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JP4670528B2 - Imaging device deviation detection method, imaging device deviation correction method, and imaging device - Google Patents
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Imaging device deviation detection method, imaging device deviation correction method, and imaging device Download PDF

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Description

本発明は、車体への車載カメラの取り付けずれを検出する撮像装置のずれ検出方法、及びその撮像装置のずれ検出方法の検出結果に基づいて、撮像装置のずれを補正する撮像装置のずれ補正方法及び撮像装置に関し、特に、ずれがロール方向に生じている場合に好適な撮像装置のずれ検出方法及び撮像装置のずれ補正方法及び撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus displacement detection method for detecting an attachment displacement of an in-vehicle camera to a vehicle body, and an imaging apparatus displacement correction method for correcting an imaging apparatus displacement based on a detection result of the imaging apparatus displacement detection method. In particular, the present invention relates to an imaging apparatus deviation detection method, an imaging apparatus deviation correction method, and an imaging apparatus that are suitable when deviation occurs in the roll direction.

従来、車載カメラの撮像画像の消失点に基づいて、車載カメラのカメラ光軸のずれを補正する装置が提案されている。
特開2002−259995号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus that corrects a deviation of a camera optical axis of an in-vehicle camera based on a vanishing point of a captured image of the in-vehicle camera has been proposed.
JP 2002-259995 A

前記従来の装置では、消失点に基づいて車載カメラのヨー方向及びピッチ方向のずれを補正している。しかし、前記従来の装置では、車載カメラのロール方向のずれを検出し、さらにそのずれの補正をすることはできない。例えば、車載カメラにロール方向のずれがあると、その撮像画像から走行車線内における自車位置を精度良く特定することが困難になる。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、車載カメラのロール方向のずれを検出する撮像装置及びその撮像装置のずれ検出方法、及びその撮像装置のずれ検出方法の検出結果に基づいて、撮像装置のロール方向のずれを補正する撮像装置のずれ補正方法の提供を目的とする。
In the conventional apparatus, the deviation in the yaw direction and the pitch direction of the in-vehicle camera is corrected based on the vanishing point. However, the conventional apparatus cannot detect a deviation in the roll direction of the in-vehicle camera and cannot correct the deviation. For example, if the in-vehicle camera has a deviation in the roll direction, it becomes difficult to accurately identify the position of the vehicle in the traveling lane from the captured image.
The present invention has been made in view of the above problems, and is based on an imaging device that detects a shift in the roll direction of an in-vehicle camera, a shift detection method for the imaging device, and a detection result of the shift detection method for the imaging device. An object of the present invention is to provide a deviation correction method for an imaging apparatus that corrects a deviation in the roll direction of the imaging apparatus.

請求項1記載の撮像装置のずれ検出方法は、自車両前方を撮像するように取り付けられた車載の撮像装置のロール方向のずれを検出する撮像装置のずれ検出方法である。
この撮像装置のずれ検出方法は、前記撮像装置により得た撮像画像内で特定した一対の車線区分線について自車両から遠方で形成される交点を取得するとともに、当該交点を当該自車両が車線内で左右方向に移動した際に得た前記撮像画像それぞれについて取得し、前記取得した複数の交点の位置から直線近似式を算出し、前記撮像画像に対する当該直線近似式の傾きに基づいて、前記撮像装置のロール方向の傾きを検出する。
The shift detection method of the imaging apparatus according to claim 1 is a shift detection method of the imaging apparatus that detects a shift in a roll direction of an in-vehicle imaging apparatus that is mounted so as to image the front of the host vehicle.
In this imaging apparatus shift detection method, an intersection formed far from the host vehicle is obtained for a pair of lane marking lines specified in a captured image obtained by the imaging apparatus, and the host vehicle is within the lane. For each of the captured images obtained when moving in the left-right direction, calculating a linear approximation formula from the obtained positions of the plurality of intersections, and based on the inclination of the linear approximation formula with respect to the captured image, the imaging The inclination of the roll direction of the apparatus is detected.

ここで、撮像装置にロール方向のずれが発生している場合、自車両が左右方向に移動した際に得られる撮像画像における前記交点は、当該撮像画像内において、前記ずれの大きさと車線内の自車両位置とに応じた位置として得られるようになる。そして、そのような複数の交点の位置から直線近似式を算出し、撮像画像に対する当該直線近似式の傾きに基づいて、前記撮像装置のロール方向の傾きを検出している。   Here, when a shift in the roll direction has occurred in the imaging device, the intersection point in the captured image obtained when the host vehicle moves in the left-right direction is the size of the shift and the lane in the lane. It can be obtained as a position corresponding to the own vehicle position. Then, a linear approximation formula is calculated from the positions of such a plurality of intersections, and the roll-direction tilt of the imaging device is detected based on the slope of the linear approximation formula with respect to the captured image.

請求項1記載の撮像装置のずれ検出方法によれば、撮像装置のロール方向のずれを精度よく検出することができる。   According to the shift detection method of the imaging apparatus according to the first aspect, it is possible to accurately detect the shift in the roll direction of the imaging apparatus.

本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1及び図2は、本発明に係る撮像装置のずれ検出方法及び撮像装置のずれ補正方法を適用した白線検出装置10の実施形態を示すブロック図であり、図3(a)、(b)、(c)は、自車両100におけるカメラ11の取付位置を示す側面図、平面図及び正面図であり、図4及び図5は、白線検出装置10の動作を説明するためのフローチャートであり、図6は、カメラ11の撮像画像の一例であり、その撮像画像について得られる左右白線遠方で形成される交点、白線モデル及び白線候補点検出領域を示す図であり、図7は、本発明の主要部の説明に使用した図である。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 are block diagrams showing an embodiment of a white line detection device 10 to which an imaging apparatus deviation detection method and an imaging apparatus deviation correction method according to the present invention are applied, and FIGS. (C) is a side view, a plan view, and a front view showing the mounting position of the camera 11 in the host vehicle 100, and FIGS. 4 and 5 are flowcharts for explaining the operation of the white line detection device 10. FIG. 6 is an example of a captured image of the camera 11, and is a diagram illustrating an intersection, a white line model, and a white line candidate point detection area formed far from the left and right white lines obtained with respect to the captured image. It is the figure used for description of the principal part.

白線検出装置10は、図1に示すように、カメラ11、画像処理装置12、マイクロコンピュータ13、メモリ14及びセンサ15から構成され、この白線検出装置10には、外部装置として、車両制御装置1及び警報装置2が接続されている。
図3に示すように、カメラ11は、車室内のフロントウィンド上部に車幅方向中央近傍に取り付けられ、車両前方の道路風景を撮像する。なお、カメラ11は、レンズの光軸と前後方向における水平面(地面)とのなす角がピッチ角αとなり、レンズの光軸と左右方向における水平面(地面)とのなす角がロール角γとなり、水平面の同一面内においてレンズの光軸と車両中心線とのなす角がヨー角βとなるように取り付けられる。
As shown in FIG. 1, the white line detection device 10 includes a camera 11, an image processing device 12, a microcomputer 13, a memory 14, and a sensor 15. The white line detection device 10 includes a vehicle control device 1 as an external device. And an alarm device 2 are connected.
As shown in FIG. 3, the camera 11 is attached to the vicinity of the center in the vehicle width direction on the upper part of the front window in the passenger compartment, and images the road scenery in front of the vehicle. In the camera 11, the angle formed between the optical axis of the lens and the horizontal plane (ground) in the front-rear direction is a pitch angle α, and the angle formed between the optical axis of the lens and the horizontal plane (ground) in the left-right direction is a roll angle γ. The lens is mounted so that the angle formed by the optical axis of the lens and the vehicle center line is the yaw angle β within the same horizontal plane.

画像処理装置12は、カメラ11により撮像された画像を処理して道路上の白線を検出する。
マイクロコンピュータ13は、道路形状と車両挙動を示す複数のパラメータを用いて道路白線の形状を数式化モデルで表し、カメラ11の撮像画像から得た白線(車線区分線)の検出結果と道路モデルとが一致するようにパラメータを更新することにより、当該白線を検出して道路形状を認識する。また、撮像画像で得た左右の白線について、自車両から遠方で形成されるその交点(場合によっては消失点もある)の位置及び水平線モデルのパラメータを算出する。
The image processing device 12 processes an image captured by the camera 11 and detects a white line on the road.
The microcomputer 13 uses a plurality of parameters indicating the road shape and vehicle behavior to represent the shape of the road white line as a mathematical model, and detects the white line (lane line) obtained from the image captured by the camera 11 and the road model. By updating the parameters so that they match, the white line is detected and the road shape is recognized. Further, with respect to the left and right white lines obtained in the captured image, the position of the intersection (disappearing in some cases) formed at a distance from the host vehicle and the parameters of the horizontal line model are calculated.

なお、消失点とは、カメラ11の光軸に対して平行な線、すなわち例えば左右白線に対して自車両(この場合、カメラ11の光軸と自車両の走行方向とが平行になっていることが前提)が平行に走行している場合には当該左右白線、について撮像画像内において遠方で形成される交点である。言い換えれば、撮像画像内で左右白線について遠方で形成される交点を特定することができても、そのとき、左右白線に対してカメラ11の光軸が平行な状態でなければ、例えば自車両が左右白線に対して平行に走行していなければ、当該交点は消失点と言えないことになる。   The vanishing point is a line parallel to the optical axis of the camera 11, that is, the left and right white lines, for example, the own vehicle (in this case, the optical axis of the camera 11 and the traveling direction of the own vehicle are parallel). Is the intersection formed at a distance in the captured image with respect to the left and right white lines. In other words, even if it is possible to specify an intersection formed far from the left and right white lines in the captured image, if the optical axis of the camera 11 is not parallel to the left and right white lines, for example, the own vehicle If the vehicle does not travel parallel to the left and right white lines, the intersection point cannot be said to be a vanishing point.

メモリ14は、道路モデルのパラメータなどを記憶する記憶装置であり、センサ15は、車両の挙動を表す車速や操舵角などを検出する装置である。また、車両制御装置1は、出力結果に基づいてステアリング、アクセル及びブレーキなどの制御を実行するものである。また、警報装置2は、出力信号に基づいて車線逸脱などの警報を発する装置である。   The memory 14 is a storage device that stores road model parameters and the like, and the sensor 15 is a device that detects a vehicle speed, a steering angle, and the like representing the behavior of the vehicle. Moreover, the vehicle control apparatus 1 performs control of steering, an accelerator, a brake, etc. based on an output result. The warning device 2 is a device that issues a warning such as lane departure based on the output signal.

図2は、白線検出装置10を機能的に表現したものであり、これと図1に示すハードウェアとして表現したものとを対比させると、カメラ11及び画像処理装置12が撮像手段21に相当し、メモリ14が道路パラメータ記憶手段27及び白線交点座標記憶手段30に相当し、マイクロコンピュータ13が座標変換手段22、白線検出領域設定手段23、白線候補点検出手段24、道路パラメータ算出手段25、信号出力手段26、白線交点算出手段28、走行状態等検出手段29及びロール角算出手段31に相当する。   FIG. 2 is a functional representation of the white line detection device 10. When this is compared with the hardware representation shown in FIG. 1, the camera 11 and the image processing device 12 correspond to the imaging means 21. The memory 14 corresponds to the road parameter storage means 27 and the white line intersection coordinate storage means 30, and the microcomputer 13 corresponds to the coordinate conversion means 22, the white line detection area setting means 23, the white line candidate point detection means 24, the road parameter calculation means 25, and the signal. It corresponds to the output means 26, the white line intersection calculation means 28, the running state detection means 29, and the roll angle calculation means 31.

次に、図4及び図5に基づき、マイクロコンピュータ13が行う白線検出のための処理手順を説明する。
先ずステップS1において、各種パラメータの初期設定を行う。
(1)先ず、道路形状や車両挙動を表すパラメータ(以下、単に道路パラメータとも言う。)を初期設定する。
ここで、図6に示すような画面座標系x−yを有する撮像画像内の白線43をモデル化して、そのモデル化した白線(白線モデル)41を、道路パラメータを用いて下記(1)式により画面座標系x−yにおける数式として表す。
x=(a+ie)(y−d)+b/(y−d)+c ・・・(1)
Next, a processing procedure for white line detection performed by the microcomputer 13 will be described with reference to FIGS.
First, in step S1, various parameters are initially set.
(1) First, parameters representing road shapes and vehicle behavior (hereinafter also simply referred to as road parameters) are initially set.
Here, a white line 43 in a captured image having a screen coordinate system xy as shown in FIG. 6 is modeled, and the modeled white line (white line model) 41 is expressed by the following formula (1) using road parameters. Is expressed as a mathematical expression in the screen coordinate system xy.
x = (a + ie) (y−d) + b / (y−d) + c (1)

この(1)式において、a乃至eは道路パラメータであり、路面からのカメラ11の高さを一定とすると、それぞれの道路パラメータを次のような道路及び白線の形状又は車両挙動を表す。
すなわち、aは走行車線内の自車両の横偏位、bは道路の曲率、cは自車両(カメラ11の光軸)の道路に対するヨー角、dは自車両(カメラ11の光軸)の走行路に対するピッチ角、eは車線幅をそれぞれ表す。
In the equation (1), a to e are road parameters. When the height of the camera 11 from the road surface is constant, each road parameter represents the following road and white line shape or vehicle behavior.
That is, a is the lateral displacement of the host vehicle in the travel lane, b is the curvature of the road, c is the yaw angle of the host vehicle (the optical axis of the camera 11) with respect to the road, and d is the host vehicle (the optical axis of the camera 11). The pitch angle with respect to the travel path, e, represents the lane width.

ちなみに、初期状態においては道路及び白線の形状や車両挙動が不明であるから、各道路パラメータには、例えば中央値に相当する値を初期値として設定する。すなわち、車線内の横偏位(位置)aには車線中央を設定し、車線に対するヨー角cにはカメラ11のヨー角βを設定する。また、走行路に対するピッチ角αには停止状態のピッチ角を設定し、車線幅eには道路構造令に示される高速道路の車線幅を設定する。
なお、センサ15で検出される車両の挙動を示す値に基づいて道路パラメータを初期設定しても良い。例えば、初期状態においてステアリングが右又は左に転舵されているような場合には、操舵角に応じた曲率の道路を走行していると判断してパラメータbに操舵角に応じた値を設定しても良い。
Incidentally, since the shape of the road and the white line and the vehicle behavior are unknown in the initial state, for example, a value corresponding to the median value is set as an initial value for each road parameter. That is, the center of the lane is set to the lateral deviation (position) a in the lane, and the yaw angle β of the camera 11 is set to the yaw angle c with respect to the lane. Further, a pitch angle in a stopped state is set as the pitch angle α with respect to the traveling road, and the lane width of the expressway indicated in the road structure ordinance is set as the lane width e.
The road parameter may be initially set based on a value indicating the behavior of the vehicle detected by the sensor 15. For example, when the steering is steered to the right or left in the initial state, it is determined that the vehicle is traveling on a road having a curvature corresponding to the steering angle, and a value corresponding to the steering angle is set in the parameter b. You may do it.

(2)次に、後述のステップS21でロール角の推定に用いる直線モデルのパラメータを初期設定する。
図7に示すように、直線モデル51は、撮像画像内において特定の一対の左右区分線(同図内に示す点線)について遠方で形成される交点52の集合の特性(例えば地平線に相当するもの)を示すモデルであり、下記(2)式により画面座標系x−yにおける直線近似式として示される。
y=gx+h ・・・(2)
ここで、パラメータgは、撮像画像の画面座標系x−yに対する直線モデル51の傾きを示し、すなわち道路に対する直線モデル15のロール角を表すものとなる。また、パラメータhは、画面座標系x−yにおいて直線モデル51の切片を示すものとなる。
(2) Next, the parameters of the straight line model used for estimating the roll angle are initialized in step S21 described later.
As shown in FIG. 7, the straight line model 51 is a characteristic of a set of intersections 52 formed far away with respect to a specific pair of left and right dividing lines (dotted lines shown in the figure) in the captured image (e.g., corresponding to the horizon). ) And is expressed as a linear approximation formula in the screen coordinate system xy by the following formula (2).
y = gx + h (2)
Here, the parameter g indicates the inclination of the linear model 51 with respect to the screen coordinate system xy of the captured image, that is, the roll angle of the linear model 15 with respect to the road. The parameter h indicates the intercept of the linear model 51 in the screen coordinate system xy.

そして、このように定義されるパラメータgは、初期状態においては道路に対するカメラ11のロール角が不明であるとして、中央値に相当する値を初期値として設定される。すなわち例えば、パラメータgは、カメラ11と走行路面が平行であることを表すロール角γ=0が初期設定される。また、パラメータhも、初期状態においては道路に対するカメラ11のピッチ角が不明であるとして、中央値に相当する値を初期値として設定される。すなわち例えば、パラメータhは、車両が停止状態におけるカメラ11のピッチ角αに基づいて初期設定する。   The parameter g defined in this way is set as an initial value corresponding to the median value, assuming that the roll angle of the camera 11 with respect to the road is unknown in the initial state. That is, for example, the parameter g is initially set to a roll angle γ = 0 indicating that the camera 11 and the traveling road surface are parallel. The parameter h is also set as an initial value corresponding to the median value, assuming that the pitch angle of the camera 11 with respect to the road is unknown in the initial state. That is, for example, the parameter h is initially set based on the pitch angle α of the camera 11 when the vehicle is stopped.

続いてステップS2において、図6に示すように、白線候補点を検出するための検出領域42の初期設定を行う。初期状態においては、道路パラメータに初期値を設定した白線モデルと、実際の画面上の道路白線との間には大きな開きがあると予想されるので、できる限り大きな領域を設定することが望ましい。図6に示す例では、左右の白線43に6個ずつ、計12個の白線候補点検出領域を設定している。   Subsequently, in step S2, as shown in FIG. 6, initial setting of the detection area 42 for detecting white line candidate points is performed. In the initial state, it is expected that there is a large gap between the white line model in which the initial value is set for the road parameter and the road white line on the actual screen. Therefore, it is desirable to set a region as large as possible. In the example shown in FIG. 6, a total of 12 white line candidate point detection areas are set for each of the left and right white lines 43.

なお、前回の処理までに実際に形成されている白線43が既に検出されている場合には、当該白線43と白線モデル41との差は小さいと考えられるので、なるべく小さな領域を設定する方が白線43以外のものを誤検出する可能性が低くなり、しかも処理速度も短縮できるので好ましい。
続いてステップS3において、カメラ11により撮像され、画像処理装置12で処理された画像を入力する。そして、続くステップS4において、入力した道路画像上に白線候補点の検出領域を設定する。このとき、前記ステップS2又は後述するステップS25で設定した白線候補点検出領域と、前記ステップS1又は後述するステップS12、ステップS14及びステップS15で算出した道路パラメータによる白線モデルとに基づいて、前回の処理で求めた白線モデルが領域の中心になるように、白線候補点検出領域を設定する。
In addition, when the white line 43 actually formed by the previous process has already been detected, it is considered that the difference between the white line 43 and the white line model 41 is small. Therefore, it is preferable to set a region as small as possible. This is preferable because the possibility of erroneous detection of things other than the white line 43 is reduced and the processing speed can be shortened.
Subsequently, in step S3, an image captured by the camera 11 and processed by the image processing device 12 is input. In subsequent step S4, a white line candidate point detection region is set on the input road image. At this time, based on the white line candidate point detection region set in step S2 or step S25 described later, and the white line model based on the road parameters calculated in step S1 or steps S12, S14, and S15 described later, A white line candidate point detection region is set so that the white line model obtained by the processing is the center of the region.

なお、過去の白線モデルの変化の様子から、白線モデルの変化方向にオフセットした位置に白線候補点検出領域を設定するようにしても良い。
続いてステップS5において、前述のように設定された白線候補点検出領域において白線候補点の検出を行う。
この白線候補点の検出は、まず入力画像をソーベルフィルタなどを通すことで微分画像を生成する。
次に、白線候補点検出領域の上底の一点と下底の一点とを結んでできる全ての線分に対し、その線分上の画素の濃度が所定値以上の画素の数を計測する。さらに全ての線分の中で濃度が所定値以上の画素が最も多い線分を検出直線とし、その線分の始点(画像中において白線候補点検出領域の上底の1点)の座標値を白線候補点の出力値とする。
It should be noted that the white line candidate point detection region may be set at a position offset in the change direction of the white line model based on the past change of the white line model.
Subsequently, in step S5, white line candidate points are detected in the white line candidate point detection area set as described above.
The white line candidate point is detected by first generating a differential image by passing the input image through a Sobel filter or the like.
Next, for all line segments formed by connecting one point at the upper base and one point at the lower base of the white line candidate point detection region, the number of pixels having a pixel density equal to or higher than a predetermined value is measured. Furthermore, the line segment with the largest number of pixels having a density equal to or higher than a predetermined value among all the line segments is defined as a detection straight line, and the coordinate value of the start point of the line segment (one point at the upper base of the white line candidate point detection area in the image) The output value of the white line candidate point.

このとき、検出された直線上の所定値以上の濃度の画素数が、白線候補点検出領域の長さに対する所定の割合よりも少ない場合には白線候補点が検出されなかったものとみなす。例えば、白線候補点検出領域の長さが15画素で、所定値以上の濃度の画素が1/2以上(すなわち8画素以上)検出されたら、白線候補点が検出されたとする白線候補点検出領域においては、所定値以上の濃度の画素数が最も多い線分上における画素数が7画素以下の場合は、その白線候補点検出領域において白線候補点が検出されなかったものとみなす。一方、9画素の場合は白線候補点が検出されたものとし、その線分の始点(画像中において白線候補点検出領域の上底の1点)の座標値を検出結果とし、そのときの終点(画像中において白線候補点検出領域の下底の1点)の座標を記憶する。   At this time, if the number of pixels having a density equal to or higher than a predetermined value on the detected straight line is smaller than a predetermined ratio with respect to the length of the white line candidate point detection area, it is considered that no white line candidate point has been detected. For example, if the length of the white line candidate point detection area is 15 pixels and a pixel having a density equal to or higher than a predetermined value is detected 1/2 or more (that is, 8 pixels or more), the white line candidate point detection area is detected as a white line candidate point detected. In the case where the number of pixels on the line segment having the largest number of pixels having a density equal to or higher than a predetermined value is 7 pixels or less, it is considered that no white line candidate point has been detected in the white line candidate point detection region. On the other hand, in the case of 9 pixels, it is assumed that a white line candidate point has been detected, and the coordinate value of the start point of the line segment (one point at the top of the white line candidate point detection area in the image) is taken as the detection result, and the end point at that time The coordinates of (one point at the bottom of the white line candidate point detection area in the image) are stored.

以上の処理を順次遠方から近場へ向けて、全ての白線候補点検出領域について実行する。このとき、白線候補点の検出の有無を判断するための、白線候補点検出領域の長さに対する上記所定の割合は、全ての白線候補点検出領域に対して同一の値としても良いし、或いは白線候補点検出領域毎に設定しても良い。また、前記濃度の所定値も、全ての白線候補点検出領域に対して同一の値としても良いし、或いは白線候補点検出領域毎に設定しても良い。   The above processing is sequentially executed for all white line candidate point detection areas from far to near. At this time, the predetermined ratio with respect to the length of the white line candidate point detection region for determining whether or not the white line candidate point is detected may be the same value for all the white line candidate point detection regions, or You may set for every white line candidate point detection area. Also, the predetermined value of the density may be the same value for all white line candidate point detection areas, or may be set for each white line candidate point detection area.

なお、本例では、白線候補点の出力結果として白線候補点検出領域における上底の座標を用いるとともに、白線候補点検出領域の処理の順序を遠方から近場に向けて行っているが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば白線候補点の出力結果として検出領域の下底の座標を用いても良いし、また検出領域の処理順序は近場から遠方へ行っても良い。   In this example, the coordinates of the upper base in the white line candidate point detection area are used as the output result of the white line candidate point, and the processing order of the white line candidate point detection area is performed from a distance to a near field. The present invention is not limited to this. For example, the coordinates of the lower base of the detection region may be used as the output result of the white line candidate points, and the processing order of the detection region may be performed from near to far.

続いてステップS6において、全ての白線候補点検出領域で検出した白線候補点の点数が所定値以上かどうかを確認し、所定値より少なければ白線候補点検出領域内に道路白線が含まれていなかったと判断し、前記ステップS2へ戻って白線候補点検出領域を初期設定する。一方、白線候補点が所定値以上検出された場合にはステップS7へ進む。
なお、前記ステップS2〜ステップS6の処理は、撮像手段で撮像した画像内から一対の車線区分線を検出する検出手段を実現している。
Subsequently, in step S6, it is confirmed whether or not the number of white line candidate points detected in all white line candidate point detection areas is equal to or larger than a predetermined value. The process returns to step S2 to initialize the white line candidate point detection area. On the other hand, if a white line candidate point is detected at a predetermined value or more, the process proceeds to step S7.
In addition, the process of said step S2-step S6 has implement | achieved the detection means to detect a pair of lane marking from the image imaged with the imaging means.

ステップS7では、検出した白線候補点と前回の処理で求められた白線モデル上の点とのずれ量を各点毎に算出する。
続いてステップS8では、各点のずれ量に基づいて道路パラメータの変動量Δa〜Δeを算出する。この変動量の算出方法は、例えば特開平8−5388号公報に開示された方法などを用いることができる。
In step S7, a deviation amount between the detected white line candidate point and the point on the white line model obtained in the previous process is calculated for each point.
Subsequently, in step S8, the fluctuation amounts Δa to Δe of the road parameters are calculated based on the deviation amount of each point. For example, a method disclosed in JP-A-8-5388 can be used as a method for calculating the fluctuation amount.

続いてステップS9において、算出された道路パラメータの変動量Δa〜Δeにより道路パラメータa〜eを補正する。例えば、前記(1)式に示す白線モデルの場合には、下記(3)式により道路パラメータa〜eを補正する。
a=a+Δa,b=b+Δb,c=c+Δc,d=d+Δd,e=e+Δe ・・・(3)
続いてステップS10において、道路パラメータの中で道路形状を表すパラメータが正常か否かを確認し、正常でない場合にはステップS14へ進んで道路形状を表すパラメータを初期化する。
Subsequently, in step S9, the road parameters a to e are corrected based on the calculated road parameter fluctuation amounts Δa to Δe. For example, in the case of the white line model shown in the equation (1), the road parameters a to e are corrected by the following equation (3).
a = a + Δa, b = b + Δb, c = c + Δc, d = d + Δd, e = e + Δe (3)
Subsequently, in step S10, it is confirmed whether or not the parameter representing the road shape is normal among the road parameters. If not, the process proceeds to step S14 to initialize the parameter representing the road shape.

前記(1)式で表される白線モデルにあっては、パラメータbが道路曲率、パラメータeが車線幅をそれぞれ反映する。したがって、パラメータbから推定される道路曲率が、センサ15で検出した車両挙動検出値から判断して、現在走行している道路ではあり得ない曲率になった場合にはパラメータbを初期化する。同様に、パラメータeから推定される車線幅が、センサ15で検出した車両挙動検出値から判断して、現在走行している道路ではあり得ない車線幅になった場合にはパラメータeを初期化する。   In the white line model expressed by the equation (1), the parameter b reflects the road curvature and the parameter e reflects the lane width. Therefore, the parameter b is initialized when the road curvature estimated from the parameter b is determined from the vehicle behavior detection value detected by the sensor 15 and becomes a curvature that cannot be the road that is currently running. Similarly, if the lane width estimated from the parameter e is determined from the vehicle behavior detection value detected by the sensor 15 and becomes a lane width that cannot be the road that is currently running, the parameter e is initialized. To do.

道路形状を表すパラメータが正常である場合は、ステップS11へ進み、今度は車両挙動を表すパラメータが正常であるかどうかを確認し、正常でない場合にはステップS15へ進んで車両挙動を表すパラメータを初期化する。
前記(1)式で表される白線モデルにあっては、パラメータaが車線内の横偏位、パラメータcが路面に対するヨー角、パラメータdが路面に対するピッチ角をそれぞれ反映する。したがって、パラメータaから推定される横偏位が、道路曲率の推定値或いはセンサ15による車両挙動検出値から判断して、現在走行している道路ではあり得ない横偏位になった場合にはパラメータaを初期化する。同様に、パラメータcから推定されるヨー角が、道路曲率の推定値或いはセンサ15による車両挙動検出値から判断して、現在走行している道路ではあり得ない角度になった場合にはパラメータcを初期化する。また、パラメータdから推定されるピッチ角が、センサ15による車両挙動検出値から判断して、現在走行している道路ではあり得ない角度になった場合にはパラメータdを初期化する。
If the parameter representing the road shape is normal, the process proceeds to step S11. This time, it is confirmed whether the parameter representing the vehicle behavior is normal. If not, the process proceeds to step S15 to set the parameter representing the vehicle behavior. initialize.
In the white line model expressed by the equation (1), the parameter a reflects the lateral displacement in the lane, the parameter c reflects the yaw angle with respect to the road surface, and the parameter d reflects the pitch angle with respect to the road surface. Therefore, when the lateral deviation estimated from the parameter a is judged from the estimated value of the road curvature or the vehicle behavior detected value by the sensor 15, the lateral deviation which cannot be the road currently being traveled is obtained. Initialize parameter a. Similarly, when the yaw angle estimated from the parameter c is judged from the estimated value of the road curvature or the vehicle behavior detected value by the sensor 15 and becomes an angle that cannot be the road that is currently running, the parameter c Is initialized. Further, when the pitch angle estimated from the parameter d is judged from the vehicle behavior detection value by the sensor 15 and becomes an angle that cannot be the road that is currently running, the parameter d is initialized.

車両挙動を表すパラメータが正常である場合は、ステップS12へ進み、前記ステップS9にて補正した道路パラメータa〜eを新たな白線モデルの道路パラメータとしてメモリ14に記憶する。
続いてステップS13において、新しい道路パラメータにより道路形状を推定し、車両制御装置1、警報装置2に出力する。
続いて図5に示すステップS16において、自車両にヨーレイトが発生しているか否かを判定する。具体的には、車線(特に現在走行位置の車線)の曲率が所定値(実験値や経験値等)以下であり、かつセンサ15により検出したヨーレートが所定値(実験値や経験値等)以下であるか否かを判定する。ここで、これを満たす場合、ステップS17に進み、それ以外の場合、ステップS24に進む。
When the parameter representing the vehicle behavior is normal, the process proceeds to step S12, and the road parameters a to e corrected in step S9 are stored in the memory 14 as road parameters of a new white line model.
Subsequently, in step S13, the road shape is estimated based on the new road parameters, and is output to the vehicle control device 1 and the warning device 2.
Subsequently, in step S16 shown in FIG. 5, it is determined whether or not yaw rate has occurred in the host vehicle. Specifically, the curvature of the lane (particularly the lane at the current travel position) is less than a predetermined value (experimental value, experience value, etc.), and the yaw rate detected by the sensor 15 is less than a predetermined value (experimental value, experience value, etc.). It is determined whether or not. If this is satisfied, the process proceeds to step S17. Otherwise, the process proceeds to step S24.

ステップS17では、自車両が加減速しているか否かを判定する。具体的には、自車両の加減速度(絶対値)が所定値(実験値や経験値等)未満か否かを判定する。ここで、自車両の加減速度が所定値未満の場合、ステップS18に進み、自車両の加減速度が所定値以上の場合の場合、ステップS24に進む。
ステップS18では、左右白線の交点の座標値の学習(取得)が可能か否かを判定する。具体的には、自車両が走行している道路が直線路で、かつ当該直線路内の中央付近の所定領域内を所定時間以上継続して走行しているかを判定する。ここで、これを満たす場合、ステップS19に進み、それ以外の場合、ステップS24に進む。
なお、前記ステップS16〜ステップS18の処理は、マイクロコンピュータ13の走行状態等検出手段29の機能により実現されている。
In step S17, it is determined whether the host vehicle is accelerating or decelerating. Specifically, it is determined whether the acceleration / deceleration (absolute value) of the host vehicle is less than a predetermined value (such as an experimental value or an experience value). If the acceleration / deceleration of the host vehicle is less than the predetermined value, the process proceeds to step S18. If the acceleration / deceleration of the host vehicle is greater than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step S24.
In step S18, it is determined whether or not learning (acquisition) of the coordinate value of the intersection of the left and right white lines is possible. Specifically, it is determined whether or not the road on which the host vehicle is traveling is a straight road and the vehicle travels continuously within a predetermined area near the center of the straight road for a predetermined time or longer. If this is satisfied, the process proceeds to step S19, and otherwise, the process proceeds to step S24.
Note that the processing in steps S16 to S18 is realized by the function of the traveling state detection means 29 of the microcomputer 13.

ステップS19では左右白線の交点の座標値を学習(格納許可)する。
ここで、左右白線の交点は、図6に示すように、撮像画像内で左右の白線を結んで得られる交点(以下、白線交点という。)44である。この白線交点44は、例えば、車線内を自車両が左右方向に移動した場合、この自車両の移動に対応して撮像画像内を左右に移動するようになる。すなわち、自車両が車線内を右側に移動すれば、白線交点44は、撮像画像内を左側に移動し、自車両が車線内を左側に移動すれば、白線交点44は、撮像画像内を右側に移動する。
In step S19, the coordinate value of the intersection of the left and right white lines is learned (storage permitted).
Here, the intersection of the left and right white lines is an intersection (hereinafter referred to as a white line intersection) 44 obtained by connecting the left and right white lines in the captured image, as shown in FIG. For example, when the own vehicle moves in the left-right direction in the lane, the white line intersection 44 moves to the left and right in the captured image corresponding to the movement of the own vehicle. That is, if the own vehicle moves to the right in the lane, the white line intersection 44 moves to the left in the captured image, and if the own vehicle moves to the left in the lane, the white line intersection 44 moves to the right in the captured image. Move to.

そして、このステップS17では、自車両の現在走行位置でカメラ11から得た撮像画像から、そのような白線交点44の座標値(x,y)(iは任意の整数)を取得して、それをメモリ14に格納する。
なお、ここでいう白線交点は、撮像画像から左右白線の交点として直接検出できるものの他に、自車両の近傍(例えば自車両の直前)の左右白線部分から推定して得ることができる交点も含めるものとする。すなわち、撮像画像中から交点を直接検出できない場合もあるから、このような場合には、自車両の近傍(例えば自車両の直前)の左右白線部分に基づいて遠方に延びる仮想線を想定し、その仮想線について交点を推定する。
In step S17, the coordinate value (x i , y i ) (i is an arbitrary integer) of the white line intersection 44 is obtained from the captured image obtained from the camera 11 at the current traveling position of the host vehicle. , It is stored in the memory 14.
In addition, the white line intersection mentioned here includes the intersection that can be estimated from the left and right white line portions in the vicinity of the own vehicle (for example, immediately before the own vehicle) in addition to those that can be directly detected as the intersection of the left and right white lines from the captured image. Shall. That is, since there may be a case where the intersection point cannot be directly detected from the captured image, in such a case, a virtual line extending far away is assumed based on the left and right white line portions in the vicinity of the own vehicle (for example, immediately before the own vehicle), The intersection point is estimated for the virtual line.

また、メモリ14に白線交点の座標値(x,y)を新たに格納する条件として、そのy座標値yが、既にメモリ14に格納されている白線交点44のy座標値yにない場合、当該白線交点の座標値(x,y)を新たに格納するようにしても良い。
また、このステップS19の処理は、交点算出手段、すなわちマイクロコンピュータ13の交点座標算出手段28の機能、及びメモリ14の白線交点座標記憶手段30の機能により実現されている。
The coordinate value of the white line intersections in the memory 14 (x i, y i) as a condition to be newly stored, the y-coordinate value y i is already y-coordinate value y i of the white line intersection 44 which is stored in the memory 14 If not, the coordinate values (x i , y i ) of the white line intersection may be newly stored.
The processing of step S19 is realized by the function of the intersection calculation means, that is, the function of the intersection coordinate calculation means 28 of the microcomputer 13 and the function of the white line intersection coordinate storage means 30 of the memory 14.

続いてステップS20において、カメラ11のロール角(ロール方向へのずれ角)を算出するか否かを判定する。具体的には、メモリ14に格納されている前記白線交点の座標値(以下、白線交点座標値という。)の数が所定数以上か否かを判定する。ここで、白線交点座標値の数が所定数以上の場合、カメラ11のロール角を算出するとして、ステップS21に進み、白線交点座標値の数が所定数未満の場合、カメラ11のロール角を未だ算出しないとして、ステップS24に進む。   Subsequently, in step S20, it is determined whether or not to calculate the roll angle of the camera 11 (shift angle in the roll direction). Specifically, it is determined whether or not the number of coordinate values of the white line intersection stored in the memory 14 (hereinafter referred to as white line intersection coordinate value) is a predetermined number or more. Here, if the number of white line intersection coordinate values is equal to or greater than a predetermined number, the roll angle of the camera 11 is calculated. The process proceeds to step S21. If the number of white line intersection coordinate values is less than the predetermined number, the roll angle of the camera 11 is set. Assuming that no calculation has been made yet, the process proceeds to step S24.

ステップS21では、メモリ14に格納されている白線交点座標値に基づいてカメラ11のロール角(推定値)を算出する。
具体的には、その算出には、前記(2)式の直線モデル(地平線モデル)を用いることとし、メモリ14に格納されている複数の白線交差点座標値(x,y),(x,y),・・・,(x,y)(ここで、nは前記所定値になる。)に基づいて(例えば最小二乗法を利用して)、下記(4)式により直線モデルのパラメータg、hを算出する。
In step S <b> 21, the roll angle (estimated value) of the camera 11 is calculated based on the white line intersection coordinate value stored in the memory 14.
Specifically, the straight line model (horizon model) of the above equation (2) is used for the calculation, and a plurality of white line intersection coordinate values (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ),..., (X n , y n ) (where n is the predetermined value) (for example, using the least squares method), The parameters g and h of the straight line model are calculated.

Figure 0004670528
Figure 0004670528

続いてステップS22において、前記ステップS21で算出したカメラ11のロール角による補正が可能か否かを判定する。具体的には、直線モデルのパラメータ(傾き)gの絶対値が所定値以下か否かで判定する。ここで、直線モデルのパラメータgの絶対値が所定値以下の場合、カメラ11のロール角を補正するものとして、ステップS23に進み、直線モデルのパラメータgの絶対値が所定値よりも大きい場合、カメラ11のロール角を補正しないとして、ステップS24に進む。   Subsequently, in step S22, it is determined whether correction based on the roll angle of the camera 11 calculated in step S21 is possible. Specifically, the determination is made based on whether or not the absolute value of the parameter (slope) g of the linear model is equal to or less than a predetermined value. Here, when the absolute value of the parameter g of the linear model is equal to or smaller than the predetermined value, the roll angle of the camera 11 is corrected, and the process proceeds to step S23, and when the absolute value of the parameter g of the linear model is larger than the predetermined value, Assuming that the roll angle of the camera 11 is not corrected, the process proceeds to step S24.

ここで、直線モデルのパラメータ(傾き)gの絶対値が所定値以上である場合には、当該直線モデルの誤差が大きいと推測してステップS24に進むようにすることで、カメラ11のロール角を補正する条件を、直線モデルのパラメータ(傾き)gの絶対値が所定値以下の場合に限定している。
なお、前記ステップS20〜ステップS22の処理は、マイクロコンピュータ13のロール角算出手段31の機能により実現されている。
Here, when the absolute value of the parameter (inclination) g of the linear model is equal to or larger than a predetermined value, the roll angle of the camera 11 is estimated by estimating that the error of the linear model is large and proceeding to step S24. Is limited to the case where the absolute value of the parameter (slope) g of the linear model is equal to or less than a predetermined value.
Note that the processing of steps S20 to S22 is realized by the function of the roll angle calculation means 31 of the microcomputer 13.

ステップS23では、カメラ11のロール角の補正を行う。具体的には、撮像画像に用いる画面座標系x−yを直線モデルの前記パラメータgだけ回転(同一方向に回転)させる。また、このとき、自車両が左右白線に対して平行に走行している場合を条件として、そのときに得られる撮像画像内の左右白線に基づく消失点(最新の消失点)を中心に、画面座標系x−yを前記パラメータgだけ回転させる。   In step S23, the roll angle of the camera 11 is corrected. Specifically, the screen coordinate system xy used for the captured image is rotated (rotated in the same direction) by the parameter g of the linear model. At this time, on the condition that the vehicle is traveling parallel to the left and right white lines, the screen is centered on the vanishing point (latest vanishing point) based on the left and right white lines in the captured image obtained at that time. The coordinate system xy is rotated by the parameter g.

すなわち、この補正以降の撮像画像で得られる白線交点に基づいて前記直線モデルを得た場合に、その直線モデルのパラメータ(傾き)gが0になるように、撮像画像の処理に用いる画面座標系x−yの状態(ロール方向の傾き)を補正する。
このような画面座標系x−yの状態(ロール方向の傾き)の補正により、この補正以降の処理は、当該補正された画面座標系x−yを基準に白線候補点検出等の処理がなされるようになる。
なお、このステップS23の処理は、補正手段、すなわち、マイクロコンピュータ13の座標変換手段22の機能により実現されている。
That is, when the straight line model is obtained based on the white line intersection obtained in the captured image after this correction, the screen coordinate system used for processing the captured image so that the parameter (slope) g of the straight line model becomes zero. The xy state (roll direction inclination) is corrected.
By correcting the state of the screen coordinate system xy (the tilt in the roll direction), processing after the correction is performed such as white line candidate point detection based on the corrected screen coordinate system xy. Become so.
Note that the processing in step S23 is realized by the function of the correction means, that is, the coordinate conversion means 22 of the microcomputer 13.

ステップS24では、今回の処理(前記画面座標系x−yを回転補正した後の処理)における白線候補点検出領域の大きさが最適か否かを判定する。具体的には、今回の処理における白線候補点検出領域が前記ステップS2で設定された初期値か否を判定する。ここで、今回の処理における白線候補点検出領域が前記ステップS2で設定された初期値の場合、当該今回の処理における白線候補点検出領域の大きさが最適でないとして、ステップS25に進み、今回の処理における白線候補点検出領域が前記ステップS2で設定された初期値でない場合、当該今回の処理における白線候補点検出領域の大きさが最適であるとして、前記ステップS3からの処理を開始する。   In step S24, it is determined whether or not the size of the white line candidate point detection area in the current process (the process after rotationally correcting the screen coordinate system xy) is optimal. Specifically, it is determined whether the white line candidate point detection area in the current process is the initial value set in step S2. If the white line candidate point detection area in the current process is the initial value set in step S2, the process proceeds to step S25, assuming that the size of the white line candidate point detection area in the current process is not optimal. If the white line candidate point detection area in the process is not the initial value set in step S2, the process from step S3 is started assuming that the size of the white line candidate point detection area in the current process is optimal.

ステップS25では、白線候補点検出領域を最適化する。前述したように、白線候補点検出領域は、できる限り小さい領域になるように設定する方が白線以外のものを誤検出する可能性が低くなり、これにより、処理速度を向上させることができるので、このステップS25では、できる限り小さい領域になるように白線候補点検出領域を最適化する。   In step S25, the white line candidate point detection area is optimized. As described above, setting the white line candidate point detection area to be as small as possible reduces the possibility of erroneous detection of objects other than the white line, thereby improving the processing speed. In this step S25, the white line candidate point detection area is optimized so as to be as small as possible.

以上のように白線検出処理を行っており、この処理中、特に、カメラ11のロール方向のずれの検出及び補正の処理として、自車両が直線路(特に現在走行位置が直線路)を走行し、かつ自車両にヨーレイトが発生してなく(前記ステップS16)、また、自車両が加減速してなく(前記ステップS17)、さらに、自車両が走行している道路が直線路で、かつ当該直線路内の中央付近の所定領域内を所定時間以上継続して自車両が走行している場合(前記ステップS18)、白線交点座標値をメモリ14に格納する(前記ステップS19)。そして、所定数の白線交点座標値がメモリ14に格納されたタイミングで、直線モデル、特にそのパラメータ(傾き)gを算出する(前記ステップS20、ステップS21)。そして、そのパラメータ(傾き)gに基づいて、カメラ11のロール方向の傾きを補正する。具体的には、カメラ11の撮像画像の処理に用いる画面座標系x−yについて、パラメータ(傾き)gを用いて補正する。   As described above, the white line detection process is performed, and during this process, the host vehicle travels on a straight road (particularly, the current travel position is a straight road), particularly as a process for detecting and correcting a shift in the roll direction of the camera 11. In addition, no yaw rate is generated in the host vehicle (step S16), the host vehicle is not accelerated or decelerated (step S17), and the road on which the host vehicle is traveling is a straight road, and When the host vehicle continues to travel in a predetermined area near the center of the straight road for a predetermined time or longer (step S18), the white line intersection coordinate value is stored in the memory 14 (step S19). Then, at the timing when a predetermined number of white line intersection coordinate values are stored in the memory 14, the straight line model, particularly its parameter (slope) g is calculated (steps S20 and S21). And the inclination of the roll direction of the camera 11 is correct | amended based on the parameter (inclination) g. Specifically, the screen coordinate system xy used for processing the captured image of the camera 11 is corrected using the parameter (tilt) g.

次に前記実施形態における効果を説明する。
前述したように、カメラ11により得た撮像画像内で左右白線について自車両から遠方で形成される白線交点を取得するとともに、その白線交点を自車両が車線内で左右方向に移動した際に得た撮像画像それぞれについて取得している(前記ステップS19)。そして、その取得した複数の白線交点の位置から、その白線交点の特性を示すものとして直線モデル(直線近似式)を算出し(前記ステップS20、ステップS21)、撮像画像に対する当該直線モデルのパラメータ(傾き)gに基づいて、カメラ11のロール方向の傾きを補正している(前記ステップS22、ステップS23)。
Next, effects of the embodiment will be described.
As described above, a white line intersection formed far from the own vehicle is obtained for the left and right white lines in the captured image obtained by the camera 11, and the white line intersection is obtained when the own vehicle moves left and right in the lane. Each captured image is acquired (step S19). Then, a straight line model (linear approximation formula) is calculated from the obtained positions of the white line intersection points as a characteristic of the white line intersection points (step S20, step S21), and the parameters of the straight line model for the captured image ( The tilt of the camera 11 in the roll direction is corrected based on (tilt) g (steps S22 and S23).

ここで、カメラ11にロール方向でずれが生じている場合、自車両が車線内で横方向に移動した各位置で得られる白線交点を、撮像画像中、当該移動した各位置に応じて異なる高さ位置として検出できる。例えば、カメラ11が車両進行方向に向かって時計回りのロール方向にずれている場合、白線交点は、撮像画像中、右側にあるほど高い位置にあるものとして検出できる。この結果、カメラ11にロール方向でずれが生じている場合、前記移動した各位置で得られる複数の白線交点の位置について直線近似式を得ると、その直線近似式は、撮像画像に対してある傾きを持つようになる。例えば、カメラ11が車両進行方向に向かって時計回りのロール方向にずれていれば、図7に示すように、前記複数の白線交点52の位置についての直線近似式は、撮像画像に対して右上がりの傾きを持つようになる。   Here, when the camera 11 is misaligned in the roll direction, the white line intersection obtained at each position where the host vehicle moves in the lateral direction in the lane is changed according to each moved position in the captured image. It can be detected as the position. For example, when the camera 11 is shifted in the clockwise roll direction toward the vehicle traveling direction, the white line intersection can be detected as being higher as it is located on the right side in the captured image. As a result, when the camera 11 is displaced in the roll direction, a straight line approximation formula is obtained for the positions of a plurality of white line intersections obtained at the respective moved positions. Have a tilt. For example, if the camera 11 is shifted in the clockwise roll direction toward the vehicle traveling direction, as shown in FIG. 7, the linear approximation formula for the positions of the plurality of white line intersections 52 is Has a rising slope.

本発明では、以上のような特性を発見して、この特性を利用するものであり、複数の撮像画像それぞれから検出した白線交点の位置の直線モデルの傾きからカメラ11のロール方向のずれを検出し、さらには、その検出結果に基づいて、カメラ11のロール方向のずれを補正するものである。
また、前述したように、自車両が走行する車線(特に現在走行位置の車線)の曲率が所定値以下で、かつ車両のヨーレイトが所定値以下の場合を、直線モデルの算出に用いる白線交点の学習(取得)条件としている(前記ステップS16参照)。
In the present invention, the characteristics as described above are discovered and used, and the deviation in the roll direction of the camera 11 is detected from the inclination of the straight line model at the position of the intersection of the white lines detected from each of the plurality of captured images. Furthermore, the deviation of the camera 11 in the roll direction is corrected based on the detection result.
In addition, as described above, when the curvature of the lane in which the host vehicle travels (especially the lane at the current travel position) is equal to or less than a predetermined value and the yaw rate of the vehicle is equal to or less than a predetermined value, A learning (acquisition) condition is set (see step S16).

例えば、自車両が曲線路を走行している場合、自車両にヨーレイトが発生するので、この結果、自車両にはロールが発生することになる。このように自車両にロールが発生してしまうと、その結果、撮像画像中の白線交点の位置も当該自車両に発生しているロールの影響を受けてしまう。このようなことから、自車両が直線路を走行している場合や自車両のヨーレイトが所定値以下の場合を白線交点の学習(取得)条件とすることで、精度よくカメラ11のロール方向のずれを検出するようにしている。   For example, when the host vehicle is traveling on a curved road, yaw rate is generated in the host vehicle, and as a result, a roll is generated in the host vehicle. When a roll is generated in the own vehicle in this way, as a result, the position of the white line intersection in the captured image is also affected by the roll generated in the own vehicle. For this reason, by setting the white line intersection learning (acquisition) condition when the host vehicle is traveling on a straight road or the yaw rate of the host vehicle is equal to or less than a predetermined value, the roll direction of the camera 11 can be accurately determined. The shift is detected.

また、前述したように、自車両が加減速していないことを、直線モデルの算出に用いる白線交点の学習(取得)条件としている(前記ステップS17参照)。
例えば、自車両が加減速している場合、自車両にピッチが発生してしまい、その結果、撮像画像中の白線交点の位置も当該自車両に発生しているピッチの影響を受けて、撮像画像中の白線交点が縦方向で移動してしまう。このようなことから、自車両が加減速している場合を白線交点の学習(取得)条件とすることで、精度よくカメラ11のロール方向のずれを検出するようにしている。
Further, as described above, the fact that the host vehicle is not accelerating / decelerating is set as the learning (acquisition) condition of the white line intersection used for calculation of the straight line model (see step S17).
For example, when the host vehicle is accelerating / decelerating, a pitch is generated in the host vehicle, and as a result, the position of the intersection of the white lines in the captured image is also affected by the pitch generated in the host vehicle, and imaging is performed. The intersection of white lines in the image moves in the vertical direction. For this reason, when the host vehicle is accelerating / decelerating, the deviation (rolling direction) of the camera 11 is detected with high accuracy by using the white line intersection learning (acquisition) condition.

また、前述したように、自車両が走行している道路が直線路で、かつ当該直線路内の中央付近の所定領域内を所定時間以上継続して走行している場合を、直線モデルの算出に用いる白線交点の学習(取得)条件としている(前記ステップS18参照)。
例えば、自車両が走行している道路が曲線路であったり、直線路であったとしてもその直線路内の端寄りを走行していたりすると、撮像画像に基づく白線の特定が困難になってしまい、その結果、白線交点を精度よく特定することが困難となる。このようなことから、自車両が走行している道路が直線路で、かつ当該直線路内の左右白線内の中央付近の所定領域内を所定時間以上継続して走行している場合を白線交点の学習(取得)条件とすることで、精度よくカメラ11のロール方向のずれを検出するようにしている。
In addition, as described above, when the road on which the host vehicle is traveling is a straight road and the vehicle travels continuously within a predetermined area near the center of the straight road for a predetermined time or longer, a straight line model is calculated. This is a learning (acquisition) condition for the white line intersection used in the above (see step S18).
For example, if the road on which the host vehicle is traveling is a curved road, or if it is traveling on the edge of the straight road even if it is a straight road, it is difficult to identify the white line based on the captured image. As a result, it becomes difficult to specify the white line intersection accurately. For this reason, when the road on which the host vehicle is traveling is a straight road and the vehicle continues to travel within a predetermined area near the center of the left and right white lines in the straight road for more than a predetermined time, a white line intersection By using the learning (acquisition) condition, the shift in the roll direction of the camera 11 is accurately detected.

また、前述したように、メモリ14に白線交点座標値(x,y)を新たに格納する条件として、そのy座標値yが、既にメモリ14に格納されている白線交点44のy座標値yにない場合、当該白線交点座標値(x,y)を新たに格納することとしている。この結果、自車両が左右白線内で左右方向に移動した際に得られている撮像画像を選別して、当該選別した撮像画像中の白線交点座標値(x,y)をメモリ14に格納している。これにより、直線モデルを算出するのに最適な標本を多く得ることができるようになる。 As described above, as a condition for newly storing the white line intersection coordinate value (x i , y i ) in the memory 14, the y coordinate value y i is the y of the white line intersection 44 already stored in the memory 14. If the coordinate value y i is not present, the white line intersection coordinate value (x i , y i ) is newly stored. As a result, a captured image obtained when the host vehicle moves in the left-right direction within the left and right white lines is selected, and the white line intersection coordinate values (x i , y i ) in the selected captured images are stored in the memory 14. Storing. This makes it possible to obtain many samples that are optimal for calculating a straight line model.

以上、本発明の実施形態を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前記実施形態では、白線交点を学習(取得)する条件として、自車両が直線路を走行していることを条件としている。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、直接的な条件として、自車両にロールが発生していないことを条件としても良い。この場合、自車両に設けたロール角センサにより車両に発生しているロールを検出する。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to being realized as the embodiment.
That is, in the embodiment, the condition for learning (acquiring) the white line intersection is that the host vehicle is traveling on a straight road. However, it is not limited to this. That is, as a direct condition, it may be a condition that no roll is generated in the host vehicle. In this case, a roll generated in the vehicle is detected by a roll angle sensor provided in the host vehicle.

また、前記実施の形態では、白線交点を得る左右白線が図6に示すように1車線の走路上に形成されている場合について説明している。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、その趣旨から、撮像画像内から一対の車線区分線を特定することが前提となるため、道路上に形成されているものとして特定可能な一対の車線区分線であれば良い。例えば、中央線を有する対向2車線の道路であれば、当該道路の両端に形成されている車線区分線を特定の一対の車線区分線とし、当該一対の車線区分線に基づいて交点を得るようにしても良い。また、隣接車線のものとして形成されている一対の車線区分線に基づいて交点を得るようにしても良い。また、このようなことから、交点を得るための車線区分線内を自車両が必ずしも走行していることは条件とされない。   Moreover, in the said embodiment, the case where the left-right white line which obtains a white line intersection is formed on the track of 1 lane as shown in FIG. 6 is demonstrated. However, it is not limited to this. That is, the present invention is based on the premise that a pair of lane markings is specified from the captured image, and therefore, any pair of lane markings that can be specified as being formed on the road may be used. . For example, in the case of an opposite two-lane road having a center line, the lane markings formed at both ends of the road are defined as a specific pair of lane markings, and an intersection is obtained based on the pair of lane markings. Anyway. Moreover, you may make it obtain an intersection based on a pair of lane marking formed as the thing of an adjacent lane. In addition, for this reason, it is not a condition that the host vehicle is necessarily traveling in the lane marking for obtaining the intersection.

本発明に係る撮像装置のずれ検出方法及び撮像装置のずれ補正方法を適用した白線検出装置の実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an embodiment of a white line detection device to which a deviation detection method for an imaging apparatus and a deviation correction method for an imaging apparatus according to the present invention are applied. 前記白線検出装置を機能的に表現したブロック図である。It is a block diagram functionally expressing the white line detection device. カメラの取り付け位置を示す図である。It is a figure which shows the attachment position of a camera. 前記実施形態における動作順序を示す前半のフローチャートである。It is the first half flowchart which shows the operation | movement order in the said embodiment. 前記実施形態における動作順序を示す後半のフローチャートである。It is a latter half flowchart which shows the operation | movement order in the said embodiment. 白線交点、白線モデル及び白線候補点検出領域を示す図である。It is a figure which shows a white line intersection, a white line model, and a white line candidate point detection area. 直線モデル(直線近似式)の説明に使用した図である。It is the figure used for description of a straight line model (straight line approximation formula).

符号の説明Explanation of symbols

10 位置検出装置
11 カメラ
13 マイクロコンピュータ
14 メモリ
21 撮像手段
22 座標変換手段
28 白線交点算出手段
29 走行状態等検出手段
30 白線交点座標記憶手段
31 ロール角算出手段
44 白線交点
51 直線モデル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Position detection apparatus 11 Camera 13 Microcomputer 14 Memory 21 Imaging means 22 Coordinate conversion means 28 White line intersection calculation means 29 Running state etc. detection means 30 White line intersection coordinate storage means 31 Roll angle calculation means 44 White line intersection 51 Linear model

Claims (7)

自車両前方を撮像するように取り付けられた車載の撮像装置のロール方向のずれを検出する撮像装置のずれ検出方法であって、
前記撮像装置により得た撮像画像内で特定した一対の車線区分線について自車両から遠方で形成される交点を取得するとともに、当該交点を当該自車両が車線内で左右方向に移動した際に得た前記撮像画像それぞれについて取得し、前記取得した複数の交点の位置から直線近似式を算出し、前記撮像画像に対する当該直線近似式の傾きに基づいて、前記撮像装置のロール方向の傾きを検出することを特徴とする撮像装置のずれ検出方法。
An imaging apparatus deviation detection method for detecting a deviation in a roll direction of an in-vehicle imaging apparatus attached to image the front of the host vehicle,
Obtain an intersection formed far from the own vehicle for the pair of lane markings specified in the captured image obtained by the imaging device, and obtain the intersection when the own vehicle moves in the left-right direction in the lane. Obtained for each of the captured images, calculating a linear approximation formula from the acquired positions of the plurality of intersections, and detecting the roll-direction tilt of the imaging device based on the slope of the linear approximation formula for the captured image. A method for detecting a deviation of an imaging apparatus.
前記自車両にロール方向への傾きが生じていない場合に前記撮像装置により得た撮像画像から取得した前記交点に基づいて、前記直線近似式の算出を行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置のずれ検出方法。   The straight line approximation formula is calculated based on the intersection obtained from the captured image obtained by the imaging device when the vehicle does not tilt in the roll direction. A method for detecting deviation of an imaging apparatus. 前記自車両が直線路を走行中に前記撮像装置により得た撮像画像から取得した前記交点に基づいて、前記直線近似式の算出を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置のずれ検出方法。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the straight-line approximation formula is calculated based on the intersection obtained from a captured image obtained by the imaging apparatus while the host vehicle is traveling on a straight road. Deviation detection method. 前記自車両にヨーレイトが発生していない場合に前記撮像装置により得た撮像画像から取得した前記交点に基づいて、前記直線近似式の算出を行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の撮像装置のずれ検出方法。   4. The linear approximation formula is calculated based on the intersection obtained from a captured image obtained by the imaging device when no yaw rate occurs in the host vehicle. 2. A method for detecting a shift of an imaging apparatus according to item 1. 前記自車両が加減速していない場合に前記撮像装置により得た撮像画像から取得した前記交点に基づいて、前記直線近似式の算出を行うことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の撮像装置のずれ検出方法。   5. The linear approximation formula is calculated based on the intersection obtained from a captured image obtained by the imaging device when the host vehicle is not accelerating or decelerating. The shift detection method of the imaging device according to the item. 所定数以上の前記交点に基づいて、前記直線近似式を算出していることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の撮像装置のずれ検出方法。   6. The imaging apparatus deviation detection method according to claim 1, wherein the linear approximation formula is calculated based on a predetermined number or more of the intersections. 前記請求項1乃至6の何れか1項に記載の撮像装置のずれ検出方法で検出したロール方向の傾きが水平になるように、前記撮像装置又はその撮像画像を調整することで、当該撮像装置のロール方向の傾きを補正することを特徴とする撮像装置のずれ補正方法。   The said imaging device or its captured image is adjusted so that the inclination of the roll direction detected with the displacement detection method of the imaging device of any one of Claims 1 thru | or 6 may become horizontal, The said imaging device A method for correcting a deviation of an imaging apparatus, wherein the inclination in the roll direction is corrected.
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