JPH07220194A - Road environment recognition device - Google Patents

Road environment recognition device

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Publication number
JPH07220194A
JPH07220194A JP1387494A JP1387494A JPH07220194A JP H07220194 A JPH07220194 A JP H07220194A JP 1387494 A JP1387494 A JP 1387494A JP 1387494 A JP1387494 A JP 1387494A JP H07220194 A JPH07220194 A JP H07220194A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
line
vehicle
image
extracted
rectangle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1387494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Ota
善之 太田
Morihito Shiobara
守人 塩原
Shigeru Sasaki
繁 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP1387494A priority Critical patent/JPH07220194A/en
Publication of JPH07220194A publication Critical patent/JPH07220194A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は車両の自立走行制御を行うための道路
環境認識装置に関し、道路上に影や標識文字、前方車両
が存在しても正確に標識線の位置を認識し、また複数の
前方車両が存在しても別々に認識し得る装置の提供を目
的とする。 【構成】標識線を認識するために、車両前方に取り付け
られた撮像手段により得られる前方画像からエッジ(物
体の輪郭)のみを抽出して、画像上で自車の左又は右斜
めにあってある程度連続して現れるエッジを自車レーン
の左(又は右)標識線と認識する。また、前方車両の位
置を識別するために、進行方向前方の撮像手段を複数設
けて、各々の画像上で抽出された矩形のうち略同一の図
形的特徴を有する矩形を対応付け、この矩形を前方車両
として認識する。また対応付けされた矩形について複数
の画像の間の位置のずれ(視差)から三角測量の原理を
用いて距離を算出する。
(57) [Abstract] [Object] The present invention relates to a road environment recognition device for controlling autonomous running of a vehicle, and accurately recognizes the position of a sign line even if a shadow, a sign character, or a vehicle ahead is present on the road. In addition, it is an object of the present invention to provide a device that can separately recognize a plurality of front vehicles. [Structure] In order to recognize a marker line, only an edge (outline of an object) is extracted from a front image obtained by an image pickup means attached to the front of the vehicle, and the edge (or outline) of the vehicle is obliquely seen to the left or right of the image. The edge that appears to some extent continuously is recognized as the left (or right) marker line in the vehicle lane. Further, in order to identify the position of the vehicle in front, a plurality of image pickup means in the front of the traveling direction are provided, and the rectangles having substantially the same graphical features among the rectangles extracted on each image are associated with each other, and the rectangles are associated with each other. Recognize as a vehicle ahead. Further, the distance is calculated from the position shift (parallax) between the plurality of images for the associated rectangle using the principle of triangulation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,道路環境を認識する画
像処理システムを有する道路環境認識装置に関するもの
であり、より具体的には、自律走行をする車両において
車両の前方に設置し車両の進行方向前方を捉えたTVカ
メラからの画像より,道路面上に設けられている標識線
を自車の近傍領域から遠方領域まで認識し,同時に自車
前方を走行している車両・障害物を認識することができ
る道路環境認識装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road environment recognition apparatus having an image processing system for recognizing a road environment, and more specifically, it is installed in front of a vehicle in an autonomously traveling vehicle and From the image from the TV camera that captures the front of the traveling direction, the marker lines provided on the road surface are recognized from the area near the vehicle to the area far away, and at the same time, the vehicle / obstacle traveling in front of the vehicle is identified. The present invention relates to a road environment recognition device that can be recognized.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像処理部分により道路環境を認
識し、この認識結果に基づいて車両の自立走行の制御を
行う自立走行制御装置が開発されつつある。この自立走
行制御装置は、走行車線内を走っている車両に搭載され
るものであり,例えば自車がレーンを逸脱していたら運
転手に自動的に警告したり,またその情報を元に自動車
を制御するといったことを実現するものである。このよ
うな装置を実現することは運転者の運転に関する負担を
軽減させることができ,事故を未然に防ぐことができる
ようになるので極めて重要である。
2. Description of the Related Art In recent years, a self-sustained travel control device has been developed which recognizes a road environment by an image processing portion and controls self-sustained travel of a vehicle based on the recognition result. This self-sustained travel control device is installed in a vehicle running in the traveling lane. For example, if the self-vehicle departs from the lane, the driver is automatically warned, and based on the information, the vehicle Control is realized. Realization of such a device is extremely important because it can reduce the driver's driving burden and prevent accidents.

【0003】より具体的に言えば、車両の前方に設置し
車両の進行方向前方を捉えたTVカメラからの画像よ
り,道路面上に設けられている標識線を自車の近傍領域
から遠方領域まで認識し,同時に自車前方を走行してい
る車両・障害物を認識し、定常走行状態では左側に見え
ている白線等の標識線をガイドラインとしてそれに沿っ
て走行し,自車前方を走行している他車との距離を算出
して前方車と追突しないように自車を操舵するようにす
るものである。
More specifically, from the image from the TV camera installed in front of the vehicle and capturing the front of the traveling direction of the vehicle, the marker line provided on the road surface is distant from the area near the vehicle. It recognizes vehicles and obstacles traveling in front of the vehicle at the same time, and in the steady running state, the marker line such as the white line visible on the left side is used as a guideline along which the vehicle travels in front of the vehicle. The distance to the other vehicle is calculated and the own vehicle is steered so as not to collide with the preceding vehicle.

【0004】このように自車前方を捉えた画像から画像
処理技術を用いて自車走行レーンを認識し,同時に自車
前方を走行している他車を認識するシステムとして、本
願出願人は先に『道路環境認識装置』(特願平5−15
5138号)を出願した。この特願平5─155138
号は、画像中に存在する正負の垂直エッジを抽出し,白
線幅やエッジの連続性を用いて抽出した正負エッジが白
線のエッジであるかを検証しながら,主に垂直方向に延
びている正負一対の垂直エッジを標識線候補として抽出
することにより標識線認識を行っていた。また,前方車
認識では,白線認識の結果抽出された自車レーン内で,
水平エッジが多く現れる領域を一台の前方車として抽出
していた。
As a system for recognizing the traveling lane of the own vehicle by using the image processing technology from the image of the front of the own vehicle and simultaneously recognizing another vehicle traveling in front of the own vehicle, the applicant of the present application has "Road environment recognition device" (Japanese Patent Application No. 5-15
No. 5138). This Japanese Patent Application No. 5-155138
The number of positive and negative vertical edges existing in the image is extracted, and the positive and negative edges extracted using the white line width and edge continuity are verified to be the edges of the white line, and they extend mainly in the vertical direction. Marker line recognition is performed by extracting a pair of positive and negative vertical edges as marker line candidates. In front vehicle recognition, within the vehicle lane extracted as a result of white line recognition,
The area where many horizontal edges appear was extracted as one vehicle in front.

【0005】上記先願以外の標識線認識方法としては、
例えば『自律走行車両方向制御装置』(特開平3─22
5513号)があり、該特許出願の公開公報には画像に
おいて自車より遠方領域の標識線の認識結果を利用して
中間領域や自車に近い領域の白線の探索を行うことが開
示されている。
As a marking line recognition method other than the above-mentioned prior application,
For example, "Autonomous vehicle direction control device" (Japanese Patent Laid-Open No. 3-22
No. 5513), and the publication of the patent application discloses that an image is used to search for a white line in an intermediate region or a region close to the own vehicle by utilizing the recognition result of a marker line in a region farther than the own vehicle. There is.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の公知例に
はそれぞれ以下のような問題点がある。まず特願平5−
155138号での標識線認識では,白線幅やエッジの
連続性といった局所的な性質を利用して,抽出した正負
エッジが白線のエッジであるかを検証しながら、垂直に
延びている正負一対の垂直エッジを白線候補としている
ため,例えば分岐路において白線が滑らかに本線とは別
方向に延びる場合に誤認識する可能性があった。また,
同従来例の前方車認識では,自車レーン内で水平エッジ
が多く現れる領域を一台の前方車として抽出していたた
め,例えば自車直前を走行している前方車Aがレーン内
の左側を走行し,Aの前を走行している車Bがレーンの
右側を走行しているような場合には,撮像された画像上
でAとBは重なり合って写っており,このように場合に
は一台の大きな前方車が存在すると誤認識を起こす可能
性があった。
However, each of the above known examples has the following problems. First, Japanese Patent Application No. 5-
In marker line recognition in No. 155138, by utilizing local properties such as white line width and edge continuity, it is verified whether the extracted positive and negative edges are white line edges, and a pair of vertically extending positive and negative lines is used. Since the vertical edge is used as a white line candidate, there is a possibility of erroneous recognition when, for example, a white line smoothly extends in a direction different from the main line in a branch road. Also,
In the preceding vehicle recognition of the conventional example, a region in which many horizontal edges appear in the own vehicle lane is extracted as one preceding vehicle, so that, for example, the preceding vehicle A running just before the own vehicle is on the left side of the lane. When a car B traveling in front of A is traveling on the right side of the lane, A and B are shown as overlapping in the captured image. In this case, The presence of one large forward vehicle could lead to false positives.

【0007】また、特開平3─225513号では,遠
方領域の白線の認識結果を利用して中間領域や自車に近
い領域の白線の探索を行っているが,遠方の認識では解
像度が十分でないため,誤差を生じる可能性が多かっ
た。本願発明はこのような課題を解消するためになされ
たものであって、影や路上の標識文字、前方車両が存在
しても容易かつ正確に標識線の位置を認識することと、
2台以上の前方車両が画像上で重なっていても別々に認
識することができる道路環境認識装置の提供を目的とす
る。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-225513, a white line in an intermediate area or an area close to the own vehicle is searched for by utilizing the recognition result of a white line in a distant area, but the resolution in distant recognition is not sufficient. Therefore, there was a possibility that an error would occur. The present invention has been made in order to solve such a problem, and to easily and accurately recognize the position of the marking line even if there is a shadow or a sign character on the road, or a vehicle ahead,
An object of the present invention is to provide a road environment recognition device that can separately recognize two or more front vehicles even if they overlap each other on an image.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の道路環境認識装
置では、標識線の位置を認識するために、撮像手段より
得られる前方画像から物体の輪郭のみを抽出したエッジ
画像を作成し,画像上で自車の左斜め(または右斜め)
前方を撮像した領域において,ある程度連続して現れる
エッジを抽出し,それを画像上で遠方へ延長していき,
自車レーンの左標識線(または右標識線)として認識す
る。
In order to recognize the position of a marker line, the road environment recognition apparatus of the present invention creates an edge image in which only the contour of an object is extracted from the front image obtained by the image pickup means, and the image is obtained. At the top left of your vehicle (or diagonally right)
In the region where the image of the front is captured, the edges that appear to some extent are extracted, and they are extended far in the image,
Recognize as the left marking line (or right marking line) in your own lane.

【0009】また認識を行うのに先立ち、撮像手段(カ
メラ等)に固有のパラメータ(俯角,画角,解像度等)
と、通行している道路に関する知識情報(曲率等)に基
づいてとり得る無限遠点の範囲を算出しておき、前記延
長線がこの範囲を通らない場合には、誤認識したものと
判断する。さらに,道路の走行レーン幅と撮像手段(カ
メラ等)に固有のパラメータ(俯角,画角,解像度等)
から計算される無限遠点に関する知識を利用して,左標
識線(または右標識線)を延長した無限遠点から自車走
行レーンの右標識線(または左標識線)を推定するよう
に構成した。
Prior to recognition, parameters (depression angle, angle of view, resolution, etc.) peculiar to the image pickup means (camera, etc.)
And the range of possible infinity points is calculated based on knowledge information (curvature etc.) related to the road that is passing, and if the extension line does not pass through this range, it is determined that it was erroneously recognized. . Furthermore, parameters specific to the traveling lane width of the road and the imaging means (camera, etc.) (depression angle, angle of view, resolution, etc.)
Configured to estimate the right marker line (or left marker line) of the vehicle's driving lane from the infinity point, which is an extension of the left marker line (or right marker line), using the knowledge of the infinity point calculated from did.

【0010】また、本発明の道路環境認識装置は、前方
車両の位置を認識するために、進行方向前方を撮像する
撮像手段を複数備えて、該複数の撮像手段から得られる
複数の前方画像から,前記一対の撮像装置から得られた
各々の画像上で抽出された矩形において,同じ面積・水
平・垂直線の長さなどの図形的特徴を有する矩形を,同
一の物体を撮像した結果得られた矩形であるとして,矩
形同士の対応付けを行うことにより、前方車両の位置を
認識するようにし、更に対応付けされた矩形の画像上で
の位置のずれ(視差)から三角測量の原理を用いること
により前方にある対象物までの距離を算出するように構
成した。
Further, the road environment recognition apparatus of the present invention is provided with a plurality of image pickup means for picking up an image in front of the traveling direction in order to recognize the position of the vehicle ahead, and from a plurality of front images obtained from the plurality of image pickup means. , The rectangles extracted on the respective images obtained from the pair of image pickup devices are obtained as a result of picking up the same object with rectangles having the same area, horizontal and vertical line length and other graphical features. Assuming that the rectangles are rectangles, the positions of the vehicles in front are recognized by associating the rectangles with each other, and the principle of triangulation is used from the positional deviation (parallax) of the associated rectangles on the image. Thus, the distance to the object in front is calculated.

【0011】前記の矩形抽出の処理は、自車レーン内に
おける水平・垂直エッジを別々に抽出し,各々の投影を
算出して投影累算値がある程度以上存在する水平・垂直
ラインを,画像中に水平あるいは垂直エッジが存在する
ラインの候補として残し,そのライン上にある水平・垂
直エッジによって矩形が構成された場合に,その部分を
矩形として抽出するようにした。
In the above-described rectangle extraction processing, horizontal and vertical edges in the vehicle lane are extracted separately, and the respective projections are calculated to calculate the horizontal and vertical lines in which the accumulated projection value exceeds a certain level in the image. We left it as a candidate for a line with a horizontal or vertical edge, and if the rectangle was composed of horizontal and vertical edges on that line, that part was extracted as a rectangle.

【0012】さらに、矩形のうち、先に認識された2本
の標識線の範囲内にあるものを抽出するようにして、自
車レーン内にある前方車両を抽出するようにした。
Further, among the rectangles, the one within the range of the two previously recognized marking lines is extracted to extract the preceding vehicle in the own vehicle lane.

【0013】[0013]

【作用】上記に説明した本発明の道路環境認識装置の作
用効果について、以下図7を用いて説明する。この図7
は、走行車線を走っている車両前方に設置した撮像手段
(TVカメラ等)から前方を撮像した画像の一例であ
る。なお、以下の作用の項及び実施例の項では共に日本
のように車両の左側通行を採用していることを前提とし
て適用すべき技術について説明する。従って車両の右側
通行を前提とする場合は以降の説明の左右を反対にすれ
ば良い。
The operation and effect of the road environment recognition apparatus of the present invention described above will be described below with reference to FIG. This Figure 7
Is an example of an image obtained by capturing an image of the front from an image capturing unit (TV camera or the like) installed in front of the vehicle traveling in the traveling lane. In addition, the technology to be applied will be described on the assumption that the left-hand traffic of a vehicle is adopted as in Japan in the following action section and the embodiment section. Therefore, if it is assumed that the vehicle is traveling on the right side, the left and right of the following description may be reversed.

【0014】図7から明らかなように,カメラで撮像さ
れた画像は三次元の情景をカメラの焦点を中心として二
次元平面に投影したものであり,カメラの光軸と平行な
線は画像上で一点に集まる。この点を無限遠点と言う。
図において,走行レーン・追越しレーンを規定する白線
等の標識線は画像上で無限遠点に収束する放射線とな
る。この無限遠点はカメラの画角や俯角,解像度といっ
たカメラに固有のパラメータから算出することができ
る。そこで,画像上で走行ラインの左側については他の
走行車両や障害物によって隠蔽されにくいので、この走
行ラインの左側の標識線の一部を抽出し,それを無限遠
点まで延ばして左側の標識線を認識する。さらに,自動
車専用道路では一般的には急激な曲線などは存在しない
から,無限遠点まで延ばした左側の標識線からレーン幅
だけずらした放射線を路面上に引き,右側の標識線を推
定する。本発明では,遠方において標識線が隠蔽されて
いても,また例え左標識線が破線になっていても上記に
記述した方法により正しく自車レーンを特定することが
できる。なお、予め通行する道路の曲率やカメラパラメ
ータに基づいて無限遠点のとり得る範囲を算出してお
き、延長線がこの範囲を通過するか否かをチェックすれ
ば、認識精度を向上することができる。
As is apparent from FIG. 7, the image taken by the camera is a three-dimensional scene projected on a two-dimensional plane with the focus of the camera as the center, and the line parallel to the optical axis of the camera is on the image. And gather at one point. This point is called the point at infinity.
In the figure, marking lines such as white lines that define the driving lane and the passing lane are the radiation that converges to the point at infinity on the image. This point at infinity can be calculated from camera-specific parameters such as the angle of view, depression angle, and resolution of the camera. Therefore, the left side of the running line on the image is difficult to be hidden by other running vehicles and obstacles, so a part of the sign line on the left side of this running line is extracted, and it is extended to the point at infinity and the sign on the left side is extracted. Recognize lines. Furthermore, since there are generally no sharp curves on a motorway, radiation that is shifted by the lane width from the left marker line extending to the point at infinity is drawn on the road surface to estimate the right marker line. According to the present invention, the vehicle lane can be correctly specified by the method described above even if the marker line is hidden in the distance or the left marker line is a broken line. It is possible to improve the recognition accuracy by calculating the possible range of the point at infinity based on the curvature of the road and the camera parameters in advance and checking whether the extension line passes through this range. it can.

【0015】一方,前方道路画像に写る前方車の背面の
画像には,例えば車体・ナンバープレート・リアウィン
ドウ・バンパー・テールランプ・ブレーキランプなど水
平・垂直エッジが多く存在し,矩形を構成する部分が多
く存在する。(ただし,通常のTVカメラで撮像された
画像では解像度が悪く,ナンバープレート上に存在する
車両ナンバーなどの文字は抽出・認識することはできな
い。)よって,自車レーン内で水平・垂直エッジを抽出
し,それらによって囲まれる部分を矩形として抽出し,
前方車の特徴とする。ここで,路面に表示されている文
字標識や影などの縦方向のエッジは白線と同じ透視効果
(無限遠点に収束する性質)により,垂直線が抽出され
る確率は少ない。
On the other hand, in the image of the back of the vehicle in front in the image of the road ahead, there are many horizontal and vertical edges such as vehicle body, license plate, rear window, bumper, tail lamp, brake lamp, etc. There are many. (However, the resolution is poor in the image taken by a normal TV camera, and the characters such as the vehicle number existing on the license plate cannot be extracted and recognized.) Therefore, the horizontal and vertical edges in the vehicle lane are not recognized. Extract, and the part surrounded by them is extracted as a rectangle,
It is a feature of the vehicle ahead. Here, vertical edges such as character signs and shadows displayed on the road surface are less likely to be extracted by vertical lines due to the same perspective effect (convergence to the point at infinity) as white lines.

【0016】以上により,例えば左右二眼のカメラから
撮像された画像において矩形部分を抽出し,両画像にお
いて同じ図形的特徴を有する矩形を対応付け,二眼の画
像での位置のずれ(視差)を算出して,三角測量の原理
により,前方車までの距離を算出する。また、矩形部分
の対応付けにあたって複数の組み合わせが考えられる場
合は、視差の大きい方を採用することにより、より至近
の前方車両を抽出することができる。
As described above, for example, a rectangular portion is extracted from the images picked up by the left and right binocular cameras, the rectangles having the same graphic feature are associated with each other, and the position shift (parallax) between the binocular images is made. Then, the distance to the vehicle ahead is calculated by the triangulation principle. Further, when a plurality of combinations can be considered in associating the rectangular portions, the one with a larger parallax can be adopted to extract a closer forward vehicle.

【0017】また、先に認識した2本の標識線の間の範
囲内にある矩形を抽出することにより、自車レーンを走
行する前方車両を抽出することができる。よって,本発
明においては,自車直前の前方車がレーン内で左側を走
り,その前を走行する車が自車レーン上で右側を走行し
ており,画像上で前方二車両が重なって撮像されている
ような場合でも,二車両の距離を別々に抽出することが
できる。
Further, by extracting the rectangle within the range between the two previously recognized marking lines, it is possible to extract the preceding vehicle traveling in the own vehicle lane. Therefore, in the present invention, the vehicle in front of the own vehicle runs on the left side in the lane, and the vehicle in front of it travels on the right side in the own vehicle lane. Even in such a case, the distance between the two vehicles can be extracted separately.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の道路環境認識装置の一実施例
を説明する。図1は本実施例の全体構成を示すブロック
図である。図中、1は撮像手段である。本発明では各々
の撮像手段を上下あるいは左右に並行して車両に設置す
れば良いが、本実施例では図1のように車両の前方左側
に左画像撮像手段1Lを、右側に右画像撮像手段1Rを
設置しているものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the road environment recognition device of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of this embodiment. In the figure, 1 is an imaging means. In the present invention, the respective image pickup means may be installed vertically or horizontally in parallel with each other in the vehicle, but in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the left image pickup means 1L is on the front left side of the vehicle and the right image pickup means is on the right side. Assume that 1R is installed.

【0019】2L,2Rは撮像手段1より得られた画像
より自車レーンを認識する自車レーン認識部であり、3
L,3Rは撮像手段1L,1Rにより得られた画像と自
車レーン認識部2L.2Rで得られた情報を基に矩形を
抽出する矩形抽出部である。4は矩形抽出部3L,3R
から出力される、左画像と右画像のそれぞれから得られ
た矩形の情報を照合して前方車を認識し、また前方車の
距離を算出する矩形照合・距離算出部である。
Reference numerals 2L and 2R denote vehicle lane recognition sections for recognizing the vehicle lane from the image obtained by the image pickup means 1.
L and 3R are images obtained by the image pickup means 1L and 1R and the vehicle lane recognition unit 2L. It is a rectangle extraction unit that extracts a rectangle based on the information obtained in 2R. 4 is a rectangle extraction unit 3L, 3R
It is a rectangular matching / distance calculating unit that collates rectangular information obtained from each of the left image and the right image, which is output from the vehicle, recognizes a vehicle ahead, and calculates the distance of the vehicle ahead.

【0020】以下、図1に示した各部の動作の説明をす
る。なお、以下の説明では車両の左側通行を前提として
おり、また標識線は白線を例としている。更に、各手段
および処理についてはカッコ内に図面の参照符号を示し
た。本実施例の請求の範囲と名称が異なる場合は、請求
の範囲での対応する呼称を併記した。 1)撮像手段(1L,1R) これは上記のように車両の前方左右に取り付けられ、車
両の進行方向前方を撮像するものである。この左右のカ
メラは、図4に示すように水平線に対し俯角Θだけ下に
傾けて取り付けられているので、撮像できる道路面の範
囲(視野)は図Bに示すように、四辺形AR R R
R になる。
The operation of each unit shown in FIG. 1 will be described below. In the following description, it is assumed that the vehicle is traveling on the left side, and the marker line is a white line as an example. Further, reference numerals of the drawings are shown in parentheses for each means and processing. When the claims of the present embodiment are different from the claims, the corresponding names in the claims are described together. 1) Imaging means (1L, 1R) This is mounted on the left and right of the front of the vehicle as described above, and images the front of the traveling direction of the vehicle. As shown in FIG. 4, the left and right cameras are attached so as to incline downward from the horizon by a depression angle Θ, so that the range (field of view) of the road surface that can be imaged is a quadrangle A R B R C R D
Become R.

【0021】また、使用されるカメラに基づいてカメラ
パラメータが設定される。このカメラパラメータには、
以下のようなものがある。 f :焦点距離 Θ :俯角 Rx :x(水平)方向解像度 Ry :y(垂直)方向解像度 Φx :x方向画角 Φy :y方向画角 また、図5において、路上の点(X,Z)とそれに対応
する画面の座標(x,y)には、以上のカメラパラメー
タを用いて、次のような関係が成立する。
Further, camera parameters are set based on the camera used. These camera parameters include
There are the following. f: focal length Θ: depression angle R x : x (horizontal) direction resolution R y : y (vertical) direction resolution Φ x : x direction angle of view Φ y : y direction angle of view Further, in FIG. , Z) and the corresponding screen coordinates (x, y) using the above camera parameters, the following relationship is established.

【0022】(1)画面座標から地面座標への変換(1) Conversion from screen coordinates to ground coordinates

【0023】[0023]

【数1】 [Equation 1]

【0024】(2)地面座標から画面座標への変換(2) Conversion from ground coordinates to screen coordinates

【0025】[0025]

【数2】 [Equation 2]

【0026】2)自車レーン認識部(2L,2R) 図2に自車レーン認識部の詳細フローを示す。 ◇エッジ抽出処理(21:エッジ画像作成手段) まず前方を撮像した画像に対して垂直エッジ抽出を行
う。これは図6(a)に示すような3×3等のエッジ検
出フィルタを画面全体に走査させて抽出するものであ
る。このようなエッジ検出方法は既に周知技術であるの
で、詳細な説明は省略する。 ◇自車近方での左白線検証処理(22:標識線認識手
段) 抽出されたエッジ画像に対して,まず、ある程度以下の
長さのエッジを雑音として除去した後,たとえ前方車が
存在していても走行レーンの左白線が存在する画像の左
下部において,無限遠点の存在範囲に向かって延びるエ
ッジを検出し,白線幅に関する知識を用いてエッジの検
証を行う。
2) Own vehicle lane recognition section (2L, 2R) FIG. 2 shows a detailed flow of the own vehicle lane recognition section. ◇ Edge extraction processing (21: edge image creating means) First, vertical edge extraction is performed on the image of the front. In this method, an edge detection filter of 3 × 3 or the like as shown in FIG. 6A is scanned over the entire screen for extraction. Since such an edge detection method is already known, a detailed description will be omitted. ◇ Left white line verification processing near the own vehicle (22: marker line recognition means) First, after removing edges with a certain length or less as noise from the extracted edge image, even if there is a vehicle ahead, Even if the left white line of the driving lane exists, the edge that extends toward the existence range of the point at infinity is detected in the lower left part of the image, and the edge is verified using knowledge about the white line width.

【0027】具体的には,このようなエッジが一本も抽
出できなかった場合には,1フレーム前の画像を処理し
た結果求められた左白線を出力し,現フレームに関して
は左白線が抽出できなかったことを記憶する。このよう
に,左白線が抽出できなかったフレームが数フレーム連
続して続いた場合には,白線は存在しないものとして処
理を打ち切る。複数本発見された場合には,より長いエ
ッジでかつ白線幅に関する制限を満足するようなエッジ
ペアを左白線の両側のエッジとみなして出力する(1フ
レーム前の画像の処理結果と照合する)。一本しか発見
できなかった場合は,1フレーム前の画像の処理結果と
照合し,エッジの位置が極端に離れていない場合には,
そのエッジを片方のエッジとして含む白線を左白線とし
て出力する。 ◇遠方への左白線延長処理(23:延長線作成手段) 前記自車近方における左白線の抽出結果を元にして,図
7で示すような無限遠点まで直線補間して左白線を決定
する。
Specifically, when no such edge can be extracted, the left white line obtained as a result of processing the image one frame before is output, and the left white line is extracted for the current frame. Remember what you couldn't do. In this way, when the frames for which the left white line could not be extracted continue for several frames in succession, the white line does not exist and the processing is terminated. When a plurality of lines are found, an edge pair having a longer edge and satisfying the white line width limit is regarded as the edges on both sides of the left white line and is output (matched with the processing result of the image one frame before). If only one can be found, it is compared with the processing result of the image one frame before, and if the edge positions are not extremely separated,
A white line including that edge as one edge is output as a left white line. ◇ Extending the left white line to a distance (23: extension line creating means) Based on the extraction result of the left white line in the vicinity of the own vehicle, linear interpolation is performed up to the point at infinity as shown in FIG. 7 to determine the left white line. To do.

【0028】この無限遠点は先述したカメラパラメータ
を用いて予め算出しておくことができる。即ち無限遠点
は、自車から無限遠(Z→∞)において路面上に存在す
る点のことであり、これは上記式 においてZ→∞とお
いて、 y ={(Ry /2)/tan(Φy /2) }tan Θ ──── で表される、画像上の水平線上に存在する。(これを無
限遠線という) 先に抽出した自車近方における左白線について直線近似
したものと式との交点が無限遠点となる。
The point at infinity can be calculated in advance by using the above-mentioned camera parameter. That is, the point at infinity is a point that exists on the road surface at infinity (Z → ∞) from the own vehicle, which is expressed as Z → ∞ in the above equation, and y = {(R y / 2) / tan (Φ y / 2)} tan Θ ──── It exists on the horizontal line on the image. (This is called the line at infinity) The point at infinity is the intersection of the expression obtained by linearly approximating the left white line near the vehicle extracted earlier.

【0029】ところで、自車が白線と平行に走っている
場合は、画像上で左白線の無限遠点は画面中央に位置す
る。図7で言えば、カメラの真下をX座標の原点0と設
定しているので、無限遠点はZ軸上となる。ところが路
面がカーブしていたり、自車が白線と並行して走行して
いない場合は、無限遠点の位置はX軸方向でずれること
になる。
When the vehicle is running in parallel with the white line, the infinity point of the left white line on the image is located at the center of the screen. In FIG. 7, since the point directly under the camera is set to the origin 0 of the X coordinate, the point at infinity is on the Z axis. However, if the road surface is curved or the vehicle is not running in parallel with the white line, the position of the point at infinity will be displaced in the X-axis direction.

【0030】しかし、自動車専用道等ではカーブの曲率
の最大値は制限速度等に基づいて規定されており、また
正常に走行している場合は自車と白線のなす角度も極端
に大きくなるものではない。そこで、無限遠線上で無限
遠点の存在可能な範囲を設定し、抽出した左白線を画像
上で延長して求めた無限遠点がこの範囲内に存在しない
場合は、左白線の抽出に失敗(誤認識)したものとして
判断する。なお、この範囲についての知識を得る方法に
ついては後述する。 ◇右白線推定処理(24:標本線推定手段) 最後に,レーン幅に関する知識を用いて画像上で無限遠
点から自車近方まで右白線の位置を推定し,自車レーン
領域を抽出する。
However, the maximum value of the curvature of the curve is specified on the basis of the speed limit, etc. on a road for automobiles, etc., and when the vehicle is traveling normally, the angle between the vehicle and the white line becomes extremely large. is not. Therefore, if the range where the point of infinity can exist on the line of infinity is set and the point of infinity obtained by extending the extracted left white line on the image is not within this range, the extraction of the left white line fails. (Mistaken) Judge as having been made. A method for obtaining knowledge about this range will be described later. ◇ Right white line estimation process (24: sample line estimation means) Finally, the position of the right white line from the point at infinity to the vicinity of the vehicle is estimated on the image using the knowledge about the lane width, and the vehicle lane area is extracted. .

【0031】このために、画像上の自車に近い付近の水
平線上(例えばy=y0 )において、現在通行している
道路のレーン幅の値を,式に代入することにより、
画像上でのx座標値の差Δx0 を計算しておく。画像上
での左側白線の方程式が算出され無限遠点が算出された
ら、y=y0 における左側白線のx座標を求めてこれを
Δx0 だけ右にシフトすることにより、右側白線のy=
0 上でのx座標(x0 )を推定する。こうして求めた
(x0 ,y0 )と無限遠点とを結ぶことにより右側白線
の位置を推定する。
Therefore, by substituting the value of the lane width of the road currently running on the horizon (for example, y = y 0 ) near the vehicle on the image into the formula,
The difference Δx 0 between the x coordinate values on the image is calculated. When the equation of the left white line on the image is calculated and the point at infinity is calculated, the x coordinate of the left white line at y = y 0 is obtained, and this is shifted to the right by Δx 0, so that y =
Estimate the x coordinate (x 0 ) on y 0 . The position of the right white line is estimated by connecting (x 0 , y 0 ) thus obtained and the point at infinity.

【0032】なお、上述した道路のカーブの曲率に関す
る知識、及び道路のレーン幅についての知識を得る方法
は種々のものが考えられ、本発明では特に限定するもの
ではないが、幾つかの例をあげれば、 ・ユーザが通行する道路毎に設定入力する。 ・装置毎に各自動車道路毎のレーン幅に関するデータベ
ースを用意しておき、通行する道路に応じて知識を取り
出し、利用する。 ・本装置を含む制御システムに無線受信システムを付加
し、路肩等に設置した無線装置から送信されるレーン幅
や曲率に関するデータを受信して、これを用いる。とい
った実施態様が考えられる。
Various methods are conceivable for obtaining the knowledge about the curvature of the curve of the road and the knowledge about the lane width of the road, which are not particularly limited in the present invention, but some examples are given. For example: -Enter settings for each road that the user travels.・ Prepare a database of lane widths for each motorway for each device, and extract and use knowledge according to the roads that pass. -A wireless receiving system is added to the control system including this device, and the data related to the lane width and curvature transmitted from the wireless device installed on the shoulder of the road is received and used. Such an embodiment is conceivable.

【0033】なお、道路のレーン幅(車線幅員)や曲率
については道路構造令(道路法に基づき制定される政
令)により規定があり、これに基づいてその道路を管理
する地方自治体等が決定しているものである。従って、
規格の種類は有限であるので、通行する道路とその規格
との対応が明らかであればよく、データベース化しても
データ量は莫大なものとはならない。また、通行してい
る道路の指定はユーザが入力しても良いが、(公知の)
ナビゲーションシステムから得るようにしてもよく、こ
れについても種々の実施態様が考えられる。 3)矩形抽出手段 図3に矩形抽出部3L,3Rの動作の詳細フローチャー
トを示す。 ◇水平/垂直エッジ抽出処理(311,312) まず,水平・垂直エッジを別々に抽出する。垂直エッジ
は図6(a)に示したエッジ検出フィルタを用い,水平
エッジは図6(b)に示したエッジ検出フィルタを用い
る。この水平エッジ検出も、先述した垂直エッジ検出と
同様に周知技術である。
The lane width (lane width) and curvature of a road are regulated by the Road Structure Ordinance (Government Ordinance established under the Road Law), and the local government that manages the road decides based on this. It is what Therefore,
Since the number of types of standards is finite, it suffices if the correspondence between passing roads and the standards is clear, and the amount of data will not be enormous even if it is made into a database. In addition, the user may input the designation of the road on which the traffic passes, but (known)
It may also be obtained from the navigation system, again for which various embodiments are conceivable. 3) Rectangle Extracting Means FIG. 3 shows a detailed flowchart of the operation of the rectangle extracting units 3L and 3R. ◇ Horizontal / vertical edge extraction processing (311, 312) First, the horizontal and vertical edges are extracted separately. The edge detection filter shown in FIG. 6A is used for the vertical edge, and the edge detection filter shown in FIG. 6B is used for the horizontal edge. This horizontal edge detection is also a well-known technique like the vertical edge detection described above.

【0034】また、垂直エッジ画像は自車レーン認識部
2L,2Rで求めたものを利用してもよい。 ◇投影算出処理(321,322:投影算出手段) 検出された水平エッジに対して水平方向の投影(水平方
向の画素数)を,また垂直エッジに対して垂直方向の投
影(垂直方向の画素数)を別々に算出する。 ◇水平/垂直線マスク算出(331,332) 水平・垂直方向の投影値を利用して次の処理を施す。以
下では図8を参照して水平方向の処理について述べる
が,垂直方向の処理についても同様である。
As the vertical edge image, the one obtained by the vehicle lane recognition units 2L and 2R may be used. Projection calculation process (321, 322: projection calculation means) Projection in the horizontal direction (the number of pixels in the horizontal direction) for the detected horizontal edge, and projection in the vertical direction for the vertical edge (the number of pixels in the vertical direction) ) Is calculated separately. -Horizontal / vertical line mask calculation (331, 332) The following processing is performed using the projection values in the horizontal and vertical directions. The horizontal processing will be described below with reference to FIG. 8, but the same applies to the vertical processing.

【0035】水平方向の投影値の中で最大の投影値を有
するラインとその前後1ラインを,原画像において最も
強いエッジが存在するラインとして水平線抽出用マスク
として設定する。ここで,水平線マスクを設定した3ラ
インの前後の数ライン(例えば3ライン)は,強エッジ
が多く存在する前後のラインであり,エッジが存在する
可能性が低いとして投影値を0にし,マスクとして設定
しない。その後,抽出されたマスクラインを除外して,
同様の処理を画像の全ての水平ラインに対して繰り返し
実行する。 ◇水平/垂直線候補抽出(314,324) 次に,抽出された水平/垂直線マスクをエッジ画像に走
査させ,マスク領域内にエッジが存在する場合には,マ
スク領域(3ライン)の中央ラインの画素に1をセット
し,水平/垂直線候補を抽出する。 ◇矩形探索処理(315,325) この処理では、前方車両の候補を抽出するために、面積
の大きな矩形を抽出する処理を行う。
A line having the maximum projection value among the projection values in the horizontal direction and one line before and after the line are set as a horizontal line extraction mask as a line having the strongest edge in the original image. Here, several lines before and after the 3 lines for which the horizontal line mask is set (for example, 3 lines) are lines before and after a large number of strong edges exist, and the projection value is set to 0 because it is unlikely that there are edges, and the mask is set. Not set as. Then, remove the extracted mask line,
The same process is repeated for all horizontal lines of the image. Extraction of horizontal / vertical line candidates (314, 324) Next, the extracted horizontal / vertical line mask is scanned on the edge image, and if an edge exists in the mask region, the center of the mask region (3 lines) The pixels of the line are set to 1 and horizontal / vertical line candidates are extracted. ◇ Rectangle Search Process (315, 325) In this process, a process of extracting a rectangle having a large area is performed in order to extract a candidate for a vehicle ahead.

【0036】このために、水平/垂直線候補抽出部で抽
出された水平線の各ラインについて、交差する点からの
長さが最も長いラインを探索して抽出していく。例え
ば、図9に示すように、ある水平線Aに対しては右端か
ら水平線Aと交わる垂直線Bを探索し、次に垂直線Bに
対して下端から垂直線Bと交わる水平線Cを探索し、こ
の水平線Cに対して左端から水平線Cと交わりかつもと
の垂直線Aとも交差する垂直線Dを探す、というプロセ
スを実行することにより、矩形ABCDを抽出する。更
に、水平線Aを含み最も面積の大きな矩形を抽出するた
めに、垂直線Bよりも内側(左側)にある別の垂直線
(例えば垂直線B’)をも探索して、上記と同様のプロ
セスにより別の矩形(例えば矩形AB’C’D)を抽出
していく。こうして求めた複数の矩形について面積を比
較することにより、最大の面積の矩形を抽出して、これ
を前方車両の候補として採用する。 4)矩形照合および距離算出部(4) 矩形照合部では,(例えば)左右の画像において抽出さ
れた矩形領域に対して,同じような位置にあり,同様の
図形的特徴(面積,矩形を構成する縦横線の長さ)を有
する矩形を対応付ける。
Therefore, for each line of the horizontal lines extracted by the horizontal / vertical line candidate extraction unit, the line having the longest length from the intersecting point is searched for and extracted. For example, as shown in FIG. 9, for a certain horizontal line A, a vertical line B that intersects the horizontal line A from the right end is searched, and then a horizontal line C that intersects the vertical line B from the lower end to the vertical line B is searched for. A rectangle ABCD is extracted by executing a process of searching a vertical line D which intersects the horizontal line C from the left end with respect to the horizontal line C and also intersects with the original vertical line A. Further, in order to extract the rectangle having the largest area including the horizontal line A, another vertical line (for example, the vertical line B ′) inside (left side of) the vertical line B is searched, and the same process as above is performed. Another rectangle (for example, rectangle AB'C'D) is extracted by. By comparing the areas of the plurality of rectangles thus obtained, the rectangle having the largest area is extracted and adopted as a candidate for the front vehicle. 4) Rectangle collation and distance calculation unit (4) The rectangle collation unit is located at the same position with respect to the rectangular regions extracted in the left and right images (for example), and has the same graphical features (area, rectangle configuration). Rectangles having vertical and horizontal line lengths).

【0037】この対応づけの方法を図10を用いて説明
する。図10において、 D :左右カメラの距離 L :カメラと対象物との距離 Ob:対象物の位置 C1:左カメラの位置(レンズ中心) C2:右カメラの位置(レンズ中心) O1:左カメラのレンズ光軸とフィルム面の交点 O2:右カメラのレンズ光軸とフィルム面の交点 f :カメラの焦点距離 P1:左カメラのフィルム面に対象物が写る点。座標(x1,y1)
はO1を原点としている。 P2:右カメラのフィルム面に対象物が写る点。座標(x2,y2)
はO2を原点としている。 である。
A method of this correspondence will be described with reference to FIG. In FIG. 10, D: distance between left and right cameras L: distance between camera and target object Ob: position of target object C 1 : position of left camera (center of lens) C 2 : position of right camera (center of lens) O 1 : Intersection between the lens optical axis of the left camera and the film plane O 2 : Intersection of the lens optical axis of the right camera and the film plane f: Focal length of the camera P 1 : Point where the object appears on the film plane of the left camera. Coordinates (x 1 , y 1 )
Has O 1 as the origin. P 2: object objects appear point to the film surface of the right camera. Coordinates (x 2 , y 2 )
Has O 2 as the origin. Is.

【0038】この図10を見れば明らかなように、対象
物との距離が近い程画像上での視差は大きくなる。そこ
で、左右のカメラのパラメータにより予め最大視差を求
めておき、左画像上で抽出された矩形の左上点((x3,
y3) とする)と右下点((x4,y4) とする)を,右画像上
でそれぞれ(x3,y3) ,(x4,y4) から左方向に最大視差範
囲まで探索し,一致度の高い (例えば±α(α=1 or
2)の画素のずれで一致する) 矩形が存在したら,両矩
形の位置の差を求めて視差とする。
As is clear from FIG. 10, the closer the distance to the object is, the larger the parallax on the image is. Therefore, the maximum parallax is previously obtained from the parameters of the left and right cameras, and the upper left point ((x 3 ,
y 3 )) and the lower right point (denoted (x 4 , y 4 )) on the right image from (x 3 , y 3 ), (x 4 , y 4 ), to the left in the maximum parallax range. Up to, and the degree of agreement is high (eg ± α (α = 1 or
If there is a rectangle (matching with the pixel shift in 2)), calculate the difference between the positions of both rectangles and use it as the parallax.

【0039】右画像上の最大探索範囲内に図形的特徴の
一致する矩形が複数存在する場合には,視差の大きい方
を対応づける。これは、複数の車両の映像による複数の
矩形が存在する場合、視差の大きい方、即ち距離が近い
方を採用することにより、直前の前方車両が認識できる
からである。このように対応付けた矩形を前方車両とみ
なして距離を算出する。図10において、△ObC1C2と△
ObP1P2は相似であり,以下の関係が成り立つ。(ここ
で,通常のカメラでは,フィルム面はC1を中心としてObと反
対側にあるが,このモデルでは説明を簡単にするためフィ
ルム面を対象物と同じ方向においている。) (L−f) : (D−x1 + x2)=L:D ・・・・ この 式を変形すると、 L= D・f/(x1 - x2) ・・・・ ここで,(x1 - x2)は左右のカメラのフィルム面(即ち画像
面)で,同一物体の撮像した時の位置の差であり,視差
である。よって式より,視差に基づき,カメラから対
象物までの距離を算出することができる。
When there are a plurality of rectangles having the same graphic features in the maximum search range on the right image, the one having the larger parallax is associated. This is because when there are a plurality of rectangles formed by images of a plurality of vehicles, the one in front of the preceding vehicle can be recognized by adopting one with a larger parallax, that is, one with a smaller distance. The rectangle calculated in this way is regarded as a front vehicle, and the distance is calculated. In Fig. 10, △ ObC 1 C 2 and △
ObP 1 P 2 are similar, and the following relationships hold. (Here, in a normal camera, the film surface is on the side opposite to Ob with C 1 as the center, but in this model, the film surface is in the same direction as the object for the sake of simplicity.) (Lf ): (D−x 1 + x 2 ) = L: D ・ ・ ・ By transforming this expression, L = Df / (x 1 -x 2 ) ・ ・ ・ ・ where (x 1 -x 2 ) is the film surface (that is, the image surface) of the left and right cameras, which is the difference in position when the same object is imaged, and is the parallax. Therefore, the distance from the camera to the object can be calculated from the formula based on the parallax.

【0040】なお、一致する矩形が存在しない場合に
は,矩形が抽出されなかった画像(右画像)上で,該矩
形の水平線(カメラが上下に設置されている場合は垂直
線)の長さに対応する間隔で存在する二本の垂直エッジ
(カメラが上下に設置されている場合は垂直エッジ)の
ペアを探し,この垂直エッジペアを対応づけて視差を計
算して、上述の方法で距離を算出する。
If there is no matching rectangle, the length of the horizontal line (vertical line if the cameras are installed above and below) of the rectangle on the image where the rectangle is not extracted (right image). Find a pair of two vertical edges (vertical edges if the camera is installed above and below) that exist at intervals corresponding to, calculate the parallax by associating these vertical edge pairs, and calculate the distance by the above method. calculate.

【0041】また、このようにして抽出し、対応付けら
れた矩形は、自車レーン認識部2L,2Rにより得られ
る左右の標識線の間の範囲内に存在するかどうかをチェ
ックし、存在する場合は自車レーンを走行する前方車両
として認識するようにすれば、自立走行に当たって複数
の前方車両の中から最も注意すべき車両を抽出すること
ができる。
The rectangles thus extracted and associated with each other are checked by checking whether they exist within the range between the left and right marking lines obtained by the vehicle lane recognition units 2L and 2R. In this case, if the vehicle is recognized as a forward vehicle traveling in the own vehicle lane, the vehicle that requires the most attention can be extracted from a plurality of forward vehicles in autonomous driving.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の道路環境
認識装置によれば、自立走行車両に搭載したTVカメラ
から捕らえた画像から、影や路上にある標識文字,前方
車が存在していても容易かつ正確に標識線の位置を認識
でき、同時に2台以上の前方車が画像上で重なっていて
も別々に認識することができる。
As described above, according to the road environment recognition apparatus of the present invention, a shadow, a sign character on the road, and a forward vehicle are present from an image captured by a TV camera mounted on a self-driving vehicle. However, it is possible to easily and accurately recognize the position of the marker line, and at the same time, it is possible to separately recognize even if two or more forward cars overlap each other on the image.

【0043】このように正確な標識線や前方車の情報を
得ることができるので、本発明の道路環境認識装置を用
いることにより、前方車と追突しないように自車を操舵
する自立走行制御装置を構成することができる。
As described above, since it is possible to obtain accurate information about the marking line and the vehicle ahead, by using the road environment recognition device of the present invention, a self-sustained travel control device for steering the vehicle so as not to collide with the vehicle ahead. Can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の道路環境認識装置の全体構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a road environment recognition device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の自車レーン認識部2の処理動作を示すフ
ローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing operation of a vehicle lane recognition unit 2 of FIG.

【図3】図1の矩形抽出部3の処理動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing operation of a rectangle extraction unit 3 in FIG.

【図4】撮像手段(カメラ)の車両への搭載の様子を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing how the imaging means (camera) is mounted on a vehicle.

【図5】撮像画面の座標系と地面の座標系との対応関係
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a correspondence relationship between a coordinate system of an imaging screen and a coordinate system of the ground.

【図6】本発明の一実施例にて用いられる垂直エッジ検
出フィルタおよび水平エッジ検出フィルタの例を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a vertical edge detection filter and a horizontal edge detection filter used in an embodiment of the present invention.

【図7】撮像手段1により得られる前方道路画像の一例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a forward road image obtained by the imaging means 1.

【図8】水平線抽出用マスク領域作成処理の一例を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a horizontal line extraction mask area creation process.

【図9】矩形探索処理の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a rectangle search process.

【図10】距離計測の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of distance measurement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…撮像手段 2…自車レーン認識部 3…矩形抽出部 4…矩形照合・距離算出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging means 2 ... Own vehicle lane recognition part 3 ... Rectangle extraction part 4 ... Rectangle matching / distance calculation part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09B 29/10 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G09B 29/10 A

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車両の進行方向前方を撮像する撮像手段
(1)と、 該撮像手段により得られる画像から、物体の輪郭線のみ
を抽出したエッジ画像を作成する手段(21)と、 該エッジ画像中の自車両の近い路面に対応する部分で、
かつ自車両の左側または右側の路面に対応する部分に存
在する、所定の長さ以上連続するエッジ部分を抽出し
て、該抽出されたエッジ部分を自車両の左側または右側
の標識線として認識する標識線認識手段(22)とを備
えて構成することを特徴とする道路環境認識装置。
1. An image pickup means (1) for picking up an image in front of a traveling direction of a vehicle, a means (21) for creating an edge image in which only a contour line of an object is extracted from an image obtained by the image pickup means, and the edge. In the part corresponding to the road surface near your vehicle in the image,
In addition, an edge portion that is present in a portion corresponding to the road surface on the left side or the right side of the host vehicle and that is continuous for a predetermined length or longer is extracted, and the extracted edge portion is recognized as a marker line on the left side or the right side of the host vehicle. A road environment recognition device comprising a marking line recognition means (22).
【請求項2】前記標識線認識手段(22)によって標識
線と認識されたエッジを、前記撮像手段(1)に係わる
パラメータより定まる画像上の無限遠線と交差する点で
ある無限遠点まで延長する延長線作成手段(23)を備
えたことを特徴とする請求項1に記載の道路環境認識装
置。
2. An infinity point, which is a point where an edge recognized as a marker line by the marker line recognizing means (22) intersects an infinite distance line on an image determined by a parameter relating to the image pickup means (1). The road environment recognition device according to claim 1, further comprising extension line creating means (23).
【請求項3】前記延長線作成手段(23)は、走行中の
道路に関する知識情報と撮像手段(1)に係わるパラメ
ータとに基づいて自車レーンの無限遠点のとり得る範囲
を算出しておき、前記作成された延長線が該無限遠点の
とり得る範囲内を通過するかを検証し、通過する場合は
左または右標識線を正しく認識したものと判定し、通過
しない場合は誤認識したものと判定することを特徴とす
る請求項2に記載の道路環境認識装置。
3. The extension line creating means (23) calculates a possible range of an infinity point of a vehicle lane on the basis of knowledge information about a road on which the vehicle is running and parameters related to the imaging means (1). Every time, it is verified whether the created extension line passes within the range of the point at infinity. If it passes, it is determined that the left or right marker line is correctly recognized, and if it does not pass, the recognition line is erroneously recognized. The road environment recognition device according to claim 2, wherein the road environment recognition device is determined to have been performed.
【請求項4】前記延長線作成手段(23)により作成さ
れた該延長線の位置と、前記撮像手段(1)に係わるパ
ラメータと、走行中の道路のレーン幅の情報とを用い
て、自車レーンを構成する標識線のうち前記標識線認識
手段により認識された標識線と反対側の標識線につい
て、画像上での位置を推定する標識線推定手段(24)
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の道路環境認
識装置。
4. The position of the extension line created by the extension line creating means (23), the parameter relating to the image pickup means (1), and the lane width information of the road on which the vehicle is running are used. Marking line estimating means (24) for estimating the position on the image of the marking lines on the opposite side of the marking lines recognized by the marking line recognition means among the marking lines forming the vehicle lane
The road environment recognition device according to claim 2, further comprising:
【請求項5】車両の進行方向前方を撮像する複数の撮像
手段(1L,1R)と、 該複数の撮像手段より得られる各々の画像より矩形部分
を抽出する矩形抽出手段(3L.3R)と、 該矩形抽出手段(3L,3R)により抽出される各々の
矩形情報を照合して、同一の図形的な特徴を有する矩形
を抽出する矩形照合手段(4)とを備え、該抽出された
矩形を前方車両として認識することを特徴とする道路環
境認識装置。
5. A plurality of image pickup means (1L, 1R) for picking up an image in front of the traveling direction of the vehicle, and a rectangle extraction means (3L.3R) for extracting a rectangular portion from each image obtained by the plurality of image pickup means. Rectangle matching means (4) for collating each piece of rectangle information extracted by the rectangle extracting means (3L, 3R) to extract rectangles having the same graphical feature, and the extracted rectangles. A road environment recognition device, which recognizes a vehicle as a front vehicle.
【請求項6】前記矩形照合手段(4)は、同一の図形的
な特徴を有する矩形の組み合わせを複数個抽出したとき
は、各組み合わせ毎の視差を比較して、最大の視差を有
する矩形の組み合わせを最も近い前方車両として認識す
ることを特徴とする請求項5に記載の道路環境認識装
置。
6. When the rectangle matching means (4) extracts a plurality of combinations of rectangles having the same graphical feature, the parallaxes of the respective combinations are compared and the rectangle having the largest parallax is compared. The road environment recognition device according to claim 5, wherein the combination is recognized as the closest forward vehicle.
【請求項7】前記矩形照合手段(4)により抽出された
画像上の矩形について、前記各々の画像上での矩形の位
置のずれと、前記複数の撮像手段の撮像位置の差異に基
づく視差とを用いて前方車両までの距離を算出する距離
算出部を設けたことを特徴とする請求項5に記載の道路
環境認識装置。
7. With respect to a rectangle on an image extracted by the rectangle matching means (4), a shift in the position of the rectangle on each of the images and a parallax based on the difference in the image pickup positions of the plurality of image pickup means. The road environment recognition device according to claim 5, further comprising a distance calculation unit that calculates a distance to a vehicle in front of the vehicle.
【請求項8】前記矩形抽出手段(3L,3R)は、水平
エッジのみの投影と垂直エッジのみの投影値とを算出す
る投影算出手段(321,322)と、所定値以上の投
影値を有するラインを矩形が存在する可能性のあるライ
ンとして抽出する水平線・垂直線候補抽出手段(34
1,342)を有することを特徴とする請求項5に記載
の道路環境認識装置。
8. The rectangle extracting means (3L, 3R) has projection calculating means (321, 322) for calculating a projection value of only a horizontal edge and a projection value of only a vertical edge, and a projection value of a predetermined value or more. Horizontal line / vertical line candidate extraction means (34) for extracting a line as a line in which a rectangle may exist.
1, 342), the road environment recognition device according to claim 5.
【請求項9】前記水平線・垂直線候補抽出手段(34
1,342)は、前記投影値の多いラインとその前後の
所定幅のラインについて、水平方向または垂直方向から
画像全体に渡ってマスク領域として設定し、マスクと前
記水平・垂直エッジとの重なる部分を矩形を構成する水
平・垂直線の候補として抽出することを特徴とする請求
項8に記載の道路環境認識装置。
9. The horizontal line / vertical line candidate extracting means (34)
1, 342) is set as a mask area over the entire image from the horizontal or vertical direction with respect to the line with many projection values and the lines with a predetermined width before and after the line, and the portion where the mask and the horizontal / vertical edge overlap. 9. The road environment recognition device according to claim 8, wherein is extracted as a candidate for horizontal and vertical lines forming a rectangle.
【請求項10】前記水平・垂直線候補抽出部(341,
342)で抽出されたある水平線(71)について該水
平線と交わる複数の垂直線を抽出し、抽出された垂直線
のそれぞれについて、まず該垂直線と交わる水平線を抽
出し、次に該水平線と,最初に抽出した水平線との両方
とも交わる垂直線を抽出することにより複数の矩形領域
を作成して各矩形領域の面積を算出し、最も大面積の矩
形部分を抽出する矩形探索手段(35)を有することを
特徴とする請求項8の道路環境認識装置。
10. The horizontal / vertical line candidate extraction unit (341,
342) extracting a plurality of vertical lines intersecting with the horizontal line (71) extracted in 342), first extracting a horizontal line intersecting with the vertical line for each of the extracted vertical lines, and then extracting the horizontal line, Rectangle search means (35) for extracting a vertical line that intersects both the first horizontal line and a plurality of rectangular regions, calculates the area of each rectangular region, and extracts the largest rectangular region. The road environment recognition device according to claim 8, which has.
【請求項11】車両の進行方向前方を撮像する複数の撮
像手段(1L,1R)と、 該撮像手段により得られる画像から、物体の輪郭線のみ
を抽出したエッジ画像を作成する手段(21)と、 該エッジ画像中の自車両の近い路面に対応する部分で、
かつ自車両の左側または右側の路面に対応する部分に存
在する、所定の長さ以上連続するエッジ部分を抽出し
て、該抽出されたエッジ部分を自車両の左側または右側
の標識線として認識する標識線認識手段(22)と、 前記標識線認識手段(22)によって標識線と認識され
たエッジを、前記撮像手段(1)に係わるパラメータよ
り定まる画像上の無限遠線と交差する点である無限遠点
まで延長する延長線作成手段(23)と、 前記延長線作成手段(23)により作成された該延長線
の位置と、前記撮像手段(1)に係わるパラメータと、
走行中の道路のレーン幅の情報とを用いて、自車レーン
を構成する標識線のうち前記標識線認識手段により認識
された標識線と反対側の標識線について、画像上での位
置を推定する標識線推定手段(24)と、 該複数の撮像手段(1L,1R)より得られる各々の画
像より矩形部分のうち、前記標識線認識手段(22)と
前記標識線推定手段(24)とにより得られる2つの標
識線の間の範囲内に存在する矩形情報を抽出する矩形部
分抽出手段(3L,3R)を備えて構成したことを特徴
とする道路環境認識装置。
11. A plurality of image pickup means (1L, 1R) for picking up an image in front of a traveling direction of a vehicle, and means (21) for creating an edge image in which only the contour line of an object is extracted from an image obtained by the image pickup means. And in the portion corresponding to the road surface near the own vehicle in the edge image,
In addition, an edge portion that is present in a portion corresponding to the road surface on the left side or the right side of the host vehicle and that is continuous for a predetermined length or longer is extracted, and the extracted edge portion is recognized as a marker line on the left side or the right side of the host vehicle. The marker line recognition means (22) and an edge recognized as a marker line by the marker line recognition means (22) intersects an infinity line on an image determined by a parameter relating to the imaging means (1). An extension line creating means (23) for extending to an infinite point, a position of the extension line created by the extension line creating means (23), and a parameter relating to the imaging means (1),
Using the information on the lane width of the road on which the vehicle is traveling, the position on the image is estimated for the marker line on the opposite side of the marker line recognized by the marker line recognition means among the marker lines forming the own vehicle lane. Marker line estimating means (24), and the marker line recognizing means (22) and the marker line estimating means (24) in a rectangular portion from each image obtained by the plurality of imaging means (1L, 1R). A road environment recognition device characterized in that the road environment recognition device comprises a rectangular portion extracting means (3L, 3R) for extracting rectangular information existing in a range between the two marker lines obtained by the above.
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