JPH07105486A - 走路障害物認識装置 - Google Patents

走路障害物認識装置

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JPH07105486A
JPH07105486A JP5245302A JP24530293A JPH07105486A JP H07105486 A JPH07105486 A JP H07105486A JP 5245302 A JP5245302 A JP 5245302A JP 24530293 A JP24530293 A JP 24530293A JP H07105486 A JPH07105486 A JP H07105486A
Authority
JP
Japan
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edge
image
lane mark
obstacle
lane
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Withdrawn
Application number
JP5245302A
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English (en)
Inventor
Kazuya Fujita
和也 藤田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 走路障害物認識のための大型装置を使わず、
複雑な処理を行うことなく、道路画像から障害物を認識
できる走路障害物認識装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 1は装置全体を制御するCPU、2は画像処
理装置、3は画像情報を記憶するフレームメモリ、4は
カメラである。画像処理装置4は、画像データの2値
化、平滑化、レーンマークエッジ抽出のための走行レー
ンエッジ抽出オペレータによるフィルタリング処理、お
よび画像全体のエッジ抽出のためのフィルタリング処理
を行う。抽出されたレーンマークエッジと画像全体のエ
ッジから障害物エッジを抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車両用運転支援装置
に係り、環境認識を行う走路障害物認識装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の画像処理技術を用いた車両用走路
障害物認識装置では、障害物までの正確な距離を必要と
しない場合においても、複数台のカメラを使用した立体
画像処理が行われている。従来例を図を用いて説明す
る。図15は従来例の走路障害物認識を説明するフロー
チャートである。この従来例では2台のカメラをそれぞ
れ左右に配置している。左右のカメラからは同時に画像
が取込まれる。取込まれた画像データからそれぞれエッ
ジの抽出、2値化が行われる。次に左右の2値画像から
視差の計測を行い、マッチング、ずれ量の判定を行う。
この結果から、各微小画像までの距離を算出し、ヒスト
グラムを作成する。このヒストグラムから、距離がほと
んど同じで位置的に等しい微小画像をグループ化する。
このようにして得られたグループの中から適当な処理に
より障害物を特定する。
【0003】このように従来の走路障害物認識装置は、
カメラが複数台必要であるため装置が大型となり、処理
も複雑であった。一方向の画像を取込むためだけに複数
のカメラを使用するのは効率が悪く、また複雑な処理は
処理時間が長くなるため、高速な処理が望めない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の走路障害物認識
装置では、撮影した道路画像から障害物だけを選択して
抽出することが困難であったために、複数台のカメラを
使用して立体画像処理を行っていた。そのために複雑な
処理と大型の装置とが必要であるという問題点があっ
た。
【0005】このような問題点を解決するためにこの発
明は、走路障害物を認識するのための大型装置を使わ
ず、複雑な処理をすることなく、道路画像から障害物を
認識できる走路障害物認識装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】目的を達成するためにこ
の発明の走路障害物認識装置は、走行中の道路画像を撮
像する撮像手段と、データを記憶するメモリ手段と、装
置全体を制御するCPUと、走行レーンマークエッジを
抽出する手段と、撮像手段により取込んだ画像から画像
エッジを抽出する手段と、走行レーンマークエッジと画
像エッジとから障害物を認識する手段とを具備すること
を特徴とする。
【0007】
【作用】この発明は、画像エッジ抽出手段により得られ
る画像全体のエッジと、走行レーンマークエッジ抽出手
段により得られる走行レーンマークエッジとを抽出し、
画像エッジから走行レークマークエッジを差し引くこと
により、走路上の障害物を認識する。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。
【0009】図1は、一実施例の走路障害物認識装置の
構成を表すブロック図である。図において、1は走路障
害物認識装置全体の制御を行うCPUである。2は走行
レーンおよび障害物を抽出するための画像処理を行う画
像処理装置である。3は道路画像データを記憶するフレ
ームメモリである。4は走行中の道路画像を撮影するカ
メラである。5はCPU1、画像処理装置2、フレーム
メモリ3を接続するバスである。カメラ4により一定時
間ごと道路画像を撮影し、その道路画像は画像データと
してフレームメモリ3に記憶される。記憶された画像デ
ータは、画像処理装置2に走行レーンおよび障害物の認
識が成される。CPU1はこれら一連の動作を制御す
る。バス5は通常信号のほか、画像データを処理するた
めスピードの速い仕様になっている。
【0010】図2は、画像処理装置2の詳細な構成を示
すブロック図である。6は画像処理装置全体2を制御す
るコントローラである。7は空間フィルタリングを行う
2Dコンボルバである。8は2値化のための濃度変換を
行うルックアップテーブル(以下LUTと表す)であ
る。9は画像データの平均値やヒストグラムを算出する
統計処理器である。10および11はそれぞれフレーム
メモリからの画像データを一時的に記憶するバッファA
およびバッファBであり、それぞれ2画面分の記憶容量
を持っている。バッファA10は、バッファAa15と
バッファAbとを、バッファB11はバッファBa17
とバッファBb18とを有する。またバッファA10、
バッファB11は、それぞれバス5へ直接接続されてい
る。12はLUT8のデータを複数保持する不揮発性の
LUTデータメモリである。例えば、バッファAa15
にフレームメモリ3から送られた画像データが記憶さ
れ、バッファBa17に画像処理後のデータを保存する
場合、まず、バッファAa15の画像データに対して2
Dコンボルバ7において空間フィルタリングを行い、L
UT8により2値化して、バッファBa17へ出力す
る。この時統計処理器9を用いてバッファA10の画像
データを2値化するのに最適なLUTデータを算出す
る。LUTデータはあらかじめLUTデータメモリ12
に複数記憶されており、上記最適LUTデータはLUT
データメモリ12から選択してLUT8に書込む。バッ
ファAa15の画像データをすべて処理すると、バッフ
ァBa17には走行レーンに対応した2値データが保持
され、後でCPU1によって認識処理が行われる。
【0011】次に走路障害物認識プロセスについて説明
する。図3は走路障害物認識プロセスを表すフローチャ
ートである。初めに画像を取り込む(20)。車両走行
時は約100ms毎の処理が要求されるので、ここでは
100ms毎に画像を取り込む。カメラ4の1フレーム
映像信号は、A/D変換されてフレームメモリ3へ記憶
される。次に画像データ中エッジの急峻な立上りや立下
りを揃えるために平滑化を行う(21)。平滑化は、フ
レームメモリ3の画像データをバス5を経由してバッフ
ァAa15へ送り、2Dコンボルバ7において、バッフ
ァAa15の画像データに対して図4に示す平滑用オペ
レータで空間フィルタリングをすることにより行われ
る。平滑化された画像データはバッファBa17に保存
される。
【0012】次に走行レーンマークエッジの抽出を行
う。走行レーンマークエッジの抽出は、内側レーンマー
クと外側レークマークとに対して別々に行う。
【0013】初めに内側レーンマークエッジを抽出す
る。画像データはバッファBa17にあるので、バッフ
ァBa17に記憶された画像データに対し、2Dコンボ
ルバ7において図5に示したレーン左内側エッジ抽出オ
ペレータで空間フィルタリングを行う。この処理によ
り、走行レーン左内側エッジのみが抽出される(2
2)。フィルタリングされた画像データは、バッファB
b18に保存される。次に走行レーン右内側エッジを抽
出する(23)。この走行レーン右内側エッジは、左内
側エッジ抽出と同様に、バッファBa17に記憶された
画像データに対し、2Dコンボルバ7において図6に示
したレーン右内側エッジ抽出オペレータで空間フィルタ
リングを行うことにより得られる。抽出された走行レー
ン右内側エッジのデータは、バッファBb18に記憶さ
れている走行レーン左内側エッジのデータに加算され、
走行レーン内側レーンマークエッジが抽出される(2
4)。次に走行レーン内側エッジのデータをLUT8に
送り2値化して、バッファBa17へ記憶する(2
5)。2値化処理25を1フレーム分行うと、バッファ
Ba17には走行レーンのレーンマーク内側エッジのみ
が記憶される。次に安定した障害物認識のためにレーン
マーク内側エッジに対し膨脹処理を行う(26)。膨脹
処理が成された画像データは、バッファBb18に記憶
する。
【0014】続いて外側レーンマークエッジについても
同様にして抽出する。初めに走行レーン左外側レーンマ
ークエッジを、図7に示した走行レーン左外側エッジ抽
出オペレータで空間フィルタリングを行うことにより抽
出する(27)。次に走行レーン右外側レーンマークエ
ッジを、図8に示した走行レーン右外側エッジ抽出オペ
レータで空間フィルタリングを行うことにより抽出する
(28)。左外側レーンマークエッジと右外側レーンマ
ークエッジとを加算して、走行レーン外側レーンマーク
エッジを抽出する(29)。次に2値化処理を行い(3
0)、膨脹処理を行う(31)。このようにして処理さ
れた内側レーンマークエッジと外側レーンマークエッジ
とを加算して(32)、走行レーンのレーンマークエッ
ジが抽出され、バッファBb18へ記憶される。
【0015】次に道路画像全体のエッジの抽出を行う。
21において平滑化されバッファBa17に記憶されて
いる画像データに対し、図9に示したエッジ抽出オペレ
ータを用いて、2Dコンボルバにおいて空間フィルタリ
ングを行い、エッジを抽出する(33)。エッジを抽出
した後、LUT8を通して2値化を行い(34)、バッ
ファAb16に保存する。
【0016】最後にバッファAb16に記憶した画像全
体のエッジの画像データとBb18に記憶した走行レー
ンのレーンマークエッジの画像データとの排他的論理和
(EXOR)をとると(35)、障害物エッジが得られ
る(36)。障害物エッジデータはバス5を介してCP
U1へ送られ、走路障害物認識が終了する(37)。次
に上記実施例による走路障害物認識装置の画像処理結果
について説明する。図10は画像処理過程を表した図で
ある。図10中I1は車両走行中に撮影した道路画像で
ある。この画像に対して、走行レーンの内側レーンマー
クエッジのみを抽出し、2値化した画像がI2である。
I3は走行レーンの外側レーンマークエッジのみを抽出
し、2値化した画像である。I4は走行レーンの内側レ
ーンマークエッジおよび外側レーンマークエッジとを加
算した画像であり、レーンマークのエッジが得られる。
I5は道路画像全体のエッジを抽出して2値化した画像
である。I6はレーンマークエッジ画像I4と全体のエ
ッジ画像I5との排他的論理和をとって得られた障害物
エッジだけを抽出した画像である。
【0017】次に走行レーンエッジ抽出オペレータにつ
いて説明する。この実施例では4種の走行レーンエッジ
抽出オペレータを図5から図8に示した。図5はレーン
左内側エッジ抽出オペレータである。図6はレーン右内
側エッジ抽出オペレータである。図7はレーン左外側エ
ッジ抽出オペレータである。図8はレーン右外側エッジ
抽出オペレータである。それぞれ必要に応じて選択して
用いる。
【0018】続いて、図5から図8に示した走行レーン
エッジ抽出オペレータを設定した理由を図11、図1
2、図13を用いて説明する。始めに直線抽出オペレー
タについて説明する。図11の101 は道路画像であり、
走行レーンマーク(白線)は、水平線に対してθ1およ
びθ2の角度を持つ直線で近似することができる。この
θ1およびθ2はカメラの取付け位置やカメラレンズの
画角により変動するため、撮影する条件に合わせて設定
する必要がある。この実施例の場合、θ1および(π−
θ2)はおよそ45度で近似することができる。このよ
うな斜めの直線を抽出するフィルタとして図12に示す
直線抽出オペレータを設定した。この実施例の直線抽出
オペレータは、一例として7×9マスクサイズのものを
設定したが、5×5マスクサイズ以上のものであれば良
い。次に方向性エッジ抽出について説明する。レーンマ
ークを水平走査線1本の信号としてみると、図13に示
す103 の源信号となる。この信号103 に方向性微分フィ
ルタリングを行うと、104 の正・負方向のエッジが抽出
される。この信号104 を2Dコンボルバ7で半波整流処
理を行い、正側のエッジのみを抽出すると105 の信号が
得られる。このような処理により走行レーンマークから
内側エッジまたは外側エッジのみを抽出することができ
る。このようにして得られた方向性エッジ抽出オペレー
タを図12に示す直線抽出オペレータ102 の形に配列
し、注目画素について重み付けを行うことにより、走行
レーンエッジ抽出オペレータが求められる。図5から図
8に示した走行レーンエッジ抽出オペレータは図10の
I1に示す画角構成を持つ道路画像に対して最適化を行
ったものであり、最大の効果を得るために7×9マスク
サイズとしている。このように、方向性エッジ抽出オペ
レータと直線抽出オペレータとを組合わせた走行レーン
エッジ抽出オペレータを用いて、フィルタリング処理の
みで走行レーンを検出することができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明した通り、この発明の走路障害
物認識装置によれば、走行レーンのレーンマークエッジ
および画像全体のエッジをフィルタリング処理により抽
出し、これらエッジ画像データの排他的論和から容易に
障害物エッジを抽出することができる。従って走路障害
物認識のための大型装置を使わず、複雑な処理をするこ
となく、道路画像から障害物を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の走路障害物認識装置の構成を表すブ
ロック図
【図2】図1の画像処理装置の詳細な構成を表すブロッ
ク図
【図3】一実施例の走路障害物認識プロセスを表すフロ
ーチャート
【図4】平滑化オペレータを示す図
【図5】走行レーン左内側エッジ抽出オペレータを示す
【図6】走行レーン右内側エッジ抽出オペレータを示す
【図7】走行レーン左外側エッジ抽出オペレータを示す
【図8】走行レーン右外側エッジ抽出オペレータを示す
【図9】エッジ抽出オペレータを示す図
【図10】一実施例の走行レーン認識装置の処理過程を
表す図
【図11】道路画像を示す図
【図12】直線抽出オペレータを示す図
【図13】方向性エッジ抽出について説明する図
【図14】従来例の走路障害物認識プロセスを表すフロ
ーチャート
【符号の説明】
1…CPU、2…画像処理装置、3…フレームメモリ、
4…カメラ、5…バス、6…コントローラ、7…2Dコ
ンボルバ、8…ルックアップテーブル(LUT)、9…
統計処理器、10,11…バッファ、12…LUTデー
タメモリ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 9/20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行中の道路画像を撮像する撮像手段
    と、データを記憶するメモリ手段と、装置全体を制御す
    るCPUと、走行レーンマークエッジを抽出する手段
    と、前記撮像手段により取込んだ画像から画像エッジを
    抽出する手段と、前記走行レーンマークエッジと前記画
    像エッジとから障害物を認識する手段とを具備すること
    を特徴とする走路障害物認識装置。
  2. 【請求項2】 前記撮像手段により道路画像を取込む手
    段と、この道路画像データから走行レーンの内側レーン
    マークエッジを抽出する手段と、前記道路画像データか
    ら走行レーンの外側レーンマークエッジを抽出する手段
    と、前記内側レーンマークエッジと前記外側レーンマー
    クエッジとの論理和から走行レーンのレーンマークエッ
    ジを得る手段と、前記道路画像データから画像全体のエ
    ッジを抽出する手段と、前記走行レーンのレーンマーク
    エッジと前記画像全体のエッジとの排他的論理和から障
    害物エッジを認識する手段とからなる請求項1の走路障
    害物認識装置。
JP5245302A 1993-09-30 1993-09-30 走路障害物認識装置 Withdrawn JPH07105486A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009080489A (ja) * 2008-10-27 2009-04-16 Fujifilm Corp カメラ及び画像入力方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009080489A (ja) * 2008-10-27 2009-04-16 Fujifilm Corp カメラ及び画像入力方法
JP4611412B2 (ja) * 2008-10-27 2011-01-12 富士フイルム株式会社 カメラ及び画像入力方法

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