarkierung
Rauschbilder enthalten. Die vorliegende Erfindung kann sol
che Rauschbilder von der echten Fahrspurmarkierung (d. h.,
der hellen Fahrspurmarkierung in dieser Ausführungsform)
sicher unterscheiden.
Fig. 9A zeigt ein aufgenommenes Originalbild, das einen
dunklen Bereich und einen hellen Bereich (verschieden von
der hellen Fahrspurmarkierung M) enthält. Es wird nun ange
nommen, daß eine Abtastoperation an den Pixeln durchgeführt
wird, die entlang einer horizontalen Linie X-Y ausgerichtet
sind, die die Grenze zwischen dem dunklen Bereich und dem
hellen Bereich kreuzt.
Fig. 9B zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h. Hellig
keitsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y. Der dunkle
Bereich besitzt verglichen mit dem hellen Bereich eine
kleinere Signalintensität.
Fig. 9C zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsänderungsverteilung) entlang der Abtastlinie
X-Y, die erhalten wird, nachdem der Bildfilter 1 auf das
Originalbild von Fig. 9A angewendet ist.
In der Abtastrichtung von links nach rechts besitzt das
Ausgabesignal des Bildfilters 1 einen großen positiven
Spitzenwert in einem Bereich, der der Grenze zwischen dem
dunklen Bereich und dem hellen Bereich entspricht. Das Aus
gabesignal des Bildfilters 1 bleibt in dem restlichen
Bereich auf einem niedrigen (0) Pegel. Mit anderen Worten,
der Bildfilter 1 erzeugt einen einzelnen positiven Spitzen
wert an der Grenze zwischen dem dunklen Bereich und dem
hellen Bereich.
Wie oben erklärt wurde, fungiert der Bildfilter 1 als
eine Einrichtung zum Erfassen einer Helligkeitsänderung
zwischen benachbarten Pixeln (d. h., einer Differenz zwi
schen zwei Pixelwerten). Der Bildfilter 1 erzeugt ein posi
tives Ausgabesignal in einem Übergangsbereich von dem dunk
len Bereich zu dem hellen Bereich.
Fig. 9D zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Dreh
impulsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten
wird, nachdem der Bildfilter 2 auf das Bild von Fig. 9C an
gewendet ist. Der Bildfilter 2 besteht aus n positiven Fil
terparametern (+1) und n negativen Filterparametern (-1),
d. h., "1,. . ., 1, -1,. . ., -1", die auf 1×2n Pixel auf dem
aufgenommenen Bild angewendet werden können, wie oben
erklärt wurde.
Die Grenze zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen
Bereich wird in dem Bildfilter 2 rechts positioniert, wenn
sich der Bildfilter 2 an der linken Seite der Abtastli
nie X-Y befindet. Der positive Spitzenwert wird folglich
mit dem negativen Filterparameter (-1) des Bildfilters 2
multipliziert und ein negativer großer Wert erzeugt. Ande
rerseits ist die Grenze zwischen dem dunklen Bereich und
dem hellen Bereich in dem Bildfilter 2 links positioniert,
wenn sich der Bildfilter 2 an der rechten Seite der Abtast
linie X-Y befindet. Der positive Spitzenwert wird folglich
mit dem positiven Filterparameter (+1) des Bildfilters 2
multipliziert und ein Positiver großer Wert erzeugt, wie in
Fig. 9D gezeigt ist.
Fig. 9E zeigt eine Pixelwertverteilung (Absolutwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
nachdem der Bildfilter 3 auf das Bild von Fig. 9C
angewendet ist.
Der Bildfilter 3 besteht aus 2n positiven Filterparame
tern, d. h., "1,. . ., 1", die auf 1×2n Pixel auf dem auf
genommenen Bild angewendet werden können, wie oben erklärt
wurde.
Der Positive Spitzenwert wird folglich mit dem positi
ven Filterparameter (+1) des Bildfilters 3 in dem gesamten
Bereich der Abtastlinie X-Y multipliziert.
Die Ausgabe des Bildfilters 3 wird anschließend in
einen Absolutwert umgewandelt, wie es in Fig. 9E durch eine
durchgezogene Linie angezeigt ist, obwohl die Ausgabe des
Bildfilters 3 in diesem Fall positiv ist.
Fig. 9F zeigt eine Pixelwertverteilung (Differenzwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
indem man den Absolutwert der Ausgabe des Bildfilters 3 von
der Ausgabe des Bildfilters 2 subtrahiert.
Wie aus Fig. 9F ersichtlich ist, erzeugt der sich erge
bende Differenzwert einen großen negativen Wert im linken
Bereich der Abtastlinie X-Y. Dementsprechend wird der Über
gang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich durch
die positive Schwelle Th (siehe Fig. 6F) nicht erfaßt. Auf
diese Weise erfaßt die positive Schwelle Th nicht das
Rauschbild der dunklen und hellen Bereiche. Mit anderen
Worten, das Rauschbild der dunklen und hellen Bereiche kann
auf der Grundlage des sich ergebenden Differenzwertes von
der echten (d. h., hellen) Fahrspurmarkierung sicher unter
schieden werden.
Fig. 10A zeigt ein weiteres aufgenommenes Originalbild,
das gegenüberliegend angeordnete helle und dunkle Bereiche
enthält. Es wird nun angenommen, daß eine Abtastoperation
an den Pixeln durchgeführt wird, die entlang einer horizon
talen Linie X-Y ausgerichtet sind, die die Grenze zwischen
dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich kreuzt.
Fig. 10B zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y. Der helle Be
reich besitzt verglichen mit dem dunklen Bereich eine grö
ßere Signalintensität.
Fig. 10C zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h.,
Helligkeitsänderungsverteilung) entlang der Abtastlinie
X-Y, die erhalten wird, nachdem der Bildfilter 1 auf das
Originalbild von Fig. 10A angewendet ist.
In der Abtastrichtung von links nach rechts besitzt das
Ausgabesignal des Bildfilters 1 einen großen negativen
Spitzenwert in einem Bereich, der der Grenze zwischen dem
hellen Bereich und dem dunklen Bereich entspricht. Das Aus
gabesignal des Bildfilters 1 bleibt in dem restlichen
Bereich auf einem niedrigen (0) Pegel. Mit anderen Worten,
der Bildfilter 1 erzeugt einen einzelnen negativen Spitzen
wert an der Grenze zwischen dem hellen Bereich und dem
dunklen Bereich.
Wie oben erklärt wurde, fungiert der Bildfilter 1 als
eine Einrichtung zum Erfassen einer Helligkeitsänderung
zwischen benachbarten Pixeln (d. h., einer Differenz zwi
schen zwei Pixelwerten). Der Bildfilter 1 erzeugt ein nega
tives Ausgabesignal in einem Übergangsbereich von dem hel
len Bereich zu dem dunklen Bereich.
Fig. 10D zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Dreh
impulsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten
wird, nachdem der Bildfilter 2 auf das Bild von Fig. 10C
angewendet ist. Der Bildfilter 2 besteht aus n positiven
Filterparametern (+1) und n negativen Filterparametern
(-1), d. h., "1,. . ., 1, -1,. . ., -1", die auf 1×2n Pixel
auf dem aufgenommenen Bild angewendet werden können, wie
oben erklärt wurde.
Die Grenze zwischen dem hellen Bereich und dem dunklen
Bereich wird in dem Bildfilter 2 rechts positioniert, wenn
sich der Bildfilter 2 an der linken Seite der Abtastli
nie X-Y befindet. Der negative Spitzenwert wird folglich
mit dem negativen Filterparameter (-1) des Bildfilters 2
multipliziert und ein positiver großer Wert erzeugt. Ande
rerseits wird die Grenze zwischen dem hellen Bereich und
dem dunklen Bereich in dem Bildfilter 2 links positioniert,
wenn sich der Bildfilter 2 an der rechten Seite der Abtast
linie X-Y befindet. Der negative Spitzenwert wird folglich
mit dem positiven Filterparameter (+1) des Bildfilters 2
multipliziert und ein negativer großer Wert erzeugt, wie in
Fig. 10D gezeigt.
Fig. 10E zeigt eine Pixelwertverteilung (Absolutwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
nachdem der Bildfilter 3 auf das Bild von Fig. 10C
angewendet ist.
Der Bildfilter 3 besteht aus 2n positiven Filterparame
tern, d. h., "1,. . ., 1", die auf 1×2n Pixel auf dem auf
genommenen Bild angewendet werden können, wie oben erklärt
wurde.
Der negative Spitzenwert wird folglich mit dem positi
ven Filterparameter (+1) des Bildfilters 3 in dem ganzen
Bereich der Abtastlinie X-Y multipliziert.
Die Ausgabe des Bildfilters 3 (ein negativer Wert in
diesem Fall) wird anschließend in einen Absolutwert umge
wandelt, wie es in Fig. 10E durch eine durchgezogene Linie
angezeigt ist.
Fig. 10F zeigt eine Pixelwertverteilung (Differenzwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
indem man den Absolutwert der Ausgabe des Bildfilters 3 von
der Ausgabe des Bildfilters 2 subtrahiert.
Wie aus Fig. 10F ersichtlich ist, erzeugt der sich er
gebende Differenzwert einen großen negativen Wert in dem
rechten Bereich der Abtastlinie X-Y. Dementsprechend wird
der Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich
durch die positive Schwelle Th (siehe Fig. 6F) nicht er
faßt. Auf diese Weise erfaßt die positive Schwelle Th nicht
das Rauschbild der hellen und dunklen Bereiche. Mit anderen
Worten, das Rauschbild der hellen und dunklen Bereiche kann
auf der Grundlage des sich ergebenden Differenzwertes von
der echten (d. h., hellen) Fahrspurmarkierung sicher unter
schieden werden.
Der ASIC 22 entfernt folglich unnötige oder Rauschbil
der von dem aufgenommenen Bild der Straße mittels Durchfüh
ren der oben beschriebenen Vorverarbeitung und erzeugt ein
optimiertes Bild, das nur die echte Fahrspurmarkierung ent
hält.
Die CPU 24 führt eine vorbestimmte Fahrspurmarkie
rungserkennung auf der Grundlage des von dem ASIC 22 er
zeugten vorverarbeiteten Bilds der Straße durch. Weiterhin
führt die CPU 24 eine vorbestimmte Fahrzeugfahrtkontrolle
auf der Grundlage des Ergebnisses der Fahrspurmarkierungs
erkennung durch.
Fig. 11 zeigt ein praxistaugliches Beispiel der Fahr
spurmarkierungserkennung und Fahrzeugkontrollverarbeitung,
die mit Unterbrechungen in vorbestimmten Intervallen in der
CPU 24 oder einem separaten vergleichbaren Computer durch
geführt wird.
Als erstes, in einem Schritt S11, wird ein vorverarbei
tetes Bild der Straße von dem Bildspeicher 23, der die von
dem ASIC 22 erzeugten Videodaten vorübergehend speichert,
in die CPU 24 eingegeben. In einem Schritt S12 erhält die
CPU auf der Grundlage des vorverarbeiteten Bildes der Stra
ße eine Position der Fahrspurmarkierung. In einem
Schritt S13 berechnet die CPU 24 eine Fahrzeugposition re
lativ in Bezug auf die erfaßte Fahrspurmarkierung. Dann, in
den nachfolgenden Schritten S14 bis S17, kontrolliert die
CPU 24 einen Steuerwinkel, eine Motorlast, eine Fahrzeugge
schwindigkeit und einen Übergang des Fahrzeuges auf der
Grundlage einer erfaßten Beziehung zwischen dem Fahrzeug
und der Fahrspurmarkierung.
Die Breite der Fahrspurmarkierung ist nicht immer kon
stant. Ein aufgenommenes Bild kann eine Vielzahl von Fahr
spurmarkierungen enthalten, die in ihrer Breite verschieden
sind. Eine bestimmte Fahrspurmarkierung, die zum Beispiel
bei einer Abzweigung oder einem Vereinigungsbereich gezogen
ist, kann dicker als eine gewöhnliche Fahrspurmarkierung
sein. Die Breite der Fahrspurmarkierung kann absichtlich
variiert werden, um sie voneinander zu unterscheiden, zum
Beispiel wenn eine Vielzahl von Wegen auf dem Fußboden der
Fabrik präpariert sind, die das automatisch geführte Fahr
zeug verwendet. In solch einem Fall ist es vorteilhaft,
alle unnötigen Fahrspurmarkierungen zu eliminieren.
Zu diesem Zweck ermöglicht es die vorliegende Erfin
dung, die Größe der Bildfilter 2 und 3 zu ändern.
Fig. 12A zeigt ein Beispiel des Bildfilters 2, der eine
zentrale tote Zone mit einer vorbestimmten Breite enthält,
so daß von dieser toten Zone keine Pixelwerte (d. h., der
Drehimpuls und der Absolutwert) erhalten werden.
Wenn der Bildfilter 2 mit einer toten Zone auf die
schmalere Fahrspurmarkierung angewendet wird, können die
Helligkeitsänderungen, die an beiden Enden der Fahrspurmar
kierung auftreten, nicht gleichzeitig registriert werden.
Die Fahrspurmarkierungsmerkmalsgröße wird nicht erfaßt.
Folglich ermöglicht es die Bereitstellung der toten Zone,
jede Fahrspurmarkierung, die schmaler als die tote Zone
ist, vollständig zu entfernen. Mit anderen Worten, die er
faßbaren Fahrspurmarkierungen können im wesentlichen auf
die Fahrspurmarkierungen begrenzt werdend die breiter als
die tote Zone und schmaler als die Breite des Filters sind.
Als erstes wird die Berechnung der Filterausgabe des
Bildfilters 2 von Fig. 12A erklärt.
Fig. 5H zeigt den Bildfilter 2 (Fig. 12A), der auf die
zweite Zeile des mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bildes
angewendet wird. Die Filterausgabe des Bildfilters 2 wird
durch die folgende Gleichung (7) ausgedrückt.
Ausgabe 2 = o21+o22+o23+o24 +. . .+ o2n-2+o2n-1+o2n
-o2m+1-o2m+2-o2m+3-o2m+4 . . . -o2m+n-2- o2m+n-1-o2m+n (7).
-o2m+1-o2m+2-o2m+3-o2m+4 . . . -o2m+n-2- o2m+n-1-o2m+n (7).
Die Gleichung (4) wird in die Gleichung (7) eingegeben.
Ausgabe 2 = (-1).(a10+a20+a30)+(1).(a12+a22+a32)
+(-1).(a11+a21+a31)+(1).(a13+a23+a33)
+(-1).(a12+a22+a32)+(1).(a14+a24+a34)
+(-1).(a13+a23+a33)+(1).(a15+a25+a35)
. . .
. . .
+(-1).(a1n-3+a2n-3+a3n-3)+(1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)
+(-1).(a1n-2+a2n-2+a3n-2)+(1).(a1n+a2n+a3n)
+(-1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
. . .
. . .
-((-1).(a1m+a2m+a3m)+(1).(a1m+2+a2m+2+a3m+2))
-((-1).(a1m+1+a2m+1+a3m+1)+(1).(a1m+3+a2m+3+a3m+3))
-((-1).(a1m+2+a2m+2+a3m+2)+(1).(a1m+4+a2m+4+a3m+4))
-((-1).(a1m+3+a2m+3+a3m+3)+(1).(a1m+5+a2m+5+a3m+5))
. . .
. . .
-((-1).(a1m+n-3+a2m+n-3+a3m+n-3)+(1).(a1m+n-1+a2m+n-1+ a3m+n-1))
-((-1).(a1m+n-2)+a2m+n-2+a3m+n-2)+(1).(a1m+n+a2m+n+a3m+n))
-((-1).(a1m+n-1)+a3m+n-1+a3m+n-1)+(1).(a1m+n+1+a2m+n+1+ a3m+n+1))
= (-1).(a10+a20+a30)
+(-1).(a11+a21+a31)
+(1).(a1n+a2n+a3n)
+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
-(-1).(a1m+a2m+a3m)
-(-1).(a1m+1+a2m+1+a3m+1)
-(1).(a1m+n+a2m+n+a3m+n))
-(1).(a1m+n+1+a2m+n+1+a3m+n+1) (7').
+(-1).(a11+a21+a31)+(1).(a13+a23+a33)
+(-1).(a12+a22+a32)+(1).(a14+a24+a34)
+(-1).(a13+a23+a33)+(1).(a15+a25+a35)
. . .
. . .
+(-1).(a1n-3+a2n-3+a3n-3)+(1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)
+(-1).(a1n-2+a2n-2+a3n-2)+(1).(a1n+a2n+a3n)
+(-1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
. . .
. . .
-((-1).(a1m+a2m+a3m)+(1).(a1m+2+a2m+2+a3m+2))
-((-1).(a1m+1+a2m+1+a3m+1)+(1).(a1m+3+a2m+3+a3m+3))
-((-1).(a1m+2+a2m+2+a3m+2)+(1).(a1m+4+a2m+4+a3m+4))
-((-1).(a1m+3+a2m+3+a3m+3)+(1).(a1m+5+a2m+5+a3m+5))
. . .
. . .
-((-1).(a1m+n-3+a2m+n-3+a3m+n-3)+(1).(a1m+n-1+a2m+n-1+ a3m+n-1))
-((-1).(a1m+n-2)+a2m+n-2+a3m+n-2)+(1).(a1m+n+a2m+n+a3m+n))
-((-1).(a1m+n-1)+a3m+n-1+a3m+n-1)+(1).(a1m+n+1+a2m+n+1+ a3m+n+1))
= (-1).(a10+a20+a30)
+(-1).(a11+a21+a31)
+(1).(a1n+a2n+a3n)
+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
-(-1).(a1m+a2m+a3m)
-(-1).(a1m+1+a2m+1+a3m+1)
-(1).(a1m+n+a2m+n+a3m+n))
-(1).(a1m+n+1+a2m+n+1+a3m+n+1) (7').
Auf der Grundlage dieses Ergebnisses wird die Ausgabe
des Bildfilters 2 (d. h., die Faltungsausgabe des Bildfil
ters 1 + des Bildfilters 2) durch den in Fig. 13A gezeigten
Verbundfilter ausgedrückt.
Fig. 12B zeigt ein Beispiel des Bildfilters 3, der die
selbe zentrale tote Zone wie jene aus Fig. 12A enthält, so
daß keine Pixelwerte (d. h., der Drehimpuls und der Absolut
wert) aus dieser toten Zone erhalten werden.
Als nächstes wird die Berechnung der Filterausgabe des
Bildfilters 3 erklärt.
Fig. 5I zeigt den Bildfilter 3 (Fig. 12B), der auf die
zweite Zeile des mittels des Bildfilters 1 verarbeiteten
Bildes angewendet wird. Die Filterausgabe des Bildfilters 3
wird durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückt.
Ausgabe 3 = o21+o22+o23+o24 . . .+o2n-2+o2n-1+o2n+
o2m+1+o2m+2+o2m+3+o2m+4 . . .+o2m+n-2+o2m+n-1+o2m+n (8).
o2m+1+o2m+2+o2m+3+o2m+4 . . .+o2m+n-2+o2m+n-1+o2m+n (8).
Die Gleichung (4) wird in die Gleichung (8) eingegeben.
Ausgabe 3 = (-1).(a10+a20+a30)+(1).(a12+a22+a32)
+(-1).(a11+a21+a31)+(1).(a13+a23+a33)
+(-1).(a12+a22+a33)+(1).(a14+a24+a34)
+(-1).(a13+a23+a33)+(1).(a15+a25+a35)
. . .
. . .
+(-1).(a1n-3+a2n-3+a3n-3)+(1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)
+(-1).(a1n-2+a2n-2+a3n-2)+(1).(a1n+a2n+a3n)
+(-1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
. . .
. . .
+(-1).(a1m+a2m+a3m)+(1).(a1m+2+a2m+2+a3m+2)
+(-1).(a1m+1+a2m+1+a3m+1)+(1).(a1m+3+a2m+3+a3m+3)
+(-1).(a1m+2+a2m+2+a3m+2)+(1).(a1m+4+a2m+4+a3m+4)
+(-1).(a1m+3+a2m+3+a3m+3)+(1).(a1m+5+a2m+5+a3m+5)
. . .
. . .
+(-1).(a1m+n-3+a2m+n-3+a3m+n-3)+(1).(a1m+n-1+a2m+n-1+ a3m+n-1)
+(-1).(a1m+n-2+a2m+n-2+a3m+n-2)+(1).(a1m+n+a2m+n+a3m+n)
+(-1).(a1m+n-1+a2m+n-1+a3m+n-1)+(1).a1m+n+1+a2m+n+1+ a3m+n+1)
= (-1).(a10+a20+a30)
+(-1).(a11+a21+a31)
+(1).(a1n+a2n+a3n))
+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
+(-1).(a1m+a2m+a3m)
+(-1).(a1m+1+a2m+1+a3m+1)
+(1).(a1m+n+a2m+n+a3m+n)
+(1).(a1m+n+1+a2m+n+1+a3m+n+1) (8').
+(-1).(a11+a21+a31)+(1).(a13+a23+a33)
+(-1).(a12+a22+a33)+(1).(a14+a24+a34)
+(-1).(a13+a23+a33)+(1).(a15+a25+a35)
. . .
. . .
+(-1).(a1n-3+a2n-3+a3n-3)+(1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)
+(-1).(a1n-2+a2n-2+a3n-2)+(1).(a1n+a2n+a3n)
+(-1).(a1n-1+a2n-1+a3n-1)+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
. . .
. . .
+(-1).(a1m+a2m+a3m)+(1).(a1m+2+a2m+2+a3m+2)
+(-1).(a1m+1+a2m+1+a3m+1)+(1).(a1m+3+a2m+3+a3m+3)
+(-1).(a1m+2+a2m+2+a3m+2)+(1).(a1m+4+a2m+4+a3m+4)
+(-1).(a1m+3+a2m+3+a3m+3)+(1).(a1m+5+a2m+5+a3m+5)
. . .
. . .
+(-1).(a1m+n-3+a2m+n-3+a3m+n-3)+(1).(a1m+n-1+a2m+n-1+ a3m+n-1)
+(-1).(a1m+n-2+a2m+n-2+a3m+n-2)+(1).(a1m+n+a2m+n+a3m+n)
+(-1).(a1m+n-1+a2m+n-1+a3m+n-1)+(1).a1m+n+1+a2m+n+1+ a3m+n+1)
= (-1).(a10+a20+a30)
+(-1).(a11+a21+a31)
+(1).(a1n+a2n+a3n))
+(1).(a1n+1+a2n+1+a3n+1)
+(-1).(a1m+a2m+a3m)
+(-1).(a1m+1+a2m+1+a3m+1)
+(1).(a1m+n+a2m+n+a3m+n)
+(1).(a1m+n+1+a2m+n+1+a3m+n+1) (8').
Auf der Grundlage dieses Ergebnisses wird die Ausgabe
des Bildfilters 3 (d. h., die Faltungsausgabe des Bildfil
ters 1 + des Bildfilters 3) durch den in Fig. 13B gezeigten
Verbundfilter ausgedrückt.
Die Länge der toten Zone ist gleich (m-n) Pixel, und
die Filterlänge ist gleich (m+n) Pixel. Die Größe der toten
Zone und der Bildfilter 2 und 3 kann folglich durch Ändern
der Werte von "m" und "n" beliebig modifiziert werden.
Die Fig. 14A bis 14D zeigen ein Originalbild einer
Straße und einige Beispiele der konkret durch Verwendung
des Bildfilters der vorliegenden Erfindung erhaltenen Bil
der der Straße.
Fig. 14A zeigt ein Originalbild einer Straße, das eine
erste Fahrspurmarkierung M1 mit einer gewöhnlichen Breite
und eine zweite Fahrspurmarkierung M2 mit einer breiteren
Breite (ungefähr zweimal die gewöhnliche Breite) enthält.
Fig. 14B zeigt ein Bild der Straße, das unter Verwen
dung der Bildfilter 2 und 3 mit keiner toten Zone erhalten
wurde. Beide der Fahrspurmarkierungen M1 und M2 werden klar
erfaßt.
Fig. 14C zeigt ein Bild der Straße, das unter Verwen
dung der Bildfilter 2 und 3 erhalten wurde, die breiter als
die erste Fahrspurmarkierung M1 und schmaler als die zweite
Fahrspurmarkierung M2 sind. Nur die erste Fahrspurmarkie
rung M1 wird klar erfaßt.
Fig. 14D zeigt ein Bild der Straße, das unter Verwen
dung der Bildfilter 2 und 3 erhalten wurde, die breiter als
die zweite Fahrspurmarkierung M2 sind und eine zentrale
tote Zone besitzen, die breiter als die erste Fahrspurmar
kierung M1 ist. Nur die zweite Fahrspurmarkierung M2 wird
klar erfaßt.
Auf diese Weise ermöglicht es die Anpassung der Filter
breite und der Breite der toten Zone, eine gewünschte Fahr
spurmarkierung nur durch Entfernen der anderen Fahrspurmar
kierungen zu erhalten.
Die CCD-Kamera 10 befindet sich üblicherweise an der
Decke über dem Sitz des Fahrers im Fahrgastraum des Fahr
zeuges, wie in Fig. 2 gezeigt. Ein Bild des Bildes der vor
dem Fahrzeug liegenden Straße wird folglich von der CCD-Kamera
10 entsprechend der perspektivischen Darstellung
aufgenommen. Sogar wenn die Straße eine konstante Breite
besitzt, ist die Breite der Straße auf dem aufgenommenen
Bild infolge der perspektivischen Darstellung in dem
unteren Bereich (d. h., an der nahen Seite) breiter und in
dem oberen Bereich (d. h., an der fernen Seite) schmaler.
Dementsprechend paßt die vorliegende Erfindung die Fil
terbreite und die Breite der toten Zone an, um so eine
Breite zu besitzen, die an der unteren Seite (d. h., nahen
Seite) des aufgenommenen Bildes breiter und an der oberen
Seite (d. h., fernen Seite) des aufgenommenen Bildes schma
ler gemacht ist.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Anpassung der
Filterbreite und der Breite der toten Zone auf der Grund
lage einer auf das aufgenommene Bild angewendeten
perspektivischen Transformation durchzuführen.
Beim konkreten Einstellen des Kamerawinkels der CCD-Ka
mera 10 wird der Horizont HL bei einer Höhe positioniert,
die von dem Oberteil durch eine vorbestimmte vertikale
Distanz beabstandet ist, die äquivalent zu 1/3 der vertika
len Gesamtlänge des aufgenommenen Bildes ist. In diesem
Fall gibt es keine Straße R und keine Fahrspurmarkierung M
im oberen Ein-Drittel-Bereich des aufgenommenen Bildes.
Folglich ist es vorteilhaft, die Filterbreite in einem vor
bestimmten oberen Bereich des aufgenommenen Bildes, wo
keine Fahrspurmarkierung M vorhanden ist, auf Null zu
setzen. Mit dieser Einstellung wird es möglich, unnötige
Bildverarbeitung zu eliminieren.
Der vorbestimmte obere Bereich, der keine Fahrspurmar
kierung M enthält, wird als ein Bereich betrachtet, der hö
her als eine Position der Fahrspurmarkierung M im Unendli
chen auf dem aufgenommenen Bild liegt.
Weiterhin, um eine vereinfachte Verarbeitung des aufge
nommenen Bildes zu realisieren, ist es vorteilhaft, daß
sich die Bildfilter 2 und 3 in einer horizontalen Richtung
des aufgenommenen Bildes erstrecken, da die Bildverarbei
tung im allgemeinen in Bezug auf die horizontale Richtung
und die vertikale Richtung des aufgenommenen Bildes durch
geführt wird.
Insbesondere erstreckt sich die Fahrspurmarkierung M
auf dem aufgenommenen Bild in der Rauf-und-Runter-Richtung,
obwohl durch die perspektivische Darstellung gezeigt.
Folglich kreuzt die horizontale Verarbeitungszone die Fahr
spurmarkierung M senkrecht. Dies ist vorteilhaft zur effek
tiven und genauen Durchführung der Vorverarbeitung des auf
genommenen Bildes, um die Fahrspurmarkierung M zu erfassen.
Jedoch erstreckt sich die Straße R nicht immer gerade
aus und ändert ihre Krümmung entsprechend den Umweltbedin
gungen flexibel. Falls sich das Fahrzeug auf einer kurvigen
Straße fortbewegt, kann sich die Fahrspurmarkierung M auf
dem aufgenommenen Bild anstatt in der vertikalen Richtung
in der horizontalen Richtung erstrecken. In diesem Fall ist
es vorteilhaft, daß sich die Bildfilter 2 und 3 in der ver
tikalen Richtung ebenso wie in der horizontalen Richtung
des aufgenommenen Bildes erstrecken können.
Kurz gesagt, ist es vorteilhaft, daß die Bildfilter 2
und 3 entlang einer Richtung, auf dem aufgenommenen Bild
eingerichtet werden, die senkrecht zu der Fahrspurmarkie
rung M ist.
Das aufgenommene Bild der Straße R und der Fahrspurmar
kierung M bewirkt keine plötzliche und steile Änderung. Die
gegenwärtige Position der Fahrspurmarkierung M ist fast
identisch mit oder sehr nahe zu der zuvor erfaßten Position
der Fahrspurmarkierung M. Dementsprechend, um die Vorverar
beitung des aufgenommenen Bildes zu vereinfachen und die
wesentliche Zeit und die Kosten in dieser Vorverarbeitung
zu verringern, optimiert die vorliegende Erfindung den Nei
gungswinkel der Bildfilter 2 und 3 auf der Grundlage einer
zuvor in der Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung, in
die die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes eingebaut ist, erfaßten Position der Fahrspurmarkie
rung M.
Obwohl die oben beschriebene Vorverarbeitung des aufge
nommenen Bildes in dem ASIC 22 durchgeführt wird, erübrigt
es sich zu sagen, daß die oben beschriebene Vorverarbeitung
des aufgenommenen Bildes in der CPU 24 durchgeführt werden
kann.
Die Fahrspurmarkierung ist nicht auf eine helle Fahr
spurmarkierung begrenzt. Zum Beispiel können dunkle Füh
rungslinien auf einem relativ hellen Fußboden in einer
Fabrik aufgedruckt sein, die ein automatisch geführtes
Fahrzeug verwendet.
In diesem Fall ist eine dunkle Fahrspurmarkierung eine
echte Fahrspurmarkierung, die erfaßt werden soll. Entspre
chend der vorliegenden Erfindung gibt es zwei Verfahren zum
Erfassen der dunklen Fahrspurmarkierung.
Das erste Verfahren wird erklärt.
Fig. 17A zeigt ein aufgenommenes Originalbild, das eine
dunkle Fahrspurmarkierung M' enthält, die auf einer hellen
Straße R gezogen oder aufgedruckt ist. Es wird nun angenom
men, daß eine Abtastoperation an den Pixeln durchgeführt
wird, die entlang einer horizontalen Linie X-Y ausgerichtet
sind.
Fig. 17B zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y. Da die Fahr
spurmarkierung M' dunkler als die Straße R ist, besitzt ein
Bereich, der der dunklen Fahrspurmarkierung M' entspricht,
eine kleine Signalintensität verglichen mit dem restlichen
Bereich, der der Straße R entspricht.
Fig. 17C zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsänderungsverteilung) entlang der Abtastlinie
X-Y, die erhalten wird, nachdem der Bildfilter 1 auf das
Originalbild von Fig. 17A angewendet ist.
Entsprechend der ersten Methode wird der Bildfilter 1
von Fig. 4A durch den in Fig. 4E gezeigten Bildfilter 1 er
setzt.
In der Abtastrichtung von links nach rechts beginnt das
Ausgabesignal des Bildfilters 1 zuzunehmen, wenn sich der
Abtastpunkt der dunklen Fahrspurmarkierung M' nähert, und
besitzt einen großen positiven Spitzenwert in einem Be
reich, der einer linken Kante der dunklen Fahrspurmarkie
rung M' entspricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bild
filters 1 auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Ab
tastpunkt gänzlich auf der dunklen Fahrspurmarkierung M'
befindet. Dann beginnt das Ausgabesignal des Bildfilters 1
abzunehmen, wenn sich der Abtastpunkt der Straße R nähert,
und besitzt einen großen negativen Spitzenwert in einem Be
reich, der einer rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkie
rung M' entspricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bild
filters 1 auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Ab
tastpunkt ganz auf der Straße R befindet. Folglich erzeugt
der Bildfilter 1 ein Paar von positiven und negativen
Spitzenwerten, die voneinander in einem Bereich "V" beab
standet sind, der der dunklen Fahrspurmarkierung M' ent
spricht.
Fig. 17D zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Dreh
impulsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten
wird, nachdem der Bildfilter 2 auf das Bild von Fig. 17C
angewendet ist. Der Bildfilter 2 besteht aus n positiven
Filterparametern (+1) und n negativen Filterparametern
(-1), d. h., "1,. . ., 1, -1,. . ., -1", die auf 1×2n Pixel
auf dem aufgenommenen Bild angewendet werden können, wie
unter Bezug auf Fig. 4B erklärt wurde. Es wird nun
angenommen, daß der Bildfilter 2 auf den Bereich angewendet
wird, der die dunkle Fahrspurmarkierung M' ganz enthält.
Die linke Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird
in dem Bildfilter 2 links positioniert, und die rechte Kan
te der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird in dem Bildfil
ter 2 rechts positioniert. Folglich, auf der Grundlage des
mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bildes, wird der positi
ve Ausgabewert, der der linken Kante der dunklen Fahrspur
markierung M' entspricht, mit dem positiven Filterparame
ter (+1) des Bildfilters 2 multipliziert, was einen posi
tiven großen Wert erzeugt. Der negative Ausgabewert, der
der rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' ent
spricht, wird mit dem negativen Filterparameter (-1) des
Bildfilters 2 multipliziert, was einen positiven großen
Wert erzeugt. Als ein Ergebnis erzeugt der Bildfilter 2
eine Summe von positiven Werten, die den Drehimpuls (siehe
Fig. 17C) repräsentieren, der in der Richtung im Uhrzeiger
sinn um das Zentrum (d. h., Objektpixel) des Bildfilters 2
herum bewirkt wird. Folglich nimmt die Ausgabe des Bildfil
ters 2 einen positiven Spitzenwert (d. h., maximalen Dreh
impuls) im Zentrum der dunklen Fahrspurmarkierung M' an,
wie in Fig. 17D gezeigt.
Fig. 17E zeigt eine Pixelwertverteilung (Absolutwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
nachdem der Bildfilter 3 auf das Bild von Fig. 17C
angewendet ist.
Der Bildfilter 3 besteht aus 2n positiven Filterparame
tern, d. h., "1,. . ., 1", die auf 1×2n Pixel auf dem auf
genommenen Bild angewendet werden können, wie unter Bezug
auf Fig. 4C erklärt wurde. Es wird nun angenommen, daß der
Bildfilter 3 auf den Bereich angewendet wird, der die dunk
le Fahrspurmarkierung M' ganz enthält.
In diesem Fall wird die linke Kante der dunklen Fahr
spurmarkierung M' in dem Bildfilter 3 links positioniert,
und die rechte Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird
in dem Bildfilter 3 rechts positioniert. Folglich wird, auf
der Grundlage des mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bil
des, der Ausgabewert des Bildfilters 1 mit +1 (d. h., dem
Filterparameter des Bildfilters 3) multipliziert. Der Bild
filter 1 erzeugt eine positive Ausgabe als Reaktion auf die
linke Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' und eine ne
gative Ausgabe als Reaktion auf die rechte Kante der dunk
len Fahrspurmarkierung M'. Diese positiven und negativen
Ausgaben annullieren einander, wenn sie als eine Ausgabe
des Bildfilters 3 aufsummiert werden. Die Ausgabe des Bild
filters 3 ist im Zentrum der dunklen Fahrspurmarkierung M'
0 (siehe Fig. 17E).
Der Bildfilter 3 erzeugt eine-positive Ausgabe in dem
linken Bereich der Abtastlinie X-Y, da der Bildfilter 1
einen positiven Spitzenwert an der linken Kante der dunklen
Fahrspurmarkierung M' erzeugt. Der Bildfilter 3 erzeugt
eine negative Ausgabe in dem rechten Bereich der Abtastli
nie X-Y, da der Bildfilter 1 einen negativen Spitzenwert an
der rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' er
zeugt, wie es in Fig. 17E durch eine gepunktete Linie ge
zeigt ist.
Die Ausgabe des Bildfilters 3 wird anschließend in
einen Absolutwert umgewandelt, wie es in Fig. 17E durch
eine durchgezogene Linie angezeigt ist.
Fig. 17F zeigt eine Pixelwertverteilung (Differenzwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
indem man den Absolutwert der Ausgabe des Bildfilters 3
(d. h., den akkumulativen Absolutwert der Pixelwerte) von
der Ausgabe des Bildfilters 2 (d. h., dem Drehimpuls der
Pixelwerte) subtrahiert.
Wie aus Fig. 17F ersichtlich ist, erzeugt der sich er
gebende Differenzwert einen großen positiven Wert in dem
Bereich, der der dunklen Fahrspurmarkierung M' entspricht.
Dieser Differenzwert ist ein guter Anzeiger, der die Merk
male der dunklen Fahrspurmarkierung M' repräsentiert. Folg
lich kann die dunkle Fahrspurmarkierung M' durch Einstellen
der positiven Schwelle Th sicher erfaßt werden, wie in
Fig. 17F gezeigt.
Das zweite Verfahren wird erklärt.
Fig. 18A zeigt das aufgenommene Originalbild, das mit
Fig. 17A identisch ist.
Fig. 18B zeigt die Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die ebenfalls
identisch mit Fig. 17B ist.
Fig. 18C zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h.,
Helligkeitsänderungsverteilung) entlang der Abtastlinie
X-Y, die erhalten wird, nachdem der Bildfilter 1 auf das
Originalbild von Fig. 18A angewendet ist.
Gemäß dem zweiten Verfahren wird der Bildfilter 1 von
Fig. 4A verwendet.
In der Abtastrichtung von links nach rechts beginnt das
Ausgabesignal des Bildfilters 1 abzunehmen, wenn der Ab
tastpunkt sich der dunklen Fahrspurmarkierung M' nähert,
und besitzt einen großen negativen Spitzenwert in einem Be
reich, der der linken Kante der dunklen Fahrspurmarkie
rung M' entspricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bild
filters 1 auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Ab
tastpunkt ganz auf der dunklen Fahrspurmarkierung M' befin
det. Dann beginnt das Ausgabesignal des Bildfilters 1 zuzu
nehmen, wenn sich der Abtastpunkt der Straße R nähert, und
besitzt einen großen positiven Spitzenwert in einem Be
reich, der der rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkie
rung M' entspricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bild
filters 1 auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Ab
tastpunkt ganz auf der Straße R befindet. Folglich erzeugt
der Bildfilter 1 ein Paar von negativen und positiven
Spitzenwerten, die voneinander in dem Bereich "V" beab
standet sind, der der dunklen Fahrspurmarkierung M' ent
spricht.
Fig. 18D zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Dreh
impulsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten
wird, nachdem der Bildfilter 2 auf das Bild von Fig. 18C
angewendet ist.
Gemäß dem zweiten Verfahren wird der Bildfilter 2 von
Fig. 4B durch den in Fig. 4N gezeigten Bildfilter 2 er
setzt, der aus n negativen Filterparametern (-1) und n po
sitiven Filterparametern (+1) besteht, d. h., "-1,. . ., -1, 1,. . ., 1",
die auf 1×2n Pixel auf dem aufgenommenen
Bild angewendet werden können. Es wird nun angenommen, daß
der Bildfilter 2 (Fig. 4N) auf den Bereich angewendet wird,
der die dunkle Fahrspurmarkierung M' ganz enthält.
Die linke Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird
in dem Bildfilter 2 links positioniert, und die rechte
Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird in dem Bild
filter 2 rechts positioniert. Folglich, auf der Grundlage
des mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bildes, wird der ne
gative Ausgabewert, der der linken Kante der dunklen Fahr
spurmarkierung M' entspricht, mit dem negativen Filterpara
meter (-1) des Bildfilters 2 multipliziert, was einen posi
tiven großen Wert erzeugt. Der positive Ausgabewert, der
der rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' ent
spricht, wird mit dem positiven Filterparameter (+1) des
Bildfilters 2 multipliziert, was einen positiven großen
Wert erzeugt. Als ein Ergebnis erzeugt der Bildfilter 2
eine Summe von positiven Werten, die den Drehimpuls reprä
sentieren (siehe Fig. 18C), der in der Richtung im Gegen
uhrzeigersinn um das Zentrum (d. h., Objektpixel) des Bild
filters 2 herum bewirkt wird. Folglich nimmt die Ausgabe
des Bildfilters 2 einen positiven Spitzenwert (d. h., maxi
malen Drehimpuls) im Zentrum der dunklen Fahrspurmarkie
rung M' an, wie in Fig. 18D gezeigt.
Fig. 18E zeigt eine Pixelwertverteilung (Absolutwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
nachdem der Bildfilter 3 auf das Bild von Fig. 18C
angewendet ist.
Der Bildfilter 3 besteht aus 2n positiven Filterparame
tern, d. h., "1,. . ., 1", die auf 1×2n Pixel auf dem auf
genommenen Bild angewendet werden können, wie unter Bezug
auf Fig. 4C erklärt wurde. Es wird nun angenommen, daß der
Bildfilter 3 auf den Bereich angewendet wird, der die dunk
le Fahrspurmarkierung M' ganz enthält.
In diesem Fall wird die linke Kante der dunklen Fahr
spurmarkierung M' in dem Bildfilter 3 links positioniert
und die rechte Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' wird
in dem Bildfilter 3 rechts positioniert. Folglich wird, auf
der Grundlage des mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bil
des, der Ausgabewert des Bildfilters 1 mit +1 (d. h., dem
Filterparameter des Bildfilters 3) multipliziert. Der Bild
filter 1 erzeugt eine negative Ausgabe als Reaktion auf die
linke Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' und eine po
sitive Ausgabe als Reaktion auf die rechte Kante der dunk
len Fahrspurmarkierung M'. Diese positiven und negativen
Ausgaben annullieren einander, wenn sie als eine Ausgabe
des Bildfilters 3 aufsummiert werden. Die Ausgabe des Bild
filters 3 ist im Zentrum der dunklen Fahrspurmarkierung M'
0 (siehe Fig. 18E).
Der Bildfilter 3 erzeugt eine negative Ausgabe in dem
linken Bereich der Abtastlinie X-Y, da der Bildfilter 1
einen negativen Spitzenwert an der linken Kante der dunklen
Fahrspurmarkierung M' erzeugt. Der Bildfilter 3 erzeugt
eine positive Ausgabe in dem rechten Bereich der Abtastli
nie X-Y, da der Bildfilter 1 einen positiven Spitzenwert an
der rechten Kante der dunklen Fahrspurmarkierung M' er
zeugt, wie es in Fig. 18E durch eine punktierte Linie ge
zeigt ist.
Die Ausgabe des Bildfilters 3 wird anschließend in
einen Absolutwert umgewandelt, wie es in Fig. 18E durch
eine durchgezogene Linie angezeigt ist.
Fig. 18F zeigt eine Pixelwertverteilung (Differenzwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
indem man den Absolutwert der Ausgabe des Bildfilters 3
(d. h., den akkumulativen Absolutwert der Pixelwerte) von
der Ausgabe des Bildfilters 2 (d. h., dem Drehimpuls der
Pixelwerte) subtrahiert.
Wie aus Fig. 18F ersichtlich ist, erzeugt der sich er
gebende Differenzwert einen großen positiven Wert in dem
Bereich, der der dunklen Fahrspurmarkierung M' entspricht.
Dieser Differenzwert ist ein guter Anzeiger, der die Merk
male der dunklen Fahrspurmarkierung M' repräsentiert. Folg
lich kann die dunkle Fahrspurmarkierung M' durch Einstellen
der positiven Schwelle Th, wie in Fig. 18F gezeigt, sicher
erfaßt werden.
Auf die gleiche Weise kann die helle Fahrspurmarkierung
(echte Fahrspurmarkierung) unter Verwendung einer anderen
Kombination der Bildfilter erfaßt werden.
Fig. 19A zeigt das aufgenommene Originalbild, das iden
tisch mit Fig. 6A ist.
Fig. 19B zeigt die Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die ebenfalls
mit Fig. 6B identisch ist.
Fig. 19C zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Hellig
keitsänderungsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die
erhalten wird, nachdem der Bildfilter 1 auf das Original
bild von Fig. 19A angewendet ist.
In diesem Fall wird der Bildfilter 1 von Fig. 4A durch
den in Fig. 4E gezeigten Bildfilter 1 ersetzt.
In der Abtastrichtung von links nach rechts beginnt das
Ausgabesignal des Bildfilters 1 abzunehmen, wenn sich der
Abtastpunkt der hellen Fahrspurmarkierung M nähert, und
besitzt einen großen negativen Pixelwert in einem Bereich,
der der linken Kante der hellen Fahrspurmarkierung M ent
spricht. Dann bleibt das Ausgabesignal des Bildfilters 1
auf einem niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Abtastpunkt
ganz auf der hellen Fahrspurmarkierung M befindet. Dann be
ginnt das Ausgabesignal des Bildfilters 1 zuzunehmen, wenn
sich der Abtastpunkt der Straße R nähert, und besitzt einen
großen positiven Spitzenwert in einem Bereich, der der
rechten Kante der hellen Fahrspurmarkierung M entspricht.
Dann bleibt das Ausgabesignal des Bildfilters 1 auf einem
niedrigen (0) Pegel, wenn sich der Abtastpunkt ganz auf der
Straße R befindet. Folglich erzeugt der Bildfilter 1 ein
Paar von negativen und positiven Spitzenwerten, die vonein
ander in dem Bereich "V" beabstandet sind, der der hellen
Fahrspurmarkierung M entspricht.
Fig. 19D zeigt eine Pixelwertverteilung (d. h., Dreh
impulsverteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten
wird, nachdem der Bildfilter 2 auf das Bild von Fig. 19C
angewendet ist.
Entsprechend diesem Verfahren wird der Bildfilter 2 von
Fig. 4B durch den in Fig. 4N gezeigten Bildfilter 2 er
setzt, der aus n negativen Filterparametern (-1) und n
positiven Filterparametern (+1) besteht, d. h., "-1,. . ., -1, 1,. . ., 1",
die auf 1×2n Pixel auf dem aufgenommenen
Bild angewendet werden können. Es wird nun angenommen, daß
der Bildfilter 2 (Fig. 4N) auf den Bereich angewendet wird,
der die helle Fahrspurmarkierung M ganz enthält.
Die linke Kante der hellen Fahrspurmarkierung M wird in
dem Bildfilter 2 links positioniert, und die rechte Kante
der hellen Fahrspurmarkierung M wird in dem Bildfilter 2
rechts positioniert. Folglich wird, auf der Grundlage des
mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bildes, der negative
Ausgabewert, der der linken Kante der hellen Fahrspurmar
kierung M entspricht, mit dem negativen Filterparameter
(-1) des Bildfilters 2 multipliziert, was einen positiven
großen Wert erzeugt. Der positive Ausgabewert, der der
rechten Kante der hellen Fahrspurmarkierung M entspricht,
wird mit dem positiven Filterparameter (+1) des Bildfil
ters 2 multipliziert, was einen positiven großen Wert er
zeugt. Als ein Ergebnis erzeugt der Bildfilter 2 eine Summe
von positiven Werten, die den Drehimpuls repräsentieren
(siehe Fig. 19C), der in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn
um das Zentrum (d. h., Objektpixel) des Bildfilters 2 herum
bewirkt wird. Folglich nimmt die Ausgabe des Bildfilters 2
einen positiven Spitzenwert (d. h., maximalen Drehimpuls) im
Zentrum der hellen Fahrspurmarkierung M an, wie in Fig. 19D
gezeigt.
Fig. 19E zeigt eine Pixelwertverteilung (Absolutwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
nachdem der Bildfilter 3 auf das Bild von Fig. 19C
angewendet ist.
Der Bildfilter 3 besteht aus 2n positiven Filterparame
tern, d. h., "1,. . ., 1", die auf 1×2n Pixel auf dem
aufgenommenen Bild angewendet werden können, wie in Bezug
auf Fig. 4C erklärt wurde. Es wird nun angenommen, daß der
Bildfilter 3 auf den Bereich angewendet wird, der die helle
Fahrspurmarkierung M ganz enthält.
In diesem Fall wird die linke Kante der hellen Fahr
spurmarkierung M in dem Bildfilter 3 links positioniert und
die rechte Kante der hellen Fahrspurmarkierung M wird in
dem Bildfilter 3 rechts positioniert. Folglich wird, auf
der Grundlage des mit dem Bildfilter 1 verarbeiteten Bil
des, der Ausgabewert des Bildfilters 1 mit +1 (d. h., dem
Filterparameter des Bildfilters 3) multipliziert. Der Bild
filter 1 erzeugt eine negative Ausgabe als Reaktion auf die
linke Kante der hellen Fahrspurmarkierung M und eine posi
tive Ausgabe als Reaktion auf die rechte Kante der hellen
Fahrspurmarkierung M. Diese positiven und negativen Ausga
ben annullieren einander, wenn sie als eine Ausgabe des
Bildfilters 3 aufsummiert werden. Die Ausgabe des Bildfil
ters 3 ist im Zentrum der hellen Fahrspurmarkierung M 0
(siehe Fig. 19E).
Der Bildfilter 3 erzeugt eine negative Ausgabe in dem
linken Bereich der Abtastlinie X-Y, da der Bildfilter 1
einen negativen Spitzenwert an der linken Kante der hellen
Fahrspurmarkierung M erzeugt. Der Bildfilter 3 erzeugt eine
positive Ausgabe in dem rechten Bereich der Abtastlinie
X-Y, da der Bildfilter 1 einen positiven Spitzenwert an der
rechten Kante der hellen Fahrspurmarkierung M erzeugt, wie
es in Fig. 19E durch eine punktierte Linie gezeigt ist.
Die Ausgabe des Bildfilters 3 wird anschließend in
einen Absolutwert umgewandelt, wie es in Fig. 19E durch
eine durchgezogene Linie angezeigt ist.
Fig. 19F zeigt eine Pixelwertverteilung (Differenzwert
verteilung) entlang der Abtastlinie X-Y, die erhalten wird,
indem man den Absolutwert der Ausgabe des Bildfilters 3
(d. h., den akkumulativen Absolutwert der Pixelwerte) von
der Ausgabe des Bildfilters 2 (d. h., dem Drehimpuls der
Pixelwerte) subtrahiert.
Wie aus Fig. 19F ersichtlich ist, erzeugt der sich er
gebende Differenzwert einen großen positiven Wert in dem
Bereich, der der hellen Fahrspurmarkierung M entspricht.
Dieser Differenzwert ist ein guter Anzeiger, der die Merk
male der hellen Fahrspurmarkierung M repräsentiert. Folg
lich kann die helle Fahrspurmarkierung M durch Einstellen
der positiven Schwelle Th sicher erfaßt werden, wie in
Fig. 19F gezeigt.
Diese Erfindung kann durch mehrere Formen verkörpert
werden, ohne von dem Geist ihrer wesentlichen Eigenschaften
abzuweichen. Die so beschriebenen gegenwärtigen
Ausführungsformen sind folglich nur veranschaulichend und
nicht einschränkend gedacht, da der Anwendungsbereich der
Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird,
anstatt durch die ihnen vorausgehende Beschreibung. Alle
Änderungen, die innerhalb von Maß und Ziel der Ansprüche
fallen, oder zu solchem Maß und Ziel äquivalent sind, sol
len folglich von den Ansprüchen erfaßt werden.
Claims (34)
1. Eine Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenomme
nen Bildes zum Beaufschlagen eines aufgenommenen Bildes
(Fig. 7A), einer Fahrstraße (R) vor einem Fahrzeug mit
einer vorbestimmten Vorverarbeitung und installierbar
in einer Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung zum
Erkennen einer Fahrspurmarkierung (M) auf der Fahrstra
ße auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes, wobei
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes
gekennzeichnet ist durch
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4B und 4C) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspur markierung (M), wobei die Fahrspurmerkmalsgröße einer Differenz (C; Fig. 6F) zwischen einem Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum und einem akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E) der ent sprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungs zone (Fig. 4C) entspricht, wobei der Drehimpuls (A; Fig. 6D) durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der ent sprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird.
gekennzeichnet ist durch
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4B und 4C) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspur markierung (M), wobei die Fahrspurmerkmalsgröße einer Differenz (C; Fig. 6F) zwischen einem Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum und einem akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E) der ent sprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungs zone (Fig. 4C) entspricht, wobei der Drehimpuls (A; Fig. 6D) durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der ent sprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird.
2. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 1, worin
die Fahrspurmarkierung (M) ein heller Bereich in dem aufgenommenen Bild ist (Fig. 6A oder 7A);
die verstärkte Ausgabe (Fig. 6C) der Bildverstärkungs einrichtung positiv ist, wenn die Helligkeitsänderung (Fig. 6B) in einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und negativ ist, wenn die Helligkeitsänderung in einem entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und
der Drehimpuls (A; Fig. 6D) der entsprechenden Pixel positiv ist, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
die Fahrspurmarkierung (M) ein heller Bereich in dem aufgenommenen Bild ist (Fig. 6A oder 7A);
die verstärkte Ausgabe (Fig. 6C) der Bildverstärkungs einrichtung positiv ist, wenn die Helligkeitsänderung (Fig. 6B) in einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und negativ ist, wenn die Helligkeitsänderung in einem entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und
der Drehimpuls (A; Fig. 6D) der entsprechenden Pixel positiv ist, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
3. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 1, worin
die Fahrspurmarkierung (M') ein dunkler Bereich in dem aufgenommenen Bild ist (Fig. 18A);
die verstärkte Ausgabe (Fig. 17C) der Bildverstärkungs einrichtung positiv ist, wenn die Helligkeitsänderung (Fig. 17B) in einem Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und negativ ist, wenn die Helligkeitsänderung in einem entgegengesetzten Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und
der Drehimpuls (A; Fig. 17D) der entsprechenden Pixel positiv ist, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
die Fahrspurmarkierung (M') ein dunkler Bereich in dem aufgenommenen Bild ist (Fig. 18A);
die verstärkte Ausgabe (Fig. 17C) der Bildverstärkungs einrichtung positiv ist, wenn die Helligkeitsänderung (Fig. 17B) in einem Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und negativ ist, wenn die Helligkeitsänderung in einem entgegengesetzten Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und
der Drehimpuls (A; Fig. 17D) der entsprechenden Pixel positiv ist, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
4. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 1, worin
die Fahrspurmarkierung (M') ein dunkler Bereich in dem aufgenommenen Bild ist (Fig. 18A);
die verstärkte Ausgabe (Fig. 18C) der Bildverstärkungs einrichtung negativ ist, wenn die Helligkeitsänderung (Fig. 18B) in einem Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und positiv ist, wenn die Helligkeitsänderung in einem entgegengesetzten Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und
der Drehimpuls (A; Fig. 18D) der entsprechenden Pixel positiv ist, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentral pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
die Fahrspurmarkierung (M') ein dunkler Bereich in dem aufgenommenen Bild ist (Fig. 18A);
die verstärkte Ausgabe (Fig. 18C) der Bildverstärkungs einrichtung negativ ist, wenn die Helligkeitsänderung (Fig. 18B) in einem Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und positiv ist, wenn die Helligkeitsänderung in einem entgegengesetzten Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und
der Drehimpuls (A; Fig. 18D) der entsprechenden Pixel positiv ist, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentral pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
5. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 1, worin
die Fahrspurmarkierung (M) ein heller Bereich in dem aufgenommenen Bild ist (Fig. 19A oder 7A);
die verstärkte Ausgabe (Fig. 19C) der Bildverstärkungs einrichtung negativ ist, wenn die Helligkeitsänderung (Fig. 19B) in einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und positiv ist, wenn die Helligkeitsänderung in einem entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und
der Drehimpuls (A; Fig. 19D) der entsprechenden Pixel positiv ist, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentral pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
die Fahrspurmarkierung (M) ein heller Bereich in dem aufgenommenen Bild ist (Fig. 19A oder 7A);
die verstärkte Ausgabe (Fig. 19C) der Bildverstärkungs einrichtung negativ ist, wenn die Helligkeitsänderung (Fig. 19B) in einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und positiv ist, wenn die Helligkeitsänderung in einem entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und
der Drehimpuls (A; Fig. 19D) der entsprechenden Pixel positiv ist, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn relativ in Bezug auf das Zentral pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone erfaßt wird.
6. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin
die vorbestimmte Verarbeitungszone (Fig. 12A
und 12B) eine tote Zone mit einer vorbestimmten Breite
in ihrem Zentrum besitzt, so daß der Drehimpuls und der
akkumulative Absolutwert von der toten Zone nicht er
halten werden.
7. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin
die vorbestimmte Verarbeitungszone eine Breite besitzt,
die an einer unteren Seite des aufgenommenen Bildes
breiter gemacht und an einer oberen Seite des aufgenom
menen Bildes schmaler gemacht ist.
8. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, worin
die tote Zone eine Breite besitzt, die an einer unteren
Seite des aufgenommenen Bildes breiter gemacht und an
einer oberen Seite des aufgenommenen Bildes schmaler
gemacht ist.
9. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 7 oder 8, worin die Breite der
vorbestimmten Verarbeitungszone oder der toten Zone auf
der Grundlage einer auf das aufgenommene Bild angewen
deten perspektivischen Transformation bestimmt wird.
10. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, worin
die Breite der vorbestimmten Verarbeitungszone in einem
vorbestimmten oberen Bereich des aufgenommenen Bildes,
wo keine Fahrspurmarkierung vorhanden ist, auf Null ge
setzt ist (Fig. 15).
11. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung des aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 10, worin der vorbestimmte obere
Bereich, der keine Fahrspurmarkierung enthält, als ein
Bereich betrachtet wird, der höher als eine Position
der Fahrspurmarkierung im Unendlichen auf dem aufgenom
menen Bild liegt (Fig. 15).
12. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, worin
sich die vorbestimmte Verarbeitungszone in einer hori
zontalen Richtung des aufgenommenen Bildes erstreckt.
13. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, worin
sich die vorbestimmte Verarbeitungszone in einer verti
kalen Richtung des aufgenommenen Bildes ebenso wie in
einer horizontalen Richtung des aufgenommenen Bildes
erstrecken kann.
14. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, worin
die vorbestimmte Verarbeitungszone entlang einer Rich
tung senkrecht zu der Fahrspurmarkierung auf dem aufge
nommenen Bild eingerichtet ist (Fig. 16).
15. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 14, worin die vorbestimmte Verar
beitungszone auf der Grundlage einer zuvor erfaßten
Position der Fahrspurmarkierung in einer Fahrspurmar
kierungserkennungsvorrichtung, in der die Vorrichtung
zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes enthal
ten ist, eingerichtet ist.
16. Eine Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenomme
nen Bildes zum Beaufschlagen eines aufgenommenen Bildes
(Fig. 7A) einer Fahrstraße (R) vor einem Fahrzeug mit
einer vorbestimmten Vorverarbeitung und installierbar
in einer Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung zum
Erkennen einer Fahrspurmarkierung (M) auf der Fahrstra
ße auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes, wobei
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung des aufgenommenen
Bildes
gekennzeichnet ist durch
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4A und 4B) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspur markierung,
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer symmetrischen Anordnung (Fig. 6D) von positiven und ne gativen Pixelwerten entsprechender Pixel um ein Zen tralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum; und
eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Fig. 6E) der entsprechen den Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4C),
so daß eine Ausgabedifferenz (Fig. 6F) zwischen der er sten Erfassungseinrichtung und der zweiten Erfassungs einrichtung als die Fahrspurmerkmalsgröße erhalten wird.
gekennzeichnet ist durch
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4A und 4B) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspur markierung,
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer symmetrischen Anordnung (Fig. 6D) von positiven und ne gativen Pixelwerten entsprechender Pixel um ein Zen tralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum; und
eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Fig. 6E) der entsprechen den Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4C),
so daß eine Ausgabedifferenz (Fig. 6F) zwischen der er sten Erfassungseinrichtung und der zweiten Erfassungs einrichtung als die Fahrspurmerkmalsgröße erhalten wird.
17. Ein Fahrspurmarkierungserkennungssystem mit einer Vor
richtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes
und einer Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes ein aufgenommenes Bild (Fig. 7A) einer Fahrstra ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor verarbeitung beaufschlagt,
wobei die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufge nommenen Bildes aufweist:
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4A und 4B) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als eine Fahr spurmarkierung (M),
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine Drehimpulserfassungseinrichtung zum Erhalten eines Drehimpulses (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum, wobei der Drehimpuls durch Vektorgrö ßen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird; und
eine Absolutwerterfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (B'; Fig. 6E) der entsprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbei tungszone (Fig. 4C),
so daß eine Differenz (C; Fig. 6F) zwischen dem Drehim puls (A; Fig. 6D), der mittels der Drehimpulserfas sungseinrichtung erhalten wird, und dem akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E), der mittels der Absolutwert erfassungseinrichtung erhalten wird, als die Fahrspur merkmalsgröße erhalten wird, und
die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung (20) die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der Bild ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmals größe erkennt.
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes ein aufgenommenes Bild (Fig. 7A) einer Fahrstra ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor verarbeitung beaufschlagt,
wobei die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufge nommenen Bildes aufweist:
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4A und 4B) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als eine Fahr spurmarkierung (M),
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine Drehimpulserfassungseinrichtung zum Erhalten eines Drehimpulses (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum, wobei der Drehimpuls durch Vektorgrö ßen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird; und
eine Absolutwerterfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (B'; Fig. 6E) der entsprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbei tungszone (Fig. 4C),
so daß eine Differenz (C; Fig. 6F) zwischen dem Drehim puls (A; Fig. 6D), der mittels der Drehimpulserfas sungseinrichtung erhalten wird, und dem akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E), der mittels der Absolutwert erfassungseinrichtung erhalten wird, als die Fahrspur merkmalsgröße erhalten wird, und
die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung (20) die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der Bild ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmals größe erkennt.
18. Ein Fahrzeugfahrtkontrollsystem mit einer Vorrichtung
zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes, einer
Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung und einer
Fahrzeugfahrtkontrollvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes ein aufgenommenes Bild (Fig. 7A) einer Fahrstra ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor verarbeitung beaufschlagt,
wobei die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufge nommenen Bildes aufweist:
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der. Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4B und 4C) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als eine Fahr spurmarkierung (M),
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine Drehimpulserfassungseinrichtung zum Erhalten eines Drehimpulses (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum, wobei der Drehimpuls durch Vektorgrö ßen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird; und
eine Absolutwerterfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Fig. 6E) der ent sprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungs zone (Fig. 4C),
so daß eine Differenz (C; Fig. 6F) zwischen dem Drehim puls (A; Fig. 6D), der mittels der Drehimpulserfas sungseinrichtung erhalten wird, und dem akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E), der mittels der Absolutwert erfassungseinrichtung erhalten wird, als die Fahrspur merkmalsgröße erhalten wird,
die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung (20) die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der Bild ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmals größe erkennt, und
die Fahrzeugfahrtkontrollvorrichtung die Fahrt des Fahrzeuges entsprechend der durch die Fahrspurmarkie rungserkennungsvorrichtung erkannten Fahrspurmarkierung kontrolliert (Fig. 11).
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes ein aufgenommenes Bild (Fig. 7A) einer Fahrstra ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor verarbeitung beaufschlagt,
wobei die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufge nommenen Bildes aufweist:
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der. Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4B und 4C) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als eine Fahr spurmarkierung (M),
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine Drehimpulserfassungseinrichtung zum Erhalten eines Drehimpulses (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum, wobei der Drehimpuls durch Vektorgrö ßen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird; und
eine Absolutwerterfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Fig. 6E) der ent sprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungs zone (Fig. 4C),
so daß eine Differenz (C; Fig. 6F) zwischen dem Drehim puls (A; Fig. 6D), der mittels der Drehimpulserfas sungseinrichtung erhalten wird, und dem akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E), der mittels der Absolutwert erfassungseinrichtung erhalten wird, als die Fahrspur merkmalsgröße erhalten wird,
die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung (20) die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der Bild ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmals größe erkennt, und
die Fahrzeugfahrtkontrollvorrichtung die Fahrt des Fahrzeuges entsprechend der durch die Fahrspurmarkie rungserkennungsvorrichtung erkannten Fahrspurmarkierung kontrolliert (Fig. 11).
19. Ein Aufzeichnungsmedium, das ein Programm eines Compu
tersystems speichert, wobei das Programm zum Beauf
schlagen eines aufgenommenen Bildes einer Fahrstra
ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor
verarbeitung verwendet wird, um eine Fahrspurmarkie
rung (M) auf der Fahrstraße auf der Grundlage des auf
genommenen Bildes zu erkennen, wobei die vorbestimmte
Vorverarbeitung durch die folgenden Schritte gekenn
zeichnet wird:
Erzeugen einer verstärkten Ausgabe (Schritt S2; Fig. 4D), die auf eine Helligkeitsänderung zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich des auf genommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Übergangs richtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich umkehrt;
Einrichten einer vorbestimmten Verarbeitungszone auf dem aufgenommenen Bild, wobei die Verarbeitungszone eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspurmarkierung,
Erhalten eines Drehimpulses (Schritt S3; Fig. 4J und 5F) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone herum, wobei der Dreh impuls durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entspre chenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel de finiert wird;
Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Schritt S5; Fig. 5G) der entsprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone, und
Erzeugen eines Bildes (Schritt S7), das eine Fahrspur merkmalsgröße enthält, wobei die Fahrspurmerkmalsgröße einer Differenz zwischen dem Drehimpuls und dem akkumu lativen Absolutwert der entsprechenden Pixel ent spricht.
Erzeugen einer verstärkten Ausgabe (Schritt S2; Fig. 4D), die auf eine Helligkeitsänderung zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich des auf genommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Übergangs richtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich umkehrt;
Einrichten einer vorbestimmten Verarbeitungszone auf dem aufgenommenen Bild, wobei die Verarbeitungszone eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspurmarkierung,
Erhalten eines Drehimpulses (Schritt S3; Fig. 4J und 5F) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone herum, wobei der Dreh impuls durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entspre chenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel de finiert wird;
Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Schritt S5; Fig. 5G) der entsprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone, und
Erzeugen eines Bildes (Schritt S7), das eine Fahrspur merkmalsgröße enthält, wobei die Fahrspurmerkmalsgröße einer Differenz zwischen dem Drehimpuls und dem akkumu lativen Absolutwert der entsprechenden Pixel ent spricht.
20. Ein Fahrspurmarkierungserkennungssystem mit einer Vor
richtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes
und einer Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes ein aufgenommenes Bild (Fig. 7A) einer Fahrstra ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor verarbeitung beaufschlagt,
wobei die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufge nommenen Bildes aufweist:
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkinalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Vorverarbeitungs zone (Fig. 4B und 4C) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes ange wendet werden kann, mit einer Breite breiter als eine Fahrspurmarkierung (M),
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer symmetrischen Anordnung (Fig. 6D) von positiven und ne gativen Pixelwerten entsprechender Pixel um ein Zen tralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum; und
eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Fig. 6E) der entsprechen den Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4C),
so daß eine Ausgabedifferenz (Fig. 6F) zwischen der er sten Erfassungseinrichtung und der zweiten Erfassungs einrichtung als die Fahrspurmerkmalsgröße erhalten wird, und
die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung (20) die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der Bild ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmals größe erkennt.
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes ein aufgenommenes Bild (Fig. 7A) einer Fahrstra ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor verarbeitung beaufschlagt,
wobei die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufge nommenen Bildes aufweist:
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkinalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Vorverarbeitungs zone (Fig. 4B und 4C) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes ange wendet werden kann, mit einer Breite breiter als eine Fahrspurmarkierung (M),
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer symmetrischen Anordnung (Fig. 6D) von positiven und ne gativen Pixelwerten entsprechender Pixel um ein Zen tralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum; und
eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Fig. 6E) der entsprechen den Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4C),
so daß eine Ausgabedifferenz (Fig. 6F) zwischen der er sten Erfassungseinrichtung und der zweiten Erfassungs einrichtung als die Fahrspurmerkmalsgröße erhalten wird, und
die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung (20) die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der Bild ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmals größe erkennt.
21. Ein Fahrzeugfahrtkontrollsystem mit einer Vorrichtung
zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes, einer
Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung und einer
Fahrzeugfahrtkontrollvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes ein aufgenommenes Bild (Fig. 7A) einer Fahrstra ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor verarbeitung beaufschlagt,
wobei die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufge nommenen Bildes aufweist:
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4B und 4C) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspur markierung,
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer symmetrischen Anordnung (Fig. 6D) von positiven und ne gativen Pixelwerten entsprechender Pixel um ein Zen tralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum; und
eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Fig. 6E) der entsprechen den Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4C),
so daß eine Ausgabedifferenz (Fig. 6F) zwischen der er sten Erfassungseinrichtung und der zweiten Erfassungs einrichtung als die Fahrspurmerkmalsgröße erhalten wird,
die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung (20) die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der Bild ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmals größe erkennt, und
die Fahrzeugfahrtkontrollvorrichtung die Fahrt des Fahrzeuges entsprechend der von dem Fahrspurmarkie rungserkennungsvorrichtung erkannten Fahrspurmarkierung kontrolliert (Fig. 11).
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes ein aufgenommenes Bild (Fig. 7A) einer Fahrstra ße (R) vor einem Fahrzeug mit einer vorbestimmten Vor verarbeitung beaufschlagt,
wobei die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufge nommenen Bildes aufweist:
eine Bildverstärkungseinrichtung zum Abtasten des auf genommenen Bildes und Erzeugen einer verstärkten Aus gabe (Fig. 6C), die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hel len Bereich des aufgenommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entspre chend einer Übergangsrichtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich um kehrt; und
eine Bildausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes (Fig. 7C), das sich aus der verstärkten Ausgabe der Bildverstärkungseinrichtung ergibt, wobei das Bild eine Fahrspurmerkmalsgröße enthält, die in einer auf dem aufgenommenen Bild eingerichteten vorbestimmten Verar beitungszone erhalten wird, wobei die Verarbeitungszone (Fig. 4B und 4C) eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspur markierung,
wobei die Bildausgabeeinrichtung aufweist:
eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer symmetrischen Anordnung (Fig. 6D) von positiven und ne gativen Pixelwerten entsprechender Pixel um ein Zen tralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4B) herum; und
eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Fig. 6E) der entsprechen den Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone (Fig. 4C),
so daß eine Ausgabedifferenz (Fig. 6F) zwischen der er sten Erfassungseinrichtung und der zweiten Erfassungs einrichtung als die Fahrspurmerkmalsgröße erhalten wird,
die Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung (20) die Fahrspurmarkierung auf der Grundlage der von der Bild ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen Bildes erhaltenen Fahrspurmerkmals größe erkennt, und
die Fahrzeugfahrtkontrollvorrichtung die Fahrt des Fahrzeuges entsprechend der von dem Fahrspurmarkie rungserkennungsvorrichtung erkannten Fahrspurmarkierung kontrolliert (Fig. 11).
22. Eine Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenomme
nen Bildes zum Beaufschlagen eines aufgenommenen Bildes
(Fig. 7A) einer Fahrstraße (R) vor einem Fahrzeug mit
einer vorbestimmten Vorverarbeitung und installierbar
in einer Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung zum
Erkennen einer Fahrspurmarkierung (M) auf der Fahrstra
ße auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes, wobei
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes
gekennzeichnet ist durch
einen ersten Bildfilter mit Filterparametern, die in einem Matrixmuster angeordnet sind (Fig. 4A, 4E, 4F, 4G, 4H und 4I), das auf eine Vielzahl von Pixel (Fig. 4D) auf dem aufgenommenen Bild zum Erzeugen einer verstärkten Ausgabe (Fig. 6C) angewendet werden kann, die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich des auf genommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Übergangs richtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich umkehrt;
einen zweiten Bildfilter mit Filterparametern (Fig. 4B, 4K, 4M und 4N) mit einer vorbestimmten Verarbeitungszone, die auf eine Vielzahl von Pixel (Fig. 4J und 5F) auf dem aufgenommenen Bild zum Er zeugen einer Ausgabe angewendet werden kann, die einen Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert, wobei der Drehimpuls durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Be zug auf das Zentralpixel definiert wird;
einen dritten Bildfilter mit Filterparametern (Fig. 4C und 4L) mit einer vorbestimmten Verarbei tungszone, die auf eine Vielzahl von Pixel (Fig. 5G) auf dem aufgenommenen Bild zum Erzeugen einer Ausgabe angewendet werden kann, die einen akkuinulativen Abso lutwert (B'; Fig. 6E) entsprechender Pixel um ein Zen tralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum re präsentiert; und
eine Merkmalsgrößenerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fahrspurmerkmalsgröße, die einer Differenz (C; Fig. 6F) zwischen der Ausgabe des zweiten Bildfilters und der Ausgabe des dritten Bildfilters entspricht.
gekennzeichnet ist durch
einen ersten Bildfilter mit Filterparametern, die in einem Matrixmuster angeordnet sind (Fig. 4A, 4E, 4F, 4G, 4H und 4I), das auf eine Vielzahl von Pixel (Fig. 4D) auf dem aufgenommenen Bild zum Erzeugen einer verstärkten Ausgabe (Fig. 6C) angewendet werden kann, die auf eine Helligkeitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich des auf genommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Übergangs richtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich umkehrt;
einen zweiten Bildfilter mit Filterparametern (Fig. 4B, 4K, 4M und 4N) mit einer vorbestimmten Verarbeitungszone, die auf eine Vielzahl von Pixel (Fig. 4J und 5F) auf dem aufgenommenen Bild zum Er zeugen einer Ausgabe angewendet werden kann, die einen Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert, wobei der Drehimpuls durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Be zug auf das Zentralpixel definiert wird;
einen dritten Bildfilter mit Filterparametern (Fig. 4C und 4L) mit einer vorbestimmten Verarbei tungszone, die auf eine Vielzahl von Pixel (Fig. 5G) auf dem aufgenommenen Bild zum Erzeugen einer Ausgabe angewendet werden kann, die einen akkuinulativen Abso lutwert (B'; Fig. 6E) entsprechender Pixel um ein Zen tralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum re präsentiert; und
eine Merkmalsgrößenerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fahrspurmerkmalsgröße, die einer Differenz (C; Fig. 6F) zwischen der Ausgabe des zweiten Bildfilters und der Ausgabe des dritten Bildfilters entspricht.
23. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 22, worin die vorbestimmte Verar
beitungszone des zweiten Bildfilters identisch mit der
vorbestimmten Verarbeitungszone des dritten Bildfilters
ist.
24. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 22, worin die vorbestimmte Verar
beitungszone des zweiten Bildfilters und die vorbe
stimmte Verarbeitungszone des dritten Bildfilters brei
ter als die Fahrspurmarkierung sind.
25. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 22, worin
die Fahrspurmarkierung (M) heller als die Straße (R) ist,
der erste Bildfilter (Fig. 4A, 4F und 4H) eine posi tive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und eine ne gative verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfin det, erzeugt (Fig. 6C), und
der zweite Bildfilter (Fig. 4B und 4K) einen positi ven Wert erzeugt, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhrzeigersinn erhalten wird (Fig. 6D).
die Fahrspurmarkierung (M) heller als die Straße (R) ist,
der erste Bildfilter (Fig. 4A, 4F und 4H) eine posi tive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und eine ne gative verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfin det, erzeugt (Fig. 6C), und
der zweite Bildfilter (Fig. 4B und 4K) einen positi ven Wert erzeugt, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhrzeigersinn erhalten wird (Fig. 6D).
26. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 22, worin
die Fahrspurmarkierung (M') dunkler als die Straße (R) ist,
der erste Bildfilter (Fig. 4E, 4G und 4I) eine posi tive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem Übergang von dem hellen Be reich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und eine ne gative verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem entgegengesetzten Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfin det, erzeugt (17C), und
der zweite Bildfilter (Fig. 4B und 4K) einen positi ven Wert erzeugt, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhrzeigersinn erhalten wird (17D).
die Fahrspurmarkierung (M') dunkler als die Straße (R) ist,
der erste Bildfilter (Fig. 4E, 4G und 4I) eine posi tive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem Übergang von dem hellen Be reich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und eine ne gative verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem entgegengesetzten Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfin det, erzeugt (17C), und
der zweite Bildfilter (Fig. 4B und 4K) einen positi ven Wert erzeugt, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Uhrzeigersinn erhalten wird (17D).
27. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 22, worin
die Fahrspurmarkierung (M') dunkler als die Straße (R) ist,
der erste Bildfilter (Fig. 4A, 4F und 4H) eine nega tive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem Übergang von dem hellen Be reich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und eine po sitive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem entgegengesetzten Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich statt fin det, erzeugt (18C), und
der zweite Bildfilter (Fig. 4M und 4N) einen positi ven Wert erzeugt, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn erhalten wird (18D).
die Fahrspurmarkierung (M') dunkler als die Straße (R) ist,
der erste Bildfilter (Fig. 4A, 4F und 4H) eine nega tive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem Übergang von dem hellen Be reich zu dem dunklen Bereich stattfindet, und eine po sitive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem entgegengesetzten Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich statt fin det, erzeugt (18C), und
der zweite Bildfilter (Fig. 4M und 4N) einen positi ven Wert erzeugt, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn erhalten wird (18D).
28. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 22, worin
die Fahrspurmarkierung (M) heller als die Straße (R) ist,
der erste Bildfilter (Fig. 4E, 4G und 4I) eine nega tive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und eine po sitive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfin det, erzeugt (Fig. 19C) und
der zweite Bildfilter (Fig. 4M und 4N) einen positi ven Wert erzeugt, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn erhalten wird (Fig. 19D).
die Fahrspurmarkierung (M) heller als die Straße (R) ist,
der erste Bildfilter (Fig. 4E, 4G und 4I) eine nega tive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem Übergang von dem dunklen Bereich zu dem hellen Bereich stattfindet, und eine po sitive verstärkte Ausgabe als Reaktion auf eine Hellig keitsänderung, die in einem entgegengesetzten Übergang von dem hellen Bereich zu dem dunklen Bereich stattfin det, erzeugt (Fig. 19C) und
der zweite Bildfilter (Fig. 4M und 4N) einen positi ven Wert erzeugt, wenn der Drehimpuls in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn erhalten wird (Fig. 19D).
29. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 22, worin
die zweiten und dritten Bildfilter (Fig. 5H und 5I) eine tote Zone mit einer vorbestimmten Breite in ihrem Zentrum besitzen, so daß der Drehimpuls und der akkumu lative Absolutwert von der toten Zone nicht erhalten werden.
die zweiten und dritten Bildfilter (Fig. 5H und 5I) eine tote Zone mit einer vorbestimmten Breite in ihrem Zentrum besitzen, so daß der Drehimpuls und der akkumu lative Absolutwert von der toten Zone nicht erhalten werden.
30. Eine Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenomme
nen Bildes zum Beaufschlagen eines aufgenommenen Bildes
(Fig. 7A) einer Fahrstraße (R) vor einem Fahrzeug mit
einer vorbestimmten Vorverarbeitung und installierbar
in einer Fahrspurmarkierungserkennungsvorrichtung zum
Erkennen einer Fahrspurmarkierung (M) auf der Fahrstra
ße auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes, wobei
die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes
gekennzeichnet ist durch
einen Drehimpulsfilter mit Filterparametern (Fig. 5A und 5D) mit einer vorbestimmten Verarbeitungszone, die auf eine Vielzahl von Pixel auf dem aufgenommenen Bild zum Erzeugen einer Ausgabe angewendet werden kann, die einen Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert, wobei der Drehimpuls durch Vektor größen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird;
einen akkumulativen Absolutwertfilter mit Filterparame tern (Fig. 5B, 5C und 5E) mit einer vorbestimmten Verarbeitungszone, die auf eine Vielzahl von Pixel auf dem aufgenommenen Bild zum Erzeugen einer Ausgabe ange wendet werden kann, die einen akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsen tiert; und
eine Merkmalsgrößenerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fahrspurmerkinalsgröße, die einer Differenz (C; Fig. 4F) zwischen der Ausgabe des Drehimpulsfilters und der Ausgabe des akkumulativen Absolutwertfilters ent spricht.
gekennzeichnet ist durch
einen Drehimpulsfilter mit Filterparametern (Fig. 5A und 5D) mit einer vorbestimmten Verarbeitungszone, die auf eine Vielzahl von Pixel auf dem aufgenommenen Bild zum Erzeugen einer Ausgabe angewendet werden kann, die einen Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert, wobei der Drehimpuls durch Vektor größen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird;
einen akkumulativen Absolutwertfilter mit Filterparame tern (Fig. 5B, 5C und 5E) mit einer vorbestimmten Verarbeitungszone, die auf eine Vielzahl von Pixel auf dem aufgenommenen Bild zum Erzeugen einer Ausgabe ange wendet werden kann, die einen akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsen tiert; und
eine Merkmalsgrößenerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fahrspurmerkinalsgröße, die einer Differenz (C; Fig. 4F) zwischen der Ausgabe des Drehimpulsfilters und der Ausgabe des akkumulativen Absolutwertfilters ent spricht.
31. Die Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines aufgenommenen
Bildes gemäß Anspruch 30, worin der Drehimpulsfilter
und der akkumulative Absolutwertfilter (Fig. 13A
und 13B) eine tote Zone mit einer vorbestimmten Breite
in ihrem Zentrum besitzen, so daß der Drehimpuls und
der akkumulative Absolutwert von der toten Zone nicht
erhalten werden.
32. Ein Verfahren zum Beaufschlagen eines aufgenommenen
Bildes einer Fahrstraße (R) vor einem Fahrzeug mit
einer vorbestimmten Vorverarbeitung, um eine Fahrspur
markierung (M) auf der Fahrstraße auf der Grundlage des
aufgenommenen Bildes zu erkennen, wobei die vorbe
stimmte Vorverarbeitung durch die folgenden Schritte
gekennzeichnet wird:
Erzeugen einer verstärkten Ausgabe (Schritt S2; Fig. 4D), die auf eine Helligkeitsänderung zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen. Bereich des auf genommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Übergangs richtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich umkehrt;
Einrichten einer vorbestimmten Verarbeitungszone auf dem aufgenommenen Bild, wobei die Verarbeitungszone eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspurmarkierung,
Erhalten eines Drehimpulses (Schritt S3; Fig. 4J und 5F) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone herum, wobei der Dreh impuls durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entspre chenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird;
Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Schritt S5; Fig. 5G) der entsprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone, und
Erzeugen eines Bildes (Schritt S7), das eine Fahrspur merkmalsgröße enthält, wobei die Fahrspurmerkmalsgröße einer Differenz zwischen dem Drehimpuls und dem akkumu lativen Absolutwert der entsprechenden Pixel ent spricht.
Erzeugen einer verstärkten Ausgabe (Schritt S2; Fig. 4D), die auf eine Helligkeitsänderung zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen. Bereich des auf genommenen Bildes reagiert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Ausgabe entsprechend einer Übergangs richtung der Helligkeitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hellen Bereich umkehrt;
Einrichten einer vorbestimmten Verarbeitungszone auf dem aufgenommenen Bild, wobei die Verarbeitungszone eine Größe besitzt, die auf eine Vielzahl von Pixel des aufgenommenen Bildes angewendet werden kann, mit einer Breite breiter als die Fahrspurmarkierung,
Erhalten eines Drehimpulses (Schritt S3; Fig. 4J und 5F) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone herum, wobei der Dreh impuls durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entspre chenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird;
Erhalten eines akkumulativen Absolutwertes (Schritt S5; Fig. 5G) der entsprechenden Pixel in der vorbestimmten Verarbeitungszone, und
Erzeugen eines Bildes (Schritt S7), das eine Fahrspur merkmalsgröße enthält, wobei die Fahrspurmerkmalsgröße einer Differenz zwischen dem Drehimpuls und dem akkumu lativen Absolutwert der entsprechenden Pixel ent spricht.
33. Ein Verfahren zum Beaufschlagen eines aufgenommenen
Bildes einer Fahrstraße (R) vor einem Fahrzeug mit
einer vorbestimmten Vorverarbeitung, um eine Fahrspur
markierung (M) auf der Fahrstraße auf der Grundlage des
aufgenommenen Bildes zu erkennen, wobei die vorbe
stimmte Vorverarbeitung durch die folgenden Schritte
gekennzeichnet wird:
Beaufschlagen des aufgenommenen Bildes mit einem ersten Bildfilter (Schritt S2; Fig. 4D) zum Erzeugen einer verstärkten Ausgabe (Fig. 6C), die auf eine Hellig keitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich des aufgenommenen Bildes rea giert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Aus gabe entsprechend einer Übergangsrichtung der Hellig keitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hei len Bereich umkehrt, wobei der erste Bildfilter Filter parameter besitzt, die in einem Matrixmuster (Fig. 4A, 4E, 4F, 4G, 4H und 4I) angeordnet sind, das auf eine Vielzahl von Pixel (Fig. 4D) auf dem auf genommenen Bild angewendet werden kann;
Beaufschlagen der verstärkten Ausgabe des ersten Bild filters mit einem zweiten Bildfilter mit einer vorbe stimmten Verarbeitungszone zum Erzeugen einer Ausgabe, die einen Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert, wobei der Drehimpuls durch Vektor größen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird;
Beaufschlagen der verstärkten Ausgabe des ersten Bild filters mit einem dritten Bildfilter mit einer vorbe stimmten Verarbeitungszone zum Erzeugen einer Ausgabe, die einen akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E) ent sprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert; und
Erfassen einer Fahrspurmerkmalsgröße, die einer Diffe renz (C; Fig. 6F) zwischen der Ausgabe des zweiten Bildfilters und der Ausgabe des dritten Bildfilters entspricht.
Beaufschlagen des aufgenommenen Bildes mit einem ersten Bildfilter (Schritt S2; Fig. 4D) zum Erzeugen einer verstärkten Ausgabe (Fig. 6C), die auf eine Hellig keitsänderung (Fig. 6B) zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich des aufgenommenen Bildes rea giert, wobei sich ein Vorzeichen der verstärkten Aus gabe entsprechend einer Übergangsrichtung der Hellig keitsänderung zwischen dem dunklen Bereich und dem hei len Bereich umkehrt, wobei der erste Bildfilter Filter parameter besitzt, die in einem Matrixmuster (Fig. 4A, 4E, 4F, 4G, 4H und 4I) angeordnet sind, das auf eine Vielzahl von Pixel (Fig. 4D) auf dem auf genommenen Bild angewendet werden kann;
Beaufschlagen der verstärkten Ausgabe des ersten Bild filters mit einem zweiten Bildfilter mit einer vorbe stimmten Verarbeitungszone zum Erzeugen einer Ausgabe, die einen Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert, wobei der Drehimpuls durch Vektor größen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Bezug auf das Zentralpixel definiert wird;
Beaufschlagen der verstärkten Ausgabe des ersten Bild filters mit einem dritten Bildfilter mit einer vorbe stimmten Verarbeitungszone zum Erzeugen einer Ausgabe, die einen akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E) ent sprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert; und
Erfassen einer Fahrspurmerkmalsgröße, die einer Diffe renz (C; Fig. 6F) zwischen der Ausgabe des zweiten Bildfilters und der Ausgabe des dritten Bildfilters entspricht.
34. Ein Verfahren zum Beaufschlagen eines aufgenommenen
Bildes einer Fahrstraße (R) vor einem Fahrzeug mit
einer vorbestimmten Vorverarbeitung, um eine Fahrspur
markierung (M) auf der Fahrstraße auf der Grundlage des
aufgenommenen Bildes zu erkennen, wobei die vorbe
stimmte Vorverarbeitung durch die folgenden Schritte
gekennzeichnet wird:
Beaufschlagen von Pixeln des aufgenommenen Bildes mit einem Drehimpulsfilter mit einer vorbestimmten Verar beitungszone zum Erzeugen einer Ausgabe, die einen Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert, wobei der Drehimpuls durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Be zug auf das Zentralpixel definiert wird;
Beaufschlagen von Pixeln des aufgenommenen Bildes mit einem akkumulativen Absolutwertfilter mit einer vorbe stimmten Verarbeitungszone zum Erzeugen einer Ausgabe, die einen akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E) ent sprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert; und
Erfassen einer Fahrspurmerkmalsgröße, die einer Diffe renz (C; Fig. 6F) zwischen der Ausgabe des Drehimpuls filters und der Ausgabe des akkumulativen Absolutwert filters entspricht.
Beaufschlagen von Pixeln des aufgenommenen Bildes mit einem Drehimpulsfilter mit einer vorbestimmten Verar beitungszone zum Erzeugen einer Ausgabe, die einen Drehimpuls (A; Fig. 6D) entsprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert, wobei der Drehimpuls durch Vektorgrößen aus Pixelwerten der entsprechenden Pixel relativ in Be zug auf das Zentralpixel definiert wird;
Beaufschlagen von Pixeln des aufgenommenen Bildes mit einem akkumulativen Absolutwertfilter mit einer vorbe stimmten Verarbeitungszone zum Erzeugen einer Ausgabe, die einen akkumulativen Absolutwert (B'; Fig. 6E) ent sprechender Pixel um ein Zentralpixel der vorbestimmten Verarbeitungszone herum repräsentiert; und
Erfassen einer Fahrspurmerkmalsgröße, die einer Diffe renz (C; Fig. 6F) zwischen der Ausgabe des Drehimpuls filters und der Ausgabe des akkumulativen Absolutwert filters entspricht.
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