JPH11213155A

JPH11213155A - レーンマーク認識装置、車両走行制御装置および記録媒体

Info

Publication number: JPH11213155A
Application number: JP10014233A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Oike; 達也大池; Katsuhiko Hibino; 克彦日比野; Katsuyuki Imanishi; 勝之今西
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-08-06
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JP3373773B2; DE19903187A1; US6449383B1; DE19903187B4

Abstract

(57)【要約】【課題】外部環境の変動に対して不安定となる原因の
「２値化処理」及び「点から線への拡張処理」を必要と
しないレーンマーク認識装置を提供する。【解決手段】ストリングモデルは、６つのストリング
構成要素Ａ〜Ｆと、隣接するストリング構成要素同士を
結ぶ連結線とで構成されている。連結線には「ばね」の
特性が付与されている。したがって、各ストリング構成
要素Ａ〜Ｆは、画素単位の輝度値に比例した引力の影響
によって移動すると共にばね力によってストリングモデ
ルの全体形状を保持しようとする力を受ける。したがっ
て、ストリング構成要素Ａ〜Ｆは、全体形状を保持しな
がら、画素輝度値が大きい位置、即ち撮像画面中の明る
い部分に寄り付くこととなる。道路上でのレーンマーク
は白線であることが多く、道路上において相対的に明る
い領域であるため、レーンマークが存在する部分にスト
リング構成要素Ａ〜Ｆが寄り付くこととなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば道路上など
のレーンマークを認識するレーンマーク認識装置、その
認識したレーンマークに沿って車両を走行させる車両走
行制御装置およびレーンマーク認識装置をコンピュータ
システムにて実現するための記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、例えば車両の自動操縦などを実現するためには車両
の走行路を認識する必要があり、その走行路認識のた
め、車両前方を撮影した画像中より道路上に白色や黄色
などで描かれたレーンマーク（区画線）を認識する技術
が開発されている。そのレーンマーク認識技術として
は、原画像を２値化してレーンマークを認識する手法
（特開平５−２８９７４３号）や、原画像に対してエッ
ジング処理を施した後で２値化してレーンマークを認識
する手法（特開平７−２３９９９６号）や、ハフ変換を
用いた手法（特開平６−２１５２９２号）などが提案さ
れている。

【０００３】しかしながら、これら従来のレーンマーク
認識手法には次に示す２つの問題点が内在する。まず第
１点は、２値化処理に伴う問題である。つまり、上述し
た特開平５−２８９７４３号や特開平７−２３９９９６
号に開示されているような原画像あるいはエッジング処
理後の画像を２値化して認識する手法では、特にコント
ラストの悪い画像の場合に、２値化処理によって有効な
レーンマークあるいはレーンマークのエッジのデータを
消去してしまう可能性があり、外部環境に対して不安定
である。そして、一度消去してしまったデータの復元は
困難であり、レーンマーク認識は困難となる。また、特
開平６−２１５２９２号に開示されているようなハフ変
換を用いる手法でも、前処理としてやはり２値化処理が
必要とされるため外部環境に対して不安定である。加え
てハフ変換は一般的に計算量が非常に大きいため、処理
時間や処理実現のためのハード規模の点などで問題があ
る。さらに、実用的なハフ変換では一般的に直線の検出
しかできない。もちろん、曲線検出可能なハフ変換もあ
るが、計算量の点から実用的・一般的でない。したがっ
て、レーンマーク認識に適用する場合には、レーンマー
クの曲線部分に対応する何らかの探索手法が必要となっ
てくる。

【０００４】第２点としては、点から線への拡張処理に
伴う問題である。つまり、最終的にレーンマークの認識
を行うためには、２値化処理によって抽出されたレーン
マーク候補エッジ点を追跡して線へと拡張する必要があ
る。しかし、認識したいレーンマーク付近に別のエッジ
点が存在する場合には、容易に追跡間違いが発生してし
まう。例えばレーンマークとして道路上の白線を認識し
たい場合に、その道路上に白色の走行車両が存在する
と、その走行車両によって上述した「別のエッジ点」が
生じることが考えられ、追跡間違いの基となる。このよ
うに一度追跡間違いが生じた場合には、復旧は難しく、
適切なレーンマーク認識ができなくなってしまう。

【０００５】このように、従来手法にあっては、「２値
化処理」及び「点から線への拡張処理」の２点に起因し
て、外部環境の変動に対して不安定であると言う問題が
あった。そこで本発明は、外部環境の変動に対して不安
定となる原因の「２値化処理」及び「点から線への拡張
処理」を必要としないレーンマーク認識装置、車両走行
制御装置およびレーンマーク認識装置をコンピュータシ
ステムにて実現するための記録媒体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及び発明の効果】本発明へ
の理解がより明確になるために、特許請求の範囲に記載
した課題解決手段を具体的に説明する前に、上述した目
的、すなわち外部環境の変動に対して不安定となる原因
の「２値化処理」及び「点から線への拡張処理」を必要
としないレーンマークの認識に係る技術思想をどのよう
な思考過程を経て創作したかについて説明する。

【０００７】（１）まず、従来のレーンマーク認識手法
から削除すべき処理である「２値化処理」及び「点から
線への拡張処理」の２つの処理の役割について考えてみ
る。２値化処理は、レーンマーク候補点の抽出を行うた
めの処理であり、点から線への拡張処理は、レーンマー
ク候補点を追跡することによってレーンマーク形状を再
現するための処理である。したがって、これら２つの処
理を削除するためには、それら２つの処理の役割を包括
した認識処理が必要となる。しかし、従来はそのような
レーンマーク認識手法はなく、新規概念を導入する必要
がある。

【０００８】（２）その新規概念導入に際して次の点に
着目した。つまり、従来のレーンマーク認識手法では、
「２値化処理」によって得たレーンマーク候補点を「点
から線への拡張処理」によって追跡することで認識を実
現している。それに対して、人間は、道路にレーンマー
クがプリントされているという前提の基に、線を線とし
て認識している。したがって、人間の認識処理をシミュ
レートして「線を線として認識する」手法を採用すれ
ば、「２値化処理」及び「点から線への拡張処理」を必
要とせず、同様の役割を包括するようにすることが可能
である。

【０００９】（３）但し、このような線を線として認識
するためには、モデルをベースとした新規な認識処理の
手法が必要となってくる。モデルの単純なものとして
は、例えばテンプレートモデルが挙げられる。予めレー
ンマークの形状をテンプレートとして用意しておき、テ
ンプレートと撮像画像中のレーンマークの一致度合いを
調べる手法である。この手法においては、既存のテンプ
レート技術が利用可能であるが、複雑なレーンマーク形
状には対応しにくい。そして、複雑な形状にまで対応さ
せるようにするためには、膨大な数のテンプレートを準
備しておき、それらとの一致度合いを調べる必要があ
り、記憶すべきデータ量及び処理負荷が増大してしまう
ため、現実的ではない。本発明において実現したい認識
処理手法で必要なのは、その位置及び形状を自由に変え
ながら自律的にレーンマークを探索するようなストリン
グモデルである。

【００１０】（４）そこで、自律的にレーンマークを探
索するストリングモデルにはどのような特性が必要であ
るのかを考察してみる。（４ａ）まず、一般的な道路上でのレーンマークを想定
してみると、レーンマークは道路上において相対的に明
るい領域である。したがって、入力画面中において明る
い部分に寄り付く特性があればよい。ここで、ストリン
グモデルとして、複数のストリング構成要素と、隣接す
るストリング構成要素同士を結ぶ連結線とで構成したス
トリングモデルを想定した場合、明るい部分に寄り付く
特性はストリング構成要素に持たせればよい。つまり、
入力画面中の各画素について輝度に応じた引力を設定
し、ストリング構成要素はその引力に応じて位置を変え
るように設定するのである。こうすれば、輝度に応じた
引力が大きい位置、即ちレーンマークが存在する部分に
ストリング構成要素が寄り付くこととなる。

【００１１】但し、線として認識することを基本とする
ため、上述したストリング構成要素はあくまでもストリ
ングモデルを構成する要素であることを考えると、隣接
するストリング構成要素の位置の影響を受けるようにす
ることが好ましい。つまり、単に明るい部分に寄り付く
だけの特性であると、全体として見た場合レーンマーク
ではない他の明るい部分に寄り付いてしまうことも考え
られるからである。したがって、上述した隣接するスト
リング構成要素同士を結ぶ連結線について、ストリング
モデル全体の形状を保持しようとする物理的特性を付与
することが必要である。具体的には、連結線に対して、
ばねに代表されるような弾性力によってその形状を保持
しようとする弾性体の物理的特性を持たせる。このよう
にすれば、上述したストリング構成要素に作用する画素
からの引力と弾性体からの弾性力の釣り合いによってス
トリングモデルの位置が決定される。このようにしてお
けば、認識したいレーンマーク付近にレーンマークの画
像的特徴に類似した特徴を有する画素点が存在する場合
であっても、追跡間違いが発生しにくい。つまり、従来
の場合には、例えばレーンマークとして道路上の白線を
認識する状況で道路上に白色の走行車両が存在すると、
その走行車両によって「レーンマークの画像的特徴に類
似した特徴を有する画素点」が生じることが考えられ、
追跡間違いの基となる。しかし、ストリング構成要素に
作用する２つの力、すなわち画素からの引力と弾性体か
らの弾性力の釣り合いによってストリングモデルの位置
を決定するようにすればそのような不都合を防止でき
る。つまり、隣接するストリング構成要素が適切な位置
にあった場合には、１つのストリング構成要素が不適切
な位置に移動しようとしても、弾性作用を持つ連結線か
らの弾性力によって自動的に適切な位置へ戻そうとする
ため、最終的には適切な位置に移動することとなる。

【００１２】以上のようにストリングモデルを設定すれ
ば、全体として自律的にレーンマークを探索することが
可能となる。なお、上述のように輝度に応じて引力を設
定したのは、撮像画像中においてレーンマークが相対的
に明るいという前提である。しかし、例えば逆にレーン
マークが他の部分に比べて相対的に暗い場合も想定し得
る。一般の道路上においてはほとんど存在しないが、例
えば工場内において無人搬送車両を自動操縦にて走行さ
せるような場合には、白色など相対的に明るい色の床
に、黒色などの相対的に暗い色のレーンマークをプリン
トすることも考えられる。このような場合には、輝度が
小さいほど引力を大きくすればよい。

【００１３】また、輝度に限らず、撮像画像中におい
て、レーンマークを他の部分と区別できるような画像的
特徴量に基づけば同様に実現可能である。例えば、上述
の無人搬送車両を走行させる場合で言えば、床の色とレ
ーンマークの色が輝度としては同じぐらいであるため、
輝度による区別が付きにくいような状況も考えられる。
この場合、例えば床が青っぽい色であり、レーンマーク
が赤っぽい色というように色によって区別可能な場合に
は、色度に応じて引力を設定すれば同様に実現できる。
なお、この場合の撮像画像はカラー画像であることを前
提としており、レーンマークの色度に近いほど引力が大
きくなるように予め設定しておくこととなる。

【００１４】上述した特性が基本であるが、さらに適切
なレーンマーク認識を実現するためには、次の（４
ｂ），（４ｃ）に示す点も考慮するとよい。（４ｂ）例えば道路上でレーンマークを認識する状況を
想定してみると、その認識のための装置は車両に搭載さ
れることとなり、画像を撮影するカメラなどは道路上か
ら２ｍ程度までの間に配置されることとなる。すると、
同じ曲率でカーブしている道路上のレーンマークを認識
している場合であっても、撮像画像の下側、つまり認識
装置の近傍においてはレーンマークの曲率が相対的に小
さく、撮像画像の上側、つまり認識装置から遠方になる
ほどレーンマークの曲率が相対的に大きくなる。

【００１５】したがって、ストリングモデルの特性とし
て、上述した撮像画像中の水平方向へのみ移動するスト
リング構成要素に関して、撮像画像中の下側に行くほど
移動しにくくし、逆に上側に行くほど移動し易くするこ
とで、例えて言うならば「釣り竿のようなしなり特性」
を持つことが好ましい。このような特性を実現可能なス
トリングモデルとして次のようなものが考えられる。つ
まり、連結線の弾性率が一定であるとすれば、撮像画像
中の下側に行くほどストリング構成要素の間隔を大きく
設定すれば、上述した所望の特性を得ることができる。
もちろん、ストリング構成要素の間隔は同じにしてお
き、撮像画像中の下側に行くほど連結線である弾性体の
弾性率を大きくしても、同様の特性を得ることができ
る。

【００１６】（４ｃ）また、上記（４ｂ）と同様に、レ
ーンマーク認識のための装置が車両に搭載され、画像を
撮影するカメラが道路上から２ｍ程度までの間に配置さ
れている状況を想定すると、同じ幅員の道路であって
も、撮像画像の下側、つまり認識装置の近傍においては
相対的に道路幅が広くなり、撮像画像の上側、つまり認
識装置から遠方になるほど相対的に道路幅が狭くなる。
したがって、ストリングモデルの特性として、ストリン
グ構成要素が周囲の画素の特徴量（例えば輝度や色度）
に基づく引力の影響を受ける範囲を、それに対応させる
ことが好ましい。つまり、撮像画像中の下側に行くほど
引力の影響を受ける画素の範囲を広くし、逆に上側に行
くほど引力の影響を受ける画素の範囲を狭くするのであ
る。

【００１７】以上（１）〜（４）において、外部環境の
変動に対する不安定要因である「２値化処理」及び「点
から線への拡張処理」を必要としないレーンマーク認識
装置に係る技術思想をどのような思考過程を経て創作し
たかについて説明した。この技術思想を発明として記載
したのが特許請求の範囲であり、それぞれ以下に述べる
ような構成および効果を有する。

【００１８】本発明のレーンマーク認識装置によれば、
認識手段が、撮像手段によって撮像した車両前方の走行
路の画像に基づいて走行路上のレーンマークを認識する
のであるが、その際、認識手段は、以下に示す３つの特
性を持つストリングモデルを用い、そのストリングモデ
ルが収束した位置をレーンマークの位置として認識す
る。すなわち、第１の特性は、ストリングモデルが、複
数のストリング構成要素と、隣接するストリング構成要
素同士を結ぶ連結線とで構成されていることであり、第
２の特性は、ストリング構成要素が、撮像画像中におけ
るレーンマークの画像的特徴量に応じた引力の影響によ
って移動することであり、第３の特性は、連結線が、ス
トリングモデル全体の形状を保持しようとする弾性体の
物理的特性を持つことである。

【００１９】本発明のレーンマーク認識装置が発揮する
効果への理解を容易にするため、具体的な状況を想定し
て説明する。例えば、一般的な道路上でのレーンマーク
を想定してみると、レーンマークは白線であることが多
く、道路上において相対的に明るい領域である。したが
って、レーンマークの画像的特徴量として画素単位の輝
度を設定しておき、例えばその輝度値に比例した引力の
影響によってストリング構成要素が移動する特性をスト
リングモデルに持たせておけば、ストリング構成要素は
輝度値に比例した引力の大きい位置、即ち撮像画面中の
明るい部分に寄り付くこととなる。つまり、レーンマー
クが存在する部分にストリング構成要素が寄り付くこと
となる。

【００２０】また、ストリング構成要素はあくまでもス
トリングモデルを構成する要素であり、連結線で連結さ
れた隣接するストリング構成要素の位置の影響を受け
る。つまり、ストリングモデル全体の形状を保持しよう
とする物理的特性が連結線に付与されているので、スト
リング構成要素に作用する画素輝度に応じた引力と連結
線からの弾性力の釣り合いによってストリングモデルの
全体位置が決定される。このようにしておけば、認識し
たいレーンマーク付近にレーンマークの画像的特徴に類
似した特徴を有する画素点が存在する場合であっても、
追跡間違いが発生しにくい。なぜなら、明るい部分に寄
り付く特性のストリング構成要素を、他からの影響を受
けずに自由にさせておくと、全体として見た場合レーン
マークではない他の明るい部分に寄り付いてしまうこと
も考えられるが、本発明のように、ストリング構成要素
に作用する２つの力、すなわち画素からの引力と連結線
からの弾性力の釣り合いによってストリングモデルの位
置を決定するようにすればそのような不都合を防止でき
るからである。つまり、隣接するストリング構成要素が
適切な位置にあった場合には、１つのストリング構成要
素が不適切な位置に移動しようとしても、弾性作用を持
つ連結線からの弾性力によって自動的に適切な位置へ戻
そうとするため、最終的には適切な位置に移動すること
となる。

【００２１】以上のような特性を持つストリングモデル
を用いて、そのストリングモデルが収束した位置に基づ
けば、自律的にレーンマークを探索することが可能とな
る。そして、従来技術において問題となっていた、外部
環境の変動に対する不安定要因である「２値化処理」及
び「点から線への拡張処理」は、本発明のレーンマーク
認識装置においては必要としない。したがって、外部環
境の変動に対して安定的である。

【００２２】なお、上述のように輝度に比例して引力を
設定したのは、撮像画像中においてレーンマークが相対
的に明るいという前提である。しかし、例えば逆にレー
ンマークが他の部分に比べて相対的に暗い場合も想定し
得る。一般の道路上においてはほとんど存在しないが、
例えば工場内において無人搬送車両を自動操縦にて走行
させるような場合には、白色など相対的に明るい色の床
に、黒色などの相対的に暗い色のレーンマークをプリン
トすることも考えられる。このような場合には、輝度が
小さいほど引力を大きくすればよい。

【００２３】また、輝度に限らず、撮像画像中におい
て、レーンマークを他の部分と区別できるような画像的
特徴量に基づけば同様に実現可能である。例えば、上述
の無人搬送車両を自動操縦で走行させる場合で言えば、
床の色とレーンマークの色が輝度としては同じぐらいで
あるため、輝度による区別が付きにくいような状況も考
えられる。例えば床が青っぽい色であり、レーンマーク
が赤っぽい色というように色によって区別可能な場合に
は、色度に応じて引力を設定すれば同様に実現できる。
なお、この場合の撮像手段によって撮像した撮像画像は
カラー画像であることを前提としており、レーンマーク
の色度に近いほど（つまり上述の例では赤に近いほど）
引力が大きくなるように予め設定しておくこととなる。

【００２４】したがって、レーンマークの画像的特徴量
としては、画素単位の輝度であってもよいし、あるいは
画素単位の色度であってもよいし、その他の画像的特徴
量であってもよい。本発明のレーンマーク認識装置にお
ける認識手段が用いるストリングモデルに対して付与す
る特性については、上述した３点が基本であるが、さら
に適切なレーンマーク認識を実現するためには、以下に
示す点をさらに工夫してもよい。

【００２５】工夫の第１点目の前提となる状況を説明す
る。例えば道路上でレーンマークを認識する状況を想定
してみると、撮像手段は車両に搭載されることとなり、
道路上から２ｍ程度までの間に配置されることとなる。
すると、同じ曲率でカーブしている道路上のレーンマー
クを認識している場合であっても、撮像画像の下側、つ
まり認識装置の近傍においてはレーンマークの曲率が相
対的に小さく、撮像画像の上側、つまり撮像手段から遠
方になるほどレーンマークの曲率が相対的に大きくな
る。

【００２６】したがって、ストリングモデルの特性を、
ストリング構成要素を撮像画像中の左右方向のみ移動可
能とし、且つ撮像画像中の下側ほどストリングモデル全
体の形状を保持しようとする力が強くなるように設定す
るのである。つまり、撮像画像中の下側ほどストリング
構成要素が移動しにくくし、逆に上側ほど移動し易くす
ることで、例えて言うならば「釣り竿のようなしなり特
性」を持つこととなる。これにより、上述した撮像手段
からの遠近に基づくレーンマークの曲率の変化に対応で
き、より適切なレーンマーク認識が実現できる。

【００２７】なお、このような特性を実現可能なストリ
ングモデルとしては具体的には次のようなものが考えら
れる。例えば、連結線が持つ弾性体の物理的特性は全て
のストリング構成要素間において同じとし、一方、スト
リング構成要素間の距離は撮像画像中の下側に近いほど
長くするのである。このようにすれば、ストリング構成
要素間の距離が長いほど初期状態における連結線からの
弾性力が大きくなり、結果として、撮像画像中の下側ほ
どストリングモデル全体の形状を保持しようとする力が
強くなる。

【００２８】また、ストリング構成要素間の距離は全て
のストリング構成要素間において同じ距離とし、一方、
連結線が持つ弾性体の物理的特性は撮像画像中の下側ほ
ど弾性率が大きくなるようにしてもよい。この場合も、
同様に撮像画像中の下側ほどストリングモデル全体の形
状を保持しようとする力が強くなるように設定すること
ができる。

【００２９】次に、工夫の第２点目の前提となる状況を
説明する。上記同様、撮像手段が道路上から２ｍ程度ま
での間に配置されている状況を想定すると、同じ幅員の
道路であっても、撮像画像の下側、つまり撮像手段の近
くにおいては相対的に道路幅が広くなり、撮像画像の上
側、つまり撮像手段から遠方になるほど相対的に道路幅
が狭くなる。

【００３０】したがって、ストリングモデルの特性とし
て、ストリング構成要素がレーンマークの画像的特徴量
に応じた引力の影響を受ける範囲を、撮像画像中の下側
ほど広くなるように設定するのである。このようにすれ
ば、撮像画像中における道路幅に応じて適切な範囲から
引力を受け、レーンマークの認識の向上に寄与すること
となる。

【００３１】ところで、本発明のレーンマーク認識装置
においては、ストリングモデルの収束した位置をレーン
マークの位置として認識するのであるが、この際、認識
手段は、所定条件が成立した場合にストリングモデルが
収束したと判断するようにすることが考えられる。その
所定条件に関していくつかの例を説明する。

【００３２】例えば、レーンマークの画像的特徴量に基
づく所定の評価式を満足した場合に所定条件が成立した
と判断することが考えられる。画像的特徴量の一例であ
る輝度で説明すれば、ストリング構成要素の移動先とな
った画素の輝度がその撮像画像中においてレーンマーク
であると推定される程度の値となっているかどうかなど
を観点にして判断する。もちろん、色度についても同様
である。

【００３３】あるいは、ストリング構成要素に作用する
引力に基づく所定の評価式を満足した場合に所定条件が
成立したと判断してもよい。この場合には、変位後のス
トリング構成要素に作用する画素からの引力が０近傍に
あるかどうかなどを観点にして判断する。この場合に
は、いわゆるエネルギ最小化の手法を利用すればよい。

【００３４】また、ストリング構成要素に作用する力に
基づいて変位量を演算し、ストリングモデルの位置を変
更させる処理を所定回数実行した場合に所定条件が成立
したと判断してもよい。上述した評価式を用いた判断は
確実性の点では有利である。但し、処理負荷は相対的に
大きくなるので、単に処理回数に基づいて判断すれば処
理負荷は小さくて済む。

【００３５】また、上述したレーンマーク認識装置を用
い、そのレーンマーク認識装置によって認識したレーン
マークに沿って車両を走行させる車両走行制御装置とし
て構成することもできる。そして、上述したように、外
部環境の変動に対する不安定要因である「２値化処理」
及び「点から線への拡張処理」を必要としないレーンマ
ーク認識装置を用いているため、その認識したレーンマ
ークに沿って車両を走行させる場合には、外部環境の変
動に対して安定的且つ適切な車両走行制御が実現でき
る。

【００３６】上述の説明でも述べているが、本発明の前
提となっているレーンマークは、例えば道路上のいわゆ
る白線などの区画線に限定されず、例えば工場内におい
て無人搬送車両を自動操縦にて走行させるような場合に
は、床上にプリントした走行ガイド線のようなものも含
まれる。

【００３７】なお、このようなレーンマーク認識装置に
おける認識手段をコンピュータシステムにて実現する機
能は、例えば、コンピュータシステム側で起動するプロ
グラムとして備えられる。このようなプログラムの場
合、例えば、フロッピーディスク、光磁気ディスク、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク等の記録媒体に記
録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードして
起動することにより用いることができる。この他、ＲＯ
ＭやバックアップＲＡＭを記録媒体として前記プログラ
ムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックアップＲ
ＡＭをコンピュータシステムに組み込んで用いても良
い。

【００３８】

【発明の実施の形態】図１は、上述した発明が適用され
た実施の形態としてのレーンマーク認識装置２の概略構
成を表すブロック図である。本実施形態のレーンマーク
認識装置２は、車両に搭載され、車両前方の走行路を示
すために道路上に設けられているレーンマークを認識す
るための装置であり、例えば、このように認識したレー
ンマークに沿って自動走行制御などを実行する場合など
に利用される。

【００３９】本レーンマーク認識装置２は、撮像手段と
してのＣＣＤカメラ１０と、認識手段としての認識処理
部２０とから構成されている。ＣＣＤカメラ１０は、図
２に示すように、例えば車両内部の運転席近傍の天井な
どに取り付けられており、車両前方の風景を撮像する。
なお、この場合、例えば当該車両が道路上を走行してい
るのであれば、車両から所定距離だけ前方の道路もその
撮像した風景内に含まれるように撮像範囲が設定されて
いる。

【００４０】一方、認識処理部２０は、図１に示すよう
に、ＣＣＤカメラ１０から出力されるアナログの画像信
号をディジタルの画像データに変換するアナログ・ディ
ジタル変換器（ＡＤＣ）２１と、そのＡＤＣ２１から画
像データに対して所定の前処理を実行する前処理ＡＳＩ
Ｃ２２と、その前処理ＡＳＩＣ２２から出力される画像
データを記憶しておく画像メモリ２３と、その画像メモ
リ２３に記憶されている画像データに基づいて、画像デ
ータ中のレーンマークを認識する処理などを実行するＣ
ＰＵ２４と、ＣＰＵ２４の実行するプログラムなどを記
憶しているＲＯＭ２５と、ＣＰＵ２４の作業領域として
機能するＲＡＭ２６と、ＣＰＵ２４から転送された例え
ばレーンマークの認識結果にかかるデータなどを外部へ
出力するための通信ＩＣ２７などを備えている。

【００４１】なお、前処理ＡＳＩＣ２２において実行す
る前処理としては、例えばエッジを強調するフィルタ処
理などが挙げられる。上述したように、ＣＰＵ２４は、
画像メモリ２３に記憶されている画像データに基づいて
画像データ中のレーンマークを認識する処理を実行する
のであるが、この認識処理に際してはストリングモデル
を用い、画像中においてそのストリングモデルが収束し
た位置をレーンマークの位置として認識する。本実施形
態において用いるストリングモデルについて図３を参照
して説明する。

【００４２】まず、ストリングモデルの基本特性を図３
（ａ）を参照して説明する。ストリングモデルは、複数
のストリング構成要素と、隣接するストリング構成要素
同士を結ぶ連結線とで構成されている。本実施形態で
は、６つのストリング構成要素とそれらの間の５つの連
結線で構成されている。

【００４３】そして、各ストリング構成要素は、撮像画
像中におけるレーンマークの画像的特徴量に応じた引力
の影響によって移動する。本実施形態では、レーンマー
クの画像的特徴量として画素単位の輝度を採用してお
り、その輝度値に比例した引力の影響によってストリン
グ構成要素が移動する特性を備えている。図３（ａ）に
おいては輝度値が大きいほど画素を示す白丸（○）が大
きくなるように描いてある。したがって、ストリング構
成要素は、画素の輝度値に比例した引力の大きい位置、
即ち撮像画面中の明るい部分に寄り付くこととなる。例
えば、一般的な道路上でのレーンマークは白線であるこ
とが多く、道路上において相対的に明るい領域である。
したがって、撮像画面中の明るい部分に寄り付くことと
なれば、レーンマークが存在する部分にストリング構成
要素が寄り付くこととなる。

【００４４】また、ストリング構成要素はあくまでもス
トリングモデルを構成する要素であり、連結線で連結さ
れた隣接するストリング構成要素の位置の影響を受け
る。本実施形態においては、連結線が、変形度合いに応
じた反発力を発生する弾性体の物理的特性を持つことに
よって、ストリングモデル全体の形状を保持しようとす
る特性を備えている。なお、弾性体としての一例である
「ばね」を例にとって以下の説明を進めることとする。

【００４５】図３（ａ）に示すように、画素の引力によ
ってその画素に近づく方向へ移動すると、その移動によ
って、隣接するストリング構成要素との間の連結線が伸
張される。「ばね」は自然長から伸張されるとその伸張
された長さに応じた復元力が発生するため、結果とし
て、ストリング構成要素が画素から受ける引力に対する
反発力として作用することとなる。このようにストリン
グモデル全体の形状を保持しようとする物理的特性が連
結線に付与されているので、ストリング構成要素に作用
する画素単位の輝度に応じた引力と連結線からの「ばね
力」の釣り合いによってストリングモデルの全体位置が
決定される。

【００４６】このようにしておけば、認識したいレーン
マーク付近に別のエッジ点が存在する場合であっても、
追跡間違いが発生しにくい。なぜなら、明るい部分に寄
り付く特性のストリング構成要素を、他からの影響を受
けずに自由にさせておくと、全体として見た場合レーン
マークではない他の明るい部分に寄り付いてしまうこと
も考えられるが、ストリング構成要素に作用する２つの
力、すなわち画素からの引力と連結線からの弾性力の釣
り合いによってストリングモデルの位置を決定するよう
にすれば、そのような不都合を防止できるからである。
つまり、隣接するストリング構成要素が適切な位置にあ
った場合には、１つのストリング構成要素が不適切な位
置に移動しようとしても、弾性作用を持つ連結線からの
ばね力によって自動的に適切な位置へ戻そうとするた
め、最終的には適切な位置に移動することとなる。

【００４７】以上のような基本特性を持つストリングモ
デルを用いて、そのストリングモデルが収束した位置に
基づけば、自律的にレーンマークを探索することが可能
となるのであるが、さらに適切なレーンマーク認識を実
現するため、本実施形態のストリングモデルは、以下に
示す２点をさらに工夫してある。

【００４８】工夫の第１点目の前提となる状況を説明す
る。本実施形態の場合には、上述したようにＣＣＤカメ
ラ１０が車両内部の天井に配置されている。したがっ
て、道路上から２ｍ程度の高さまでの間に配置されるこ
ととなる。すると、図５（ａ）に例示するように、同じ
曲率でカーブしている道路上のレーンマークを認識して
いる場合であっても、撮像画像の下側、つまりＣＣＤカ
メラ１０の近傍（車両近傍とも言える）においてはレー
ンマークの曲率が相対的に小さく、撮像画像の上側、つ
まりＣＣＤカメラ１０から遠方になるほどレーンマーク
の曲率が相対的に大きくなる。

【００４９】したがって、ストリングモデルの特性を、
ストリング構成要素を撮像画像中の左右方向のみ移動可
能とし、且つ撮像画像中の下側ほどストリングモデル全
体の形状を保持しようとする力が強くなるように設定し
ている。つまり、撮像画像中の下側ほどストリング構成
要素が移動しにくくし、逆に上側ほど移動し易くするこ
とで、例えて言うならば「釣り竿のようなしなり特性」
を持たせた。これにより、上述したＣＣＤカメラ１０か
らの遠近に基づくレーンマークの曲率の変化に対応で
き、より適切なレーンマーク認識が実現できる。

【００５０】本実施形態では、このような特性を持たせ
るために、連結線が持つ弾性体の物理的特性は全てのス
トリング構成要素間において同じとし、一方、ストリン
グ構成要素間の距離は撮像画像中の下側に近いほど長く
した。図３（ｂ）を参照して説明する。図３（ｂ）にお
いては、６つのストリング構成要素を、撮像画像の上側
に近い順番にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆと表している。こ
の場合には、ストリング構成要素Ａ−Ｂ間が最も短く、
ストリング構成要素Ｅ−Ｆ間が最も長くなっている。そ
して、連結線としての「ばね」は、同じ長さ、同じばね
定数にされているため、ストリング構成要素間の距離が
長くなるほど、初期状態における連結線からのばね力が
大きくなり、結果として、撮像画像中の下側ほどストリ
ングモデル全体の形状を保持しようとする力が強くな
る。

【００５１】なお、撮像画像中の下側ほどストリングモ
デル全体の形状を保持しようとする力が強くなるように
設定する場合の別の実施形態としては、次のようなもの
も考えられる。つまり、ストリング構成要素間の距離は
全てのストリング構成要素間において同じ距離とし、一
方、連結線が持つ弾性体の物理的特性は撮像画像中の下
側ほどばね定数が大きくなるようにするのである。

【００５２】次に、工夫の第２点目の前提となる状況を
説明する。上記第１点目の場合と同様、ＣＣＤカメラ１
０が道路上から２ｍ程度の高さまでの間に配置されるこ
ととなると、図５（ａ）に例示するように、同じ幅員の
道路であっても、撮像画像の下側、つまりＣＣＤカメラ
１０の近傍（車両近傍とも言える）においては道路幅が
大きくなり、撮像画像の上側、つまりＣＣＤカメラ１０
から遠方になるほど道路幅が狭くなる。

【００５３】したがって、ストリングモデルの特性とし
て、ストリング構成要素が画素単位の輝度に応じた引力
の影響を受ける範囲を、撮像画像中の下側ほど広くなる
ように設定している。図３（ｃ）を参照して説明すれ
ば、撮像画像の上側に最も近いストリング構成要素Ａ
は、画素輝度に応じた引力を受ける影響範囲が最も狭
く、撮像画像の下側に最も近いストリング構成要素Ｆ
は、影響範囲が最も広くなっている。このようにすれ
ば、撮像画像中における道路幅に応じて適切な範囲から
引力を受け、レーンマークの認識の向上に寄与すること
となる。

【００５４】このようなストリングモデルを用いてレー
ンマークを認識する。したがって、次に、ＲＯＭ２５に
記憶されてプログラムに基づいてＣＰＵ２４が実行され
るレーンマーク認識処理について、図４のフローチャー
トに基づいて説明する。なお、図示しないイグニッショ
ンスイッチがオン操作され、且つレーンマーク認識を実
行させる条件が成立していることが図示しない他の制御
装置によって判断された場合に、ＣＰＵ２４に電源が供
給され、図４に示した処理が所定の制御周期Ｔ毎に行わ
れる。

【００５５】処理が開始されると、まず、画像メモリ２
３（図１参照）から１画面分の画像データを入力し、Ｒ
ＡＭ２６の所定の作業領域に展開する（Ｓ１１０）。次
に、図３を参照して説明したストリングモデルのストリ
ング構成要素Ａ〜Ｆの初期位置を設定する（Ｓ１２
０）。上述したように、ストリング構成要素Ａ〜Ｆは撮
像画像中の左右方向のみ移動可能であり、撮像画像中の
上側から下側へ向かってＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆの順番
に配置される。これらの前提は変わらないが、最終的に
はストリングモデルをレーンマークに収束させるため、
レーンマークが存在する位置を考慮して初期位置を設定
しておく方が好ましい。車両に取り付けたＣＣＤカメラ
１０にて撮像した画面中においてレーンマークが存在す
る領域は自ずと決まるからである。つまり、図５（ａ）
に例示するように、左側通行の車両から見た場合、道路
の左端のレーンマークは撮像画像の左下付近から画像中
央付近に延びることとなる。道路が直線であればそのま
まであり、左右にカーブしていれば、その画像中央付近
から左右にカーブすることとなる。したがって、道路左
端のレーンマークを認識するためのストリングモデルに
ついては、図５（ａ）に示すように、撮像画像の左端付
近でやや下端寄りに位置させておくことが好ましいと言
える。端寄りに配置するのは、撮像画像撮像画像の上端
付近にはレーンマークは存在しないことがほとんどであ
るからである。なお、ストリングモデル全体として撮像
画像の上下方向に直線的に配置してもよいが、上述した
撮像画像中でのレーンマークの位置に応じて、例えばス
トリング構成要素Ａ側は画像中央寄り、ストリング構成
要素Ｆ側は画像左端寄りとして画像中にて斜めに配置し
てもよい。このストリングモデルの全体配置に応じてス
トリング構成要素Ａ〜Ｆの初期位置も設定する。

【００５６】なお、本実施形態においては、日本国内の
ように、道路上の左側の走行路を走行する車両を前提と
しているため、ストリングモデルの初期位置を画像全体
から見れば左寄りに配置しているが、右側の走行路を走
行する車両を前提とするのであれば、当然ながらストリ
ングモデルの初期位置を画像全体から見れば右寄りに配
置すればよい。また、例えば工場内において無人搬送車
両を自動操縦にて走行させるような場合には、レーンマ
ーク上を走行することが考えられる。つまり、画像の中
央付近にレーンマークが存在することとなるので、この
場合には、当然ながらストリングモデルの初期位置を画
像全体の中央付近に設定すればよい。

【００５７】図４のフローチャートの説明に戻り、次
に、ストリング構成要素に作用する力を計算する（Ｓ１
３０）。この計算は、引力Ｆと位置エネルギーＥの２つ
の力を計算するのであるが、それぞれ以下のような式に
て計算する。Ｆ＝Σ（画素輝度値／距離（方向性有））Ｅ＝Σ（画素輝度値／距離（方向性無））これら引力Ｆも位置エネルギーＥもストリング構成要素
Ａ〜Ｆ毎に計算するのであるが、図３（ｃ）にて説明し
たように、ストリング構成要素Ａ〜Ｆ毎に引力Ｆの作用
範囲が異なる。つまり、ストリング構成要素Ａでは狭
く、ストリング構成要素Ｆでは広い。したがって、各ス
トリング構成要素Ａ〜Ｆに応じた作用範囲に存在する各
画素について、輝度値に比例し、ストリング構成要素Ａ
〜Ｆからの距離に反比例する引力を計算し、それらの総
和を求める。図５を参照してその具体的な計算を示す。

【００５８】図５（ａ）に示すようなストリングモデル
の内、ストリング構成要素Ｃ，Ｄ，Ｅ部分について拡大
したものを図５（ｂ）に示し、ストリング構成要素Ｄを
例に取って説明する。この場合、ストリング構成要素Ｄ
を中心として左右４つずつの画素が作用範囲であり、距
離については右方向をプラス、左方向をマイナスに設定
してある。なお、図５（ｂ）中では、１マスが１画素で
あり、マス内に輝度値を示した。その輝度値は、ストリ
ング構成要素Ｄを中心して右方向へ順番に１２４，１
３，２３，３１であり、ストリング構成要素Ｄを中心し
て左方向へ順番に３５，２１，１１，１３である。この
場合の引力Ｆは、次のようになる。Ｆ＝Σ（画素輝度値／距離（方向性有））＝[13/(-4)]+
[11/(-3)]+[21/(-2)]+[35/(-1)]+[124/1]+[13/2]+[23/
3]+[31/4] また、この場合の位置エネルギーＥは、距離の方向性が
無いため、距離の絶対値を用いて次のようになる。Ｅ＝Σ（画素輝度値／距離（方向性無））＝[13/4]+[11
/3]+[21/2]+[35/1]+[124/1]+[13/2]+[23/3]+[31/4] 次に、Ｓ１３０にて計算された各ストリング構成要素Ａ
〜Ｆについての引力Ｆと位置エネルギーＥを用いて、や
はり各ストリング構成要素Ａ〜Ｆについて、変位ｄＸを
計算する（Ｓ１４０）。この計算は以下のような式を用
いる。

【００５９】ｄＸ＝Ｆ／（Ｋ・（ｋ・Ｅ））なお、式中、Ｋはばね定数であり、ｋは変位抑制係数で
ある。なお、本実施形態のストリングモデルでは各スト
リング構成要素Ａ〜Ｆ間の連結線には同じばね定数のば
ねを用いているため、全てのストリング構成要素Ａ〜Ｆ
についての変位計算に同じばね定数Ｋを用いることがで
きる。

【００６０】また、変位抑制係数ｋは、引力Ｆによって
ストリング構成要素が移動する際、位置エネルギーＥの
大きさに応じて移動しすぎたり（オーバーシュート）、
振動したり（ハンチング）するのを抑制するための係数
である。次に、Ｓ１４０にて計算された各ストリング構
成要素Ａ〜Ｆの変位ｄＸに基づいて、各ストリング構成
要素Ａ〜Ｆを移動させ、ストリングモデル全体の位置の
変更を行う（Ｓ１５０）。

【００６１】次に、所定の評価式を満たすかどうかを判
断し（Ｓ１６０）、評価式を満たしていない場合には
（Ｓ１６０：ＮＯ）、Ｓ１３０へ戻って再度引力Ｆ及び
位置エネルギーＥを計算し、Ｓ１４０にて変位ｄＸを計
算し、Ｓ１５０にてストリングモデルの位置を変更する
処理を実行する。そして、評価式を満たしていれば（Ｓ
１６０：ＹＥＳ）、Ｓ１７０へ移行する。

【００６２】このＳ１６０での判断は、ストリングモデ
ルの移動が収束したかどうかを判断するためのものであ
り、評価式としては種々考えられる。例えば、ストリン
グ構成要素Ａ〜Ｆに作用する引力Ｆに基づく所定の評価
式を満足した場合に所定条件が成立したと判断してもよ
い。この場合には、変位後のストリング構成要素Ａ〜Ｆ
に作用する画素からの引力Ｆが０近傍にあるかどうかな
どを観点にして判断する。この場合には、いわゆるエネ
ルギ最小化の手法を利用すればよい。

【００６３】また、レーンマークの画像的特徴量に基づ
く所定の評価式を採用してもよい。本実施形態では、引
力Ｆなどの計算に画像的特徴量の一例である輝度を用い
ているので、ストリング構成要素の移動先となった画素
の輝度がその撮像画像中においてレーンマークであると
推定される程度の値となっているかどうかなどを観点に
して判断してもよい。例えば、図５（ｂ）の具体例で説
明すれば、レーンマーク上の画素の輝度値は１２４であ
るが、それ以外の部分は最大でも３５である。したがっ
て、例えば輝度値が１００を超えたらほぼレーンマーク
上にあることが推定されるので、そのような閾値に基づ
く評価式であってもよい。

【００６４】なお、Ｓ１６０の判断において、「評価式
を満たすかどうか」ではなく、ストリング構成要素Ａ〜
Ｆに作用する力（引力Ｆ及び位置エネルギーＥ）に基づ
いて変位ｄＸを演算し、ストリングモデルの位置を変更
させる処理（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）を所定回数実行した
かどうかを判断するようにしてもよい。上述した評価式
を用いた判断は確実性の点では有利である。但し、処理
負荷は相対的に大きくなるので、単に処理回数に基づい
て判断すれば処理負荷は小さくて済む。

【００６５】Ｓ１６０にて肯定判断された場合には、新
しい画像を取り込むかどうかを判断し（Ｓ１７０）、取
り込む場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ戻
り、一方、取り込まない場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、
本処理ルーチンを終了する。以上説明したように、本実
施形態のレーンマーク認識装置２によれば、上述した特
性を備えたストリングモデルを用い、撮像画像中におい
てそのストリングモデルが収束した位置をレーンマーク
の位置として認識するため、従来技術において問題とな
っていた、外部環境の変動に対する不安定要因である
「２値化処理」及び「点から線への拡張処理」を必要と
しない。したがって、外部環境の変動に対して安定的で
ある。

【００６６】また、本実施形態のストリングモデルは、
ストリング構成要素を撮像画像中の左右方向のみ移動可
能とし、且つ撮像画像中の下側ほどストリングモデル全
体の形状を保持しようとする力が強くなるように設定し
てあるため、撮像画像中の下側ほどストリング構成要素
が移動しにくくし、逆に上側ほど移動し易くすること
で、例えて言うならば「釣り竿のようなしなり特性」を
持つ。これにより、上述したＣＣＤカメラ１０からの遠
近に基づくレーンマークの曲率の変化に対応でき、より
適切なレーンマーク認識が実現できる。

【００６７】また、ストリング構成要素が画素単位の輝
度に応じた引力の影響を受ける範囲を、撮像画像中の下
側ほど広くなるように設定してあるため、撮像画像中に
おいて下側ほど広く上側ほど狭いという性質を持つ道路
幅に応じて適切な範囲から引力を受け、レーンマークの
認識の向上に寄与することとなる。

【００６８】なお、上述したように、外部環境の変動に
対する不安定要因である「２値化処理」及び「点から線
への拡張処理」を必要としないレーンマーク認識装置２
であるため、本実施形態のレーンマーク認識装置２によ
って認識したレーンマークに沿って車両を走行させる車
両走行制御装置を想定した場合には、外部環境の変動に
対して安定的且つ適切な車両走行制御が実現できる。

【００６９】［その他］上記実施形態では、道路上を走
行する車両を前提としたレーンマーク認識装置２として
説明したが、例えば工場内において無人搬送車両を自動
操縦にて走行させるような場合にも適用できる。この場
合のレーンマークは、例えば工場内の床上にプリントし
た走行ガイド線のようなものである。そして、この場合
には、床が暗い色でレーンマークが明るい色とは限らな
い。つまり、上記実施形態において画素輝度に比例して
引力Ｆを設定したのは、撮像画像中においてレーンマー
クが相対的に明るいという前提であった。しかし、上述
の工場内において無人搬送車両を自動操縦にて走行させ
るような場合などを想定すると、逆にレーンマークが他
の部分に比べて相対的に暗い場合も想定し得る。例え
ば、白色など相対的に明るい色の床に、黒色などの相対
的に暗い色のレーンマークをプリントすることも考えら
れる。このような場合には、輝度値に反比例した引力Ｆ
を計算すれば対応できる。

【００７０】また、輝度に限らず、撮像画像中におい
て、レーンマークを他の部分と区別できるような画像的
特徴量に基づけば同様に実現可能である。例えば、上述
の無人搬送車両を自動操縦で走行させる場合で言えば、
床の色とレーンマークの色が輝度としては同じぐらいで
あるため、輝度による区別が付きにくいような状況も考
えられる。例えば床が青っぽい色であり、レーンマーク
が赤っぽい色というように色によって区別可能な場合に
は、色度に応じて引力を設定すれば同様に実現できる。
なお、この場合の撮像画像はカラー画像であることを前
提としており、レーンマークの色度に近いほど（つまり
上述の例では赤に近いほど）引力が大きくなるように予
め設定しておくこととなる。

【００７１】したがって、レーンマークの画像的特徴量
としては、画素単位の輝度であってもよいし、あるいは
画素単位の色度であってもよいし、その他の画像的特徴
量であってもよい。また、上記実施形態では、図５に示
すように、左端のレーンマークを認識するために１つの
ストリングモデルだけを用いていたが、例えば右側のレ
ーンマークも認識するためにさらにストリングモデルを
追加してもよい。

【００７２】また、上記実施形態ではＣＰＵ２４（図１
参照）が図４のフローチャートに示したＳ１３０での引
力Ｆや位置エネルギーＥの計算を実行しているが、例え
ばこの計算を実行するＡＳＩＣを備え、そのＡＳＩＣに
代替実行されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態としてのレーンマーク認識装置の
概略構成を表すブロック図である。

【図２】実施の形態としてのレーンマーク認識装置に
おけるＣＣＤカメラの配置などを示す概略説明図であ
る。

【図３】実施の形態としてのレーンマーク認識装置が
レーンマーク認識に用いるストリングモデルの概略説明
図である。

【図４】実施の形態におけるレーンマーク認識装置が
行うレーンマーク認識処理のフローチャートである。

【図５】実施の形態におけるレーンマーク認識の説明
図である。

【符号の説明】

２…レーンマーク認識装置１０…ＣＣＤカメラ２０…認識処理部２１…アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）２２…前処理ＡＳＩＣ２３…画像メモリ２４…ＣＰＵ２５…ＲＯＭ２６…ＲＡＭ２７…通信ＩＣＡ〜Ｆ…ストリング構成要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今西勝之愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行路上を走行して移動する車両に搭載さ
れ、車両前方の走行路を撮像する撮像手段と、その撮像手段によって撮像した画像に基づいて前記走行
路上のレーンマークを認識する認識手段と、を備えるレーンマーク認識装置であって、前記認識手段が、以下に示す特性を持つストリングモデ
ルを用い、そのストリングモデルが収束した位置を前記
レーンマークの位置として認識することを特徴とするレ
ーンマーク認識装置。（１）前記ストリングモデルは、複数のストリング構成
要素と、隣接する前記ストリング構成要素同士を結ぶ連
結線とで構成されている。（２）前記ストリング構成要素は、前記撮像画像中にお
けるレーンマークの画像的特徴量に応じた引力の影響に
よって移動する。（３）前記連結線は、変形度合いに応じた反発力を発生
する弾性体の物理的特性を持つことによって、ストリン
グモデル全体の形状を保持しようとする。
【請求項２】前記レーンマークの画像的特徴量は画素単
位の輝度であることを特徴とする請求項１記載のレーン
マーク認識装置。
【請求項３】前記レーンマークの画像的特徴量は画素単
位の色度であることを特徴とする請求項１記載のレーン
マーク認識装置。
【請求項４】前記ストリング構成要素は前記撮像画像中
の左右方向のみ移動可能とされ、且つ前記ストリングモ
デル全体の形状を保持しようとする力が前記撮像画像中
の下側ほど強くなるように設定された前記ストリングモ
デルを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
記載のレーンマーク認識装置。
【請求項５】前記連結線が持つ弾性体の物理的特性は全
てのストリング構成要素間において同じであり、一方、
前記ストリング構成要素間の距離は前記撮像画像中の下
側ほど長くされることによって、前記撮像画像中の下側
ほど前記ストリングモデル全体の形状を保持しようとす
る力が強くなるように設定されていることを特徴とする
請求項４記載のレーンマーク認識装置。
【請求項６】前記ストリング構成要素間の距離は全ての
ストリング構成要素間において同じ距離であり、一方、
前記連結線は前記撮像画像中の下側ほど弾性率が大きく
されることによって、前記撮像画像中の下側ほど前記ス
トリングモデル全体の形状を保持しようとする力が強く
なるように設定されていることを特徴とする請求項４記
載のレーンマーク認識装置。
【請求項７】前記ストリング構成要素が前記レーンマー
クの画像的特徴量に応じた引力の影響を受ける範囲は、
前記撮像画像中の下側ほど広くなるように設定された前
記ストリングモデルを用いることを特徴とする請求項１
〜６のいずれか記載のレーンマーク認識装置。
【請求項８】前記認識手段は、所定条件が成立した場合
にストリングモデルが収束したと判断することを特徴と
する請求項１〜７のいずれか記載のレーンマーク認識装
置。
【請求項９】前記レーンマークの画像的特徴量に基づく
所定の評価式を満足した場合に前記所定条件が成立した
と判断することを特徴とする請求項８記載のレーンマー
ク認識装置。
【請求項１０】前記ストリング構成要素に作用する引力
に基づく所定の評価式を満足した場合に前記所定条件が
成立したと判断することを特徴とする請求項８記載のレ
ーンマーク認識装置。
【請求項１１】前記ストリング構成要素に作用する力に
基づいて変位量を演算し、前記ストリングモデルの位置
を変更させる処理を所定回数実行した場合に前記所定条
件が成立したと判断することを特徴とする請求項８記載
のレーンマーク認識装置。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれか記載のレーン
マーク認識装置と、そのレーンマーク認識装置によって認識したレーンマー
クに沿って前記車両を走行させる車両走行制御装置。
【請求項１３】請求項１〜１１のいずれか記載のレーン
マーク認識装置における認識手段としてコンピュータシ
ステムを機能させるためのプログラムを記録したコンピ
ュータ読取可能な記録媒体。