JPWO2020208772A1 - Vehicle posture measuring device and vehicle posture measuring method - Google Patents

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    • G06T7/70Determining position or orientation of objects or cameras

Abstract

車両姿勢測定装置(10)において、スキャンラインデータ取得部(11)は、自車両(100)の前方を撮影した画像から、水平スキャンライン(SL)上の輝度分布データを取得する。白線成分検出部(14)は、輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像から、自車両(100)が走行中の車線の左右の区画線(111,112)のそれぞれに対応する白線成分(L1,L2)を検出する。姿勢算出部(16)は、左の区画線(111)に対応する白線成分(L1)の位置と右の区画線(112)に対応する白線成分(L2)の位置とが互いに同じ方向に変化したときは、当該変化に基づいて自車両(100)のヨー角を計算し、左の区画線(111)に対応する白線成分(L1)の位置と右の区画線(112)に対応する白線成分(L2)の位置とが互いに逆の方向に変化したときは、当該変化に基づいて自車両(100)のピッチ角を計算する。In the vehicle posture measuring device (10), the scan line data acquisition unit (11) acquires the luminance distribution data on the horizontal scan line (SL) from the image taken in front of the own vehicle (100). The white line component detection unit (14) has a white line component corresponding to each of the left and right lane markings (111, 112) of the lane in which the own vehicle (100) is traveling from a spatio-temporal image formed by arranging the luminance distribution data in time series. (L1, L2) is detected. In the posture calculation unit (16), the position of the white line component (L1) corresponding to the left division line (111) and the position of the white line component (L2) corresponding to the right division line (112) change in the same direction. Then, the yaw angle of the own vehicle (100) is calculated based on the change, and the position of the white line component (L1) corresponding to the left lane marking (111) and the white line corresponding to the right lane marking (112) are calculated. When the positions of the components (L2) change in opposite directions, the pitch angle of the own vehicle (100) is calculated based on the changes.

Description

本発明は、車両の姿勢を測定する車両姿勢測定装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle posture measuring device for measuring the posture of a vehicle.

車載カメラで撮影した車両周辺の画像に基づいて車両周辺の状況を判断し、その判断結果に応じて車両の走行を制御する車両制御装置が普及している。また近年では、例えばヘッドアップディスプレイなど、運転者が見通せる画面に画像を表示する表示装置を用いて、車両周辺の現実の風景に付加情報を重ね合わせて表示する拡張現実(Augmented Reality:AR)技術の開発が進んでいる。 A vehicle control device that determines the situation around the vehicle based on an image of the surroundings of the vehicle taken by an in-vehicle camera and controls the running of the vehicle according to the determination result has become widespread. In recent years, augmented reality (AR) technology has been used to superimpose additional information on the actual scenery around the vehicle by using a display device that displays an image on a screen that the driver can see, such as a head-up display. Development is in progress.

このような技術の信頼性を向上させるためには、車両の姿勢を正しく判断することが重要になる。例えば、車載カメラで車両周辺を撮影する際に車両の姿勢が変化すると、車載カメラの撮影方向がずれ、車両周辺の状況を正しく判断することが困難になるため、車両の姿勢の変化に応じて撮影方向のずれを補正することが要求される。また、車両周辺の風景にAR画像を重ね合わせて表示する場合であれば、車両の姿勢が変化すると、風景に対するAR画像の表示位置がずれ、AR画像の視認性が低下するため、車両の姿勢の変化に応じてAR画像の表示位置を補正することが要求される。 In order to improve the reliability of such technology, it is important to correctly judge the posture of the vehicle. For example, if the posture of the vehicle changes when the vehicle-mounted camera takes a picture of the surroundings of the vehicle, the shooting direction of the vehicle-mounted camera shifts and it becomes difficult to correctly judge the situation around the vehicle. It is required to correct the deviation in the shooting direction. Further, in the case of superimposing the AR image on the scenery around the vehicle and displaying it, if the posture of the vehicle changes, the display position of the AR image with respect to the scenery shifts and the visibility of the AR image deteriorates. It is required to correct the display position of the AR image according to the change of.

車両の姿勢は、例えばジャイロセンサで測定することができる。しかし、一般的なジャイロセンサは系統誤差が大きく定期的な較正が必要であるため扱いにくく、また、高精度なジャイロセンサは非常に高価であり実用性に欠ける。 The posture of the vehicle can be measured by, for example, a gyro sensor. However, a general gyro sensor is difficult to handle because it has a large system error and requires regular calibration, and a high-precision gyro sensor is very expensive and lacks practicality.

一方、予防安全機能または自動運転機能を有する車両やドライブレコーダの普及により、近い将来、殆どの車両にカメラが搭載されると考えられる。そのため、車載カメラで撮影した車両前方の画像を用いて車両の姿勢を測定する技術が種々提案されている。例えば、下記の特許文献1には、車載カメラで撮影した車両前方の画像の一部分を基準画像として設定し、その一定時間後に撮影された同画像から基準画像に近似した近似画像を検出し、基準画像の位置と近似画像の位置とのずれ量から、車両の姿勢の変化(ピッチング量)を測定する技術が開示されている。また、特許文献2には、車載カメラで撮影した車両前方の画像から車線の区画線の画像を抽出し、抽出した区画線の画像を、車両の幅方向を横軸、車両の前後方向を縦軸とする平面座標系の画像に変換し、平面座標系の画像における区画線の傾きから車両の姿勢(ピッチ角)を測定する技術が開示されている。 On the other hand, with the widespread use of vehicles and drive recorders that have preventive safety functions or autonomous driving functions, it is expected that most vehicles will be equipped with cameras in the near future. Therefore, various techniques for measuring the posture of the vehicle by using the image of the front of the vehicle taken by the in-vehicle camera have been proposed. For example, in Patent Document 1 below, a part of an image in front of a vehicle taken by an in-vehicle camera is set as a reference image, and an approximate image close to the reference image is detected from the same image taken after a certain period of time and used as a reference. A technique for measuring a change in the posture of a vehicle (pitching amount) from the amount of deviation between the position of an image and the position of an approximate image is disclosed. Further, in Patent Document 2, an image of a lane lane marking is extracted from an image of the front of the vehicle taken by an in-vehicle camera, and the extracted lane marking image is used with the width direction of the vehicle as the horizontal axis and the front-rear direction of the vehicle as the vertical axis. A technique of converting into an image of a plane coordinate system as an axis and measuring a vehicle attitude (pitch angle) from the inclination of a lane marking in the image of the plane coordinate system is disclosed.

特開平9−161060号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-161060 特開平11−203445号公報JP-A-11-203445

特許文献1の技術における近似画像の検出や、特許文献2の技術における区画線の画像の検出を行うためには、車両前方の画像の全体あるいは一定の面積を持つ領域に対する画像処理が必要である。また、画像処理を行う範囲に車両周辺の物体(特に他の車両などの移動体)が映り込んだ場合や、夜間や悪天候で視界が悪い場合などに、所望の画像を検出できず、車両の姿勢を測定できなくなることが懸念される。 In order to detect an approximate image in the technique of Patent Document 1 and an image of a lane marking in the technique of Patent Document 2, it is necessary to perform image processing on the entire image in front of the vehicle or an area having a certain area. .. In addition, when an object around the vehicle (especially a moving object such as another vehicle) is reflected in the image processing range, or when the visibility is poor at night or in bad weather, the desired image cannot be detected and the vehicle There is concern that the posture cannot be measured.

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、車載カメラで撮影した車両前方の画像から車両の姿勢を算出し、車両周辺の環境の影響を受けにくい車両姿勢測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a vehicle posture measuring device that calculates the posture of a vehicle from an image of the front of the vehicle taken by an in-vehicle camera and is not easily affected by the environment around the vehicle. The purpose is to provide.

本発明に係る車両姿勢測定装置は、車両の前方を撮影した画像から、予め定められた水平スキャンライン上の輝度分布データを取得するスキャンラインデータ取得部と、輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像を作成する時空間画像作成部と、時空間画像から、車両が走行中の車線の左右の区画線のそれぞれに対応する白線成分を検出する白線成分検出部と、左右の区画線に対応する白線成分それぞれの位置の変化を検出し、左の区画線に対応する白線成分の位置と右の区画線に対応する白線成分の位置とが互いに同じ方向に変化したときは、当該変化に基づいて車両のヨー角を計算し、左の区画線に対応する白線成分の位置と右の区画線に対応する白線成分の位置とが互いに逆の方向に変化したときは、当該変化に基づいて車両のピッチ角を計算することで、車両の姿勢を算出する姿勢算出部と、を備える。 The vehicle attitude measuring device according to the present invention includes a scan line data acquisition unit that acquires brightness distribution data on a predetermined horizontal scan line from an image taken in front of the vehicle, and a brightness distribution data arranged in chronological order. The spatiotemporal image creation unit that creates a spatiotemporal image, the white line component detection unit that detects the white line component corresponding to each of the left and right lane markings of the lane in which the vehicle is traveling, and the left and right lane markings When the change in the position of each corresponding white line component is detected and the position of the white line component corresponding to the left lane marking and the position of the white line component corresponding to the right lane marking change in the same direction, the change is made. The yaw angle of the vehicle is calculated based on this, and when the position of the white line component corresponding to the left lane marking and the position of the white line component corresponding to the right lane marking change in opposite directions, based on the change. It is provided with an attitude calculation unit that calculates the attitude of the vehicle by calculating the pitch angle of the vehicle.

本発明に係る車両姿勢測定装置は、前方画像の水平スキャンライン上の輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像から、車両の姿勢(ヨー角およびピッチ角)を算出する。水平スキャンラインは、少なくとも1ピクセル幅のライン状の領域であるため、水平スキャンラインを、車両が走行中の車線の路面およびその両側の区画線が常時映り込む位置、逆に言えば、車両が走行中の車線の路面およびその両側の区画線以外の環境が映り込まない位置に、容易に設定することができる。従って、車両姿勢測定装置により算出される車両の姿勢は、車両の周辺の環境の影響を受けにくく、車両姿勢測定装置は、車両の姿勢測定を安定して行うことができる。 The vehicle posture measuring device according to the present invention calculates the posture (yaw angle and pitch angle) of the vehicle from a spatiotemporal image formed by arranging the brightness distribution data on the horizontal scan line of the front image in chronological order. Since the horizontal scan line is a line-shaped area with a width of at least 1 pixel, the horizontal scan line is a position where the road surface of the lane in which the vehicle is traveling and the lane markings on both sides of the horizontal scan line are always reflected, conversely, the vehicle It can be easily set at a position where the environment other than the road surface of the driving lane and the lane markings on both sides of the road surface is not reflected. Therefore, the posture of the vehicle calculated by the vehicle posture measuring device is not easily affected by the environment around the vehicle, and the vehicle posture measuring device can stably measure the posture of the vehicle.

本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。 Objectives, features, aspects, and advantages of the present invention will be made more apparent with the following detailed description and accompanying drawings.

実施の形態1に係る車両姿勢測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vehicle posture measuring apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 前方画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the front image. 水平スキャンラインの配置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the arrangement of the horizontal scan line. 輝度分布データの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the luminance distribution data. 時空間画像の例を示す図である。It is a figure which shows an example of a spatiotemporal image. 時空間画像から抽出される白線成分の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the white line component extracted from a spatiotemporal image. 自車両のヨー角の変化と前方画像上の区画線の位置の変化との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the change of the yaw angle of the own vehicle, and the change of the position of a lane marking on the front image. 自車両のピッチ角の変化と前方画像上の区画線の位置の変化との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the change of the pitch angle of own vehicle, and the change of the position of the lane marking on the front image. 自車両のヨー角およびピッチ角の変化と白線成分の位置の変化との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the change of the yaw angle and the pitch angle of own vehicle, and the change of the position of a white line component. 実施の形態1に係る車両姿勢測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the vehicle posture measuring apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 時空間画像作成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the spatiotemporal image creation process. 姿勢算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the posture calculation process. 車両姿勢測定装置のハードウェア構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the hardware composition of the vehicle posture measuring apparatus. 車両姿勢測定装置のハードウェア構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the hardware composition of the vehicle posture measuring apparatus. 実施の形態2に係る車両姿勢測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vehicle posture measuring apparatus which concerns on Embodiment 2. 自車両が走行中の車線の右側の区画線が破線の場合に時空間画像から抽出される白線成分の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the white line component extracted from the spatiotemporal image when the division line on the right side of the lane in which the own vehicle is traveling is a broken line. 白線成分補間部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation of the white line component interpolation part. 実施の形態2に係る車両姿勢測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the vehicle posture measuring apparatus which concerns on Embodiment 2. 白線成分補間処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the white line component interpolation processing. 実施の形態3に係る車両姿勢測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vehicle posture measuring apparatus which concerns on Embodiment 3. 自車両が車線変更した場合に時空間画像から抽出される白線成分の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the white line component extracted from the spatiotemporal image when the own vehicle changes lanes. 車線変更判断部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation of the lane change determination part. 実施の形態3に係る車両姿勢測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the vehicle posture measuring apparatus which concerns on Embodiment 3. 車線変更対応処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the lane change correspondence processing.

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る車両姿勢測定装置10の構成を示す図である。本実施の形態では、車両姿勢測定装置10は車両100に搭載されているものとする。ただし、車両姿勢測定装置10は、必ずしも車両100に常設されなくてもよく、例えば携帯電話やスマートフォン、ポータブルナビゲーション装置などの携帯型の装置として構成されていてもよい。以下、車両姿勢測定装置10を搭載した車両を「自車両」という。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle posture measuring device 10 according to a first embodiment. In the present embodiment, it is assumed that the vehicle posture measuring device 10 is mounted on the vehicle 100. However, the vehicle posture measuring device 10 does not necessarily have to be permanently installed in the vehicle 100, and may be configured as a portable device such as a mobile phone, a smartphone, or a portable navigation device. Hereinafter, the vehicle equipped with the vehicle posture measuring device 10 is referred to as "own vehicle".

車両姿勢測定装置10は、自車両100の前方を撮影する車載カメラ1に接続されており、車載カメラ1が撮影した画像に基づいて、自車両100の姿勢を算出する。以下、車載カメラ1により撮影される自車両100前方の画像を「前方画像」という。 The vehicle posture measuring device 10 is connected to the vehicle-mounted camera 1 that captures the front of the own vehicle 100, and calculates the posture of the own vehicle 100 based on the image captured by the vehicle-mounted camera 1. Hereinafter, the image in front of the own vehicle 100 taken by the vehicle-mounted camera 1 is referred to as a "front image".

前方画像の一例を図2に示す。図2の前方画像には、自車両100のボンネット、自車両100の前方を走行している車両である先行車両101、自車両100の対向車線を走行している車両である対向車両102、自車両100が走行中の車線の左右の区画線111,112などが映り込んでいる。以下、自車両100が走行中の車線の左および右の区画線を、単に「左の区画線」および「右の区画線」ということもある。本実施の形態では、左右の区画線111,112は実線であるものと仮定する。 An example of the front image is shown in FIG. The front image of FIG. 2 shows the bonnet of the own vehicle 100, the preceding vehicle 101 which is a vehicle traveling in front of the own vehicle 100, the oncoming vehicle 102 which is a vehicle traveling in the oncoming lane of the own vehicle 100, and the own vehicle. The left and right lane markings 111 and 112 of the lane in which the vehicle 100 is traveling are reflected. Hereinafter, the left and right lane markings of the lane in which the own vehicle 100 is traveling may be simply referred to as "left lane marking" and "right lane marking". In this embodiment, it is assumed that the left and right lane markings 111 and 112 are solid lines.

図1に示すように、車両姿勢測定装置10は、スキャンラインデータ取得部11、時空間画像作成部12、時空間画像記憶部13、白線成分検出部14、白線情報記憶部15および姿勢算出部16を備えている。 As shown in FIG. 1, the vehicle attitude measuring device 10 includes a scan line data acquisition unit 11, a spatiotemporal image creation unit 12, a spatiotemporal image storage unit 13, a white line component detection unit 14, a white line information storage unit 15, and a posture calculation unit. It has 16.

スキャンラインデータ取得部11は、車載カメラ1から自車両100の前方画像を取得し、前方画像から、予め定められた水平スキャンライン上の輝度分布データを取得する。ここでは水平スキャンラインの幅を1ピクセルとするが、水平スキャンラインは数ピクセル程度の幅を有していてもよい。 The scan line data acquisition unit 11 acquires a front image of the own vehicle 100 from the vehicle-mounted camera 1, and acquires brightness distribution data on a predetermined horizontal scan line from the front image. Here, the width of the horizontal scan line is 1 pixel, but the horizontal scan line may have a width of about several pixels.

前方画像における水平スキャンラインの位置は、自車両100の通常走行時に、自車両100が走行中の車線およびその左右の区画線が常時映り込む位置に設定されることが好ましい。例えば、車載カメラ1により図2に示したような前方画像が撮影される場合、水平スキャンラインSLの位置は、例えば図3のように、自車両100のボンネットのすぐ上に設定されるとよい。その位置に水平スキャンラインSLが設定されていれば、水平スキャンラインSL上において、自車両100が走行中の車線およびその左右の区画線111,112が、先行車両101や対向車両102の陰に隠れることは殆どない。 The position of the horizontal scan line in the front image is preferably set to a position where the lane in which the own vehicle 100 is traveling and the lane markings to the left and right of the lane are always reflected during the normal traveling of the own vehicle 100. For example, when the vehicle-mounted camera 1 captures a front image as shown in FIG. 2, the position of the horizontal scan line SL may be set immediately above the hood of the own vehicle 100, for example, as shown in FIG. .. If the horizontal scan line SL is set at that position, the lane in which the own vehicle 100 is traveling and the lane markings 111 and 112 on the left and right thereof are behind the preceding vehicle 101 and the oncoming vehicle 102 on the horizontal scan line SL. There is almost no hiding.

図4に、前方画像の水平スキャンラインSL上の輝度分布データの例を示す。一般に、路面の色は暗く、区画線の色は明るいため、前方画像の水平スキャンラインSL上の輝度は、図4のように、左右の区画線111,112に対応する部分で局所的に高くなる。 FIG. 4 shows an example of luminance distribution data on the horizontal scan line SL of the front image. In general, the color of the road surface is dark and the color of the marking line is bright, so that the brightness on the horizontal scan line SL of the front image is locally high in the portion corresponding to the left and right marking lines 111 and 112 as shown in FIG. Become.

時空間画像作成部12は、スキャンラインデータ取得部11が取得した輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像を作成する。図5に、時空間画像作成部12が作成した時空間画像の例を示す。時空間画像には、前方画像の水平スキャンラインSL上の輝度分布の時間的変化が現れる。図5の時空間画像には、左右の区画線111,112の位置の時間変化が、輝度の高い2本の曲線として現れている。 The spatiotemporal image creation unit 12 creates a spatiotemporal image formed by arranging the luminance distribution data acquired by the scanline data acquisition unit 11 in chronological order. FIG. 5 shows an example of a spatiotemporal image created by the spatiotemporal image creation unit 12. In the spatiotemporal image, the temporal change of the brightness distribution on the horizontal scan line SL of the front image appears. In the spatiotemporal image of FIG. 5, the time change of the positions of the left and right dividing lines 111 and 112 appears as two curves with high brightness.

時空間画像作成部12が作成した時空間画像は、時空間画像記憶部13に記憶される。時空間画像作成部12は、スキャンラインデータ取得部11が新たな輝度分布データを取得するごとに、時空間画像記憶部13に記憶されている時空間画像に、新たに取得された輝度分布データを結合し、それによって時空間画像を更新する。 The spatio-temporal image created by the spatio-temporal image creating unit 12 is stored in the spatio-temporal image storage unit 13. Each time the scan line data acquisition unit 11 acquires new brightness distribution data, the spatiotemporal image creation unit 12 adds the newly acquired brightness distribution data to the spatiotemporal image stored in the spatiotemporal image storage unit 13. And thereby update the spatiotemporal image.

白線成分検出部14は、時空間画像記憶部13に記憶された時空間画像から、左右の区画線111,112に対応する白線成分を検出する。具体的には、白線成分検出部14は、時空間画像に対し、例えばヒストグラム平準化やガンマコレクションなどのコントラストを高める処理を施した後、二値化処理を行うことで、時空間画像から左右の区画線111,112に対応する高輝度な領域を白線成分として検出する。例えば、図5に示した時空間画像からは、図6のような、左右の区画線111,112のそれぞれに対応する白線成分L1,L2が検出される。以下、左の区画線111に対応する白線成分を単に「左の白線成分」、右の区画線112に対応する白線成分を単に「右の白線成分」という。 The white line component detection unit 14 detects the white line components corresponding to the left and right division lines 111 and 112 from the spatio-temporal image stored in the spatio-temporal image storage unit 13. Specifically, the white line component detection unit 14 performs a process of increasing the contrast such as histogram leveling and gamma collection on the spatiotemporal image, and then performs a binarization process to move left and right from the spatiotemporal image. The high-luminance region corresponding to the lane markings 111 and 112 of is detected as a white line component. For example, from the spatiotemporal image shown in FIG. 5, white line components L1 and L2 corresponding to the left and right dividing lines 111 and 112, respectively, as shown in FIG. 6 are detected. Hereinafter, the white line component corresponding to the left lane marking 111 is simply referred to as "left white line component", and the white line component corresponding to the right lane marking 112 is simply referred to as "right white line component".

なお、路面表示としては、車線の区画線の他にも規制標示(例えば転回禁止、進路変更禁止、最高速度などを示す路面標示)や、指示表示(例えば横断歩道、停止線、進行方向などを示す路面標示)などがあり、それらに対応する白線成分も白線成分検出部14に検出され得る。しかし、白線成分検出部14は、白線成分の連続性に基づいて、車線の区画線に対応する白線成分のみを検出することができる。 As road markings, in addition to lane markings, regulatory markings (for example, turning prohibition, course change prohibition, road markings indicating maximum speed, etc.) and instruction indications (for example, pedestrian crossing, stop line, direction of travel, etc.) are displayed. There are road markings) and the like, and the white line components corresponding to them can also be detected by the white line component detection unit 14. However, the white line component detection unit 14 can detect only the white line component corresponding to the lane marking line based on the continuity of the white line component.

また、白線成分検出部14は、時空間画像における左右の白線成分L1,L2の位置を、白線情報として、白線情報記憶部15に記憶させる。白線情報記憶部15には、左右の白線成分L1,L2の位置の履歴が保存される。なお、白線成分の位置は、白線成分の輪郭線の位置として定義してもよいし、白線成分の中心の位置として定義してもよい。 Further, the white line component detection unit 14 stores the positions of the left and right white line components L1 and L2 in the spatiotemporal image in the white line information storage unit 15 as white line information. The white line information storage unit 15 stores the history of the positions of the left and right white line components L1 and L2. The position of the white line component may be defined as the position of the contour line of the white line component, or may be defined as the position of the center of the white line component.

ここで、自車両100の姿勢と白線成分検出部14により検出される左右の白線成分L1,L2の位置との関係を説明する。例えば、自車両100の向きが右へ振れた(ヨー角が増加した)場合、車載カメラ1の向きも右へ振れるため、図7に示すように、前方画像の水平スキャンラインSL上において、左右の区画線111,112の位置はどちらも左にずれ、左右の区画線111,112の間隔Dは変化しない。逆に、自車両100の向きが左へ振れた(ヨー角が減少した)場合、車載カメラ1の向きも左へ振れるため、前方画像の水平スキャンラインSL上において、左右の区画線111,112の位置はどちらも右にずれ、左右の区画線111,112の間隔Dは変化しない。従って、自車両100のヨー角が変化すると、白線成分検出部14により検出される左右の白線成分L1,L2の位置はどちらも同じ方向へ変化する。また、そのときの左右の白線成分L1,L2の位置の変化量は、ヨー角の変化量に依存する。 Here, the relationship between the posture of the own vehicle 100 and the positions of the left and right white line components L1 and L2 detected by the white line component detecting unit 14 will be described. For example, when the direction of the own vehicle 100 swings to the right (the yaw angle increases), the direction of the vehicle-mounted camera 1 also swings to the right. Therefore, as shown in FIG. 7, left and right on the horizontal scan line SL of the front image. The positions of the lane markings 111 and 112 are both shifted to the left, and the distance D between the left and right lane markings 111 and 112 does not change. On the contrary, when the direction of the own vehicle 100 swings to the left (the yaw angle decreases), the direction of the vehicle-mounted camera 1 also swings to the left, so that the left and right lane markings 111 and 112 are on the horizontal scan line SL of the front image. The positions of are shifted to the right, and the distance D between the left and right division lines 111 and 112 does not change. Therefore, when the yaw angle of the own vehicle 100 changes, the positions of the left and right white line components L1 and L2 detected by the white line component detecting unit 14 both change in the same direction. Further, the amount of change in the positions of the left and right white line components L1 and L2 at that time depends on the amount of change in the yaw angle.

一方、自車両100の向きが上へ振れた(ピッチ角が増加した)場合、車載カメラ1の向きも上へ振れるため、図8に示すように、前方画像の水平スキャンラインSL上において、左右の区画線111,112の位置は互いに接近する方向にずれ、左右の区画線111,112の間隔Dは狭くなる。逆に、自車両100の向きが下へ振れた(ピッチ角が減少した)場合、車載カメラ1の向きも下へ振れるため、前方画像の水平スキャンラインSL上において、左右の区画線111,112の位置は互いに離れる方向へずれ、左右の区画線111,112の間隔Dは広くなる。従って、自車両100のピッチ角が変化すると、白線成分検出部14により検出される左右の白線成分L1,L2の位置はどちらも同じ方向へ変化する。また、そのときの左右の白線成分L1,L2の位置の変化量(間隔Dの変化量)は、ピッチ角の変化量に依存する。 On the other hand, when the direction of the own vehicle 100 swings upward (the pitch angle increases), the direction of the vehicle-mounted camera 1 also swings upward. Therefore, as shown in FIG. 8, left and right on the horizontal scan line SL of the front image. The positions of the lane markings 111 and 112 are shifted in the direction of approaching each other, and the distance D between the left and right lane markings 111 and 112 is narrowed. On the contrary, when the direction of the own vehicle 100 swings downward (the pitch angle decreases), the direction of the vehicle-mounted camera 1 also swings downward, so that the left and right lane markings 111 and 112 are on the horizontal scan line SL of the front image. The positions of are shifted in the direction away from each other, and the distance D between the left and right dividing lines 111 and 112 becomes wider. Therefore, when the pitch angle of the own vehicle 100 changes, the positions of the left and right white line components L1 and L2 detected by the white line component detecting unit 14 both change in the same direction. Further, the amount of change in the positions of the left and right white line components L1 and L2 (the amount of change in the interval D) at that time depends on the amount of change in the pitch angle.

姿勢算出部16は、白線情報記憶部15に記憶されている白線情報(時空間画像における左右の白線成分L1,L2の位置)の履歴から、左右の区画線111,112の位置の変化を検出し、その変化に基づいて自車両100の姿勢(ヨー角およびピッチ角)を算出する。例えば、図9の時刻Tのように、左右の区画線111,112の位置が互いに逆方向に変化したときは、姿勢算出部16は、当該変化の向きおよび大きさに基づいて自車両100のピッチ角を計算する。また、図9の時刻Tのように、左右の区画線111,112の位置が共に同じ方向に変化したときは、姿勢算出部16は、当該変化の向きおよび大きさに基づいて自車両100のヨー角を計算する。車両姿勢測定装置10は、姿勢算出部16が算出した最新の自車両100のヨー角およびピッチ角を、自車両100の姿勢情報として出力する。The attitude calculation unit 16 detects changes in the positions of the left and right division lines 111 and 112 from the history of the white line information (positions of the left and right white line components L1 and L2 in the spatiotemporal image) stored in the white line information storage unit 15. Then, the posture (yaw angle and pitch angle) of the own vehicle 100 is calculated based on the change. For example, as the time T 1 of the FIG. 9, when the position of the left and right lane lines 111 and 112 is changed in opposite directions, and orientation calculation unit 16, the vehicle 100 based on the orientation and magnitude of the change Calculate the pitch angle of. Further, as the time T 2 of the FIG. 9, when the position of the left and right lane lines 111 and 112 is changed together in the same direction, and orientation calculation unit 16, the vehicle 100 based on the orientation and magnitude of the change Calculate the yaw angle of. The vehicle posture measuring device 10 outputs the latest yaw angle and pitch angle of the own vehicle 100 calculated by the posture calculation unit 16 as posture information of the own vehicle 100.

左右の区画線111,112の位置の変化は、最新の白線情報と過去の白線情報とを比較することで検出できる。ここで、過去の白線情報としては、基本的に直前の白線情報を用いればよいが、それよりもさらに前の白線情報を用いてもよいし、直前の一定期間の白線情報の平均値を用いてもよい。 Changes in the positions of the left and right lane markings 111 and 112 can be detected by comparing the latest white line information with the past white line information. Here, as the past white line information, basically, the white line information immediately before may be used, but the white line information before that may be used, or the average value of the white line information for a certain period immediately before is used. You may.

このように、本実施の形態に係る車両姿勢測定装置10は、前方画像の水平スキャンラインSL上の輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像から、自車両100の姿勢(ヨー角およびピッチ角)を算出する。水平スキャンラインSLは、少なくとも1ピクセル幅のライン状の領域であるため、図3のように、水平スキャンラインSLを、自車両100が走行中の車線の路面およびその両側の区画線111,112が常時映り込む位置、逆に言えば、自車両100が走行中の車線の路面およびその両側の区画線111,112以外の環境が映り込まない位置に、容易に設定することができる。従って、車両姿勢測定装置10により算出される自車両100の姿勢情報は、自車両100の周辺の環境の影響を受けにくく、車両姿勢測定装置10は、自車両100の姿勢測定を安定して行うことができる。 As described above, the vehicle posture measuring device 10 according to the present embodiment has the posture (yaw angle and pitch) of the own vehicle 100 from the spatiotemporal image formed by arranging the brightness distribution data on the horizontal scan line SL of the front image in chronological order. Angle) is calculated. Since the horizontal scan line SL is a line-shaped region having a width of at least 1 pixel, as shown in FIG. 3, the horizontal scan line SL is used on the road surface of the lane in which the own vehicle 100 is traveling and the lane markings 111 and 112 on both sides thereof. Can be easily set at a position where is always reflected, conversely, at a position where the environment other than the road surface of the lane in which the own vehicle 100 is traveling and the lane markings 111 and 112 on both sides of the road surface is not reflected. Therefore, the posture information of the own vehicle 100 calculated by the vehicle posture measuring device 10 is not easily affected by the environment around the own vehicle 100, and the vehicle posture measuring device 10 stably measures the posture of the own vehicle 100. be able to.

また、時空間画像における左右の区画線111,112の位置は、白線成分L1,L2として検出される。白線成分L1,L2は、時空間画像における高輝度の領域として検出でき、その検出には演算負荷の大きな画像解析処理を必要としない。このことは、車両姿勢測定装置10の低コスト化に寄与できる。 Further, the positions of the left and right dividing lines 111 and 112 in the spatiotemporal image are detected as white line components L1 and L2. The white line components L1 and L2 can be detected as high-luminance regions in a spatiotemporal image, and the detection does not require an image analysis process having a large calculation load. This can contribute to the cost reduction of the vehicle posture measuring device 10.

なお、車両姿勢測定装置10が出力する自車両100の姿勢情報(ヨー角およびピッチ角)の用途には制約はない。例えば、AR画像を表示するヘッドアップディスプレイに自車両100の姿勢情報を提供し、ヘッドアップディスプレイが、当該姿勢情報に基づいて、自車両100の姿勢変化に起因するAR画像の表示位置ずれを補正してもよい。また例えば、自車両100の周辺を撮影した画像(周辺画像)に基づいて自車両100の周辺の状況(障害物の位置など)を判断する周辺状況判断装置に、自車両100の姿勢情報を提供し、周辺状況判断装置が、当該姿勢情報に基づいて自車両100の姿勢変化に起因する周辺画像のブレを補正してもよい。また例えば、自車両100の姿勢情報は、自車両100のジャイロセンサの系統誤差の較正に用いることもできる。 There are no restrictions on the use of the posture information (yaw angle and pitch angle) of the own vehicle 100 output by the vehicle posture measuring device 10. For example, the attitude information of the own vehicle 100 is provided to the head-up display that displays the AR image, and the head-up display corrects the display position shift of the AR image due to the attitude change of the own vehicle 100 based on the attitude information. You may. Further, for example, the posture information of the own vehicle 100 is provided to the peripheral situation determination device that determines the situation around the own vehicle 100 (position of obstacles, etc.) based on the image (peripheral image) taken around the own vehicle 100. Then, the peripheral situation determination device may correct the blurring of the peripheral image due to the attitude change of the own vehicle 100 based on the attitude information. Further, for example, the attitude information of the own vehicle 100 can be used for calibrating the system error of the gyro sensor of the own vehicle 100.

本実施の形態では、車両姿勢測定装置10の構成要素の全てが自車両100に搭載されているものとしたが、その一部は、自車両100との通信が可能な外部のサーバー上に構築されていてもよい。自車両100の姿勢を算出するための処理の一部がサーバーによって行われることで、車両姿勢測定装置10の演算負荷をさらに抑えることができる。 In the present embodiment, it is assumed that all the components of the vehicle posture measuring device 10 are mounted on the own vehicle 100, but some of them are constructed on an external server capable of communicating with the own vehicle 100. It may have been done. Since a part of the process for calculating the posture of the own vehicle 100 is performed by the server, the calculation load of the vehicle posture measuring device 10 can be further suppressed.

また、例えば、複数の車両の車両姿勢測定装置10が作成した時空間画像が、各車両の走行経路の情報と共に、予め定められたサーバーに蓄積されるようにしてもよい。時空間画像からは、区画線の有無や区画線の幅といった情報も分かるため、サーバーに蓄積された時空間画像を解析して各道路の区画線の状態(摩耗や剥離の有無など)を把握し、その情報をインフラ(インフラストラクチャー)整備に役立てるという活用も考えられる。 Further, for example, spatio-temporal images created by the vehicle posture measuring devices 10 of a plurality of vehicles may be stored in a predetermined server together with information on the traveling route of each vehicle. Since information such as the presence or absence of lane markings and the width of lane markings can be obtained from the spatio-temporal image, the state of lane markings on each road (presence or absence of wear or peeling, etc.) can be grasped by analyzing the spatio-temporal image stored in the server. However, it is also conceivable to utilize the information for infrastructure development.

以下、フローチャートを用いて、実施の形態1に係る車両姿勢測定装置10の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the vehicle posture measuring device 10 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart.

図10は、実施の形態1に係る車両姿勢測定装置10の動作を示すフローチャートである。スキャンラインデータ取得部11が、車載カメラ1から自車両100の前方画像を取得すると(ステップS101)、その前方画像を用いて時空間画像を作成するための処理である「時空間画像作成処理」が行われる(ステップS102)。 FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the vehicle posture measuring device 10 according to the first embodiment. When the scan line data acquisition unit 11 acquires the front image of the own vehicle 100 from the vehicle-mounted camera 1 (step S101), the “spatio-temporal image creation process” is a process for creating a spatio-temporal image using the front image. Is performed (step S102).

図11は、時空間画像作成処理のフローチャートである。時空間画像作成処理では、まず、スキャンラインデータ取得部11が、前方画像の水平スキャンライン上の輝度分布データを取得する(ステップS201)。次に、時空間画像作成部12が、時空間画像記憶部13に既に時空間画像が記憶されているか否かを確認する(ステップS202)。時空間画像記憶部13に時空間画像が記憶されていなければ(ステップS202でNO)、ステップS201で取得した輝度分布データを最初の時空間画像として、時空間画像記憶部13に記憶させる(ステップS203)。時空間画像記憶部13に時空間画像が記憶されていれば(ステップS202でYES)、その時空間画像にステップS201で取得した輝度分布データを結合して、時空間画像を更新し、更新後の時空間画像を時空間画像記憶部13に記憶させる(ステップS204)。 FIG. 11 is a flowchart of the spatiotemporal image creation process. In the spatiotemporal image creation process, first, the scan line data acquisition unit 11 acquires the luminance distribution data on the horizontal scan line of the front image (step S201). Next, the spatiotemporal image creation unit 12 confirms whether or not the spatiotemporal image storage unit 13 has already stored the spatiotemporal image (step S202). If the spatiotemporal image is not stored in the spatiotemporal image storage unit 13 (NO in step S202), the brightness distribution data acquired in step S201 is stored in the spatiotemporal image storage unit 13 as the first spatiotemporal image (step). S203). If the spatiotemporal image is stored in the spatiotemporal image storage unit 13 (YES in step S202), the spatiotemporal image is combined with the brightness distribution data acquired in step S201 to update the spatiotemporal image, and after the update. The spatiotemporal image is stored in the spatiotemporal image storage unit 13 (step S204).

図10に戻り、時空間画像作成処理(ステップS102)が完了すると、白線成分検出部14が、時空間画像から、自車両100が走行中の車線の左右の区画線111,112に対応する白線成分L1,L2を検出する(ステップS103)。白線成分検出部14は、検出した左右の白線成分L1,L2の位置を、白線情報として白線情報記憶部15に記憶させる(ステップS104)。 Returning to FIG. 10, when the spatiotemporal image creation process (step S102) is completed, the white line component detection unit 14 displays the white line corresponding to the left and right lane markings 111 and 112 of the lane in which the own vehicle 100 is traveling from the spatiotemporal image. The components L1 and L2 are detected (step S103). The white line component detection unit 14 stores the detected positions of the left and right white line components L1 and L2 in the white line information storage unit 15 as white line information (step S104).

続いて、姿勢算出部16が、白線情報記憶部15に記憶されている白線情報の履歴から、左右の白線成分L1,L2の位置の変化を検出し(ステップS105)、その変化に基づいて自車両100の姿勢を算出するための処理である「姿勢算出処理」を行う(ステップS106)。 Subsequently, the posture calculation unit 16 detects a change in the positions of the left and right white line components L1 and L2 from the history of the white line information stored in the white line information storage unit 15 (step S105), and based on the change, self. The "posture calculation process", which is a process for calculating the posture of the vehicle 100, is performed (step S106).

図12は、姿勢算出処理のフローチャートである。姿勢算出処理において、姿勢算出部16は、まず、左右の白線成分L1,L2の位置変化の方向は互いに同じか、逆かを確認する(ステップS301)。左右の白線成分L1,L2の位置変化の方向が互いに同じであれば(ステップS301で「同じ」)、姿勢算出部16は、左右の白線成分の位置変化に基づいて車両のヨー角を計算する(ステップS302)。左右の白線成分L1,L2の位置変化の方向が互いに逆であれば(ステップS301で「逆」)、姿勢算出部16は、左右の白線成分の位置変化に基づいて車両のピッチ角を計算する(ステップS303)。その後、姿勢算出部16は、最新のヨー角およびピッチ角を自車両100の姿勢情報として出力する(ステップS304)。 FIG. 12 is a flowchart of the posture calculation process. In the posture calculation process, the posture calculation unit 16 first confirms whether the directions of the positional changes of the left and right white line components L1 and L2 are the same or opposite to each other (step S301). If the directions of the positional changes of the left and right white line components L1 and L2 are the same (“same” in step S301), the posture calculation unit 16 calculates the yaw angle of the vehicle based on the positional changes of the left and right white line components. (Step S302). If the directions of the positional changes of the left and right white line components L1 and L2 are opposite to each other (“reverse” in step S301), the posture calculation unit 16 calculates the pitch angle of the vehicle based on the positional changes of the left and right white line components. (Step S303). After that, the posture calculation unit 16 outputs the latest yaw angle and pitch angle as posture information of the own vehicle 100 (step S304).

<ソフトウェア関連発明>
図13および図14は、それぞれ車両姿勢測定装置10のハードウェア構成の例を示す図である。図1に示した車両姿勢測定装置10の構成要素の各機能は、例えば図13に示す処理回路50により実現される。すなわち、車両姿勢測定装置10は、自車両100の前方を撮影した画像から、予め定められた水平スキャンライン上の輝度分布データを取得し、輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像を作成し、時空間画像から、自車両100が走行中の車線の左右の区画線のそれぞれに対応する白線成分を検出し、左右の区画線に対応する白線成分それぞれの位置の変化を検出し、左の区画線に対応する白線成分の位置と右の区画線に対応する白線成分の位置とが互いに同じ方向に変化したときは、当該変化に基づいて自車両100のヨー角を計算し、左の区画線に対応する白線成分の位置と右の区画線に対応する白線成分の位置とが互いに逆の方向に変化したときは、当該変化に基づいて自車両100のピッチ角を計算することで、自車両100の姿勢を算出するための処理回路50を備える。処理回路50は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ(中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)とも呼ばれる)を用いて構成されていてもよい。
<Software-related invention>
13 and 14 are diagrams showing an example of the hardware configuration of the vehicle posture measuring device 10, respectively. Each function of the component of the vehicle posture measuring device 10 shown in FIG. 1 is realized by, for example, the processing circuit 50 shown in FIG. That is, the vehicle posture measuring device 10 acquires the brightness distribution data on a predetermined horizontal scan line from the image taken in front of the own vehicle 100, and creates a spatiotemporal image formed by arranging the brightness distribution data in time series. Then, from the spatiotemporal image, the white line component corresponding to each of the left and right lanes of the lane in which the own vehicle 100 is traveling is detected, the change in the position of each of the white line components corresponding to the left and right lanes is detected, and the left When the position of the white line component corresponding to the lane marking line and the position of the white line component corresponding to the right lane marking change in the same direction, the yaw angle of the own vehicle 100 is calculated based on the change and the left When the position of the white line component corresponding to the lane marking and the position of the white line component corresponding to the right lane marking change in opposite directions, the pitch angle of the own vehicle 100 is calculated based on the change. A processing circuit 50 for calculating the posture of the own vehicle 100 is provided. The processing circuit 50 may be dedicated hardware, or may be a processor (Central Processing Unit (CPU), processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microprocessor, etc.) that executes a program stored in the memory. It may be configured by using a DSP (also called a Digital Signal Processor).

処理回路50が専用のハードウェアである場合、処理回路50は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。車両姿勢測定装置10の構成要素の各々の機能が個別の処理回路で実現されてもよいし、それらの機能がまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。 When the processing circuit 50 is dedicated hardware, the processing circuit 50 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable). Gate Array), or a combination of these. The functions of the components of the vehicle posture measuring device 10 may be realized by individual processing circuits, or these functions may be collectively realized by one processing circuit.

図14は、処理回路50がプログラムを実行するプロセッサ51を用いて構成されている場合における車両姿勢測定装置10のハードウェア構成の例を示している。この場合、車両姿勢測定装置10の構成要素の機能は、ソフトウェア等(ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせ)により実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ52に格納される。プロセッサ51は、メモリ52に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、車両姿勢測定装置10は、プロセッサ51により実行されるときに、自車両100の前方を撮影した画像から、予め定められた水平スキャンライン上の輝度分布データを取得する処理と、輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像を作成する処理と、時空間画像から、自車両100が走行中の車線の左右の区画線のそれぞれに対応する白線成分を検出する処理と、左右の区画線に対応する白線成分それぞれの位置の変化を検出し、左の区画線に対応する白線成分の位置と右の区画線に対応する白線成分の位置とが互いに同じ方向に変化したときは、当該変化に基づいて自車両100のヨー角を計算し、左の区画線に対応する白線成分の位置と右の区画線に対応する白線成分の位置とが互いに逆の方向に変化したときは、当該変化に基づいて自車両100のピッチ角を計算することで、自車両100の姿勢を算出する処理と、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ52を備える。換言すれば、このプログラムは、車両姿勢測定装置10の構成要素の動作の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。 FIG. 14 shows an example of the hardware configuration of the vehicle posture measuring device 10 when the processing circuit 50 is configured by using the processor 51 that executes the program. In this case, the functions of the components of the vehicle posture measuring device 10 are realized by software (software, firmware, or a combination of software and firmware). The software or the like is described as a program and stored in the memory 52. The processor 51 realizes the functions of each part by reading and executing the program stored in the memory 52. That is, the vehicle posture measuring device 10 acquires the brightness distribution data on a predetermined horizontal scan line from the image taken in front of the own vehicle 100 when executed by the processor 51, and the brightness distribution data. A process of creating a spatiotemporal image composed of the above in a time series, a process of detecting a white line component corresponding to each of the left and right lane markings of the lane in which the own vehicle 100 is traveling, and a process of detecting the left and right lane markings from the spatiotemporal image. When the change in the position of each of the white line components corresponding to is detected and the position of the white line component corresponding to the left lane line and the position of the white line component corresponding to the right lane line change in the same direction, the change is concerned. When the yaw angle of the own vehicle 100 is calculated based on, and the position of the white line component corresponding to the left lane line and the position of the white line component corresponding to the right lane line change in opposite directions, the change is made. A process of calculating the posture of the own vehicle 100 by calculating the pitch angle of the own vehicle 100 based on the above, and a memory 52 for storing a program to be executed as a result are provided. In other words, it can be said that this program causes the computer to execute the procedure and method of operation of the components of the vehicle posture measuring device 10.

ここで、メモリ52は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disc)およびそのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。 Here, the memory 52 is a non-volatile or non-volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Volatile semiconductor memory, HDD (Hard Disk Drive), magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc) and its drive device, etc., or any storage medium used in the future. You may.

以上、車両姿勢測定装置10の構成要素の機能が、ハードウェアおよびソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、車両姿勢測定装置10の一部の構成要素を専用のハードウェアで実現し、別の一部の構成要素をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、一部の構成要素については専用のハードウェアとしての処理回路50でその機能を実現し、他の一部の構成要素についてはプロセッサ51としての処理回路50がメモリ52に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。 The configuration in which the functions of the components of the vehicle posture measuring device 10 are realized by either hardware, software, or the like has been described above. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be obtained in which a part of the components of the vehicle posture measuring device 10 is realized by dedicated hardware and another part of the components is realized by software or the like. For example, for some components, the function is realized by the processing circuit 50 as dedicated hardware, and for some other components, the processing circuit 50 as the processor 51 is stored in the memory 52. It is possible to realize the function by reading and executing it.

以上のように、車両姿勢測定装置10は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 As described above, the vehicle posture measuring device 10 can realize each of the above-mentioned functions by hardware, software, or a combination thereof.

<実施の形態2>
実施の形態1では、図2のように、自車両100が走行中の車線の左右の区画線111,112が実線であることを前提としていたが、実際には左右の区画線111,112の片方または両方が破線のこともある。左右の区画線111,112いずれかが破線の場合、左右の区画線111,112が途切れた部分で、左右の白線成分L1,L2も途切れるため、その部分では姿勢算出部16が左右の白線成分L1,L2の位置の変化を検出できず、自車両100の姿勢を算出できなくなる。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, it is assumed that the left and right lane markings 111 and 112 of the lane in which the own vehicle 100 is traveling are solid lines, but in reality, the left and right lane markings 111 and 112 One or both may be dashed lines. When either the left or right division line 111 or 112 is a broken line, the left and right white line components L1 and L2 are also interrupted at the portion where the left and right division lines 111 and 112 are interrupted. The change in the position of L1 and L2 cannot be detected, and the posture of the own vehicle 100 cannot be calculated.

車両姿勢測定装置10が自車両100の姿勢を算出できない期間は、一時的にジャイロセンサ等を用いて自車両100の姿勢を算出してもよいが、実施の形態2では、左右の区画線111,112いずれかが破線である場合にも、自車両100の姿勢を算出できる車両姿勢測定装置10を提案する。 During the period when the vehicle posture measuring device 10 cannot calculate the posture of the own vehicle 100, the posture of the own vehicle 100 may be temporarily calculated using a gyro sensor or the like, but in the second embodiment, the left and right lane markings 111 , 112 We propose a vehicle posture measuring device 10 capable of calculating the posture of the own vehicle 100 even when any of the two is a broken line.

図15は、実施の形態2に係る車両姿勢測定装置10の構成を示す図である。図15の車両姿勢測定装置10の構成は、図1の構成に対し、白線成分補間部17を追加したものである。また、車両姿勢測定装置10の白線成分検出部14には、速度センサ2から自車両100の速度の情報が入力される。 FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the vehicle posture measuring device 10 according to the second embodiment. The configuration of the vehicle posture measuring device 10 of FIG. 15 is the configuration of FIG. 1 with the addition of the white line component interpolation unit 17. Further, information on the speed of the own vehicle 100 is input from the speed sensor 2 to the white line component detection unit 14 of the vehicle posture measuring device 10.

白線成分補間部17は、左右の区画線111,112に対応する左右の白線成分L1,L2が途切れた場合に、白線情報記憶部15に記憶されている白線情報(左右の白線成分L1,L2の位置)の履歴に基づいて、その途切れた部分を補間する処理を行う。例えば、自車両100が走行中の車線の右の区画線112が破線の場合、図16のように、白線成分検出部14により検出される右の白線成分L2も破線状になる。この場合、白線成分補間部17は、図17のように、右の白線成分L2の途切れた部分を補間する。 The white line component interpolation unit 17 receives white line information (left and right white line components L1, L2) stored in the white line information storage unit 15 when the left and right white line components L1 and L2 corresponding to the left and right division lines 111 and 112 are interrupted. Based on the history of (position), the process of interpolating the interrupted part is performed. For example, when the lane marking 112 on the right side of the lane in which the own vehicle 100 is traveling has a broken line, the right white line component L2 detected by the white line component detecting unit 14 also has a broken line shape, as shown in FIG. In this case, the white line component interpolation unit 17 interpolates the interrupted portion of the right white line component L2 as shown in FIG.

白線成分の途切れた部分を補間する方法はどのようなものでもよい。例えば、途切れる直前の白線成分の曲率を求め、その曲率に基づき、任意の補間法(例えば、直線補間、二次関数補間、スプライン補間など)を用いて白線成分の途切れた部分を補間する方法が考えられる。 Any method may be used to interpolate the interrupted portion of the white line component. For example, the curvature of the white line component immediately before the break is obtained, and based on the curvature, an arbitrary interpolation method (for example, linear interpolation, quadratic function interpolation, spline interpolation, etc.) is used to interpolate the broken part of the white line component. Conceivable.

実施の形態2では、破線の区画線に対応する白線成分も白線成分検出部14による検出の対象となる。そのため、白線成分検出部14は、白線成分が区画線に対応するものか否かを、白線成分の連続性から判断することが難しくなる。そこで実施の形態2では、白線成分検出部14は、速度センサ2から入力される自車両100の速度に基づいて、白線成分が続いた距離および途切れた距離を求め、それらの距離に基づいて、途切れた白線成分が区画線に対応するものか否か(すなわち、区画線が破線か否か)を判断する。 In the second embodiment, the white line component corresponding to the broken line division line is also a target of detection by the white line component detecting unit 14. Therefore, it is difficult for the white line component detection unit 14 to determine whether or not the white line component corresponds to the division line from the continuity of the white line component. Therefore, in the second embodiment, the white line component detection unit 14 obtains the distance that the white line component continues and the distance that the white line component is interrupted based on the speed of the own vehicle 100 input from the speed sensor 2, and based on those distances, It is determined whether or not the broken white line component corresponds to the lane marking (that is, whether or not the lane marking is a broken line).

破線の区画線を構成する線分の長さおよび線分間の間隔は、法律で定められているため、白線成分が続いた距離および途切れた距離から、白線成分が区画線に対応するものか否かを判断できる。例えば、日本の道路における破線の区画線は、線分の長さが6m(高速道路では8m)、間隔が9m(高速道路では12m)と定められている。これらの長さは国ごとに異なり、また、国によっては道路に打ち込まれたリベットが区画線としての役割を果たす場合もあるため、白線成分が区画線に対応するものか否かの判断基準は国によって変更する必要がある。 Since the length of the line segment and the interval between the line segments that make up the dashed line are stipulated by law, whether or not the white line component corresponds to the line segment from the distance that the white line component continues and the distance that is interrupted. Can be judged. For example, a broken line segment on a Japanese road has a line segment length of 6 m (8 m on an expressway) and an interval of 9 m (12 m on an expressway). These lengths vary from country to country, and in some countries the rivets driven into the road may act as lane markings, so the criteria for determining whether the white line component corresponds to the lane markings is Needs to change from country to country.

なお、実施の形態1の車両姿勢測定装置10においても、白線成分検出部14が、破線の区画線に対応する白線成分も検出の対象とする場合には、白線成分が続いた距離および途切れた距離に基づいて、途切れた白線成分が区画線に対応するものか否かを判断してもよい。 Also in the vehicle posture measuring device 10 of the first embodiment, when the white line component detecting unit 14 also detects the white line component corresponding to the broken line, the distance and the interruption of the white line component are interrupted. Based on the distance, it may be determined whether or not the broken white line component corresponds to the lane marking.

白線成分補間部17は、白線成分検出部14において、途切れた白線成分が破線の区画線に対応すると判断された場合に、白線成分の途切れた部分を補間すればよい。また、姿勢算出部16は、補間された後の左右の白線成分L1,L2に基づいて、自車両100の姿勢を算出する。よって、姿勢算出部16は、左右の区画線111,112のいずれかが破線であっても、自車両100の姿勢を算出することができる。 When the white line component detecting unit 14 determines that the broken white line component corresponds to the broken line, the white line component interpolation unit 17 may interpolate the broken portion of the white line component. Further, the posture calculation unit 16 calculates the posture of the own vehicle 100 based on the left and right white line components L1 and L2 after being interpolated. Therefore, the posture calculation unit 16 can calculate the posture of the own vehicle 100 even if any of the left and right lane markings 111 and 112 is a broken line.

以下、フローチャートを用いて、実施の形態2に係る車両姿勢測定装置10の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the vehicle posture measuring device 10 according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart.

図18は、実施の形態2に係る車両姿勢測定装置10の動作を示すフローチャートである。図18のフローは、図10のフローのステップS103とステップS104との間に、後述するステップS111,S112を挿入したものである。 FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the vehicle posture measuring device 10 according to the second embodiment. In the flow of FIG. 18, steps S111 and S112, which will be described later, are inserted between steps S103 and S104 of the flow of FIG.

スキャンラインデータ取得部11が、車載カメラ1から自車両100の前方画像を取得すると(ステップS101)、図11に示した時空間画像作成処理により時空間画像が作成される(ステップS102)。 When the scan line data acquisition unit 11 acquires the front image of the own vehicle 100 from the vehicle-mounted camera 1 (step S101), the spatio-temporal image is created by the spatio-temporal image creation process shown in FIG. 11 (step S102).

続いて、白線成分検出部14が、時空間画像から、自車両100が走行中の車線の左右の区画線111,112に対応する白線成分L1,L2を検出する(ステップS103)。このとき、白線成分検出部14が左右の区画線111,112に対応する白線成分L1,L2を検出できれば、白線成分検出部14は、白線成分L1,L2途切れていないと判断し(ステップS111でNO)、ステップS104へ進む。しかし、白線成分検出部14が左右の区画線111,112に対応する白線成分L1,L2のいずれかを検出できなかった場合は、白線成分検出部14は、白線成分L1またはL2が途切れていると判断し(ステップS111でYES)、白線成分を補間するための「白線成分補間処理」が行われる(ステップS112)。 Subsequently, the white line component detection unit 14 detects the white line components L1 and L2 corresponding to the left and right lane markings 111 and 112 of the lane in which the own vehicle 100 is traveling from the spatiotemporal image (step S103). At this time, if the white line component detection unit 14 can detect the white line components L1 and L2 corresponding to the left and right division lines 111 and 112, the white line component detection unit 14 determines that the white line components L1 and L2 are not interrupted (in step S111). NO), the process proceeds to step S104. However, if the white line component detecting unit 14 cannot detect any of the white line components L1 and L2 corresponding to the left and right marking lines 111 and 112, the white line component detecting unit 14 interrupts the white line component L1 or L2. (YES in step S111), and "white line component interpolation processing" for interpolating the white line component is performed (step S112).

図19は、白線成分補間処理のフローチャートである。白線成分補間処理では、まず、白線成分検出部14が、自車両100の速度に基づき、途切れた白線成分L1またはL2が続いた距離および途切れた距離を算出する(ステップS401)。そして、白線成分検出部14は、白線成分L1またはL2が続いた距離および途切れた距離に基づいて、途切れた白線成分L1またはL2が破線の区画線に対応するものか否かを判断する(ステップS402)。 FIG. 19 is a flowchart of the white line component interpolation processing. In the white line component interpolation processing, first, the white line component detection unit 14 calculates the distance followed by the interrupted white line components L1 or L2 and the interrupted distance based on the speed of the own vehicle 100 (step S401). Then, the white line component detection unit 14 determines whether or not the interrupted white line component L1 or L2 corresponds to the broken line division line based on the distance that the white line component L1 or L2 continues and the distance that the white line component L2 is interrupted (step). S402).

途切れた白線成分L1またはL2が破線の区画線に対応すると判断されれば(ステップS403でYES)、白線成分補間部17は、白線情報記憶部15に記憶されている白線情報(左右の白線成分L1,L2の位置)の履歴に基づいて、白線成分L1またはL2の途切れた部分を補間する(ステップS404)。なお、途切れた白線成分L1またはL2が破線の区画線でないと判断された場合は(ステップS403でNO)、ステップS404は実行されない。 If it is determined that the interrupted white line component L1 or L2 corresponds to the broken line division line (YES in step S403), the white line component interpolation unit 17 performs the white line information (left and right white line components) stored in the white line information storage unit 15. Based on the history of the positions of L1 and L2), the interrupted portion of the white line component L1 or L2 is interpolated (step S404). If it is determined that the interrupted white line component L1 or L2 is not a broken line division line (NO in step S403), step S404 is not executed.

図18に戻り、ステップS104では、白線成分検出部14が検出した左右の白線成分L1,L2の位置、または、白線成分補間部17により補間された白線成分L1,L2の位置が、白線情報として白線情報記憶部15に記憶される。 Returning to FIG. 18, in step S104, the positions of the left and right white line components L1 and L2 detected by the white line component detection unit 14 or the positions of the white line components L1 and L2 interpolated by the white line component interpolation unit 17 are used as white line information. It is stored in the white line information storage unit 15.

その後は、実施の形態1と同様に、姿勢算出部16が、白線情報記憶部15に記憶されている白線情報の履歴から、左右の白線成分L1,L2の位置の変化を検出し(ステップS105)、その変化に基づいて姿勢算出処理が行われ(ステップS106)、その結果、姿勢算出部16から、自車両100の姿勢情報(ヨー角およびピッチ角)が出力される。 After that, as in the first embodiment, the posture calculation unit 16 detects changes in the positions of the left and right white line components L1 and L2 from the history of the white line information stored in the white line information storage unit 15 (step S105). ), The posture calculation process is performed based on the change (step S106), and as a result, the posture information (yaw angle and pitch angle) of the own vehicle 100 is output from the posture calculation unit 16.

<実施の形態3>
例えば、自車両100が右へ車線変更すると、車線変更の前は自車両100の右側に位置していた区画線が、自車両100の左側に位置するようになる。逆に、自車両100が左へ車線変更すると、車線変更の前は自車両100の左側に位置していた区画線が、自車両100の右側に位置するようになる。つまり、自車両100が車線変更する途中で、左右の区画線が別のものに変わる。
<Embodiment 3>
For example, when the own vehicle 100 changes lanes to the right, the lane markings that were located on the right side of the own vehicle 100 before the lane change become located on the left side of the own vehicle 100. On the contrary, when the own vehicle 100 changes lanes to the left, the lane marking that was located on the left side of the own vehicle 100 before the lane change becomes located on the right side of the own vehicle 100. That is, while the own vehicle 100 is changing lanes, the left and right lane markings are changed to different ones.

実施の形態1では、白線成分検出部14が、白線成分の連続性に基づいて、自車両100が走行中の車線の左右の区画線に対応する白線成分を検出した。しかし、自車両100が車線変更すると、左右の区画線の連続性が失われるため、白線成分検出部14が、左右の区画線を正しく検出できなくなり、姿勢算出部16が自車両100の姿勢を正しく算出できなくなるおそれがある。そこで、実施の形態3では、自車両100が車線変更した場合でも、自車両100の姿勢を算出できる車両姿勢測定装置10を提案する。 In the first embodiment, the white line component detection unit 14 detects the white line component corresponding to the left and right lane markings of the lane in which the own vehicle 100 is traveling, based on the continuity of the white line component. However, when the own vehicle 100 changes lanes, the continuity of the left and right lane markings is lost, so that the white line component detection unit 14 cannot correctly detect the left and right lane markings, and the attitude calculation unit 16 determines the posture of the own vehicle 100. It may not be possible to calculate correctly. Therefore, in the third embodiment, we propose a vehicle posture measuring device 10 that can calculate the posture of the own vehicle 100 even when the own vehicle 100 changes lanes.

図20は、実施の形態3に係る車両姿勢測定装置10の構成を示す図である。図20の車両姿勢測定装置10の構成は、図1の構成に対し、車線変更判断部18を追加したものである。 FIG. 20 is a diagram showing the configuration of the vehicle posture measuring device 10 according to the third embodiment. The configuration of the vehicle posture measuring device 10 of FIG. 20 is obtained by adding a lane change determination unit 18 to the configuration of FIG.

車線変更判断部18は、白線成分検出部14が検出した左右の区画線に対応する白線成分の位置と、白線情報記憶部15に記憶されている白線情報の履歴とに基づいて、左右の区画線に対応する白線成分のいずれかの位置が、時空間画像の中央を横切ったか否かを判断する。そして、自車両100が走行中の車線の左右の区画線に対応する白線成分のいずれかの位置が、時空間画像の中央を横切ると、白線情報記憶部15は、自車両100が車線変更したと判断し、その旨を白線成分検出部14へ通知する。 The lane change determination unit 18 determines the left and right divisions based on the positions of the white line components corresponding to the left and right division lines detected by the white line component detection unit 14 and the history of the white line information stored in the white line information storage unit 15. It is determined whether or not the position of any of the white line components corresponding to the line crosses the center of the spatiotemporal image. Then, when any position of the white line component corresponding to the left and right lane markings of the lane in which the own vehicle 100 is traveling crosses the center of the spatiotemporal image, the white line information storage unit 15 changes the lane of the own vehicle 100. Is determined, and the white line component detection unit 14 is notified to that effect.

図21は、自車両100が車線変更した場合に時空間画像から抽出される白線成分の一例である。例えば、白線成分L2が時空間画像の中心を右から左へ横切ると(図22の時刻T)、白線成分検出部14は、自車両100が右へ車線変更したと判断し、その旨を白線成分検出部14へ通知する。また、白線成分L2が時空間画像の中心を左から右へ横切ると(図22の時刻T)、白線成分検出部14は、自車両100が左へ車線変更したと判断し、その旨を白線成分検出部14へ通知する。FIG. 21 is an example of a white line component extracted from a spatiotemporal image when the own vehicle 100 changes lanes. For example, if the white line component L2 crosses the center of the space-time image from right to left (time T 1 of the FIG. 22), the white line component detection unit 14 determines that the vehicle 100 has lane change to the right, to that effect Notify the white line component detection unit 14. Further, when the white line component L2 crosses the center of the space-time image from left to right (the time T 2 of the FIG. 22), the white line component detection unit 14 determines that the vehicle 100 has lane-changed to the left, to that effect Notify the white line component detection unit 14.

白線成分検出部14は、車線変更判断部18から自車両100が車線変更した旨の通知を受けると、左右の区画線と白線成分との対応付けをリセットする。例えば、白線成分検出部14は、図22の時刻Tで、自車両100が右へ車線変更した旨の通知を受けると、時空間画像の中央を横切った白線成分L2を左の区画線に対応するものとして設定し、時空間画像の右側に新たに現れた白線成分L3を右の区画線に対応するものとして設定する。また、白線成分検出部14は、図22の時刻Tで、自車両100が左へ車線変更した旨の通知を受けると、時空間画像の中央を横切った白線成分L2を右の区画線に対応するものとして設定し、時空間画像の右側に新たに現れた白線成分L1を左の区画線に対応するものとして設定する。When the white line component detection unit 14 receives a notification from the lane change determination unit 18 that the own vehicle 100 has changed lanes, the white line component detection unit 14 resets the association between the left and right lane markings and the white line component. For example, the white line component detector 14, at time T 1 of the FIG. 22, when receiving the notification that the vehicle 100 has lane change to the right, the white line component L2 having traversed center of the spatio-temporal image to the left lane line It is set as corresponding, and the white line component L3 newly appearing on the right side of the spatiotemporal image is set as corresponding to the right lane marking. Further, the white line component detector 14, at time T 2 of the FIG. 22, when receiving the notification that the vehicle 100 has lane-changed to the left, the white line component L2 having traversed the center of the spatio-temporal image to the right lane line It is set as corresponding, and the white line component L1 newly appearing on the right side of the spatiotemporal image is set as corresponding to the left lane marking.

その結果、白線成分検出部14は、車線変更後に自車両100が走行する車線の左右の区画線に対応する白線成分を正しく認識でき、車線変更後も左右の区画線に対応する白線成分を正しく検出できるようになる。よって、姿勢算出部16は、自車両100が車線変更しても、自車両100の姿勢を正しく算出することができ、安定した動作が可能になる。 As a result, the white line component detection unit 14 can correctly recognize the white line component corresponding to the left and right lane markings of the lane in which the own vehicle 100 travels after the lane change, and correctly recognizes the white line component corresponding to the left and right lane markings even after the lane change. You will be able to detect it. Therefore, the posture calculation unit 16 can correctly calculate the posture of the own vehicle 100 even if the own vehicle 100 changes lanes, and stable operation becomes possible.

なお、実施の形態3の車線変更判断部18は、実施の形態2の車両姿勢測定装置10にも適用可能である。また、車線変更判断部18が判断した自車両100が車線変更の有無および車線変更の方向の情報は、他の用途に流用してもよい。例えば、自車両100の現在地を算出するロケータ装置にそれらの情報を提供し、ロケータ装置が、自車両100の現在位置(自車両100が位置する車線)の補正にそれらの情報を用いてもよい。 The lane change determination unit 18 of the third embodiment can also be applied to the vehicle posture measuring device 10 of the second embodiment. Further, the information on whether or not the own vehicle 100 has changed lanes and the direction of lane change, which is determined by the lane change determination unit 18, may be diverted to other uses. For example, the information may be provided to a locator device that calculates the current location of the own vehicle 100, and the locator device may use the information to correct the current position of the own vehicle 100 (the lane in which the own vehicle 100 is located). ..

以下、フローチャートを用いて、実施の形態3に係る車両姿勢測定装置10の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the vehicle posture measuring device 10 according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart.

図23は、実施の形態3に係る車両姿勢測定装置10の動作を示すフローチャートである。図23のフローは、図10のフローのステップS103とステップS104との間に、後述するステップS121,S122を挿入したものである。 FIG. 23 is a flowchart showing the operation of the vehicle posture measuring device 10 according to the third embodiment. In the flow of FIG. 23, steps S121 and S122, which will be described later, are inserted between steps S103 and S104 of the flow of FIG.

スキャンラインデータ取得部11が、車載カメラ1から自車両100の前方画像を取得すると(ステップS101)、図11に示した時空間画像作成処理により時空間画像が作成される(ステップS102)。 When the scan line data acquisition unit 11 acquires the front image of the own vehicle 100 from the vehicle-mounted camera 1 (step S101), the spatio-temporal image is created by the spatio-temporal image creation process shown in FIG. 11 (step S102).

続いて、白線成分検出部14が、時空間画像から、自車両100が走行中の車線の左右の区画線に対応する白線成分を検出する(ステップS103)。このとき、車線変更判断部18が、左右の白線成分のいずれかが時空間画像の中央を横切ったか否かを確認する(ステップS121)。いずれかの白線成分が時空間画像の中央を横切っていなければ(ステップS121でNO)、ステップS104へ進む。しかし、いずれかの白線成分が時空間画像の中央を横切っていれば(ステップS121でYES)、車線変更判断部18は、自車両100が車線変更したと判断し、その旨を白線成分検出部14へ通知する。そして、白線成分検出部14において、左右の区画線と白線成分との対応付けをリセットするための「車線変更対応処理」が行われる(ステップS122)。 Subsequently, the white line component detection unit 14 detects the white line component corresponding to the left and right lane markings of the lane in which the own vehicle 100 is traveling from the spatiotemporal image (step S103). At this time, the lane change determination unit 18 confirms whether or not any of the left and right white line components crosses the center of the spatiotemporal image (step S121). If any of the white line components does not cross the center of the spatiotemporal image (NO in step S121), the process proceeds to step S104. However, if any of the white line components crosses the center of the spatiotemporal image (YES in step S121), the lane change determination unit 18 determines that the own vehicle 100 has changed lanes, and the white line component detection unit indicates that fact. Notify 14 Then, in the white line component detection unit 14, "lane change correspondence processing" for resetting the association between the left and right lane markings and the white line component is performed (step S122).

図24は、車線変更対応処理のフローチャートである。車線変更対応処理では、まず、車線変更判断部18が、白線成分が時空間画像の中央を横切った方向から、自車両100の車線変更の方向を判断する(ステップS501)。 FIG. 24 is a flowchart of the lane change correspondence process. In the lane change handling process, first, the lane change determination unit 18 determines the direction of the lane change of the own vehicle 100 from the direction in which the white line component crosses the center of the spatiotemporal image (step S501).

車線変更の方向が左であれば(ステップS502で「左」)、白線成分検出部14は、時空間画像の中央を横切った白線成分を右の区画線に対応するものとして設定し(ステップS503)、時空間画像の右側に新たに現れた白線成分を左の区画線に対応するものとして設定する(ステップS504)。逆に、車線変更の方向が右であれば(ステップS502で「右」)、白線成分検出部14は、時空間画像の中央を横切った白線成分を左の区画線に対応するものとして設定し(ステップS505)、時空間画像の左側に新たに現れた白線成分を右の区画線に対応するものとして設定する(ステップS506)。 If the direction of lane change is to the left (“left” in step S502), the white line component detection unit 14 sets the white line component that crosses the center of the spatiotemporal image as corresponding to the right lane marking (step S503). ), The white line component newly appearing on the right side of the spatiotemporal image is set as corresponding to the left division line (step S504). Conversely, if the direction of lane change is to the right (“right” in step S502), the white line component detection unit 14 sets the white line component that crosses the center of the spatiotemporal image as corresponding to the left lane marking. (Step S505), the white line component newly appearing on the left side of the spatiotemporal image is set as corresponding to the right lane marking (step S506).

図23に戻り、ステップS104では、白線成分検出部14が検出した左右の白線成分の位置、または、車線変更対応処理により左右の区画線に対応するものとして設定された白線成分の位置が、白線情報として白線情報記憶部15に記憶される。 Returning to FIG. 23, in step S104, the positions of the left and right white line components detected by the white line component detection unit 14 or the positions of the white line components set to correspond to the left and right lane markings by the lane change correspondence process are the white lines. The information is stored in the white line information storage unit 15.

その後は、実施の形態1と同様に、姿勢算出部16が、白線情報記憶部15に記憶されている白線情報の履歴から、左右の白線成分の位置の変化を検出し(ステップS105)、その変化に基づいて姿勢算出処理が行われ(ステップS106)、その結果、姿勢算出部16から、自車両100の姿勢情報(ヨー角およびピッチ角)が出力される。 After that, as in the first embodiment, the posture calculation unit 16 detects a change in the position of the left and right white line components from the history of the white line information stored in the white line information storage unit 15 (step S105). The posture calculation process is performed based on the change (step S106), and as a result, the posture calculation unit 16 outputs the posture information (yaw angle and pitch angle) of the own vehicle 100.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 In the present invention, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.

本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。 Although the present invention has been described in detail, the above description is exemplary in all embodiments and the invention is not limited thereto. It is understood that innumerable variations not illustrated can be assumed without departing from the scope of the present invention.

1 車載カメラ、2 速度センサ、10 車両姿勢測定装置、11 スキャンラインデータ取得部、12 時空間画像作成部、13 時空間画像記憶部、14 白線成分検出部、15 白線情報記憶部、16 姿勢算出部、17 白線成分補間部、18 車線変更判断部、100 自車両、101 先行車両、102 対向車両、SL 水平スキャンライン、111,112 区画線、L1,L2,L3 白線成分、50 処理回路、51 プロセッサ、52 メモリ。 1 in-vehicle camera, 2 speed sensor, 10 vehicle attitude measuring device, 11 scan line data acquisition unit, 12 spatiotemporal image creation unit, 13 spatiotemporal image storage unit, 14 white line component detection unit, 15 white line information storage unit, 16 attitude calculation Department, 17 white line component interpolation part, 18 lane change judgment part, 100 own vehicle, 101 preceding vehicle, 102 oncoming vehicle, SL horizontal scan line, 111,112 lane marking line, L1, L2, L3 white line component, 50 processing circuit, 51 Processor, 52 memory.

Claims (6)

車両の前方を撮影した画像から、予め定められた水平スキャンライン上の輝度分布データを取得するスキャンラインデータ取得部と、
前記輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像を作成する時空間画像作成部と、
前記時空間画像から、前記車両が走行中の車線の左右の区画線のそれぞれに対応する白線成分を検出する白線成分検出部と、
前記左右の区画線に対応する前記白線成分それぞれの位置の変化を検出し、前記左の区画線に対応する前記白線成分の位置と前記右の区画線に対応する前記白線成分の位置とが互いに同じ方向に変化したときは、当該変化に基づいて前記車両のヨー角を計算し、前記左の区画線に対応する前記白線成分の位置と前記右の区画線に対応する前記白線成分の位置とが互いに逆の方向に変化したときは、当該変化に基づいて前記車両のピッチ角を計算することで、前記車両の姿勢を算出する姿勢算出部と、
を備える車両姿勢測定装置。
A scan line data acquisition unit that acquires brightness distribution data on a predetermined horizontal scan line from an image taken in front of the vehicle, and a scan line data acquisition unit.
A spatiotemporal image creation unit that creates a spatiotemporal image composed of the luminance distribution data arranged in chronological order,
From the spatio-temporal image, a white line component detection unit that detects a white line component corresponding to each of the left and right lane markings of the lane in which the vehicle is traveling, and a white line component detection unit.
The change in the position of each of the white line components corresponding to the left and right division lines is detected, and the position of the white line component corresponding to the left division line and the position of the white line component corresponding to the right division line are mutually aligned. When the vehicle changes in the same direction, the yaw angle of the vehicle is calculated based on the change, and the position of the white line component corresponding to the left lane marking and the position of the white line component corresponding to the right lane marking are used. When the numbers change in opposite directions, the posture calculation unit that calculates the posture of the vehicle by calculating the pitch angle of the vehicle based on the change, and the posture calculation unit.
A vehicle posture measuring device including.
前記左右の区画線に対応する前記白線成分のいずれかが途切れたときに、前記白線成分の途切れた部分を補間する白線成分補間部をさらに備える、
請求項1に記載の車両姿勢測定装置。
A white line component interpolation unit that interpolates the interrupted portion of the white line component when any of the white line components corresponding to the left and right dividing lines is interrupted is further provided.
The vehicle posture measuring device according to claim 1.
前記白線成分補間部は、途切れる直前の前記白線成分の曲率に基づいて、前記白線成分の途切れた部分を補間する、
請求項2に記載の車両姿勢測定装置。
The white line component interpolation unit interpolates the interrupted portion of the white line component based on the curvature of the white line component immediately before the interruption.
The vehicle posture measuring device according to claim 2.
前記白線成分検出部は、前記車両の速度に基づいて前記白線成分が続いた距離および途切れた距離を求め、それらの距離に基づいて、途切れた前記白線成分が前記区画線に対応するものか否かを判断し、
前記白線成分補間部は、途切れた前記白線成分が前記区画線に対応すると判断された場合に前記白線成分の途切れた部分を補間する、
請求項2に記載の車両姿勢測定装置。
The white line component detection unit obtains the distance that the white line component continues and the distance that the white line component is interrupted based on the speed of the vehicle, and based on those distances, whether or not the interrupted white line component corresponds to the division line. Judge and
The white line component interpolation unit interpolates the interrupted portion of the white line component when it is determined that the interrupted white line component corresponds to the division line.
The vehicle posture measuring device according to claim 2.
前記左右の区画線に対応する前記白線成分のいずれかの位置が、前記時空間画像の中央を横切ると、前記車両が車線変更したと判断する車線変更判断部をさらに備える、
請求項1に記載の車両姿勢測定装置。
A lane change determination unit for determining that the vehicle has changed lanes when any position of the white line component corresponding to the left and right lane markings crosses the center of the spatiotemporal image is further provided.
The vehicle posture measuring device according to claim 1.
車両姿勢測定装置のスキャンラインデータ取得部が、車両の前方を撮影した画像から、予め定められた水平スキャンライン上の輝度分布データを取得し、
前記車両姿勢測定装置の時空間画像作成部が、前記輝度分布データを時系列に並べて成る時空間画像を作成し、
前記車両姿勢測定装置の白線成分検出部が、前記時空間画像から、前記車両が走行中の車線の左右の区画線のそれぞれに対応する白線成分を検出し、
前記車両姿勢測定装置の姿勢算出部が、前記左右の区画線に対応する前記白線成分それぞれの位置の変化を検出し、前記左の区画線に対応する前記白線成分の位置と前記右の区画線に対応する前記白線成分の位置とが互いに同じ方向に変化したときは、当該変化に基づいて前記車両のヨー角を計算し、前記左の区画線に対応する前記白線成分の位置と前記右の区画線に対応する前記白線成分の位置とが互いに逆の方向に変化したときは、当該変化に基づいて前記車両のピッチ角を計算することで、前記車両の姿勢を算出する、
車両姿勢測定方法。
The scan line data acquisition unit of the vehicle attitude measuring device acquires the brightness distribution data on a predetermined horizontal scan line from the image taken in front of the vehicle.
The spatiotemporal image creation unit of the vehicle posture measuring device creates a spatiotemporal image formed by arranging the luminance distribution data in time series.
The white line component detection unit of the vehicle posture measuring device detects the white line component corresponding to each of the left and right lane markings of the lane in which the vehicle is traveling from the spatiotemporal image.
The posture calculation unit of the vehicle posture measuring device detects a change in the position of each of the white line components corresponding to the left and right lane markings, and the position of the white line component corresponding to the left lane marking and the right lane marking line. When the positions of the white line components corresponding to the above change in the same direction, the yaw angle of the vehicle is calculated based on the changes, and the position of the white line component corresponding to the left lane marking and the right side are calculated. When the positions of the white line components corresponding to the lane markings change in opposite directions, the posture of the vehicle is calculated by calculating the pitch angle of the vehicle based on the changes.
Vehicle posture measurement method.
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