JPH05149756A - Driving road recognition device for traveling vehicle - Google Patents

Driving road recognition device for traveling vehicle

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JPH05149756A
JPH05149756A JP34210691A JP34210691A JPH05149756A JP H05149756 A JPH05149756 A JP H05149756A JP 34210691 A JP34210691 A JP 34210691A JP 34210691 A JP34210691 A JP 34210691A JP H05149756 A JPH05149756 A JP H05149756A
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JP
Japan
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road
recognition
knowledge base
feature amount
traveling
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JP34210691A
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Masanori Kobayashi
正典 小林
Hiroyuki Takahashi
弘行 高橋
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a driving road recognition device for a traveling vehicle which can perform recognition processing at a higher speed. CONSTITUTION:A road image indicating an environment of an outside world of a traveling vehicle is input at a road image input part 11 and a candidate point set W of a white line of the driving road is extracted from the road image at a line candidate point extraction part 12. A driving road recognition means 20 refers to a global recognition base 30, performs operation of a driving road shape X, a vehicle position Y, and a vehicle posture Z based on the candidate point set W, and then outputs them as a recognition result of the driving road. At the same time, a combination of W, X, Y, and Z is registered in a local knowledge base 40. When a candidate point set which closely resembles the given candidate point set W is registered within the local knowledge base 40, the registered X, Y, and Z are output as the recognition output as they are without performing operation referring to the global knowledge base 30.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は移動車の走行路認識装
置、特に、移動車の外界の環境を画像として入力し、こ
の画像に基づいて、走行路形状、車両位置、車両姿勢な
どを認識するための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a traveling road recognition device for a moving vehicle, and more particularly, to input the environment of the traveling car as an image and recognize the traveling road shape, the vehicle position, the vehicle attitude, etc. based on this image For a device for doing.

【0002】[0002]

【従来の技術】自律走行車などでは、現在走行中の走行
路について、走行路形状、車両位置、車両姿勢などを適
確に認識することが非常に重要である。このような走行
路の認識を行う場合、通常は、カメラなどにより道路画
像を入力し、この道路画像に基づいて道路車線のライン
などの特徴量を抽出し、予め用意された知識ベースの内
容を参照しながら、この特徴量に基づいて走行路の認識
処理を行うことになる。知識ベースとしては、カメラの
高さ、設置角度、ズーム倍率、などの画像入力時の条件
設定に関する情報の他、走行中の道路の車線数、車線幅
などの道路構造に関する情報や、現在の車速や天候など
の情報が用意される。これらの情報と抽出された特徴量
との間で、幾何学的な演算処理を行うことにより、走行
路形状、車両位置、車両姿勢などの認識を行うことがで
きる。たとえば、特開昭64−26913号公報には、
このような原理に基づく自律走行車用の走行路認識装置
が開示されている。
2. Description of the Related Art In an autonomous vehicle or the like, it is very important to accurately recognize the shape of the road, the position of the vehicle, the posture of the vehicle, etc., on the road currently running. When recognizing such a driving route, usually, a road image is input by a camera or the like, a feature amount such as a road lane line is extracted based on the road image, and the contents of a knowledge base prepared in advance are extracted. While referring to this, the road recognition processing is performed based on this feature amount. As the knowledge base, in addition to information about the condition settings at the time of image input such as camera height, installation angle, zoom magnification, information about the road structure such as the number of lanes and lane width of the running road, and the current vehicle speed Information such as weather and weather is prepared. By performing a geometrical calculation process between these pieces of information and the extracted feature amount, it is possible to recognize the running road shape, the vehicle position, the vehicle attitude, and the like. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 64-26913,
A travel route recognition device for an autonomous vehicle based on such a principle is disclosed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、走行路
の認識処理は、道路画像から抽出した特徴量と知識ベー
ス内の情報とに基づく幾何学的な演算処理によって行わ
れるが、このような幾何学的な演算処理は、一般にかな
り長い演算時間を必要とする。このため、従来の走行路
認識装置には、認識時間が長くかかるという問題があっ
た。
As described above, the recognition processing of the road is performed by the geometric calculation processing based on the feature amount extracted from the road image and the information in the knowledge base. Such geometric arithmetic processing generally requires a considerably long arithmetic time. Therefore, the conventional roadway recognition device has a problem that the recognition time is long.

【0004】そこで本発明は、より高速に認識処理を行
うことのできる移動車の走行路認識装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a traveling path recognition device for a moving vehicle which can perform recognition processing at a higher speed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、移動車の走行
路認識装置において、移動車の外界の環境を示す画像を
入力し、この画像から走行路の特徴を示す特徴量を抽出
する特徴量抽出手段と、抽出した特徴量に基づいて、走
行路に関する認識を行う走行路認識手段と、走行路に関
する認識を行うために必要な知識を保持した第1の知識
ベースと、特定の特徴量に対応する走行路の認識結果を
登録した第2の知識ベースと、を設け、走行路認識手段
が、走行路の認識作業を行う場合に、まず、第2の知識
ベースを検索し、抽出された特徴量に類似する特徴量が
登録されているときには、この類似した特徴量に対応す
る走行路の認識結果をそのまま出力し、抽出された特徴
量に類似する特徴量が登録されていないときには、第1
の知識ベースに保持されている知識を参照して認識結果
を求め、この認識結果を出力するとともに、第2の知識
ベースにこの認識結果を新規登録する処理を行うように
したものである。
According to the present invention, in a traveling road recognition apparatus for a moving vehicle, an image showing the environment of the outside environment of the moving vehicle is inputted, and a feature amount showing the characteristics of the traveling road is extracted from this image. Quantity extracting means, a traveling road recognition means for recognizing a traveling road based on the extracted characteristic quantity, a first knowledge base holding knowledge necessary for recognizing the traveling road, and a specific characteristic quantity And a second knowledge base in which the recognition result of the traveling road corresponding to is registered is provided, and the traveling road recognizing means performs the recognition work of the traveling road, first, the second knowledge base is searched and extracted. When a feature quantity similar to the feature quantity is registered, the recognition result of the traveling path corresponding to the similar feature quantity is output as it is, and when a feature quantity similar to the extracted feature quantity is not registered, First
The recognition result is obtained by referring to the knowledge held in the knowledge base, the recognition result is output, and the recognition result is newly registered in the second knowledge base.

【0006】[0006]

【作 用】高速道路のように、道路構造の変化の少ない
走行路では、道路画像から抽出される特徴量と走行路の
認識結果との組み合わせに、似通ったパターンが出現す
る可能性が高い。たとえば、ある特徴量Aに基づいて走
行路の認識処理を行い、認識結果Bが得られたものとす
る。続いて、特徴量Aに似た特徴量A´が得られたとす
ると、この特徴量A´に基づいて認識処理を行うことに
より得られる認識結果B´は、認識結果Bに類似するこ
とが多い。そこで、特徴量Aについて第1の知識ベース
を利用して認識処理を行うことにより認識結果Bを得た
ら、その時点で特徴量A−認識結果Bという組み合わせ
を第2の知識ベースに登録するようにする。こうしてお
けば、後に特徴量A´が得られたとき、第2の知識ベー
スから類似した特徴量Aを検索し、この特徴量Aに組み
合わされて登録されている認識結果Bを、特徴量A´に
ついての認識結果として用いるようにしても問題はな
い。
[Operation] On a road with a small change in road structure, such as an expressway, a similar pattern is likely to appear in the combination of the feature amount extracted from the road image and the recognition result of the road. For example, it is assumed that the recognition process B is obtained by performing the recognition process of the traveling road based on a certain feature amount A. Subsequently, if a feature amount A ′ similar to the feature amount A is obtained, a recognition result B ′ obtained by performing recognition processing based on this feature amount A ′ is often similar to the recognition result B. .. Therefore, when the recognition result B is obtained by performing the recognition process on the feature amount A using the first knowledge base, the combination of the feature amount A-recognition result B at that time is registered in the second knowledge base. To In this way, when the feature amount A ′ is obtained later, the similar feature amount A is searched from the second knowledge base, and the recognition result B registered in combination with this feature amount A is used as the feature amount A ′. There is no problem even if it is used as the recognition result for '.

【0007】本発明はこのような点に着目し、第2の知
識ベースに登録された過去の認識結果で近似できる場合
には、第1の知識ベースを用いた走行路認識処理(複雑
な幾何学演算が必要なために時間を要する)を行わず
に、第2の知識ベース内の近似的な認識結果をそのまま
利用するようにしたものである。
The present invention pays attention to such a point, and when it can be approximated by the past recognition result registered in the second knowledge base, the road recognition processing (complex geometry) using the first knowledge base is performed. This is because the approximate recognition result in the second knowledge base is used as it is without performing the time-consuming operation (because it requires a mathematical operation).

【0008】[0008]

【実施例】本発明に係る実施例 以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。図
1は本発明の一実施例に係る移動車の走行路認識装置の
基本構成を示すブロック図である。この装置は、特徴量
抽出手段10と、走行路認識手段20と、グローバル知
識ベース30と、ローカル知識ベース40と、によって
構成されている。特徴量抽出手段10は、移動車の外界
の環境を示す画像を入力し、この画像から走行路の特徴
を示す特徴量を抽出する機能を有し、この実施例では、
道路画像入力部11とライン候補点抽出部12とによっ
て構成されている。道路画像入力部11は、具体的には
移動車に取り付けられたカメラであり、走行路前方の道
路画像がこのカメラによって取り込まれる。ライン候補
点抽出部12は、道路画像に基づいて、道路車線のライ
ンを構成するライン候補点を抽出する処理を行う。たと
えば、道路車線のラインが白線で構成されていた場合に
は、道路画像上において、この白線に対応する濃度値を
もった画素をライン候補点として抽出することになる。
理論的には、これらのライン候補点を連結した線が道路
車線となる。この実施例では、このライン候補点の集合
Wを、道路画像から抽出した特徴量として取り扱う。
EXAMPLES The following examples of the present invention will be described with reference to examples illustrating the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a traveling road recognition apparatus for a mobile vehicle according to an embodiment of the present invention. This device is composed of a feature amount extraction means 10, a traveling road recognition means 20, a global knowledge base 30, and a local knowledge base 40. The feature amount extraction means 10 has a function of inputting an image showing the external environment of the moving vehicle and extracting a feature amount showing the feature of the traveling path from this image. In this embodiment,
It is composed of a road image input unit 11 and a line candidate point extraction unit 12. The road image input unit 11 is specifically a camera attached to a moving vehicle, and a road image in front of the traveling road is captured by this camera. The line candidate point extraction unit 12 performs a process of extracting line candidate points forming a line of a road lane based on the road image. For example, if the line of the road lane is composed of white lines, pixels having a density value corresponding to the white line are extracted as line candidate points on the road image.
Theoretically, the line connecting these line candidate points becomes the road lane. In this embodiment, this set W of line candidate points is treated as a feature amount extracted from the road image.

【0009】走行路認識手段20は、この候補点集合W
に基づいて、走行路形状X、車両位置Y、車両姿勢Zを
求める機能を有する。この装置の目的である走行路の認
識作業とは、走行路形状X、車両位置Y、車両姿勢Zの
ような走行路に関連した情報を求める作業に他ならな
い。本発明に係る装置では、走行路認識手段20によっ
てこのような認識を行う方法として、2とおりの方法が
用意されている。第1の方法は、グローバル知識ベース
30を参照して行う方法であり、第2の方法は、ローカ
ル知識ベース40を参照して行う方法である。
The traveling road recognition means 20 uses this candidate point set W.
It has a function of obtaining the traveling road shape X, the vehicle position Y, and the vehicle attitude Z based on The purpose of this device, which is to recognize the traveling path, is nothing but the task of obtaining information related to the traveling path such as the traveling path shape X, the vehicle position Y, and the vehicle attitude Z. In the device according to the present invention, two methods are prepared as a method of performing such recognition by the traveling road recognition means 20. The first method is a method with reference to the global knowledge base 30, and the second method is a method with reference to the local knowledge base 40.

【0010】グローバル知識ベース30には、走行路に
関する認識を行うために必要な知識が保持されている。
この実施例では、具体的には、道路画像入力部11で用
いるカメラについて、取り付け高さ、設置角度、ズーム
倍率といった情報や、走行中の道路についての車線数、
車線幅といった情報や、更に、現在の車速や天候といっ
た情報が用意されている。これらの情報は一例として列
挙したものであり、要するに、走行路に関する認識に利
用できる情報であれば、どのような情報をグローバル知
識ベース30内に用意してもかまわない。第1の認識方
法では、特徴量抽出手段10によって抽出された特徴
量、すなわち、候補点集合Wの情報と、このグローバル
知識ベース30内に用意された情報に基づいて、走行路
認識がなされる。前述したように、このような認識処理
は、幾何学的な演算処理となるため、演算時間は長くか
かる。なお、具体的な認識処理方法については、種々の
方法が公知であるため、ここでは説明を省略する。この
ような認識処理が行われると、認識結果としての走行路
形状X、車両位置Y、車両姿勢Zが出力される。本発明
の特徴は、このようにしてグローバル知識ベース30を
参照して得られた認識結果を、ローカル知識ベース40
に登録しておく点にある。
The global knowledge base 30 holds the knowledge necessary to recognize the road.
In this embodiment, specifically, with respect to the camera used in the road image input unit 11, information such as mounting height, installation angle, and zoom magnification, the number of lanes on the road on which the vehicle is traveling,
Information such as lane width, and information such as current vehicle speed and weather are prepared. These pieces of information are listed as an example, and in short, any information may be prepared in the global knowledge base 30 as long as it is information that can be used for recognition of the traveling path. In the first recognition method, the road is recognized based on the feature amount extracted by the feature amount extracting means 10, that is, the information of the candidate point set W and the information prepared in the global knowledge base 30. .. As described above, since such recognition processing is geometrical arithmetic processing, it takes a long calculation time. It should be noted that various specific recognition processing methods are known, and therefore description thereof is omitted here. When such recognition processing is performed, the road shape X, the vehicle position Y, and the vehicle attitude Z as the recognition result are output. The feature of the present invention is that the recognition result obtained by referring to the global knowledge base 30 in this way is converted into the local knowledge base 40.
There is a point to register in.

【0011】ローカル知識ベース40には、特定の特徴
量(すなわち、候補点集合W)に対応する走行路の認識
結果が登録されている。上述のように、グローバル知識
ベース30を参照する認識処理が行われると、その都
度、認識結果がローカル知識ベース40に登録される。
この登録は、特定の特徴量とこれに対する認識結果とを
対応させることにより行われる。図1のローカル知識ベ
ース40に示されている例では、候補点集合Wiについ
て、認識結果Xi,Yi,Ziが登録されている(i=
1,2,3,…)。これは、過去に候補点集合Wiが得
られたときに、グローバル知識ベース30を参照して幾
何学的な演算処理を行った結果、Xi,Yi,Ziなる
認識結果が得られたことを意味している。
In the local knowledge base 40, the recognition result of the road corresponding to a specific feature amount (that is, the candidate point set W) is registered. As described above, each time the recognition process referring to the global knowledge base 30 is performed, the recognition result is registered in the local knowledge base 40.
This registration is performed by associating a specific characteristic amount with a recognition result for the specific characteristic amount. In the example shown in the local knowledge base 40 of FIG. 1, the recognition results Xi, Yi, Zi are registered for the candidate point set Wi (i =
1, 2, 3, ...). This means that when the candidate point set Wi was obtained in the past, the recognition result Xi, Yi, Zi was obtained as a result of performing geometric calculation processing with reference to the global knowledge base 30. is doing.

【0012】走行路認識手段20の行う第2の認識方法
は、このローカル知識ベース40内から類似した特徴量
を検索し、検索された特徴量について登録された認識結
果をそのまま流用する方法である。たとえば、特徴量抽
出手段10から候補点集合Wkが得られたとすると、ロ
ーカル知識ベース40について、この候補点集合Wkに
類似した候補点集合を検索するのである。そして、仮
に、W3とWkとが類似しているとしたら、このW3に
ついて登録されている認識結果であるX3,Y3,Z3
を、候補点集合Wkについての認識結果としてそのまま
流用する。このような認識方法は、単なるデータベース
の検索を行うだけの作業であり、非常に短時間に認識結
果を得ることができる。
The second recognition method performed by the traveling road recognition means 20 is a method of searching the local knowledge base 40 for a similar feature quantity and diverting the recognition result registered for the searched feature quantity as it is. .. For example, if the candidate point set Wk is obtained from the feature amount extraction means 10, the candidate point set similar to this candidate point set Wk is searched for in the local knowledge base 40. Then, if W3 and Wk are similar, X3, Y3, Z3 which are the recognition results registered for this W3.
Is used as it is as the recognition result for the candidate point set Wk. Such a recognition method is a task of merely searching a database, and a recognition result can be obtained in a very short time.

【0013】本発明に係る走行路認識装置の特徴は、グ
ローバル知識ベース30を用いた第1の認識方法と、ロ
ーカル知識ベース40を用いた第2の認識方法とを併用
する点にある。走行路認識手段20は、特徴量抽出手段
10から候補点集合Wkが得られたら、まず、第2の認
識方法を優先的に試みる。すなわち、候補点集合Wkに
類似したものをローカル知識ベース40から検索する。
類似したものが発見されたら、予め登録されている認識
結果をそのまま候補点集合Wkの認識結果として出力す
る。類似したものが登録されていない場合には、第1の
認識方法により、認識結果Xk,Yk,Zkを演算によ
り求め、これを出力するとともに、Wk→Xk,Yk,
Zkなる対応関係をローカル知識ベース40に新規登録
するのである。
A feature of the traveling road recognition apparatus according to the present invention is that the first recognition method using the global knowledge base 30 and the second recognition method using the local knowledge base 40 are used together. When the candidate point set Wk is obtained from the feature amount extraction means 10, the traveling road recognition means 20 first tries the second recognition method with priority. That is, the local knowledge base 40 is searched for an item similar to the candidate point set Wk.
When a similar one is found, the recognition result registered in advance is output as it is as the recognition result of the candidate point set Wk. If a similar object is not registered, the recognition result Xk, Yk, Zk is calculated by the first recognition method, and this is output and Wk → Xk, Yk,
The correspondence relation Zk is newly registered in the local knowledge base 40.

【0014】このような方法を採れば、過去と類似した
候補点集合が得られたときには、第2の認識方法が適用
でき、時間がかかる第1の認識方法を必要最小限に抑え
ることができる。なお、候補点集合Wkについて、ロー
カル知識ベース40内から類似した候補点集合を検索す
る処理としては、ある程度のあいまいさを許容した類似
判断を行うようにするのが好ましい。たとえば、プロダ
クションルール、ファジィルール、ニューラルネット、
などを応用した類似判断を行うと、柔軟性に富んだ判断
が可能になる。また、候補点集合Wkと、これに類似す
ると判断された候補点集合(たとえば、W3)との誤差
に関する情報を蓄積しておき、この誤差に関する情報に
基づいてローカル知識ベース40を適宜修正するような
処理を行うことも可能である。なお、ローカル知識ベー
ス40に登録される情報は、次第に増えてゆくため、メ
モリ容量などに制限がある場合には、最も古くから登録
されていた内容や、最も検索頻度の少ない内容を順次消
去してゆくようにすればよい。
If such a method is adopted, when a candidate point set similar to the past is obtained, the second recognition method can be applied, and the time-consuming first recognition method can be suppressed to the necessary minimum. .. As for the processing of searching for a similar candidate point set from the local knowledge base 40 for the candidate point set Wk, it is preferable to perform a similarity determination that allows some ambiguity. For example, production rules, fuzzy rules, neural nets,
It is possible to make a highly flexible judgment by making a similar judgment by applying such as. In addition, information about an error between the candidate point set Wk and a candidate point set (for example, W3) determined to be similar to the candidate point set Wk is accumulated, and the local knowledge base 40 is appropriately modified based on the information about the error. It is also possible to perform various processes. Since the information registered in the local knowledge base 40 gradually increases, if the memory capacity is limited, the oldest registered content or the least frequently searched content is sequentially deleted. You just have to go.

【0015】地図データベースを利用する実施例1 続いて、地図データベースを利用して走行路認識を行う
ことのできる実施例を図2のブロック図に基づいて説明
する。この実施例において、特徴量抽出手段10および
走行路認識手段20は、前述の実施例の構成と同一のも
のである。知識ベース50は、前述の実施例のように、
グローバル知識ベース30およびローカル知識ベース4
0という2とおりのデータベースによって構成してもよ
いし、従来装置のように、グローバル知識ベース30の
みによって構成してもかまわない。この装置の特徴は、
更に、地図データベース60を付加した点にある。ま
た、この地図データベース60を利用するために、セグ
メント計数部61と環境生成部62とが設けられてい
る。
First Embodiment Utilizing Map Database Next, an embodiment in which the road recognition can be performed using the map database will be described with reference to the block diagram of FIG. In this embodiment, the feature amount extraction means 10 and the traveling road recognition means 20 have the same configurations as those of the above-mentioned embodiments. The knowledge base 50, as in the previous embodiment,
Global Knowledge Base 30 and Local Knowledge Base 4
It may be configured by two kinds of databases of 0, or may be configured by only the global knowledge base 30 like the conventional device. The features of this device are:
Furthermore, a map database 60 is added. Further, in order to use the map database 60, a segment counting section 61 and an environment generating section 62 are provided.

【0016】地図データベース60には、走行路を複数
の道路セグメントに分割し、各道路セグメントごとに地
図データが用意されている。道路セグメントの分割方法
としては、どのような方法を採ってもよいが、この実施
例では、図3に示すように、破線状の白線が出現する1
周期を1道路セグメントとして分割している。すなわ
ち、図3に示す例では、センターラインとしての破線状
の白線の上端から、次の破線状の白線の上端までの領域
を1道路セグメントとして、道路セグメント1,2,
3,4,…を定義している。地図データベース60内に
は、このような道路セグメントに対応して、図4に示す
ようなセグメントリストが用意される。このセグメント
リストは、各道路セグメントごとに地図データ(たとえ
ば、道路幅W,曲率R,勾配T,etc.)を用意したもの
である。
In the map database 60, a traveling road is divided into a plurality of road segments, and map data is prepared for each road segment. Any method may be adopted as the method of dividing the road segment, but in this embodiment, a white line with a broken line appears as shown in FIG.
The cycle is divided as one road segment. That is, in the example shown in FIG. 3, the region from the upper end of the broken line white line as the center line to the upper end of the next broken line white line is defined as one road segment, and road segments 1, 2,
3, 4, ... are defined. In the map database 60, a segment list as shown in FIG. 4 is prepared corresponding to such road segments. This segment list is prepared by preparing map data (for example, road width W, curvature R, slope T, etc.) for each road segment.

【0017】この装置の動作は次のとおりである。ま
ず、前述の実施例と同様に、特徴量抽出手段10におい
て特徴量(候補点集合W)が抽出され、走行路認識手段
20に与えられる。一方、道路画像入力部11で入力し
た道路画像は、セグメント計数部61にも与えられる。
セグメント計数部61は、定義した道路セグメントを計
数することにより、自車両のセグメント位置を認識する
機能を有する。たとえば、図3に示す例のように、破線
状の白線周期ごとに道路セグメントを定義した場合は、
入力した道路画像に基づいて、破線状の白線を認識し、
現在、自車両がどの道路セグメントに存在するのかを認
識するのである。具体的には、入力した道路画像に基づ
いて、通過した破線状の白線の本数を計数してゆくよう
にすれば、この計数値が現在通過中の道路セグメント番
号に対応することになる。たとえば、図3において、道
路セグメント1を起点として走行を開始したときに、計
数値が4になれば、現在自車両が存在するセグメント位
置は道路セグメント4であると特定できる。実際には、
高速道路の合流点など、視覚的な認識が容易な地点を道
路セグメントの起点として設定するのが好ましい。
The operation of this device is as follows. First, similarly to the above-described embodiment, the feature amount extraction unit 10 extracts the feature amount (candidate point set W) and supplies it to the traveling road recognition unit 20. On the other hand, the road image input by the road image input unit 11 is also given to the segment counting unit 61.
The segment counting unit 61 has a function of recognizing the segment position of the own vehicle by counting the defined road segments. For example, if a road segment is defined for each dashed white line cycle as in the example shown in FIG. 3,
Based on the input road image, recognize the broken white line,
It recognizes which road segment the vehicle is currently on. Specifically, by counting the number of broken white lines that have passed based on the input road image, this count value corresponds to the road segment number that is currently passing. For example, in FIG. 3, if the count value is 4 when the vehicle starts traveling from road segment 1 as the starting point, the segment position where the vehicle is present can be identified as road segment 4. actually,
It is preferable to set a point that can be easily visually recognized, such as a confluence point of an expressway, as a starting point of a road segment.

【0018】セグメント計数部61は、認識したセグメ
ント位置の情報を地図データベース60に与える。地図
データベース60は、与えられたセグメント位置に対応
する地図データを検索し、これを環境生成部62に与え
る。たとえば、道路セグメント4がセグメント位置とし
て与えられた場合には、この道路セグメント4に対応す
る地図データ(道路幅W4,曲率R4,勾配T4,et
c.)および必要があれば、その先の道路セグメントに対
応する地図データが環境生成部62に与えられる。環境
生成部62は、このような地図データに基づいて、現在
走行中の道路セグメント4およびその先の道路セグメン
トについて、予測される道路環境を生成する。走行路認
識手段20は、特徴量として与えられた候補点集合Wに
基づいて、走行路認識を行うのであるが、この認識作業
において、知識ベース50内の知識情報を参照するとと
もに、環境生成部62で生成された道路環境を参照デー
タとして利用することができる。環境生成部62で生成
された道路環境は、走行路の幅がどの程度で、どのよう
にカーブしており、どのような勾配をもっているか、と
いった内容を含んだ情報であるため、これを参照データ
として利用することにより、走行路認識手段20におけ
る走行路認識処理の演算負担は大幅に軽減されることに
なる。たとえば、走行路がカーブしていると予想される
方向の特徴量の抽出をより細かく行ったり、先行車など
の障害物で隠されている特徴量を推定して補ったりする
処理が可能になる。
The segment counting section 61 gives information on the recognized segment position to the map database 60. The map database 60 searches for map data corresponding to the given segment position and gives it to the environment generation unit 62. For example, when the road segment 4 is given as the segment position, map data (road width W4, curvature R4, slope T4, et
c.) and, if necessary, the map data corresponding to the road segment ahead is given to the environment generation unit 62. The environment generation unit 62 generates a predicted road environment for the road segment 4 that is currently traveling and the road segment that is ahead of it based on such map data. The traveling road recognizing means 20 recognizes the traveling road based on the candidate point set W given as the feature amount. In this recognition work, the knowledge information in the knowledge base 50 is referred to, and the environment generating unit is used. The road environment generated in 62 can be used as reference data. The road environment generated by the environment generation unit 62 is information including contents such as how wide the traveling road is, how the road is curved, and what kind of slope the road environment has. As a result, the calculation load of the traveling road recognizing process in the traveling road recognizing means 20 is significantly reduced. For example, it is possible to more finely extract the feature amount in the direction in which the road is expected to be curved, or to estimate and supplement the feature amount hidden by an obstacle such as a preceding vehicle. .

【0019】特徴量として与えられる候補点集合Wと、
環境生成部62から与えられる参照データとが、大きく
食い違っていたような場合は、セグメント計数部61に
おけるセグメントの計数値に誤差が生じていると考えら
れる。このような場合は、走行路認識手段20から地図
データベース60に対して、その近傍のいくつかの道路
セグメントについての地図データを要求する信号を与
え、候補点集合Wに適合するような参照データが得られ
る道路セグメントを探し出し、これにより、セグメント
計数部61に対する位置補正を行うようにするとよい。
A candidate point set W given as a feature quantity,
If the reference data provided from the environment generation unit 62 is significantly different from the reference data, it is considered that an error has occurred in the count value of the segment in the segment counting unit 61. In such a case, a signal requesting map data for some road segments in the vicinity is given from the road recognition means 20 to the map database 60, and reference data suitable for the candidate point set W is obtained. It is preferable that the obtained road segment is searched for and the position of the segment counter 61 is corrected.

【0020】地図データベースを利用する実施例2 続いて、地図データベースを利用して走行路認識を行う
ことのできる別な実施例を図5のブロック図に基づいて
説明する。この実施例の特徴は、車両位置Yと車両姿勢
Zとを正確に認識できる点である。この実施例におい
て、特徴量抽出手段10、走行路認識手段20、および
知識ベース50は、前述の実施例の構成と同一のもので
ある。この装置の特徴は、その他に、地図データベース
70と、絶対位置検出部71と、シーン生成部72と、
を付加した点にある。絶対位置検出部71は、衛星を用
いたGPS、地磁気センサ、車輪速センサなどを利用し
て、自車両の現在位置を絶対位置として検出する機能を
有する。もっとも、この装置では、この絶対位置の検出
精度は、それほど高くなくてかまわない。別言すれば、
絶対位置検出部71によって、自車両の大まかな位置が
検出できれば十分である。
Second Embodiment Using Map Database Next, another embodiment in which the road recognition can be performed using the map database will be described with reference to the block diagram of FIG. The feature of this embodiment is that the vehicle position Y and the vehicle attitude Z can be accurately recognized. In this embodiment, the feature amount extraction means 10, the traveling road recognition means 20, and the knowledge base 50 have the same configurations as those of the above-mentioned embodiment. Other features of this device are a map database 70, an absolute position detection unit 71, a scene generation unit 72,
Is added. The absolute position detection unit 71 has a function of detecting the current position of the own vehicle as an absolute position using a GPS using a satellite, a geomagnetic sensor, a wheel speed sensor, or the like. However, in this device, the detection accuracy of the absolute position need not be so high. In other words,
It is sufficient that the absolute position detection unit 71 can detect the rough position of the host vehicle.

【0021】地図データベース70には、走行予定のい
くつかの地点についてのシーン(その地点において観測
される外部環境、道路画像入力部11によって入力され
る画像に対応したもの)を生成するために必要な情報
が、データベースとして用意される。たとえば、ある地
点における白線の三次元形状や、その地点に存在する建
物についての三次元座標値などが、地図データとして用
意される。シーン生成部72は、この地図データに基づ
いて、その地点におけるシーンを生成する機能を有す
る。シーン生成部72には、絶対位置検出部71で検出
された自車両の絶対位置が与えられるので、地図データ
ベース70を検索して、この検出位置に対応した地点に
ついての地図データを読み出し、この検出位置における
シーンを生成することができる。シーン生成部72で生
成されたシーンは、走行路認識手段20に与えられる。
走行路認識手段20は、特徴量抽出手段10から特徴量
として与えられる候補点集合Wと、シーン生成部72か
ら与えられるシーンとを比較することにより、自車両の
絶対位置の正確な認識を行うことができる。
The map database 70 is necessary to generate scenes (corresponding to the external environment observed at the points and the image input by the road image input unit 11) for some points scheduled to travel. Information is prepared as a database. For example, the three-dimensional shape of the white line at a certain point, the three-dimensional coordinate value of the building existing at that point, and the like are prepared as map data. The scene generation unit 72 has a function of generating a scene at that point based on this map data. Since the absolute position of the host vehicle detected by the absolute position detection unit 71 is given to the scene generation unit 72, the map database 70 is searched and the map data for the point corresponding to this detected position is read out to detect this. A scene at a position can be generated. The scene generated by the scene generation unit 72 is given to the traveling road recognition unit 20.
The traveling road recognition unit 20 performs accurate recognition of the absolute position of the host vehicle by comparing the candidate point set W given as the feature amount from the feature amount extraction unit 10 and the scene given from the scene generation unit 72. be able to.

【0022】いま、簡単な例として、図6に示すよう
に、地点A〜地点Eまでの5地点について、地図データ
ベース70内に地図データが用意されているものとす
る。シーン生成部72は、この地図データに基づいて、
それぞれシーンa〜シーンeを生成することができる。
たとえば、シーンaは、地点Aにおいて特定の方向を向
いたときの外部環境、すなわち、景色の二次元画像に対
応するものである。
As a simple example, it is assumed that map data is prepared in the map database 70 for five points A to E as shown in FIG. The scene generation unit 72, based on this map data,
It is possible to generate scenes a to e, respectively.
For example, the scene a corresponds to the external environment when facing a specific direction at the point A, that is, the two-dimensional image of the scenery.

【0023】前述したように、この装置の特徴は、車両
位置Yと車両姿勢Zとを正確に認識できる点にある。こ
のような正確な認識を行うために、2とおりの方法が利
用できる。第1の方法は次のようなものである。まず、
絶対位置検出部71によって、自車両の絶対位置および
姿勢を検出する。この検出精度はそれほど高くはないた
め、誤差を含んだものとなる。いま、仮に、この絶対位
置検出部71による検出結果から、図6に示す地点Aに
向かって車両が走行中であることが認識されたものとす
る。この場合、シーン生成部72は、地図データベース
70から地点Aについての地図データを読み出し、この
地図データに基づいて、検出された車両姿勢において地
点Aに到達したときのシーンaを作成する。走行路認識
手段20は、作成されたシーンaと、特徴量抽出手段1
0から与えられる特徴量(候補点集合W)を示す画像と
を比較する。そして、両者が合致した瞬間に、車両が実
際の地点Aを通過したものと認識する。このとき、走行
路認識手段20から絶対位置検出部71に位置補正信号
を与え、絶対位置検出部71の検出値が地点Aを示すよ
うな補正を行う。このような方法を行えば、地図データ
ベース70内に用意された地点を通過するたびに、絶対
位置検出部71に対する位置補正を行うことができる。
As described above, the feature of this device is that the vehicle position Y and the vehicle attitude Z can be accurately recognized. Two methods can be used to perform such accurate recognition. The first method is as follows. First,
The absolute position detector 71 detects the absolute position and orientation of the host vehicle. Since this detection accuracy is not so high, it includes an error. Now, it is assumed that it is recognized from the detection result by the absolute position detection unit 71 that the vehicle is traveling toward the point A shown in FIG. In this case, the scene generation unit 72 reads the map data for the point A from the map database 70, and creates the scene a when the point A is reached in the detected vehicle attitude based on this map data. The travel route recognition means 20 includes the created scene a and the feature amount extraction means 1
An image showing a feature amount (candidate point set W) given from 0 is compared. Then, at the moment when the two match, it is recognized that the vehicle has passed the actual point A. At this time, a position correction signal is given from the traveling road recognition means 20 to the absolute position detection unit 71, and correction is performed so that the detection value of the absolute position detection unit 71 indicates the point A. By performing such a method, it is possible to perform the position correction on the absolute position detection unit 71 every time when the vehicle passes through a point prepared in the map database 70.

【0024】一方、第2の方法は次のようなものであ
る。いま、絶対位置検出部71による検出結果から、図
6に示す地点B,D,Eの近辺を走行中であるという情
報が得られたものとする。絶対位置検出部71の検出精
度が低いため、地点B,D,Eのうちのどこを走行中で
あるのかは特定できないものとする。このような場合、
シーン生成部72は、地図データベース70から地点
B,D,Eについての地図データを読み出し、これらの
地図データに基づいて、検出された車両姿勢における地
点B,D,Eのシーンb,d,eを作成する。走行路認
識手段20は、特徴量抽出手段10から与えられる特徴
量(候補点集合W)を示す画像に対して、最も近似して
いるものを、作成されたシーンb,d,eの中から選択
する。たとえば、シーンbに最も近似していると判断さ
れた場合には、自車両の位置を地点Bと特定することが
できる。この後、上述の第1の方法を実施すれば、正確
な位置認識も可能である。
On the other hand, the second method is as follows. Now, it is assumed that information that the vehicle is traveling in the vicinity of points B, D, and E shown in FIG. 6 is obtained from the detection result by the absolute position detection unit 71. Since the detection accuracy of the absolute position detection unit 71 is low, it cannot be specified which of the points B, D, E is traveling. In such cases,
The scene generation unit 72 reads the map data for the points B, D, E from the map database 70, and based on these map data, the scenes b, d, e of the points B, D, E in the detected vehicle attitude. To create. The traveling road recognition means 20 selects from the created scenes b, d, and e the one that is most approximate to the image showing the characteristic quantity (candidate point set W) given from the characteristic quantity extraction means 10. select. For example, when it is determined that the vehicle is closest to the scene b, the position of the own vehicle can be specified as the point B. After that, if the first method described above is performed, accurate position recognition is possible.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のとおり本発明による移動車の走行
路認識装置によれば、幾何学演算によって走行路を認識
する処理を行うための第1の知識ベースと、過去の認識
結果を蓄積する第2の知識ベースとを用意し、後者の認
識結果で近似できる場合には、前者を用いた演算処理を
行わないようにしたため、より高速に認識処理を行うこ
とができるようになる。
As described above, according to the traveling road recognizing device for a mobile vehicle of the present invention, the first knowledge base for recognizing the traveling road by the geometric calculation and the past recognition result are accumulated. When the second knowledge base is prepared and the latter recognition result can be approximated, the arithmetic processing using the former is not performed, so that the recognition processing can be performed at a higher speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る移動車の走行路認識装
置の基本構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a traveling road recognition device for a mobile vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】地図データベースを用いた走行路認識装置の基
本構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of a traveling road recognition device using a map database.

【図3】図2に示す装置における道路セグメントの定義
の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a definition of a road segment in the device shown in FIG.

【図4】図2に示す装置における地図データベース60
の内容の一例を示す図である。
FIG. 4 is a map database 60 in the apparatus shown in FIG.
It is a figure which shows an example of the content of.

【図5】地図データベースを用いた別な走行路認識装置
の基本構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a basic configuration of another traveling road recognition device using a map database.

【図6】図5に示す装置における地図データベース70
の内容を説明する図である。
FIG. 6 is a map database 70 in the apparatus shown in FIG.
It is a figure explaining the content of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…特徴量抽出手段 11…道路画像入力部 12…ライン候補点抽出部 20…走行路認識手段 30…グローバル知識ベース 40…ローカル知識ベース 50…知識ベース 60…地図データベース 61…セグメント計数部 62…環境生成部 70…地図データベース 71…絶対位置検出部 72…シーン生成部 10 ... Feature amount extraction unit 11 ... Road image input unit 12 ... Line candidate point extraction unit 20 ... Travel road recognition unit 30 ... Global knowledge base 40 ... Local knowledge base 50 ... Knowledge base 60 ... Map database 61 ... Segment counting unit 62 ... Environment generation unit 70 ... Map database 71 ... Absolute position detection unit 72 ... Scene generation unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動車の外界の環境を示す画像を入力
し、この画像から走行路の特徴を示す特徴量を抽出する
特徴量抽出手段と、 前記特徴量に基づいて、走行路に関する認識を行う走行
路認識手段と、 走行路に関する認識を行うために必要な知識を保持した
第1の知識ベースと、 特定の特徴量に対応する走行路の認識結果を登録した第
2の知識ベースと、 を備え、前記走行路認識手段は、走行路の認識作業を行
う場合に、まず、前記第2の知識ベースを検索し、抽出
された特徴量に類似する特徴量が登録されているときに
は、この類似した特徴量に対応する走行路の認識結果を
そのまま出力し、抽出された特徴量に類似する特徴量が
登録されていないときには、前記第1の知識ベースに保
持されている知識を参照して認識結果を求め、この認識
結果を出力するとともに、前記第2の知識ベースにこの
認識結果を新規登録する処理を行うことを特徴とする移
動車の走行路認識装置。
1. A feature quantity extraction means for inputting an image showing an external environment of a moving vehicle and extracting a feature quantity showing a feature of a traveling road from the image, and recognition of a traveling road on the basis of the feature quantity. A traveling road recognition means to perform, a first knowledge base holding knowledge necessary for recognizing the traveling road, and a second knowledge base registering a recognition result of the traveling road corresponding to a specific feature amount, When performing the recognition work of the traveling road, the traveling road recognizing unit first searches the second knowledge base, and when a characteristic amount similar to the extracted characteristic amount is registered, The recognition result of the traveling path corresponding to the similar feature amount is output as it is, and when the feature amount similar to the extracted feature amount is not registered, the knowledge held in the first knowledge base is referred to. Ask for the recognition result, Identifies and outputs the result, the result of the recognition transport vehicle of the travel path recognizing device and performs processing for newly registering the second knowledge base.
【請求項2】 請求項1に記載の走行路認識装置におい
て、 特徴量抽出手段を、走行路の道路画像を入力する道路画
像入力部と、この入力した道路画像に基づいて、道路車
線のラインを構成するライン候補点を抽出するライン候
補点抽出部と、によって構成し、抽出したライン候補点
の集合を特徴量として用いるようにしたことを特徴とす
る移動車の走行路認識装置。
2. The roadway recognition device according to claim 1, wherein the feature amount extraction means includes a road image input unit for inputting a road image of the roadway, and a line of a road lane based on the input road image. And a line candidate point extracting unit that extracts line candidate points that configure the line candidate point, and a set of the extracted line candidate points is used as a feature amount.
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