JPH0935198A - 車両用走行路検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自車両前方の撮影画像中から道路上の白線を
高信頼性で抽出し、変化の激しい道路条件にも対応でき
る高精度且つ高速な白線認識を実現した車両用走行路検
出装置を得る。 【解決手段】 車両前方の道路画像Ｆを撮影する手段１
と、道路画像から二値化画像Ｇを得る手段２と、二値化
画像から白線Ｌを検出する手段４と、白線検出手段にお
けるサーチ範囲Ｈを設定する手段３と、サーチ範囲設定
手段は、直線路やカーブ路等の白線形状に合わせてサー
チ範囲を任意に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は走行中の自動車の
予防安全のために画像処理技術を用いて自車両前方の走
行路を検出する装置に関し、特に走行路上の白線の誤検
出を確実に防止して信頼性を向上させた車両用走行路検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車載のビデオカメラ（前方撮
影手段）および画像処理手段を用いた車両用走行路検出
装置はよく知られており、たとえば、撮影された道路画
像のエッジを利用して白線を検出する装置として、特開
平５−１６６０９６号公報に開示されているようなもの
がある。この公報に記載された車両用走行路検出装置に
おいては、図１２に示すように、画像の低部から左右に
走査したときの交点となるエッジＥを見つけて白線Ｌの
位置とし、この白線位置を画像の上方に向かってサーチ
する。

【０００３】また、白線を探索（サーチ）する方法とし
て、図１３に示すように、白線検出結果により画像上に
白線探索用のウィンドウＷを設定し、このウィンドウＷ
のなかで白線Ｌを探す手法もあり、この手法は特開平５
−３０３６２５号公報に開示されている。また、特開平
５−３４７０００号公報に記載されているように、検出
した白線を直線近似し、この近似結果により白線探索用
ウィンドウの設定位置や大きさを動的に変化させる方法
がある。

【０００４】さらに、特開平６−２２５３０８号公報に
記載されているように、過去の白線検出結果、車速、ス
テアリング角を複雑な演算処理により求め、さらに、こ
れに基づいて白線の形状を推定した後、白線形状に応じ
て白線のサーチ範囲を随時変化させる手法も提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両用走行路検
出装置は以上のように、白線探索領域設定に関して処理
速度を早くすることには有効であるが、実際の白線の多
様な形状にうまく対応できるようにサーチ範囲を設定す
る必要があるので、アルゴリズムが複雑で処理に時間が
かかり、探索領域を限定して処理の高速化をはかる効果
が余り得られないという問題点があった。

【０００６】また、従来の車両用走行路検出装置におい
ては、何らかの理由で白線がうまく検出されなくなった
り、検出結果の信頼性が低くなったり、車線変更などに
より入力画像が著しく変化するときなどに対処する手段
を備えていないので、たとえば、一度白線検出が不安定
になり白線の誤検出が多発すると、なかなか正常な検出
状態に戻らなくなり、検出の応答性が悪くなるという問
題点があった。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するも
ので、カーブ路など実際の道路画像上での白線の形状に
も対応でき、しかも処理速度の早い車両用走行路検出装
置を提供することを目的とする。

【０００８】また、この発明は、何らかの理由で白線検
出の性能が低下するような状況を検知した場合には、白
線位置を一時的に所定の道路形状に固定することによ
り、白線の誤検出の影響を少なくし、また誤検出からの
立ち直りが早く精度の高い車両用走行路検出装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る車両用走行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前
方の道路画像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二
値化画像にする二値化手段と、二値化画像から白線を検
出する白線検出手段と、白線を検出するためのサーチ範
囲を設定するサーチ範囲設定手段とを備え、白線検出手
段は、サーチ範囲内で検出された複数の白線位置に対し
て直線近似を行う直線近似手段を有し、サーチ範囲設定
手段は、白線を検出する領域の一部での直線近似結果に
応じてサーチ範囲を設定するものである。

【００１０】また、この発明の請求項２に係る車両用走
行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路画
像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像に
する二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白線
検出手段と、白線を検出するためのサーチ範囲を設定す
るサーチ範囲設定手段とを備え、道路形状情報を出力す
るナビゲーションを設け、サーチ範囲設定手段は、道路
形状情報に応じてサーチ範囲を設定するものである。

【００１１】また、この発明の請求項３に係る車両用走
行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路画
像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像に
する二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白線
検出手段と、白線を検出するためのサーチ範囲を設定す
るサーチ範囲設定手段とを備え、サーチ範囲設定手段
は、サーチ範囲内の二値化画像上での白線の位置に基づ
いて車両から白線までの距離を算出し、算出された距離
に応じてサーチ範囲を設定するものである。

【００１２】また、この発明の請求項４に係る車両用走
行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路画
像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像に
する二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白線
検出手段と、白線を検出するためのサーチ範囲を設定す
るサーチ範囲設定手段とを備え、車両のステアリング角
を検出するステアリング角センサ手段を設け、サーチ範
囲設定手段は、ステアリング角に応じてサーチ範囲を設
定するものである。

【００１３】また、この発明の請求項５に係る車両用走
行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路画
像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像に
する二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白線
検出手段と、白線を検出するためのサーチ範囲を設定す
るサーチ範囲設定手段とを備え、サーチ範囲設定手段
は、サーチ範囲内で白線が検出されない状況が所定期間
にわたって連続したときにサーチ範囲を広く設定するも
のである。

【００１４】また、この発明の請求項６に係る車両用走
行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路画
像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像に
する二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白線
検出手段とを備え、車両の車速を検出する車速センサ手
段を設け、白線検出手段は、車速が低速と判定されたと
きに、他の周辺車両を含む背景を誤検出するのを避ける
ために、白線の位置を所定の道路形状に合わせて固定す
る白線位置固定手段を有するものである。

【００１５】また、この発明の請求項７に係る車両用走
行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路画
像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像に
する二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白線
検出手段とを備え、白線検出手段は、白線候補が多数存
在して白線位置を特定できない場合に、白線位置を所定
の道路形状に合わせて固定する白線位置固定手段を有す
るものである。

【００１６】また、この発明の請求項８に係る車両用走
行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路画
像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像に
する二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白線
検出手段とを備え、車両のワイパの動作状態を検出する
ワイパ検出手段を設け、白線検出手段は、ワイパが動作
中であると検出されたときに、白線の位置を所定の道路
形状に合わせて固定する白線位置固定手段を有するもの
である。

【００１７】また、この発明の請求項９に係る車両用走
行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路画
像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像に
する二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白線
検出手段とを備え、車両のウィンカの点滅を検出するウ
ィンカ検出手段を設け、白線検出手段は、ウィンカ検出
手段によりウィンカの点滅を検出するか、または白線の
位置が大きく変化するときに、車両がレーンチェンジ中
であると判定するレーンチェンジ検出手段と、レーンチ
ェンジ検出手段により車両がレーンチェンジ中と判定さ
れたときに、白線の位置を所定の道路形状に合わせて固
定する白線位置固定手段とを有するものである。

【００１８】また、この発明の請求項１０に係る車両用
走行路検出装置は、車両に搭載されて車両の前方の道路
画像を撮影する前方撮影手段と、道路画像を二値化画像
にする二値化手段と、二値化画像から白線を検出する白
線検出手段とを備え、白線検出手段は、白線が検出され
ない状況が所定期間にわたって連続したときに、白線の
位置を一時的に所定の道路形状に合わせて固定する白線
位置固定手段を有するものである。

【００１９】また、この発明の請求項１１に係る車両用
走行路検出装置は、請求項６から請求項１０までのいず
れかにおいて、白線位置固定手段は、白線の位置を、最
も直前に検出された白線位置に固定するものである。

【００２０】また、この発明の請求項１２に係る車両用
走行路検出装置は、請求項６から請求項１０までのいず
れかにおいて、車両のステアリング角を検出するステア
リング角センサ手段を設け、白線位置固定手段は、白線
の位置を、ステアリング角センサ手段により得られたス
テアリング角に応じて固定するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１の概略構
成を示すブロック図である。図において、１は車両に搭
載されたビデオカメラからなる前方撮影部であり、自車
両前方の道路画像Ｆを撮影する。２は前方撮影部１によ
り撮影された道路画像Ｆからエッジ画像Ｇを求めるエッ
ジ抽出部であり、道路画像Ｆから輝度変化の大きいエッ
ジを検出して、エッジ画像Ｇを二値化画像として求める
二値化手段を構成している。

【００２２】３はエッジ画像Ｇから白線検出用のサーチ
範囲Ｈ（走査領域）を設定するサーチ範囲設定部、４は
サーチ範囲Ｈ内でエッジ画像Ｇから白線Ｌを検出する白
線検出部、５は白線Ｌの検出結果を道路画像Ｆ上に表示
する結果出力部である。

【００２３】６は車両を操舵する運転者によるステアリ
ング角θを検出するステアリング角センサ、７は地図情
報すなわち道路形状情報Ｄを出力するナビゲーションで
あり、これらのステアリング角θおよび道路形状情報Ｄ
は、エッジ画像Ｇとともにサーチ範囲設定部３に入力さ
れている。

【００２４】次に、図２のフローチャートおよび図１１
の説明図を参照しながら、図１に示したこの発明の実施
の形態１の概略動作について説明する。図２はこの発明
の実施の形態１における走行路検出処理の流れを示し、
図１１（ａ）はエッジ画像Ｇの一例を示している。

【００２５】図１１（ａ）において、１１１はエッジ画
像Ｇ内の走査開始位置を示す走査ライン、Ｌ１は走査ラ
イン１１１と白線Ｌとの交点として検出される白線位
置、Ｌｉは各走査ラインと白線Ｌとの交点として検出さ
れる白線位置、矢印１１３は走査位置の移動方向、１１
４は自車両の前方を走行する先行車両である。

【００２６】まず、前方撮影部１で撮影された道路画像
Ｆは、エッジ抽出部２に入力され、エッジ成分が所定の
閾値で二値化されることにより、図１１（ａ）のような
エッジ画像Ｇに変換される。ここで、エッジ画像Ｇ上の
下方にある所定の走査ライン１１１を、白線Ｌを検出す
るための走査開始位置とする（ステップＳ１０１）。

【００２７】続いて、サーチ範囲設定部３により、現在
の走査ライン１１１上で実際に白線Ｌを探索するための
サーチ範囲Ｈを設定する（ステップＳ１０２）。なお、
この発明の大きな特徴であるサーチ範囲設定部３による
サーチ範囲Ｈの設定動作（ステップＳ１０２）について
は、後で詳述する。

【００２８】次に、白線検出部４は、サーチ範囲設定ス
テップＳ１０２により設定されたサーチ範囲Ｈ内で、現
在の走査ライン１１１上の白線Ｌと思われるエッジを左
右方向に探索し、発見したエッジの位置を白線位置Ｌ１
として検出する（ステップＳ１０３）。

【００２９】以上のサーチ範囲設定ステップＳ１０２お
よび白線位置検出ステップＳ１０３は、図１１（ａ）内
の矢印１１３のように、エッジ画像Ｇの下方から上方へ
走査位置を更新（ステップＳ１０４）しながら繰り返
す。

【００３０】すなわち、走査位置更新ステップＳ１０４
に続いて、全ての白線検出に対する走査終了か否かを判
定する（ステップＳ１０５）。もし、終了していない
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１０２
に戻り、全ての白線検出を終了している（すなわち、Ｙ
ＥＳ）と判定されれば、次のステップＳ１０６に進む。

【００３１】こうしてステップＳ１０５において白線検
出終了（ＹＥＳ）が判定された後、複数の白線位置Ｌ１
〜Ｌｉの検出点に基づいて、白線Ｌの直線近似を行う
（ステップＳ１０６）。以上が白線Ｌの検出動作（走行
路検出動作）の概要である。

【００３２】次に、図３のフローチャートおよび図４〜
図７の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態１
によるサーチ範囲設定ステップＳ１０２の詳細について
説明する。図４は白線Ｌを表示したエッジ画像Ｇを示
し、矢印Ｈは水平方向（右方向に位置するほど座標値が
大きくなる）、矢印Ｖは垂直方向（下方向に位置するほ
ど座標値が大きくなる）である。Ｒは白線Ｌを検出する
領域であり、上下に分割された２つの領域ＲＡおよびＲ
Ｂからなる。Ｖｐａは各領域ＲＡおよびＲＢの分割点で
ある。

【００３３】図５は領域ＲＡ内の白線Ｌに対するサーチ
範囲Ｈを示す説明図であり、ＬＤは領域ＲＡ内で検出さ
れた白線位置に基づいて直線式で近似された直線であ
る。図６（ａ）はカーブ道路上の白線Ｌに追従して走行
する車両ＣをＸＹ平面座標で示す説明図であり、ＬＣは
車両Ｃの現在位置でのＸ軸上の白線Ｌ（曲線）に対する
接線、Ｙ軸は車両Ｃの進行方向である。図６（ｂ）は車
両Ｃのステアリング角θの大小に応じて設定されるサー
チ範囲Ｈの関係を示す説明図であり、θｔｈはステアリ
ング角θの閾値すなわち比較基準値、ＨＳは小さいサー
チ範囲、ＨＬは大きいサーチ範囲である。

【００３４】図７（ａ）は道路形状情報（地図）Ｄ上の
車両Ｃの位置および進行方向（矢印）を示す説明図、図
７（ｂ）は車両Ｃ上の前方撮影部１から見た前方道路の
エッジ画像Ｇを示す説明図である。図７（ａ）におい
て、ＱＲ１〜ＱＲｎ、ＱＬ１〜ＱＬｎは道路形状情報Ｄ
上の道路端位置であり、ＱＲ１〜ＱＲｎは車両Ｃから見
た右側の道路端位置、ＱＬ１〜ＱＬｎは左側の道路端位
置である。また、図７（ｂ）において、ＰＲ１〜ＰＲｎ
およびＰＬ１〜ＰＬｎはエッジ画像Ｇ内の道路端位置で
あり、ＰＲ１〜ＰＲｎは車両Ｃから見た右側の道路端位
置、ＰＬ１〜ＰＬｎは左側の道路端位置である。

【００３５】一般に、エッジ画像Ｇ上に表示される白線
Ｌは、図４に示すように、エッジ画像Ｇ内の下方の領域
ＲＡでは直線形を示し、エッジ画像Ｇ内の上方の領域Ｒ
Ｂでは曲線形を示していることが多い。図４のような白
線Ｌの形状に対応するため、白線Ｌを検出する領域Ｒ
は、白線Ｌの直線形部分を含む領域ＲＡと曲線形部分を
含む領域ＲＢとの２つに、分割点Ｖｐａを介して分割さ
れる。

【００３６】したがって、図３の処理フローにおいて、
サーチ範囲設定部３による白線Ｌのサーチ範囲Ｈの設定
方法は、走査ラインの位置Ｖｐ（以下、走査位置とい
う）が分割点Ｖｐａよりも上に位置するか下に位置する
かによって異なる。すなわち、まず、走査位置Ｖｐの座
標が分割点Ｖｐａの座標よりも大きい（分割点Ｖｐａよ
りも下に位置する）か否かを判定する（ステップＳ２０
１）。

【００３７】もし、ステップＳ２０１において、走査位
置Ｖｐが分割点Ｖｐａより大きい（すなわち、ＹＥＳ）
と判定されれば、続いて、白線Ｌが連続して検出できな
い状態か否かを判定する（ステップＳ２０２）。もし、
白線Ｌが連続して検出されない状態（すなわち、ＹＥ
Ｓ）と判定されれば、サーチ範囲（幅）Ｈを広くして
（ステップＳ２０３）、ステップＳ１０３に進む。

【００３８】一方、ステップＳ２０２において、白線Ｌ
が検出可能な状態（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、
前回求めた直線近似式によって得られた直線ＬＤの位置
をサーチ範囲Ｈの中心位置として設定する（ステップＳ
２０４）。続いて、走査位置Ｖｐによりサーチ範囲Ｈを
設定し、自車両から白線Ｌまでの距離が大きくなるほど
サーチ範囲（幅）Ｈを狭く設定する（ステップＳ２０
５）。これにより、図５のようなサーチ範囲Ｈが設定さ
れる。

【００３９】なぜなら、或る対象物がエッジ画像Ｇ上に
投影された場合に、自車両からの距離が遠くなるほど対
象物の幅が小さく表示される原理を考慮する必要がある
からである。たとえば、実際には白線Ｌの幅は一定であ
るが、エッジ画像Ｇに表示される白線Ｌの幅は、自車両
からの距離が遠くなればなるほど狭くなるので、サーチ
範囲Ｈも狭く設定されることになる。

【００４０】なお、図５内の直線ＬＤは、直線近似ステ
ップＳ１０６（図２参照）により得られ、このときの直
線近似は、領域ＲＡ内で検出された白線検出点のみを用
いて実行される。ここで、たとえば、最小二乗法による
直線ＬＤの近似方法を例にとって簡単に説明する。

【００４１】まず、領域ＲＡ内の走査位置Ｖｉ（ｉ＝１
〜ｎ）上で検出された白線位置Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）を用
いて求められる直線ＬＤの近似式を、ｘｙ座標上の一次
式として、以下のように表わす。

【００４２】ｙ＝ａｘ＋ｂ

【００４３】上式の直線ＬＤにおける傾きａとｙ切片ｂ
は、以下の式（１）および式（２）により得られる。

【００４４】 ａ＝｛（ΣＬｉ）（ΣＶｉ）−ｎ・Σ（Ｌｉ・Ｖｉ）｝
／｛（ΣＬｉ）²−ｎ（ΣＬｉ²）｝ …（１） ｂ＝｛ΣＶｉ−ａ（ΣＬｉ）｝／ｎ …（２）

【００４５】ただし、式（１）および（２）内の総和項
において、ｉ＝１、２、…、ｎである。一方、ステップ
Ｓ２０１において、走査位置Ｖｐが分割点Ｖｐａよりも
上に位置していて、Ｖｐ≦Ｖｐａ（すなわち、ＮＯ）と
判定されれば、ステアリング角センサ６から入力された
ステアリング角θの値を基準値θｔｈと比較し、ステア
リング角θが比較基準値θｔｈよりも大きいか否かを判
定する（ステップＳ２０６）。

【００４６】もし、ステアリング角θが比較基準値θｔ
ｈよりも大きい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、
サーチ範囲Ｈを大きい固定値ＨＬに設定してサーチ範囲
Ｈを広くする（ステップＳ２０７）。一方、ステアリン
グ角θが比較基準値θｔｈ以下（すなわち、ＮＯ）と判
定されれば、サーチ範囲Ｈを小さい固定値ＨＳに設定し
てサーチ範囲Ｈ狭くする（ステップＳ２０８）。

【００４７】図６（ａ）はカーブ道路の途中（原点）を
Ｙ軸方向に走行中の車両Ｃ（自車両）を上方から見た状
態を示し、車両Ｃのステアリング角θは、車両Ｃを原点
としたときに、Ｘ軸を通る白線Ｌの接線ＬＣと、車両Ｃ
の進行方向（Ｙ軸）とがなす角度である。

【００４８】たとえば、図６（ｂ）に示すように、ステ
アリング角θが比較基準値θｔｈよりも大きければ、サ
ーチ範囲（幅）ＨをＨＳよりも大きい値ＨＬ（＞ＨＳ）
に固定し（ステップＳ２０７）、ステアリング角θが比
較基準値θｔｈよりも小さければ、サーチ範囲（幅）Ｈ
を小さい値ＨＳに固定する（ステップＳ２０８）。

【００４９】こうして、ステアリング角θに応じてサー
チ範囲（幅）Ｈを固定した後、地図情報すなわち道路形
状情報Ｄをエッジ画像Ｇ上の位置に換算して白線位置Ｌ
ｉを推定し、これをサーチ範囲Ｈの中心位置とする（ス
テップＳ２０９）。図７はこの状態を具体的に示してい
る。

【００５０】図７（ａ）において、道路形状情報Ｄ（地
図）上で車両Ｃが矢印の進行方向に進んでいるとする
と、右側の道路端位置ＱＲｎおよび左側の道路端ＱＬｎ
は、図７（ｂ）のエッジ画像Ｇ上の道路端位置ＰＲｎお
よびＰＬｎに変換され、これらはそれぞれサーチ範囲Ｈ
の中心位置となる。

【００５１】このように、自車両前方の道路画像Ｆから
白線Ｌを探索するための領域、すなわちサーチ範囲Ｈを
限定することにより、走行路画像の高速処理を可能にす
ることができる。また、カーブ路などの道路画像Ｆ上の
実際の道路形状に対応したサーチ範囲Ｈを設定すること
により、曲線の白線Ｌの検出を可能にすることができ
る。

【００５２】さらに、何らかの理由で白線Ｌの検出が不
可能であったり、白線Ｌの検出値が不安定になった場
合、これを検知して、白線Ｌの位置を一時的に所定の道
路形状に固定することにより、誤検出からの立ち直りを
早くすることができる。この結果、より正確で信頼性が
高く且つ処理速度の早い白線検出を実現することができ
る。

【００５３】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、ステアリング角または道路形状情報Ｄに応じてエッ
ジ画像Ｇ内のサーチ範囲Ｈを設定したが、各種センサ情
報に応じて、エッジ画像Ｇ内の白線Ｌを直接検出しても
よい。図８は各種センサ情報に応じて白線を検出するよ
うにしたこの発明の実施の形態２による車両用走行路検
出装置の構成を示すブロック図であり、図において、８
４は白線検出部４に対応しており、１、２、５、６、
Ｆ、Ｇ、Ｌおよびθは前述と同様のものである。

【００５４】８５は車速Ａを検出する車速センサ、８７
はワイパ信号Ｂを出力するワイパスイッチ、８８はウィ
ンカ信号Ｕを出力するウィンカスイッチであり、これら
の車速Ａ、ワイパ信号Ｂおよびウィンカ信号Ｕは、ステ
アリング角θとともに白線検出部８４に入力されてい
る。ワイパスイッチ８５およびウィンカスイッチ８７
は、白線検出部８４と協動して、ワイパ検出手段および
ウィンカ検出手段を構成している。この場合、前述（図
１）のナビゲーション７およびサーチ範囲設定部３は不
要となる。

【００５５】次に、図９のフローチャートを参照しなが
ら、この発明の実施の形態２の動作について説明する。
図９は図８内の白線検出部８４の処理の流れを示し、Ｓ
３０３は白線位置検出ステップＳ１０３に対応してお
り、Ｓ１０１およびＳ１０５は前述と同様のステップで
ある。

【００５６】まず、前方撮影部１によって撮影された道
路画像Ｆは、前述と同様に、エッジ抽出部２でエッジ成
分を抽出したエッジ画像Ｇとなって白線検出部８４に入
力される。白線検出部８４は、図１１（ａ）のように、
エッジ画像Ｇ上の下方に位置する走査ライン１１１を白
線Ｌを検出するためのスタートラインとし（ステップＳ
１０１）、走査ライン１１１上を画面中央から左右方向
に向かって走査し、白線Ｌの位置を検出する（ステップ
Ｓ３０３）。

【００５７】続いて、白線Ｌを検出するための走査が終
了したか否かを判定し（ステップＳ１０５）、もし走査
が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、
走査位置を更新（ステップＳ３０４）した後、ステップ
Ｓ３０３に戻る。これにより、走査位置を図１１（ａ）
内の矢印１１３のように下方から上方へ更新しながら、
ステップＳ３０３を繰り返し、複数の白線位置を検出す
る。一方、ステップＳ１０５において、走査終了（すな
わち、ＹＥＳ）と判定されれば、結果出力部５により白
線検出結果を出力する（ステップＳ３０５）。

【００５８】次に、図１０のフローチャートを参照しな
がら、図９内の白線位置検出ステップＳ３０３の詳細に
ついて説明する。図１０において、Ｓ２０６は前述（図
３）と同様のステップである。まず、車速センサ８５か
ら入力された車速Ａを基準値（閾値）Ａｔｈと比較し、
車速Ａが比較基準値Ａｔｈよりも大きいか否かを判定す
る（ステップＳ４０１）。

【００５９】なぜなら、車速Ａが低い場合には他の停止
車両や背景ノイズを白線Ｌと誤検出するおそれがあり、
白線Ｌの検出信頼性を十分得るためには、車速Ａがある
程度高いことを確認しなければられないからである。

【００６０】もし、車速Ａが比較基準値Ａｔｈよりも大
きい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、ス
テアリング角θが比較基準値θｔｈよりも小さいか否か
を判定し（ステップＳ４０２）、もし、θ＜θｔｈ（す
なわち、ＹＥＳ）と判定されれば、さらに、ワイパが停
止中（ワイパ信号ＢがＯＦＦ）か否かを判定する（ステ
ップＳ４０３）。

【００６１】もし、ワイパが停止中（すなわち、ＹＥ
Ｓ）と判定されれば、走査ライン上の白線Ｌを左右方向
に探索する（ステップＳ４０４）。これは、各判定ステ
ップＳ４０１〜Ｓ４０３に基づく下記の３つの条件
（ａ）〜（ｂ）（いずれも、白線の誤検出を招く要因と
なる要素を除去する条件）を調べ、これらを全て満たし
ているときにのみ、走査ライン上の白線Ｌを左右方向に
探索（ステップＳ４０４）することを意味する。

【００６２】（ａ）車速Ａが比較基準値Ａｔｈよりも大
きい高速走行中であること（ステップＳ４０１）。 （ｂ）ステアリング角θが比較基準値θｔｈよりも小さ
い安定走行中であること（ステップＳ４０２）。 （ｃ）ワイパが動いていないこと（ステップＳ４０
３）。

【００６３】一方、上記条件（ａ）〜（ｂ）のうちのい
ずれか１つでも満たしていなければ、信頼できる白線Ｌ
を検出することができない状態であると判定し、白線Ｌ
の位置を所定値に固定するためのステップＳ２０６に進
む。すなわち、ステアリング角θが比較基準値θｔｈよ
りも大きいか否かを判定し（ステップＳ２０６）、も
し、θ＞θｔｈ（すなわち、ＹＥＳ）であれば前回から
の変化が大きいので、ステアリング角θに応じて推定さ
れる道路曲がり位置に白線位置を固定し（ステップＳ４
１１）、θ≦θｔｈ（すなわち、ＮＯ）であれば、直前
に検出した道路形状位置に白線位置を固定する（ステッ
プＳ４１２）。

【００６４】また、白線探索ステップＳ４０４に続い
て、ステップＳ４０５以下に進み、白線Ｌの位置検出状
況の判定結果に応じて、白線位置の固定処理が行われ
る。まず、ステップＳ４０４で検出された白線Ｌ（と思
われる）のエッジ位置が前回の検出位置から大きく移動
したか否かを判定する（ステップＳ４０５）。もし、今
回のエッジ位置が大きく移動した（すなわち、ＹＥＳ）
と判定されれば、続いて、ウィンカが停止中（ウィンカ
信号ＵがＯＦＦ）か否かを判定する（ステップＳ４０
６）。

【００６５】もし、ウィンカが点滅動作中（すなわち、
ＮＯ）と判定されれば、エッジ位置が大きく移動し（ス
テップＳ４０５）且つウィンカが点滅中（ステップＳ４
０６）であって、自車両がレーンチェンジ中（車線変更
中）であることから、信頼できる白線検出ができない状
態であると判定する。したがって、白線位置を所定値に
固定するために、ステアリング角判定ステップＳ２０６
に進む。

【００６６】図１１（ｂ）は、車線変更中の自車両前方
のエッジ画像Ｇの例を示した説明図であり、１１４、Ｌ
およびＬｉは前述と同様のものである。図１（ｂ）の車
線変更中においては、図１１（ａ）の通常状態と比べ
て、白線Ｌのエッジ画像Ｇ上での位置が大きく動くの
で、検出される白線位置Ｌｉも図示したように大きく動
く。

【００６７】エッジ位置の移動判定ステップ４０５は、
図１１（ｂ）のような車線変更におけるエッジ画像Ｇの
変化の特徴を利用したものであり、ステップＳ４１１お
よびＳ４１２のように白線位置を固定することにより、
白線Ｌの誤検出を防止することができる。

【００６８】ここでは、エッジ位置の大きな移動（ステ
ップＳ４０５）のみならず、ウィンカの点滅の有無を判
定する条件（ステップＳ４０６）を付け加えることによ
りさらに確かな判定を可能にしているが、ステップＳ４
０５またはＳ４０６ののいずれか一方の条件のみで、白
線位置固定ステップＳ２０６、Ｓ４１１およびＳ４１２
に進んでもよい。

【００６９】一方、ステップＳ４０５においてエッジ位
置が大きく移動していない（すなわち、ＮＯ）と判定さ
れるか、または、ステップＳ４０６においてウィンカ信
号ＵがＯＦＦ（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場合に
は、続いて、白線Ｌの有無を判定する（ステップＳ４０
７）。もし、白線Ｌが検出されない（すなわち、ＮＯ）
と判定されれば、続いて、所定時間にわたって連続的に
白線Ｌが非検出状態にあるか否かを判定し（ステップＳ
４０８）、連続（すなわち、ＹＥＳ）であれば、ステッ
プＳ２０６に進む。

【００７０】このように、ステップＳ４０４で白線Ｌを
探索し、ステップＳ４０７により白線Ｌの有無を判定し
た結果、白線Ｌと思われるエッジが発見できない状態
（すなわち、ＮＯ）であって、且つステップＳ４０８に
よりこの状態が連続する（すなわち、ＹＥＳ）と判定さ
れた場合、白線が存在しないものと見なして、白線Ｌの
位置を所定値に固定する（ステップＳ２０６、Ｓ４１
１、Ｓ４１２）。

【００７１】さらに、走査ライン上で左右方向にエッジ
位置を探索したときに、走査ライン上にエッジ候補点が
多数存在する場合、白線Ｌの誤検出を防止するために、
以下の判定処理が行われる。すなわち、ステップＳ４０
７において白線有（すなわち、ＹＥＳ）と判定される
か、またはステップＳ４０８において白線無の状態が非
連続（すなわち、ＮＯ）と判定された場合、検出された
エッジの総和Ｅｓｕｍが、比較基準値Ｅｔｈよりも少な
いか否かを判定する（ステップＳ４０９）。

【００７２】もし、Ｅｓｕｍ≧Ｅｔｈ（すなわち、Ｎ
Ｏ）と判定されれば、白線Ｌの検出信頼性が低くなった
と見なして、白線Ｌの位置を所定値に固定する（ステッ
プＳ２０６、Ｓ４１１、Ｓ４１２）。また、Ｅｓｕｍ＜
Ｅｔｈ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、検出され
た白線Ｌの位置、または、ステップＳ４１１またはＳ４
１２で固定された位置に白線位置を決定する（ステップ
Ｓ４１３）。

【００７３】上述したように、この発明の実施の形態２
による白線位置検出処理は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０
３の条件が満たされず、白線Ｌを検出できない状況と判
定されたときには、ステアリング角θに応じて白線位置
の値を固定する設定方法に切換えられる。

【００７４】すなわち、θ＞θｔｈであればステアリン
グ角θから道路の曲がりを算出し、これをエッジ画像Ｇ
上に変換して推定した位置に白線位置を固定し（ステッ
プＳ４１１）、θ≦θｔｈであれば直前に検出した白線
位置に現在の白線位置を固定する（ステップＳ４１
２）。

【００７５】また、ステップＳ４０５〜Ｓ４０９におい
て、白線Ｌを検出できないと判定されたときには白線位
置を所定値に固定し、そうでなければ各走査ライン上で
左右方向に探索したときに発見したエッジ位置を白線位
置として検出し、白線位置を決定する（ステップＳ４１
３）。このようなアルゴリズムで白線Ｌを検出すること
により、白線Ｌの誤検出の多発を防止し、誤検出からの
立ち直りが早い車両用走行路検出装置を得ることができ
る。

【００７６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、白線を
探索するときのサーチ範囲を任意に設定できるようにし
たので、白線探索のための処理時間を短縮することがで
き、白線検出の高速化を可能にした車両用走行路検出装
置が得られる効果がある。

【００７７】また、この発明によれば、検出した複数の
白線位置から直線を近似し、白線検出を行う領域の一部
で白線サーチ範囲を直線近似式によって設定するように
したので、曲線成分および直線成分を合わせ持つ画像上
の白線形状をより正確に検出することができる車両用走
行路検出装置が得される効果がある。

【００７８】また、この発明によれば、ナビゲーション
により得られる道路形状情報に応じて白線検出のための
サーチ範囲を設定するようにしたので、曲線成分および
直線成分を合わせ持つ画像上の白線形状に合わせたサー
チ範囲を設定することができ、さらに精度の高い白線検
出が可能な車両用走行路検出装置が得られる効果があ
る。

【００７９】また、この発明によれば、白線位置検出用
のサーチ範囲を、画像上の走査位置から算出した白線の
自車両までの距離に応じて設定し、自車両から白線まで
の距離により異なる画像上の物体の横幅に対応できるよ
うにしたので、さらに誤検出が少なく処理速度の早い車
両用走行路検出装置が得られる効果がある。

【００８０】また、この発明によれば、車両をステアリ
ング角（操舵角）を検出するステアリング角センサを設
け、ステアリング角に応じてサーチ範囲を所定値に設定
するようにしたので、白線の曲がりに応じてサーチ範囲
を設定できるうえ、所定値を設定するのみであったステ
アリング角から画像上の白線位置や曲がりを推定する複
雑な計算が不要となり、さらに処理速度が早く精度の高
い白線検出ができる車両用走行路検出装置が得られる効
果がある。

【００８１】また、この発明によれば、白線探索時に白
線を検出できない状態が連続しているとき、白線検出の
ためのサーチ範囲を広くするようにしたので、白線が画
像上に存在せずに検出不可能な状態であっても、白線が
再び画像上に現れたときに直ちに白線を検出することが
でき、背景変化に対する適応性の強い車両用走行路検出
装置が得られる効果がある。

【００８２】また、この発明によれば、白線の誤検出が
発生し易い運転状況を検知して、白線検出の信頼性の低
下を判定し、信頼できる白線検出が不可能な状況である
ことを判定したときは、白線位置を所定の道路形状に固
定するようにしたので、誤検出の発生を減少させるとと
もに、誤検出や検出不可能な状態からの立ち直りが早い
車両用走行路検出装置が得られる効果がある。

【００８３】また、この発明によれば、信頼できる白線
検出が不可能な状況と判定したときには、設定する白線
位置をその直前に検出した道路形状とするようにしたの
で、白線検出がうまく行えないときの検出結果の誤差を
最小限に抑え、且つ誤検出からの立ち直りがさらに早い
車両用走行路検出装置が得られる効果がある。

【００８４】また、この発明によれば、信頼できる白線
検出が不可能な状況と判定したときには、設定する白線
位置をステアリング角に応じて設定し、曲がり角などの
画像上での白線位置が大きく変化するような状況でも、
白線位置をステアリング角から推定できるようにしたの
で、白線検出がうまく行えないときの検出結果の誤差を
最小限に抑え、且つ誤検出からの立ち直りがさらに早い
車両用走行路検出装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による白線検出処理
動作の概略を示すフローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態１によるサーチ範囲の
設定処理動作を示すフローチャートである。

【図４】 この発明の実施の形態１によるサーチ範囲の
設定処理における白線検出領域の一例を示す説明図であ
る。

【図５】 この発明の実施の形態１による白線の直線近
似部分のサーチ範囲設定処理の一例を示す説明図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態１によるサーチ範囲設
定処理におけるステアリング角から白線のサーチ範囲を
設定する場合の一例を示す説明図である。

【図７】 この発明の実施の形態１によるサーチ範囲設
定処理におけるナビゲーションの道路形状情報から白線
のサーチ範囲を設定する場合の一例を示す説明図であ
り、（ａ）は地図上の位置関係、（ｂ）はエッジ画像上
の位置関係をそれぞれ示す。

【図８】 この発明の実施の形態２の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態２による白線検出処理
動作の概略を示すフローチャートである。

【図１０】 この発明の実施の形態２による白線位置検
出処理動作を示すフローチャートである。

【図１１】 この発明の実施の形態１および実施の形態
２による白線検出動作を示す説明図であり、（ａ）は通
常状態において各走査ライン毎に検出される白線位置、
（ｂ）はレーンチェンジ状態におけるエッジ画像上の白
線位置をそれぞれ示す。

【図１２】 特開平５−１６６０９６号公報に開示され
た従来の車両用走行路検出装置による白線検出動作を示
す説明図である。

【図１３】 特開平５−３０３６２５号公報に開示され
た従来の車両用走行路検出装置によるウィンドウ設定動
作を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 前方撮影部、２ エッジ抽出部（二値化手段）、３
サーチ範囲設定部、４、８４ 白線検出部、６ ステ
アリング角センサ、７ ナビゲーション、８５車速セン
サ、８７ ワイパスイッチ、８８ ウィンカスイッチ、
１１１ 走査開始位置、１１３ 走査位置移動方向、１
１４ 先行車、Ａ 車速、Ｂ ワイパ信号、Ｃ 車両
（自車両）、Ｄ 道路形状情報、Ｆ 道路画像、Ｇ エ
ッジ画像（二値化画像）、Ｈ サーチ範囲、Ｌ 白線、
ＬＤ 近似された直線、Ｌ１，Ｌｉ 白線位置（白線検
出点）、Ｒ，ＲＡ，ＲＢ 白線検出領域、Ｕ ウィンカ
信号、θ ステアリング角、Ｓ１０２ サーチ範囲を設
定するステップ、Ｓ２０２白線が検出できない状態を判
定するステップ、Ｓ２０３ サーチ範囲を広く設定する
ステップ、Ｓ２０５ 距離に応じてサーチ範囲を設定す
るステップ、Ｓ２０６ ステアリング角を基準値と比較
するステップ、Ｓ２０７，Ｓ２０８ サーチ範囲を固定
するステップ、Ｓ４０１ 車速を判定するステップ、Ｓ
４０３ ワイパ動作中を判定するステップ、Ｓ４０４
白線を左右方向に探索するステップ、Ｓ４０５ エッジ
位置の移動を判定するステップ、Ｓ４０６ ウィンカ動
作中を判定するステップ、Ｓ４０９ 白線候補数を判定
するステップ、Ｓ４１１，Ｓ４１２ 白線位置を固定す
るステップ。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３８０ Ｇ０８Ｇ 1/0962 9061−5Ｈ 15/70 ３３０Ｇ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段と、 前記白線を検出するためのサーチ範囲を設定するサーチ
   範囲設定手段とを備えた車両用走行路検出装置におい
   て、 前記白線検出手段は、前記サーチ範囲内で検出された複
   数の白線位置に対して直線近似を行う直線近似手段を有
   し、 前記サーチ範囲設定手段は、前記白線を検出する領域の
   一部での直線近似結果に応じて前記サーチ範囲を設定す
   ることを特徴とする車両用走行路検出装置。
2. 【請求項２】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段と、 前記白線を検出するためのサーチ範囲を設定するサーチ
   範囲設定手段とを備えた車両用走行路検出装置におい
   て、 道路形状情報を出力するナビゲーションを設け、 前記サーチ範囲設定手段は、前記道路形状情報に応じて
   前記サーチ範囲を設定することを特徴とする車両用走行
   路検出装置。
3. 【請求項３】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段と、 前記白線を検出するためのサーチ範囲を設定するサーチ
   範囲設定手段とを備えた車両用走行路検出装置におい
   て、 前記サーチ範囲設定手段は、前記サーチ範囲内の前記二
   値化画像上での前記白線の位置に基づいて前記車両から
   前記白線までの距離を算出し、算出された前記距離に応
   じて前記サーチ範囲を設定することを特徴とする車両用
   走行路検出装置。
4. 【請求項４】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段と、 前記白線を検出するためのサーチ範囲を設定するサーチ
   範囲設定手段とを備えた車両用走行路検出装置におい
   て、 前記車両のステアリング角を検出するステアリング角セ
   ンサ手段を設け、 前記サーチ範囲設定手段は、前記ステアリング角に応じ
   て前記サーチ範囲を設定することを特徴とする車両用走
   行路検出装置。
5. 【請求項５】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段と、 前記白線を検出するためのサーチ範囲を設定するサーチ
   範囲設定手段とを備えた車両用走行路検出装置におい
   て、 前記サーチ範囲設定手段は、前記サーチ範囲内で前記白
   線が検出されない状況が所定期間にわたって連続したと
   きに前記サーチ範囲を広く設定することを特徴とする車
   両用走行路検出装置。
6. 【請求項６】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段とを備
   えた車両用走行路検出装置において、 前記車両の車速を検出する車速センサ手段を設け、 前記白線検出手段は、前記車速が低速と判定されたとき
   に、他の周辺車両を含む背景を誤検出するのを避けるた
   めに、前記白線の位置を所定の道路形状に合わせて固定
   する白線位置固定手段を有することを特徴とする車両用
   走行路検出装置。
7. 【請求項７】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段とを備
   えた車両用走行路検出装置において、 前記白線検出手段は、白線候補が多数存在して白線位置
   を特定できない場合に、前記白線位置を所定の道路形状
   に合わせて固定する白線位置固定手段を有することを特
   徴とする車両用走行路検出装置。
8. 【請求項８】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段とを備
   えた車両用走行路検出装置において、 前記車両のワイパの動作状態を検出するワイパ検出手段
   を設け、 前記白線検出手段は、前記ワイパが動作中であると検出
   されたときに、前記白線の位置を所定の道路形状に合わ
   せて固定する白線位置固定手段を有することを特徴とす
   る車両用走行路検出装置。
9. 【請求項９】 車両に搭載されて前記車両の前方の道路
   画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段とを備
   えた車両用走行路検出装置において、 前記車両のウィンカの点滅を検出するウィンカ検出手段
   を設け、 前記白線検出手段は、 前記ウィンカ検出手段により前記ウィンカの点滅を検出
   するか、または前記白線の位置が大きく変化するとき
   に、前記車両がレーンチェンジ中であると判定するレー
   ンチェンジ検出手段と、 前記レーンチェンジ検出手段により前記車両がレーンチ
   ェンジ中と判定されたときに、前記白線の位置を所定の
   道路形状に合わせて固定する白線位置固定手段とを有す
   ることを特徴とする車両用走行路検出装置。
10. 【請求項１０】 車両に搭載されて前記車両の前方の道
    路画像を撮影する前方撮影手段と、 前記道路画像を二値化画像にする二値化手段と、 前記二値化画像から白線を検出する白線検出手段とを備
    えた車両用走行路検出装置において、 前記白線検出手段は、前記白線が検出されない状況が所
    定期間にわたって連続したときに、前記白線の位置を所
    定の道路形状に合わせて固定する白線位置固定手段を有
    することを特徴とする車両用走行路検出装置。
11. 【請求項１１】 前記白線位置固定手段は、前記白線の
    位置を、最も直前に検出された白線位置に固定すること
    を特徴とする請求項６から請求項１０までのいずれかに
    記載の車両用走行路検出装置。
12. 【請求項１２】 前記車両のステアリング角を検出する
    ステアリング角センサ手段を設け、 前記白線位置固定手段は、前記白線の位置を、前記ステ
    アリング角センサ手段により得られたステアリング角に
    応じて固定することを特徴とする請求項６から請求項１
    ０までのいずれかに記載の車両用走行路検出装置。