(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、自車両が走行する走行領域の境界を検出する境界検出装置であって、
自車両の周囲を撮像した撮像画像を構成する多数の画素のそれぞれについて、前記撮像画像の縦方向に隣接する画素間における輝度変化の大きさと横方向に隣接する画素間の輝度変化の大きさとを検出し、前記各方向の輝度変化の大きさを比較することによって、最も大きく輝度が変化する方向を表すエッジ方向を演算するエッジ方向演算手段と、
前記多数の画素のそれぞれについて、隣接する画素間の輝度変化が輝度基準値以上の領域を表すエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出手段と、
各エッジ成分について、予め設定された撮像画像中の無限遠点の位置とエッジ成分の位置とを結ぶ直線を表す仮想基準直線の方向に対する前記エッジ方向のなす角を演算する角度演算手段と、
前記なす角が直角に近くなるにつれて重み付けが大きくなるように、各エッジ成分に対して重み付けを設定する第１重み付け設定手段と、
前記各エッジ成分に設定された重み付けを考慮して画像処理を行うことで、前記走行領域の境界の端部を検出する端部検出手段と、
を備えたことを特徴とする境界検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の境界検出装置において、
当該境界検出装置は、繰り返し走行領域の境界を検出するよう設定されており、
走行領域の境界が検出される度に、該走行領域の境界の位置にしたがって撮像画像中の新たな無限遠点の位置を検出し、以前の無限遠点の位置を新たな無限遠点の位置に更新する無限遠点更新手段、を備え、
前記角度演算手段は、新たな無限遠点の位置を利用して前記なす角を演算すること
を特徴とする境界検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の境界検出装置において、
以前に検出された走行領域の境界の形状に基づいて、前記撮像画像において予想される走行領域の境界の形状を示す判断用道路モデルを生成する判断用道路モデル生成手段、を備え、
前記角度演算手段は、前記エッジ成分の位置毎に、前記判断用道路モデルのうちの前記エッジ成分の位置に対応する部位における接線方向に仮想基準直線を設定し、該仮想基準直線の方向に対する前記エッジ方向のなす角を演算すること
を特徴とする境界検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の境界検出装置において、
前記エッジ成分の位置毎に、該エッジ成分の位置を通過し、前記判断用道路モデルを構成する複数のパラメータに対して一部のパラメータのみが異なる類似道路モデルを生成する類似道路モデル生成手段、を備え、
前記角度演算手段は、前記エッジ成分の位置毎に、前記類似道路モデルのうちの前記エッジ成分の位置に対応する部位における接線方向に仮想基準直線を設定し、該仮想基準直線の方向に対する前記エッジ方向のなす角を演算すること
を特徴とする境界検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の境界検出装置において、
前記類似道路モデルと前記判断用道路モデルとで異なるパラメータについて、前記類似道路モデルにおける該パラメータの値と、前記判断用道路モデルにおける該パラメータの値とを比較し、これらの差が小さくなるにつれて重み付けが大きくなるように、各エッジ成分に対して重み付けを設定する第２重み付け設定手段、を備えたこと
を特徴とする境界検出装置。
【請求項６】
コンピュータを請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の境界検出装置を構成する各手段として機能させるための境界検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する走行領域の境界を検出する境界検出装置、および境界検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記境界検出装置として、車両の進行方向を撮像して得られる撮像画像を画像処理することによって走行領域の境界を検出する装置が広く知られている。このような装置では、通常、隣接する画素間で輝度が大きく変化する部位をエッジ成分（エッジ点）として抽出し、このエッジ成分から走行領域の境界を検出する手法が採用されるが、特に、地図データに基づいて道路モデルを生成し、この道路モデルから逸脱するエッジ成分を除外することによって走行領域の境界の検出精度を向上させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７０４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記境界検出装置では、道路モデルを地図データから生成するため、地図データを格納するデータベースが必要となる。また、地図データと実際の道路形状が異なると、走行領域の境界を示すエッジ成分を除外してしまう虞があった。
【０００５】
そこで、このような問題点を鑑み、車両が走行する走行領域の境界を検出する境界検出装置において、地図データのデータベースを必要としない簡素な構成で精度よく走行領域の境界を検出できるようにすることを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために成された第１の構成の境界検出装置において、エッジ方向演算手段は、自車両の周囲を撮像した撮像画像を構成する多数の画素のそれぞれについて、撮像画像の縦方向に隣接する画素間における輝度変化の大きさと横方向に隣接する画素間の輝度変化の大きさとを検出し、各方向の輝度変化の大きさを比較することによって、最も大きく輝度が変化する方向を表すエッジ方向を演算する。また、エッジ成分抽出手段は、多数の画素のそれぞれについて、隣接する画素間の輝度変化が輝度基準値以上の領域を表すエッジ成分を抽出する。そして、角度演算手段は、各エッジ成分について、予め設定された撮像画像中の無限遠点の位置とエッジ成分の位置とを結ぶ直線を表す仮想基準直線の方向に対するエッジ方向のなす角を演算し、第１重み付け設定手段は、なす角が直角に近くなるにつれて重み付けが大きくなるように、各エッジ成分に対して重み付けを設定する。さらに、端部検出手段は、各エッジ成分に設定された重み付けを考慮して画像処理を行うことで、走行領域の境界の端部を検出する。
【０００７】
このような境界検出装置によれば、各エッジ成分についてエッジ方向と仮想基準直線とのなす角に応じて重み付けを設定し、この重み付けを考慮して画像処理を行うので、画像処理の際に、走行領域の境界である可能性が高いエッジ方向の向きを有するエッジ成分の影響を大きくすることができる。したがって、簡素な構成で精度よく走行領域の境界を検出することができる。
【０００８】
なお、本発明において、エッジ成分を抽出する際には、撮像画像の縦方向、横方向、或いはエッジ方向等の任意の方向における輝度変化と輝度基準値とを比較するようにすればよい。また、本発明の画像処理としては、周知のハフ変換等の投票処理や、最小二乗法等、走行領域の境界となる曲線（直線）を求めるための周知の処理を採用することができる。
【０００９】
ところで、上記境界検出装置においては、第２の構成のように、境界検出装置は、繰り返し走行領域の境界を検出するよう設定されており、走行領域の境界が検出される度に、この走行領域の境界の位置に従って撮像画像中の新たな無限遠点の位置を検出し、以前の無限遠点の位置を新たな無限遠点の位置に更新する無限遠点更新手段、を備え、角度演算手段は、新たな無限遠点の位置を利用してなす角を演算するようにしてもよい。
【００１０】
このような境界検出装置によれば、無限遠点の位置をフィードバックして利用することができるので、乗員や荷物の量の変化に伴って車両の傾きに変化が生じた場合等においても、適切に撮像画像中の無限遠点の位置を設定することができる。本発明の構成では、走行領域の境界が概ね直線と判断できる場合に有効である。
【００１１】
また、上記境界検出装置においては、第３の構成のように、以前に検出された走行領域の境界の形状に基づいて、撮像画像において予想される走行領域の境界の形状を示す判断用道路モデルを生成する判断用道路モデル生成手段、を備え、角度演算手段は、エッジ成分の位置毎に、判断用道路モデルのうちのエッジ成分の位置に対応する部位における接線方向に仮想基準直線を設定し、この仮想基準直線の方向に対するエッジ方向のなす角を演算するようにしてもよい。
【００１２】
このような境界検出装置によれば、車両が走行する道路が直線でない場合であっても走行領域の形状に応じて適切にエッジ成分の重み付けを行うことができる。なお、第２の構成と第３の構成とを組み合わせる場合には、以前に検出された走行領域の境界の形状に基づいて、走行領域の境界が直線であるか曲線であるかを判断し、直線である場合には第２の構成を採用し、曲線である場合には第３の構成を採用すればよい。
【００１３】
さらに、上記境界検出装置においては、第４の構成のように、エッジ成分の位置毎に、このエッジ成分の位置を通過し、判断用道路モデルを構成する複数のパラメータに対して一部のパラメータのみが異なる類似道路モデルを生成する類似道路モデル生成手段、を備え、角度演算手段は、エッジ成分の位置毎に、類似道路モデルのうちのエッジ成分の位置に対応する部位における接線方向に仮想基準直線を設定し、この仮想基準直線の方向に対するエッジ方向のなす角を演算するようにしてもよい。
【００１４】
このような境界検出装置によれば、エッジ成分の位置を通過する仮想基準直線を設定するので、エッジ成分の位置に走行領域の境界が存在すると仮定した場合の仮想基準直線を適切に設定することができる。
【００１５】
また、上記境界検出装置においては、第５の構成のように、類似道路モデルと判断用道路モデルとで異なるパラメータについて、類似道路モデルにおけるこのパラメータの値と、判断用道路モデルにおけるこのパラメータの値とを比較し、これらの差が小さくなるにつれて重み付けが大きくなるように、各エッジ成分に対して重み付けを設定する第２重み付け設定手段、を備えていてもよい。
【００１６】
このような境界検出装置によれば、判断用道路モデルに近い類似道路モデルを構成するエッジ成分に対して重み付けを大きく設定することができるので、判断用道路モデルに近い走行領域の境界が検出されやすくすることができる。
【００１７】
次に、上記目的を達成するために成された第６の構成としての境界検出プログラムは、コンピュータを請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の境界検出装置を構成する各手段として機能させるためのプログラムであることを特徴とする。
【００１８】
このような境界検出プログラムによれば、少なくとも請求項１に記載の強化検出装置と同様の効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】車両に搭載された境界検出システム１の構成を示すブロック図である。
【図２】境界検出処理を示すフローチャート（ａ）、および道路モデル設定処理を示すフローチャート（ｂ）である。
【図３】白線候補抽出処理を示すフローチャート（ａ）、およびエッジ強度・方向算出処理（ｂ）を示すフローチャートである。
【図４】エッジ強度およびエッジ方向を示す説明図である。
【図５】重み付け処理を示すフローチャート（ａ）、および具体的な重み付けの値を示すグラフ（ｂ）（ｃ）である。
【図６】局所的な無限遠点を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
図１は、車両に搭載された境界検出システム１の構成を示すブロック図であり、（ａ）は全体構成、（ｂ）は主要部となる車線境界検出装置の詳細構成である。図１（ａ）に示すように、境界検出システム１は、車線境界検出装置１０（境界検出装置）と車両制御ＥＣＵ２０とを備えている。
【００２１】
車線境界検出装置１０は、自車両が走行中の車線（走行領域）の境界（以下「車線境界」という）となる位置等を示す境界パラメータを生成する機能を有する。また、車両制御ＥＣＵ２０は、車線境界検出装置１０とは車載ＬＡＮを介して接続され、その車載ＬＡＮを介して車線境界検出装置１０から取得する境界パラメータに基づき、自車両が走行中の車線を逸脱する可能性を求めて、その旨をドライバに報知する各種処理を実行する機能を有する。
【００２２】
車線境界検出装置１０は、図１（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ１１と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１２と、画像メモリ１３と、ＣＰＵ１４と、ＲＯＭ１５と、ＲＡＭ１６と、通信ＩＣ１７とを備えている。ＣＣＤカメラ１１は、車両の進行方向（車両前方）の路面を撮像するように配置されている。
【００２３】
ＡＤＣ１２は、ＣＣＤカメラ１１から出力されるアナログの画像信号をデジタルの画像データに変換する。画像メモリ１３は、ＡＤＣ１２によって得られた画像データを格納する。
【００２４】
ＣＰＵ１４は、画像メモリ１３に記憶されている画像データに基づいて、境界パラメータを生成する処理等を実行する。なお、ＲＯＭ１５は、ＣＰＵ１４が実行する処理のプログラムなどを記憶しており、ＲＡＭ１６はＣＰＵ１４の作業領域として機能する。
【００２５】
通信ＩＣ１７は、ＣＰＵ１４での処理結果等を、車載ＬＡＮを介して外部へ出力する。  車両制御ＥＣＵ２０は、車線境界検出装置１０と同様に、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，通信ＩＣを備える他、当該ＥＣＵ２０に直結されたセンサ等から検出信号を取り込んだり、制御対象に対する制御信号を出力したりするためのＩＯポート等を備えている。
【００２６】
ここでは、制御対象として、警報音を発生させるスピーカが少なくとも接続されている。なお、車両制御ＥＣＵ２０は、車両が走行レーンから逸脱しないように操舵トルクを制御する操舵トルク制御装置等の交通事故を防止するための装置として機能するように構成されていてもよい。
【００２７】
［本実施形態の処理］
次に、ＣＰＵ１４が実行する境界検出処理（境界検出プログラムによる処理の内容）を、図２以下に示すフローチャートに沿って説明する。本処理は、例えば、イグニションスイッチ等の車両の電源がＯＮ状態にされると開始され、その後、一定時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に繰り返し実施される処理である。
【００２８】
図２（ａ）は境界検出処理を示すフローチャート、図２（ｂ）は境界検出処理のうちの道路モデル設定処理を示すフローチャートである。また、図３（ａ）は境界検出処理のうちの白線候補抽出処理を示すフローチャート、図３（ｂ）は白線候補抽出処理のうちのエッジ強度・方向算出処理を示すフローチャートである。さらに、図５（ａ）は白線候補抽出処理のうちの重み付け処理を示すフローチャートである。
【００２９】
境界検出処理においては、図２（ａ）に示すように、まず、道路モデル設定処理を実施する（Ｓ１１０）。道路モデル設定処理は、前回以前の境界検出処理において検出した白線位置（走行領域の境界）と自車両の運動状態とを利用して、自車両が走行する道路の形状（曲率等）を推定し、撮像画像中の白線の推定位置を道路モデルとして設定する処理である。
【００３０】
詳細には、図２（ｂ）に示すように、道路モデル設定処理は、まず、前回検出した無限遠点の位置を取得する（Ｓ２１０）。そして、無限遠点の位置が取得できたか否かを判定する（Ｓ２２０）。
【００３１】
当該境界検出処理が起動した直後（つまり、初めて境界検出処理を開始した場合）には、前回以前に検出された無限遠点の位置の情報が存在しないため、この処理では否定判定され、その他の場合には肯定判定される。無限遠点の位置が取得できていれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、後述するＳ２４０の処理に移行する。
【００３２】
また、無限遠点の位置が取得できていなければ（Ｓ２２０：ＮＯ）、推定道路モデルを設定する（Ｓ２３０）。ここで設定する推定道路モデルは、例えば図４（ａ）に示すように、無限遠点（ＦＯＥ）の位置と、無限遠点に向かって延びる２本の直線状の白線とを備えて構成される。
【００３３】
続いて、自車両の車速およびヨーレートを、車内ＬＡＮを介して接続された周知の車速センサ（図示省略）およびヨーレートセンサ（図示省略）から取得し（Ｓ２４０）、ヨーレートの零点補正を行う（Ｓ２５０）。なお、ヨーレートの零点補正については、例えば特開平９−４９８７５号公報等に開示されているような周知の処理を実施すればよい。
【００３４】
次に、自車両に搭載された車速センサおよびヨーレートセンサによる検出結果を利用して自車両が走行する道路の曲率を演算し、判断用道路モデルを生成し、設定する（Ｓ２６０：判断用道路モデル生成手段）。
【００３５】
ここで、判断用道路モデルは、Ｓ２３０の処理や前回の境界検出処理（後述するＳ１５０の処理）において設定された推定道路モデルを補正することによって生成される。詳細には、推定道路モデルには、車線幅（デフォルト値または前回検出値を利用）、白線の形状、無限遠点の位置等の情報が含まれている。ただし、推定道路モデルは、過去（またはデフォルト値）の道路形状を示すものであるため、この処理では、推定道路モデルを、車速、旋回角速度、カーブの曲率等の情報を利用して、現在の撮像画像で得られると推定されるモデルに補正する。
【００３６】
例えば、車速に応じて車両が前進することを予測し、予測した位置で撮像されると推定される白線の形状を生成する。また、推定道路モデルに含まれるカーブの曲率とヨーレートセンサによるカーブの曲率が異なる場合には、ヨーレートセンサによるカーブの曲率に応じて白線の形状を補正する。
【００３７】
このとき、判断用道路モデルのカーブの曲率は、ヨーレートセンサによるカーブの曲率をそのまま採用してもよいし、推定道路モデルのカーブの曲率との加重平均を採用してもよい。このような処理が終了すると、道路モデル設定処理を終了する。
【００３８】
続いて、図２（ａ）に戻り、白線候補抽出処理を実施する（Ｓ１２０）。白線候補抽出処理は、撮像画像から白線候補（走行領域の境界となる可能性がある境界候補）を抽出する処理である。
【００３９】
詳細には、図３（ａ）に示すように、まず、ＣＣＤカメラ１１からこのカメラ１１による撮像画像を取得し（Ｓ３１０）、エッジ方向・方向算出処理を実施する（Ｓ３２０：エッジ方向演算手段）。この処理は、撮像画像を構成する各画素を順に選択し、選択した各画素についてそれぞれ実施される。例えば、左上隅の画素から右上隅の画素まで順次実施され、その後、１つ下の左隅の画素から右隅の画素まで順次実施することを繰り返すことによって実施される。
【００４０】
エッジ方向・方向算出処理では、図３（ｂ）に示すように、まず、各画素について撮像画像の縦方向のエッジ強度を検出し（Ｓ４１０）、撮像画像の横方向のエッジ強度を検出する（Ｓ４２０）。ここで、エッジ強度とは、隣接する画素間の明るさの差を意味する。
【００４１】
エッジ強度について図４を用いてより詳細に説明する。図４はエッジ方向・方向算出処理を示す説明図である。
例えば、図４（ａ）に示すような直線状の白線が撮像された撮像画像において、横方向に設定されたラインＡ上の各画素の明るさを検出すると、ラインＡ上の横位置と明るさとの間には、図４（ｂ）に示すような関係が得られる。そして、ある画素の明るさと左側で隣接する画素の明るさとの差を変化量とすると、ラインＡ上の横位置と変化量との間には、図４（ｃ）に示すような関係が得られる。
【００４２】
また同様に、縦方向に設定されたラインＢ上の各画素の明るさを検出すると、ラインＢ上の縦位置と明るさとの間には、図４（ｄ）に示すような関係が得られ、ある画素の明るさと下側で隣接する画素の明るさとの差を変化量とすると、ラインＢ上の縦位置と変化量との間には、図４（ｅ）に示すような関係が得られる。つまり、それぞれの方向（縦方向または横方向）において隣接する画素間の明るさの差が大きくなるほど、エッジ強度が大きくなるといえる。
【００４３】
続いて、図３（ｂ）に戻り、縦方向・横方向のエッジ強度に基づいてエッジ方向を算出する（Ｓ４３０）。ここで、エッジ方向とは、ある画素間において最も明るさが変化する方向（白線に対する接線に垂直な方向）を示す。
【００４４】
例えば、横断歩道のように、白線が撮像画像中の真横に向いて配置される場合には、縦方向のエッジ強度は大きくなるが、横方向のエッジ強度はほぼ０となる。また、図４（ａ）に示すように、白線が撮像画像中に斜め約４５度に配置されている場合には、概ね縦方向および横方向のエッジ強度が同等になる。このような特性を利用して、縦方向および横方向のエッジ強度のバランスによって、エッジ方向を特定することができる。
【００４５】
このような処理が終了すると、エッジ強度・方向算出処理を終了する。続いて、図３（ａ）に戻り、この撮像画像中に含まれるエッジ成分を検出する（Ｓ３３０：エッジ抽出手段）。
【００４６】
エッジ成分とは、撮像画像を構成する多数の画素のうちの隣接する画素間において輝度基準値以上の輝度変化（エッジ強度）がある領域を表し、一般的にはエッジ点とも呼ばれる。輝度基準値以上の輝度変化があるか否かについては、縦方向または横方向の輝度変化（エッジ強度）と輝度基準値とを比較するようにしてもよいし、エッジ方向における輝度変化（例えば縦方向におけるエッジ強度と横方向におけるエッジ強度との二乗平均）と輝度基準値とを比較するようにしてもよい。
【００４７】
続いて、重み付け処理を行う（Ｓ３５０）。重み付け処理は、エッジ成分の位置およびエッジ方向の妥当性により各エッジ成分に対する重み付けを設定する処理である。詳細には図５（ａ）に示すように、まず、エッジ成分の位置を通過し、判断用道路モデルに類似する類似道路モデルを算出する（Ｓ５１０：類似道路モデル生成手段）。
【００４８】
例えば、類似道路モデルは、判断用道路モデルに対して、カーブの曲率（カーブの半径）のみが異なるモデルである。続いて、類似道路モデルのカーブの半径と、判断用道路モデルのカーブの半径とを比較し、これらの差に応じた重み付けを行う（Ｓ５２０：第２重み付け設定手段）。詳細には、例えば図５（ｂ）に示すように、カーブの半径の差が大きくなると係数（重み付け）が小さくなるようにする。
【００４９】
次に、類似道路モデルの局所的な無限遠点（局所ＦＯＥ）を算出する（Ｓ５３０）。この処理では、図６に示すように、局所的な無限遠点を算出しようとするエッジ成分の位置毎に、エッジ成分の位置と、この位置と等距離に位置する部位とにおいて、類似道路モデルに接線を引き、エッジ成分の位置毎の無限遠点を求める。
【００５０】
そして、このエッジ成分の位置と、このエッジ成分に対する局所的な無限遠点とを結ぶ直線とエッジ方向とのなす角を演算し、このなす角に応じて、エッジ成分の重み付けを設定する（Ｓ５４０：角度演算手段、第１重み付け設定手段）。この処理では、例えば、図５（ｃ）に示すように、なす角が直角に近くなるにつれて重み付けが大きくなるように、各エッジ成分に対して重み付けを設定し、Ｓ５２０の処理で設定された係数（図５（ｂ）参照）とＳ５４０の処理で設定された係数（図５（ｃ）参照）との積がエッジ成分に対する重み付けとして設定される。
【００５１】
このような処理を終了すると、重み付け処理を終了する。続いて、図３（ａ）に戻り、各エッジ成分の配置に基づいて走行領域の境界となる曲線（直線を含む）の候補を周知のハフ変換を行うことで白線候補として抽出する（Ｓ３６０：端部検出手段）。ただし、このハフ変換を行う際には、重み付けが考慮され、大きな値の重み付けがされたエッジ成分ほど白線候補に選ばれやすくなる。このような処理が終了すると、白線候補抽出処理を終了する。
【００５２】
そして、図２（ａ）に戻り、最も確からしい白線候補を走行領域の境界を示す白線として設定し、ＲＡＭ１６等のメモリに記録する（Ｓ１３０）。続いて、撮像画像中において自車両両側の白線を延長したときの交点と予想される位置を無限遠点として設定し、ＲＡＭ１６等のメモリに上書き記録する（Ｓ１４０：無限遠点更新手段）。
【００５３】
そして、この白線の形状を、推定道路モデルとしてＲＡＭ１６等のメモリに上書き記録し（Ｓ１５０）、境界検出処理を終了する。なお、Ｓ１３０〜Ｓ１５０の処理で記録された白線の位置および無限遠点の位置を含む推定道路モデルは、次回以降の境界検出処理の際に利用される。
【００５４】
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した車線境界検出装置１０においてＣＰＵ１４は、自車両の周囲を撮像した撮像画像を構成する多数の画素のそれぞれについて、撮像画像の縦方向に隣接する画素間における輝度変化の大きさと横方向に隣接する画素間の輝度変化の大きさとを検出し、隣接する画素間の輝度変化が輝度基準値以上の領域を表すエッジ成分を抽出し、各エッジ成分について各方向の輝度変化の大きさを比較することによって、最も大きく輝度が変化する方向を表すエッジ方向を演算する。そして、ＣＰＵ１４は、各エッジ成分について、所定の仮想基準直線の方向に対するエッジ方向のなす角を演算し、このなす角が直角に近くなるにつれて重み付けが大きくなるように、各エッジ成分に対して重み付けを設定する。さらに、ＣＰＵ１４は、各エッジ成分に設定された重み付けを考慮して画像処理を行うことで、走行領域の境界の端部を検出する。
【００５５】
このような車線境界検出装置１０によれば、各エッジ成分についてエッジ方向と仮想基準直線とのなす角に応じて重み付けを設定し、この重み付けを考慮して画像処理を行うので、画像処理の際に、走行領域の境界である可能性が高いエッジ方向の向きを有するエッジ成分の影響を大きくすることができる。したがって、簡素な構成で精度よく走行領域の境界を検出しやすくすることができる。
【００５６】
また、上記車線境界検出装置１０においてＣＰＵ１４は、以前に検出された走行領域の境界の形状に基づいて、今回得られた撮像画像において予想される走行領域の境界の形状を示す判断用道路モデルを生成し、エッジ成分の位置毎に、判断用道路モデルのうちのエッジ成分の位置に対応する部位における接線方向に仮想基準直線を設定し、この仮想基準直線の方向に対するエッジ方向のなす角を演算する。
【００５７】
このような車線境界検出装置１０によれば、車両が走行する道路が直線でない場合であっても走行領域の形状に応じて適切にエッジ成分の重み付けを行うことができる。
さらに、上記車線境界検出装置１０においてＣＰＵ１４は、エッジ成分の位置毎に、このエッジ成分の位置を通過し、判断用道路モデルを構成するパラメータに対して一部のパラメータのみが異なる類似道路モデルを生成し、エッジ成分の位置毎に、類似道路モデルのうちのエッジ成分の位置に対応する部位における接線方向に仮想基準直線を設定し、この仮想基準直線の方向に対するエッジ方向のなす角を演算する。
【００５８】
このような車線境界検出装置１０によれば、エッジ成分の位置を通過する仮想基準直線を設定するので、エッジ成分の位置に走行領域の境界が存在すると仮定した場合の仮想基準直線を適切に設定することができる。
【００５９】
また、上記車線境界検出装置１０においてＣＰＵ１４は、類似道路モデルと判断用道路モデルとで異なるパラメータについて、類似道路モデルにおけるこのパラメータの値と、判断用道路モデルにおけるこのパラメータの値とを比較し、これらの差が小さくなるにつれて重み付けが大きくなるように、各エッジ成分に対して重み付けを設定する。
【００６０】
このような車線境界検出装置１０によれば、判断用道路モデルに近い類似道路モデルを構成するエッジ成分に対して重み付けを大きく設定することができるので、判断用道路モデルに近い走行領域の境界が検出されやすくすることができる。
【００６１】
［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００６２】
例えば、本実施形態の画像処理では、周知のハフ変換等の投票処理を利用して走行領域の境界を検出したが、最小二乗法等の周知の処理を採用してもよい。
さらに、Ｓ３３０の処理とＳ３５０の処理との間において、画像座標系を平面（路面）座標系に変換する処理を実施してもよい（Ｓ３４０）。このようにすると、平面座標系において車両の移動量を算出する等の処理を行うことができ、処理を容易にすることができる。また、他のアプリケーション（例えば、衝突するか否かの判定を行うアプリケーション等）による処理も容易にすることができる。なお、上記のように座標系を変換した場合には、必要に応じて平面座標系での値を画像座標系に換算して道路モデル等を生成すればよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、以前に検出された走行領域の境界の形状（類似道路モデルの形状）が曲線である場合の処理について説明したが、例えば、Ｓ５２０とＳ５３０との間で、以前に検出された走行領域の境界の形状が直線であるか曲線であるかを判断し、直線である場合には、Ｓ５４０の処理で、撮像画像中の無限遠点（以前に検出された走行領域の境界における無限遠点）の位置とエッジ成分の位置とを結ぶ直線を表す仮想基準直線の方向に対するエッジ方向のなす角を演算するようにしてもよい。このようにすれば、より簡素な構成で、仮想基準直線を設定することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、類似道路モデルを生成したが、類似道路モデルを生成することなく、判断用道路モデルのみから仮想基準直線を求めてもよい。この場合Ｓ５４０の処理では、例えば、エッジ成分の位置と等距離に位置する判断用道路モデルの部位において接線方向を求め、この方向とエッジ方向とのなす角によって重み付けを行うようにすればよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…境界検出システム、１０…車線境界検出装置、１１…ＣＣＤカメラ、１２…ＡＤＣ、１３…画像メモリ、１４…ＣＰＵ、１５…ＲＯＭ、１６…ＲＡＭ、２０…車両制御ＥＣＵ、１７…通信ＩＣ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図４】
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