JPH05205196A - 車両用走行路認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行路前方の画像情報を検出することが困難
な場合でも、路面上の当該車両の位置を認識することの
出来る車両用走行路認識装置を提供する。 【構成】 車両の走行方向前方の道路画像を撮像する前
方画像入力手段１０１と、走行方向後方の道路画像を撮
像する後方画像入力手段１０２と、上記前方画像のコン
トラストを求めるコントラスト検出手段１０３と、通常
走行時は前方画像入力手段１０１の画像情報を選択し、
前方画像のコントラストが所定値より小さいときには後
方画像入力手段１０２の画像情報を選択する選択手段１
０４と、選択手段１０４で選択された画像情報に基づい
て走行路を認識する走行路認識手段１０５と、を備え、
前方の画像情報が得にくい場合には、車両後方の画像デ
ータから走行路における車両の位置を認識するように構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の走行路を認識
する装置に関し、例えば走行路を認識して走行車両が車
線を逸脱した等の場合に表示や警報等を行なう装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用画像処理装置としては、例
えば特開平１−２７３１１２号公報に記載されたものが
ある。図３は、上記の従来技術のブロック図である。図
３において、車両前方の画像を撮像する画像入力手段１
１は例えばビデオカメラ等であり、また、光学系以外の
外界情報入力手段１２は例えば超音波センサである。画
面の明るさの急激な変化検出手段１３は、画像入力手段
１１から入力した画像データの明るさが急激に変化する
状態、例えば車両がトンネル入り口に差しかかった状態
等を検出する。そして制御手段１４は、上記のように明
るさが急激に変化した場合には、画像入力手段１１の出
力に代えて光学系以外の外界情報入力手段１２の出力を
外界認識手段１５へ送り、外界認識手段１５は画像以外
の情報（例えば超音波センサ出力）に基づいて外界の状
態を認識し、その結果に応じて警報を発するようになっ
ている。上記のように従来の車両用画像処理装置におい
ては、車両がトンネル入り口に差しかかった状態等のよ
うに、光学系の画像入力手段では正常な情報を検出しに
くい場合には、超音波センサのように光学系以外の情報
入力手段を用いて車両前方の状態を検出するようになっ
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来装置においては、入力画像の明るさの急激な
変化のあった場合に、切り換えて用いる外部情報入力手
段が光学系以外の超音波センサのような装置であったた
め、単にトンネルや障害物の有無を識別することが出来
るだけであって、道路上の車線等は識別することが出来
なかった。そのため車両が他の車線に一部入り込んだよ
うな場合に有効な警報や表示を行なうことが出来ない、
という問題があった。

【０００４】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、車両前方の画像を
入力する手段で走行路前方の情報を検出することが困難
な場合でも、路面上の当該車両の位置情報を認識するこ
との出来る車両用走行路認識装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、本発明においては、車両の
走行方向前方の道路画像を撮像する前方画像入力手段
と、走行方向後方の道路画像を撮像する後方画像入力手
段と、上記前方画像入力手段から入力された前方画像の
コントラストを求めるコントラスト検出手段と、通常走
行時は上記前方画像入力手段の画像情報を選択し、前方
画像のコントラストが所定値より小さいときには上記後
方画像入力手段の画像情報を選択する選択手段と、上記
選択手段で選択された画像情報に基づいて走行路を認識
する走行路認識手段と、を備えている。

【０００６】

【作用】図１は、本発明の機能ブロック図である。図１
において、１０１は車両の走行方向前方の道路画像を撮
像する前方画像入力手段、１０２は走行方向後方の道路
画像を撮像する後方画像入力手段であり、これらは例え
ばＣＣＤカメラ等のビデオカメラであって、それぞれ車
両の前部と後部に取り付けられている。また、コントラ
スト検出手段１０３、選択手段１０４および走行路認識
手段１０５は、例えば後記図２の画像処理装置７の部分
に相当する。そして、コントラスト検出手段１０３は、
前方画像入力手段１０１から入力された前方画像のコン
トラストを求め、その結果を選択手段１０４に送る。選
択手段１０４は通常走行時は前方画像入力手段１０１の
画像情報を選択し、前方画像のコントラストが所定値よ
り小さいとき、例えば対向車両のヘッドライトに照らさ
れたような場合には、後方画像入力手段１０２の画像情
報を選択する。また、走行路認識手段１０５は、選択手
段１０４で選択された画像情報に基づいて走行路を認識
する。すなわち、本発明においては、通常時は前方画像
入力手段の画像情報に応じて車両前方の走行路を検出
し、前方画像情報が得にくい場合には、車両後方の画像
情報に応じて路面上の車両の位置を認識するようになっ
ている。そのため、逆光状態や対向車両のヘッドライト
に照らされた場合のように前方の画像情報が得にくい場
合でも、路面上の車両の位置を正確に認識し、車両が他
の走行車線に入り込んだような場合には運転者に警報を
与えることが出来る。

【０００７】

【実施例】図２は、本発明の一実施例を示すブロック図
である。図２において、前方ビデオカメラ１は、車両前
部に前向きに取り付けられ、走行方向前方の道路画面を
撮像する。また、後方ビデオカメラ２は、車両後部に後
向きに取り付けられ、走行方向後方の道路画面を撮像す
る。なお、ビデオカメラとしては例えばＣＣＤカメラを
用いられる。また、画像処理装置７は、例えばマイクロ
コンピュータで構成される。この画像処理装置７には、
分散値演算部３、選択部４、直線検出部５および走行路
認識部６が含まれる。なお、分散値演算部３は、画像の
コントラストを示す量として画像の明るさの分散値を演
算する。明るさの分散値が小さいということはコントラ
ストが小さいことを意味する。また、警報装置８は、例
えばブザーや音声警報装置（警報内容を音声で通告する
装置）であり、上記走行路認識部６の出力に基づいて、
運転者に必要な警報を与える。

【０００８】次に作用を説明する。前方ビデオカメラ１
で撮像した車両前方の画像情報は、分散値演算部３に送
られる。そして分散演算部３は画像データの明るさの分
散値を求める。明るさの分散値Ｖは、下記（数１）式で
求めることができる。

【０００９】

【数１】

【００１０】上記のようにして求められた明るさの分散
値Ｖは、選択部４で予め設定された閾値Ｔと比較され
る。分散値が小さいということは、画像データの全ての
画素の明るさが似かよった値を持つということ、すなわ
ち画像のコントラストが小さいことを意味する。したが
って選択手段４は、明るさの分散値Ｖが閾値Ｔ以上の場
合はコントラストが大きいと判断して、前方ビデオカメ
ラ１の出力を直線検出部５に送る。一方、分散値Ｖが閾
値Ｔ未満の場合には、コントラストが小さく、前方ビデ
オカメラ１の出力では正確な認識が困難であると判断し
て後方ビデオカメラ２の出力を直線検出部５へ送る。

【００１１】次に、直線検出部５は、入力した画像情報
に基づいて路面上の直線（レーンマーカや道路端等）を
検出する。この直線検出は、例えば、本出願人が既に出
願している特願平２−１４１２６９号に記載の方法で行
なうことが出来る。以下、上記の直線検出について簡単
に説明する。直線検出は、前処理、ウインドウ設
定、候補点抽出、直線検出、時間平均化の順序で
行なう。 前処理 前処理は、ビデオカメラからの信号を入力してエッジ点
（レーンマーカや道路端に相当すると予想される明暗度
の変化する点、具体的には「暗→明→暗」又は「明→
暗」と変化する点）を抽出するものである。なお、、前
処理の具体的内容としては、例えば、入力画像Ａ(ｘ,
ｙ）に対し、ｘ方向の微分値ΔＸ(ｘ,ｙ）とｙ方向の微
分値ΔＹ(ｘ,ｙ）を基に、tan~¹ΔＸ(ｘ,ｙ）／ΔＹ
(ｘ,ｙ）或いはそれに準じる演算を行なうことにより、
エッジの方向を表わす量を出力するものであって、求め
るべきレーンマーカまたは道路端の画像上での傾きと略
一致する方向を持つエッジをエッジ点とする構成を用い
ることが出来る。 ウインドウ設定 ウインドウ設定は、前回の演算時における直線式から推
測される位置にウィンドウを設定する。 候補点抽出 候補点抽出は、上記の設定されたウインドウ内における
複数のエッジ点の座標を計測する。 直線検出 直線検出は、上記のエッジ点を直線近似して直線式を求
め、さらに直線の確からしさを求める。 時間平均化 時間平均化は、直線近似によって求めた直線式を時間的
に平滑化する。上記の時間平均化された出力、すなわち
平均化された直線は、レーンマーカや道路端に対応する
ものである。

【００１２】上記の直線検出方法は、前回の演算時にお
ける直線式の近傍にウィンドウを設定し、該ウインドウ
内における複数のエッジ点の座標を計測するように構成
したものであり、画像の時間的連続性に着目し、道路端
やレーンマーカの存在する領域、画像上における傾きな
どを予測することによって探索エリアを削減し、短い処
理時間で信頼性の高い認識処理を行なうことが出来るよ
うにしたものである。なお、レーンマーカとは、道路上
に引かれた白線などのように走行路の端やセンターライ
ンなどを示す線状の目印である。また、道路端とは道路
の端部と他の領域との境となる溝、段差、中央分離帯
（芝生や植木等）などであって画像上で明暗の識別が出
来るものを意味する。

【００１３】次に、直線検出部５で求めた直線情報は、
走行路認識部６に与えられる。走行路認識部６は、直線
の傾きと消失点（無限遠点、複数本の直線が交わる点）
のｘ座標のそれぞれの時間変化を求めて走行路を認識す
る。これによって車線と車両の位置関係、すなわち走行
路上の車両の位置が判るので、当該車両が車線を外れて
いたり、他の車線にはみ出しているような状態を検出す
ることが出来る。上記のように、通常時には、前方ビデ
オカメラ１の情報に基づいて車両前方の画像から走行路
における車両の位置を認識し、また、前方ビデオカメラ
１の出力のコントラストが小さくて情報が得にくい場合
には、後方ビデオカメラ２の出力から走行路における車
両位置を認識する。このように後方の画像データを認識
することによっても容易に走行路での現在の車両の位置
を知ることができる。したがって、もし車両が車線をは
み出した場合や他の車線に入り込んだ場合には、警報装
置８を作動させて運転者に警報を与える。

【００１４】なお、上記の後方画像データから認識した
走行路上の車両位置情報は、警報に利用するだけでな
く、例えば自動走行車両の自動操縦データとして利用す
ることもできる。例えば、急カーブのない自動走行路
で、かつ短い距離であれば、後方画像から得た走行路上
の車両位置が車線の中央に来るように制御することによ
って自動操縦が可能であるから、前方の画像情報が得に
くい状態のときには、後方の画像情報を用いて自動走行
することも可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、逆光状態や対向車のヘッドライトで照らされた場
合のように、車両前方の画像データのコントラストが小
さく、前方の情報が得にくい場合には、車両後方の画像
データから走行路における車両の位置を認識するように
構成したことにより、車両前方からの画像データによる
走行路の認識が困難な場合でも、後方からの画像データ
によって走行路における車両の位置を正確に知ることが
出来る、という効果が得られ、それを用いて有効な警報
等を行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機能を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例のブロック図。

【図３】従来装置の一例図。

【符号の説明】

１…前方ビデオカメラ ２…後方ビデオカメラ ３…分散値演算部 ４…選択部 ５…直線検出部 ６…走行路認識部 ７…画像処理装置 ８…警報装置 １１…画像入力手段 １２…光学系以外の外界情報入力手段 １３…画像の明るさの急激な変化検出手段 １４…制御手段 １５…外界認識手段 １０１…前方画像入力手段 １０２…後方画像入力手段 １０３…コントラスト検出手段 １０４…選択手段 １０５…走行路検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の走行方向前方の道路画像を撮像する
   前方画像入力手段と、 走行方向後方の道路画像を撮像する後方画像入力手段
   と、 上記前方画像入力手段から入力された前方画像のコント
   ラストを求めるコントラスト検出手段と、 通常走行時は上記前方画像入力手段の画像情報を選択
   し、前方画像のコントラストが所定値より小さいときに
   は上記後方画像入力手段の画像情報を選択する選択手段
   と、 上記選択手段で選択された画像情報に基づいて走行路を
   認識する走行路認識手段と、 を備えたことを特徴とする車両用走行路認識装置。