JPH11312299A

JPH11312299A - 自車位置認識装置、自車位置認識方法及びそのプログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JPH11312299A
Application number: JP11938398A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kimura; 圭一木村; Masao Kawai; 正夫川合
Original assignee: AQUEOUS Research KK; AQUEOUS RESERCH KK; Aisin AW Co Ltd
Current assignee: AQUEOUS Research KK; AQUEOUS RESERCH KK; Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP3999345B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コストを低くすることができ、信頼性を向上さ
せることができるとともに、演算回路に加わる負荷を小
さくすることができるようにする。【解決手段】車両の前方を撮像する撮像手段と、該撮像
手段によって得られた画像に対してエッジ処理を行い、
画像の境界が強調されたエッジ画像を作成するエッジ強
調手段１７と、前記エッジ画像に基づいてエッジ直線を
抽出する直線抽出手段１８と、前記エッジ直線間の距離
が所定の範囲内にある場合に区分線を検出する区分線検
出手段１９と、該区分線検出手段１９による検出結果に
基づいて車両が走行している通行区分を判定する通行区
分判定手段２０とを有する。エッジ直線間の距離を算出
し、該エッジ直線間の距離が所定の範囲内に収まるかど
うかを判断するだけでよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自車位置認識装
置、自車位置認識方法及びそのプログラムを記録した記
録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路上には、車両が通行するため
に走行車線、追越車線、登坂車線等の通行区分（車両が
走行する通行帯）が形成されていて、そのために、道路
上に白線、黄線等の区分線（線分自体）が塗布され、運
転者は通行区分内の走行領域で区分線に沿って車両を走
行させるようになっている。

【０００３】ところで、車両の自動運転を行うために、
また、蛇行運転が行われていることを検出するために、
車両に搭載されたカメラによって車両の前方を撮影し、
撮影によって得られた画像に基づいて道路上の区分線を
認識するようにした自車位置認識装置が提供されている
（特開平７−８５２４９号公報参照）。この場合、前記
画像において、道路上の区分線の両縁を表す部分、すな
わち、対象画像に対して複数の水平の走査線を設定し、
該各走査線上における輝度の変化を検出するようにして
いる。そして、輝度の変化のピーク値が得られる点をエ
ッジ点として抽出し、２個のエッジ点間の間隔が所定の
距離以内であるとき、前記エッジ点間の部分を区分線の
候補とし、さらに、各走査線間におけるエッジ点の関係
を評価して最終的に区分線を認識するようにしている。

【０００４】また、画像に基づいて、車両が道路上の右
側の通行区分を走行しているか左側の通行区分を走行し
ているかを認識する認識装置が提供されている（特開平
８−３２０９９７号公報参照）。この場合、画像の濃度
を微分することによってエッジ点を抽出し、画像内にお
いて車両の付近に区分線が存在しそうな領域を設定し、
該領域内の直線のうち、エッジ点の数が最大になる直線
を区分線として検出するとともに、該区分線を更に直線
上のエッジ点の数が周期的に変化しない区分線は実線で
あると判定し、周期的に変化する区分線は破線であると
判定する。そして、例えば、車両の左右に区分線が存在
し、かつ、右の区分線が実線であり、左の区分線が破線
である場合、車両が右側の通行区分を走行していると認
識し、左の区分線が実線であり、右の区分線が破線であ
る場合、車両が左側の通行区分を走行していると認識す
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の認識装置においては、車両に搭載されたカメラによ
って車両の前方を撮影し、撮影によって得られた画像に
基づいて区分線を認識する場合、各走査線間におけるエ
ッジ点の関係を評価して区分線を認識する必要があるの
で、処理に必要な時間が長くなり、高速処理を行うこと
が可能な演算回路が必要になる。

【０００６】前記画像に基づいて、車両が道路上の右側
の通行区分を走行しているか左側の通行区分を走行して
いるかを認識する場合、１本の区分線を一つの直線上に
並ぶエッジ点群に基づいて検出するようにしているの
で、例えば、ガードレール、縁石等が路肩に存在してい
ると、ガードレール、縁石等の画像によって、エッジ点
が抽出されることになるので、区分線を誤って検出して
しまうことがある。

【０００７】また、区分線のかすれ、前記画像の乱れ等
が存在すると、一時的に区分線を検出することができな
くなるが、その場合、区分線が実線であるか破線である
かを判断することができなくなってしまう（ハンチング
現象）。さらに、アルゴリズムが複雑であるので、演算
回路に加わる負荷が大きくなる。本発明は、前記従来の
認識装置の問題点を解決して、コストを低くすることが
でき、信頼性を向上させることができるとともに、演算
回路に加わる負荷を小さくすることができる自車位置認
識装置、自車位置認識方法及びそのプログラムを記録し
た記録媒体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の自
車位置認識装置においては、車両の前方を撮像する撮像
手段と、該撮像手段によって得られた画像に対してエッ
ジ処理を行い、画像の境界が強調されたエッジ画像を作
成するエッジ強調手段と、前記エッジ画像に基づいてエ
ッジ直線を抽出する直線抽出手段と、前記エッジ直線間
の距離が所定の範囲内に収まる場合に区分線を検出する
区分線検出手段と、該区分線検出手段による検出結果に
基づいて車両が走行している通行区分を判定する通行区
分判定手段とを有する。

【０００９】本発明の他の自車位置認識装置において
は、さらに、前記車両が走行している通行区分を区画す
る両側の各区分線の左縁及び右縁に対応させて、前記画
像の下部の所定の範囲に少なくとも４個の探索領域を設
定する探索領域設定手段を有する。そして、該探索領域
設定手段は、区分線検出手段によって検出された区分線
に対応させて探索領域の位置を更新する。

【００１０】本発明の更に他の自車位置認識装置におい
ては、さらに、前記探索領域設定手段は、区分線検出手
段によって区分線を検出することができないとき、所定
の条件が満たされるまで前記探索領域を保持し、所定の
条件が満たされると、前記探索領域の位置を初期値にす
る。本発明の更に他の自車位置認識装置においては、さ
らに、前記通行区分判定手段は、前記区分線検出手段が
継続して区分線を検出している場合に、該区分線は実線
であると判定し、前記区分線検出手段が定期的に区分線
を検出している場合に、該区分線は破線であると判定す
る実線・破線判定手段を備える。

【００１１】本発明の更に他の自車位置認識装置におい
ては、さらに、前記通行区分判定手段は、車両が走行し
ている通行区分を区画する両側の区分線が実線であるか
破線であるかの判断に基づいて通行区分を判定する。本
発明の自車位置認識方法においては、車両の前方を撮像
し、得られた画像に対してエッジ処理を行い、画像の境
界が強調されたエッジ画像を作成し、車両が走行してい
る通行区分を区画する両側の各区分線の左縁及び右縁に
対応させて、前記画像の下部の所定の範囲に少なくとも
４個の探索領域を設定し、該探索領域内の前記エッジ画
像に基づいてエッジ直線を抽出し、該エッジ直線間の距
離が所定の範囲内に収まる場合に区分線を検出し、該区
分線の検出結果に基づいて、車両が走行している通行区
分を判定する。

【００１２】本発明の記録媒体においては、車両の前方
を撮像し、得られた画像に対してエッジ処理を行い、画
像の境界が強調されたエッジ画像を作成し、車両が走行
している通行区分を区画する両側の各区分線の左縁及び
右縁に対応させて、前記画像の下部の所定の範囲に少な
くとも４個の探索領域を設定し、該探索領域内の前記エ
ッジ画像に基づいてエッジ直線を抽出し、該エッジ直線
間の距離が所定の範囲内に収まる場合に区分線を検出
し、該区分線の検出結果に基づいて、車両が走行してい
る通行区分を判定する自車位置認識方法のプログラムを
記録する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図２は本発明の
第１の実施の形態における自車位置認識装置の制御回路
図である。図において、１１は車両の前方を撮像する撮
像手段としての例えば、ＣＣＤ等のカメラ、１２は該カ
メラ１１によって得られた画像に対してエッジ処理を行
い、画像の境界が強調されたエッジ画像を作成する画像
前処理プロセッサ、１３は該画像前処理プロセッサ１２
によって作成されたエッジ画像等が記録されるメモリ、
１４は該メモリ１３に記録されたエッジ画像から白線、
黄線等の区分線、及び車両の通行区分等を認識する認識
プロセッサ、１５は該認識プロセッサ１４を動作させる
プログラムを記録するプログラム用メモリである。な
お、前記メモリ１３及びプログラム用メモリ１５によっ
て記録媒体が構成され、該記録媒体として磁気テープ、
磁気ディスク、フロッピーディスク、磁気ドラム、Ｃ
Ｄ、ＭＤ、ＤＶＤ、光ディスク、ＩＣカード、光カード
等を使用することもできる。

【００１４】本実施の形態において、前記プログラム用
メモリ１５には各種のプログラムが記録され、前記メモ
リ１３にはエッジ画像が記録されるようになっている
が、各種のプログラム及びエッジ画像を同じ外部の記録
媒体に記録することもできる。この場合、例えば、前記
自車位置認識装置に図示されないフラッシュメモリを配
設し、前記外部の記録媒体から前記各プログラム及びエ
ッジ画像を読み出してフラッシュメモリに書き込むこと
もできる。したがって、外部の記録媒体を交換すること
によって前記各プログラム及びエッジ画像を更新するこ
とができる。

【００１５】図１は本発明の第１の実施の形態における
自車位置認識装置の機能ブロック図、図３は本発明の第
１の実施の形態における自車位置認識装置の動作を示す
メインフローチャート、図４は本発明の第１の実施の形
態における車両の前方を撮像することによって得られた
画像の例を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態に
おける探索領域内のエッジ画像の例を示す図である。

【００１６】図４に示されるように、ＣＣＤカメラ等の
カメラ１１によって車両の前方が撮像され、前記カメラ
１１によって得られた画像は、画像前処理プロセッサ１
２（図２）に送られる。この場合、図４に示されるよう
に、画像の左上が原点とされ、原点から右に向かってＸ
軸が、下に向かってＹ軸が設定される。なお、図４にお
いて、２２は車両の左側の区分線、２２Ｌは該区分線２
２の左縁、２２Ｒは前記区分線２２の右縁、２３は車両
の右側の区分線、２３Ｌは該区分線２３の左縁、２３Ｒ
は前記区分線２３の右縁である。

【００１７】そして、該画像前処理プロセッサ１２のエ
ッジ強調手段１７は、前記画像内に矩（く）形の探索領
域２４〜２７を設定し、探索領域２４〜２７内の画像に
対してエッジ強調を行い、前記画像をエッジ画像に変換
することによってエッジ画像を作成する。なお、前記エ
ッジ強調は、ソベル変換、ラプラシアン変換等の手法を
用いて行われ、画像において輝度が変化する境界が強調
される。

【００１８】この場合、探索領域２４は、区分線２２の
左縁２２Ｌに対応するエッジ点を検出するために、探索
領域２５は、区分線２２の右縁２２Ｒに対応するエッジ
点を検出するために、探索領域２６は、区分線２３の左
縁２３Ｌに対応するエッジ点を検出するために、探索領
域２７は、区分線２３の右縁２３Ｒに対応するエッジ点
を検出するために設定される。なお、説明の便宜上、図
４においては、前記探索領域２４と探索領域２５とが、
また、探索領域２６と探索領域２７とが上下にずらして
示されているが、各探索領域２４〜２７のＹ座標は同じ
にされる。

【００１９】そして、各探索領域２４〜２７の高さは、
探索領域２４〜２７を道路上に射影したときに高速道路
の通行区分を区画する破線の長さよりも短くなるように
設定される。また、前記各探索領域２４〜２７の幅は高
さと同じ程度にされるか、又は、車両が通行区分の中央
を走行していると仮定した場合に、撮影される車線が探
索領域内においてほぼ対角線になるように設定される。

【００２０】さらに、各探索領域２４〜２７は、前記画
像の全体の領域における下部の所定の範囲に設定するよ
うになっていて、区分線２２、２３が検出されるたびに
各探索領域２４〜２７の位置が更新される。したがっ
て、Ｘ軸方向においては、各探索領域２４〜２７を前記
画像の左端から右端までの全範囲にわたって移動させる
ことができ、Ｙ軸方向においては、各探索領域２４〜２
７を前記画像の下端から所定の範囲にわたって移動させ
ることができる。そして、Ｘ軸方向における探索領域２
４〜２７の位置の初期値は、車両が直進路の通行区分の
中央を走行していると仮定した場合の区分線が存在する
位置に基づいて設定され、前記プログラム用メモリ１５
内にあらかじめ記録される。

【００２１】なお、本実施の形態においては、エッジ処
理を行うのに必要な時間を短くするために、画像内に探
索領域２４〜２７を設定し、該探索領域２４〜２７内の
画像に対してエッジ強調を行うようにしているが、画像
の全体に対してエッジ強調を行った後、エッジ画像内に
探索領域を設定することもできる。次に、前記区分線２
２の左縁２２Ｌ及び右縁２２Ｒ、並びに前記区分線２３
の左縁２３Ｌ及び右縁２３Ｒに対応する各エッジ点を検
出する方法について説明する。

【００２２】まず、前記左縁２２Ｌ、２３Ｌに対応する
エッジ点を検出するための探索領域２４、２６において
は、探索領域２４、２６内に複数の走査線が設定され、
前記認識プロセッサ１４の直線抽出手段１８は、直線抽
出処理において、各走査線に沿って、左端から順に前記
画像を構成する各画素についてエッジ強度を検査し、該
各エッジ強度が所定の閾（しきい）値以上であるかどう
かを判断する。そして、前記直線抽出手段１８は、エッ
ジ強度が前記閾値以上である画素（以下「エッジ画素」
という。）を検出し、該エッジ画素のＸ座標及びＹ座標
をメモリ１３に書き込む。そして、検出されたエッジ画
素が３個になると、その走査線についてのエッジ強度の
検査を終了して次の走査線についてのエッジ強度の検査
を開始する。このようにして、各走査線ごとに画像の左
端から３個のエッジ画素が検出される。なお、１本の走
査線について３個のエッジ画素が検出されないまま、探
索領域２４、２６の右端に達した場合は、次の走査線に
ついてのエッジ強度の検査を開始する。

【００２３】ところで、前記ソベル変換、ラプラシアン
変換等の手法を用いてエッジ強調を行うと、１本の走査
線上における輝度の境界線付近において少なくとも２個
のエッジ画素のエッジ強度が大きくなる。そこで、各走
査線ごとにエッジ画素を３個だけ検出するようにしてい
る。したがって、探索領域２４、２６において左端から
順に各エッジ画素についてエッジ強度を検査したとき
に、図５に示されるように、例えば、走査線Ａにおいて
ノイズによって１個目のエッジ画素ａが検出されても、
その後、２個目のエッジ画素ｂ及び３個目のエッジ画素
ｃが連続して検出された時点でエッジ画素ｂ、ｃによっ
て左縁２２Ｌ、２３Ｌに相当するエッジ点を検出するこ
とができる。また、ノイズが無い場合には、例えば、走
査線Ｂにおいて１個目のエッジ画素ｄ及び２個目のエッ
ジ画素ｅが連続して検出された時点でエッジ画素ｄ、ｅ
によって左縁２２Ｌ、２３Ｌに相当するエッジ点を検出
することができる。その後、３個目のエッジ画素ｆによ
ってエッジ点が検出されるが、該エッジ点はノイズとな
る。

【００２４】また、前記右縁２２Ｒ、２３Ｒに対応する
エッジ点を検出するための探索領域２５、２７において
は、該探索領域２５、２７内に複数の走査線が設定さ
れ、前記認識プロセッサ１４の直線抽出手段１８は、直
線抽出処理において、各走査線に沿って、右端から順に
前記各画素についてエッジ強度を検査し、該各エッジ強
度が所定の閾値以上であるかどうかを判断する。前記直
線抽出手段１８は、エッジ画素を検出し、該エッジ画素
のＸ座標及びＹ座標をメモリ１３に書き込む。そして、
検出されたエッジ画素が３個になると、その走査線につ
いてのエッジ強度の検査を終了して次の走査線について
のエッジ強度の検査を開始する。このようにして、各走
査線ごとに画像の右端から３個のエッジ画素が検出され
る。なお、１本の走査線について３個のエッジ画素が検
出されないまま、探索領域２５、２７の左端に達した場
合は、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始す
る。

【００２５】次に、前記直線抽出手段１８は、該探索領
域２４〜２７内において検出されたエッジ点に基づい
て、エッジ点の列から成る直線（以下「エッジ直線」と
いう。）を抽出する。なお、該エッジ直線は、前記エッ
ジ点の列に基づいて抽出され、例えば、ハフ変換、最小
自乗法等によって算出され、近似させられた直線の方程
式によって表される。

【００２６】この場合、区分線２２の左縁２２Ｌ及び右
縁２２Ｒに対応するエッジ点を検出するために探索領域
２４、２５が、区分線２３の左縁２３Ｌ及び右縁２３Ｒ
に対応するエッジ点を検出するために探索領域２６、２
７が設定されるので、各エッジ直線を独立に抽出するこ
とができる。前述されたように、本発明においては、各
走査線ごとにすべてのエッジ点を検出する必要はなく、
３個のエッジ点を検出するだけでよいので、エッジ直線
を注出するための対象になるエッジ点の数を極めて少な
くすることができる。したがって、直線注出処理の速度
を高くすることができる。

【００２７】また、前記左縁２２Ｌ、２３Ｌに対応する
エッジ点を検出するために、探索領域２４、２５の左端
から３個のエッジ画素を検出し、右縁２２Ｒ、２３Ｒに
対応するエッジ点を検出するために、探索領域２４、２
５の右端から３個のエッジ画素を検出するようになって
いる。そして、わずかなエッジ画素を検出するだけで、
任意の区分線の左縁又は右縁の近傍のエッジ点を高い確
率で検出することができる。なお、図５においては、走
査線Ａ上において、１個のエッジ画素ａによってノイズ
が、２個のエッジ画素ｂ、ｃによって左縁２２Ｌに対応
するエッジ点が検出される。また、走査線Ｂ上におい
て、２個のエッジ画素ｄ、ｅによって左縁２２Ｌに対応
するエッジ点が、１個のエッジ画素ｆによってノイズが
検出される。

【００２８】この場合、１本の走査線に対して検出され
るエッジ画素を３個にしているが、該エッジ画素の数
は、カメラ１１によって得られた画像に対してエッジ処
理を行ったときに走査線上に出現するエッジ画素の数の
平均値にほぼ等しい値にされる。なお、図５において
は、走査線上に出現するエッジ画素の数の平均値は２で
あるが、仮に、エッジ画素を２個だけ検出するようにす
ると、ノイズに対応するエッジ画素が１個存在する場
合、残りの１個のエッジ画素を検出するだけで左縁２２
Ｌに対応するエッジ点を検出することが必要になり、ノ
イズを検出するためのエッジ画素とエッジ点を検出する
ためのエッジ画素との区別がつかなくなってしまう。し
たがって、エッジ点を高い確率で検出することができな
い。そこで、本実施の形態においては、１本の走査線に
対して検出されるエッジ画素が３個にされる。

【００２９】また、本実施の形態においては、４個の探
索領域２４〜２７が設定されるようになっているが、１
個の長い探索領域を設定し、区分線２２、２３の左縁２
２Ｌ、２３Ｌ及び右縁２２Ｒ、２３Ｒに対するエッジ点
を検出することもできる。次に、前記認識プロセッサ１
４の区分線検出手段１９は、区分線検出処理において、
１本の区分線の右縁を表していると推定されるエッジ直
線（以下「右エッジ直線」という。）と左縁を表してい
ると推定されるエッジ直線（以下「左エッジ直線」とい
う。）との間のエッジ直線間の距離δを算出して、該距
離δが所定の範囲内に収まるかどうかを判断する。

【００３０】そして、前記距離δが所定の範囲内に収ま
る場合は、前記エッジ直線は区分線によるものであると
判定し、区分線を検出する。この場合、前記距離δを算
出し、該距離δが所定の範囲内に収まるかどうかを判断
するだけでよいので、区分線を検出するための処理に必
要な時間を短くすることができるだけでなく、高速処理
を行うことが可能な演算回路を使用する必要がなくな
る。したがって、自車位置認識装置のコストを低くする
ことができるだけでなく、自車位置認識装置の信頼性を
高くすることができる。しかも、アルゴリズムを簡素化
することができるので、演算回路に加わる負荷を小さく
することができる。さらに、１本の区分線を２本のエッ
ジ直線によって検出しているので、例えば、ガードレー
ル、縁石等が路肩に存在していても、それらを区分線と
誤って検出してしまうことがなくなる。したがって、自
車位置認識装置の信頼性を向上させることができる。

【００３１】なお、前記距離δが所定の範囲内に収まる
だけでなく、右エッジ直線が左エッジ直線より右に存在
する場合に、前記エッジ直線が区分線によるものである
と判定し、区分線を検出するようにしてもよい。また、
抽出されたエッジ直線が区分線によるものであると判断
されると、前記認識プロセッサ１４の探索領域設定手段
２１は、探索領域設定処理において、前記区分線検出手
段１９の判定結果に基づいて、エッジ直線が探索領域２
４〜２７内の設定位置、例えば、中央に位置するよう
に、次回の探索領域２４〜２７の位置を更新する。した
がって、探索領域設定手段２１によって探索領域２４〜
２７の位置を連続的に更新することにより、探索領域２
４〜２７において区分線を追跡することができる。

【００３２】また、エッジ直線が抽出されない場合で
も、過去の所定回数のエッジ直接抽出処理において、エ
ッジ直線が抽出されている場合は、そのうちの最新のエ
ッジ直線の方程式に基づいて、探索領域２４〜２７の位
置を更新し、最新のエッジ直線の位置を探索領域２４〜
２７の中央に置く。したがって、区分線のかすれ、前記
画像の乱れ等によって一時的にエッジ直線を抽出するこ
とができない場合でも、その後、エッジ直線が再び抽出
されたときに、速やかに区分線の追跡を開始することが
できる。

【００３３】なお、エッジ直線が抽出された後、設定さ
れた時間が経過してもエッジ直線が抽出されない場合は
探索領域２４〜２７の位置を更新する。また、認識プロ
セッサ１４の通行区分判定手段２０の図示されない実線
・破線判定手段は、実線・破線判定処理において、区分
線検出手段１９が継続して区分線を検出しているか、定
期的に区分線を検出しているかを判断し、継続して区分
線を検出している場合、該区分線は実線であると判定
し、定期的に区分線を検出している場合、該区分線は破
線であると判定する。

【００３４】次に、前記通行区分判定手段２０は通行区
分を判定する。すなわち、通行区分判定手段２０は、車
両の右側の区分線が実線であり、かつ、左側の区分線が
破線である場合は、車両は中央分離帯寄りの通行区分を
走行していると認識し、車両の右側の区分線が破線であ
り、かつ、車両の左側の区分線が実線である場合は、車
両は路肩寄りの通行区分を走行していると認識し、ま
た、車両の左右の区分線が共に破線である場合は、車両
は三つ以上の通行区分から成る道路において路肩寄り及
び中央分離帯寄り以外の通行区分を走行していると認識
し、さらに、車両の左右の区分線が共に実線である場合
は、車両は一つの通行区分から成る道路を走行している
と認識する。

【００３５】次に、フローチャートについて説明する。ステップＳ１撮像手段によって得られた画像を取り込
む。ステップＳ２エッジ強調を行う。ステップＳ３エッジ点を検出する。ステップＳ４エッジ直線を抽出する。ステップＳ５区分線検出処理を行う。ステップＳ６探索領域更新処理を行う。ステップＳ７実線・破線判定処理を行う。ステップＳ８通行区分判定処理を行う。

【００３６】次に、ステップＳ４のエッジ直線の抽出及
びステップＳ５の区分線検出処理のサブルーチンについ
て説明する。図６は本発明の第１の実施の形態における
区分線検出処理のサブルーチンを示すフローチャート、
図７は本発明の第１の実施の形態における区分線検出処
理の説明図である。なお、この場合、区分線２２（図
４）を検出する例について説明する。

【００３７】図において、２４は探索領域、３０は左縁
２２Ｌに対応する複数のエッジ画素３０ａから成る左エ
ッジ画素群、３１は右縁２２Ｒに対応する複数のエッジ
画素３１ａから成る右エッジ画素群である。そして、前
記左エッジ画素群３０と右エッジ画素群３１とによって
挟まれた部分が区分線２２に対応する。そして、本実施
の形態において、直線抽出手段１８（図１）は、前記左
エッジ画素群３０のうち、エッジ点に位置するエッジ画
素３０ａの座標に基づいてハフ変換を行い、左エッジ直
線３２を検出する。また、前記右エッジ画素群３１のう
ち、エッジ点に位置するエッジ画素３１ａの座標に基づ
いてハフ変換を行い、右エッジ直線３３を検出する。

【００３８】なお、前記ハフ変換においては、ハフ投票
空間における最大投票数が少ないと、左エッジ直線３２
及び右エッジ直線３３を誤検出してしまうので、最大投
票数が設定値以下である場合にハフ変換を行わないよう
にしている。前記設定値は、例えば、探索領域２４〜２
７の高さ方向の画素数の１／３にされる。このようにし
て、左エッジ直線３２及び右エッジ直線３３が検出され
ると、直線抽出手段１８は、探索領域２４、２５の中心
のＹ座標（Ｙ_SW）における左エッジ直線３２及び右エッ
ジ直線３３の各Ｘ座標（ＸＬＬ）、（ＸＬＲ）を、それ
ぞれ左エッジ直線３２及び右エッジ直線３３の代表点と
して算出する。

【００３９】次に、直線抽出手段１８は、前記代表点間
のエッジ直線間の距離δ δ＝ＸＬＲ−ＸＬＬを算出し、該距離δが所定の範囲内に収まるかどうかを
判断する。この場合、該所定の範囲の下限値は、区分線
２２の幅に相当する画像上の幅と等しくされ、上限値
は、前記区分線２２の幅の３倍に相当する画像上の幅と
等しくされる。上限値を、前記区分線２２の幅の３倍に
相当する画像上の幅と等しくするのは、中央分離帯を示
す白線の左右に追越禁止区域であることを表す黄線が併
せて塗布されることがあり、このとき、推定される区分
線の幅は、白線の幅と左右の２本の黄線の幅とを合計し
た値になるからである。

【００４０】そして、前記距離δが前記所定の範囲内に
収まる場合、直線抽出手段１８は、抽出された左エッジ
直線３２及び右エッジ直線３３によって区分線２２を認
識することができると判断する。また、前記距離δが前
記所定の範囲内に収まらない場合、直線抽出手段１８
は、抽出された左エッジ直線３２及び右エッジ直線３３
によって区分線２２を認識することができないと判断す
る。

【００４１】なお、左エッジ直線３２及び右エッジ直線
３３を抽出することができない場合、区分線２２を認識
することができないと判断する。次に、フローチャート
について説明する。ステップＳ５−１左エッジ直線３２のＸ座標（ＸＬ
Ｌ）を算出する。ステップＳ５−２右エッジ直線３３のＸ座標（ＸＬ
Ｒ）を算出する。ステップＳ５−３左エッジ直線３２のＸ座標（ＸＬ
Ｌ）と右エッジ直線３３のＸ座標（ＸＬＲ）との差が所
定範囲内に収まるかどうかを判断する。所定範囲内に収
まる場合はステップＳ５−４に、所定範囲内に収まらな
い場合はステップＳ５−５に進む。ステップＳ５−４区分線を認識する。ステップＳ５−５区分線を認識しない。

【００４２】次に、図３のステップＳ７における実線・
破線判定処理について説明する。図８は本発明の第１の
実施の形態における実線・破線判定処理のサブルーチン
を示すフローチャートである。この場合、検出された区
分線２２（図４）が実線であるか破線であるかを判定す
る。そのために、区分線検出手段１９（図１）内には、
区分線検出処理において区分線２２が検出されたときに
１になり、検出されなかったときに０になる変数Ｚ
（ｉ）（ｉ＝１、２、…、ｎ）が用意され、該変数Ｚ
（ｉ）によって過去のｎ回分の区分線２２の検出結果を
表すことができるようになっている。

【００４３】そして、区分線検出手段１９は、過去のｎ
回分の前記変数Ｚ（ｉ）の合計Ｚ_su _mを算出し、該合計
Ｚ_sumに基づいて、検出された区分線２２が実線である
か破線であるかを判定する。なお、検出された区分線２
２が実線である場合は、理想的には変数Ｚ（ｉ）は常に
１であるので、合計Ｚ_sumはｎになる。また、区分線２
２が破線である場合には、区分線２２の検出が周期的に
検出されるので、合計Ｚ_sumはｎ／２に近い値になる。
実際には、道路上の区分線のかすれ等によって区分線２
２が常に検出されるとは限らないので、例えば、前記合
計Ｚ_sumが０．７ｎ以上である場合は、区分線２２が実
線であると判定し、合計Ｚ_sumが０．７ｎより小さく
０．３ｎ以上である場合は、区分線２２が破線であると
判定する。また、合計Ｚ_sumが０．３ｎより小さい場合
は、区分線２２を検出することができないと判断する。
そして、前記区分線検出手段１９は、前記区分線２３が
実線であるか破線であるかの判定を同様の手順で行う。

【００４４】なお、値ｎは、探索領域２４、２５に破線
が表れると仮定した場合に、破線が少なくとも２回は探
索領域２４、２５に表れる時間に相当する数とする。こ
のとき、例えば、車速ｖを入力として画像処理のサンプ
リングタイムをＴ_Sとした場合に、値ｖ・ｎ・Ｔ_Sが一
定になるように値ｎを調整することができる。この場
合、前記値ｖ・ｎ・Ｔ_Sは、ｎ回のサンプリングの間に
車両が進む距離を表していて、この距離がほぼ破線二つ
分の距離に相当するように値ｎが調整される。

【００４５】次に、フローチャートについて説明する。ステップＳ７−１変数Ｚ（ｉ）に１をセットする。ステップＳ７−２区分線２２が検出されたかどうかを
判断する。区分線２２が検出された場合はステップＳ７
−３に、検出されていない場合はステップＳ７−４に進
む。ステップＳ７−３変数Ｚ（１）を１にする。ステップＳ７−４変数Ｚ（１）を０にする。ステップＳ７−５変数Ｚ（ｉ）の合計Ｚ_sumを計算す
る。ステップＳ７−６合計Ｚ_sumが０．７ｎ以上であるか
どうかを判断する。合計Ｚ_sumが０．７ｎ以上である場
合はステップＳ７−８に、０．７より小さい場合はステ
ップＳ７−７に進む。ステップＳ７−７合計Ｚ_sumが０．７ｎより小さく
０．３ｎ以上であるかどうかを判断する。合計Ｚ_sumが
０．７ｎより小さく０．３ｎ以上である場合はステップ
Ｓ７−９に、合計Ｚ_sumが０．３ｎより小さい場合はス
テップＳ７−１０に進む。ステップＳ７−８実線であると判定する。ステップＳ７−９破線であると判定する。ステップＳ７−１０区分線２２を検出することができ
ないと判断する。ステップＳ７−１１ｉに１を加算する。

【００４６】次に、通行区分判定手段２０による通行区
分判定処理について説明する。この場合、通行区分判定
手段２０によって探索領域２４〜２７の位置の更新が行
われる。そのために、各探索領域２４〜２７ごとに、過
去のｍ回分の直線抽出処理において抽出された左エッジ
直線３２及び右エッジ直線３３のうち、最も新しい左エ
ッジ直線３２及び右エッジ直線３３の方程式がメモリ１
３に記録される。そして、通行区分判定手段２０は、各
探索領域２４〜２７ごとに中心のＹ座標（Ｙ_SW）におけ
る左エッジ直線３２及び右エッジ直線３３の各Ｘ座標
（Ｘ_SW）を算出し、算出されたＸ座標（Ｘ_SW）を、次回
の直線抽出処理における探索領域２４〜２７の中心とす
る。

【００４７】このようにして、探索領域２４〜２７が更
新されるので、抽出された左エッジ直線３２及び右エッ
ジ直線３３を常に探索領域２４〜２７の中心に置くこと
ができる。なお、過去のｍ回とも左エッジ直線３２及び
右エッジ直線３３を検出することができなかった場合、
メモリ１３内に記録されている探索領域２４〜２７の位
置を更新する。また、過去のｍ回のうちの最新の情報が
用いられるので、区分線２２、２３のかすれ、撮像によ
って得られた画像の乱れ等によって一時的に左エッジ直
線３２及び右エッジ直線３３を抽出することができない
場合でも、その後、左エッジ直線３２及び右エッジ直線
３３が再び抽出されたときに、速やかに区分線２２、２
３の追跡を開始することができる。したがって、区分線
２２、２３を認識することができる確率を高くすること
ができる。

【００４８】前記値ｍとしては、区分線２２、２３が破
線である場合、ｍ回分の直線抽出処理を行っている間
に、破線と破線との間の切れ目から抜け出ることができ
るだけの時間に相当する数以上とする。なお、前記値ｍ
と値ｎとを等しくすることもできる。また、更新された
探索領域２４〜２７が画像の中央、又は画像の端部に達
した場合、車両が通行区分を変更した可能性が高いの
で、探索領域２４〜２７の位置を更新する。

【００４９】次に、車両が通行区分を変更したことを判
断することができるようにした本発明の第２の実施の形
態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構
造を有するものについては、同じ符号を付与することに
よってその説明を省略する。図９は本発明の第２の実施
の形態における車両の前方を撮像することによって得ら
れた画像の例を示す図である。

【００５０】図において、５２、５３は車両の左側の区
分線、５２Ｌは該区分線５２の左縁、５２Ｒは前記区分
線５２の右縁、２３は車両の右側の区分線、２３Ｌは該
区分線２３の左縁、２３Ｒは前記区分線２３の右縁であ
る。前記区分線５２は破線であり、区分線２３、５３は
実線である。車両が中央分離帯寄りから路肩寄りへ通行
区分を変更する場合、破線の区分線５２を認識するのに
必要な探索領域２４、２５は画像の中央に移動し、同時
に、実線の区分線２３を認識するのに必要な探索領域２
６、２７は画像の右側の端部に移動させられる。

【００５１】そこで、認識プロセッサ１４（図２）の図
示されない通行区分変更調査手段は、探索領域２４、２
５が画像の中央に移動した時点で、車両が通行区分を変
更したと判断する。そして、通行区分の変更が終了した
後に、前記探索領域２４〜２７において車両の左右の新
たな区分線を直ちに認識することができるように、探索
領域２４〜２７の位置を初期値にする。

【００５２】一方、車両が路肩寄りから中央分離帯寄り
へ通行区分を変更する場合、破線の区分線を認識するの
に必要な探索領域２６、２７は画像の中央に移動し、同
時に、実線の区分線を認識するのに必要な探索領域２
４、２５は画像の左側の端部に移動させられる。このよ
うに、探索領域２４〜２７の位置が画像の中央に移動し
たかどうかを判断するだけで、車両が通行区分を変更し
たかどうかを判断することができる。

【００５３】したがって、車両がどの通行区分を走行し
ているかを認識することができるので、走行している通
行区分に対応させてエンジン、自動変速機等の制御の内
容、開始位置等を変更することができる。また、本発明
をナビゲーション装置に適用し、走行している通行区分
に対応させて経路案内の内容、開始位置等を変更した
り、検出された現在位置を補正したりすることもでき
る。例えば、左折するべき案内交差点に差し掛かるとき
に、中央分離帯寄りの通行区分を走行している場合に
は、通常より手前の位置で経路案内を開始するようにす
ることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、自車位置認識装置においては、車両の前方を撮像
する撮像手段と、該撮像手段によって得られた画像に対
してエッジ処理を行い、画像の境界が強調されたエッジ
画像を作成するエッジ強調手段と、前記エッジ画像に基
づいてエッジ直線を抽出する直線抽出手段と、前記エッ
ジ直線間の距離が所定の範囲内に収まる場合に区分線を
検出する区分線検出手段と、該区分線検出手段による検
出結果に基づいて車両が走行している通行区分を判定す
る通行区分判定手段とを有する。

【００５５】この場合、車両の前方を撮像し、得られた
画像からエッジを抽出し、画像の境界が強調されたエッ
ジ画像を作成するようにしている。また、前記エッジ画
像に基づいてエッジ直線を抽出し、該エッジ直線間の距
離が所定の範囲内に収まる場合に区分線を検出する。

【００５６】したがって、エッジ直線間の距離を算出
し、該エッジ直線間の距離が所定の範囲内に収まるかど
うかを判断するだけでよいので、区分線を検出するため
の処理に必要な時間を短くすることができるだけでな
く、高速処理を行うことが可能な演算回路を使用する必
要がなくなる。その結果、自車位置認識装置のコストを
低くすることができるだけでなく、自車位置認識装置の
信頼性を高くすることができる。しかも、アルゴリズム
を簡素化することができるので、演算回路に加わる負荷
を小さくすることができる。さらに、ガードレール、縁
石等が路肩に存在していても、区分線を誤って検出して
しまうことがなくなるので、自車位置認識装置の信頼性
を更に向上させることができる。

【００５７】本発明の他の自車位置認識装置において
は、さらに、前記車両が走行している通行区分を区画す
る両側の各区分線の左縁及び右縁に対応させて、前記画
像の下部の所定の範囲に少なくとも４個の探索領域を設
定する探索領域設定手段を有する。そして、該探索領域
設定手段は、区分線検出手段によって検出された区分線
に対応させて探索領域の位置を更新する。

【００５８】この場合、探索領域を連続的に更新するこ
とによって、探索領域において区分線を追跡することが
できる。本発明の更に他の自車位置認識装置において
は、さらに、前記探索領域設定手段は、区分線検出手段
によって区分線を検出することができないとき、所定の
条件が満たされるまで前記探索領域を保持し、所定の条
件が満たされると、前記探索領域の位置を初期値にす
る。

【００５９】この場合、区分線のかすれ、撮影によって
得られた画像の乱れ等によって一時的にエッジ直線を抽
出することができなくても、その後、エッジ直線が再び
抽出されたときに、速やかに区分線の追跡を開始するこ
とができる。本発明の更に他の自車位置認識装置におい
ては、さらに、前記通行区分判定手段は、前記区分線検
出手段が継続して区分線を検出している場合に、該区分
線は実線であると判定し、前記区分線検出手段が定期的
に区分線を検出している場合に、該区分線は破線である
と判定する実線・破線判定手段を備える。

【００６０】この場合、区分線が実線であるか破線であ
るかの判断を行うことができるので、自車位置認識装置
の信頼性を向上させることができる。本発明の更に他の
自車位置認識装置においては、さらに、前記通行区分判
定手段は、車両が走行している通行区分を区画する両側
の区分線が実線であるか破線であるかの判断に基づいて
通行区分を判定する。

【００６１】この場合、通行区分を判定することができ
るので、自車位置認識装置の信頼性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における自車位置認
識装置の機能ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における自車位置認
識装置の制御回路図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における自車位置認
識装置の動作を示すメインフローチャートである。

【図４】本発明の第１の実施の形態における車両の前方
を撮像することによって得られた画像の例を示す図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施の形態における探索領域内
のエッジ画像の例を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態における区分線検出
処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図７】本発明の第１の実施の形態における区分線検出
処理の説明図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態における実線・破線
判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図９】本発明の第２の実施の形態における車両の前方
を撮影することによって得られた画像の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１カメラ１３メモリ１５プログラム用メモリ１７エッジ強調手段１８直線抽出手段１９区分線検出手段２０通行区分判定手段２１探索領域設定手段２２、２３、５２、５３区分線２２Ｌ、２３Ｌ、５２Ｌ左縁２２Ｒ、２３Ｒ、５２Ｒ右縁２４〜２７探索領域３２左エッジ直線３３右エッジ直線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の前方を撮像する撮像手段と、該撮
像手段によって得られた画像に対してエッジ処理を行
い、画像の境界が強調されたエッジ画像を作成するエッ
ジ強調手段と、前記エッジ画像に基づいてエッジ直線を
抽出する直線抽出手段と、前記エッジ直線間の距離が所
定の範囲内に収まる場合に区分線を検出する区分線検出
手段と、該区分線検出手段による検出結果に基づいて車
両が走行している通行区分を判定する通行区分判定手段
とを有することを特徴とする自車位置認識装置。
【請求項２】前記車両が走行している通行区分を区画
する両側の各区分線の左縁及び右縁に対応させて、前記
画像の下部の所定の範囲に少なくとも４個の探索領域を
設定する探索領域設定手段を有するとともに、該探索領
域設定手段は、区分線検出手段によって検出された区分
線に対応させて探索領域の位置を更新する請求項１に記
載の自車位置認識装置。
【請求項３】前記探索領域設定手段は、区分線検出手
段によって区分線を検出することができないとき、所定
の条件が満たされるまで前記探索領域を保持し、所定の
条件が満たされると、前記探索領域の位置を初期値にす
る請求項２に記載の自車位置認識装置。
【請求項４】前記通行区分判定手段は、前記区分線検
出手段が継続して区分線を検出している場合に、該区分
線は実線であると判定し、前記区分線検出手段が定期的
に区分線を検出している場合に、該区分線は破線である
と判定する実線・破線判定手段を備える請求項１に記載
の自車位置認識装置。
【請求項５】前記通行区分判定手段は、車両が走行し
ている通行区分を区画する両側の区分線が実線であるか
破線であるかの判断に基づいて通行区分を判定する請求
項４に記載の自車位置認識装置。
【請求項６】車両の前方を撮像し、得られた画像に対
してエッジ処理を行い、画像の境界が強調されたエッジ
画像を作成し、車両が走行している通行区分を区画する
両側の各区分線の左縁及び右縁に対応させて、前記画像
の下部の所定の範囲に少なくとも４個の探索領域を設定
し、該探索領域内の前記エッジ画像に基づいてエッジ直
線を抽出し、該エッジ直線間の距離が所定の範囲内に収
まる場合に区分線を検出し、該区分線の検出結果に基づ
いて、車両が走行している通行区分を判定することを特
徴とする自車位置認識方法。
【請求項７】車両の前方を撮像し、得られた画像に対
してエッジ処理を行い、画像の境界が強調されたエッジ
画像を作成し、車両が走行している通行区分を区画する
両側の各区分線の左縁及び右縁に対応させて、前記画像
の下部の所定の範囲に少なくとも４個の探索領域を設定
し、該探索領域内の前記エッジ画像に基づいてエッジ直
線を抽出し、該エッジ直線間の距離が所定の範囲内に収
まる場合に区分線を検出し、該区分線の検出結果に基づ
いて、車両が走行している通行区分を判定することを特
徴とする自車位置認識方法のプログラムを記録した記録
媒体。