JP3357290B2 - 車両用位置検出装置 - Google Patents
車両用位置検出装置Info
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 116
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
- B60T2201/08—Lane monitoring; Lane Keeping Systems
-
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Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車載ビデオカメ
ラなどを用いて道路の車線内での自車位置を検出する車
両用位置検出装置に関するものである。
ラなどを用いて道路の車線内での自車位置を検出する車
両用位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の走行中において、走行レーン（車
線）内での自車位置を検出したり、前方物体との距離を
測定したりすることは、自動走行などにおいては不可欠
のものである。従来のこのような自車位置検出装置とし
ては、例えば特開平９ー８１７５７号公報が、また、前
方物体の測距に関しては例えば特開平４ー６７６０７号
公報が開示されており、前者は車載のビデオカメラ（以
降車載カメラと称す）により道路の車線区画線である白
線を撮影し、この白線の２点間を結ぶ画像上の位置と傾
斜角とにより車線内における自車位置を検出するもので
あり、また、後者は平行な光軸を有する２台の車載カメ
ラにより前方を立体撮影し、少なくとも片方の平面配置
の受光素子を光軸を含む面と平行配置し、両受光素子の
照度分布の相関から前方の多方向に存在する物体までの
距離を測定できるようにしたものである。
線）内での自車位置を検出したり、前方物体との距離を
測定したりすることは、自動走行などにおいては不可欠
のものである。従来のこのような自車位置検出装置とし
ては、例えば特開平９ー８１７５７号公報が、また、前
方物体の測距に関しては例えば特開平４ー６７６０７号
公報が開示されており、前者は車載のビデオカメラ（以
降車載カメラと称す）により道路の車線区画線である白
線を撮影し、この白線の２点間を結ぶ画像上の位置と傾
斜角とにより車線内における自車位置を検出するもので
あり、また、後者は平行な光軸を有する２台の車載カメ
ラにより前方を立体撮影し、少なくとも片方の平面配置
の受光素子を光軸を含む面と平行配置し、両受光素子の
照度分布の相関から前方の多方向に存在する物体までの
距離を測定できるようにしたものである。
【０００３】このように車載カメラを使用して位置検出
や、前方物体の距離測定を行うことは有効な手段である
が、車載カメラの光軸にずれが生じた場合には計測値に
誤差が生じ、正確な位置検出や距離測定ができず、この
ために取付時の光軸設定や、使用中の振動による光軸変
位の修正に多大の工数と困難な調整とを必要とするもの
であった。こうした車載カメラの取付姿勢を容易に修正
したり、使用中の光軸のずれを補正する手段としては特
開平８ー１６９９９号公報にその技術が開示されてい
る。この手法は車載カメラの視野内に認識マークを設置
し、認識マークの位置を画像処理装置に記憶させること
により、ずれ量を検出して位置の補正をするものであ
る。
や、前方物体の距離測定を行うことは有効な手段である
が、車載カメラの光軸にずれが生じた場合には計測値に
誤差が生じ、正確な位置検出や距離測定ができず、この
ために取付時の光軸設定や、使用中の振動による光軸変
位の修正に多大の工数と困難な調整とを必要とするもの
であった。こうした車載カメラの取付姿勢を容易に修正
したり、使用中の光軸のずれを補正する手段としては特
開平８ー１６９９９号公報にその技術が開示されてい
る。この手法は車載カメラの視野内に認識マークを設置
し、認識マークの位置を画像処理装置に記憶させること
により、ずれ量を検出して位置の補正をするものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような手法によ
り、光軸設定は簡略化され、使用中における光軸修正の
必要性を排除することができるが、認識マークは車載カ
メラの前方の視野内に設けることが必要で、また、位置
変動があってはならないものであるから、認識マークと
車載カメラの取付位置には制約があり、車体の設計の自
由度に大きな障害をもたらすものであった。また、車の
前後方向の中心線と車の進行方向とは、車が直進状態で
あっても車輪のアライメントなどによりずれが生ずるた
め、幾何学的に車載カメラと認識マークとが正確に設定
されても車載カメラが正確に進行方向を捉えることがで
きず、車線内における自車位置の検出に使用する場合に
は誤差が避けられないものであった。
り、光軸設定は簡略化され、使用中における光軸修正の
必要性を排除することができるが、認識マークは車載カ
メラの前方の視野内に設けることが必要で、また、位置
変動があってはならないものであるから、認識マークと
車載カメラの取付位置には制約があり、車体の設計の自
由度に大きな障害をもたらすものであった。また、車の
前後方向の中心線と車の進行方向とは、車が直進状態で
あっても車輪のアライメントなどによりずれが生ずるた
め、幾何学的に車載カメラと認識マークとが正確に設定
されても車載カメラが正確に進行方向を捉えることがで
きず、車線内における自車位置の検出に使用する場合に
は誤差が避けられないものであった。
【０００５】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであって、車載カメラの光軸を撮像さ
れた車線区画線を利用して自動調整することにより進行
方向と一致させ、自車位置を正確に検出すると共に、車
載カメラの取付位置に制約条件を受けることのない車両
位置検出装置を得ることを目的とするものである。
めになされたものであって、車載カメラの光軸を撮像さ
れた車線区画線を利用して自動調整することにより進行
方向と一致させ、自車位置を正確に検出すると共に、車
載カメラの取付位置に制約条件を受けることのない車両
位置検出装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる車両用
位置検出装置は、車両前方道路の車線区画線を画像信号
として取得する画像信号取得手段と、この画像信号上に
画像中央部の光軸原点と、この光軸原点を通る垂直線
と、車両前方に複数の測定点とを設定し、この測定点に
おける上記の垂直線と車線区画線との間の各水平距離を
計測する計測手段と、この複数の水平距離と、車両の一
定距離の走行による走行距離と、一定距離走行に伴う上
記の水平距離の変化とから、車両の進行方向と設定され
た光軸の方向との間の水平角度を演算する光軸角度演算
手段と、この車両の進行方向と光軸との間の水平角度に
より角度誤差を判定し、修正制御する光軸補正手段とを
備えるようにしたものである。
位置検出装置は、車両前方道路の車線区画線を画像信号
として取得する画像信号取得手段と、この画像信号上に
画像中央部の光軸原点と、この光軸原点を通る垂直線
と、車両前方に複数の測定点とを設定し、この測定点に
おける上記の垂直線と車線区画線との間の各水平距離を
計測する計測手段と、この複数の水平距離と、車両の一
定距離の走行による走行距離と、一定距離走行に伴う上
記の水平距離の変化とから、車両の進行方向と設定され
た光軸の方向との間の水平角度を演算する光軸角度演算
手段と、この車両の進行方向と光軸との間の水平角度に
より角度誤差を判定し、修正制御する光軸補正手段とを
備えるようにしたものである。
【０００７】また、車両前方道路の車線区画線を画像信
号として取得する画像信号取得手段と、この画像信号上
に画像中央部の光軸原点と、この光軸原点を通る水平線
とを設定すると共に、両側の車線区画線を延長してその
交点を求め、この交点と上記の水平線との間の画像上の
垂直距離を計測する計測手段と、この画像上の垂直距離
と、画像の上下方向の全視野角度とから上記の水平線と
車線区画線の交点との間の垂直角度を演算する光軸角度
演算手段と、この光軸と車線区画線の交点との間の角度
から角度誤差を判定し、修正制御する光軸補正手段とを
備えるようにしたものである。
号として取得する画像信号取得手段と、この画像信号上
に画像中央部の光軸原点と、この光軸原点を通る水平線
とを設定すると共に、両側の車線区画線を延長してその
交点を求め、この交点と上記の水平線との間の画像上の
垂直距離を計測する計測手段と、この画像上の垂直距離
と、画像の上下方向の全視野角度とから上記の水平線と
車線区画線の交点との間の垂直角度を演算する光軸角度
演算手段と、この光軸と車線区画線の交点との間の角度
から角度誤差を判定し、修正制御する光軸補正手段とを
備えるようにしたものである。
【０００８】さらに、光軸の角度が時系列的に連続して
演算され、演算された角度がヒストグラムとして記憶さ
れ、このヒストグラムにおいて最も発現頻度の高い値を
光軸位置として角度誤差を判定するようにしたものであ
る。さらにまた、光軸補正手段の出力をＯＮーＯＦＦし
て選択的に角度補正量を取得するようにしたものであ
る。また、車線区画線の曲率を演算する手段を備え、こ
の曲率が所定値を越えたとき光軸補正手段の出力を一時
的に遮断するようにしたものである。
演算され、演算された角度がヒストグラムとして記憶さ
れ、このヒストグラムにおいて最も発現頻度の高い値を
光軸位置として角度誤差を判定するようにしたものであ
る。さらにまた、光軸補正手段の出力をＯＮーＯＦＦし
て選択的に角度補正量を取得するようにしたものであ
る。また、車線区画線の曲率を演算する手段を備え、こ
の曲率が所定値を越えたとき光軸補正手段の出力を一時
的に遮断するようにしたものである。
【０００９】さらに、車両のヨーレートとピッチレート
とを計測する手段を備え、ヨーレートまたはピッチレー
トが、あるいは、その両者が所定値を越えたとき光軸補
正手段の出力を一時的に遮断するようにしたものであ
る。さらにまた、車両の前後方向と左右方向の加速度を
検出する加速度センサを備え、加速度が所定値を越えた
とき光軸補正手段の出力を一時的に遮断するようにした
ものである。また、画像信号取得手段と、水平角度を演
算する光軸角度演算手段と、垂直角度を演算する光軸角
度演算手段と、これらを入力して修正制御する光軸補正
手段とを複数組設置するようにしたものである。
とを計測する手段を備え、ヨーレートまたはピッチレー
トが、あるいは、その両者が所定値を越えたとき光軸補
正手段の出力を一時的に遮断するようにしたものであ
る。さらにまた、車両の前後方向と左右方向の加速度を
検出する加速度センサを備え、加速度が所定値を越えた
とき光軸補正手段の出力を一時的に遮断するようにした
ものである。また、画像信号取得手段と、水平角度を演
算する光軸角度演算手段と、垂直角度を演算する光軸角
度演算手段と、これらを入力して修正制御する光軸補正
手段とを複数組設置するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１、ないし、図
４は、この発明の実施の形態１の車両位置検出装置の構
成と動作を説明するもので、図１は装置の構成と動作説
明図、図３は画像処理装置の構成を示すブロック図、図
２及び図４は動作説明図である。図１において、１は道
路走行中の車両を示すもので、２は車両１に搭載された
車載カメラ、３は車載カメラ２の撮影した映像を処理す
る画像処理装置、４は画像処理装置３に入力する車速検
出装置、５ａおよび５ｂは道路の車線区画線、いわゆる
道路の白線を示すものである。また、図３において、３
１は車載カメラ２の映像を入力して車線区画線に対する
自車位置を演算する車両位置演算部、３２は車載カメラ
２の光軸と車両１の進行方向の中心線との水平方向角度
を後述するように計算する水平角度計算部、３３は車載
カメラ２の映像を入力し、車載カメラ２の光軸と水平面
との間の垂直方向角度を計算する垂直角度計算部、３４
は水平角度計算部３２と垂直角度計算部３３の信号を入
力して光軸の角度誤差を算定し、必要な光軸補正量を計
算する光軸補正量計算部である。
４は、この発明の実施の形態１の車両位置検出装置の構
成と動作を説明するもので、図１は装置の構成と動作説
明図、図３は画像処理装置の構成を示すブロック図、図
２及び図４は動作説明図である。図１において、１は道
路走行中の車両を示すもので、２は車両１に搭載された
車載カメラ、３は車載カメラ２の撮影した映像を処理す
る画像処理装置、４は画像処理装置３に入力する車速検
出装置、５ａおよび５ｂは道路の車線区画線、いわゆる
道路の白線を示すものである。また、図３において、３
１は車載カメラ２の映像を入力して車線区画線に対する
自車位置を演算する車両位置演算部、３２は車載カメラ
２の光軸と車両１の進行方向の中心線との水平方向角度
を後述するように計算する水平角度計算部、３３は車載
カメラ２の映像を入力し、車載カメラ２の光軸と水平面
との間の垂直方向角度を計算する垂直角度計算部、３４
は水平角度計算部３２と垂直角度計算部３３の信号を入
力して光軸の角度誤差を算定し、必要な光軸補正量を計
算する光軸補正量計算部である。
【００１１】以上の構成を持つこの発明の実施の形態１
の車両位置検出装置において、車載カメラ２の映像信号
が図３の画像処理装置に入力されると、車両位置演算部
３１は入力された画像に対し、図２に示す座標原点とな
る光軸原点Ｏと、光軸原点Ｏを通る垂直線Ｙとを設定
し、さらに、図１及び図２に示すように車両前方に任意
の距離Ｌ１とＬ２を設定し、任意の距離の位置Ｌ１とＬ
２とにおける垂直線Ｙと車線区画線５ｂとの間の距離Ｘ
ａとＸｂとを計測して水平角度計算部３２に出力する。
水平角度計算部３２はこれらの信号と車速信号とを入力
して光軸と車両の進行方向とのなす水平方向角度を次の
ように計算する。
の車両位置検出装置において、車載カメラ２の映像信号
が図３の画像処理装置に入力されると、車両位置演算部
３１は入力された画像に対し、図２に示す座標原点とな
る光軸原点Ｏと、光軸原点Ｏを通る垂直線Ｙとを設定
し、さらに、図１及び図２に示すように車両前方に任意
の距離Ｌ１とＬ２を設定し、任意の距離の位置Ｌ１とＬ
２とにおける垂直線Ｙと車線区画線５ｂとの間の距離Ｘ
ａとＸｂとを計測して水平角度計算部３２に出力する。
水平角度計算部３２はこれらの信号と車速信号とを入力
して光軸と車両の進行方向とのなす水平方向角度を次の
ように計算する。
【００１２】図４において、車両１が所定の時間に位置
１１より位置１２までの間の直線距離Ｌｄを走行すると
き、車両１の初期位置１１における車載カメラの光軸線
２１と車両の進行方向線１３とのなす水平方向角度をΘ
εとし、車両位置１１におけるＬ１位置での車線区画線
５ｂの位置を原点とする車両進行方向線１３との平行線
である線分１４と、車載カメラの光軸線２１との平行線
である線分２３とを仮定し、さらに、車両位置１２にお
けるＬ１ａ位置での両仮定線分１４と２３の車線区画線
５ｂに対するそれぞれの距離ａ及びｂを算定して、車載
カメラの光軸２１と車両進行方向線１３との間の角度Θ
εを、Θεが充分小さいことを条件として近似的に、 Θε＝（ａ＋ｂ）／Ｌｄ （ｒａｄ） ・・（１） として求める。
１１より位置１２までの間の直線距離Ｌｄを走行すると
き、車両１の初期位置１１における車載カメラの光軸線
２１と車両の進行方向線１３とのなす水平方向角度をΘ
εとし、車両位置１１におけるＬ１位置での車線区画線
５ｂの位置を原点とする車両進行方向線１３との平行線
である線分１４と、車載カメラの光軸線２１との平行線
である線分２３とを仮定し、さらに、車両位置１２にお
けるＬ１ａ位置での両仮定線分１４と２３の車線区画線
５ｂに対するそれぞれの距離ａ及びｂを算定して、車載
カメラの光軸２１と車両進行方向線１３との間の角度Θ
εを、Θεが充分小さいことを条件として近似的に、 Θε＝（ａ＋ｂ）／Ｌｄ （ｒａｄ） ・・（１） として求める。
【００１３】ここで、（１）式における距離ａの算定
は、車両位置１１において任意に設定した位置Ｌ１とＬ
２とにおける上記の車載カメラの光軸線２１と車線区画
線５ｂとの間の距離Ｘａ及びＸｂと、Ｌ１とＬ２との間
の距離Ｌｂより近似的に ａ＝（Ｘａ−Ｘｂ）・Ｌｄ／Ｌｂ ・・（２） として求められ、さらに、距離ｂの算定は、車両の進行
後の位置１２におけるＬ１ａ位置での車載カメラの光軸
線２１と車線区画線５ｂとの間の距離Ｘａ１を計測して ｂ＝ Ｘａ−Ｘａ１ ・・（３） として求められる。このようにして車載カメラの光軸線
２１の車両の進行方向線１３に対する水平方向のずれ量
Θεが計算され、この値が光軸補正量計算部３４に入力
され、光軸補正量計算部３４で画像上の光軸位置補正量
が設定されて車両位置検出部３１に出力される。なお、
上記の車両前方距離Ｌ１とＬ１ａは車両の位置が異なる
だけで、同一値に設定される。
は、車両位置１１において任意に設定した位置Ｌ１とＬ
２とにおける上記の車載カメラの光軸線２１と車線区画
線５ｂとの間の距離Ｘａ及びＸｂと、Ｌ１とＬ２との間
の距離Ｌｂより近似的に ａ＝（Ｘａ−Ｘｂ）・Ｌｄ／Ｌｂ ・・（２） として求められ、さらに、距離ｂの算定は、車両の進行
後の位置１２におけるＬ１ａ位置での車載カメラの光軸
線２１と車線区画線５ｂとの間の距離Ｘａ１を計測して ｂ＝ Ｘａ−Ｘａ１ ・・（３） として求められる。このようにして車載カメラの光軸線
２１の車両の進行方向線１３に対する水平方向のずれ量
Θεが計算され、この値が光軸補正量計算部３４に入力
され、光軸補正量計算部３４で画像上の光軸位置補正量
が設定されて車両位置検出部３１に出力される。なお、
上記の車両前方距離Ｌ１とＬ１ａは車両の位置が異なる
だけで、同一値に設定される。
【００１４】以上のようにして光軸の水平方向角度の誤
差は修正され、また、垂直方向角度誤差は次のようにし
て修正される。図３に示すように、車載カメラ２の映像
信号は、垂直角度計算部３３にも入力され、垂直角度計
算部３３は図２に示す光軸原点Ｏを設定すると共に入力
画像の車線区画線５ａと５ｂとを検出し、画像上におい
て両車線区画線５ａと５ｂの延長線の交点である消失点
Ｐの位置を求め、消失点Ｐと光軸原点Ｏとの画像上の寸
法Ｌｙを求める。さらに、これらの情報と画像上の上下
巾Ｗｙと画像の上下巾のなす角度である、いわゆる、全
視野角Θωから比例計算により消失点Ｐと光軸原点Ｏの
間の角度Θｙを Θｙ＝Ｌｙ・Θω／Ｗｙ ・・（４） として算出し、光軸補正量計算部３４に出力する。
差は修正され、また、垂直方向角度誤差は次のようにし
て修正される。図３に示すように、車載カメラ２の映像
信号は、垂直角度計算部３３にも入力され、垂直角度計
算部３３は図２に示す光軸原点Ｏを設定すると共に入力
画像の車線区画線５ａと５ｂとを検出し、画像上におい
て両車線区画線５ａと５ｂの延長線の交点である消失点
Ｐの位置を求め、消失点Ｐと光軸原点Ｏとの画像上の寸
法Ｌｙを求める。さらに、これらの情報と画像上の上下
巾Ｗｙと画像の上下巾のなす角度である、いわゆる、全
視野角Θωから比例計算により消失点Ｐと光軸原点Ｏの
間の角度Θｙを Θｙ＝Ｌｙ・Θω／Ｗｙ ・・（４） として算出し、光軸補正量計算部３４に出力する。
【００１５】以上のようにして車載カメラの光軸と車両
の進行方向との水平方向のずれ角度Θεと、垂直方向の
点ＯＰ間の角度Θｙとが計算され、光軸補正量計算部３
４ではこれらの値を予め設定された目標値と比較して偏
差値を補正量として車両位置演算部３１に与えるので、
光軸は常に目標値に修正設定され、車両位置演算部３１
では修正設定された光軸を基に車線内での自車位置演算
が行われ、常に高精度の位置検出が行えることになる。
の進行方向との水平方向のずれ角度Θεと、垂直方向の
点ＯＰ間の角度Θｙとが計算され、光軸補正量計算部３
４ではこれらの値を予め設定された目標値と比較して偏
差値を補正量として車両位置演算部３１に与えるので、
光軸は常に目標値に修正設定され、車両位置演算部３１
では修正設定された光軸を基に車線内での自車位置演算
が行われ、常に高精度の位置検出が行えることになる。
【００１６】実施の形態２．図５は、この発明の実施の
形態２の車両位置検出装置の動作を示す説明図であり、
図５以外は実施の形態１とは機能が異なるが同一構成を
有するものである。この実施の形態は、実施の形態１に
おいて測定する水平方向の角度偏差Θεと垂直方向の点
ＯＰ間の角度Θｙとを一定時間間隔にて連続して測定及
び演算し、光軸補正量計算部３４で図５に示すようなヒ
ストグラムを作成の上、最も発生頻度の高いΘεｎとΘ
ｙｎとを求め、この値を水平方向と垂直方向の光軸のず
れ角度として、予め設定された目標値と比較して補正量
を演算するようにしたものである。道路走行中において
は、車両には各種の要因による振動が加わるため、通常
では車載カメラの映像には変動があるが、このような手
法を用いることにより光軸の方向を正確に捉えることが
でき、精度良く光軸修正と自車位置検出ができるもので
ある。
形態２の車両位置検出装置の動作を示す説明図であり、
図５以外は実施の形態１とは機能が異なるが同一構成を
有するものである。この実施の形態は、実施の形態１に
おいて測定する水平方向の角度偏差Θεと垂直方向の点
ＯＰ間の角度Θｙとを一定時間間隔にて連続して測定及
び演算し、光軸補正量計算部３４で図５に示すようなヒ
ストグラムを作成の上、最も発生頻度の高いΘεｎとΘ
ｙｎとを求め、この値を水平方向と垂直方向の光軸のず
れ角度として、予め設定された目標値と比較して補正量
を演算するようにしたものである。道路走行中において
は、車両には各種の要因による振動が加わるため、通常
では車載カメラの映像には変動があるが、このような手
法を用いることにより光軸の方向を正確に捉えることが
でき、精度良く光軸修正と自車位置検出ができるもので
ある。
【００１７】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３の車両位置検出装置の画像処理部の構成を示すブ
ロック図であり、この実施の形態は、実施の形態１で示
した車両位置検出装置に対し、画像処理部の光軸補正量
計算部３４と車両位置演算部３１との間に制御部３５を
設け、光軸補正量計算部３４が演算して出力する光軸補
正信号の車両位置演算部３１への供給を制御するように
したものである。制御部３５はスイッチング素子などに
より構成され、このように構成することにより、例えば
悪路走行時や曲線道路など、実施の形態１で示した光軸
演算のための消失点Ｐの測定や車線区画線５ａ及び５ｂ
の測定が不安定な条件において、運転者の判断、もしく
は、条件の自動判定などにより光軸補正信号の供給を一
時的に遮断することができ、外的条件の悪化による演算
誤差を防止することができるものである。
形態３の車両位置検出装置の画像処理部の構成を示すブ
ロック図であり、この実施の形態は、実施の形態１で示
した車両位置検出装置に対し、画像処理部の光軸補正量
計算部３４と車両位置演算部３１との間に制御部３５を
設け、光軸補正量計算部３４が演算して出力する光軸補
正信号の車両位置演算部３１への供給を制御するように
したものである。制御部３５はスイッチング素子などに
より構成され、このように構成することにより、例えば
悪路走行時や曲線道路など、実施の形態１で示した光軸
演算のための消失点Ｐの測定や車線区画線５ａ及び５ｂ
の測定が不安定な条件において、運転者の判断、もしく
は、条件の自動判定などにより光軸補正信号の供給を一
時的に遮断することができ、外的条件の悪化による演算
誤差を防止することができるものである。
【００１８】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４の車両位置検出装置の画像処理部の構成を示すブ
ロック図、図８はその動作説明図で、この実施の形態
は、実施の形態１の車両位置検出装置に対し、画像処理
装置の光軸補正量計算部３４と車両位置演算部３１との
間にスイッチング素子などにより構成される制御部３５
を設け、光軸補正量計算部３４が演算する光軸補正信号
の車両位置演算部３１への供給を制御すると共に、車載
カメラ２から映像信号を受けて道路の曲率を演算する曲
率計算部３６を設け、曲率計算部３６の出力により制御
部３５を制御するようにしたものである。
形態４の車両位置検出装置の画像処理部の構成を示すブ
ロック図、図８はその動作説明図で、この実施の形態
は、実施の形態１の車両位置検出装置に対し、画像処理
装置の光軸補正量計算部３４と車両位置演算部３１との
間にスイッチング素子などにより構成される制御部３５
を設け、光軸補正量計算部３４が演算する光軸補正信号
の車両位置演算部３１への供給を制御すると共に、車載
カメラ２から映像信号を受けて道路の曲率を演算する曲
率計算部３６を設け、曲率計算部３６の出力により制御
部３５を制御するようにしたものである。
【００１９】以上のように構成された実施の形態４の車
両位置検出装置において、曲率計算部３６は車載カメラ
２から画像信号を入力し、図８に示すように任意に設定
された位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の３点において光軸垂直線
Ｙから車線区画線５ｂまでの距離Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを算
出する。この各距離に基づき、各位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３
における車線区画線５ｂ上の座標を求め、この座標を円
の方程式に代入し、連立方程式を解くことで曲率計算部
３６は車線区画線５ｂの、従って道路の曲率を算出し、
この曲率が予め設定された曲率を越えると曲率計算部３
６は信号を制御部３５に与えて光軸補正量計算部３４か
らの光軸補正信号を遮断する。実施の形態４の車両位置
検出装置は以上のように構成されているため、曲率の大
きな道路にさしかかったときには光軸の補正が中断さ
れ、補正量の設定誤差の発生を防止することができるも
のである。
両位置検出装置において、曲率計算部３６は車載カメラ
２から画像信号を入力し、図８に示すように任意に設定
された位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の３点において光軸垂直線
Ｙから車線区画線５ｂまでの距離Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを算
出する。この各距離に基づき、各位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３
における車線区画線５ｂ上の座標を求め、この座標を円
の方程式に代入し、連立方程式を解くことで曲率計算部
３６は車線区画線５ｂの、従って道路の曲率を算出し、
この曲率が予め設定された曲率を越えると曲率計算部３
６は信号を制御部３５に与えて光軸補正量計算部３４か
らの光軸補正信号を遮断する。実施の形態４の車両位置
検出装置は以上のように構成されているため、曲率の大
きな道路にさしかかったときには光軸の補正が中断さ
れ、補正量の設定誤差の発生を防止することができるも
のである。
【００２０】実施の形態５．図９、及び、図１０はこの
発明の実施の形態５の車両位置検出装置の構成と、画像
処理部のブロック図を示すもので、この実施の形態は、
実施の形態１で示した車両位置検出装置に加え、車両１
には、ヨーレートとピッチレートとを計測するセンサ６
を搭載し、画像処理部には、光軸補正量計算部３４と車
両位置演算部３１との間にスイッチング回路である制御
部３５を設け、センサ６の出力が所定値を越えたとき、
制御部３５を遮断するようにしたものである。このよう
に構成されたこの実施の形態の車両位置検出装置におい
ては、ヨーレートあるいはピッチレートが予め設定され
た所定値を越えた時、光軸補正信号が一時的に遮断さ
れ、曲線道路や凹凸の多い悪路を走行する場合、あるい
は、急加速時などにおける誤差の大きい補正値の供給を
絶ち、光軸補正量の設定誤差の発生を防止することがで
きるものである。
発明の実施の形態５の車両位置検出装置の構成と、画像
処理部のブロック図を示すもので、この実施の形態は、
実施の形態１で示した車両位置検出装置に加え、車両１
には、ヨーレートとピッチレートとを計測するセンサ６
を搭載し、画像処理部には、光軸補正量計算部３４と車
両位置演算部３１との間にスイッチング回路である制御
部３５を設け、センサ６の出力が所定値を越えたとき、
制御部３５を遮断するようにしたものである。このよう
に構成されたこの実施の形態の車両位置検出装置におい
ては、ヨーレートあるいはピッチレートが予め設定され
た所定値を越えた時、光軸補正信号が一時的に遮断さ
れ、曲線道路や凹凸の多い悪路を走行する場合、あるい
は、急加速時などにおける誤差の大きい補正値の供給を
絶ち、光軸補正量の設定誤差の発生を防止することがで
きるものである。
【００２１】実施の形態６．図１１、及び、図１２は、
この発明の実施の形態６の車両位置検出装置の構成と、
画像処理部のブロック図を示すもので、この実施の形態
は、実施の形態１で示した車両位置検出装置に加え、車
両１には、加速度センサ７を搭載し、画像処理部には、
光軸補正量計算部３４と車両位置演算部３１との間にス
イッチング回路である制御部３５を設け、制御部３５を
加速度センサ７の出力により制御するようにしたもので
ある。このように構成されたこの実施の形態の車両位置
検出装置においては、加速度センサ７が車両１の前後方
向及び左右方向の加速度を検出し、この加速度が予め設
定された所定値を越える信号を発生した場合には制御部
３５が遮断され、光軸補正信号の供給を一時的に遮断す
るので、加速度により車両が揺動して光軸調整動作が不
安定になったときには光軸補正を中止し、安定した光軸
を保持することができるものである。
この発明の実施の形態６の車両位置検出装置の構成と、
画像処理部のブロック図を示すもので、この実施の形態
は、実施の形態１で示した車両位置検出装置に加え、車
両１には、加速度センサ７を搭載し、画像処理部には、
光軸補正量計算部３４と車両位置演算部３１との間にス
イッチング回路である制御部３５を設け、制御部３５を
加速度センサ７の出力により制御するようにしたもので
ある。このように構成されたこの実施の形態の車両位置
検出装置においては、加速度センサ７が車両１の前後方
向及び左右方向の加速度を検出し、この加速度が予め設
定された所定値を越える信号を発生した場合には制御部
３５が遮断され、光軸補正信号の供給を一時的に遮断す
るので、加速度により車両が揺動して光軸調整動作が不
安定になったときには光軸補正を中止し、安定した光軸
を保持することができるものである。
【００２２】実施の形態７．図１３、及び、図１４は、
この発明の実施の形態７の車両位置検出装置の構成と、
画像処理部のブロック図を示すもので、この実施の形態
は車載カメラを２台搭載し、自車位置の検知と、立体画
像撮影による前方物体の距離計測とを行うもので、２台
の車載カメラの光軸を自動補正するものである。図１３
において、２Ｌ及び２Ｒは車両１に搭載された同一性能
の車載カメラであり、２台の車載カメラを搭載している
点以外は実施の形態１の図１と同様である。また、図１
４のブロック図においては、２台の車載カメラ２Ｒ及び
２Ｌに対応して、実施の形態１にて説明した車載カメラ
の光軸と車両の進行方向との水平角度を計算する水平角
度計算部３２Ｒ及び３２Ｌと、車載カメラの光軸と水平
面とのなす垂直角度を計算する垂直角度計算部３３Ｒ及
び３３Ｌと、光軸の補正量を計算する光軸補正量計算部
３４Ｒ及び３４Ｌとが各二組設けられている。
この発明の実施の形態７の車両位置検出装置の構成と、
画像処理部のブロック図を示すもので、この実施の形態
は車載カメラを２台搭載し、自車位置の検知と、立体画
像撮影による前方物体の距離計測とを行うもので、２台
の車載カメラの光軸を自動補正するものである。図１３
において、２Ｌ及び２Ｒは車両１に搭載された同一性能
の車載カメラであり、２台の車載カメラを搭載している
点以外は実施の形態１の図１と同様である。また、図１
４のブロック図においては、２台の車載カメラ２Ｒ及び
２Ｌに対応して、実施の形態１にて説明した車載カメラ
の光軸と車両の進行方向との水平角度を計算する水平角
度計算部３２Ｒ及び３２Ｌと、車載カメラの光軸と水平
面とのなす垂直角度を計算する垂直角度計算部３３Ｒ及
び３３Ｌと、光軸の補正量を計算する光軸補正量計算部
３４Ｒ及び３４Ｌとが各二組設けられている。
【００２３】また、図１４の画像処理部に示す車両位置
演算部３７は、それぞれの車載カメラ２Ｒ、２Ｌから画
像信号を入力し、また、それぞれの光軸補正量計算部３
４Ｒ、３４Ｌから光軸補正信号を入力して、個別にＲ側
信号とＬ側信号とを水平角度計算部３２Ｒと３２Ｌとに
出力し、水平角度計算部３２Ｒ、３２Ｌから光軸補正量
計算部３４Ｒ、３４Ｌを介してフィードバックされる補
正信号を受け、修正された両車載カメラの光軸をもとに
演算される二組の信号から平均値を計算して車線内にお
ける自車位置を出力する一方、修正された光軸をもとに
立体画像信号から図１３における前方物体８までの距離
を演算し出力する。
演算部３７は、それぞれの車載カメラ２Ｒ、２Ｌから画
像信号を入力し、また、それぞれの光軸補正量計算部３
４Ｒ、３４Ｌから光軸補正信号を入力して、個別にＲ側
信号とＬ側信号とを水平角度計算部３２Ｒと３２Ｌとに
出力し、水平角度計算部３２Ｒ、３２Ｌから光軸補正量
計算部３４Ｒ、３４Ｌを介してフィードバックされる補
正信号を受け、修正された両車載カメラの光軸をもとに
演算される二組の信号から平均値を計算して車線内にお
ける自車位置を出力する一方、修正された光軸をもとに
立体画像信号から図１３における前方物体８までの距離
を演算し出力する。
【００２４】このように構成され、動作する実施の形態
７の車両位置検出装置においては、立体映像を撮影する
ための２台の車載カメラ２Ｒ、２Ｌを、それぞれ高精度
に光軸補正することができ、精度良く自車位置の検出が
できると共に、動作中、常に光軸が補正されるので精度
良く前方物体との距離の計測ができるものである。
７の車両位置検出装置においては、立体映像を撮影する
ための２台の車載カメラ２Ｒ、２Ｌを、それぞれ高精度
に光軸補正することができ、精度良く自車位置の検出が
できると共に、動作中、常に光軸が補正されるので精度
良く前方物体との距離の計測ができるものである。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明に係わ
る車両位置検出装置によれば、光軸原点と光軸原点を通
る垂直線とを設定し、車両の一定の走行距離と、その走
行距離における車両前方２点の上記垂直線と車線区画線
との距離とから車載カメラの光軸の水平方向のずれ量を
演算し、また、車線区画線の延長線を仮定して交点を求
め、交点から上下方向の光軸のずれ量を演算して、これ
らを目標値と比較し、目標値になるように画像上で補正
する機能を設けたので、車載カメラに特別な修正装置を
設けることなく、走行中に常に光軸の補正ができ、車載
カメラの装着に制約を受けることなく常に精度の高い自
車位置の検出ができるものである。また、光軸補正信号
の一時遮断機能を備え、これを道路の曲率や、ヨーレー
トや、加速度など車両の揺動により光軸補正のための計
測に誤差を生ずる可能性のある場合に動作せしめ、光軸
補正を一時的に中断するようにしたので、走行条件によ
る誤差の発生もなく優れた車両用位置検出装置を得るこ
とができるものである。
る車両位置検出装置によれば、光軸原点と光軸原点を通
る垂直線とを設定し、車両の一定の走行距離と、その走
行距離における車両前方２点の上記垂直線と車線区画線
との距離とから車載カメラの光軸の水平方向のずれ量を
演算し、また、車線区画線の延長線を仮定して交点を求
め、交点から上下方向の光軸のずれ量を演算して、これ
らを目標値と比較し、目標値になるように画像上で補正
する機能を設けたので、車載カメラに特別な修正装置を
設けることなく、走行中に常に光軸の補正ができ、車載
カメラの装着に制約を受けることなく常に精度の高い自
車位置の検出ができるものである。また、光軸補正信号
の一時遮断機能を備え、これを道路の曲率や、ヨーレー
トや、加速度など車両の揺動により光軸補正のための計
測に誤差を生ずる可能性のある場合に動作せしめ、光軸
補正を一時的に中断するようにしたので、走行条件によ
る誤差の発生もなく優れた車両用位置検出装置を得るこ
とができるものである。
【図１】 この発明の実施の形態１の車両位置検出装置
の構成と動作を説明する説明図である。
の構成と動作を説明する説明図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の車両位置検出装置
の動作を説明する説明図である。
の動作を説明する説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の車両位置検出装置
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態１の車両位置検出装置
の動作を説明する説明図である。
の動作を説明する説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態２の車両位置検出装置
の動作を説明する説明図である。
の動作を説明する説明図である。
【図６】 この発明の実施の形態３の車両位置検出装置
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態４の車両位置検出装置
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態４の車両位置検出装置
の動作を説明する説明図である。
の動作を説明する説明図である。
【図９】 この発明の実施の形態５の車両位置検出装置
の構成と動作を説明する説明図である。
の構成と動作を説明する説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態５の車両位置検出装置
の動作を説明する説明図である。
の動作を説明する説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態６の車両位置検出装置
の構成と動作を説明する説明図である。
の構成と動作を説明する説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態６の車両位置検出装置
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態７の車両位置検出装置
の構成と動作を説明する説明図である。
の構成と動作を説明する説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態７の車両位置検出装置
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
の画像処理部の構成を示すブロック図である。
１ 車両、２ 車載カメラ、３ 画像処理装置、４ 車
速検出装置、５ａ、５ｂ 車線区画線、６ ヨーレート
センサ、７ 加速度センサ、３１、３７ 車両位置演算
部、３２ 水平角度計算部、３３ 垂直角度計算部、３
４ 光軸補正量計算部、３５ 制御部、３６ 曲率計算
部、
速検出装置、５ａ、５ｂ 車線区画線、６ ヨーレート
センサ、７ 加速度センサ、３１、３７ 車両位置演算
部、３２ 水平角度計算部、３３ 垂直角度計算部、３
４ 光軸補正量計算部、３５ 制御部、３６ 曲率計算
部、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−132939（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−21411（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−120555（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−111136（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−281239（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−304535（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−218265（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−198714（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−172232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 G05D 1/02
Claims (8)
- 【請求項１】 車両前方道路の車線区画線を画像信号と
して取得する画像信号取得手段、この画像信号上に画像
中央部の光軸原点と、この光軸原点を通る垂直線と、車
両前方に複数の測定点とを設定し、この測定点における
前記垂直線と車線区画線との間の各水平距離を計測する
計測手段、この複数の水平距離と、車両の一定距離の走
行による走行距離と、一定距離走行に伴う前記水平距離
の変化とから、車両の進行方向と設定された前記光軸の
方向との間の水平角度を演算する光軸角度演算手段、こ
の車両の進行方向と光軸との間の水平角度により角度誤
差を判定し、修正制御する光軸補正手段を備えたことを
特徴とする車両用位置検出装置。 - 【請求項２】 車両前方道路の車線区画線を画像信号と
して取得する画像信号取得手段、この画像信号上に画像
中央部の光軸原点と、この光軸原点を通る水平線とを設
定すると共に、両側の車線区画線を延長してその交点を
求め、この交点と前記水平線との間の画像上の垂直距離
を計測する計測手段、この画像上の垂直距離と、画像の
上下方向の全視野角度とから前記水平線と車線区画線の
交点との間の垂直角度を演算する光軸角度演算手段、こ
の光軸と車線区画線の交点との間の角度から角度誤差を
判定し、修正制御する光軸補正手段を備えたことを特徴
とする車両用位置検出装置。 - 【請求項３】 光軸の角度が時系列に連続して演算さ
れ、演算された角度がヒストグラムとして記憶され、こ
のヒストグラムにおいて最も発現頻度の高い値を光軸位
置として角度誤差を判定することを特徴とする請求項１
または請求項２記載の車両用位置検出装置。 - 【請求項４】 光軸補正手段の出力をＯＮーＯＦＦして
選択的に角度補正量を取得することを特徴とする請求項
１〜請求項３のいずれか一項記載の車両用位置検出装
置。 - 【請求項５】 車線区画線の曲率を演算する手段を備
え、この曲率が所定値を越えたとき光軸補正手段の出力
を一時的に遮断することを特徴とする請求項１〜請求項
４のいずれか一項記載の車両用位置検出装置。 - 【請求項６】 車両のヨーレートとピッチレートとを計
測する手段を備え、ヨーレートまたはピッチレートが、
あるいは、その両者が所定値を越えたとき光軸補正手段
の出力を一時的に遮断することを特徴とする請求項１〜
請求項４のいずれか一項記載の車両用位置検出装置。 - 【請求項７】 車両の前後方向と左右方向の加速度を検
出する加速度センサを備え、加速度が所定値を越えたと
き光軸補正手段の出力を一時的に遮断することを特徴と
する請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の車両用位
置検出装置。 - 【請求項８】 画像信号取得手段と、水平角度を演算す
る光軸角度演算手段と、垂直角度を演算する光軸角度演
算手段と、これらを入力して修正制御する光軸補正手段
とが複数組設置されたことを特徴とする請求項１〜請求
項７のいずれか一項記載の車両用位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14170498A JP3357290B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 車両用位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14170498A JP3357290B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 車両用位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11337310A JPH11337310A (ja) | 1999-12-10 |
| JP3357290B2 true JP3357290B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=15298266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14170498A Expired - Lifetime JP3357290B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 車両用位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3357290B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3897956B2 (ja) * | 2000-06-27 | 2007-03-28 | 本田技研工業株式会社 | 位置検出装置 |
| JP3808287B2 (ja) * | 2000-06-27 | 2006-08-09 | 本田技研工業株式会社 | 位置検出装置 |
| DE10246066B4 (de) * | 2002-10-02 | 2007-11-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Bildsensorsystems in einem Kraftfahrzeug |
| JP5747482B2 (ja) | 2010-03-26 | 2015-07-15 | 日産自動車株式会社 | 車両用環境認識装置 |
| JP5570902B2 (ja) * | 2010-07-28 | 2014-08-13 | 本田技研工業株式会社 | 車両ピッチ角の推定装置 |
| JP6493196B2 (ja) * | 2015-12-17 | 2019-04-03 | 株式会社デンソー | 制御装置、制御方法 |
| JP6981881B2 (ja) * | 2018-01-10 | 2021-12-17 | 株式会社デンソーテン | カメラずれ検出装置およびカメラずれ検出方法 |
| CN114460931A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-10 | 广东嘉腾机器人自动化有限公司 | 色带导航纠偏方法、存储介质和电子设备 |
-
1998
- 1998-05-22 JP JP14170498A patent/JP3357290B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11337310A (ja) | 1999-12-10 |
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