JP2507818B2 - 道路案内線の切れ目点位置検出装置 - Google Patents

道路案内線の切れ目点位置検出装置

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JP2507818B2 JP1295138A JP29513889A JP2507818B2 JP 2507818 B2 JP2507818 B2 JP 2507818B2 JP 1295138 A JP1295138 A JP 1295138A JP 29513889 A JP29513889 A JP 29513889A JP 2507818 B2 JP2507818 B2 JP 2507818B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、道路白線等の案内線に沿って走行する車
両の道路案内線の切れ目点位置を検出する装置に関す
る。
(従来の技術) 従来の道路白線の切れ目点検出装置としては、例えば
第8図〜第9図に示すようなものがある。すなわちTVカ
メラ1を車両に設置し、車両の前方道路画像を撮像し、
それを画像処理部2に送り画像処理により道路に沿って
描かれた白線63を抽出する。この道路白線63の車両から
の位置(道路白線と交わる画面に水平な横線までの車両
からの距離)と車両に対する傾きを計算するには、処理
時間に制限があるため全画面について処理できない。よ
って第9図に示すように画面の縦方向に、車両の制御周
期間で計算可能な数の算出点20を設定し、算出点の位置
を記憶部3にあらかじめ記憶させておく。
次に、各算出点において算出された道路白線63の車両
からの位置と車両に対する傾きを特徴点推定部4と走行
制御部5とに出力する。特徴点推定部4においては、道
路白線63の切れ目点位置を推定し、走行制御部5に出力
する。道路白線の切れ目点位置の推定は、次のようにし
て行う。
道路白線63の存在しない算出点(第8図の22,23)、
すなわち、道路白線の切れ目中の算出点22,23とそれに
隣接し道路白線63が存在する算出点21,24とのうち車両
に近い方の算出点23,24に注目して、その中間点を道路
白線63の切れ目とみなす。
また、走行制御部5では、画像処理部2から入力され
る道路白線63の車両からの位置と車両に対する傾き、特
徴点推定部4から入力される道路白線63の切れ目点位置
及び速度検出部6で測定されそこより入力される車両の
移動速度に基づいて、将来の車両のあるべき操舵角と移
動速度を算出し、これらをそれぞれ操舵角制御部7と速
度制御部8とに入力し、それぞれの部で操舵角と移動速
度とを制御する方法を行って、白線及び切れ目点での車
両の挙動を適正にするようにしている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の道路白線の切れ目点
検出装置にあっては、道路白線の車両からの位置と車両
に対する傾きを算出する算出点間の間隔が一定となって
いたため道路白線の切れ目点の検出の精度が悪く、精度
を上げるために、車両の制御周期をのばしたり算出点を
増やしたりすれば検出時間がかかり結局、車両制御上不
具合を生ずるという問題点があった。
そこで本発明は、制御周期をのばすことなく、しかも
算出点の数を必要以上に増やすことなく、道路案内線の
切れ目点位置の検出を高精度にて行う道路案内線の切れ
目点位置検出装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 以上の問題点を解決するために本発明は次のようにし
た。すなわち、 所定周期ごとに道路前方を撮像する撮像手段を有し、
該撮像した画像情報に基づいて道路案内線の切れ目点の
位置を検出する装置であって、前記撮像手段による画像
の所定領域において、所定の間隔で複数の算出点を設定
する設定手段と、前記複数の算出点における前記撮像し
た画像情報から、前記道路案内線の切れ目点が存在する
領域を推定する第1の領域推定手段と、所定周期ごとに
車両の移動距離を検出する距離検出手段と、前記第1の
領域推定手段にて推定された切れ目点存在領域と前記移
動距離とに基づいて、所定周期後の切れ目点存在領域を
推定する第2の領域推定手段と、前記第2の領域推定手
段にて推定された切れ目点存在領域を前記設定手段の所
定領域に変更すると共に、前記設定手段の所定の間隔を
より短い間隔に変更する設定条件変更手段と、を有する
ことを特徴とする (作用) 本発明に係る道路案内線の切れ目点位置検出装置によ
れば、まず、車両走行中において、撮像手段により所定
周期ごとに道路前方が撮像される。これを受けて設定手
段により、撮像手段による画像の所定領域において、所
定の間隔で複数の算出点が設定され、この複数の算出点
における撮像した画像情報から、第1の領域推定手段に
より道路案内線の切れ目点が存在する領域が推定され
る。一方、距離検出手段により所定周期ごとに車両の移
動距離が検出される。第2の領域推定手段は、第1の領
域推定手段にて推定された切れ目点存在領域と、距離検
出手段により検出される車両の移動距離とに基づいて、
所定周期後の切れ目点存在領域を推定する。ここで推定
された所定周期後の切れ目点存在領域は、第1の領域推
定手段により推定された切れ目点存在領域に対し、所定
周期間における車両の移動距離分だけその位置が補正さ
れている。そして、設定条件変更手段は、第2の領域推
定手段にて推定された切れ目点存在領域を設定手段の所
定領域に変更すると共に、設定手段の所定の間隔をより
短い間隔に変更する処理を行う。この変更処理により、
設定手段の所定領域は、第2の領域推定手段にて推定さ
れた切れ目点存在領域に置き換えるように変更される一
方、設定手段の所定の間隔はより短い間隔に変更され
る。したがって、次の所定周期を呈する制御サイクルに
おいては、第2の領域推定手段にて推定された切れ目点
存在領域について、本来の設定手段の所定間隔より短い
間隔で複数の算出点が密に設定され、これにより、道路
案内線の切れ目点の位置を検出する上での精度が格段に
向上することとなる。以上の処理を複数の制御サイクル
について繰返し実行することにより、道路案内線の切れ
目点が存在する領域を絞り込むように順次狭めながら、
道路案内線の切れ目点の位置を検出することとしたの
で、制御周期を延長することなく、しかも算出点の数を
必要以上に増やすことなく、道路案内線の切れ目点の位
置検出精度を格段に向上することができる。なお、必要
精度を越えた場合には、設定手段の設定条件を元の状態
に復帰させ、始めから同様の工程を繰返す。
(実施例) 以下、この発明を第1図〜第7図に示す図面に基づい
て説明する。
第1図は、この発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
まず、構成を説明すると、車両に設置されたTVカメラ
1により、車両61前方の道路画像を撮像し、画像処理部
2に送り、道路に沿って描かれた道路白線63を抽出す
る。また、ここで、算出点決定部31で決定した各算出点
についての道路白線63の車両61からの位置、車両61に対
する傾きを算出し、位置推定部33と走行制御部5に出力
する。
位置推定部33では、入力された算出点における道路白
線63の車両61からの位置、車両61に対する傾きから道路
白線63の切れ目点の有無と位置とを推定し、推定した道
路白線63の切れ目点位置を走行制御部5と算出点決定部
31とに出力する。走行制御部5では、入力された算出点
における道路白線63の車両61からの位置と車両に対する
傾きと道路白線63の切れ目点の位置及び速度検知部6か
ら入力された車速に基づいて、これからの適正な車速と
操舵角を算出し、操舵角制御部7と速度制御部8とに、
それぞれ、その操舵角と車速とを出力し、それぞれ車両
の操舵角と車速とを所定の制御周期ごとに制御する。ま
た、走行距離検知部32では、速度検知部6で測定された
車速から、車両61の制御周期ごとの車両61の走行距離を
算出し、算出点決定部31に出力する。
算出点決定部31は、位置推定部33からの道路白線63の
切れ目点のある算出点間領域と走行距離検知部32からの
車両61の移動距離とから次の処理画像上で、道路白線63
の切れ目点のある算出点間領域を推定し、その領域内に
道路白線63の算出点を密に設定する。
その作用を、第2図のフローチャートによりステップ
順に説明する。
高速の車両にあっても、車両61の制御周期内で未処理
の算出点が生じない程度に算出点の個数と間隔とを設定
し、算出点64の初期位置を決める(第4図参照)。
画像処理部2で、上記で設定した算出点64について
道路白線63の車両61からの位置と車両61に対する傾きを
求める。この時の道路白線63の車両61からの位置は、カ
メラ座標(X,Y)である。これを車両座標(y,z)に変換
する。第3図にカメラ座標系(X,Y,Z)と車両座標系
(x,y,z)との関係を示す。関係式は次のとおりであ
る。
ここで、l=カメラの路面からの高さ α=カメラ光軸の路面に対する角度 f=カメラ定数(焦点距離) カメラ座標 X:カメラ画像の縦軸方向 Y:カメラ画像の右横軸方向 Z:カメラ光軸の方向 原点:カメラ位置 車両系座標 x:車両進行方向に直角面の縦軸方向 y:車両進行方向に直角面の右横軸方向 z:車両進行方向 原点:カメラより路面に垂直に下した路面との交点 上記で求めた道路白線63の車両61からの位置、車両
に対する傾きが算出されない点は、道路白線63の切れ目
内の算出点で、第4図に車両座標に変換した道路白線63
と算出点群64を示す。第4図の場合、算出点66,67が道
路白線の切れ目内の算出点であるが、車両に近い方の算
出点67に注目し、この点と隣接し白線の存在する算出点
68との間に道路白線63の切れ目点が存在するとし、車両
61から道路白線の切れ目点迄の距離zは、次のように推
定する。
ここにz67は車両61から算出点67までの距離,z68は車
両61から算出点68までの距離である。
道路白線63の切れ目点がないときは、最初から以上の
処理を繰返す。
算出された道路白線63の切れ目点位置を、走行制御部
5と算出点決定部31とに出力する。
道路白線63の切れ目点位置の検出精度が必要以上のも
の、すなわち、道路白線63のきれ目点がある程度車両に
近付き、十分な分解能となったとき処理を最初に戻す。
速度検知部6で測定された速度vを走行距離検知部32
で移動距離hに変換する。車両61の制御周期をΔtとす
ると次のようになる。
h=v×Δt 次回(次の周期)の道路白線抽出処理画像で道路白線
63の切れ目点が検出できる範囲は、z68‐h以上、z67
h以下の距離であると推定する。
上記のz68‐h以上z67‐h以下の距離の範囲に全算出
点の位置を等間隔で設定する。第5図は、第4図の画像
の次の処理画像で算出点位置決定の情況を示す。すなわ
ち、車両61は、距離hだけ走行し車両71となる。また、
TVカメラの測定範囲は第5図73で、第4図で道路白線63
の切れ目点位置を推定した範囲は、算出点67,68の間に
ある。この範囲に算出点群72を密に設定し、道路白線63
の切れ目点が、前回の抽出よりさらに細かい算出点74,7
5の間にあると推定し、道路白線63の切れ目点推定位置
の精度を上げることができる。なお、計算された道路白
線63の切れ目点位置zは、車両座標系であるため、カメ
ラ座標系のXに変換すると次のようになる。
符号については、上記と同じである。
次回の道路白線63の切れ目点位置推定では、算出点7
4,75の間に道路白線63の切れ目点があると推定し、この
2算出点間にさらに密に算出点を設定し道路白線63の切
れ目点の位置を求める。これにより、切れ目点に車両が
近づいた分だけ測定精度が上がり、又、算出点を密にし
た分だけ更に精度が上がる。第6図は必要精度内でa→
b→cと順次算出点20を密に設定したものを示してい
る。
以上の処理を車両の制御周期で数回繰返すことで精度
の高い道路白線の切れ目点の検出ができる。この処理は
必要精度を越えるぐらい車両が切れ目点に近づいたとき
は打切って次回から新らしく始めるものである。
更に本発明は次のようにして左右白線の切れ目点を選択
して検出できる。
即ち、別途設けられた車両の記憶装置には、走行路の
地図と道順が記憶されている。又、車両の左右後輪には
それぞれ車輪の回転数を測定するロータリーエンコーダ
が取り着けられており、エンコーダからの出力から走行
距離を算出する距離検出装置がある。車両は地図,道
順,スタートからの走行距離で、おおまかな車両位置を
把握し、TVカメラ1から得られた道路白線の画像上での
位置と車両の前方との角度とで操舵角などを制御し走行
する。距離検出装置は走行中ずっと累積誤差が生じ、正
確な車両位置の把握はできない。よって右左折時に正確
な交差点位置を知り、誤差を補正し正確な距離検知とす
る必要がある。第7図に示す交差点画像で、左折する場
合にはA点,右折する場合にはB点の正確な位置が必要
となる。車両の左右の白線の切れ目端を別々に検出する
ためには、本発明の第2図フローチャートのにおい
て、白線の位置傾きが算出されない点が白線の切れ目内
の算出点と認識したが、これを左右の白線で別々に認識
すればよい。A点について検出処理を行う場合(車両が
次の交差点で左折を行う場合)、一番車両に近い算出点
(1)での白線の検出数が0か1の場合,算出点(1)
は交差点内と推定し、算出点(2)の白線情報を用い
る。白線検出数が2以上の場合(第7図では算出数は
2)には、yが0以下で一番大きな白線検出点Cを左線
であるとし、この点での白線の傾きを左白線の基準傾き
とする。この基準傾きを求めた算出点(1)より遠方
で、基準傾きを持つ白線検出点がない算出点(3)
(4)が左白線の切れ目内にあると推定し、車両に一番
近い左白線の検出点がない算出点(3)と算出点(3)
と隣接し左白線の検出点がある算出点(2)の間に切れ
目端があると推定する。
以上のように左右の白線の傾きを基準とし、その傾き
の白線がどの算出点で検出できないかを調べることで、
左右白線の切れ目端を選択して検出することができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る道路案内線の切れ
目点位置検出装置によれば、設定手段の所定領域は、第
2の領域推定手段にて推定された切れ目点存在領域に置
き換えるように変更される一方、設定手段の所定の間隔
はより短い間隔に変更される。したがって、次の所定周
期を呈する制御サイクルにおいては、第2の領域推定手
段にて推定された切れ目点存在領域について、本来の設
定手段の所定間隔より短い間隔で複数の算出点が密に設
定され、これにより、道路案内線の切れ目点の位置を検
出する上での精度が格段に向上することとなる。以上の
処理を複数の制御サイクルについて繰返し実行すること
により、道路案内線の切れ目点が存在する領域を絞り込
むように順次狭めながら、道路案内線の切れ目点の位置
を検出することとしたので、制御周期を延長することな
く、しかも算出点の数を必要以上に増やすことなく、道
路案内線の切れ目点の位置検出精度を格段に向上するこ
とができる。
また、本発明によれば、効果的なランドマークの認識
が行えるばかりでなく、例えば、車輪速センサを用いた
絶対座標計測において生じる累積誤差の補正がより高精
度に行えるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のブロック構成図、第2図は、本発明の
フローチャート、第3図は、使用座標系説明図,第4
図,第5図は本発明の適用例を示す道路白線抽出図,第
6図は本発明の数制御周期の繰返し状態の説明図、第7
図は左右白線検出の説明図、第8図は従来例のブロック
構成図、第9図は、従来例の道路白線の抽出図である。 1……TVカメラ、2……画像処理部 3……記憶部、4……特徴点推定部 5……走行制御部、6……速度検知部 7……操舵角制御部、8……速度制御部 20,21,22,23,24……算出点 31……算出点決定部、32……走行距離検知部 33……位置推定部(切れ目点推定部) 61……車両、62……カメラ画像範囲 63……道路白線 64,65,66,67,68……算出点 71……新位置の車両 72,74,75……算出点 73……カメラ画像範囲

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定周期ごとに道路前方を撮像する撮像手
    段を有し、該撮像した画像情報に基づいて道路案内線の
    切れ目点の位置を検出する装置であって、 前記撮像手段による画像の所定領域において、所定の間
    隔で複数の算出点を設定する設定手段と、 前記複数の算出点における前記撮像した画像情報から、
    前記道路案内線の切れ目点が存在する領域を推定する第
    1の領域推定手段と、 所定周期ごとに車両の移動距離を検出する距離検出手段
    と、 前記第1の領域推定手段にて推定された切れ目点存在領
    域と前記移動距離とに基づいて、所定周期後の切れ目点
    存在領域を推定する第2の領域推定手段と、 前記第2の領域推定手段にて推定された切れ目点存在領
    域を前記設定手段の所定領域に変更すると共に、前記設
    定手段の所定の間隔をより短い間隔に変更する設定条件
    変更手段と、を有することを特徴とする道路案内線の切
    れ目点位置検出装置。
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