JPH1011580A - 車両用車線認識装置 - Google Patents
車両用車線認識装置Info
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- JPH1011580A JPH1011580A JP8167712A JP16771296A JPH1011580A JP H1011580 A JPH1011580 A JP H1011580A JP 8167712 A JP8167712 A JP 8167712A JP 16771296 A JP16771296 A JP 16771296A JP H1011580 A JPH1011580 A JP H1011580A
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Abstract
る車両用車線認識設置を提供することにある。 【解決手段】 エッジ抽出処理回路11は、撮像された
画像情報を走査して車線を表する特徴点の位置座標を検
出する(S1004)。次に、車線認識部12は、検出
された特徴点の座標を参照して、直線或いは曲線を構成
するように特徴点を表す画素を結んで車線を抽出する。
車線認識部12は、抽出された特徴点の座標値と、メモ
リ18に記憶されている道路モデルの座標系を座標変換
処理(S1004)により変換した画像座標値とを比較
して、道路形状パラメータと撮像姿勢パラメータのう
ち、少なくとも1つ以上の変化成分を算出する変化量算
出処理(S1008)を行う。次に、算出された変化量
と、抽出された車線形状とに基づいて、道路モデルや座
標変換処理(S1004)の各パラメータを更新する。
Description
自車両の近傍領域を撮像し、得られた画像情報から車線
の形状を認識することができる車両用車線認識装置。
り自車両の近傍を撮像して得られた画像情報の中から対
象物を検出する装置としては、例えば特開昭63−38
056号公報記載のものが知られている。この装置で
は、自動車の前部の右側と左側に設置された右側カメラ
と左側カメラで、それぞれ自動車の右側方、左側方を撮
影し、次に、それぞれの画像の中から対象物までの距離
を求め、車線変更時に自車両と対象物との接触が生じる
か否かを判定するものである。しかしながら、車線変更
時に接触の対象となる対象物が隣接車線上のものか否か
を判断するためには、前もって隣接車線の検出を行う必
要がある。
合、右側カメラでは右側隣接車線、左側カメラでは左側
隣接車線が映り、自車両の走行車線に関してはカメラの
設置されている側に車線を区分するためのレーンマーク
が映る。この場合、左右別々のカメラから得られた画像
情報から車線形状を検出するには、左右別々の道路形状
モデルを用いてそれぞれ別々に車線形状を求めている。
即ち、図6に示すように、右側の画像情報に対するパラ
メータの推定と、左側のパラメータに対するパラメータ
の推定を独立に行っているので、左右別々の道路モデル
を必要としていた。
うな従来の技術にあっては、右側と左側とで処理を独立
して行うため、例えば右側カメラからの画像情報に対応
する処理結果は、左側カメラの画像情報には関係がなか
った。従って、車両によるレーンマークの隠蔽等に起因
して左右どちらか一方の車線検出処理に誤差が生じた場
合、この誤差を取り除くことができないので、その結
果、この誤差が処理結果にも含まれてしまうことにな
る。
合、両方の車線検出結果に誤差が生じてしまうので、一
旦発生した誤差を後処理において取り除くことは極めて
困難になっている。本発明は上記に鑑みてなされたもの
で、その目的は、車線の検出精度の向上に寄与すること
ができる車両用車線認識設置を提供することにある。
上記課題を解決するため、自車両の近傍を撮像する複数
の撮像手段と、道路の形状を道路モデルとして記憶する
道路形状記憶手段と、座標系を変換して画像上の座標値
を求める座標変換手段と、前記撮像手段により撮像され
た画像情報を走査して車線を表する特徴点の位置座標を
検出する特徴点座標検出手段と、前記特徴点座標検出手
段により検出された特徴点の座標を参照して、直線或い
は曲線を構成するように特徴点を表す画素を結んで構成
される車線を抽出する車線抽出手段と、前記特徴点座標
検出手段により抽出された特徴点の座標値と、前記道路
形状記憶手段に記憶されている道路モデルの座標系を前
記座標変換手段により変換した画像座標値とを比較し
て、道路形状を表す道路形状パラメータと前記撮像手段
の姿勢を表す撮像姿勢パラメータのうち、少なくとも1
つ以上の変化成分を算出する変化量算出手段と、前記変
化量算出手段で算出された変化量と、前記車線抽出手段
により抽出された車線形状とに基づいて、前記道路形状
記憶手段に記憶されている道路モデルや前記座標変換手
段の各パラメータを更新するパラメータ更新手段とを備
え、前記撮像手段から得られた複数の画像情報を同時に
参照することにより、前記車線抽出手段での情報量を増
やすことを要旨とする。
るため、前記パラメータ更新手段は、前記複数の撮像手
段により得られた画像情報に対応するパラメータに対し
て、前記変化量算出手段で算出された各パラメータの変
化成分が互いに等しくなるように更新して1つの道路モ
デルとして前記道路形状記憶手段に記憶することを要旨
とする。
るため、前記特徴座標検出手段は、前記座標変換手段に
より算出された座標値に基づいて、前記撮像手段により
撮像された画像情報を走査することを要旨とする。
るため、前記撮像手段は、自車両のドアミラー部分に搭
載し、自車両走行車線の左右の隣接車線領域を撮像する
ことを要旨とする。
るため、前記撮像手段は、自車両の後側方領域を撮像す
ることを要旨とする。
線の白線が平行して存在する場合には、左右別々に撮像
された画像情報を同時に用いることにより、両側の隣接
車線上に車両が存在する場合でも、少なくとも2本の白
線を検出することができるので、高精度な車線抽出を行
うことができ、車線の検出精度の向上に寄与することが
できる。
撮像された画像情報から1つの道路モデルを用いて車線
の形状を検出するため、どちらか片方の画像に障害物に
よるレーンマークの隠蔽が起こった場合でも、他方で撮
像された画像情報によって車線の形状を検出できるの
で、後処理に依存しないで正確な道路形状の検出を行う
ことができ、車線の検出精度の向上に寄与することがで
きる。
で、道路モデルを記憶するための記憶容量が少なくてす
み、さらに、例えば1つのCPUを用いて高速に処理す
ることができる。
範囲を小さくすることができるので、高速に処理をする
ことができる。
自車両から離れた位置にできるので、得られる画像情報
中に自車両後方の情報をも含むことができ、自車両の隣
接車線だけでなく、走行車線後方をも監視することがで
きる。
ことにより、見た目にも気にならず、デザイン的にもメ
リットがある。
側方領域のような人の死角になりやすい領域を監視でき
るので、車線変更時に監視対象となる隣接車線上の後続
車を検出する領域を隣接車線上に設定することができ
る。
を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る車両用車線認識装置のシステム構成を示す図で
ある。同図に示すように、車両用車線認識装置は、撮像
部1と処理部8およびメモリ18から構成され、また、
処理部8は画像処理部9と判断部10とを備えている。
さらに、判断部10は車両状態センサ15と車両運動制
御装置16および警報装置17との間で信号のやりとり
を行う。
ついて説明する。
像器2において、CCDカメラ4は車両の近傍領域とし
て、例えば車両の右側後側方領域の画像を撮像して画像
情報を得るものであり、後方領域の被写体の画像情報を
アナログ画像信号に変換する。また、左側撮像器3にお
いても同様に、CCDカメラ6は、例えば自車両の左側
後側方領域の画像を撮像する。なお、CCDカメラ4,
6を車両に搭載する場合には、例えば車両のドアミラー
部等の視界の広い場所に設置すればよい。A/D変換器
5は、CCDカメラ4から出力されたアナログ画像信号
をデジタル画像信号に変換する。また、A/D変換器7
も同様に、CCDカメラ6から出力されたアナログ画像
信号をデジタル画像信号に変換する。
説明する。
明する。エッジ抽出処理回路11は、A/D変換器5お
よびA/D変換器7から出力されるデジタル画像信号に
対して、車線を表す特徴点の一例として、例えば空間微
分フィルタ等を用いてエッジ情報を含んだエッジ画像を
作成する。次に、メモリ18に記憶されている前回の処
理結果である道路形状およびカメラ姿勢に基づいて検出
点の画像座標を求め、この座標値を用いて予め設定され
た範囲だけエッジ画像を走査する。次に、予め設定され
た抽出条件に該当する画素を抽出し、その抽出画素に対
する位置座標データであるエッジ座標データを車線認識
部12に転送する。
1から転送されたエッジ座標データに基づいて自車両が
走行する走行車線の左右の隣接車線のエッジ座標データ
や、例えば後続車や障害物に対するエッジ座標データを
抽出し、抽出したエッジ座標データに基づいて右車線
や、左車線や、後続車や、障害物等を認識し、その認識
結果をメモリ18に記憶して判断部14に転送する。
する。車両状態判断部13は、車両状態センサ15から
送られる信号により自車両の走行状態を判断し、その判
断結果を接近度判断部14に転送する。ここで、車両状
態センサ15は自車両の運動量や、運転者の操作意志等
を検出するものであり、例えば自車両の速度を計測する
車速度センサや、方向指示器や、ステアリング角度セン
サ等から構成される。
り送られてきた自車両の走行車線に対する左右の隣接車
線の有無情報や形状情報等の情報や、他車両や、障害物
等の情報と、車両状態判断部13より転送された情報と
に基づいて自車両の車線逸脱や車線変更等を表す走行接
近度を判断する。例えば車速度センサが検出した自車両
の速度と、レーザレーダ等のセンサで計測した他車両の
速度の差である相対速度が所定値以上であり、かつ、方
向指示器が操作されている状態であり、かつ、当該方向
指示器の操作されている側の後側方の画像情報中で、隣
接車線上の特定位置に後続車等の存在を認識した場合、
これを接続状態と判断し、車両運動制御装置16や警報
装置17を駆動する。
系や、操舵系等の制御を行う装置であり、例えば接近度
判断部14が接近の可能性があると判断した際に、自動
的にブレーキをかける自動ブレーキ等が考えられる。ま
た、警報装置17としては、運転者の聴覚や、視覚や、
触覚等の五感に訴えて、運転者に注意を喚起することが
可能なものであればよく、例えばチャイムの駆動やLE
Dでの表示、シートの振動等が考えられる。このよう
に、判断部10の構成例については様々な形態が考えら
れる。
件、道路モデルやカメラ姿勢を表すパラメータ等を格納
する。また、メモリ18は、車線認識部12等が処理を
行う際のワークエリアとしても機能する。
識装置の動作を説明する。まず、ステップS2では、オ
ペレータの操作によって装置電源がON状態になると、
ステップS4では、初期設定処理が行われる。ここで、
初期設定とは、メモリ18のワークエリアのクリア処理
等である。また、オペレータが行う操作としては、撮像
部1の初期調整や、車線の形状を表す道路モデルパラメ
ータの初期値の設定や、CCDカメラの取付け位置や方
向を表すカメラ姿勢パラメータの初期値の設定である。
やCCDカメラ6によって撮像された後側方領域の画像
情報に対する信号をアナログ画像信号に変換する。次
に、ステップS8では、A/D変換器5とA/D変換器
7によって、上記アナログ画像信号をデジタル信号に変
換する。この時に得られる画像を図3(b),(c)に
示す。
2は車線認識処理として、エッジ抽出処理回路11から
送られたエッジ座標データに基づいて近似直線或いは近
似曲線を求めて車線を推定する。次に、各パラメータと
して道路形状パラメータとカメラ姿勢パラメータの前回
からの変化量を求め、この変化量から新たな道路モデル
を作成して、その結果をメモリ18に格納する。
14は接近判定処理として、例えば車速度センサや方向
指示器等の車両状態センサ15からの信号により、自車
両の車速や車線変更等の走行状態を判断し、その判断結
果と、車線によって定められる走行可能な路面と、隣接
車線上の後続車の存在位置と自車両との相対速度との関
係に基づいて、自車両が接近状態にあるか否かを判定す
る。
近状態を判断する。即ち、例えば車両状態センサ15で
得られた自車両と他車両との相対速度が所定値以上で、
かつ、隣接車線上の後続車の存在位置が所定の範囲内で
あり、かつ、方向指示器が後続車のいる側に操作されて
いる場合、これを接近状態として判断し、ステップS1
6に進む。一方、そうではない場合には次の画像情報を
得るためにステップS6に戻る。ステップS16では、
警報装置17は警報処理として、接近度判断部14で接
近状態と判断した場合には、自車両の運転者に自車両の
車線逸脱や車線変更等を行った場合に後続車に接近する
ことを表すチャイムの駆動や、LEDでの表示、シート
の振動等で報知する。なお、接近状態の警告に対して
も、運転者の操作が不十分であったと判断した場合に、
車両運動制御装置16を駆動するよう構成にしてもよ
い。
6は回避処理として、接近度判断部14で接近状態と判
断した場合には、例えば自動的にブレーキをかける。次
に、ステップS6に戻り、これらの一連の処理を繰り返
す。
4に示すフローチャートを用いて画像処理部9での処理
内容に相当するステップS10での車線認識処理につい
て詳細に説明する。なお、図5に示すステップ番号は図
4に示すものと対応されているものとする。エッジ抽出
処理回路11は、まず、ステップS1002では、エッ
ジ画像作成処理によって、例えば3画素×3画素の空間
微分フィルタを用いて水平エッジ画像と垂直エッジ画像
を作成する。なお、空間微分フィルタとしては、例えば
SOBELフィルタを用いればよい。
処理によって、メモリ18に格納されている道路モデル
において、道路座標系で所定距離だけ離れた対象点に対
して、カメラ姿勢パラメータ等を用いて画像座標系への
座標変換を行って対象点の画像座標値(以下、モデル座
標値という)を算出する。次に、ステップS1006で
は、マッチング処理によって、例えばCCDカメラの焦
点距離等を用いて道路座標系で一定距離に相当する画素
数を算出し、このモデル座標値を中心にして、算出され
た画素数分だけ左右または上下にエッジ画像を走査す
る。この時、走査方向と走査するエッジ画像の種類は車
線の形状に依存し、画像上で白線が垂直に近い場合は垂
直エッジ画像を水平方向に走査し、水平に近い場合は、
水平エッジ画像を垂直方向に走査する。次に、白線の幅
に相当する画素数だけ離れた一定値以上のプラスエッジ
と一定値以下のマイナスエッジの組み合わせを抽出し、
どちらかのエッジの座標値(以下、算出座標値とする)
を求める。この際、どちらのエッジの座標値を用いるか
は、処理を通して同一のものとすればよい。また、この
ようにして求められたエッジ座標データである算出座標
値とモデル座標値を車線認識部12に転送する。
部12は、まず、パラメータ推定処理によって、エッジ
抽出処理回路11が送られた算出座標値とモデル座標値
から、各パラメータの変化量を算出する。そこで、道路
幅やカメラ設定位置等の拘束条件を利用して、パラメー
タの変化量を調整することにより、図5に示すように、
左右同一の道路モデルを使用できるようにしている。
ように定義する。 Dx−r(Dx−1):右側(左側)カメラの基準位置
(例えば、自車両走行車線の中心)からの偏位 Dy−r(Dy−1):右側(左側)カメラの基準位置
(例えば、路面位置)からの高さ θr(θ1):右側(左側)カメラのヨー角 φr(φ1):右側(左側)カメラのピッチ角 ψr(ψ1):右側(左側)カメラのロール角 αr(α1):右側(左側)カメラの車両座標系におけ
るヨー角 βr(β1):右側(左側)カメラの車両座標系におけ
るピッチ角 γr(γ1):右側(左側)カメラの車両座標系におけ
るロール角 以上は、カメラ姿勢パラメータである。
x−1)の変化量 ΔDy−r(ΔDy−1):Dy−r(Dy−1)の変
化量 Δαr(Δα1):αr(α1)の変化量 Δβr(Δβ1):βr(β1)の変化量 Δγr(Δγ1):γr(γ1)の変化量 D1:右側カメラと左側カメラの設置間隔 Dw:車線の幅 ここで、拘束条件としてDwが一定であるとすると、D
x−rとDx−1の間には Dw=|Dx−r|+|Dx−1|+D1 という関係が成り立つ。
ことにより、 Dy−r=Dy−1 となり、その他のカメラ姿勢パラメータについても同様
に左右で等しくすることが可能である。また、左右のカ
メラの方向が等しくなくても、その状態を初期設定時に
与えてやればよい。
Dx−rとΔDx−1の間には、 |ΔDx−r|=|ΔDx−1| という関係が成り立つ。また、その他の各パラメータの
変化量も左右でほぼ同一である。
た車線を表す算出座標値のエッジ座標データに基づい
て、例えば最小2乗法等によって、近似直線或いは近似
曲線を求め、これを認識車線とする。次に、ステップS
1010では、パラメータ更新処理によって、認識車線
の形状が左右で等しくなるように各パラメータを更新
し、この認識車線の近似式を新たな道路モデルとして、
メモリ18に格納する。
られた画像情報から左右で同一の車線形状を求めるの
で、簡易な構成で、広い視野を確保しながら、左右の車
線間の認識形状のばらつきが少なく、精度の良い車線認
識が可能な装置を実現することができる。また、車両に
よる隠蔽等により部分的に車線が見えない場合でも、走
行環境における自車両の位置と道路の形状を精度良く検
出することができるので、例えば車線変更時に監視対象
となる隣接車線上の後続車を検出する領域を隣接車線上
に設定することができる。
理回路11は、右側撮像器2及び左側撮像器3により撮
像された画像情報を走査して車線を表する特徴点の位置
座標を検出する。次に、車線認識部12は、検出された
特徴点の座標を参照して、直線或いは曲線を構成するよ
うに特徴点を表す画素を結んで構成される車線を抽出す
る。次に、車線認識部12は、抽出された特徴点の座標
値と、メモリ18に記憶されている道路モデルの座標系
を座標変換処理により変換した画像座標値とを比較し
て、道路形状を表す道路形状パラメータと右側撮像器2
及び左側撮像器3の姿勢を表す撮像姿勢パラメータのう
ち、少なくとも1つ以上の変化成分を算出する変化量算
出処理を行う。次に、算出された変化量と、抽出された
車線形状とに基づいて、メモリ18に記憶されている道
路モデルや座標変換処理の各パラメータを更新する。こ
の結果、右側撮像器2及び左側撮像器3から得られた複
数の画像情報を同時に参照することにより、車線抽出処
理での情報量を増やすことできる。
識装置のシステム構成を示す図である。
ローチャートである。
得られる画像モデル(b)及び左側撮像器で得られる画
像モデル(c)である。
ャートである。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 自車両の近傍を撮像する複数の撮像手段
と、 道路の形状を道路モデルとして記憶する道路形状記憶手
段と、 座標系を変換して画像上の座標値を求める座標変換手段
と、 前記撮像手段により撮像された画像情報を走査して車線
を表する特徴点の位置座標を検出する特徴点座標検出手
段と、 前記特徴点座標検出手段により検出された特徴点の座標
を参照して、直線或いは曲線を構成するように特徴点を
表す画素を結んで構成される車線を抽出する車線抽出手
段と、 前記特徴点座標検出手段により抽出された特徴点の座標
値と、前記道路形状記憶手段に記憶されている道路モデ
ルの座標系を前記座標変換手段により変換した画像座標
値とを比較して、道路形状を表す道路形状パラメータと
前記撮像手段の姿勢を表す撮像姿勢パラメータのうち、
少なくとも1つ以上の変化成分を算出する変化量算出手
段と、 前記変化量算出手段で算出された変化量と、前記車線抽
出手段により抽出された車線形状とに基づいて、前記道
路形状記憶手段に記憶されている道路モデルや前記座標
変換手段の各パラメータを更新するパラメータ更新手段
とを備え、 前記撮像手段から得られた複数の画像情報を同時に参照
することにより、前記車線抽出手段での情報量を増やす
ことを特徴とする車両用車線認識装置。 - 【請求項2】 前記パラメータ更新手段は、 前記複数の撮像手段により得られた画像情報に対応する
パラメータに対して、前記変化量算出手段で算出された
各パラメータの変化成分が互いに等しくなるように更新
して1つの道路モデルとして前記道路形状記憶手段に記
憶することを特徴とする請求項1記載の車両用車線認識
装置。 - 【請求項3】 前記特徴座標検出手段は、 前記座標変換手段により算出された座標値に基づいて、
前記撮像手段により撮像された画像情報を走査すること
を特徴とする請求項1または2記載の車両用車線認識装
置。 - 【請求項4】 前記撮像手段は、 自車両のドアミラー部分に搭載し、自車両走行車線の左
右の隣接車線領域を撮像することを特徴とする請求項1
乃至3記載の車両用車線認識装置。 - 【請求項5】 前記撮像手段は、 自車両の後側方領域を撮像することを特徴とする請求項
1乃至3記載の車両用車線認識装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16771296A JP3402075B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 車両用車線認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16771296A JP3402075B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 車両用車線認識装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1011580A true JPH1011580A (ja) | 1998-01-16 |
JP3402075B2 JP3402075B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=15854814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16771296A Expired - Lifetime JP3402075B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 車両用車線認識装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3402075B2 (ja) |
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