JPH04283900A - 車両用道路形状認識装置 - Google Patents

車両用道路形状認識装置

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Publication number
JPH04283900A
JPH04283900A JP3047879A JP4787991A JPH04283900A JP H04283900 A JPH04283900 A JP H04283900A JP 3047879 A JP3047879 A JP 3047879A JP 4787991 A JP4787991 A JP 4787991A JP H04283900 A JPH04283900 A JP H04283900A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
road
coordinate system
detection means
curvature
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3047879A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiko Yasui
伸彦 安井
Sachihiro Suzuki
祥弘 鈴木
Mamoru Kaneko
金子 衛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3047879A priority Critical patent/JPH04283900A/ja
Publication of JPH04283900A publication Critical patent/JPH04283900A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両前方の道路画像を用
いて道路の曲率と曲率半径を求めるとともに直線路、左
または右カーブを認識する車両用道路形状認識装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両周囲の車外の画像から道路を
認識する車両用道路認識装置は、特開平1−26380
0号公報に記載されたものがある。以下、その構成につ
いて図6を参照しながら説明する。
【0003】図に示すように、撮像手段1は車両周囲の
車外を撮像するものであり、領域抽出手段2は撮像手段
1によって撮像された画像に存在する一以上の領域を抽
出するものである。道路領域判定手段3は領域抽出手段
2により抽出された領域の内から、少なくともその領域
の形態に基づいて道路に相当する領域を判定するもので
ある。属性記憶手段4は判定された道路領域の属性を記
憶する。抽出修正手段5は記憶された属性に基づいて領
域抽出手段2による領域の抽出を修正するものである。
【0004】上記構成において動作を説明すると、撮像
手段1により撮像された車両周囲の画像を用いて、領域
抽出手段2で空間フィルタを使用してエッジを求め、エ
ッジで囲まれた領域を取り出す。道路領域判定手段3で
領域の形態に基づいて道路に相当する領域を判定し、属
性記憶手段4によりその道路領域の色彩などの属性を記
憶するとともに抽出修正手段5により領域抽出手段2に
よる領域の抽出を修正する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の車両
用道路認識装置では、道路画像から輝度変化点であるエ
ッジや色彩などから道路のみを抽出するだけで、道路の
曲率を求めたり、直線路、左または右カーブといった道
路形状を区別できないという問題を有していた。
【0006】本発明は上記課題を解決するもので、車両
前方の道路画像を使用して道路の曲率と曲率半径と直線
路、左または右カーブかを認識する車両用道路形状認識
装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、車両の前方路面の濃淡画像を撮影する撮像
手段と、前記撮像手段からの画像において画像の底部の
個々の画素から画像の上方に向けて画素の輝度変化量を
求めその変化量が所定の値以上である画素のうち画像の
底部に最も近い画素を求める輝度変化検出手段と、前記
輝度変化検出手段で求めた画素の画像座標系での位置か
ら実世界の座標系での位置を求める世界座標系検出手段
と、前記世界座標系検出手段で求めた輝度変化画素の実
世界の座標から道路の曲率と曲率半径を求める曲率検出
手段と、検出した結果を運転者に表示する表示手段を備
えたことを第1の課題解決手段としている。
【0008】また、上記第1の課題解決手段の曲率検出
手段と表示手段に代えて、世界座標系検出手段において
求めた輝度変化画素の世界座標系での位置から道路が直
線路またはカーブであるかを検出するカーブ検出手段と
、直線路、左または右カーブを運転者に表示する表示手
段を備えたことを第2の課題解決手段としている。
【0009】
【作用】本発明は上記した第1の課題解決手段により、
車両前方の道路画像データから、輝度変化検出手段で輝
度が変化している画素を求めてそれを道路の端と判断し
、求めた画素の画像平面上での位置を撮像手段を原点と
した実世界での座標に変換して道路の曲率と曲率半径を
求めることができる。
【0010】また、第2の課題解決手段により、輝度変
化画素の世界座標系での位置から道路の左または右カー
ブを認識できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を参照しなが
ら説明する。
【0012】図に示すように、撮像手段6は車両の前方
路面の濃淡画像を撮影するものであり、輝度変化検出手
段7は撮像手段6からの画像において画像の底部の個々
の画素から画像の上方に向けて画素の輝度変化量を求め
、その変化量が所定の値以上である画素のうち画像の底
部に最も近い画素を求めるものである。世界座標系検出
手段8は輝度変化検出手段7で求めた画素の画像座標系
での位置から実世界の座標系での位置を求めるものであ
る。曲率検出手段9は世界座標系検出手段8で求めた輝
度変化画素の実世界での座標から、道路の曲率と曲率半
径を求めるものである。表示手段10は検出した道路形
状の結果を運転者に表示するものである。
【0013】つぎに、上記構成において図2から図4を
参照しながら動作を説明すると、一定時間△tごとに撮
像手段6から図2に示す車両前方の濃淡画像を取り込み
、輝度変化検出手段7において画像底部の個々の画素か
ら画像の上方に、つまり実世界において車両の近いとこ
ろから遠い方向に沿って輝度変化量を求め、その画素列
の内で所定の輝度変化量以上の画素で画像の底部に近い
画素を検出する。世界座標系検出手段8で図3に示すよ
うに世界座標系および画像座標系を用いる。世界座標系
(X,Y,Z)は車両に対して固定された座標系で、原
点O(0、0、0)は撮像手段6のレンズの中心に設定
し、進行方向をZとする左手座標系とする。また画像座
標系(x,y)のx軸は世界座標系のX軸に平行で逆方
向、y軸はY軸と反対方向で角度θだけ傾いているとす
る。地面からのカメラの距離をHとすると輝度変化検出
手段7で求めた画素(x,y)と世界座標系(X,Y、
Z)の関係は(数1)〜(数3)のようになる。
【0014】
【数1】
【0015】
【数2】
【0016】
【数3】
【0017】曲率検出手段9において、図4に示すよう
に、X=2△X、Y=−Hと、X=△X、Y=−Hと、
X=0、Y=−Hと、X=−△X、Y=−Hと、X=−
2△X、Y=−Hの4本のZ軸に平行な直線と世界座標
系検出手段8で世界座標系に変換した輝度変化画素との
交点C2、C1、C0、C−1、C−2を求め、C2と
C1、C1とC0、C0とC−1、C−1とC−2を結
ぶ直線L2、L1、L−1、L−2を求める。そして、
曲率κをつぎのようにして求める。
【0018】 κ1=(L2とL1の成す角)/(L2の長さ)κ2=
(L−2とL−1の成す角)/(Lー2の長さ)したが
って、 κ=(κ1+κ2)/2 また、曲率半径ρは、 ρ=1/κ でもとまる。そして、表示手段10において、求めた曲
率と曲率半径を運転者に表示する。
【0019】以上説明したように本実施例によれば、輝
度変化検出手段7で輝度が変化している画素を求めてそ
れを道路の端と判断し、求めた画素の画像平面上での位
置を撮像手段6を原点とした実世界での座標に変換して
道路の曲率と曲率半径を求めているため、正確な道路の
曲率と曲率半径がもとまり、運転者に正確な状況判断を
行わせることができる。
【0020】つぎに、本発明の他のの実施例を図5を参
照しながら説明する。なお、上記実施例と同じ構成のも
のは同一符号を付して説明を省略する。
【0021】図に示すように、カーブ検出手段11は世
界座標系検出手段8で求めた輝度変化画素の実世界の座
標から、道路が直線路か左または右カーブかを求めるも
のである。表示手段12はカーブ検出手段11により検
出した道路形状の結果を運転者に表示するものである。
【0022】つぎに、上記構成においてその動作を説明
すると、一定時間△tごとに撮像手段6から図2に示す
車両前方の濃淡画像を取り込み、輝度変化検出手段7に
おいて画像底部の個々の画素から画像の上方に、つまり
実世界において車両の近いところから遠い方向に沿って
輝度変化量を求め、その画素列の内で所定の変化量以上
の画素で画像の底部に近い画素を検出する。世界座標系
検出手段8において輝度変化点の世界座標系での位置を
求め、カーブ検出手段11においてX=2△X、Y=−
Hと、X=△X、Y=−Hと、X=0、Y=−Hと、X
=−△X、Y=−Hと、X=−2△X、Y=−Hの4本
のZ軸に平行な直線と世界座標系検出手段8で世界座標
系に変換した輝度変化画素との交点C2、C1、C0、
C−1、C−2求め、C2とC1、C1とC0、C0と
C−1、C−1とC−2を結ぶ直線L2、L1、L−1
、L−2を求める。この直線L2、L1、L−1、L−
2を使用して、L2の傾きs2とL1の傾きs1の差d
1=s2−s1と、L−1の傾きsー1とL−2の傾き
sー2の差d2=sー2−sー1を求める。d1とd2
から d1<0、d2<0のとき  左カーブd1>0、d2
>0のとき  右カーブと判断し、上記以外のとき直線
路と判断する。その結果を表示手段12に表示して運転
者に知らせる。
【0023】以上説明したように本実施例によれば、輝
度変化検出手段7で輝度が変化している画素を求めてそ
れを道路の端と判断し、求めた画素の画像平面上での位
置を撮像手段6を原点とした実世界での座標に変換して
道路の曲率と曲率半径を求めているため、正確な道路の
曲率と曲率半径がもとまり、また、輝度変化画素の世界
座標系での位置から道路の左または右カーブを検出でき
、運転者の慢然運転時に注意を促すことができる。
【0024】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、車両の前方路面の濃淡画像を撮影する撮像手
段と、前記撮像手段からの画像において画像の底部の個
々の画素から画像の上方に向けて画素の輝度変化量を求
めその変化量が所定の値以上である画素のうち画像の底
部に最も近い画素を求める輝度変化検出手段と、前記輝
度変化検出手段で求めた画素の画像座標系での位置から
実世界の座標系での位置を求める世界座標系検出手段と
、前記世界座標系検出手段で求めた輝度変化画素の実世
界の座標から道路の曲率と曲率半径を求める曲率検出手
段と、検出した結果を運転者に表示する表示手段を備え
たから、輝度変化検出手段で輝度が変化している画素を
求めてそれを道路の端と判断し、求めた画素の画像平面
上での位置を撮像手段を原点とした実世界での座標に変
換して正確な道路の曲率と曲率半径を求めることができ
、画像を使用して曲率を認識できて運転者に正確な状況
判断を行わせることができる。
【0025】また、世界座標系検出手段において求めた
輝度変化画素の世界座標系での位置から道路が直線路ま
たはカーブであるかを検出するカーブ検出手段と、直線
路、左または右カーブを運転者に表示する表示手段を備
えたから、輝度変化画素の世界座標系での位置から道路
の左または右カーブを検出でき、画像を使用して直線路
または左右カーブを認識できて運転者の慢然運転時に注
意を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の車両用道路形状認識装置の
ブロック図
【図2】同車両用道路形状認識装置の車両前方の道路画
像の例を示す図
【図3】同車両用道路形状認識装置の画像座標系と世界
座標系の対応図
【図4】同車両用道路形状認識装置の世界座標系に変換
した図
【図5】本発明の他の実施例の車両用道路形状認識装置
のブロック図
【図6】従来の車両用道路認識装置のブロック図
【符号の説明】
6  撮像手段 7  輝度変化検出手段 8  世界座標系検出手段 9  曲率検出手段 10  表示手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  車両の前方路面の濃淡画像を撮影する
    撮像手段と、前記撮像手段からの画像において画像の底
    部の個々の画素から画像の上方に向けて画素の輝度変化
    量を求めその変化量が所定の値以上である画素のうち画
    像の底部に最も近い画素を求める輝度変化検出手段と、
    前記輝度変化検出手段で求めた画素の画像座標系での位
    置から実世界の座標系での位置を求める世界座標系検出
    手段と、前記世界座標系検出手段で求めた輝度変化画素
    の実世界の座標から道路の曲率と曲率半径を求める曲率
    検出手段と、検出した結果を運転者に表示する表示手段
    を備えた車両用道路形状認識装置。
  2. 【請求項2】  曲率検出手段と表示手段に代えて、世
    界座標系検出手段において求めた輝度変化画素の世界座
    標系での位置から道路が直線路またはカーブであるかを
    検出するカーブ検出手段と、直線路、左または右カーブ
    を運転者に表示する表示手段を備えた請求項1記載の車
    両用道路形状認識装置。
JP3047879A 1991-03-13 1991-03-13 車両用道路形状認識装置 Pending JPH04283900A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6134509A (en) * 1997-01-27 2000-10-17 Nissan Motor Co., Ltd. Road curvature estimating apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6134509A (en) * 1997-01-27 2000-10-17 Nissan Motor Co., Ltd. Road curvature estimating apparatus
DE19803043B4 (de) * 1997-01-27 2006-11-23 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Vorrichtung zum Schätzen von Straßenkrümmungen

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