JP3399113B2 - 車両用走行路認識装置及びこれを用いた警報・走行制御装置 - Google Patents

車両用走行路認識装置及びこれを用いた警報・走行制御装置

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JP3399113B2
JP3399113B2 JP25118794A JP25118794A JP3399113B2 JP 3399113 B2 JP3399113 B2 JP 3399113B2 JP 25118794 A JP25118794 A JP 25118794A JP 25118794 A JP25118794 A JP 25118794A JP 3399113 B2 JP3399113 B2 JP 3399113B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載され自車線
上の先行車両等の存在に拘わらず正確に走行路を認識す
る装置、及び走行路の正確な認識により先行車両との接
触を警報や自動ブレーキにより未然に回避したり、先行
車両に車間距離一定で自動的に追従することにより運転
者の安心感を向上させ運転負担を軽減する警報、走行制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、先行車両との衝突を警報、回避し
たり、一定の車間距離で自動的に先行車両を追従するた
めに必要な車両用走行路認識装置としては、特開平4−
291405号公報に開示されているものがある。これ
は、走行路認識のためのウインドウ設定を、前フレーム
で検出した走行路形状から推定したものと、現フレーム
で既知の走行路形状から推定したものとを融合して行な
い、走行路構造を認識することにより、車両の自律走行
の際に必要な走行路の情報を得ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用走行路認識装置にあっては、前方に先
行車両等が存在し走行路境界線が遮蔽され画像情報とし
て得られない場合には、現フレームの既知道路形状のみ
ならず前フレームの道路形状も得られず全く走行路検出
ができなくなるという問題があった。
【0004】また、どちらかの情報が得られたとして
も、車両部分の画像データなどを処理するために余計な
時間を要するだけでなく、走行路境界線以外の画像デー
タによる誤検出が多いなどの問題がある。またこの装置
をもとに構成された衝突警報、回避装置や追従走行装置
などは、運転者に装置の信頼性を疑わせ、むしろ運転負
担を増大させるなどの問題が生ずる恐れがある。
【0005】本発明は、上記の問題に鑑みなされたもの
であり、先行車両などにより道路境界線が遮蔽されてい
る場合でも高速、且つ正確に走行路を認識できる車両用
走行路認識装置と、この装置により信頼性の高い接近警
報、回避や追従走行のための警報、走行制御装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明は、車両の前端に設置される前方道路の撮像手
段と、前方道路画像を入力し該画像に座標位置を割り付
ける画像入力手段と、該画像において濃度が急激に変化
する点をエッジ点として抽出するエッジ点抽出手段と、
設定されるウインドウ内で上記エッジ点が直線状に配列
している部分を検出する直線検出手段と、該検出直線か
ら自車走行路を検出する走行路検出手段と、検出された
自車走行路上にある車両等を検出する車両検出手段と、
前記検出された走行路及び先行車の遠近に応じて次フレ
ームでの直線検出ウインドウの大きさ、位置、個数など
のパラメータを決定するウインドウ設定手段とを備える
ものとした。
【0007】とくに、ウインドウ設定手段は、上記車両
検出手段により検出した車両と自車との車間距離が所定
範囲内にある場合には、該車両の後端から手前の領域に
ウインドウを設定するのが好ましい。上記領域におい
て、ウインドウ設定個数は一定とし、ウインドウの縦方
向の大きさは車間距離が短くなるに従い小さく設定する
ことができる。その他、上記領域において、ウインドウ
の縦方向の大きさは一定とし、ウインドウの設定個数は
車間距離が短くなるに従い少なく設定することができ
る。あるいはさらに上記領域において、車間距離が短く
なるに従って縦方向の大きさを小さく設定するとともに
設定個数を少なく設定することができる。
【0008】車両と自車との車間距離が所定範囲の上限
値を越える場合、若しくは車両が存在しないことを検出
した場合には、自車の前方に縦方向の大きさ、縦方向の
位置と設定個数が一定のウインドウを設定するのが好ま
しい。車両検出手段により検出した車両と自車との車間
距離が所定範囲の下限値未満の場合には、自車と該車両
後端との間の領域から該車両の後端以遠の領域まで縦方
向の大きさ、縦方向の位置と設定個数が一定のウインド
ウを設定するのが好ましい。前記ウインドウの横方向位
置として、検出された境界線上でウインドウの縦方向座
標と検出した走行路より決定される横座標を中心とし、
上底、下底を所定幅でウインドウを設定するのが好まし
い。
【0009】請求項10記載の発明は、前記直線検出手
段が、ウインドウ内に存在する複数のエッジ点を直線候
補点として、直線候補点の濃度値の和が最大となる直線
を検出するものとした。請求項11記載の発明は、前記
走行路認識手段が、前記直線検出手段によりウインドウ
毎に検出した直線群を境界線とした部分を走行路として
認識するものとした。請求項12記載の発明は、前記走
行路認識手段が、前記直線検出手段によりウインドウ毎
に検出した直線の端点と、前フレームで決定された所定
パラメータで記述される走行路を近似する曲線式から得
られる点との座標の差に基づいて、パラメータを補正し
た新たな曲線により走行路を認識するものとした。
【0010】請求項13記載の発明は、車両の前端に設
置される前方道路の撮像手段と、前方道路画像を入力し
該画像に座標位置を割り付ける画像入力手段と、該画像
において濃度が急激に変化する点をエッジ点として抽出
するエッジ点抽出手段と、設定されるウインドウ内で上
記エッジ点が直線状に配列している部分を検出する直線
検出手段と、該検出直線から自車走行路を検出する走行
路検出手段と、検出された自車走行路上にある車両等を
検出する車両検出手段と、前記検出された走行路及び先
行車の遠近に応じて次フレームでの直線検出ウインドウ
の大きさ、位置、個数などのパラメータを決定するウイ
ンドウ設定手段とに加え、上記検出された先行車との車
間距離、相対速度を得る車間距離測定手段と、自車速度
を得る自車速度測定手段と、該先行車との車間距離、相
対速度及び自車速度から先行車への接近度を判断する接
近度判断手段と、該判断結果に応じて警報を発する警報
手段とを設けたものとした。
【0011】請求項14記載の発明は、車両の前端に設
置される前方道路の撮像手段と、前方道路画像を入力し
該画像に座標位置を割り付ける画像入力手段と、該画像
において濃度が急激に変化する点をエッジ点として抽出
するエッジ点抽出手段と、設定されるウインドウ内で上
記エッジ点が直線状に配列している部分を検出する直線
検出手段と、該検出直線から自車走行路を検出する走行
路検出手段と、検出された自車走行路上にある車両等を
検出する車両検出手段と、前記検出された走行路及び先
行車の遠近に応じて次フレームでの直線検出ウインドウ
の大きさ、位置、個数などのパラメータを決定するウイ
ンドウ設定手段とに加え、上記検出された先行車との車
間距離、相対速度を得る車間距離測定手段と、自車速度
を得る自車速度測定手段と、該先行車との車間距離、相
対速度及び自車速度から先行車への接近度を判断する接
近度判断手段と、該判断結果に応じて自動ブレーキなど
をかける制動制御手段とを設けたものとした。
【0012】請求項15記載の発明は、車両の前端に設
置される前方道路の撮像手段と、前方道路画像を入力し
該画像に座標位置を割り付ける画像入力手段と、該画像
において濃度が急激に変化する点をエッジ点として抽出
するエッジ点抽出手段と、設定されるウインドウ内で上
記エッジ点が直線状に配列している部分を検出する直線
検出手段と、該検出直線から自車走行路を検出する走行
路検出手段と、検出された自車走行路上にある車両等を
検出する車両検出手段と、前記検出された走行路及び先
行車の遠近に応じて次フレームでの直線検出ウインドウ
の大きさ、位置、個数などのパラメータを決定するウイ
ンドウ設定手段とに加え、上記検出された先行車との車
間距離を得る車間距離測定手段と、上記先行車両との車
間距離一定に保持しながら追従走行するよう自動的に自
車速度を制御する速度制御手段とを設けたものとした。
【0013】
【作用】請求項1の車両用走行路認識装置は、車両の前
方道路を撮像し、得た画像に座標位置を割り付けるとと
もに画像処理を施して、エッジ画像を作成し、複数のウ
インドウ内から直線状のエッジ点を検出するとともに、
検出直線から自車走行路を検出し認識する。ウインドウ
の設定は、前フレームで検出した走行路位置及び走行路
上から検出した先行車位置とによりウインドウの大き
さ、位置、個数を決定する。これにより走行路境界線の
検出が確実に行なわれる。
【0014】請求項10記載の発明では、前記直線検出
手段が、ウインドウ内に存在する複数のエッジ点を直線
候補点として、直線候補点の濃度値の和が最大となる直
線を検出する。これによりウインドウ内からの直線検出
が確実に行なわれる。請求項11の発明では、前記走行
路認識手段が、前記直線検出手段によりウインドウ毎に
検出した直線群を境界線とした部分を走行路として認識
する。これにより走行路が先行車に遮蔽され正確な情報
が画像上で得られないときでも走行路を認識することが
できる。請求項12の発明では、前記走行路認識手段
が、前記直線検出手段によりウインドウ毎に検出した直
線の端点と、前フレームで決定された所定パラメータで
記述される走行路を近似する曲線式から得られる点との
座標の差と、該曲線式に基づきパラメータを補正した曲
線式のモデルを走行路として認識する。これによっても
走行路が先行車に遮蔽され正確な情報が画像上で得られ
ないときでも走行路を認識することができる。
【0015】請求項13に記載の発明では、上記車両用
走行路認識装置で検出された先行車との車間距離、相対
速度を検出し、自車速度とにより先行車への接近度を判
断し、判断結果に応じて警報を発し運転者注意を促す。
これにより信頼性の高い車両用接近警報装置を実現する
ことができる。請求項14に記載の発明では、判断した
先行車への接近度を自動ブレーキ操作に用い車両にブレ
ーキを自動的にかける。これにより信頼性の高い車両用
制動制御装置を実現することができる。請求項15に記
載の発明では、上記車両用走行路認識装置で検出された
先行車との車間距離を検出し、自車速度を制御する。こ
れにより信頼性の高い自動走行制御装置を実現すること
ができる。
【0016】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例の構成を示
す。まず、車両に搭載されているテレビカメラ1が捉ら
えた走行路画像は、1フレーム画像入力部2に入力され
画像データとして記憶される。エッジ点抽出部3におい
て画像データの濃度が急激に変化する点をエッジ点とし
て抽出し、エッジ画像が作成される。このエッジ画像に
対してウインドウ設定部4で設定したウインドウ内でエ
ッジ点が直線状に配列している部分を直線検出部5で検
出する。
【0017】検出された直線から走行路認識部6におい
て走行路が認識される。そして認識された走行路に関す
る情報は、このフレームにおける車両検出部7での車両
検出の領域の設定と、ウインドウ設定部4での次フレー
ムにおける直線検出ウインドウの横方向の位置の設定に
用いられる。
【0018】設定された車両検出領域において前方走行
路上にある先行車両などが車両検出部7で検出されると
ともに、ウインドウ設定部4はその車両の画像上の位置
によってウインドウの縦方向の位置や、大きさを設定す
る。このように、次フレームでの直線検出ウインドウを
決定するための走行路認識情報と先行車両検出情報をウ
インドウ設定部4へ送った後、画像入力部1では次フレ
ーム走行路画像の入力が行なわれる。以下各ブロックの
働きを詳細に説明する。
【0019】画像入力部2は、1画面が512×480
画素の256階調のモノクロ濃淡画像情報を画像データ
としてTVカメラ1から連続的に入力し、フレーム毎に
横方向をx座標、縦方向をy座標として、画素G(x、
y)のように画素を特定する座標を割り付けて記憶す
る。
【0020】エッジ点抽出部3は、入力画像G(x、
y)に対してSOBLEオペレータにより、x方向の一
次微分を求めy方向の画像表現を尖鋭化させ、その処理
値Sx(x、y)をG(x、y)の濃度値とし、しきい
値Csとを比較する。Sx(x、y)<Csの画素はエ
ッジ点ではないと判断し、一定の強度を有するエッジの
み抽出しエッジ画像を作成する ここでエッジ点とは、明かるさの急激に変化する点を意
味する。また、しきい値Csは入力画像の明かるさの度
合によって決定される。例えば、入力画像全体のコント
ラストが弱い場合にはCsも小さくなり、入力画像全体
のコントラストが強い場合にはCsも大きくなる。SO
BELオペレータについては、エッジ検出の一般的手法
であり、ここでは説明を省略する。
【0021】ウインドウ設定部4は、エッジ画像内で走
行路の検出領域を定めるとともに検出領域を幾つかに分
割して、検出ウインドウを設定する。図2は、走行路の
右側境界線と左側境界線に、左右対象のウインドウを設
定したときのエッジ画像である。図中、YLは消失点の
存在するy座標、Ycは先行車両後端位置のy座標、y
0〜y5は各ウインドウの上端、下端のy座標である。
また、画像座標系では(Yc−YL)が大きいほど、す
なわち車両後端位置が画面上で下方にあるほど、自車と
先行車両との距離が短いものとなる。尚、ここでは直線
の走行路の図を例示しているが、曲線路についても全く
同様の処理となる。
【0022】検出領域の設定は、前フレームで検出され
た先行車の遠近に基づき行なわれる。先行車両が遠くに
存在する場合、もしくは先行車両が検出されなかった場
合、すなわち図2で示すように先行車両後端位置のy座
標YcがYc−YL<10のとき、最上部にあるウイン
ドウの上端のy座標Y0をY0=YL+10とし、ウイ
ンドウ設定個数を5個、各ウインドウの縦方向の大きさ
HiをH1=5、H2=6、H3=8、H4=12、H
5=18のように順次それぞれ予め設定された一定の値
に設定する。これは、自車に近い領域ほど走行路境界線
の直線性が高く、自車から遠い領域にある走行路境界線
は、特に曲線路の場合には画面上での直線性が小さくな
るためのものである。
【0023】そして先行車両後端位置のy座標Ycが1
0≦Yc−YL≦25のとき、車間距離が短くなるに従
い、すなわちYc−YLが大きくなるにつれて、ウイン
ドウの縦方向の大きさが小さくなる。この場合図3で示
すように一番上のウインドウの上端のy座標y0はY0
=Ycで、各ウインドウの縦方向の大きさHiは、Yc
−YL算出値であるYに基づいて算出される。すなわち
H1=INT〔(−1/5)×Y+7〕で、H2=IN
T〔(−1/5)×Y+8.5〕で、H3=INT
〔(−1.3/5)×Y+11.5〕で、H4=INT
〔(−1.8/5)×Y+16〕、H5=18で演算さ
れる。各車間距離におけるウインドウの縦方向の大きさ
算出値は図4に示している。
【0024】検出された先行車両が近くに存在すると
き、すなわち車両後端位置のy座標Yc−YL>25の
場合、図5で示すように自車と先行車両後端の間の領域
から先行車両後端以遠の領域まで設定される。ウインド
ウの設定個数は4個とし、一番上のウインドウ上端のy
座標Y1をY1=YL+25で、縦方向の大きさHiが
上からH2=3、H3=5、H4=8、H5=18であ
るように設定される。
【0025】上記処理により、ウインドウの設定個数
と、縦方向の位置と大きさ、すなわち各ウインドウの上
端、下端のy座標y0〜y5が得られる。ウインドウの
横方向位置はy0〜y5を前フレームで検出された走行
路境界線が横切るx座標をウインドウの中点としてお
り、所定の幅でウインドウが設定される。ただし、前回
検出された走行路境界線を折線として認識する場合、下
のウインドウでの検出直線の上端点と、上のウインドウ
での検出直線の下端点とのx座標のズレをx軸に平行な
直線で繋いだときには、その部分の中点をウインドウの
横方向決定の中点とする。
【0026】次に直線検出部5は、ウインドウ設定部4
で設定される個々のウインドウに存在する直線を検出す
る。図6は、1個のウインドウ内における直線の検出の
説明図である。図6において、ウインドウは、x軸に平
行な台形で、上底座標が(x=xui(i=0〜n)、
Y=yu)、下底が(x=xdj(j=0〜m)、y=
yd=yu+Hi)である。ウインドウ内の直線検出処
理の流れを図6を参照しながら、図7のフローチャート
に従い説明する。まず、ステップ50で各変数i、j、
pmaxを初期化後、ステップ51において、上端(x
ui、yu)、下端(xdj、yd)を結ぶ線分上の画
素の濃度値の和pを算出する。
【0027】次にステップ52で、濃度和pと登録され
た過去の濃度和の最大値pmaxとの比較を行なう。p
がpmaxより大きければステップ53において、pm
ax、xu、xdの座標値を更新する。ステップ54は
図6のように前記処理をj=0〜mまで行なわせるとと
もに、ステップ55、56でそれをi=0〜nのそれぞ
れについて行なう。最後のステップ55でyesとなっ
たときに、ステップ57で、ウインドウ内での濃度和が
最大となる座標xu、xdと濃度和の最大値pmaxを
出力する。ここで得られたxu、xdが検出直線の端点
のx座標値、pmaxは直線の確からしさである。
【0028】1走行路認識部6は、走行路の認識を行な
う。その認識処理としては、ウインドウ毎に検出した直
線群を境界線とした部分を走行路として認識するもので
ある。図8は、その検出の様子を示している。図におい
て、左右5個ずつ設定したウインドウを21〜30と
し、それぞれのウインドウで検出した直線を31〜40
とする。ウインドウ内で検出された直線は、一般的に概
ね道路の白線に沿うが完全には一致しない。
【0029】ここで、検出直線の31〜35を繋ぎ直線
35の上端点と消失点Bを繋いだ折線を右側の走行路境
界線、検出直線36〜40を繋ぎ直線40の上端点と消
失点Bを繋いだ折線を左側の走行路境界線とし、その間
の領域を走行路として認識する。下のウインドウでの検
出直線の上端点と、上のウインドウでの検出直線の下端
点とでx座標がズレている部分はx軸に平行な直線で繋
ぐ。
【0030】車両検出部7は、図9で示すように車両後
端部の路面上に影が投影されることを利用して先行車を
検出する。影の検出は、まず走行路認識部6で認識した
走行路の中心線aを作成して、走行路の中心線上の濃度
分布を求める。そしてyをパラメータとして消失点座標
ysから最下部のyeまで濃度最低点の位置ycを検出
し中心線aによって座標Xcの算出とともに、認識した
先行車の画像座標系における車両後端位置(Xc、Y
c)を出力する。本実施例は以上のように構成され、走
行境界線の検出は先行車の位置に基づき設定された複数
のウインドウ内で検出されるため、処理するデータが少
なく、且つ走行路を確実に認識することができる。
【0031】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。この実施例は、図1に示したウインドウ設定部4
において、ウインドウの縦方向の大きさを一定にして個
数のみの設定を行なうようにしたものである。まずウイ
ンドウの大きさHiは、H1=5、H2=6、H3=
8、H4=12、H5=18を設定しておき、車間距離
が短くなるに従い、すなわちYc−YLが大きくなるに
つれて、ウインドウの設定個数を減らしていく。すなわ
ち図10のように、Yc−YLが10〜12のときH1
〜H5ウインドウを用い、13〜17のときH2〜H5
を用い、18〜25のときH3〜H5を用いる。一番上
のウインドウの上端のY座標Y1は、図11のようにY
1=Ycであるように設定する。なお図11はYc−Y
Lが13〜17で、4個のウインドウを設定したときエ
ッジ画像である。Yc−YL<10、またはYc−YL
>25のときは第1の実施例と同様である。これによっ
て第1の実施例と同様の効果を有するほかウインドウ縦
方向の大きさの決定にかける演算時間がなく、リアルタ
イム演算が容易になる。
【0032】次に本発明の第3の実施例について説明す
る。この実施例は、図1に示したウインドウ設定部4に
おいて、車間距離が短くなるに従いウインドウの縦方向
の大きさを小さく設定し、個数を少なく設定するように
したものである。各ウインドウの縦方向の大きさは、H
1=INT〔(−1/5)×Y+7〕、H2=INT
〔(1/5)×Y+8.5〕、H3=INT〔(−1.
3/5)×Y+11.5〕、H4=INT〔(−1.8
/5)×Y+16〕、H5=18となるように設定され
る。但し、Y=Yc−YL、H1≧3、H4≧8であ
る。ウインドウ個数は、図12で示すようにYc−YL
=10〜20のときH1〜H5、21〜25のときH2
〜H5となるように設定される。また、縦方向の位置は
第2の実施例と同様で、一番上のウインドウ上端のy座
標が先行車両の後端位置Ycとなる。Yc−YL<1
0、またはYc−YL>25のときは第1の実施例と同
様である。これによっても第1の実施例と同様の効果が
得られる。
【0033】次に本発明の第4の実施例について説明す
る。本実施例は、図1で示した走行路認識部6において
ウインドウ内で検出された直線を関数記述で認識するよ
うにしたものである。 まず走行路境界線をモデル化す
る。このモデルは走行路の3次元形状、車両位置、車両
姿勢、カメラの取り付け高度などを表わすパラメータを
用いて、図13のように水平面(x−z)では二次式、
垂直面(y−z)では一次式で近似すると次式のように
記述することができる。以下走行路境界線を白線と称
す。図13中、(a)は水平面、(b)は垂直面を示
す。 x=BZ2 +CZ+A−iE (iは左の白線では0、
右の白線では1) y=DZ−H0 ここに、Aは車両左側白線と車両中心との距離(変
位)、Bは道路の曲率、CはZ=0における白線の接線
方向に対するヨー角β、Dは道路とZ軸との相対角度
(ピッチ角)γ、Eは白線間距離(直線の場合は道
幅)、H0 はカメラの設置点の地上高に相当する道路座
標系上のパラメータである。このモデルに三次元から二
次元への透視変換を行ない、画像座標系(x、y)にお
ける白線モデルを作成すると次式のように変換される。
【0034】 x=(a+ie)(y−d)+b/(y−d)+c ここで、走行路は時間軸に対して滑らかに変化すると仮
定し、前フレーム画像での走行路認識結果の白線モデル
上の点と現フレーム画像で検出した直線の端点との座標
差から、パラメータの微小変動量Δa、Δb、Δc、Δ
d、Δeを最小二乗法を用いて推定する。
【0035】さらに、この微小変動量Δa〜Δeから上
式のパラメータa〜eを更新することによって白線モデ
ルを認識する。そして画像座標系において曲線式により
記述される2本の白線モデルの間の領域を走行路として
認識する。なおこの場合の車両検出については、車両検
出部6は、図14の(a)に示すように認識され白線モ
デルx(y)をもとに自車走行路の中心線モデルxm
(y)を求め、消失点座標YLから最下部の座標Yeま
で(b)のようにその中心線上の濃度分布を作成して、
その濃度の最低点pcの座標ycを車両後端位置として
認識する。図15はその認識過程を示すフローチャート
である。まずステップ60において、自車走行路の中心
線モデルxm(y)を作成する。ステップ61では、y
=ys〜yeでxm(y)上の濃度分布を作成し、ステ
ップ62で、最小濃度値pc及びそのy座標Ycを検出
する。ステップ63では、Ycを中心線モデルに代入す
ることによってxcを算出する。ステップ64では、p
cが所定のしきい値pct未満であるか否かを判定す
る。pcがpct未満であれば、pcの部分は確実に影
であるため(xc、Yc)を画像座標系における車両後
端位置として出力する。pct以上であれば車両は存在
しないと判断する。これによっても本実施例は第1の実
施例と同様の効果が得られる。
【0036】図16は、本発明の第5の実施例として上
記車両用走行路検出装置を接近警報に適用した例を示
す。自車両に速度センサ11、測距センサ8が設けられ
ている。それぞれの測定信号は自車速度測定部12と、
車間距離測定部9を経て接近度判断部10に入力され
る。接近度判断部10にはさらに車両検出部7の検出値
が入力されている。その出力信号は警報部13に出力さ
れる。ほかの構成は第1の実施例と同様である。接近度
判断部10では、車両検出部7の検出値により先行車の
有無を判断した後、車間距離測定部9での車間距離測定
処理により車間距離と、車間距離の単位時間当たりの変
化量から相対速度Vr、および自車速度測定部12で求
められた自車速度Vaに基づいて、式(1)により注意
喚起の一次警報距離D1と、式(2)により緊急の二次
警報距離D2を算出する。
【数1】
【数2】 なお式(1)、式(2)では、α1、α2は車両の減速
度で、α1>α2、T1、T2は運転者の反応時間でT
1>T2、の関係にあるため、D1>D2となる。警報
部13では、車間距離が一次警報距離D1より短くなっ
た場合に注意喚起警報で、二次警報距離D2より短くな
った場合は緊急警報を発して運転者に注意を促す。上記
により警報機能を付加することで車両用接近警報装置が
実現できる。
【0037】図17は、本発明の第6の実施例として車
両走行路検出装置を自動制動に適用した例について説明
する。これは、図16内の警報部13を制動制御部14
に置き換えたものである。そのほかの構成は第6の実施
例と同様である。制動制御部14では、一次警報距離D
1、そして二次警報緊距離D2が所定時間以上に続いた
場合に、自動ブレーキをかけ、車両を止めさせる。これ
によって、車両用制動制御装置が実現できる。
【0038】図18は、本発明の第7の実施例として車
両走行路検出装置を自律走行に適用した例について説明
する。測距センサ8の測定信号をもとに車間距離測定部
9で求めた車間距離は、車両検出部7の検出値とともに
に自車速度制御部15に入力される。自車速度制御部1
5では、先行車両の検出値をもとに車間距離の入力値を
確認し、先行車両との車間距離を一定に保持しながら追
従走行するように自動的に走行速度を制御する。これに
よって、自動走行制御装置が実現できる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に関わる車
両用走行路認識装置では、走行路境界線の検出は先行車
の位置に基づき幾つかのウインドウ内で行なわれるた
め、前方に先行車両などが存在し走行路境界線が遮蔽さ
れ画像情報として得られない場合でも、正確に走行路を
認識できる。また、走行路部分の画像データのみを最大
限用いて走行路認識を行なうため、車両部分などのデー
タを処理するための無駄な時間を省くことができる。こ
れにより、高速に走行路を認識できる効果が得られる。
そして走行路境界線以外のデータによる走行路の誤認識
が防げる。さらに、この装置をもとに構成される接近警
報装置、制動制御装置や走行制御装置等は、運転者に対
し高い信頼性を保証することができるため、運転者の安
心感を向上させ、運転負担を軽減することが期待され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図2】ウインドウ設定の説明図である。
【図3】ウインドウ設定の説明図である。
【図4】ウインドウ縦方向の大きさの算出値を示す図で
ある。
【図5】ウインドウ設定の説明図である。
【図6】ウインドウ内で直線検出の説明図である。
【図7】直線検出の手順を示すフローチャートである。
【図8】走行路検出の様子を示す図である。
【図9】車両検出の説明図である。
【図10】ウインドウ縦方向の大きさの算出値を示す図
である。
【図11】ウインドウ設定の説明図である。
【図12】ウインドウ縦方向の大きさの算出値を示す図
である。
【図13】走行路境界線モデルの説明図である。
【図14】先行車両検出及び車両位置検出の説明図であ
る。
【図15】車両検出の流れを示すフローチャートであ
る。
【図16】本発明の第5の実施例の構成を示すブロック
図である。
【図17】本発明の第6の実施例の構成を示すブロック
図である。
【図18】本発明の第7の実施例の構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1、 TVカメラ入力 2、 画像入力部 3、 エッジ点抽出部 4、 ウインドウ設定部 5、 直線検出部 6、 走行路認識部 7、 車両検出部 8、 測距センサ入力 9、 車間距離測定部 10、 接近度判断部 11、 速度センサ入力 12、 自車速度測定部 13、 警報部 14、 制動制御部 15、 自車速度制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−313200(JP,A) 特開 平5−20593(JP,A) 特開 平5−303638(JP,A) 特開 平4−291405(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/16 B60R 21/00 621 G06T 1/00

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の前端に設置される前方道路の撮像
    手段と、前方道路画像を入力し該画像に座標位置を割り
    付ける画像入力手段と、該画像において濃度が急激に変
    化する点をエッジ点として抽出するエッジ点抽出手段
    と、設定されるウインドウ内で上記エッジ点が直線状に
    配列している部分を検出する直線検出手段と、該検出直
    線から自車走行路を検出する走行路検出手段と、検出さ
    れた自車走行路上にある車両等を検出する車両検出手段
    と、前記検出された走行路及び先行車の遠近に応じて次
    フレームでの直線検出ウインドウの大きさ、位置、個数
    などのパラメータを決定するウインドウ設定手段とを備
    えることを特徴とする車両用走行路認識装置。
  2. 【請求項2】 前記ウインドウ設定手段は、車両検出手
    段により検出した車両と自車との車間距離が所定範囲内
    にある場合には、該車両の後端から手前の領域にウイン
    ドウを設定することを特徴とする請求項1記載の車両用
    走行路認識装置。
  3. 【請求項3】 前記ウインドウ設定手段は、車両検出手
    段により検出した車両と自車との車間距離が所定範囲内
    にある場合には、該車両後端から手前の領域に設定個数
    が一定で車間距離が短くなるに従い縦方向の大きさが小
    さくなるウインドウを設定することを特徴とする請求項
    1または2記載の車両走行路認識装置。
  4. 【請求項4】 前記ウインドウ設定手段は、車両検出手
    段により検出した車両と自車との車間距離が所定範囲内
    にある場合には、該車両後端から手前の領域に縦方向の
    大きさが一定で、車間距離が短くなるに従い設定個数が
    少なくなるウインドウを設定することを特徴とする請求
    項1または2記載の車両走行路認識装置。
  5. 【請求項5】 前記ウインドウ設定手段は、車両検出手
    段により検出した車両と自車との車間距離が所定範囲内
    にある場合には、該車両後端から手前の領域に車間距離
    が短くなるに従って縦方向の大きさが小さくなるととも
    に設定個数も少なくなるウインドウを設定することを特
    徴とする請求項1または2記載の車両走行路認識装置。
  6. 【請求項6】 前記ウインドウ設定手段は、車両検出手
    段により検出した車両と自車との車間距離が所定範囲の
    上限値を越える場合、若しくは車両が存在しないことを
    検出した場合には、自車の前方に縦方向の大きさ、縦方
    向の位置と設定個数が一定のウインドウを設定すること
    を特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の車両
    用走行路認識装置。
  7. 【請求項7】 前記ウインドウ設定手段は、車両検出手
    段により検出した車両と自車との車間距離が所定範囲の
    下限値未満の場合には、自車と該車両後端との間の領域
    から該車両の後端以遠の領域までウインドウを設定する
    ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記
    載の車両用走行路認識装置。
  8. 【請求項8】 前記ウインドウ設定手段は、車両検出手
    段により検出した車両と自車との車間距離が所定範囲の
    下限値未満の場合には、自車と該車両後端との間の領域
    から該車両の後端以遠の領域まで縦方向の大きさ、縦方
    向の位置と設定個数が一定のウインドウを設定すること
    を特徴とする請求項1、2、3、4、5、6または7記
    載の車両用走行路認識装置。
  9. 【請求項9】 前記ウインドウ設定手段は、検出された
    境界線上でウインドウの縦方向座標と検出した走行路よ
    り決定される横座標を中心とし、上底、下底を所定幅で
    ウインドウを設定することを特徴とする請求項1、2、
    3、4、5、6、7または8記載の車両用走行路認識装
    置。
  10. 【請求項10】 前記直線検出手段は、ウインドウ内に
    存在する複数のエッジ点を直線候補点として、直線候補
    点の濃度値の和が最大となる直線を検出することを特徴
    とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9
    記載の車両用走行路認識装置。
  11. 【請求項11】 前記走行路認識手段は、前記直線検出
    手段によりウインドウ毎に検出した直線群を境界線とし
    た部分を走行路として認識するものであることを特徴と
    する請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または
    10記載の車両用走行路認識装置。
  12. 【請求項12】 前記走行路認識手段は、前記直線検出
    手段によりウインドウ毎に検出した直線の端点と、前フ
    レームで決定された所定パラメータで記述される走行路
    を近似する曲線式から得られる点との座標の差に基づい
    て、パラメータを補正した新たな曲線式により走行路を
    認識することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、
    6、7、8、9、10または11記載の車両用走行路認
    識装置。
  13. 【請求項13】 車両の前端に設置される前方道路の撮
    像手段と、前方道路画像を入力し該画像に座標位置を割
    り付ける画像入力手段と、該画像において濃度が急激に
    変化する点をエッジ点として抽出するエッジ点抽出手段
    と、設定されるウインドウ内で上記エッジ点が直線状に
    配列している部分を検出する直線検出手段と、該検出直
    線から自車走行路を検出する走行路検出手段と、検出さ
    れた自車走行路上にある車両等を検出する車両検出手段
    と、前記検出された走行路及び先行車の遠近に応じて次
    フレームでの直線検出ウインドウの大きさ、位置、個数
    などのパラメータを決定するウインドウ設定手段と、上
    記検出された先行車との車間距離、相対速度を検出する
    車間距離測定手段と、自車速度を検出する自車速度測定
    手段と、該車間距離、相対速度及び自車速度から先行車
    への接近度を判断する接近度判断手段と、該判断結果に
    応じて警報を発する警報手段とを設けたことを特徴とす
    る車両用接近警報装置。
  14. 【請求項14】 車両の前端に設置される前方道路の撮
    像手段と、前方道路画像を入力し該画像に座標位置を割
    り付ける画像入力手段と、該画像において濃度が急激に
    変化する点をエッジ点として抽出するエッジ点抽出手段
    と、設定されるウインドウ内で上記エッジ点が直線状に
    配列している部分を検出する直線検出手段と、該検出直
    線から自車走行路を検出する走行路検出手段と、検出さ
    れた自車走行路上にある車両等を検出する車両検出手段
    と、前記検出された走行路及び先行車の遠近に応じて次
    フレームでの直線検出ウインドウの大きさ、位置、個数
    などのパラメータを決定するウインドウ設定手段と、上
    記検出された先行車との車間距離、相対速度を検出する
    車間距離測定手段と、自車速度を検出する自車速度測定
    手段と、該車間距離、相対速度及び自車速度から先行車
    への接近度を判断する接近度判断手段と、該判断結果に
    応じて自動ブレーキなどをかける制動制御手段とを設け
    たことを特徴とする車両用制動制御装置。
  15. 【請求項15】 車両の前端に設置される前方道路の撮
    像手段と、前方道路画像を入力し該画像に座標位置を割
    り付ける画像入力手段と、該画像において濃度が急激に
    変化する点をエッジ点として抽出するエッジ点抽出手段
    と、設定されるウインドウ内で上記エッジ点が直線状に
    配列している部分を検出する直線検出手段と、該検出直
    線から自車走行路を検出する走行路検出手段と、検出さ
    れた自車走行路上にある車両等を検出する車両検出手段
    と、前記検出された走行路及び先行車の遠近に応じて次
    フレームでの直線検出ウインドウの大きさ、位置、個数
    などのパラメータを決定するウインドウ設定手段と、上
    記検出された先行車との車間距離を検出する車間距離測
    定手段と、上記先行車両との車間距離を一定に保持しな
    がらそれを追従走行するよう自動的に自車速度を制御す
    る速度制御手段とを設けたことを特徴とする自動走行制
    御装置。
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