JP3330285B2 - 車両の白線検出装置 - Google Patents
車両の白線検出装置Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両の白線検出
装置に関し、より具体的には高速道路などを撮像して撮
像画像の二値化ないしエッジ検出を行って破線状白線
(レーンマーカあるいは走行路区分線)を検知すると
き、簡易かつ適切にしきい値を設定し、精度良く破線状
白線を検出するようにしたものに関する。
装置に関し、より具体的には高速道路などを撮像して撮
像画像の二値化ないしエッジ検出を行って破線状白線
(レーンマーカあるいは走行路区分線)を検知すると
き、簡易かつ適切にしきい値を設定し、精度良く破線状
白線を検出するようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】近時、車両走行制御技術の一つとして、
CCDカメラなどのイメージセンサを車両に搭載して高
速道路などにおいて車両前方の走行路を撮像し、白線を
検出することが提案されている。そのような技術におい
ては、撮像した路面画像を二値化することで必要な情報
量を圧縮しており、例えば、特開平4−127283号
公報は、撮像素子の飽和値を超える入力があった際に
も、しきい値を適切に算出する技術を提案している。
CCDカメラなどのイメージセンサを車両に搭載して高
速道路などにおいて車両前方の走行路を撮像し、白線を
検出することが提案されている。そのような技術におい
ては、撮像した路面画像を二値化することで必要な情報
量を圧縮しており、例えば、特開平4−127283号
公報は、撮像素子の飽和値を超える入力があった際に
も、しきい値を適切に算出する技術を提案している。
【0003】更に、特開平5−20593号公報は、道
路画像データの中で輝度(明度あるいは濃度)の最大値
から一定値を減算した値をしきい値とする技術を提案し
ている。また、特開平5−46242号公報はカラーカ
メラを使用すると共に、道路画像データから所定領域内
の平均輝度と平均色度を算出し、その値を比較すること
で白線を識別している。
路画像データの中で輝度(明度あるいは濃度)の最大値
から一定値を減算した値をしきい値とする技術を提案し
ている。また、特開平5−46242号公報はカラーカ
メラを使用すると共に、道路画像データから所定領域内
の平均輝度と平均色度を算出し、その値を比較すること
で白線を識別している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】道路画像データにおい
て、その明度(輝度あるいは濃度)は道路面の状態によ
って大きく異なる。例えば、降雨によって濡れている場
合と炎天下で乾燥し切っている場合とで異なり、また道
路がアスファルト舗装であるかコンクリート構造である
かによっても異なる。更に、補修などによって路面の一
部が明度において他の部分と異なる場合も生じ得る。更
に、天候や日照の相違によっても、その明度は当然なが
ら相違する。
て、その明度(輝度あるいは濃度)は道路面の状態によ
って大きく異なる。例えば、降雨によって濡れている場
合と炎天下で乾燥し切っている場合とで異なり、また道
路がアスファルト舗装であるかコンクリート構造である
かによっても異なる。更に、補修などによって路面の一
部が明度において他の部分と異なる場合も生じ得る。更
に、天候や日照の相違によっても、その明度は当然なが
ら相違する。
【0005】このように道路画像データの輝度は走行環
境によって大きく異なり、従って二値化処理ないしはエ
ッジ検出処理を行うときにも走行環境に応じてしきい値
を適正に設定する必要があるが、その点において上記し
た特開平4−127283号および特開平5−2059
3号公報記載の技術は、必ずしも十分ではなかった。更
に、特開平5−46242号公報記載の技術は、カラー
カメラを使用するなど、構成が複雑であった。
境によって大きく異なり、従って二値化処理ないしはエ
ッジ検出処理を行うときにも走行環境に応じてしきい値
を適正に設定する必要があるが、その点において上記し
た特開平4−127283号および特開平5−2059
3号公報記載の技術は、必ずしも十分ではなかった。更
に、特開平5−46242号公報記載の技術は、カラー
カメラを使用するなど、構成が複雑であった。
【0006】従って、この発明は従来技術の上記した欠
点を解消することを目的とし、走行道路を撮像し、撮像
画像の二値化ないしはエッジ検出を行って白線(破線状
白線)を検出するものにおいて、どのような走行環境に
おいても適正かつ簡易にしきい値を設定して白線を精度
良く検出できるようにした車両の白線検出装置を提供す
ることを目的とする。
点を解消することを目的とし、走行道路を撮像し、撮像
画像の二値化ないしはエッジ検出を行って白線(破線状
白線)を検出するものにおいて、どのような走行環境に
おいても適正かつ簡易にしきい値を設定して白線を精度
良く検出できるようにした車両の白線検出装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、この発明に係る車両の白線検出装置は請求項1
項において、車両の進行方向の走行路面を含む走行路を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した撮像画像
内の平均明度を算出する平均明度算出手段と、前記算出
された平均明度の時間的変化から周波数信号と前記周波
数信号の複数サイクル間の平均明度を算出する周波数信
号算出手段と、前記周波数信号に基づいて白線が存在す
るか否か判定する判定手段と、白線が存在すると推定さ
れるとき、前記周波数信号および前記周波数信号の複数
サイクル間の平均明度に基づいて前記撮像画像内の白線
とそれ以外の路面の明度を算出し、それに基づいてしき
い値を算出するしきい値算出手段と、前記算出されたし
きい値に基づいて前記撮像画像を二値化する二値化手段
と、および前記二値化された撮像画像から白線を検出す
る白線検出手段とを備える如く構成した。
ために、この発明に係る車両の白線検出装置は請求項1
項において、車両の進行方向の走行路面を含む走行路を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した撮像画像
内の平均明度を算出する平均明度算出手段と、前記算出
された平均明度の時間的変化から周波数信号と前記周波
数信号の複数サイクル間の平均明度を算出する周波数信
号算出手段と、前記周波数信号に基づいて白線が存在す
るか否か判定する判定手段と、白線が存在すると推定さ
れるとき、前記周波数信号および前記周波数信号の複数
サイクル間の平均明度に基づいて前記撮像画像内の白線
とそれ以外の路面の明度を算出し、それに基づいてしき
い値を算出するしきい値算出手段と、前記算出されたし
きい値に基づいて前記撮像画像を二値化する二値化手段
と、および前記二値化された撮像画像から白線を検出す
る白線検出手段とを備える如く構成した。
【0008】請求項2項においては、車両の進行方向の
走行路面を含む走行路を撮像する撮像手段と、前記撮像
手段が撮像した撮像画像内の平均明度を算出する平均明
度算出手段と、前記算出された平均明度の時間的変化か
ら周波数信号と前記周波数信号の複数サイクル間の平均
明度を算出する周波数信号算出手段と、前記周波数信号
に基づいて白線が存在するか否か判定する判定手段と、
白線が存在すると推定されるとき、前記周波数信号およ
び前記周波数信号の複数サイクル間の平均明度に基づい
て前記撮像画像内の白線とそれ以外の路面の明度を算出
し、それに基づいてしきい値を算出するしきい値算出手
段と、前記算出されたしきい値に基づいて前記撮像画像
のエッジを検出するエッジ検出手段と、および前記検出
されたエッジ画像から白線を検出する白線検出手段とを
備える如く構成した。
走行路面を含む走行路を撮像する撮像手段と、前記撮像
手段が撮像した撮像画像内の平均明度を算出する平均明
度算出手段と、前記算出された平均明度の時間的変化か
ら周波数信号と前記周波数信号の複数サイクル間の平均
明度を算出する周波数信号算出手段と、前記周波数信号
に基づいて白線が存在するか否か判定する判定手段と、
白線が存在すると推定されるとき、前記周波数信号およ
び前記周波数信号の複数サイクル間の平均明度に基づい
て前記撮像画像内の白線とそれ以外の路面の明度を算出
し、それに基づいてしきい値を算出するしきい値算出手
段と、前記算出されたしきい値に基づいて前記撮像画像
のエッジを検出するエッジ検出手段と、および前記検出
されたエッジ画像から白線を検出する白線検出手段とを
備える如く構成した。
【0009】請求項3項においては、前記平均明度算出
手段は、前記撮像画像の一部を処理領域として設定する
処理領域設定手段を有する如く構成した。
手段は、前記撮像画像の一部を処理領域として設定する
処理領域設定手段を有する如く構成した。
【0010】
【作用】請求項1項においては、周波数信号を求め、そ
れに基づいて白線が存在すると推定されるとき、前記周
波数信号およびその複数サイクル間の平均明度に基づい
て撮像画像内の白線とそれ以外の路面の明度を算出し、
それに基づいてしきい値を算出し、算出されたしきい値
に基づいて撮像画像を二値化して白線を検出するように
したので、どのような道路環境でもしきい値を適正に求
めて白線を精度良く検出することができる。また、構成
も簡易である。
れに基づいて白線が存在すると推定されるとき、前記周
波数信号およびその複数サイクル間の平均明度に基づい
て撮像画像内の白線とそれ以外の路面の明度を算出し、
それに基づいてしきい値を算出し、算出されたしきい値
に基づいて撮像画像を二値化して白線を検出するように
したので、どのような道路環境でもしきい値を適正に求
めて白線を精度良く検出することができる。また、構成
も簡易である。
【0011】請求項2項においてもどのような道路環境
でもしきい値を適正に求めてエッジを検出することがで
き、よって白線を精度良く検出することができる。ま
た、構成も簡易である。
でもしきい値を適正に求めてエッジを検出することがで
き、よって白線を精度良く検出することができる。ま
た、構成も簡易である。
【0012】請求項3項においては、前記撮像画像の一
部を処理領域として設定するように構成したので、演算
量を低減することができ、構成を一層簡易にすることが
できる。
部を処理領域として設定するように構成したので、演算
量を低減することができ、構成を一層簡易にすることが
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【0014】図1はこの発明に係る車両の白線検出装置
を備えた車両10を全体的に示す説明透視図である。
を備えた車両10を全体的に示す説明透視図である。
【0015】図1において符号12は前記した撮像手段
たる1基のCCDカメラ(モノクロTVカメラ)を示
し、運転席上方のルームミラー取り付け位置に固定され
て車両進行方向を単眼視する。また、車両のドライブシ
ャフト(図示せず)の付近にはホトインタラプタなどか
らなる車速センサ14が設けられ、車両の走行速度を検
出する。CCDカメラ12および車速センサ14の出力
は、処理ユニット16に送られる。
たる1基のCCDカメラ(モノクロTVカメラ)を示
し、運転席上方のルームミラー取り付け位置に固定され
て車両進行方向を単眼視する。また、車両のドライブシ
ャフト(図示せず)の付近にはホトインタラプタなどか
らなる車速センサ14が設けられ、車両の走行速度を検
出する。CCDカメラ12および車速センサ14の出力
は、処理ユニット16に送られる。
【0016】より具体的には図2に示す如く、CCDカ
メラ12が撮像した画像データは画像処理デジタイズ回
路20に入力され、デジタル画像に変換される。画像処
理デジタイズ回路20の出力は処理ユニット16に入力
される。また、車速センサ14の出力は波形整形回路2
2を経て処理ユニット16に入力される。
メラ12が撮像した画像データは画像処理デジタイズ回
路20に入力され、デジタル画像に変換される。画像処
理デジタイズ回路20の出力は処理ユニット16に入力
される。また、車速センサ14の出力は波形整形回路2
2を経て処理ユニット16に入力される。
【0017】処理ユニット16は具体的にはマイクロプ
ロセッサからなるが、図2は、二値化処理を行って白線
を検出し、自車(車両)との相対位置を検出するまでの
処理を機能的に示した。尚、この明細書で白線は具体的
には、先にも述べた通り、破線状白線(走行路区分線あ
るいはレーンマーカ)を意味するが、以下では簡略化の
ため、単に白線と呼ぶ。また、この装置にあっては車線
(走行路)およびそれを区分する白線からなる高速道路
などの比較的整備された道路環境での走行を予定する。
ロセッサからなるが、図2は、二値化処理を行って白線
を検出し、自車(車両)との相対位置を検出するまでの
処理を機能的に示した。尚、この明細書で白線は具体的
には、先にも述べた通り、破線状白線(走行路区分線あ
るいはレーンマーカ)を意味するが、以下では簡略化の
ため、単に白線と呼ぶ。また、この装置にあっては車線
(走行路)およびそれを区分する白線からなる高速道路
などの比較的整備された道路環境での走行を予定する。
【0018】以下、図3フロー・チャートを参照して、
この発明に係る車両の白線検出装置の動作を説明する。
このプログラムは例えば、33ms(1秒間に30フレ
ーム)ごとに起動される。
この発明に係る車両の白線検出装置の動作を説明する。
このプログラムは例えば、33ms(1秒間に30フレ
ーム)ごとに起動される。
【0019】先ず、S100においてサーチ領域の切り
出しを行う。
出しを行う。
【0020】図4は、自車(車両10)が走行する車線
(レーン)の左右を白線WLで区画された片側3車線の
道路の撮像画面を示す。尚、同図においてRは白線以外
の路面を意味する。S100の作業は、撮像した画面に
画像処理用の領域(図にSL,SRと示す)を設定する
作業を意味する。
(レーン)の左右を白線WLで区画された片側3車線の
道路の撮像画面を示す。尚、同図においてRは白線以外
の路面を意味する。S100の作業は、撮像した画面に
画像処理用の領域(図にSL,SRと示す)を設定する
作業を意味する。
【0021】図5はそのサーチ領域切り出し作業を示す
サブルーチン・フロー・チャートであり、同図に従って
説明すると、S200において図4に示すような1画面
分の画像データを読み込む。画像データは2次元アドレ
スが付された光センサピクセルの出力値で表現されるデ
ータ行列で、実施の形態に係る白黒画像の場合、各ピク
セルごとに明るさが256階調で表現される。
サブルーチン・フロー・チャートであり、同図に従って
説明すると、S200において図4に示すような1画面
分の画像データを読み込む。画像データは2次元アドレ
スが付された光センサピクセルの出力値で表現されるデ
ータ行列で、実施の形態に係る白黒画像の場合、各ピク
セルごとに明るさが256階調で表現される。
【0022】次いでS202に進み、上記画像データか
ら設定したサーチ領域Sの明るさデータを読み込み、デ
ータ行列REnを作成する。ここでnはサーチ領域を示
す。サーチ領域Sは複数個設定することが望ましく、実
施の形態の場合には図4に示すように左右に2個のサー
チ領域SL,SRを設定した。
ら設定したサーチ領域Sの明るさデータを読み込み、デ
ータ行列REnを作成する。ここでnはサーチ領域を示
す。サーチ領域Sは複数個設定することが望ましく、実
施の形態の場合には図4に示すように左右に2個のサー
チ領域SL,SRを設定した。
【0023】次いでS204に進んで各領域の平均明る
さ(明度)の時系列データRnを計算する。これは、そ
の要素rnM(M:要素の数)の値を加えることで行
う。次いでS206に進み、計算した値を順次更新す
る。即ち、データ列Rnは、このサブルーチン・フロー
・チャートが実行される度に順次更新される。具体的に
は、時系列データの最古の値を削除する。
さ(明度)の時系列データRnを計算する。これは、そ
の要素rnM(M:要素の数)の値を加えることで行
う。次いでS206に進み、計算した値を順次更新す
る。即ち、データ列Rnは、このサブルーチン・フロー
・チャートが実行される度に順次更新される。具体的に
は、時系列データの最古の値を削除する。
【0024】図3フロー・チャートに戻ると、次いでS
102に進んでフィルタの特性を設定する。
102に進んでフィルタの特性を設定する。
【0025】実施の形態に係る装置は図2に示す如く、
2個のフィルタ(バンドパスフィルタBPFとローパス
フィルタLPF)を備えるが、このステップではその特
性を設定する。尚、この処理はS100の前に行っても
良く、あるいは別ルーチンで処理された設定条件を読み
込むだけでも良い。
2個のフィルタ(バンドパスフィルタBPFとローパス
フィルタLPF)を備えるが、このステップではその特
性を設定する。尚、この処理はS100の前に行っても
良く、あるいは別ルーチンで処理された設定条件を読み
込むだけでも良い。
【0026】図6はその作業を示すサブルーチン・フロ
ー・チャートであり、先ずS300において前記した車
速センサ14出力(波形整形回路22出力)から得られ
た車速値を読み込み、S302に進んでバンドパスフィ
ルタ(BPF)の中心周波数を設定する。これは、車速
と法令に定められた道路設計基準による破線レーンマー
カの寸法から、破線の断続周波数を計算し、それを中心
周波数とすることで行う。このフィルタ出力は後述の如
く、白線の存在を抽出するのに用いる。
ー・チャートであり、先ずS300において前記した車
速センサ14出力(波形整形回路22出力)から得られ
た車速値を読み込み、S302に進んでバンドパスフィ
ルタ(BPF)の中心周波数を設定する。これは、車速
と法令に定められた道路設計基準による破線レーンマー
カの寸法から、破線の断続周波数を計算し、それを中心
周波数とすることで行う。このフィルタ出力は後述の如
く、白線の存在を抽出するのに用いる。
【0027】次いでS304に進んでローパスフィルタ
(LPF)のカットオフ周波数を設定する。これも、同
様に車速と破線レーンマーカの寸法から、破線の断続周
波数以上の周波数成分をカットすると共に、実用上あま
り大きな時定数をもたないような値を求めることで行
う。このフィルタ出力は後述の如く、サーチ領域の平均
明るさの時系列平均を抽出するのに用いる。
(LPF)のカットオフ周波数を設定する。これも、同
様に車速と破線レーンマーカの寸法から、破線の断続周
波数以上の周波数成分をカットすると共に、実用上あま
り大きな時定数をもたないような値を求めることで行
う。このフィルタ出力は後述の如く、サーチ領域の平均
明るさの時系列平均を抽出するのに用いる。
【0028】図3フロー・チャートに戻ると、続いてS
104に進み、いま設定したフィルタを介して特徴抽出
を行う。これは、サーチ領域ごとの撮像データを上記の
フィルタにかけて特徴信号を抽出する処理である。
104に進み、いま設定したフィルタを介して特徴抽出
を行う。これは、サーチ領域ごとの撮像データを上記の
フィルタにかけて特徴信号を抽出する処理である。
【0029】図7はその作業を示すサブルーチン・フロ
ー・チャートであり、先ずS400で前記したデータ行
列(時系列データ)Rnを読み込み、S402に進んで
データ行列Rnをバンドパスフィルタ(BPF)にか
け、レーンマーカ破線の断続周波数に相当する周波数成
分の振幅に比例した周波数特徴信号RnBPを得る。
ー・チャートであり、先ずS400で前記したデータ行
列(時系列データ)Rnを読み込み、S402に進んで
データ行列Rnをバンドパスフィルタ(BPF)にか
け、レーンマーカ破線の断続周波数に相当する周波数成
分の振幅に比例した周波数特徴信号RnBPを得る。
【0030】次いでS404に進んで同様にデータ行列
Rnをローパスフィルタ(LPF)にかけ、サーチ領域
Sの平均明るさの時系列平均明るさ特徴信号RnLPを得
る。ここでnは領域の数(実施の形態の場合は2個)を
意味する。即ち、このような処理を領域数だけ行う。
Rnをローパスフィルタ(LPF)にかけ、サーチ領域
Sの平均明るさの時系列平均明るさ特徴信号RnLPを得
る。ここでnは領域の数(実施の形態の場合は2個)を
意味する。即ち、このような処理を領域数だけ行う。
【0031】図8に得られた特徴信号を示す。図示の如
く、時系列平均明るさ特徴信号RnLPは、周波数特徴信
号RnBPを複数サイクルにわたって平均化した値を示
す。
く、時系列平均明るさ特徴信号RnLPは、周波数特徴信
号RnBPを複数サイクルにわたって平均化した値を示
す。
【0032】図3フロー・チャートに戻ると、続いてS
106に進み、抽出された特徴信号に基づいて白線の有
無を領域ごとに判定する。
106に進み、抽出された特徴信号に基づいて白線の有
無を領域ごとに判定する。
【0033】図9はその作業を示すサブルーチン・フロ
ー・チャートであり、先ずS500において前記した周
波数特徴信号RnBPを読み込み、S502に進んでそれ
が適宜設定する所定の値Kより大きいか否か判断する。
ー・チャートであり、先ずS500において前記した周
波数特徴信号RnBPを読み込み、S502に進んでそれ
が適宜設定する所定の値Kより大きいか否か判断する。
【0034】S502で肯定されるときはS504に進
んで白線ありと判定し、フラグfのビットを1にセット
する。即ち、白線が存在すれば、走行車速と白線マーカ
の寸法から明暗が断続する周波数信号が得られる筈であ
るから、それを適宜設定する所定の周波数信号値Kと比
較することで、白線の存在の有無を判定することができ
る。
んで白線ありと判定し、フラグfのビットを1にセット
する。即ち、白線が存在すれば、走行車速と白線マーカ
の寸法から明暗が断続する周波数信号が得られる筈であ
るから、それを適宜設定する所定の周波数信号値Kと比
較することで、白線の存在の有無を判定することができ
る。
【0035】同時に、S504においては、周波数特徴
信号RnBPを周波数特徴信号振幅RBPと書き替えると共
に、時系列平均明るさ特徴信号RnLPを時系列平均明る
さ値RLPと書き替える。この処理も領域ごとに行う。
信号RnBPを周波数特徴信号振幅RBPと書き替えると共
に、時系列平均明るさ特徴信号RnLPを時系列平均明る
さ値RLPと書き替える。この処理も領域ごとに行う。
【0036】尚、S502で否定されるときはS506
に進んで白線なしと判定する。また図3フロー・チャー
トのS106で周波数特徴信号RnBPが読み込まれてい
ないなどと判断されるときは判定することができないの
で、S100に戻る。
に進んで白線なしと判定する。また図3フロー・チャー
トのS106で周波数特徴信号RnBPが読み込まれてい
ないなどと判断されるときは判定することができないの
で、S100に戻る。
【0037】図3フロー・チャートにおいては続いてS
108に進んで上で書き替えたデータを抽出する。これ
は、白線の存在が確認された領域データから、続いて述
べる白線部位と路面の明るさを計算するための前処理で
ある。
108に進んで上で書き替えたデータを抽出する。これ
は、白線の存在が確認された領域データから、続いて述
べる白線部位と路面の明るさを計算するための前処理で
ある。
【0038】続いてS110に進んでその白線部位と路
面の明るさを計算する。
面の明るさを計算する。
【0039】図10フロー・チャートはその作業を示す
サブルーチン・フロー・チャートであり、先ずS600
で前述の周波数特徴信号振幅RBPをwと書き替えると共
に、時系列平均明るさ値RLPをCと書き替える。
サブルーチン・フロー・チャートであり、先ずS600
で前述の周波数特徴信号振幅RBPをwと書き替えると共
に、時系列平均明るさ値RLPをCと書き替える。
【0040】続いてS602に進み、それらの値から図
示の式に従ってサーチ領域内の(時系列データにおけ
る)最大平均(領域平均)明るさBmaxと最小平均
(領域平均)明るさBminを計算する。即ち、周波数
特徴信号の明度の最大値と最小値を計算する。続いてS
604に進んで白線部位の明るさBwと路面の明るさB
rを計算する。
示の式に従ってサーチ領域内の(時系列データにおけ
る)最大平均(領域平均)明るさBmaxと最小平均
(領域平均)明るさBminを計算する。即ち、周波数
特徴信号の明度の最大値と最小値を計算する。続いてS
604に進んで白線部位の明るさBwと路面の明るさB
rを計算する。
【0041】具体的には、算出された最大値Bmaxお
よび最小値Bminなどに基づき、以下の連立方程式を
解いて値Bw,Brを算出する。 S2・Bw +S3・Br =S1・Bmax S’2・Bw+S’3・Br=S1・Bmin
よび最小値Bminなどに基づき、以下の連立方程式を
解いて値Bw,Brを算出する。 S2・Bw +S3・Br =S1・Bmax S’2・Bw+S’3・Br=S1・Bmin
【0042】上記で、 Bw: 白線部位WLの明度、 Br: 白線部位以外の路面Rの明度、 S2: サーチ領域S(具体的には左右のサーチ領域S
L,SRのいずれか)内に占める白線部位の割合が最大
になったときの推定白線面積、 S3: サーチ領域S内に占める白線部位の割合が最大
になったときの白線以外の路面の推定面積、 S1: サーチ領域Sの面積(S1=S2+S3) S’2:サーチ領域S内に占める白線部位の割合が最小
になったときの推定白線面積、 S’3:サーチ領域S内に占める白線部位の割合が最小
になったときの白線以外の路面の推定面積、を意味す
る。
L,SRのいずれか)内に占める白線部位の割合が最大
になったときの推定白線面積、 S3: サーチ領域S内に占める白線部位の割合が最大
になったときの白線以外の路面の推定面積、 S1: サーチ領域Sの面積(S1=S2+S3) S’2:サーチ領域S内に占める白線部位の割合が最小
になったときの推定白線面積、 S’3:サーチ領域S内に占める白線部位の割合が最小
になったときの白線以外の路面の推定面積、を意味す
る。
【0043】図11はサーチ領域(処理領域)S内に占
める白線WLの割合が最大になった場合を、図12はサ
ーチ領域S内に占める白線WLの割合が最小になった場
合を示す。また別の例として、図13はサーチ領域S内
に占める白線WLの割合が最大になった場合を、図14
はサーチ領域S内に占める白線WLの割合が最小になっ
た場合を示す。
める白線WLの割合が最大になった場合を、図12はサ
ーチ領域S内に占める白線WLの割合が最小になった場
合を示す。また別の例として、図13はサーチ領域S内
に占める白線WLの割合が最大になった場合を、図14
はサーチ領域S内に占める白線WLの割合が最小になっ
た場合を示す。
【0044】尚、上に述べた、S1,S2,S’2,S
3,S’3は、CCDカメラ12の光学的設計値、車両
10での搭載位置、および法令に従って設けられる白線
WLの寸法に基づいて計算あるいは実験で予め求めてお
く値である。そして、そのように求めておくことによっ
て、S2,S’2,S3,S’3のS1に対する比の値
によって、上記方程式を解くことができるのは言うまで
もない。
3,S’3は、CCDカメラ12の光学的設計値、車両
10での搭載位置、および法令に従って設けられる白線
WLの寸法に基づいて計算あるいは実験で予め求めてお
く値である。そして、そのように求めておくことによっ
て、S2,S’2,S3,S’3のS1に対する比の値
によって、上記方程式を解くことができるのは言うまで
もない。
【0045】図3の説明に戻ると、続いてS112に進
んでしきい値を算出する。
んでしきい値を算出する。
【0046】図15は明るさの分布を示すヒストグラム
であるが、しきい値Thは路面の明るさBrと白線部位
の明るさBwの間の任意の値、より好ましくはBwより
わずかに小さい値とする。
であるが、しきい値Thは路面の明るさBrと白線部位
の明るさBwの間の任意の値、より好ましくはBwより
わずかに小さい値とする。
【0047】続いてS114に進んで算出したしきい値
Thに基づいてサーチ領域S内のデジタル画像情報を二
値化する。この手法は公知であるので、説明は省略す
る。尚、この場合も領域ごとに行うのは言うまでもな
い。
Thに基づいてサーチ領域S内のデジタル画像情報を二
値化する。この手法は公知であるので、説明は省略す
る。尚、この場合も領域ごとに行うのは言うまでもな
い。
【0048】続いてS116に進んで二値化された画像
情報に基づいてテンプレートマッチングを介して白線W
Lを検出する。このテンプレートマッチングも公知な手
法なので、説明を省略する。
情報に基づいてテンプレートマッチングを介して白線W
Lを検出する。このテンプレートマッチングも公知な手
法なので、説明を省略する。
【0049】この実施の形態に係る、車両の白線検出装
置は、車両(10)の進行方向の走行路面を含む走行路
を撮像する撮像手段(CCDカメラ12)と、前記撮像
手段が撮像した撮像画像内の平均明度(REn)を算出
する平均明度算出手段(S200ないしS206)と、
前記算出された平均明度の時間的変化から周波数信号R
nBPと前記周波数信号の複数サイクル間の平均明度Rn
LPを算出する周波数信号算出手段(S400ないしS4
04)と、前記周波数信号に基づいて白線が存在するか
否か判定する判定手段(S500ないしS506)と、
白線が存在すると判定されるとき、前記周波数信号およ
び前記周波数信号の複数サイクル間の平均明度に基づい
て前記撮像画像内の白線とそれ以外の路面の明度(B
w,Br)を算出し、それに基づいてしきい値(Th)
を算出するしきい値算出手段(S600ないしS60
4,S112)と、前記算出されたしきい値に基づいて
前記撮像画像を二値化する二値化手段(S114)と、
および前記二値化された撮像画像から白線を検出する白
線検出手段(S116)とを備える如く構成した。
置は、車両(10)の進行方向の走行路面を含む走行路
を撮像する撮像手段(CCDカメラ12)と、前記撮像
手段が撮像した撮像画像内の平均明度(REn)を算出
する平均明度算出手段(S200ないしS206)と、
前記算出された平均明度の時間的変化から周波数信号R
nBPと前記周波数信号の複数サイクル間の平均明度Rn
LPを算出する周波数信号算出手段(S400ないしS4
04)と、前記周波数信号に基づいて白線が存在するか
否か判定する判定手段(S500ないしS506)と、
白線が存在すると判定されるとき、前記周波数信号およ
び前記周波数信号の複数サイクル間の平均明度に基づい
て前記撮像画像内の白線とそれ以外の路面の明度(B
w,Br)を算出し、それに基づいてしきい値(Th)
を算出するしきい値算出手段(S600ないしS60
4,S112)と、前記算出されたしきい値に基づいて
前記撮像画像を二値化する二値化手段(S114)と、
および前記二値化された撮像画像から白線を検出する白
線検出手段(S116)とを備える如く構成した。
【0050】また、前記平均明度算出手段は、前記撮像
画像の一部を処理領域として設定する処理領域設定手段
(S200,S202)を有する如く構成した。
画像の一部を処理領域として設定する処理領域設定手段
(S200,S202)を有する如く構成した。
【0051】具体的には、白線が存在すると判定される
ときに、白線と路面の平均明度を求め、それに基づいて
しきい値を決定するようにしたので、道路面の状態によ
って明度が大きくと異なる場合でも、平均値を求めるこ
とで検出値をなますことができることから、道路面の状
態の如何に関わらず、適正にしきい値を決定することが
でき、精度良く白線を検出することができる。更に、構
成としても簡易である。
ときに、白線と路面の平均明度を求め、それに基づいて
しきい値を決定するようにしたので、道路面の状態によ
って明度が大きくと異なる場合でも、平均値を求めるこ
とで検出値をなますことができることから、道路面の状
態の如何に関わらず、適正にしきい値を決定することが
でき、精度良く白線を検出することができる。更に、構
成としても簡易である。
【0052】更に、撮像画像の中で処理領域を限定する
ようにしたので、画像処理の演算速度を向上できると共
に、演算量を低減することができ、一層構成を簡易にす
ることができる。
ようにしたので、画像処理の演算速度を向上できると共
に、演算量を低減することができ、一層構成を簡易にす
ることができる。
【0053】図16はこの発明に係る車両の白線検出装
置の第2の実施の形態を示す、図2と同様のブロック図
である。
置の第2の実施の形態を示す、図2と同様のブロック図
である。
【0054】第1の実施の形態と相違する点において焦
点をおいて説明すると、第2の実施の形態では、上記の
如くして求めたしきい値に基づいてエッジ検出を行うよ
うにした。
点をおいて説明すると、第2の実施の形態では、上記の
如くして求めたしきい値に基づいてエッジ検出を行うよ
うにした。
【0055】図17を参照して説明すると、エッジを検
出するには、同図(a)に示すように、原画像の中のサ
ーチ領域画像に対して図示のラインでスキャンして明る
さを求め(同図(b))、次いでエッジを検出し(同図
(c))、次いでその絶対値に対して適宜なしきい値T
hを与えることで行う。
出するには、同図(a)に示すように、原画像の中のサ
ーチ領域画像に対して図示のラインでスキャンして明る
さを求め(同図(b))、次いでエッジを検出し(同図
(c))、次いでその絶対値に対して適宜なしきい値T
hを与えることで行う。
【0056】しかしながら、図17は理想的な環境にお
ける場合であり、実際の走行環境では例えば図18
(a)に示す如く、路面の左半分が影(ハッチングで表
す)となるようなことも生じる。その場合は影になって
いる側の白線の明るさ(明度)Bw1と日向側の路面の
明るさBr2とが同様な値となり(同図(b))、エッ
ジの絶対値も相違する(同図(c))。
ける場合であり、実際の走行環境では例えば図18
(a)に示す如く、路面の左半分が影(ハッチングで表
す)となるようなことも生じる。その場合は影になって
いる側の白線の明るさ(明度)Bw1と日向側の路面の
明るさBr2とが同様な値となり(同図(b))、エッ
ジの絶対値も相違する(同図(c))。
【0057】このように左右のサーチ領域で路面の明る
さが異なるような場合でも、第1の実施の形態で述べた
手法で白線と路面の明るさを求めておくと、エッジ検出
に際して同図(c)の下部に示すように、左右のサーチ
領域ごとに適正なしきい値を与えることができて精度良
くエッジを検出することができ、白線を確実に検出する
ことができる。
さが異なるような場合でも、第1の実施の形態で述べた
手法で白線と路面の明るさを求めておくと、エッジ検出
に際して同図(c)の下部に示すように、左右のサーチ
領域ごとに適正なしきい値を与えることができて精度良
くエッジを検出することができ、白線を確実に検出する
ことができる。
【0058】尚、残余の構成は第1の実施の形態と異な
らないので、詳細な説明は省略する。
らないので、詳細な説明は省略する。
【0059】尚、上記した第1および第2の実施の形態
において、Bw,Brは最大値Bmaxと最小値Bmi
nとほぼ等しい値となるので、最大値と最小値の間の任
意の値、例えば単純平均値を求めてしきい値としても良
い。
において、Bw,Brは最大値Bmaxと最小値Bmi
nとほぼ等しい値となるので、最大値と最小値の間の任
意の値、例えば単純平均値を求めてしきい値としても良
い。
【0060】尚、しきい値の決定については詳細に説明
しなかったが、これは例えば大津の方法(判別分析法)
と呼ばれる手法などを用いて行えば良い。
しなかったが、これは例えば大津の方法(判別分析法)
と呼ばれる手法などを用いて行えば良い。
【0061】更に、処理領域は、車体のロール・ピッチ
を検出して変更しても良い。
を検出して変更しても良い。
【0062】更に、車速センサとしてホトインタラプタ
を用いたが、超音波によって対地速度を検出しても良
い。
を用いたが、超音波によって対地速度を検出しても良
い。
【0063】
【発明の効果】どのような道路環境でも白線をしきい値
を適正に求めて白線を精度良く検出することができる。
また、構成も簡易である。
を適正に求めて白線を精度良く検出することができる。
また、構成も簡易である。
【図1】この発明に係る車両の車両の白線検出装置を備
えた車両を全体的に示す説明透視図である。
えた車両を全体的に示す説明透視図である。
【図2】図1装置の処理ユニットの構成を機能的に示す
説明ブロック図である。
説明ブロック図である。
【図3】図1装置の動作を示すメイン・フロー・チャー
トである。
トである。
【図4】図3フロー・チャートの動作の中のサーチ領域
の切り出し作業を示す説明図である。
の切り出し作業を示す説明図である。
【図5】図3フロー・チャートの動作の中のサーチ領域
の切り出し作業を示すサブルーチン・フロー・チャート
である。
の切り出し作業を示すサブルーチン・フロー・チャート
である。
【図6】図3フロー・チャートの動作の中のフィルタ設
定作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
定作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図7】図3フロー・チャートの動作の中のフィルタを
介しての特徴抽出作業を示すサブルーチン・フロー・チ
ャートである。
介しての特徴抽出作業を示すサブルーチン・フロー・チ
ャートである。
【図8】図7の作業で得られる特徴信号を示すタイミン
グ・チャートである。
グ・チャートである。
【図9】図3フロー・チャートの動作の中の白線の有無
の判定作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであ
る。
の判定作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであ
る。
【図10】図3フロー・チャートの動作の中の白線と路
面の明るさ計算作業を示すサブルーチン・フロー・チャ
ートである。
面の明るさ計算作業を示すサブルーチン・フロー・チャ
ートである。
【図11】図1に示す装置の撮像画像の一例を示す説明
図である。
図である。
【図12】図1に示す装置の撮像画像の別の例を示す説
明図である。
明図である。
【図13】図1に示す装置の撮像画像のさらに別の例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図14】図1に示す装置の撮像画像のさらに別の例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図15】図3フロー・チャートの動作の中のしきい値
算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであ
る。
算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであ
る。
【図16】この発明に係る装置の第2の実施の形態を示
す、図2と同様のブロック図である。
す、図2と同様のブロック図である。
【図17】第2の実施の形態に係る装置の動作であるエ
ッジ検出を示す説明図である。
ッジ検出を示す説明図である。
【図18】第2の実施の形態に係る装置の動作であるエ
ッジ検出の別の例を示す説明図である。
ッジ検出の別の例を示す説明図である。
10 車両 12 CCDカメラ(モノクロTVカメラ)(撮像手
段) 14 車速センサ 16 処理ユニット WL 白線(破線状白線) R 路面 S サーチ領域(処理領域)
段) 14 車速センサ 16 処理ユニット WL 白線(破線状白線) R 路面 S サーチ領域(処理領域)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 松浦 功 (56)参考文献 特開 平4−152406(JP,A) 特開 平4−158412(JP,A) 特開 平8−320997(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 7/00 - 7/60 G06T 1/00 B60R 21/00 G08G 1/16
Claims (3)
- 【請求項1】a.車両の進行方向の走行路面を含む走行
路を撮像する撮像手段と、 b.前記撮像手段が撮像した撮像画像内の平均明度を算
出する平均明度算出手段と、 c.前記算出された平均明度の時間的変化から周波数信
号と前記周波数信号の複数サイクル間の平均明度を算出
する周波数信号算出手段と、 d.前記周波数信号に基づいて白線が存在するか否か判
定する判定手段と、 e.白線が存在すると推定されるとき、前記周波数信号
および前記周波数信号の 複数サイクル間の平均明度に基
づいて前記撮像画像内の白線とそれ以外の路面の明度を
算出し、それに基づいてしきい値を算出するしきい値算
出手段と、 f.前記算出されたしきい値に基づいて前記撮像画像を
二値化する二値化手段と、 および g.前記二値化された撮像画像から白線を検出する白線
検出手段と、 を備えることを特徴とする車両の白線検出装置。 - 【請求項2】a.車両の進行方向の走行路面を含む走行
路を撮像する撮像手段と、 b.前記撮像手段が撮像した撮像画像内の平均明度を算
出する平均明度算出手段と、 c.前記算出された平均明度の時間的変化から周波数信
号と前記周波数信号の複数サイクル間の平均明度を算出
する周波数信号算出手段と、 d.前記周波数信号に基づいて白線が存在するか否か判
定する判定手段と、 e.白線が存在すると推定されるとき、前記周波数信号
および前記周波数信号の 複数サイクル間の平均明度に基
づいて前記撮像画像内の白線とそれ以外の路面の明度を
算出し、それに基づいてしきい値を算出するしきい値算
出手段と、 f.前記算出されたしきい値に基づいて前記撮像画像の
エッジを検出するエッジ検出手段と、 および g.前記検出されたエッジ画像から白線を検出する白線
検出手段と、 を備えることを特徴とする車両の白線検出装置。 - 【請求項3】 前記平均明度算出手段は、前記撮像画像
の一部を処理領域として設定する処理領域設定手段を有
することを特徴とする請求項1項または2項記載の車両
の白線検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17997496A JP3330285B2 (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 車両の白線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17997496A JP3330285B2 (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 車両の白線検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1011582A JPH1011582A (ja) | 1998-01-16 |
JP3330285B2 true JP3330285B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=16075246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17997496A Expired - Fee Related JP3330285B2 (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 車両の白線検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3330285B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3102478B2 (ja) * | 1998-08-17 | 2000-10-23 | 日本電気株式会社 | 線状マーク検出方法および装置 |
KR100391442B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2003-07-12 | 현대자동차주식회사 | 차선 이탈 방지용 영상 처리방법 |
JP3855102B2 (ja) * | 2002-05-21 | 2006-12-06 | アイシン精機株式会社 | 車線境界検出装置 |
JP4451179B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2010-04-14 | クラリオン株式会社 | 車線位置検知システム |
DE102005044979A1 (de) * | 2005-09-20 | 2007-03-22 | Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh | Verfahren zur Erkennung von Fahrspurmarkierungen |
JP4512044B2 (ja) * | 2006-02-07 | 2010-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | 道路区間線検出装置 |
JP5190204B2 (ja) * | 2007-01-25 | 2013-04-24 | 福井県 | 路面積雪検出装置及び路面積雪検出方法 |
JP5012396B2 (ja) * | 2007-10-16 | 2012-08-29 | 日産自動車株式会社 | 白線検出装置、駐停車支援装置および白線検出方法 |
JP5920647B2 (ja) * | 2011-10-26 | 2016-05-18 | いすゞ自動車株式会社 | 車線判別装置 |
DE102011087797A1 (de) * | 2011-12-06 | 2013-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisation einer vordefinierten Parkposition |
JP5884635B2 (ja) * | 2012-05-18 | 2016-03-15 | 株式会社デンソー | 走行環境検出装置、走行環境検出プログラム、およびライト制御装置 |
JP6140478B2 (ja) | 2013-03-04 | 2017-05-31 | 株式会社メガチップス | 物体検出装置、プログラムおよび集積回路 |
JP6362442B2 (ja) | 2014-06-13 | 2018-07-25 | 富士通株式会社 | 車線境界線抽出装置、車線境界線抽出方法、及びプログラム |
US10860868B2 (en) * | 2018-04-18 | 2020-12-08 | Baidu Usa Llc | Lane post-processing in an autonomous driving vehicle |
JP2021170263A (ja) * | 2020-04-16 | 2021-10-28 | 株式会社Nttドコモ | 自動走行装置 |
-
1996
- 1996-06-20 JP JP17997496A patent/JP3330285B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH1011582A (ja) | 1998-01-16 |
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