JP3700681B2

JP3700681B2 - 走行路検出装置

Info

Publication number: JP3700681B2
Application number: JP2002177415A
Authority: JP
Inventors: 裕之古性
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP2004021723A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両が走行している走行路の形状を検出する走行路検出装置に関し、特に走行路の形状を走行路モデルパラメータで表すのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような走行路検出装置として、例えば特開平６−２０１８９号公報に記載されるものがある。この従来の走行路検出装置では、ＣＣＤカメラなどの撮像装置で自車両前方の走行路の状態を撮像し、その撮像内に、自車両が走行している走行車線の両側のレーンマーカーを二本検出し、そのレーンマーカーを用いて、自車両の走行車線における横変位などの走行路モデルパラメータを算出する。具体的には、撮像された自車両前方の走行路にレーンマーカーを検出するための小領域を設定し、各レーンマーカー検出領域内でレーンマーカーの一部をレーンマーカー候補点として検出し、そのレーンマーカー候補点の情報、具体的には座標データを用いて走行路モデルパラメータを算出する。走行路モデルパラメータの算出には、カルマンフィルタ等の状態推定器が用いられる。また、特開平１１−２６１７５６号公報に記載される走行路検出装置では、前記レーンマーカー候補点を貫いてレーンマーカーの境界とみなせるレーンマーカー候補線を検出し、そのレーンマーカー候補線に含まれるレーンマーカー候補点の情報を用いて走行路モデルパラメータを算出すると共に、そのレーンマーカー候補線の角度が前回値に対して所定値以上数値の離れたものを除去するようにして、走行路と平行でないレーンマーカー候補線を除去するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の走行路検出装置において、単に角度が前回値に対して所定値以上数値の離れたレーンマーカー候補線を除去するだけでは、例えば自車両の対地ピッチ角度の変動や急激な車両挙動によって角度が変化した場合に、本来のレーンマーカー境界とみなせるレーンマーカー候補線まで除去してしまうことになり、各走行路モデルパラメータを正確に算出できない。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するため、走行路と平行でないか又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線のみを除去し、各走行路モデルパラメータを正確に算出することができる走行路検出装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る走行路検出装置は、自車両前方の走行路を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像上に走行路のレーンマーカーの一部をレーンマーカー候補点として検出するレーンマーカー候補点検出手段と、前記レーンマーカー候補点検出手段で検出されたレーンマーカー候補点を貫いて前記レーンマーカーの境界とみなせるレーンマーカー候補線を検出するレーンマーカー候補線検出手段と、前記レーンマーカー候補線検出手段で検出されたレーンマーカー候補線のうち、前記撮像手段で撮像された画像の鉛直方向の座標が同じレーンマーカー候補線を対とし、各対のレーンマーカー候補線の情報から対地ピッチ角度を算出するピッチ角度算出手段と、前記ピッチ角度算出手段で算出された対地ピッチ角度に基づいて、前記レーンマーカー候補線検出手段で検出されたレーンマーカー候補線から、走行路に平行でないか又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線を除去するレーンマーカー候補線限定手段と、前記レーンマーカー候補線限定手段で除去されなかったレーンマーカー候補線又はそのレーンマーカー候補線に含まれるレーンマーカー候補点の情報から、自車両前方の走行路の形状を表すための走行路モデルパラメータを算出する走行路モデルパラメータ算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る走行路検出装置は、前記請求項１の発明において、前記レーンマーカー候補線限定手段は、前記ピッチ角度算出手段で算出された対地ピッチ角度のうち、度数の大きいものから所定値以上数値の離れたものに該当する前記レーンマーカー候補線の対を除去することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項３に係る走行路検出装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記ピッチ角度算出手段は、前記撮像手段で撮像された画像の鉛直方向の座標が同じレーンマーカー候補線のうち、当該レーンマーカー候補線の鉛直方向の座標に対する水平方向の座標が所定値以下のレーンマーカー候補線を対としないことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項４に係る走行路検出装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記ピッチ角度算出手段は、前記対のレーンマーカー候補線の情報から算出された対地ピッチ角度が前回の算出値と所定値以上数値の離れたものであるときに当該対地ピッチ角度を除去することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る走行路検出装置によれば、レーンマーカー候補点を貫き且つレーンマーカーの境界とみなせるレーンマーカー候補線を検出し、それらレーンマーカー候補線のうち、撮像された画像の鉛直方向の座標が同じレーンマーカー候補線を対とし、各対のレーンマーカー候補線の情報から対地ピッチ角度を算出し、それらの算出された対地ピッチ角度に基づいて、走行路に平行でないか又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線を除去し、除去されなかったレーンマーカー候補線又はそのレーンマーカー候補線に含まれるレーンマーカー候補点の情報から、自車両前方の走行路の形状を表すための走行路モデルパラメータを算出する構成としたため、自車両の対地ピッチ角度の変動時や急激な車両挙動時にも、走行路と平行でないか又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線のみを確実に除去し、除去されなかったレーンマーカー候補線又はそのレーンマーカー候補線に含まれるレーンマーカー候補点の情報から、各走行路モデルパラメータを正確に算出することができる。
【００１０】
また、本発明のうち請求項２に係る走行路検出装置によれば、算出された対地ピッチ角度のうち、度数の大きいものから所定値以上数値の離れたものに該当するレーンマーカー候補線の対を除去する構成としたため、走行路と平行でないか又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線のみを確実に除去することができる。また、本発明のうち請求項３に係る走行路検出装置によれば、撮像された画像の鉛直方向の座標が同じレーンマーカー候補線のうち、当該レーンマーカー候補線の鉛直方向の座標に対する水平方向の座標が所定値以下のレーンマーカー候補線を対としない構成としたため、算出される対地ピッチ角度の度数が極大値となりやすく、走行路と平行でないか又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線の除去が容易になる。
【００１１】
また、本発明のうち請求項４に係る走行路検出装置によれば、対のレーンマーカー候補線の情報から算出された対地ピッチ角度が前回の算出値と所定値以上数値の離れたものであるときに当該対地ピッチ角度を除去する構成としたため、自車両の対地ピッチ角度が急変したときなどに、誤った対地ピッチ角度を演算の対象とすることがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の走行路検出装置の一実施形態を示すシステム構成図である。この実施形態の走行路検出装置は、撮像部１及びコントロールユニット２を備えている。このうち、前記撮像部１は、ＣＣＤカメラやカメラコントローラ等から構成され、自車両の前方の状態を撮像するものである。また、コントロールユニット２は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を内装し、前記撮像部１で撮像された自車両前方の画像に対し、レーンマーカーを検出するための小領域を設定すると共に、レーンマーカーのエッジ、即ちレーンマーカーと路面との境界を明瞭にするフィルタ処理を施し、前記各検出小領域の中から、最もレーンマーカーらしいレーンマーカーの一部を抽出し、それをレーンマーカー候補点として検出し、それらのレーンマーカー候補点の撮像画像における位置情報から、レーンマーカーで規定される走行車線の曲率Ｂ、当該走行車線に対する自車両の横変位Ａ、当該走行車線に対する自車両のヨー角Ｃ、自車両のピッチ角Ｄ、前記撮像部１のＣＣＤカメラの取付け位置の地上からの高さＨ等を走行路モデルパラメータとして算出するように構成されている。なお、本実施形態では、ＣＣＤカメラ等の撮像部１は、ＣＣＤ等の撮像機能体が一枚しかない、所謂単眼であることが前提となっている。
【００１３】
次に、前記コントロールユニット２で行われる走行路モデルパラメータ算出のための演算処理を、図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置内で、例えば１０msec. 程度に設定された所定のサンプリング時間ΔＴ毎に、タイマ割込として実行される。
この演算処理では、まずステップＳ１で前記撮像部１で撮像された自車両前方の撮像画像を読込む。
【００１４】
次にステップＳ２に移行して、図３に示すように、前記ステップＳ１で読込んだ自車両前方の撮像画像中に、レーンマーカーを検出するための小領域（ウインドウとも記す）を設定する。ここでは、図３に示すように、撮像画面上の平面座標系として、ＮＴＳＣ等のテレビジョン通信方式の画面走査方向に従って、画面左上を原点とし、水平方向左方から右方にｘ軸、垂直方向上方から下方にｙ軸をとる直交二次元座標系を設定する。そして、自車両前方の撮像画像中に、レーンマーカーを検出するための小領域（レーンマーカー検出ウインドウ）を設定する。この実施形態では、自車両が走行する走行車線の両側の二本のレーンマーカーに対応するように、画面の左右両側に、五個ずつ、計十個の小領域を設定する。各ウインドウの位置は、後述する手法で算出される走行路モデルパラメータ、つまり前記レーンマーカーで規定される走行車線の曲率Ｂ、当該走行車線に対する自車両の横変位Ａ、当該走行車線に対する自車両のヨー角Ｃ、自車両のピッチ角Ｄ、前記撮像部１のＣＣＤカメラの取付け位置の地上からの高さＨ、車線幅Ｅ₀等に基づいて予め設定される。
【００１５】
次にステップＳ３に移行して、前記ステップＳ２で設定されたレーンマーカー検出ウインドウ内に、例えばＳobelフィルタによる一次空間微分を施して、レーンマーカーと路面との境界、つまりエッジを強調し、図４に示すように、エッジ強調フィルタ処理を施された自車両前方の撮像画像中のレーンマーカー検出ウインドウ内にレーンマーカー候補点を検出する。本実施形態では、レーンマーカーの境界のうち、自車両が走行している走行車線内側の境界を検出対象とする。具体的には、例えば画像中左（座標系ではｘ座標の値が小さい）側の画素の輝度が右側のそれより大きいときにフィルタ出力が正値であるとしたとき、例えば図４に示すように、走行車線左側のレーンマーカー（図では白線）検出ウインドウでは、フィルタ出力が所定の正値の閾値以上である点（画素）をレーンマーカー候補点とする。逆に、走行車線右側のレーンマーカー検出ウインドウでは、フィルタ出力が所定の負値の閾値以下である点（画素）をレーンマーカー候補点とする。レーンマーカー候補点は、該当する全ての点を選出する。
【００１６】
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ３で検出した各レーンマーカー検出ウインドウ内のレーンマーカー候補点に対し、図５、図６に示すように、それらを貫くレーンマーカー候補線を検出する。レーンマーカー候補線は、前記レーンマーカー候補点集合から設定するものであり、ハフ変換や最小自乗法等が挙げられるが、ここではハフ変換の例について説明する。まず、図６に示すように極座標（ｒ，ｓ）を用い、画像中の直線（ｒ_Wi，ｓ_Wi）を下記１式で定義する。なお、添字Ｗ（Ｗ＝１，２…）はレーンマーカー検出ウインドウ番号を、添字ｉ（ｉ＝１，２…）はレーンマーカー候補線番号を示す。また、直線（ｒ_Wi，ｓ_Wi）がレーンマーカー候補点を“貫く”定義は、直線と白線候補点（画素）との距離が単位画素以下であるものとする。
【００１７】
【数１】

【００１８】
次に、ステップＳ５に移行して、前記ステップＳ４で検出されたレーンマーカー候補線上のレーンマーカー候補点数からレーンマーカー候補線を限定する。具体的には、各レーンマーカー検出ウインドウにおいて、前記図６に示す直線（ｒ_Wi，ｓ_Wi）が貫くレーンマーカー候補点の数を検出し、例えば図７のように、各レーンマーカー検出ウインドウ毎に用意したマトリックスに、直線（ｒ_Wi，ｓ_Wi）と貫かれたレーンマーカー候補点の数（以下、貫通レーンマーカー候補点数とも記す）を記録する。ハフ変換によって得られたレーンマーカー候補線と貫通レーンマーカー候補点数との関係は、例えば或るパラメータ（ｒ_Wi，ｓ_Wi）で貫通レーンマーカー候補点数が極大化する傾向を示す。例えば図７では、パラメータ（ｒ₀₀，ｓ₀₀）で極大となり、その周辺は次第に小さな値となる。これは、真のレーンマーカーの境界とみなせるレーンマーカー候補線ほど、貫通レーンマーカー候補点数が多いためであるから、極大となっている直線（ｒ_Wi，ｓ_Wi）だけを選出してレーンマーカー候補線を限定する。極大値の絶対値は問わないし、一つのレーンマーカー検出ウインドウ内で何本選出してもよい。なお、ここで限定されるレーンマーカー候補線には、走行路と平行でない、或いはほぼ平行でない直線も含まれている。また、貫通レーンマーカー候補点数が所定値に満たないときには、当該レーンマーカー検出ウインドウにはレーンマーカー候補線がないものと見なす。
【００１９】
次にステップＳ６に移行して、画像上の垂直座標ごとにレーンマーカー候補線をグループ化する。例えば図８のように画像中に３本のレーンマーカー候補線が検出されたものとし、左右のレーンマーカー検出ウインドウｗ₁〜ｗ₆が同じ垂直座標上に設定されているものとしたとき、例えば第１レーンマーカー検出ウインドウｗ₁の代表的な垂直座標をｙ₁とし、図９に示すように当該第１レーンマーカー検出ウインドウｗ₁における第１レーンマーカー（図では白線）候補線Ｌ₁₁と第２レーンマーカー候補線Ｌ₁₂とをグループ化し、更に図１０に示すように、前記第１レーンマーカー検出ウインドウｗ₁と同じ垂直座標ｙ₁上の第４レーンマーカー検出ウインドウｗ₄の第１レーンマーカー候補線Ｌ₄₁も同じグループにグループ化する。なお、これらのレーンマーカー候補線Ｌ₁₁、Ｌ₁₂、Ｌ₄₁で必要となる情報は、前記レーンマーカー検出ウインドウｗ₁、ｗ₄の代表的な垂直座標ｙ₁、当該垂直座標ｙ₁における各レーンマーカー候補線Ｌ₁₁、Ｌ₁₂、Ｌ₄₁の水平座標ｘ₁₁、ｘ₁₂、ｘ₄₁、及び各レーンマーカー候補線Ｌ₁₁、Ｌ₁₂、Ｌ₄₁の傾きｄｘ／ｄｙ₁₁、ｄｘ／ｄｙ₁₂、ｄｘ／ｄｙ₄₁だけであるから、それらだけの集合をグループ化の対象としてもよい。
【００２０】
次にステップＳ７に移行して、前記ステップＳ６でグループ化されたレーンマーカー候補線のうち、適宜の二本を組合せて対（図ではペア）を選定する。例えば前記図１０のように同等の垂直座標ｙ₁でグループ化された３本のレーンマーカー候補線Ｌ₁₁、Ｌ₁₂、Ｌ₄₁のうち、組合せ可能な二本の対、つまりレーンマーカー候補線Ｌ₁₁とレーンマーカー候補線Ｌ₁₂の対、レーンマーカー候補線Ｌ₁₂とレーンマーカー候補線Ｌ₄₁の対、レーンマーカー候補線Ｌ₄₁とレーンマーカー候補線Ｌ₁₁の対を選定する。なお、ここでも、これらのレーンマーカー候補線Ｌ₁₁、Ｌ₁₂、Ｌ₄₁で必要となる情報は、前記レーンマーカー検出ウインドウｗ₁、ｗ₄の代表的な垂直座標ｙ₁、当該垂直座標ｙ₁における各レーンマーカー候補線Ｌ₁₁、Ｌ₁₂、Ｌ₄₁の水平座標ｘ₁₁、ｘ₁₂、ｘ₄₁、及び各レーンマーカー候補線Ｌ₁₁、Ｌ₁₂、Ｌ₄₁の傾きｄｘ／ｄｙ₁₁、ｄｘ／ｄｙ₁₂、ｄｘ／ｄｙ₄₁だけであるから、それらだけの集合をペア選定の対象としてもよい。また、本実施形態では、前記垂直座標における各レーンマーカー候補線の水平座標の差が所定値以下のものをペアとしない。その理由は後段に詳述する。
【００２１】
次にステップＳ８に移行して、前記ステップＳ７で選定したレーンマーカー候補線のペアから、下記２式に従って対地ピッチ角度、具体的にはＣＣＤカメラの対地ピッチ角度Ｐ_Aを算出する。２式の詳細は後述する。なお、式中のｆはＣＣＤカメラのレンズ、つまり焦点距離によって決まるパラメータである。また、添字（ｐ）はペアの一方を、（ｐ−１）はペアの他方を意味する。
【００２２】
【数２】

【００２３】
また、本実施形態では、前記２式によって算出されるカメラの対地ピッチ角度Ｐ_Aを前回値と比較し、その差の絶対値が所定値以上であるときには、今回、算出された対地ピッチ角度Ｐ_Aをレーンマーカー候補線限定の対象から除去する。つまり、例えば自車両のピッチ角度の変動や急激な車両挙動によって変化する対地ピッチ角度Ｐ_Aを最初から考慮から外し、レーンマーカー候補線を誤って限定しないようにしている。なお、前記所定値には、例えば予め測定された、演算処理のサンプリング周期ΔＴにおける最大ピッチ角度変動値を用いることができる。
【００２４】
次にステップＳ９に移行して、前記ステップＳ８で算出されたＣＣＤカメラの対地ピッチ角度Ｐ_Aからレーンマーカー候補線の限定を行う。ここでは、例えば図１１ａに示すように、複数のレーンマーカー候補線のペアから算出された対地ピッチ角度に対し、例えば便宜上番号付けされたレーンマーカー候補線のペア番号を度数として累積する。例えば図１１ａの場合には、ＣＣＤカメラの対地ピッチ角度Ｐ_Aが“０°”のとき、レーンマーカー候補線ペア番号の度数が極大となるので、この対地ピッチ角度を中央値とし、これから±０．２°の範囲を許容範囲として（図１１ｂの斜線部）、それ以外のレーンマーカー候補線ペアに該当するレーンマーカー候補線を除去する。例えば、図１１ｂの場合、レーンマーカー候補線ペア番号“１０”に該当するレーンマーカー候補線が除去される。換言すれば、度数が極大となる対地ピッチ角度に対し、所定値以上数値の離れた対地ピッチ角度のレーンマーカー候補線ペアに該当するレーンマーカー候補線を除去する。
【００２５】
次にステップＳ１０に移行して、前述した走行路モデルパラメータを算出してからメインプログラムに復帰する。例えば走行路上の空間座標系において、前記ＣＣＤカメラの撮像レンズの中心を原点とし、車両前方に向かって水平方向右方から左方にＸ軸、車両の高さ方向上方にＹ軸、車両前方にＺ軸をとる直交三次元座標系を設定する。ここで、簡略化のために、前記撮像画面上の平面座標系（ｘ，ｙ）の原点が、走行路上の空間座標系のＺ軸上にあるとすると、走行路上空間座標系から撮像画面上平面座標系への座標変換は下記３式及び４式で行われる。
【００２６】
【数３】

【００２７】
次に、走行路の平面構造は、一般に直線と曲率一定の曲線、及びこれらを滑らかに結ぶための曲率変化率一定のクロソイド曲線で定義されるが、自車両前方の数十ｍ区間は曲率一定の曲線路又は直線路と見なせる。そこで、走行車線を規定するレーンマーカーの形状を下記５式のように定式化した。また、同様に、縦断構造についてはほぼ一定勾配と見なせるので、下記６式のように定式化した。
【００２８】
【数４】

【００２９】
本実施形態では、走行車線の車線幅Ｅ₀を用いて前述した各種の走行路モデルパラメータを算出するために、カルマンフィルタを用いる。前記３式〜６式から、下記７式が得られる。これは拡張カルマンフィルタを構成する際の出力方程式として用いられ、走行路曲率と車両状態量から撮像画像平面上に定義したｙ座標値におけるｘ座標値を算出するものである。なお、式中のｊは、自車両が走行する走行車線の左側レーンマーカーでは“０”とし、右側レーンマーカーでは“１”とする。
【００３０】
【数５】

【００３１】
ここでは、カルマンフィルタによる推定状態量（走行路モデルパラメータ）を、前記走行路曲率Ｂ、自車両のピッチ角Ｄ、ヨー角Ｃ、横変位Ａ、ＣＣＤカメラの地上高Ｈとし、前記レンズ焦点距離によって決まるパラメータｆ、車線幅Ｅ₀を一定値とする。この７式を出力方程式とし、適当な出力方程式を用いてカルマンフィルタを構成し、そのカルマンフィルタを用いて前記各走行路モデルパラメータを算出する手法については、前記特開平６−２０１８９号公報に詳しいので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３２】
なお、前記７式には、計５つのパラメータがあり、それら全てを正確に算出するためには、自車両が走行する走行車線の両側のレーンマーカーの夫々で最低一つ、合計で少なくとも５つのレーンマーカー検出点（の画像情報）が必要である。これに対し、ステレオ式、即ちＣＣＤカメラを左右に二つ設けた場合には、互いに等価でない二つの式が与えられるため、片側レーンマーカー検出時でも、前記パラメータを全て正確に算出することができる。
【００３３】
次に、前記演算処理によって、走行路に平行でないか又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線を適切に除去できる効果について説明する。前述したように、走行路に平行なレーンマーカー候補線の座標、つまり当該レーンマーカー候補線上のレーンマーカー候補点は、前記７式を満足する。そして、前記７式を垂直座標ｙで微分して下記８式を得る。
【００３４】
【数６】

【００３５】
前記７式と８式から、前記自車両の横変位Ａを除去して下記９式を得る。
【００３６】
【数７】

【００３７】
ここで、走行路と平行な、二つの異なるレーンマーカー候補線上に、垂直座標ｙが同じ二つのレーンマーカー候補点が存在するとし、夫々に添字（ｐ）、（ｐ−１）を附して前記９式を示すと、下記１０式、１１式が得られる。
【００３８】
【数８】

【００３９】
１０式から１１式を減じて下記１２式が得られる。
【００４０】
【数９】

【００４１】
前記１２式中のピッチ角度Ｄは、前記ＣＣＤカメラの対地ピッチ角度Ｐ_Aと同等なので、これを対地ピッチ角度Ｐ_Aについて解くと前記２式が得られる。
従って、二つの異なるレーンマーカー候補線が、何れも走行路と平行であるか又はほぼ並行であれば、前記２式から算出される対地ピッチ角度Ｐ_Aは、凡そ同等の数値となる。逆に、対地ピッチ角度Ｐ_Aが大きく異なるレーンマーカー候補線の組合せは、少なくともいずれか一方が走行路と平行でないか又はほぼ平行でないことになる。従って、極大を示す対地ピッチ角度Ｐ_Aから所定値以上数値の離れたレーンマーカー候補線のペアに該当するレーンマーカー候補線を除去することにより、走行路と平行でない又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線を除去することができる。
【００４２】
また、前述のように、本実施形態では同じ垂直座標ｙに対するレーンマーカー候補線の水平座標ｘが所定値以上数値の離れていないものをペアとしない。前述した２式から、対地ピッチ角度Ｐ_Aが同等であるとき、（ｘ_(p)−ｘ_(p-1)）の値が小さくなるほど、（ｄｘ／ｄｙ_(p)−ｄｘ／ｄｙ_(p-1)）の値も小さくなる。換言すれば、水平座標ｘ_(p)と水平座標ｘ_(p-1)の差が小さいレーンマーカー候補線のペアでは、傾きｄｘ／ｄｙ_(p)も傾きｄｘ／ｄｙ_(p-1)も高精度である必要がある。しかしながら、同一のＣＣＤカメラで得られるレーンマーカー候補線の傾きｄｘ／ｄｙの精度には限界があるため、水平座標ｘ_(p)と水平座標ｘ_(p-1)の差が小さいレーンマーカー候補線のペアから算出される対地ピッチ角度Ｐ_Aにはノイズが乗り易い。このようにノイズ成分の混入した対地ピッチ角度Ｐ_Aを用いると、前述のような極大値の選出に悪影響を及ぼす恐れがある。そのため、本実施形態では、本実施形態では同じ垂直座標ｙに対するレーンマーカー候補線の水平座標ｘが所定値以上数値の離れていないものをペアとせず、より正確に走行路と平行でない又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線を除去できるようにする。
【００４３】
以上より、前記撮像部１及び図２の演算処理のステップＳ１が本発明の撮像手段を構成し、以下同様に、前記図２の演算処理のステップＳ３がレーンマーカー候補点検出手段を構成し、前記図２の演算処理のステップＳ４、ステップＳ５がレーンマーカー候補線検出手段を構成し、前記図２の演算処理のステップＳ６〜ステップＳ８がピッチ角度算出手段を構成し、前記図２の演算処理のステップＳ９がレーンマーカー候補線限定手段を構成し、前記図２の演算処理のステップＳ１０が走行路モデルパラメータ算出手段を構成している。
なお、前記実施形態では、走行路モデルパラメータの算出にカルマンフィルタを用いたが、他の推定装置や最小二乗法等の同定方法を用いて算出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の走行路検出装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】コントロールユニット内で行われる走行路モデルパラメータ算出のための演算処理のフローチャートである。
【図３】レーンマーカー検出小領域の説明図である。
【図４】レーンマーカー候補点の説明図である。
【図５】レーンマーカー候補線の説明図である。
【図６】レーンマーカー候補線の記述の仕方の説明図である。
【図７】貫通レーンマーカー候補点数に基づいてレーンマーカー候補線を限定するためのマトリックスの説明図である。
【図８】検出されたレーンマーカー候補線の説明図である。
【図９】レーンマーカー候補線のグループ化の説明図である。
【図１０】レーンマーカー候補線のグループ化の説明図である。
【図１１】対地ピッチ角度に基づいてレーンマーカー候補線を限定するための説明図である。
【符号の説明】
１は撮像部
２はコントロールユニット

Claims

自車両前方の走行路を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像上に走行路のレーンマーカーの一部をレーンマーカー候補点として検出するレーンマーカー候補点検出手段と、前記レーンマーカー候補点検出手段で検出されたレーンマーカー候補点を貫いて前記レーンマーカーの境界とみなせるレーンマーカー候補線を検出するレーンマーカー候補線検出手段と、前記レーンマーカー候補線検出手段で検出されたレーンマーカー候補線のうち、前記撮像手段で撮像された画像の鉛直方向の座標が同じレーンマーカー候補線を対とし、各対のレーンマーカー候補線の情報から対地ピッチ角度を算出するピッチ角度算出手段と、前記ピッチ角度算出手段で算出された対地ピッチ角度に基づいて、前記レーンマーカー候補線検出手段で検出されたレーンマーカー候補線から、走行路に平行でないか又はほぼ平行でないレーンマーカー候補線を除去するレーンマーカー候補線限定手段と、前記レーンマーカー候補線限定手段で除去されなかったレーンマーカー候補線又はそのレーンマーカー候補線に含まれるレーンマーカー候補点の情報から、自車両前方の走行路の形状を表すための走行路モデルパラメータを算出する走行路モデルパラメータ算出手段とを備えたことを特徴とする走行路検出装置。
前記レーンマーカー候補線限定手段は、前記ピッチ角度算出手段で算出された対地ピッチ角度のうち、度数の大きいものから所定値以上数値の離れたものに該当する前記レーンマーカー候補線の対を除去することを特徴とする請求項１に記載の走行路検出装置。
前記ピッチ角度算出手段は、前記撮像手段で撮像された画像の鉛直方向の座標が同じレーンマーカー候補線のうち、当該レーンマーカー候補線の鉛直方向の座標に対する水平方向の座標が所定値以下のレーンマーカー候補線を対としないことを特徴とする請求項１又は２に記載の走行路検出装置。
前記ピッチ角度算出手段は、前記対のレーンマーカー候補線の情報から算出された対地ピッチ角度が前回の算出値と所定値以上数値の離れたものであるときに当該対地ピッチ角度を除去することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の走行路検出装置。