JP2010244456A - 境界線認識装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】境界線候補抽出部30で車載カメラで取得した画像からパターンマッチングやハフ変換など公知の画像処理により道路上の車線の境界線候補を抽出し、抽出した境界線候補の境界線らしさの確信度を1又は2以上の複数の種類の境界線特徴算出部40において尤度で算出する。そして、算出した尤度を境界線特徴統合部50で乗算して統合することにより境界線らしさを示す尤度で出力し、出力される尤度のうち最大の尤度を有する境界線候補を、境界線選択部60において道路上の境界線として選択する。境界線特徴算出部40では、輝度分散や内部エッジ量などを用いて境界線候補の尤度算出するとともに、路面特徴抽出部70などで検出した特徴量により、境界線候補の尤度を変更して出力する。
【選択図】図2
Description
ここで、「境界線候補」とは、車載カメラ(10)で取得した画像から公知の画像処理(例えば、パターンマッチング、直線抽出ハフ変換処理における投票数(実線・破線判定結果)など)により道路上の白線など、車線を分けるための境界線らしきものとして抽出されたものである。
つまり、境界線の特徴を算出する際に、1又は2以上の複数の種類の境界線特徴算出手段(40)で算出した境界線らしさの確信度がすべて尤度で算出されるため、境界線特徴算出手段(40)の種類がどのようなものであっても、換言すれば、どのような処理内容によって境界線の特徴を算出する算出手段であっても、境界線らしさの確信度を尤度で算出すれば、各境界線特徴算出手段(40)の算出結果を乗算によって容易に統合できる。
ところで、境界線らしさの確信度は、道路上の境界線の配置によって変化する。例えば、車両進行方向に対して略直角方向に延びた境界線の場合、車線幅(車線と車線の間の距離)らしい間隔で左右両側に境界線ペアが存在する境界線の対があり、その内側に同様の条件の境界線ペアを持たない1本の線がある場合、その線が消し跡線や細い中心線などのときには、それらの線の境界線らしさの確信度は低い。
ところで、車線のような道路の境界線は、車両進行方向に対して車両の両側方で一対となっている。したがって、車線の左右両側に境界線が存在する場合、それ以外の一対とならない境界線はノイズとして除去すれば境界線の確信度を上げることができる。
[第1実施形態]
図1は、本発明が適用された境界線認識装置1の概略の構成を示すブロック図であり、図2は、画像処理部20の概略の機能構成を示す機能ブロック図である。境界線認識装置1は、図1に示すように、車両周囲の画像を取得する車載カメラ10と車載カメラ10で取得した車両周囲の画像を画像処理する画像処理装置20とを備えている。
境界線特徴算出部40は、以下の処理を実行する。
境界線は、通常白色であり、車両のヘッドライトや街路灯などの照明装置から照射される光を乱反射するようになっているので、道路面に比べて輝度分散の値が大きい。
境界線は、通常道路上に一方向に描かれている(道路がカーブしていても、曲率が比較的小さいため、車載カメラ10で取得した画像の範囲では一方向に描かれているものとみなすことができる。)ので、道路面に比べ、境界線のエッジ方向の分散は大きくなる。また、境界線は線分であるので、エッジ方向のヒストグラムの比率や大きさが道路面に比べて大きい。
したがって、境界線候補のエッジ方向の分散、エッジ方向のヒストグラムの比率又は大きさを算出し、算出した境界線候補のエッジ方向の分散、エッジ方向のヒストグラムの比率又は大きさに応じて尤度を決定し(境界線候補のエッジ方向の分散、エッジ方向のヒストグラムの比率又は大きさが大きければ尤度を大きくし、小さければ尤度を小さくする。)、出力するようにするのである。
具体的には、道路面上には、道路側部のガードレールなどにより影が映り込む場合がある。例えば、横方向からの直射日光によりガードレールの隙間から差し込む光が直線状に道路面に映り、境界線のように見える場合がある。他にも黒いコールタールによる補修跡で囲まれた領域が直線状に映る場合がある。
境界線がかすれなどによって、道路面との輝度差が低くなった場合であっても、人間の目では境界線らしくシミのように見える。これは、道路上に全く模様がない場合にはシミが強調して見えるという人間の感性によるものである。
車両のスリップ防止のため道路上に縦筋が刻まれている場合がある。その場合、道路上に刻まれている縦筋は道路面に比べ輝度が低い(暗い)が、縦筋端の輝度は境界線端と差がない場合がある。そこで、筋模様検出部90で筋模様が検出された場合には、境界線候補の境界線らしさの確信度を下げるのである。
道路上には、境界線の他に、矢印、制限速度、止まれ文字などの交通標識や横断歩道などが描かれている。したがって、交通標識検出部100により交通標識等が検出されたときは、その境界線候補の境界線らしさの確信度を下げるのである。
また、境界線特徴算出部40における処理が増えた場合も統合処理の内容は単に尤度統合処理の入力尤度の数が増えるだけで本質的には変わらず、拡張性に富む。これにより、高精度、高ロバスト性を実現しつつ、新たな情報の追加や削除が容易な構造が実現できる。
DSP90は、車載カメラ10で取得した画像から、境界線候補抽出部30で抽出した境界線候補の車両進行方向に略直角方向の近傍の領域の、道路上の車両進行方向のエッジ量が所定の値以上の筋状の模様を検出するDSPであり、以下、このDSP90を筋模様検出部90と呼ぶ。
交通標識検出部100では、道路上に描かれている交通標識をパターンマッチングにより検出する。検出する交通標識としては、矢印、制限速度、止まれ文字など道路面上に描かれている交通標識以外にも横断歩道などがある。
以上に説明した境界線認識装置1では、境界線の特徴を算出する際に、1又は2以上の複数の種類の境界線特徴を算出するためのDSPである境界線特徴算出部40で算出した境界線らしさの確信度がすべて尤度で算出されるため、境界線特徴算出部40の種類がどのようなものであっても、換言すれば、どのような処理内容によって境界線の特徴を算出する算出手段であっても、境界線らしさの確信度を尤度で算出すれば、各境界線特徴算出部40の算出結果を乗算によって容易に統合できる。
また、境界線特徴統合部50は、境界線候補抽出部30で抽出した境界線候補の道路面上の配置に基づいて、境界線らしさを示す尤度を変更して出力しているので、境界線候補のうち、明らかに境界線でないものを除去することができる。
また、境界線特徴算出部40は、境界線らしさを示す特徴として、境界線候補抽出部30で抽出した境界線候補のエッジ方向の分散あるいはエッジ方向のヒストグラムのピークの比率又は大きさのいずれかを用いている。
また、車載カメラ10で取得した画像から、境界線候補抽出部30で抽出した境界線候補の車両進行方向に略直角方向の近傍の領域の、道路上の車両進行方向の輝度が所定の値以下の筋状の模様を検出する筋模様検出部90を備えている。
[その他の実施形態]
(1)上記実施形態では、種々の処理を複数のDSPに割り当てて実行していたが、DSPに割り当てることなく1つのCPUにおいてプログラムとして実行してもよい。
Claims (9)
- 車両周囲の画像を取得する車載カメラと、
前記車載カメラで取得した画像から画像処理により道路上の車線の境界線候補を抽出する境界線候補抽出手段と、
前記境界線候補抽出手段で抽出した境界線候補の境界線らしさの確信度を尤度で算出する1又は2以上の複数の種類の境界線特徴算出手段と、
前記1又は2以上の複数の種類の境界線特徴算出手段で算出した尤度を乗算して統合することにより境界線らしさを示す尤度で出力する境界線特徴統合手段と、
前記境界線特徴統合手段が出力する尤度のうち最大の尤度を有する境界線候補を道路上の境界線として選択する境界線選択手段と、
を備えたことを特徴とする境界線認識装置。 - 請求項1に記載の境界線認識装置において、
前記境界線特徴統合手段は、
前記境界線候補抽出手段で抽出した前記境界線候補の道路面上の配置に基づいて、前記境界線らしさを示す尤度を変更して出力することを特徴とする境界線認識装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の境界線認識装置において、
前記境界線特徴算出手段は、
さらに、境界線らしさを示す特徴として、
前記境界線候補抽出手段で抽出した境界線候補の輝度分散又は境界線の内部エッジ量のうち少なくとも1つを用いることを特徴とする境界線認識装置。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載の境界線認識装置において、
前記境界線特徴算出手段は、
さらに、境界線らしさを示す特徴として、
前記境界線候補抽出手段で抽出した境界線候補のエッジ方向の分散あるいはエッジ方向のヒストグラムのピークの比率又は大きさのいずれかを用いることを特徴とする境界線認識装置。 - 請求項1〜請求項4の何れかに記載の境界線認識装置において、
前記車載カメラで取得した画像から、前記境界線候補抽出手段で抽出した境界線候補に挟まれる道路上の領域及び境界線候補自体の模様又は平均輝度を含む特徴を抽出する道路面特徴抽出手段を備え、
前記境界線特徴算出手段は、
さらに、前記道路面特徴抽出手段で抽出した前記境界線候補自体の模様又は平均輝度の差が所定の値以下の場合には、前記境界線候補の境界線らしさの確信度を下げることを特徴とする境界線認識装置。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載の境界線認識装置において、
前記車載カメラで取得した画像から、前記境界線候補抽出手段で抽出した境界線候補に挟まれる道路上の領域及び境界線候補自体のエッジ総量を抽出する前記エッジ特徴抽出手段を備え、
前記境界線特徴算出手段は、
さらに、前記エッジ特徴抽出手段で抽出したエッジ総量の差が所定の値以下の場合には、前記境界線候補の境界線らしさの確信度を下げることを特徴とする境界線認識装置。 - 請求項1〜請求項6の何れかに記載の境界線認識装置において、
前記車載カメラで取得した画像から、前記境界線候補抽出手段で抽出した境界線候補の車両進行方向に略直角方向の近傍の領域の、道路上の車両進行方向の輝度が所定の値以下の筋状の模様を検出する筋模様検出手段を備え、
前記境界線特徴算出手段は、
さらに、前記筋模様検出手段で、筋状の模様が検出された場合には、前記境界線候補の境界線らしさの確信度を下げることを特徴とする境界線認識装置。 - 請求項1〜請求項7の何れかに記載の境界線認識装置において、
前記車載カメラで取得した画像から道路上に描かれている交通標識を検出する交通標識検出手段を備え、
前記境界線特徴算出手段は、
さらに、前記交通標識検出手段で交通標識が検出された場合には、前記境界線候補の境界線らしさの確信度を下げることを特徴とする境界線認識装置。 - 請求項1〜請求項8の何れかに記載の境界線認識装置において、
前記境界線候補抽出手段で抽出した境界線候補のうち、車両進行方向に対して車両の両側方で一対となる境界線候補の有無を検出するペア境界線候補検出手段を備え、
前記境界線特徴算出手段は、
さらに、前記ペア境界線候補検出手段によって、車両進行方向に対して車両の両側方で一対となる境界線候補を検出した場合には、該検出した一対の境界線候補の内側の領域に存在する前記境界線候補の境界線らしさの確信度を下げることを特徴とする境界線認識装置。
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