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EP1577834B1

Lane boundary detector

Abstract

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EP1577834B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 18

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Expired 11 March 2025, 1.5 years ago.

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7 claims: 7 independent, 0 dependent

  1. 1
    A lane boundary detector (100) that detects in real time while a vehicle is running a right and a left boundary position of a lane defined by a lane sign drawn on a road surface on which the vehicle runs based on an input image obtained from a vehicle-mounted camera, comprising:an edge point extracting unit (1) that extracts a plurality of edge points (10) of the lane sign from the input image;an edge line extracting unit (2) that extracts a plurality of edge lines (20) constituting a contour of the lane sign from the edge points extracted by the edge point extracting unit to formulate a position and a direction of each of the edge lines as a straight line on the road surface, using a parameter set of real numbers consisting of at least a first variable p and a second variable q;a branch point detecting unit (4) that verifies, based on the input image obtained by the vehicle mounted camera, whether a characteristic difference vector (pi-pj, qi-qj) defined with the first variable p and the second variable q, with respect to a first edge line i and a second edge line j, which are extracted, and a position and a direction each of which are formulated by the edge line extracting unit falls within a predetermined appropriate range, and judges that a crossing point of the first edge line i and the second edge line j out of the edge lines can be a branch point of the lane when the characteristic difference vector (pi-pj, qi-qj) falls within a predetermined range;anda lane boundary determining unit (5) that determines the left and the right boundary positions of the lane based on a determination result by the branch point detecting unit (4), wherein the lane boundary determining unit (5) is arranged tocompute leading edges and trailing edges, consisting, respectively, of leading edge points and trailing edge points along an x-axis, with a positive direction of said x-axis representing a rightward direction of the vehicle, said leading and trailing edge points computed as, respectively, positive maximum and minimum value of a partial differentiation of luminance of the input image with respect to the x-coordinate, with a pair of a leading edge line and a trailing edge line corresponding to a white line with a proper width, andselect trailing edges for branch point detection if it is determined that a branch diverts leftward from said branch point and leading edges for branch point detection if it is determined that a branch diverts leftward from said branch point. Détecteur (100) de limites de voie qui détecte en temps réel, pendant qu'un véhicule est en marche, une position de limites droite et gauche d'une voie définie par une signalisation dessinée sur une surface de route sur laquelle roule le véhicule sur la base d'une image d'entrée obtenue à partir d'une caméra montée sur le véhicule, comprenant : une unité (1) d'extraction de points de bord qui extrait une pluralité de points de bord (10) de la signalisation à partir de l'image d'entrée ;une unité (2) d'extraction de lignes de bord qui extrait une pluralité de lignes de bord (20) constituant un contour de la signalisation à partir des points de bord extraits par l'unité d'extraction de points de bord pour établir une position et une direction de chacune des lignes de bord en tant que ligne droite sur la surface de la route, en utilisant un ensemble de paramètres de nombres réels constitués d'au moins une première variable p et une deuxième variable q ;une unité (4) de détection de point d'embranchement qui vérifie, sur la base de l'image d'entrée obtenue par la caméra montée sur le véhicule, si un vecteur de différence caractéristique (pipj, qiqj) défini avec la première variable p et la deuxième variable q, par rapport à une première ligne de bord i et à une deuxième ligne de bord j, qui sont extraites, et une position et une direction dont chacune est établie par l'unité d'extraction de lignes de bord, se trouvent dans une plage appropriée prédéterminée, et juge qu'un point de croisement de la première ligne de bord i et de la deuxième ligne bord j parmi les lignes de bord peut être un point d'embranchement de la voie lorsque le vecteur de différence caractéristique (pipj, qiqj) se trouve dans une plage prédéterminée ;etune unité (5) de détermination de limites de voie qui détermine les positions de limites gauche et droite de la voie sur la base d'un résultat de détermination par le l'unité (4) de détection de point d'embranchement, où l'unité (5) de détermination de limites de voie est agencée pourcalculer des bords d'attaque et des bords de fuite, constitués, respectivement, de points de bord d'attaque et de points de bord de fuite le long d'un axe x, une direction positive dudit axe x représentant une direction vers la droite du véhicule, lesdits points de bord d'attaque et de fuite étant calculés, respectivement, comme une valeur minimale et maximale positive d'une différentiation partielle de luminance de l'image d'entrée par rapport à la coordonnée x, une paire d'une ligne de bord d'attaque et d'une ligne de bord de fuite correspondant à une ligne blanche avec une largeur appropriée, etsélectionner des bords de fuite pour une détection de point d'embranchement s'il est déterminé qu'un embranchement dévie vers la gauche à partir dudit point d'embranchement et des bords d'attaque pour une détection de point d'embranchement s'il est déterminé qu'un embranchement dévie vers la gauche à partir dudit point d'embranchement. Fahrspurgrenzdetektor (100), der in Echtzeit, während ein Fahrzeug eine rechte oder linke Grenzposition einer Fahrspur fährt, die durch ein Fahrspurzeichen definiert wird, das auf einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, gezeichnet ist, auf der Grundlage eines Eingangsbildes, das von einer fahrzeugmontierten Kamera erhalten wird, erfasst und der aufweist: eine Kantenpunktextrahierungseinheit (1), die mehrere Kantenpunkte (10) des Fahrspurzeichens aus dem Eingangsbild extrahiert;eine Kantenlinienextrahierungseinheit (2), die unter Verwendung eines Parametersatzes von reellen Zahlen, die mindestens aus einer ersten Variablen p und einer zweiten Variablen q bestehen, mehrere Kantenlinien (20), die eine Kontur des Fahrspurzeichens bilden, aus den Kantenpunkten, die von der Kantenpunktextrahierungseinheit extrahiert werden, extrahiert, um eine Position und eine Richtung jeder der Kantenlinien als eine gerade Linie auf der Straßenoberfläche zu formulieren;eine Verzweigungspunkterfassungseinheit (4), die auf der Grundlage des Eingangsbildes, das mittels der fahrzeugmontierten Kamera erhalten wird, verifiziert, ob ein Eigenschaftsdifferenzvektor (pi-pj, qj-qj), der mit der ersten Variablen p und der zweiten Variablen q definiert wird, in Bezug auf eine erste Kantenlinie i und eine zweite Kantenlinie j, die extrahiert werden, und eine Position und eine Richtung, die jeweils durch die Kantenlinienextrahierungseinheit formuliert werden, innerhalb eines vorbestimmten geeigneten Bereiches liegt, und die bestimmt, dass ein Kreuzungspunkt der ersten Kantenlinie i und der zweiten Kantenlinie j aus den Kantenlinien ein Verzweigungspunkt der Fahrspur sein kann, wenn der Eigenschaftsdifferenzvektor (pi-pj, qi-qj) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt;undeine Fahrspurgrenzbestimmungseinheit (5), die die linke und rechte Grenzposition der Fahrspur auf der Grundlage eines Bestimmungsergebnisses der Verzweigungspunkterfassungseinheit (4) bestimmt, wobei die Fahrspurgrenzbestimmungseinheit (5) ausgelegt ist,vordere Kanten und hintere Kanten, die jeweils aus vorderen Kantenpunkten und hinteren Kantenpunkten entlang einer x-Achse bestehen, zu berechnen, wobei eine positive Richtung der x-Achse eine Richtung nach rechts des Fahrzeugs repräsentiert, wobei die vorderen und hinteren Kantenpunkte jeweils als ein positiver maximaler und minimaler Wert einer partiellen Ableitung einer Luminanz des Eingangsbildes im Bezug auf die x-Koordinate berechnet werden, wobei ein Paar aus einer vorderen Kantenlinie und einer hinteren Kantenlinie einer weißen Linie mit einer richtigen Breite entspricht, undhintere Kanten zur Verzweigungspunkterfassung auszuwählen, wenn bestimmt wird, dass eine Verzweigung von dem Verzweigungspunkt nach links abführt, und vordere Kanten zur Verzweigungspunkterfassung auszuwählen, wenn bestimmt wird, dass eine Verzweigung von dem Verzweigungspunkt nach links abführt.
  2. 2
    Détecteur (100) de limites de voie selon la revendication 1, dans lequel lorsque la surface de la route est représentée par un plan de coordonnées orthogonales xy où une direction positive d'un axe y représente une direction vers l'avant du véhicule et une direction positive d'un axe x représente une direction vers la droite du véhicule, la première variable est essentiellement la même avec une coordonnée x de la première ligne de bord ou de la deuxième ligne de bord sur une ligne droite qui satisfait l'équation y=D en avant du véhicule, où D est une distance prédéterminée, et la deuxième variable est essentiellement la même avec un angle formé par la première ligne de bord ou la deuxième ligne de bord par rapport à la direction positive de l'axe y. Fahrspurgrenzdetektor (100) nach Anspruch 1, wobei wenn die Straßenoberfläche durch eine orthogonale xy-Koordinatenebene repräsentiert wird und eine positive Richtung einer y-Achse eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und eine positive Richtung einer x-Achse eine Richtung nach rechts des Fahrzeugs repräsentieren, die erste Variable im Wesentlichen dieselbe wie eine x-Koordinate der ersten Kantenlinie oder der zweiten Kantenlinie auf einer geraden Linie ist, die y=D vor dem Fahrzeug erfüllt, wobei D ein vorbestimmter Abstand ist, und die zweite Variable im Wesentlichen dieselbe wie ein Winkel ist, der durch die erste Kantenlinie oder die zweite Kantenlinie in Bezug auf die positive Richtung der y-Achse ausgebildet wird. The lane boundary detector (100) according to claim 1, wherein when the road surface is represented by an xy-orthogonal coordinate plane where a positive direction of a y-axis represents a forward direction of the vehicle and a positive direction of an x-axis represents a right ward direction of the vehicle, the first variable is substantially the same with an x-coordinate of the first edge line or the second edge line on a straight line that satisfies y=D in front of the vehicle where D is a predetermined distance, and the second variable is substantially the same with an angle formed by the first edge line or the second edge line with respect to the positive direction of the y-axis.
  3. 3
    Détecteur (100) de limites de voie selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'une quelconque de l'unité (4) de détection de point d'embranchement et de l'unité (5) de détermination de limites de voie détermine si le point d'embranchement de la voie est présent ou non, selon qu'un vecteur de différence de caractéristique (pipk, qiqk) ou (pjpk, qjqk) défini avec la première variable et la deuxième variable se trouve dans une plage appropriée prédéterminée par rapport à au moins l'une de la première ligne de bord et de la deuxième ligne de bord dont le point de croisement est jugé susceptible d'être le point d'embranchement de la voie et à une ligne de bord de référence k(pk, qk) qui est un objet prédéterminé de comparaison. Fahrspurgrenzdetektor (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei irgendeine aus der Verzweigungspunkterfassungseinheit (4) und der Fahrspurgrenzbestimmungseinheit (5) auf der Grundlage dessen, ob ein Eigenschaftsdifferenzvektor (pi-pk, qi-qk) oder (pj-pk, qj-qk), der mit der ersten Variablen und der zweiten Variablen definiert wird, innerhalb eines vorbestimmten geeigneten Bereiches in Bezug auf die erste Kantenlinie und/oder die zweite Kantenlinie, deren Kreuzungspunkt als wahrscheinlich gleich der Verzweigungspunkt der Fahrspur bestimmt wird, und eine Bezugskantenlinie k(pk, qk), die ein vorbestimmtes Vergleichsobjekt ist, liegt, bestimmt, ob der Verzweigungspunkt der Fahrspur vorhanden ist. The lane boundary detector (100) according to claim 1 or 2, wherein any one of the branch point detecting unit (4) and the lane boundary determining unit (5) determines whether the branch point of the lane is present or not, based on whether a characteristic difference vector (pi-pk, qi-qk) or (pj-pk, qj-qk) defined with the first variable and the second variable falls within a predetermined appropriate range with respect to at least one of the first edge line and the second edge line whose crossing point is determined likely to be the branch point of the lane and a reference edge line k(pk, qk) that is a predetermined object of comparison.
  4. 4
    Détecteur (100) de limites de voie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lorsque l'unité (4) de détection de point d'embranchement détermine que le point de croisement est le point d'embranchement de la voie, l'unité (5) de détermination de limites de voie sélectionne une ligne de bord qui se trouve dans une plage de distance appropriée à partir d'une ligne centrale d'une voie sur laquelle le véhicule est en train de rouler et qui est la plus proche de la ligne centrale parmi les lignes de bord, en tant que l'une de la position de limite gauche et de la position de limite droite par rapport au véhicule, qui doivent être cherchées à la fin. Fahrspurgrenzdetektor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn die Verzweigungspunkterfassungseinheit (4) bestimmt, dass der Kreuzungspunkt gleich der Verzweigungspunkt der Fahrspur ist, die Fahrspurgrenzbestimmungseinheit (5) eine Kantenlinie, die innerhalb eines geeigneten Abstandsbereiches zu einer Mittellinie einer Fahrspur, auf der das Fahrzeug derzeitig fährt, und die unter den Kantenlinien am nächsten zu der Mittellinie angeordnet ist, als die linke Grenzposition oder die rechte Grenzposition in Bezug auf das Fahrzeug auswählt, die schließlich zu suchen sind. The lane boundary detector (100) according to any one of claims 1 to 3, wherein when the branch point detecting unit (4) determines that the crossing point is the branch point of the lane, the lane boundary determining unit (5) selects an edge line that is located within a range of appropriate distance from a center line of a lane on which the vehicle is currently running and that is located closest to the center line among the edge lines, as one of the left boundary position and the right boundary position with respect to the vehicle which are to be sought in the end.
  5. 5
    Détecteur (100) de limites de voie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre :une unité de vérification de validité qui vérifie la validité d'une première ligne de bord i parmi les lignes de bord en tant que position de limites de la voie selon qu'un vecteur de différence caractéristique (pipk, qiqk) défini avec la première variable et la deuxième variable se trouve une plage appropriée prédéterminée ou non par rapport à la première ligne de bord et à une ligne de bord de référence k(pk, qk) qui est un objet prédéterminé de comparaison. Fahrspurgrenzdetektor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der außerdem aufweist: eine Gültigkeitsverifizierungseinheit, die eine Gültigkeit einer ersten Kantenlinie i aus den Kantenlinien als die Grenzposition der Fahrspur auf der Grundlage dessen verifiziert, ob ein Eigenschaftsdifferenzvektor (pi-pk, qi-qk), der mit der ersten Variablen und der zweiten Variablen definiert wird, innerhalb eines vorbestimmten geeigneten Bereiches in Bezug auf die erste Kantenlinie und eine Bezugskantenlinie k(pk, qk), die ein vorbestimmtes Vergleichsobjekt ist, liegt. The lane boundary detector (100) according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a validity verifying unit that verifies validity of a first edge line i out of the edge lines as the boundary position of the lane based on whether a characteristic difference vector (pj-pk, qi-qk) defined with the first variable and the second variable falls within a predetermined appropriate range or not with respect to the first edge line and a reference edge line k(pk, qk) that is a predetermined object of comparison.
  6. 6
    Détecteur (100) de limites de voie selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel une ligne de bord à utiliser en tant que ligne de bord de référence est déterminée sur la base de la dernière position de limites adoptée de la voie. Fahrspurgrenzdetektor (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei eine Kantenlinie, die als die Bezugskantenlinie zu verwenden ist, auf der Grundlage der letzten verwendeten Grenzposition der Fahrspur bestimmt wird. The lane boundary detector (100) according to any one of claims 3 to 5, wherein an edge line to be used as the reference edge line is determined based on the latest adopted boundary position of the lane.
  7. 7
    Détecteur (100) de limites de voie selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, comprenant en outre une unité de division d'image qui divise horizontalement l'image d'entrée en une pluralité de zones, où une ligne de bord qui correspond à la position de limites de la voie dans une zone inférieure à une zone cible dans une image divisée horizontalement est utilisée comme ligne de bord de référence. Fahrspurgrenzdetektor (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, der außerdem eine Bildunterteilungseinheit aufweist, die das Eingangsbild horizontal in mehrere Bereiche unterteilt, wobei eine Kantenlinie, die der Grenzposition der Fahrspur in einem weiter unten befindlichen Bereich als ein Zielbereich in einem horizontal unterteilten Bild entspricht, als die Bezugkantenlinie verwendet wird. The lane boundary detector (100) according to any one of claims 3 to 6, further comprising an image dividing unit that horizontally divides the input image into a plurality of areas, wherein an edge line that corresponds with the boundary position of the lane in a lower area than a target area in a horizontally divided image is employed as the reference edge line.