JP2962801B2

JP2962801B2 - 移動車の走行路認識装置

Info

Publication number: JP2962801B2
Application number: JP2262039A
Authority: JP
Inventors: 弘行高橋
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-09-29
Filing date: 1990-09-29
Publication date: 1999-10-12
Anticipated expiration: 2014-10-12
Also published as: JPH04138505A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、画像処理にて走行路構造を認識する移動車
の走行路認識装置に関する。

（従来の技術）従来、走行路端を認識しようとする場合、得られた画
像を処理してエツジ抽出を行ない、結果的に走行路端の
白線を抽出している。

（発明が解決しようとしている課題）しかしながら、上記従来例は、常時正確な走行路の位
置やその形状を認識しようとしたり、あるいは２次元の
走行路画像から３次元の走行路画像を再構成することが
不可能であるため、様々な条件を用いて走行路の構造を
構成しようとするので、それらの処理量が膨大なものと
なり、走行路構造を高速に認識できないという問題があ
る。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、大まかな走行路構造を高速に認識
する方法を提案することである。

（課題を解決するための手段）本発明は、上述の課題を解決することを目的としてな
され、上述の課題を解決する一手段として以下の構成を
備える。即ち、外界認識のための画像入力手段を備えた移動車の走行
路認識装置であって、入力画像より走行路領域を示す画
像を抽出する抽出手段と、予め直線走行路に相当する参
照画像を格納する格納手段と、前記走行路領域を示す前
記画像と前記参照画像との相関をとる相関手段と、前記
相関手段による相関結果に基づいて、走行路の形状を算
出する算出手段とを備える。

また、好ましくは、前記画像と参照画像との相関の強
さを表わす分布画像を生成し、該分布画像の上端方向か
ら最上端凸部を抽出し、該最上端凸部の位置に応じて走
行路形状を判断する判断手段を更に備える。

また、好ましくは、前記判断手段は、前記最上端凸部
の位置と前記参照画像に示された直線走行路の無限遠点
に対応する点を含む垂直方向の基準線との位置関係に応
じて、前記走行路の曲路形状を判断する。

また、好ましくは、前記判断手段は、前記最上端凸部
の位置と前記参照画像に示された直線走行路の無限遠点
に対応する点を含む水平方向の基準線との位置関係に応
じて、前記走行路の勾配を判断する。

（作用）以上の構成において、入力画像とマスク画像との相関
から、おおまかな走行路構造を認識する。

（実施例）以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な一実施
例を詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る一実施例である移動車の走行
路認識装置（以下、装置という）の構成を示すブロツク
図である。

第１図において、車両前方の走行路環境は、CCDカメ
ラ等のビデオカメラを有する画像入力部１に画像情報と
して入力される。この画像情報は、画像入力部１から前
処理部２に送られ、そこでフイルタ（不図示）による画
像中のノイズ成分の低減、及びエツジの抽出が行なわれ
る。その結果、走行路端に関する画像情報が得られる。
前処理部２は、エツジ抽出後、さらにその画像を２値化
してそれをラベリング部３に送る。

ラベリング部３は、前処理部２からの情報をもとに走
行路領域を抽出し、抽出した領域のみをコンボルーバー
５に送る。また、マスク格納部４は、主制御部７からの
制御により、後述する所定のマスク画像をコンボルーバ
ー５に送る。

コンボルーバー５は、ラベリング部３からの走行路領
域に関する画像とマスク格納部４からのマスク画像との
相関をとり、その結果を形状計算部６に送る。形状計算
部６は、入力した情報から走行路の進行方向（右曲がり
や左曲がり）や勾配（上り坂や下り坂）を算出する。

主制御部７は、本装置全体を制御すると共に、形状計
算部６での計算結果に基づく走行路構造に従い、車両の
移動制御を行なう。

次に、本実施例における走行路構造の認識について詳
細に説明する。

第２図（ａ）は画像入力部１に入力された車両前方の
画像情報である、また、第２図（ｂ）は、前処理部２に
てフイルタによる画像中のノイズ成分の低減、及びエツ
ジ抽出を行なつた結果得られた、走行路端を示す画像で
ある。そこでラベリング部３は、第２図（ｂ）に示した
画像の手前側（画像下部）からラベル付けを開始し、順
次それをｙ座標方向に延長する。このｙ座標軸方向への
延長は、前処理部２で得られた走行路端が画像上に存在
しなくなる箇所、即ち、無限遠点に対応する水平線（図
中、破線Ｈ）に対して、さらにαだげ越えるｙ座標（図
中の一点鎖線Ｈ′）まで行なう。

ラベリング部３にて、上記の範囲でラベリングを行な
うと、第２図（ｂ）の斜線で示される領域が走行路領域
として抽出できる。尚、αの値は、車両の揺れにより画
像入力部１内のビデオカメラ（不図示）が捕らえた画像
にブレが発生しても、上記ラベリング処理にて確実に走
行路領域を抽出できるよう設定する。

第２図（ｃ）はマスク格納部４が出力するマスク画像
を示す。図中の斜線部が走行路領域に相当し、マスク画
像として、この斜線部全領域が２値の“1"で、それ以外
の領域は２値の“0"にて構成されている。マスク画像
は、あらかじめ各種走行路についての走行路形状（例え
ば、高速道路の幅や車線数、あるいは一般道路の道幅や
カーブの状態等）を把握、計測し、それに一致したもの
をマスク格納部４に格納しておく、そして、主制御部７
の制御によりマスク格納部４が所定のマスク画像をコン
ボルーバー５に出力するもので、本装置における走行路
を認識する際の参照画像となるものである。

本実施例では、走行路形状の変動が少ないとして、同
図に示した直線走行路に相当するマスク画像をコンボル
ーバー５に出力する。

コンボルーバー５は、ラベリング部３にて抽出された
走行路領域の画像とマスク格納部４からのマスク画像に
対して、画面上、左から右へ横方向に２次元のコンボリ
ユーシヨンをとる。この結果、両画像間の相関が得ら
れ、第２図（ｄ）に示すように相関度数の分布を示す画
像が生成される。同図において、数字は両画像間の相関
の強さを示しており、数字が大きい程相関が強い。

形状計算部６は、第２図（ｄ）に示される相関度数の
分布画像について、その最上端に位置する最上端凸部を
画像上端方向から抽出し、画像上でのその位置を検索す
る。即ち、最上端凸部の位置が、あらかじめ設定した第
２図（ｃ）に示す中央線S₁より右にあれば、走行路は右
に曲がつているとし、逆に左にあれば、走行路は左に曲
がつていると判断する。また、それが基準線S₂より上に
あれば、走行路は上り勾配となつており、下にあれば下
り勾配であると判断する。これら形状計算部６での判断
結果は主制御部７に送られ、車両を移動させる際の制御
情報となる。

以上の処理を、画像入力部１が走行路前方についての
画像情報を入力する度に行う。

以上説明したように、本実施例によれば、走行路面の
２値化画像とあらかじめ特定したマスク画像とのコンボ
リユーシヨンをとり、その特徴点を認識することで、走
行路の進行方向や勾配に関する大まかな道路構造を高速
に抽出できるという効果がある。

また、画像情報が有する走行路領域を細分化せず、全
体の特徴を用いて道路構造を抽出しているので、道路構
造抽出処理のノイズに対する頑強性が向上する。

さらに、画像情報を入力する度に特徴点の認識処理を
行なつて、その処理回数を増やすことで、特徴点認識に
対するフイードバツク回数が多くなるので、認識結果の
持つ曖昧さも補うことができ、その精度を向上させるこ
とができるという効果がある。

また、抽出された最上端凸部の基準線S₂に対するｙ座
標が、走行路がどの程度遠方にて曲がつているかを示し
ているため、走行路が近傍で曲がつていて車両が旋回中
であるか、あるいは遠方で曲がつているかをおおよそ掴
むことができるという効果がある。

尚、上記実施例では、走行路形状の変動が少ないとし
て直線走行路に相当するマスク画像を用いたが、あらか
じめマスク格納部に、走行路形状の変動を想定して様々
なマスク画像を用意し、それを逐次選択するようにして
もよい。

また、走行路認識のための対象画像の画像サイズをさ
らに縮小して、道路構造認識の処理の高速化してもよ
い。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、簡易な走行路
構造を高速に認識することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例である移動車の走行路認
識装置の構成を示すブロツク図、第２図（ａ）は画像入力部１に入力された車両前方の画
像情報を示す図、第２図（ｂ）は前処理部２にて処理した結果得られた走
行路端を示す図、第２図（ｃ）はマスク格納部４が出力するマスク画像を
示す図、第２図（ｄ）はコンボルーバー５での処理にて得られた
相関分布を示す図である。図中、１……画像入力部、２……前処理部、３……ラベ
リング部、４……マスク格納部、５……コンボルーバ
ー、６……形状計算部、７……主制御部である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外界認識のための画像入力手段を備えた移
動車の走行路認識装置であって、入力画像より走行路領域を示す画像を抽出する抽出手段
と、予め直線走行路に相当する参照画像を格納する格納手段
と、前記走行路領域を示す前記画像と前記参照画像との相関
をとる相関手段と、前記相関手段による相関結果に基づいて、走行路の形状
を算出する算出手段とを備えることを特徴とする移動車
の走行路認識装置。
【請求項２】前記画像と参照画像との相関の強さを表わ
す分布画像を生成し、該分布画像の上端方向から最上端
凸部を抽出し、該最上端凸部の位置に応じて走行路形状
を判断する判断手段を更に備えることを特徴とする請求
項１に記載の移動車の走行路認識装置。
【請求項３】前記判断手段は、前記最上端凸部の位置と
前記参照画像に示された直線走行路の無限遠点に対応す
る点を含む垂直方向の基準線との位置関係に応じて、前
記走行路の曲路形状を判断することを特徴とする請求項
２に記載の移動車の走行路認識装置。
【請求項４】前記判断手段は、前記最上端凸部の位置と
前記参照画像に示された直線走行路の無限遠点に対応す
る点を含む水平方向の基準線との位置関係に応じて、前
記走行路の勾配を判断することを特徴とする請求項２に
記載の移動車の走行路認識装置。