JPH05303638A - 平行線抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 道路の白線のように複数本の平行な線を検出
するに際し、各線が破線や、かすれや汚れなどがあって
も確実に検出することのできること。 【構成】 車両の前方の道路の表面の状態を撮影する画
像入力装置１の出力が、フレームメモリからなる画像メ
モリ２に入力される。この画像メモリには、ウインドウ
設定手段３並びに白線抽出手段４がそれぞれ接続されて
いる。白線抽出手段では、設定されたウインドウ内をエ
ッジ検出処理することにより白線の有無を検出し、検出
結果がウインドウ設定手段並びに道路幅算出手段５に送
られる。道路幅算出手段では、２本の白線の間隔（道路
幅）を求め、それを記憶手段６に送る。上記ウインドウ
設定手段では、両手段４，５から送られるデータに基づ
き、白線が検出されたらその白線の延長線上に、また、
検出されない時には、検出できた他の白線と、道路幅と
から次のウインドウを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平行線抽出装置に関す
るもので、例えば、道路幅（領域）を抽出するためにそ
の道路上に形成された２本の白線を検出するための装置
に関する。

【０００２】

【発明の背景】道路認識を行うためには、車両に取り付
けたカメラにより前方の道路の表面情報を取り込み、所
定の画像処理を行って左右に位置する白線（中央線，路
側帯，車両通行帯境界線等）をそれぞれ抽出する。そし
て、その抽出した２本の白線間が自車両が走行している
道路領域と検出することができる。

【０００３】また、上記画像処理の方法としては、上記
白線が連続線であることから、以下の方式をとることが
考えられる。すなわちまず、画像中に任意の範囲のウイ
ンドウ（１本の白線の一部を含むようにエリアを設定す
る）を設定し、そのウインドウ内で輝度等に対する微分
処理を行いエッジを検出することによりウインドウ内の
白線を抽出し、次にその白線の延長線上にウインドウを
移動設定し、その新たに設定したウインドウ内で上記白
線の抽出処理を行う。そして、上記処理を繰り返し行う
ことにより、白線（連続線）の追跡を行うことができる
のである。

【０００４】この方式によれば、白線の存在箇所が予測
できるために誤検出が少なくなるとともに、エッジを検
出する際に行う微分処理対象の面積も小さくすることが
できる（画像全体でなくウインドウ内だけですむ）た
め、高速処理が行え、道路情報のように、リアルタイム
で逐次新しい画像（動画）情報が送られてくるものに対
しても対処することが可能となる。

【０００５】しかし、例えば中央線や、路肩との境界を
示す路側帯や、走行車線と追越車線とを区切る車両通行
帯境界線等の白線は、交通規則の内容に対応して破線と
なることがあり、たまたまウインドウ設定したエリアが
破線で示された白線と白線との間のみの場合には、エッ
ジ検出をすることができず、次のウインドウの設定がで
きなくなってしまう。また、交差点の手前側や、追い越
し禁止区間に形成される白線のように連続している場合
であっても、形成されてから長時間たつと、塗料がはげ
たり、汚れが付着したりして白線の途中がとぎれてしま
うことがあり、係る場合にも、やはり正しく白線を抽出
することができなくなるおそれがある。

【０００６】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、例えば道路の白線の
ように複数本の平行な線を検出するに際し、各線が破線
のようにとぎれた線や、かすれや汚れなどがあっても確
実に検出することのできる平行線抽出装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る平行線抽出装置では、画像中に存
在する平行な複数の線を検出する平行線抽出装置であっ
て、前記画像中の所定位置にウインドウを設定するウイ
ンドウ設定手段と、そのウインドウ設定手段により設定
された前記ウインドウ内に前記線があるか否かを検出す
る線抽出手段と、その線抽出手段により検出された対と
なる複数の線間の距離を算出する算出手段と、算出され
た前記線間の距離を記憶する記憶手段とを備え、かつ、
前記ウインドウ設定手段が、前記抽出手段により線が抽
出された場合にはその線の延長線上に次のウインドウを
設定し、また、前記線抽出手段によって線が検出できな
い場合には、検出できた他の線と、前記記憶手段に格納
された線間の距離から次のウインドウを設定するように
した。

【０００８】

【作用】検出した画像中の所定位置にウインドウを設定
する。この時、１つのウインドウには１本の線が存在す
るような位置に調整する。そして、そのウインドウ内に
存在する線をエッジ検出その他の種々の検出（画像処
理）方法を用いて抽出する。この検出は、各線ごとにそ
れぞれ行われる。次いで、各線に設定されたウインドウ
をその線の延長線上に再設定し、再度、線を検出する。
以後、この処理を繰り返し行い、一画像中に存在する複
数本の線を抽出する。

【０００９】この時、上記線が破線などのように設定し
たウインドウ内に線が存在せずに検出ができない場合が
ある。すなわち仮に、第１の線を検出する第１のウイン
ドウではその線を検出できたが、それと対となる平行な
第２の線を検出する第２のウインドウでは、その線を検
出できなかったとする。この場合には、すでに求めた平
行な第１，第２の線から求められた２つの線の間隔（距
離）を用いて、第１の線からその間隔だけ隔てた位置に
第２の線が存在すると仮定し、その仮定に基いて第２の
ウインドウの再設定を行う。これにより、一方の線が破
線や、かすれ、汚れなどにより検出不能であっても、他
方の線からの情報によりその一方の線のウインドウが設
定でき、平行な複数の線が検出される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る平行線抽出装置の好適な
実施例を添付図面を参照にして詳述する。図１は、本発
明に係る平行線抽出装置の一実施例を示しており、本例
では、道路認識装置に適用した例について説明する。

【００１１】同図に示すように、１はＴＶカメラやＣＣ
Ｄカメラ等の画像入力装置であり、車両の前面所定位置
や、車室内のバックミラー近傍所定位置等に取り付けら
れ、前方の道路の表面の状態を撮影することができるよ
うになっている。この画像入力装置１の出力が、フレー
ムメモリからなる画像メモリ２に入力されるようになっ
ている。この画像メモリ２は、本例では画像入力装置１
で検出した道路の表面情報を濃淡画像として記憶するよ
うになっている。

【００１２】また、上記画像メモリ２には、ウインドウ
設定手段３並びに白線抽出手段４がそれぞれ接続されて
おり、ウインドウ設定手段３により、上記画像メモリ２
に記憶された処理対象となる一画像上の所定位置にウイ
ンドウを設定するようになっている。具体的には、その
画像に対して最初に設定する初期ウインドウは、予め設
定された所定位置（画像の下方部位）に比較的広い面積
のウインドウを設定し、２回目以降に行う再設定は、前
回設定したウインドウの上辺に再設定のウインドウの下
辺が接する所定位置に設定するようになっている。そし
て、再設定の位置は、基本的には白線抽出手段４等から
送られてくる情報信号に基づいて、前回設定したウイン
ドウ内に位置する白線の延長線上の白線が存在する部位
を含むエリアを設定するようになっている。

【００１３】また、白線抽出手段４は、ウインドウ設定
手段３にて設定されたウインドウのエリア内に対して、
例えばソーベルの演算子等を用いて微分処理を行い、白
線（追い越し禁止を示す黄色い線も含む）の左右のエッ
ジを検出するようになっている。この時、エッジ画像に
は正負の値をもたせておく。これにより、一方向に走査
していった場合、例えば通常の道路部分（白線が形成さ
れていない部分）から白線になる境界では明るくなるた
め正のピーク値があらわれ、逆に白線から通常の道路部
分になる境界では負のピーク値があらわれる。そして、
それら正負のピーク値の間が白線の領域（幅）となる。
そして、係る微分処理を、水平方向（ｘ軸方向）の１ラ
イン毎に順次行い、対となるピーク値の間隔が所定のし
きい値以下ならその中点を白線の代表点とし、係る代表
点の数が、ウインドウ内に所定のしきい値以上（例え
ば、ウインドウの上下方向（ｙ軸方向）の幅の１／３以
上）あれば、そのウインドウ中に白線があると決定す
る。また、係る複数の代表点を直線近似して白線の方向
を算出する。さらに、係る白線の抽出処理を対となる左
右の両白線に対して行うようになっている。

【００１４】そして、白線情報、より具体的には、上記
直線近似して得られた白線の方向を示す直線とウインド
ウの上枠との交点座標（ｘ，ｙ）を、上記ウインドウ設
定手段３に送るようになっている。また、左右の両白線
とも検出できた場合には、検出された両白線の座標を道
路幅算出手段５に送るようになっている。

【００１５】道路幅算出手段５では、与えられた情報か
ら道路幅を算出し、その道路幅をｙ座標とともに道路幅
テーブルを作成し、そのテーブルデータをＲＡＭ等の記
憶手段６に送るようになっている。そして、記憶手段６
は、記憶された道路幅情報（道路幅テーブル）を必要に
応じて上記ウインドウ設定手段３に送るようになってい
る。

【００１６】次に、上記した実施例の作用について図２
に示すフローチャート図に基づいて説明する。まず、画
像入力装置１を用いて、車両の前方の道路情報を逐次取
り込む。そして、１フレームごとに画像処理を行い、白
線を抽出する。この時、仮にその撮影した処理対象とな
る一画像が、例えば図３に示すように、左側の白線Ｌが
連続線で、右側の白線Ｒが破線であったとし、また、便
宜上画像の上下方向がｙ軸、左右方向がｘ軸として、以
下説明する。

【００１７】すなわち、ウインドウ設定手段３を用い
て、その画像の所定位置に初期ウインドウを設定する
（Ｓ１０１）。この初期ウインドウｌ１，ｒ１は、２本
の白線をそれぞれ抽出することから、画像の左右両側下
方部位に設定する。ついで、両初期ウインドウｌ１，ｒ
１内のエリアに対して、白線抽出手段４を用いて上記し
たエッジ検出による白線の抽出処理を行う（Ｓ１０
２）。そして、両方のウインドウで白線が検出できなか
った場合には、その画像は処理せず次の画像を取り込み
ステップ１０１の処理に戻る（Ｓ１０３，１０４）。

【００１８】一方、両ウインドウｌ１，ｒ１内にてとも
に白線が検出されたなら、白線抽出手段４並びに道路幅
算出手段５によりその画像上の座標から最小二乗近似に
より初期ウインドウｌ１，ｒ１の上辺と白線の交点座標
を求めるとともに、ｙ座標と白線間の道路幅のテーブル
を作成し、交点座標をウインドウ設定手段３に送るとと
もに、その作成した道路幅テーブルを記憶手段６に記憶
させる（Ｓ１０５）。

【００１９】そして、ウインドウ設定手段３では、白線
抽出手段４から送られてきた交点座標データに基づい
て、白線の延長線上に次の追跡ウインドウｌ２，ｒ２を
設定する。具体的には、上記交点座標が追跡ウインドウ
の下辺の中点位置にくるように設定する（Ｓ１０６）。

【００２０】次いで、追跡ウインドウｌ２，ｒ２内につ
いて上記と同様に白線の抽出処理をし、両ウインドウ内
でともに白線が抽出できたなら、上記と同様の手順にし
たがって、次の追跡ウインドウを設定する（Ｓ１０７，
１０８）。

【００２１】一方、片方の追跡ウインドウ内で白線が抽
出できなかった場合（例えば、ｌ２では白線が抽出され
たが、ｒ２では白線が抽出されない）には、抽出された
ｌ２側では、上記と同様に交点座標を求め、次の追跡ウ
インドウｌ３を設定する。しかし、抽出できなかったｒ
２側では、交点座標を求めることができないため、白線
を抽出できた側のデータと道路幅データに基づいて、次
の追跡ウインドウｒ３を設定する。すなわち、道路幅は
急に大きく変化することはないため、抽出された白線か
ら予め求めておいた道路幅分だけ離れた位置に抽出でき
なかった白線（或いは破線の場合には、前後の白線を結
ぶ線）が位置していると推定することができるからであ
る。

【００２２】そして、具体的な推定，設定の手法として
は、例えば、抽出できたｌ２側の交点座標から所定の道
路幅だけ離れた位置に、追跡ウインドウｒ３の下辺の中
点が位置するように設定することができる（Ｓ１１０，
Ｓ１０６）。そして、たとえ道路幅が一定であっても遠
近の関係から、図３に示すように、上方に行くほど画像
上での幅は狭くなる。したがって、その設定の際に用い
る道路幅は、できるだけ直前に求めた道路幅データ（例
えばｌ１とｒ１とで求めたもの）を用いたり、或いは、
前回等、比較的近い過去に求めた道路幅テーブルの中
で、今回の設定の基準となる交点座標のｙ座標と略等し
い座標に対する道路幅データを利用することが好ましい
が、その設定した追跡ウインドウｒ３内に白線の一部が
位置すればよいため、おおよその白線の存在予想位置が
特定されるものであれば、上記のものに限られない。

【００２３】なお、ｒ３の設定は、上記のものに限らず
に、例えば抽出できた白線側の追跡ウインドウｌ３の位
置から所定距離隔てた位置に設定したり、或いは、その
追跡ウインドウｌ３内で白線抽出を行い、抽出した白線
に基づいて他方の追跡ウインドウｒ３を設定することな
ど種々の手法を用いることができる。

【００２４】そして、このようにして求められた追跡ウ
インドウｌ３，ｒ３に対して、白線抽出を行う（Ｓ１０
７）。そして、両方の追跡ウインドウで同時に白線の抽
出ができなかったり、或いは、処理対象のｙ座標が所定
のしきい値以上、すなわち、画像の上方所定位置まで抽
出処理が終わったなら、この画像における白線の抽出処
理を終了し、次の画像を取り込む（Ｓ１０４）。

【００２５】以後、上記処理を繰り返し行うことによ
り、逐次取り込まれる画像情報に対して、白線の抽出処
理が行える。また、取り込まれた画像が、例えば図４に
示すように、一部にかすれなどがある場合であっても、
上記と同様のステップにより処理することができる。そ
して、抽出された２本の白線間が、自車両が走行してい
る道路領域となる。

【００２６】なお、上記した実施例では、２本の白線を
抽出するようにしたが、３本以上としてもよい。すなわ
ち、例えば、画像入力装置１として、広角レンズを装着
したカメラ等を用いることにより、同時に３本以上の白
線を一画像内に取り込むとともに、設定するウインドウ
数も白線の数に応じて増減させる。そして、基本的に
は、各白線に設定したウインドウに基づいて白線の抽出
をし、その抽出結果に基づいて追跡ウインドウを設定す
るが、仮に抽出できない場合には、他の抽出されたいず
れかの白線とその白線からの道路幅データに基づいて追
跡ウインドウを設定する。

【００２７】また、上記した実施例では、白線の抽出が
できない場合には、すぐに抽出した他の白線のデータに
基づいて追跡ウインドウの設定を行ったが、例えば、白
線の抽出ができない場合に、１乃至複数回は、前回抽出
できた白線の延長線上に設定し、それでも白線の抽出が
できない場合に、上記道路幅データを用いた追跡ウイン
ドウの設定処理を行うようにしてもよく、その処理の実
行タイミングは種々変更実施が可能である。

【００２８】さらに、上記実施例では白線が抽出された
次のウインドウ設定は、その抽出したウインドウ内の白
線データに基づいて行うようにしたが、本発明はこれに
限らず、それ以前の複数個のウインドウにより抽出され
た白線データに基づいて行うようにしてもよい。

【００２９】なおまた、上記した実施例では、いずれも
道路上に形成された白線を抽出する装置について説明し
たが、本発明はこれに限ることなく、複数本の平行線
（直線，曲線並びに折れ線等、線の種類は不問）に対す
る抽出を行うようにしてもよいのはもちろんである。

【００３０】さらに、上記した実施例では、線抽出手段
が、エッジ検出により白線を抽出するようにしたが、本
発明はこれに限ることなく、種々の画像認識手法を用い
ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る平行線抽出
装置では、たとえ１つの線を見失ったとしても、その線
と平行な他の線が検出できたなら、その線の情報と、既
に求めた線間の距離に基づいて、線検出用のウインドウ
を設定することができる。その結果、線が破線のように
一部が切れていたり、かすれや汚れなどがある場合であ
っても、確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る平行線抽出装置の好適な一実施例
を示すブロック図である。

【図２】その作用を説明するためのフローチャート図で
ある。

【図３】動作原理を説明するための図である。

【図４】動作原理を説明するための図である。

【符号の説明】 １ 画像入力装置 ２ 画像メモリ ３ ウインドウ設定手段 ４ 白線抽出手段 ５ 道路幅算出手段 ６ 記憶手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像中に存在する平行な複数の線を検出
   する平行線抽出装置であって、 前記画像中の所定位置にウインドウを設定するウインド
   ウ設定手段と、 そのウインドウ設定手段により設定された前記ウインド
   ウ内に前記線があるか否かを検出する線抽出手段と、 その線抽出手段により検出された対となる複数の線間の
   距離を算出する算出手段と、 算出された前記線間の距離を記憶する記憶手段とを備
   え、 かつ、前記ウインドウ設定手段が、前記抽出手段により
   線が検出された場合にはその線の延長線上に次のウイン
   ドウを設定し、また、前記線抽出手段によって線が検出
   できない場合には、検出できた他の線と、前記記憶手段
   に格納された線間の距離から次のウインドウを設定する
   ようにした平行線抽出装置。