JP2005346385A - 線図形化処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】路面が撮像されてなる画像から、前記路面上の標示線5L,5Rの境界線又は車両用走路4の境界線を少なくとも2本検出する車両用走路判定用の線図形化処理装置20であって、前記画像内において複数の線L0、La、Lbが互いに交差してなる第1の線群の中から線の長さが最大のものL0を第1の前記境界線として選ぶ第1の境界線抽出部と、前記画像内において複数の線L10、Lc、Ldが互いに交差してなる第2の線群の中から線の長さが最大のものL10を第2の前記境界線として選ぶ第2の境界線抽出部とを備えている。
【選択図】 図2
Description
図13は、本実施形態が適用される車両1を示す平面図である。図14は、車両1の側面図である。図13及び図14に示されるように、この車両1の前方、例えば車両1の車室前部中央(ルームミラー付近など)には、撮像用のCCDカメラ11が設置されている。図14に示すように、CCDカメラ11は、水平方向に対して俯角φを有するように設けられている。
次に、制御部21は、ステップS101に移行して、カメラ映像の入力処理を実行する。具体的には、制御部21は、CCDカメラ11の映像信号から抽出された輝度信号を入力してこれを各画素ごとにA/D(アナログ/デジタル)変換し、画素位置に関連づけた輝度データとしてRAM23に一時記憶する。この画素位置は、CCDカメラ11の撮像範囲(図15参照)に準じて定義される。
次に、制御部21は、ステップS102に移行して、エッジ点抽出(白線候補点検出)処理を実行する。具体的には、制御部21は、RAM23に一時記憶した各画素の輝度データを順次、水平方向に1ライン分ずつ読み込む(走査する)。すなわち、制御部21は、RAM23より画素位置が水平方向に並ぶ各画素の輝度データをまとめて読み込む。図16は、水平方向の所定ラインに並ぶ各画素の位置と対応する輝度データの一例を示すグラフである。
次に、制御部21は、ステップS103に移行して、上記ステップS102を経た後の処理対称画像を上下に分割して、上半分エリア(車両1から遠方に当たる)と下半分エリア(車両1の近傍に当たる)とする。そして、上半分エリアと下半分エリアのそれぞれについて幾何変換を行い、図4に示すような、上半分エリア100と下半分エリア200の路面画像の形式にする。ここでいう幾何変換とは、カメラ11により撮影された画像(図8)が解析されて、路面に対する垂直方向上方から鳥瞰した形式の路面画像(路面の平面図)を生成することをいう。
次に、制御部21は、ステップS200のサブルーチンに移行して、図2のエッジ線抽出(白線候補直線検出)処理を実行する。まず、エッジ線抽出処理の前提技術について説明する。
y=mx+c‥‥式(1)
を使う方法と、
あるいは、直線から原点におろした垂線の長さρ、垂線がx軸となす角θをパラメータとする方程式
ρ=xcosθ+ysinθ‥‥式(2)
を使う方法がある。
直線上の任意の点(x0,y0)は上記方程式(1)を満足し次式(3)が成り立つ。
y0=mx0+c‥‥式(3)
直線上の任意の座標(x0,y0)は次式(4)を満足する。
ρ=x0cosθ+y0sinθ‥‥式(4)
ρ=xicosθ+yisinθ‥‥式(5)
に変換される。
従来の標示線検出装置では、ハフ変換を用いて車線境界候補となるエッジ線を抽出する際に、パラメータ空間の投票値が極大となる点をエッジ線候補として抽出していたが、実画像を処理した場合には、偽の極大値がノイズとして抽出されるという問題があった。本実施形態では、車線境界を構成するエッジ線は、少なくともエッジ線抽出範囲では交差することは無いという性質を利用して、不要なエッジ線候補の抽出を抑制し、安定した標示線の検出と処理コストの削減を実現する。
制御部21は、エッジ線抽出処理を開始する(ステップS201)。ここでは、立上りエッジ点Puについてのみエッジ線抽出処理を行い、立下りエッジ点Pdについてのエッジ線抽出処理は行わないこととする。但し、立下りエッジ点Pdについてのエッジ線抽出処理を行う場合には、以下に述べる方法と同様の方法により実行可能である。また、ここでのエッジ線抽出処理の探索範囲は、上記上半分エリア100のみで、下半分エリア200は含まれない。下半分エリア200を探索範囲とするエッジ線抽出処理も別途行われるが、以下に述べる方法と同様の方法により実行可能である。
次に、制御部21は、ステップS202に移行して、エッジ点の一つ一つに対して、パラメータ空間への投票を行う(ステップS202)。ステップS202の具体的内容について図7及び図8を参照して説明する。図7に示されるエッジ点は、いずれも上記ステップS201にて探索範囲とされた、図4の上半分エリア100の立上りエッジ点Puである。
x=my+c
を使うこととする。図7に示すように、上記上半分エリア100のx−y座標系の複数のエッジ点pi(xi,yi)(i=1〜n)のそれぞれについて、そのエッジ点を通る可能性がある線分を全て考える。例えば、あるエッジ点p0(x0,y0)を通る直線L01,02‥は、それぞれ傾きm01,02‥(=M01,02‥/L)、x軸との切片がc01,c02‥で定義される。また、別のあるエッジ点p1(x1,y1)を通る直線L11,12‥は、それぞれ傾きm11,12‥(=M11,12‥/L)、x軸との切片がc11,c12‥で定義される。上記のあるエッジ点p0(x0,y0)と別のあるエッジ点p1(x1,y1)の両方を通る直線L0は、傾きm0(=M0/L)、x軸との切片がc0で定義される。
次に、制御部21は、ステップS203に移行して、図8のパラメータ空間(ステップS201で設定した探索範囲:ここでは、上記上半分エリア100のみ)内のピーク(極大値)を探索する。図8に示すように、パラメータ空間には、複数のピークが生じる。
次に、制御部21は、ステップS204に移行して、極大値に対するエッジ線間の交差判定とエッジ線の選択を行う。ステップS204では、パラメータ空間(ステップS201で設定した探索範囲)において、上記ステップS203で設定されたしきい値以上の投票値Zを有するエッジ線のうち、互いに交差するエッジ線を探す。
次に、制御部21は、ステップS104に移行して、標示線(エッジ線ペア)抽出処理を実行する。具体的には、上記ステップS200において、互いに交差しない平行なエッジ線のみが抽出されるが、その抽出された複数のエッジ線の中から、制御部21は、立上りエッジ線と立下りエッジ線のペア(エッジ線ペア)を抽出する。上記ステップS200において、互いに交差しない平行なエッジ線のみが抽出されるが、左白線5Lと右白線5Rのエッジ線以外のエッジ線(図示せず)が検出される場合が多いことから、ステップS104の結果、立上りエッジ線と立下りエッジ線のペアの組み合わせも、複数できることになる。
次に、制御部21は、ステップS105に移行して、上記ステップS104で抽出された複数のエッジ線ペア(直線)から標示線の候補として、標示線として最も確からしいエッジ線ペアを2つ選択する。このエッジ線ペアは、車両1の両側に対応する画素位置において各1つずつ選択される。このエッジ線ペアの選択に当たっては、例えば前回の検出結果からの車両1のピッチ、ロール、ヨーの各角度、横方向の移動距離つまり、車両1が所定時間内で移動しうる範囲が考慮される。即ち、ステップS105において、選択されるエッジ線ペアは、前回の検出結果との整合性の点で(前回の検出結果を反映させた上で)標示線の候補として選択されるものである。制御部21は、選択された一対の標示線(エッジ線ペア)を画素位置に対応させてRAM23に一時記憶する。
次に、制御部21は、ステップS106に移行して、道路パラメータ(曲率、ピッチ角、レーン幅)の計算を行う。ここでは、上記ステップS105で抽出された最も確からしい2本の直線のエッジ線のデータから、そのエッジ線に対応するエッジ点のデータに戻した後に、そのエッジ点のデータに基づいて、上記道路パラメータの計算(曲率、ピッチ角、レーン幅)を行う。
次に、制御部21は、ステップS300のサブルーチンに移行して、図3の道路パラメータの異常判定処理を実行する。制御部21は、道路パラメータの異常判定処理を開始すると(ステップS301)、過去履歴バッファ24に、過去の道路パラメータ(ピッチ角、曲率、レーン幅)を格納する(ステップS302)。
次に、制御部21は、図1−2のステップS107に移行して、上記ステップ105で選択すべきエッジ線又は上記ステップS105で選択されたエッジ線が存在するか否かを判定する。路面が汚れている場合などであって、標示線が汚れに隠れて見えない状態であったり、汚れて標示線又は車線の境界が薄く(標示線又は車線の境界が検出され難く)なっている状態であって、エッジ線として抽出されない場合には、ステップS107において、エッジ線が存在しないと判定される。このステップS107には、エッジ線のロスト判定も含まれ、検出フラグ(F1)がOFFである場合(ステップS306、後述するステップS113)には、エッジ線が存在しないと判定される。
次に、制御部21は、ステップS110に移行して、道路パラメータが正常であるか否かを判定する。道路パラメータが正常であるか否かは、上記のように、ステップS200の道路パラメータの異常判定により行われる。ステップS110の判定の結果、道路パラメータが正常であると判定された場合には、ステップS111に進み、そうで無い場合には、ステップS114に進む。
ステップS111では、制御部21は、エッジ線存在時間(T1)が発見必要時間(T2)よりも大きいか否かが判定される。即ち、上記ステップ105で選択すべきエッジ線又は上記ステップS105で選択されたエッジ線が連続して存在する(ロストではないことを含む)時間である、エッジ線存在時間(T1)が、発見必要時間(T2)よりも長い間、連続(継続)しているか否かが判定される。そのステップS111の判定の結果、エッジ線存在時間(T1)の方が発見必要時間(T2)よりも大きい場合には、ステップS112に進み、そうでない場合には、ステップS113に進む。
ステップS112において、制御部21は、2本の標示線を示すエッジ線が正常に検出されたと判断して、検出フラグ(F1)をONに設定する。ステップS112の次には、ステップS114が行われる。
ステップS113において、制御部21は、2本の標示線を示すエッジ線が正常に検出されなかったと判断して、検出フラグ(F1)をOFFに設定する。ステップS113の次には、ステップS114が行われる。
ステップS114において、制御部21は、道路パラメータを検出フラグ(F1)の値とともにレーンキープ制御ECU30に出力する。レーンキープ制御ECU30では、検出フラグ(F1)を参照し、検出フラグ(F1)がONであるときの道路パラメータを演算対象に含める一方、検出フラグ(F1)がOFFであるときの道路パラメータは、演算対象から除外する。ステップS114の次に、図1−1のステップS101に戻る。
4 車線
5L 標示線(左白線)
5R 標示線(右白線)
10 運転支援装置
11 CCDカメラ
12 メインスイッチ
20 標示線検出装置
21 制御部
22 輝度信号抽出回路
23 RAM
24 過去履歴バッファ
30 レーンキープ制御ECU
31 ステアリングトルク制御ECU
32 ステアリングホイル
33 ステアリングシャフト
34 操舵角センサ
35 トルクセンサ
36 ギヤ機構
37 モータ
38 車速センサ
40 表示装置
41 ブザー
100 上半分エリア
200 下半分エリア
Pd 立下りエッジ点
Pu 立上りエッジ点
R 曲率
θ1 ヨー角
θ2 操舵角
φ 俯角
Claims (8)
- 画像から互いに交差することがなくかつ長さが最大の第1及び第2の線を抽出する線図形化処理装置であって、
前記画像内において複数の線が互いに交差してなる第1の線群の中から線の長さが最大のものを前記第1の線として選ぶ第1の線抽出部と、
前記画像内において複数の線が互いに交差してなる第2の線群の中から線の長さが最大のものを前記第2の線として選ぶ第2の線抽出部と
を備えたことを特徴とする線図形化処理装置。 - 路面が撮像されてなる画像から、前記路面上の標示線の境界線又は車両用走路の境界線を少なくとも2本検出する車両用走路判定用の線図形化処理装置であって、
前記画像内において複数の線が互いに交差してなる第1の線群の中から線の長さが最大のものを第1の前記境界線として選ぶ第1の境界線抽出部と、
前記画像内において複数の線が互いに交差してなる第2の線群の中から線の長さが最大のものを第2の前記境界線として選ぶ第2の境界線抽出部と
を備えたことを特徴とする線図形化処理装置。 - 請求項1または2に記載の線図形化処理装置において、
前記線は、点列からなり、
前記線の長さは、前記線の前記点列を構成する複数の点の中で最も遠い2点間の距離に基づいて求められる
ことを特徴とする線図形化処理装置。 - 請求項1または2に記載の線図形化処理装置において、
前記線は、点列からなり、
前記線の長さは、前記線の前記点列を構成する点の数に基づいて求められる
ことを特徴とする線図形化処理装置。 - 請求項1または2に記載の線図形化処理装置において、
前記線は、点列からなり、
前記線の長さは、前記線の前記点列を構成する複数の点の中で最も遠い2点間の距離と、前記線の前記点列を構成する点の数の関数に基づいて求められる
ことを特徴とする線図形化処理装置。 - 請求項3から5のいずれか1項に記載の線図形化処理装置において、
前記画像に含まれる複数の前記点からハフ変換(Hough transformation)を用いて前記点列からなる前記線を抽出する
ことを特徴とする線図形化処理装置。 - 請求項6記載の線図形化処理装置において、
前記第1の線群及び前記第2の線群のそれぞれは、前記ハフ変換のパラメータ空間を用いて、複数の線が互いに交差しているか否かの判定が行われた結果として検出される
ことを特徴とする線図形化処理装置。 - 請求項6または7に記載の線図形化処理装置において、
前記第1の線群の中から線の長さが最大のものを選択する処理、及び前記第2の線群の中から線の長さが最大のものを選択する処理は、前記ハフ変換のパラメータ空間に投票された投票値、及び前記パラメータ空間に投票された複数の点に対応する座標値の少なくともいずれか一方を用いて行われる
ことを特徴とする線図形化処理装置。
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