JPH06225308A - Running course detector - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、走行している車両の前
方に延びている道路の方向を検出する装置に関し、特
に、走行路上に表示されている走行路区分用の路面標示
を検出することにより走行路の方向を検出する装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting the direction of a road extending in front of a traveling vehicle, and more particularly to detecting a road marking for a road segment displayed on the road. The invention thus relates to a device for detecting the direction of a road.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車載カメラで撮像した道路の画像に基づ
いて走行路を区分する路面標示を画像処理によって検出
し、走行路が延びる方向を検出する装置が従来から用い
られている。このような装置では、図１に示すように、
車載カメラが撮影した画像内に仮想的に複数のウインド
１が配置される。画像処理により各ウインド１と白線２
との交点を求め、各ウインド１毎の交点をつなげること
により、走行路２と同じ方向に延びている路上の白線
（または黄線）３の位置が検出され、ひいては、走行路
の形状を復元することができる。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been used a device for detecting a road marking that divides a traveling road by image processing based on an image of a road taken by an in-vehicle camera and detecting a direction in which the traveling road extends. In such a device, as shown in FIG.
A plurality of windows 1 are virtually arranged in the image captured by the vehicle-mounted camera. Each window 1 and white line 2 by image processing
By finding the intersections with and connecting the intersections for each window 1, the position of the white line (or yellow line) 3 on the road extending in the same direction as the road 2 is detected, and by extension the shape of the road is restored. can do.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この場合、ウインドを
大きくすれば、ウインドを白線上に配置させることが容
易になるが、ウインドが大きいため画像処理に時間がか
かるとともに、ウインド内に白線以外の物（例えば、白
線以外の路面上の標示、影、隣接車線など）が入り込
み、誤認の原因となることがある。In this case, if the window is made larger, it becomes easier to arrange the window on the white line, but since the window is large, it takes time to perform image processing, and the window other than the white line is not displayed. Objects (for example, road markings other than white lines, shadows, adjacent lanes, etc.) may get in and cause misidentification.
【０００４】この点からすれば、ウインドを小さくする
ことが、画像処理の高速化及び正確化につながるが、ウ
インドを小さく設定すると、白線の位置にウインドを合
わせて配置させることが困難になる。あるいは、所定の
大きさのウインドを上下左右に移動させて、白線の位置
を捜すことも可能であるが、上下方向及び左右方向の両
方向にウインドを移動させることは制御が複雑なものに
なる。From this point of view, making the window small leads to speeding up and accuracy of the image processing, but if the window is set small, it becomes difficult to align the window with the position of the white line. Alternatively, it is possible to move the window of a predetermined size up and down and left and right to search for the position of the white line, but moving the window in both the up and down direction and the left and right direction makes the control complicated.
【０００５】この点からすれば、ウインドの移動方向は
一方向に限定することが画像処理の容易化につながる。
また、各ウインド間の間隔を画像中で等間隔に設定する
と、車両近傍のデータは密になるが、車両から遠方にな
るほど粗になり、十分なデータが得られない。このた
め、これらのウインドから抽出される白線の候補領域に
基づいた走行路端の検出では遠方の精度が低くなる。From this point of view, limiting the moving direction of the window to one direction facilitates the image processing.
Further, if the intervals between the windows are set to be equal intervals in the image, the data in the vicinity of the vehicle will be dense, but the data will become coarser as it gets farther from the vehicle, and sufficient data cannot be obtained. Therefore, in the detection of the road edge based on the white line candidate areas extracted from these windows, the accuracy in the distance becomes low.
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、小さく設定したウインドを一方向にのみ移動
させることにより走行路上の適切な位置に配置し、画像
処理の高速化及び正確化を実現させる走行車線区分線検
出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and a small window is moved only in one direction so as to be arranged at an appropriate position on a traveling road to speed up and improve image processing. It is an object of the present invention to provide a travel lane marking detection device that realizes the above.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係る走行車線区分線検出装置は、車載カメ
ラの車両前方撮像画像データから走行車線区分線を検出
する装置であって、複数のウインドを路面平面視でほぼ
等間隔に設定し、これらのウインドを水平方向にのみ移
動可能とし、これらのウインドの水平方向位置を、過去
データ並びに車両速度及び操舵角度に基づいて予測した
走行車線区分線位置に設定する。In order to achieve this object, a traveling lane marking line detecting device according to the present invention is a device for detecting a traveling lane marking line from vehicle front imaged image data of an in-vehicle camera. Lanes are set at approximately equal intervals in a plan view of the road surface, these windows can be moved only in the horizontal direction, and the horizontal position of these windows is predicted based on past data and vehicle speed and steering angle. Set to the dividing line position.
【０００８】本発明の好ましい実施態様においては、路
面平面視で等間隔に設定されたウインド位置は透視変換
されて撮像座標に置換されて設定される。本発明の好ま
しい実施態様においては、走行車線区分線を過去データ
に基づいて路面平面視で二次曲線で近似し、その近似し
た二次曲線上にウインドが設定ささる。In a preferred embodiment of the present invention, the window positions set at equal intervals in a plan view of the road surface are perspective-transformed and replaced by imaging coordinates. In a preferred embodiment of the present invention, the lane markings are approximated by a quadratic curve in a road surface plan view based on past data, and a window is set on the approximated quadratic curve.
【０００９】本発明の好ましい実施態様においては、
インドの垂直方向の幅は一定値に設定され、これらのウ
インドの水平方向の幅は車両速度、操舵角度及び過去デ
ータに基づいて設定される。In a preferred embodiment of the invention,
The vertical width of India is set to a constant value, and the horizontal width of these windows is set based on the vehicle speed, the steering angle, and the past data.
【００１０】[0010]
【実施例】図２は、本発明に係る走行車線区分線検出装
置の一実施例の概略的な構成を示す。本走行車線区分線
検出装置は、車両のフロントウインドの上部中央付近の
車室内にやや下向きに設置された車載カメラ４と、車速
Ｖを検出する車速センサ５と、車両の操舵角θを検出す
る操舵角センサ６とを有している。FIG. 2 shows a schematic configuration of an embodiment of a traffic lane marking line detecting apparatus according to the present invention. The traveling lane marking detection device detects the vehicle-mounted camera 4 installed slightly downward in the passenger compartment near the upper center of the front window of the vehicle, the vehicle speed sensor 5 that detects the vehicle speed V, and the steering angle θ of the vehicle. It has a steering angle sensor 6.
【００１１】図３には、走行路２の両側において走行路
２と同一方向に延びる一対の白線３が示されている。な
お、この白線３は連続した直線ではなく、破線状に標示
されたものとする。車載カメラ４が走行路２を撮影する
と、図４に示すように、ウインド設定部７がその画像上
に複数個のウインド１を設定する。ウインド１は次のよ
うにして設定される。FIG. 3 shows a pair of white lines 3 extending in the same direction as the traveling road 2 on both sides of the traveling road 2. Note that the white line 3 is not a continuous straight line, but is marked with a broken line. When the vehicle-mounted camera 4 takes an image of the traveling path 2, the window setting unit 7 sets a plurality of windows 1 on the image, as shown in FIG. The window 1 is set as follows.
【００１２】各ウインド１は、図３に示すように、走行
路２の上方から見て、等間隔になるように設定される。
このため、図４に示すように、画像上に設定された各ウ
インド１相互間の間隔は、車両近傍（図４の下方）では
比較的大きいが、車両から遠ざかるにつれて（すなわ
ち、図４の上方に行くにつれて）徐々に小さくなってい
る。As shown in FIG. 3, the windows 1 are set at equal intervals when viewed from above the travel path 2.
Therefore, as shown in FIG. 4, the distance between the windows 1 set on the image is relatively large in the vicinity of the vehicle (downward in FIG. 4), but as the distance from the vehicle increases (that is, in the upward direction in FIG. 4). Gradually smaller).
【００１３】各ウインド１の走行路２上における間隔
は、白線３を構成する破線相互間の間隔の１／２に設定
する。このように設定することにより、近傍から遠方ま
で、一つの破線について、少なくとも２個のウインド設
定位置候補点を検出できる。走行車線区分線内において
車両の自律走行その他の制御を行うためには、５〜５０
ｍの範囲内において前方の走行路を検出できればほぼ十
分である。このため、最大範囲の５０ｍを検出範囲とし
て選択した場合、破線間隔が１０ｍであるとすれば、ウ
インド１の数は２０個（片側１０個ずつ）となる。The interval of each window 1 on the traveling path 2 is set to 1/2 of the interval between the broken lines forming the white line 3. By setting in this way, at least two window setting position candidate points can be detected for one broken line from near to far. To control the vehicle autonomously within the lane markings and other controls, 5 to 50
It is almost sufficient if the road ahead can be detected within the range of m. Therefore, when the maximum range of 50 m is selected as the detection range, the number of windows 1 is 20 (10 on each side) if the broken line interval is 10 m.
【００１４】なお、各ウインド１の走行路２上における
間隔は破線相互間の間隔の１／２に限定されるものでは
なく、一般に、１／Ｎ（Ｎは２以上の正の整数）とする
ことができる。これにより、一つの破線について、少な
くともＮ個のウインド設定位置候補点を検出できる。ウ
インド１は画像中において垂直方向には移動できず、水
平方向にのみ移動させ、白線３を捜すようにされてい
る。The interval of each window 1 on the road 2 is not limited to 1/2 of the interval between the broken lines, and is generally 1 / N (N is a positive integer of 2 or more). be able to. As a result, at least N window setting position candidate points can be detected for one broken line. The window 1 cannot move in the vertical direction in the image, but is moved only in the horizontal direction to search for the white line 3.
【００１５】さらに、各ウインド１の垂直方向の幅ｗは
一定であり、１ピクセルと等しい長さである。各ウイン
ド１の水平方向における位置及び幅は、前回検出した走
行路端を路面上に投影し、前回の車速と操舵角とから投
影内での現在位置を推定することにより、決定される。Further, the width w of each window 1 in the vertical direction is constant and has a length equal to one pixel. The horizontal position and width of each window 1 are determined by projecting the previously detected traveling road edge on the road surface and estimating the current position within the projection from the previous vehicle speed and steering angle.
【００１６】各ウインド１の水平位置及び幅の設定方法
の一例を図５に示す。時刻ｔにおける車載カメラ４の中
心位置をＯ（ｔ）とし、視線方向をＸ（ｔ）軸の正方向
とする座標系Ｏ（ｔ）を路面上にとる。さらに、時刻ｔ
において撮像した画像から得られた走行路端の軌跡が二
次曲線ｙ＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃで表されるものとする。時
刻ｔにおける車速Ｖ，操舵角θ及び車両のホイールベー
スｄから、時刻（ｔ＋Δｔ）における座標系Ｏ（ｔ＋Δ
ｔ）を算出する。ウインド１までの距離がＬであると
き、座標系Ｏ（ｔ＋Δｔ）における直線ｘ＝Ｌと座標系
Ｏ（ｔ）における二次曲線ｙ＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃとの交
点を求め、座標系Ｏ（ｔ＋Δｔ）においてａ，ｂ，ｃ，
Ｖ，θ，Ｌと適当な係数によって算出したマージンを交
点を中心として左右に等長だけ加え、ウインド１の水平
幅とする。これを透視変換して撮像座標に置き換えるこ
とで各ウインド１を設定する。これが、時刻（ｔ＋Δ
ｔ）の画像に対するウインドとなる。An example of a method for setting the horizontal position and width of each window 1 is shown in FIG. A coordinate system O (t) in which the center position of the vehicle-mounted camera 4 at time t is O (t) and the line-of-sight direction is the positive direction of the X (t) axis is set on the road surface. Furthermore, time t
It is assumed that the locus of the road edge obtained from the image picked up in is represented by a quadratic curve y = ax 2 + bx + c. From the vehicle speed V at the time t, the steering angle θ, and the wheel base d of the vehicle, the coordinate system O (t + Δt) at the time (t + Δt) is obtained.
Calculate t). When the distance to the window 1 is L, the intersection point between the straight line x = L in the coordinate system O (t + Δt) and the quadratic curve y = ax 2 + bx + c in the coordinate system O (t) is obtained, and the coordinate system O (t + Δt) is obtained. At a, b, c,
A horizontal width of the window 1 is obtained by adding equal lengths to the left and right centering on the intersection with V, θ, L and a margin calculated by an appropriate coefficient. Each window 1 is set by perspective-transforming this and replacing it with imaging coordinates. This is the time (t + Δ
This is the window for the image of t).
【００１７】同様にして、直線ｘ＝Ｌに代えて、直線ｘ
＝Ｌ＋ｎｒ（ｎは整数。ｒは走行路上におけるウインド
間の間隔）を用い、二次曲線ｙ＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃとの
交点を求めることにより、各ウインドが設定される。以
上のようにして、車載カメラ４の画像上に各ウインド１
が設定されると、白線抽出部８が各ウインド１内におけ
る白線３の位置を検出する。各ウインド１内での白線候
補点は、２値化または一次元フィルターによって白色候
補領域を抽出し、その領域の中心点として求められる。Similarly, instead of the straight line x = L, the straight line x
= L + nr (n is an integer. R is the distance between the windows on the road), and each window is set by finding the intersection with the quadratic curve y = ax 2 + bx + c. As described above, each window 1 is displayed on the image of the vehicle-mounted camera 4.
When is set, the white line extraction unit 8 detects the position of the white line 3 in each window 1. The white line candidate point in each window 1 is obtained as a center point of the white candidate region by extracting a white candidate region by binarization or a one-dimensional filter.
【００１８】このようにして求められた白線候補点に基
づいて、走行路検出部９が各ウインド１内における走行
路の位置を推定する。走行路検出部９は、道路面が平面
であり、かつ、車載カメラ４の上下動、車両のローリン
グ及びピッチングが微小であると仮定して、各ウインド
１における白線候補点を路面平面上に逆透視変換したう
えで、二次の最小二乗法を適用して曲線近似する。この
ようにして、白線３の方向が求められ、ひいては、走行
路が延びて行く方向が求められる。On the basis of the white line candidate points thus obtained, the traveling road detecting portion 9 estimates the position of the traveling road in each window 1. The traveling road detecting unit 9 reverses the white line candidate points in each window 1 to the road surface plane, assuming that the road surface is a flat surface and the vertical movement of the vehicle-mounted camera 4 and the rolling and pitching of the vehicle are minute. After perspective transformation, the curve is approximated by applying the quadratic least squares method. In this way, the direction of the white line 3 is obtained, and by extension, the direction in which the traveling path extends is obtained.
【００１９】この走行路検出部９における走行路の検出
においては、白線抽出部８における画像処理と並列的に
処理することができる装置を用いて、各ウインド毎の画
像処理を並列に行えば、処理の高速化を図ることが可能
になる。さらに、時刻ｔと時刻（ｔ＋Δｔ）との間にお
いても、車速と操舵角の変化を細かく測定し、画像を取
り込んでいる間の車両移動を一層正確に測定することに
より、ウインドの位置設定をさらに厳密に行うことがで
きる。In the detection of the traveling road by the traveling road detecting unit 9, if the image processing for each window is performed in parallel by using a device capable of performing the image processing in the white line extracting unit 8 in parallel, It is possible to speed up the processing. Further, even between time t and time (t + Δt), changes in the vehicle speed and the steering angle are finely measured to more accurately measure the vehicle movement while capturing an image, thereby further setting the position of the window. Can be done strictly.
【００２０】走行路検出部９により求められた走行路の
位置ないしは方向は結果出力部１０に出力される。結果
出力部１０ではこの結果を車両の走行の制御に用いるこ
とができる。例えば、走行路が延びる方向に従って車両
を自動操舵させることができる。あるいは、レーザーそ
の他の手段による障害物検出の範囲を走行路上に限定
し、走行路上の障害物のみを検出することもできる。さ
らには、走行路の延びる方向と車両の操舵の方向が異な
る場合、車両が走行路のレーンを超えて対抗車線に入ろ
うとしている場合、カーブにオーバースピードで進入し
た場合等が検出された場合には、危険回避のための措置
を取ることができる。The position or direction of the traveling road obtained by the traveling road detecting unit 9 is output to the result output unit 10. The result output unit 10 can use this result for controlling the traveling of the vehicle. For example, the vehicle can be automatically steered according to the direction in which the traveling path extends. Alternatively, it is possible to limit the range of obstacle detection by a laser or other means to the traveling road and detect only the obstacle on the traveling road. Furthermore, when the direction in which the road extends and the steering direction of the vehicle are different, when the vehicle is trying to enter the opposite lane beyond the lane of the road, or when entering the curve at overspeed, etc. are detected. May take measures to avoid danger.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明においては、小さいウインドを適
切な位置に設定することを可能にしているため、簡単な
画像処理方法で高速かつ確実な走行路検出を可能にす
る。According to the present invention, since a small window can be set at an appropriate position, high-speed and reliable traveling path detection can be performed with a simple image processing method.
【図１】従来の手法によるウインドが設定された画像を
示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an image in which a window is set by a conventional method.
【図２】本発明に係る走行車線区分線検出装置の一実施
例の概略的な構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a traffic lane marking detection device according to the present invention.
【図３】白線を設定した状態における走行路を示す平面
図である。FIG. 3 is a plan view showing a traveling path in a state where a white line is set.
【図４】本発明によるウインドが設定された画像を示す
平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an image in which a window is set according to the present invention.
【図５】ウインドの設定方法を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a window setting method.
【符号の説明】 １ ウインド ２ 走行路 ３ 白線 ４ 車載カメラ ５ 車速センサ ６ 操舵角センサ ７ ウインド設定部 ８ 白線抽出部 ９ 走行路検出部 １０ 結果出力部[Explanation of symbols] 1 window 2 road 3 white line 4 vehicle camera 5 vehicle speed sensor 6 steering angle sensor 7 window setting unit 8 white line extraction unit 9 road detection unit 10 result output unit
Claims (4)
ら走行車線区分線を検出する装置において、複数のウイ
ンドを路面平面視でほぼ等間隔に設定し、前記ウインド
を水平方向にのみ移動可能とし、前記ウインドの水平方
向位置を、過去データ並びに車両速度及び操舵角度に基
づいて予測した走行車線区分線位置に設定することを特
徴とする走行車線区分線検出装置。1. A device for detecting lane markings from vehicle front image data of an in-vehicle camera, wherein a plurality of windows are set at substantially equal intervals in a plan view of a road surface, and the windows are movable only in a horizontal direction, A travel lane marking line detection device, wherein the horizontal position of the window is set to a travel lane marking line position predicted based on past data and vehicle speed and steering angle.
位置を透視変換して撮像座標に置換して設定することを
特徴とする請求項１に記載の走行車線区分線検出装置。2. The traveling lane marking line detection device according to claim 1, wherein the window positions set at equal intervals in a road surface plan view are perspective-transformed and replaced with imaging coordinates for setting.
路面平面視で二次曲線で近似し、その近似した二次曲線
上に前記ウインドを設定することを特徴とする請求項１
または２に記載の走行車線区分線検出装置。3. The driving lane marking is approximated by a quadratic curve in a plan view of the road surface based on past data, and the window is set on the approximated quadratic curve.
Alternatively, the lane marking detection device described in 2.
設定し、前記ウインドの水平方向の幅を車両速度、操舵
角度及び過去データに基づいて設定することを特徴とす
る請求項１乃至３の何れか一項に記載の走行車線区分線
検出装置。4. The vertical width of the window is set to a constant value, and the horizontal width of the window is set based on a vehicle speed, a steering angle, and past data. The lane marking detection device according to any one of 1.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP01123893A JP3227247B2 (en) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | Roadway detection device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH06225308A true JPH06225308A (en) | 1994-08-12 |
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ID=11772358
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| JP01123893A Expired - Fee Related JP3227247B2 (en) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | Roadway detection device |
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