JP2014186516A - 走行路検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゼブラゾーンの検出精度を向上できる走行路検出装置を提供する。
【解決手段】走行路検出装置は、自車両が走行する走行路を撮像する撮像部２１と、撮像部２１により撮像された撮像画像Ｐの輝度情報に基づいて走行路上の白線又は黄線を検出する線検出部１１、１２、１３、１４と、線検出部１１、１２、１３、１４により検出された複数の白線又は黄線により挟まれ、かつ、予め設定された閾値以上の輝度を有する領域を縞状領域として検出するゼブラゾーン検出部１６とを備える。ゼブラゾーンＺは、複数の白線又は黄線により挟まれた領域であり、その領域内に白線又は黄線が縞状に塗装されている縞状領域である。このため、複数の白線又は黄線により挟まれ、かつ、予め設定された閾値以上の輝度値を有する領域を縞状領域として検出することにより、ゼブラゾーンＺの検出精度を向上することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自車両の走行路を検出する走行路検出装置に関する。

従来、走行路検出装置に関連して、例えば特開２００３−１７８３９９号公報に記載されるように、自車両の進行方向を撮像した撮像画像から走行路を検出し、特に、エッジ点群により生成された直線群の間隔が所定の条件を満たす領域をゼブラゾーンとして検出する装置が知られている。

特開２００３−１７８３９９号公報

しかし、このような装置では、走行路横断方向で様々な間隔を有するゼブラゾーンを適切に検出できない場合がある。

そこで、本発明は、ゼブラゾーンの検出精度を向上できる走行路検出装置を提供しようとするものである。

本発明に係る走行路検出装置は、自車両が走行する走行路を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された撮像画像の輝度情報に基づいて、走行路に沿って延びる白線又は黄線を検出する線検出部と、線検出部により検出された複数の白線又は黄線により挟まれ、かつ、予め設定された閾値以上の輝度値を有する領域を縞状領域として検出する領域検出部とを備える。

本発明に係る走行路検出装置によれば、走行路に沿って延びる複数の白線又は黄線により挟まれ、かつ、予め設定された閾値以上の輝度値を有する領域を縞状領域として検出することにより、ゼブラゾーンを適切に検出することができる。ここで、ゼブラゾーンとは、複数の白線又は黄線により挟まれた領域であり、その領域内に白線又は黄線が縞状に塗装されている縞状領域である。

本発明によれば、ゼブラゾーンの検出精度を向上できる走行路検出装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る走行路検出装置を示すブロック図である。 走行路検出装置の動作を示すフローチャートである。 ゼブラゾーンの誤った検出による走行車線の検出結果を例示する図である。 ゼブラゾーンの適切な検出による走行車線の検出結果を例示する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る走行路検出装置を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１を参照して本発明の実施形態に係る走行路検出装置の構成について説明する。走行路検出装置は、自車両に搭載されて、自車両の走行路、特に走行路上のゼブラゾーンを検出する装置である。

図１は、本発明の実施形態に係る走行路検出装置を示すブロック図である。図１に示すように、走行路検出装置は、電子制御ユニット１０（ＥＣＵ１０）を中心として構成されている。ＥＣＵ１０には、撮像部２１及び運転支援実行部２２が接続されている。

撮像部２１は、自車両が走行する走行路を撮像する。撮像部２１としては、ビデオカメラ、ステレオカメラ等が用いられる。撮像部２１は、撮像画像をＥＣＵ１０に供給する。

運転支援実行部２２は、車線維持支援等の運転支援を実行する。運転支援実行部２２は、ディスプレイ、スピーカ、バイブレータ等のヒューマン・マシン・インタフェース（ＨＭＩ）として構成され、運転者に対する注意喚起を実行する。また、運転支援実行部２２は、操舵アクチュエータ又は制動アクチュエータのうち少なくとも１つとして構成され、図示されていない操舵装置又は制動装置のうち少なくとも１つに対する制御介入を実行する。

図１に示すように、ＥＣＵ１０は、エッジ点検出部１１、直線近似領域探索部１２、近傍領域探索部１３、遠方領域探索部１４、車線形状算出部１５、ゼブラゾーン検出部１６、及び運転支援制御部１７を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを主体として構成されており、ＣＰＵによるプログラムの実行を通じて、エッジ点検出部１１、直線近似領域探索部１２、近傍領域探索部１３、遠方領域探索部１４、車線形状算出部１５、ゼブラゾーン検出部１６、及び運転支援制御部１７の機能を実現する。なお、エッジ点検出部１１、直線近似領域探索部１２、近傍領域探索部１３、遠方領域探索部１４、車線形状算出部１５、ゼブラゾーン検出部１６、及び運転支援制御部１７の機能は、２つ以上のＥＣＵにより実現されてもよい。

エッジ点検出部１１は、撮像画像に含まれるエッジ点を検出する。エッジ点とは、撮像画像の走査方向で撮像画像の輝度値が急増する上りエッジ点、及び急減する下りエッジ点である。エッジ点検出部１１は、撮像画像を水平方向に走査してエッジ点を検出し、検出されたエッジ点の情報をメモリ等に一時的に格納する。

直線近似領域探索部１２は、撮像画像に直線近似領域を設定し、直線近似領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点の集合（エッジ点群）を検出する。直線近似領域とは、自車両の直近に位置し、白線又は黄線の形状を直線近似可能な領域である。白線又は黄線とは、走行路に沿って路面上に塗装されている白線又は黄線である。

直線近似領域は、エッジ点群の検出結果に基づいて候補線分を抽出する。候補線分とは、白線又は黄線の検出候補となる線分であり、白線又は黄線に相当する距離を隔てて検出された上りエッジ点群と下りエッジ点群の組合せとして抽出される。なお、エッジ点群同士の距離は、例えばステレオ視差に基づいて求められる。

近傍領域探索部１３は、撮像画像に近傍領域を設定し、近傍領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出する。近傍領域とは、直線近似領域の遠方の領域であり、前回の処理周期で算出された車線形状モデル及び候補線分の抽出結果に基づいて設定される。

遠方領域探索部１４は、撮像画像に遠方領域を設定し、遠方領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出する。遠方領域とは、近傍領域の遠方の領域であり、直線近似領域及び近傍領域で算出された車線形状モデルを遠方領域側に延長して設定される。

車線形状算出部１５は、直線近似領域、近傍領域、又は遠方領域におけるモデル適合により車線形状を算出する。モデル適合とは、エッジ点群の検出結果に対する車線形状モデルのフィッティングを意味する。車線形状モデルとしては、一般に、オフセット、ヨー角、曲率、曲率変化率のパラメータにより表される三次曲線であるクロソイド曲線が用いられる。

ゼブラゾーン検出部１６は、走行路上のゼブラゾーンを検出する。ゼブラゾーンとは、走行路上に縞状に塗装された白線又は黄線を走行路に沿って延びる白線又は黄線により囲んだ縞状領域である。ゼブラゾーンは、総理府・建設省令第３号「道路標識、区画線及び道路標示に関する命令」の別表に示される、「立ち入り禁止部分」、「安全地帯又は路上障害物に接近」、「導流帯」の道路標示、「路上障害物の接近」、「導流帯」の区画線等に該当する。

ゼブラゾーン検出部１６は、直線近似領域での候補線分の抽出結果に基づいて、２本の候補線分に挟まれた候補領域が存在するか否かを判定する。候補領域とは、ゼブラゾーンの検出候補となる領域、つまり、複数の白線又は黄線により挟まれた領域である。ゼブラゾーン検出部１６は、候補領域の輝度値に基づいてゼブラゾーンを検出する。

運転支援制御部１７は、車線維持支援等の運転支援を制御する。運転支援制御部１７は、自車両と走行車線との位置関係、特に区画線との位置関係に基づいて、自車両が車線上の走行を維持するように報知支援又は制御支援のための制御信号を生成して運転支援実行部２２に供給する。区画線とは、自車両が走行する走行車線を区画する連続又は不連続な白線又は黄線である。

エッジ点検出部１１、直線近似領域探索部１２、近傍領域探索部１３、遠方領域探索部１４、及び車線形状算出部１５は、撮像部２１により撮像された撮像画像の輝度情報に基づいて、走行路に沿って延びる白線又は黄線を検出する線検出部として機能する。

ゼブラゾーン検出部１６は、線検出部により検出された複数の白線又は黄線により挟まれ、かつ、予め設定された閾値以上の輝度値を有する領域を縞状領域として検出する領域検出部として機能する。複数の白線又は黄線により挟まれた領域とは、走行路に沿って路面上に塗装されている２本の白線又は黄線により挟まれた領域、特に囲まれた領域である。領域の輝度値は、領域を画定する白線又は黄線を含めて求められてもよく、含めずに求められてもよい。

運転支援制御部１７は、車線維持支援等の運転支援を制御する。運転支援制御部１７は、自車両と走行車線との位置関係に基づいて、自車両が走行車線上の走行を維持するように報知支援又は制御支援のための制御信号を生成して運転支援実行部２２に供給する。

つぎに、図２から図４を参照して本発明の実施形態に係る走行路検出装置の動作について説明する。

図２は、走行路検出装置の動作を示すフローチャートである。走行路検出装置は、図２に示す処理を処理周期毎に繰り返し実行する。

図２に示すように、ＥＣＵ１０は、自車両が走行する走行路の撮像画像を読み込む（Ｓ１１）。エッジ点検出部１１は、撮像画像に含まれるエッジ点を検出する（Ｓ１２）。

直線近似領域探索部１２は、撮像画像に直線近似領域を設定し、直線近似領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出し、エッジ点群の検出結果に基づいて候補線分を抽出する（Ｓ１３）。

ゼブラゾーン検出部１６は、直線近似領域の候補線分の抽出結果に基づいて、２本の候補線分に挟まれた候補領域が存在するか否かを判定する（Ｓ１４）。

Ｓ１４にて候補領域が存在すると判定した場合に、ゼブラゾーン検出部１６は、候補領域の輝度値を算出し、候補領域が予め設定された閾値以上の輝度値を有するか否かを判定する（Ｓ１５）。候補領域の輝度値は、例えば候補領域の輝度値の平均値として求められる。

Ｓ１５にて候補領域が閾値以上の輝度値を有すると判定した場合に、ゼブラゾーン検出部１６は、候補領域をゼブラゾーンとして検出する（Ｓ１６）。なお、Ｓ１４にて候補領域が存在しないと判定された場合に、又はＳ１５にて候補領域が閾値以上の輝度値を有しないと判定された場合に、候補領域をゼブラゾーンとして検出せずに、処理がＳ１９に移行する。

ゼブラゾーンが検出された場合に、直線近似領域探索部１２は、ゼブラゾーンと自車両との位置関係に基づいて、自車両の左側又は右側の区画線を特定する（Ｓ１７）。すなわち、直線近似領域探索部１２は、自車両の左側にゼブラゾーンを検出した場合に、ゼブラゾーンを画定する右側のエッジ線群を左側区画線として特定し、自車両の右側にゼブラゾーンを検出した場合に、ゼブラゾーンを画定する左側のエッジ線群を右側区画線として特定する。なお、自車両の左側又は右側の判定には、自車両の中心が基準となる。

また、直線近似領域探索部１２は、候補線分と自車両との位置関係に基づいて、Ｓ１６にて特定されていない自車両の左側又は右側の区画線を特定する（Ｓ１８）。すなわち、直線近似領域探索部１２は、自車両の左側にゼブラゾーンを検出し、かつ、自車両の右側に候補線分を抽出した場合に、候補線分に相当するエッジ線群を右側区画線として特定する。同様に、直線近似領域探索部１２は、自車両の右側にゼブラゾーンを検出し、かつ、自車両の左側に候補線分を抽出した場合に、候補線分に相当するエッジ線群を左側区画線として特定する。

ゼブラゾーンが検出されなかった場合に、直線近似領域探索部１２は、候補線分と自車両との位置関係に基づいて、自車両の左側又は右側の区画線を特定する（Ｓ１９）。すなわち、直線近似領域探索部１２は、自車両の左側に候補線分を抽出した場合に、候補線分に相当するエッジ線群を左側区画線として特定し、自車両の右側に候補線分を抽出した場合に、候補線分に相当するエッジ線群を右側区画線として特定する。

近傍領域探索部１３は、撮像画像に近傍領域を設定し、近傍領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出する（Ｓ２０）。車線形状算出部１５は、直線近似領域及び近傍領域で検出されたエッジ点群に基づいて、車線形状モデルを一次推定する（Ｓ２１）。車線形状算出部１５は、自車両の進行方向に延びるエッジ点群に対するモデル適合により、車線形状モデルを一次推定する。

遠方領域探索部１４は、撮像画像に遠方領域を設定し、遠方領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出する（Ｓ２２）。車線形状算出部１５は、直線近似領域、近傍領域、及び遠方領域で検出されたエッジ点群に基づいて、車線形状モデルを二次推定する（Ｓ２３）。車線形状算出部１５は、自車両の進行方向に延びるエッジ点群に対するモデル適合により、車線形状モデルを二次推定する。これにより、撮像画像に含まれる区画線が検出されるとともに、車線形状モデルのパラメータが決定される。

そして、車線形状モデルが二次推定されると、運転支援制御部１７は、自車両と走行車線との位置関係に基づいて、自車両が走行車線上の走行を維持するように運転支援の制御信号を生成して運転支援実行部２２に供給する。

ここで、図３を参照して、ゼブラゾーンの誤った検出による走行車線の検出結果について説明する。図３は、背景技術として説明した、エッジ点群により生成された直線群の間隔が所定の条件を満たす領域をゼブラゾーンとして検出する場合を示している。図３には、自車両Ｃの進行方向を撮像した撮像画像Ｐが示されている。図３に示すように、自車両Ｃの走行車線Ｌの左側には区画線が存在しておらず、右側にはゼブラゾーンＺが存在している。

走行車線Ｌの検出は、通常、走行車線Ｌの両側に区画線が存在することを前提して行われる。また、図３に示すような状況では、走行路横断方向におけるゼブラゾーンＺの間隔の変化等により、ゼブラゾーンＺを適切に検出できない場合がある。そうすると、ゼブラゾーンＺの左側線ＬＬ及び右側線ＬＲがそれぞれ自車両Ｃの左側区画線及び右側区画線として誤検出されてしまう。これにより、走行車線Ｌが誤って検出されてしまう。

つぎに、図４を参照して、ゼブラゾーンＺの適切な検出による走行車線の検出結果について説明する。図４は、前述した実施形態に係る走行路検出装置によりゼブラゾーンを検出する場合を示している。図４には、図３と同じ走行路の状況が示されている。

ゼブラゾーン検出部１６は、候補線分の抽出結果に基づいて候補領域（図中のハッチング領域）の存在を判定し、候補領域の輝度情報に基づいて候補領域をゼブラゾーンＺとして検出する。

直線近似領域探索部１２は、ゼブラゾーンＺが走行車線Ｌの右側に検出されているので、ゼブラゾーンＺを画定する左側のエッジ線群（白線又は黄線）ＬＬを右側区画線として特定する。なお、走行車線Ｌの左側には区画線が存在しないので、左側区画線は検出されない。

そして、車線形状算出部１５は、右側区画線の検出結果に基づいて、撮像画像のエッジ点群に基づいて、右側区画線の形状を決定する。これにより、自車両Ｃが走行する走行車線Ｌを適切に検出することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る走行路検出装置によれば、複数の白線又は黄線により挟まれ、かつ、予め設定された閾値以上の輝度値を有する領域を縞状領域として検出することにより、ゼブラゾーンの検出精度を向上することができる。

なお、前述した実施形態は、本発明に係る走行路検出装置の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る走行路検出装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る走行路検出装置は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る走行路検出装置を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。

例えば、前述した実施形態では、走行路の検出結果が運転支援に利用される場合について説明したが、運転支援以外の用途に利用されるように構成してもよい。

１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１１…エッジ点検出部、１２…直線近似領域探索部、１３…近傍領域探索部、１４…遠方領域探索部、１５…車線形状算出部、１６…ゼブラゾーン検出部、１７…運転支援制御部、２１…撮像部、２２…運転支援実行部。

Claims (3)

1. 自車両が走行する走行路を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された撮像画像の輝度情報に基づいて、前記走行路に沿って延びる白線又は黄線を検出する線検出部と、
   前記線検出部により検出された複数の前記白線又は黄線により挟まれ、かつ、予め設定された閾値以上の輝度値を有する領域を縞状領域として検出する領域検出部と、
   を備える走行路検出装置。
2. 前記領域検出部は、前記線検出部により検出された複数の前記白線又は黄線により囲まれ、かつ、予め設定された前記閾値以上の輝度値を有する領域を縞状領域として検出する、請求項１に記載の走行路検出装置。
3. 前記線検出部は、前記縞状領域が検出される場合に、前記領域と前記自車両との位置関係に基づいて、前記自車両の左側又は右側の区画線を特定する、請求項１又は２に記載の走行路検出装置。

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