JPH03113677A

JPH03113677A - 走行路設定方法

Info

Publication number: JPH03113677A
Application number: JP25322789A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Igarashi; 五十嵐　亮治; Hiroshi Hasegawa; 洋長谷川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-05-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は走行路を撮像して得た画像情報により、その形
状を判別して所定の走行路を設定する走行路設定方法に
関する。

〔従来の技術〕

走行路（道路）において車両（自動車）を自動走行させ
るためには、走行路の形状をリアルタイムで認識して判
別することが必要になる。このような走行路判別方法と
しては、例えば車両前方の走行路をＴＶカメラ等で撮像
し、得られたデータ（画像面）を画像処理することが考
えられる。例えば、画像面の下端部（走行路の手前側）
で走行路の端部に対応するエツジを抽出し、この抽出結
果にもとづいて走行路端を画像面の上方（走行路の前方
側）に向って追跡する方法が考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

走行路の形状が判別できたら、次は所定の進行方向入力
にもとづき走行車両を制御することが要求される。例え
ば、左、右に分岐するＹ字路があって右折すべき進行方
向入力が与えられているときに、このＹ字路を判別した
ら車両が右折するように制御しなければならない。しか
しながら、走行路の形状には分岐、合流なども含めて種
々のものがあるので、走行路端のデータによって車両の
走行を安定的に制御するのは容易でない。

そこで本発明は、走行路の多種多様の分岐、合流等の形
状に応じて、走行車両の安定走行制御を可能とする走行
路設定方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１の態様に係る走行路設定方法は、走行路を
撮像して得た画像情報に所定の処理を施して走行路の所
定部分を抽出する第１のステップと、上記の所定部分が
特異的に変化する部分を直線もしくは曲線で近似して走
行路を仮想的に設定する第２のステップとを備えること
を特徴とする本発明の第２の態様に係る走行路判別方法
は、走行路を撮像して得た画像情報に所定の処理を施し
て走行路の端部を抽出する第１のステップと、抽出した
走行路端部が当該走行路の手前側に凸の形状を有して分
岐している分岐点を抽出する第２のステップと、所定の
走行方向入力にもとづいて分岐点近傍の走行路端部を直
線もしくは曲線で近似して上記の走行方向に沿った走行
路を仮想的に設定する第３のステップとを備えることを
特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、走行路の分岐点のような走行路形状が
特異的に変化する部分において、走行路端が直線あるい
は曲線で近似される。このため、走行路の左、右端を参
照しながら走行する車両の安定制御が可能になる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に要部が示される実施例の走行路設定方法は、第
２図に示されるシステムにおいて、第３図ないし第１０
図の一連の走行路判別処理が実行された後に適用される
。そこで、これら判別処理（走行路判別方法）を順次に
説明する。

第２図は走行路判別方法が適用されるシステムの構成図
である。同図において、カメラ１１は車両前方の走行路
を撮像し、アナログ画像データを出力するもので、その
出力はＡ／Ｄ変換ボード１２で２５６階調のディジタル
画像データに変換される。そして、３ｏｂｅ　１ボード
１３で空間微分がなされ、画像面の濃度が急激に変化す
る場所（エツジ）が検出される。５ｏｂｅ　１ボード１
３の処理結果は、多値化メモリ１４に２５６階調で格納
される。次に、この多値化メモリ１４の格納データは２
値化ボード１５に送られ、２値データ（０，１）として
２値化メモリ１６に格納される。

このカメラ１１から２値化メモリ１６までの構成におい
て、実行される処理を模式的に示すと第３図のようにな
る。すなわち、カメラ１１で取り込まれたアナログ動画
像は、まず空間軸および時間軸方向でディジタル化され
、次に濃淡値に関して２５６階調にディジタル化される
。その後、２値化がされることによって、５１２Ｘ５１
２画素の２値画像データが得られる。この２値画像デー
タに対する処理（本処理）は、第２図のＣＰＵ１７でな
される。

次に、走行路判別方法で適用される追跡処理とウィンド
ウ処理を説明する。

画像からその特徴（例えば対象物の境界線等）を抽出す
ることは、画像を処理する上で必要不可欠なことである
。画像の特徴の代表的なものの中にエツジがあり、これ
を抽出するため画像を空間微分して、エツジを検出する
方法を採用する。エツジは特徴（一般に濃度）が急激に
変化する場所から検出され、これは対象物の境界線（輪
郭）を形成する。具体的には、道路の白線（路肩ライン
）では画像面の濃度が急激に変化するので、エツジを検
出することで道路端が認識できることになる。

特徴抽出により検出されたエツジは、逐次追跡型処理に
より線として検出される。

追跡処理の具体例を、第４図面の簡単な説明する。まず
、追跡すべきエツジが、同図（ａ）のハツチングのよう
になっていたとする。まず、開始画素を同図（ｂ）のク
ロスハツチングに選び、これに連続するエツジを探索す
る。この探索は図中の（＊）マークの画素に対して行な
い、これによって同図（Ｃ）のように次のエツジの画素
が検知できる。次のエツジの探索では、同図（Ｃ）に（
＊）マークで示すように、エツジの並びが予測される方
向に優先的に行なう。以下、それ以前の処理結果を利用
して処理範囲を限定し、同図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の
ようにエツジを探索していく。

次に、エツジの追跡は画像面の全体に対して行うことは
せず、ウィンドウ処理により画像面の一部に対してのみ
行なう。これにより、画像面中の対象物の存在する範囲
だけを取り出して処理することができる。逐次型ウィン
ドウ（小領域）追跡処理の具体例を、第５図により説明
する。

まず、同図（ａ）のように、以前の処理で追跡してきた
画素Ｇ１に対して、これを中心としてウィンドウＷＤｌ
を設定する。次に、このウィンドウＷＤｌにおいてのみ
追跡処理を行ない、このウィンドウＷｂ１内から最初に
外へ出る画素Ｇ２を求めたら、同図（ｂ）のように画素
Ｇ２を中心として新しいウィンドウＷＤ２を設定する。

ウィンドウＷＤ２での追跡はウィンドウｗＤ１と同様に
行なうが、ここでは同図（Ｃ）の如く、画素Ｇ３に続く
べきエツジが、隣接する画素および１画素分だけジャン
プした画素の中からは検知できないとする。このときに
は、ウィンドウｗＤ２の上に次のウィンドウＷＤ３を設
定し、同図（Ｃ）に示す（＊）マークの画素でエツジを
探索する。すると、同図（ｄ）に示す画素Ｇ４が検知で
きるので、これを基点としてウィンドウＷＤ３での探索
を続行する。そして、ウィンドウＷ　Ｄ　ａでの最後の
画素Ｇ５が検知できたら、その上に次のウィンドウＷＤ
４を設定する。

次に、走行路判別方法の本処理を説明する。

第６図はこの処理の全体を示すフローチャートである。

図示の通り、本処理は初期処理（ステップ６０１）と、
左（右）側近跡を含む左および右追跡（ステップ６０２
，６０３）と、中央処理（ステップ６０４）とから構成
される。さらに、ステップ６０４の中央探索でエツジが
検出されたときには、戻り処理とＶ追跡が実行される。

第７図により初期処理を説明する。

まず、カメラ１１を道路（走行路）上の適当な高さに置
き、道路のほぼ延長方向に向けると、道路左右の白線（
走行路端ＬＬ、ＲＬ）は第７図（ａ）のように、それぞ
れ画面中央より左及び右に位置する。この性質を利用し
、画像面の最下段に左右各１個の初期ウィンドウＷＤ、
ＷＤｏＲをＬ設定する。次に、ｍ７図（ａ）に示されるように、道路
内にエツジは存在しないので初期ウィンドウＷＤ　、Ｗ
ＤｏＲ内を中央側から外側へ向かって走Ｌ査すると、最初に発見するエツジが白線（Ｌ　Ｌ。

ＲＬ）のエツジということになる。実際には道路内に小
さなノイズ（第７図（ｂ）、（ｃ）のＧ、。

Ｇ、）が存在することも考慮して、エツジがある程度集
まって発見された場合に、走行路端ＬＬ。

ＲＬに対応する白線であると判断する。

更に道路の白線によるエツジを発見すると上方向（前方
方向）へ追跡を開始し、初期ウィンドウＷＤ、ＷＤｏＲ
の外へ出たところで終了する。まＯした、１回の走査でエツジを発見できない場合は、数画素
だけ画面の上方へ移り、同様に走査を行い、エツジの発
見または初期ウィンドＷＤ、ＷＤＯＬ　　　　ＯＲ外へ出るまでこの走査を繰り返す。第７図（ａ）。

（ｂ）のように初期ウィンドウＷ　Ｄ　ｏｔ、内にエツ
ジを発見できない場合は、このウィンドウＷＤｏＬの上
辺の外側隅に仮想追跡点Ｅ。Ｌを設定し、エツジが発見
できたものとして扱う。

次に、第７図により左（右）追跡処理を説明する。

初期処理により追跡されたエツジ（第７図のＥ　　、Ｅ
　　）をもとに、左右それぞれの初期ライＯＬ　　　　
ＯＲンドウＷＤ、ＷＤｏＲの上にサイズの小さい左、Ｌ右ウィンドウＷＤ　　、ＷＤ、Ｒを設定する。設定のＩ
Ｌしかたは第７図（ｂ）、（ｃ）のように、開始画素をウ
ィンドウＷ　Ｄ　　、Ｗ　Ｄ　Ｉ　Ｈの下辺の中央とす
ＩＬる。以後は、前回追跡されたエツジをもとに、上記と同
様に小領域（ウィンドウ）を設定する。

ウィンドウＷＤ内では開始画素より前述の追跡処理が行
われ、追跡中のウィンドウの外へ出たところで終了し、
次の新しいウィンドウを設定する。

探索は基本的にウィンドウ単位で左右交互に行われ（第
６図）、各１回の左、右追跡に対し、後述の中央処理を
１回行う。エツジを完全に見失ったりした場合には、探
索は終了する。また、エツジを追跡中にエツジが画面の
左右から外方向へ出てしまった場合に限り、初期処理と
同様に仮想探索点を設定する。

次に、中央処理について、第８図により説明する。

中央処理では、中央ウィンドウ設定の位置計算、中央ウ
ィンドウの設定および中央探索がなされる。

これを第８図により説明すると、画像面上で「２ａ」だ
け離れた左、右ウィンドウＷＤＩＬＷ　Ｄ　＋−中間点
よりｒｂＪだけ上の位置が計算され、この位置に中央ウ
ィンドウＷＤ１ｃが設定される（同図（ａ）図示）。中
央ウィンドウＷＤ１ｃ内での走査は初期処理と基本的に
同一であるが、次の２点で異なる。第１は、走査開始画
素はウィンドウＷ　Ｄ　ｔ　ｃの左上隅で、右方向に走
査されることである。そして第２に、下方向にジャンプ
して走査され、これにより高速処理が図られていること
である。１サイクルの探索が終了すると、第８図（ｂ）
のように次々と新しい中央ウィンドウＷＤ２ｃｍＷＤｎ
ｃが設定される。

戻り処理は第９図のように実行される。

この戻り処理は、第９図のように中央ウィンドウＷＤｎ
ｃによる探索でエツジＥｏｏを発見し、下方向へ追跡す
る処理であり、■の頂点のエツジＥｖＰを発見すること
を目的とする。エツジＥ。０を発見した中央のウィンド
ウは、ウィンドウＷＤ　　〜ＢＷＤ４Ｂによる戻り処理により下方向へエツジを追跡し
、■の頂点（Ｅ　ｖｐ）を発見すると終了する。

この間、左右ウィンドウＷＤ　　　ＷＤ　　による追ｎ
Ｌ″　　　　　ｎＲ跡はストップし、戻り処理、■追跡および左右追跡点の
再設定が終了するまで待機している。エツジＥｖＰがＶ
の頂点であるかどうかの判断は、エツジがそれ以上、画
像面の下方向へ続いているかどうかにより決定し、もし
途切れている場合にはその点をＶの頂点とする。

■追跡は第１０図のように実行される。

第１０図（ａ）に示すＶを抽出するためには、同図（ｂ
）のように、■の頂点のウィンドウＷＤ　　から上方向
の左右にウィンドウＷＤ２Ｌｖ〜ｖＷＤ　　　、ＷＤ　　　−ＷＤ　　　が分かれてエツジ
ＩＬＶ　　　　２ＲＶ　　　　ｉＲＶを追跡する。左右に追跡方向を分離する方法は、追跡す
る際に左右どちらの画素から処理するかによる。例えば
、同図（ｃ）で左方向へエツジを追跡する場合は、図中
■から画素を調べ始め、最初に見つかった■の画素の方
向に追跡する。また、右方向の場合は逆に図中の■から
画素を調べ始め、最初に見つかった■の方向に追跡する
。

分岐路の認識によって１ｖＩのＶを抽出した後は、あら
かじめ入力されている進行方向（進行方向指令データ）
に従って、新たに道路の左右エツジを設定し直して追跡
を続行するようにしている。そのため、直線の走行路Ａ
１に対して左側へ分岐する分岐路Ａ２が存在している場
合には、走行路端を示すエツジは第１図（ａ）、（ｃ）
のように抽出される。

上記のようなエツジ抽出が終了すると、本発明に係る走
行路の仮想的設定処理がなされる。

第１図（ａ）はあらかじめ人力される進行方向指令デー
タが直進の場合のエツジ点列を画像面で示し、同図（ｃ
）は進行方向指令データが左折の場合のエツジ点列を画
像面で示している。同図（ａ）において、走行路Ａ１に
おいて車両を直進させようとすると、分岐点において走
行路Ａ１の左側端が見掛は上で左側に凸となるので、車
両の走行経路は同図（ｂ）に点線で示す矢印Ｗ１のよう
に左側に蛇行する。

そこで、本実施例では下記のような近似処理を行なう。

すなわち、分岐における■の頂点のエッジＥ　と、左側
端が左に凸の屈曲をし始めるエラｖｐジＥ　を直線で結び、ここに仮想エツジＥ１を設１定してエツジＥ　　、Ｅ　　を点列でつなぐ。同時に、
ｖｐ　　　Ｌｌ仮想エツジＥ、の外側のエツジ（領域Ｓのエツジ）を消
去する。これにより、走行路Ａ１に対して分岐路Ａ２が
実際上は存在するにも拘らず、左側の走行路端は仮想的
に屈曲することがないので、車両は同図（ｂ）の実線の
矢印Ｗ２のように安定的に直進することになる。

一方、第１図（ｃ）において、車両を分岐路Ａ２の方へ
左−折させようとすると、やはり分岐点において右側の
走行路端が見掛は上で右側に凸となる。このため、走行
車両は同図（ｄ）に点線の矢印Ｗ３で示すように、右側
に蛇行して左折していく。そこで、この場合には次のよ
うな近似処理を行なう。すなわち、分岐路Ａ２の右側端
を示すエツジ点列を、その分岐の頂点Ｅ　から下側へ延
ｐ長し、仮想エツジＥ５を設定して点列でつなぐ。

同時に、仮想エツジＥｌの外側（領域Ｓ）のエツジを消
去する。このようにすると、走行Ａ１からＡ２へ左折す
る走行経路の右端における凸の屈曲は小さくなり、車両
は同図（ｄ）の実線矢印Ｗ４の如くなめらかに左折する
。

この場合、第１図の説明では全て走行路の仮想的設定を
直線近似で行なっているが、曲線による近似であっても
よい。すなわち、第１図（Ｃ）。

（ｄ）の例において曲線近似を採用すれば、車両の左折
制御はより円滑になる。また、近似に際して車両が走行
すべき道路の幅を考慮に入れて、この道路幅が滑らかに
変化するよう曲線近似してもよく、近似すべき走行路端
の反対側の走行路端の形状に合わせて曲線近似してもよ
い。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明では、走行路の分岐点
のように形状が特異的に変化する部分において、走行路
端が直線あるいは曲線で近似されるので、走行路の左、
右端を参照しながら走行する車両の安定制御が可能にな
る。このため、走行路の多種多様の分岐形状に応じて、
走行車両の安定走行を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る走行路設定方法の要部を
説明する図、第２図は走行路判別方法が適用されるシス
テムの構成図、第３図は前処理を模式的に説明する図、
第４図はエツジの追跡処理を説明する図、第５図は逐次
小領域追跡型のウィンドウ処理を説明する図、第６図は
走行路判別方法の全体的な処理を示すフローチャート、
第７図は初期処理とウィンドウの設定を説明する図、第
８図は中央ウィンドウの設定とエツジ探索を説明する図
、第９図は戻り処理の説明図、第１０図は■探索の説明
図である。１１・・・カメラ、１２・・・Ａ／Ｄ変換ボード、１３
・・・５ｏｂｅ　１ボード、１４・・・多値化メモリ、
１５・・・２値化ボード、１６・・・２値化メモリ、１
７・・・ＣＰＵ、ＷＤ・・・ウィンドウ、Ｈし・・・地
平線、ＬＬ・・・走行路左端、ＲＬ・・・走行路右端、
Ａ１・・・走行路、Ａ２・・・分岐路、Ｗｌ、Ｗ３・・
・本発明を適用しないときの走行経路、Ｗ２．Ｗ４・・
・本発明の適用したときの走行経路。Ｔｏ）（Ｃ）（ｂ）走行路の設定処理第１図（ｄ）走行路判別方法を適用するシステム第図走行路判別のメイン処理フロー中央ウィンドウの設定と探貢第８図

Claims

【特許請求の範囲】１、走行路を撮像して得た画像情報に、所定の処理を施
して前記走行路の所定部分を抽出する第１のステップと
、前記所定部分が特異的に変化する部分を直線もしくは曲
線で近似して走行路を仮想的に設定する第２のステップ
とを備えることを特徴とする走行路設定方法。２、走行路を撮像して得た画像情報に、所定の処理を施
して前記走行路の端部を抽出する第１のステップと、抽出した前記走行路端部が当該走行路の手前側に凸の形
状を有して分岐している分岐点を抽出する第２のステッ
プと、所定の走行方向入力にもとづいて前記分岐点近傍の走行
路端部を直線もしくは曲線で近似して前記所定の走行方
向に沿った走行路を仮想的に設定する第３のステップと
を備えることを特徴とする走行路設定方法。