JPH03268111A - 移動車の環境認識装置 - Google Patents

移動車の環境認識装置

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JPH03268111A
JPH03268111A JP2069281A JP6928190A JPH03268111A JP H03268111 A JPH03268111 A JP H03268111A JP 2069281 A JP2069281 A JP 2069281A JP 6928190 A JP6928190 A JP 6928190A JP H03268111 A JPH03268111 A JP H03268111A
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Hiroyuki Takahashi
弘行 高橋
Atsushi Kutami
篤 久田見
Masanori Kobayashi
正典 小林
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  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、外部環境を認識するための画像入力手段を備
えた自動車やロボット等の移動車の環境認識装置に関し
、特に詳細には、走行路面上の不連続ラインを認識する
機能を備えた移動車の環境認識装置に関するものである
(従来の技術) 従来より、例えば特開昭64−26913号公報に示さ
れるように、移動車にテレビカメラ等からなる画像入力
手段を搭載し、この画像入力手段から入力される画像に
基づいて外部環境を認識し、その認識結果に応じて移動
車の走行を自動制御する技術か提案されている。
ところで、上述の外部環境の1つとして、走行路面上の
ラインを認識することも多い。このようなラインとして
は通常、全く連続して引かれたものと、ある種の通行帯
区分ラインやセンターラインのように、所定長の短いラ
インが所定間隔を置いて連なるものとが使用されている
。そして走行路面上には、これらの連続ラインと不連続
ラインとが併せて示されていることも多い。
(発明が解決しようとする課題) 一般に連続ラインは、入力画像に対して比較的簡単な処
理を施すことにより認識可能であるか、上述のように走
行路面上に連続ラインと不連続ラインとが併せて示され
ている場合、不連続ラインを連続ラインと区別して正確
に認識するのはかなり困難となっている。
こうして、不連続ラインと連続ラインとが混同して認識
されると、自動車か走行している通行帯が誤認識される
等、安全走行の上で好ましくない問題か生じる。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、走行路面上に引かれた不連続ラインの経路を、連続ラ
インと区別して正確に認識することができる移動車の環
境認識装置を提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明による移動車の環境認識装置は、先に述べたよう
に外界認識のための画像入力手段を有する移動車の環境
認識装置において、 上記画像入力手段によって順次入力される2つの画像の
差分画像を得る手段と、 得られた複数の差分画像の加算画像を得る手段と、 得られた加算画像に基づいて、走行路面上の不連続ライ
ンの経路を認識する手段とを備えたことを特徴とするも
のである。
なお上記画像入力手段からの画像信号は、そのまま差分
画像を得る手段に入力してもよいし、あるいは2値化し
た」二で差分画像を得る手段に入力してもよい。この後
者の場合差分画像は、両画像を各々担持する画像信号の
EX−OR(排他的論理和)を取った画像信号による画
像(以下、EXOR画像と称する)とすればよい。
(作  用) 外界認識用画像において、走行路面上に引かれたライン
はほとんど白レベルであり、時間を追って順次人力され
る各画像毎にその濃度が大きく変化することは極く希で
ある。したがって、2つの入力画像についての差分画像
やEX−OR画像においては、上記2画像の一方のみに
おいて不連続ラインが存在していた領域が、例えば白レ
ベル部分として抽出される。勿論、この部分は不連続ラ
インの経路に沿って生じるものであるから、次々と得ら
れる複数の差分画像あるいはEl−OR画像を加算した
画像においては、上記の部分か連なって不連続ラインの
経路を示すようになる。
なお、上記差分画像やEX−OR画像を得る元の2画像
双方において不連続ラインか存在していた領域は、この
差分画像やEX−OR画像においては基本的に消失する
。同様に、上記2画像双方において共通の連続ラインが
存在していた領域も、差分画像やEX−OR画像におい
ては基本的に消失するから、このような連続ラインは不
連続ラインとして誤認識されることがない。
(実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
第1図は、本発明の一実施例による移動車の環境認識装
置の基本構成を示すものである。この実施例の装置は一
例として、自動車の自動操縦のために適用されるもので
ある。図示されるように、自動車の外部環境を撮影する
テレビカメラ】0が出力するテレビ信号Vは、このテレ
ビカメラ10とともに画像入力手段を構成する画像入力
装置11に入力される。
なお上記テレビカメラ10は、自動車の走行方向前方側
の環境を撮影可能に、例えば第2図図示のように自動車
5のフロントガラス近傍位置においてルーフ6に取り付
けたり、あるいはその他、フロントグリル7の一部にガ
ラスを嵌め込んでその後側に取り付ければよい。またテ
レビカメラ10としては、例えばCCD等の撮像素子を
備えたものか好適に用いられる。
画像入力装置11は、テレビカメラ10から送られたテ
レビ信号Vを例えば平滑化、2値化等の前処理を施した
上でA/D変換し、外部環境認識のためのデジタル画像
信号Sを出力する。この画像信号Sは、例えば画素数2
56 X25B程度以上、階調数が8 bit程度のも
のとされる。
また自動車5には、−膜面なスピードメータやドツプラ
ー速度計等の車速検出器21が搭載されており、この車
速検出器21が出力する車速信号s1は、タイミング算
出部20に入力される。このタイミング算出部20は予
め定められたプログラムに基づき、車速信号S1が示す
車速に対して最適な画像取込周期Δtを算出する。この
最適な画像取込周期Δtは、後述する不連続ライン認識
を行なう上で最適な値とされるものである。
この画像取込周期Δtを示す信号S2は画像入力装置1
1に入力され、また画像入力装置11からテレビカメラ
10には、上記画像取込周期Δtに対応してフレーム周
波数を規定する同期信号S3が入力される。こうして、
テレビカメラ10のフレーム周波数が車速に応じて例え
ば30Hz等と規定され、また画像信号Sは所定の時間
間隔(上記例の場合は1/30秒間隔)で順次1画像を
示すものとして出力される。
上記画像信号Sは、環境認識手段12に送られる。
この環境認識手段】2は例えば公知のコンピュータシス
テムから構成され、画像信号Sを所定のアルゴリズムに
従って処理することにより、走行路を示すエツジ、領域
等を抽出する。こうして抽出されたエツジ、領域等の情
報Jはローカルマツプ生成手段13に入力され、そこで
該情報Jに基づいてローカルマツプ、すなわち自動車5
の近傍の外界の状態がどうなっているかを示すマツプが
作成される。
なお上記ローカルマツプ生成手段13には、走行路面上
の不連続ライン(本例では一例として通行帯区分ライン
)の経路を示す情報S9も入力され、ローカルマツプは
この不連続ライン経路も考慮して作成される。この不連
続ライン経路の認識については後述する。
上記ローカルマツプを示す情報には最適経路判定手段1
4に入力され、そこで該情報におよび予め入力されてい
る目的地等の情報を基に、目的地に向かう最適経路か決
定され、さらにその最適経路を走行するための走行方向
および走行速度が決定される。これらの走行方向および
走行速度に関する情報りはコントローラ15に入力され
、このコントローラ15により自動車5のステアリング
および速度が該情報りに基づいて制御される。
一方上記画像信号Sは、走行路面上の不連続ラインの経
路を認識するために、時間加算手段22に入力される。
この時間加算手段22は、ある時刻tにおける外部環境
を示す画像信号Sを第1画像信号S1としてバッファメ
モリ23に記憶させる。また時間加算手段22は、それ
から時間Δを後の時刻を十Δtにおける外部環境を示す
画像信号Sを第2画像信号S2として、それを上記第1
画像信号S1に代えてバッファメモリ23に記憶させる
とともに、その際読み出した第1画像信号S1と第2画
像信号S2とについて、相対応する画素についての信号
毎にEX−OR値を求める。
ここで、画像信号S1、S2が担持する画像は走行路面
を撮影したもので、例えば第3図の(1)、(2)、(
4)に示すようなものとなっている。このような画像に
おいては、図示される通り、経路Hに沿って連なる不連
続ラインaと、例えばセンターライン等の連続ラインd
とが示されている。これらのラインaSdは通常白やそ
れに近い明度の黄色で描かれるものであるから、2値信
号である画像信号S]、S2において、ラインa、dを
担持する信号は「]」値、その他の部分を担持する信号
は「0」値を取っている。
そこで、これらの画像信号S1、S2のEXOR値を取
った信号が担持する画像、つまりEXOR画像は第3図
(3)に示すようなものとなる。
すなわち、画像信号S1が担持する第1画像(同図(1
)のもの)と、画像信号S2が担持する第2画像(同図
(2)のもの)とにおいて、互いの不連続ラインaは位
置が完全に一致しないのが普通であるが、一致した部分
があればその部分はEX−OR画像において消失し、そ
の他の部分e1 、e2が白レベル部分として残る。ま
たこのEX−OR画像においては、第1画像と第2画像
の双方において互いに同じ位置に示された連続ラインd
は消失0 する。
時間加算手段22は、」二記EX−OR画像を担持する
2値画像信号をバッファメモリ23に一時的に記憶させ
る。
そして時間加算手段22は、次の時刻t−1−2Δtに
おいては、時刻t+Δtのときバッファメモリ23に記
憶させた画像信号Sを第11画像信号S]として読み出
し、またそのとき画像入力装置用から送られて来た画像
信号Sをバッファメモリ23に記憶さぜるとともに、こ
の画像信号Sを第2画像信号S2とし、これらの画像信
号S1と82に対して上記と同じ処理を行なう。すなわ
ちこの場合は、第3図(2)に示された画像か第1画像
とされる一方、同図(4)に示される画像が第2画像と
され、それらについてのEX−OR画像が求められる。
なおこのE X−OR画像において白レベルとして残る
のは、第3図(5)のfl、f2で示す領域(同図(3
)の白レベル領域el 、e2とは逆向きのハツチング
を付して示す)である。
次に時間加算手段22は、前記時刻を十Δtにおいて求
めたE X −OR画像を示ず2値画像信号をバッファ
メモリ23から読み出17、ごのE X −OR画像と
、上記時刻t+2Δtで求めたEX−OR画像との加算
画像を求める。この加算画像は第3図(5)図示のよう
に、一方のEX−OR画像における白レベル領域e1、
e2と、他方のEX−OR画像における白1ノベル領域
f1、f2とが併せて示されるものとなる。勿論、これ
らの白レベル領域el 、e2およびfl、f2は、不
連続ラインaの経路Hに沿って存在することになる。時
間加算手段22はこの加算画像を示第2値画像信号を、
バッファメモリ23に記憶させる。
以上のようにしてEX−OR画像を求める処理と、その
EX−OR画像をバッファメモリ23に記憶されている
加算画像にさらに加算させる処理とが適宜回数繰り返さ
れると、経路Hに沿って白レベル領域か切れ目無く連な
った加算画像か得られるようになる。タイミング算出部
2Gは」二記回数Qを予め記憶しており、上記処理がこ
の回数Qだけ繰り返されたところで、タイミング信号S
4を時1コ− ] 2 間加算手段22に入力さぜる。
時間加算手段22はこのタイミング信号S4を受けると
上記の処理を終了させ、またそのとぎバッファメモリ2
3に記憶されている加算画像信号S8を座標計算手段2
4に転送させ、そしてこの座標計算手段24に作動開始
指令信号S5を送って作動開始させる。
座標計算手段24はこうして入力された加算画像信号S
8に基づいて、不連続ラインaの経路Hの座標を求める
。前述したように、この信号S8が担持する加算画像に
おいては、経路Hに沿って白レベル領域が切れ目無く連
なっており、そして連続ラインdは消失しているから、
上記経路Hの座標は、白レベル領域のエツジを抽出する
等の処理により簡単かつ正確に求められ得る。
こうして求められた不連続ライン経路Hの座標を示す信
号S9は、前述したようにローカルマツプ生成手段13
に入力され、ローカルマツプ生成のために供せられる。
なお上記実施例においては、画像取込周期Δtが車速に
応じて変えられるようになっているが、例えば移動車が
定速走行するようなものである場合は、この画像取込周
期Δtは固定の値とされてもよい。
また、画像入力装置llが出力する画像信号Sが2値信
号でない場合は、上記実施例においてEX−OR画像を
求めた処理の代りに、−船釣な差分画像を求める処理を
行なえばよい。
(発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明による移動車の環境認識
装置は、順次人力される2つの画像の差分画像を求め、
このような差分画像を次々と加算することにより、不連
続ラインの経路に沿って白レベル領域等が連続的に連な
る一方連続ラインは消失する加算画像を得、この加算画
像から上記不連続ライン経路を認識するように構成した
から、本装置によれば、連続ラインを不連続ラインとし
て誤認識するようなことなく、該不連続ラインを正確に
認識可能となる。
【図面の簡単な説明】
] 3 ] 4 第1図は、本発明の一実施例装置の基本構成を示すブロ
ック図、 第2図は、本発明における画像入力手段を構成するテレ
ビカメラの移動車への取付状態例を示す斜視図、 第一3図の(1)、(2)および(4,)は、本発明装
置において画像入力手段により取り込まれる外部環境認
識用画像の例を示す概略図、同図(3)は本発明装置に
おいて作成される差分画像の例を示す概略図、同図(5
)は本発明装置において作成される加算画像の例を示す
概略図である。 5・・・自動車      10・・・デIノビカメラ
J1・・・画像入力装置   12・・・環境認識手段
13・・・ローカルマツプ生成手段 14・最適経路判定手段 20・・・タイミング算出部
21・・・中速検出器    22・・・時間加算手段
23・・・バッファメモリ  24・・・座標計算手段
 5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 外界認識のための画像入力手段を有する移動車の環境認
    識装置において、 前記画像入力手段によって順次入力される2つの画像の
    差分画像を得る手段と、 得られた複数の差分画像の加算画像を得る手段と、 得られた加算画像に基づいて、走行路面上の不連続ライ
    ンの経路を認識する手段とを備えたことを特徴とする移
    動車の環境認識装置。
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