JP3178283B2 - 走行路カーブ計測法 - Google Patents

走行路カーブ計測法

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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
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  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の走行路における
左右カーブの状況を計測する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の走行路認識装置においては、特開
平4ー138505号公報に示されているように、マス
ク格納部に格納されたマスク画像と、実際にえられた走
行路画像との各頂点位置を比較し、走行路画像の頂点が
マスク画像の頂点より右にあれば、走行路が右にカーブ
していると認識し、また、走行路画像の頂点がマスク画
像の頂点より左にあれば、走行路が左にカーブしている
と認識するように構成されているが、各頂点の位置関係
のみで走行路の左右カーブを計測するため、その計測精
度を上げることは難しいと共に、走行路画像の頂点が前
方の走行車両等により隠されていると、上記計測ができ
なくなるという不具合があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、カメラによ
りえられた走行路画像から、走行路における左右カーブ
の状況を確実に計測できるようにしようとするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明にかかる走行路カーブ計測法は、カメラによ
りえられた走行路画像と走行路モデル画像とをそれらの
側端線上で対比して、画面上における上下方向の少なく
とも3個所でそれぞれ水平方向の上記両画像間偏差を検
出し、上記両画像間偏差によって上記走行路における左
右カーブの状況を計測するようにしている。
【0005】
【作用】すなわち、走行路画像と走行路モデル画像との
側端線上における対比により、画面上における上下方向
の少なくとも3個所でそれぞれ水平方向の両画像間偏差
を検出し、その両画像間偏差に基づき走行路における左
右カーブの状況を計測するようにしているので、その計
測は常時継続的に行うことができると共に、走行路にお
ける左右カーブの状況を確実に計測することができ、ま
た、計測点を適宜設定することによって、前方の走行車
両等により邪魔されることなく計測を実施することがで
きる。
【0006】
【実施例】以下、図面に示す本発明の実施例について具
体的に説明する。図1において、ステレオカメラ1は、
車両前面の上下部にそれぞれ車両前方へ向けて配置され
た2個のCCDカメラを有し、各CCDカメラの端子2
が画像処理コントローラ3に接続されると共に、ステレ
オカメラ1のクロック端子4が画像処理コントローラ3
に接続されている。
【0007】画像処理コントローラ3では、図2のよう
に、各CCDカメラの画面10にその各CCDカメラの
取り付け位置に応じた前方の直線平坦路モデル画像1
1、すなわち、走行路が直線平坦路のため、車両前面か
らの遠近に相応してほぼ中央へ直線的に収れんする画像
がえがかれると共に、そのCCDカメラにより写された
前方走行路の実画像12が重ね合わせてえがかれ、この
場合、路面が平坦路であれば、画面10の下端から上方
への長さが車両から前方への実水平距離を表す。
【0008】画面10において、走行路実画像12の左
側端白線13上における適当な4つの基準点p1、p
2、p3、p4と、これら各基準点p1、p2、p3、
p4を通るそれぞれの水平線が、右上方に傾斜した直線
となるモデル画像11の左側端白線14と交わる点q
1、q2、q3、q4との水平方向長さをそれぞれa
1、a2、a3、a4とし、また、各基準点p1、p
2、p3、p4と画面10下端との上下長さをそれぞれ
l1、l2、l3、l4とする。
【0009】一方、図3に示されているように、画面1
0上に倒立してえがかれた水平画像15とその実像16
との間には、 V:画面10全体の上下長さ f:CCDカメラにおけるレンズ17の焦点距離 a:水平画像15の水平方向長さ L:レンズ17から実像16までの実水平距離 t:路面に対するレンズ17の取り付け高さ l:画面10の上端から水平画像15までの上下長さ A:実像16の水平距離 とすると、次式が成立する。
【数式1】
【0010】従って、(1)式を使用することにより、
画面10における上記各水平方向長さa1、a2、a
3、a4を実際の水平距離A1、A2、A3、A4にそ
れぞれ変換することができる。なお、ステレオカメラ1
が装備された車両の前面から、画面10上の各基準点p
1、p2、p3、p4にそれぞれ相当する実際の左側端
白線上における各地点までの実水平距離L1、L2、L
3、L4は、画面10上の上下長さl1、l2、l3、
l4からそれぞれ計測し、あるいは、ステレオカメラ1
のステレオ画像に基づく測距センサによりそれぞれ計測
する。
【0011】次に、図4に示されているように、A−L
平面上において、点P1(A1、L1)、点P2(A
2、L2)、点P3(A3、L3)、点P4(A4、L
4)をそれぞれプロットすると、点P1と点P2、点P
2と点P3、点P3と点P4の各垂直2等分線m1、m
2、m3はそれぞれ次式で表される。
【数式2】
【0012】(2)式及び(3)式より垂直2等分線m
1、m2の交点(A01、L01)を求めると、
【数式3】 となり、これは点P1、点P2及び点P3を通る円の中
心座標となる。
【0013】すなわち、A01>0ならば走行路は点P
1〜点P3に相応する地点において右へカーブし、A0
1<0ならば走行路は点P1〜点P3に相応する地点に
おいて左へカーブしており、A01≒0ならば走行路は
点P1〜点P3に相応する地点においてほぼ直線路であ
るとそれぞれ判定することができる。
【0014】また、走行路のこれらの地点における曲率
半径R1は、上記円の半径として次式で近似的に求めら
れる。
【数式4】
【0015】上記と同様にして、(3)式及び(4)式
より垂直2等分線m2、m3の交点を求め、その座標か
ら点P2〜点P4に相応する地点においては走行路が左
右のいずれにカーブしているかということと、これらの
地点を通る円弧の曲率半径R2とを求めることができ
る。
【0016】さらに、(5)式〜(7)式より、点P
1、点P2及び点P3を通る円の方程式は、
【数式5】 で表され、(8)式においてA=0とすると、
【数式6】 がえられ、(9)式におけるLの値は、走行路のカーブ
が車両の約何m先から始まっているかを表していること
になる。
【0017】以上のことから、点P1〜点P4に相応す
る走行路の地点において、走行路が左右のいずれにカー
ブしているか、あるいは、走行路がほぼ直線路であるか
どうかが簡明に推定できると共に、走行路が左右のいず
れかにカーブしているときには、そのカーブの曲率半径
を数量的に算出することができるので、前方における走
行路の状況を正確に把握することができる。
【0018】また、これらの計測は瞬間々々に行うこと
ができるため、走行路における車両運転の容易化を図る
ことができると共に、車両前面の上下2個のCCDカメ
ラによりそれぞれ上記計測を行っているため、その精度
を容易に向上させることができる長所がある。
【0019】なお、上記実施例では、CCDカメラの画
面上で走行路実画像の左側端線上に4つの基準点をとっ
て、走行路の左右カーブの検出及びそのカーブの曲率半
径の計測を行っているが、前記基準点を簡略的に3点と
することもでき、また、前記基準点をさらに多数選び、
それらの連続する3点毎に順次カーブの曲率半径を計測
することによって、走行路におけるS字状のカーブ状況
をも把握することができるようになる。
【0020】また、上記各実施例では、CCDカメラの
画面上で走行路実画像の左側端線上にそれぞれの基準点
をとるようにしているが、直線平坦路モデル画像の左側
端線上にそれぞれの基準点をとり、その各基準点から走
行路実画像の左側端線までの水平方向長さをそれぞれ検
出して、上記実施例と同等の処理をすることによって
も、上記実施例と同等の作用効果を奏することができる
ものであり、あるいはまた、上記各左側端線に代えてそ
れぞれ走行路の右側端線を使用しても同様な作用効果を
奏することができるものである。
【0021】さらに、CCDカメラは単一のものを使用
し、あるいは、車両前面の左右にそれぞれ配置するよう
にして、上記各実施例と同様に処置することも可能であ
り、また、前記CCDカメラは車両前面のなるべく高い
位置に設置するのが計測精度の向上によいことはいうま
でもない。
【0022】
【発明の効果】本発明にかかる走行路カーブ計測法で
は、走行路画像と走行路モデル画像との側端線上におけ
る対比により、画面上における上下方向の少なくとも3
個所でそれぞれ水平方向の両画像間偏差を検出し、その
両画像間偏差に基づき走行路における左右カーブの状況
を計測するようにしているので、走行路における左右カ
ーブの状況を常に確実に計測することができ、また、計
測点を適宜設定することによって、前方の走行車両等に
より邪魔されることなく計測を実施することができるの
で、走行路の状況を正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における概略構成図。
【図2】上記実施例の画像図。
【図3】上記実施例の計測説明図。
【図4】上記実施例の計測説明図。
【符号の説明】
1 ステレオカメラ 3 画像処理コントローラ 10 カメラ画面 11 直線平坦路モデル画像 12 実画像 p 基準点 q 交点 a 水平方向長さ l 上下長さ L 実水平距離 A 水平距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/255 G01C 7/04 G05D 1/02 G06T 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カメラによりえられた走行路画像と走行
    路モデル画像とをそれらの側端線上で対比して、画面上
    における上下方向の少なくとも3個所でそれぞれ水平方
    向の上記両画像間偏差を検出し、上記両画像間偏差によ
    って上記走行路における左右カーブの状況を計測するよ
    うにした走行路カーブ計測法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記走行路画像上ま
    たは上記走行路モデル画像上に基準点を設定し、上記両
    画像間偏差を上記基準点を通る上記画面上の水平方向偏
    差により検出するようにした走行路カーブ計測法。
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