专利名称：侧壁检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种侧壁检测装置，其对防护栏等成为道路边界的作为连续立体物的侧壁进行检测。
背景技术：
作为识别道路形状和可行驶范围的技术，开发了下述技术，其通过利用搭载于车辆上的照相机等拍摄装置对车外的对象景象进行拍摄，并对该拍摄到的图像进行图像处理，从而检测道路上的白线、其它车辆、道路周边的物体，此外，开发了求出直至道路形状或物体为止的距离的测量技术。
实用新型内容但是，在实际的复杂状况下，在实际的道路上的图像中描绘各种物体，有时直至远·方的防护栏、树丛、标杆列等应检测的物体的一部分被位于前方的其它物体遮蔽。在这种状况下，准确地仅检测作为目标的侧壁是极其困难的。本实用新型就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种侧壁检测装置，其可以可靠地检测直至远方的防护栏、树丛、标杆列等成为道路边界的作为连续立体物的侧壁，并且，可以将侧壁的有无、位置、方向以易于处理的数据形式进行检测。第I实用新型的特征在于，具有测量单元，其对车外的设定范围的对象进行检测，并输出相对于该对象的位置信息；侧壁直线检测单元，其基于来自上述测量单元的位置信息，对成为道路边界的作为连续立体物的侧壁的有无、和对与该侧壁的位置近似的直线方程式进行检测；以及侧壁范围检测单元，其在由上述侧壁直线检测单元检测出的直线方程式的周围设定空间区域，仅提取该空间区域内的数据而检测上述侧壁所存在的范围。第2实用新型的特征在于，具有测量单元，其对车外的设定范围内的对象进行检测，并输出相对于上述对象的三维位置信息；道路检测单元，其基于来自上述测量单元的三维位置信息，确定道路模型，检测该道路模型而作为道路形状；数据提取单元，其基于上述道路模型，从上述三维位置信息中仅提取位于道路表面上方的数据；侧壁直线检测单元，其根据由上述数据提取单元提取出的数据，对成为道路边界的作为连续立体物的侧壁的有无、和对与该侧壁的位置近似的直线方程式进行检测；以及侧壁范围检测单元，其在由上述侧壁直线检测单元检测出的直线方程式的周围设定空间区域，仅提取该空间区域内的数据而检测上述侧壁所存在的范围。第3实用新型的特征在于，在第2实用新型中，在上述道路检测单元中具有道路形状推定单元，其基于上述三维位置信息，推定道路的白线的位置及形状；三维窗口设定单元，其将包围由上述道路形状推定单元所推定的道路的白线在内的三维空间区域，设定作为三维窗口 ；直线要素检测单元，其从上述三维位置信息中仅提取上述三维窗口内的数据，对构成上述道路模型的三维直线要素进行检测；以及道路形状判定单元，其判定由上述直线要素检测单元检测出的直线要素的适当性，在不符合判定基准的情况下，对上述直线要素进行修改或变更，确定上述道路模型。第4实用新型的特征在于，在第I实用新型或第2实用新型中，上述侧壁范围检测单元，作成以上述空间区域内的数据的个数为纵轴、以与本车辆的距离为横轴的直方图，根据该直方图的频度大小，检测上述侧壁所存在的范围。第5实用新型的特征在于，在第I实用新型中，还具有远方侧壁线检测单元，其以由上述侧壁直线检测单元检测出的侧壁直线作为基准，对更远处的直线状或曲线状的侧壁线进行检测；以及侧壁检测单元，其将上述侧壁直线及上述侧壁线组合而检测侧壁的位置。第6实用新型的特征在于，在第5实用新型中，上述侧壁检测 单元，在检测出的上述侧壁没有以大于或等于规定距离被连续检测出的情况下，使检测结果无效。第7实用新型的特征在于，在第5实用新型或第6实用新型中，上述侧壁检测单元，在检测出的上述侧壁具有大于或等于规定速度的移动速度的情况下，使检测结果无效。实用新型的效果如上所述，根据本实用新型，由于基于针对车外的设定范围的对象的位置信息，对防护栏、树丛、标杆列等成为道路边界的作为连续立体物的侧壁的有无、对与该侧壁的位置近似的直线方程式、以及该侧壁的存在范围进行检测，所以得到下述优异的效果，即，即使在没有道路白线的情况下、或者在难以检测白线的情况下，也可以可靠地检测直至远方的侧壁，并且可以将侧壁的有无、位置、方向以易于处理的数据形式进行检测，因此，可以利用这些数据而实现程度更高的危险警报及避免事故的功能。
图I是侧壁检测装置的整体结构图。图2是侧壁检测装置的电路框图。图3是道路·侧壁检测单元的功能框图。图4是表示道路模型的例子的说明图。图5是表不二维窗口的形状的说明图。图6是表示二维窗口的形状的说明图。图7是表示直线要素和数据偏移量的说明图。图8至图10表示侧壁检测部的动作的流程图，图8是立体物数据提取处理的流程图。图9是侧壁直线检测处理的流程图。图10是侧壁范围检测处理的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本实用新型的实施例。图I是侧壁检测装置的整体结构图，图2是侧壁检测装置的电路框图，图3是道路·侧壁检测单元的功能框图，图4是表示道路模型的例子的说明图，图5是表示三维窗口的形状的说明图，图6是表示二维窗口的形状的说明图，图7是表示直线要素和数据偏移量的说明图，图8至图10是表示侧壁检测部的动作的流程图，图8是立体物数据提取处理的流程图，图9是侧壁直线检测处理的流程图，图10是侧壁范围检测处理的流程图。[0025]在图I中，标号I是汽车等车辆，在该车辆I中搭载有侧壁检测装置2，其对车外的设置范围内的对象进行识别并进行监视。该侧壁检测装置2具有立体光学系统10，其对车外的设定范围内的对象物进行拍摄；立体图像处理单元20，其对由该立体光学系统10拍摄到的图像进行处理，计算三维的距离分布信息；以及道路·侧壁检测单元100，其输入来自该立体图像处理单元20的距离信息，根据该距离信息，高速地检测道路形状、以及防护栏、树丛、标杆列等成为道路边界的作为连续立体物的侧壁的三维位置，例如通过连接对未图示致动器类进行控制的外部装置，从而在车辆I存在与识别出的侧壁碰撞或者接触的危险的情况下，可以对驾驶员发出警告、进行车身自动避免碰撞等动作。上述立体光学系统10，作为将拍摄到的图像变换为电气信号的拍摄装置，例如使用具有电荷耦合元件(CCD)等固体拍摄元件的CCD照相机，作为远距离的左右图像用的2台CXD照相机11a、Ilb (有时也作为代表而表述为CXD照相机11)，隔着一定间隔而分别安装在车室内的车顶前方，并且，作为近距离的左右图像用的2台CXD照相机12a、12b (有时也作为代表而表述为CCD照相机12)，隔着一定间隔而分别安装在远距离用的CCD照相机 IlaUlb的内侧。另外，如图2所示，上述立体图像处理单元20由距离检测电路20a和距离图像存储器20b等构成，该距离检测电路20a输入来自上述立体光学系统10的左右2个图像信号，针对每一个图像的微小区域检测由2个图像描绘同一物体的部分，并在整个图像中执行根据该图像上的位置的偏移量对直至物体为止的距离进行计算的处理，该距离图像存储器20b存储作为该距离检测电路20a的输出的距离信息，由上述立体光学系统10和上述立体图像处理单元20构成测量单元，检测车外的设定范围的对象，并输出该对象的位置信肩、O另外，道路·侧壁检测单元100，以微处理器IOOa为中心，并由存储控制程序的只读存储器(ROM) 100b、存储计算处理过程中的各种参数的读写两用存储器(RAM) 100c、接口电路100d、存储处理结果的参数的输出用存储器IOOe等构成，该微处理器IOOa对写入距离图像存储器20b中的距离信息进行读取而进行各种计算处理，上述接口电路IOOd连接有安装于车辆I上的车速传感器3和对方向盘的转向操纵角进行检测的转向角传感器4。上述微处理器IOOa从上述距离图像存储器20b输入距离图像并执行计算处理，将处理结果即道路形状及侧壁的参数向输出用存储器IOOe输出。与道路 侧壁检测单元100连接的外部设备从上述输出用存储器IOOe接收上述参数。上述道路·侧壁检测单元100的识别功能如图3所示，大致分为道路检测部110和侧壁检测部120，处理结果存储在作为道路 侧壁参数存储部130的输出存储器IOOe中，由未图示的外部装置读取。上述道路检测部110具有作为道路检测单元的功能，其基于包含在上述距离图像中的距离分布的信息(三维位置信息)，确定道路模型，将该道路模型作为道路形状进行检测，其由道路形状推定部111、三维窗口生成部112、直线要素检测部113以及道路形状判定部114构成。另外，上述侧壁检测部120由立体物数据提取部121、侧壁直线检测部122以及侧壁范围检测部123构成。道路形状推定部111作为道路形状推定单元起作用，其基于包含在上述距离图像中的距离分布的信息，推定道路的白线位置以及形状，三维窗口生成部112作为三维窗口设定单元起作用，其将包围所推定的道路的白线在内的三维空间区域设定为三维窗口。另外，直线要素检测部113作为直线要素检测单元起作用，其从上述距离分布信息中仅提取上述三维窗口内的数据，对构成上述道路模型的三维直线要素进行检测，道路形状判定部114作为道路形状判定单元起作用，其对检测出的直线要素的适当性进行判定，在不符合判定基准的情况下，对上述直线要素进行修改或者变更，确定上述道路模型。另外，立体物数据提取部121作为数据提取单元起作用，其基于所确定的道路模型，从上述距离分布信息中仅提取位于道路表面上方的数据，侧壁直线检测部122作为侧壁直线检测单元起作用，其从提取出的立体物数据中，仅提取预先设定的侧壁搜索区域内的数据，检测表示有无侧壁和侧壁位置的直线方程式。另外，侧壁范围检测部123作为侧壁范围检测单元起作用，其基于表示侧壁位置的直线方程式，设定推定侧壁存在的侧壁候补区域，根据该侧壁候补区域内的立体物数据的分布状态，检测侧壁的前后端的位置。另外，远方侧壁线检测单元124以由侧壁直线检测单元检测出的侧壁直线为基准，检测更远方的直线状或曲线状的侧壁线。另外，侧壁检测单元125将由侧壁直线检测部122检测出的表示侧壁位置的直线方程式、以及由远方侧壁线检测单元124检测出的侧壁线组合而检测侧壁位置。此外，在所检测出的侧壁没有以大于或等于规定距离被连续检测出的情况下，使检测结果无效。此外，在检测出的侧壁具有大于或等于规定速度的移动速度的情况下，使检测结果无效。在上述道路检测部110中，利用根据存储在距离图像存储器20b中的距离图像得到的三维位置信息，仅分离并提取实际道路上的白线，将内置的道路模型的参数修改 变更至符合实际道路形状，从而识别道路形状。在实际的图像中，前行车辆等是与道路上的白线重叠地显现出来的，而在根据二维特征对显现在图像中的道路白线进行检测的现有的大多装置中，基本难以根据二维特征分离白线和立体物，但在本实用新型中，通过利用白线的三维位置信息，可以可靠地分离白线和立体物。S卩，在三维空间中，白线位于道路的平面上，另一方面，前行车辆等立体物位于高于道路平面的位置。因此，根据距离道路表面的高度区分白线和立体物。此外，在道路检测部110中内置道路模型，该道路模型将至识别对象范围为止的道路的本车线根据所设定的距离而划分为多个区间，针对每个区间将左右白线利用后述的三维直线方程式近似并以折线状连结，将由左右折线围成的范围判断为本车辆的行驶车线。所谓道路形状的识别，也可以称为将三维直线方程式参数导出的过程。图4是道路模型的例子，该模型例如将至前方84m为止的道路分为第O区间R0、第I区间R1、第2区间R2、…、第6区间R6这7个区间，近似表现出左弯道。在该道路模型中，通过用7个区间近似表现道路，从而可以以充分的精度表现直线道路甚至弯道及S字状道路。另外，因为各个区间是以直线进行表示的，所以计算处理及处理简单。此外，如后所述，也可以将各个区间以水平方向以及垂直方向的直线方程式进行表示，从而表现道路的上坡下坡及凹凸等道路上下方向的形状。此外，上述道路模型的对各区间进行划分的距离的值需要与所行驶的道路的弯曲曲率对应而变更。在通常的高速公路中，因为弯道的半径被设计为至少230m左右，所以在这种情况下，如果将各个区间的分割距离设为10m、17m、25m、35m、48m、65m、84m,则可以得到
良好的结果。下面，详细说明道路检测部110的功能。在道路形状推定部111中，基于上一次(Δ tsec前)的道路形状的识别结果，使用来自车速传感器3、转向角传感器4的输出信号，计算At秒间的车辆的动作，推定从At秒后的车辆I的位置所观察到的道路形状。即，如果将车速传感器3的输出信号设为VOn/sec)，将安装在转向柱上的转向角传感器4的输出信号(转向操纵角)设为η (rad)，则At秒间的车辆I的前进量AZOii)和旋转角度(偏转角)△ Θ (rad)通常可以根据下述算式进行大概计算。AZ = VXAt(I)Δ Θ = Δ Z X tan ( η /rs) X 1/ffb (2)在这里，rs为方向盘和前轮的旋转比，Wb为车辆的轴距。由此，通过将在上一次处理中检测出的道路形状以ΛΖ向前方移动，此外，以Λ Θ使道路形状以与车辆I的转动相反的方向进行转动，从而可以推定秒后的道路的大概位置和形状。在三维窗口生成部112中，将表示所推定的道路形状RD的左右折线内的一个直线要素Ld作为中心，设定如图5所示的长方体状的三维空间区域即三维窗口 WD3A，计算该设定的三维窗口 WD3A在如图6所示的二维图像上是怎样被观察到的，将窗口轮廓线的内侧(图6中的斜线部分)作为二维窗口 WD2A，仅将其中的数据作为检测对象。在根据三维窗口 WD3A求出二维窗口 WD2A时，根据三维窗口 WD3A的8个顶点的各个坐标(Xn, Yn, Zn),计算图像上的坐标(in, jn),计算包括这些点在内的多边形。该三维窗口 WD3A，使其长度与各区间的分割距离(例如，在第I区间Rl中为前方
10 17m)相等，另一方面，使高度和宽度与车速等状况相应地变化，但在预测道路形状的推定存在误差而与实际的白线位置存在偏移的情况下，要增加高度及宽度而扩大进行检测的范围。但是，如果窗口过大，则道路周边的路缘石或树木等也被检测出，成为产生错误识别的原因，因此，适当地选择窗口尺寸是很重要的。根据实验的结果，可知在通常的高速公路行驶中，使其在高度O. 4m O. 8m,宽度O. 4 I. 6m的范围内变化是优选的。如上所示，即使在二维图像上道路白线和立体物重叠，也可以通过设定三维窗口而仅提取道路表面附近的数据，从而区分地检测白线和立体物。另外，在道路周边也有路缘石及树木等，但通过设定三维窗口，仅提取推定为白线的位置附近的数据，从而可以将道路上的白线与这些路缘石及树木等区分而进行检测。此外，通过设定二维窗口，可以减少进行搜索的区域以及数据量，缩短处理时间。在直线要素检测部113中，对于此前推定出的道路形状的直线要素Ld，计算被摄体的三维位置的X方向的偏移量ΛΧ、Υ方向的偏移量λ Y，与该偏移量Λ X、Λ Y对应地，在各个数据中乘以设定的权重系数，利用最小二乘法导出水平方向(XZ方向)以及垂直方向(YZ)方向的直线方程式，求出参数。详细地说，首先，依次测量二维窗口 WD2A内的像素，对于具有距离数据的像素，计算被摄体的三维位置(X，Y，Ζ)，对于距离Z的值落在三维窗口 WD3A的长度范围(例如，在第I区间Rl中为Z = 10 17m)之外的距离数据，从检测对象中去除。g卩，由于位于三维窗口 WD3A的相对侧或眼前侧的物体的图像，被写入二维窗口WD2A内，所以在二维窗口 WD2A内，测量到的被摄体并不一定包含在三维窗口 WD3A内。因此，计算各像素的被摄体的三维位置(X，Y，Z)，判定是否包含在三维窗口 WD3A内。然后，将此前推定出的道路形状的直线要素Ld和被摄体的三维位置进行比较，计算如图7所示的数据Di的X方向、Y方向的偏移量Λ Xi、Λ Yi，在仅选出落在三维窗口 WD3A的宽度、高度范围内的数据后，确定与X方向、Y方向的偏移量AXi、AYi相应的数据Di的权重系数。作为上述权重系数，例如将在以中心为I. O、周边为O. O的抛物线状中，X方向的权重系数fx和Y方向的权重系数fy的积，作为该数据Di的权重系数。另外，权重系数大于或等于O. O的X方向、Y方向的范围与三维窗口 WD3A的宽度、高度相同，或者与其相比较大。对于各数据Di，在乘以上述权重系数后，使用最小二乘法导出如下述(3)、(4)式所示的水平方向及垂直方向的直线方程式，求出参数a、b、C、d，将其作为新的直线要素Ld的候补。 水平方向X= aXZ+b (3)垂直方向Y= cXZ+d (4)同时，对于权重系数大于或等于设定值(例如为O. 05 O. I左右)的数据，调查其数量及它们的数据所分布的距离Z的范围，在数据量小于或等于设定值(例如为10个左右)的情况下，另外距离Z的范围小于或等于三维窗口 WD3A的长度(例如，在第I区间Rl中为Z= 10m 17m长度7m)的1/2的情况下，判断为无法得到正确的直线要素Ld的候补，放弃上述求出的直线方程式，使其为无候补。将上述处理从左右以及眼前侧向远方侧的区间依次进行，求出构成道路模型的所有直线要素Ld的候补。在此情况下，如果三维窗口的宽度的设定过大，则有时在三维窗口的端部出现道路周边的路缘石或树木等，但在该直线要素检测部113中，通过在各数据乘以权重系数而使三维窗口的周边部的权重变小，从而在即使万一出现路缘石或树木等的情况下，也可以减小它们的影响，可以稳定地导出白线的直线方程式。在道路形状判定部114中，对于各区间，对于左右两侧的直线要素Ld的候补，根据水平方向及垂直方向的平行度判定适当性。该判定的结果，在判定为适当的情况下，采用该两侧作为新的直线要素Ld的候补，另一方面，在判定为左右其中一个的直线要素Ld的候补不正确的情况下，进行直线要素Ld的替换、补充。然后，向道路 侧壁参数存储部130输出所求出的各直线要素Ld的参数。具体地说，首先，根据对左侧的直线要素Ld的算式(3)的参数(以下，在各参数中附加表示左侧的L、表示右侧的R而示出)aL、和对右侧的直线要素Ld的算式(3)的参数aR的差异，调查水平方向的平行度，在大于或等于设定值(例如5°左右)的情况下，判定为左右其中一个的直线要素Ld不正确。相同地，根据参数CL和参数CR的差异，调查垂直方向的平行度，在大于或等于设定值(例如1°左右)的情况下，判定为其中一个直线要素不正确。该判定的结果，在水平方向以及垂直方向任意一个的平行度都满足条件的情况下，采用这两者作为新的直线要素，但如果判定为左右其中一个直线要素Ld不正确，则将左右各自的直线要素Ld的候补与此前所推定的道路形状的位置进行比较，采用偏移量较少的一个作为新的直线要素Ld，将另一个放弃，使其为无候补。[0067]并且，在通过平行度的判定而形成为左右其中一个直线要素Ld无候补的情况下，或者在由于道路上的白线为虚线状、被障碍物遮蔽而无法被观察到所以导致数据不足，判定为左右其中一个直线要素Ld无候补的情况下，将所检测一侧的直线要素Ld以车线宽度平行地移动而进行替代。此外，在左右两者的直线要素Ld均无候补的情况下，替代为此前推定出的道路形状的直线要素Ld。由此，即使产生部分直线要素的检测失败或错误检测，也可以作为整体而得到稳定的道路形状。下面，说明侧壁检测部120。在该侧壁检测部120中，根据距离道路表面的高度而进行侧壁和道路之间的区分，根据前后方向和横向方向的距离而进行侧壁和远方背景之间的区分，由此，如果存在侧壁，则仅提取推定出的周边数据，然后着眼于侧壁的数据在水平方向上以直线并列的特征，利用霍夫变换(Hough transform)检测侧壁的数据，求出位置。详细地说，因为侧壁是立体物的一种，所以，首先在立体物数据提取部121中读入上述道路检测部Iio中的检测结果的参数，设定道路表面的高度H，从距离图像中提取位于该道路表面的高度H上方的立体物数据。此外，在没有白线的道路上，假定道路表面与车辆 I水平，设定道路表面的高度。距离图像中的被摄体，根据图像上的坐标(i，j)和距离数据Z算出实际空间中的三维位置(X，Y，Z)，此外，使用此前检测出的道路形状的算式(4)，计算在距离Z处的道路表面的高度Yr。被摄体距离道路表面的高度H可以通过下述算(5)进行计算。H = Y-Yr (5)由于高度H小于或等于O. Im程度被摄体可以认为是道路上的白线或污溃、倒影等，所以放弃该被摄体的数据。另外，由于高于车辆高度的被摄体可以认为是天桥或标识等，所以也进行放弃，仅选出道路上的立体物的数据。在上述立体物数据提取部121中，提取显现在画面上的宽广范围的立体物的数据。因为对它们全部进行处理是不合理的，所以，在侧壁直线检测部122中，针对搜索侧壁的区域设有限制。在此情况下，如果从上方观察测量距离图像的范围，则其被限制在CXD照相机11的视野内，在正常行驶在道路上的情况下，侧壁在车辆的左侧和右侧与车辆I大致平行地存在。另一方面，对于远处的侧壁，从距离数据的精度这一角度出发，难以进行检测，并且检测的必要性也较小。因此，考虑到上述情况，设定左侧和右侧两个搜索区域SL、SR，对左侧和右侧的侧壁进行分别检测。S卩，在对包含在各搜索区域SL、SR中的立体物数据进行提取时，计算由上述立体物数据提取部121提取出的各数据的被摄体的三维位置(X，Z坐标)，将该三维位置(X，Z)和各搜索区域SL、SR分别进行比较后进行判定。下面，对侧壁检测部120的动作进行说明。图8的程序中的步骤即步骤S301 S307是立体物数据提取处理，首先，如果在步骤S301中读入道路形状参数，则在步骤S302中，从距离图像中读入初始的距离数据。然后，前进至步骤S303，计算被摄体的位置(X，Z坐标)和高度(Y坐标)，在步骤S304中，计算在距离Z处的道路表面的高度H (Y坐标)，在步骤S305中，将位于道路表面上方且小于或等于本车辆I高度的数据，提取为立体物数据。然后，前进至步骤S306，调查是否为最终数据，在不是最终数据的情况下，在步骤S307中读入下一个距离数据，然后返回上述步骤S303，重复进行处理，在为最终数据的情况下，从步骤S306前进至步骤S308。图9的步骤S308 步骤S317是侧壁直线检测处理，在步骤S308中如果读入初始的立体物数据，则在步骤S309中，计算被摄体的位置(X，Z坐标)，在步骤S310中，调查所计算出的位置(X，Z坐标)是否落在搜索区域内。在计算出的位置(X，Z坐标)落在搜索区域外时，从上述步骤S310跳转至步骤S312，在落在搜索区域内时，从上述步骤S310前进至步骤S311，放入参数空间，然后前进至步骤S312。在步骤S312中，调查所处理的立体物数据是否为最终数据，在不是最终数据时，在步骤S313中读入下一个立体物数据，重复从上述步骤S309开始的处理，在为最终数据 时，前进至步骤S314，检测参数空间上的局部极大值。然后，如果前进至步骤S315，则调查所检测出的局部极大值是否大于或等于判定值，在小于判定值时，在步骤S316中判定为不存在侧壁，在大于或等于判定值时，在步骤S317中判定为存在侧壁，然后前进至步骤S318。图10的步骤S318及之后的步骤为侧壁范围检测处理，在步骤S318中，读入与由上述步骤S314检测出的局部极大值的方格相应的参数、即表示局部极大点的直线方程式的参数(af、bf)，然后前进至步骤S319，设定侧壁候补区域。并且，在步骤S320中，读入搜索区域内的初始立体物数据，在步骤S321中，计算被摄体的位置(X，Z坐标)，然后在步骤S322中，提取位于侧壁候补区域内的数据，在步骤S323中，调查所处理的数据是否为搜索区域内的最终数据。在不是搜索区域内的最终数据时，从上述步骤S323向步骤S324分支，读入搜索区域内的下一个立体物数据，返回上述步骤S321，在为搜索区域内的最终数据时，从上述步骤S323前进至步骤S325，使用侧壁候补区域内的数据作成直方图。然后，前进至步骤S326，检测作成的直方图的频度大于或等于判定值的区间，在步骤S327中，计算直方图的频度大于或等于判定值的区间的两端的三维位置、即侧壁的前后端位置，在步骤S328中，将侧壁的有无、位置、方向、前后端的位置等参数写入输出用存储器IOOe中，结束程序。此外，该程序在针对左侧的侧壁执行后，针对右侧的侧壁执行。如上所示，在本实施例中，因为利用与三维位置相关的特征，所以侧壁的颜色及形状、材质等外观上的特征难以产生影响，不仅对于通常的防护栏、对于各种栏杆及树丛、道路工程的标杆列等也可以作为侧壁进行检测，可以可靠地对作为限制汽车行驶的部分作为侧壁进行检测，并且，因为可以将侧壁的有无及位置变换为直线方程式的参数或前后端的坐标这种简单的数据形式，所以使用侧的数据存储及处理变得容易，通过连接外部装置，可以实现程度更高的危险警报及避免事故的功能。
权利要求1.一种侧壁检测装置，其特征在于，具有 测量单元，其对车外的设定范围的对象进行检测，并输出相对于该对象的位置信息；侧壁直线检测单元，其基于来自上述测量单元的位置信息，对成为道路边界的作为连续立体物的侧壁的有无、和对与该侧壁的位置近似的直线方程式进行检测；以及 侧壁范围检测单元，其在由上述侧壁直线检测单元检测出的直线方程式的周围设定空间区域，仅提取该空间区域内的数据而检测上述侧壁所存在的范围。
2.根据权利要求I所述的侧壁检测装置，其特征在于， 在上述侧壁检测装置中，还具有道路检测单元和数据提取单元，上述测量单元输出相对于上述对象的三维位置信息， 上述道路检测单元基于来自上述测量单元的三维位置信息，确定道路模型，检测该道路模型而作为道路形状， 上述数据提取单元基于上述道路模型，从上述三维位置信息中仅提取位于道路表面上方的数据， 上述侧壁直线检测单元根据由上述数据提取单元提取出的数据，对成为道路边界的作为连续立体物的侧壁的有无、和对与该侧壁的位置近似的直线方程式进行检测， 上述侧壁范围检测单元，在由上述侧壁直线检测单元检测出的直线方程式的周围设定空间区域，仅提取该空间区域内的数据而检测上述侧壁所存在的范围。
3.根据权利要求2所述的侧壁检测装置，其特征在于， 在上述道路检测单元中具有 道路形状推定单元，其基于上述三维位置信息，推定道路的白线的位置及形状； 三维窗口设定单元，其将包围由上述道路形状推定单元所推定的道路的白线在内的三维空间区域，设定作为三维窗口 ； 直线要素检测单元，其从上述三维位置信息中仅提取上述三维窗口内的数据，对构成上述道路模型的三维直线要素进行检测；以及 道路形状判定单元，其判定由上述直线要素检测单元检测出的直线要素的适当性，在不符合判定基准的情况下，对上述直线要素进行修改或变更，确定上述道路模型。
4.根据权利要求I或2所述的侧壁检测装置，其特征在于， 上述侧壁范围检测单元，作成以上述空间区域内的数据的个数为纵轴、以与本车辆的距离为横轴的直方图，根据该直方图的频度大小，检测上述侧壁所存在的范围。
5.根据权利要求I所述的侧壁检测装置，其特征在于，还具有 远方侧壁线检测单元，其以由上述侧壁直线检测单元检测出的侧壁直线作为基准，对更远处的直线状或曲线状的侧壁线进行检测；以及 侧壁检测单元，其将上述侧壁直线及上述侧壁线组合而检测侧壁的位置。
专利摘要本实用新型提供一种侧壁检测装置，其可以可靠地检测直至远方的防护栏、树丛、标杆列等成为道路边界的作为连续立体物的侧壁，并且，可以将侧壁的有无、位置、方向以易于处理的数据形式进行检测。利用立体光学系统(10)对车辆(1)的车外的设定范围内的对象进行拍摄，并向立体图像处理单元(20)输入。在立体图像处理单元(20)中，对由立体光学系统(10)拍摄到的图像进行处理，计算整个图像的距离分布。道路·侧壁检测单元(100)计算与该距离分布的信息对应的被摄体的各部分的三维位置，利用这些三维位置的信息，对于直至远方的道路形状和侧壁，确切且高可靠性地以易于处理的数据形式进行检测。
文档编号G06K9/00GK202600727SQ20112049798
公开日2012年12月12日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者塙圭二, 实吉敬二, 斋藤彻 申请人:富士重工业株式会社