JP5799784B2 - 道路形状推定装置及びプログラム - Google Patents
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Description
従来の車線区分線認識技術では、図1に示すように、路面画像における車両の近傍(画像の下側)から遠方(画像の上側)までのすべての領域において、車線区分線101及び102と補助線103及び104とが区別できることが必要である。さらに、縦方向に隣接する補助線同士が画像中で分離されていることも必要である。
エッジ検出部は、道路の路面を撮影した画像から複数のエッジ線を検出し、それらのエッジ線のうち1つ以上のエッジ線を連結して複合エッジ線を生成する。道路形状推定部は、道路の中央に最も近い内側複合エッジ線の情報に基づいて、路面を撮影したカメラの横方向オフセットと道路幅とを含む、道路の道路形状パラメータを求める。
図4は、道路形状モデルの例を示している。ここでは、車線の中央線Lcにおける曲率半径をRとし、車線の各位置で水平方向(X軸方向)に測って道路幅(車線幅)が常にWとなるモデルを考える。このモデルでは、中央線Lcに直交する方向での車線幅がWとならないため、実際の車線とは異なるが、カメラによる観測点から比較的近い範囲では誤差が小さく、解析的な取り扱いが簡単になる。
Lr:車線の右側の車線区分線
Ll:車線の左側の車線区分線
W:道路幅
R:曲率半径
e:点ROから中央線Lcまでの距離
P:車線区分線Lr又はLl上の着目点
A:車線区分線LrとXY平面の交点
B:着目点PをXY平面に垂直に投影した点
C:曲率中心
D:XY平面から着目点Pまでの距離
(1)補助線は、車線区分線と平行して存在する。
(2)補助線は、道路中央に近い側(車線区分線の内側)に存在する。
(3)補助線は破線であり、連続的に並んでいる破線ブロックの長さ及び間隔は、車線区分線で用いられる破線ブロックの長さ及び間隔より短い。
W2=W1+(DXL+DXR)
e2=e1+(−DXL+DXR)/2 (21)
例えば、図3に示したように、破線の車線区分線301と補助線303が融合している場合は、補助線303から補助線の幅だけ外側には複合エッジ線が存在しないので、補正量は更新されない。その後、数フレーム分の時間が経過して遠方の車線区分線301が車両に近づいたときに、画像の解像度が確保され、車線区分線301と補助線303とが分離されるため、補正量が求められる。
LL=Z2−Z1
Z2=f・H/(f・φ+y2−cy)
Z1=f・H/(f・φ+y1−cy) (31)
(1)LLがThL1以上:実線の車線区分線
(2)LLがThL1未満でThL2以上:破線の車線区分線
(3)LLがThL2未満でThL3以上:破線の補助線
(4)LLがThL3未満:ノイズ
DZ=|Z2−Z1|
Z1=f・H/(f・φ+y1−cy)
Z2=f・H/(f・φ+y2−cy) (41)
DX=|X2−X1|
Xmin=|Xs|+Mmin (62)
Xmax=|Xs|+Mmax (63)
DXL=|Xu|−|Xs| (66)
W=W0+ΔW
ρ=ρ0+Δρ
e=e0+Δe
θ=θ0+Δθ
φ=φ0+Δφ (72)
2.R11=R12=R13=R14=R15=R16=0
R21=R22=R23=R24=R25=R26=0
R31=R32=R33=R34=R35=R36=0
R41=R42=R43=R44=R45=R46=0
R51=R52=R53=R54=R55=R56=0
3.tgt=−1
4.tgt=tgt+1
5.if tgt==0 then
エッジ集合E=EL,NE=NEL,k=−1
else if tgt==1 then
エッジ集合E=ER,NE=NER,k=1
else goto 13 endif
6.j=0
7.j=j+1
8.if j>=NE then goto 4 endif
9.エッジ集合Eからj番目の要素であるエッジ点の位置(xj,yj)を取得する。
10.式(73)及び(75)から(aj,bj,cj,dj,ej,fj)を算出する。
11.R11+=ajaj,R12+=ajbj,R13+=ajcj,R14+=ajdj,
R15+=ajej,R16+=ajfj,
R21+=bjaj,R22+=bjbj,R23+=bjcj,R24+=bjdj,
R25+=bjej,R26+=bjfj,
R31+=cjaj,R32+=cjbj,R33+=cjcj,R34+=cjdj,
R35+=cjej,R36+=cjfj,
R41+=djaj,R42+=djbj,R43+=djcj,R44+=djdj,
R45+=djej,R46+=djfj,
R51+=ejaj,R52+=ejbj,R53+=ejcj,R54+=ejdj,
R55+=ejej,R56+=ejfj
12.goto 7
13.連立方程式(79)の解を数値計算により求める。
14.解の収束性を検査する。
if |ΔW|>ThR or |Δρ|>ThR or
|Δe|>ThR or |Δθ|>ThR or |Δφ|>ThR
then
else
Wr=W0,ρr=ρ0,er=e0,θr=θ0,φr=φ0
endif
15.終了
Wr=Wr+(DXL+DXR)
er=er+(−DXL+DXR)/2 (91)
図28の情報処理装置は、映像入力部1101、Central Processing Unit (CPU)2801、メモリ2802、出力部2803、外部記憶装置2804、媒体駆動装置2805、及びネットワーク接続装置2806を備える。これらはバス2807により互いに接続されている。
103、104、203、204、303、304、721、722 補助線
205、206、305、306 エッジ線
601〜606、731、732、741、742 内側境界線
701、702 領域
801〜804、811〜813 位置
901、2601 道路形状推定装置
911、1102 エッジ検出部
912、1104 道路形状推定部
913、1105 補正部
914、1107 補正量推定部
915、1108 格納部
1100 カメラ
1101 映像入力部
1103 候補線決定部
1106 補助線判定部
2101、2102、2103、2104 複合エッジ線
2602 距離計算装置
2603 逸脱判定装置
2604 逸脱警報装置
2701 ふらつき判定装置
2702 車両操舵装置
2801 CPU
2802 メモリ
2803 出力部
2804 外部記憶装置
2805 媒体駆動装置
2806 ネットワーク接続装置
2807 バス
2808 可搬型記録媒体
Claims (7)
- 道路の路面を撮影した画像から複数のエッジ線を検出し、該複数のエッジ線のうち1つ以上のエッジ線を連結して複合エッジ線を生成するエッジ検出部と、
前記道路の中央に最も近い内側複合エッジ線の情報に基づいて、前記路面を撮影したカメラの横方向オフセットと道路幅とを含む、前記道路の道路形状パラメータを求める道路形状推定部と、
前記内側複合エッジ線に含まれるエッジ線の長さが閾値より小さく、かつ該内側複合エッジ線の外側に位置する外側複合エッジ線が存在する場合に、該内側複合エッジ線と該外側複合エッジ線との距離に基づいて補正量を求める補正量推定部と、
前記補正量を格納する格納部と、
前記横方向オフセット及び前記道路幅を前記補正量を用いて補正し、補正された横方向オフセット及び道路幅を含む道路形状パラメータを出力する補正部と
を備えることを特徴とする道路形状推定装置。 - 前記エッジ検出部は、前記複数のエッジ線のうち第1のエッジ線と第2のエッジ線との間の奥行き方向における距離と、該奥行き方向と直交する方向における該第1のエッジ線と該第2のエッジ線との間の距離と、該第1のエッジ線の線種と、該第2のエッジ線の線種とに基づいて、前記1つ以上のエッジ線を連結して前記複合エッジ線を生成するか否かを判定する、請求項1記載の道路形状推定装置。
- 前記補正量推定部は、前記内側複合エッジ線に含まれるエッジ線のうち前記画像内で前記カメラの近傍に存在する第3のエッジ線と、前記外側複合エッジ線に含まれるエッジ線のうち前記画像内で前記カメラの近傍に存在する第4のエッジ線との距離に基づいて、前記補正量を求めることを特徴とする請求項1又は2記載の道路形状推定装置。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の道路形状推定装置と、
前記道路形状推定装置から出力される道路形状パラメータに基づいて、車両が車線を逸脱したか否かを判定する逸脱判定装置と、
前記車両が前記車線を逸脱した場合に警報を出力する逸脱警報装置と
を備えることを特徴とする車線逸脱警報システム。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の道路形状推定装置と、
前記道路形状推定装置から出力される道路形状パラメータに基づいて、車両がふらついているか否かを判定するふらつき判定装置と、
前記車両がふらついている場合に、車線上での走行を維持するように該車両を操舵する車両操舵装置と
を備えることを特徴とする車両操舵システム。 - 道路の路面を撮影した画像から複数のエッジ線を検出し、
前記複数のエッジ線のうち1つ以上のエッジ線を連結して複合エッジ線を生成し、
前記道路の中央に最も近い内側複合エッジ線の情報に基づいて、前記路面を撮影したカメラの横方向オフセットと道路幅とを含む、前記道路の道路形状パラメータを求め、
前記内側複合エッジ線に含まれるエッジ線の長さが閾値より小さく、かつ該内側複合エッジ線の外側に位置する外側複合エッジ線が存在する場合に、該内側複合エッジ線と該外側複合エッジ線との距離に基づいて補正量を求め、
前記の横方向オフセット及び前記道路幅を前記補正量を用いて補正し、
補正された横方向オフセット及び道路幅を含む道路形状パラメータを出力する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。 - 前記コンピュータは、前記複数のエッジ線のうち第1のエッジ線と第2のエッジ線との間の奥行き方向における距離と、該奥行き方向と直交する方向における該第1のエッジ線と該第2のエッジ線との間の距離と、該第1のエッジ線の線種と、該第2のエッジ線の線種とに基づいて、前記1つ以上のエッジ線を連結して前記複合エッジ線を生成するか否かを判定する、請求項6記載のプログラム。
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