JPH0612121A - 白線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車線逸脱警報装置や蛇行運転警報装置又は自
律走行車に用いることの出来る白線検出装置に関し、車
速の大小に関わらず常に正確な白線の検出が出来るよう
にすることを目的する。 【構成】 車速センサの出力信号に対応してタイミング
信号を生成し、このタイミング信号に従ってラインセン
サの出力信号から白線を抽出して該白線の横方向座標を
算出し、この白線の横方向座標をタイミング信号によっ
て逐次差分を取ることにより車両の位置情報と単位走行
距離及び単位走行時間当たりの横方向変位量を求め、ま
た抽出された白線から白線の切れ目検出信号を発生して
タイミング信号の出力を禁止するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は白線検出装置に関し、特
に車線逸脱警報装置や蛇行運転警報装置又は自律走行車
に用いることの出来る白線検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の白線検出装置としては、図４に
示すようにＴＶカメラ（エリアセンサ）１１と画像メモ
リ１２と白線抽出部１３とマイクロコンピュータ１４と
で構成されたものがあり、図５(b) 及び(c) に示すよう
に車両１０の例えば前部にＴＶカメラ１１を装着し、車
両１０が走行する路面上に設けられた白線ＷＬに対する
画像（同図(a) 参照）をＴＶカメラ１１から入力し、こ
の画像を一旦画像メモリ１２に蓄積した後、白線抽出部
１３が２値化処理等により白線ＷＬを抽出し、その結果
をマイクロコンピュータ１０に与えることにより、マイ
クロコンピュータ１４では同図(a) に示すように横方向
基準線ＨＬと白線ＷＬとの交点の画面座標とＴＶカメラ
１１の取り付け位置から幾何学的に車両１０の位置を求
めるようにしている。

【０００３】しかしながら、このような白線検出装置の
場合には膨大なデータ量と複雑な認識処理を必要とする
為、マイクロコンピュータ１４を用いたソフト処理に頼
らざるを得ないため、処理時間が長くなり、特に高速道
路走行時では応答性に問題があった。

【０００４】これを改善するため、図６に示すようにラ
インセンサを利用してハードウェアの簡略化と処理の高
速化を図った白線検出装置が提案されている。

【０００５】即ち、ラインセンサ２１からは図７に示す
ように１ライン中で白線に対してのみハイレベルとなる
出力信号ａが発生され、この出力信号ａを受けた白線抽
出部２２がやはり図示のように出力信号ｂを発生する。

【０００６】座標算出部２３では白線抽出部２２からの
出力信号ｂを用いて白線の横方向（水平）座標を演算し
て該座標を示す出力信号ｄをマイクロコンピュータ２５
に与えている。この横方向座標とは、図７に示すように
１ライン中に２つの白線が示されているときにはその中
心の座標であり、１本の白線の場合にはその白線の中心
の座標を示すものであれば良い。

【０００７】尚、白線抽出部２２及び座標算出部２３は
それぞれタイミング制御部２４から一定時間間隔で発生
されるタイミング信号ｃにより出力信号ｂ及び横方向座
標を示す出力信号ｄを発生するようになっている。

【０００８】このようにして横方向座標を座標算出部２
３から受けたマイクロコンピュータ２５はその横方向座
標から車両の現在の位置情報を生成すると共に、タイミ
ング信号ｃに基づき単位時間当たりの横方向変位量を生
成する。

【０００９】尚、このような位置情報及び横方向変位量
は車線の逸脱検知等に用いられることとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにラインセ
ンサを用いる白線検出装置の場合にはＴＶカメラを用い
る場合よりも横方向画素数が２〜８倍となる利点がある
が、ラインセンサは１次元センサのため、垂直方向、即
ち車両進行方向のデータが車両の進行により初めて得ら
れるものである。

【００１１】従って、タイミング制御部２４からのタイ
ミング信号ｃによる一定時間間隔のサンプリングでは車
速によって測定距離間隔が大きく異なってしまい、走行
レーンでの位置検出は高速走行時には粗くなり、逆に定
速走行時には必要以上のデータ処理を行うことになって
応答性が一定しないという問題があった。

【００１２】この状態が図８に示されており、定速走行
時には同図(a) に示すように細かなデータが得られる
が、高速走行時においては同図(b) に示されるように粗
いデータしか得られなくなってしまうことが分かる。

【００１３】また、実際の道路では白線に切れ目が設け
られている場合が多いが、この切れ目区間はデータが無
い上に、それ以前のデータで補間しようとしても一定時
間間隔のサンプリングの為、距離方向の情報が無く走行
レーン内か、或いは既に逸脱中かの判定が出来ないとい
う問題点があった。

【００１４】従って本発明は、車速の大小に関わらず常
に正確な白線の検出が出来る装置を提供することを目的
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る白線検出装置では、車速センサと、該
車速センサの出力信号に対応してタイミング信号を発生
するタイミング制御部と、ラインセンサと、該ラインセ
ンサの出力信号から該タイミング信号に従って白線を抽
出する白線抽出部と、該抽出された白線の横方向座標を
該タイミング信号に従って算出すると共に白線の切れ目
検出信号を発生して該タイミング信号を該タイミング制
御部から出力させるのを禁止する座標算出部と、該横方
向座標を該タイミング信号に従って更新するバッファメ
モリと、該バッファメモリからの横方向座標と該車速セ
ンサの出力信号と該タイミング信号とにより車両の位置
情報と単位走行距離及び単位走行時間当たりの横方向変
位量を求める演算部と、を備えている。

【００１６】また本発明では、更に、該切れ目検出信号
が存在している間、該車速センサの出力信号をカウント
する切れ目カウント部を備え、該カウントを受けた演算
部が該白線の切れ目に相当する距離より大きいカウント
のときには走行異常検出信号を発生することができる。

【００１７】

【作用】本発明においては一定の時間毎にタイミング信
号を発生するのではなく、車速センサからの出力信号に
対応してタイミング信号を発生し、このタイミング信号
に従ってラインセンサの出力信号から白線抽出部が白線
を抽出し、この抽出された白線の横座標を座標算出部が
算出する。

【００１８】そして、この座標算出部で算出した横方向
座標を該タイミング信号に従ってバッファメモリに格納
し且つ更新する。そして、このバッファメモリからの横
方向座標を受けて演算部が車両の位置情報を出力すると
共に、その横方向座標と車速センサの出力信号とにより
単位距離及び単位時間当たりの横方向変化量を求めるこ
とが出来る。

【００１９】従って、車速が大きくなればタイミング信
号の間隔が小さくなり、これに応じたラインセンサから
の出力信号による横方向座標を求めることが出来、反対
に車速が小さいときにはタイミング信号の間隔が大きく
なるので結果として常に一定の距離間隔において白線の
横方向変位量を求めることが出来る。

【００２０】また、これと同時に座標算出部では白線の
切れ目検出信号も発生するので、この切れ目検出信号を
受けたタイミング制御部ではタイミング信号の発生が禁
止される為ラインセンサからの出力信号から求めた白線
の横方向座標はバッファに保持されたままとなるので白
線の切れ目による影響を受けずに済む。

【００２１】更に本発明においては、切れ目検出信号が
座標算出部から発生されている間の車速センサの出力信
号をカウント部によりカウントすることで、このカウン
ト値を受けた演算部が白線の切れ目に相当する距離より
大きいカウントのときには走行異常（車線逸脱）を検出
することが出来、より安全性を高めることが出来る。

【００２２】

【実施例】図１は本発明に係る白線検出装置の実施例を
示したもので、１はラインセンサ、２はラインセンサ１
の出力信号Ａを受けて白線抽出を行う白線抽出部、３は
白線抽出部２の出力信号Ｂを受けて白線の中心座標Ｆ１
を算出する座標算出部、４はタイミング制御部でタイミ
ング信号生成部４１とこのタイミング信号生成部４１の
出力信号及び座標算出部３で発生された切れ目検出信号
Ｃとを受けてタイミング信号Ｅを発生するＡＮＤゲート
４２とで構成されたものである。

【００２３】５は演算部としてのマイクロコンピュー
タ、６は車速センサ、７は座標算出部３で算出された白
線の横方向座標Ｆ１を蓄積し且つ次の横方向座標Ｆ１に
より更新するバッファメモリであり、白線抽出部２と座
標算出部３と共にＡＮＤゲート４２からのタイミング信
号Ｅにより制御されて入力された座標データＦ１を座標
データＦ２として出力している。

【００２４】また、８は車速センサの出力信号Ｄと切れ
目検出信号Ｃとを受けて切れ目カウントを行うカウンタ
部であり、マイクロコンピュータ５はバッファメモリ７
からの横方向座標を示すデータＦ２とタイミング信号Ｅ
と車速センサ６からの車速を示す信号Ｄとカウンタ部８
からの切れ目カウントとを入力して、車両の位置情報と
単位走行時間当たりの横方向変位量と単位走行距離当た
りの横方向変位量と異常検出信号とを出力するようにな
っている。

【００２５】次に図１に示した本発明の実施例の動作を
図２に示したタイムチャートを参照して以下に説明す
る。

【００２６】まずラインセンサ１から出力されるビデオ
信号Ａを白線抽出部２においてタイミング信号Ｅの制御
の下に２値化し、その出力信号Ｂを座標算出部３に送る
と、この座標算出部３では同様にタイミング信号Ｅの制
御の下に両白線間の中央（又は１本の白線の場合にはそ
の白線の中央）の横方向画像座標データＦ１を出力して
バッファメモリ７に送る。

【００２７】このバッファメモリ７ではタイミング信号
Ｅに従って横方向座標データＦ１を格納すると共に、次
のタイミング信号Ｅによって座標算出部３から出力され
た横方向座標データＦ１によって書換えられるようにな
っている。

【００２８】このバッファメモリ７の横方向座標Ｆ２は
タイミング信号Ｅにより出力されてマイクロコンピュー
タ５に送られると、マイクロコンピュータ５はタイミン
グ信号Ｅが与えられる度に横方向座標データＦ２を入力
するので、その間の座標データの逐次差分を演算するこ
とにより横方向変位量を求めることが出来る。この横方
向変位量はタイミング信号Ｅが車速センサ６の出力信号
に基づいてタイミング信号生成部４１及びＩＡＮＤゲー
ト４２を介して発生されるものであるので、図３に示す
ように、単位走行距離当たりの横方向変位量を示すこと
となる。

【００２９】また、マイクロコンピュータ５には車速セ
ンサ６の出力信号Ｄが入力されているので、上記に求め
た単位走行距離当たりの横方向変位量にこの速度信号Ｄ
を乗算することにより単位走行時間当たりの変位量も同
時に求めることが出来る。尚、車両の位置情報はバッフ
ァメモリ７からの横方向座標Ｆ２と予め設定したライン
センサ１の操作角度と車両搭載位置により走行レーン内
の自車両の位置を示す位置情報も同時に発生することが
出来る。

【００３０】また図１においては座標算出部３が切れ目
検出部信号Ｃを出力したときにタイミング信号生成部４
からのタイミング信号を出力させないようにしている
為、この間の横方向座標データＦ１はバッファメモリ７
に保持されたままとなり、これは図３に示すように以前
の横方向座標データで補間していることと等価であり横
方向の変位量が極端に大きくない場合はこの横方向座標
データＦ１をそのまま用いても大きな問題はない。

【００３１】そして、この切れ目検出信号Ｃが発生して
いる間、この切れ目検出信号Ｃが本当に白線の切れ目で
あることが確認出来ればバッファメモリ７に保持した横
方向座標データＦ１を補間する意味が生ずる。

【００３２】そこで本発明では切れ目検出信号Ｃと車速
センサ６の出力信号Ｄとを切れ目カウント部８に入力し
てその切れ目が本当の白線の切れ目であるか否かを検出
する為、切れ目検出信号Ｃが発生している間の車速セン
サ６からの出力信号Ｄのパルス数をカウントする。

【００３３】そしてこのパルス数を入力したコンピュー
タ５は予め設定した切れ目に相当するパルス数と比較し
てこのパルス数に等しいときには上記のバッファメモリ
７に保持した座標データＦ１を補間データとして用いる
が、該パルス数より大きいときには白線の切れ目でなく
何らかの異常が発生したものとして異常検出を出力する
こととなる。

【００３４】この白線の切れ目か否かの判断について次
に説明すると、車速センサ６の代表例として６３７ｒｐ
ｍ×４パルス（６０Ｋｍ／ｈ）を選び、１パルス当たり
の移動距離を求めると次のようになる。

【００３５】６０Ｋｍ／ｈを秒速に変換すると、 一方、６３７ｒｐｍ×４パルスを１秒当たりのパルス数
（周波数）に換算すると、 となる。

【００３６】従って、車速センサ６の１パルス当たりの
移動距離は、車速の大小に拘らず、 となり、これは一定値を示すこととなる。

【００３７】高速道路の場合、規格により切れ目は１２
ｍであるので、１２÷０．３９２５＝３０．５７…とな
り、３１パルスまでは白線の切れ目であると判断出来る
が、３２パルス以上は白線の切れ目ではなく何らかの走
行異常を示すものとしてマイクロコンピュータ５は異常
検出信号を発生することが出来る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る白線検
出装置によれば、車速センサの出力信号に対応してタイ
ミング信号を生成し、このタイミング信号に従ってライ
ンセンサの出力信号から白線を抽出して該白線の横方向
座標を算出し、この白線の横方向座標をタイミング信号
によって逐次差分を取ることにより車両の位置情報と単
位走行距離及び単位走行時間当たりの横方向変位量を求
め、また抽出された白線から白線の切れ目検出信号を発
生してタイミング信号の出力を禁止するように構成した
ので、白線の切れ目に影響されずに常に一定の距離間隔
で自車両の位置並びに白線に対する相対的な位置を求め
ることが出来、車速の大小に拘わらず常に一定の応答性
を与えることが出来る。

【００３９】また、切れ目検出信号が存在している間の
車速センサの出力信号をカウントしてこのカウント値が
白線の切れ目に相当する距離より大きい値のときには走
行異常状態であるとして走行異常検出信号を発生するよ
うに構成すれば現在の走行が走行レーン内か逸脱してい
るかの判定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る白線検出装置の実施例を示したブ
ロック図である。

【図２】本発明の実施例の動作を説明するためのタイム
チャート図である。

【図３】本発明による横方向座標の算出間隔を示した図
である。

【図４】ＴＶカメラを用いた従来例（その１）を示した
ブロック図である。

【図５】ＴＶカメラを用いた従来例（その１）による撮
像状態を示したブロック図である。

【図６】ラインセンサを用いた従来例（その２）を示し
たブロック図である。

【図７】従来例（その２）の各部の動作を説明するため
のタイムチャート図である。

【図８】従来例における横方向座標の算出間隔を示した
図である。

【符号の説明】

１ ラインセンサ ２ 白線抽出部 ３ 座標算出部 ４ タイミング制御部 ５ マイクロコンピュータ ６ 車速センサ ７ バッファメモリ ８ 切れ目カウント部 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車速センサと、該車速センサの出力信号
   に対応してタイミング信号を発生するタイミング制御部
   と、ラインセンサと、該ラインセンサの出力信号から該
   タイミング信号に従って白線を抽出する白線抽出部と、
   該抽出された白線の横方向座標を該タイミング信号に従
   って算出すると共に白線の切れ目検出信号を発生して該
   タイミング信号を該タイミング制御部から出力させるの
   を禁止する座標算出部と、該横方向座標を該タイミング
   信号に従って更新するバッファメモリと、該バッファメ
   モリからの横方向座標と該車速センサの出力信号と該タ
   イミング信号とにより車両の位置情報と単位走行距離及
   び単位走行時間当たりの横方向変位量を求める演算部
   と、を備えたことを特徴とする白線検出装置。
2. 【請求項２】 更に、該切れ目検出信号が存在している
   間、該車速センサの出力信号をカウントする切れ目カウ
   ント部を備え、該カウントを受けた演算部が該白線の切
   れ目に相当する距離より大きいカウントのときには走行
   異常検出信号を発生することを特徴とした請求項１に記
   載の白線検出装置。