JPH0935195A - 白線検出方法 - Google Patents

白線検出方法

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JPH0935195A
JPH0935195A JP7181705A JP18170595A JPH0935195A JP H0935195 A JPH0935195 A JP H0935195A JP 7181705 A JP7181705 A JP 7181705A JP 18170595 A JP18170595 A JP 18170595A JP H0935195 A JPH0935195 A JP H0935195A
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JP
Japan
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white line
road surface
search area
detection
detected
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Application number
JP7181705A
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English (en)
Inventor
Takashi Ono
崇 小野
Shigeki Fukushima
滋樹 福島
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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  • Image Analysis (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

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 9061−5H G06F 15/70 330G

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
  9. 【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。
  10. 【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。
  11. 【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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004003502B3 (de) * 2004-01-23 2005-08-11 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zum Assistieren beim Führen eines Kraftfahrzeugs

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