JP2000123299A - 道路白線検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】道路白線が存在する可能性のある領域を白線の
探索領域として絞り込むことにより、処理量を削減する
とともに精度の向上を図る道路白線検出方法の提供。 【解決手段】走行道路路上の白線を画像上で検出するに
際して、事前に検出された道路領域から、白線が存在す
る可能性のある領域（「白線存在可能性領域」という）
を推定し、前記推定された白線存在可能性領域内につい
て白線特徴点を抽出し、前記限定された白点特徴点から
白線を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路画像上で白線
を検出する道路白線検出装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路白線検出装置は、道路を走行する車
両から撮像手段を用いて例えば進行車両前方の走行車線
領域を撮像し、画像中から、道路白線を検出する装置で
ある。

【０００３】従来、道路白線を正確に認識する為に、一
様にＨｏｕｇｈ変換を用いたり、道路領域上の白線のみ
を微分エッジとして抽出したり、あるいは、領域の周波
数特性の相違から、白線を求めていた。なお、道路上の
白線を検出する装置として、例えば特開平８−３２９２
２４号公報、特開平９−３５１９８号公報等の記載も参
照される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
道路白線検出方法は、白線検出の精度・処理時間が不満
足なレベルに留まっている、という問題点を有してい
る。

【０００５】その理由は、撮像手段にて取得した画像全
体を一様に処理しており、極めて多くの白線特徴点を処
理している、ためである。

【０００６】したがって本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたものであって、その目的は、道路白線が存在す
る可能性のある領域を白線の探索領域として絞り込むこ
とにより、処理量を削減するとともに精度の向上を図る
道路白線検出方法及び装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、走行路上の白線を画像にて検出する際に、白線特
徴点処理を、事前に検出した道路領域から推定した白線
存在可能性領域に限定するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明においては、白線サーチ領域を、単純に推
定道路領域に白線サーチ範囲を限定するのではなく、道
路端線に囲まれた部分について、道路（設計）パラメー
タを考慮して、白線の存在可能性のある領域を、白線サ
ーチ領域として、更に絞り込むことで、処理量削減・精
度の向上を実現している。

【０００９】更に、道路端線を先行して求めているた
め、その情報と道路（設計）パラメータから、存在し得
る白線のパターンを限定して、白線サーチを行うこと
で、更に処理量を削減するとともに精度の向上を達成し
ている。

【００１０】本発明の実施の形態において、その装置構
成としては、公知のものが用いられ、例えば車載される
ＣＣＤカメラ等の撮像装置、前記撮像手段で得られた画
像を記憶するフレームメモリ等の記憶装置、記憶手段か
ら画像を読み出し、白線検出処理を行なうプロセッサ等
を含む画像処理装置を備えて構成される。

【００１１】図１を参照すると、本発明の実施の形態に
おいては、道路と推定された領域から、道路端線などを
推定することで、白線の存在可能性のある領域を限定
し、その限定した領域（白線サーチの範囲１０５）内
で、白線特徴点処理を行っている。

【００１２】本発明は、（ａ）画像全面を探索して白点
特徴点を抽出するステップ、（ｂ）前記画像上において
道路領域の特性を算出して、道路領域の推定処理を行
い、推定された部分道路領域を併合することで領域を拡
大し推定道路領域を求めるステップ、（ｃ）該推定され
た道路領域の形状を解析し、前記道路領域周辺部にて道
路端線を検出し、相対する一対の道路端線と該道路端線
が交差する消失点を算出するステップ、（ｄ）前記道路
端線に囲まれた部分と所定の道路パラメータから白線を
探索する白線存在可能性領域を決定するステップ、
（ｅ）前記白線存在可能性領域外の白点特徴点を削除す
るステップ、及び、（ｆ）前記限定された白線存在可能
性領域上にある白線特徴点から白線の行うステップ、を
含む。

【００１３】上記ステップ（ｆ）の白線の算出処理にお
いて、白線の算出対象を、前記求められた消失点を通る
線群に処理を限定するようにしてもよい。

【００１４】白線特徴点をソフトウエア演算処理で求め
る様な場合は、最初から白線存在可能性のある領域に限
定して、白線特徴点抽出から処理を行う。

【００１５】ハードウエア等にて処理を行う場合は、白
線特徴点の抽出処理は画面全体で行うものとし、白線存
在可能性のある領域に限定するのは、白線特徴点から、
白線を求める以降の処理をハードウエア演算で行なう。

【００１６】このように、本発明の実施の形態において
は、白線検出処理の範囲を、道路領域内の白線存在可能
性のある限定領域に限ることで、白線検出の高速化・高
精度化を図るものである。

【００１７】本発明の実施の形態において、撮像装置で
取得された道路の画像情報から道路上の白線を検出する
画像処理装置が、（ａ）撮像画像全面を探索して白点特
徴点を抽出する手段と、（ｂ）前記画像上において所定
の道路領域特性に基づき道路領域を推定し、推定された
部分道路領域を併合することで、推定道路領域を求める
手段と、（ｃ）前記推定された道路領域の形状を解析
し、前記道路領域周辺部にて道路端線を検出し、相対す
る一対の道路端線と該道路端線が交差する消失点を算出
する手段と、（ｄ）前記道路端線に囲まれた部分と所定
の道路パラメータから白線を探索する白線存在可能性領
域を決定する手段と、（ｅ）前記白線存在可能性領域外
の白点特徴点を削除する手段と、（ｆ）前記限定された
白線存在可能性領域上にある白線特徴点から白線の算出
を行う手段と、を備えて構成される。本発明の実施の形
態において、上記（ａ）〜（ｆ）の各手段は、画像処理
装置を構成するコンピュータで実行されるプログラム制
御によりその機能を実現するようにしてもよい。この場
合、該プログラムは、記録媒体に記憶しておき、コンピ
ュータの主メモリにロードして実行することで、本発明
を実施することができる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。図１は、本発明の一実施例を説明するため
の図である。図１を参照すると、本発明の一実施例は、
道路領域外の特徴点除去を行なって白線検出を行なうも
のであり、まず、道路領域を推定して推定道路領域１０
１を求め、この左右について道路端線を検出し、左道路
端線１０２、右道路端線１０３を求め、左右の道路端線
１０２、１０３から推定した消失点１０４を求める。

【００１９】これから、白線の存在可能性のある領域
（「白線サーチ領域」という）１０５を求め、この白線
サーチ領域１０５上の白線特徴点から白線１０６や白点
線１０７を検出する。

【００２０】図２は、本発明の一実施例の処理フロー及
び白線検出の動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【００２１】まず、画像全体（図２（ａ）参照）の処理
により、全面サーチによる白点特徴点抽出処理を行なう
（ステップ２０１）。図２（ｂ）にステップ２０１で抽
出された白点特徴点を示す（図２（ｂ）のドット）。

【００２２】次に、道路領域の特性の算出処理を行う
（ステップ２０２）。例えば道路であることが確実な領
域（図２（ｃ）のハッチングを施した部分、路上走行中
の車両の前方下部は道路である）を判定用の基準値を求
め、この判定基準にて、道路領域の推定処理を行い（ス
テップ２０３）、道路領域である可能性の程度を示す道
路領域らしさを算出する。例えば図２（ｄ）に模式的に
示すように、画像データの一画面上で、道路領域らしの
程度は矢印で示す向きに減少している。そして、道路領
域らしさの領域の統合を行なうと、図２（ｄ）に示すよ
うに、順次帯状の領域が画面下から上方向に形成される
（図２（ｄ）では三角形形状）。

【００２３】道路領域らしさがある値以上ある部分の形
状を解析し、道路端の存在する部分（道路領域周辺部）
にて、エッジをサーチする道路端線の検出処理を行い
（ステップ２０４）、左右の道路端線とその消失点２０
８を求め（図２（ｅ）参照）、道路端線に囲まれた部分
と道路パラメータ（道路の設計パラメータ）とから、白
線サーチ領域を決定し（ステップ２０５）、白線の存在
する可能性がある部分を特定する（図２（ｆ）参照）。
なお、図２（ｅ）において消失点を求めるに際して、道
路端線が曲線の場合、接線等を用いて消失点を求めるよ
うにしてもよい。

【００２４】次に、図２（ｇ）に示すように、白線サー
チ領域（白線存在可能性領域）外の白点特徴点を削除し
（ステップ２０６）、限定された領域上で白線特徴点か
らの白線算出処理を行う。

【００２５】白線特徴点から、白線算出処理を行うに際
し、図３（ｈ）に示すように、道路の消失点２０８を通
る線群２０９に処理を限定するようにしてもよい。特
に、Ｈｏｕｇｈ変換の場合、白線算出処理を道路の消失
点２０８を通る線群２０９に限定することで、大幅に、
高速化・高精度化を図ることができる。

【００２６】白線サーチ領域の決定において、図５に示
すように、まず、道路画像上、眼前の道路であることが
確実な領域４０１から、道路領域の特性を算出し、算出
した道路領域特性から判定基準（道路領域らしさの判定
基準）を求める。

【００２７】次に、道路領域らしさを、この判定基準値
から求め、道路らしい領域をマージ（併合）して、領域
を拡張していく。

【００２８】その結果、推定道路領域４０３が求まる。
従来は、この推定道路領域４０３を単純に、白線サーチ
領域４０４としていたが、本実施例では、道路端４０５
を検出し、この道路端４０５に基づき、白線サーチ領域
４０６を得ている。

【００２９】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図４は、本発明の第２の実施例の処理フロー及び
白線検出の動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【００３０】図４を参照すると、本発明の第２の実施例
は、先に画面全体の白点特徴点抽出を行なう前記実施例
とは相違し、まず、道路領域特性算出処理を行い（ステ
ップ３０１）、その後、道路領域推定処理（ステップ３
０２）、道路端線検出処理（ステップ３０３）、白線サ
ーチ領域決定処理（ステップ３０４）を行い、領域を限
定する。限定した白線サーチ領域内での白点特徴点抽出
処理（ステップ３０５）を行い、続いて、白線特徴点か
らの白線算出処理で白線を検出している（ステップ３０
６）。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。

【００３２】本発明の第１の効果は、白線検出の処理量
を削減することができる、ということである。

【００３３】その理由は、本発明においては、白線検出
処理を白線サーチ領域内に限定しているためである。

【００３４】本発明の第２の効果は、白線検出の精度を
向上する、ということである。

【００３５】その理由は、本発明においては、白線検出
処理を白線サーチ領域に限定し、精度低下の要因になる
余計な白点特徴点を除外しているためである。

【００３６】本発明の第３の効果は、白線検出の処理を
高速化する、ということである。

【００３７】その理由は、本発明においては、白線検出
処理を白線サーチ領域に限定した上で、サーチすべき白
線を、道路消失点を通る線に限定しているためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための図である。

【図２】本発明の一実施例の処理を説明するための流れ
図（その１）である。

【図３】本発明の一実施例の処理を説明するための流れ
図（その２）である。

【図４】本発明の別の実施例の処理を説明するための流
れ図である。

【図５】本発明の一実施例における道路領域の推定方法
を説明するための図である。

【符号の説明】

１０２ 検出した左道路端線 １０３ 検出した右道路端線 １０４ 道路端線から推定した消失点 １０５ 白線存在可能性領域（白線サーチ領域） １０６、１０７ 検出した白線 ２０１ 全面サーチによる白点特徴点抽出処理 ２０２ 道路領域特性算出処理 ２０３ 道路領域推定処理 ２０４ 道路端線検出処理 ２０５ 白線サーチ領域決定処理 ２０６ 白線存在可能性領域外の白点特徴点の削除処理 ２０７ 限定された白線特徴点からの白線算出処理 ２０８ 消失点 ２０９ 消失点を通る線群 ３０１ 道路領域特性算出処理 ３０２ 道路領域推定処理 ３０３ 道路端線検出処理 ３０４ 白線サーチ領域決定処理 ３０５ 白線サーチ領域内での白点特徴点抽出処理 ３０６ 白線特徴点からの白線算出処理 ４０２ 領域拡張の部分 ４０３ 推定道路領域 ４０４ 従来の白線サーチ領域（単純に適用した従来の
ケース） ４０５ 検出した道路端 ４０６ 本発明の白線サーチ領域

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月２７日（１９９９．９．２
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、その概略を述べれば、走行路上の白線を画像にて
検出する際に、白線特徴点処理を、事前に検出した道路
領域から推定した白線存在可能性領域に限定するもので
ある。本発明は、走行道路路上の白線を画像上で検出す
るに際して、事前に前記画像中で検出された道路領域か
ら、前記道路領域の周辺の道路端線と前記道路端線の交
差する道路消失点にて確定される領域及び道路パラメー
タに基づき、白線が存在する可能性のある領域（「白線
存在可能性領域」という）を推定し、前記推定された白
線存在可能性領域内について白線特徴点を抽出し、前記
白線存在可能性領域外を除く前記白線存在可能性領域内
に限定された白点特徴点から白線を算出するにあたり、
前記白線存在可能性領域内において前記消失点を通る線
群に限定して白線を探索する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝野 有二 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１丁目１ 番地25 日本電気ロボットエンジニアリン グ株式会社内 (72)発明者 松浦 洋文 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１丁目１ 番地25 日本電気ロボットエンジニアリン グ株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 DA08 DB02 DC07 DC17 5H180 AA01 CC04 CC24 LL01 LL02

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行道路路上の白線を画像上で検出するに
   際して、事前に前記画像中で検出された道路領域から、
   白線が存在する可能性のある領域（「白線存在可能性領
   域」という）を推定し、前記推定された白線存在可能性
   領域内について白線特徴点を抽出し、前記限定された白
   点特徴点から白線を算出する、ことを特徴とする道路白
   線検出方法。
2. 【請求項２】走行道路路上の白線を画像上で検出するに
   際して、画面全体で検出した白線特徴点について、事前
   に検出された道路領域から白線が存在する可能性のある
   領域（「白線存在可能性領域」という）を推定し、前記
   白線存在可能性領域に限定して、白線の検出を行う、こ
   とを特徴とする道路白線検出方法。
3. 【請求項３】前記画像中、前記白線存在可能性領域外の
   白点特徴点を除外し、得られた前記白線存在可能性領域
   内の白線特徴点について、白線の探索を行う、ことを特
   徴とする請求項１又は２記載の道路白線検出方法。
4. 【請求項４】前記白線存在可能性領域が、推定された道
   路領域の周辺の道路端線と前記道路端線の交差する道路
   消失点にて確定される領域よりなる、ことを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれか一に記載の道路白線検出方
   法。
5. 【請求項５】前記白線の探索にあたり、前記白線存在可
   能性領域内において前記消失点を通る線群に限定して探
   索する、ことを特徴とする請求項４記載の道路白線検出
   方法。
6. 【請求項６】走行路上の白線を画像上で検出するに際し
   て、事前に前記画像中で検出された道路領域から、白線
   が存在する可能性のある領域（「白線存在可能性領域」
   という）を推定し、前記推定された白線存在可能性領域
   内において、推定した道路端線と道路パラメータと、か
   ら、白線を限定して探索することを特徴とする道路白線
   検出方法。
7. 【請求項７】撮像手段で取得された道路の画像情報から
   道路上の白線を検出する道路白線検出方法において、 （ａ）画像全面を探索して白点特徴点を抽出するステッ
   プ、 （ｂ）前記画像上において道路領域の特性を算出して道
   路領域を推定し、推定された部分道路領域を併合するこ
   とで推定道路領域を求めるステップ、 （ｃ）該推定された道路領域の形状を解析し、前記道路
   領域周辺部にて道路端線を検出し、複数の道路端線と該
   道路端線が交差する消失点を算出するステップ、 （ｄ）前記道路端線に囲まれた部分と所定の道路パラメ
   ータから白線を探索する白線存在可能性領域を決定する
   ステップ、 （ｅ）前記白線存在可能性領域外の白点特徴点を削除す
   るステップ、及び、 （ｆ）前記限定された白線存在可能性領域上にある白線
   特徴点から白線の算出を行うステップ、 を含む、ことを特徴とする道路白線検出方法。
8. 【請求項８】白線の算出対象を、前記求められた消失点
   を通る線群に処理を限定する、ことを特徴とする請求項
   ５記載の道路白線検出方法。
9. 【請求項９】撮像手段で取得された道路の画像情報から
   道路上の白線を検出する道路白線検出方法において、 （ａ）前記画像上において道路領域の特性を算出して、
   道路領域の推定を行い、推定された部分道路領域を併合
   することで推定道路領域を求めるステップ、 （ｂ）該推定された道路領域の形状を解析し、前記道路
   領域周辺部にて道路端線を検出し、複数の道路端線と該
   道路端線が交差する消失点を算出するステップ道路領域
   の特性を算出するステップ、 （ｃ）前記道路端線に囲まれた部分と所定の道路パラメ
   ータから、白線を探索する白線存在可能性領域を決定す
   るステップ、 （ｄ）前記白線存在可能性領域内に限定して白点特徴点
   を抽出するステップ、及び、 （ｅ）前記得られた白点特徴点から白線を算出するステ
   ップ、 を含む、ことを特徴とする道路白線検出方法。
10. 【請求項１０】前記ステップ（ａ）において、前記画像
    上、道路であることが確実とされる領域を道路領域の特
    性の算出に用い、前記算出した道路領域特性から、道路
    領域らしさの判定基準を求め、 前記画面上から前記判定基準に基づき道路らしい領域を
    求め、これらの領域を併合して領域を拡張し、推定道路
    領域を求める、ことを特徴とする請求項９記載の道路白
    線検出方法。
11. 【請求項１１】撮像装置で取得された道路の画像情報か
    ら道路上の白線を検出する画像処理装置を備えた道路白
    線検出装置において、 前記画像処理装置が、 画像全面を探索して白点特徴点を抽出する手段と、 前記画像上において、所定の道路領域特性に基づき道路
    領域の推定を行い、推定部分道路領域を併合すること
    で、推定道路領域を求める手段と、 前記推定された道路領域の形状を解析し、前記道路領域
    周辺部にて道路端線を検出し、相対する一対の道路端線
    と該道路端線が交差する消失点を算出する手段と、 前記道路端線に囲まれた部分と所定の道路パラメータか
    ら白線を探索する白線存在可能性領域を決定する手段
    と、 前記白線存在可能性領域外の白点特徴点を削除する手段
    と、 前記限定された白線存在可能性領域上にある白線特徴点
    から白線の算出を行う手段と、を備えたことを特徴とす
    る道路白線検出装置。
12. 【請求項１２】前記求められた消失点を通る線群に処理
    を限定して白線の算出を行う手段を備えたことを特徴と
    する請求項１１記載の道路白線検出装置。
13. 【請求項１３】撮像装置で取得された道路の画像情報か
    ら道路上の白線を検出する画像処理装置において、 （ａ）画像全面を探索して白点特徴点を抽出する処理、 （ｂ）前記画像上において道路領域の推定処理を行い、
    推定された部分道路領域を併合することで推定道路領域
    を求める処理、 （ｃ）該推定された道路領域の形状を解析し、前記道路
    領域周辺部にて道路端線を検出し、相対する一対の道路
    端線と該道路端線が交差する消失点を算出する処理、 （ｄ）前記道路端線に囲まれた部分と所定の道路パラメ
    ータから白線を探索する白線存在可能性領域を決定する
    処理、 （ｅ）前記白線存在可能性領域外の白点特徴点を削除す
    る処理、及び、 （ｆ）前記限定された白線存在可能性領域上にある白線
    特徴点から白線の算出を行う処理、 の上記（ａ）〜（ｆ）の各処理を前記画像処理装置を構
    成するコンピュータで実行させるためのプログラムを記
    録した記録媒体。