JPH0935195A

JPH0935195A - 白線検出方法

Info

Publication number: JPH0935195A
Application number: JP7181705A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ono; 崇小野; Shigeki Fukushima; 滋樹福島
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】遠距離まで精度良く白線を検出することがで
きる白線検出方法を提供する。【解決手段】撮像した車両前方の路面５ａの画面上の
所定位置から当該画面の垂直方向に所定長さのサーチ領
域Ａを設定し、このサーチ領域内で輝度値を計測して路
面５ａと白線６とを判別し、且つサーチ領域を画面の水
平方向に所定の間隔で順次設定して白線６を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、路面に道路に沿っ
て引かれている白線を検出する白線検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】路面に道路に沿って引かれている白線を
検出し、走行路から逸脱することを防止するようにした
走行路逸脱警報装置を搭載して自律走行する車両が提案
されている。このような装置においては、目標とする白
線を正確に認識し、或いは捕捉することが必要である。
白線を検出する方法として、運転席から見た自車両の前
方をカメラで撮像して得られた画像の中の目標とする白
線のエッジを検出する方法、或いは特徴量を抽出する方
法等がある。

【０００３】エッジを検出する方法は、輪郭線を抽出す
る方法と原画像を抽出するする方法がある。エッジは、
路面の輝度が急激に変化するところであり、白線は、路
面が黒から白に変化するところである。輪郭線を抽出す
る方法は、入力画像の輪郭線像をとり、水平方向のサー
チ領域を設定し道路中央側よりサーチして最初のエッジ
を白線候補点とし、前回のサーチ領域で検出した白線近
傍に新しいサーチ領域を設定して同様にサーチし輪郭線
を抽出する。また、原画像を抽出する方法は、垂直方向
に複数個の検出ラインを設定し、そのライン上のエッジ
を検出し、検出した谷のエッジの内、共通の属性（方向
など）を有するものを白線候補とするものである。

【０００４】特徴量を抽出する方法は、入力画像の輪郭
線像（２値化像）をとり、この輪郭線像のラベリングを
行い、ラベル付けされた領域に対し、白線としての妥当
性例えば、細長い、コースは急に変化しない等を評価
し、白線候補を抽出するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エッジ
検出方法における輪郭線の抽出は、道路中央より水平方
向にサーチするために、路上の影や、路面に描かれてい
る文字等により検出精度が著しく悪化する。また、原画
像を抽出する方法は、共通の属性により認識するために
直線からカーブへ変化する道路や、カーブが長く続く道
路等への対応が困難である。

【０００６】また、特徴量を抽出する方法は、白線とし
ての妥当性により検出するために、遠距離の白線（特に
破線）の検出が困難であり、更に、ラベル付けされた領
域に対して１つ１つ妥当性を評価するために処理に非常
に時間が掛かるという問題がある。本発明は、上述の点
に鑑みてなされたもので、遠距離まで精度良く白線を検
出することができる白線検出方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、撮像した車両前方の路面の画面上の
所定位置から当該画面の垂直方向に所定長さのサーチ領
域を設定し、このサーチ領域内で輝度値を計測して前記
路面と当該路面に引かれている白線とを判別し、且つ前
記サーチ領域を前記画面の水平方向に所定の間隔で順次
設定して前記白線を検出するようにしたものである。

【０００８】請求項２では、前記サーチ領域は、前記白
線の検出回数が２回未満の時には、最初のサーチ領域に
基づいて次回のサーチ領域を設定する。請求項３では、
前記サーチ領域は、前記白線の検出回数が２回以上の時
には前回と今回の各検出位置から次回の白線検出位置を
予測して設定する。請求項４では、前記サーチ領域は、
白線位置が未検出の時には、今回のサーチ領域から次の
サーチ領域を予想して設定する。

【０００９】請求項５では、前記サーチ領域は、前記白
線の未検出回数が２回以上の時には未検出回数に応じて
最後に検出した２つの検出位置から次の検出位置を予測
して設定する。請求項６では、前記白線検出は、未検出
回数が所定回数以上になったときに前記画面における白
線の検出を中止して次の画面に移行する。

【００１０】請求項７では、前記サーチ領域の長さは、
白線検出時は順次短く、未検出時は順次長くしていく。
請求項８では、前記路面と白線との判別は、前記路面の
輝度値よりも所定値だけ高い値を閾値とし、当該閾値よ
りも高い輝度値の部分を白線と判別する。請求項９で
は、前記路面の輝度値は、車両直前の路面の複数箇所の
輝度値の平均値とする。

【００１１】請求項１０では、前記路面の輝度値は、前
記サーチ領域の範囲内における輝度値の平均値とする。
請求項１１では、前記白線検出は、１つのサーチ領域内
に２つの白線候補位置が検出されたときには、前回の検
出位置から候補位置を設定する。運転席から見える車両
前方の路面を撮像して画面に表示し、この画面上の所定
位置に垂直（上下）方向に所定長さのサーチ領域を設定
し、当該サーチ領域における輝度値を計測して路面と白
線とを判別して前記白線を検出する。このサーチ領域を
画面の前記所定位置から水平方向に所定の間隔で順次設
定して白線を追尾検出する。これにより遠くまで白線を
検出することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の態様を添付図
面に基づいて詳述する。本発明の白線検出方法は、路面
に引かれている白線は、周囲の路面よりも輝度値が高い
ことに着目して遠距離まで精度良く白線を検出するよう
にしたものである。図１は、本発明方法を実施するため
の検出装置のシステム構成のブロック図である。図１に
おいて、自車両内の所定箇所例えば、バックミラー近傍
位置に設置され運転席から見た前方の路面を撮像するモ
ニタ用のモノクロカメラ１と、このカメラ１により撮像
されたモノクロ画像情報を取り込み必要な画像処理を行
い表示装置（図示せず）に表示する画像処理装置２及び
コンピュータ３により構成されている。

【００１３】図２は、カメラ１により撮像した運転席前
方の映像画面を示し、道路５の路面５ａには白線６、７
が当該道路５に沿って引かれており、例えば、画面の左
側の白線６は、路肩と走行車線との境界線を示し、右側
の白線７は、走行車線と追い越し車線との境界線を示し
ている。尚、当該車両は、走行車線を走行しており、道
路５は、分かりやすいように右に緩くカーブして描いて
ある。

【００１４】次に、白線の検出方法について説明する。
図２から明らかなように走行車線を走行しているときに
運転席から見て白線６の存在する位置は、画面上である
程度予想がつくので、最初にある位置で白線６を１回見
つけ、以後は、この見つけた白線６を順次追っていく。
白線６は、路面５ａよりも明るく輝度値が高いので、路
面５ａと白線６とを判別するための輝度値の閾値を設定
する。先ず、当該車両の直前の路面５ａの輝度値の参考
点として複数例えば、水平方向に３点（ｉ、ｊ、ｋ）を
とり、これらの各点の輝度値を検出して次式により閾値
ＶTHを決定する。

【００１５】ＶTH ＝ＭＡＸ（ｉ、ｊ、ｋ）＋α ・・・（１）または、ＶTH ＝（ｉ＋ｊ＋ｋ）／３＋α ・・・（２）ここに、αは、例えば、輝度値１０〜３０程度の値とす
る。白線６の部分は、他に比べて明らかに輝度値が平均
値よりも高いので、白線６の検出を確実にするために平
均値よりも値αだけ高い値を閾値ＶTHとしている。

【００１６】次に、路面５ａ上の白線６が存在するはず
の大凡の場所即ち、画面の左下隅にとりあえず、白線６
を検出するための最初のサーチ領域Ａ1を設定する。こ
のサーチ領域Ａ1は、画面の垂直（上下）方向に、所定
の長さＬの１本の直線により表される。そして、このサ
ーチ領域Ａ1の範囲で輝度を計測する。サーチ領域Ａ1内
で輝度の分布をとると、白線６があれば、輝度値が飛び
抜けて高い部分がある。そこで、その輝度値が飛び抜け
て高い部分の点Ｐ1を、とりあえず白線６として残して
おく。

【００１７】同様にしてこの点Ｐ1から右方向に所定の
間隔Ｗで２番目のサーチ領域Ａ2を設定し、当該サーチ
領域Ａ2内の輝度分布をとり、輝度値の飛び抜けて高い
部分の点Ｐ2を白線とする。２つ目の点Ｐ2は、最初の点
Ｐ1に非常に近い位置にあり、且つ必ず点Ｐ1よりも高い
位置にあるために容易に検出することができる。そし
て、最初のサーチ領域Ａ1と２番目のサーチ領域Ａ2は、
設定する位置が決まっている。

【００１８】前述のようにして２の点Ｐ1、Ｐ2を決定し
た後、３番目以降のサーチ領域を画面の右方向へ前記所
定の間隔Ｗで順次設定していくと、これらのサーチ領域
が白線６から徐々にずれてくる。そこで、前回検出位置
と今回検出点位置とから次回検出予想位置を推定し、こ
の予想位置を中心としてある長さ例えば、前記所定の長
さＬの領域を次回のサーチ領域とする。即ち、最初の点
Ｐ1と２番目の点Ｐ2とを結ぶ直線の延長線上に、且つ２
番目の点Ｐ2から右方向に間隔Ｗの位置を３番目のサー
チ領域の中心位置として所定の長さ（例えば、４０画素
程度）のサーチ領域Ａ3を設定する。

【００１９】図３に３番目以降のサーチ領域の中心位置
を設定する方法を示す。前回サーチ領域Ａａの検出点Ｐ
ａの座標を（Ｘ(ｃ−1)、Ｙ(ｃ−1)）、今回サーチ領域
Ａｂの検出点Ｐｂの座標を（Ｘ(ｃ)、Ｙ(ｃ)）とする
と、次回サーチ領域Ａｃの中心位置Ｐｃの座標（Ｘｃ、
Ｙｃ）は、次式により求められる。Ｘｃ＝Ｘ(ｃ)＋Ｗ・・・（３）Ｙｃ＝｛（Ｙ(ｃ)−Ｙ(ｃ−1)）／（Ｘ(ｃ)−Ｘ(ｃ−1)）｝×Ｗ＋Ｙ(ｃ) ・・・（４）ここに、Ｗは、例えば、２０画素程度の値である。

【００２０】尚、検出回数が２回未満のとき即ち、前記
２番目のサーチ領域Ａ2を設定するときには、前述した
計算による方法では検出予想位置を推定することができ
ない。従って、このときのサーチ領域Ａ2の中心位置
は、図４に示すように最初のサーチ領域Ａ1の検出点の
座標（Ｘｐ、Ｙ(1)）からサーチ領域両端のＹ座標（Ｙ
ｐ1’、Ｙｐ2’）のみを次式により決定する。尚、座標
Ｘｐ’は、Ｘｐに所定の間隔Ｗを加えて求める。

【００２１】Ｘｐ’＝Ｘｐ＋Ｗ・・・（５）Ｙｐ1’＝Ｙ(1)＋ｈ1 ・・・（６）Ｙｐ2’＝Ｙ(1)＋ｈ2 ・・・（７）ここに、ｈ1は、−３０画素程度の値、ｈ2は、１０画素
程度の値である。２番目のサーチ領域は、最初のサーチ
領域における検出位置よりも必ず高い位置にある。ま
た、道路５及び白線６は、遠方になる程小さくなる。そ
こで、ｈ1、ｈ2の値を順次小さくしてサーチ領域（長
さ）を短くすることにより効率の向上を図ることができ
る。

【００２２】前述したように前回及び今回のサーチ領域
における白線６の検出位置から次回の白線の検出位置を
ある程度予想しておき、当該予想した検出位置を中心と
したある幅（長さ）のサーチ領域を設定し、白線６を検
出する。即ち、白線６は、急にはその位置が変化しない
ので、前回と今回の２つの検出位置の延長線上に略等し
い間隔Ｗの位置に次回のサーチ領域の中心を設定して輝
度分布を計測する。これにより白線６がカーブしていて
も、順次サーチ領域が追いかけていくために無駄なとこ
ろを一切サーチしないで済む。更に道路５及び白線６
は、遠方になる程小さくなり、これに応じてサーチ領域
（長さ）を短くして効率の向上を図る。

【００２３】前述のように前回と今回のサーチ領域の検
出位置の２点の延長線上に次回のサーチ領域の中心位置
を決定するのであるが、今回のサーチ領域で白線が検出
ができない場合、次回の延長線上を予想してサーチ領域
を設定する。即ち、未検出点が発生した場合には、次回
のサーチ領域を図５に示すように設定する。即ち、今回
のサーチ領域Ａmの上下両端の座標を（Ｘm、Ｙm1）、
（Ｘm、Ｙm2）とすると、次回のサーチ領域Ａnの上下両
端の座標（Ｘn、Ｙn1 ）、（Ｘn、Ｙn2 ）を、次のよ
うに設定する。

【００２４】Ｘn ＝Ｘm＋Ｗ・・・（８）Ｙn1 ＝Ｙm1＋ｈ・・・（９）Ｙn2 ＝Ｙm2 ・・・（１０）次回のサーチ領域Ａnにおいて、上式（９）のように上
端のＹ座標を高くとるのは、道路は遠方になる程画面の
上方に移動し、これに伴いサーチ領域を上方に長くして
白線の検出を確実にするためである。尚、式（９）にお
いてｈは、例えば、−５画素分程度の値である。

【００２５】また、未検出回数が２回以上の場合には、
未検出回数Ｔに応じてサーチ領域の中心予想位置（Ｘ
c、Ｙc）、及びその長さＬを次のように決定する。Ｘｃ＝Ｘ(ｃ)＋（Ｔ＋１）Ｗ・・・（１１）Ｙｃ＝｛（Ｙ(ｃ)−Ｙ(ｃ-1)）／（Ｘ(ｃ)−Ｘ(ｃ-1)）｝×（Ｔ＋１）Ｗ＋Ｙ(ｃ) ・・・（１２）Ｌ＝Ｌ＋Ｔβ （βは、５画素程度の値）・・・（１３）しかしながら、未検出点が多く発生して間が抜けると、
次のサーチ領域の予想位置が前回の検出位置から余りに
もずれ過ぎてしまい、しかも、サーチ領域が狭くなるた
めに、次のサーチ領域を予想して設定しても白線の検出
不能となる虞がある。そこで、未検出用カウンタにより
未検出回数Ｔをカウントし、未検出回数Ｔが例えば、５
回発生したときには当該画面での白線のサーチを止め、
次の画面に移行して再び白線の犬種を開始する。

【００２６】また、検出点が２つ以上あるような場合、
例えば、２本の白線、或いは白線と点線、或いは白線と
縁石が近接している場合には同一のサーチ領域内に閾値
ＶTHを超える点（白線候補）が２つ検出されることがあ
る。このような場合にはできるだけ滑らかに予想した位
置に近い方の点を白線とする。即ち、２つの白線候補の
Ｙ座標をＹ1、Ｙ2とすると、白線検出位置Ｙ(ｃ)は、Ｙ
1、Ｙ2と検出予想位置Ｙｃとの絶対値の小さい方とす
る。

【００２７】｜Ｙｃ−Ｙ1｜＜｜Ｙｃ−Ｙ2｜のときには、Ｙ(ｃ)＝Ｙ1 ・・・（１４）｜Ｙｃ−Ｙ1｜＞｜Ｙｃ−Ｙ2｜のときには、Ｙ(ｃ)＝Ｙ2 ・・・（１５）とする。また、絶対値が等しい場合には、輝度値の高い
方の点を白線の検出位置とする。次に、図６のフローチ
ャートを参照して白線検出方法の手順について説明す
る。先ず、図２に示すように車両直前の路面５ａの輝度
値を検出して当該路面５ａと白線６とを区別するための
閾値ＶTHを前式（１）又は（２）により決定する（ステ
ップＳ１）。次に、画面の垂直（上下）方向に白線６を
検出するためのサーチ領域を設定し（ステップＳ２）、
当該サーチ領域内において輝度値を計測する（ステップ
Ｓ３）。検出した点の輝度値が前記閾値ＶTH以上である
か否かを判別し（ステップＳ４）、閾値ＶTH以上の時に
は未検出点の回数Ｔをカウントする未検出カウンタをリ
セットして（ステップＳ５）、１つのサーチ領域内にお
いて白線の検出回数Ｔが２回以上であるか否かを判別す
る（ステップＳ６）。そして、白線の検出回数が２回以
上の時には閾値ＶTH以上の輝度値の点が２つ以上あるか
否かを判別し（ステップＳ７）、２つ以上あるときには
それらの中で上位２つを白線候補とし、前回、或いは前
々回の検出位置から前式（１４）、（１５）により白線
らしさをチェック（ステップＳ８）て白線と縁石などと
を区別し、検出位置近傍に次回のサーチ領域を設定する
（ステップＳ９）。

【００２８】ステップＳ６においてサーチ領域内に閾値
ＶTH以上の輝度値の検出回数が２回以下即ち、１回のと
き、及びステップＳ７において閾値ＶTH以上の点が２つ
以上ない場合には、最高の輝度値を有する点を白線候補
として（ステップＳ１０）ステップＳ９に進む。また、
ステップＳ４において閾値ＶTH以上の輝度値の点がない
ときには未検出用のカウンタのカウント値を１だけ進め
（ステップＳ１１）、前回サーチ領域近傍に前式（１
１）〜（１３）により次回のサーチ領域を設定する（ス
テップＳ１２）。そして、未検出回数が５回を超えると
検出を停止して次の画面に移行する。

【００２９】また、サーチ領域毎に輝度値の閾値ＶTHを
変えるようにしても良い。図２において近くの路面５ａ
の輝度値により閾値を設定したが、路面５ａは、遠くな
る程路面全体の輝度が低下してくるので、白線の輝度も
低下してくる。このため近くの路面の輝度と遠くの白線
の輝度が余り変わらなくなり、遠くの白線の検出が困難
になってくる。そこで、サーチ領域内の平均輝度値ＳAV
を求め、この平均輝度値に或値αを加えて閾値ＶSTHを
設定する。即ち、ＶSTH ＝ＳAV＋α （αは、輝度値１０〜３０程度の値）・・・（１６）とし、これよりも高い輝度のものを白線とする。白線の
部分は、他の部分に比べて明らかに輝度値が高いので、
前記閾値ＶSTHよりも高いものを白線とする。これによ
り遠くの白線まで良好に検出することが可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
像した車両前方の路面の画面上の所定位置から当該画面
の垂直方向に所定長さのサーチ領域を設定し、このサー
チ領域内で輝度値を計測して前記路面と当該路面に引か
れている白線とを判別し、且つ前記サーチ領域を前記画
面の水平方向に所定の間隔で順次設定して前記白線を検
出することにより、遠距離まで精度良く白線を検出する
ことができる。また、白線を抽出するためのサーチ領域
を撮像した画面の垂直方向としたことにより、車両の上
下動や道路のカーブの影響を受け難くなり、白線を良好
に検出することが可能となる。更に、撮像した画像の微
分処理や２値化処理等を行わないために、影等の影響を
受け難い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る白線検出方法を実施するための白
線検出装置のシステム構成のブロック図である。

【図２】図１のカメラにより運転席の前方を撮像した画
面である。

【図３】検出回数が２回以上の時における前回と今回と
の検出位置により次回のサーチ領域を設定するための説
明図である。

【図４】２番目の白線検出の際のサーチ領域を設定する
ための説明図である。

【図５】未検出点がある場合の次回のサーチ領域を設定
するための説明図である。

【図６】白線検出の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１カメラ２画像処理装置３コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｇ０５Ｄ 1/02 9061−5ＨＧ０６Ｆ 15/70 ３３０Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像した車両前方の路面の画面上の所定
位置から当該画面の垂直方向に所定長さのサーチ領域を
設定し、このサーチ領域内で輝度値を計測して前記路面
と当該路面に引かれている白線とを判別し、且つ前記サ
ーチ領域を前記画面の水平方向に所定の間隔で順次設定
して前記白線を検出することを特徴とする白線検出方
法。
【請求項２】前記サーチ領域は、前記白線の検出回数
が２回未満の時には、最初のサーチ領域に基づいて次回
のサーチ領域を設定することを特徴とする請求項１に記
載の白線検出方法。
【請求項３】前記サーチ領域は、前記白線の検出回数
が２回以上の時には前回と今回の各検出位置から次回の
白線検出位置を予測して設定することを特徴とする請求
項１に記載の白線検出方法。
【請求項４】前記サーチ領域は、白線位置が未検出の
時には、今回のサーチ領域から次のサーチ領域を予想し
て設定することを特徴とする請求項１に記載の白線検出
方法。
【請求項５】前記サーチ領域は、前記白線の未検出回
数が２回以上の時には未検出回数に応じて最後に検出し
た２つの検出位置から次の検出位置を予測して設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の白線検出方法。
【請求項６】前記白線検出は、未検出回数が所定回数
以上になったときに前記画面における白線の検出を中止
して次の画面に移行することを特徴とする請求項１に記
載の白線検出方法。
【請求項７】前記サーチ領域の長さは、白線検出時は
順次短く、未検出時は順次長くしていくことを特徴とす
る請求項１乃至５に記載の白線検出方法。
【請求項８】前記路面と白線との判別は、前記路面の
輝度値よりも所定値だけ高い値を閾値とし、当該閾値よ
りも高い輝度値の部分を白線と判別することを特徴とす
る請求項１に記載の白線検出方法。
【請求項９】前記路面の輝度値は、車両直前の路面の
複数箇所の輝度値の平均値であることを特徴とする請求
項１又は７に記載の白線検出方法。
【請求項１０】前記路面の輝度値は、前記サーチ領域
の範囲内における輝度値の平均値であることを特徴とす
る請求項１又は７に記載の白線検出方法。
【請求項１１】前記白線検出は、１つのサーチ領域内
に２つの白線候補位置が検出されたときには、前回の検
出位置から候補位置を設定することを特徴とする請求項
１に記載の白線検出方法。