JPH10187930A - 走行環境認識装置 - Google Patents

走行環境認識装置

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JPH10187930A
JPH10187930A JP8339724A JP33972496A JPH10187930A JP H10187930 A JPH10187930 A JP H10187930A JP 8339724 A JP8339724 A JP 8339724A JP 33972496 A JP33972496 A JP 33972496A JP H10187930 A JPH10187930 A JP H10187930A
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光男 萱野
Tokuji Yoshikawa
徳治 吉川
Hiroto Morisane
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 計算量の増加を抑えながら、充分な応答性の
維持が得られるようにした走行環境認識装置を提供する
こと。 【解決手段】 撮像装置２の外にもレーダ３を設け、撮
像装置２では車両の走行方向の画像情報を得、レーダ３
では車両前方の先行車両や静止物までの距離、方位を得
る。画像処理装置１は、撮像装置２から得られる画像内
で、レーダ３から得た距離と方位により、先行車両の対
応付けを行ない、これにより、先行車両の認識に必要な
画像信号処理が簡単に得られるようにする。その上で、
静止物、信号機、横断歩道等の位置を推定して車両周囲
の走行環境を認識する。また、道路地図装置４は、ＧＰ
Ｓアンテナ５から得た車両位置を道路地図上に対応づ
け、車両前方の交差点の有無、交差点までの距離情報を
画像処理装置に出力する。 【効果】 複雑な走行環境にあっても、自車両の周囲状
況を応答性良く認識することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
に搭載され、自車両が走行する道路の環境を認識する装
置に係り、特に画像処理により走行環境を認識する装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の性能が向上するにつれ、走行レ
ーンや、他の車両など、自車両が走行する周囲の環境を
認識して、事故が発生しそうな状況を検出し、ドライバ
ーに警報を出して危険回避操作を促したり、或いは積極
的に車を自動制御して事故を未然に防止するという予防
安全機能の付与が重要になってきている。
【０００３】更に、このとき、ドライバーに警告を与え
るだけでなく、積極的に車両を制御し、例えば車間距離
を一定に制御して走行する自動クルーズや、更には自動
運転等のシステムに対する関心が大きく高まってきてい
るが、このような予防安全、自動クルーズ走行、更には
自動運転を達成するためには、自車両の走行環境を高速
で認識する必要がある。
【０００４】そこで、ＴＶカメラなどの撮像装置を用
い、車両の前方を中心とする画像情報を処理することよ
り、走行レーンや他車両などを抽出し、車両の走行環境
を認識する技術が、従来から用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、画像
情報から走行レーンや他車両などを抽出するのに必要な
画像信号処理が膨大になる点についての配慮がされてお
らず、必要とする応答性に対して信号処理能力の大幅な
増強を要するという問題があった。
【０００６】すなわち、画像情報による車両の走行環境
の認識には、画像情報の中から認識すべき対象を探索し
て切り出す必要があるが、従来技術では、撮像装置から
得た複雑な画像情報からそのまま切り出し処理を実行し
ているため、その信号処理に膨大な計算量が必要にな
り、この結果、要求される応答性の維持に、大幅な信号
処理能力の増強を伴ってしまうのである。
【０００７】特に、近年、走行環境があまり変化しない
自動車専用道路(高速道路)だけでなく、一般道路をも対
象とする点についての要望が高まっているが、この要望
を満たすためには、信号機、交差点内の右左折車、歩行
者等も認識する必要があり、更に複雑な画像が対象とな
る。
【０００８】そうすると、このように更に複雑な画像か
ら、走行レーンや前方車両の他に、信号機等の対象物を
切り出すためには、従来技術では、より膨大な計算量を
要することになり、上記の問題は、より一層、深刻なも
のになってしまう。
【０００９】本発明の目的は、計算量の増加を抑えなが
ら、充分な応答性の維持が得られるようにした走行環境
認識装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、車両に搭載
したレーダから得た車両前方の前方車両や静止物までの
距離、方位、更にはＧＰＳ装置から得た車両位置に対応
付けた道路地図から車両前方の交差点情報を用い、これ
により撮像装置から得られる画像内での走行レーン、前
方車両、静止物、信号機、横断歩道等の位置を推定して
走行環境を認識するようにして達成される。
【００１１】撮像装置は車両の走行方向の画像を撮影す
る。画像処理装置は撮像装置から得られる画像内で、走
行レーン、前方車両、静止物、信号機、横断歩道等の位
置を推定して車両周囲の走行環境を認識する。レーダは
電波やレーザ光を発射し、反射信号を処理して、車両前
方の前方車両や静止物までの距離、方位を計測する。道
路地図装置は、ＧＰＳ装置から得た車両位置を道路地図
上に対応付け、車両前方での交差点の有無、交差点まで
の距離情報を画像処理装置に出力する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明による走行環境認識
装置について、図示の一実施形態により詳細に説明す
る。図１は本発明の一実施形態例で、１は画像処理装
置、２は撮像装置、３はレーダ、４は道路地図装置、５
はＧＰＳアンテナ、６は表示装置である。
【００１３】そして、これらは、例えば図２に示すよう
に、車両１００に設置されて用いられる。従って、以
下、この車両１００を自車両１００と記す。この図２
で、自車両１００は、例えば自動車で、図２(a)は自車
両１００の側面から見た状態で、図２(b)は自車両１０
０を上面から見た状態である。
【００１４】画像処理装置１は、マイクロコンピュータ
を備え、所定のプログラムを搭載していて、撮像装置
２、レーダ３、道路地図装置４などから所定の各種の信
号の供給をうけ、後述する各種の画像信号処理を実行す
る。撮像装置２は、自車両１００の前方の所定範囲を撮
像視野とするテレビジョンカメラなどで構成されてお
り、自車両１００が走行中の画像信号を画像処理装置１
に供給する働きをする。
【００１５】レーダ３は、電波又はレーザ光(以下、電
波等という)を用いて、自車両１００の前方にある物体
までの距離と方位を測定し、測定結果を画像処理装置１
に供給する働きをするが、このとき、後述する座標変換
を簡単化するため、図２(b)から明らかなように、方位
がゼロのときレーダ３から発射される電波等の放射軸、
すなわち検出軸が撮像装置２の撮像光軸と同一の軸Ｚに
合わせて設置してある。
【００１６】なお、撮像装置２とレーダ３については、
必ずしもこのように設置する必要はなく、ドライバーの
視点から見た画像を必要とする場合は撮像装置を運転席
側に設置すればよい。また、運転席と反対側に設置すれ
ば、ドライバーから見えない部分も含んだ画像を得るこ
とができる。
【００１７】道路地図装置４は、ＧＰＳアンテナ５と共
にカーナビゲーション装置として周知の人工衛星電波に
よる車両位置検出装置を構成し、自車両１００の位置を
逐次検出し、その位置の検出結果と、その位置に対応し
た道路地図の画像情報を記憶装置の中から選択し、その
道路地図の表示に必要な画像信号とを画像処理装置１に
供給する働きをする。
【００１８】表示装置６は、カラー液晶表示素子などの
画像モニタで構成され、画像処理装置１から供給される
画像情報をカラー画像として表示させ、ドライバーに認
識させる働きをする。
【００１９】次に、これら図１、図２に示した走行環境
認識装置を用い、走行する車両の周囲環境を認識する方
法について、以下に説明する。まず、本発明の実施形態
では、例えば図３に示すように、前方に右カーブがある
高速道路上において、自車両１００の前方に、先行(前
方)車両１０１、１０２が存在していて、共に走行して
いる場合を想定する。ここで、走行レーンは路面に描か
れている白線で規定されているものとする。
【００２０】そして、この図３で、ｒ１、ｒ２は、自車
両１００に搭載されているレーダ３で計測した、先行車
両１０１と１０２のＰ１点及びＰ２点までの距離で、θ
１、θ２は、Ｚ軸を基準としたＰ１点及びＰ２点までの
角度、つまり方位を表わしている。
【００２１】この図３の状況を、自車両１００に登載し
た撮像装置２で撮影すると、図４に示すような画像が得
られる。この図４の画像では、走行レーンの白線の一部
が、先行車両１０２によって隠されているため、この隠
されている部分に対しては、白線を認識する処理が行わ
れないようにする必要があり、このためには、まず先行
車両１０２を抽出する必要がある。
【００２２】しかしながら、図４には示されていない
が、道路の周囲は一般的に複雑な背景画像になっている
上、車両の影も存在するため、これらを排除しながら画
像の中から車両を抽出しなければならない。従って、こ
れが、従来技術で処理時間を多く必要としていた理由で
ある。
【００２３】しかして、これが、この実施形態によれ
ば、レーダ３からの信号を使うことにより簡単に解決で
きる。すなわち、レーダ３によれば、上記したように、
先行車両までの距離と方向を計測することができ、これ
らの距離と方位を用いることにより、上記の問題が解決
できるのである。
【００２４】そして、このように、先行車両の距離と方
向が判れば、これと、撮像装置２で撮影した画像との対
応付けは、画像処理装置１による座標変換で容易に得る
ことができる。但し、このとき、レーダでは、先行車両
だけでなく、電波等を反射する物体の全てを検知してし
まう。
【００２５】そこで、画像処理装置１は、レーダ３で検
出した距離の変化を計算し、検出されている物体と自車
両の相対速度を測定し、これにより、例えば自車両と同
じ速度で接近してくる物体は静止物で、さらに早い速度
で接近してくる物体は対向車両であるなどの判断を行う
ことができ、この結果、相対速度が所定値以下のものだ
けを選定することにより、先行している車両だけの情報
を抽出するようになっている。
【００２６】次に、画像処理装置１による座標変換につ
いて説明する。まず、この実施形態では、撮像装置２で
撮像した先行車両の画像と、レーダ３で測定された距離
と方位との対応付けのため、次の２段のステップを用い
る。 撮像装置２の俯角や焦点距離を考慮して、先行車両
１０１及び１０２を画像面上にマップするステップ。 レーダ３で測定された先行車両１０１及び１０２ま
での距離と方向を、撮像装置２のレンズからの距離と方
向に変換して表示するステップ。
【００２７】この実施形態では、先行車両１０１及び１
０２を画像面上に表示するために、レーダ３を原点とす
る座標系(レーダ座標系という)と、撮像装置２のレンズ
を原点とする座標系(ワールド座標系という)との間の座
標変換と、さらにワールド座標系と画像面上に設定され
た座標系(画像座標系という)との間の座標変換とを用い
る。また、距離と方向の変換には、ワールド座標系にお
ける先行車両の座標を利用する。
【００２８】以下、これらについて、 Ａ．ワールド座標系、画像座標系、レーダ座標系の定義 Ｂ．レーダ座標系の先行車両の画像座標系へ変換方法 の順で説明する。
【００２９】Ａ．ワールド座標系、画像座標系、レーダ
座標系の定義について ＜ワールド座標系＞ワールド座標系(Ｘ，Ｙ，Ｚ)は、車
両に固定された座標系で、レンズの中心から進行方向を
Ｚ軸とする右手座標系であり、従って、原点０(０，
０，０)は、レンズの中心点となる。
【００３０】＜画像座標系＞画像座標系(ｘ，ｙ)のｘ軸
は、図５に示すように、ワールド座標系のＸ軸に平行で
逆方向、ｙ軸はＹ軸と逆方向で、撮像装置２のレンズの
光軸の上下方向の傾き角φだけ傾いている。従って、撮
像装置２レンズの焦点距離をＦとすると、画像座標系の
原点は、ワールド座標系の(０，Ｆsinφ，−Ｆcosφ)に
なる。
【００３１】そして、ワールド座標系の点Ｐ(Ｘ，Ｙ，
Ｚ)と、点Ｐが画像上に透視されたときの画像座標系の
点ｑ(ｘ，ｙ)との関係は、次の(1)式で表される。 ｘ＝−ＦＸ／(Ｚcosφ−Ｙsinφ) ｙ＝−Ｆ(Ｙcosφ−Ｚsinφ)／(Ｚcosφ−Ｙsinφ) …… ……(1)
【００３２】＜レーダ座標系＞レーダ座標系(ｒ，θ)
は、図６に示すように、レーダ３を原点とする極座標系
で、θはワールド座標系のＺ軸から反時計回りとする。
いま、レーダ座標系の原点のワールド座標系に対する座
標を(０，Ｙd ，Ｚd )とすると、レーダ座標系の点Ｐ
(ｒ，θ)と、この点をワールド座標系から見た点Ｐ
(Ｘ，Ｙ，Ｚ)との関係は、次の(2)式で表される。 Ｘ＝−ｒsinθ Ｙ＝Ｙd Ｚ＝Ｚd ＋ｒcosθ …… ……(2)
【００３３】Ｂ．レーダ座標系の先行車両の画像座標系
へ変換方法について図６に示すように、レーダ３によ
り、距離ｒ、方向θと測定された先行車両Ｐに対する画
像座標系での座標について説明する。まず、レーダ３の
ワールド座標系における座標を(０，Ｙd ，Ｚd )とす
る。
【００３４】一方、先行車両Ｐのワールド座標系での座
標(Ｘ，Ｙ，Ｚ)は、上記の(2)式で表されるので、この
座標(Ｘ，Ｙ，Ｚ)の画像座標系上での座標は、上記(1)
式を用いて、次の(3)式で表される。 ｘ＝−Ｆｒsinθ／〔(Ｚd ＋ｒcosθ)cosφ−Ｙd sinφ〕 ｙ＝−Ｆ〔Ｙd cosφ−(Ｚd ＋ｒcosθ)sinφ〕／ 〔(Ｚd ＋ｒcosθ)cosφ−Ｙd sinφ〕 …… ……(3)
【００３５】この(3)式を用いることにより、図７に示
すように、レーダ３で計測した先行車両１０１及び１０
２等の位置を、表示装置６に表示された画像上で対応付
けることができる。そして、この図７のようにして先行
車両１０１、１０２の位置Ｐ１、Ｐ２が決定されたら、
次に画像処理装置１により、以下のようにして、車両が
存在する領域を推定する。
【００３６】まず、車両の画像には水平方向に類似した
画素成分が多く含まれるという知識を用い、例えば、点
Ｐ１からｘ軸に沿って、画像の輝度、或いは色を調べ、
点Ｐ１の輝度、或いは色に近い画素をまとめていくこと
により、車両領域２１の水平幅を計測することができ
る。
【００３７】この水平幅と距離から車両の車種(大型、
中型、小型)が判別でき、さらに車種から車両の高さ、
すなわち車両領域２１の垂直幅が推定できるので、結
局、図７に示すように、先行車両１０１が存在する車両
領域２１の全体を推定することができるのである。
【００３８】これと同様の処理を点Ｐ２について行え
ば、同じく図７に示すように、先行車両１０２が存在す
る車両領域２２も推定することができる。このようにし
て車両領域が推定されたら、その領域を避けて走行レー
ンを認識すればよい。
【００３９】この実施形態では、走行レーンの認識に、
路面に描かれている白線を利用するようになっており、
画像処理装置１は、この白線の認識を、以下のようにし
て行うように構成されている。すなわち、図８に示すよ
うに、白線の初期モデルを作成するインバータ１１を決
定し、領域１１内で白線の初期モデルを作成し、次い
で、実際の白線の画像上に合うように初期モデルを変形
させるのである。
【００４０】まず領域１１を次のようにして決定する。
領域１１のｙ軸方向の長さは、画面下から車両領域２２
の下端までとし、ｘ軸方向の長さは、画面左端から車両
領域２１の左端までとする。このようにすれば、前方を
走行する車両に邪魔されることなく、白線の初期モデル
が作成できる。
【００４１】次に、白線の初期モデルを作成する。最初
に、図８の画像全体に対して画像の水平方向の明るさの
変化を強調するための水平微分処理を行う。そして、領
域１１に、ｘ軸に平行な複数の線分１２−１〜１２−ｎ
を設定し、これらの線分に沿って順次画素の輝度レベル
を調べ、最初に到達した所定輝度変化レベル以上の輝度
を持つ画素位置を第１の白線のエッジとし、次に到達し
た所定輝度変化レベル以上の輝度を持つ画素位置を第２
の白線のエッジとする。
【００４２】次いで、これら第１と第２の白線のエッジ
位置に基づいて、直線近似により白線のモデルを２本作
成し、これら２本の直線の延長線が交差する点を、道路
の消失点とする。
【００４３】しかしながら、このようにして作成した白
線の初期モデルは、領域１１内に限定されており、且つ
線分１２−１〜１２−ｎのように代表線で検出した白線
エッジを用いているだけなので、領域１１内の白線を正
確に求めている訳ではないことと、領域１１の外で白線
がどのように変化しているのかは判らない。そこで、最
後に、実際の画像の白線上に合うように、初期モデルを
変形させる白線適合化処理を実行する。
【００４４】そこで、図８に示すように、最初、線分１
２−１で検出した白線のエッジの位置を中心として所定
サイズの白線追跡領域１３を設定する。そして、この白
線追跡領域１３を白線モデルに沿って移動させ、白線追
跡領域１３内の白線のエッジの傾きに適合するように白
線モデルを変化させる。
【００４５】このときの傾きの適合方法としては、例え
ば白線追跡領域１３内に白線の初期モデルを作成したと
きと同様な複数の線分を設定し、これらの線分に沿って
白線のエッジ位置を求め、このエッジ位置から傾きを求
めてやればよい。
【００４６】次に、この白線追跡領域１３内で求めた傾
きを用いて白線の初期モデルを再び作成する。そして、
この再度作成したモデルに沿って白線追跡領域１３を消
失点の方向に向かって移動させ、そこで白線追跡領域１
３の白線の傾きを求めてモデルを変更する。この操作
を、以下、白線追跡領域１３内に消失点が含まれるよう
になるまで繰り返す。
【００４７】ここで、白線追跡領域１３を移動させてい
ったとき、車両領域にぶつかった場合(図８では、車両
領域２２にぶつかる)には、この車両によって白線が隠
されている可能性がある。そこで、今までは第１の白線
エッジに着目して移動させていた白線追跡領域１３を、
右側の白線モデルに着目した白線に沿って移動させ、白
線モデルの適合処理を続けるのである。
【００４８】ところで、道路が直線の場合は、消失点は
移動しないが、図８のようにカーブがある場合は白線適
合処理により消失点が移動する。そこで、消失点が検出
される毎に、前回の位置と比較して移動量を求め、それ
が所定値を越えたとき、前方にカーブがあると判断し、
さらに、図８のように、その移動方向がｘ軸方向のとき
には右カーブ、ーｘ軸方向なら左カーブと判断するので
ある。
【００４９】こうして、カーブ有りと判断されたら、画
像処理装置１は、表示装置６に所定の信号を供給し、図
８に示すように、その表示画面のメッセージ領域３０
に、判断結果を文章として表示させ、ドライバーの注意
が喚起されるようにし、安全速度の順守と的確な操舵が
得られるようにする。また、このとき、画像処理装置１
は、信号線７にも所定の信号を出力し、これにより自車
両１００の速度制御、操舵制御などに用いられるように
する。
【００５０】さらに、この白線モデル適合処理により逐
次認識した走行レーンの中に、レーダ３で計測した静止
物が存在していた場合には、前述した車両の対応付けと
同様の手法で、この静止物の画像上での位置を求め、例
えばその位置を囲む枠に所定の色を付けるなどの方法に
より、静止物の存在を強調して画像上に表示させ、ドラ
イバーに注意を喚起させるようにする。
【００５１】従って、この実施形態によれば、予め設定
されている車両領域により、先行車両の影響が除かれて
いるので、膨大な計算量を要することなく、走行レーン
の認識を行うことができる。
【００５２】ところで、以上の説明は、自動車専用道路
など、道路環境が比較的良い場合の動作であり、従っ
て、処理もそれほど複雑にはならない。しかして、車間
距離制御による自動クルーズ装置や自動運転装置は、自
動車専用道路での利用に限らず、一般道路でも利用でき
れば、更に望ましい。しかし、一般道路は、自動車専用
道路とは異なり、道路環境が非常に複雑になる。そし
て、その代表が交差点付近の道路環境である。
【００５３】図９は、交差点を含んだ一般道路の概要を
示したもので、自車両１００の進行方向には、自車両と
同一方向に進行する車両１０３が存在するだけでなく、
交差点内で右折を待つ車両１０４や、横断歩道１０６−
１〜１０６−４を歩行している人(歩行者)、信号機１０
５等が存在する。
【００５４】従って、交差点付近では、先行車両に追従
していくとき、先行車両１０３が信号機が黄色から赤に
変わる直前に交差点を渡った場合、そのまま前歩車両１
０３に追従すると事故を引き起こすことになる。
【００５５】また、自車両１００と先行車両１０３の間
を歩行者や右折車両１０４が横切る虞れもあり、その場
合は危険回避措置をしなければならない。従って、どの
ような状況にも対応できる走行環境認識を実現する必要
がある。
【００５６】そのためには、まず自車両１００が交差点
付近にいるかどうかを判断する必要があるが、この実施
形態では、図１に示されている道路地図装置４を利用す
る。
【００５７】道路地図装置４は、道路地図が記憶された
ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクなどを備えている。そし
て、この実施形態での道路地図装置４に記憶されている
道路地図は、図１０に示す実際の道路の外、これ対応し
て、図１１に示すように、ノード(道路と道路が交差す
る点、すなわち交差点)に関係する情報と、リンク(ノー
ドとノードを接続する道路)に関係する情報とからなる
テーブル状のデータベースとで構成されている。ここ
で、白抜き丸印〇がノードで、リンクは線で示されてお
り、数字は、それぞれの番号である。
【００５８】なお、道路地図には、道路以外にも、建物
や公園などの施設、鉄道、水系などの位置や、名称デー
タ等もあり、カーナビゲーション用としては、これらも
道路地図装置４に記憶しておく必要があるが、本発明に
は関連しないので、ここでは省略する。
【００５９】図１１に示すように、このデータベース
は、ノードテーブルとリンクテーブルがあり、まずノー
ドテーブルは、ノードの番号、座標、そのノードから流
出するリンク数及びそれらのリンク番号を含み、次に、
リンクテーブルは、リンクの番号、リンクを構成する始
点ノードと終点ノード、リンク長を含んでいる。このと
き、ノード番号は、互いに重なりがないように決めら
れ、リンク番号も同様である。
【００６０】次に、図１１のテーブルと実際の道路地図
との対応を、図１０の道路地図を例に説明すると、図１
１のノードテーブル中のノードの番号１５と３４は、そ
れぞれの座標値から、図１０の〇印で示したノードであ
ることが判る。そして、番号１５のノードから流出する
リンク数は４本あり、それらはリンク番号２０、２１、
１９、３０であることも判る。
【００６１】また、リンクテーブルのリンク番号２１を
見れば、これは、ノード１５からノード３４に向かう道
路であることが判り、従って、この道路が一方通行でな
ければ、ノード３４からノード１５に向う道路が存在
し、リンクテーブルを見れば、この道路には、リンク番
号５５が付けられているのが判る。
【００６２】なお、この図１１に示したデータベース
は、基本的な構成であり、このデータの他にも、ノード
に隣接するノード、右折の可否、リンクの幅員等の情報
を付加しても良い。
【００６３】図１に示すように、この道路地図装置４に
はＧＰＳアンテナ５が設けてあり、これにより、周知の
カーナビゲーション装置と同様に、自車両１００の位置
に応じて、対応する道路地図を表示装置６に表示し、こ
の表示された道路地図上に、図１０に示すように、自車
両１００を表す□印を表示してゆくように構成されてい
る。
【００６４】そこで、いま、図示のように、自車両１０
０がノード３４に向かって走行しているとする。そうす
ると、自車両１００の位置、ノード３４の位置及び自車
両１００の速度から、ノド３４に到着するまでの時間を
計算することができる。なお、このため図示してない
が、この道路地図装置４には、自車両に備えられている
速度センサから、走行速度が入力されている。
【００６５】こうして、予め設定してある所定時間で、
自車両１００がノード３４に到着できることが判ると、
ここで道路地図装置４は、交差点到着信号と交差点まで
の距離を画像処理装置１に出力する。画像処理装置１
は、この交差点到着信号と交差点までの距離を受け取る
と、撮像装置２で撮影した画像を基にして、上記した白
線認識処理に加えて、さらに信号機認識、右折車両認
識、歩行者認識等の追加認識処理を実行する。そこで、
これらの追加認識処理について、図１２により説明す
る。
【００６６】信号機認識処理では、交差点までの距離
と、予め設定してある信号機の高さの知識から、上記し
た先行車両と画像との対応付けで行ったと同じ手法によ
り、信号機が存在すると推定される領域、すなわち、信
号機領域１１０を決定し、その内部の色情報から信号状
態を認識する。そして、黄色又は赤色が認識されたとき
は、追従走行を停止するような信号を図１の信号線７を
介して出力したり、画像上に認識結果をメッセージ等で
表示するのである。
【００６７】次に、右折車両認識処理、つまり右折待ち
で静止している右折車両の認識処理は、レーダ３で計測
した静止物の位置情報から、白線認識で決定してきた白
線モデルのうちの右側の白線モデルに近接している静止
物を選択することにより、右折車両１０４と判断するの
である。そして、必要に応じて減速信号を信号線７から
出力し、車両の制御に適用するのである。
【００６８】また、歩行者認識処理は、白線モデルと、
交差点までの距離情報を用いて横断歩道が存在すると推
定される領域、すなわち、歩行者領域１２０−１及び１
２０−２を推定し、撮像装置２で撮像した画像の対応す
る領域に対して、公知の移動体識別技術を適用し、歩行
者を認識するのである。
【００６９】ここで、この移動体識別技術の公知例とし
ては、例えば、下記の文献の記載を挙ることができる。
１９９０年電子情報通信学会春季全国大会、阿居院 猛
等 「動画像を用いた移動人物の抽出」 pp.7-383〜7-
384従って、この実施形態によれば、一般道路でも充分
正確に走行環境を識別することができ、安全運転の確保
と自動運転実現に大きく貢献することができる。
【００７０】
【発明の効果】本発明によれば、複雑な走行環境におい
ても、応答性良く自車両の周囲状況を認識することがで
き、この結果、安全性の向上と、自動車の自動運転化を
大いに図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による走行環境認識装置の一実施形態を
示すブロック図である。
【図２】本発明による走行環境認識装置の実施形態にお
ける各装置の設置図である。
【図３】本発明が対象とする車両の高速道路走路におけ
る位置の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態による撮像画像例を示す説
明図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるワールド座標系と
画像座標系の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるワールド座標系と
レーダ座標系の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による先行車両領域推定処
理の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態による白線認識推定及び白
線追跡処理の説明図である。
【図９】車両の一般道路走路における位置の説明図であ
る。
【図１０】本発明の一実施形態における道路地図の一例
を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態における道路地図データ
ベースの説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態を一般道路に適用した場
合の説明図である。
【符号の説明】
１ 画像処理装置 ２ 撮像装置 ３ レーダ ４ 道路地図装置 ５ ＧＰＳアンテナ ６ 表示装置 １００ 自車両 ２１、２２ 前方車の車両領域 １１ 白線認識領域 １３ 白線追跡領域 ３０ メッセージ領域 １１０ 信号機領域 １２０−１、１２０−２ 歩行者
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｕ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｇ０１Ｓ 13/91 Ｚ (72)発明者 萱野 光男 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 吉川 徳治 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 森實 裕人 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高野 和朗 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自車両の走行方向を撮像視野とする撮像
    装置と、自車両の走行方向を検出範囲とするレーダと、
    前記撮像装置で撮像した画像情報と、前記レーダの検出
    結果とにより、走行レーンの認識と先行車両の認識及び
    前方にある静止物の認識を行う画像処理装置と、該画像
    処理装置の認識結果を表示する表示装置とを備えた走行
    環境認識装置において、 前記画像処理装置に、前記レーダの検出結果に基づい
    て、前記画像情報内に前記先行車両の存在を表す車両領
    域を設定する手段を設け、 該車両領域により、前記画像情報内での走行レーンの認
    識処理における前記先行車両の影響を排除するように構
    成されていることを特徴とする走行環境認識装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の発明において、 人工衛星電波による車両位置検出装置から得た車両位置
    を道路地図に対応付ける道路地図装置を設け、 前記画像処理装置は、 前記道路地図装置から自車両の走行前方の交差点情報を
    受け取り、交差点近傍では前記撮像装置から得られた画
    像内で信号機、横断歩道の位置を推定して信号機の状態
    の認識、歩行者の認識及び右左折車の認識を行い前記表
    示装置に表示するように構成されていることを特徴とす
    る走行環境認識装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２の発明において、 前期画像処理装置による認識結果の表示が、 前記表示装置の表示画像の中の当該認識部分の色彩を所
    定の色に着色させる表示及び枠図形で包囲させる表示の
    何れかにより強調された表示となるように構成されてい
    ることを特徴とする走行環境認識装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３の何れかの発明に
    おいて、 前記画像処理装置は、 前記撮像装置の画像情報中での前方車両位置の対応付け
    を、前記レーダによる距離と方位の検出結果により行
    い、該前方車両位置内で水平方向の画素の輝度又は色を
    調べ、輝度又は色の近似した画素の統合により前記車両
    領域の水平幅を計測し、該水平幅と前記距離から車両の
    車種（大型、中型、小型）を判別して、車両領域の高さ
    を推定するように構成されていることを特徴とする走行
    環境認識装置。
  5. 【請求項５】 請求項１から請求項４の何れかの発明に
    おいて、 前記画像処理装置は、 前記画像情報による画面の中央に垂直線分を設定し、該
    垂直線分から水平方向に画素の輝度の変化を調べること
    により、路面に描かれている白線のエッジを検出し、そ
    のエッジの位置座標を用いて白線のモデルを作成するよ
    うに構成されていることを特徴とする走行環境認識装
    置。
  6. 【請求項６】 請求項５の発明において、 前記画像処理装置は、 作成した白線のモデルに沿って小さな白線追跡領域を移
    動させ、前記白線追跡領域内の白線のエッジの傾きに適
    合するように白線モデルを変化させるように構成されて
    いることを特徴とする走行環境認識装置。
  7. 【請求項７】 請求項５又は請求項６の発明において、 前記画像処理装置は、 前記白線追跡領域内の白線のエッジの傾きに適合するよ
    うに白線モデルを変化させる際に、前記白線追跡領域が
    車両領域にぶつかった場合、前記白線追跡領域を対とな
    る隣の白線モデルに移動して白線モデルの適合処理を続
    けるように構成されていることを特徴とする走行環境認
    識装置。
  8. 【請求項８】 請求項７の発明において、 前記画像処理装置は、 前記白線追跡領域内の白線のエッジの傾きに適合するよ
    うに変化させた白線モデルから計算した消失点の移動を
    調べ、移動量が所定値を越えた場合は、前方にカーブが
    あると判断し、移動方向によって右カーブ、左カーブと
    判断するように構成されていることを特徴とする走行環
    境認識装置。
  9. 【請求項９】 請求項１から請求項５の何れかの発明に
    おいて、 前記撮像装置の撮像光軸と、前記レーダの検出軸が同一
    軸上に設置されていることを特徴とする走行環境認識装
    置。
  10. 【請求項１０】 請求項１から請求項５の何れかの発明
    において、 前記撮像装置が車両の運転席側に設置され、 運転者の視点方向の画像を撮像するように構成されてい
    ることを特徴とする走行環境認識装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１から請求項５の何れかの発明
    において、 前記撮像装置が車両の運転席と反対側に設置され、 運転者から見えない部分も含んだ画像を撮像するように
    構成されていることを特徴とする走行環境認識装置。
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