JPH0436878A - 走行路検出装置 - Google Patents

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】

〔発明に利用分野〕 この発明は、自動車や無人搬送車などにおける自動走行
用の道路領域を、画像処理によって認識する走行路検出
装置に関する。 〔従来技術〕 従来の道路領域の認識装置としては、例えば、特開昭６
３−１４２４７８号公報に記載のものがある。 上記の装置Ｕにおいては、車両前方に設置されたカメラ
から画像を人力し、白線候補点を抽出した後、Ｉ−）ｏ
ｕｇ）ｉ変換によって直線を４！ｌ！出し、その直線を
走行路の端を示す白線として認識するものである。また
、この装置ａにおいては、白線候補点の検出の前処理と
して、縦方向のエツジを持つ点を白線以久の点として除
去することによって精度を上げるように構成している。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、」二記のような従来の道路領域の認識手
段にあっては、黒から白そして黒に変化する点を白線候
補点とし、かつ、候補点全体にわたってＨｏｕｇｈ変換
を行なうことによって直線検出を行なう手法となってい
た。そのため、 ■画面全体の白線候補点についてＨｏｕｇｈ変換を行な
う必要があるので処理時間が長くなる。 ■白線の無い道路端の検出ができない。 ■道路のカーブ度合いの計測が不能、などのＩｎ題があ
った。 本発明は、上記のごとき従来技術の種々の問題を解決す
ることを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 」二記の目的を達成するため１本発明においては、特許
請求の範囲に記載するように構成している。 第１−図は本発明の機能を示すブロック図である。 まず第１図（ａ）は第」−請求項に対応するものである
。図において、ビデオカメラ１．００は、車両前方の道
路画像を撮像するものであり、通常のビデオカメラであ
る。また、前処理手段］、　Ｏ］は、ビデオカメラ］、
　ＯＯからの信号製入力してエツジ点（レーンマーカや
道路端に相当すると予想され＝４ る明暗度の変化する点、具体的には「暗→明→暗」又は
「明→暗」と変化する点）を抽出するものである（詳細
は第３図のＰ３で後述）。またウィンドウ設定手段１０
２は、前回の演算時における直線式の近傍にウィンドウ
を設定する（詳細は第４図のＰＩＯで後述）。また候補
点抽出手段］、　Ｑ　３は、その設定されたウィンドウ
内における複数のエツジ点の座標を計測する（第５図で
詳細説明）。 また、直線検出手段１０４は、上記エツジ点を直線近似
して直線式を求め、さらに直線の確からしさを求める（
第６図で詳細説明）。また、時間平均化手段］０５は、
直線近似によって求めた直線式を時間的に平滑化する（
第７図で詳細説明）。 上記時間平均化手段の出力、すなわち上記の平均化され
た直線はレーンマーカや道路端に対応するものであるか
ら、この直線を車両前方の走行路を示すものとして後続
の表示装置や自動操舵装置等に与える。 また、前処理手段１０１の具体的構成としては。 例えば、入力画像Ａ　（Ｘ　＋　ｙ　）に対し、Ｘ方向
の微分値ΔＸ−（ｘ　＋　ｙ　）とＸ方向の微分値へＹ
　（ｘ　＋　ｙ　）を基に、ｔａｎ−”△Ｘ（ｘｒｙ）
／△Ｙ（ｘ、ｙ）或いはそれに準じる演算を行なうこと
により、エツジの方向を表わす量を出力する手段であっ
て、求めるへきレーンマーカまたは道路端の画像」二で
の傾きと略一致する方向を持つエツジをエツジ点とする
構成を用いることが出来る。 また、第１請求項の構成で複数本のレーンマーカの位置
を計測し、さらに各レーンマーカに対応した直線の確か
らしさを基に、求めるべきレーンマーカの本数を決定す
ると共に、出力される直線式と左右、中央のレーンマー
カとの対応づけを決定することも出来る（第８図で詳細
説明）。 さらに上記の構成において、直線の確がらしさの高い直
線は走行路の端を表わす直線であると判断し、確からし
さの低い直線は破線のレーンマーカであると判断するこ
とも出来る（第８図で詳細説明）。 また、第１請求項の構成で複数本のレーンマーカの位置
を計測し、さらにそれぞれの直線式の傾きにより、現在
走行中の車線を識別することも出来る（第８図で詳細説
明）。 なお、］二記の前処理手段１０１、ウィンドウ設定手段
］０２、候補点抽出手段１．０３、直線検出手段１０４
および時間平均化手段１０５は、後記第２図の画像処理
部２に相当し、例えはマイクロコンピュータで構成され
る。 」−記のように、第１−請求項に記載の発明においては
、重量の演算時における直線式の近傍にウィンドウを設
定し、そのウィンドウ内にお

【づる複数のエツジ点の座
標を計測するように構成したものであり、画像の時間的
連続性に着目し、道路端やレーンマーカの存在する領域
、画像Ｊ−にお（プる傾きなどを予測することによって
探索エリアを削減し、短い処理時間で信頼性の高い認識
処理を行なうことが出来るようにしたものである。 なお、本発明において、レーンマーカとは、道路上に引
かれた白線などのように走行路の端やセンターラインな
どを示す線状の目印である。また、道路端とは道路の端
部と他の領域との境となる溝、段差、中央分離帯（芝生
や植木等）などであって画像上で明暗の識別が出来るも
のを意味する。 次に、第１図（ｂ）は第２請求項に対応するものであり
、レーンマーカ検出手段１０６は、現在走行中の車線の
左右のレーンマーカ（道路端を含む）を検出する。なお
、レーンマーカ検出手段１０６としては、第１請求項に
記載した構成を用いてもよいし、或いは前記した特開昭
６３−１．、４．２４７８号公報に記載の構成を用いて
もよい。また、エツジ点検出手段１０７は、」１記の検
出されたレーンマーカ間の画像を走査し、エツジ点の有
無と位置を調べる（第９図で詳細説明）。また、障害物
判定手段１０８は、上記エツジ点が所定時間以」−継続
して存在したとき、走行車線中に障害物があると判断す
る（後記第９図において詳細説明）。 」１記のように第２請求項に記載の発明においては、先
行車両等のような道路」二における障害物を検出するこ
とが出来、自車の走行レーン内の先行車や障害物と、他
レーンの先行車や道路外の障害物とを弁別することが出
来る。したがってこの結果を用いて、自動操舵制御やプ
レーキンク制御を行ない、障害物の回避や減速等の制御
を行なうことが出来る。 次に、第１−図（ｃ）は、第３請求項に対応するもので
あり、前処理手段１０１は、ビデオカメラ１００からの
信号を入力してエツジ点を抽出する。 また、放物線近似手段１．０９は、上記エツジ点を、水
平方向をＸ軸、鉛直方向をＸ軸としたとき、Ｘ＝ａｙ２
＋ｂｙ＋ｃなる放物線で近似する（詳細は第３図のＰ８
で説明）。また、カーブ度検出手段１１０は、」１記ａ
の値を時間的に平滑化し、カーブ度（道路の曲かり度合
い）として出力する（詳細は第３図のＰ８で説明）。 」１記のように第３請求項に記載の発明においては、道
路前方のカーブ度を検出することが出来る。 そのため自動操縦の場合に、安定した予見的なステア制
御が行なうことが可能となる。また、求められたカーブ
度に応してヘッドライトの向きを制御することにより、
車両の進行する方向を有効に照明する装置を実現するこ
とも出来る、など多くの用途に応用可能である。 〔発明の実施例〕 第２図は、本発明の一実施例のブロック図である。第２
図において、１はビデオカメラであり、車両前方に前方
向きに設計面されている。また、画像処理部２は、例え
ばマイクロコンピュータで構成され、ビデオカメラ１か
らの映像信号を入力して画像処理を行ない、走行路を検
出する。この画像処理部の検出結果は、図示しない車両
制御装置等の外部装置に送られ、自動走行制御等に用い
られる。また、表示部３は画像処理部２の検出結果を表
示するものであり、例えばＣＲ，Ｔ表示装置や液晶表示
装置等である。 次に、第３図は画像処理部２における演算処理の全体を
示すメインフローチャーｌ〜である。 第３図において、ますＰ］では、電源投入時にイニシャ
ライズによって道路端の式を初期化する。 次に、Ｐ２では、ビデオカメラ１からの画像信号を入力
する。 次に、Ｐ３では、入力した画像信号を前処理してエツジ
点を検出する。なお、エツジ点とはレーンマーカや道路
端に相当すると多想される明暗度の変化する点、具体的
には［暗→明→ｌ’＃　Ｊ又は「明→ｌＩｉ′ｆＪ　と
変化する点である。 次に、丁〕４では、レーンマーカまたは道路端の検出を
行なう。このレーンマーカの検出については後記第４図
で詳述し、さらに第４図内の各パー１−については第５
図〜第７図において詳述する。 次に、Ｐ５ては、Ｉ）７１で検出したレーンマーカまた
は道路端の検証を行なう。この検証については、後記第
８図で詳述する。 次に、Ｐ６では、２車線道路の場合における走行レーン
の認識を行なう。この走行レーンの検出に関しても後記
第８図で詳述する。なお、１車線道路を走行中は、走行
レーンの検出を行なう必要はない。 次に、Ｐｌでは、走行しでいるレーン前方での障害物や
先行車を検出する。この障害物検出については後記第９
図で詳述する。 ６ζに、Ｐ８では、カーブの度合いを計測する。 このカーフ度のｄ１測に関しては詳細を後述する。 １−、記Ｐ２〜Ｐ８の処理が終了すると、再びＰ２に戻
り、次の画像を人力して同様の演算処理かｔｊなわれる
。 次に、に記のメインフローチャー１・の各バー［〜Ｐ１
〜Ｐ８についてそれぞれ詳細に説明する。 まず、Ｐｌのイニシャライズとして、道路端またはレー
ンマーカのおよその位置を仮定する。なお、本発明が適
用されると思われる自動走行車両などにおいては、専用
道路または高速道路のように）Ｊ−ブのゆるやかな道路
を走行するものと予想されるが、そのようなカーブのゆ
るやかな道路では、道路端や１ノーンマーカは直線に近
似できるので直線式で与える。求める直線の本数をＬと
すると、それぞれの画面」−での直線式を、ｘ　＝　ａ
　＋−ｙ　＋　ｌ）　ｌ　　　ｉ　＝　１−　Ｌとする
。なお、直線の本数■、は走行する道路によって変化す
るが、Ｌ　＝　２またはＬ＝３とする。イニシャライズ
ではＬ　＝　２としておく。 次に、Ｐ２でビデオカメラ］の画像信号を入力し、Ｙ）
２３で［）１ｉ処理によってエツジ検出とエツジの方向
を求める。以下、エツジ検出とエツジの方向検出につい
て説明する。 人力画像をΔ（ｘ、　、　ｙ　）　　（ｘ、　＝　１−
２５６　、　ｙ１〜２４０）どじ、前処理画像を］３（
ｘ　＋　ｙ　）とすると、Ｂ　（ｘ、　＋　ｙ　）は次
のようにして求める。 ΔＸ（ｘ、、ｙ）＝Ａ（ｘ−１，ｙ−１，）＋２・Ａ（
ｘ−］、い＋Ａ（ｘ−１，、ｙ＋Ｉ）（Ａ（ｘ÷１＋ｙ
−］、）→−２・Δ（ｘ＋］、　ｙ）−１−Ａ（ｘ＋Ｉ
、ｙ＋１））ΔＹ（Ｘ、ｙ）＝Δ（ｘ−１，ｙ−１，）
＋２・Ａ、（ｘ、　ｙ−］、）＋ハ（ｘ”ｌ　＋ｙ−１
，）−（Ａ（ｘ〜１．、ｙ＋］、）＋２ａＡ（ｘ、　ｙ
”１．）＋Ａ、（ｘ”ｉ、＋ｙ”１．））ｔ、（ｘ＋ｙ
）−ｓｇｎ（ΔＸ（ｘ、ｙ）Ｌ　しａｎ−”　（Δｙ（
ｘ、ｙ）／△Ｘ、（ｘ、ｙ））上記のことき前処理はパ
イプライン式の画像処理装置において高速度で実行する
ことが出来るので、画像人力と同時に演算を行なっても
よい。 次に、Ｐ４のレーンマーカ（道路端を含む。以下同じ）
の検出について説明する。 第４図は、レーンマーカの検出の演算処理を示すフロー
チャーｊ−である。第４図において、ます、Ｐ　］、　
Ｏては、前回の演算における直線検出の結果を基に走査
ウィンドウを設定する。例えば２本の直線を求めたい場
合には、前回の直線の結果がＸＩ　＝　ａ　１ｙ　＋　
Ｉ）　。 ｘ＝ａ、、ｙ＋ｂ２ であったとすると、第１の直線（最も左側の直線とする
）に対応するウィンドウは、 」−式において、Ｔ　ｈは止め定められた閾値である。 また、Ｂ　（ｘ　＋　ｙ　＞は、エツジの存在しない点
では０で、エツジ点ではそのエツジ方向を示す値となる
。その値はＯ〜３６０°を示すか、適当な数値に変換さ
れて格納されているものとする。 第２の直線に対応するウィンドウは、 なる範囲内とする。なお、上式において、αは適＋、！
ｉ　（３２画素程度の）な定数である。また、第１のウ
ィンドウと第２のウィン［−ウは互いに接するが、その
境界は、第１、第２の直線のちょうど中間点を結ぶ直線
とする。 また、３木の直線を検出するときは、第１−のウィンド
ウは同様であり、第２のウィンドウ（中央の直線）は そして、第３のウィン１ヘウ（右側の直線）は、とすれ
ばよい。 次に、■〕１１の候補点の探索について説明する。 レーンマーカの候補点は各ウィンｌ−ウのｙｌｌｌｌ、
≦ｙ≦ｙｗａｘの間で探索する。 第５図は候補点探索の演算処理を示すフローチャーＩ−
である。第５図において、ます、画像の縦方向（ｙ　！
ｔｌｌ　）の値を適当な値（ｙ、ｔｎ）に設定する。こ
のｙＷ、、ｎは、消失点よりやや下の位置に設定する。 そして、例えば、ｙ□３．からｙｍａゆまでの範囲をｙ
４．１Ｌｃｂおきに探索するものとし、ｙＩＩＩｎ、ｙ
ＩＩａＸ、ｙｊ・＋＋Ｃ１・の値は予め設定しておく・
また、」＝１に初期化する。次に、検出すべき直線か右
にかりの場合、すなわち直線か左側（第１の）のレーン
マーカや、追い越し車線走行時における中央（第２の）
のレーンマーカである場合は、ウィン１くつ内を右から
左に走査させる。また、左上がりの直線（右側のレーン
マーカなど）の場合は逆に左から右に走査させる。つま
り、走行レーンからり）側の方向に探索する。そして、
最初にＢ　（ｘ　＋　ｙ　）、０なる点を発見したとき
、そのときのＸの値をｃ（ｊ）としてδ己憶する。 なお、０は左側のレーンマーカについては、ｙ軸に列し
て］−０５°〜１６５°の右上がり方向で、かつエツジ
の左側か白、右側か黒の点くすなわち右」二かり白線の
右端のエツジ点）とする。つまり］、　０５°＜Ｂ（ｘ
、ｙ）＜１６５°なら候補点とする。同様に片側２車線
の場合、中央のレーンマーカ（第２の直線）については
、−７５°〜７５゜とする。そして、右側のレーンマー
カについては、］５°〜７５°とする。また検出すべき
直線が２本の時は、第２の直線については］５°〜７５
゜とすれはよい。 なお、−１−記のように、左側の１ノーンマーカに対し
て白線の右側を検出するのは、インターチェンジ出に１
等の分岐路の際、内側の点を求めるためであり、もし、
インター出［］に向かいたい時は、白線の左端を検出す
」しばよい。この場合のＯは１９５°〜２５５°となる
。 また、０の値は前回の演算にお（づる直線検出の結果の
傾ぎａＩの値を用いることも可能である。 この場合は０　＝ｊａｎ　”（１／　ａ　）とおき、多
少の輻（±α）を持たせればよい。なお０−Ｏ±１８０
゜なる変換を行なえば、白線のみならす、段差等による
道路端を求めることも出来る。 また、ウィンドウ内に候補点がない場合は、ｃ（ｊ）＝
Ｏとして次に進む。こうして、Ｙ　”　ｌ！／　ｍａＸ
まて処理を行なう。そして以」二の処理を求めたい直線
の本数だけ繰り返す。 松に、第４図に戻って、Ｐ１２で直線式を当てはめる。 第６図は直線式の当てほめの演算処理を示すフローチャ
ー１〜である。第６図において、成る１本の直線に対し
て、候補点の数をＮとする。 まず、候補点の中から任意の２点を選びそれぞれ、ｊと
１くで表わす。候補点のＸ座標は（ｚ（ｊ）とｃ（ｋ）
に格納されており、ｘ　、＋　＝　Ｃ（、ｉ）、ｘ＋＋
−Ｃ（ｋ）とする。それぞれの候補点のＸ座標をｙ３、
ｙ３、とすると、ｙｊ、ｙｋは下式のように求められる
。 ｙ、＋　”　ｙＩＩ　Ｉ　ＩＩ±（Ｊ　　１　）’　ｙ
Ｉ’１ｔＣｂｙ’ｈ＝：）’ａｔｎ＋（１（、］−）’
ｙｐ＋ｔｃ＋＋この２点を結ぶ直線の傾きは θｑ＝ｊａｎ−’（Ｘａ　　ｘｋ）／　（ｙＩＹｋ）と
なる。この２点の内側の点ずへてを探索しながら、点０
コΔ１１！／Ｊ）と各点を結ぶ直線傾きＯＰを求める。 内側の点をＱとすると、 ｘｅ＝ｃ（Ｑ） Ｙｗ＝　ｌｌｌ’ｍｌｎ　＋　（１１１戸ｙＰＩｔｅｌ
＋Ｏｐ：ｊａｊｌ−”　（Ｘ　Ｊ　　Ｘ　ｔ）／　（ｙ
　、＋　　ｙＬ）である。もし、θＰ岬θ９なら、点Ｑ
は点、Ｊと点にとを結ぶ直線］二にあると判断できる。 したがってＱをに＋１から、ｊ−１（ｋ＜ｊとする）ま
で変化させなからθＰ≠Ｏｑなる点の数をカラン１−す
れば、その数は点Ｊと点にとを結ぶ直線上に何点の候補
点があるかという数ｎを与えることになる。そして１．
ｊとｌ（を変化させながら、最大のｒｌを与える、Ｊと
ｋを求めれば、点（Ｘ　Ｊ　Ｉ　ｙ　、）と点（ｘｋ＋
ｙｋ）を結ぶ直線式として ｘ＝ａｐ−ｙｌｂｐ が求まる。なお、に式において ａ　ｌ）　：　　　　　　　　　、　　　　ｂ　ｐ　＝
　　　　　　　　　８ｙ　Ｊ　＋　Ｘ　Ｊｙｈ　　　　
ＹＡ　　　　　　　　　　　　　ｙｈ　　　”Ｊｈであ
る。 直線上に乗った点の数ｎ（第６図ではｎ　＝　ｍ　）は
直線の確からしさを与える。そしてｎ＝Ｎ−２のとき（
Ｎは候補点の数）確からしさは最大となる。 なお、第６図では示していないか、候補点の見つからな
かった所、すなわちｃ（、ｊ）＝○の点は処理すべきて
はない。 以上の処理を直線の数だけ繰り返す。 次に、第４図のＰ　１　］に示した時間フィルタリング
によって結果を求める。この時間フィルタリンクは、基
本的には求まった直線式を時間的に平均化すればよいが
、よりよい応答性と信頼性を得るために、直線の確から
しさを基にした平滑化を行なう。以１：、時間フィルタ
リンクについて詳細に説明する。 ます、面回の結果の直線式を ｘ　：＝　ａ　０ｙ　＋　ｌ） とし、］−本の直線のみに着目（添字ｉを省略）する。 また、直線の当てはめ結果の式は ｘ、＝ａｐ０ｙ＋ｂ＋＋ であり、確からしさを９とすると、Ｏ≦ｒ１≦Ｎ２であ
る。 この時間フィルタリングの処理フロー髪第７図に示す。 第７図において、まず、ｙ−ｙ４１１、ｙ−ｙ、ａｘ上
でのＸの値をそれぞれの直線式で求め、Ｘ　ｎ　Ｉｎ、
Ｘ、ａｘ、　　Ｘｍ＋ｎｐ、　Ｘｍａｘｐとする。そし
て誤差としてｅｍＩｎ＝　Ｘｍ１ｎＰ　　Ｘ＋＋ｉｎ、
ｅ　ｗａｘ　＝　Ｘ　ｍａＸＰ　　ｘ、　ｗａｘを求め
る。ここで、最大値がある範囲内に収まるように制限を
加える。そして、新しい直線式のｙｍｌｎ、Ｊ−のＸ値
をＸ、Ｉｎｑ、ｙｌ、ａｘ上の点をＸｍａＸＱとして Ｘ、ｍ１ｎＱ＝　　　　　　　　’　　ｅｍｌ＋＋＋　
ＸｍＩｎｘｍａｘｑ＝　　　　　　°ｅｍａｘ＋Ｘｍａ
ｘというフィルタリンクを施す。 最終結果としての直線式は ｘ＝ａ　ｙｌｂ ａ””（Ｘｍ＋ｎｑ　　ｘｍａｘＪ／（ｙｍａｎ　　Ｖ
ｍａｘ）ｔ）　＝　ａ　’　ｙｍａｎ　　Ｘ　ｍｌｎ’
１である。以上の処理を求めるべき直線の数だけ行なう
。そして。 ｘ　＝　ａ　ｉ　ｙ　＋　ｂ　＋　　　（３，＝　１−
　Ｌ　）を結果とする。このように確からしさにより、
直線式の更新を行なうため、直線が確かな時は大きく修
正、そうでない時は、少したけ修正され、ノイズに対し
て強い直線検出となる。 なお、上記の処理は次のように行なってもよい。 ａ　”　　　　　　　（ａ　Ｐ　　　ａ　）ｂ＝　　　
　　　　（ｂＰ−ｂ） 以上で第４図に示したレーンマーカの検出処理が終わる
。 次に、第３図のＰ５に示した検証、すなわち求まった直
線式と確からしさとの時間的な平均によって、直線式の
検証と、求めるべき直線の本数を決定する。求めるべき
直線の数が３本の時は、その整合性を判断する。 第８図はＰ５の処理内容を示ずフローチャー１・である
。第８図において、第ｊ番めの直線式をＸ＝ａＩ−ｙｌ
ｂ、、直線の本数をＬとする。また、１番１」の直線の
確からしさをｎｌとする。 まず、直線の確かでない区間（時間）ｓＩを求める。Ｔ
）ｌがある値以」二の時は、その直線は確かであると判
断し、ｓ　＋　＝　Ｏとおく。ｎ＋がある値未満の時は
５Ｉ＝１を加える。このＳｌは直線１が連続して何区間
通かてないかを表わす。また、ｎは直線か実線であるか
破線（センターライン）であるかをも示すことか出来る
ので、ｎｌが約半分（Ｎ’　／　２　）以上あれは実線
、それ以上てあれば破線と判断する。 次に、各直線の最上部（ｙ＝　ｙｌｔｌｌｌ）のＸアド
レスに求めてＸｍｌ＋＋１とする。このＸｍ１ｎＬか所
定の範囲内に入っていればＯＫであるが、そうでない時
はその直線は確かでないと判断し、イニシャライズする
（この場合のイニシャライズについては後述）、■−記
の所定の範囲内とは、消失点の位置近傍とすればよい。 これは、カメラか固定されていれば、また、カーブが緩
やかであれは、予め設定しておくことができる。 次に、第８図のＰ２１〜Ｐ２８に基ついて説明する。ま
す、Ｌ　＝　２の時について説明する。 Ｐ　２　］−、直線の下部の点（ｙ＝ｙヨａｘ）におけ
るχアドレスＸ＋＋ａｘｌを求め、２つの点（ＸヨａＸ
ｌ、Ｘ　ｍａＸｚ　）が近過ぎないか否かを判断する。 近すぎる場合は、直線］は右上がり（ａ、＜０）、直線
２は右下かり（ａ　、＞　Ｏ）と仮定できるので、その
傾きの小さい方の直線をイニシャライズして本処理を終
ｒする。 Ｐ２２．もし、直線１が実線、直線２か破線であれは、
センターラインの向こう側（右側）のラインを検出する
ためにＬ＝３とし、直線３をイニシャライズ（新発生）
する。 もし、直線１が破線、直線２が実線であれは、左側のラ
インを新たに検出するためにＬ　＝　３とし、直線２の
式を直線３の式に代入し、直線１の式を直線２の式に代
入し、直線］をイニシャライズする。すなわち直線３が
右側のライン、直線２が中央ラインを表わす。 Ｐ２３゜もし、直線２が右上がりなら、２本の直線の右
側を走行していることになり、したがって、Ｌ　＝　３
とし、直線３をイニシャライズする。 そして、第２レーン（左から２番めのレーン）を走行し
ているものと判断する。 もし、直線１が左」二かりなら、同様であるか、■、−
３とし、直線２を直線３に代入し、直線１を直線２に代
入し、直線１をイニシャライズする。 そして、走行しているレーンは第ル−ンであると判断す
る。 Ｐ２４．もし、Ｓ、がｋｔ（約１秒）以」二を示した場
合、すなわち第１の直線か］秒位連続して確かでない時
には、第２の直線（右側）か左上がりなら直線１をイニ
シャライズすると同時に、車両が道路から左側にはみ出
たと判断し、異常とする。 また第２の直線が右−Ｌがりなら直線式２を直線式１に
代入し、直線２をイニシャライズする。 もし、Ｓ、すなわち右側の直線がｋｔ以上確かでない時
には、１と２を逆にする以外は上記と全く同様の処理を
行なう。 以上のどれにもあてはまらない場合は、正常に直線検出
されているものとして、検証処理を終える。 次にＬ　＝　３の場合について説明する。 Ｐ２５．Ｌ＝２の場合と同様に、ｙｌｌａｘ上でのＸの
アドレスＸＩＩゎ＋（］＝１〜３）を求め、隣りの直線
と近づき過ぎた時には、直線１または３をイニシャライ
ズする。 Ｐ２Ｏ，もし、直線１−が破線で直線２が実線の場合に
は、直線］が中央の線となるように、直線２を直線３に
代入し、直線上を直線２に代入し、かつ直線１をイニシ
ャライズする。そして、第２レーンを走行中と判断する
。 もし、直線３が破線て直線２が実線の場合には、直線３
が中央の線となるように、直線２を直線１に代入し、直
線３を直線２に代入し、かつ直線３をイニシャライズす
る。そして、第］−レーンを走行中と判断する。 Ｐ２７．もし、ｓｌかに、を超えた場合に、直線２が右
上がりなら直線２を直線］、直線３を直線２どし、１．
−２とする。すなわち、元の直線１−を破棄する。また
、直線２か左」；がりなら、直線１をイニシャライズす
るか、この場合には、車両か道路左側にはみ出たと判断
する。 もし、ｓ３かに、を超えた場合には、上記と同様の処理
を、直線１と直線３をｊφにして行なう。 もし、ｓ、、かｋ　、を超えた場合には、直線３を直Ｆ
Ａ２に代入し、Ｌ　＝　２とする。１貞線」はそのまま
にしておけはよい。 Ｐ２８．最後に、以ヒのどれにもあてはまらない場合に
は、中央の直線が左上がりなら、第ル−ンを、右上かり
なら第２レーンを走行中と判断して検証処理を終える。 次に、第１０図は」−記第８図中で説明したイニシャラ
イズの処理を示すフローチャートである。 第１０図において、イニシャライズすべき直線が１の時
は直線２より左側に、２の時は（この場合はＬ　＝　２
の時なので）直線１より右側に、３の時は直線２の右側
に、それぞれｙｌ、１庁標てｒｌｌｌｌｌだけ、：）’
ｗａｘ座標で１７　ｗ＋ａｘだ（づ、離れた点同士を結
ぶ直線を発生させる。なお、１・、１１、ｒヨａ８は定
数であるが、Ｏ＜　ｒ’　ｍｉｎ　＜　ｒ　ｗａｘであ
る。 次に、第３図のＰ　７に示した障害物や先行車の検出に
ついて説明する。第９図は障害物等の検出の処理を示す
フローチャーＩ〜である。第９図の処理は、現在走行し
ている車線上の障害物を抽出するものであり、走行車線
の両端の直線式の間を走行レーンとみなし、そこにある
エツジ点数を基に判断する。 エツジ点数は前処理画像を走査することによって開側す
るが、走査範囲は、 Ｘ軸方向　ｙ□、〜ｙ＊ａｘ　　画面上部からド部へＸ
軸方向・ｘ　□＝　ａ　ｒ　’　ｙ　＋））　＋ｘ２”
”ａ＋＋＋’ｙ＋ｔ−＋＋＋＋としただし、　左車線走
行時は］＝１ 右車線走行時は〕＝２ とする。 この間でＸ軸を主走査方向として前処理画像を調べる。 結果として、成るｙに対して ■エツジ点数 ■最も左側にあるエツジのＸア１〜Ｉノス■最も右側に
あるエツジのＸア１〜ルス２７＝ を求め、 ｉｆ　　エツジ点数≧Ｔ１】１ かつ　Ｘ右−Ｘ左≧−ｒｈ。 の場合に障害物があると判断する。 」１記の処理をｙ軸（副走査方向）の値を変えなから行
ない、最も下側（ｙの大きい方）にある障害物を障害物
の位置とする。 そして、成る期間（０，２秒位）のあいた連続して″障
害物あり″と判断された場合に、最終判断として障害物
かあるものとする。 次に、前記第３図のＰ８に示したカーブ度のＨｌｄｌり
について説明する。 道路のカーフ度の開側は、レーンマーカを２次曲線（放
物線ンで近イ収することによって行なう。 ２次曲線近似は、レーンマーカの認識処理で求まめられ
た直線」二の候補点を対象として最小自乗推定を行なう
ことによって求める。また、候補点は、右車線を走行中
は右側の直線、左車線を走行中は左側の（最も確からし
い）直線についてのみ行な上記の２次曲線近似において
、放物線の式をｘ＝ａｙ”＋ｂｙ＋ｃ とすれは、係数ａ、）〕、Ｃが求めるパラメータである
。上記の係数ａ、ｂは前述した直線式の係数ａ、ｂとは
異なるものである。 まず、得られた候補点の座標値を（ＸＪ、ｙ、１）（た
だし、ｊ−１〜Ｍ）どする。Ｍは直線上の候補点の数で
ある。 近似誤差を６　、＋とすると ｅＪ＝ｘＪ　ａ　ｙＪ−ｂ３’ｌ　　ｃである。 上記の誤差ｅ」の自乗和を最小にするａ、ｂ、（〉をそ
れぞれ求めると。 ΣｅＪ２−Σ（ｘ、ｒ’−２ａ　ｘｙＸ＋ａ２ｙ、＋’
＋ｂ２ｙ、ｒ′＋２ｂ　ｃ　ｙａ＋ｃ’２（ｂｘｊｙｊ
＋ｃｘＪ−ａｂｇ　−ａｃｙＪ′）　）よって よって Ｄ　　　　　　　　Ｄ　　　　　　　Ｄたたし ■）＝Σｙ　、　′・Σｙ１２・Ｎ４＋Σｙ、′・Σｙ
、′・Σｙ、＋Σき戸・Σｙ、′・Σｙ。 Σｙ１．′・Σｙ、′・Σｙ４′−Σｙ１４・ΣｙＪ・
Σｙ、、−ΣｙＪＪ・ΣｙＪ−Ｍ１）ａ−Σｘ、・Σｙ
、、′・Σｙａ’・Ｍ＋Σｘ、・ΣｙＪＪ・Σｙ４＋Σ
Ｘ薊’Σｙｌ’Σｙｊ′ΣＸ＋’ΣｙＩ′、ΣｙＩ′−
Σχ、＋ｙｊ”ΣｙＪ１ΣｙＪ−ΣＸＪ！ＩＩＪ’Σｙ
ＪＩＨＭＤ２、＝Σｙ、４．Σｘ、＋ｙ、＋・Ｍ＋ΣＸ
３ｙ、＋′・Σｙｈ’Σｙ、２＋Σ、Ｊ、Σχ、・Σｙ
Ｊ′−ΣｙＪパΣＸＪ！／１’ΣｙＪ′−ΣＸＪ’Σｙ
トΣｙＪ４−ΣＸＪｙＪ”ΣｙＪ３ゝＭＤｃ−ΣｙＪ４
．．ΣｙＩ′°ΣＸＪ＋ΣｙＪ３　、ΣＸ、＋ｙａ’Σ
ｙｊ′＋ΣｙＪ１°ΣｙＪ°ΣＬｙ、＋Σγ、＋ｙ、＋
”Σｙ、２．Σｙ１′−ΣＸ、＋ｙｊＨΣｙ、、４．Σ
ｙＪ−ΣＸＪ’ΣｙＪ３１ΣｙＩ３上記のようにして求
められたａ、ｂ、Ｃの値をそれぞ員２時間的に平滑化す
る。すなわち前回の演算における値をａＩ−１、ｂｔ−
１、Ｃｔ−１とし、更新値をａ　ｔ　＋　　ｂ　＋、ｃ
ｌとすると、Ｂ　ｔ＝　α（ａ　−ａ　ｔ−、）＋ａ　
ｔ−ｘｂ、＝α・（ｂ　　ｂ　ｔ−＋　）　＋　ｂ　ｔ
　−１Ｃｔ＝α争（ｃ　　ｃ　ｔ−１）＋　ｃ　ｔ　−
１として求めることが出来る。なお、α＝Ｏ１１程度で
ある。 」二人において、ａｔの値かカーフ度を表わし、ａ、〉
０　　　右カーフ ａ　ｔ　＜　Ｏ・　左カーブ である。 以上で一連の処理か終了し、前記第３図のＰ　２に示し
た画像入力に戻り、処理を繰り返す。 こうして１時々刻々と直線式や走行レーン、カーブ度、
障害物情報か得られる。 自動操縦の場合を考えると、迷路か直線の時には左側の
直線が成る一定の位置にくるように操ｑニ制御すればよ
い。また、カーブ路では、カーブ度を加えた操舵を行な
えはよい。すなわち、あるｙ座標上での直線式のＸのア
Ｉ・レスと基準値との誤差をｅｘとし、カーブ度をａ、
とすれば、ステアリンク角として φ＝に、１・ｅｘ＋　ｋ２ａ＋ のような決定法を行なえばよい。なお、上式においてに
１、ｋ２は適当な定数である。 また、障害物の位置は、カメラ座標としてノ５．えられ
、そのｙ座標の値は距離に対応する。したかって、障害
物のｙ座’Ｍ　ｙ　ｖが一定値を超えた場合には、警報
を発したり、フレーキンクを行なう。 また、■、−３なら２￥１．線道路であるから車線変更
を行なってもよい。 さらに走行レーンが異常（はみ出た）と判断された場合
にもフレーキンクを行なう。 他の応用例としては、道路のカーブ度に応してヘッドラ
イ１〜の向きを自動的に制御する力法が考えられる。こ
の場合はカーブ度のみを用いればよく、φ＝に、、　、
１　ａ　ｔなる方向に照射するよう制御すればよい。 〔発明の効果〕 以Ｊ−説明してきノーように、この発明によれば、前回
の演算結果を基にウィンドウを設定し、ウィンドウ内で
決められた傾きを持つエツジを探索し、直線近似と時間
フィルタリングによる直線式の修止を行なうように構成
したことにより、■イ１゛実で、処理時間が短く高応答
性であり、かつ高信頼性のレーンマー・力と走行車線の
Ｍ２　Ｈｆｉを行なうことか出来る。また、走行レーン
に限って前方障害物を検出するように構成したことによ
り、走行レーン中の先行車や障害物と他レーンの先、行
事や道路外の障害物とを弁別することが出来る。また、
ウィンドウ内の候補点を２吹曲線近似することによって
カーブ度を求めるように構成したことにより、予め走行
路前方のカーブの程度が判るので、自動操縦の場合に安
定した予見的なステア制御が行なうことが出来、さらに
へ゛ツ１−ライトの向きの制御などにも応用することが
出来る、等の多くの優れた効果が得らＪしる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能ブロック図、第２図は本発明の一
実施例のブロック図、第３図は本発明の全体の演算処理
を示すメインフローチャートの一実施例図、第４図はレ
ーンマーカ検出処理の一実施例を示すフローチャー１・
、第５図は候補点探索処理の一実施例を示すフローチャ
ート、第６図は直線あてはめ処理の一実施例を示すフロ
ーチャート、第７図は時間フィルタリング処理の一実施
例を示すフローチャー１〜、第８図は検証処理の一実施
例を示すフローチャー１〜、第９図は障害物検出処理の
一実施例を示すフローチＡ・−ト、第１０図はイニシＡ
・ライズ処理の一実施例を示すフローチャー１・である
。 〈符号の説明〉 】−・ヒデオカメラ ２・・画像処理部 ３　表示部 ］、、　ＯＯ・・ヒデオカメラ １、　Ｏ］　　前処理手段 ］−〇２　ウィンドウ設定手段 ］−０３候補点抽出手段 １−０４・・直線検出手段 ］、、　０６・・レーンマーカ検出手段１０７・・・エ
ツジ検出手段 １０８・・・障害物判定手段 １０９　放物線近似手段 １　］−０カーフ度検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両前方の道路画像を撮像するビデオカメラと、 上記ビデオカメラからの信号を入力してエッジ点を抽出
   する前処理手段と、 前回の演算時における直線式の近傍にウィンドウを設定
   するウィンドウ設定手段と、 その設定されたウィンドウ内における複数のエッジ点の
   座標を計測する候補点抽出手段と、上記エッジ点を直線
   近似し、直線式を求める直線検出手段と、 上記の直線近似によって求めた直線式を時間的に平滑化
   し、レーンマーカや道路端を示す直線として出力する時
   間平均化手段と、を備えたことを特徴とする走行路検出
   装置。 ２、車両の前方の道路画像を撮像するビデオカメラと、 現在走行中の車線の左右のレーンマーカを検出するレー
   ンマーカ検出手段と、 上記の検出されたレーンマーカ間の画像を走査し、エッ
   ジ点の有無と位置を調べるエッジ点検出手段と、 上記エッジ点が所定時間以上継続して存在したとき、走
   行車線中に障害物があると判断する障害物判定手段と、
   を備えたことを特徴とする走行路検出装置。 ３、車両前方の道路画像を撮像するビデオカメラと、 上記ビデオカメラからの信号を入力してエッジ点を抽出
   する前処理手段と、 上記エッジ点を、水平方向をｘ軸、鉛直方向をｙ軸とし
   たとき、ｘ＝ａｙ＾２＋ｂｙ＋ｃなる放物線で近似する
   放物線近似手段と、 上記ａの値を時間的に平滑化し、カーブ度として出力す
   るカーブ度検出手段と、を備えたことを特徴とする走行
   路検出装置。