JPH1172337A

JPH1172337A - 走行レーン認識装置

Info

Publication number: JPH1172337A
Application number: JP9233086A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miichi; 善紀見市; Yoshifusa Nakane; 吉英中根; Kazuya Hayafune; 一弥早舩; Takashi Ota; 貴志太田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】走行レーン認識装置において、画像処理によ
り白線認識を行ない走行レーン位置を推定する際に、道
路上に縞模様等の特殊な白線が存在しても適切に走行レ
ーン位置を推定することができるようにする。【解決手段】撮像手段２で撮像された画像情報を画像
情報処理手段４で処理し、この処理された情報から得ら
れる前方道路上の左右の白線位置に基づいて推定手段５
により車両に対する走行レーン位置を推定する走行レー
ン認識装置において、前方道路上に通常の白線とは異な
る特殊な白線を設けた特定道路領域が存在するか否かを
判別する道路状況判別手段３をそなえ、推定手段５は、
道路状況判別手段３により特定道路領域が存在すると判
別されたら、該特殊な白線の特定部分の位置情報に基づ
いて該車両に対する走行レーン位置を推定するように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビカメラ等に
よる撮影で得られた画像情報から、道路において白線
（道路区分線）で規定される走行レーンの把握を行なう
ための、走行レーン認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車にテレビカメラを設置し
て、走行中の道路の形状把握や、道路に対する車両姿勢
の把握を行なって、自動車の自動走行制御に用いたり、
ドライバへの各種警告のために用いたりする技術が開発
されている。例えば車両に設置したカメラからの画像情
報のうち、明度の高い部分を白線候補点として、この中
から前回の画面情報で得た白線位置（白線認識情報）に
最も近い点を白線であると認識して、この道路白線に基
づいて走行レーンを把握して操舵を行なうようにした、
道路白線認識（走行レーン認識）に関する技術が、特開
平３−１３７７９８号公報等に開示されている。

【０００３】また、特開平７−８５２４９号公報には、
画像情報に基づいて白線探索エリア内で横方向に明度変
化を探索して、明度変化が極めて少ない部分を道路部分
であると判断し、且つ、明度変化が極めて少ない道路部
分に隣接して明度変化が大きい部分について白線である
と認識する技術が開示されている。このような道路白線
認識装置（走行レーン認識装置）は、カメラ（撮像手
段）と、カメラからの画像情報の処理を行なうＥＣＵ
（電子制御ユニット）とをそなえ、まず、カメラで画像
（実画像）を取得して、ＥＣＵでこの画像を処理する
が、このとき、ＥＣＵでは、画像（原画像）を平面視の
２次元画像に変換して、原画像の道路白線を平面視画像
の道路白線に変換した上で白線認識を行なう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、道路上の白
線（白線に代表される走行区分線）を認識する場合、道
路上の白線と他の部分とを区別できなくてはならない。
通常は、白線は道路の表面の色よりも明るく白線のエッ
ジ部分では明らかな明度変化が生じるため、この明度変
化から白線のエッジ部分を認識して、道路上の白線位置
を把握することができる。

【０００５】つまり、前方道路上をとらえた画像に対し
て画像の所定の高さ位置で水平に即ち道路幅方向に明度
変化を探索していくと、白色のガードレールや白線が存
在する場合、図６（ａ）に示すように、明らかな明度変
化が生じる。つまり、白色のガードレールや白線部分以
外の通常の道路面をとらえた画像部分では明度が低い
が、白色のガードレールや白線をとらえた画像部分では
明度が高くなり、特に白線の両エッジ部分でほぼステッ
プ状に明度が変化することがわかる。

【０００６】そして、一般には、このように大きな明度
変化として現れる白線の両エッジ部分の中点Ｍを白線位
置として採用するようにしている。また、このような道
路白線には、車線と路側とを仕切るものや車線どうしを
仕切るものがあり、いずれの白線も一定の幅を有してお
り、図７に示すように、車線と路側とを仕切る白線１０
１は、切れ目なく直線状に形成されるが、車線どうしを
仕切る白線１０２には、切れ目があり、所定長さの線分
が所定間隔をあけて直列状に形成されるのが、一般的で
ある。

【０００７】白線１０１，１０２により規定される走行
レーン１００内を、自動車１０３が矢印で示すように図
中左側から右側に走行している場合、自動車１０３にと
って、白線１０１，１０２の位置が走行中の走行レーン
１００の自車両に対する位置を把握するデータとなる。
この場合、いずれの白線１０１，１０２も、画像の所定
の高さ位置に白線が存在すれば、上述のように道路幅方
向に明度を探索していくことで白線位置を認識すること
ができる。もちろん、車線と路側とを仕切る白線１０１
は切れ目がないので、常に白線認識をすることができる
のに対し、車線どうしを仕切る白線１０２の場合、白線
の切れ目の部分では白線認識をすることができないた
め、この部分では何らかの手法により走行レーンの区分
位置を推定するなどの処理が必要になる。

【０００８】しかしながら、道路白線は、このような単
純な直線状又は破線状のものには限らない。つまり、例
えば高速道路をはじめとした高規格道路では、インタチ
ェンジやサービスエリア等で本線に対して合流や分岐が
ある場合、例えば図８に示すような縞模様（又は、ゼブ
ラ模様）の白線１０４Ａ，１０５Ａのある白線領域（特
殊な白線領域）１０４，１０５が道路上に描かれてい
る。

【０００９】このような特殊な白線領域１０４，１０５
では、走行レーン１００を規定する一方の白線（車線と
路側とを仕切る白線）１０１は白線領域１０４，１０５
の最も内側（本線側）に縞模様やゼブラ模様をなす白線
１０４Ａ，１０５Ａを結合された状態で存在する。な
お、白線領域１０４は分岐部分に設けられ、白線領域１
０５は合流部分に設けられている。

【００１０】このような特殊な白線領域１０４，１０５
に関しては、上述のように道路幅方向に明度を探索して
いくと、白線位置の認識を的確に行なえないという課題
がある。つまり、このような特殊な白線領域１０４，１
０５についてとらえた画像情報を所定の高さ位置で水平
に（道路幅方向に）明度探索していくと、例えば図６
（ｂ）に示すように明度変化が生じることがある。

【００１１】すなわち、縞模様等の特殊な白線１０４
Ａ，１０５Ａのある領域１０４，１０５では、道路幅方
向に関して広い範囲に白線部分が散在しているため、明
度を探索していったとしても、走行レーン１００を規定
する白線１０１の左右両エッジのうち、内側（本線側、
即ち、走行車両に近い側）のエッジに関しては明確に現
れるものの、外側（合流路や分岐路の側、即ち、走行車
両から遠い側）のエッジに関しては明確に現れない。

【００１２】このため、白線の両エッジ部分の中点を白
線位置として採用するという上記手法を用いることがで
きず、白線位置の認識を的確に行なえないのである。と
ころで、特開平７−１１７５９４号公報には、道路の合
流点での安全性を確保するために、合流部の車両流入口
への接近度を自動的に認識する装置が提案されている
が、この装置では、白線等のレーンマークの種別を判別
することで、車両前方の合流部の存在を認識して車両流
入口への接近度を判定するようにしている。このような
レーンマークの種別を判別する手法は、縞模様等のある
特殊な白線領域を認識する上で適用しうるものと考えら
れる。

【００１３】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、画像処理による白線（走行区分線）を認識して走
行レーン位置を推定する際に、道路上に縞模様等の特殊
な白線が存在しても適切に走行レーン位置を推定するこ
とができるようにした、走行レーン認識装置を提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の走行レーン認識装置では、撮像手段で撮像さ
れた画像情報を画像情報処理手段で処理して、この処理
された情報から得られる前方道路上の白線位置に基づい
て推定手段が車両に対する走行レーン位置を推定する。
このとき、道路状況判別手段が、前方道路上に通常の白
線とは異なる特殊な白線を設けた特定道路領域が存在す
るか否かを判別して、推定手段では、道路状況判別手段
により、前方道路上に通常の白線とは異なる特殊な白線
を設けた特定道路領域が存在することが判別されると、
この特殊な白線の特定部分の位置情報に基づいて車両に
対する走行レーン位置を推定する。

【００１５】請求項２記載の本発明の走行レーン認識装
置では、推定手段は、前方道路上に通常の白線とは異な
る特殊な白線を設けた特定道路領域が存在することが判
別されると、この特殊な白線のある白線領域の本線側エ
ッジの位置情報に基づいて車両に対する走行レーン位置
を推定する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図５は本発明の一実
施形態としての走行レーン認識装置及び本走行レーン認
識装置を利用した自動操舵装置を示すものである。図１
に示すように、車両１には、この車両前方の道路状態を
撮像する撮像手段としてのカメラ２と、前方道路上に通
常の白線とは異なる特殊な白線を設けた特定道路領域が
存在するか否かを判別する道路状況判別手段３と、カメ
ラ２からの画像情報に道路状況判別手段３からの判別情
報を加味しながら適宜処理して前方道路上の左右の白線
位置を認識する画像情報処理手段４と、この画像情報処
理手段４による白線位置画像情報から走行レーンの位置
や特徴及び自車両との位置関係を推定する走行レーン推
定手段（推定手段）５と、操舵輪２２を転舵させるため
の操舵アクチュエータ２１と、走行レーン推定手段５の
認識結果に基づいて操舵アクチュエータ２１を制御する
制御手段（コントローラ）６とがそなえられている。な
お、２０はステアリングホイールである。

【００１７】また、道路状況判別手段３，画像情報処理
手段４，走行レーン推定手段５，コントローラ６は、Ｃ
ＰＵ，入出力インタフェース，ＲＯＭ，ＲＡＭ等をそな
えてなる電子制御ユニットとして構成される。そして、
本走行レーン認識装置は、撮像手段としてのカメラ２
と、画像情報処理手段４と、道路状況判別手段３と、推
定手段５とから構成されている。

【００１８】なお、カメラ２は、車両前方正面のやや下
方に向けて設置されており、車両が走行する前方の道路
の所定の撮影範囲で撮影しうる。ところで、道路状況判
別手段３では、車両１の現在位置（即ち、車両１が走行
している道路及びその道路内での車両１の位置）を検出
して、この車両１の現在位置の前方の道路に、通常の白
線とは異なる特殊な白線を設けた特定道路領域が存在す
るか否かを判別する。

【００１９】つまり、高速道路等の高規格道路では、イ
ンタチェンジやサービスエリア等の備えられた部分に
は、本線に対する合流部分や分岐部分があり、このよう
な合流部や分岐部の道路上には、図４に示すような縞模
様（又は、ゼブラ模様）等の白線１０４Ａ，１０５Ａの
ある領域１０４，１０５が設けられている。道路状況判
別手段３では、このような縞模様（又は、ゼブラ模様）
等の白線１０４Ａ，１０５Ａなど通常の白線とは異なる
特殊な白線を設けた特定道路領域が存在するか否かを判
別する。

【００２０】本実施形態の道路状況判別手段３では、車
両１の現在位置をＧＰＳ（Global Positioning System
）の情報から得るようになっている。つまり、車両１
には、ＧＰＳユニット３Ｂが搭載されており、ＧＰＳユ
ニット３Ａで受信した車両１の位置情報が道路状況判別
手段３に入力されるようになっている。また、道路状況
判別手段３には、特定道路領域に関するデータを記憶し
たＲＯＭ３Ｂが付設されている。この特定道路領域デー
タＲＯＭ３Ｂには、例えば高速道路などの高規格道路の
インタチェンジやサービスエリア等で本線に対して合流
や分岐がある場合に設けられた縞模様又はゼブラ模様の
白線１０４Ａ，１０５Ａのある特殊な白線領域１０４，
１０５（図４，図８参照）の存在する地点に関する位置
情報が記憶されている。

【００２１】このため、道路状況判別手段３では、例え
ば図４，図８に示すようなが道路上に描かれており、走
行レーン１００を規定する一方の白線（車線と路側とを
仕切る白線）１０１は白線領域１０４，１０５の最も内
側（本線側）に存在する。なお、白線領域１０４は分岐
部分に設けられ、白線領域１０５は合流部分に設けられ
ている。

【００２２】このため、道路状況判別手段３では、ＧＰ
Ｓ情報から得られた車両１の位置情報に、ＲＯＭ３Ｂに
記憶された特定道路領域に関するデータを対応させなが
ら、前方道路上に特定道路領域が存在するか否かを判別
するようになっている。つまり、車両１の道路上の位置
の直ぐ前方に白線領域１０４，１０５のある道路領域が
存在すれば、前方道路上に特定道路領域が存在すると判
別する。

【００２３】画像情報処理手段４では、図２に示すよう
に、カメラ２からの原画像４１を取り込み、この原画像
４１から道路白線を抽出して、抽出した道路白線の画像
を、鉛直上方から見たような平面視画像４２に変換す
る。本画像情報処理手段４では、基本的には白線の両エ
ッジ部分の中点を白線の道路幅方向位置と認識するが、
道路状況判別手段３により、車両１の前方の道路に特殊
な白線の領域１０４，１０５を設けた特定道路領域が存
在すると判別された場合には、白線領域１０４，１０５
の両エッジ部分を認識することができないため、白線領
域１０４，１０５の特定部分、つまり、認識可能な白線
領域１０４，１０５の本線側エッジ部分１０４Ｂ，１０
５Ｂ（図４，図８参照）を白線の道路幅方向位置として
白線位置の認識を行なうように設定されている。この道
路白線の抽出の詳細については後述する。

【００２４】推定手段５では、画像情報処理手段４によ
り平面視画像４２において認識された走行レーン左端又
は右端の路側線としての白線１２Ｌ，１２Ｒの位置情報
に基づいて走行レーン位置の推定を行なうようになって
おり、抽出された左右の道路白線１２Ｌ，１２Ｒで規定
される領域、又は、抽出された左右の道路白線１２Ｌ，
１２Ｒの一方と予め認識されているレーン幅とから規定
される領域を、走行レーンと推定するようになってい
る。

【００２５】特に、道路状況判別手段３により車両１の
前方の道路に特殊な白線領域１０４，１０５を設けた特
定道路領域が存在するとされた場合には、白線１２Ｌ，
１２Ｒの位置情報は、白線領域１０４，１０５の特定部
分１０４Ｂ，１０５Ｂを白線の道路幅方向位置として認
識された白線位置に基づいているので、本推定手段５で
は、このような特殊な白線領域１０４，１０５の特定部
分の位置情報に基づいて、走行レーン位置を推定するこ
とになる。

【００２６】コントローラ６では、このようにして推定
手段５で推定された走行レーンの左右中心線（道路中心
線）位置を基準に、自車両の左右偏差（横偏差）と、自
車両の方向（偏角β）と、走行レーンの曲率（道路曲
率）とを算出し、これらの算出結果に基づいて自動操舵
制御を行なうようになっている。上述のように、推定手
段５による走行レーン位置の推定は、画像情報処理手段
４により認識された走行レーン左端又は右端の路側線と
しての白線１２Ｌ，１２Ｒの位置情報に基づいて行なう
が、ここで、白線１２Ｌ，１２Ｒの認識について図３を
参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン左
端の路側線としての白線１２Ｌの認識について説明する
が、走行レーン右端の白線１２Ｒを基準とする場合につ
いても同様であるため、左端の白線１２Ｌについては単
に白線１２と称することにする。

【００２７】画像情報認識手段４では、まず、図３
（ａ）に示すように、車両１にそなえられたカメラ２に
より平地において車両前方の範囲（例えば５ｍ〜３０
ｍ）の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面
上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上
で等間隔になるような複数の水平線１１を設定する。こ
の白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新
されるようになっており、図３（ｂ）に示すように、そ
れぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位置
の左右の所要の範囲（ここでは、左右５０画素〔ｄｏ
ｔ〕）を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設
定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。

【００２８】そして、図３（ｃ）に示すように、各水平
線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図
中の符号１４はガードレールである。ところで、通常の
路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、
白線１２は通常の路面に比較して輝度が非常に高いの
で、このように道路の明度を微分すると、通常の路面か
ら白線１２への境界点で輝度変化がプラス、白線１２か
ら通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるよ
うな微分データが得られる。このような微分データの一
例を図３（ｄ）に示す。

【００２９】そして、各水平線１１のデータそれぞれに
ついて、微分値のピークが左からプラス，マイナスの順
に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線１２
として妥当と思われる程度（プラスのピークからマイナ
スのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に納ま
っている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、
図３（ｅ），図６（ａ）に示すように、その中点Ｍを白
線候補点１５として保存する。

【００３０】そして、これらの白線候補点１５のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両１が左側通行の場合、探索エリア１
０の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、こ
の通常の道路面に最も近い白線候補点１５が白線１２と
判断できる。したがって白線１２よりもさらに左側に、
ノイズの原因となる物体（例えばガードレール１４等）
が存在する場合であっても、カメラ２により撮像された
画像情報から白線１２を確実に認識することができる。

【００３１】ただし、道路状況判別手段３により、車両
１の前方の道路に特殊な白線領域１０４，１０５を設け
た特定道路領域が存在するとされた場合には、白線領域
１０４，１０５の本線側エッジ部分１０４Ｂ，１０５Ｂ
〔図４，図６（ｂ），図８参照〕を白線候補点１５とし
て保存するようになっている。そして、図３（ｆ）に示
すように、最後に各水平線データにおける白線候補点１
５の上下方向の連続性を画面の下方から順次検証してい
く。

【００３２】まず、事前に前画面での白線１２の上下端
間の傾きを計算しておく。そして、最下点１５Ａを白線
１２とすると、一本だけ上の水平線１１上の候補点１５
Ｂが、前回の白線１２の傾き分±５０ｄｏｔの範囲内に
入っているかを検証する。候補点１５Ｂがこの範囲内に
入っていればこれを白線とし、入っていないときは候補
点１５Ｂは却下されて、上述の傾きから補間計算した座
標が白線位置としてみなされる。そして、この検出を各
水平線について同様の作業を行なうことにより、連続し
た白線１２を認識することができるのである。

【００３３】ただし、通常時には白線１２の中心を候補
点とするのに対して、特定道路領域では白線１２の本線
側エッジ部分を候補点とするため、特定道路領域への過
渡時には、白線１２の幅の１／２だけ候補点が横に移動
することになる。白線１２の幅は小さいものなので、こ
のような候補点の横移動は無視することもできるが、上
述のように上下方向の連続性を検証する場合には、特定
道路領域へ進入時や脱出時には、白線１２の幅の１／２
程度の誤差を許容するように設定することも考えられ
る。

【００３４】このような白線認識の作業は、所要の周期
で継続して行なわれ、その都度白線１２の認識が更新さ
れるようになっている。走行レーン右端の路側線として
の白線１２Ｒの認識についも、これと同様に行なわれ
る。推定手段５では、このように各認識周期で認識され
た原画像４１上の白線１２Ｒ，１２Ｌを平面視画像４２
に変換して、走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しう
る道路中心線ＬＣ_Lと走行レーン右端の白線１２Ｒから
推定しうる道路中心線ＬＣ_Rとに基づいて、道路中心線
ＬＣの推定を行なうようになっている。

【００３５】なお、特定道路領域へ進入時や脱出時に
は、白線１２の認識位置に白線１２の幅の１／２程度の
変動が生じるため、道路中心線ＬＣの推定結果にも変動
が生じることになり、この部分では、前後で推定する道
路中心線ＬＣとの連続性を確保する必要がある。このた
め、推定手段５とコントローラ６との間には、推定した
道路中心線ＬＣの情報の出力に対して平滑化処理しうる
ローパスフィルタ４３がそなえられている。

【００３６】なお、このように道路中心線ＬＣが推定さ
れると、この道路中心線ＬＣに基づいて、横偏差及び偏
角βが算出され、自動操舵を行なうようになっている。
ところで、コントローラ６では、かかる推定手段５で推
定された車両１に対する走行レーン位置情報に基づい
て、操舵アクチュエータ２１を制御して、自動操舵を行
なうようになっている。

【００３７】つまり、本車両１では、カメラ２で撮像さ
れた画像に基づいて操舵輪２０を自動的に転舵させうる
自動操舵車両であって、コントローラ６では、推定手段
５で推定された車両１と走行レーンとの位置関係から車
両のとるべき操舵角（これを目標操舵角という）を設定
し、この設定した目標操舵角に応じて操舵アクチュエー
タ２１の作動を制御し操舵輪２０を転舵するようになっ
ている。

【００３８】ここで、車両１にそなえられた自動操舵装
置による制御について説明すると、この自動操舵装置
は、人為的な操舵操作（ドライバの操舵操作）にならっ
て自動操舵制御を行なうようになっている。例えば、ド
ライバが操舵操作（舵角の変更）を行なうのは、主に車
両１の走行方向が走行している道路（走行レーン）の方
向と合わなくなったときこれを修正する場合であり、さ
らに、車両１が走行レーンから左右にはみ出そうとして
いるときこれを修正するためにも行なう。走行方向が走
行レーン方向と合わなくなるのは、主に曲走路走行中で
あるが、直走路を走行しているときでも車両自体の姿勢
がヨー方向に動くことで走行方向が走行レーン方向から
外れる場合もある。

【００３９】そこで、この自動操舵装置では、主とし
て、車両１の走行方向を走行レーンの方向と合わせるよ
うに操舵を行なって、これに、車両１の横方向位置の修
正のための操舵要素を付加するようになっている。ま
た、人為的な操舵（ドライバ操舵）では、ドライバが視
覚で得た情報から、車両と道路との相対的な状況を判断
して、操舵操作を行なっている。つまり、ドライバは、
目から入った情報に基づいて、車両１の走行方向と走行
レーン方向との相対関係（偏角）や、車両１の横方向の
位置ずれ（横偏差）を判断し、これらを修正するように
操舵操作を行なっている。

【００４０】このようなドライバが視覚で得る情報を整
理すると、道路のカーブの半径，車速，乗り心地（横加
速度，横ジャーク）の３つの要素に分類することができ
る。また、一般に、曲走路の定常円及びこれに近い部分
や直走路等を走行している際（定常走行時）には、操舵
角を一定に保持しようとするので、ドライバは、操舵操
作は走路の曲率にあった操舵角δ₀ を保持するように操
舵を行なう。

【００４１】これに対して、直走路から曲走路へ進入し
ようとする際（過渡走行時）には、曲走路のある程度手
前から操舵角δを曲走路の曲率に応じた操舵角δ₀ に除
々に増加させていく。この場合、ドライバは、曲走路に
入る地点のどの程度手前から操舵を開始するか（すなわ
ち、操舵開始距離Ｄをどの程度にするか）、また、どの
程度の割合（操舵速度δ_V）で操舵角δを増加させてい
くかを、その時の車速や予想される乗り心地（横加速度
のかかり具合）等を考慮して設定する。

【００４２】つまり、ドライバが操舵操作に際して決定
する操舵要素を分類すると、操舵角δ₀ ，操舵開始距離
（操舵開始タイミング）Ｄ，操舵速度δ_Vに分けられ
る。本実施形態にかかるの自動操舵装置では、このよう
な、ドライバ操舵と同様な手法により自動操舵を行なう
ようになっている。このため、ドライバの視覚系に対応
する推定手段５と、ドライバのデータ処理系に対応する
ように、操舵に必要な各量、即ち、操舵角δ₀ ，操舵開
始距離Ｄ，操舵速度δ_Vを設定するコントローラ６とを
そなえているのである。

【００４３】そして、推定手段５で推定された平面視画
像４２における道路中心線ＬＣに基づいて、車両１から
所定距離だけ離れた地点（すなわち、平面視画像４Ｂ内
の所定の高さの地点）における偏角βを算出する。この
偏角βとは、図５に示すように、屈曲した道路中心線Ｌ
Ｃの接線と車両中心線方向とがなす角であり、車両から
所定距離だけ離れた第１検出点（図中には近地点と示
す）における基準線位置情報と、この近地点よりもさら
に車両１から所定量だけ離れた第２検出点（図中には遠
地点と示す）における基準線位置情報とから算出するこ
とができる。

【００４４】つまり、偏角βは、これらの第１検出点と
第２検出点とを結んだ直線と、車両１の中心線とがなす
角として算出するようになっている。このようにして算
出される偏角は、第１検出点と第２検出点との中間地点
（図中×印）における偏角であり、少なくとも車両１か
ら一定以上前方の地点の偏角である。なお、この例で
は、カメラ２による画像情報に基づく道路中心線ＬＣの
うち車両に最も近い地点を第１検出点としており、この
第１検出点に基づいて横偏差を算出し、さらに、算出さ
れた偏角βに基づいてカーブ半径Ｒを推定するようにな
っている。

【００４５】本発明の一実施形態としての走行レーン認
識装置は、上述のように構成されているので、本装置に
よる白線認識は、以下のように行なわれる。本装置で
は、画像情報認識手段４により、走行レーン左端の白線
１２Ｌと、走行レーン右端の白線１２Ｒとに関して白線
認識を行ない、この白線認識から、車両の走行している
走行レーンが車両に対してどのような位置にあるか（逆
に言えば、車両が走行レーンに対してどのような位置に
あるか）を推定するが、まず、各白線１２Ｌ、１２Ｒの
認識について、左側の白線１２Ｌを例に説明する。

【００４６】まず、図３（ａ）に示すように、カメラ２
により平地において車両前方の範囲（例えば５ｍ〜３０
ｍ）の白黒画像情報を微小な制御周期毎に取り込み、各
周期毎に、この画面上で等間隔になるような複数の水平
線１１を設定する。そして、図３（ｂ）に示すように、
それぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位
置の左右の所要の範囲（例えば左右５０画素〔ｄｏ
ｔ〕）を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設
定する。なお、初期画面では、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。

【００４７】このような画像情報から、図３（ｃ）に示
すように、各水平線の明度をそれぞれ左から横方向に微
分して、このような各水平線の微分データ〔図３（ｄ）
参照〕から、微分値のピークが左からプラス，マイナス
の順に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線
１２として妥当と思われる程度（プラスのピークからマ
イナスのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に
納まっている組み合わせを白線候補として抽出し、その
中点Ｍを白線候補点１５として保存する〔図３（ｅ），
図６（ａ）参照〕。

【００４８】ただし、車両１の前方の道路に特殊な白線
領域１０４，１０５を設けた特定道路領域が存在する場
合には、白線領域１０４，１０５の本線側エッジ部分１
０４Ｂ，１０５Ｂを白線候補点１５として保存する〔図
４，図６（ｂ），図８参照〕。つまり、道路状況判別手
段３では、ＧＰＳ情報から得られた車両１の位置情報に
ＲＯＭ３Ｂに記憶された特定道路領域データを対応させ
ながら、前方道路上に特定道路領域が存在するか否かを
判別するが、道路状況判別手段３で、車両１の道路上の
位置の直ぐ前方に白線領域１０４，１０５のある道路領
域が存在すると判別されると、白線領域１０４，１０５
の本線側エッジ部分１０４Ｂ，１０５Ｂを白線候補点１
５として保存するのである。

【００４９】そして、これらの白線候補点１５のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
このように白線候補点１５を画面中心に最も近いものに
限定することにより、白線１２よりもさらに外側に、ノ
イズの原因となる物体（例えばガードレール１４や他の
走行レーンの車両等）が存在する場合であっても、カメ
ラ２による画像情報から白線１２を確実に認識すること
ができる。

【００５０】最後に、図３（ｆ）に示すように、各水平
線データにおける白線候補点１５の上下方向の連続性を
画面の下方から順次検証していく。まず、事前に前画面
での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。そし
て、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本上の水平線
１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾き分±５
０ｄｏｔの範囲内に入っているかを比較して、候補点１
５Ｂがこの範囲内に入っていればこれを白線とし、入っ
ていないときは候補点１５Ｂは却下されて、上述の傾き
から補間計算した座標を白線位置とみなす。

【００５１】このような作業を各水平線について行なう
ことにより、連続した白線１２を認識することができ
る。このような白線認識の作業は、所要の周期で継続し
て行なわれ、その都度白線１２の認識を更新していく。
こうして、周期的に走行レーンの左右の白線１２Ｌ，１
２Ｒの認識を行なうが、これと同様に行なわれる。

【００５２】そして、推定手段４では、走行レーン左端
の白線１２Ｌから推定した道路中心線ＬＣ_Lと走行レー
ン右端の白線１２Ｒから推定した道路中心線ＬＣ_Rとに
基づいて、道路中心線ＬＣの推定を行なう。すなわち、
各道路中心線ＬＣ_L，ＬＣ_Rを平均して道路中心線ＬＣ
（＝ＬＣ_L＋ＬＣ_R）を算出する。こうして推定された
道路中心線ＬＣに基づいて、横偏差の算出、偏角βの算
出、走行レーンの曲率（道路曲率）の算出が行なわれ
て、これらの算出情報に基づいて自動操舵制御を行なう
ことができる。

【００５３】このようにして、本走行レーン認識装置で
は、車両１の前方の道路に縞模様又はゼブラ模様といっ
た特殊な白線１０４Ａ，１０５Ａのある領域１０４，１
０５を設けた特定道路領域では白線領域１０４，１０５
の特定部分、即ち、本線側のエッジ部分１０４Ａ，１０
５Ａを白線の道路幅方向位置として認識し、このような
白線位置認識に基づいて走行レーンに関する推定を行な
っているので、通常の白線と同様な手法では位置の認識
を行なうことのできなかった、特殊な白線領域１０４，
１０５に関しても、そのうちの走行レーンを規定する白
線位置について確実に認識することができるようにな
り、走行レーンの推定を確実に行なえるようになる利点
がある。

【００５４】つまり、縞模様等の特殊な白線１０４Ａ，
１０５Ａのある領域１０４，１０５では、図４，図８に
示すように、道路幅方向に関して広い範囲に白線部分が
散在しているため、明度を探索していても、走行レーン
１００を規定する白線１０１の両エッジを共に認識する
ことは困難であり、また、白線１０１以外の白線（例え
ば縞模様を形成する白線１０４Ａ，１０５Ａ）を、走行
レーン１００を規定する白線１０１と誤認識するおそれ
もあるが、白線１０１の左右両エッジのうち、明確に明
度変化が現れる内側（本線側、即ち、走行車両に近い
側）のエッジに基づいて白線１０１の位置を認識するた
め、走行レーンを規定する白線位置について確実に認識
することができ、走行レーンの推定を確実に行なえるの
である。

【００５５】しかも、特殊な白線領域１０４，１０５の
存在を判定する道路状況判別手段３で用いるＧＰＳユニ
ット３Ａはナビゲーションシステムの構成要素として既
に一部の車両に搭載されており、この場合には、新たに
設置する必要がなく低コストで本装置を装備することが
できる利点がある。さらに、特定道路領域データＲＯＭ
３Ｂは、ナビゲーションシステムに用いられる道路デー
タＲＯＭを利用することも可能である。つまり、ナビゲ
ーションシステムに用いられる道路データには、インタ
チェンジやサービスエリア等の位置情報が含まれている
ので、このような道路データから特定道路領域データを
取り出して用いることも十分に考えられる。この場合に
は、さらに低コストで本装置を装備することができる利
点がある。

【００５６】また、画像処理系に大きな負担を与えるこ
となく、低コストで特定道路領域での白線認識、及び、
これに基づいた走行レーンの認識を確実に行なえるよう
になる。また、ローパスフィルタ４３により、推定手段
５で推定した道路中心線ＬＣ情報が平滑化処理されて出
力されるので、道路中心線ＬＣの位置が急変することな
く滑らかに連続するようになり、道路中心線ＬＣの位置
に基づいた制御を安定させることができる。

【００５７】なお、本実施形態の道路状況判別手段３で
は、ＧＰＳ情報から得られた車両１の位置情報に、ＲＯ
Ｍ３Ｂに記憶された特定道路領域に関するデータを対応
させながら、前方道路上に特定道路領域が存在するか否
かを判別しているが、例えば車両に搭載されたナビゲー
ションシステムが自律航法にて自車両位置を検出する場
合には、ＧＰＳ情報の代わりに自律航法にて得られる自
車両位置情報から特定道路領域が存在するか否かを判別
するなどナビゲーション情報を広く利用しるものであ
る。また、道路側に特定道路領域の存在を車両側に知ら
せる手段が設けられていれば、道路側からの情報（イン
フラ情報）に基づいて特定道路領域が存在するか否かを
判別するように道路状況判別手段３を構成してもよい。

【００５８】例えば、道路側と車両側とで通信を行なえ
る路車間通信システムが備えられていれば、車両前方に
特定道路領域が存在することを車両に告知することは容
易であり、また、道路側の適当な箇所に、車両前方に特
定道路領域が存在する旨の電波や音波や磁気や光等を発
信する発信手段を設け、車両側に、このような発信され
た信号をキャッチする受信装置を設けることでも、特定
道路領域が存在するか否かを判別することができる。

【００５９】さらに、道路の白線情報の特性から、特定
道路領域が存在するか否かを判別するように道路状況判
別手段３を構成してもよい。例えば、図４，図８に示す
ように、分岐路や合流路には、本線との境界部分に破線
状の白線１０６が描かれているが、この破線状の白線１
０６を構成する各線分は、一般に車線どうしを仕切る白
線１０２を構成する線分よりも長さが短く、また、白線
１０６を構成する各線分の間隔は、一般に車線どうしを
仕切る白線１０２を構成する線分の間隔より短い。

【００６０】したがって、このような特性のある破線状
の白線１０６の存在を画像情報認識手段４により認識す
ることができれば、通常の白線１０１からこのような破
線状の白線１０６の存在する領域に入ったら、この時点
で特定道路領域にあると判定して、白線領域のうちの特
定部分、即ち、本線側のエッジ部分を白線位置と認識す
るようにして、その後、再びこのような破線状の白線１
０６のの存在する領域又は通常の白線１０１の存在する
領域に進入したら、白線の幅方向中央を白線位置とする
通常の白線位置認識に復帰するように構成することが考
えられる。

【００６１】また、本実施形態では、白線領域のうちの
本線側のエッジ部分を白線位置と認識するようにしてい
るが、道路白線の幅が予め認識できれば、本線側のエッ
ジ部分から既知の値である道路白線幅の１／２の長さだ
け本線よりも外側の位置を白線位置と認識するように構
成してもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の走行レーン認識装置によれば、前方道路上に通常
の白線とは異なる特殊な白線を設けた特定道路領域が存
在すると、この特殊な白線の特定部分の位置情報に基づ
いて車両に対する走行レーン位置を推定するので、特殊
な白線によって妨害されることなく走行レーンを規定す
る白線位置の把握を行なうことができ、従来困難であっ
た領域においても、道路中心線ＬＣの推定、即ち、走行
レーンの推定をより確実に行なうことができるようにな
る利点がある。

【００６３】請求項２記載の本発明の走行レーン認識装
置によれは、特殊な白線のある白線領域の本線側エッジ
の位置情報に基づいて車両に対する走行レーン位置を推
定するので、従来困難であった領域においても、特殊な
白線によって妨害されることなく走行レーンを規定する
白線位置の把握を容易に且つ精度よく行なうことがで
き、道路中心線ＬＣの推定、即ち、走行レーンの推定を
より確実にしかも精度よく行なうことができるようにな
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての走行レーン認識装
置を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態としての走行レーン認識装
置の模式的な構成図である。

【図３】本発明の一実施形態としての走行レーン認識装
置による道路白線認識を説明する模式図である。

【図４】特殊な道路白線領域を示す模式的な平面図であ
る。

【図５】本発明の一実施形態としての走行レーン認識装
置による推定結果から算出される偏角，横偏差を説明す
る道路の平面視画像の模式図である。

【図６】（ａ）は従来の走行レーン認識装置における白
線認識のための明度変化データの一例を示し、（ｂ）は
特定の白線を認識しようとしたときの明度変化データの
一例を示すことで本発明の課題を説明する図である。

【図７】一般的な道路白線を示す模式的な平面図であ
る。

【図８】特殊な道路白線領域を示す模式的な平面図であ
る。

【符号の説明】

１車両２撮像手段としてのカメラ３道路状況判別手段３ＡＧＰＳユニット３Ｂ特定道路領域データＲＯＭ４画像情報処理手段５走行レーン推定手段（推定手段）１２，１２Ｌ，１２Ｒ白線１００走行レーン１０１，１０２道路白線１０４，１０５特殊な白線のある領域（白線領域）１０４Ａ，１０５Ａ特殊な白線１０４Ｂ，１０５Ｂ本線側エッジ部分ＬＣ道路中心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田貴志東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の前方道路を撮像する撮像手段と、
該撮像手段で撮像された画像情報を処理する画像情報処
理手段と、該画像情報処理手段で処理された情報から得
られる該前方道路上の白線位置に基づいて該車両に対す
る走行レーン位置を推定する推定手段とをそなえた、走
行レーン認識装置において、該前方道路上に通常の白線とは異なる特殊な白線を設け
た特定道路領域が存在するか否かを判別する道路状況判
別手段をそなえ、該推定手段が、該道路状況判別手段で特定道路領域が存
在すると判別されたら、該特殊な白線の特定部分の位置
情報に基づいて該車両に対する走行レーン位置を推定す
ることを特徴とする、走行レーン認識装置。
【請求項２】該特殊な白線の特定部分は、該特殊な白
線のある白線領域の本線側エッジであることを特徴とす
る、請求項１記載の走行レーン認識装置。