JP2008257681A - 自動車用車線離脱防止方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、両サイドミラーに設けられた後側方カメラを用いて入力される映像で車線を抽出し、抽出された車線を3次元マッピングして算出された方向角と側面距離から車線離脱距離を算出し、算出された車線離脱距離と車速センサーにより感知される車両速度により車線離脱時間を予測して車線離脱か否かを判定することで、運転者の車線離脱による車両事故が防止できる。
【選択図】図1
Description
LDSWは、車両の前方の映像信号を分析して車両が車線から離脱するか否かを判断する車線検出装置と、この車線検出装置分析結果、車両が車線から離脱しそうな場合に運転者に警告する警告装置と、を含む。
図6によれば、従来のLDSWは、車両インターフェースと、車両の前方の映像信号を分析して車両が車線から離脱するか否かを判断するLDWS本体と、車線検出装置の分析結果、車両が車線から離脱しそうな場合に運転者に警告する警告装置と、を含む。
従来の車両インターフェースは、車両幅、車両の曲率半径、車両横断時間などの多様な変数で構成される。
上記映像センサー部は、前後方の中央に設けられた単一カメラを用いて道路上の車線を認識し、認識した車線の中心とカメラ光学軸との間の差位を把握して車線離脱警報を発する。
G=tan(90−θ)*L (1)
第1に、カメラ映像から抽出した車線映像を、カメラレンズと映像センサーの誤差を補正した上で3次元マッピングすることによって、実際の車線の座標により近似した車線の実座標直線を得ることが可能となり、
第2に、車線離脱距離(G)を算出するために必要な変数が、従来に比べて減って、算出ロジックが単純になり、
第3に、車線離脱距離(G)と車両速度から車線離脱までの時間を予測して警報を発することによって、運転者の事故を防止する効果がある。
図1は、本発明の自動車用車線離脱防止方法の実施段階に関するフローチャートである。
図1に示すように、本発明の第1ステップは、車両の左右のサイドミラーに装着したカメラを用いて車両の左右両側の後方を撮影して映像を入力する段階(S−1)と、入力された映像を映像処理する段階(S−2)と、車両の左右車線の映像座標を抽出する段階(S−3)と、抽出された車線の映像座標を実座標に変換するために3次元マッピングして、直線型方程式として車線の実座標直線を算出する(S−4)段階と、を含んで構成される。
上記第1ステップは、カメラから入力された映像から抽出された車線の映像データを、3次元マッピングして実座標系に変換し、車線の実座標直線を算出する過程を含む。
第1ステップに於ける3次元マッピングは、Tsai’s equationを用いて、映像入力された映像座標の2次元データを、カメラパラメーターを用いて映像処理して、3次元直交座標系の実座標データに座標変換する、3次元マッピングするステップである。
図2に示すTsai’s equationは、この目的で汎用されるキャリブレーション手法である。
Tsai’s equationを用いる理由は、映像入力された車線の映像座標から求める従来の座標変換方法から発生する誤差を補正するためである。前記誤差にはカメラレンズによる歪を含む。
以下の説明において、CCD(Charge Coupled Device)センサーに検知された映像座標をPf(Xf、Yf)、レンズの歪を含む投影映像座標をPd(Xd、Yd)、レンズの歪が補正された映像座標をPu(Xu、Yu)、カメラ座標系で表示した位置(3次元データ)をP(X,Y,Z)、実座標系で表示した位置(3次元直交座標系データ)をPw(Xw,Yw,Zw)と表記する。
ここで、上記焦点距離はカメラレンズのz軸上の焦点距離を表し、上記z軸距離(zp)はカメラ座標系で表示した位置(P)のz座標を表す。
図3の左側図面に、右側のバックミラーに設置されたカメラから、網掛け部で示す撮影の方向480を撮影した撮影映像を示す。映像車線420は、上記の過程を経て、右側図面に実座標値(Pw)で形成される右側車線の実座標直線400に3次元マッピングされる。同様に、図4の左側図面に示す映像車線520は、上記の過程を経て、右側図面に実座標値(Pw)で形成される左側車線の実座標直線510にマッピングされる。
より詳細には、3次元マッピングにより形成された右側車線の実座標直線400,500と方向線の実座標直線430,530が成す右側方向角(θR)と、前記左側車線の実座標直線410、510と方向線の実座標直線430、530とが成す左側方向角(θL)と、前記右側車線の実座標直線400、500と右サイドボディーラインの実座標直線450,550との間の右側面距離(LR)と、前記左側車線の実座標直線510と左サイドボディーライン460、560の実座標直線の間の左側面距離(LL)と、を算出する段階を含む。この際、方向線の実座標直線430、530と、右サイドボディーラインの実座標直線450、550と、左サイドボディーラインの実座標直線460、560と、は互いに平行であり、これらが車線の実座標直線と成す角は同位角又は錯角であり、何れも同一の角度である。
即ち、図3に示すように、車両の走行方向が左側に偏向した時には、右側車線の実座標直線400を基準にして右側方向角(θR)を算出し、左側車線の実座標直線410を基準にして左側面距離(LL)を算出する。
本発明の第3ステップは、方向角(θ)及び側面距離(L)から車線離脱距離(G)を算出する段階(S−6)である。
図5に示すように、方向角(θ)と側面距離(L)とは直角三角形を形成し、以下の(数6)に方向角(θL、θR)と側面距離(LL、LR)とを代入して車線の離脱距離(G)を算出することができる。
410、510 左側車線の実座標直線
420、520 映像車線
430、530 方向線の実座標直線
440、540 方向線の実座標直線と直交する直線
450、550 右サイドボディーラインの実座標直線
460、560 左サイドボディーラインの実座標直線
480、580 撮影の方向
Claims (6)
- 左右のサイドミラーに設置したカメラを用いて車両の左右両側の後方を撮影し、それぞれの映像から、走行中の車線の車線映像を抽出し、抽出された車線映像を3次元マッピングして、右側車線の実座標直線と、左側車線の実座標直線と、を実座標系の直線方程式として算出する第1ステップと、
前記右側車線の実座標直線と車両の方向線の実座標直線とが成す右側方向角(θR)と、前記左側車線の実座標直線と前記方向線の実座標直線とが成す左側方向角(θL)と、前記右側車線の実座標直線と前記車両の右側面との間の右側面距離(LR)と、前記左側車線の実座標直線と前記車両の左側面との間の左側面距離(LL)と、を算出する第2ステップと、
前記右側方向角(θR)と前記右側面距離(LR)、又は、前記左側方向角(θL)と前記左側面距離(LL)から前記車両の車線離脱距離(G)を算出する第3ステップと、
前記車線離脱距離(G)に基づいて、前記車両の前記車線からの離脱可能性を運転者に警報する第4ステップと、
からなることを特徴とする自動車用車線離脱防止方法。 - 前記3次元マッピングは、映像座標系から実座標系への変換に、Tsai’s equationを用いて、カメラレンズによる歪を補正することを特徴とする請求項1に記載の自動車用車線離脱防止方法。
- 前記右側面距離(LR)は、前記車両の方向線の実座標直線と直交する直線が、前記車両の右サイドボディーラインの実座標直線と交差する点から前記右側車線の実座標直線と交叉する点までの距離であり、前記左側面距離(LR)は、前記直線が前記車両の左サイドボディーラインの実座標直線と交差する点から前記左側車線の実座標直線と交叉する点までの距離であることを特徴とする請求項1に記載の自動車用車線離脱防止方法。
- 前記第4ステップは、前記車線離脱距離(G)と、車速センサーにより感知される車両速度と、から前記車両の車線離脱時間を算出し、該車線離脱時間が基準値以下の場合に警報を発するステップであることを特徴とする請求項1に記載の自動車用車線離脱防止方法。
- 前記車線離脱距離(G)は、下式(1)に方向角(θ)と側面距離(L)とを代入して算出することを特徴とする請求項1に記載の自動車用車線離脱防止方法。
G=tan(90−θ)*L (1) - 前記車線離脱距離(G)の算出において、前記車両の走行方向が右側に偏向した時には(1)式の方向角(θ)に前記右側方向角(θR)を代入し、側面距離(L)には前記右側面距離(LR)を代入し、また走行方向が左側に偏向した時には、それぞれに前記左側方向角(θL)と前記左側面距離(LL)とを代入することを特徴とする請求項5に記載の自動車用車線離脱防止方法。
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