JPH0916900A - 局地的位置把握装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 車線の正しい寸法情報を得ることが困難な斜
視画像から車線の正しい寸法情報を取得し、相対位置を
把握する。 【解決手段】 輪郭抽出器を用いて、進行方向前方の斜
視画像Ｖｉから、車線の輪郭ＳｃＲ、ＳｃＲ’及びＳｃ
Ｌを抽出した画像Ｖｃを生成し、座標変換器を用いて、
斜視画像Ｖｃを寸法を正しく表現出来る鳥観画像に変換
し、この鳥観画像に基づいて、車線形状を正確に認識
し、車線に対する位置を把握する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、局地的地域での対
象物の位置、速度、及び、姿勢に関して、局地的位置把
握データを提供し、特に自動車の路上に於ける静止或い
は走行中の状態の検出に特に適した局地的位置把握シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３０に、自動車に用いられる従来の局
地的位置把握装置を示す。この従来の局地的位置把握装
置ＬＬＰは、エッジ抽出器１Ｐ、閾値設定器３Ｐ、閾値
設定器５Ｐ、マッチング検出器９Ｐ、車線輪郭検出器１
１Ｐ、領域限定器１３Ｐ、現位置検出器１５Ｐ、曲率検
出器１７Ｐ、及びヨー角検出器１９Ｐを有する。

【０００３】エッジ抽出器１Ｐは、デジタル撮像装置
（図１）に接続されている。デジタル撮像器は、自動車
ＡＭ（図１）に搭載されて、自動車の進行方向前方の風
景の斜視画像Ｖｉをデジタル画像信号Ｓｉとして生成す
る。この画像Ｖｉには、道路及びその上に設けられた現
在走行中の車線Ｌｍ、及び同車線車線Ｌｍの両側を規制
する白線Ｌｍ１及びＬｍ２等が写っている。更に、隣の
車線の白線Ｌｍ３も写っている。エッジ抽出機１Ｐは、
デジタル画像信号Ｓｉから、これらの車線車線Ｌｍ１、
Ｌｍ２、及び、Ｌｍ３に対応するエッジ画素を抽出し
て、抽出エッジ画素信号Ｓｘを生成する。この抽出エッ
ジ画素信号Ｓｘは抽出されたエッジ画素のみを含む、抽
出エッジ画像Ｖｘを表示する。

【０００４】閾値設定器３Ｐは、公知の方法で、マーク
する各々の車線Ｌｍの線を抽出するために、信号Ｓｘ'
を走査して、エッジ画素データ信号Ｓｘ’から車線マー
キングの輪郭を示す画素を抽出するための、閾値Ｅｔ
ｈ’を決定する。そして、車線マーキングの輪郭線を表
す輪郭画素を抽出した信号Ｓｃ’を生成する。

【０００５】マッチング検出器９Ｐは、このように輪郭
を抽出した、輪郭抽出信号Ｓｃ’に含まれる輪郭線にマ
ッチする直線或いは円弧を求め、これらの直線或いは円
弧のマッチした線の全てを含むマッチングデータＳｍ’
を生成する。更に、車線輪郭抽出部１１Ｐは、これらの
マッチングデータを、予め記憶してある車線の寸法的特
徴と比較し、この寸法的特徴を満たすマッチング線を車
線の輪郭線として採用して、車線抽出信号Ｓｍｃ’を生
成する。

【０００６】領域限定器１３Ｐは、車線抽出信号Ｓｍ
ｃ’に基づいて、抽出された車線の周りに領域を設定す
ると共に、この領域を規定する領域信号Ｓｒ’を生成す
る。エッジ抽出器１は斜視画像Ｖｉでの領域を、この領
域信号Ｓｒ’に規定される領域に限定する。現位置検出
器１５Ｐは、自動車ＡＭが、現在位置している道路上の
位置を検出する。曲率検出器１７Ｐは、走行中の車線の
曲率を検出する。ヨー角検出器１９Ｐは、自動車の車線
に対する傾斜角度を検出する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、全ての
処理は、撮像装置１００によって得られる車両前方の斜
視画像Ｖｉに基づいて行われる。言うまでもなく、斜視
図では、三次元的空間が二次元平面の上に表現されるの
で、斜視画像Ｖｉからは、対象物、つまり車線の正しい
寸法情報を得ることが出来ない。斜視画像Ｖｉに於いて
は、撮像装置１００より遠ざかるにつれて、形状が変形
して表示される。言い換えれば、遠くに在る対象物は、
近くの対象物.より小さい表現される。

【０００８】このように、斜視画像である輪郭抽出信号
Ｓｃから、対象物の正しい寸法の情報を得ることは、不
可能である。さらに、このような信頼できない、不正確
な、歪んだ寸法の情報に基づいて、車両の局地的位置把
握及び、誤って把握した局地位置情報に基づいて、曲
率、ヨー角検出等の処理を行うことが、非常に危険であ
ることは、明白である。

【０００９】また、異なる局地的位置把握システムとし
ては、特開平３−１３９７０６号公報に提案されてい
る。撮像手段から取り込んだ画像から抽出された二本の
案内線について自車両から距離の異なる２点に於ける接
線を検出し、検出された接線から案内線の曲率を計算す
ることによって、あらかじめ記憶されている曲率と車両
状態量の関係から車両の横変位を検出される。しかしな
がら、このような局地的位置把握装置に於いても、カー
ブの曲率が小さい場合には、正確な曲率が求まらないこ
とや、白線の間隔が変わった場合には対応できないこと
から、車線内での車両の位置を常に正確に計測ができな
いという問題を有していた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】対象物の進行方向の局地
的地域の斜視図を表すデジタル画像信号に基づいて、該
局地的地域上の車線に関する方向に進行可能な対象物の
局地的位置を検出する局地的位置把握装置であって、該
デジタル画像信号から該車線の輪郭を抽出して、輪郭デ
ータを生成する輪郭抽出手段と、該輪郭データを平面図
を表すように変換して、該抽出された輪郭の寸法を正確
に表した座標変換データを生成する変換手段と、該座標
変換データに基づいて、該抽出輪郭線の寸法的特徴を検
出して、寸法データを生成する寸法特徴検出手段とを有
することを特徴とする局地的位置把握装置。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に本発明に係る局地的位置把
握装置ＬＰを組み込んだ局地的位置把握システムＬＰＳ
を示す。この局地的位置把握システムＬＰＳは、例え
ば、自動車ＡＭに搭載される。局地的位置把握システム
ＬＰＳは、局地的位置把握装置ＬＰ、デジタル撮像装置
１００、移動速度検出器２００、ＧＰＳ（地球的位置把
握装置）受信機 ３００、ＥＣＵ（電気制御ユニット）
４００、及び、ナビゲーション装置５００を含む。

【００１２】デジタル撮像装置１００は、撮像素子より
成り、Ｐh ｘ ＰＶ画素マトリックス（図３）によって
対象物の画像を連続的に得ることができる。ＰhとＰＶ
は、それぞれ水平方向と垂直の方向に配置さられる画素
の数を表している。故に、画素数ＰhとＰＶを増やせ
ば、画像の解像度を上げることができるので、本発明の
位置把握等の動作の精度を上げることができる。一方、
製造コストが増えるという問題があるので、これらの数
ＰhとＰＶは必要とされる分解能と製造コストに従って
決定されるべきである。一例として、Ｐｈ及びＰｖはそ
れぞれ、４２８及び２６８とされているが、これに限定
されるものではない。

【００１３】デジタル撮像装置１００は、自動車ＡＭの
前端部近くに設置される。デジタル撮像装置１００は。
自動車ＡＭの進行方向の風景画像Ｖｉを連続的に撮影し
て、デジタル画像信号Ｓｉを生成する。この画像Ｖｉ
は、自動車ＡＭの中から見た、前方の斜視図である。こ
の画像は、静止画及び動画のいずれでも良い。

【００１４】図７（ｂ）に、デジタル撮像装置１００を
搭載した自動車ＡＭの側面図を大略示す。デジタル撮像
装置１００の光軸Ａｘは、自動車ＡＭが道路上を移動す
る方向Ｚと一致しているが、水平面に対して所定の角度
θだけ、下向きになるように設定されている。この場
合、自動車ＡＭの前端部の真下の路面の画像Ｖｉを得る
のに、十分に大きい画角を有したデジタル撮像装置１０
０が用いられる。

【００１５】図３に、デジタル撮像装置１００によって
得られた、デジタル画像信号Ｓｉに表される自動車ＡＭ
から進行方向前方をみた斜視画像Ｖｉを示す。自動車Ａ
Ｍは、二車線道路の左側の車線を走行している。.この
二車線道路は、３本の車線分離線Ｌｍ１、Ｌｍ２、及び
Ｌｍ３によって、二車線に分けられている。つまり、右
側車線は、分離線Ｌｍ３及びＬｍ２によって、左側車線
は分離線Ｌｍ１及びＬｍ２によって案内されている。通
常、これらの車線分離線は路面上に、白色ペイントで、
明示されている。図に於いて、斜視図Ｖｉの底変部は、
自動車ＡＭの前端部の真下の道路の画像である。

【００１６】図１に、自動車ＡＭの移動速度を検出し
て、移動速度信号Ｓｖを生成する移動速度検出器２００
が示されている。移動速度検出器２００は、自動車に広
く採用されている、スピードメーターを利用できる。局
地的位置把握装置ＬＰは、デジタル撮像装置１００、移
動速度検出器２００、及びＧＰＳ受信機３００に接続さ
れて、それぞれデジタル画像信号Ｓｉ、移動速度信号Ｓ
ｖ、及び地球的位置把握信号Ｓｇを受け取る。これらの
信号に基づいて、局地的位置把握装置ＬＰは、種々の計
算を行い、自動車ＡＭの移動中或いは静止位置を後に述
べるようにして検出する。構造及び動作に付いては、図
２、１９、２６、及び２８を用いて、後に詳述する。

【００１７】ＥＣＵ４００は、局地的位置把握装置ＬＰ
に接続されて、ＥＣＵの動作を制御するＥＣＵ信号Ｓｅ
を受け取る。この信号Ｓｅに基づいて、ＥＣＵは自動車
ＡＭのエンジンの動作を制御する。尚、ＥＣＵは自動車
産業に於いて衆知の技術なので詳しい説明を省略する。
ナビゲーション装置５００は、局地的位置把握装置Ｌ
Ｐに接続されてナビゲーション信号Ｓｎを受け取る。こ
の信号Ｓｎに基づいて、ナビゲーション装置５００は様
々な計算を行い、ナビゲーションデータをえる。通常自
動車に使われている、ナビゲーション装置を用いること
ができる。

【００１８】第一の実施の形態 図２に、本発明の局地的位置把握装置の第一の実施の形
態を示す。局地的位置把握装置ＬＰ１は、エッジ抽出器
１、閾値設定器３、輪郭抽出器５、座標変換器７、マッ
チング検出器９、及び、車線表示輪郭抽出器１１、領域
限定器１３、曲率検出器１７、及びヨー角度検出器１９
を含む。エッジ抽出器１は、デジタル撮像装置１００に
接続されて、進行方向前方風景画像Ｖｉを表すデジタル
画像信号Ｓｉを受け取る。エッジ抽出器１は、その信号
Ｓｉにソーベルフィルター等のフィルター処理を施し
て、画像濃度が急激に変化するエッジ画素を抽出する。
この際、処理付加を軽減する為に、以下の述べるよう
に、斜視画像Ｖｉデータ全域にでは無く所定の領域にの
みフィルター処理を行う。

【００１９】図３に、エッジ抽出器１のフィルタリング
処理を受けている斜視画像Ｖｉが示されている。斜視画
像Ｖｉは、一本の水平線Ｌｓによって、上部領域Ｓｔと
下部領域Ｓｂの二つの部分に分けられる。尚、水平線Ｌ
ｓは画像Ｖｉの底部から垂直方向に、上端部に向かって
数えてＡ番目の水平位置に配置された画素に、一致す
る。この結果、上端部領域ＳｔはＰh ｘ（ＰＶ-Ａ）画
素と下部領域ＳｂはＰｈｘＡ画素面積を有する。このＡ
番目の垂直位置は、自動車ＡＭが平坦路を走行中に、前
景の消滅点が画像Ｖｉに出る垂直画素位置と一致するよ
うに決めることが好ましい。本発明の実施の形態に於い
ては、Ａは、デジタル撮像装置１００によって直接に自
動車ＡＭの進行方向を撮像したときに、自動車ＡＭから
およそ５０メートルはなれた場所の像を映す画素の垂直
位置にセットされる。

【００２０】本発明による、局地的位置把握動作が始待
った直後は、エッジ抽出器１は下部領域Ｓｂにのみエッ
ジ抽出（フィルタリング）処理を施し、画素を抽出して
抽出エッジ画素信号Ｓｘを生成する。つまり、抽出エッ
ジ画素信号Ｓｘには、Ｓｂ部（Ｐh ｘＡ）から抽出され
たエッジ画素だけを含んでいる。

【００２１】図４に抽出エッジ画素信号Ｓｘによって表
される抽出エッジ画像Ｖｘを示す。画像Ｖｉの下部領域
Ｓｂからは、主に車線表示Ｌｍ１、Ｌｍ２、及び、Ｌｍ
３と、その周辺の画素がエッジ画素として抽出されてい
る。しかしながら、図示はされていないが、これら車線
表示に関係ない部分からもエッジ画素が抽出されている
ことは言うまでもない。

【００２２】図２に示すように、閾値設定器３はエッジ
抽出器１に接続されて抽出エッジ画素信号Ｓｘを受けて
いる。閾値設定器３は、抽出エッジ画素信号Ｓｘから、
車線表示Ｌｍの輪郭の部分のエッジ画素を効果的に抽出
するための閾値Ｅｔｈを以下の式に基づいて閾値Ｅｔｈ
を決定する。

【００２３】 Ｅｔｈ＝Ｃ・Ｅｍａｘ ＋（１−Ｃ）・Ｅｍｅａn （１）

【００２４】第１式において、Ｅｍａｘ及びＥｍｅａn
は、斜視画像Ｖｉの下部領域Ｓｂの中で、所定の水平線
上の画素の有する最大濃度と、平均濃度を表す。さら
に、Ｃは０より大きく、１より小さい所定の定数であ
る。

【００２５】図２に示すように、輪郭抽出器５が、エッ
ジ抽出器１と閾値設定器３に接続されて、抽出エッジ画
素信号Ｓｘと閾値Ｅｔｈをそれぞれ受けている。輪郭抽
出器５は、抽出エッジ画素信号Ｓｘの下部領域Ｓｂの画
素を閾値Ｅｔｈに基づい、車両表示の輪郭線を抽出す
る。

【００２６】図５に、輪郭抽出器５によって輪郭線を抽
出されようとしている抽出エッジ画像Ｖｘが示されてい
る。画像の下部領域Ｓｂは更に、垂直中心線Ｌｃによっ
て、左右の下部領域ＳｂＬとＳｂＲに細分化される。こ
の中心線Ｌｃは、抽出エッジ画像Ｖｘの底部の中心の位
置Ｐh/２に位置する画素から垂直に延びている。しか
し、この垂直線Ｌｃは中心位置Ｐh/２に限定されるもの
ではない。

【００２７】輪郭抽出器５は、まず水平線Ｌｓに沿っ
て、中心線Ｌｃから左右の水平方向の水平線ＬｈＬ及び
ＬｈＲに沿って走査し、途中の画素の濃度を閾値Ｅｔｈ
を比較し、閾値Ｅｔｈ以上の濃度を有する画素を輪郭画
素として抽出する。そして、この中心線Ｌｃに沿って底
部に向かって所定の画素数分移動したのち、その位置か
らまた、左右の水平方向に走査して、輪郭画素を求めて
いく。

【００２８】実際には、左右の下部領域の一方を先に、
走査して輪郭画素を求めている。例えば、水平ラインＬ
ｈの左半分ＬｈＬをこの中心線Ｌｃに沿って、所定の間
隔ＰＬｈで上部（Ａ位置）から下部に向かって順番に移
動させて、左下部領域Ｓｂ内の輪郭画素を求める。その
後、同様にして、右下部領域Ｓｂの輪郭画素を求めて輪
郭抽出信号Ｓｃを生成する。

【００２９】水平を所定間隔ＰＬｈでスキップさせてい
くことによって、計（Ｐｖ／ＰＬｈ）の絶対値に相当す
る整数Ｋ本の水平線Ｌｈで抽出することになり、計算負
荷の低減を図ると共に、画素抽出処理の迅速化を可能に
している。言うまでもなく、ＰＬｈを一画素単位でセッ
トすることができる。

【００３０】このようにして、左右の下部領域ＳｂＬ及
びＳｂＲの輪郭画素を求めていくが、各垂直位置におい
て、各左右の線ＬｈＬ及びＬｈＲに関して、最初に所定
濃度を持つ画素が見つかれば、その画素Ｐｅを輪郭画素
と定めて、その水平線に関しては、輪郭画素の走査は行
わなで、次の垂直位置での水平線に移動してその垂直位
置での輪郭画素を求める。つまり、図５を参照して説明
すれば、Ｌｓ線から数えて、最初の水平線Ｌｈに関し
て、左右の車線表示Ｌｍ１及びＬｍ２の内側エッジ部
で、輪郭画素が検出される。しかしながら、３番目４番
目の線に関して言えば、この垂直位置では、右側の車線
表示Ｌｍ２の分割されているため、水平線は、右側車線
表示Ｌｍ２を通り越し、隣の車線の表示Ｌｍ３の内側エ
ッジを輪郭画素として検出してしまう。更に、図５では
示されていないが、垂直線Ｌｃから各車線表示までの間
に、傷とか汚れ等があれば、これらのエッジも輪郭点と
して検出さあれる。これらの輪郭画素は、現在走行中の
車線に対応するものでないので、本発明に係る位置把握
動作に対する一種のノイズ成分となる。これらノイズ成
分の除去に付いては、後で詳述する。

【００３１】図６に、このようにして得られた輪郭抽出
信号Ｓｃによって表されている抽出輪郭画像Ｖｃを示
す。車線表示Ｌｍ１、Ｌｍ２、及びＬｍ３に対応する検
出された輪郭画素がそれぞれ点線で、ＳｃＬ、ＳｃＲ、
及びＳｃＲ’に対応する。ここで、ＳｃＲ’は、先に述
べたノイズデータである。

【００３２】図２に示すように、座標変換器７は輪郭抽
出器５に接続されて、図６に示すような輪郭情報を有す
る輪郭抽出信号Ｓｃを受けとる。座標変換器７は輪郭抽
出信号Ｓｃの座標系を変換して、その信号の表す画像Ｖ
ｃを斜視図から鳥瞰図画像にする。抽出輪郭画像Ｖｃに
於いては、対象が斜視された状態で表現されているの
で、デジタル撮像装置１００からの距離が遠くなるほ
ど、対象物の形状はより歪んでします。言い換えれば、
同じ大きさの二つの対象物でも、近にある対象物より、
遠くの物の方が小さく表現される。対象物の形は撮像デ
バイス１００か自動車ＡＭから距離が遠くなるに従って
歪みが大きい。

【００３３】図７の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、座標
変換器７による抽出輪郭画像Ｖｃの座標変換の概念を簡
単に説明する。図７（Ａ）に斜視画像Ｖｉ、Ｖｃ、及び
Ｖｃｃの座標系を示す。図７（Ｂ）も自動車ＡＭを基準
とした鳥瞰画像を示す。画像座標系（ｘ、ｙ）のｘ軸
は、鳥瞰図の座標系のＸ軸に平行で同方向、デジタル撮
像装置１００の光軸Ａｘが水平面に対して角度θ傾いて
いるので、ｙ軸もＹ軸に対して角度θだけ傾いている。
このように、Ｘ軸とＺ軸で、自動車ＡＭの走行面である
路面に対して実質的に平行な水平面Ｐｄを規定する。Ｙ
軸とｙ軸は芯が合っている。Ｙ軸は図７（Ｂ）に対して
垂直である。原点Ｏは、抽出輪郭画像Ｖｃ座標系の原点
と同一であると共に、デジタル撮像装置１００の光軸が
通っている。

【００３４】そして、次の方程式を利用することによる
鳥瞰図画像Ｖｂのための座標に画像Ｖｃ座標を変換する
ことができる。

【００３５】 Ｘ ＝（ｘ/Ｆ）（Ｚｃｏｓθ-Ｙｓｉｎθ） （２）

【００３６】 Ｚ ＝ Ｙ（Ｆｃｏｓθ＋Ｙｓｉｎθ） （３）

【００３７】 Ｙ ＝ −Ｈ （４）

【００３８】Ｆは、デジタル撮像装置１００の光学レン
ズの焦点距離、θはＺ軸（水平方向軸）と光学レンズの
光軸Ａｘのなす角度、Ｈは路面かあ光軸レンズの原点ま
での距離。θもＨも、好ましくは、図３を参照して説明
したような自動車ＡＭの進行方向前方の斜視画像Ｖｉを
得られるように設定される。たとえは、θは６度に、Ｈ
は１．２メータに設定される。

【００３９】上述の式（２）、（３）、及び（４）に基
づいて、抽出輪郭画像Ｖｃ中の距離を変換することによ
って、輪郭抽出信号Ｓｃの座標変換した輪郭抽出信号Ｓ
ｃｃが得られる。この信号Ｓｃｃに於いては、水平方向
の距離は、デジタル撮像装置１００からＺ軸方向に距離
が離れても関係無く、正確に表される。厳密に言えば、
座標変換された画像Ｖｃｃは鳥瞰図画像ではなく、常に
路面と平行な面に路面を映した、いわば路面の平面図で
ある。それ故に、例えば、路面が小さい丘のように盛り
上がりや、さらに起伏を有していても、画像Ｖｃｃは路
面を、常に平坦な表面として示す。しかしながら、この
ような誤差は、本発明に係る局地的位置把握の精度を損
なうものではない。なぜなら、局地的位置把握は、先に
述べたように５０メートル先と言った比較的近距離を、
制御対象の再遠方地点としているので、路面の起伏と言
ったような変動を無視できる。

【００４０】しかしながら、路面の完全な鳥瞰図画像、
つまり鉛直線に垂直な水平面に垂直に投影した路面の平
面図画像が必要であれば、デジタル撮像装置１００の光
軸Ａｘを自動車ＡＭに固定することなく、ジャイロ等の
既知の自動姿勢制御装置を利用することによって、常に
水平面に対して一定の姿勢で画像Ｖｉを得るようにすれ
ば良い。

【００４１】図８に、座標変換された輪郭抽出信号Ｓｃ
ｃが表す輪郭を示す。車線表示Ｌｍ１、Ｌｍ２、及び、
Ｌｍ３がそれぞれに対応するエッジ輪郭線ＳｃＬ、Ｓｃ
Ｒ、及び、ＳｃＲ’によって表現されてる。図６の抽出
輪郭画像Ｖｃと比較すれば、分かるように、図８に於い
ては、輪郭線ＳｃＬ、ＳｃＲ、及び、ＳｃＲが互いに平
行に、実際の道路上の車線のように表されている。つま
り、座標変換輪郭抽出信号Ｓｃｃは、対象物の正しい平
面寸法の情報を含む。尚、図１７に座標変換器７による
座標変換の動作を表したフローチャートを示す。

【００４２】図２に示すように、マッチング検出器９は
座標変換器７に接続されて、座標変換輪郭抽出信号Ｓｃ
ｃに基づいて、各輪郭ＳｃＬ、ＳｃＲ、及び、ＳｃＲ’
に適合する直線或いは円弧の式を以下のようにして求め
る。まず、座標変換輪郭抽出信号Ｓｃｃに含まれる各車
線表示の内側の輪郭線ＳｃＬ、ＳｃＲ、及び、ＳｃＲ’
の各画素データを、対応輪郭線毎に別個に、以下の
（５）式に基づいてハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換する。

【００４３】 ρ = Ｘｃｏｓφ ＋ Ｚｓｉｎφ （５）

【００４４】ρはＺーＸ座標系に於ける、原点Ｏと画素
の間の距離；φは原点Ｏと画素を結ぶ線とＸ軸との間で
なす角度である。そして、第５式から以下の式が得られ
る。

【００４５】 Ｘ =（ρ − Ｚｓｉｎφ）/ｃｏｓφ （６）

【００４６】座標変換輪郭抽出信号Ｓｃｃを走査し、輪
郭線データをハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換に基づいてパラメ
ータ空間上に変換すれば、各輪郭線毎に１群の曲線が得
られる。この一群の曲線に基づいて、輪郭線が直線か、
或いは円弧かを判断することを、図９及び図１０を参照
しながら説明する。先ず図９には、ハフ変換された線デ
ータが直線である場合の典型的なパターンが示されてい
る。つまり、一群の曲線が、一点Ｃｐで交差する。しか
しながら、現実問題として、車線表示Ｌｍ及び輪郭線自
体完全な直線ではないので、図９の様に、完全に１点の
みで交差すると言うことは非常に難しい。しかし、おお
むね１点で交差しようとするので、パラメータ空間上の
各（画素）点で、各曲線が交差する頻度Ｆｃを調べべ、
その頻度が所定の閾値Ｆｔｈより大きい点があれば、そ
の点を唯一の交点Ｃｐとする。そして、輪郭線は直線と
みなし、適合する直線の式を求める。

【００４７】図１０には、ハフ変換された線データが円
弧で在る場合の典型的なパターンが表されている。つま
り、この場合、図１０（Ａ）に示されるように、全く交
差しないか、図１０（Ｂ）に示されるよう一群の曲線
は、互いに、Ｃｐ１、Ｃｐ２、Ｃｐ３、Ｃｐ４、Ｃｐ
５、及び、Ｃｐ６ （Ｃｐｎ）と言う複数の交点で交差
する。ｎは整数である。同様に、各点での交差頻度Ｆｃ
を求めて、新たに設定閾値Ｆｔｈ’より高い頻度を有す
る点が無ければ、一群の曲線は交差していないとし、輪
郭線は円弧であると見なし、適合する円弧の式を求め
る。つまり、これらの式で、自動車ＡＭが現在走行中或
いは静止中の車線、つまり道路の寸法的特徴を知ること
ができる。

【００４８】図１１を参照して、曲がった車線Ｌｍを表
す円弧の求め方を説明する。座標変換した輪郭線画像Ｖ
ｃｃ（図８と同じ）において、同一の車線表示Ｌｍから
抽出されった全ての点から、二点の結ぶ弦の全ての組み
合わせを作る。今、全ての点の数がＮｅとすると、全て
の二点の組み合わせは、（Ｎｅ−１）！で表される。次
に、（Nｅ-１)!個の弦に関する垂線二等分線が得られ
る。従って、中心点Ｐが輪郭線ＳｃＲの上の全てのエッ
ジ画素の間に広がる全ての弦に基づいて、決定されるの
で、この円弧.のこの中心点Ｐの中心がＸ-Ｚの同等のシ
ステム.の座標Ｐ（ａ ｂ)として表現される。

【００４９】各輪郭線毎に、求めた円弧の中心から、各
輪郭点までの距離までを計算し、最も多く得られた距離
を、適合させる円弧の半径Ｒとして求める。この要にし
て、全ての輪郭線に対して以下の円弧の関係式が得られ
る。尚、円弧の当てはめ二は、最小２乗法やハフ（Ｈｏ
ｕｇｈ）変換を持ちいても良い。

【００５０】 （Ｘ-ａ)＾２＋（Ｚ-ｂ)＾２=Ｒ＾２ （７)

【００５１】同様にして、マッチング検出器９によっ
て、他の輪郭線ＳｃＬとＳｃＲに適合する、直線或いは
円弧がＳｃＬｍ及びＳｃＲ'ｍを得ることができる。各
々の車線輪郭線のについて、長さ、寸法というデータが
得られる。更に、マッチング検出器９は直線、または、
円弧に適合する線ＳｃＲｍ、ＳｃＲ'ｍ、及び、ＳｃＬ
ｍの寸法データを含んでだ、マッチング信号Ｓｍを生成
する。尚、図１８にマッチング検出器９によるマッチン
グ動作を表したフローチャートを示す。

【００５２】図２に示すように、車線輪郭抽出器１１は
マッチング検出器９に接続されて、マッチング信号Ｓｍ
を受け取る。マッチング信号Ｓｍには、前述のように、
ノイズ成分である輪郭線データＳｃＲ’も含まれてい
る。それで、車線輪郭抽出器１１が、マッチング信号Ｓ
ｍに含まれている寸法の特徴データを、自動車の幅、車
線幅、車線分離線Ｌｍ２の分割パターン等の予め主要点
データと比較されて目的車線に適合しない輪郭データＳ
ｃＲ’は、除外されて、現在の車線に対応する輪郭線Ｓ
ｃＲ及びＳｃＬのデータのみがマッチング信号Ｓｍとし
て出力される。もし、マッチング信号Ｓｍ信号中に、車
線に該当するデータがない場合にはエラー信号Ｓｅｅが
出力される。

【００５３】図８を参照して、車線輪郭抽出器１１のフ
ィルター動作を説明する。鳥瞰図画像Ｖｃｃに、今三本
の輪郭線ＳｃＬ、ＳｃＲ、及びＳｃＲ’が含まれてい
る。上から数えて２画素目までは、左側の二本輪郭線Ｓ
ｃＬ及びＳｃＲが一本の車線表示Ｌｍを規定するペアと
なされる。しかしながら、第３〜５番目までの画素に関
しては、右側の車線表は、分割タイプので、座標変換輪
郭抽出信号Ｓｃｃは、右隣の車線の輪郭線ＳｃＲ’を抽
出している。この場合、明らかに、二本の輪郭線ＳｃＬ
とＳｃＲ’の間隔は、車線表示にしては広すぎる。しか
し、この時点ではＳｃＬとＳｃＲ’のどちらの輪郭線が
異常なのか分からない。第６願目から１１番目の画素に
関して、明らかに輪郭線ＳｃＬとＳｃＲはペアである。
また、左輪郭線ＳｃＬは、マッチング検出器９によっ
て、一本の円弧ＳｃＬｍをマッチングされているので、
第３〜５番目の画素に付いても、車線表示Ｌｍ１に対応
すると見なされる。その結果、隣の車線のＳｃＲ’の３
画素は、誤りと見なされて無視される。そして、正しい
ペアである輪郭線ＳｃＬ及びＳｃＲの二本だけが、抽出
されて、それぞれにマッチングした輪郭線ＳｃＬｍ及び
ＳｃＲｍが選択されて、その情報と共に車線抽出信号Ｓ
ｍｃとして出力される。このようにして、一本の車線を
規定しないようなノイズ成分、例えば路上の傷や汚れと
言ったものも、車線抽出信号Ｓｍｃから除かれることは
明らかである。図１２に、上述の車線輪郭抽出器１１に
よる輪郭線ノイズ除去された車線抽出信号Ｓｍｃにより
表される抽出車線輪郭画像を示す。

【００５４】図２に示すように、領域限定器１３が車線
輪郭抽出器１１に接続されて、車線抽出信号Ｓｍｃに基
づいて、斜視画像Ｖｉの領域をいっそう限定する。図１
３を参照して、その動作を説明する。図１３は基本的に
図１２と同じである。マッチング処理であてはめた左右
の車線輪郭線ＳｃＬｍ及びＳｃＲｍの式と、予め設定下
Ｚ＝ｄ１、ｄ２、・・、ｄｎとの交点を求め、この交点
を式 （８）、（９）によって、斜視画像座標系に変換
し変換した点を直線でつなぎ、画像座標系に折れ線を作
成する。

【００５５】 ｘ=ＦＸ/（Ｚｃｏｓθ＋Hｓｉｎθ) （８)

【００５６】 ｚ=Ｆ（Ｈｃｏｓθ＋Ｚｓｉｎθ)/（Ｚｃｏｓθ−Ｈｓｉｎθ) （９)

【００５７】左右二本の折れ線を中心としてｘ方法に幅
を持つように限定領域ＲｓＬ及びＲｓＲを設定する。限
定領域の幅ＷＲは、自動車ＡＭの横方向移動に伴う画像
中の車線表示（白線）がｘ方法へ移動する量を考慮して
予め設定しておく。ＷＲは、斜視画像ＶｉでＬｍ１をマ
ークする車線とすれば、本発明装置の１システムサイク
ルＣＳ、例えば３３ｍＳ、の間に移動する可能性ある量
である。よって、この限定幅は、画像底辺に近づくにつ
れて大きくなう量に設定されている。なお設定された、
限定領域を図１４に示す。領域限定器１３は、領域限定
信号Ｓｒを作成する。但し、車線輪郭抽出器１１が車線
輪郭を抽出出来なくて、エラー信号Ｓｅｅを出力した場
合には、上述の領域限定を行わない。領域限定器１３は
更に、エッジ抽出器１に接続されており、この領域信号
Ｓｒをエッジ抽出器１に供給する。

【００５８】エッジ抽出器１は、領域信号Ｓｒに基づい
て、図１５に示すように、エッジ抽出を、更にこの限定
領域ＲｓＲ及びＲｓＬ内に限定する。この様にして、デ
ータ処理量を少なくして、処理の迅速化を図ると共に、
対象とする車線輪郭以外のノイズ成分の影響を押さえ
て、車線に対する追随性を向上させることができる。

【００５９】次に、図１２を参照して、現位置検出器１
５の働きを説明する。車線輪郭抽出器１１からの車線抽
出信号Ｓｍｃを受けて、現位置検出器１５は、左右の車
線輪郭に当てはめてた円または、直線の関係式（ＳｃＬ
ｍ及びＳｃＲｍ）と、Ｚ＝０の直線の交点ＨＬとＨＲを
求める。次に、車線の中央の座標つまりＨＬとＨＲの中
点の座標（ＨＣ、０）を求める。ここで、カメラの位置
は（０、０）であるから、デジタル撮像装置１００を自
動車ＡＭの中央に取り付けている場合には、自動車ＡＭ
の位置は車線の中央からの横変異ーＨＣとして得ること
ができる。

【００６０】曲率検出器１７は、マッチング検出器９か
らの信号Ｓｍｃに基づいて、式（７）に基づいて車線の
曲率を検出する。当てはめられている円弧の曲率半径
が、例えば、６００ｍ 以下で在る場合をカーブとし、
曲率は円弧の曲率半径をもってす表す。アーチ線の曲率
半径は、現在の車線の曲率として見つけられる。曲率検
出器１７はこのように見つけられた半径を指し示して、
曲率発見の信号Ｓｃuを生成する。

【００６１】ヨー角度検出器１９は、マッチング検出器
９により当ては米良他直線或いは円弧の関係式から走行
中の車線と自動車ＡＭの進行方法の成す角度をする。操
作（揃いの局地的)という図１６に示す、まず（.)（設
置装置ＬＰ１)示される。装置ＬＰ１を位置付ける局地
的は、回転させられる。デバイス１００の像を造るデジ
タルは同じくデジタル画像データＳｉを生成するため
に、前渡しする方向画像Ｖｉを得るために、電源オンに
される。

【００６２】図１６に、本実施の形態に係る局地的位置
把握装置ＬＰ１のフローチャートを示す。

【００６３】ブロック＃１に於いて、デジタル撮像装置
１００から画像データＳｉを受け取る。

【００６４】ブロック＃３に於いて、エッジ抽出器１が
斜視画像Ｖｉからエッジ画素を抽出して、抽出エッジ画
素信号Ｓｘを生成する。

【００６５】ブロック＃５於いて、閾値設定器３が抽出
エッジ画素信号Ｓｘ中のエッジ画素濃度に基づいて閾値
Ｅｔｈを決定する。

【００６６】ブロック＃７に於いて、輪郭抽出器５が抽
出エッジ画素信号Ｓｘ〜、閾値Ｅｔｈに基づいて、車線
表示の輪郭を抽出して、輪郭抽出信号Ｓｃを生成する。

【００６７】ブロック＃９に於いて、座標変換器７が座
標変換を行い、抽出輪郭画像Ｖｃの鳥瞰画像をえ、更に
座標変換輪郭抽出信号Ｓｃｃを生成する。

【００６８】ブロック＃１１に於いて、マッチング検出
器９が、ハフ変換を利用して、座標変換輪郭抽出信号Ｓ
ｃｃ中の内側輪郭線を表す式を、直線或いは円弧でマッ
チングする。更にマッチング検出器９は、マッチした直
線或いは円弧を表すマッチング信号Ｓｍを生成する。

【００６９】ブロック＃１３に於いて、車線輪郭抽出器
１１が、座標変換輪郭抽出信号Ｓｃｃ中のマッチした輪
郭線の寸法的特徴を、車線の寸法的特徴を比較する。車
線輪郭抽出器１１は、現在位置している車線を規定する
一組の車線輪郭線を中種して、車線抽出信号Ｓｍｃを生
成する。

【００７０】ブロック＃１５に於いて、ブロック＃１３
でエラー信号Ｓｅｅが生成された場合には、ブロック＃
１に制御を戻す。それ以外は、次のブロックに進む。

【００７１】ブロック＃１７に於いて、領域限定器１３
が、マッチング信号Ｓｍに基づいて、デジタル画像デー
タＶｉに関して、車線表示Ｌｍの回りに領域を限定し、
領域信号Ｓｒを生成する。

【００７２】ブロック＃１９に於いて、現位置検出器１
５が車線抽出信号Ｓｍｃに基づいて現位置を検出する。
信号Ｓｍｃと領域信号Ｓｒは次ののブロック＃２１に転
送される。

【００７３】ブロック＃２１に於いて、曲率検出器１７
が。車線抽出信号Ｓｍｃに基づいて、車線の曲率を求
め、輪郭抽出信号Ｓｃを生成する。信号Ｓｍｃと領域信
号Ｓｒは次ののブロック＃２３に転送される。 ブロッ
ク＃２３に於いて、そして、ヨー角度検出器１９が、輪
郭抽出信号Ｓｃ機構に基づいて、傾斜角αを求め、ヨー
角度信号Ｓｙを生成する。更に、領域信号Ｓｒはブロッ
ク＃１に転送され、ブロック＃１〜ブロック＃２３のシ
ステムサイクルＣｓを繰り返す。

【００７４】第二の実施の形態 図１９に、本発明の局地的位置把握装置の第二の実施の
形態を示す。局地的位置把握装置ＬＰ２は、第一の実施
の形態の局地的位置把握装置ＬＰ１と非常に類似の構成
を有している。ただ、図２の座標変換器７は本実施の形
態では、削除されると共に、マッチング検出器９が傾き
マッチング検出器９Ａと二次多項式マッチング検出器９
Ｂに交換されている。更に、この結果、現位置検出器１
５は若干その動作に修正が加えられて現位置検出器１５
Ａになっている。これ以外について、第一の実施の形態
に関して説明したのと同じであるので、異なる部分のみ
を説明する。

【００７５】傾きマッチング検出器９Ａは輪郭抽出器５
に接続されて、輪郭抽出信号Ｓｃを受け取る。傾きマッ
チング検出器９Ａは輪郭抽出信号Ｓｃ中の抽出輪郭線の
画素のそれぞれに、傾きマッチング処理を施す。

【００７６】傾きマッチング処理を説明する前に、図２
０を参照して、自動車ＡＭが曲がった車線、つまり道路
を走行中に得られる、前方の斜視画像Ｖｉ及びＶｃの見
え方について述べる。今、図示のごとく、道路が右曲が
りに成っていれば、外周部ＳｃＬは斜視画像Ｖｉの手前
から進行方向に向かって直線的に延びているように見え
る。一方、内周側ＳｃＲは、やはり、斜視画像Ｖｉの手
前から、奥に向かって直線的に延びてが途中から急激
に、より内周側へと、進路を変えているように見える。
この現象は、曲がった道に於いては普遍的に生じる。各
輪郭線を構成する画素の内、水平方法に、隣合う二個の
画素を結ぶ線の傾きを全て求める。このようにして求め
た二つの画素の中心に於ける傾き角度を傾き（ＳＬｉ＿
ｉ＋１）として、保存する。車線表示輪郭線が破線であ
る場合など隣の走査線に輪郭点が抽出されていない場合
は計測しない。

【００７７】図２１に、図２０の画像に対応する輪郭抽
出信号Ｓｃから求めた傾斜を示して在る。左下部の点列
ＳＡ、及び右上部の点列ＳＤはそれぞれ、内周側輪郭Ｓ
ｃＲ及び外周側輪郭ＳｃＬに対応している。傾きマッチ
ング検出器９Ａは、これら点列ＳＡ及びＳＤのそれぞれ
にハフ変換を施すと共に、以下の式で表される直線を当
てはめる。 ｙ’＝ ２Ｄｘ＋ Ｅ （１０）

【００７８】ｙ’はｙの一次微分であり、以下の二次多
項式の傾きを表している

【００７９】 ｙ＝ Ｄｘ＾２ ＋ Ｅｘ ＋ Ｆ （１１）

【００８０】Ｄ、Ｅ、Ｆは、定数である。Ｄの値は、輪
郭線の傾きの変化を表している。例えば、抽出輪郭線が
外周部であれば、Ｄの値はゼロより大きく、その逆の場
合はには、Ｄの値はゼロ以下になる。

【００８１】それ故に、Ｄの値によって、上記二つの式
を以下の如く使いわけることができる。

【００８２】Ｄがゼロ以上、式（１１）を適用。

【００８３】Ｄがゼロ以下、式（１０）に類似の、ハフ
変換をして導いた以下の式（１２）を適用する。

【００８４】 ｘ’＝ ２Ｇｙ ＋ Ｈ （１２）

【００８５】式（１１）に類似の二次多項式（１３）が
適用される。

【００８６】 ｘ＝２ Ｇｙ＾２ ＋ Ｈｙ ＋Ｉ （１３）

【００８７】ｘ’はｘの一次微分であり、二次多項式
（１３）の変化を表している。Ｇ、Ｈ、Ｉは定数であ
る。

【００８８】このようにして、傾きマッチング検出器９
Ａは、抽出輪郭画像Ｖｃ中のドットグループである輪郭
抽出信号Ｓｃを各輪郭線の傾きを表すデータに変換す
る。このようにして、変換された傾き情報データに基づ
いて、曲がり状態を示す情報が得られる。傾きマッチン
グ検出器９Ａは、この様にして得られた情報を示す傾き
マッチング信号Ｓｍ１を生成する。

【００８９】二次多項式マッチング検出器９Ｂは、傾き
マッチング検出器９Ａに接続されて傾きマッチング信号
Ｓｍ１を受け取る。二次多項式マッチング検出器９Ｂ
は、信号Ｓｃ１中の抽出輪郭線ＳｃＲ（ＳｃＲ’）及び
ＳｃＬのそれぞれに二次多項式を適用する。

【００９０】式（１０）が既に適用済みであると、傾き
マッチング信号Ｓｍ１が表示すれば、二次多項式マッチ
ング検出器９Ｂは、式（１１）のｘ、ｙにｘーｙ座標の
値を代入して、Ｆの値を設ける。Ｆを算出する際に、も
っとも頻度が高いものの値を式（１１）の定数Ｆとして
定める。

【００９１】更に、傾きマッチング信号Ｓｍ１が式（１
３）が既に適応済みとの表示があれば、二次多項式マッ
チング検出器９Ｂは、連続的に、ｘーｙ座標の値を輪郭
抽出信号Ｓｃ中の各輪郭画素に、式（１４）代入して定
数Ｉの値を求める。このようにして、求めたＩの値の内
最も頻度が高いものを式（１４）の定数として定める。
こうして、傾きマッチング検出器９Ａはは、このように
して得た情報を示す傾きマッチング信号Ｓｍ２を生成す
る。

【００９２】Ｄがゼロの場合は、式（１１）はｙ＝Ｅｘ
＋Ｆとなる。このようにして、車線の曲がり状態を二次
多項式によって、車線が直線がカーブに関係なく求める
ことができる。

【００９３】図２５に、傾きマッチング検出器９Ａに関
して説明した傾きマッチングのフローチャートを示す。

【００９４】図２３を参照して、斜視画像である車線抽
出信号Ｓｍｃに基づいて現位置を検出する、現位置検出
器１５Ａの動作を説明する。現位置検出器１５Ａは、車
線輪郭抽出器１１を経由して、二次多項式マッチング検
出器９Ｂが当てはめた二次多項式〜走行中の車線内に於
ける、自動車ＡＭの横変位を計算する。先ず、Ｚ＝０に
対応する画像座標系の直線 ｙ＝Ｆ／ｔａｎθと、二次
多項式マッチング検出器９Ｂであてはめた二つの二次多
項式の交点ＰＬ及びＰＲを求める。次にＰＬとＰＲの交
点Ｐｍを求める。この座標を所定の係数を掛けて、鳥瞰
画像上の座標（ＨＣ、０）を求める。あとは、第一の実
施の形態と同じである。

【００９５】さらに、図２２を参照して、領域限定器１
３の動作を説明する。領域限定器１３は、二次多項式マ
ッチング検出器９Ｂによる二次多項式マッチング処理に
よって当てはめたＢ二次多項式を中心として ｘ方向に
幅を持つように設定する。

【００９６】以上に説明した要に、本実施例によれば、
二次多項式の３つのパラメータを２段階に分けて求める
ため、比較的簡単な計算で走行中の車線を構成する、車
線輪郭線に二次多項式を当てはめることができ、カーブ
においても車線内の自動車ＡＭ位置を正確に検出する事
が出来る。

【００９７】図２４に、本実施の形態に係る局地的位置
把握装置ＬＰ２のフローチャートを示す。本フローチャ
ートは、図１６の第一の実施形態に係るフローチャート
と基本的に同じである。異なる点は、図１６に於ける座
標変換ブロック＃９が削除されているのと、マッチング
ブロック＃１１が傾きマッチングブロック＃１０と二次
多項式マッチングブロック＃１２に置き換えられいるだ
けである。基本的な動作は、それぞれ傾きマッチング検
出器９Ａ及び二次多項式マッチング検出器９Ｂに関連し
て述べてあるので説明を省く。

【００９８】第三の実施の形態 図２６に、本発明の局地的位置把握装置の第三の実施の
形態を示す。局地的位置把握装置ＬＰ３は、第二の実施
の形態の局地的位置把握装置ＬＰ２と非常に類似の構成
を有している。ただ、図１９のヨー角検出器１９は本実
施の形態では、削除される一方、移動速度検出装置２０
０、ＧＰＳ受信機３００、ＥＣＵ４００、ナビゲーショ
ン装置５００が追加されていて、局地的位置把握装置Ｌ
Ｐ３からは、車線抽出信号Ｓｍｃ、車線抽出エラー信号
Ｓｅｅ、及び曲率信号Ｓｃｕを受け取る。このようにし
て、図１に示した局地的位置把握システムＬＰＳの一例
が、与えられる。ＧＰＳ受信機３００は、ナビゲーショ
ン衛星からのＧＰＳ信号を受信して、場所や移動速度、
或いは姿勢と言った、地球的位置情報に得る。更に、本
発明に係る局地的位置把握装置ＬＰから局地的位置把握
情報を利用して、自動車ＡＭの局地的置から地球的位置
情報まで得ることができ、そしてその情報を位置信号Ｓ
ｇとして出力する

【００９９】ナビゲーション装置５００は、カーブ位置
設定装置２１、地図記憶装置２５、走行安全判定器２
７、及び警報機３１から成る。地図記憶装置２５は、道
路地図、陸標、屈曲部等の道路の地形的特徴を記憶する
為に設けられている。カーブ位置設定装置２１は曲率検
出器１７、及びＧＰＳ受信機３００に接続されて、曲率
検出信号Ｓｃｕ及び局地／地球的位置把握信号Ｓｇを受
け取る。カーブ位置設定装置２１は、曲率検出信号Ｓｃ
ｕによって表示された半径と所定の曲率を比較し、検出
半径が所定値より大きい場合には、ハイレベルを出力す
る二値のリザルト信号を生成する。

【０１００】地図記憶装置２５は、カーブ位置設定装置
２１に接続されて、このリザルト信号、曲率検出信号Ｓ
ｃｕ、局地／地球的位置把握信号Ｓｇを受け取る。ハイ
レベルのリザルト信号を受けて、地図記憶装置２５は現
位置（Ｓｇ）を所定値より大きな曲率（Ｓｃｕ）と関連
して、記憶する。

【０１０１】走行安全判定器２７は、地図記憶装置２
５、移動速度検出装置２００、及びＧＰＳ受信機３００
に接続されて、曲がった道路の曲率、移動速度信号Ｓ
ｖ、及び局地／地球的位置把握信号Ｓｇをそれぞれから
受け取る。これらの情報データに基づいて、走行安全判
定器２７は自動車ＡＭが目前のカーブした車線を安全に
走行できるか否かを判断する。判断結果が、「否」であ
れば、走行安全判定器２７は警告信号を出力する。局地
／地球的位置把握信号Ｓｇに基づいて、走行安全判定器
２７は、所定の距離ＤＤ前方にカーブした部分が無いか
どうかを、地図記憶装置２５の記録に紹介して確認す
る。

【０１０２】この所定の距離ＤＤは、予想される運転条
件、つまり移動速度、道路条件、車両重量等の条件を考
慮して、走行安全判定器２７が危険と判断して、警告を
発した場合には、ドライバー等が十分等の安全行動とる
のに、十分な距離とする。本実施の形態に於いては、３
００ｍに設定されている。

【０１０３】尚、走行安全判定器２７は、以下の不等式
に基づいて行われる。 Ｒ＜Ｖ＾２ （１４）

【０１０４】Ｒは、カーブした道の半径、Ｖは移動速
度、Ｃｖは車両の重量、運動性能等によって決まる定数
である。

【０１０５】図２４に、本実施の形態に係る局地的位置
把握装置ＬＰ２のフローチャートを示す。本フローチャ
ートは、図１６の第一の実施形態に係るフローチャート
と基本的に同じである。異なる点は、図１６に於ける座
標変換ブロック＃９が削除されているのと、マッチング
ブロック＃１１が傾きマッチングブロック＃１０と二次
多項式マッチングブロック＃１２に置き換えられいるだ
けである。基本的などうさは、それぞれ傾きマッチング
検出器９Ａ及び二次多項式マッチング検出器９Ｂに関連
して述べてあるので説明を省く。

【０１０６】警報機３１は、走行安全判定器２７に接続
されて、警告信号に基づいて、ドライバーに警告する。

【０１０７】ＥＣＵ４００は、走行安全判定器２７に接
続されて、警告信号に基づいて、自動車ＡＭの駆動系を
制御して減速を図る。尚、第三の実施の形態に基づく局
地的位置把握装置ＬＰ３は、第一の実施の形態に基づく
局地的位置把握装置ＬＰ１と実質的に同じ構造になるよ
うにしても良い。

【０１０８】図２７に、本実施の形態に係る局地的位置
把握装置ＬＰ３のフローチャートを示す。本フローチャ
ートは、図２４の第二の実施形態に係るフローチャート
と基本的に同じである。異なる点は、図２４に於けるヨ
ー角検出ブロック＃２３が、地球的位置把握ブロック＃
２５、カーブ位置設定ブロック＃２７、走行安全判定ブ
ロック＃２９、警報ブロック＃３１、及びＥＣＵ作動ブ
ロック＃３３に置き換えられいるだけである。基本的な
動作は、図２６のブロック図を参照して説明したので、
これ以上の説明は省く。

【０１０９】第四の実施の形態 図２８に、本発明の局地的位置把握装置の第四の実施の
形態を示す。局地的位置把握装置ＬＰ４は、第三の実施
の形態の局地的位置把握装置ＬＰ３と非常に類似の構成
を有している。ただ、図２６の移動速度検出装置２００
及びＥＣＵ４００は削除される一方、ナビゲーション装
置５００は、その構成要素で合った走行安全判定器２７
及び警報機３１が削除される一方、画像取込器３３及び
表示装置３４が追加されてナビゲーション装置５００Ｒ
となっている。

【０１１０】画像取込器３３は、デジタル撮像装置１０
０及びＧＰＳ受信機３００に接続されて、デジタル画像
信号Ｓｉ及び局地／地球的位置把握信号Ｓｇを受け取
る。画像取込器３３は、フレームメモリの様な画像バッ
ファメモリを有しており、画像データを一次的に保持出
来る。ドライバーの操作より、バッファメモリは自動車
ＡＭ進行方向の斜視画像Ｖｉを表すデジタル画像信号Ｓ
ｉを一フレーム分キャプチャすることができる。

【０１１１】地図記憶装置２５は、更に画像取込器３３
に接続されて、キャプチャされた一フレーム文の画像デ
ータＳｉを、内蔵された記憶媒体に保存する。このよう
な記録媒体として、ＳＤ−ＲＯＭ、ＰＤ、ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍのような大容量タイプ書換型の光ディスクがある。

【０１１２】表示装置３４は、画像取込器３３に接続さ
れて、保持された画像データを読み込んで再生したり、
現時点の斜視画像Ｖｉをそのまま表示する。表示装置３
４は、地図記憶装置２５に接続されて、その記録媒体に
保存されている地形的情報を再生する。

【０１１３】図２９に、本実施の形態に係る局地的位置
把握装置ＬＰ４のフローチャートを示す。本フローチャ
ートは、図２７の第三の実施形態に係るフローチャート
と基本的に同じである。異なる点は、図２７に於ける警
報ブロック＃３１及びＥＣＵ作動ブロック＃３３が、、
画像記憶ブロック＃３５及び表示ブロック＃３７置き換
えられいるだけである。基本的な動作は、図２８のブロ
ック図を参照して説明したので、これ以上の説明は省
く。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の局地的位置把握装置を組み込んだ局
地的位置把握システムを示すブロック図

【図２】 本発明の第一の実施形態に係る局地的位置把
握装置を示すブロック図

【図３】 本発明の第一の実施形態に係る斜視画像Ｖｉ
を示す説明図

【図４】 本発明の第一の実施形態に係る斜視画像Ｖｉ
から抽出されえたエッジ画素画像Ｖｘを示す説明図

【図５】 本発明の第一の実施形態に係るエッジ抽出斜
視画像Ｖｘから輪郭を抽出する方法を示す説明図

【図６】 本発明の第一の実施形態に係る輪郭抽出斜視
画像Ｖｃを示す説明図

【図７】 本発明の第一の実施形態に係る輪郭抽出斜視
画像Ｖｃと鳥瞰画像間での座標系の違いを示す説明図

【図８】 本発明の第一の実施形態に係る輪郭抽出斜視
画像Ｖｃを座標変換して得られた鳥瞰画像Ｖｃｃを示す
説明図

【図９】 本発明の第一の実施形態に係る鳥瞰画像Ｖｃ
ｃデータＳｃｃをハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換して得られる
曲線のパターンの一例をを示す説明図

【図１０】 本発明の第一の実施形態に係る鳥瞰画像Ｖ
ｃｃデータＳｃｃをハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換して得られ
る曲線のパターンのその他の例を示す説明図

【図１１】 本発明の第一の実施形態に係る円弧マッチ
ング検出を示す説明図

【図１２】 本発明の第一の実施形態に係る現位置検出
を示す説明図

【図１３】 本発明の第一の実施形態に係る領域限定の
基準点の求め方を示す説明図

【図１４】 本発明の第一の実施形態に係る領域限定の
領域幅の決め方示す説明図

【図１５】 本発明の第一の実施形態に係る領域限定さ
れた斜視画像Ｖｉを示す説明図

【図１６】 本発明の第一の実施形態に係る局地的位置
把握装置の動作を示すフローチャート

【図１７】 本発明の第一の実施形態に係る座標変換の
動作を示すフローチャート

【図１８】 本発明の第一の実施形態に係るマッチング
検出の動作を示すフローチャート

【図１９】 本発明の第二の実施形態局地的位置把握装
置を示すブロック図

【図２０】 本発明の第二の実施形態カーブした車線の
斜視画像Ｖｉを示す説明図

【図２１】 図２０の輪郭線の傾きを示す説明図

【図２２】 本発明の第二の実施形態領域限定された斜
視画像Ｖｒを示す説明図

【図２３】 本発明の第二の実施形態現位置検出器の操
作を示す説明図

【図２４】 本発明の第二の実施形態局地的位置把握装
置の動作を示すフローチャート

【図２５】 本発明の第二の実施形態傾きマッチング検
出の動作を示すフローチャート

【図２６】 本発明の第三の実施形態の実施形態局地的
位置把握装置を示すブロック図

【図２７】 本発明の第三の実施形態の局地的位置把握
装置の動作を示すフローチャート

【図２８】 本発明の第四の実施形態の局地的位置把握
装置を示すブロック図

【図２９】 本発明の第四の実施形態の局地的位置把握
装置の動作を示すフローチャート

【図３０】 従来の局地的位置把握装置を示すブロック
図

【符号の説明】

１ エッジ抽出器 ３ 閾値設定器 ５ 輪郭抽出器 ７ 座標変換器 ９ マッチング検出器 １１ 車線輪郭抽出器 １３ 領域限定器 １５ 現位置検出器 １７ 曲率検出器 １９ ヨー角検出器

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物の進行方向の局地的地域の斜視図
   を表すデジタル画像信号に基づいて、該局地的地域上の
   車線に関する方向に進行可能な対象物の局地的位置を検
   出する局地的位置把握装置であって、 該デジタル画像信号から該車線の輪郭を抽出して、輪郭
   データを生成する輪郭抽出手段と、 該輪郭データを平面図を表すように変換して、該抽出さ
   れた輪郭の寸法を正確に表した座標変換データを生成す
   る変換手段と、 該座標変換データに基づいて、該抽出輪郭線寸法的特徴
   を検出して、寸法データを生成する寸法特徴検出手段と
   を有することを特徴とする局地的位置把握装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置であって、該寸法
   データは、該の対象物の正面端部から進行方向に延在す
   る該車線の部分を示すことを特徴とする局地的位置把握
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１項に記載の装置であって、該寸
   法特徴検出手段は、該抽出輪郭のそれぞれに、直線及
   び、円弧の何れかをマッチングさせて、マッチした線の
   それぞれを示すマッチングデータを生成するマッチング
   手段と 該マッチした線の内、該車線を示す二本を選択的に抽出
   して、これらの選択された二本のマッチした線を示す寸
   法データを生成する輪郭線抽出手段を有することを特徴
   とする局地的位置把握装置。
4. 【請求項４】 請求項１項に記載の装置であって、該寸
   法データに基づいて該画像信号の中に、該輪郭を抽出す
   る第一の領域を指定する第一の領域限定手段を更に有す
   ることを特徴とする局地的位置把握装置。
5. 【請求項５】 請求項４項記載の装置であって、該寸法
   データに基づいて、該第一の領域の中に、該マッチした
   線の周囲にのみ、該輪郭を抽出する第２の領域を指定す
   る第二の領域限定手段を更に有することを特徴とする局
   地的位置把握装置。
6. 【請求項６】 請求項１項記載の装置であって、該寸法
   データに基づき、該車線に関し現位置を検出する現位置
   検出手段を、更に有することを特徴とする局地的位置把
   握装置。
7. 【請求項７】 請求項３項記載の装置であって、該選ば
   れた２本のマッチした線に基づいて、現位置を検出する
   現位置検出手段を、更に有することを特徴とする局地的
   位置把握装置。
8. 【請求項８】 請求項７項記載の装置であって、該寸法
   のデータ基づいて、該車線方向に対する進行方向に対す
   る傾きを検出し、ヨー角度信号を生成するヨー角検出手
   段を有することを特徴とする局地的位置把握装置。
9. 【請求項９】 請求項３項に記載の装置であって、該マ
   ッチング手段は該座標変換データをハフ変換して、該抽
   出された輪郭のそれぞれが、直線及び円弧の何れかにマ
   ッチするかを判定することを特徴とする局地的位置把握
   装置。
10. 【請求項１０】 請求項３項記載の装置であって、該マ
    ッチング手段は、ハフ変換によって得られた複数の線が
    一点で所定の頻度より多く交差する場合には、該抽出さ
    れた輪郭は直線と判定し、さもなければ該抽出された輪
    郭は円弧と判定することを特徴とする局地的位置把握装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項６項記載の装置であって、該寸
    法データに基づいて、現位置での該車線の曲率を検出す
    る曲率検出手段を、更に有することを特徴とする局地的
    位置把握装置。
12. 【請求項１２】 対象物の進行方向の局地的地域の斜視
    図を表すデジタル画像信号に基づいて、該局地的地域上
    の車線に関する方向に進行可能な対象物の局地的位置を
    検出する局地的位置把握装置であって、 該デジタル画像信号から該車線の輪郭を抽出して、輪郭
    データを生成する輪郭抽出手段と、 該輪郭データに基づいて、該抽出された輪郭の寸法特徴
    を検出して、寸法データを生成する特徴検出手段とを有
    することを特徴とする局地的位置把握装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２項記載の記載の装置であっ
    て、該寸法データは、該対象物の正面端部から進行方向
    に延在する該車線の部分を示すことを特徴とする局地的
    位置把握装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３項記載の装置であって、該
    特徴検出手段は、該輪郭のそれぞれを形成する画素の隣
    り合う二つの画素の傾きを得え、そして得られた傾きを
    ハフ変換して、直線をマッチングさせる傾きマッチング
    手段と、 該マッチさせた直線に、二次多項式を適用する二次多項
    式マッチング手段と、 該マッチした線の内、該車線を示す二本を選択的に抽出
    して、これらの選択された二本のマッチした線を示す寸
    法データを生成する輪郭線抽出手段を有することを特徴
    とする局地的位置把握装置。
15. 【請求項１５】 請求項１２項記載の装置の装置であっ
    て、該画像信号の中に、該輪郭を抽出する第一の領域を
    指定する第一の領域限定手段を更に有することを特徴と
    する局地的位置把握装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５項記載の装置であって、該
    寸法データに基づいて、該第一の領域の中に、該マッチ
    した線の周囲にのみ、該輪郭を抽出する第２の領域を指
    定する第二の領域限定手段を更に有することを特徴とす
    る局地的位置把握装置。
17. 【請求項１７】 請求項１２項記載の装置であって、該
    寸法データ及び該選択された二本のマッチした線に基づ
    き、該車線に関し現位置を検出する現位置検出手段を、
    更に有することを特徴とする局地的位置把握装置。
18. 【請求項１８】 請求項１８項記載の装置であって、該
    選択された二本のマッチした線に基づき、該車線に関し
    現位置を検出する現位置検出手段を、更に有することを
    特徴とする局地的位置把握装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８項記載の装置であって、該
    寸法のデータ基づいて、該車線方向に対する進行方向に
    対する傾きを検出し、ヨー角度信号を生成するヨー角検
    出手段を有することを特徴とする局地的位置把握装置。
20. 【請求項２０】 請求項６項記載の装置であって、該寸
    法データに基づいて、現位置での該車線の曲率を検出す
    る曲率検出手段を、更に有することを特徴とする局地的
    位置把握装置。
21. 【請求項２１】 請求項１項記載の装置であって、 該デジタル画像データに基づき、現位置を検出し、現位
    置信号を生成する現位置検出手段と、 該デジタル画像データに基づいて、現位置での該車線の
    曲率を検出し、曲率信号を生成する曲率検出手段と、 該現位置信号及び曲率信号に基づいて、検出した曲率及
    び検出した現位置を、内部に記憶された地図データに記
    録するナビゲーション装置とを、更に有することを特徴
    とする局地的位置把握装置。
22. 【請求項２２】 請求項２２項に記載の装置であって、 移動速度を検出する移動速度検出手段と、 該検出した曲率を有する車線を、該検出した移動速度で
    安全に走行出来るか否かを判断する安全走行判定手段と
    を、更に有することを特徴とする局地的位置把握装置。
23. 【請求項２３】 請求項２１に記載の装置であって、該
    デジタル画像信号に含まれる該斜視画像をキャプチャ
    し、該キャプチャした画像を該ナビゲーション装置が、
    該検出された曲率及び現位置に関して該地図データに記
    録出来るにする画像キャブチャ手段を、更に有すること
    を特徴とする局地的位置把握装置。