JP3380436B2 - 車両等の認識方法 - Google Patents

車両等の認識方法

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JP3380436B2 JP22436497A JP22436497A JP3380436B2 JP 3380436 B2 JP3380436 B2 JP 3380436B2 JP 22436497 A JP22436497 A JP 22436497A JP 22436497 A JP22436497 A JP 22436497A JP 3380436 B2 JP3380436 B2 JP 3380436B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車に搭載し
た撮像手段により自車の前方を撮像して得られる画像を
処理し、先行車両や道路標識等の道路固定物、道路上の
白線、黄線などを認識する車両等の認識方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車に搭載される車間距離警報システ
ムや追突警報システム等では、移動物体である先行車両
や走行車線などを認識する機能が必要であり、このよう
な認識を行う従来の手法として、白黒濃淡画像の濃度微
分値から得られるエッジヒストグラムに基づいて先行車
両を認識し、拡大焦点(FOE)に関して放射状に濃度
微分値を算出してエッジヒストグラムを導出し、これに
基づいて道路上の白線、黄線を検出して車線を認識する
ことが行われている。
【0003】即ち、撮像手段により自車の前方を撮像
し、図4に示すような前方画像が得られたときに、この
前方画像の全画素の濃度について微分処理し、撮像画面
の縦方向に拡大焦点を含む所定横幅の縦方向注視領域A
を設定すると共に、横方向に拡大焦点を含む所定縦幅の
横方向注視領域Bを設定し、縦方向注視領域Aにおける
横方向への画素毎の濃度微分値の合計及び横方向注視領
域Bにおける縦方向への画素毎の濃度微分値の合計を算
出して第1のエッジヒストグラムを導出する。
【0004】そして、この第1のエッジヒストグラムで
濃度微分値がピークとなる縦方向及び横方向それぞれに
おける点を導出し、縦方向及び横方向それぞれに2個ず
つの点が明確に存在すれば、これらの点により形成され
る矩形領域が自車の前方を走行する先行車両1であると
認識することができる。
【0005】また、車線の認識を行う場合、図5に示す
ような前方画像が得られたときに、上記した車両認識の
場合と同様にこの前方画像の全画素の濃度について微分
処理し、拡大焦点を中心とする例えば円形或いはドーナ
ツ状の注視領域Cを設定し、この注視領域Cにおいて放
射状に画素毎の濃度微分値の合計を算出して第2のエッ
ジヒストグラムを導出し、この第2のエッジヒストグラ
ムで濃度微分値がピークとなる複数の候補線を導出し、
これらの候補線のうちピーク値の高い線が存在すればそ
れが白線2、黄線3に対応するため、車線を認識するこ
とができるのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した車両
認識の場合、注視領域A、B内に道路標識や複数の車両
の画像を含む場合には、図4に示すように第1のエッジ
ヒストグラムで濃度微分値がピークとなる縦方向及び横
方向それぞれにおける点が複数存在することになり、こ
れらの点のうちどれが先行車両1に対応し、どれが道路
標識4等の道路固定物に対応するのか区別することが困
難になり、上記したように先行車両1に対応する矩形領
域を特定できず、先行車両の認識を的確に行うことがで
きないという問題がある。
【0007】また、上記した車線認識の場合、第2のエ
ッジヒストグラムにおいて白線2に対応する候補線のピ
ーク値は極めて高いため、白線2の特定は比較的容易に
行えるが、黄線3に対応する候補線のピーク値は白線に
比べて低いため、図5に示すように遮音壁5の固定桟6
等の道路構造物に対応する候補線と黄線3に対応する候
補線との区別がつきにくく、やはり車線の認識を的確に
行うことができないという問題がある。
【0008】この発明が解決しようとする課題は、車両
や車線の認識を確実に行えるようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】 請求項1に記載の発明
は、撮像手段により自車の前方を撮像して得られた前方
画像を処理装置により微分処理し、前記撮像手段の撮像
画面の縦方向に拡大焦点を含む所定横幅の縦方向注視領
域を設定すると共に横方向に拡大焦点を含む所定縦幅の
横方向注視領域を設定し、前記縦方向注視領域における
横方向への画素毎の濃度微分値の合計を算出すると共に
前記横方向注視領域における縦方向への画素毎の濃度微
分値の合計を算出して第1のエッジヒストグラムを導出
し、この第1のエッジヒストグラムで濃度微分値がピー
クとなる複数の点から車両、道路固定物等に対応する候
補点を推定して先行車両等の認識を行うと共に、拡大焦
点に関して放射状に画素毎の濃度微分値の合計を算出し
て第2のエッジヒストグラムを導出し、この第2のエッ
ジヒストグラムで濃度微分値がピークとなる複数の候補
線から道路上の白線、黄線等を認識する車両等の認識方
法において、前記撮像手段をカラー撮像手段により構成
し、前記カラー撮像手段による前方画像について前記第
1のエッジヒストグラムを導出し、導出した前記第1の
エッジヒストグラムから車両、道路固定物等に対応する
数個の矩形領域を選定し、選定した前記各矩形領域のう
ち2箇所の赤色部分を含む矩形領域があるか否かを判定
し、2箇所の赤色部分を含む矩形領域があればその矩形
領域が先行車両に対応すると判断し、前記カラー撮像手
段による前方画像について前記第2のエッジヒストグラ
ムを導出し、導出した前記第2のエッジヒストグラムか
ら道路上の白線、黄線等に対応する数個の候補線を選定
し、選定した前記各候補線のうち赤色成分を含む候補線
があるか否かを判定し、赤色成分を含む候補線があれば
これを道路上の黄線と判断することを特徴としている。
【0010】 このような構成によれば、自動車のリヤ
エンドのリフレクタは赤色であるため、第1のエッジヒ
ストグラムから選定した矩形領域のなかに、このリフレ
クタに相当する2箇所の赤色部分を含むような矩形領域
があれば、その矩形領域は先行車両に対応する一方、第
2のエッジヒストグラムで濃度微分値がピークとなる候
補線のうち、黄線に対応するものは赤色成分が強くなる
ため、赤色成分を含む候補線があるかどうかによって道
路上の黄線の認識が行われる。その結果、先行車両の確
実な認識、並びに、道路上の白線、黄線と遮音壁の固定
桟等の道路構造物に対応する候補線と明確な区別を行う
ことができる。
【0011】 また、請求項2に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、前記選定した各矩形領域のう
ちほぼ一様に緑色の矩形領域があるか否かを判定し、緑
色の矩形領域が前記撮像画面の上寄りにあればその矩形
領域が道路標識等の道路固定物に対応すると判断する
とを特徴としている。
【0012】 このような構成によれば、例えば高速道
路や有料道路の場合、行き先を表示する道路標識は通常
緑色であるため、第1のエッジヒストグラムから選定し
た矩形領域のなかに、ほぼ一様に緑色の矩形領域が画面
の上寄りにあれば、その矩形領域は道路標識に対応する
と判断できるため、先行車両の認識、並びに、道路上の
白線、黄線と遮音壁の固定桟等の道路構造物との明確な
識別は勿論のこと、道路標識等の道路固定物の確実な認
識をも行うことができる。
【0013】
【0014】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図
1ないし図3を参照して説明する。但し、図1はシステ
ムのブロック図、図2は動作説明図、図3は動作説明用
フローチャートである。
【0015】システムの構成を示す図1について説明す
ると、同図において、10は自動車に搭載され自車の前
方を撮像する2次元カラーCCDカメラ等から成るカラ
ー撮像手段(以下、カラーカメラと称する)、11は画
像処理部であり、カラーカメラ10により撮像された前
方画像を以下のように処理する。このとき、カラーカメ
ラ10がデジタルカメラであればその出力は画像処理部
11においてそのまま所定の処理がなされ、アナログカ
メラであれば画像処理部11においてA/D変換された
後所定の処理がなされる。
【0016】画像処理部11は、カラーカメラ10によ
る前方画像の全画素の濃度について微分処理し、撮像画
面の縦方向に拡大焦点を含む所定横幅の縦方向注視領域
A(図4参照)を設定すると共に、横方向に拡大焦点を
含む所定縦幅の横方向注視領域B(図4参照)を設定
し、縦方向注視領域Aにおける横方向への画素毎の濃度
微分値の合計及び横方向注視領域Bにおける縦方向への
画素毎の濃度微分値の合計を算出して第1のエッジヒス
トグラムを導出すると共に、拡大焦点(FOE)を中心
とする例えば円形或いはドーナツ状の注視領域C(図5
参照)を設定し、この注視領域Cにおいて放射状に画素
毎の濃度微分値の合計を算出して第2のエッジヒストグ
ラムを導出する機能を有する。
【0017】さらに、画像処理部11は、第1のエッジ
ヒストグラムで濃度微分値がピークとなる縦方向及び横
方向それぞれにおける点を導出し、縦方向及び横方向そ
れぞれに2個ずつの点が明確に存在すれば、これらの点
により形成される矩形領域を選定し、選定した各矩形領
域のうち2箇所のR(赤色)部分を含む矩形領域がある
か否かを判定し、2箇所のR部分を含む矩形領域があれ
ばその矩形領域が先行車両に対応すると判断すると共
に、選定した各矩形領域のうちほぼ一様にG(緑色)の
矩形領域があるか否かを判定し、Gの矩形領域が撮像画
面の上寄りにあればその矩形領域が道路標識等の道路固
定物に対応すると判断し、第2のエッジヒストグラムで
濃度微分値がピークとなる道路上の白線、黄線等に対応
する数個の候補線を選定し、選定した各候補線のうちR
成分を含む候補線があるか否かを判定し、R成分を含む
候補線があればこれを道路上の黄線と判断する機能を有
する。
【0018】このとき、カラーカメラ10による前方画
像のうち、R成分によるR画像とG成分によるG画像を
比較し、R画像からG画像を差し引くことによって図2
に示すようなR成分を強調した画像を作成し、このR成
分を強調した画像中に先程選定した矩形領域を重畳し、
重畳した各矩形領域のうち先行車両のリアエンドのリフ
レクタ12に対応する2箇所のR部分を含む矩形領域が
あるか否かを判定すると共に、その2箇所のR部分を含
む矩形領域内が一様な色成分であれば先行車両であって
同一車体に該当すると判断するようになっている。
【0019】さらに、G画像からR画像を差し引くこと
によってG成分を強調した画像を作成し、このG成分を
強調した画像中に先程選定した矩形領域を重畳し、重畳
した各矩形領域のうちほぼ一様に明るい(G成分が強い
ことを示す)矩形領域があるか否かを判定し、明るい矩
形領域が撮像画面の上寄りにあればそれを道路標識であ
ると判断する。
【0020】また、上記したR成分を強調した画像では
道路上の黄線は白線よりもR成分が強くて明るく表示さ
れるため、R成分を強調した画像中に先程第2のエッジ
ヒストグラムから選定した候補線を重畳し、その中に黄
線に相当する明るい候補線があればそれを道路上の黄線
と判定するようになっている。
【0021】つぎに、動作について図3のフローチャー
トを参照して説明すると、図3に示すように、まずカラ
ーカメラ10により撮像された前方画像が画像処理部1
1に取り込まれ(ステップS1)、取り込まれた前方画
像の全画素の濃度について微分処理がなされ(ステップ
S2)、上記したように第1、第2のエッジヒストグラ
ムが導出され(ステップS3)、第1のエッジヒストグ
ラムから、上記したように縦方向及び横方向のそれぞれ
2個ずつの点により形成される矩形領域が複数選定され
る(ステップS4)。
【0022】さらに、上記したようにR成分を強調した
画像が導出されてその中に選定された矩形領域が重畳さ
れ、重畳された各矩形領域のうち先行車両のリアエンド
のリフレクタに対応する2箇所のR部分を含む矩形領域
があるか否かの判定がなされ(ステップS5)、この判
定結果がYESであればその矩形領域は先行車両である
と判断される(ステップS6)。
【0023】続いて、ステップS3で導出された第2の
エッジヒストグラムから、上記したように道路上の白
線、黄線等に対応する数個の候補線が選定されると共
に、これらの候補線のうち、そのピーク値が所定値より
極めて高いものがあれば道路上の白線であると判断され
(ステップS8)、更にステップS5と同様、R成分を
強調した画像中に選定された候補線が重畳され、重畳さ
れた候補線のなかに強いR成分を含む候補線があるか否
かの判定がなされ(ステップS9)、この判定結果がY
ESであれば、その候補線は道路上の黄線であると判断
され(ステップS10)、判定結果がNOであれば候補
線は棄却され(ステップS11)、その後ステップS1
0の処理を経た後と共に後述するステップS16に移行
する。
【0024】一方、ステップS5の判定結果がNOであ
れば、今度は上記したようにG成分を強調した画像が導
出されてその中に選定された矩形領域が重畳され、重畳
された各矩形領域のうちG成分が強くてほぼ一様に明る
い矩形領域が撮像画面の上寄りにあるか否の判定がなさ
れ(ステップS13)、この判定結果がYESであれ
ば、その矩形領域は道路標識であると判断され(ステッ
プS14)、判定結果がNOであればステップS4で選
定された矩形領域が棄却され(ステップS15)、その
後ステップS11の処理を経たのちと共にステップS1
6に移行し、全矩形領域及び全候補線についての探索が
終了したか否かの判定がなされ(ステップS16)、こ
の判定結果がNOであれば全ての矩形領域、候補線につ
いて探索が終了していないため上記したステップS4の
処理に戻り、判定結果がYESであれば動作は終了す
る。
【0025】従って、上記した実施形態によれば、自動
車のリヤエンドのリフレクタは赤色であるため、第1の
エッジヒストグラムから選定した矩形領域のなかにこの
リフレクタに相当する2箇所のR部分を含む矩形領域が
あれば、その矩形領域は先行車両に対応すると判断する
ことができ、また高速道路の道路標識は緑色であるた
め、第1のエッジヒストグラムから選定した矩形領域の
なかにほぼ一様にG成分の強い矩形領域が画面の上寄り
にあれば、その矩形領域は道路標識であると判断するこ
とができ、従来に比べて先行車両や道路標識等の道路固
定物を確実に認識することが可能になる。
【0026】さらに、第2のエッジヒストグラムで濃度
微分値がピークとなる候補線のうち、R成分を含む候補
線があればその候補線は道路上の黄線であると判断で
き、遮音壁の固定桟等の道路構造物に対応する候補線と
明確に区別することができ、車線の認識を確実に行うこ
とが可能になる。
【0027】なお、上記した実施形態では、R成分を強
調した画像から先行車両に対応する矩形領域及び道路上
の黄線の識別を行い、G成分を強調した画像から道路標
識の識別を行う場合について説明したが、必ずしもこれ
ら全ての識別を行う必要はなく、少なくともR成分を強
調した画像から先行車両に対応する矩形領域の識別を行
えばよい。
【0028】さらに、この発明は上記した実施形態に限
定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにお
いて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能で
ある。
【0029】
【発明の効果】 以上のように、請求項1に記載の発明
によれば、第1のエッジヒストグラムから選定した矩形
領域のなかに、先行車両のリフレクタに相当する2箇所
のR部分を含む矩形領域があれば、それは先行車両に対
応する矩形領域であると判断することができ、第2のエ
ッジヒストグラムで濃度微分値がピークとなる候補線の
なかに、赤色成分を含む候補線があればそれは道路上の
黄線に対応すると判断できるため、先行車両の認識を確
実に行うことが可能になると共に、道路上の白線、黄線
と遮音壁の固定桟等の道路構造物とを明確に識別するこ
とが可能になる。
【0030】 また、請求項2に記載の発明によれば、
請求項1に記載の発明による効果に加えて、第1のエッ
ジヒストグラムから選定した矩形領域のなかに、ほぼ一
様にG成分の強い矩形領域が画面の上寄りにあれば、そ
れは道路標識に対応する矩形領域であると判断すること
ができるため、道路標識等の道路固定物を確実に認識す
ることが可能になる。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態のブロック図である。
【図2】同上の動作説明図である。
【図3】同上の動作説明用フローチャートである。
【図4】従来例の動作説明図である。
【図5】従来例の動作説明図である。
【符号の説明】
10 カラーカメラ(カラー撮像手段) 11 画像処理部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/16 B60R 21/00 621 G01B 11/00 G06T 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像手段により自車の前方を撮像して得
    られた前方画像を処理装置により微分処理し、前記撮像
    手段の撮像画面の縦方向に拡大焦点を含む所定横幅の縦
    方向注視領域を設定すると共に横方向に拡大焦点を含む
    所定縦幅の横方向注視領域を設定し、前記縦方向注視領
    域における横方向への画素毎の濃度微分値の合計を算出
    すると共に前記横方向注視領域における縦方向への画素
    毎の濃度微分値の合計を算出して第1のエッジヒストグ
    ラムを導出し、この第1のエッジヒストグラムで濃度微
    分値がピークとなる複数の点から車両、道路固定物等に
    対応する候補点を推定して先行車両等の認識を行うと共
    に、拡大焦点に関して放射状に画素毎の濃度微分値の合
    計を算出して第2のエッジヒストグラムを導出し、この
    第2のエッジヒストグラムで濃度微分値がピークとなる
    複数の候補線から道路上の白線、黄線等を認識する車両
    等の認識方法において、 前記撮像手段をカラー撮像手段により構成し、前記カラ
    ー撮像手段による前方画像について前記第1のエッジヒ
    ストグラムを導出し、導出した前記第1のエッジヒスト
    グラムから車両、道路固定物等に対応する数個の矩形領
    域を選定し、選定した前記各矩形領域のうち2箇所の赤
    色部分を含む矩形領域があるか否かを判定し、2箇所の
    赤色部分を含む矩形領域があればその矩形領域が先行車
    両に対応すると判断し、 前記カラー撮像手段による前方画像について前記第2の
    エッジヒストグラムを導出し、導出した前記第2のエッ
    ジヒストグラムから道路上の白線、黄線等に対応する数
    個の候補線を選定し、選定した前記各候補線のうち赤色
    成分を含む候補線があるか否かを判定し、赤色成分を含
    む候補線があればこれを道路上の黄線と判断 することを
    特徴とする車両等の認識方法。
  2. 【請求項2】 前記選定した各矩形領域のうちほぼ一様
    に緑色の矩形領域があるか否かを判定し、緑色の矩形領
    域が前記撮像画面の上寄りにあればその矩形領域が道路
    標識等の道路固定物に対応すると判断することを特徴と
    する請求項1に記載の車両等の認識方法。
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