JP2001160200A - 前方道路情報取得手段選択装置 - Google Patents

前方道路情報取得手段選択装置

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JP2001160200A
JP2001160200A JP34277999A JP34277999A JP2001160200A JP 2001160200 A JP2001160200 A JP 2001160200A JP 34277999 A JP34277999 A JP 34277999A JP 34277999 A JP34277999 A JP 34277999A JP 2001160200 A JP2001160200 A JP 2001160200A
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JP
Japan
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road
image
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sufficient
forward road
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JP34277999A
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Sachiko Kojima
祥子 小島
Yoshiki Ninomiya
芳樹 二宮
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像情報だけでは走行コースを推定すること
ができない場合には、画像情報と合わせて地図情報を取
得するようにする。 【解決手段】 前方道路画像取得手段10により前方道
路画像を取得する。取得した前方道路画像中の可視道路
領域を検出し、検出した可視道路領域によって十分に車
両前方の可視範囲が確保されている場合には、前方道路
画像だけで十分に情報が得られていると判定し、画像情
報のみを用いる。十分に車両前方の可視範囲が確保され
ていない場合には、前方道路画像だけでは十分に情報が
得られていないと判定して、画像情報に加えて、道路地
図情報を取得するように選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ACC(アダプティ
ブクルーズコントロール)等で、車両の前方を監視し、
走行コースを推定したり、先行車両を検出するなどの前
方監視装置に関し、特に、車両等に搭載され、前方の道
路情報、例えば白線や道路の勾配、カーブの様子などを
取得する手段を選択する前方道路情報取得手段選択装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】外部環境によらず正確な車間距離検出を
行う技術として特開平6−206507号公報に車間距
離検出装置が開示されている。この車間距離検出装置
は、前方対象物体の存在する方向へミリ波レーダの指向
性を決定する、ミリ波レーダによる車間距離検出装置で
あり、外部環境を判定する外部環境判定手段を有し、判
定結果に基づいてミリ波レーダの指向性を決定するため
の情報を選択するものである。外部環境判定装置は、比
較的遠方を撮影するカメラの撮影データから、画像デー
タが目標対象物を認識するのに適しているか否かを判断
する。好適とされた時は画像データから検出した前方対
象物体に向けてミリ波レーダの指向性方向を決定する。
不適とされた時は、車両姿勢と現在位置と道路地図デー
タによって、先行車両が存在する可能性のある方向へミ
リ波レーダの指向性方向を決定する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開平6−20650
7号公報に示された車間距離検出装置は、周辺環境が画
像データ取得に対して不適当な場合に地図情報を利用す
るものであり、地図を画像から得る情報は「先行車両が
存在する可能性のある方向」でよい。
【0004】しかしながら、先行車両判定や自動操舵に
必要な走行コース推定を行おうとした場合、ある程度遠
方までの走路端を精度よく取得する必要がある。画像デ
ータ取得に好適な周辺環境であった場合でも、前方道路
の縦断曲率などによって不可視領域が生じる状況や、横
断曲率によってレーンマークなどが画面上で見えなくな
る状況が生じる。また、横断曲率や縦断曲率などのため
画像だけでは精度のよい走行コース推定が困難な状況も
ある。
【0005】そこで、周辺環境条件だけではなく前方道
路状況を適切に判断し、画像だけで十分な走行コース推
定ができる場合は画像のみの情報を取得し、画像では十
分な走行コース推定ができない場合に画像の情報に加え
て地図の情報を取得するように、前方道路情報を取得す
る手段を切り替える必要がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
第1の発明の前方道路情報取得手段選択装置は、前方道
路画像を取得する前方道路画像取得手段と、自車両前方
を含む周辺の道路地図情報を取得する前方道路地図取得
手段と、取得した前記前方道路画像から前方の道路状況
を判定する前方道路状況判定手段と、前記前方道路状況
判定手段によって判定された道路状況により、前記前方
道路画像だけで十分な情報が得られると判定された場合
には画像情報のみを選択し、前記前方道路画像だけでは
十分な情報が得られないと判定された場合には画像情報
とあわせて前記道路地図情報を選択するように切り替え
る選択手段とを有することを特徴とする。
【0007】第2の発明の前方道路情報取得手段選択装
置は、前方道路状況判定手段は、前記前方道路画像中の
可視道路領域を検出し、十分可視範囲が確保されている
か否かを判定し、十分な可視範囲が確保されている場合
は、前記前方道路画像だけで十分な情報が得られると判
定し、十分な可視範囲が確保されていない場合は、前記
前方道路画像だけでは十分な情報が得られないと判定す
ることを特徴とする。
【0008】第3の発明の前方道路情報取得手段選択装
置は、前方道路状況判定手段は、前記前方道路画像中の
道路形状を検出し、検出した道路形状から十分な精度で
距離方向位置と水平方向位置を推定することができると
予測される場合は、前記前方道路画像だけで十分な情報
が得られると判定し、十分な精度で距離方向位置と水平
方向位置を推定することができないと予測される場合は
前記前方道路画像だけでは十分な情報が得られないと判
定することを特徴とする。
【0009】
【発明の作用と効果】第1の発明の前方道路情報取得手
段選択装置によれば、前方道路状況判定手段では、取得
した前方道路画像を処理して前方道路の状況を判定す
る。道路形状によって道路面が見えなくなる状況や、画
像面内の道路形状だけでは距離方向と水平方向位置を精
度良く推定できない状況などを判定でき、画像情報だけ
で十分な情報が得られる状況か、画像情報に合わせて地
図情報を必要とする状況かを判定することが可能とな
る。
【0010】そして、前方道路状況判定手段の結果に基
づいて、画像で十分な情報が得られる状況では画像情報
を取得し、地図情報が必要な状況では合わせて地図情報
を取得するように、前方道路情報を取得する手段を自動
できりかえることにより、適切な情報を取得することが
可能になる。前方道路が見えない状況でも地図情報から
前方道路を推測することが可能であり、道路形状を精度
よく推定できない状況でも地図情報から垂直投影道路情
報を得ることにより形状推定精度を改善することが可能
になる。複数の道路形状候補がある場合でも地図情報と
照合することで正しい候補を選択することが可能とな
る。必要な情報を選択し、物体検出手段とあわせて適切
な処理を行うことで先行車両を検出することが可能とな
る。
【0011】第2の発明の前方道路情報取得手段選択装
置によれば、前方道路状況の判定をするために、前方道
路画像中の道路領域を検出し、検出された道路領域によ
って、画像情報だけで十分に道路が見えているのか、つ
まり画像中の可視領域が十分かを使用する。これによ
り、道路面が見えなくなるような状況には、地図情報を
取得するようにすることができ、より適切な情報を取得
することが可能となる。
【0012】第3の発明の前方道路情報取得手段選択装
置によれば、前方道路状況の判定をするために、前方画
像中の道路形状を使用している。これにより、大きなカ
ーブ等の、道路形状に誤差が大きくなるような場合に
は、地図情報を取得するようにすることができ、より適
切な情報を取得することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【0014】図1は本発明の第1の実施例の構成を示す
ブロック図である。前方道路情報取得手段選択装置1
は、前方道路状況を画像で取得する前方道路画像取得手
段10と、前方道路の地図情報を取得する前方道路地図
取得手段20と、取得した画像データから前方道路状況
を判定する前方道路状況判定手段30と、判定結果に基
づいて画像情報のみで走行コース推定に十分な情報が得
られる場合は画像情報のみを取得し、画像情報だけでは
十分な情報が得られない場合は合わせて地図情報を取得
するように切り替える、選択手段40からなる。本実施
例では、選択手段40によって選択された情報が走行コ
ース推定装置50へ渡される。本実施例では走行コース
推定装置へ渡しているが、先行車両検出装置などでもよ
い。
【0015】前方道路画像取得手段10では、撮像装置
12を用いて道路の画像情報を取得する。撮像装置12
は単一のカメラでも複数個のカメラであってもよい。前
方道路地図取得手段20では、取得した自車両位置と地
図データベース上での位置を照合し、進行方向の前方、
あるいは自車両周辺の地図情報を地図データベース22
から抽出して取得する。自車両位置は例えばDGPS(Diffe
rential Global Positioning System)24の測位結果な
どによって取得する。地図データベース22は、ナビ用
のデジタル地図データでもよいし、市販されている数値
地図データでもよいし、専用に作られたデータベースを
用いてもよい。
【0016】前方道路状況判定手段30は、前方道路画
像取得手段10によって取得された画像情報から、画像
情報が走行コース推定に十分な情報か否かを判定する。
天候条件などが好適で画像情報が得られたとしても、前
方の道路状況によっては図2に示すような道路面が見え
なくなる状況があり、画像だけで十分な走行コース推定
を行うことは困難である。ここでいう十分な走行コース
推定とは、先行車両判別や自動操舵などに利用できる程
度の横方向精度で、現在の自車速から停止に必要な距離
分の走行コースを推定できることを指す。
【0017】図2に示す状況は、前方道路が縦断曲率を
有するため、カメラ中心から道路面へ引かれた接線より
下の部分が遮蔽されて見えなくなる状況である。このよ
うな場合、天候条件などが好適で、画像上で道路形状が
得られる場合でも、停止に必要な距離分の情報が得られ
ず、画像だけでは十分な走行コース推定を行うことがで
きない。
【0018】図4のフローチャートに従って、図2のよ
うな道路面が見えなくなる場合の前方道路状況判定手段
20の処理手順を説明する。まず、前方道路画像取得手
段10から前方道路画像を取得し、(S100)、画像
内の道路白線を抽出する(S110)。抽出された白線
にはさまれた領域を道路面として抽出する(S12
0)。抽出した道路面から可視距離Limage(t)を算出す
る(S130)。tは前方画像情報が取得された時刻で
ある。次に、車速度センサから自車両の速度V(t)を得て
(S140)、車両が停止できる距離Lcar(V(t))を算出
する(S150)。算出した停止距離Lcar(V(t))と可視
距離Limage(t)を比較し、前方道路画像情報から十分な
情報が得られているかどうかを判定し、判定結果を選択
装置に出力する(S160)。なお、比較の際、停止距
離Lcar(V(t))には必要に応じ、適当な係数αを乗じてい
る。
【0019】ここで、道路範囲を示す指標として道路領
域の両端を水平に結ぶ線分の中点の集合として算出した
可視距離を用いた。自車両が停止するために必要な距離
を自車速から算出し、カメラの道路面に対する姿勢や焦
点距離を考慮した係数を乗じて、可視距離と比較を行っ
ている。可視距離が小さい場合は画像情報だけでは十分
な情報が得られないと判定する。判定に用いる道路範囲
を示す指標は、可視距離、白線長、道路面積等、適切な
ものであれば何を用いてもよい。
【0020】図5(a)に前方道路画像取得手段10か
ら取得した前方道路画像を、図5(b)に白線が抽出さ
れた画像を、図5(c)に道路面を抽出した画像を、図
5(d)に可視距離を算出した画像を示す。
【0021】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。第2の実施例の構成は、第1の実施例の構成と同じ
であり、図1に示す。前方道路状況判定手段30の処理
が異なっている。
【0022】図3に示す状況は、前方道路が縦断曲率と
横断曲率を有しており、道路形状投影誤差の生じる状況
であり、特に単眼画像情報から抽出された道路形状を水
平面に投影した場合に実際の道路形状に対して誤差が生
じる状況である。このような場合、天候条件などが好適
で、画像中で道路形状候補が得られる場合でも、道路形
状の投影誤差が大きく、画像だけでは十分な精度で走行
コース推定を行うことができない。
【0023】図3のような道路形状投影誤差が大きくな
るような場合、画像面での道路形状はカーブを描く。道
路形状検出手段において道路形状を検出し、道路の曲率
が既定値以上の場合は投影誤差が大きいとして、画像情
報だけでは十分な情報が得られないと判定する。
【0024】図6のフローチャートを用いて、図3のよ
うな道路形状投影誤差が生じる状況を判定する場合の前
方道路状況判定手段30の処理手順を説明する。まず、
前方道路画像取得手段10から前方道路画像を取得し
(S200)、画像内の白線を抽出する(S210)。
抽出された白線を元に道路形状を推定する(S22
0)。本第2の実施例では、白線を水平に結ぶ線分の中
点の集合である曲線を抽出し、その曲線の曲率Rhorを算
出する(S230)。その曲率Rhorを基準となる曲率R
αと比較し、基準値以上の場合には投影誤差が大きいと
して、画像情報だけでは十分な情報が得られないと判定
し(S240)、判定結果を出力する。
【0025】図7(a)に入力された前方道路画像を、
図7(b)に画像から白線を抽出した画像を、図7
(c)に道路形状を推定した画像を示す。
【0026】本発明の、第1の実施例の前方道路状況判
定手段30は、道路面が見えなくなる状況に対応した判
定について、第2の実施例の前方道路状況判定手段30
は、道路形状投影誤差が生じる状況に対応した判定につ
いて説明したが、それぞれの判定は、別々である必要は
なく、両方の判定を行い、その判定結果の精度を高める
ことはもちろん構わない。
【0027】以上、本発明によれば、天候条件などの周
囲環境条件が好適であっても、画像面内で道路形状候補
が一つしかない場合や、道路状況によっては十分な情報
が得られない場合であっても、道路状況判定手段を用い
て前方道路状況を適切に判断し、画像だけで十分な情報
が得られる時は画像情報のみを取得し、画像だけでは情
報が不足する時は、地図情報を補完して取得すること
で、走行コースをより正確に推定することが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例及び第2の実施例に係る
前方道路情報取得手段選択装置のブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施例の道路面が見えなくなる
状況の例を示した図である。
【図3】本発明の第2の実施例の道路状況投影誤差の生
じる状況の例を示した図である。
【図4】本発明の第1の実施例の前方道路状況判定手段
のフローチャートである。
【図5】本発明の第1の実施例の前方道路状況判定手段
での画像情報の例を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施例の前方道路状況判定手段
のフローチャートである。
【図7】本発明の第2の実施例の前方道路状況判定手段
での画像情報の例を示す図である。
【符号の説明】
1 前方道路情報取得手段選択装置 10 前方道路画像取得手段 12 撮像装置 20 前方道路状況判定手段 20 前方道路地図取得手段 22 地図データベース 30 前方道路状況判定手段 40 選択手段 50 走行コース推定装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前方道路画像を取得する前方道路画像取得
    手段と、 自車両前方を含む周辺の道路地図情報を取得する前方道
    路地図取得手段と、 取得した前記前方道路画像から前方の道路状況を判定す
    る前方道路状況判定手段と、 前記前方道路状況判定手段によって判定された道路状況
    により、前記前方道路画像だけで十分な情報が得られる
    と判定された場合には画像情報のみを選択し、前記前方
    道路画像だけでは十分な情報が得られないと判定された
    場合には画像情報とあわせて前記道路地図情報を選択す
    るように切り替えることを特徴とする選択手段とを、を
    有することを特徴とする前方道路情報取得手段選択装
    置。
  2. 【請求項2】前記前方道路状況判定手段は、前記前方道
    路画像中の可視道路領域を検出し、検出した可視道路領
    域に基づき、十分可視範囲が確保されているか否かを判
    定し、 十分な可視範囲が確保されている場合は、前記前方道路
    画像だけで十分な情報が得られると判定し、十分な可視
    範囲が確保されていない場合は、前記前方道路画像だけ
    では十分な情報が得られないと判定することを特徴とす
    る請求項1に記載の前方道路情報取得手段選択装置。
  3. 【請求項3】前記前方道路状況判定手段は、前記前方道
    路画像中の道路形状を検出し、検出した道路形状から十
    分な精度で距離方向位置と水平方向位置を推定すること
    ができると予測される場合は前記前方道路画像だけで十
    分な情報が得られると判定し、十分な精度で距離方向位
    置と水平方向位置を推定することができないと予測され
    る場合は前記前方道路画像だけでは十分な情報が得られ
    ないと判定することを特徴とする請求項1または請求項
    2に記載の前方道路情報取得手段選択装置。
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