JPH03158976A - 走行車線判別方法 - Google Patents

走行車線判別方法

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JPH03158976A
JPH03158976A JP29883789A JP29883789A JPH03158976A JP H03158976 A JPH03158976 A JP H03158976A JP 29883789 A JP29883789 A JP 29883789A JP 29883789 A JP29883789 A JP 29883789A JP H03158976 A JPH03158976 A JP H03158976A
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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〕 本発明は走行路に描かれた車線区分線を画像処理によっ
て認識し、走行路の車線を判別する走行車線判別方法に
関するものである。
〔従来の技術〕
走行路の車線を認識するためには、車線区分線を判別す
ることが必要である。このためには、TV左カメラどに
よって得られたデータを画像処理し、車線区分線に対応
した線分を抽出することが必要になる。この一方法とし
て、特開昭6224310号公報や特開昭62−709
61号公報に開示されたハフ(Hough)変換を用い
たものがある。これによれば、画像データとして得られ
た画像上の各特徴点に対してハフ変換を行うことにより
、特徴点の分布に対応した直線群を求めることが出来る
〔発明が解決しようとする課題〕
車線区分線には破線が用いられる場合があり、この破線
を識別することにより破線が持つ道路標識としての記号
的意味を理解することが出来る。
つまり、車線区分線が破線であれば、その車線区分線は
道路の中央線を意味したり、また、前方を走行する車両
を追い越すために走行中の車線からはみだすことが可能
であることを意味したり、また、走行車線を変更するこ
とが可能であることを意味したりする。しかしながら、
上記従来の走行車線判別方法は、車線区分線の有無を判
断することは出来るが、車線区分線の種類を判別するこ
とは困難であり、カメラに撮像された画像情報は有効に
利用されていなかった。
一方、車線区分線の破線を判断するために、車線区分線
が連続していなければ破線、または車線区分線の途切れ
が規則的にあれば破線であると法則付けることも考えら
れる。しかし、実際の走行路における実線であるべき車
線区分線はかすれたり途切れたりしており、また、カメ
ラに写される長さも走行状況により変化するため、上記
のような法則付けは絶対的には成立せず、車線区分線の
種類の判別は困難である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、上記の方法により検出された少なくとも2本以上の
直線に着目し、その区分線毎に特徴点列の途切れ部分の
最大長さを求め、これら最大長さのうちさらに一番長い
途切れ部分を有する車線区分線は破線とするステップと
、この破線を基にして各車線区分線の位置関係を判断す
るステップとを備えたものである。
また、上記の方法により検出された少なくとも2本以上
の直線毎に特徴点列の途切れ部分の長さの和を求め、こ
れら長さの和のうち最大の和を有する車線区分線は破線
と識別するステップと、この破線を基にして各車線区分
線の位置関係を判断するステップとを備えたものである
〔作用〕
途切れ部分の長さが最大の車線区分線、または、途切れ
部分の長さの和が最大の車線区分線は破線と識別され、
この破線を基準に各走行車線の意味付けがなされる。
〔実施例〕
第1図は、本発明を自動車の走行東線判別方法に適用し
た場合における一実施例の基本概念を示す図である。
走行車両に搭載されたカメラにより撮像された情景が、
例えば、第1図(a)のようになっているとする。すな
わち、走行路1は2つの車線に区分されており、各車線
の中央部には破線2が描かれている。また、左側車線の
端部は車線区分線3、右側車線の端部は車線区分線4で
示されており、各区分線は地平線5まで続いているもの
とする。
このような情景の原画像は微分されてエツジ画像に変換
され、図示しないドツト表示により現わされる。そして
、このエツジ画像についてハフ変換が行われ、特徴点の
並びに近似した直線群が得られる。
この直線群の中から走行路の道幅に基づいて車線区分線
に対応する直線を選定する。この結果、同図(b)に示
される3本の直線が得られる。直線6は破線2、直線7
は車線区分線3、直線8は車線区分線4に相当しており
、これら直線6〜8の中から破線2に相当する直線6が
後述するように識別される。この際の概念は同図(C)
に示される。そして、各検出直線6〜8の位置関係が後
述するように判別され、同図(d)に示されるように直
線6は中央線、直線7は左側車線の端部を示す車線区分
線3、直線8は右側車線の端部を示す車線区分線4と判
断される。この判断結果は、走行路1を走行する車両の
進行方向の決定に供される。
上述した基本概念における主要な演算方法について以下
に詳述する。
第1図(b)に示される各検出直線6〜8の中から、同
図(C)に示されるように直線6が破線2に相当するも
のであるとの識別は次のように行われる。ここで、識別
の対象として第2図に示される検出直線りを想定し、そ
の始点のx+Y座標を(XS、YS)、終点のx、y座
標を(XE 。
YE)とする。また、この検出直線りは、X軸に対する
傾きが45″以上135°未満とする。
識別の大要を述べる。まず、検出直線りに沿ってエツジ
画像を図示の矢印のように一定の幅Wドツトだけ走査す
る。そして、走査した各エツジ点の強度を所定のしきい
値と比較し、直線の途切れ部分、つまり、エツジ点列の
途切れ部分を検出することにより、検出直線りの最大の
途切れ部分の長さを求める。この処理を各検出直線につ
いて行い、各検出直線毎に途切れ部分の最大長さを求め
る。さらに途切れ部分の最大長さの中から一番長い途切
れ部分を求め、この一番長い途切れ部分を有する車線区
分線を破線とする。
第3図はこの識別処理の詳細を示すフローチャートであ
る。
まず、直線りに沿ったドツト点列のスタートポイントを
設定する。各ドツトのX、Y座標を(x。
y)とすると、スタートポイントの座標(x、y)はx
−XS −W/2.  y””YSである。また、直線
の途切れ部分の最大長さを記憶するためのメモリMAX
をクリアする(ステップ101)。次に、各座標(x、
y)に位置するエツジ点の強度データを検出直線りに沿
ってエツジ画像から読み取る(ステップ102)。そし
て、読み取った強度データが予め定められたしきい値T
HLより大きいか否かを判断する(ステップ103)。
このしきい値THLはハフ変換を行う際に主成分分析法
により求まる値である。
読み取ったエツジ強度がしきい値よりも小さい場合には
、そのエツジ点は直線の途切れ部分に相当するものとし
てカウンタBreakをカウントアツプする(ステップ
104)。このカウンタBreakは強度データが所定
のしきい値以下のエツジ点数を計数するものであり、こ
れにより直線の途切れ部分の長さが測定される。そして
、次に、読み取ったエツジ点のX座標がXn+W/2で
あるか否かを判断する(ステップ105)。ここで、X
nは、検出直線りに沿って幅Wで走査される際の各走査
の始点のX座標であり、第2図の検出直線りに沿った各
矢印の始点のX座標に相当する。このX座標がXn+W
/2であるか否かの判断は、矢印に沿った走査の終点に
達したか否かを判断するものである。
矢印の終点に達していない場合には走査するエツジ点の
X座標値に1を加算し、矢印に沿った走査を進める(ス
テップ106)。また、矢印の終 0 点に達した場合には、走査するエツジ点のy座標から1
を減算し、次の矢印に沿った走査に備える(ステップ1
07)。次に、この減算結果のX座標値が検出直線りの
終点に相当するy座標値YEより小さいか否かを判断し
、検出直線りに沿った走査の終了であるか否かを判断す
る(ステップ108)。減算結果のX座標値がYEに等
しいかYEより大きい場合には、検出直線りのチエツク
が終了したものとして次の他の検出直線のチエツクを行
う(ステップ109)。減算結果のX座標値がYEより
小さい場合には、走査するエツジ点のX座標値をXn−
W/2とし、次に走査するエツジ点の座標を次の矢印の
始点に合わせる(ステップ110)。
ステップ1.06またはステップ110の処理が終了し
た次には、読み取ったエツジ点の座標値がハフ変換領域
H(第2図参照)内に存在するか否かを判断する(ステ
ップ111)。ハフ変換領域Hの外部であればステップ
105に戻って一旦設定した走査すべきエツジ点の座標
値を再度設定しなおす。ハフ変換領域Hの内部であれば
、ステップ]02に戻って検出直線りについて矢印に沿
った走査を進め、途切れ部分の長さをカウンタBrea
kのカウント値によって測定する。
一方、ステップ103において読み取ったエツジ点の強
度データがしきい値THLよりも大きい場合には、読み
取ったデータに相当するエツジ点は直線の連続部分てあ
り、途切れ部分が終了したものと判断する。そして、カ
ウンタBreakのカウント数かメモリMAXに記憶さ
れた直線の途切れ部分の長さに相当する数値よりも大き
いか否かを判断する(ステップ112)。カウンタBr
eakのカウント数の方かメモリMAXの記憶数よりも
大きい場合には、メモリMAXの記憶数をカウンタBr
eakのカウント数に書き替え、新たな直線の途切れ部
分長さデータとする(ステップ113)。処理の初期時
にはメモリMAXにはデータが記憶されていないから、
カウンタBreakのカウント数の方がメモリMAXの
記憶数よりも大きくなる。また、メモリMAXにデ] 
1 2 −タが記憶されている場合には、メモリMAXにはその
処理時点までの最大の途切れ部分長さデータが記憶され
ることになる。
ステップ112の判断結果がカウンタ B r e a kのカウント数の方がメモリMAXの
記憶数よりも小さいことを示す場合には、検出された途
切れ部分の長さはその処理時点までに検出された最大の
とぎれ部分の長さよりも短いことを意味する。このため
、カウンタBreakのカウント数をOとし、今回検出
された途切れ部分の長さデータをクリアして次回の途切
れ部分長さの検出に備える(ステップ114)。
第1図(d)の基本概念の説明における各検出直線の位
置関係の判断は次のように行われ、各直線の意味付けが
なされる。
例えば、第4図に示される3本の検出直線g1゜β2.
ρ3が得られた場合を想定する。この場合、直線Ωn]
(m−1〜3)が破線の車線区分線であると識別された
とし、この時の他の検出直線ρ1(i−1〜3)の意味
付け、つまり、直線pmに対する他の直線Ωlの位置関
係の判断は以下のように行われる。ここで、各検出直線
g1〜3は第5図に示されるρ、θを用いて表現される
。ρはハフ変換座標であるX、Y座標の原点から検出直
線に降ろした垂線の長さてあり、θはX軸からの回転角
である。
第6図は各検出直線の意味付けの処理を示すフローチャ
ートである。
まず、破線と識別された直線Dmを2車線の中央区分線
とする。直線Ωmは上記の表現方法に従って、ρ−ρm
、θ−θmによって表現する(ステップ201)。第4
図に例示された検出直線Ω1〜3では、直線fI3が直
線Ωmに相当する。
次に、θmの大きさが0″以上90°未満(0゜50m
く90°)か否かを判断する(ステップ202)。この
条件を満たす場合には、ざらにθiがθmを越え90°
未満(θmくθiく90°)か否かを判断する(ステッ
プ203)。
この条件を満たす場合には、直線Ωiは中央区分線1 
rnの右側車線の端部を示す境界線であると判 3 4 断する(ステップ204)。
この時の直線(1m、直線11iの位置の相対関係は第
7図(a)に示される。つまり、θmは0゜〜90°の
範囲内にあり、かつ、giはθmよりも大きく90°未
満である。なお、第7図における点線は地平線を示して
いる。また、ステップ203において、giが条件式θ
mくgiく90″を満たさない場合には、直線giは中
央区分線j?mの左側車線の端部を示す境界線であると
判断する(ステップ205)。この時の直線ρm。
giの位置の相対関係は第7図(b)に示される。
つまり、θmは06〜90°の範囲内にあるが、giは
90″よりも大きい。
また、ステップ202においてθmが条件式0@≦θm
く90°を満たさない場合には、次にgiが90°を越
え6m未満(90’<giくθm)であるか否かを判断
する(ステップ206)。この条件を満たす場合には、
直線11iは中央区分線、Qmの左側車線の端部を示す
境界線であると判断する(ステップ207)。この時の
直線Nm、jliの位置の相対関係は第7図(C)に示
される。つまり、θmは90°を越え、かつ、giは9
0°を越えθmよりも小さい。また、ステップ206に
おいて、giが条件式90°くgiくθmを満たさない
場合には、直線ρiは中央区分線IImの右側車線の端
部を示す境界線であると甥断する(ステップ208)。
この時の直線ρm、 、17 iの位置の相対関係は第
7図(d)に示される。つまり、θmは90°を越える
がgiは90°よりも小さい。
なお、以上の説明は検出直線が3本の場合について説明
したが、この本数に限定される必要は無く、例えば2本
であっても良い。
本実施例によれば、第1図(a)に示されるような走行
路の車線を判別できるばかりではなく、次のような利点
をも有する。つまり、第8図に示される走行路1全体が
画像に写っていない場合でも、破線2を識別することに
より、自軍が走行路1のどの位置にいるのかを判定する
ことができる。
なお、同図において第1図(a)と同一部分にっ 5 6 いては同符号を用いである。
限られた条件下(工場内等)で走行路に描かれた白線を
認識し、車両もしくはロボットが自立走行する技術は多
数提供されているが、厳しい条件下(一般道路等)で走
行路帯を正確に認識し、自立走行する技術はほとんど紹
介されていない。従って、本実施例によれば、破線があ
り、しかも連続線がかすれたり、途切れたりしている現
実的な走行路帯を自立走行するうえで有効な技術となる
なお、上記実施例の説明においては、各検出直線毎に直
線の最大途切れ部分の長さを求め、さらにこの最大長さ
のうち一番長い途切れ部分を求めることにより破線を識
別したが、次のような処理を上記実施例に準じて行うこ
とにより、上記実施例と同様に破線を識別することがで
きる。つまり、各検出直線毎に直線の途切れ部分の長さ
の和を求め、この和のうち最大の和を有する検出直線を
破線とすることができる。この際においても、各検出直
線に沿ってエツジ画像を走査し、各エツジ点の強度デー
タを所定のしきい値と比較判断することにより途切れ部
分の長さの和を求めることができる。
また、直線の途切れ部分の長さではなく、直線の連続部
分の長さを求め、上記実施例と同様にして連続部分の長
さを基にして車線区分線が破線であるか否かを判断する
ことができる。この場合においては、検出直線に沿う各
エツジ点の強度データが所定のしきい値よりも大きい場
合に連続部分であると判定する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、途切れ部分の長さ
が最大の車線区分線、または、途切れ部分の長さの和が
最大の車線区分線は破線と識別され、この破線を基準に
各走行車線の意味付けがなされる。
このため、本発明によれば車線区分線の有無を判断する
ことが可能なうえに、車線区分線の種類をも判別するこ
とが可能になり、カメラに撮像された画像情報を有効に
利用できる。
 7 8
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の基本概念を説明するための
図、第2図はこの実施例における検出直線とエツジ化デ
ータ画像との照合を説明するためのグラフ、第3図はこ
の実施例において破線の識別処理を示すフローチャート
、第4図はこの実施例において検出された直線の例を説
明するための画像図、第5図は検出直線の表現方法を説
明するためのグラフ、第6図はこの実施例における各検
出直線の意味(=Iけの処理を示すフローチャート、第
7図は第6図の処理結果から得られる各検出直線の位置
の相対関係を示すグラフ、第8図はカメラに撮像された
他の原画像図である。 1・・・走行路、2・・・破線、3・・左側車線の端部
を示す境界線、4・・・右側車線の端部を示す境界線、
5・・・地平線、6,7.8・・・検出直線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、走行路を撮像して原画像データを得る第1のステッ
    プと、該原画像データに含まれる特徴点を求める第2の
    ステップと、該特徴点の並びに近似した直線群を求める
    第3のステップと、該直線群の中から走行路に描かれた
    車線区分線に対応する直線を抽出する第4のステップと
    、抽出された前記各直線毎に直線の途切れ部分の長さを
    求めて該長さを基にして破線を識別する第5のステップ
    と、該破線を基にして前記各車線区分線の位置関係を判
    断する第6のステップとを備え、前記走行路の車線を判
    別することを特徴とする走行車線判別方法。 2、第5のステップにおいて、第4のステップで抽出さ
    れた各直線毎に直線の途切れ部分の最大長さを求め、該
    最大長さを基にして破線を識別することを特徴とする請
    求項1記載の走行車線判別方法。 3、第5のステップにおいて、求めた途切れ部分の最大
    長さのうちさらに一番長い途切れ部分を有する直線を破
    線と識別することを特徴とする請求項2記載の走行車線
    判別方法。 4、第5のステップにおいて、第4のステップで抽出さ
    れた各直線毎に直線の途切れ部分の長さの和を求め、該
    長さの和が最大となる直線を破線と識別することを特徴
    とする請求項1記載の走行車線判別方法。 5、第5のステップにおいて、第4のステップで抽出さ
    れた各直線と第2のステップで求まった特徴点とを照合
    し、該特徴点の強度が所定レベル以下の場合に途切れ部
    分とすることを特徴とする請求項1または請求項2また
    は請求項3または請求項4記載の走行車線判別方法。 6、第6のステップにおいて、破線の角度と他の各車線
    区分線の角度との大小関係から各車線区分線の位置関係
    を判断することを特徴とする請求項1または請求項2ま
    たは請求項3または請求項4または請求項5記載の走行
    車線判別方法。 7、走行路を撮像して原画像データを得る第1のステッ
    プと、該原画像データに含まれる特徴点を求める第2の
    ステップと、該特徴点の並びに近似した直線群を求める
    第3のステップと、該直線群の中から走行路に描かれた
    車線区分線に対応する直線を抽出する第4のステップと
    、抽出された前記各直線毎に直線の連続部分の長さを求
    めて該長さを基にして破線を識別する第5のステップと
    、該破線を基にして前記各車線区分線の位置関係を判断
    する第6のステップとを備え、前記走行路の車線を判別
    することを特徴とする走行車線判別方法。
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