JPH1166488A - 白線認識装置 - Google Patents

白線認識装置

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JPH1166488A
JPH1166488A JP9224749A JP22474997A JPH1166488A JP H1166488 A JPH1166488 A JP H1166488A JP 9224749 A JP9224749 A JP 9224749A JP 22474997 A JP22474997 A JP 22474997A JP H1166488 A JPH1166488 A JP H1166488A
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image signal
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white line
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JP9224749A
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Kazuya Tamura
和也 田村
Yukio Kobayashi
幸男 小林
Eiji Jitsukata
英士 実方
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q9/00—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
    • B60Q9/008—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/08—Lane monitoring; Lane Keeping Systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T2201/08—Lane monitoring; Lane Keeping Systems
    • B60T2201/089—Lane monitoring; Lane Keeping Systems using optical detection

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両に搭載したテレビカメラ等の撮影手段に
よって車両前方を撮影して得た実画像信号が示す画像か
ら正確に白線位置を認識することができる白線認識装置
を提供する。 【解決手段】 自車位置検出手段によって検出された現
在の自車位置に応じて車両が直線道路に存在することを
判断し、その車両が直線道路に存在しているときに自車
位置における道路方向に対する車両の向きを示す姿勢角
を検出してその姿勢角が検出されたとき予め定められた
理想画像を姿勢角だけ傾けて修正理想画像を得て、撮影
手段からの実画像信号と修正理想画像の信号とを比較し
てその画像差をオフセット量として実画像をそのオフセ
ット量だけ補正し、補正した実画像信号が示す画像に基
づいて白線位置を認識する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載したテ
レビカメラ等の撮影手段によって車両前方を撮影して得
た実画像信号が示す画像中の白線を認識する白線認識装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両に搭載したテレビカメラによって得
られる車両前方の画像に基づいて車両のステアリングを
制御して自動走行を可能にしたステアリング制御システ
ムが知られている（例えば、特開平５−３３４５９５号
公報）。ステアリング制御システムは通常、車両前方の
路面画像をテレビカメラにより取り込み、得られた画像
から白線を白線認識装置によって検出すると共に、ＧＰ
Ｓ(Global PositioningSystem)装置等の自車位置検出手
段によって自車位置を検出して、その白線で特定される
車線上における自車位置に基づいてステアリングの操舵
量を算出し、算出操舵量に応じてステアリングアクチュ
エータを駆動するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ステアリング制御システムにおいては、テレビカメラに
よって得られた画像に依存してステアリングを制御して
いるので、例えば、テレビカメラの取り付けが不良であ
ったり、更には車両に傾き（ロール）があると、画像が
傾いてしまい、その画像から白線位置を正確に認識する
ことができなくなるという問題点があった。この結果、
得られる車線上の車両の位置と姿勢との相対関係が変化
するので、ステアリング制御量を正確に算出することが
できなくなり、車両の走行制御が不可能になる。
【０００４】そこで、本発明の目的は、車両に搭載した
テレビカメラ等の撮影手段によって車両前方を撮影して
得た実画像信号が示す画像から正確に白線位置を認識す
ることができる白線認識装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の白線認識装置
は、車両前方の路面画像中の白線を認識する白線認識装
置であって、車両の現在の自車位置を検出する自車位置
検出手段と、自車位置検出手段によって検出された現在
の自車位置に応じて車両が直線道路に存在することを判
断する直線道路検出手段と、直線道路検出手段によって
車両の直線道路における存在が検出されたとき自車位置
における道路方向に対する車両の向きを示す姿勢角を検
出する姿勢角検出手段と、姿勢角が検出されたとき予め
定められた理想画像を姿勢角だけ傾けた画像を示す修正
画像信号を発生する修正処理手段と、車両に搭載され車
両前方の路面を撮影して実画像信号を出力する撮影手段
と、修正画像信号が発生されたとき実画像信号と修正画
像信号とを比較してその画像差をオフセット量として保
持出力するオフセット検出手段と、実画像信号を保持さ
れたオフセット量だけ補正する補正手段と、補正手段に
よって補正された実画像信号が示す画像に基づいて白線
位置を認識する白線認識手段と、を備えたことを特徴と
している。
【０００６】これにより、車両に搭載した撮影手段に傾
きがあっても撮影手段によって撮影された車両前方の画
像からその傾き分を除去した画像を有する実画像信号を
得ることができるので、そのように処理された実画像信
号を用いれば、白線位置を正確に認識することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の一実施例であ
るステアリング制御装置を示している。このステアリン
グ制御装置においては、撮影手段であるＣＣＤ(Charge
Coupled Device:電荷結合素子)カメラ１が車両の前部に
設けられ、車両前方の路面を撮影できるようにされてい
る。ＣＣＤカメラ１によって得られた画像信号は画像処
理部２に供給され、画像処理部２は、ＣＣＤカメラ１か
らの実画像信号のオフセット分を除去する補正手段であ
るキャンセル部２ａと、そのキャンセル部２ａの出力画
像信号に基づいて白線を認識する白線検出処理を行なっ
て走行レーンを検出する白線認識手段である白線検出部
２ｂと、その走行レーン上の車両位置を認識すると共
に、走行レーンに対する車両の姿勢（走行レーン方向と
車両の向きとの角度）を検出する車両位置及び姿勢検出
部２ｃとを有する。
【０００８】画像処理部２の出力にはマイクロコンピュ
ータからなるステアリング制御量算出部１４が接続され
ている。ステアリング制御量算出部１４は、画像処理部
２から得られる走行レーン上の車両位置とその走行レー
ンに対する車両の姿勢とから操舵量及び操舵速度からな
るステアリング制御量を算出し、ステアリングアクチュ
エータ１５を駆動する。
【０００９】ＲＴＫ−ＧＰＳ(Real time Kinematic-Glo
bal Positioning System)装置３は、車両にて複数の人
工衛星からの電波を複数のアンテナで受信してその受信
電波から得られる緯度及び経度情報から車両の絶対的な
３次元座標位置データを検出するものである。慣性航法
装置４はヨーレイトセンサ５、距離センサ６、及びマッ
プマッチング処理部７を備えている。ヨーレイトセンサ
５は車両の角速度を検出し、距離センサ６は車両の走行
距離を検出する。マップマッチング処理部７はヨーレイ
トセンサ５によって検出された車両の角速度を積分して
それを加算して得た方位と距離センサ６によって検出さ
れた車両の走行距離とに応じて走行軌跡を検出する。更
に、マップマッチング処理部７は、その検出した走行軌
跡に基づいて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８から得られる地
図データから自車位置及び車両の姿勢角を演算する。マ
ップマッチングにより道路上の自車位置が得られると、
地図データから自車位置の道路の傾きが分かり、その自
車位置におけるヨーレイトセンサ５の出力値と道路の傾
きとの差から道路上で車両が向いている角度が姿勢角と
して算出される。また、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８は地図
データを記録したＣＤ−ＲＯＭ（図示せず）を駆動して
それら記録データを読み出す。
【００１０】ＣＤ−ＲＯＭドライブ８の出力には直線道
路検出手段である直線道路判断部９が設けられている。
直線道路判断部９は車両の現在の自車位置が直線道路上
にあることを地図データから判別する。一方、ＲＴＫ−
ＧＰＳ装置３には、複数の３次元座標位置データ及びＣ
Ｄ−ＲＯＭドライブ８の出力地図データを用いて車両の
自車位置及び姿勢角を演算する演算部１０が設けられて
いる。演算部１０は自車位置及び車両の姿勢角を選択部
１１に出力する。
【００１１】ＲＴＫ−ＧＰＳ装置３、慣性航法装置４及
び演算部１０は自車位置検出手段であり、またマップマ
ッチング処理部７及び演算部１０は姿勢角検出手段に相
当する。マップマッチング処理部７及び演算部１０の各
出力は、選択部１１に供給される。選択部１１はマップ
マッチング処理部７及び演算部１０から出力される自車
位置及び姿勢角のデータが連続性を有しているか否かを
判別し、その判別結果に応じていずれか一方の姿勢角デ
ータを出力する。なお、演算部１０からの演算出力であ
る自車位置及び車両の姿勢角は例えば、０．１秒毎に得
られるものであり、またトンネル内の走行時にはそれら
のデータは演算できない。よって、マップマッチング処
理部７から得られる自車位置及び車両の姿勢角に比べて
単位時間当たりにそれらが演算部１０から得られる頻度
が少ないので、選択部１１では演算部１０から自車位置
及び車両の姿勢角が演算出力されたときだけそれらのデ
ータを採用し、それ以外ではマップマッチング処理部７
から得られる自車位置及び車両の姿勢角を採用する。
【００１２】選択部１１の出力には姿勢角データを受け
入れる修正処理部１２が接続されている。修正処理部１
２は、直線道路判断部９によって車両の現在の自車位置
が直線道路上にあることが判別されたときに、選択部１
１によって選択出力されたマップマッチング処理部７又
は演算部１０からの姿勢角データによって理想画像デー
タを修正する。修正処理部１２に供給される理想画像デ
ータは直線道路にてあるべき路面画像を示している。修
正処理部１２の出力にはオフセット検出部１３が接続さ
れており、オフセット検出部１３はＣＣＤカメラ１によ
って得られた画像信号が示す画像と修正された理想画像
とを比較してオフセット量を検出する。このオフセット
量は画像処理部２に供給される。この修正処理部１２が
修正処理手段に相当し、オフセット検出部１３がオフセ
ット検出手段に相当する。
【００１３】かかる構成のステアリング制御装置におい
ては、オフセット量を検出するためには直線道路を走行
していることが要求される。このため、直線道路判断部
９はマップマッチング処理部７又は演算部１０から出力
される自車位置データを選択部１１を介して受け入れる
と共に、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８によってＣＤ−ＲＯＭ
から読み出された自車位置における地図データに基づい
て直線道路を走行していることを判断する。例えば、自
車位置データによって特定された道路中の連続する３点
の地図ノードより求められる曲率が所定の閾値以下であ
る場合には直線道路を走行中と判断する。
【００１４】直線道路判断部９が直線道路と判断したと
き、その直線判断結果は修正処理部１２に供給される。
マップマッチング処理部７ではヨーレイトセンサ５及び
距離センサ６の各センサ出力に基づいて公知の方法によ
り自車位置と直線道路上での姿勢角θ1が得られる。姿
勢角θ1は図２に示すように、直線道路の方向ａと車両
１６の前後方向ｂとの角度である。
【００１５】一方、演算部１０においては、ＲＴＫ−Ｇ
ＰＳ装置３から車両の各アンテナ毎にその取り付け位置
を示す３次元座標データが供給される。ここでは、図３
に示すように、車両２１の進行方向をｙ軸、水平面でｙ
軸に垂直な方向をｘ軸とし、ｙ軸上の車両の前後にアン
テナ２２，２３が取り付けられているとする。ｘ，ｙ軸
に垂直な軸がｚ軸（図示せず）である。ＲＴＫ−ＧＰＳ
装置３にてアンテナ２２から得られた３次元座標位置デ
ータをｘ１，ｙ１，ｚ１とし、アンテナ２３から得られ
た３次元座標位置データをｘ２，ｙ２，ｚ２とする。車
両の自車位置（Ｘｖ，Ｙｖ，Ｚｖ）は、次式から算出さ
れる。
【００１６】
【数１】(Ｘｖ，Ｙｖ，Ｚｖ)＝（(ｘ1＋ｘ2)／２，(ｙ1
＋ｙ2)／２，(ｚ1＋ｚ2)／２） また、車両の進行方向の姿勢角θ1は、次式から算出さ
れる。
【００１７】
【数２】θ1＝ＡＴＡＮ（(ｙ2−ｙ1)／(ｘ2 −ｘ1)） ここで、ＡＴＡＮはアークタンゼントである。なお、実
際には、車両の姿勢角としてＹＺ方向のピッチング角度
及びＺＸ方向のロール角度も進行方向の姿勢角と同様に
して算出されることができる。
【００１８】マップマッチング処理部７及び演算部１０
各々で算出された自車位置及び姿勢角θ1は選択部１１
に供給される。選択部１１は各自車位置から形成される
走行軌跡を得て、その走行軌跡から予測される位置と新
たに供給された自車位置とが許容範囲を含んで等しいな
らば、連続性があると判断する。また、選択部１１は連
続性があると判断した場合にはその連続性があるマップ
マッチング処理部７又は演算部１０の出力から得られた
姿勢角θ１を修正処理部１２に供給する。
【００１９】姿勢角θ１は修正処理部１２では、直線道
路判断部９が直線道路走行中と判断したときに、理想画
像データが示す路面画像を車両の向き、すなわちＣＣＤ
カメラ１から見た場合の画像に修正するために用いられ
る。例えば、理想画像データが示す路面画像の走行レー
ンの白線を姿勢角θ1に対応する画素数だけ左又は右に
移動させるべく理想画像データの各画素データの配置変
換が行なわれる。
【００２０】オフセット検出部１３では、このように修
正された理想画像データの理想画像をＣＣＤカメラ１か
ら出力されている現在の画像信号が示す実画像と比較す
ることによりオフセット量が演算される。例えば、修正
された理想画像が図４(a)に示すように垂直な２つの白
線（断続的になっている）Ｌ１を有する路面を示し、実
画像が図４(b)に示すように斜めの２つの白線Ｌ２を有
する路面を示すものとする。この各画像に格子状に示さ
れたものが１６×１０のカメラ１の画素を示している。
かかる理想画像と実画像とを重ね合わせると、図４(c)
に示すように白線Ｌ２はＬ１に対して角度θ２だけ反時
計回りにずれていることが分かる。よって、オフセット
検出部１３は実画像をその画像の中心を回転中心として
角度θ２だけ反時計回りに回転させ、この結果、図４
(d)のような白線Ｌ３を有する画像が得られる。更に、
オフセット検出部１３はこの図４(d)の画像と図４(a)の
理想画像とを図４(e)に示すように比較し、白線Ｌ３が
Ｌ１に対して２画素分右に横ずれしていることを検出す
る。ＣＣＤカメラ１の水平方向の画角が６４度であり、
上記のように画素数が１６×１０であるならば、１画素
は４度に相当するので、２画素分の右ずれはカメラ１が
８度だけ左を向いていることになる。よって、この例の
場合、オフセット検出部１３は２画素分の右ずれに相当
するオフセット量を保持して画像処理部２のキャンセル
部２ａに出力する。
【００２１】画像処理部２のキャンセル部２ａにおいて
は、ＣＣＤカメラ１からの実画像信号による画像全体が
オフセット量だけ、例えば、上記の例では２画素だけ左
に移動される。このように移動補正した画像に基づいて
白線検出部２ｂにて白線検出処理が実行される。白線検
出処理では、先ず、白線の閾値を設定し、移動補正画像
の各水平ライン上で輝度レベルがその閾値以下からそれ
を越えた画素の位置を白線とする。白線の閾値は予め設
定しておいても良いし、画像信号によって形成される画
像の同一水平ライン上の各画素の輝度レベルの平均値で
も良い。
【００２２】画像処理部２の車両位置及び姿勢検出部２
ｃにおいては、白線検出部２ｂにて認識した白線で囲ま
れた走行レーンが検出されると、その走行レーン上の車
両位置が認識されると共に、走行レーンに対する車両の
姿勢（走行レーン方向と車両の向きとの角度）が検出さ
れる。ステアリング制御量算出部１４は、画像処理部２
からの出力信号が示す走行レーン上における自車位置及
び姿勢をデータとして取り込み、それらデータに応じて
その自車位置での目標操舵量を算出し、図示しない操舵
角センサによって検出された現在のステアリングの実操
舵量が目標操舵量に等しくなるようにステアリング制御
量を算出し、その制御量に応じてステアリングアクチュ
エータ１５を駆動する。ステアリングアクチュエータ１
５が駆動されることにより前車輪の向きが走行レーン内
での走行を可能にするのである。
【００２３】なお、上記した実施例の画像処理部２、マ
ップマッチング処理部７、直線道路判断部９、演算部１
０、選択部１１、修正処理部１２及びオフセット検出部
１３は、１つのマイクロコンピュータによって構成され
ているので、図示しないクロック発生器から発せられる
クロックに同期して動作する。また、上記した実施例に
おいて、直線道路判断部９は車両が直線道路を走行して
いることを判断しているが、車両が直線道路を走行中で
なく、直線道路上に停止している状態を検出しても良
い。
【００２４】また、上記した実施例においては、本発明
の白線認識装置をステアリング制御装置に適用した場合
について説明したが、走行中の車両が走行レーン左右の
白線から逸脱したことを検出する走行レーン逸脱検出装
置等に本発明を適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、自車位置
検出手段によって検出された現在の自車位置に応じて車
両が直線道路に存在することを判断し、その車両が直線
道路に存在しているときに自車位置における道路方向に
対する車両の向きを示す姿勢角を検出してその姿勢角が
検出されたとき予め定められた理想画像を姿勢角だけ傾
けて修正理想画像を得て、撮影手段からの実画像信号と
修正理想画像の信号とを比較してその画像差をオフセッ
ト量として実画像をそのオフセット量だけ補正し、補正
した実画像信号が示す画像に基づいて白線位置を認識す
ることが行なわれる。よって、車両に搭載した撮影手段
に傾きがあっても撮影手段によって撮影された車両前方
の画像からその傾き分、すなわちオフセット量を除去し
た画像を有する実画像信号を得ることができるので、そ
のように処理された実画像信号を用いれば、白線位置を
正確に認識することができる。また、この本発明による
白線認識装置をステアリング制御装置に用いれば、ステ
アリング制御量を正確に算出することができ、自動操舵
が的確なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】姿勢角を示す図である。
【図３】ＲＴＫ−ＧＰＳ装置のアンテナの取り付け位置
を示す図である。
【図４】オフセット検出動作を説明するための図であ
る。
【主要部分の符号の説明】
１ ＣＣＤカメラ ２ 画像処理部 ３ ＲＴＫ−ＧＰＳ装置 ４ 慣性航法装置 ５ ヨーレイトセンサ ６ 距離センサ ７ マップマッチング処理部 ９ 直線道路判断部 １３ オフセット検出部 １４ ステアリング制御量算出部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両前方の路面画像中の白線を認識する
    白線認識装置であって、 前記車両の現在の自車位置を検出する自車位置検出手段
    と、 前記自車位置検出手段によって検出された現在の自車位
    置に応じて前記車両が直線道路に存在することを判断す
    る直線道路検出手段と、 前記直線道路検出手段によって前記車両の直線道路にお
    ける存在が検出されたとき前記自車位置における道路方
    向に対する前記車両の向きを示す姿勢角を検出する姿勢
    角検出手段と、 前記姿勢角が検出されたとき予め定められた理想画像を
    前記姿勢角だけ傾けた画像を示す修正画像信号を発生す
    る修正処理手段と、 前記車両に搭載され前記車両前方の路面を撮影して実画
    像信号を出力する撮影手段と、 前記修正画像信号が発生されたとき前記実画像信号と前
    記修正画像信号とを比較してその画像差をオフセット量
    として保持出力するオフセット検出手段と、 前記実画像信号を保持されたオフセット量だけ補正する
    補正手段と、 前記補正手段によって補正された前記実画像信号が示す
    画像に基づいて白線位置を認識する白線認識手段と、を
    備えたことを特徴とする白線認識装置。
JP9224749A 1997-08-21 1997-08-21 白線認識装置 Pending JPH1166488A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9224749A JPH1166488A (ja) 1997-08-21 1997-08-21 白線認識装置
US09/108,320 US6005492A (en) 1997-08-21 1998-07-01 Road lane recognizing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9224749A JPH1166488A (ja) 1997-08-21 1997-08-21 白線認識装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1166488A true JPH1166488A (ja) 1999-03-09

Family

ID=16818643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9224749A Pending JPH1166488A (ja) 1997-08-21 1997-08-21 白線認識装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6005492A (ja)
JP (1) JPH1166488A (ja)

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