JP3444192B2 - 撮像環境推定装置 - Google Patents
撮像環境推定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自車の走行する道
路の前方の状況をカメラのような撮像手段によって撮影
し、その画像のボケ度合いの距離分布に基づいて走行環
境を推定し、自動運転システムや運転補助システムに必
要な環境情報を提供する撮像環境推定装置に関する。
路の前方の状況をカメラのような撮像手段によって撮影
し、その画像のボケ度合いの距離分布に基づいて走行環
境を推定し、自動運転システムや運転補助システムに必
要な環境情報を提供する撮像環境推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両の自動運転や運転補助のため
に、車載カメラの撮像画像を処理して白線の検出を行
い、自動操舵を行ったり、白線逸脱や居眠り運転を警報
する技術の研究、開発が行われている。
に、車載カメラの撮像画像を処理して白線の検出を行
い、自動操舵を行ったり、白線逸脱や居眠り運転を警報
する技術の研究、開発が行われている。
【０００３】このような車載カメラの撮像画像を処理す
る場合、車載カメラの前方のウィンドウガラスが汚れて
いたり、降雨あるいは霧などの気象状態によって視界が
悪ければ撮像画像が不鮮明になるため、白線や前方車両
の検出処理が適切に行えなくなる。このため、ウィンド
ウガラスの汚れや雨、霧などの気象状態を検出し、警告
したり、ウィンドウガラスの自動洗浄を行うことによっ
て視界不良を改善することが重要になってくる。
る場合、車載カメラの前方のウィンドウガラスが汚れて
いたり、降雨あるいは霧などの気象状態によって視界が
悪ければ撮像画像が不鮮明になるため、白線や前方車両
の検出処理が適切に行えなくなる。このため、ウィンド
ウガラスの汚れや雨、霧などの気象状態を検出し、警告
したり、ウィンドウガラスの自動洗浄を行うことによっ
て視界不良を改善することが重要になってくる。
【０００４】従来、このような目的のためにウィンドウ
ガラスの汚れを検出する技術として、特開平７−５１１
４号公報に記載されたものが知られている。この従来の
技術は、レーザ光を用いた測距装置の透過性パネルの汚
れを検出するために、送出光のパネルでの反射光を計測
して汚れの度合いを判別するものである。また、雨や霧
の検出手法として、特開平７-３１８６５０号公報に記
載されたものが知られている。この従来の技術も、レー
ザレーダ光の反射光を計測して空間の透過性を検出し、
透過性によりレーザレーダ光の強度を変更するものであ
る。
ガラスの汚れを検出する技術として、特開平７−５１１
４号公報に記載されたものが知られている。この従来の
技術は、レーザ光を用いた測距装置の透過性パネルの汚
れを検出するために、送出光のパネルでの反射光を計測
して汚れの度合いを判別するものである。また、雨や霧
の検出手法として、特開平７-３１８６５０号公報に記
載されたものが知られている。この従来の技術も、レー
ザレーダ光の反射光を計測して空間の透過性を検出し、
透過性によりレーザレーダ光の強度を変更するものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術では、必ず発光手段が必要であり、カ
メラのような撮像手段によって道路状況を撮影し、その
撮像画像を利用して前方道路の白線を検出し、それに沿
った自動操舵をし、あるいは白線逸脱や居眠り運転の警
告を発する自動運転システムや運転補助システムに採用
しようとすれば、計測対象毎に発光手段を設置する必要
があってコストの高騰が避けられない問題点があった。
ような従来の技術では、必ず発光手段が必要であり、カ
メラのような撮像手段によって道路状況を撮影し、その
撮像画像を利用して前方道路の白線を検出し、それに沿
った自動操舵をし、あるいは白線逸脱や居眠り運転の警
告を発する自動運転システムや運転補助システムに採用
しようとすれば、計測対象毎に発光手段を設置する必要
があってコストの高騰が避けられない問題点があった。
【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、特別の光源を用意することなく、自動
運転システムや運転補助システムに本来必要な撮像手段
が撮影する撮像画像を利用し、これらのシステムの動作
支援に必要な情報として、ウィンドウガラスの汚れや降
雨、霧などの走行環境を的確に推定することができる撮
像環境推定装置を提供することを目的とする。
なされたもので、特別の光源を用意することなく、自動
運転システムや運転補助システムに本来必要な撮像手段
が撮影する撮像画像を利用し、これらのシステムの動作
支援に必要な情報として、ウィンドウガラスの汚れや降
雨、霧などの走行環境を的確に推定することができる撮
像環境推定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の撮像環
境推定装置は、車両に設置され、前方道路を撮影する撮
像手段と、前記撮像手段の撮影した撮像画像から白線を
検出する白線検出手段と、前記白線検出手段の検出した
前記白線の各部位の、前記撮像手段からの距離を演算す
る距離演算手段と、前記白線検出手段の検出した前記白
線のエッジの鮮明度合いに基づき、当該白線の各部位の
ボケ度合いを求めるボケ度合い算定手段と、前記ボケ度
合い算定手段の求めた前記白線の各部位のボケ度合いの
距離分布を、前記撮像手段からの距離に対応させて算出
するボケ度合い分布演算手段と、前記ボケ度合い分布演
算手段の求めた前記ボケ度合いの距離分布を、あらかじ
め設定されている基準視界状態におけるボケ度合いの距
離分布と対照し、ボケ度合いの比の距離分布を求めるボ
ケ度合い比分布演算手段と、前記ボケ度合い比分布演算
手段の求めた前記ボケ度合いの比の距離分布に基づいて
撮像環境を推定する環境推定手段とを備えたものであ
る。
境推定装置は、車両に設置され、前方道路を撮影する撮
像手段と、前記撮像手段の撮影した撮像画像から白線を
検出する白線検出手段と、前記白線検出手段の検出した
前記白線の各部位の、前記撮像手段からの距離を演算す
る距離演算手段と、前記白線検出手段の検出した前記白
線のエッジの鮮明度合いに基づき、当該白線の各部位の
ボケ度合いを求めるボケ度合い算定手段と、前記ボケ度
合い算定手段の求めた前記白線の各部位のボケ度合いの
距離分布を、前記撮像手段からの距離に対応させて算出
するボケ度合い分布演算手段と、前記ボケ度合い分布演
算手段の求めた前記ボケ度合いの距離分布を、あらかじ
め設定されている基準視界状態におけるボケ度合いの距
離分布と対照し、ボケ度合いの比の距離分布を求めるボ
ケ度合い比分布演算手段と、前記ボケ度合い比分布演算
手段の求めた前記ボケ度合いの比の距離分布に基づいて
撮像環境を推定する環境推定手段とを備えたものであ
る。
【０００８】請求項１の発明の撮像環境推定装置では、
車両に設置され、前方道路を撮像手段で撮影し、その撮
像画像から白線を白線検出手段によって検出し、さら
に、検出した白線の各部位の、撮像手段からの距離を距
離演算手段によって演算し、またボケ度合い算定手段に
よって、白線の各部位のボケ度合いを当該白線のエッジ
の鮮明度合いに基づいて求める。
車両に設置され、前方道路を撮像手段で撮影し、その撮
像画像から白線を白線検出手段によって検出し、さら
に、検出した白線の各部位の、撮像手段からの距離を距
離演算手段によって演算し、またボケ度合い算定手段に
よって、白線の各部位のボケ度合いを当該白線のエッジ
の鮮明度合いに基づいて求める。
【０００９】そして、ボケ度合い分布演算手段によって
白線の各部位のボケ度合いの距離分布を算出し、ボケ度
合い比分布演算手段によってこのボケ度合いの距離分布
を基準視界状態におけるボケ度合いの距離分布と対照
し、ボケ度合いの比の距離分布を求める。そして環境推
定手段がこのボケ度合いの比の距離分布に基づいて、例
えばウィンドウガラスが汚れている、降雨状態である、
霧が発生しているなどといった撮像環境を推定する。
白線の各部位のボケ度合いの距離分布を算出し、ボケ度
合い比分布演算手段によってこのボケ度合いの距離分布
を基準視界状態におけるボケ度合いの距離分布と対照
し、ボケ度合いの比の距離分布を求める。そして環境推
定手段がこのボケ度合いの比の距離分布に基づいて、例
えばウィンドウガラスが汚れている、降雨状態である、
霧が発生しているなどといった撮像環境を推定する。
【００１０】これによって、自動運転システムや運転補
助システムに本来必要とされる撮像手段が撮影した撮像
画像を利用して撮像環境を自動的に推定することがで
き、ウィンドウガラスの洗浄の要否の判定や自動運転の
継続の適否の判定などに必要な正確な情報を提供するこ
とができる。
助システムに本来必要とされる撮像手段が撮影した撮像
画像を利用して撮像環境を自動的に推定することがで
き、ウィンドウガラスの洗浄の要否の判定や自動運転の
継続の適否の判定などに必要な正確な情報を提供するこ
とができる。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の撮像環境推
定装置において、前記白線検出手段が前記撮像手段の撮
像画像からエッジ画像を求めるエッジ画像処理手段と、
当該エッジ画像から白線のエッジ画像を検出する白線検
出手段と、当該白線検出手段の検出した白線のエッジ画
像の各部位の傾きを検出する傾き検出手段を備え、前記
ボケ度合い算定手段が、前記傾き検出手段の検出した前
記白線のエッジ画像の各部位の傾きに基づき、当該傾き
に垂直な方向においてエッジ強度の最大となる位置での
最大値に対するその半値幅の大小により前記ボケ度合い
を決定するようにしたものである。
定装置において、前記白線検出手段が前記撮像手段の撮
像画像からエッジ画像を求めるエッジ画像処理手段と、
当該エッジ画像から白線のエッジ画像を検出する白線検
出手段と、当該白線検出手段の検出した白線のエッジ画
像の各部位の傾きを検出する傾き検出手段を備え、前記
ボケ度合い算定手段が、前記傾き検出手段の検出した前
記白線のエッジ画像の各部位の傾きに基づき、当該傾き
に垂直な方向においてエッジ強度の最大となる位置での
最大値に対するその半値幅の大小により前記ボケ度合い
を決定するようにしたものである。
【００１２】請求項２の発明の撮像環境推定装置では、
撮像手段で撮影した前方道路の情景の撮像画像から白線
を検出する場合、エッジ画像処理手段によって撮像画像
からエッジ画像を求め、白線検出手段によって当該エッ
ジ画像から白線のエッジ画像を検出し、さらに、傾き検
出手段によって当該白線検出手段の検出した白線のエッ
ジ画像の各部位の傾きを検出する。そしてボケ度合い算
定手段が、この傾き検出手段の検出した白線のエッジ画
像の各部位の傾きに基づき、当該傾きに垂直な方向にお
いてエッジ強度の最大となる位置での最大値に対し、そ
の半分の値を示す位置の幅（つまり、半値幅）を求め、
その大小によりボケ度合いを決定する。
撮像手段で撮影した前方道路の情景の撮像画像から白線
を検出する場合、エッジ画像処理手段によって撮像画像
からエッジ画像を求め、白線検出手段によって当該エッ
ジ画像から白線のエッジ画像を検出し、さらに、傾き検
出手段によって当該白線検出手段の検出した白線のエッ
ジ画像の各部位の傾きを検出する。そしてボケ度合い算
定手段が、この傾き検出手段の検出した白線のエッジ画
像の各部位の傾きに基づき、当該傾きに垂直な方向にお
いてエッジ強度の最大となる位置での最大値に対し、そ
の半分の値を示す位置の幅（つまり、半値幅）を求め、
その大小によりボケ度合いを決定する。
【００１３】これによって、前方道路がカーブしている
ような場合にもそれに影響されずに白線の各部位の距離
に対応したボケ度合いを正確に求めることができ、以降
のボケ度合いの距離分布の算出、ボケ度合いの比の距離
分布の算出、そしてこのボケ度合いの比の距離分布に基
づく撮像環境の推定を信頼性の高いものにする。
ような場合にもそれに影響されずに白線の各部位の距離
に対応したボケ度合いを正確に求めることができ、以降
のボケ度合いの距離分布の算出、ボケ度合いの比の距離
分布の算出、そしてこのボケ度合いの比の距離分布に基
づく撮像環境の推定を信頼性の高いものにする。
【００１４】請求項３の発明は、請求項１又は２の撮像
環境推定装置において、前記環境推定手段が、前記ボケ
度合いの比の距離分布を直線近似し、当該近似直線の傾
き、当該近似直線に対する前記ボケ度合いの比の距離分
布の分散、当該近似直線の時間変化又は前記ボケ度合い
の比の平均値に基づいて撮像環境を推定するようにした
ものであり、これによって、例えばウィンドウガラスが
汚れている、降雨状態である、霧が発生しているなどと
いった撮像環境を正確に推定することができる。
環境推定装置において、前記環境推定手段が、前記ボケ
度合いの比の距離分布を直線近似し、当該近似直線の傾
き、当該近似直線に対する前記ボケ度合いの比の距離分
布の分散、当該近似直線の時間変化又は前記ボケ度合い
の比の平均値に基づいて撮像環境を推定するようにした
ものであり、これによって、例えばウィンドウガラスが
汚れている、降雨状態である、霧が発生しているなどと
いった撮像環境を正確に推定することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
撮像手段の撮影した撮像画像の中から白線の画像を抽出
し、そのボケ度合いを基準視界におけるボケ度合いと比
較し、そのボケ度合いの比の距離分布に基づいて撮像環
境を自動的に推定するので、自動運転システムや運転補
助システムに必要な撮像手段が撮影した撮像画像を利用
して撮像環境を推定することができ、ウィンドウガラス
の洗浄の要否の判定や自動運転の継続の適否の判定に必
要な正確な情報を提供することができる。
撮像手段の撮影した撮像画像の中から白線の画像を抽出
し、そのボケ度合いを基準視界におけるボケ度合いと比
較し、そのボケ度合いの比の距離分布に基づいて撮像環
境を自動的に推定するので、自動運転システムや運転補
助システムに必要な撮像手段が撮影した撮像画像を利用
して撮像環境を推定することができ、ウィンドウガラス
の洗浄の要否の判定や自動運転の継続の適否の判定に必
要な正確な情報を提供することができる。
【００１６】請求項２の発明によれば、前方道路がカー
ブしているような場合にもそれに影響されずに白線の各
部位の距離に対応したボケ度合いを正確に求めることが
でき、その結果、ボケ度合いの距離分布の算出、ボケ度
合いの比の距離分布の算出、そしてこのボケ度合いの比
の距離分布に基づく撮像環境の推定を信頼性の高いもの
にすることができる。
ブしているような場合にもそれに影響されずに白線の各
部位の距離に対応したボケ度合いを正確に求めることが
でき、その結果、ボケ度合いの距離分布の算出、ボケ度
合いの比の距離分布の算出、そしてこのボケ度合いの比
の距離分布に基づく撮像環境の推定を信頼性の高いもの
にすることができる。
【００１７】請求項３の発明によれば、請求項１又は２
の撮像環境推定装置において、環境推定手段によってボ
ケ度合いの比の距離分布を直線近似し、当該近似直線の
傾き、当該近似直線に対するボケ度合いの比の距離分布
の分散、当該近似直線の時間変化又は前記ボケ度合いの
比の平均値に基づいて撮像環境を推定するようにしたの
で、例えばウィンドウガラスが汚れている、降雨状態で
ある、霧が発生しているなどといった撮像環境を正確に
推定することができる。
の撮像環境推定装置において、環境推定手段によってボ
ケ度合いの比の距離分布を直線近似し、当該近似直線の
傾き、当該近似直線に対するボケ度合いの比の距離分布
の分散、当該近似直線の時間変化又は前記ボケ度合いの
比の平均値に基づいて撮像環境を推定するようにしたの
で、例えばウィンドウガラスが汚れている、降雨状態で
ある、霧が発生しているなどといった撮像環境を正確に
推定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１０は、本発明の撮像環境推定装
置１０を含めた自動運転システムのシステム構成を示し
ている。この自動運転システムは、ＣＣＤカメラのよう
な撮像装置１１、この撮像装置１１の撮影した撮像画像
の画像処理、エッジ画像処理その他を行って白線を検出
する白線検出装置１２、この白線検出装置１２の検出し
た前方道路の状態（カーブしているか、直線であるか）
に応じて必要な操舵角度を計算し、操舵装置１３の自動
操舵を行う操舵制御装置１４、本発明の撮像環境推定装
置１０の推定結果に基づき、例えばウィンドウガラスに
汚損ありという推定結果であればウォッシャー液を噴出
させ、ワイパーで払拭させる洗浄装置を作動させ、降雨
であるという推定結果であればワイパーを起動させ、ま
た霧が発生しているという推定結果であればフォグラン
プを点灯させるなどの視界改善に必要な機器を動作させ
る視界改善装置１５、また撮像環境推定装置１０の撮像
環境の推定結果や、運転者の操作入力によって当該自動
運転システムを稼働させるか否かを判定し、操舵制御装
置１４に操舵制御のオン／オフ信号を与え、またディス
プレイ、警報ランプ、警報ブザーなどの提示装置１６に
よって警報を出力させたり、自動運転システムの使用可
／不可を表示させたりするシステム制御装置１７から構
成される。
基づいて詳説する。図１０は、本発明の撮像環境推定装
置１０を含めた自動運転システムのシステム構成を示し
ている。この自動運転システムは、ＣＣＤカメラのよう
な撮像装置１１、この撮像装置１１の撮影した撮像画像
の画像処理、エッジ画像処理その他を行って白線を検出
する白線検出装置１２、この白線検出装置１２の検出し
た前方道路の状態（カーブしているか、直線であるか）
に応じて必要な操舵角度を計算し、操舵装置１３の自動
操舵を行う操舵制御装置１４、本発明の撮像環境推定装
置１０の推定結果に基づき、例えばウィンドウガラスに
汚損ありという推定結果であればウォッシャー液を噴出
させ、ワイパーで払拭させる洗浄装置を作動させ、降雨
であるという推定結果であればワイパーを起動させ、ま
た霧が発生しているという推定結果であればフォグラン
プを点灯させるなどの視界改善に必要な機器を動作させ
る視界改善装置１５、また撮像環境推定装置１０の撮像
環境の推定結果や、運転者の操作入力によって当該自動
運転システムを稼働させるか否かを判定し、操舵制御装
置１４に操舵制御のオン／オフ信号を与え、またディス
プレイ、警報ランプ、警報ブザーなどの提示装置１６に
よって警報を出力させたり、自動運転システムの使用可
／不可を表示させたりするシステム制御装置１７から構
成される。
【００１９】本発明の撮像環境推定装置１０は、このよ
うな自動運転システムに組込まれ、撮像環境推定結果を
視界改善装置１５及びシステム制御装置１７に、それら
の装置の動作判定の基礎情報として出力する。
うな自動運転システムに組込まれ、撮像環境推定結果を
視界改善装置１５及びシステム制御装置１７に、それら
の装置の動作判定の基礎情報として出力する。
【００２０】以下、図１及び図２に基づいて本発明の１
つの実施の形態の撮像環境推定装置１０の構成を説明す
る。ＣＣＤカメラのような撮像装置１１は自動運転シス
テムに採用されているものであり、フロントウィンドウ
２０に近接して設置されている。本発明の撮像環境推定
装置１０はこの撮像装置１１の撮影する撮像画像を周期
的に取り込んで所定の画像処理及び演算処理を行い、撮
像環境を推定する構成で、撮像装置１１の撮影した撮像
画像を周期的に取り込み、エッジ画像処理を施すエッジ
画像生成部２１と、このエッジ画像生成部２１の生成し
たエッジ画像からエッジ勾配画像を生成する勾配画像生
成部２２と、エッジ画像生成部２１の生成したエッジ画
像と原撮像画像から白線位置を推定する白線検出部２３
と、路面に対する撮像装置１１の姿勢を算出するカメラ
姿勢算出部２４と、エッジ画像生成部２１のエッジ画
像、勾配画像生成部２２のエッジ勾配画像及び白線検出
部２３の白線位置情報に基づき、撮像画像内の白線の各
部位のボケ度合いを後述する手法で算出するボケ度合い
算出部２５と、カメラ姿勢算出部２４の求めた撮像装置
１１の姿勢を用いて白線検出部２３の求めた白線エッジ
の各部位の撮像装置１１からの距離を求める距離換算部
２６を備えている。
つの実施の形態の撮像環境推定装置１０の構成を説明す
る。ＣＣＤカメラのような撮像装置１１は自動運転シス
テムに採用されているものであり、フロントウィンドウ
２０に近接して設置されている。本発明の撮像環境推定
装置１０はこの撮像装置１１の撮影する撮像画像を周期
的に取り込んで所定の画像処理及び演算処理を行い、撮
像環境を推定する構成で、撮像装置１１の撮影した撮像
画像を周期的に取り込み、エッジ画像処理を施すエッジ
画像生成部２１と、このエッジ画像生成部２１の生成し
たエッジ画像からエッジ勾配画像を生成する勾配画像生
成部２２と、エッジ画像生成部２１の生成したエッジ画
像と原撮像画像から白線位置を推定する白線検出部２３
と、路面に対する撮像装置１１の姿勢を算出するカメラ
姿勢算出部２４と、エッジ画像生成部２１のエッジ画
像、勾配画像生成部２２のエッジ勾配画像及び白線検出
部２３の白線位置情報に基づき、撮像画像内の白線の各
部位のボケ度合いを後述する手法で算出するボケ度合い
算出部２５と、カメラ姿勢算出部２４の求めた撮像装置
１１の姿勢を用いて白線検出部２３の求めた白線エッジ
の各部位の撮像装置１１からの距離を求める距離換算部
２６を備えている。
【００２１】撮像環境推定装置１０はさらに、ボケ度合
い算出部２５の求めた白線各部位のボケ度合いと距離換
算部２６の求めた白線エッジの各部位の換算距離とを対
応させ、白線エッジのボケ度合いの距離分布を求めるボ
ケ度合い分布算出部２７と、このボケ度合いの距離分布
をあらかじめ設定した基準視界環境でのボケ度合い分布
と所定距離毎に比較し、その比を求めるボケ度合い比分
布算出部２８と、ボケ度合い比分布算出部２８の求めた
ボケ度合い比の距離分布を所定の手法で直線近似し、近
似直線の傾き、この近似直線の時間的変動、近似直線に
対する分散及びボケ度合い比の平均値を演算する評価部
２９と、この評価部２９の求めた情報に基づいて撮像環
境を推定する環境推定部２１０を備えている。
い算出部２５の求めた白線各部位のボケ度合いと距離換
算部２６の求めた白線エッジの各部位の換算距離とを対
応させ、白線エッジのボケ度合いの距離分布を求めるボ
ケ度合い分布算出部２７と、このボケ度合いの距離分布
をあらかじめ設定した基準視界環境でのボケ度合い分布
と所定距離毎に比較し、その比を求めるボケ度合い比分
布算出部２８と、ボケ度合い比分布算出部２８の求めた
ボケ度合い比の距離分布を所定の手法で直線近似し、近
似直線の傾き、この近似直線の時間的変動、近似直線に
対する分散及びボケ度合い比の平均値を演算する評価部
２９と、この評価部２９の求めた情報に基づいて撮像環
境を推定する環境推定部２１０を備えている。
【００２２】次に、上記の構成の撮像環境推定装置１０
の動作を説明する。撮像装置１１の撮影した撮像画像３
１は図３に示すようなもので、以下の説明の便宜上、左
下隅を（Ｘ，Ｙ）画像座標の原点にしている。なお、以
下の各部の処理は画素単位に実行するものである。
の動作を説明する。撮像装置１１の撮影した撮像画像３
１は図３に示すようなもので、以下の説明の便宜上、左
下隅を（Ｘ，Ｙ）画像座標の原点にしている。なお、以
下の各部の処理は画素単位に実行するものである。
【００２３】エッジ画像生成部２１は、原撮像画像３１
に対してそのＸ方向の微分値の絶対値とＹ方向の微分値
の絶対値との加算値を求める。これは、図４に示すよう
な原撮像画像３１の輪郭をあらわす画像３２となる。勾
配画像生成部２２は、原撮像画像３１のＸ方向の微分値
とＹ方向の微分値を成分とするベクトルの水平となす角
で、輪郭線に垂直な向きを持つ。
に対してそのＸ方向の微分値の絶対値とＹ方向の微分値
の絶対値との加算値を求める。これは、図４に示すよう
な原撮像画像３１の輪郭をあらわす画像３２となる。勾
配画像生成部２２は、原撮像画像３１のＸ方向の微分値
とＹ方向の微分値を成分とするベクトルの水平となす角
で、輪郭線に垂直な向きを持つ。
【００２４】白線検出部２３は、原撮像画像３１での白
線位置の推定を行い、カメラ姿勢算出部２４は、路面に
対する撮像装置１１の姿勢の算出を行う。これらの手段
としては、例えば特開平６−２０１８９号公報に記載さ
れているものを採用することにより、入力画像から白線
位置を白線抽出の条件を用いて推定し、道路モデルと現
在の白線位置の変位量を求めて道路モデルを更新してい
く手法により、白線位置及び撮像装置１１の姿勢を安定
して推定することができる。
線位置の推定を行い、カメラ姿勢算出部２４は、路面に
対する撮像装置１１の姿勢の算出を行う。これらの手段
としては、例えば特開平６−２０１８９号公報に記載さ
れているものを採用することにより、入力画像から白線
位置を白線抽出の条件を用いて推定し、道路モデルと現
在の白線位置の変位量を求めて道路モデルを更新してい
く手法により、白線位置及び撮像装置１１の姿勢を安定
して推定することができる。
【００２５】ボケ度合い算出部２５は、白線検出部２３
で検出された白線エッジの各部位で、エッジ勾配画像を
参照してエッジ勾配に垂直な方向において白線エッジ位
置を中央にした一定範囲（矢印の範囲）を走査し、エッ
ジのボケ度合いを求める。すなわち、ある部位の白線の
エッジ位置を中央とし、エッジ勾配に垂直な方向でのエ
ッジ強度の分布が図５に示すようなものであった場合、
エッジ強度が最大の位置での最大値に対して、その半分
の値のエッジ強度を示す両側の画素位置間の距離（つま
り、半値幅）Ｂを求め、これを白線エッジ位置の画像座
標と対応させて記憶していく。距離換算部２６は、カメ
ラ姿勢算出部２４の求めた撮像装置１１の姿勢情報を用
いて、白線エッジの各部位の位置座標を撮像装置１１か
らの距離ｄに変換する。
で検出された白線エッジの各部位で、エッジ勾配画像を
参照してエッジ勾配に垂直な方向において白線エッジ位
置を中央にした一定範囲（矢印の範囲）を走査し、エッ
ジのボケ度合いを求める。すなわち、ある部位の白線の
エッジ位置を中央とし、エッジ勾配に垂直な方向でのエ
ッジ強度の分布が図５に示すようなものであった場合、
エッジ強度が最大の位置での最大値に対して、その半分
の値のエッジ強度を示す両側の画素位置間の距離（つま
り、半値幅）Ｂを求め、これを白線エッジ位置の画像座
標と対応させて記憶していく。距離換算部２６は、カメ
ラ姿勢算出部２４の求めた撮像装置１１の姿勢情報を用
いて、白線エッジの各部位の位置座標を撮像装置１１か
らの距離ｄに変換する。
【００２６】ボケ度合い分布算出部２７は、これらのボ
ケ度合い算出部２５の求めた白線エッジの各部位のボケ
度合いＢと、距離換算部２６の求めた白線エッジの各部
位の換算距離ｄとを対応させ、図６に示すような所定の
距離毎のボケ度合いの距離分布Ｂ（ｄ）を算出する。
ケ度合い算出部２５の求めた白線エッジの各部位のボケ
度合いＢと、距離換算部２６の求めた白線エッジの各部
位の換算距離ｄとを対応させ、図６に示すような所定の
距離毎のボケ度合いの距離分布Ｂ（ｄ）を算出する。
【００２７】ボケ度合い比分布算出部２８は、あらかじ
め設定されている基準視界として、晴天時の良好な視界
環境のもとで得た白線エッジの距離分布（基準ボケ度合
い分布）Ｃ（ｄ）に対するボケ度合いの距離分布Ｂ
（ｄ）の比を所定距離毎に計算してボケ度合い比の距離
分布Ｒ（ｄ）を求める。
め設定されている基準視界として、晴天時の良好な視界
環境のもとで得た白線エッジの距離分布（基準ボケ度合
い分布）Ｃ（ｄ）に対するボケ度合いの距離分布Ｂ
（ｄ）の比を所定距離毎に計算してボケ度合い比の距離
分布Ｒ（ｄ）を求める。
【００２８】Ｒ（ｄ）＝Ｃ（ｄ）／Ｂ（ｄ）
このようにして得られたボケ度合い比分布は、例えば図
７に示すＲ１（ｄ）〜Ｒ４（ｄ）のようになる。
７に示すＲ１（ｄ）〜Ｒ４（ｄ）のようになる。
【００２９】評価部２９は、このようにしてボケ度合い
比分布算出部２８が算出したボケ度合い比分布Ｒ（ｄ）
に対して、統計手法を用いて近似直線を求め、また近似
直線の傾き、近似直線に対する分散、近似直線の時間変
化及びボケ度合い比の平均値の各評価因子を演算し、図
８の表に示すように各評価因子の大、中、小を評価し、
その評価結果を撮像環境推定部２１０に渡す。撮像環境
推定部２１０は、評価部２９から渡された各評価因子の
組合せを図８の表に照らし合わせ、撮像環境を「視界良
好」、「降雨」、「霧」、「ウィンドウガラス全体的汚
損」、「ウィンドウガラス部分的汚損」を推定し、その
推定結果を出力する。
比分布算出部２８が算出したボケ度合い比分布Ｒ（ｄ）
に対して、統計手法を用いて近似直線を求め、また近似
直線の傾き、近似直線に対する分散、近似直線の時間変
化及びボケ度合い比の平均値の各評価因子を演算し、図
８の表に示すように各評価因子の大、中、小を評価し、
その評価結果を撮像環境推定部２１０に渡す。撮像環境
推定部２１０は、評価部２９から渡された各評価因子の
組合せを図８の表に照らし合わせ、撮像環境を「視界良
好」、「降雨」、「霧」、「ウィンドウガラス全体的汚
損」、「ウィンドウガラス部分的汚損」を推定し、その
推定結果を出力する。
【００３０】この撮像環境推定部２１０の推定処理を、
図７〜図９を用いて具体的に説明する。評価部２９が求
める各評価因子は、気象状態やウィンドウガラスの汚損
状態により、以下のような特性を持つ。
図７〜図９を用いて具体的に説明する。評価部２９が求
める各評価因子は、気象状態やウィンドウガラスの汚損
状態により、以下のような特性を持つ。
【００３１】（１）霧で視界が不良の場合
このような撮像環境では、撮像装置１１からの距離ｄが
大きいほどボケ度合いＢ（ｄ）が大きくなり、したがっ
てボケ度合い比Ｒ（ｄ）は距離ｄが大きくなるほどに小
さくなり、図７（ｂ）に示す距離分布Ｒ３（ｄ）のよう
になる。この結果、近似直線は負の傾きを持ち、視界が
不良であるほどその傾きが大きくなる。
大きいほどボケ度合いＢ（ｄ）が大きくなり、したがっ
てボケ度合い比Ｒ（ｄ）は距離ｄが大きくなるほどに小
さくなり、図７（ｂ）に示す距離分布Ｒ３（ｄ）のよう
になる。この結果、近似直線は負の傾きを持ち、視界が
不良であるほどその傾きが大きくなる。
【００３２】しかしながら、霧の場合には近似直線の傾
きの時間的な変動は小さく、これによって降雨の場合と
区別することができる。
きの時間的な変動は小さく、これによって降雨の場合と
区別することができる。
【００３３】（２）ウィンドウガラスが汚損している場
合 ウィンドウガラスの汚損では、全体的に汚損している場
合と部分的に汚損している場合とがあり、全体的に汚損
している場合には、距離に関係なく視界全体が悪いた
め、ボケ度合いＢ（ｄ）は距離ｄの大きさに関係なく大
きくなり、ボケ度合い比Ｒ（ｄ）は距離の大きさに関係
なく小さくなり、図７（ａ）に示す距離分布Ｒ２（ｄ）
のようになる。したがって、近似直線の周囲での分散も
小さい。しかしながら、視界良好の場合に比べれば、視
界が悪い分、ボケ度合い比の平均値が小さくなる。
合 ウィンドウガラスの汚損では、全体的に汚損している場
合と部分的に汚損している場合とがあり、全体的に汚損
している場合には、距離に関係なく視界全体が悪いた
め、ボケ度合いＢ（ｄ）は距離ｄの大きさに関係なく大
きくなり、ボケ度合い比Ｒ（ｄ）は距離の大きさに関係
なく小さくなり、図７（ａ）に示す距離分布Ｒ２（ｄ）
のようになる。したがって、近似直線の周囲での分散も
小さい。しかしながら、視界良好の場合に比べれば、視
界が悪い分、ボケ度合い比の平均値が小さくなる。
【００３４】部分的な汚損の場合、視界が良好であれば
その汚損が発生している部分の換算距離に対応する位置
でボケ度合いＢ（ｄ）が大きくなり、近似直線に対する
分散が大きくなるが、近似直線の傾きの時間的変動は小
さい。
その汚損が発生している部分の換算距離に対応する位置
でボケ度合いＢ（ｄ）が大きくなり、近似直線に対する
分散が大きくなるが、近似直線の傾きの時間的変動は小
さい。
【００３５】（３）降雨の場合
降雨の場合には、撮像装置１１の直前方のウィンドウガ
ラス２０に水滴が付着し、かつ水滴の付着位置は時々刻
々変化する。このため図７（ｂ）に示す距離分布Ｒ４
（ｄ）のようになる。つまり、画像に部分的なぼやけが
生じて近似直線の周囲の分散が大きくなり、しかも水滴
の移動によってぼやける位置が変化し、近似直線の傾き
の時間的変動が大きくなる。
ラス２０に水滴が付着し、かつ水滴の付着位置は時々刻
々変化する。このため図７（ｂ）に示す距離分布Ｒ４
（ｄ）のようになる。つまり、画像に部分的なぼやけが
生じて近似直線の周囲の分散が大きくなり、しかも水滴
の移動によってぼやける位置が変化し、近似直線の傾き
の時間的変動が大きくなる。
【００３６】（４）視界良好の場合
視界が良好であれば、基準視界のボケ度合い分布Ｃ
（ｄ）とよく一致する距離分布となるので、ボケ度合い
比分布は図７（ａ）のＲ１（ｄ）に示すように、撮像装
置１１からの距離ｄに関係なく１付近となり、近似直線
の傾きは小さく、近似直線の周囲の分散も小さい。
（ｄ）とよく一致する距離分布となるので、ボケ度合い
比分布は図７（ａ）のＲ１（ｄ）に示すように、撮像装
置１１からの距離ｄに関係なく１付近となり、近似直線
の傾きは小さく、近似直線の周囲の分散も小さい。
【００３７】そこで、撮像環境推定部２１０は評価部２
９から受ける各評価因子を図８に示す表のような判定基
準に照らして撮像環境を推定し、その結果を出力するの
である。
９から受ける各評価因子を図８に示す表のような判定基
準に照らして撮像環境を推定し、その結果を出力するの
である。
【００３８】なお、図１０に示した自動運転システムで
は、この撮像環境推定装置１０から出力される撮像環境
推定結果の出力に基づき、視界の改善手段があるものに
ついてはその手段を作動させることによって視界を改善
する。例えば、降雨の場合にはワイパを駆動させ、ウィ
ンドウガラスの汚損の場合にはウィンドウガラスを洗浄
し、霧の場合にはフォグランプを点灯させるのである。
また、本撮像環境推定装置１０の出力をシステム制御装
置１７で時間的にモニタして、視界状態の変化方向を推
定し、自動操舵中に警報を発したり、自動運転を早めに
停止させたり、あるいは運転者の使用要求に対応して自
動操舵の使用の可不可を判断させたりすることができ
る。
は、この撮像環境推定装置１０から出力される撮像環境
推定結果の出力に基づき、視界の改善手段があるものに
ついてはその手段を作動させることによって視界を改善
する。例えば、降雨の場合にはワイパを駆動させ、ウィ
ンドウガラスの汚損の場合にはウィンドウガラスを洗浄
し、霧の場合にはフォグランプを点灯させるのである。
また、本撮像環境推定装置１０の出力をシステム制御装
置１７で時間的にモニタして、視界状態の変化方向を推
定し、自動操舵中に警報を発したり、自動運転を早めに
停止させたり、あるいは運転者の使用要求に対応して自
動操舵の使用の可不可を判断させたりすることができ
る。
【図１】本発明の１つの実施の形態の機能的な構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】上記の実施の形態のハードウェア構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図３】上記の実施の形態において撮像装置の撮影した
撮像画像の説明図。
撮像画像の説明図。
【図４】上記の実施の形態においてエッジ画像生成部の
求めたエッジ画像の説明図。
求めたエッジ画像の説明図。
【図５】上記の実施の形態においてボケ度合い算出部が
ボケ度合い算出に用いるエッジ強度の分布を示すグラ
フ。
ボケ度合い算出に用いるエッジ強度の分布を示すグラ
フ。
【図６】上記の実施の形態においてボケ度合い分布算出
部が求めたボケ度合いの距離分布を示すグラフ。
部が求めたボケ度合いの距離分布を示すグラフ。
【図７】上記の実施の形態においてボケ度合い比分布算
出部が求めたボケ度合い比の距離分布を示すグラフ。
出部が求めたボケ度合い比の距離分布を示すグラフ。
【図８】上記の実施の形態において撮像環境推定部が推
定する撮像環境基準を示す表。
定する撮像環境基準を示す表。
【図９】撮像環境と各評価因子との関係を示すグラフ。
【図１０】本発明の撮像環境推定装置を組み込んだ自動
運転システムの構成を示すブロック図。
運転システムの構成を示すブロック図。
１０ 撮像環境推定装置
１１ 撮像装置
２０ ウィンドウガラス
２１ エッジ画像生成部
２２ 勾配画像生成部
２３ 白線検出部
２４ カメラ姿勢算出部
２５ ボケ度合い算出部
２６ 距離換算部
２７ ボケ度合い分布算出部
２８ ボケ度合い比分布算出部
２９ 評価部
２１０ 撮像環境推定部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−320997（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−341821（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−326200（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−36695（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−124687（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−114099（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−113308（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−28975（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−259287（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−78883（ＪＰ，Ｕ)
特許2665739（ＪＰ，Ｂ２)
特許3192616（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01W 1/00 - 1/18
G01N 21/17
G01N 21/84
B60R 1/00 - 1/12
B60S 1/00 - 1/68
G08G 1/00 - 1/16
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 車両に設置され、前方道路を撮影する撮
像手段と、 前記撮像手段の撮影した撮像画像から白線を検出する白
線検出手段と、 前記白線検出手段の検出した前記白線の各部位の、前記
撮像手段からの距離を演算する距離演算手段と、 前記白線検出手段の検出した前記白線のエッジの鮮明度
合いに基づき、当該白線の各部位のボケ度合いを求める
ボケ度合い算定手段と、 前記ボケ度合い算定手段の求めた前記白線の各部位のボ
ケ度合いの距離分布を、前記撮像手段からの距離に対応
させて算出するボケ度合い分布演算手段と、 前記ボケ度合い分布演算手段の求めた前記ボケ度合いの
距離分布を、あらかじめ設定されている基準視界状態に
おけるボケ度合いの距離分布と対照し、ボケ度合いの比
の距離分布を求めるボケ度合い比分布演算手段と、 前記ボケ度合い比分布演算手段の求めた前記ボケ度合い
の比の距離分布に基づいて撮像環境を推定する環境推定
手段とを備えて成る撮像環境推定装置。 - 【請求項２】 前記白線検出手段は、前記撮像手段の撮
像画像からエッジ画像を求めるエッジ画像処理手段と、
当該エッジ画像から白線のエッジ画像を検出する白線検
出手段と、当該白線検出手段の検出した白線のエッジ画
像の各部位の傾きを検出する傾き検出手段を備え、 前記ボケ度合い算定手段は、前記傾き検出手段の検出し
た前記白線のエッジ画像の各部位の傾きに基づき、当該
傾きに垂直な方向においてエッジ強度の最大となる位置
での最大値に対するその半値幅の大小により前記ボケ度
合いを決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像
環境推定装置。 - 【請求項３】 前記環境推定手段は、前記ボケ度合いの
比の距離分布を直線近似し、当該近似直線の傾き、当該
近似直線に対する前記ボケ度合いの比の距離分布の分
散、当該近似直線の時間変化又は前記ボケ度合いの比の
平均値に基づいて撮像環境を推定することを特徴とする
請求項１又は２に記載の撮像環境推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14020198A JP3444192B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 撮像環境推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14020198A JP3444192B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 撮像環境推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11326541A JPH11326541A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3444192B2 true JP3444192B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=15263279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14020198A Expired - Fee Related JP3444192B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 撮像環境推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3444192B2 (ja) |
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| DE102008003948A1 (de) | 2007-01-11 | 2008-07-17 | Denso Corp., Kariya | Vorrichtung zum Bestimmen des Vorhandenseins von Nebel unter Verwendung einer Abbildung, die durch eine in ein Fahrzeug eingebaute Abbildungsvorrichtung erzielt wird |
| DE102008003947A1 (de) | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Denso Corp., Kariya | Vorrichtung zum Bestimmen des Vorhandenseins von Nebel unter Verwendung einer Abbildung, die durch eine in ein Fahrzeug eingebaute Abbildungsvorrichtung erzielt wird |
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| EP4181087A1 (en) | 2021-11-11 | 2023-05-17 | Furuno Electric Co., Ltd. | Visibility determination system, visibility determination method, and program |
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| JP4506573B2 (ja) * | 2005-06-15 | 2010-07-21 | 株式会社デンソー | 車載霧判定装置 |
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| JP5022609B2 (ja) | 2006-02-27 | 2012-09-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 撮像環境認識装置 |
| US7693629B2 (en) | 2006-11-14 | 2010-04-06 | Denso Corporation | Onboard fog determining apparatus |
| CN105593875B (zh) * | 2011-06-17 | 2020-02-07 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于识别车辆的周围环境中的天气状况的方法和控制设备 |
| WO2014007175A1 (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | クラリオン株式会社 | 車載環境認識装置 |
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1998
- 1998-05-21 JP JP14020198A patent/JP3444192B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| JPH11326541A (ja) | 1999-11-26 |
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