CN104822568A - 用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的方法和设备、用于清洁车辆摄像机的方法和用于车辆的摄像机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的方法(200)。所述方法(200)具有读取图像数据的步骤(210)，所述图像数据代表车辆环境的借助于所述车辆摄像机拍摄的图像的至少一个图像区域。所述方法(200)也具有分析处理所述图像的至少一个图像区域的图像特征以便确定所述车辆摄像机(120)的污染值的步骤(220)。此外，所述方法(200)具有根据所述污染值产生用于控制所述清洁设备的控制信号的步骤(230)。

Description

用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的方法和设备、用于清洁车辆摄像机的方法和用于车辆的摄像机系统

技术领域

本发明涉及一种用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的方法、用于清洁车辆摄像机的方法、用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的设备、用于车辆的摄像机系统以及相应的计算机程序产品。

背景技术

用于支持驾驶员、此外也在泊车中进行车辆引导的驾驶员辅助系统处于批量生产中。所述系统之一例如是环视系统或者说环绕视图系统，该系统可以借助于例如四个摄像机给驾驶员提供由上方对车辆的观察，从而驾驶员可以在虚拟环境中使其车辆运动。在此例如各一个摄像机分别位于车辆的一个外后视镜中，以及一个位于车辆前部，而一个位于车辆尾部。这些摄像机没有安装在车辆挡风玻璃之后的擦拭区域中并且因此大多未受保护地经受环境影响或天气影响，例如污染、水滴润湿、由于碎石引起的损坏等等。在用于车辆的现代车辆摄像机或摄像机系统中例如图像质量自动由系统监视。如果图像质量例如由于污染而不足够好以便确保基于摄像机图像的功能性的质量，则经常使该功能性相应地退化，以便防止例如故障行为。例如倒车摄像机经常至少部分地在罩之后受保护，只要在车辆中没有挂倒车挡。然而，这具有以下缺点，摄像机图像不能够在向前行驶期间被分析处理，但这对于一些所规划的功能是绝对必要的，例如用于监视后方交通。

发明内容

在该背景下提出根据独立权利要求的用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的改善的方法、用于清洁车辆摄像机的改善的方法、用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的改善的设备、用于车辆的改善的摄像机系统和改善的计算机程序产品。有利的构型由相应的从属权利要求和以下说明书得出。

根据本发明的实施方式，可以借助于图像质量的分析处理来识别车辆摄像机的污染并且因此在必要时引起尤其摄像机光学器件的清洁。换言之可以对于车辆摄像机或摄像机系统提供自身控制的清洁激活。为此，例如控制设备或者车辆摄像机的电子设备评估摄像机的输入图像的图像质量。如果图像质量对于功能性——例如驾驶员辅助系统过差，则控制清洁设备，而不是使功能性退化。基本构思尤其在于，控制设备和/或车辆摄像机——例如近距离摄像机自身可以决定何时需要清洁。

有利地，本发明的实施方式使得可能的是，在车辆摄像机中降低或者根据需要消除环境影响的污染并且将摄像机的可见范围并因此其拍摄的图像保持尽可能清洁，以便可以改善基于图像的功能或功能性的可用性。相比于使基于摄像机图像的功能性退化的解决方案，本发明的实施方式提供以下优点：尤其这样的功能性可以连续地在全部实施中运行，除了直接在清洁期间例如在通过洗涤喷嘴清洁时或者当污物不再可以通过清洁系统除去时。此外，可以有利地避免需要连续地或不断以一定的时间间隔实现清洁，例如可以避免需要以一定的固定时间间隔短时间地倾倒倒车摄像机，以便预防性地清洁摄像机。这具有以下优点：使对于清洁所需的机械装置不太强烈地受负荷并且使驾驶员很少受可能在清洁中形成的噪音干扰。此外例如消耗显著更少的清洁液。因此，通过本发明的实施方式实现了，车辆摄像机的需求控制的清洁是可实施的。因此不仅可以避免根据固定时间表的不必要的清洁，而且可以引起车辆摄像机的良好清洁状态。

一种用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的特别有利的方法具有以下步骤：

读取图像数据，所述图像数据代表车辆环境的借助于所述车辆摄像机拍摄的图像的至少一个图像区域；

分析处理所述图像的至少一个图像区域的图像特征，以便确定所述车辆摄像机的污染值；以及

根据所述污染值产生用于控制所述清洁设备的控制信号。

车辆摄像机可以安装在车辆中或处。车辆摄像机尤其可以设置在前照灯、尾灯、外后视镜等的区域中。车辆可以是机动车，尤其是道路有关的机动车，如轿车、载重货车或其他营运汽车。车辆摄像机的图像数据例如也可以提供给至少一个驾驶员辅助系统或其他基于图像的功能性或应用。清洁设备可以构造用于如此清洁车辆摄像机，使得阻止或至少降低借助于车辆摄像机拍摄的图像的图像质量的损害。如果车辆摄像机例如与挡风玻璃的借助于雨刮器擦拭的区域分离，则关于车辆摄像机的清洁存在多种可能性。例如车辆摄像机可以在倾倒或覆盖时通过雨刷系统和/或雨刮系统清洁。如果车辆摄像机集成在前照灯或尾灯中，则因此也可能的是通过保护设备的清洁，通过前照灯清洁系统的清洁，等等。因此，清洁设备可以涉及用于机械清洁车辆摄像机的设备，其中，所述设备具有利用和/或不利用液体的清洁元件。图像特征可以涉及与车辆摄像机的清洁状态相关的图像质量。图像特征的变差可以通过越来越多的污染引起。因此，差的图像特征可以通过污染值引起，所述污染值代表车辆摄像机的高污染程度。控制信号可以构造用于根据污染值引起车辆摄像机借助于清洁设备的清洁。如果在分析处理的步骤中确定污染值，所述污染值代表车辆摄像机的不具有污染或者具有位于阈值之下的污染，则可以不发生控制信号的产生或者控制信号可以构造用于停止车辆摄像机的借助于清洁设备的清洁。用于控制的方法还可以具有提供用于控制清洁设备的控制信号到与清洁设备的接口的步骤。

根据一种实施方式，可以在分析处理步骤中分析处理图像的至少一个图像区域的图像清晰度。这样的实施方式提供以下优点：图像特征图像清晰度示出了与车辆摄像机污染的直接相关性。

在所述分析处理的步骤中也可以比较所述图像的至少一个图像区域的图像特征的实际值与所述图像特征的至少一个阈值，以便在使用所述比较的比较结果的情况下确定所述车辆摄像机的污染值。图像特征的至少一个阈值在此可以具有图像特征的公差范围的考虑。应用有关的第一阈值可以分配给图像数据的通过基于图像的第一应用的利用并且应用有关的第二阈值可以分配给图像数据的通过基于图像的第二应用的利用。这样的实施方式提供如下优点，在阈值比较的设计中实际可行的决定标准可供使用，以便能够实现车辆摄像机的根据需要的清洁。

在此，在所述分析处理的步骤中可以给所述图像的第一图像区域分配所述图像特征的至少一个第一阈值并且可以给所述图像的第二图像区域分配所述图像特征的至少一个不同于所述第一阈值的第二阈值。在此，用于图像区域的阈值可以是与相应区域中的已知对象相关。这样的实施方式提供以下优点：车辆摄像机的污染程度的识别可以更可靠和更准确地实现，因为实现了集中到说服力强的图像区域上。

此外，可以设有处理所述图像数据以便引起将通过所述图像数据代表的图像划分为多个图像区域并且从所述多个图像区域选择用于所述分析处理的步骤的至少一个图像区域的步骤。在此，也可以为分析处理的步骤选择通过图像数据代表的图像的所有图像区域。图像划分为图像区域在此可以根据对象识别来实现。这样的实施方式提供以下优点：为可以更准确和更安全地识别车辆摄像机的污染提供基础。

也可以重复所述方法的步骤，直至车辆摄像机的污染值的变化满足终止条件。在此，终止条件可以具有在所述方法的第一执行循环中的第一污染值与所述方法的第二执行循环中的第二污染值的差的所规定的量值。这样的实施方式提供以下优点：如果污染值遭受由清洁引起的变化，则可以在必要时重复触发清洁；如果污染值不再发生变化，则中断清洁。因此，可以实现在经济地利用清洁设备的情况下车辆摄像机的有利的清洁状态。

一种用于清洁车辆摄像机的特别有利的方法具有以下步骤：

执行所述方法的一个版本的步骤；以及

根据控制信号实施用于清洁车辆摄像机的清洁过程。

用于清洁的方法可以结合所述用于控制的方法的版本地有利地实施。在此，用于清洁的方法可以在实施清洁过程的步骤之前也具有所述用于控制的方法的一个版本的步骤。

一种用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的特别有利的设备具有以下特征：

用于读取图像数据的装置，所述图像数据代表车辆环境的借助于所述车辆摄像机拍摄的图像的至少一个图像区域；

用于分析处理所述图像的至少一个图像区域的图像特征以便确定所述车辆摄像机的污染值的装置；和

用于根据所述污染值产生用于控制所述清洁设备的控制信号的装置。

用于控制的设备可以是车辆摄像机的一部分或者是与车辆摄像机分开设置的装置的一部分。设备在此可以理解为处理图像数据和必要时图像特征的阈值并且据此输出控制信号的电设备或控制设备。所述设备可以具有按硬件方式和/或按软件方式构造的接口。在按硬件方式的构造中，接口例如可以是所谓的系统ASIC的包括所述设备的最不同功能的一部分。然而，也可能的是，接口是单独的集成电路或至少部分地由分立部件组成。在按软件方式的构造中，接口可以是软件模块，其例如与其他软件模块共存在微控制器上。

用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的设备构造用于实施或实现所述用于控制的方法的步骤。所述设备尤其可以具有构造用于执行所述方法的各个步骤的装置。通过本发明的以设备形式的实施变型方案可以快速和高效地解决本发明所基于的任务。

一种用于车辆的特别有利的摄像机系统具有以下特征：

车辆摄像机；

用于清洁车辆摄像机的清洁设备；和

所述用于控制清洁设备的设备的一个版本。

所述用于控制的设备的一个版本可以结合摄像机系统地有利地应用或使用。所述用于控制的方法的一个版本和/或所述用于清洁的方法的一个版本也可以结合摄像机系统地有利地执行，以便控制清洁设备或者清洁车辆摄像机。

根据一种实施方式，清洁设备可以构造用于引起车辆摄像机的镜组的或光学可穿透的摄像机盖的清洁。在此，车辆摄像机的镜组可以是车辆外表面的一部分，或者镜组可以与车辆外表面相邻地设置在车辆外表面的光学可穿透区段的背向车辆环境的侧上。光学可穿透的摄像机盖可以是例如前照灯盖等，其在此也用作摄像机盖。这样的实施方式提供以下优点：如果车辆摄像机设置在车辆的挡风玻璃之外，则也可以引起车辆摄像机的清洁。

具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，所述程序代码可以存储在机器可读的载体，如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上并且用于当在计算机或设备上执行程序时实施先前描述的方法。

附图说明

根据附图示例性地进一步阐述本发明。附图示出：

图1：具有根据本发明的一个实施例的摄像机系统的车辆的示意图；

图2和3：根据本发明的实施例的方法的流程图。

在本发明的优选实施例的后续描述中，对于在不同附图中示出并且起类似作用的元件使用相同的或类似的参考标记，其中不重复描述这些元件。

具体实施方式

图1示出具有根据本发明的一个实施例的摄像机系统110的车辆100的示意图。摄像机系统110设置在车辆100中。摄像机系统110具有车辆摄像机120、用于清洁车辆摄像机120的清洁设备130以及用于控制清洁设备130的控制设备140或者用于控制清洁设备130的设备。控制设备140具有读取装置142、分析处理装置144和产生装置146。

摄像机系统110的车辆摄像机120构造用于拍摄车辆100的车辆环境的图像并且生成图像数据，所述图像数据代表车辆100的车辆环境的图像。车辆摄像机120借助于通信接口——例如电线路、无线连接等与控制设备140连接。车辆摄像机120构造用于给控制设备140提供图像数据。即使在图1中未示出，车辆摄像机120还构造用于将图像数据提供给另外的车辆系统，例如驾驶员辅助系统等等。

摄像机系统110的清洁设备130设置并且构造用于清洁车辆摄像机120的镜组或镜组的光学可穿透的盖。清洁设备130借助于通信接口——例如电线路、无线连接等与控制设备140连接。清洁设备130构造用于接收控制设备140的控制信号。清洁设备130也构造用于根据控制设备140的控制信号实施车辆摄像机120的清洁。

控制设备140构造用于控制用于清洁车辆摄像机120的清洁设备130。控制设备140的读取装置142构造用于读取车辆摄像机120的图像数据。在此，图像数据代表车辆100的环境的借助于车辆摄像机120拍摄的图像的至少一个图像区域。控制设备140的分析处理装置144构造用于分析处理图像的至少一个图像区域的图像特征，以便确定车辆摄像机120的污染值。控制设备140的产生装置146构造用于根据借助于分析处理装置140确定的污染值产生用于控制清洁设备130的控制信号。控制设备140构造用于将借助于产生装置146产生的控制信号输出到清洁设备130，以便根据污染值引起车辆摄像机120的清洁。控制设备140也可以是车辆摄像机120的或清洁设备130的一部分，即使在图1中不同地示出。

图2示出根据本发明的一个实施例的、用于控制用于车辆摄像机的清洁设备的方法200的流程图。方法200可以结合车辆摄像机和用于清洁车辆摄像机的清洁设备来执行。方法200具有读取图像数据的步骤210，所述图像数据代表车辆环境的借助于车辆摄像机拍摄的图像的至少一个图像区域。所述方法200也具有分析处理图像的至少一个图像区域的图像特征以便确定车辆摄像机的污染值的步骤220。所述方法200还具有根据所述污染值产生用于控制清洁设备的控制信号的步骤230。方法200可以结合所述设备或控制设备、尤其图1中的读取装置、分析处理装置和产生装置有利地来执行。在此，所述设备或者图1中的装置可以构造用于执行方法200的步骤。

图3示出根据本发明的一个实施例的、用于清洁车辆摄像机的方法300的流程图。所述方法300具有执行图2中的方法步骤的步骤310。因此，执行的步骤310可以具有分步骤：读取、分析处理以及产生。方法300也具有根据控制信号实施用于清洁车辆摄像机的清洁过程的步骤320。在执行图2中的方法步骤的步骤310中产生控制信号。换言之，方法300在实施的步骤320之前也具有图2中的方法步骤。因此，用于清洁的方法300可以结合设备或图1中的控制设备、清洁设备和车辆摄像机有利地执行。此外，用于清洁的方法300可以结合用于控制的方法有利地执行。

参照图1至3再次归纳性地以其他言语描述根据本发明的一个实施例的摄像机系统。车辆摄像机120构造用于根据对污染的指示监视由车辆摄像机拍摄的图像。如果摄像机图像的图像质量例如相比于一个可参数化的值或者阈值更差，其中，必要时设有用于不同的基于图像的应用的单独的值，则借助于控制设备140开始车辆摄像机120的清洁。为了监视图像质量，例如通过控制设备140监视或分析处理图像清晰度。可选地，可以将图像划分为不同的图像区域并且分别例如确定图像清晰度。如果图像清晰度低于一个阈值，则图像质量视为太差。在此，不同的图像区域可选地尤其具有不同的阈值，因为例如不清晰的天空相比于不清晰地成像的道路对于一定的基于图像的应用或功能而言不太重要。基本构思在此例如基于，车辆摄像机120在直接近区域中不清晰地成像，由此污物和水滴直接在摄像机镜头或摄像机镜组上不清晰地成像。如果控制设备140决定图像质量不足够并且因此污染值过高，则控制信号可以通过通用总线系统(例如CAN)之一提供给清洁装置或清洁设备130，所述清洁装置或清洁设备随后可以相应地进行清洁。用于清洁的方法300可以在严重污染——例如死苍蝇的情况下也多次地重复，直至用于车辆摄像机120的图像质量又正常。必要时车辆摄像机120可以构造用于在重复执行用于清洁的方法300之后在此外还过差的图像质量的情况下例如在碎石的情况下使使用车辆摄像机120的图像数据的一定的应用或功能退化。

所描述的和在附图中示出的实施例仅仅是示例性地选择的。不同的实施例可以完整地或关于各个特征彼此组合。一个实施例也可以通过另一个实施例的特征来补充。此外，可以重复以及以不同于所描述的顺序的顺序执行根据本发明的方法步骤。

Claims (11)

1.一种用于控制用于车辆摄像机(120)的清洁设备(130)的方法(200)，其中，所述方法(200)具有以下步骤：

读取(210)图像数据，所述图像数据代表车辆环境的借助于所述车辆摄像机(120)拍摄的图像的至少一个图像区域；

分析处理(220)所述图像的至少一个图像区域的图像特征，以便确定所述车辆摄像机(120)的污染值；以及

根据所述污染值产生(230)用于控制所述清洁设备(130)的控制信号。

2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，在所述分析处理(220)的步骤中，分析处理所述图像的至少一个图像区域的图像清晰度。

3.根据以上权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，在所述分析处理(220)的步骤中比较所述图像的至少一个图像区域的图像特征的实际值与所述图像特征的至少一个阈值，以便在使用所述比较的比较结果的情况下确定所述车辆摄像机(120)的污染值。

4.根据权利要求3所述的方法(200)，其中，在所述分析处理(220)的步骤中给所述图像的第一图像区域分配所述图像特征的至少一个第一阈值并且给所述图像的第二图像区域分配所述图像特征的至少一个不同于所述第一阈值的第二阈值。

5.根据以上权利要求中任一项所述的方法(200)，其具有处理所述图像数据以便引起将通过所述图像数据代表的图像划分为多个图像区域并且从所述多个图像区域选择用于所述分析处理(220)的步骤的至少一个图像区域的步骤。

6.根据以上权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，重复所述方法(200)的步骤(210、220、230)，直至所述车辆摄像机(120)的污染值的变化满足终止条件。

7.一种用于清洁车辆摄像机(120)的方法(300)，其中，所述方法(300)具有以下步骤：

执行(310)根据权利要求1至6中任一项所述的方法(200)的步骤(210、220、230)；以及

根据所述控制信号实施(320)用于清洁所述车辆摄像机(120)的清洁过程。

8.一种用于控制用于车辆摄像机(120)的清洁设备(130)的设备(140)，其中，所述设备(140)具有以下特征：

用于读取图像数据的装置(142)，所述图像数据代表车辆环境的借助于所述车辆摄像机(120)拍摄的图像的至少一个图像区域；

用于分析处理所述图像的至少一个图像区域的图像特征以便确定所述车辆摄像机(120)的污染值的装置(144)；和

用于根据所述污染值产生用于控制所述清洁设备(130)的控制信号的装置(146)。

9.一种用于车辆(100)的摄像机系统(110)，其中，所述摄像机系统(110)具有以下特征：

车辆摄像机(120)；

用于清洁所述车辆摄像机(120)的清洁设备(130)；和

根据权利要求8所述的用于控制所述清洁设备(130)的设备(140)。

10.根据权利要求9所述的摄像机系统(110)，其中，所述清洁设备(130)构造用于引起所述车辆摄像机(120)的镜组的或光学可穿透的摄像机盖的清洁。

11.一种计算机程序产品，其具有程序代码，用于当程序在设备(130；140)上执行时实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法(200；300)。