专利名称：停车线识别装置以及使用该装置的车辆用驾驶辅助装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种识别行驶道路前方的停车线的停车线识别装置以及使用该停车线识别装置的车辆用驾驶辅助装置。
背景技术：
近年来,作为ITS (Intelligent Transport System)的一个环节，提出了在拥堵时自动追随前行车辆的各种拥堵追随功能。例如，在日本特开2000-118261号公报中，公开了下述技术，即基于车辆间距传感器的检测信号而控制电子节气门及制动器，从而使本车辆追随前行车辆。
实用新型内容
·[0003]但是，上述的拥堵追随功能在用于一般道路时，向交叉路口的进入成为问题。即，在前行车辆已停止于交叉路口前方的情况下，本车辆需要在交叉路口前方存在的停车线上停车，但是因为在当前的拥堵追随功能中无法检测出该停车线，所以在这种状况下不具有使本车辆停车的功能。作为识别行驶道路上的白线的装置，以日本特开平9-190537号公报及日本特开平5-289743号公报为代表，提出了比现有技术更多的技术，但均是检测行车线的技术，而不是检测沿车辆宽度方向较长地绘制的停车线的技术。本实用新型就是鉴于上述事实而提出的，其目的在于提供一种停车线识别装置及车辆用驾驶辅助装置，该停车线识别装置可以可靠地识别在行驶道路上沿车辆宽度方向较长地绘制的停车线，该车辆用驾驶辅助装置可以根据该停车线识别装置对停车线的识别结果，可靠地对在一般道路上向交叉路口的进入进行控制。为了实现上述目的，技术方案I所述的本实用新型的停车线识别装置的特征在于，具有区域亮度检测单元，其对行驶道路前方的沿车辆宽度方向较长的设定区域的亮度进行检测；亮度变化比较单元，其对所述设定区域随时间的亮度变化进行比较；以及停车线判定单元，其基于所述设定区域随时间的亮度变化而对是否存在停车线进行判定。S卩，在上述技术方案I所述的停车线识别装置中，利用区域亮度检测单元对行驶道路前方的沿车辆宽度方向较长的设定区域的亮度进行检测，并利用亮度变化比较单元对设定区域随时间的亮度变化进行比较。并且，停车线判定单元基于设定区域随时间的亮度变化而对是否存在停车线进行判定。另外，技术方案2的本实用新型的停车线识别装置的特征在于，在技术方案I所述的停车线识别装置的基础上，所述停车线判定单元在所述设定区域的亮度从规定的状态开始变高，然后再从该变高的状态变低的情况下，判定为存在停车线。如上述所示，根据在行驶道路上存在沿车辆宽度方向较长的停车线的情况下的亮度变化，而准确地检测出停车线。并且，技术方案3所述的本实用新型的停车线识别装置的特征在于，在技术方案I所述的停车线识别装置的基础上，沿所述车辆宽度方向较长的设定区域是沿车辆宽度方向连续设置多个小区域而形成的。另外，技术方案4所述的本实用新型的停车线识别装置的特征在于，在技术方案3所述的停车线识别装置的基础上，所述停车线判定单元基于所述多个小区域中的连续几个小区域的平均亮度变化，而对是否存在停车线进行判定。如上述所示，通过基于连续几个小区域的平均亮度变化而判定停车线，从而即使在停车线较短的情况下，或倾斜地捕捉到停车线的情况下，也可靠地识别停车线。并且，技术方案5所述的本实用新型的停车线识别装置的特征在于，在技术方案I所述的停车线识别装置的基础上，所述亮度变化比较单元与行驶环境的状况相对应而设定作为亮度变化比较基准的阈值。例如，可以根据白天的向阳、白天的背阴、夜间等条件，将作为停车线的亮度变化比较基准的阈值进行变化，从而可以准确地进行判定。另外，技术方案6所述的本实用新型的车辆用驾驶辅助装置的特征在于，具有所述技术方案I至5中的任一项所述的停车线识别装置；立体物识 别单元，其识别行驶道路前方的立体物；以及警报控制单元，其在由所述停车线识别装置识别出停车线且在该停车线的正前方识别出立体物的情况下发出警报。S卩，利用上述技术方案I至5中任一项所述的停车线识别装置对停车线进行识别，并利用立体物识别单元对行驶道路前方的立体物进行识别。并且，警报控制单元在由停车线识别装置识别出停车线且在该停车线的正前方识别出立体物的情况下发出警报。由此，在向存在前行车辆等的交叉路口等的停车线前方进入的情况下，提醒驾驶员。并且，技术方案7所述的本实用新型的车辆用驾驶辅助装置的特征在于，具有所述技术方案I至5中任一项所述的停车线识别装置；立体物识别单元，其识别行驶道路前方的立体物；以及追随行驶单元，其将本车辆和由所述立体物识别单元识别出的前行车辆之间的车辆间距保持为大致一定而进行追随行驶，所述追随行驶单元在由所述停车线识别装置识别出停车线时，解除追随行驶。S卩，利用上述技术方案I至技术方案5中任一项所述的停车线识别装置对停车线进行识别，并利用立体物识别单元对行驶道路前方的立体物进行识别，利用追随行驶单元将本车辆和由立体物识别单元识别出的前行车辆之间的车辆间距保持为大致一定而进行追随行驶。这时，追随行驶单元在由停车线识别装置识别出停车线时，解除追随行驶，从而抑制继前行车辆之后追随行驶到停车线前方。另外，技术方案8所述的本实用新型的车辆用驾驶辅助装置的特征在于，具有所述技术方案I至5中任一项所述的停车线识别装置；立体物识别单元，其识别行驶道路前方的立体物；以及追随行驶单元，其将本车辆和由所述立体物识别单元识别出的前行车辆之间的车辆间距保持为大致一定而进行追随行驶，所述追随行驶单元在本车辆处于停车状态下，在由所述停车线识别装置识别出停车线且在该停车线的正前方识别出立体物的情况下，禁止本车辆起步。S卩，利用上述技术方案I至5中任一项所述的停车线识别装置对停车线进行识别，并利用立体物识别单元对行驶道路前方的立体物进行识别，利用追随行驶单元将本车辆和由立体物识别单元识别出的前行车辆之间的车辆间距保持为大致一定而进行追随行驶。这时，追随行驶单元在本车辆处于停车状态下，在由停车线识别装置识别出停车线且在该停车线的正前方识别出立体物的情况下，禁止本车辆起步，从而可靠地防止进入混乱的交叉路口。实用新型的效果根据以上说明的本实用新型，可以可靠地识别在行驶道路上沿车辆宽度方向较长地绘制的停车线，可以根据该停车线的识别结果，可靠地对在一般道路上向交叉路口的进入进行控制。
图I是本实用新型的第I实施方式中的搭载于车辆上的车辆用驾驶辅助装置的整体构成图。图2是在原始图像上设定的识别停车线的设定区域的说明图。图3是以本车辆为基准的识别停车线的设定区域的2维位置的说明图。图4是停车线判定过程的流程图。图5是停车线警报控制的流程图。图6是本实用新型的第2实施方式中的搭载于车辆上的车辆用驾驶辅助装置的整体构成图。图7是拥堵追随控制的流程图。图8是本实用新型的第3实施方式中的拥堵追随控制的流程图。图9是起步判定过程的流程图。图10是表示停车线识别装置的其他一个例子的说明图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本实用新型的实施方式进行说明。图I 图5表示本实用新型的第I实施方式，图I是在车辆上搭载的车辆用驾驶辅助装置的整体构成图，图2是在原始图像上设定的识别停车线的设定区域的说明图，图3是以本车辆为基准的识别停车线的设定区域的2维位置的说明图，图4是停车线判定过程的流程图，图5是停车线警报控制的流程图。图I的标号I是汽车等车辆(本车辆)，搭载在该车辆I上的车辆用驾驶辅助装置2主要由立体光学系统3、图像处理单元4、警报控制装置5构成。立体光学系统3由作为拍摄车外对象的摄像系统的左右一组CXD照相机构成。在与上述左右一组CXD照相机相连接的图像处理单元4中，基于从立体光学系统3获得的图像信息而对前方的道路形状和各立体物的位置进行运算。具体地说，对由立体光学系统3的CXD照相机拍摄的左右I组立体图像对进行处理，并计算出图像整体范围内的3维距离分布，根据该距离分布信息高速地检测出道路形状及多个立体物的3维位置。并且，在道路检测处理中，利用来自于距离图像的3维位置信息，仅分离并提取实际道路上的白线，将内置的道路模型参数进行修正·变更，以与实际的道路形状相一致，从而识别道路形状。另外，在物体检测处理中，基于如上述所示检测出的道路形状，将道路表面上的数据从距离图像中选出来，并且将距离图像中所包含的噪点除去，从而从距离图像中提取立体物数据。然后，将距离图像以规定的间隔划分成格子状，针对每个划分生成直方图，从而计算出立体物的距离。然后，基于各划分的立体物的距离数据而提取物体的轮廓图像，并根据其形状尺寸及位置进行用于识别物体种类等的处理。这样，在确定了紧邻本车辆I前方的前行车辆的情况下，作为与该前行车辆相关的信息，也基于车辆间距信息和由车速传感器6检测出的本车车速，对前行车辆的前行车辆速度进行运算。如上述所示，图像处理单元4具有作为车辆用驾驶辅助装置2中的对行驶道路前方的立体物进行识别的立体物识别单元的功能。另外，图像处理单元4也具有作为停车线识别装置的功能，其按照后述的停车线判定过程识别道路上的停车线。S卩，图像处理单元4在从立体光学系统3的CXD照相机输入的原始图像上设定用于识别停车线的区域，检测出该设定区域的亮度，对该亮度随时间的变化进行比较，并基于该亮度变化而识别停车线，从而具有停车线识别装置中的区域亮度检测单元、亮度变化比较单元及停车线判定单元的功能。从C⑶照相机输入的原始图像例如如图2所示，是横向512pixelX纵向200pixel 的图像，在该原始图像的下侧，例如沿车辆宽度方向连续设置6个横向65pixelX纵向9pixel的小区域Ra、Rb、Re、Rd、Re、Rf,从而设定用于识别停车线的区域R。在原始图像内，用于识别停车线的区域的以本车辆I为基准的2维实际位置，如图3所示是从本车辆I的前端向前大约10. 35m的位置，与本车辆I的宽度相比向右侧长出大约I. 5m,向左侧长出大约I. 30m。另外，每个小区域Ra、Rb、Re、Rd、Re、Rf的横向长度相当于大约O. 8m的长度，纵向长度相当于大约Im的长度。并且，在上述6个小区域Ra、Rb、Re、RcU Re、Rf中的连续3个小区域，即Ra、Rb、Re或Rb、Re、Rd或Re、RcU Re或RcU Re、Rf中的任意一组的平均亮度从低状态变高，然后再变低的情况下，判定为存在停车线。在这里，没有将6个小区域Ra、Rb、Re、Rd、Re、Rf全部同时发生亮度变化时作为判定有停车线的条件，其原因是为了对应停车线长度短的情况，另外，即使停车线的长度长，如果本车辆I不是相对于停车线大致垂直地进入，则两端的小区域中的某一个也可能越过停车线。另外，作为判断6个小区域Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf中的连续3个小区域的平均亮度变大或变小的比较基准的阈值(亮度差判定阈值)，随着行驶环境的状况而可变。例如，在白天的向阳处，阈值被设定为比较大的值，在白天的背阴处(例如，用于识别停车线的区域R整体的平均亮度低，并且前照灯处于关闭状态的情况下)，阈值被设定为较低的值，在夜间的情况下阈值被设定为较大的值。另一方面，警报控制装置5构成为，在从图像处理单元4输入识别出的道路形状、立体物信息及停车线的识别结果，并在停车线的正前方识别出前行车辆等立体物的状态的情况下，利用组合仪表7的警报灯8及警报蜂鸣器9发出警报。即，警报控制装置5作为车辆用驾驶辅助装置2中的警报控制单元而被设置。下面，按照图4的流程图，对由图像处理单元4执行的停车线判定过程进行说明。图4所示的过程每隔规定的时间(例如20msec)被执行，首先，在步骤(以下简称为“S”) 101中，输入所需的参数，例如由6个小区域Ra、Rb、Re、RcURe、Rf构成的用于识别停车线的区域R的亮度等。然后，进入S102，计算出用于识别停车线的区域R整体的平均亮度，进入S103，对6个小区域Ra、Rb、Re、Rd、Re、Rf各自的平均亮度进行运算。[0042]然后，进入S104，基于行驶环境而设定亮度差判定阈值。这一点如上所述，在用于识别停车线的区域R整体的平均亮度高的白天的向阳处，阈值被设定为比较大的值，在用于识别停车线的区域R整体的平均亮度低、且前照灯处于关闭状态的情况下的白天的背阴处，阈值被设定为较低的值，在前照灯接通的夜间的情况下，阈值被设定为较大的值。然后进入S105，对平均亮度状态判定标记Fj是否为I进行判定。该平均亮度状态判定标记Fj是在6个小区域Ra、Rb、Re、Rd、Re、Rf中的连续3个小区域，即Ra、Rb、Re或Rb、Re、Rd或Re、Rd、Re或Rd、Re、Rf中的任意一组的平均亮度比原始图像的前一帧高的情况下被设置(Fj = I)的标记。在S105的判定结果为Fj = O,即，前一次在连续的3个小区域中没有比前一帧的平均亮度高(没有比在S104中设定的亮度差判定阈值高)的情况下，进入S106，对本次连续的3个小区域中的任意一组是否比前一帧的平均亮度高进行判定。在该S106的判定结果为连续的3个小区域中的任意一组没有比前一帧的平均亮 度高的情况下，直接中断过程。另外，只要连续的3个小区域中的任意一组比前一帧的平均亮度高的情况下，进入S107，设置平均亮度状态判定标记Fj (Fj = 1)，并中断过程。另一方面，在S105中平均亮度状态判定标记Fj被设置(Fj = I)的情况下，即，在前一次连续的3个小区域中的至少一组的平均亮度比前一帧高的情况下，进入S108。在S108中对成为Fj = I后是否经过规定的时间进行判定，在经过了规定时间的情况下，则判定前一次不是由于停车线而成为Fj = 1，而是由于误差或路面上的其他原因所导致的，并跳转至S111，清除平均亮度判定标记Fj(Fj = 0)，并中断过程。相反地，如果成为Fj = I后未经过规定时间，则进入S109，对平均亮度变高的连续3个小区域是否与之前的数帧相比平均亮度小进行判定。并且，如果该S109的判定结果为平均亮度变高的连续3个小区域与之前的数帧相比平均亮度未变小，则直接中断过程。另外，如果与之前的数帧相比平均亮度变小，则进入SllO判定为存在停车线，进入Slll将平均亮度状态判定标记Fj清除(Fj = O)，并中断过程。下面，使用图5的流程图，对由警报控制装置5执行的停车线警报控制进行说明。图5所示的程序每隔规定的时间(例如20msec)被执行，首先，在S201中，从图像处理单元4输入前方的道路形状、各立体物信息及有无停车线等所需参数。然后，进入S202，判定是否存在停车线。如果该判定结果为不存在停车线，则进入S203，不输出警报而中断程序。另一方面，在存在停车线的情况下，进入S204，对在停车线的正前方是否存在立体物(前行车辆等)进行判定。在S204的判定结果为在停车线的正前方不存在立体物的情况下，进入S203，不输出警报而中断程序。另一方面，在停车线的正前方存在立体物的情况下，进入S205，利用组合仪表7的警报灯8及警报蜂鸣器9输出警报。如上述所示，根据本实用新型的第I实施方式，利用图像处理单元4可靠地识别在行驶道路上沿车辆宽度方向较长地绘制的停车线。并且，在警报控制装置5中，基于该停车线的识别结果、前方的道路形状和各立体物信息，在车辆进入交叉路口等时，在交叉路口等存在前行车辆及其他的立体物的情况下，可以可靠地向驾驶员发出警报，促使其在停车线前停车。另外，在一般道路上，在停车线前方设置人行横道的情况很多，通过使用该装置，可以有效地防止车辆进入人行横道。下面，图6及图7表不本实用新型的第2实施方式，图6是搭载在车辆上的车辆用驾驶辅助装置的整体构成图，图7是拥堵追随控制的流程图。此外，在本第2实施方式中示出将停车线的识别结果应用到拥堵追随控制中的一个例子，对于与上述第I实施方式相同的结构，标记相同的标号，并省略其说明。图6的标号10是汽车等车辆(本车辆)，搭载在该车辆10上的车辆用驾驶辅助装置11主要由立体光学系统3、图像处理单元4、行驶控制装置12构成。行驶控制装置12通过手动开关13而进入公知的拥堵追随模式。具体地说，在从本车辆10停止的状态开始，本车辆10与前行车辆之间的车辆间距变大到某种程度时(例如6 8m左右)，驱动本车辆10的节气门致动器14，自动打开节气门阀15，以小于或等于30 40km的行驶速度进行节气门控制和制动控制，同时，与前行车辆之间保持一定的距离而进行追随。并且，在前行车辆停止的情况下，也使本车辆10确保与前行车辆之间的安全 车辆间距而停车。该拥堵追随模式的状态从组合仪表7的警报灯8依次向驾驶员通知。这时，如果从图像处理单元4输入关于前方存在停车线的信号，则行驶控制装置12将上述拥堵追随模式自动设为关闭，以防止追随到停车线前方的例如交叉路口或人行横道内。即，该行驶控制装置12具有作为车辆用驾驶辅助装置11中的追随行驶单元的功能。图7是拥堵追随控制的流程图，图7所示的程序每隔规定时间(例如50msec)被执行，首先，在S301中从图像处理单元4输入前方的道路形状、包含前行车辆信息在内的各立体物信息及有无停车线等所需参数。然后，进入S302，执行将本车辆与前行车辆之间的距离保持一定的上述拥堵追随控制。然后，进入S303，对前方是否存在停车线进行判定，在不存在停车线的情况下直接中断程序，进行拥堵追随控制，在存在停车线的情况下进入S304，自动将拥堵追随模式设为关闭，并中断程序。如上述所示，根据本第2实施方式，如果行驶控制装置12输入关于在前方存在停车线的信号，则自动将拥堵追随模式设为关闭，从而有效地防止追随到停车线前方的例如交叉路口或人行横道内。下面，图8及图9表示本实用新型的第3实施方式，图8是拥堵追随控制的流程图，图9是起步判定过程的流程图。此外，本第3实施方式变更为，使上述第2实施方式中的拥堵追随功能在起步时的控制与停车线的有无相对应而变化，其他结构的作用与第2实施方式相同。S卩，图8所示的程序每隔规定的时间(例如50msec)被执行，首先，在S401中从图像处理单元4输入前方的道路形状、包含前行车辆信息在内的各立体物信息及有无停车线等所需参数。然后，进入S402，执行将本车辆与前行车辆之间的距离保持一定的上述拥堵追随控制。然后，进入S403，对前方是否存在停车线进行判定，在不存在停车线的情况下直接中断程序，执行拥堵追随控制，在存在停车线的情况下进入S404，自动将拥堵追随模式设为关闭。[0065]然后，进入S405，判断拥堵追随模式是否再次被手动设为启动，在被手动设为启动的情况下，进入S406，将拥堵追随模式设为启动并中断程序，在未被手动设为启动的情况下进入S407，执行符合后述的起步判定过程的起步判定，并中断程序。在S407中执行的起步判定如图9所示，首先在S501中对车辆是否已停车进行判定，在未停车的情况下进入S502，继续(保持拥堵追随模式为关闭)正常行驶，并中断过程。另一方面，在S501中的判定结果判定为车辆已停车的情况下,进入S503,对拥堵追随模式是否被再次手动设为启动进行判定，在拥堵追随模式未被设为启动的情况下进入S502，继续(保持拥堵追随模式为关闭)正常行驶，并中断过程。另外，在S503中判定为拥堵追随模式再次被手动设为启动的情况下，进入S504，对在停车线的正前方是否存在立体物进行判定，在停车线的正前方不存在立体物的情况下 进入S505，认为即使这样起步也没有问题而将拥堵追随模式设为启动并中断过程。另一方面，在S504中判定为在停车线的正前方存在立体物的情况下，由于如果直接起步则可能会与停车线前方的前行车辆或其它立体物发生碰撞，所以进入S506，进行节气门控制及制动控制，禁止起步并中断过程。如上述所示，根据本第3实施方式，例如，即使在停车中将拥堵追随模式设为启动，也可以在判定为在停车线的正前方存在立体物的情况下禁止起步，从而有效地防止进入到交叉路口或人行横道内。此外，在上述各实施方式中，停车线的识别是通过下述方法进行的，S卩，在由立体光学系统3的CCD照相机拍摄的原始图像上，设定由6个连续的小区域构成的用于识别停车线的区域R，并求出它们的平均亮度，但也可以是其它的方法。例如，如图10所示，也可以与每一个小区域相对应而并列设置多个点传感器21，基于由这些点传感器21检测出的亮度变化而对停车线进行判定。另外，用于识别停车线的区域R由6个连续的小区域构成，但该小区域并不限于6个。
权利要求1.一种停车线识别装置，其特征在于，具有 区域亮度检测单元，其对行驶道路前方的沿车辆宽度方向较长的设定区域的亮度进行检测； 亮度变化比较单元，其对所述设定区域随时间的亮度变化进行比较；以及 停车线判定单元，其基于所述设定区域随时间的亮度变化而对是否存在停车线进行判定。
2.根据权利要求I所述的停车线识别装置，其特征在于， 所述停车线判定单元在所述设定区域的亮度从规定的状态开始变高，然后再从该变高的状态变低的情况下，判定为存在停车线。
3.根据权利要求I所述的停车线识别装置，其特征在于， 沿所述车辆宽度方向较长的设定区域是沿车辆宽度方向连续设置多个小区域而形成的。
4.根据权利要求3所述的停车线识别装置，其特征在于， 所述停车线判定单元基于所述多个小区域中的连续几个小区域的平均亮度变化，对是否存在停车线进行判定。
5.根据权利要求I所述的停车线识别装置，其特征在于， 所述亮度变化比较单元与行驶环境的状况相对应而设定作为亮度变化比较基准的阈值。
6.一种车辆用驾驶辅助装置，其特征在于，具有 所述权利要求I至5中的任一项所述的停车线识别装置； 立体物识别单元，其识别行驶道路前方的立体物；以及 警报控制单元，其在由所述停车线识别装置识别出停车线且在该停车线的正前方识别出立体物的情况下发出警报。
7.—种车辆用驾驶辅助装置，其特征在于，具有 所述权利要求I至5中任一项所述的停车线识别装置； 立体物识别单元，其识别行驶道路前方的立体物；以及 追随行驶单元，其将本车辆和由所述立体物识别单元识别出的前行车辆之间的车辆间距保持为大致一定而进行追随行驶， 所述追随行驶单元在由所述停车线识别装置识别出停车线时，解除追随行驶。
8.—种车辆用驾驶辅助装置，其特征在于，具有 所述权利要求I至5中任一项所述的停车线识别装置； 立体物识别单元，其识别行驶道路前方的立体物；以及 追随行驶单元，其将本车辆和由所述立体物识别单元识别出的前行车辆之间的车辆间距保持为大致一定而进行追随行驶， 所述追随行驶单元在本车辆处于停车状态下，在由所述停车线识别装置识别出停车线且在该停车线的正前方识别出立体物的情况下，禁止本车辆起步。
专利摘要本实用新型为一种停车线识别装置以及使用该停车线识别装置的车辆用驾驶辅助装置，可以可靠地识别沿车辆宽度方向较长地绘制的停车线，根据对该停车线的识别结果而可靠地对在一般道路上向交叉路口的进入进行控制。图像处理单元在从CCD照相机输入的原始图像的下侧预先设定的由6个小区域构成的用于识别停车线的区域R中，连续3个小区域的平均亮度从低状态变高(S107)，然后再变低(S110)的情况下，判定为存在停车线。并且，根据该停车线的识别结果，通过下述等方式辅助驾驶员的驾驶，即在存在停车线且在停车线的正前方存在立体物的情况下，向驾驶员发出警报，在存在停车线的情况下，将拥堵追随模式设为关闭，或者在车辆正在停车中，存在停车线且在停车线的正前方存在立体物的情况下，禁止车辆起步。
文档编号B60T7/12GK202641673SQ20112049795
公开日2013年1月2日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者工藤新也 申请人:富士重工业株式会社