JP2600427B2 - Traveling lane detection device for vehicles - Google Patents
Traveling lane detection device for vehiclesInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両用走行レーン検出装置に関するものであ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a traveling lane detecting device for a vehicle.
従来の技術 以下、まず特開昭63−14900号公報に示された従来の
車間距離走行レーン検出装置について説明する。第11図
は従来の装置のブロック構成図であり、図において、11
1は明度検出手段、112は位置検出手段、113は指示検出
手段、114は判定手段、115は警告手段である。明度検出
手段111によって検出された走行路面や路傍の検索ライ
ン上における明度分布から位置検出手段112が路上の車
線表示の位置を検出し、このとき検出された車線表示の
位置が所定状態でないにもかかわらず指示検出手段113
によって運転者からの旋回指示が検出されていない場合
に判定手段114が異常状態であると判定し、警告手段115
によって運転者に対して警告が発せられる。2. Description of the Related Art A conventional inter-vehicle distance traveling lane detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-14900 will be described below. FIG. 11 is a block diagram of a conventional apparatus.
1 is a lightness detecting means, 112 is a position detecting means, 113 is an instruction detecting means, 114 is a determining means, and 115 is a warning means. The position detection means 112 detects the position of the lane display on the road from the brightness distribution on the traveling road surface or the search line near the road detected by the lightness detection means 111, and the position of the lane display detected at this time is not in a predetermined state. Regardless of the instruction detection means 113
When the turning instruction from the driver is not detected, the determining unit 114 determines that the state is abnormal, and the warning unit 115
Gives a warning to the driver.
発明が解決しようとする課題 前記のような従来の車両用走行レーン検出装置におい
ては、車両に近い路面上に設けた1本の検索ライン上で
のみ明度の検出を行なっており、車両の直前の車線の状
態しか検出できないために、車両の走行レーンに対する
向きまでを考慮にいれた危険判断を行なうことができな
かった。また、1本の検索ラインしか用いていないた
め、雑音によって誤検出が生じる可能性があった。In the above-described conventional vehicle traveling lane detection device, the brightness is detected only on one search line provided on a road surface close to the vehicle, and the brightness is detected immediately before the vehicle. Since only the state of the lane can be detected, it is not possible to make a danger judgment in consideration of the direction of the vehicle to the traveling lane. Further, since only one search line is used, erroneous detection may occur due to noise.
本発明は以上のような問題点を解決し、車両の走行レ
ーンに対する向きまでを考慮に入れた危険判断が可能で
あり、雑音によっても誤検出を生じにくい車両用走行レ
ーン検出装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above-described problems, and provides a vehicle traveling lane detection device that can make a danger determination in consideration of the direction of a vehicle with respect to the traveling lane and that is less likely to be erroneously detected by noise. With the goal.
課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するため、車両用走行レー
ン検出装置を、車両に装着され車両の所定距離前方の道
路を撮像するビデオカメラと、前記ビデオカメラによっ
て撮像された道路画像のエッジ部分を検出するエッジ検
出手段と、前記エッジ検出手段によって検出されたエッ
ジ成分によって構成されるエッジ画像を所定の閾値を用
いて2値化するエッジ画像2値化手段と、前記エッジ画
像2値化手段によって2値化された画像から車線表示ラ
インを検出する車線表示ライン検出手段と、前記車線表
示ライン検出手段が車線表示ラインを検出する際に用い
る道路構造に関する知識を記憶する道路構造知識記憶手
段と、前記車線表示ライン検出手段によって検出された
車線表示ラインを用いて車両が走行中の走行レーンを検
出する走行レーン検出手段と、ウインカの動作状態から
運転者に旋回の意志があるかどうかを判断する旋回指示
検出手段と、前記走行レーン検出手段によって検出され
た走行レーンの状態と前記旋回指示検出手段によって検
出された旋回指示の有無から危険度を判断する危険判断
手段と、前記危険判断手段によって車両が危険な状態に
あると判断されたときに車両の運転者に対して警報を与
える警報手段で構成したものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a vehicle driving lane detecting device, a video camera mounted on a vehicle and imaging a road ahead of a predetermined distance from the vehicle, and an image captured by the video camera. Edge detecting means for detecting an edge portion of the road image, and edge image binarizing means for binarizing an edge image formed by the edge components detected by the edge detecting means using a predetermined threshold value; A lane display line detecting means for detecting a lane display line from the image binarized by the edge image binarizing means, and knowledge about a road structure used when the lane display line detecting means detects the lane display line is stored. A traveling lane during which the vehicle is traveling using the road structure knowledge storage means and the lane display line detected by the lane display line detecting means. Driving lane detecting means for detecting the turning lane, turning instruction detecting means for judging whether or not the driver intends to make a turn based on the operation state of the turn signal, the state of the driving lane detected by the driving lane detecting means and the turning Danger determining means for determining the degree of danger based on the presence or absence of a turning instruction detected by the instruction detecting means; and providing a warning to the driver of the vehicle when the danger determining means determines that the vehicle is in a dangerous state. It is composed of alarm means.
作用 以上の如く構成された本発明の車両用走行レーン検出
装置においては、車両と走行レーンの位置関係までも考
慮した危険予測が可能であり、居眠り運転等の漫然運転
時の事故防止等を効果的に行なうことができるため、車
両の安全性を著しく向上させることができる。また、雑
音に対して影響を受けにくいため、装置の信頼性を向上
させることができる。In the vehicle running lane detecting device of the present invention configured as described above, danger prediction can be performed in consideration of even the positional relationship between the vehicle and the running lane, and it is possible to prevent accidents during drunken driving such as drowsy driving. Therefore, the safety of the vehicle can be significantly improved. Further, since the device is hardly affected by noise, the reliability of the device can be improved.
実施例 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。第1図
は、本実施例の車両用走行レーン検出装置のブロック構
成図である。図において11はビデオカメラであり、車両
の所定距離前方の道路画像を撮像する。12はエッジ検出
手段であり、道路画像にフィルタ処理等を行ないエッジ
成分の検出を行なう。13はエッジ画像2値化手段であ
り、検出されたエッジ画像を所定の閾値により2値化す
る。14は車線表示ライン検出手段であり、道路構造に関
する知識を利用して2値化されたエッジ画像から車線表
示ラインを検出する。15は道路構造知識記憶手段であ
り、走行レーン検出に用いる道路の構造に関する知識を
記憶する。16は走行レーン検出手段であり、検出された
車線表示ラインから車両が走行中のレーンを検出する。
17は旋回指示検出手段であり、運転者によるウインカの
操作を監視することにより旋回の意志の有無を判断す
る。18は危険判断手段であり、検出された走行レーンの
状態と運転者の旋回意志の有無から車両の危険度を判断
する。19は警報手段であり、音や光あるいはモニター等
への表示によって運転者に対して走行状態が異常である
ことを知らせる。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a vehicle driving lane detecting device according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 11 denotes a video camera, which captures a road image a predetermined distance ahead of the vehicle. Reference numeral 12 denotes an edge detection unit that performs a filtering process or the like on a road image to detect an edge component. Reference numeral 13 denotes an edge image binarizing unit, which binarizes the detected edge image with a predetermined threshold. Reference numeral 14 denotes a lane display line detecting unit that detects a lane display line from a binarized edge image using knowledge about a road structure. Reference numeral 15 denotes a road structure knowledge storage unit, which stores knowledge about a road structure used for detecting a traveling lane. Reference numeral 16 denotes a traveling lane detecting means, which detects a lane in which the vehicle is traveling from the detected lane display line.
Reference numeral 17 denotes a turning instruction detecting means for judging the presence or absence of a turning intention by monitoring the operation of the turn signal by the driver. Reference numeral 18 denotes danger determining means for determining the degree of danger of the vehicle based on the detected state of the driving lane and the presence or absence of the driver's intention to turn. Reference numeral 19 denotes an alarm means for notifying the driver that the running state is abnormal by sound, light, or display on a monitor or the like.
次に以上のように構成された本発明の実施例における
動作を、第2図に示す制御の流れ図にしたがって説明す
る。最初にステップ21において装置のスイッチがONにな
っているかどうかが調べられる。このときスイッチがON
になっていなければ以後の処理を行わないようにさせる
ことで、運転者がスイッチ操作を行うことにより、駐車
場内を車両が走行している場合等に装置が不必要に作動
することを避けることができる。装置のスイッチがONに
なっていればステップ22に進み、ビデオカメラ11から車
両の所定距離前方の道路画像が取り込まれる。第3図に
このとき取り込まれる道路画像の例を示す。Next, the operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the control flowchart shown in FIG. First, in step 21, it is checked whether the switch of the device is ON. At this time, the switch is ON
If the driver does not perform any further processing, the driver operates the switch to avoid unnecessary operation of the device when the vehicle is running in the parking lot. Can be. If the switch of the apparatus is ON, the process proceeds to step 22, and a road image ahead of the vehicle by a predetermined distance from the video camera 11 is captured. FIG. 3 shows an example of a road image captured at this time.
次にステップ23に進み、エッジ検出手段12においてス
テップ22で取り込まれた道路画像に対するエッジ検出処
理が行なわれる。このエッジ検出処理にはSOBELオペレ
ータに代表されるエッジ検出フィルタを利用することが
できる。次にステップ24に進みエッジ画像2値化手段13
による画像2値化処理が行なわれる。画像の2値化はス
テップ23で得られたエッジ画像を所定の閾値によって2
値化することによって行なうことができる。第4図に第
3図に示した道路画像にエッジ検出処理を施し2値化し
た画像を示す。Next, proceeding to step 23, the edge detecting means 12 performs an edge detecting process on the road image captured in step 22. For this edge detection processing, an edge detection filter represented by a SOBEL operator can be used. Then, the process proceeds to a step 24, wherein the edge image binarizing means 13 is used.
Is performed. The binarization of the image is performed by dividing the edge image obtained in step 23 by a predetermined threshold value.
This can be done by quantifying. FIG. 4 shows an image obtained by performing edge detection processing on the road image shown in FIG. 3 and binarizing it.
次にステップ25に進み車線表示ライン検出手段14にお
ける車線表示ライ検出処理が行なわれる。特に高速道路
等においては車両の前方数10メートルから100メートル
程度までをほぼ直線として扱えるため、この車線表示ラ
インの検出に例えばハフ(Hough)変換のような直線検
出手段を利用することができる。第5図はX−Y平面上
の直線を示した図であり、第6図は第5図に示した直線
上の点をHough変換によりρ−θ平面上の曲線に変換し
た図である。Hough変換は第5図に示すようなX−Y平
面上の直線L上の点P1・P2・・・Pnが次に示す式 ρ=x・cosθ+y・sinθ によって第6図に示すようなρ−θ平面上の曲線C1・C2
・・・Cnに変換され、曲線の交点がρ−θ平面上での直
線Lを表すことを利用するもので、X−Y平面上の点を
全てρ−θ平面上の曲線に変換した後、曲線が多く交わ
った点を検出することによりX−Y平面上での直線を検
出することができるというものである。つまり、ステッ
プ24において2値化された道路画像の各点をHough変換
によってρ−θ平面上の曲線を変換し、曲線が多く交差
している点を検出することによって画像内の直線を検出
し、その中から車線表示ラインを選び出すことが可能で
ある。ここで車線表示ラインの検出に道路構造知識記憶
手段15に記憶された知識を利用することにより車線表示
ラインを高速に誤りなく検出することができる。Next, the routine proceeds to step 25, where the lane display line detection processing in the lane display line detection means 14 is performed. In particular, on a highway or the like, a range from several tens meters to about 100 meters in front of the vehicle can be treated as a substantially straight line, and therefore, a straight line detecting means such as Hough transform can be used to detect the lane display line. FIG. 5 is a diagram showing a straight line on the XY plane, and FIG. 6 is a diagram showing a point on the straight line shown in FIG. 5 converted into a curve on the ρ-θ plane by the Hough transform. .. Pn on a straight line L on the XY plane as shown in FIG. 5 is obtained by the following equation: ρ = x · cos θ + y · sin θ Curve C1 ・ C2 on θ plane
.. Converted to Cn and using the fact that the intersection of the curves represents a straight line L on the ρ-θ plane, , A straight line on the XY plane can be detected by detecting points where many curves intersect. That is, each point of the road image binarized in step 24 is transformed into a curve on the ρ-θ plane by Hough transformation, and a straight line in the image is detected by detecting points where many curves intersect. It is possible to select a lane display line from among them. Here, by using the knowledge stored in the road structure knowledge storage means 15 to detect the lane display line, the lane display line can be detected at high speed without error.
第7図は撮像された走行レーンの例であるが、ビデオ
カメラ11を車両に取り付ける際にその取り付け位置と角
度を調節することにより第7図に示すような位置に走行
レーンaが撮像されるように画面を調節することができ
る。このとき画像の左下角を原点として画面水平方向右
向きにX軸、画面垂直方向上向きにY軸をとると左右の
車線表示ラインのX軸に対する角度θは車両が定常に走
行している状態においては大きく変化することがなく、
各々にほぼ一定の値をとるため、これらの角度を道路構
造知識として道路構造知識記憶手段15に記憶し、車線表
示ラインの検出に用いることができる。そこでρ−θ平
面においてそれらの値を中心に領域限定を行なうことが
でき、各々の領域を右と左の車線表示ラインに関する検
出領域として設定することができる。FIG. 7 is an example of a captured driving lane. When the video camera 11 is mounted on a vehicle, the mounting position and angle of the video camera 11 are adjusted so that the driving lane a is captured at a position as shown in FIG. Screen can be adjusted as follows. At this time, if the X axis is oriented rightward in the screen horizontal direction and the Y axis is oriented upward in the screen vertical direction with the lower left corner of the image as the origin, the angle θ of the left and right lane display lines with respect to the X axis becomes Without much change,
Since each of them takes a substantially constant value, these angles can be stored in the road structure knowledge storage means 15 as road structure knowledge and used for detecting a lane display line. Therefore, the area can be limited on the ρ-θ plane centering on these values, and each area can be set as a detection area for the right and left lane display lines.
第8図は第6図に示したρ−θ平面に左右車線表示ラ
インに対する検出領域を設定した例であり、検出領域の
中に実線で示した部分bのみ処理を行なうことによって
処理の高速化を図ることができ、また各検出領域の中に
1本づつの直線を検出することで、不要な直線の検出を
防止することができる。ここで、この左右車線表示ライ
ンに対する設定領域は1画面前の画像からの情報や道路
構造知識記憶手段15に記憶された知識を用いて可変とす
ることも可能である。FIG. 8 is an example in which the detection area for the left and right lane display lines is set on the ρ-θ plane shown in FIG. 6, and the processing is accelerated by processing only the portion b indicated by the solid line in the detection area. The detection of unnecessary straight lines can be prevented by detecting one straight line in each detection area. Here, the setting area for the left and right lane display lines can be made variable using information from an image one screen before or knowledge stored in the road structure knowledge storage unit 15.
なお、この実施例においては車線表示ラインの画像内
に写る角度を知識として用いているが、道路の3次元的
な形状等を知識として利用することもできる。In this embodiment, the angle of the lane display line in the image is used as the knowledge. However, the three-dimensional shape of the road or the like can be used as the knowledge.
次にステップ26に進み、走行レーン検出手段16による
走行レーン検出処理が行なわれる。走行レーン検出処理
はステップ25で検出された左右車線表示ラインとその交
点から車両が走行中のレーンを道路画像内に検出する。
第9図に車両が正常に走行している場合に検出される走
行レーンaの例、第10図に車両が走行レーンに対して傾
きをもって走行している場合に検出される走行レーンa
の例を示す。Next, the routine proceeds to step 26, where a traveling lane detecting process by the traveling lane detecting means 16 is performed. In the traveling lane detection process, the lane in which the vehicle is traveling is detected in the road image from the left and right lane display lines detected in step 25 and their intersections.
FIG. 9 shows an example of a traveling lane a detected when the vehicle is traveling normally, and FIG. 10 shows a traveling lane a detected when the vehicle is traveling at an inclination to the traveling lane.
Here is an example.
次にステップ27に進み、危険判断手段18における走行
状態の監視が行なわれる。この走行状態の監視はステッ
プ26で検出された走行レーンにおける左右の車線表示ラ
インの交点の位置が第9図に示した交点の位置を基準点
としてどの程度外れているかを調べることによって行な
うことができ、その位置の差を監視することにより危険
度を算出することができる。ここで検出された左右車線
表示ラインの交点の位置が基準点の位置から所定距離以
上に離れておらず、走行状態が正常であると判断されれ
ばステップ28に進み、もし警報がONされていればそれを
OFFしてステップ21へ戻るが、左右車線表示ラインの交
点の位置が基準点から所定距離以上離れており、走行状
態が定常状態から外れていると判断されればステップ29
へ進み旋回指示検出手段17によって検出された旋回指示
の有無を調べる。このときステップ27において検出され
た走行レーンの基準位置からのずれに対して旋回指示が
正しく出されていればステップ28を介して警報をOFFに
したままステップ21へ戻り、もしそうでなければステッ
プ30へ進み警報手段19によって運転者に対して警報を与
える。Next, the routine proceeds to step 27, where the danger determining means 18 monitors the running state. This monitoring of the running state can be performed by examining how much the position of the intersection of the left and right lane display lines in the traveling lane detected in step 26 deviates from the position of the intersection shown in FIG. 9 as a reference point. The risk can be calculated by monitoring the difference between the positions. If it is determined that the position of the intersection of the left and right lane display lines detected here is not more than a predetermined distance from the position of the reference point and that the traveling state is normal, the process proceeds to step 28, and if the alarm is ON. If it
Turns off and returns to step 21.If it is determined that the position of the intersection of the left and right lane display lines is more than a predetermined distance from the reference point and the running state is out of the steady state, step 29
Then, it is checked whether or not there is a turning instruction detected by the turning instruction detecting means 17. At this time, if the turn instruction is correctly issued for the deviation from the reference position of the traveling lane detected in step 27, the process returns to step 21 with the alarm turned off via step 28, and if not, the process returns to step 21. Proceed to 30 to give an alarm to the driver by the alarm means 19.
発明の効果 以上のように、本発明においては運転者が旋回しよう
とする意志を表わさずに、前方の道路に対して車両の進
行方向を傾けようとした場合に警報に与えることができ
るため、居眠りやわき見等による車両の道路逸脱を未然
に防ぐことが可能となり車両の安全性を非常に高めるこ
とができるという効果がある。Effect of the Invention As described above, in the present invention, it is possible to give an alarm when the driver attempts to incline the traveling direction of the vehicle with respect to the road ahead without expressing the driver's intention to turn. This makes it possible to prevent the vehicle from deviating from the road due to falling asleep, looking aside, etc., and thus has the effect of greatly improving the safety of the vehicle.
第1図は本発明の一実施例における車両用走行レーン検
出装置のブロック構成図、第2図は同実施例における制
御の流れ図、第3図はビデオカメラから取り込まれた画
像の例を示す図、第4図は第3図に示した画像をエッジ
検出後2値化した画像を示す図、第5図および第6図は
Hough変換を説明する図、第7図は正常走行時に取り込
まれる道路画像の例を示す図、第8図はHough変換にお
ける領域限定を説明する図、第9図および第10図は検出
された走行レーンの例を示す図、第11図は従来の車両用
走行レーン検出装置のブロック構成図である。 11……ビデオカメラ、12……エッジ検出手段、13……エ
ッジ画像2値化手段、14……車線表示ライン検出手段、
15……道路構造知識記憶手段、16……走行レーン検出手
段、17……旋回指示検出手段、18……危険判断手段、19
……警報手段。FIG. 1 is a block diagram of a vehicle driving lane detecting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of control in the embodiment, and FIG. 3 is a diagram showing an example of an image taken from a video camera. FIG. 4 is a diagram showing an image obtained by binarizing the image shown in FIG. 3 after edge detection, and FIG. 5 and FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a road image captured during normal driving, FIG. 8 is a diagram illustrating an area limitation in the Hough conversion, and FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating detected driving. FIG. 11 shows an example of a lane, and FIG. 11 is a block diagram of a conventional vehicle traveling lane detecting device. 11 video camera 12 edge detection means 13 edge image binarization means 14 lane display line detection means
15 ... road structure knowledge storage means, 16 ... travel lane detection means, 17 ... turn instruction detection means, 18 ... danger determination means, 19
…… alarm means.
Claims (1)
を撮像するビデオカメラと、前記ビデオカメラによって
撮像された道路画像のエッジ部分を検出するエッジ検出
手段と、前記エッジ検出手段によって検出されたエッジ
成分によって構成されるエッジ画像を所定の閾値を用い
て2値化するエッジ画像2値化手段と、前記エッジ画像
2値化手段によって2値化された画像から車線表示ライ
ンを検出する車線表示ライン検出手段と、画像内に写る
車線表示ラインの標準的な角度を前記車線表示ライン検
出手段が車線表示ラインを検出する際に用いる道路構造
に関する知識として記憶する道路構造知識記憶手段と、
前記車線表示ライン検出手段によって検出された車線表
示ラインを用いて車両が走行中の走行レーンを検出する
走行レーン検出手段と、ウインカの動作状態から運転者
に旋回の意志があるかどうかを判断する旋回指示検出手
段と、前記走行レーン検出手段によって検出された走行
レーンの状態と前記旋回指示検出手段によって検出され
た旋回指示の有無から危険度を判断する危険判断手段
と、前記危険判断手段によって車両が危険な状態にある
と判断されたときに車両の運転者に対して警報を与える
警報手段とからなる車両用走行レーン検出装置。1. A video camera mounted on a vehicle and capturing an image of a road ahead of the vehicle by a predetermined distance, edge detection means for detecting an edge portion of a road image captured by the video camera, and detection by the edge detection means. Edge image binarizing means for binarizing an edge image formed by the edge components using a predetermined threshold value, and a lane detecting a lane display line from the image binarized by the edge image binarizing means. Display line detection means, road structure knowledge storage means for storing the standard angle of the lane display line appearing in the image as knowledge about the road structure used when the lane display line detection means detects the lane display line,
Driving lane detecting means for detecting a driving lane in which the vehicle is traveling by using the lane indicating line detected by the lane indicating line detecting means; and determining whether or not the driver intends to make a turn based on the operation state of the turn signal. Turning instruction detecting means, danger judging means for judging the degree of danger from the state of the driving lane detected by the driving lane detecting means and the presence or absence of a turning instruction detected by the turning instruction detecting means; And a warning means for giving a warning to a driver of the vehicle when it is determined that the vehicle is in a dangerous state.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |