CN106064166B - 车辆相机清洁系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及车辆相机清洁系统，一种车辆相机清洁系统包括气源和被配置为与所述气源进行通信的计算机处理单元。所述气源被配置为将气流施加至相机的镜头。所述相机包括连续且重复的操作模式和非操作模式。计算机处理单元包括非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质具有使计算机处理单元基于所述相机处于所述非操作模式将信号发送至所述气源以驱动气流的指令。

Description

车辆相机清洁系统

技术领域

本公开涉及车辆相机清洁系统，在特定实施例中，包括气流驱动组件。

背景技术

很多当前的车辆向驾驶员提供信息以主动或被动地辅助驾驶员。特定的驾驶员辅助系统处理由车辆上的传感器捕获的信息。车辆光学传感器被用作电子驾驶辅助以检测车辆周围的物体。这些传感器被集成在车辆的外部以用于感测车辆附近的物体。例如，车辆光学传感器可包括被用作电子停车辅助的基于相机的驾驶员辅助系统。相机被集成在车辆的后方，以用于记录与车辆后方的空间相关的图像。相机通常被安装在车辆的外侧，使得相机暴露在环境状况中。安装在车辆的外侧的相机的功能可能由于在相机镜头上累积的薄膜、砂砾和/或污垢而变得衰退。为了防止相机的区域中的污垢，存在对于适当的相机清洁系统的需求。

发明内容

在至少一个实施例中，一种车辆相机清洁系统包括气源和被配置为与所述气源进行通信的计算机处理单元。所述气源被配置为将气流施加至相机的镜头。所述相机包括连续且重复的操作模式和非操作模式。计算机处理单元包括非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质具有使计算机处理单元基于所述相机处于所述非操作模式将信号发送至所述气源以驱动气流的指令。

根据本发明的一个实施例，所述非暂态计算机可读介质具有使计算机处理单元基于所述相机处于所述非操作模式将信号发送至所述气源以驱动气流的发送指令。

根据本发明的一个实施例，所述操作模式和所述非操作模式的一个连续的发生是一个周期，所述相机包括被定义为执行所述周期的时间段的闪烁速率。

根据本发明的一个实施例，所述非暂态计算机可读介质具有进一步的指令以接收所述相机的所述闪烁速率。

根据本发明的一个实施例，所述发送指令还使计算机处理单元基于所述相机处于所述非操作模式和所述闪烁速率将所述信号发送至所述气源以驱动气流。

根据本发明的一个实施例，所述非暂态计算机可读介质具有进一步的指令以检测在所述镜头上是否识别出杂物；如果在所述镜头上识别出杂物，则所述发送指令使计算机处理单元将所述信号发送至所述气源，以在超过所述非操作模式的预定义时间段驱动所述气流。

本发明提供一种车辆相机清洁系统，所述车辆相机清洁系统包括：气源，用于将气流施加至相机的镜头，所述相机具有连续且重复的操作模式和非操作模式；非暂态计算机可读介质，具有使计算机处理单元基于所述相机处于所述非操作模式将信号发送至所述气源以驱动气流的指令。

在至少一个实施例中，一种车辆相机清洁系统包括气源和被配置为与所述气源进行通信的计算机处理单元。所述气源被配置为将气流施加至相机的镜头。所述相机包括闪烁速率。所述计算机处理单元包括非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质具有使所述计算机处理单元基于所述闪烁速率将信号发送至所述气源以驱动气流的指令。

本发明提供一种车辆相机清洁系统，所述车辆相机清洁系统包括：气源，用于将气流施加至相机的镜头，所述相机具有闪烁速率；非暂态计算机可读介质，具有使计算机处理单元基于所述闪烁速率将信号发送至所述气源以驱动气流的指令。

根据本发明的一个实施例，所述闪烁速率是执行操作模式和非操作模式的连续发生的限定时间段。

根据本发明的一个实施例，所述非暂态计算机可读介质具有进一步的指令以接收所述相机的所述闪烁速率。

根据本发明的一个实施例，发送指令还包括基于所述相机处于所述非操作模式和所述闪烁速率将信号发送至所述气源以驱动气流。

根据本发明的一个实施例，所述气源被配置有连接至阀门的空气压缩机，使得所述信号控制所述阀门以驱动所述气流。

根据本发明的一个实施例，所述空气压缩机基于温度传感器的值下降到预定义阈值以下而提供加热的空气。

根据本发明的一个实施例，所述非暂态计算机可读介质具有进一步的指令以检测在所述镜头上是否识别出杂物；将所述信号发送至所述气源，以在超过所述非操作模式的预定义时间段驱动气流。

在至少一个实施例中，一种车辆相机清洁系统包括液体溶剂管道、压缩空气管道、排放管道以及两通阀门，所述两通阀门将排放管道与液体溶剂管道和压缩空气管道进行连接。所述两通阀门包括用于通过排放管道将液体溶剂输送至相机镜头的第一位置。所述两通阀门包括用于通过排放管道将压缩的空气输送到相机镜头的第二位置。

根据本发明的一个实施例，所述车辆相机清洁系统还包括：相机，具有连续且重复的操作模式和非操作模式；处理器，被配置为基于被限定为执行操作模式和非操作模式的一个连续发生的时间段的相机闪烁速率来控制所述两通阀门。

根据本发明的一个实施例，所述相机将闪烁速率发送至所述处理器。

根据本发明的一个实施例，所述处理器还被配置为基于所述相机处于非操作模式和所述闪烁速率来控制所述两通阀门以驱动气流。

根据本发明的一个实施例，所述车辆相机清洁系统还包括：加热单元，连接至排放管道并与所述处理器进行通信；温度传感器，与所述处理器进行通信；所述处理器还被配置为：响应于经由温度传感器获得的温度传感器的值下降到阈值以下，使加热单元提供加热的气流。

根据本发明的一个实施例，所述处理器还被配置为检测在所述镜头上是否识别出杂物；在超过非操作模式的时间段，请求用于通过排放管道将液体溶剂输送至相机镜头的所述第一位置，以及请求用于通过排放管道将压缩的空气输送至相机镜头的所述第二位置。

根据本发明的一个实施例，所述处理器还被配置为检测在所述镜头上是否识别出杂物；如果在所述镜头上识别出杂物，则在超过非操作模式的时间段，请求用于通过排放管道将液体溶剂输送至相机镜头的所述第一位置，以及请求用于通过排放管道将压缩的空气输送至相机镜头的所述第二位置。

附图说明

图1示出了根据一个实施例的车辆相机清洁系统；

图2示出了根据一个实施例的车辆计算系统与清洁单元和相机进行通信的框图；

图3示出了具有相机的闪烁速率周期的获取时间表；

图4示出了经由车辆计算系统控制清洁系统的示例性方法。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其他实施例可采用各种可替代形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅是用于教导本领域技术人员以多种方式利用实施例的代表性基础。本领域普通技术人员将理解的是，参照任一附图示出并描述的各种特征可与一个或更多个其他附图中示出的特征相结合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，针对特定应用或实现，可期望对与本公开的教导一致的特征进行各种组合和修改。

在一个或更多个实施例中，公开了清洁系统，所述清洁系统具有被配置为将气流和/或清洁溶剂提供至相机镜头的清洁单元。清洁单元可包括空气压缩机以提供气流。可掠过相机镜头施加气流以防止杂物累积和/或将杂物从镜头上去除。清洁单元还可被配置为以不影响相机捕获一个或更多个图像的操作的预定气流速率提供气流。

例如，相机可具有在预定义时间段捕获图像的闪烁速率。清洁单元可基于闪烁速率且当相机处于非操作模式时提供气幕(例如，预定义时间段的气流)。气幕可在预定义时间段施加掠过镜头的连续的气流，从而提供保护层来防止杂物接触镜头/去除杂物。气幕是与相机镜头定向平行或基本上平行的气流。

图1示出了根据一个实施例的用于车辆光学传感器104的清洁系统100。清洁系统100可包括车辆计算系统(VCS)102、清洁单元202以及位于车辆的外部的车辆光学传感器或相机104。车辆光学传感器104可包括但不限于电磁传感器、超声波传感器、雷达传感器等。

清洁单元202可包括清洁溶剂容器110、压缩机106和阀门108。压缩机106可被配置作为用于压缩空气的气源和输送清洁溶剂的泵。压缩机106可配置有阀门108以及一个或更多个管道112a至112d(统称为112)，以将由压缩机106产生的气流和存储在清洁溶剂容器110的清洁溶剂输送至相机104。

例如，压缩机106可经由管道112b连接至阀门108，并被配置为经由液体溶剂管道112a从容器110抽出清洁溶剂。压缩机106可通过连接至阀门108的排放管道112d将清洁溶剂输送至相机104。在另一示例中，压缩机106可配置有阀门108以经由连接至排放管道112d的压缩空气管道112c将气流输送至相机104。

阀门108可包括连接至排放管道112d的两通阀门配置。两通阀门配置可基于阀门的位置经由排放管道112d将清洁溶剂和气流中的至少一个输送至相机104。排放管道112d可配置有位于相机104的区域附近的一个或更多个喷嘴。两通阀门108可具有用于通过排放管道112d输送清洁溶剂的第一位置以及通过排放管道112d输送压缩空气的第二位置。阀门108可被配置为向由压缩机106产生的接收的空气提供压缩空气存储区。阀门108中的压缩空气存储区可允许在不开启压缩机的情况下将气流输送至相机104和/或允许气流满足输送至相机104的临时气流需求。例如，在阀门108中存储的压缩空气可基于来自VCS 102的打开阀门108的命令而被释放。清洁系统100可使用但不限于在图1中示出的一个或更多个组件以超声波脉冲的形式将气流输送至相机104。

阀门108可被配置为提供一些压力来帮助输送从容器110接收的清洁溶剂。加压的清洁溶剂可基于阀门108的位置经由排放管道112d被输送至相机。阀门108的位置可由VCS102控制。

VCS 102可包括处理器，所述处理器控制车辆相机清洁系统100的至少一部分操作。在车辆中提供的处理器允许对命令和例程的车载处理。此外，处理器被连接至非永久性存储器和永久性存储器两者。在该说明性的实施例中，非永久性存储器是随机存取存储器(RAM)，且永久性存储器是硬盘驱动器(HDD)或闪存。一般而言，永久性(非暂态)存储器可包括在计算机或其他装置掉电时保存数据的所有形式的存储器。这些永久性存储器包括但不限于HDD、CD、DVD、磁带、固态驱动器、便携式USB驱动器和任意其他适当的形式的永久性存储器。

如示出的，系统100可包括与VCS 102通信的相机104。相机104可包括连续且重复的操作模式和非操作模式。相机可被配置为在预定义时间段内执行一个连续的操作模式和非操作模式的周期。在预定义的时间段内执行的周期被称为相机的闪烁速率。VCS 102可通过确定相机104是处于操作模式还是非操作模式来监测相机104的操作状况。例如，VCS 102可从相机104接收获取时间表，所述获取时间表包括闪烁速率以及相机是处于操作模式还是非操作模式。VCS 102可通过基于获取时间表将一个或更多个消息发送至阀门108和压缩机106来控制清洁单元202。

VCS 102可具有在处理器上执行的一个或更多个应用以控制车辆相机清洁系统100。所述一个或更多个应用可包括基于相机104处于非操作模式来输送由清洁单元202产生的气流。所述一个或更多个应用还可基于捕获的图像的质量来确定在相机镜头105上是否有杂物。应用可包含软件，以基于亮度、清晰度、对象识别和/或它们的组合来确定在镜头105上是否有杂物。例如，如果该应用在相机104的镜头上检测到水分和/或污垢，则该应用可将消息发送至清洁单元202以将清洁溶剂和气流中的至少一个输送至相机104。在另一示例中，该应用可基于相机处于操作模式而延迟清洁溶剂和/或气流的输送。

在一个实施例中，系统100可包括连接至相机104的超亮LED和/或类似的照明装置(未示出)。系统100可照亮相机104的区域以检测是否有杂物位于镜头105上。例如，超亮LED可在低速率下每几帧照亮杂物。VCS 102可在照明的帮助下处理图像以检测是否有杂物位于镜头上。

清洁单元202可包括加热装置114，以将加热的空气和/或加热的流体提供至相机104。加热装置114可包括电路配置以产生热量。加热装置114可连接至清洁单元202。在一个示例中，VCS 102可监测温度传感器116以确定外部温度是否下降到预定义阈值以下。如果温度下降到预定义阈值以下，则VCS102可发送消息以启用加热装置114来加热输送到相机104的气流和/或清洁溶剂。

在另一实施例中，加热装置114可包括现有的车辆组件，所述现有的车辆组件产生热量并连接至清洁单元202。例如，加热装置114可包括但不限于配置有连接至动力传动系统的排气系统的加热路径的清洁单元202。在另一示例中，加热装置114可包括但不限于配置有连接至动力传动系统的发动机冷却系统的加热路径的清洁单元202。

图2示出了根据一个实施例的VCS 102与清洁单元202和相机104通信的框图200。如框图200所示的，VCS 102可基于相机104的闪烁速率和/或当前相机操作模式与清洁单元202进行通信(208)。VCS 102可基于从相机104接收的信息(206)来控制清洁单元202的操作。

VCS 102可将对闪烁速率和当前相机模式(例如，操作模式或非操作模式)的请求发送至相机104(204)。VCS 102可从相机104接收提供闪烁速率和当前相机模式的消息(206)。VCS 102可与清洁单元104进行通信以基于闪烁速率和当前相机模式将气流和/或清洁溶剂输送至相机镜头105的区域(208)。

VCS 102可基于闪烁速率来控制以脉冲模式输送的气流。例如，VCS 102可将消息发送至清洁单元202以在相机104的非操作模式期间将压缩的空气提供至相机镜头105。VCS102可在相机104的非操作模式期间管理清洁溶剂和/或气流的输送。VCS 102可管理清洁单元202以允许相机在没有来自输送的气流和/或清洁溶剂的干扰的情况下执行。以脉冲模式输送至相机104的区域的气流可防止杂物在相机镜头105周围累积。在非操作模式期间输送的气流可允许相机在不受到清洁单元202的干扰的情况下持续捕获一个或更多个图像。

在另一示例中，VCS 102可检测在相机104的镜头105上累积的杂物。响应于检测到的杂物累积，VCS 102可确定清洁单元202可能不得不提供超出非操作模式的清洁时间段以将清洁溶剂和/或气流输送至镜头105。VCS 102可将消息发送至清洁单元202以在超出非操作模式的清洁时间段将清洁溶剂和/或气流提供至的相机镜头105的区域。清洁单元202可基于从VCS 102接收到的消息将清洁溶剂和/或气流输送至相机104的镜头105。VCS 102可忽视在超出非操作模式的清洁时间段期间从相机接收到的数据。VCS 102可基于来自清洁单元202的清洁完成消息来继续处理从相机104接收的数据。

图3示出了具有针对相机104的闪烁速率周期300的获取时间表。相机104可基于定义捕获图像的时间段的闪烁速率周期300进行操作。例如，相机104可在周期302的操作模式302a期间获取图像。周期的非操作模式302b可以为清洁单元202提供输送掠过相机104的镜头105的气流的机会。

VCS 102可基于相机104的闪烁速率周期300控制清洁单元202。例如，清洁单元202可基于相机104的每个周期(302至306)的非操作模式302b、304b、和306b来提供气流脉冲。在另一示例中，VCS 102可检测在周期302的非操作模式302b期间捕获的图像中的杂物。响应于检测到的杂物，VCS 102可确定清洁单元202可提供超出周期304的非操作模式304b的清洁时间段。VCS 102可发送使清洁单元202在周期306的操作模式306a和非操作模式306b期间提供清洁溶剂和气流的请求。VCS 102可忽视在基于该清洁时间段的操作模式306a期间产生的数据。

在另一实施例中，VCS 102可在操作模式302a期间检测在相机的镜头105上的杂物，并将检测到的杂物的图像保存在存储器中。VCS 102可将消息发送至清洁单元202以将清洁溶剂和气流提供至相机的镜头105的区域，以在操作模式304a、306a和非操作模式304b、306b期间去除杂物。VCS 102可忽视在去除杂物的周期304和306期间接收的图像。VCS102可在操作模式308n期间从相机104接收图像，并将所述图像与在操作模式302a期间检测到的杂物的图像进行比较，以确定杂物是否已被去除。响应于比较的图像，VCS 102可确定镜头105上的杂物是否已被去除，并确定清洁单元202是否需要执行另一清洁时间段以尝试去除杂物。

图4示出了经由VCS 102控制清洁单元202的示例性方法。可使用包含于VCS 102中的软件代码来实现方法400。在其他实施例中，方法400可在其他车辆处理器中被实现，或者分布于与VCS 102通信的多个处理器中。

再次参照图4，在贯穿该方法的讨论中参考了在图1和图2中示出的清洁系统100及其组件，以帮助理解本公开的各个方面。防止杂物的聚积、去除不需要的物质以及清洁相机镜头的方法400可通过编入车辆的适当的可编程逻辑装置(诸如，具有至少一个处理器的车辆控制模块、具有与车辆计算系统通信的处理器的另一控制模块或它们的组合)中的计算机算法、机器可执行代码或软件指令来实现。尽管在流程图400中示出的各个操作似乎按照时间顺序发生，但所述操作中的至少一些操作可按照不同顺序发生，且一些操作可同时执行或根本不执行。

在操作402中，清洁系统100可基于VCS 102的通电请求执行相机清洁方法400。例如，VCS 102可基于车辆点火系统的点火开关接通请求而被初始化。相机清洁方法400不限于清洁相机镜头，且可被应用于位于车辆外部的其他传感器。相机清洁方法400可基于启用用于帮助驾驶员的相机的请求而被执行。VCS 102可与相机104和清洁单元202进行通信以执行相机清洁方法400。在操作404中，响应于与相机104建立的通信，VCS 102可接收相机闪烁速率和/或当前相机模式。

在操作406中，VCS 102可确定是否从相机104接收到相机闪烁速率和/或相机模式。在操作408中，响应于接收到的闪烁速率和/或相机模式，VCS102可初始化相机清洁单元。例如，VCS 102可将请求闪烁速率周期的消息发送至相机，以计算控制策略以用于经由清洁单元202将气流输送至相机104。

在操作410中，VCS 102可基于闪烁速率将气流脉冲速率发送至清洁单元202。例如，VCS 102可控制清洁单元202在相机的非操作模式期间将气流输送至相机镜头。在另一示例中，清洁单元202可基于闪烁速率和/或当前相机模式安排气流输送速率。

在操作412中，VCS 102可基于在相机上检测的杂物来确定相机清洁模式是否被请求。例如，VCS 102可基于接收的相机数据来确定杂物使相机镜头变模糊。VCS 102可将一个或更多个图像进行比较以确定是否检测到杂物。VCS可基于针对亮度、清晰度、对象识别和/或它们的组合对一个或更多个图像的比较来检测杂物。在另一示例中，相机可自诊断出杂物使镜头变模糊，并经由当前相机模式数据发送误差消息。响应于接收的误差消息，VCS102可请求在预定义时间段将清洁溶剂和/或气流输送至相机镜头。预定义时间段可能超出相机闪烁速率的一个或更多个周期。

在操作414中，VCS 102可将消息发送至清洁单元202以在预定义时间段经由两通阀门108和压缩机106输送清洁溶剂。VCS 102可请求用于清洁溶剂的在预定义时间段超出在闪烁速率接收的非操作模式周期时间。VCS 102可忽视在清洁溶剂被施加至相机镜头的预定义时间段期间接收的相机数据。

在操作416中，VCS 102可将消息发送至清洁单元202以在预定义时间段经由两通阀门108和压缩机106输送气流。VCS 102可请求用于气流的在预定义时间段超出在闪烁速率接收的非操作模式周期时间。VCS 102可忽视在气流被施加至相机镜头的预定义时间段期间接收的相机数据。

例如，响应于清洁模式被请求，VCS 102可基于检测的杂物存储图像。VCS 102可将杂物的存储的图像(例如，清洁模式之前的图像)与将清洁溶剂和/或气流输送至相机镜头之后接收的图像(例如，清洁模式之后的图像)进行比较。VCS 102可基于之前的图像和之后的图像的比较来确定杂物是否被去除。

在操作418中，VCS 102可确定关机是否被请求。例如，可基于点火开关断开请求而请求VCS 102关机。在操作420中，响应于关机请求，VCS 102可将一个或更多个变量(例如，闪烁速率)和/或与相机104关联的图像存储在非易失性存储器中。如果关机请求未被识别，则VCS 102可继续控制相机清洁方法400。

相机清洁方法提供了防止薄膜、砂砾和/或污垢在相机镜头105上的累积的策略。清洁单元202可配置有更少的组件，使得清洁溶剂和气流的输送可经由压缩机106和阀门108通过排放管道。清洁单元202的配置提供了基于气流在相同的通道中被输送而防止清洁溶剂在管道中累积的解决方案。清洁系统100对气流的脉冲控制提供了使气流和相机性能之间的持续干扰最小化的策略。

虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述权利要求所包含的所有可能形式。说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征进行组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管各种实施例已经被描述为在一个或更多个期望特性方面提供优点或者优于其他实施例或者现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性，其依赖于特定应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、寿命、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可服务性、重量、工艺性、组装的容易性等。因此，针对一个或更多个特性被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式的实施例并非在本公开的范围之外，并可被期望用于特定应用。

Claims (4)

1.一种车辆相机清洁系统，包括：

气源，用于将气流施加至相机的镜头，所述相机根据周期被驱动，其中，每个周期由所述相机的一个连续发生的操作模式和非操作模式限定，并且所述周期具有限定所述相机的闪烁速率的时间段；

控制器，被配置为响应于所述相机处于所述非操作模式和所述闪烁速率，将信号发送至所述气源以驱动所述气源。

2.如权利要求1所述的车辆相机清洁系统，其中，所述气源被配置有连接至阀门的空气压缩机，使得所述信号控制所述阀门以驱动所述气源。

3.如权利要求2所述的车辆相机清洁系统，其中，所述空气压缩机基于温度传感器值降到预定义阈值以下而提供加热的空气。

4.如权利要求1所述的车辆相机清洁系统，其中，所述控制器被进一步配置为：检测在所述镜头上是否识别出杂物；如果在所述镜头上识别出杂物，则将所述信号发送至所述气源，以在超过所述非操作模式的预定义时间段驱动所述气源。

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