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JP7634382B2 - Road marking recognition method and road marking recognition device - Google Patents
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JP7634382B2 JP2021020803A JP2021020803A JP7634382B2 JP 7634382 B2 JP7634382 B2 JP 7634382B2 JP 2021020803 A JP2021020803 A JP 2021020803A JP 2021020803 A JP2021020803 A JP 2021020803A JP 7634382 B2 JP7634382 B2 JP 7634382B2
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Description

本発明は、路面標示認識方法及び路面標示認識装置に関する。 The present invention relates to a road marking recognition method and a road marking recognition device.

従来より、路面標示を認識する発明として特許文献1に記載された発明が知られている。特許文献1に記載された発明は車速に基づいて撮影された異なる時間点の画像を合成して、白線などの車線標示線(車線区分線)を伸長させた画像を生成し、生成した画像から車線標示線を検出する。 The invention described in Patent Document 1 has been known as an invention for recognizing road markings. The invention described in Patent Document 1 synthesizes images taken at different points in time based on the vehicle speed, generates an image in which lane markings (lane dividing lines) such as white lines are elongated, and detects the lane markings from the generated image.

米国特許第7,415,134 B2号U.S. Patent No. 7,415,134 B2

しかしながら、特許文献1に記載された発明では実際の車線区分線が破線である場合であっても合成で生成された画像の車線区分線が実線になったり、車線区分線以外の路面標示に適用した場合には矢印線が二重になったりするおそれがある。 However, with the invention described in Patent Document 1, even if the actual lane markings are dashed, the lane markings in the synthesized image may appear solid, and when applied to road markings other than lane markings, the arrows may appear double.

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、路面標示を精度よく認識することが可能な路面標示認識方法及び路面標示認識装置を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a road marking recognition method and a road marking recognition device that can accurately recognize road markings.

本発明の一態様に係る路面標示認識方法は、複数の画像を用いてオプティカルフローを算出し、算出されたオプティカルフローが長い場合、短い場合と比較して多くの画像を複数の画像の中から選択し、画像を複数の画像間で対応する複数の小領域に分解した場合の小領域の各々について、選択された画像の中から小領域の画素の輝度が所定以上である画像を選択し、小領域の各々について選択された画像を用いて1枚の合成画像を生成し、生成された合成画像を用いて路面標示を認識する。 A road marking recognition method according to one aspect of the present invention calculates an optical flow using a plurality of images, and when the calculated optical flow is long, selects more images from the plurality of images compared to when the calculated optical flow is short, and when the images are decomposed into a plurality of small regions corresponding to each other across the plurality of images, selects from the selected images, for each of the small regions, an image in which the brightness of pixels in the small region is equal to or higher than a predetermined value, generates a single composite image using the images selected for each of the small regions, and recognizes road markings using the generated composite image.

本発明によれば、路面標示を精度よく認識することが可能となる。 The present invention makes it possible to accurately recognize road markings.

図1は、本発明の実施形態に係る路面標示認識装置1の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a road marking recognition device 1 according to an embodiment of the present invention. 図2は、静止物領域の一例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a stationary object region. 図3は、画像選択方法の一例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image selection method. 図4は、小領域41における輝度の算出方法の一例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for calculating the luminance in the small region 41. In FIG. 図5は、もっとも輝度が高い画像の一例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an image with the highest brightness. 図6は、合成画像の一例を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a composite image. 図7は、路面標示認識装置1の一動作例を説明するフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the road marking recognition device 1.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, identical parts are given the same reference numerals and the description will be omitted.

図1を参照して路面標示認識装置1の構成例を説明する。図1に示すように、路面標示認識装置1は、カメラ10と、ヨーレートセンサ11と、コントローラ20と、ステアリングアクチュエータ12と、アクセルペダルアクチュエータ13と、ブレーキアクチュエータ14を備える。 An example of the configuration of the road sign recognition device 1 will be described with reference to FIG. 1. As shown in FIG. 1, the road sign recognition device 1 includes a camera 10, a yaw rate sensor 11, a controller 20, a steering actuator 12, an accelerator pedal actuator 13, and a brake actuator 14.

路面標示認識装置1は自動運転機能を有する車両に搭載されてもよく、自動運転機能を有しない車両に搭載されてもよい。また、路面標示認識装置1は自動運転と手動運転とを切り替えることが可能な車両に搭載されてもよい。また、自動運転機能は操舵制御、制動力制御、駆動力制御などの車両制御機能のうちの一部の機能のみを自動的に制御して運転者の運転を支援する運転支援機能であってもよい。本実施形態では路面標示認識装置1は自動運転機能を有する車両に搭載されるものとして説明する。 The road sign recognition device 1 may be mounted on a vehicle with an automatic driving function, or on a vehicle without an automatic driving function. The road sign recognition device 1 may also be mounted on a vehicle that is capable of switching between automatic driving and manual driving. The automatic driving function may also be a driving assistance function that automatically controls only some of the vehicle control functions, such as steering control, braking force control, and driving force control, to assist the driver in driving. In this embodiment, the road sign recognition device 1 will be described as being mounted on a vehicle with an automatic driving function.

カメラ10はCCD(charge-coupled device)、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)などの撮像素子を有する。カメラ10の設置場所は特に限定されないが、一例としてカメラ10は自車両の前方、側方、後方に設置される。カメラ10は所定の周期で自車両の周囲を連続的に撮像する。つまりカメラ10は異なるタイミングで撮像した複数の画像を取得する。カメラ10は自車両の周囲に存在する物体(歩行者、自転車、バイク、他車両など)、及び自車両の前方の情報(区画線、信号機、標識、横断歩道、交差点など)を検出する。カメラ10によって撮像された画像はコントローラ20に出力される。 The camera 10 has an imaging element such as a charge-coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). The location where the camera 10 is installed is not particularly limited, but as an example, the camera 10 is installed in front, on the side, or behind the vehicle. The camera 10 continuously captures images of the surroundings of the vehicle at a predetermined cycle. In other words, the camera 10 acquires multiple images captured at different times. The camera 10 detects objects (pedestrians, bicycles, motorbikes, other vehicles, etc.) present around the vehicle, and information in front of the vehicle (division lines, traffic lights, signs, crosswalks, intersections, etc.). The images captured by the camera 10 are output to the controller 20.

ヨーレートセンサ11は自車両のヨーレート(旋回方向への回転角の変化速度)を検出する。ヨーレートセンサ11は検出したヨーレートをコントローラ20に出力する。 The yaw rate sensor 11 detects the yaw rate of the vehicle (the rate of change of the rotation angle in the turning direction). The yaw rate sensor 11 outputs the detected yaw rate to the controller 20.

コントローラ20は、CPU(中央処理装置)、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータには、路面標示認識装置1として機能させるためのコンピュータプログラムがインストールされている。コンピュータプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータは路面標示認識装置1が備える複数の情報処理回路として機能する。なおここでは、ソフトウェアによって路面標示認識装置1が備える複数の情報処理回路を実現する例を示すが、もちろん以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して情報処理回路を構成することも可能である。また複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。コントローラ20は、複数の情報処理回路の一例として、オプティカルフロー算出部21と、距離算出部22と、挙動算出部23と、静止物領域設定部24と、画像選択部25と、輝度算出部26と、画像合成部27と、道路構造物認識部28と、車両制御部29を備える。 The controller 20 is a general-purpose microcomputer equipped with a CPU (Central Processing Unit), memory, and input/output units. A computer program for functioning as the road marking recognition device 1 is installed in the microcomputer. By executing the computer program, the microcomputer functions as the multiple information processing circuits equipped in the road marking recognition device 1. Note that here, an example is shown in which the multiple information processing circuits equipped in the road marking recognition device 1 are realized by software, but it is of course possible to configure the information processing circuits by preparing dedicated hardware for executing each information process shown below. The multiple information processing circuits may also be configured by individual hardware. The controller 20 includes an optical flow calculation unit 21, a distance calculation unit 22, a behavior calculation unit 23, a stationary object area setting unit 24, an image selection unit 25, a brightness calculation unit 26, an image synthesis unit 27, a road structure recognition unit 28, and a vehicle control unit 29 as examples of the multiple information processing circuits.

オプティカルフロー算出部21は、過去の画像と現在の画像とを用いて、画像中の物体がどの程度動いたかを算出する。オプティカルフローとは、画像中における物体の動きをベクトルで表すものである。算出方法の一例を説明する。時刻T1で撮像された画像を画像I1、時刻T2で撮像された画像を画像I2とする。時刻T1<時刻T2とする。オプティカルフロー算出部21は画像I1を任意の大きさに区分する。任意の大きさは特に限定されないが、ここでは画像の横方向の大きさをN画素、画像の縦方向の大きさをM画素とする。任意の大きさはN×Mとなる。オプティカルフロー算出部21は画像I1の領域(N×M)と、画像I2の領域(N×M)とを比較する。比較方法として、SSD(Sum of Squared Difference)、SAD(Sum of Absolute Difference)、ZNCC(Zero-mean Normalized Cross-Correlation)などが知られている。これらの方法は周知技術であるため説明は省略する。オプティカルフロー算出部21は、過去の画像上の特徴点に対応する実空間中の対象と同一の対象に対応する現在の画像上の特徴点を、関連する特徴点として検出する。オプティカルフロー算出部21は、互いに関連する、過去の画像上の特徴点と現在の画像上の特徴点との組み合わせをオプティカルフローとして算出する。 The optical flow calculation unit 21 uses past images and the current image to calculate how much an object in an image has moved. Optical flow is a vector that represents the movement of an object in an image. An example of a calculation method will be described. The image captured at time T1 is image I1, and the image captured at time T2 is image I2. Time T1 is < time T2. The optical flow calculation unit 21 divides image I1 into arbitrary sizes. There is no particular limit to the arbitrary size, but here the horizontal size of the image is N pixels, and the vertical size of the image is M pixels. The arbitrary size is N x M. The optical flow calculation unit 21 compares the area of image I1 (N x M) with the area of image I2 (N x M). Known comparison methods include Sum of Squared Difference (SSD), Sum of Absolute Difference (SAD), and Zero-mean Normalized Cross-Correlation (ZNCC). These methods are well-known techniques and will not be described here. The optical flow calculation unit 21 detects, as related feature points, feature points on the current image that correspond to the same object in real space as an object corresponding to a feature point on a past image. The optical flow calculation unit 21 calculates a combination of related feature points on the past image and feature points on the current image as an optical flow.

距離算出部22は、互いに関連する過去の画像上の特徴点と現在の画像上の特徴点の視差(ずれ量)から、カメラ10から特徴点に対応する物体までの距離を算出する。換言すれば、距離算出部22は、自車両から特徴点に対応する物体までの距離を算出する。距離算出部22は、互いに関連する過去の画像上の特徴点と現在の画像上の特徴点との視差から、これらの特徴点に対応する実空間中の3次元座標を算出する。なお距離算出部22はレーダまたはライダをカメラ10と組み合わせて物体までの距離を算出してもよい。 The distance calculation unit 22 calculates the distance from the camera 10 to the object corresponding to the feature point from the parallax (shift amount) between the feature points on the past image and the feature points on the current image that are related to each other. In other words, the distance calculation unit 22 calculates the distance from the vehicle to the object corresponding to the feature point. The distance calculation unit 22 calculates the three-dimensional coordinates in real space that correspond to these feature points from the parallax between the feature points on the past image and the feature points on the current image that are related to each other. The distance calculation unit 22 may calculate the distance to the object by combining a radar or a lidar with the camera 10.

挙動算出部23は、自車両の3軸並進運動及び3軸回転運動を算出する。3軸並進運動は、自車両の前後方向、車幅方向、上下方向の運動である。3軸回転運動は、ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸を含む3軸回りの回転運動である。これらの運動は車輪速センサ、加速度センサ、回転センサなどを用いて算出される。あるいはこれらの運動は画像を用いて算出される。画像を用いた算出方法として、非特許文献1「KITT,Bernd;GEIGER,Andreas;LATEGAHN,Henning.Visual odometry based on stereo image sequences with ransac-based outlier rejection scheme.In:2010 ieee intelligent vehicles symposium.IEEE,2010.p.486-492.」が知られている。 The behavior calculation unit 23 calculates the three-axis translational motion and three-axis rotational motion of the vehicle. The three-axis translational motion is the motion of the vehicle in the longitudinal direction, width direction, and up and down direction. The three-axis rotational motion is the rotational motion around three axes including the roll axis, pitch axis, and yaw axis. These motions are calculated using wheel speed sensors, acceleration sensors, rotation sensors, etc. Alternatively, these motions are calculated using images. A known calculation method using images is described in Non-Patent Document 1: "KITT, Bernd; GEIGER, Andreas; LATEGAHN, Henning. Visual odometry based on stereo image sequences with ransac-based outlier rejection scheme. In: 2010 ieee intelligent vehicles symposium. IEEE, 2010. p. 486-492."

静止物領域設定部24は、オプティカルフロー算出部21によるオプティカルフローと、距離算出部22による算出結果と、挙動算出部23による算出結果を組み合わせて、自車両の挙動を排除した3次元移動量(3次元運動ベクトル)を算出する。静止物領域設定部24は、算出した絶対移動量と閾値とを比較する。移動量が閾値より大きい場合、その領域には他車両などの移動物体が存在する領域と判定される。静止物領域設定部24は画像から移動物体が存在する領域を除外する。これにより移動物体が存在しない静止物領域が設定される。 The stationary object area setting unit 24 combines the optical flow from the optical flow calculation unit 21, the calculation results from the distance calculation unit 22, and the calculation results from the behavior calculation unit 23 to calculate a three-dimensional movement amount (three-dimensional motion vector) excluding the behavior of the vehicle itself. The stationary object area setting unit 24 compares the calculated absolute movement amount with a threshold value. If the movement amount is greater than the threshold value, the area is determined to be an area where a moving object such as another vehicle exists. The stationary object area setting unit 24 excludes areas where moving objects exist from the image. This sets a stationary object area where no moving objects exist.

画像選択部25はオプティカルフロー算出部21によって算出されたオプティカルフローの大きさに応じて複数の画像の中から合成に用いる画像を選択する。 The image selection unit 25 selects an image to be used for synthesis from among multiple images according to the magnitude of the optical flow calculated by the optical flow calculation unit 21.

輝度算出部26は所定の領域に対してオプティカルフローに直交する方向の輝度を算出する。 The luminance calculation unit 26 calculates the luminance in a direction perpendicular to the optical flow for a specified region.

画像合成部27は輝度算出部26によって算出された輝度がもっとも高い画素を用いて1枚の画像を生成する。画像合成部27は生成した画像を道路構造物認識部28に出力する。 The image synthesis unit 27 generates a single image using the pixel with the highest brightness calculated by the brightness calculation unit 26. The image synthesis unit 27 outputs the generated image to the road structure recognition unit 28.

道路構造物認識部28は、画像合成部27から入力された画像を用いて道路構造物を認識する。本実施形態において道路構造物とは路面標示を意味する。路面標示とは法律、法令、または規則などで定められている標示であって、代表的には走行区分線(いわゆる白線)、進行方向を示す矢印線、安全地帯又は路上障害物接近に接近しつつあることを示す線などである。 The road structure recognition unit 28 recognizes road structures using the images input from the image synthesis unit 27. In this embodiment, road structures refer to road markings. Road markings are markings stipulated by laws, regulations, or rules, and representative examples include lane markings (so-called white lines), arrows indicating the direction of travel, and lines indicating that the vehicle is approaching a safety zone or an obstacle on the road.

車両制御部29は、道路構造物認識部28によって認識された路面標示に基づいてステアリングアクチュエータ12、アクセルペダルアクチュエータ13、及び、ブレーキアクチュエータ14を制御する。 The vehicle control unit 29 controls the steering actuator 12, the accelerator pedal actuator 13, and the brake actuator 14 based on the road markings recognized by the road structure recognition unit 28.

次に図2を参照して静止物領域の設定方法の一例を説明する。 Next, an example of how to set a stationary object area will be explained with reference to Figure 2.

図2に示す画像30は、自車両が走行しているときにカメラ10によって撮像された画像である。図2に示すシーンにおいて、自車両は2車線道路のうち右側車線を走行している。自車両から見て自車両が走行する車線上の前方に他車両が存在する。また隣接する対向車線にも他車両が存在する。静止物領域設定部24は上述した方法で他車両(移動物体)が存在する領域40を画像30から除外して静止物領域を設定する。 Image 30 shown in FIG. 2 is an image captured by camera 10 while the host vehicle is traveling. In the scene shown in FIG. 2, the host vehicle is traveling in the right lane of a two-lane road. From the host vehicle's perspective, there is another vehicle ahead on the lane in which the host vehicle is traveling. There is also another vehicle in the adjacent oncoming lane. The stationary object area setting unit 24 sets the stationary object area by excluding area 40 in which the other vehicle (moving object) exists from image 30 using the method described above.

次に図3を参照して画像選択方法の一例を説明する。 Next, an example of an image selection method will be described with reference to Figure 3.

画像選択部25はオプティカルフローの大きさに応じて複数の画像の中から合成に用いる画像を選択する。図3の例では複数の画像の枚数は、画像30、30a~30oの16枚である。図3の画像30に示すように、自車両の周囲の路面標示はかすれている。具体的には、右側車線と左側車線を区分する走行区分線はかすれており、自車両が走行する車線上の矢印線もかすれており、自車両右側の線(安全地帯又は路上障害物接近に接近しつつあることを示す線)もかすれている。このように道路上の路面標示がかすれている場合がある。自動運転において路面標示の重要性はいうまでもなく、したがって路面標示がかすれている場合、コントローラ20が路面標示を認識可能な程度に画像処理することが求められる。 The image selection unit 25 selects an image to be used for synthesis from among the multiple images according to the magnitude of the optical flow. In the example of FIG. 3, the number of multiple images is 16, including images 30, 30a to 30o. As shown in image 30 of FIG. 3, the road markings around the vehicle are faded. Specifically, the lane dividing line separating the right lane from the left lane is faded, the arrow line on the lane in which the vehicle is traveling is also faded, and the line on the right side of the vehicle (the line indicating that the vehicle is approaching a safety zone or an obstacle on the road) is also faded. In this way, the road markings on the road may be faded. It goes without saying that road markings are important in autonomous driving, and therefore, when the road markings are faded, it is required that the image be processed to the extent that the controller 20 can recognize the road markings.

走行中に同じ風景を異なるタイミングで高速で撮像した場合、風景は自車両の進行方向とは逆方向に流れるため、同じ観測点においてある画像では路面標示がかすれている一方で、別の画像では路面標示が鮮明である場合がある。そこで本実施形態では複数の画像の中から路面標示が鮮明に映っている画像を選択する。ここで路面標示が鮮明に映っている、というのはある画像の一部において見受けられることが通常である。画像30を格子状に細かく分解(例えば各画素あるいは縦横数画素の領域で分解)した場合を考える。この場合、分解した一つ一つの小領域において、路面標示がもっとも鮮明に映っている画像を選択することが好ましい。よって本実施形態ではある小領域において路面標示がもっとも鮮明に映っている画像を選択する。ただし合成に用いられるのは、その画像全部ではなく、あくまで路面標示がもっとも鮮明に映っている一部分の画素データである。よって路面標示がもっとも鮮明に映っている画像を選択するとは、より詳細には16枚の画像の中から、ある一部分において路面標示がもっとも鮮明に映っている画像を選択することを意味する。小領域の分解方法は特に限定されないが、路面標示の一部を認識しうる程度の大きさに分解すればよい。 When the same scenery is captured at different times at high speed while driving, the scenery flows in the opposite direction to the traveling direction of the vehicle, so that at the same observation point, the road markings may be blurred in one image while being clear in another image. Therefore, in this embodiment, an image in which the road markings are clearly visible is selected from among multiple images. Here, the road markings are usually clearly visible in a part of an image. Consider a case where the image 30 is finely decomposed into a grid pattern (for example, decomposed into each pixel or into an area of several pixels vertically and horizontally). In this case, it is preferable to select an image in which the road markings are most clearly visible in each of the decomposed small areas. Therefore, in this embodiment, an image in which the road markings are most clearly visible in a certain small area is selected. However, what is used for synthesis is not the entire image, but only the pixel data of the part in which the road markings are most clearly visible. Therefore, selecting an image in which the road markings are most clearly visible means, in more detail, selecting an image in which the road markings are most clearly visible in a certain part from among 16 images. There are no particular limitations on the method for breaking down the small regions, but it is sufficient to break them down into areas large enough that part of the road marking can be recognized.

オプティカルフローは、通常自車両に近いほど長く、自車両から遠いほど短い。これは自車両に近いほど風景の変化が早く、自車両から遠いほど風景の変化が遅いからである。画像選択部25はオプティカルフローが長いほど多くの画像を選択する。一方画像選択部25はオプティカルフローが短いほど選択する画像を少なくする。図3に示すように、画像30を上半分の領域R1と下半分の領域R2に分けた場合を考える。この場合、領域R1のオプティカルフローは領域R2のオプティカルフローより短い。よって図3に示すように領域R1では画像が1つ飛びで間引きされる形で選択される。一方領域R2では16枚のすべての画像が選択される。領域R1で間引きする理由は、風景の変化が遅いから路面標示が鮮明に映っている部分が検出されにくいことと、演算処理負荷を軽減するためである。一方で領域R2で16枚のすべての画像を選択する理由は、風景の変化が早いから路面標示が鮮明に映っている部分が検出されやすいためである。領域R1では8枚の画像の中からそれぞれの小領域において路面標示がもっとも鮮明に映っている画像が選択される。領域R2では16枚の画像の中からそれぞれの小領域において路面標示がもっとも鮮明に映っている画像が選択される。なお8枚、16枚というのは例示であってこれに限定されない。オプティカルフローが長い領域ほど多くの画像が選択されれば足りる。 The optical flow is usually longer the closer to the vehicle and shorter the farther from the vehicle. This is because the scenery changes faster the closer to the vehicle and slower the farther from the vehicle. The image selection unit 25 selects more images as the optical flow is longer. On the other hand, the image selection unit 25 selects fewer images as the optical flow is shorter. As shown in FIG. 3, consider a case where the image 30 is divided into an upper half region R1 and a lower half region R2. In this case, the optical flow of region R1 is shorter than the optical flow of region R2. Therefore, as shown in FIG. 3, in region R1, images are selected by thinning out every other image. On the other hand, in region R2, all 16 images are selected. The reason for thinning out in region R1 is that the scenery changes slowly, making it difficult to detect parts where the road markings are clearly reflected, and to reduce the computational processing load. On the other hand, the reason for selecting all 16 images in region R2 is that the scenery changes quickly, making it easy to detect parts where the road markings are clearly reflected. In region R1, the image in which the road markings are most clearly visible in each small region is selected from the eight images. In region R2, the image in which the road markings are most clearly visible in each small region is selected from the sixteen images. Note that eight and sixteen images are merely examples and are not limiting. It is sufficient to select more images for regions with longer optical flows.

次の図4を参照して、ある一部分において路面標示がもっとも鮮明に映っている画像を選択する方法の一例を説明する。 Referring to Figure 4 below, an example of a method for selecting an image in which road markings are most clearly visible in a certain area is described.

図4の符号41で示される小領域41が上述した小領域に相当する。輝度算出部26はこの小領域41に対してオプティカルフローに直交する方向の輝度を算出する。より詳しくは、輝度算出部26は画像30、30a~30oの16枚すべての画像の小領域41に対して輝度を算出する。路面標示が鮮明に映っているほど輝度が高くなる。図5に示すように画像30、30a~30oのうち、小領域41において、もっとも輝度が高い画像が画像30eだったと仮定する。この場合画像合成部27は小領域41については画像30eの画素50を用いる。他の小領域についても同様の処理が繰り返される。画像合成部27は、領域R1のそれぞれの小領域については、8枚の画像の中からもっとも輝度が高い画素を選択し、領域R2のそれぞれの小領域については、16枚の画像の中からもっとも輝度が高い画素を選択する。そして画像合成部27はそれぞれの小領域について選択した画素を用いて1枚の画像を生成する。このように生成された画像は、それぞれの小領域においてもっとも輝度が高い画素で構成される。なおそれぞれの小領域においてもっとも輝度が高い画素が合成される元になる画像は、16枚のうちもっとも先に撮像された画像、すなわち画像30である。図6に示すように画像30のそれぞれの小領域においてもっとも輝度が高い画素が合成された結果、合成画像60が生成される。合成画像60から分かるように、画像30と比較して、右側車線と左側車線を区分する走行区分線、自車両が走行する車線上の矢印線、及び自車両右側の線(安全地帯又は路上障害物接近に接近しつつあることを示す線)が鮮明になっている。これにより路面標示の認識精度が向上する。 The small area 41 indicated by the reference numeral 41 in FIG. 4 corresponds to the small area described above. The luminance calculation unit 26 calculates the luminance of the small area 41 in the direction perpendicular to the optical flow. More specifically, the luminance calculation unit 26 calculates the luminance of the small area 41 of all 16 images of the images 30, 30a to 30o. The luminance increases as the road marking is more clearly reflected. As shown in FIG. 5, it is assumed that the image with the highest luminance in the small area 41 of the images 30, 30a to 30o is the image 30e. In this case, the image synthesis unit 27 uses pixel 50 of the image 30e for the small area 41. The same process is repeated for the other small areas. For each small area in the area R1, the image synthesis unit 27 selects the pixel with the highest luminance from the eight images, and for each small area in the area R2, selects the pixel with the highest luminance from the 16 images. The image synthesis unit 27 then generates one image using the pixels selected for each small area. The image generated in this manner is composed of the pixel with the highest luminance in each small area. The original image from which the brightest pixels in each small region are synthesized is the image captured earliest among the 16 images, i.e., image 30. As shown in FIG. 6, the brightest pixels in each small region of image 30 are synthesized to generate synthesized image 60. As can be seen from synthesized image 60, compared to image 30, the lane markings separating the right lane from the left lane, the arrow markings on the lane in which the vehicle is traveling, and the lines to the right of the vehicle (lines indicating that the vehicle is approaching a safety zone or an obstacle on the road) are clearer. This improves the accuracy of road marking recognition.

上述した例では自車両が直線走行している場合を想定している。走行中には右折あるいは左折する場合がある。自車両が右折あるいは左折する場合、その前後で画像に大きな変化が生じる。このため自車両が右折あるいは左折するシーンにおいて本発明を適用する場合、自車両が右折あるいは左折するまでの画像を用いればよい。例えば図3において、画像30gが撮像されたタイミングで自車両が右折した場合、画像30、30a~30gまでの画像を用いればよい。なお自車両が右折あるいは左折したか否かはヨーレートセンサ11から取得したヨーレートを用いて判断すればよい。 In the above example, it is assumed that the vehicle is traveling in a straight line. While traveling, the vehicle may turn right or left. When the vehicle turns right or left, a large change occurs in the image before and after the turn. For this reason, when applying the present invention to a scene in which the vehicle turns right or left, it is sufficient to use the images up until the vehicle turns right or left. For example, in FIG. 3, if the vehicle turns right at the timing when image 30g is captured, it is sufficient to use images 30, 30a to 30g. Note that whether the vehicle has turned right or left can be determined using the yaw rate acquired from yaw rate sensor 11.

また、それぞれの小領域において、もっとも輝度が高い画像が選択されると説明したがこれに限定されない。所定以上の輝度を有する画像が選択されてもよい。所定以上の輝度とはコントローラ20が認識可能な輝度であればよい。 In addition, although it has been described that the image with the highest brightness is selected in each small region, this is not limited to the above. An image with a brightness equal to or higher than a predetermined level may be selected. The brightness equal to or higher than a predetermined level may be any brightness that can be recognized by the controller 20.

次に、図7のフローチャートを参照して、路面標示認識装置1の一動作例を説明する。 Next, an example of the operation of the road marking recognition device 1 will be described with reference to the flowchart in FIG. 7.

ステップS101において、自車両に搭載されたカメラ10によって自車両の周囲が異なるタイミングで撮像される。処理はステップS103に進みコントローラ20はヨーレートセンサ11から自車両のヨーレートを取得する。 In step S101, the camera 10 mounted on the vehicle captures images of the surroundings of the vehicle at different times. The process proceeds to step S103, where the controller 20 acquires the yaw rate of the vehicle from the yaw rate sensor 11.

処理はステップS105に進み、静止物領域設定部24は画像30から移動物体が存在する領域40を除外する(図2参照)。これにより移動物体が存在しない静止物領域が設定される。 The process proceeds to step S105, where the stationary object region setting unit 24 excludes the region 40 in which moving objects exist from the image 30 (see FIG. 2). This sets a stationary object region in which no moving objects exist.

処理はステップS107に進み、画像選択部25はオプティカルフローが長いほど多くの画像を選択する。一方画像選択部25はオプティカルフローが短いほど選択する画像を少なくする。処理はステップS109に進み、輝度算出部26はこの小領域41に対してオプティカルフローに直交する方向の輝度を算出する。処理はステップS111に進み、画像合成部27は領域R1のそれぞれの小領域については、8枚の画像の中からもっとも輝度が高い画素を選択し、領域R2のそれぞれの小領域については、16枚の画像の中からもっとも輝度が高い画素を選択する(図3~5参照)。そして画像合成部27はそれぞれの小領域について選択した画素を用いて1枚の画像を生成する(図6参照)。 The process proceeds to step S107, where the image selection unit 25 selects more images as the optical flow is longer. On the other hand, the image selection unit 25 selects fewer images as the optical flow is shorter. The process proceeds to step S109, where the luminance calculation unit 26 calculates the luminance in the direction perpendicular to the optical flow for this small region 41. The process proceeds to step S111, where the image synthesis unit 27 selects the brightest pixel from the eight images for each small region in region R1, and selects the brightest pixel from the 16 images for each small region in region R2 (see Figures 3 to 5). The image synthesis unit 27 then generates one image using the pixels selected for each small region (see Figure 6).

処理はステップS113に進み、道路構造物認識部28は画像合成部27から入力された画像を用いて路面標示を認識する。処理はステップS115に進み、車両制御部29は道路構造物認識部28によって認識された路面標示に基づいてステアリングアクチュエータ12、アクセルペダルアクチュエータ13、及びブレーキアクチュエータ14を制御する。 The process proceeds to step S113, where the road structure recognition unit 28 recognizes the road markings using the images input from the image synthesis unit 27. The process proceeds to step S115, where the vehicle control unit 29 controls the steering actuator 12, the accelerator pedal actuator 13, and the brake actuator 14 based on the road markings recognized by the road structure recognition unit 28.

(作用効果)
以上説明したように、本実施形態に係る路面標示認識装置1によれば、以下の作用効果が得られる。
(Action and Effect)
As described above, the road marking recognition device 1 according to this embodiment provides the following advantageous effects.

路面標示認識装置1は自車両の周囲を異なるタイミングで複数回撮像するカメラ10と、カメラ10によって異なるタイミングで撮像された複数の画像を処理するコントローラ20とを備える。コントローラ20は複数の画像を用いてオプティカルフローを算出し、算出されたオプティカルフローが長い場合、短い場合と比較して多くの画像を複数の画像の中から選択する。これは例えば図3に示すようにオプティカルフローが短い領域R1では画像が1つ飛びで間引きされる形で選択され、一方オプティカルフローが長い領域R2では16枚のすべての画像が選択されることを意味する。コントローラ20は選択された画像の中から所定以上の輝度を有する画素を選択し、選択された画素を用いて1枚の合成画像を生成する。そしてコントローラ20は生成された合成画像を用いて路面標示を認識する。図6に示すように合成画像60において合成される前の画像30と比較して右側車線と左側車線を区分する走行区分線、自車両が走行する車線上の矢印線、及び自車両右側の線(安全地帯又は路上障害物接近に接近しつつあることを示す線)が鮮明になっている。このように本実施形態によれば路面標示の認識精度が向上する。 The road marking recognition device 1 includes a camera 10 that captures images of the surroundings of the vehicle multiple times at different times, and a controller 20 that processes the multiple images captured by the camera 10 at different times. The controller 20 calculates an optical flow using multiple images, and selects more images from the multiple images when the calculated optical flow is long compared to when the calculated optical flow is short. This means that, for example, as shown in FIG. 3, in the region R1 where the optical flow is short, images are selected in a thinned-out manner, while in the region R2 where the optical flow is long, all 16 images are selected. The controller 20 selects pixels having a predetermined brightness or higher from the selected images, and generates one composite image using the selected pixels. The controller 20 then recognizes road markings using the generated composite image. As shown in FIG. 6, in the composite image 60, the lane markings separating the right lane from the left lane, the arrow line on the lane on which the vehicle is traveling, and the line on the right side of the vehicle (the line indicating that the vehicle is approaching a safety zone or an obstacle on the road) are clearer than in the image 30 before synthesis. In this way, this embodiment improves the recognition accuracy of road markings.

またコントローラ20はオプティカルフローを用いて画像から移動物体が存在する領域40を除外する(図2参照)。これにより移動物体の影響が排除される。 The controller 20 also uses optical flow to remove areas 40 in which moving objects exist from the image (see FIG. 2). This eliminates the influence of moving objects.

またコントローラ20はオプティカルフローに直交する方向に対して画像の輝度を算出する。これにより自車両の走行に影響を及ぼす路面標示を合成の対象とすることが可能となる。 The controller 20 also calculates the brightness of the image in a direction perpendicular to the optical flow. This makes it possible to include road markings that affect the vehicle's driving in the synthesis.

なおコントローラ20は自車両の進行方向に直交する方向に対して画像の輝度を算出してもよい。これにより自車両の走行に影響を及ぼす路面標示を合成の対象とすることが可能となる。 The controller 20 may also calculate the brightness of the image in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle. This makes it possible to include road markings that affect the traveling of the vehicle in the synthesis.

またコントローラ20は選択された画像の中からもっとも輝度が高い画素を選択する。このようなもっとも輝度が高い画素を用いることにより合成後の画像における路面標示が鮮明になる。 The controller 20 also selects the pixel with the highest brightness from the selected images. By using such a pixel with the highest brightness, the road markings in the combined image become clearer.

なおコントローラ20は複数の画像の中からヨーレートに基づいて画像を選択してもよい。具体的にはコントローラ20は自車両が右折あるいは左折したと判断された場合、自車両が右折あるいは左折するまでの画像を選択し、それ以降の画像は無視してもよい。これにより自車両が右折あるいは左折した場合における画像の変化の影響を低減できる。 The controller 20 may select an image from among a plurality of images based on the yaw rate. Specifically, when the controller 20 determines that the host vehicle has turned right or left, it may select images up until the host vehicle has turned right or left, and ignore images thereafter. This can reduce the effect of changes in images when the host vehicle turns right or left.

上述の実施形態に記載される各機能は、1または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、また、記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路(ASIC)や回路部品等の装置を含む。 Each of the functions described in the above embodiments may be implemented by one or more processing circuits. Processing circuits include programmed processing devices, such as processors that include electrical circuitry. Processing circuits also include devices, such as application specific integrated circuits (ASICs) or circuit components, arranged to perform the described functions.

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 As described above, an embodiment of the present invention has been described, but the descriptions and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting this invention. Various alternative embodiments, examples, and operating techniques will become apparent to those skilled in the art from this disclosure.

1 路面標示認識装置
10 カメラ
11 ヨーレートセンサ
12 ステアリングアクチュエータ
13 アクセルペダルアクチュエータ
14 ブレーキアクチュエータ
20 コントローラ
21 オプティカルフロー算出部
22 距離算出部
23 挙動算出部
24 静止物領域設定部
25 画像選択部
26 輝度算出部
27 画像合成部
28 道路構造物認識部
29 車両制御部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Road marking recognition device 10 Camera 11 Yaw rate sensor 12 Steering actuator 13 Accelerator pedal actuator 14 Brake actuator 20 Controller 21 Optical flow calculation unit 22 Distance calculation unit 23 Behavior calculation unit 24 Stationary object area setting unit 25 Image selection unit 26 Brightness calculation unit 27 Image synthesis unit 28 Road structure recognition unit 29 Vehicle control unit

Claims (7)

自車両の周囲を異なるタイミングで複数回撮像するカメラと、前記カメラによって異なるタイミングで撮像された複数の画像を処理するコントローラとを備える路面標示認識装置の路面標示認識方法であって、
前記コントローラは、
前記複数の画像を用いてオプティカルフローを算出し、
算出された前記オプティカルフローが長い場合、短い場合と比較して多くの画像を前記複数の画像の中から選択し、
前記画像を前記複数の画像間で対応する複数の小領域に分解した場合の前記小領域の各々について、選択された画像の中から前記小領域の画素の輝度が所定以上である画像を選択し、
前記小領域の各々について選択された前記画像を用いて1枚の合成画像を生成し、
生成された前記合成画像を用いて路面標示を認識する
ことを特徴とする路面標示認識方法。
A road sign recognition method for a road sign recognition device including a camera that captures an image of an area around a vehicle multiple times at different times and a controller that processes the multiple images captured by the camera at different times,
The controller:
Calculating an optical flow using the plurality of images;
selecting more images from the plurality of images when the calculated optical flow is long compared to when the calculated optical flow is short;
selecting, for each of the small regions obtained by decomposing the image into a plurality of small regions corresponding to each other among the plurality of images, an image in which the luminance of pixels of the small region is equal to or greater than a predetermined value from among the selected images;
generating a composite image using the images selected for each of the sub-regions ;
A road marking recognition method, comprising: recognizing a road marking using the generated synthetic image.
前記コントローラは、前記オプティカルフローを用いて前記画像から移動物体が存在する領域を除外する
ことを特徴とする請求項1に記載の路面標示認識方法。
2. The method according to claim 1, wherein the controller uses the optical flow to exclude an area in which a moving object exists from the image.
前記コントローラは、前記オプティカルフローに直交する方向に対して前記画像の輝度を算出する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の路面標示認識方法。
3. The road marking recognition method according to claim 1, wherein the controller calculates a luminance of the image in a direction perpendicular to the optical flow.
前記コントローラは、前記自車両の進行方向に直交する方向に対して前記画像の輝度を算出する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の路面標示認識方法。
3. The road marking recognition method according to claim 1, wherein the controller calculates the luminance of the image in a direction perpendicular to the traveling direction of the host vehicle.
前記コントローラは、前記小領域の各々について、前記選択された画像の中から前記小領域の画素の輝度がもっとも高い画像を選択する
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の路面標示認識方法。
5. The road sign recognition method according to claim 1, wherein the controller selects, for each of the small regions, from the selected images, an image in which a pixel of the small region has the highest brightness .
前記コントローラは、前記複数の画像の中から、前記自車両のヨーレートを検出するセンサから取得した前記ヨーレートに基づいて画像を選択する
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の路面標示認識方法。
6. The road marking recognition method according to claim 1, wherein the controller selects an image from the plurality of images based on a yaw rate acquired from a sensor that detects a yaw rate of the host vehicle.
自車両の周囲を異なるタイミングで複数回撮像するカメラと、
前記カメラによって異なるタイミングで撮像された複数の画像を処理するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記複数の画像を用いてオプティカルフローを算出し、
算出された前記オプティカルフローが長い場合、短い場合と比較して多くの画像を前記複数の画像の中から選択し、
前記画像を前記複数の画像間で対応する複数の小領域に分解した場合の前記小領域の各々について、選択された画像の中から前記小領域の画素の輝度が所定以上である画像を選択し、
前記小領域の各々について選択された前記画像を用いて1枚の合成画像を生成し、
生成された前記合成画像を用いて路面標示を認識する
ことを特徴とする路面標示認識装置。
A camera that captures images of the surroundings of the vehicle multiple times at different times;
a controller for processing a plurality of images captured by the camera at different times;
The controller:
Calculating an optical flow using the plurality of images;
selecting more images from the plurality of images when the calculated optical flow is long compared to when the calculated optical flow is short;
selecting, for each of the small regions obtained by decomposing the image into a plurality of small regions corresponding to each other among the plurality of images, an image in which the luminance of pixels of the small region is equal to or greater than a predetermined value from among the selected images;
generating a composite image using the images selected for each of the sub-regions ;
A road marking recognition device, comprising: a road marking recognition unit that recognizes a road marking using the generated synthetic image.
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