走行区分帯検出装置及び走行区分帯検出装置用プログラム
【課題】自車両の周囲の明るさに関わらず的確に走行区分帯を検出できる走行区分帯検出装置を提供する。
【解決手段】自車両の周囲の明るさを表すマップ番号（マップNo.）が判別値Ｄ以下であれば現在が夜間であると判別されるため、明部検出閾値は他の時間帯よりも大きい値ａ（０．５）に設定される。夜間であればキャッツアイなどの反射板が走行区分帯として設置してある道路において反射光を認識することからコントラストは大きくなり、明部検出閾値を大きく設定することによりノイズを走行区分帯と誤認識することがなくなる。またマップ番号が判別値Ｂと判別値Ｃとの間であれば現在が薄暗い夕方の時間帯であると判別されるため、明部検出閾値は他の時間帯よりも小さい値ｃ（０．１５）に設定され、的確に走行区分線（白線）を検出できる。
【解決手段】自車両の周囲の明るさを表すマップ番号（マップNo.）が判別値Ｄ以下であれば現在が夜間であると判別されるため、明部検出閾値は他の時間帯よりも大きい値ａ（０．５）に設定される。夜間であればキャッツアイなどの反射板が走行区分帯として設置してある道路において反射光を認識することからコントラストは大きくなり、明部検出閾値を大きく設定することによりノイズを走行区分帯と誤認識することがなくなる。またマップ番号が判別値Ｂと判別値Ｃとの間であれば現在が薄暗い夕方の時間帯であると判別されるため、明部検出閾値は他の時間帯よりも小さい値ｃ（０．１５）に設定され、的確に走行区分線（白線）を検出できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方の撮影画像から道路の走行区分帯を検出する走行区分帯検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両の前方を撮影した画像から道路の走行区分帯を検出する装置として、例えば特許文献１記載の白線検出装置があった。この白線検出装置は、道路の走行区分帯としての白線を認識するものであり、前方を撮影した画像から路面領域の画素値を検出し、白線領域の画素値との区別が可能となる閾値を設定して、白線の認識を行っている。
【特許文献１】特開２００５−１５７６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の白線検出装置では、自車両の周囲の明るさに関係なく閾値が設定されるため、走行区分帯が正確に検出できないおそれがあった。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、自車両の周囲の明るさに関わらず的確に走行区分帯を検出できる走行区分帯検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１記載の走行区分帯検出装置は、取得手段が自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得し、認識手段が取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する。そしてさらに判別手段と夜間設定手段を備え、判別手段が現在の時間帯を判別し、夜間設定手段が、判別手段により現在が夜間であると判別された場合に閾値を他の時間帯よりも大きく設定する。
【０００５】
ここでコントラストとは、明部と暗部との明るさの相対的な差異を表す値であればよく、明るさ（例えば画素値）の比だけでなく、差やそれらを組み合わせたものも含むし、例えば基準との差を算出した上で比を求めてもよい。
【０００６】
また走行区分帯とは、車両が走行する走路部分において車線を区分する境界をいい、昼間や夕方であれば白線、夜間であればキャッツアイなど反射板による反射光により示される。
【０００７】
かかる請求項１記載の発明によれば、白線認識が困難な夜間においても、キャッツアイなど反射板が走行区分帯として設置されている道路であれば、走行区分帯を的確に検出することができる。
【０００８】
すなわち、夜間は周囲の明るさが十分でなく、走路部分と白線部分とのコントラストが十分でないため、閾値を小さく設定しても白線認識を行うことは困難となる。そのため夜間では閾値を小さく設定しても白線認識ができないばかりか、前方画像のノイズを誤って走行区分帯と認識してしまう可能性があった。一方、キャッツアイなど反射板が走行区分帯として設置されている道路であれば、走路部分と走行区分帯としての反射板とのコントラストはかなり大きくなる。
【０００９】
そこで、請求項１記載の発明では、夜間の閾値を他の時間帯よりも大きく設定する。これにより、ノイズを誤って認識することなく、反射板が走行区分帯として設置されている道路の走行区分帯を的確に検出することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の走行区分帯検出装置において、さらにカメラ設定手段を備える。そしてそのカメラ設定手段は、走行区分帯としての反射板の反射光が夜間において前方画像内で白線として認識される程度に伸びるようにカメラのシャッタースピードを設定する。
【００１１】
ここにいう夜間においてとは、請求項１の判別手段により現在が夜間であると判別された場合でもよいし、この判別手段とは別の基準により夜間であると判断してもよい。
かかる請求項２記載の発明によれば、夜間には反射板の反射光が白線として認識される程度に伸びるようにカメラのシャッタースピードが設定されるので、キャッツアイなど反射板が設置してある道路であれば、夜間であっても既存の白線認識により走行区分帯を検出できる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の走行区分帯検出装置において、さらに夕方設定手段を備える。そしてその夕方設定手段は、判別手段により現在が夕方であると判別された場合に閾値を他の時間帯よりも小さく設定する。
【００１３】
かかる請求項３記載の発明によれば、走路部分と白線部分とのコントラストが比較的小さい夕方の時間帯であっても的確に走行区分帯としての白線を検出できる。
すなわち、明るい昼間は走路部分と白線部分とのコントラストが大きいため、閾値も大きく設定することができるが、この閾値のままで、薄暗い夕方に白線認識を実行しようとすると、走路部分と白線部分とのコントラストが昼間ほど大きくないため、白線が的確に認識できない可能性があった。また逆に、薄暗い夕方に合わせて閾値を小さく設定してしまうと、明るい昼間に轍などを誤って白線と認識してしまう可能性もあった。
【００１４】
そこで、請求項３記載の発明では、夕方の閾値を他の時間帯よりも小さく設定する。これにより、的確に走行区分帯としての白線を検出することができる。
請求項４記載の発明は、取得手段が自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得し、認識手段が取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する。そしてさらに判別手段と夕方設定手段を備え、判別手段が現在の時間帯を判別し、夕方設定手段が判別手段により現在が夕方であると判別された場合に閾値を他の時間帯よりも小さく設定する。
【００１５】
かかる請求項４記載の発明によれば、現在が薄暗い夕方であると判別された場合に閾値が他の時間帯よりも小さく設定されるので、走路部分と白線部分とのコントラストが比較的小さい夕方の時間帯であっても的確に走行区分帯としての白線を検出できる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の走行区分帯検出装置であり、過渡設定手段を備える。そしてその過渡設定手段は、判別手段により現在が過渡時間帯であると判別された場合に閾値を時間の経過に応じて変化させて設定する。
【００１７】
ここで過渡時間帯とは、例えば、昼間から夕方、夕方から夜間など、自車両の周囲の明るさが短時間で変化する時間帯をいい、季節によって変化しうる。
また、時間の経過に応じて変化させる方法としては例えば、周期的に周囲の明るさを検出し、線形補間により明るさの変化に応じて閾値を変化させることができる。
【００１８】
かかる請求項５記載の発明によれば、短時間で周囲の明るさが大きく変化する過渡時間帯であっても、的確な閾値が設定されることになるため、走行区分帯を正確に検出することが可能となる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の走行区分帯検出装置であり、判別手段が、前方画像の明るさを基に現在の時間帯を判別する。
かかる請求項６記載の発明によれば、前方画像から現在の時間帯を判別するので、例えば昼間であっても悪天候などで周囲が暗ければ夕方又は夜間と判別して適切な閾値が設定されるし、逆に夜間であっても街中などで周囲が明るければ昼間又は夕方と判別して適切な閾値が設定される。また前方画像を用いることで、新たに他のセンサを設置する必要がなくなり、装置の簡素化につながる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の走行区分検出装置であり、判別手段が、自車両のライトの点灯状態に基づき現在の時間帯を判別する。
かかる請求項７記載の発明によれば、自車両のライトの点灯状態に基づき判別するので、現在の時間帯を判別するための他の装置が不要となる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得する取得手段と取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する認識手段としてコンピュータを機能させる走行区分帯検出装置用プログラムであり、さらに、現在の時間帯を判別する判別手段と、判別手段により現在が夜間であると判別された場合に閾値を他の時間帯よりも大きく設定する夜間設定手段としてコンピュータを機能させる。
【００２２】
かかる請求項８記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１ 構成］
図１は、実施形態の走行区分帯検出システム１の構成を機能的に説明した機能ブロック図である。
【００２４】
走行区分帯検出システム１は、前方監視カメラ２及び走行区分帯検出装置３を備え、自車両に搭載される。走行区分帯検出装置３は、明るさ制御部４及び走行区分帯認識部５を備え、走行区分帯認識部５は閾値算出部６及び認識部７を備える。また、ライトスイッチ８からスイッチ信号が走行区分帯認識部５に入力される。
【００２５】
なお、走行区分帯検出装置３は、図示しない電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）を備えており、実際には、このＥＣＵが、明るさ制御部４、閾値算出部６及び認識部７として機能する。すなわち、これら各構成要素は、それぞれ独立したハードウェアで構成する必要はなく、ソフトウエアとして共通化して実現することが可能である。
【００２６】
前方監視カメラ２はＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどによって構成されており、これにより、例えば図２に示すような車両前方の画像（以下「前方画像」という。）を撮影し、撮影した前方画像を信号として走行区分帯検出装置３に送信する。
【００２７】
走行区分帯検出装置３は、前方監視カメラ２から送信される前方画像を基に、前方監視カメラ２に制御情報を送信し、また前方画像から道路の走行区分帯を認識する処理を実行する。
【００２８】
具体的には、前方監視カメラ２で撮影された前方画像は、走行区分帯検出装置３に送信され、内部の明るさ制御部４及び走行区分帯認識部５にそれぞれ送信される。送信された前方画像を基に、明るさ制御部４により前方監視カメラ２に対してフィードバック制御が行われ、走行区分帯認識部５により走行区分帯の認識処理が行われる。検出された走行区分帯は、自車両の自動走行システムなど自車両の運転制御全般に用いられる。
【００２９】
明るさ制御部４は、前方監視カメラ２から前方画像を入力して、その前方画像から明るさを検出して、前方監視カメラ２のシャッタースピードやゲインなどの制御情報をフィードバックする。具体的には、前方監視カメラ２から前方画像を受け取って、これが表す例えば図２に示す前方画像において、前方の道路を含む明るさを算出するための領域（以下「明るさ算出領域」という。）を設定し、その明るさ算出領域内の画素平均値を算出し、この値を自車両の周囲の明るさとして、制御情報を決定する。
【００３０】
閾値算出部６は、前方画像において暗部としての走路部分と明部としての走行区分帯（白線又は反射板）とのコントラストから、明部としての走行区分帯を認識するための明部検出閾値を算出する。
【００３１】
認識部７では、前方画像を例えば横方向に走査して、閾値算出部６で算出した明部検出閾値以上のコントラストがある部分を走行区分帯（白線又は反射板）として認識し検出する処理を行う。
【００３２】
ライトスイッチ８は、自車両のヘッドライト（図示せず）及びスモールライト（図示せず）が、それぞれ手動／自動によりオン／オフとするためのスイッチである。このスイッチが点灯状態にあるか又は消灯状態にあるかについては、スイッチ信号として走行区分帯検出装置３の走行区分帯認識部５に送信される。
【００３３】
［２ 処理］
図３は、ＥＣＵが実行する明るさ制御処理を示すフローチャートである。この明るさ制御処理は車両のイグニションスイッチがＯＮにされると開始される。
【００３４】
まずＳ１００では、現在の前方画像を前方監視カメラ２から取得し、図２に示した明るさ算出領域内の明るさ平均（画素平均値）を算出する。ここで算出した画素平均値が、自車両の現在の周囲の明るさを表していることになる。図２で前方画像の全体ではなく、前方の道路を含む一部の領域となる明るさ算出領域内で明るさ平均を算出したのは、例えば前方にトンネルがあったり、道路の横に建物があったりした場合、トンネルや建物の色や明るさに影響を受けて、正確に自車両の周囲の明るさを検出できない可能性があるからである。この明るさ算出領域を設定する方法としては、例えば、画像内の消失点（無限遠点ともいう）からやや下方の一定領域とすることができる。
【００３５】
次にＳ１１０で、現在の周囲の明るさ平均（画素平均値）が現在設定されているマップ番号の明るさ目標値に不感帯の数値を加えた数値以上であるか否かを判断する。現在設定されているマップ番号の初期値としては例えば、前回終了時のマップ番号を用いることができるし、その値もない場合は便宜的に仮のマップ番号を用いればよい。明るさのマップと制御情報との関係は図４に示すとおりである。
【００３６】
図４に示す「ＮＯ」の部分がマップ番号であり、各マップ番号に応じて制御情報としてのゲインとシャッタースピードが決まる。マップ番号は０〜９２の整数で表され、値が小さいほど暗い時、値が大きくなるほど明るい時の制御情報（ゲインとシャッタースピード）となる。すなわち、暗い時ほどシャッタースピードは長く（遅く）なり、ゲインも大きくなるのに対し、逆に明るい時ほどシャッタースピードは短く（速く）なり、ゲインも小さくなる。例えば、マップ番号が「３０」であれば、ゲインが「Ａ３３」、シャッタースピードが「Ｂ３３」の制御情報が前方監視カメラ２にフィードバックされる。
【００３７】
またＳ１１０に示した明るさ目標値とは、マップ番号に対応した画素値（明るさ）であり、また不感帯とは、明るさ制御状態が頻繁に変化するのを防止するため、カメラ制御を実行すべきか否かの判定用閾値として利用されるものである。具体的には、現在使用中のＮ番目のマップ番号と、明るさ目標値とに基づき判断される撮影対象の明るさを基準として、その前後１段分のマップ番号に相当する明るさの範囲を不感帯として算出する。つまり、Ｎ−１番目のマップ番号と明るさ目標値とに基づき判断される撮影対象の明るさから、Ｎ＋１番目のマップ番号と明るさ目標値とに基づき判断される撮影対象の明るさまでの範囲を、不感帯として算出する。現在の周囲の明るさ（画素値）が明るさ目標値に不感帯の数値を加えた値以上となった場合に、マップ番号を加えて、より明るい時の制御情報を前方監視カメラ２にフィードバックすることになる。
【００３８】
Ｓ１１０で、現在の画素平均値が、明るさ目標値と不感帯の数値とを加えた数値以上であれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０に進み、そうでなければ（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１３０に進む。
【００３９】
Ｓ１２０では、現在の画素平均値からみて、周囲の明るさが現在のマップ番号が予定している明るさよりも明るいことになるため、現在のマップ番号（マップNo.）を１つだけ増加（インクリメント）して、Ｓ１６０に進む。
【００４０】
またＳ１３０では、周囲の明るさ平均（画素平均値）が現在設定されているマップ番号の明るさ目標値から不感帯の数値を引いた数値以下であるか否かを判断する。ここでは現在の周囲の明るさが現在のマップ番号が予定している明るさよりも暗いか否かを判断することになる。Ｓ１３０で、現在の画素平均値が明るさ目標値から不感帯の数値を引いた数値以下であれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０に進み、そうでなければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、Ｓ１５０に進む。
【００４１】
Ｓ１４０では、現在の画素平均値からみて、周囲の明るさが現在のマップ番号が予定している明るさよりも暗いことになるため、現在のマップ番号（マップNo.）を１つだけ減少（デクリメント）して、Ｓ１６０に進む。このＳ１４０の処理により、明るさ平均（画素平均値）が小さく暗いほど、マップ番号は小さい値となり、シャッタースピードが長く設定されることになるが、特に夜間に相当するマップ番号では、走行区分帯としての反射板の反射光が前方画像内で既存の白線認識処理により白線として認識される程度に伸びるように前方監視カメラのシャッタースピードが設定される。
【００４２】
またＳ１５０では、周囲の明るさが現在のマップ番号が予定している明るさの範囲内にあることになるため、マップ番号を変更せずに、そのままＳ１６０に進む。
最後にＳ１６０では、算出されたマップ番号にしたがって、カメラ制御情報を読み取り、前方監視カメラ２に制御情報としてゲインとシャッタースピードを送信（フィードバック）して、終了する。この明るさ制御処理は一定の周期（例えば１００ｍｓ）で繰り返して処理することで、現在の周囲の明るさであるマップ番号に応じた制御情報が前方監視カメラ２にフィードバックされることになる。
【００４３】
図５は、ＥＣＵが実行する閾値算出処理を示すフローチャートである。この閾値算出処理も車両のイグニションスイッチがＯＮにされると開始される。
まずＳ２００で、明るさ制御部４により算出された現在の周囲の明るさを示すマップ番号（マップNo.）を取得し、Ｓ２１０に進む。
【００４４】
次にＳ２１０で、マップ番号（マップNo.）が昼間に相当する判別値Ａ以上であるか否かを判断する。このマップ番号と判別値との関係は図６に示すようにマップ番号が大きいほど外部が明るいことから、例えば判別値Ａを５０と設定して、５０以上であれば現在が昼間と判別することが考えられる。
【００４５】
Ｓ２１０でマップ番号が判別値Ａ以上であれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２２０に進み、判別値Ａ以上でなければ（Ｓ２１０：ＮＯ）、Ｓ２３０に進む。
Ｓ２２０では、明部検出閾値をｂと設定し、処理の最初に戻る。このＳ２２０では、マップ番号から現在が昼間と判別された場合であり、昼間の明部検出閾値としては例えば、０．３５を用いることができ、この場合の明部検出閾値は比較的大きいが、夜間よりは小さい値に設定される。
【００４６】
Ｓ２３０では、マップ番号が昼間から夕方の過渡時間帯に相当する判別値Ｂ以上であるか否かを判断する。図６の例でいえば、マップ番号としての判別値Ｂが３５と設定され、マップ番号が３５以上５０未満であれば、昼間から夕方への過渡時間帯であることになる。
【００４７】
Ｓ２３０で、マップ番号が判別値Ｂ以上であれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、Ｓ２４０に進み、判別値Ｂ以上でなければ（Ｓ２３０：ＮＯ）、Ｓ２５０に進む。
Ｓ２４０では、Ａ・Ｂ間のマップ番号に対応させてｂ・ｃ間で明部検出閾値を線形補間により算出する。ここではｂを０．３５、ｃを０．１５と設定しており、これは現在が昼間から夕方にかけての過渡時間帯であることを考慮して、明部検出閾値を周囲の明るさに対応して変化させて設定するものである。
【００４８】
次にＳ２５０では、マップ番号が夕方の明るさに相当する判別値Ｃ以上であるか否かが判別される。マップ番号が判別値Ｃ以上であれば（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、Ｓ２６０に進み、判別値Ｃ以上でなければ（Ｓ２５０：ＮＯ）、Ｓ２７０に進む。
【００４９】
Ｓ２６０では、明部検出閾値をｃと設定し、処理を終了する。このＳ２６０では、マップ番号から現在が夕方であると判別された場合であり、夕方の明部検出閾値としては例えば、０．１５を用いることができ、この場合の明部検出閾値は他の時間帯よりも小さい値に設定される。
【００５０】
Ｓ２７０では、マップ番号が昼間から夜間の過渡時間帯に相当する判別値Ｄ以上であるか否かを判断する。図６の例でいえば、マップ番号としての判別値Ｄが１５と設定され、マップ番号が１５以上２０未満であれば、夕方から夜間への過渡時間帯であることになる。
【００５１】
Ｓ２７０で、マップ番号が判別値Ｄ以上であれば（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、Ｓ２８０に進み、判別値Ｄ以上でなければ（Ｓ２７０：ＮＯ）、Ｓ２９０に進む。
Ｓ２８０では、図６に示すように、Ｃ・Ｄ間のマップ番号に対応してｃ・a間で明部検出閾値を線形補間により算出する。ここではｃを０．１５、ａを０．５と設定している。これは現在が夕方から夜間にかけての過渡時間帯であることを考慮して、明部検出閾値を周囲の明るさに対応して変化させて設定するものである。
【００５２】
次にＳ２９０では、マップ番号が判別値１５未満であることから夜間であると判別された場合であり、明部検出閾値をaと設定する。夜間の明部検出閾値としては例えば、０．５を用いることができ、明部検出閾値は他の時間帯よりも大きい値に設定される。夜間は白線認識が困難であることから、他の時間帯よりも明部検出閾値を大きくして、キャッツアイなど反射板の反射光を認識して検出する。この場合、走路部分の暗部と反射光部分の明部とのコントラストは極めて大きくなるため、明部検出閾値も大きく設定して、ノイズを誤って認識してしまうことを回避する。また前述のとおり、夜間であればマップ番号が大きくなり、反射光が延びるようにシャッタースピードが設定されるので、図７に示すように、走行している自車両から前方監視カメラ２による撮影を行った場合、反射光が残像として前方画像内に残るため、昼間と同じ白線認識のプログラムをそのまま応用して走行区分帯を検出することができる。
【００５３】
図８は認識部７が実行する走行区分認識処理を示す説明図である。走行区分帯を検出する処理は周知の技術であり詳述しないが、図８（ａ）に例示する前方画像を前方監視カメラ２から取得して、走行区分帯の検出を行う。具体的には前方画像を横方向（Ｘ軸）に走査して、暗部としての走路部分と明部としての走行区分帯とのコントラストが閾値算出部６で算出した明部検出閾値を超える部分を走行区分帯と認識し検出する。
【００５４】
図８（ｂ）は走行区分帯を認識する処理を示す説明図である。図示するように、横軸を前方画像の横方向（Ｘ軸）、縦軸を画素値としてグラフを作成した場合、路面部分は暗く、白線部分は明るくなるため、白線部分は画素値が高くなる。そして、白線部分の画素値と路面部分の画素値との差を白線値（１）、黒レベルの画素値と路面との画素値との差を走路値（２）とし、コントラスト＝白線値（１）／走路値（２）で計算して、閾値算出部６で算出した明部検出閾値と比較することにより走行区分帯を認識し検出する。
【００５５】
［３ 効果］
以上説明したように、本実施形態の走行区分帯検出システム１によれば、夜間の明部検出閾値が他の時間帯よりも大きく設定されるので（Ｓ２９０）、白線認識が困難な夜間においても、キャッツアイなど反射板が走行区分帯として設置されている道路であれば、ノイズを誤って認識することなく、走行区分帯を的確に検出することができる。
【００５６】
また夕方の明部検出閾値が他の時間帯よりも小さく設定されるので（Ｓ２６０）、走路部分と白線部分とのコントラストが比較的小さい夕方の時間帯であっても的確に走行区分帯としての白線を検出できる。
【００５７】
そして、短時間で周囲の明るさが大きく変化する過渡時間帯であっても、変化に応じた的確な明部検出閾値が設定されることになるため（Ｓ２４０，Ｓ２８０）、走行区分帯を正確に検出することが可能となる。
【００５８】
さらに前方監視カメラ２で撮影した前方画像から現在の時間帯を判別するので、例えば昼間であっても悪天候などで周囲が暗ければ夕方又は夜間と判別して適切な明部検出閾値が設定されるし、逆に夜間であっても街中などで周囲が明るければ昼間又は夕方と判別して適切な明部検出閾値が設定される。また前方画像を用いることで、新たに他のセンサを設置する必要がなくなり、装置の簡素化につながる。
【００５９】
また、暗い夜間には反射板の反射光が既存の白線認識処理により白線として認識される程度に伸びるようにカメラのシャッタースピードが設定されるので（Ｓ１４０，Ｓ１６０）、キャッツアイなど反射板が設置してある道路であれば、夜間であっても既存の白線認識により走行区分帯を検出できる。
【００６０】
［４ 特許請求の範囲との対応］
なお、本実施形態の走行区分帯検出システム１において、走行区分認識処理を実行するＥＣＵが取得手段及び認識手段に相当する。また、Ｓ２１０、Ｓ２３０、Ｓ２５０及びＳ２７０を実行するＥＣＵが判別手段に相当し、Ｓ２９０を実行するＥＣＵが夜間設定手段、Ｓ２６０を実行するＥＣＵが夕方設定手段、Ｓ２４０及びＳ２８０を実行するＥＣＵが過渡時間帯設定手段に相当する。また、Ｓ１６０を実行するＥＣＵがカメラ設定手段に相当する。
【００６１】
［５ 他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００６２】
例えば、現在が夜間又は夕方であることを判別する方法としては、自車両のヘッドライト及びスモールライトの点灯状態／消灯状態を検出することにより行なうことが考えられる。その場合システムは、前述の実施形態の走行区分帯検出システムと比較すると、現在の時間帯を、マップ番号ではなく、ライトスイッチ８から入力されるスイッチ信号に基づき判別する点のみが異なる。具体的には、図５に示した閾値算出処理におけるＳ２１０の処理で、スイッチ信号に基づきスモールライトが消灯状態か否かを判断し、スモールライトが消灯状態の場合に昼間であると判断する（Ｓ２１０：ＹＥＳ）。また、Ｓ２５０の処理で、ヘッドライトが消灯状態か否かを判断し、ヘッドライトが消灯状態の場合には夕方であると判断し（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、ヘッドライトが点灯状態の場合には夜間であると判断する（Ｓ２５０：ＮＯ）。なお、この場合、過渡時間帯の判断はしないため、Ｓ２３０、Ｓ２４０、Ｓ２７０及びＳ２８０の処理はなくなり、他の処理は図５と同様になる。その他の構成は前述の実施形態と同じである。
【００６３】
かかる実施形態の走行区分帯検出システムによれば自車両のライトを基に判別するので、現在の時間帯を判別するための他の装置が不要である。
他にも、昼間、夕方、夜間、過渡時間帯を判別する方法としては、例えば、日の出・日の入りの時刻、光センサ（図示せず）により明るさを検出したり、外気の温度や湿度を検出したり、センタなど外部から現在の時間帯に関する情報をデータ通信により受信したりする方法などが考えられる。
【００６４】
この場合、シャッタースピードを制御する条件としての夜間の判断と、明部検出閾値を設定する条件としての時間帯の判別とは、必ずしも一致させる必要はない。また、両者の判断・判別について、異なるセンサを用いることもできる。
【００６５】
また、本実施形態では、コントラストとして、暗部と明部との差異（１）と黒レベルと暗部との差異（２）との比を用いたが、コントラストとして暗部と明部との相対的な差異を示す値であれば、暗部の画素値と明部の画素値との差や比をそのまま用いてもよいし、これらを組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態の走行区分帯検出システムの構成を機能的に説明した機能ブロック図である。
【図２】前方画像の一例を示す説明図である。
【図３】明るさ制御部が実行する明るさ制御処理を示すフローチャートである。
【図４】マップ番号と制御情報としてのゲイン及びシャッタースピードとの関係を示す説明図である。
【図５】閾値算出部が実行する閾値算出処理を示すフローチャートである。
【図６】マップ番号から明部検出閾値を算出する過程を示す説明図である。
【図７】夜間の前方画像の一例を示す説明図である。
【図８】認識部が実行する走行区分認識処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…走行区分帯検出システム、２…前方監視カメラ、３…走行区分帯検出装置、４…明るさ制御部、５…走行区分帯認識部、６…閾値算出部、７…認識部、８…ライトスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方の撮影画像から道路の走行区分帯を検出する走行区分帯検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両の前方を撮影した画像から道路の走行区分帯を検出する装置として、例えば特許文献１記載の白線検出装置があった。この白線検出装置は、道路の走行区分帯としての白線を認識するものであり、前方を撮影した画像から路面領域の画素値を検出し、白線領域の画素値との区別が可能となる閾値を設定して、白線の認識を行っている。
【特許文献１】特開２００５−１５７６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の白線検出装置では、自車両の周囲の明るさに関係なく閾値が設定されるため、走行区分帯が正確に検出できないおそれがあった。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、自車両の周囲の明るさに関わらず的確に走行区分帯を検出できる走行区分帯検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１記載の走行区分帯検出装置は、取得手段が自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得し、認識手段が取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する。そしてさらに判別手段と夜間設定手段を備え、判別手段が現在の時間帯を判別し、夜間設定手段が、判別手段により現在が夜間であると判別された場合に閾値を他の時間帯よりも大きく設定する。
【０００５】
ここでコントラストとは、明部と暗部との明るさの相対的な差異を表す値であればよく、明るさ（例えば画素値）の比だけでなく、差やそれらを組み合わせたものも含むし、例えば基準との差を算出した上で比を求めてもよい。
【０００６】
また走行区分帯とは、車両が走行する走路部分において車線を区分する境界をいい、昼間や夕方であれば白線、夜間であればキャッツアイなど反射板による反射光により示される。
【０００７】
かかる請求項１記載の発明によれば、白線認識が困難な夜間においても、キャッツアイなど反射板が走行区分帯として設置されている道路であれば、走行区分帯を的確に検出することができる。
【０００８】
すなわち、夜間は周囲の明るさが十分でなく、走路部分と白線部分とのコントラストが十分でないため、閾値を小さく設定しても白線認識を行うことは困難となる。そのため夜間では閾値を小さく設定しても白線認識ができないばかりか、前方画像のノイズを誤って走行区分帯と認識してしまう可能性があった。一方、キャッツアイなど反射板が走行区分帯として設置されている道路であれば、走路部分と走行区分帯としての反射板とのコントラストはかなり大きくなる。
【０００９】
そこで、請求項１記載の発明では、夜間の閾値を他の時間帯よりも大きく設定する。これにより、ノイズを誤って認識することなく、反射板が走行区分帯として設置されている道路の走行区分帯を的確に検出することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の走行区分帯検出装置において、さらにカメラ設定手段を備える。そしてそのカメラ設定手段は、走行区分帯としての反射板の反射光が夜間において前方画像内で白線として認識される程度に伸びるようにカメラのシャッタースピードを設定する。
【００１１】
ここにいう夜間においてとは、請求項１の判別手段により現在が夜間であると判別された場合でもよいし、この判別手段とは別の基準により夜間であると判断してもよい。
かかる請求項２記載の発明によれば、夜間には反射板の反射光が白線として認識される程度に伸びるようにカメラのシャッタースピードが設定されるので、キャッツアイなど反射板が設置してある道路であれば、夜間であっても既存の白線認識により走行区分帯を検出できる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の走行区分帯検出装置において、さらに夕方設定手段を備える。そしてその夕方設定手段は、判別手段により現在が夕方であると判別された場合に閾値を他の時間帯よりも小さく設定する。
【００１３】
かかる請求項３記載の発明によれば、走路部分と白線部分とのコントラストが比較的小さい夕方の時間帯であっても的確に走行区分帯としての白線を検出できる。
すなわち、明るい昼間は走路部分と白線部分とのコントラストが大きいため、閾値も大きく設定することができるが、この閾値のままで、薄暗い夕方に白線認識を実行しようとすると、走路部分と白線部分とのコントラストが昼間ほど大きくないため、白線が的確に認識できない可能性があった。また逆に、薄暗い夕方に合わせて閾値を小さく設定してしまうと、明るい昼間に轍などを誤って白線と認識してしまう可能性もあった。
【００１４】
そこで、請求項３記載の発明では、夕方の閾値を他の時間帯よりも小さく設定する。これにより、的確に走行区分帯としての白線を検出することができる。
請求項４記載の発明は、取得手段が自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得し、認識手段が取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する。そしてさらに判別手段と夕方設定手段を備え、判別手段が現在の時間帯を判別し、夕方設定手段が判別手段により現在が夕方であると判別された場合に閾値を他の時間帯よりも小さく設定する。
【００１５】
かかる請求項４記載の発明によれば、現在が薄暗い夕方であると判別された場合に閾値が他の時間帯よりも小さく設定されるので、走路部分と白線部分とのコントラストが比較的小さい夕方の時間帯であっても的確に走行区分帯としての白線を検出できる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の走行区分帯検出装置であり、過渡設定手段を備える。そしてその過渡設定手段は、判別手段により現在が過渡時間帯であると判別された場合に閾値を時間の経過に応じて変化させて設定する。
【００１７】
ここで過渡時間帯とは、例えば、昼間から夕方、夕方から夜間など、自車両の周囲の明るさが短時間で変化する時間帯をいい、季節によって変化しうる。
また、時間の経過に応じて変化させる方法としては例えば、周期的に周囲の明るさを検出し、線形補間により明るさの変化に応じて閾値を変化させることができる。
【００１８】
かかる請求項５記載の発明によれば、短時間で周囲の明るさが大きく変化する過渡時間帯であっても、的確な閾値が設定されることになるため、走行区分帯を正確に検出することが可能となる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の走行区分帯検出装置であり、判別手段が、前方画像の明るさを基に現在の時間帯を判別する。
かかる請求項６記載の発明によれば、前方画像から現在の時間帯を判別するので、例えば昼間であっても悪天候などで周囲が暗ければ夕方又は夜間と判別して適切な閾値が設定されるし、逆に夜間であっても街中などで周囲が明るければ昼間又は夕方と判別して適切な閾値が設定される。また前方画像を用いることで、新たに他のセンサを設置する必要がなくなり、装置の簡素化につながる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の走行区分検出装置であり、判別手段が、自車両のライトの点灯状態に基づき現在の時間帯を判別する。
かかる請求項７記載の発明によれば、自車両のライトの点灯状態に基づき判別するので、現在の時間帯を判別するための他の装置が不要となる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得する取得手段と取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する認識手段としてコンピュータを機能させる走行区分帯検出装置用プログラムであり、さらに、現在の時間帯を判別する判別手段と、判別手段により現在が夜間であると判別された場合に閾値を他の時間帯よりも大きく設定する夜間設定手段としてコンピュータを機能させる。
【００２２】
かかる請求項８記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１ 構成］
図１は、実施形態の走行区分帯検出システム１の構成を機能的に説明した機能ブロック図である。
【００２４】
走行区分帯検出システム１は、前方監視カメラ２及び走行区分帯検出装置３を備え、自車両に搭載される。走行区分帯検出装置３は、明るさ制御部４及び走行区分帯認識部５を備え、走行区分帯認識部５は閾値算出部６及び認識部７を備える。また、ライトスイッチ８からスイッチ信号が走行区分帯認識部５に入力される。
【００２５】
なお、走行区分帯検出装置３は、図示しない電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）を備えており、実際には、このＥＣＵが、明るさ制御部４、閾値算出部６及び認識部７として機能する。すなわち、これら各構成要素は、それぞれ独立したハードウェアで構成する必要はなく、ソフトウエアとして共通化して実現することが可能である。
【００２６】
前方監視カメラ２はＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどによって構成されており、これにより、例えば図２に示すような車両前方の画像（以下「前方画像」という。）を撮影し、撮影した前方画像を信号として走行区分帯検出装置３に送信する。
【００２７】
走行区分帯検出装置３は、前方監視カメラ２から送信される前方画像を基に、前方監視カメラ２に制御情報を送信し、また前方画像から道路の走行区分帯を認識する処理を実行する。
【００２８】
具体的には、前方監視カメラ２で撮影された前方画像は、走行区分帯検出装置３に送信され、内部の明るさ制御部４及び走行区分帯認識部５にそれぞれ送信される。送信された前方画像を基に、明るさ制御部４により前方監視カメラ２に対してフィードバック制御が行われ、走行区分帯認識部５により走行区分帯の認識処理が行われる。検出された走行区分帯は、自車両の自動走行システムなど自車両の運転制御全般に用いられる。
【００２９】
明るさ制御部４は、前方監視カメラ２から前方画像を入力して、その前方画像から明るさを検出して、前方監視カメラ２のシャッタースピードやゲインなどの制御情報をフィードバックする。具体的には、前方監視カメラ２から前方画像を受け取って、これが表す例えば図２に示す前方画像において、前方の道路を含む明るさを算出するための領域（以下「明るさ算出領域」という。）を設定し、その明るさ算出領域内の画素平均値を算出し、この値を自車両の周囲の明るさとして、制御情報を決定する。
【００３０】
閾値算出部６は、前方画像において暗部としての走路部分と明部としての走行区分帯（白線又は反射板）とのコントラストから、明部としての走行区分帯を認識するための明部検出閾値を算出する。
【００３１】
認識部７では、前方画像を例えば横方向に走査して、閾値算出部６で算出した明部検出閾値以上のコントラストがある部分を走行区分帯（白線又は反射板）として認識し検出する処理を行う。
【００３２】
ライトスイッチ８は、自車両のヘッドライト（図示せず）及びスモールライト（図示せず）が、それぞれ手動／自動によりオン／オフとするためのスイッチである。このスイッチが点灯状態にあるか又は消灯状態にあるかについては、スイッチ信号として走行区分帯検出装置３の走行区分帯認識部５に送信される。
【００３３】
［２ 処理］
図３は、ＥＣＵが実行する明るさ制御処理を示すフローチャートである。この明るさ制御処理は車両のイグニションスイッチがＯＮにされると開始される。
【００３４】
まずＳ１００では、現在の前方画像を前方監視カメラ２から取得し、図２に示した明るさ算出領域内の明るさ平均（画素平均値）を算出する。ここで算出した画素平均値が、自車両の現在の周囲の明るさを表していることになる。図２で前方画像の全体ではなく、前方の道路を含む一部の領域となる明るさ算出領域内で明るさ平均を算出したのは、例えば前方にトンネルがあったり、道路の横に建物があったりした場合、トンネルや建物の色や明るさに影響を受けて、正確に自車両の周囲の明るさを検出できない可能性があるからである。この明るさ算出領域を設定する方法としては、例えば、画像内の消失点（無限遠点ともいう）からやや下方の一定領域とすることができる。
【００３５】
次にＳ１１０で、現在の周囲の明るさ平均（画素平均値）が現在設定されているマップ番号の明るさ目標値に不感帯の数値を加えた数値以上であるか否かを判断する。現在設定されているマップ番号の初期値としては例えば、前回終了時のマップ番号を用いることができるし、その値もない場合は便宜的に仮のマップ番号を用いればよい。明るさのマップと制御情報との関係は図４に示すとおりである。
【００３６】
図４に示す「ＮＯ」の部分がマップ番号であり、各マップ番号に応じて制御情報としてのゲインとシャッタースピードが決まる。マップ番号は０〜９２の整数で表され、値が小さいほど暗い時、値が大きくなるほど明るい時の制御情報（ゲインとシャッタースピード）となる。すなわち、暗い時ほどシャッタースピードは長く（遅く）なり、ゲインも大きくなるのに対し、逆に明るい時ほどシャッタースピードは短く（速く）なり、ゲインも小さくなる。例えば、マップ番号が「３０」であれば、ゲインが「Ａ３３」、シャッタースピードが「Ｂ３３」の制御情報が前方監視カメラ２にフィードバックされる。
【００３７】
またＳ１１０に示した明るさ目標値とは、マップ番号に対応した画素値（明るさ）であり、また不感帯とは、明るさ制御状態が頻繁に変化するのを防止するため、カメラ制御を実行すべきか否かの判定用閾値として利用されるものである。具体的には、現在使用中のＮ番目のマップ番号と、明るさ目標値とに基づき判断される撮影対象の明るさを基準として、その前後１段分のマップ番号に相当する明るさの範囲を不感帯として算出する。つまり、Ｎ−１番目のマップ番号と明るさ目標値とに基づき判断される撮影対象の明るさから、Ｎ＋１番目のマップ番号と明るさ目標値とに基づき判断される撮影対象の明るさまでの範囲を、不感帯として算出する。現在の周囲の明るさ（画素値）が明るさ目標値に不感帯の数値を加えた値以上となった場合に、マップ番号を加えて、より明るい時の制御情報を前方監視カメラ２にフィードバックすることになる。
【００３８】
Ｓ１１０で、現在の画素平均値が、明るさ目標値と不感帯の数値とを加えた数値以上であれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０に進み、そうでなければ（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１３０に進む。
【００３９】
Ｓ１２０では、現在の画素平均値からみて、周囲の明るさが現在のマップ番号が予定している明るさよりも明るいことになるため、現在のマップ番号（マップNo.）を１つだけ増加（インクリメント）して、Ｓ１６０に進む。
【００４０】
またＳ１３０では、周囲の明るさ平均（画素平均値）が現在設定されているマップ番号の明るさ目標値から不感帯の数値を引いた数値以下であるか否かを判断する。ここでは現在の周囲の明るさが現在のマップ番号が予定している明るさよりも暗いか否かを判断することになる。Ｓ１３０で、現在の画素平均値が明るさ目標値から不感帯の数値を引いた数値以下であれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０に進み、そうでなければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、Ｓ１５０に進む。
【００４１】
Ｓ１４０では、現在の画素平均値からみて、周囲の明るさが現在のマップ番号が予定している明るさよりも暗いことになるため、現在のマップ番号（マップNo.）を１つだけ減少（デクリメント）して、Ｓ１６０に進む。このＳ１４０の処理により、明るさ平均（画素平均値）が小さく暗いほど、マップ番号は小さい値となり、シャッタースピードが長く設定されることになるが、特に夜間に相当するマップ番号では、走行区分帯としての反射板の反射光が前方画像内で既存の白線認識処理により白線として認識される程度に伸びるように前方監視カメラのシャッタースピードが設定される。
【００４２】
またＳ１５０では、周囲の明るさが現在のマップ番号が予定している明るさの範囲内にあることになるため、マップ番号を変更せずに、そのままＳ１６０に進む。
最後にＳ１６０では、算出されたマップ番号にしたがって、カメラ制御情報を読み取り、前方監視カメラ２に制御情報としてゲインとシャッタースピードを送信（フィードバック）して、終了する。この明るさ制御処理は一定の周期（例えば１００ｍｓ）で繰り返して処理することで、現在の周囲の明るさであるマップ番号に応じた制御情報が前方監視カメラ２にフィードバックされることになる。
【００４３】
図５は、ＥＣＵが実行する閾値算出処理を示すフローチャートである。この閾値算出処理も車両のイグニションスイッチがＯＮにされると開始される。
まずＳ２００で、明るさ制御部４により算出された現在の周囲の明るさを示すマップ番号（マップNo.）を取得し、Ｓ２１０に進む。
【００４４】
次にＳ２１０で、マップ番号（マップNo.）が昼間に相当する判別値Ａ以上であるか否かを判断する。このマップ番号と判別値との関係は図６に示すようにマップ番号が大きいほど外部が明るいことから、例えば判別値Ａを５０と設定して、５０以上であれば現在が昼間と判別することが考えられる。
【００４５】
Ｓ２１０でマップ番号が判別値Ａ以上であれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２２０に進み、判別値Ａ以上でなければ（Ｓ２１０：ＮＯ）、Ｓ２３０に進む。
Ｓ２２０では、明部検出閾値をｂと設定し、処理の最初に戻る。このＳ２２０では、マップ番号から現在が昼間と判別された場合であり、昼間の明部検出閾値としては例えば、０．３５を用いることができ、この場合の明部検出閾値は比較的大きいが、夜間よりは小さい値に設定される。
【００４６】
Ｓ２３０では、マップ番号が昼間から夕方の過渡時間帯に相当する判別値Ｂ以上であるか否かを判断する。図６の例でいえば、マップ番号としての判別値Ｂが３５と設定され、マップ番号が３５以上５０未満であれば、昼間から夕方への過渡時間帯であることになる。
【００４７】
Ｓ２３０で、マップ番号が判別値Ｂ以上であれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、Ｓ２４０に進み、判別値Ｂ以上でなければ（Ｓ２３０：ＮＯ）、Ｓ２５０に進む。
Ｓ２４０では、Ａ・Ｂ間のマップ番号に対応させてｂ・ｃ間で明部検出閾値を線形補間により算出する。ここではｂを０．３５、ｃを０．１５と設定しており、これは現在が昼間から夕方にかけての過渡時間帯であることを考慮して、明部検出閾値を周囲の明るさに対応して変化させて設定するものである。
【００４８】
次にＳ２５０では、マップ番号が夕方の明るさに相当する判別値Ｃ以上であるか否かが判別される。マップ番号が判別値Ｃ以上であれば（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、Ｓ２６０に進み、判別値Ｃ以上でなければ（Ｓ２５０：ＮＯ）、Ｓ２７０に進む。
【００４９】
Ｓ２６０では、明部検出閾値をｃと設定し、処理を終了する。このＳ２６０では、マップ番号から現在が夕方であると判別された場合であり、夕方の明部検出閾値としては例えば、０．１５を用いることができ、この場合の明部検出閾値は他の時間帯よりも小さい値に設定される。
【００５０】
Ｓ２７０では、マップ番号が昼間から夜間の過渡時間帯に相当する判別値Ｄ以上であるか否かを判断する。図６の例でいえば、マップ番号としての判別値Ｄが１５と設定され、マップ番号が１５以上２０未満であれば、夕方から夜間への過渡時間帯であることになる。
【００５１】
Ｓ２７０で、マップ番号が判別値Ｄ以上であれば（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、Ｓ２８０に進み、判別値Ｄ以上でなければ（Ｓ２７０：ＮＯ）、Ｓ２９０に進む。
Ｓ２８０では、図６に示すように、Ｃ・Ｄ間のマップ番号に対応してｃ・a間で明部検出閾値を線形補間により算出する。ここではｃを０．１５、ａを０．５と設定している。これは現在が夕方から夜間にかけての過渡時間帯であることを考慮して、明部検出閾値を周囲の明るさに対応して変化させて設定するものである。
【００５２】
次にＳ２９０では、マップ番号が判別値１５未満であることから夜間であると判別された場合であり、明部検出閾値をaと設定する。夜間の明部検出閾値としては例えば、０．５を用いることができ、明部検出閾値は他の時間帯よりも大きい値に設定される。夜間は白線認識が困難であることから、他の時間帯よりも明部検出閾値を大きくして、キャッツアイなど反射板の反射光を認識して検出する。この場合、走路部分の暗部と反射光部分の明部とのコントラストは極めて大きくなるため、明部検出閾値も大きく設定して、ノイズを誤って認識してしまうことを回避する。また前述のとおり、夜間であればマップ番号が大きくなり、反射光が延びるようにシャッタースピードが設定されるので、図７に示すように、走行している自車両から前方監視カメラ２による撮影を行った場合、反射光が残像として前方画像内に残るため、昼間と同じ白線認識のプログラムをそのまま応用して走行区分帯を検出することができる。
【００５３】
図８は認識部７が実行する走行区分認識処理を示す説明図である。走行区分帯を検出する処理は周知の技術であり詳述しないが、図８（ａ）に例示する前方画像を前方監視カメラ２から取得して、走行区分帯の検出を行う。具体的には前方画像を横方向（Ｘ軸）に走査して、暗部としての走路部分と明部としての走行区分帯とのコントラストが閾値算出部６で算出した明部検出閾値を超える部分を走行区分帯と認識し検出する。
【００５４】
図８（ｂ）は走行区分帯を認識する処理を示す説明図である。図示するように、横軸を前方画像の横方向（Ｘ軸）、縦軸を画素値としてグラフを作成した場合、路面部分は暗く、白線部分は明るくなるため、白線部分は画素値が高くなる。そして、白線部分の画素値と路面部分の画素値との差を白線値（１）、黒レベルの画素値と路面との画素値との差を走路値（２）とし、コントラスト＝白線値（１）／走路値（２）で計算して、閾値算出部６で算出した明部検出閾値と比較することにより走行区分帯を認識し検出する。
【００５５】
［３ 効果］
以上説明したように、本実施形態の走行区分帯検出システム１によれば、夜間の明部検出閾値が他の時間帯よりも大きく設定されるので（Ｓ２９０）、白線認識が困難な夜間においても、キャッツアイなど反射板が走行区分帯として設置されている道路であれば、ノイズを誤って認識することなく、走行区分帯を的確に検出することができる。
【００５６】
また夕方の明部検出閾値が他の時間帯よりも小さく設定されるので（Ｓ２６０）、走路部分と白線部分とのコントラストが比較的小さい夕方の時間帯であっても的確に走行区分帯としての白線を検出できる。
【００５７】
そして、短時間で周囲の明るさが大きく変化する過渡時間帯であっても、変化に応じた的確な明部検出閾値が設定されることになるため（Ｓ２４０，Ｓ２８０）、走行区分帯を正確に検出することが可能となる。
【００５８】
さらに前方監視カメラ２で撮影した前方画像から現在の時間帯を判別するので、例えば昼間であっても悪天候などで周囲が暗ければ夕方又は夜間と判別して適切な明部検出閾値が設定されるし、逆に夜間であっても街中などで周囲が明るければ昼間又は夕方と判別して適切な明部検出閾値が設定される。また前方画像を用いることで、新たに他のセンサを設置する必要がなくなり、装置の簡素化につながる。
【００５９】
また、暗い夜間には反射板の反射光が既存の白線認識処理により白線として認識される程度に伸びるようにカメラのシャッタースピードが設定されるので（Ｓ１４０，Ｓ１６０）、キャッツアイなど反射板が設置してある道路であれば、夜間であっても既存の白線認識により走行区分帯を検出できる。
【００６０】
［４ 特許請求の範囲との対応］
なお、本実施形態の走行区分帯検出システム１において、走行区分認識処理を実行するＥＣＵが取得手段及び認識手段に相当する。また、Ｓ２１０、Ｓ２３０、Ｓ２５０及びＳ２７０を実行するＥＣＵが判別手段に相当し、Ｓ２９０を実行するＥＣＵが夜間設定手段、Ｓ２６０を実行するＥＣＵが夕方設定手段、Ｓ２４０及びＳ２８０を実行するＥＣＵが過渡時間帯設定手段に相当する。また、Ｓ１６０を実行するＥＣＵがカメラ設定手段に相当する。
【００６１】
［５ 他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００６２】
例えば、現在が夜間又は夕方であることを判別する方法としては、自車両のヘッドライト及びスモールライトの点灯状態／消灯状態を検出することにより行なうことが考えられる。その場合システムは、前述の実施形態の走行区分帯検出システムと比較すると、現在の時間帯を、マップ番号ではなく、ライトスイッチ８から入力されるスイッチ信号に基づき判別する点のみが異なる。具体的には、図５に示した閾値算出処理におけるＳ２１０の処理で、スイッチ信号に基づきスモールライトが消灯状態か否かを判断し、スモールライトが消灯状態の場合に昼間であると判断する（Ｓ２１０：ＹＥＳ）。また、Ｓ２５０の処理で、ヘッドライトが消灯状態か否かを判断し、ヘッドライトが消灯状態の場合には夕方であると判断し（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、ヘッドライトが点灯状態の場合には夜間であると判断する（Ｓ２５０：ＮＯ）。なお、この場合、過渡時間帯の判断はしないため、Ｓ２３０、Ｓ２４０、Ｓ２７０及びＳ２８０の処理はなくなり、他の処理は図５と同様になる。その他の構成は前述の実施形態と同じである。
【００６３】
かかる実施形態の走行区分帯検出システムによれば自車両のライトを基に判別するので、現在の時間帯を判別するための他の装置が不要である。
他にも、昼間、夕方、夜間、過渡時間帯を判別する方法としては、例えば、日の出・日の入りの時刻、光センサ（図示せず）により明るさを検出したり、外気の温度や湿度を検出したり、センタなど外部から現在の時間帯に関する情報をデータ通信により受信したりする方法などが考えられる。
【００６４】
この場合、シャッタースピードを制御する条件としての夜間の判断と、明部検出閾値を設定する条件としての時間帯の判別とは、必ずしも一致させる必要はない。また、両者の判断・判別について、異なるセンサを用いることもできる。
【００６５】
また、本実施形態では、コントラストとして、暗部と明部との差異（１）と黒レベルと暗部との差異（２）との比を用いたが、コントラストとして暗部と明部との相対的な差異を示す値であれば、暗部の画素値と明部の画素値との差や比をそのまま用いてもよいし、これらを組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態の走行区分帯検出システムの構成を機能的に説明した機能ブロック図である。
【図２】前方画像の一例を示す説明図である。
【図３】明るさ制御部が実行する明るさ制御処理を示すフローチャートである。
【図４】マップ番号と制御情報としてのゲイン及びシャッタースピードとの関係を示す説明図である。
【図５】閾値算出部が実行する閾値算出処理を示すフローチャートである。
【図６】マップ番号から明部検出閾値を算出する過程を示す説明図である。
【図７】夜間の前方画像の一例を示す説明図である。
【図８】認識部が実行する走行区分認識処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…走行区分帯検出システム、２…前方監視カメラ、３…走行区分帯検出装置、４…明るさ制御部、５…走行区分帯認識部、６…閾値算出部、７…認識部、８…ライトスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する認識手段と
を備えた走行区分帯検出装置であって、
現在の時間帯を判別する判別手段と、
前記判別手段により現在が夜間であると判別された場合に前記閾値を他の時間帯よりも大きく設定する夜間設定手段と
を備えたことを特徴とする走行区分帯検出装置。
【請求項２】
走行区分帯としての反射板の反射光が夜間において前記前方画像内で白線として認識される程度に伸びるように前記カメラのシャッタースピードを設定するカメラ設定手段を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の走行区分帯検出装置。
【請求項３】
前記判別手段により現在が夕方であると判別された場合に前記閾値を他の時間帯よりも小さく設定する夕方設定手段を備えたこと
を特徴とする請求項１又は２記載の走行区分帯検出装置。
【請求項４】
自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する認識手段と
を備えた走行区分帯検出装置であって、
現在の時間帯を判別する判別手段と、
前記判別手段により現在が夕方であると判別された場合に前記閾値を他の時間帯よりも小さく設定する夕方設定手段と
を備えたことを特徴とする走行区分帯検出装置。
【請求項５】
前記判別手段により現在が過渡時間帯であると判別された場合に前記閾値を時間の経過に応じて変化させて設定する過渡設定手段を備えたこと
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の走行区分帯検出装置。
【請求項６】
前記判別手段は、前記前方画像の明るさを基に現在の時間帯を判別することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の走行区分帯検出装置。
【請求項７】
前記判別手段は、自車両のライトの点灯状態に基づき現在の時間帯を判別することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の走行区分検出装置。
【請求項８】
自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する認識手段としてコンピュータを機能させる走行区分帯検出装置用プログラムであって、
現在の時間帯を判別する判別手段と、
前記判別手段により現在が夜間であると判別された場合に前記閾値を他の時間帯よりも大きく設定する夜間設定手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする走行区分帯検出装置用プログラム。
【請求項１】
自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する認識手段と
を備えた走行区分帯検出装置であって、
現在の時間帯を判別する判別手段と、
前記判別手段により現在が夜間であると判別された場合に前記閾値を他の時間帯よりも大きく設定する夜間設定手段と
を備えたことを特徴とする走行区分帯検出装置。
【請求項２】
走行区分帯としての反射板の反射光が夜間において前記前方画像内で白線として認識される程度に伸びるように前記カメラのシャッタースピードを設定するカメラ設定手段を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の走行区分帯検出装置。
【請求項３】
前記判別手段により現在が夕方であると判別された場合に前記閾値を他の時間帯よりも小さく設定する夕方設定手段を備えたこと
を特徴とする請求項１又は２記載の走行区分帯検出装置。
【請求項４】
自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する認識手段と
を備えた走行区分帯検出装置であって、
現在の時間帯を判別する判別手段と、
前記判別手段により現在が夕方であると判別された場合に前記閾値を他の時間帯よりも小さく設定する夕方設定手段と
を備えたことを特徴とする走行区分帯検出装置。
【請求項５】
前記判別手段により現在が過渡時間帯であると判別された場合に前記閾値を時間の経過に応じて変化させて設定する過渡設定手段を備えたこと
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の走行区分帯検出装置。
【請求項６】
前記判別手段は、前記前方画像の明るさを基に現在の時間帯を判別することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の走行区分帯検出装置。
【請求項７】
前記判別手段は、自車両のライトの点灯状態に基づき現在の時間帯を判別することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の走行区分検出装置。
【請求項８】
自車両の前方の道路を含む領域を撮影した前方画像をカメラから取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前方画像において明部と暗部とのコントラストを算出し、そのコントラストが閾値を超える部分を走行区分帯と認識する認識手段としてコンピュータを機能させる走行区分帯検出装置用プログラムであって、
現在の時間帯を判別する判別手段と、
前記判別手段により現在が夜間であると判別された場合に前記閾値を他の時間帯よりも大きく設定する夜間設定手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする走行区分帯検出装置用プログラム。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図２】
【図７】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図２】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−５５３７７（Ｐ２０１０−５５３７７Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１９７００（Ｐ２００８−２１９７００）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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