JP2003008952A

JP2003008952A - 白線認識装置

Info

Publication number: JP2003008952A
Application number: JP2001193316A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takenaga; 寛武長; Hiroto Morisane; 裕人森實
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】スミアの発生を抑制する白線認識装置を提供
する。【解決手段】スミア検出部４１は、カメラ１による道
路画像からスミア発生領域を検出する。遮光領域設定部
４２は、スミア発生領域に応じてカメラ１に設けられた
遮光部１１のうち、遮光すべき領域を設定する。そし
て、その領域を遮光することにより、スミアの発生を抑
制する。遮光部１１は、液晶パネルを用いることができ
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、車載カメラが撮像
した道路画像から白線情報を検出する白線認識装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、走行中の道路の画像を車載カメラ
で撮影して、走行レーンを規定する白線をリアルタイム
で認識することにより、走行レーンに対する走行位置の
ずれを補正したり、走行レーンに沿って車両を自動操舵
することが試みられている。

【０００３】ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた車載カメ
ラで道路画像を撮影した際、例えば太陽あるいは対向車
のヘッドライト等の光源からの強烈な光の入射により、
スミア現象が発生することがある。このスミア現象は、
強烈な光の入射によりＣＣＤにおける画素の信号レベル
が飽和し、その飽和状態が画素信号の転送方向（一般的
には画像の上下方向）に伝播することで、撮像装置で撮
像した画像中に白い筋状の高輝度領域が発生する現象で
ある。このようなスミア現象は、白線等の認識に対する
ノイズとなることのみならず、白線の誤認識の原因とも
なる。

【０００４】この現象に対処するため、例えば、特開平
１０−１４１９２１号公報には、白線認識用のカメラ
と、スミア検出用のカメラとで道路の同じ領域を撮像
し、スミア検出用のカメラによりスミアが検出された領
域を白線認識の対象から除外する技術が開示されてい
る。また、特開２０００−２４２７９３号公報には、撮
像画像領域の所定の領域を遮光し、その領域に高輝度部
分が検出された場合にスミアが発生したと判断して、ス
ミア発生領域を白線認識の対象から除外する技術が開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
技術は、白線認識用のカメラと、スミア検出用のカメラ
とが必要となり、装置が大掛かりになってしまう。また
後者の技術は、太陽や対向車のヘッドライト等の光源の
位置によっては、スミアが遮光領域まで達せず、スミア
の発生を検出できない場合があるものと考えられる。

【０００６】一方で、スミア発生による白線の誤認識を
防ぐためには、スミアの発生そのものを抑制することが
効果的であると考えられる。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、スミアの発生を抑制する白線認
識装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、カメラが撮像した道路画像から白
線情報を検出する白線認識装置であって、道路画像にお
けるスミアの発生を検出し、その領域を特定するスミア
検出手段と、前記特定されたスミア発生領域に基づい
て、前記カメラの撮像領域のうち、入射光量を抑制すべ
き入射光量抑制領域を定める入射光量抑制領域設定手段
と、前記カメラの撮像領域のうち、前記設定された入射
光量抑制領域について入射光量を抑制する入射光量抑制
手段とを備えることを特徴とする白線認識装置が提供さ
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による白線認識装置の実施
形態を図面を参照して説明する。

【００１０】図１は、本実施形態における白線認識装置
の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の白線
認識装置は、カメラ１と、Ａ／Ｄ変換部２と、白線認識
部３と、遮光制御部４とを備えて構成される。このよう
に本発明による白線認識装置は、複数のカメラを必要と
せず、簡易な構成とすることができる。ただし、本発明
による白線認識装置はこの構成に限られるものではな
い。

【００１１】カメラ１で撮像した道路画像情報は、Ａ／
Ｄ変換部２においてデジタル画像情報に変換される。白
線認識部３は、このデジタル画像情報から白線情報を抽
出して、道路の白線を認識する。

【００１２】本実施形態において遮光制御部４は、スミ
ア検出部４１と、遮光領域設定部４２とを備えている。
遮光制御部４は、ハードウェアロジックあるいはソフト
ウェア等を用いて実現することができる。

【００１３】スミア検出部４１は、デジタル画像情報を
基にスミアが発生しているかどうかを検知し、スミアの
発生を検出すると、道路画像中のスミア発生領域を特定
する。遮光領域設定部４２は、スミア検出部４１が特定
したスミア発生領域に基づいて、カメラ１に入力する撮
像領域中における遮光すべき領域を設定する。すなわ
ち、本発明は、撮像領域中のある領域を遮光することに
より、スミア現象の発生を抑制することで、白線の誤認
識を防止するものである。

【００１４】図２に示すように、本実施形態において、
カメラ１は、従来の撮像レンズ１２、ＣＣＤ等の固体撮
像素子１３等に加え、撮像領域の一または複数の領域を
さえぎるための遮光部１１を備えて構成される。

【００１５】このため、撮像対象からの光は、遮光部１
１と撮像レンズ１２とを通って撮像レンズ１２の結像位
置に配置される固体撮像素子１３の撮像面に到達し、像
を結像することになる。なお、遮光部１１は、撮像レン
ズ１２と固体撮像素子１３との間に位置するように配置
してもよい。また、撮像レンズ１２と遮光部１１との距
離は、遮光部１１における遮光領域が結像可能な距離と
することができる。

【００１６】遮光部１１は、例えば、図３に示すように
液晶パネルで構成することができる。本液晶パネルは、
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に透明電極１１ｃ、１１ｄが貼り付
けられたガラス基板１１ｂに液晶１１ａを挟んだ構成と
なっている。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に並んだ透明電極１１
ｃ、１１ｄに印加する電圧を制御することで、液晶分子
の向きを変えることができ、その結果、任意の領域にお
ける光の透過率を調整することが可能となる。例えば、
ある領域に対応するＸ軸電極とＹ軸電極とに所定電圧を
印加すると、この領域は、透過率ゼロすなわち遮光状態
となり、電圧値をかえると透過率が徐々に減少または増
加することができる。

【００１７】このように、遮光部１１として、液晶パネ
ルを用いることにより、任意の領域について遮光状態に
することができ、遮光領域以外の入射光への影響を少な
くすることができる。

【００１８】撮影画像の領域と液晶パネルの領域とは、
あらかじめ対応関係をもたせておき、この情報を遮光領
域設定部４２に記憶させておく。撮影画像上のある領域
に現れる像を消去したい場合には、この情報を参照し
て、対応する液晶パネルの領域を取得し、その領域の透
過率をゼロにすればよい。このため、液晶パネルの縦横
比は固体撮像素子１３の撮像領域に近似していることが
望ましい。また、本図の例では、カメラ１の開口部と同
程度の大きさとしている。

【００１９】次に、本実施形態における白線認識装置の
遮光処理について図９のフロー図を参照して説明する。

【００２０】カメラ１は、車両前方の道路画像を、例え
ば、図４に例示するように撮像入力して白線認識処理に
供する。このような道路画像に対して、太陽光等の強烈
な光が部分的に入射すると、その入射位置を含む画面の
上下方向に、例えば、図４（ａ）に示すように高輝度な
筋状の画像部分からなるスミアＳが発生する場合があ
る。このスミアＳは、カメラ１の固定撮像素子１３にお
ける電荷の飽和が、画像信号の転送方向に伝播すること
で発生するものである。また、対向車のヘッドライト等
の強烈な光が部分的に入射すると、その入射位置を含む
画面の上下方向に、例えば、図４（ｂ）に示すようにス
ミアＳが発生する場合がある。

【００２１】スミア検出部４１は、Ａ／Ｄ変換部２から
出力されるデジタル化された道路画像情報に上記のスミ
アが発生しているかどうかを調べ、発生している場合に
は発生している領域を特定する（Ｓ１０１）。

【００２２】スミア検出部４１が、スミアが発生してい
るかどうかを調べ、その領域を特定する方法は、例え
ば、図５にイメージを示すように、画像情報中のＸ軸方
向およびＹ軸方向それぞれライン中の最大輝度を検出
し、最大輝度が連続して所定の閾値を超える範囲で囲ま
れる領域が存在する場合に、その領域にスミアが発生し
たと判断するようにすることができる。

【００２３】すなわち、図５の場合は、所定の閾値Ｘ
ｔ、Ｙｔを超えている座標（Ｘ１，Ｙ１）と（Ｘ２，Ｙ
２）とで囲まれる範囲にスミアが発生していると判断す
ることができる。また、図６に示した画像イメージの場
合は、所定の閾値Ｘｔ、Ｙｔを超えている座標（Ｘ３，
Ｙ３）と（Ｘ４，Ｙ４）とで囲まれる範囲にスミアが発
生していると判断することができる。そして、いずれの
ラインの最大輝度も所定の閾値を超えていない場合には
スミアは発生していないと判断することができる。もち
ろん、スミア検出部が、スミアの発生を検出し、発生領
域を特定する方法はこれに限られない。

【００２４】この結果、スミアが発生していないと判断
した場合には、所定時間後にスミア検出処理（Ｓ１０
１）を繰り返す。この処理のサイクルは遮光制御部４に
よって制御され、例えば、０．１秒毎とすることができ
る。このように、スミア検出処理（Ｓ１０１）を所定サ
イクルで繰り返すことにより、走行方向、対向車の位置
等の変化によりスミアが発生した場合に即座に対応でき
るようになる。

【００２５】スミアが発生したと判断した場合には、遮
光領域設定部４２は、スミア検出処理（Ｓ１０１）で特
定されたスミア発生領域に基づいて、遮光部１１の遮光
領域を設定する。このとき、画像領域と遮光部１１（液
晶パネル）の領域との関係を記録した情報を参照して、
遮光部１１における遮光領域を設定する。

【００２６】スミア発生領域から遮光領域を設定する方
法は、種々のパターンが考えられるが、例えば、スミア
発生領域の全面、一部、あるいは、スミア発生領域を含
む領域を遮光領域とすることができる。また、スミアが
複数発生している場合にはそれぞれのスミアに対して遮
光領域を設定するようにする。

【００２７】一般に、画像情報を損なわないように、遮
光する領域はできる限り小さいほうが望ましいので、遮
光領域設定部４２は、車載の時計、ヘッドライトスイッ
チのオンオフ、道路画像の平均輝度等の情報を用いて昼
夜を判断し、スミアの発生原因である光が太陽によるも
のか、対向車のヘッドライト等によるものかを判別し
て、遮光パターンを変化させるようにしてもよい。例え
ば、スミアが太陽によるものと判断したときは、より大
きな領域を遮光するようにすることができる。また、太
陽は、通常画像の上端に現れるため、詳細なスミアの発
生領域を判断することなく、例えば、図５に示したスミ
ア検出結果に対して、図７（ａ）に示すように、一律に
上端を覆うように遮光領域Ｂを定めるようにすることが
できる。もちろん、図７（ｂ）に示すように、部分的に
遮光するように定めてもよい。

【００２８】一方、スミアがヘッドライト等によるもの
と判断したときは、例えば、図６に示したスミア検出結
果に対して、図８に示すように、Ｙ軸方向について、ス
ミア発生領域の中心部分を遮光するようにすることがで
きる。特に、昼夜にかかわらず、スミア領域がＹ軸方向
の両端ともに達していない場合には、Ｙ軸方向につい
て、スミア領域の中心部分を遮光するようにすることが
できる。

【００２９】次に、遮光部１１は、遮光領域設定処理
（Ｓ１０３）で設定された領域に対応する領域の遮光を
行なう（Ｓ１０４）。これにより、スミア発生の原因と
なった光源からの光が遮蔽されるため、画像情報中のス
ミアが消滅する。

【００３０】なお、図７（ａ）に示した遮光領域を実現
するには、Ｘ軸電極すべてと、遮光する領域に対応した
Ｙ軸電極とに、光を遮光するのに必要な所定電圧を印可
すればよい。また、図７（ｂ）に示した遮光領域を実現
するには、遮光する領域に対応したＸ軸電極とＹ軸電極
とに、光を遮光するのに必要な所定電圧を印可すればよ
い。

【００３１】また、遮光部１１は、完全に光を遮光する
必要はなく、例えば、スミアの発生を防げる程度まで、
光の透過率を抑制するようにしてもよい。すなわち、遮
光部１１として液晶パネルを用いた場合には、電極に印
加する電圧を、スミアを防げる程度の光の透過率を実現
できる値とすることができる。

【００３２】遮光部１１が遮光（透過率抑制を含む）を
行なうと、スミアが消滅するため、白線認識部３は、白
線を正しく認識することが期待される。

【００３３】次に、遮光制御部４は、一旦遮光を解除し
て（Ｓ１０５）、スミア検出処理（Ｓ１０１）を再度行
ない、次サイクルの遮光の要否を判断する。なお、遮光
を行なった場合（Ｓ１０４）には所定サイクル分、例え
ば、１秒程度、遮光状態を保ち、その後に遮光解除処理
（Ｓ１０５）を行なうようにすることが望ましい。この
ようにすることで、短い周期で遮光と透過とが繰り返さ
れることを防ぐことができる。一方で、遮光状態中に、
光源との位置関係が変化した場合に、別の領域にスミア
が発生するおそれがあるため、あまり長い時間は、遮光
状態を保たないようにすることが望ましい。

【００３４】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、スミア
の発生を抑制する白線認識装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本実施形態における白線認識装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図２】は、カメラ１の特徴部分を示す模式図である。

【図３】は、液晶パネルを利用した遮光部１１の例を示
す図である。

【図４】は、カメラで撮像した道路画像のイメージ図で
ある。

【図５】は、スミア検出結果の一例を示す図である。

【図６】は、スミア検出結果の他例を示す図である。

【図７】は、遮光領域の一例を示すイメージ図である。

【図８】は、遮光領域の他例を示すイメージ図である。

【図９】は、本実施形態における遮光処理を説明するた
めのフロー図である。

【符号の説明】

１…カメラ２…Ａ／Ｄ変換部３…白線認識部４…遮光制御部１１…遮光部１２…撮像レンズ１３…固体撮像素子４１…スミア検出部４２…遮光領域設定部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カメラが撮像した道路画像から白線情報を
検出する白線認識装置であって、道路画像におけるスミアの発生を検出し、その領域を特
定するスミア検出手段と、前記特定されたスミア発生領域に基づいて、前記カメラ
の撮像領域のうち、入射光量を抑制すべき領域を定める
入射光量抑制領域設定手段と、前記カメラの撮像領域のうち、前記設定された入射光量
抑制領域について入射光量を抑制する入射光量抑制手段
とを備えることを特徴とする白線認識装置。
【請求項２】前記入射光量抑制手段は、液晶パネルから
なることを特徴とする請求項１に記載の白線認識装置。
【請求項３】前記スミア検出手段は、道路画像の輝度情
報を取得し、輝度があらかじめ定めた値を超える領域を
スミア発生領域と特定することを特徴とする請求項１に
記載の白線認識装置。
【請求項４】前記入射光量抑制領域設定手段は、昼夜の
判定を行い、その結果により、設定する入射光量抑制領
域を変化させることを特徴とする請求項１に記載の白線
認識装置。
【請求項５】請求項２に記載の白線認識装置であって、前記液晶パネルは、前記カメラにおいて光が入射する開
口部に取り付けられていることを特徴とする白線認識装
置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一項に記載の白線
認識装置であって、あらかじめ定めた第１の時間間隔で、前記スミア検出段
によりスミアが発生しているかどうかを判断し、スミアが発生していると判断した場合には、前記入射光
量抑制手段により入射光量を抑制し、前記第１の時間よ
り長い第２の時間経過後に、前記入射光量抑制手段によ
る入射光量の抑制を解除する入射光量抑制制御手段をさ
らに備えることを特徴とする白線認識装置。