CN113423620A - 污垢检测系统、LiDAR单元、车辆用传感系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

污垢检测系统(6a)构成为对附着于车辆用灯具的外罩的污垢进行检测。在车辆用灯具分别搭载对车辆的周边环境进行检测的照相机(43a)、LiDAR单元(44a)、毫米波雷达(45a)。污垢检测系统(6a)具有：热图像照相机(62a)，其构成为取得表示外罩的热图像数据；灯具清洁器(63a)，其构成为将附着于外罩的污垢去除；以及灯具清洁器控制部(64a)，其构成为，基于热图像数据对污垢是否附着于所述外罩进行判定，与污垢附着于所述外罩的判定相应地使灯具清洁器(63a)驱动。

Description

污垢检测系统、LiDAR单元、车辆用传感系统及车辆
技术领域
本发明涉及污垢检测系统、LiDAR单元、车辆用传感系统及车辆。特别地，本发明涉及用于对设置于车辆的车辆用灯具的外罩的污垢进行检测的污垢检测系统及车辆用传感系统。
背景技术
当前，汽车的自动驾驶技术的研究在各国正在火热进行，用于使车辆(以下，“车辆”是指汽车)能够通过自动驾驶模式在公路行驶的法律的补充在各国正在被研究。在这里，在自动驾驶模式中，车辆系统自动地控制车辆的行驶。具体地说，在自动驾驶模式中，车辆系统基于从照相机、雷达(例如，激光雷达、毫米波雷达)等传感器得到的表示车辆的周边环境的信息(周边环境信息)而自动地进行转向控制(车辆的行进方向的控制)、制动控制及加速控制(车辆的制动、加减速的控制)之中的至少1个。另一方面，在以下叙述的手动驾驶模式中，如现有型的车辆的大多数所示那样，由驾驶员控制车辆的行驶。具体地说，在手动驾驶模式中，按照驾驶员的操作(转向操作、制动操作、加速操作)对车辆的行驶进行控制，车辆系统不会自动地进行转向控制、制动控制及加速控制。此外，车辆的驾驶模式不是仅存在于一部分车辆的概念，而是存在于还包含不具有自动驾驶功能的现有型的车辆在内的全部车辆中的概念，例如与车辆控制方法等相应地进行分类。
如上所述，可预想到将来在公路上通过自动驾驶模式行驶中的车辆(以下，适当称为“自动驾驶车辆”)和通过手动驾驶模式行驶中的车辆(以下，适当称为“手动驾驶车辆”)混行。
作为自动驾驶技术的一个例子，在专利文献1中公开了后续车辆自动追随于前行车辆而行驶的自动追随行驶系统。在该自动追随行驶系统中，前行车辆和后续车辆各自具有照明系统，用于防止在前行车辆和后续车辆之间插入其他车辆的文字信息在前行车辆的照明系统中进行显示，并且表示是自动追随行驶这一主旨的文字信息在后续车辆的照明系统中进行显示。
专利文献1：日本特开平9－277887号公报
发明内容
另外，在自动驾驶技术的发展中，需要使车辆的周边环境的检测精度显著地提高。在这方面，在车辆中搭载多个不同种类的传感器(例如，照相机、LiDAR单元、毫米波雷达等)的做法正在被研究。例如，研究出分别在车辆的4角配置多个传感器。具体地说，研究出在车辆的4角配置的4个车辆用灯具分别搭载LiDAR单元、照相机及毫米波雷达。
在车辆用灯具内配置的LiDAR单元经过透明的外罩而取得表示车辆的周边环境的点群数据。同样地，在车辆用灯具内配置的照相机经过透明的外罩而取得表示车辆的周边环境的图像数据。因此，在车辆用灯具的外罩附着有污垢的情况下，由于附着于外罩的污垢(泥、尘土等)，有可能无法基于LiDAR单元的点群数据和/或照相机的图像数据而准确地确定车辆的周边环境。如上所述，在LiDAR单元、照相机等传感器配置于车辆用灯具内的情况下，需要对用于检测污垢的方法进行研究，该污垢附着于外罩，对传感器的检测精度造成不良影响。
本发明的目的在于，提供能够抑制在车辆用灯具内配置的传感器的检测精度的降低的系统。
本发明的一个方式所涉及的污垢检测系统构成为对附着于车辆用灯具的外罩的污垢进行检测。在车辆用灯具搭载有对车辆的周边环境进行检测的传感器。
污垢检测系统具有：
热图像照相机，其构成为取得表示所述外罩的热图像数据；
灯具清洁器，其构成为将附着于所述外罩的污垢去除；以及
灯具清洁器控制部，其构成为，基于所述热图像数据对污垢是否附着于所述外罩进行判定，与污垢附着于所述外罩的判定相应地使所述灯具清洁器驱动。
根据上述结构，在基于热图像数据对污垢是否附着于外罩进行判定的基础上，与污垢附着于外罩的判定相应地使灯具清洁器驱动。如上所述，能够基于从热图像照相机取得的热图像数据对附着于外罩的污垢进行检测。在这一点，泥等污垢会对从照明单元射出的光、从LiDAR单元射出的光进行吸收，因此污垢的温度高于外罩的温度。因此，能够基于热图像数据对附着于外罩的污垢进行检测。
因此，能够可靠地检测附着于外罩的污垢，因此能够抑制在由车辆用灯具的外罩和壳体形成的空间内配置的传感器(特别是LiDAR单元、照相机等)的检测精度的降低。
另外，所述热图像照相机可以配置于由所述车辆用灯具的壳体和所述外罩形成的空间内。
根据上述结构，热图像照相机配置于由车辆用灯具的壳体和外罩形成的空间内，因此能够基于表示外罩的热图像数据而可靠地判定污垢是否附着于外罩。
另外，可以是在从所述车辆起规定范围内不存在行人的情况下，所述灯具清洁器控制部构成为基于所述热图像数据对污垢是否附着于所述外罩进行判定。
根据上述结构，在从车辆起规定范围内不存在行人的情况下执行上述判定处理，因此能够可靠地防止在热图像数据中示出行人的状况。如上所述，能够可靠地防止辐射出热的行人被判定为附着于外罩的污垢的状况(即，污垢的误检测)。
另外，可以是所述灯具清洁器控制部构成为，
基于所述热图像数据对大于或等于阈值温度的高温区域进行确定，
对确定出的所述高温区域是否大于或等于规定的面积进行判定，
在所述高温区域大于或等于规定的面积的情况下判定为污垢附着于所述外罩。
根据上述结构，能够基于表示外罩的热图像数据而可靠地判定污垢是否附着于外罩。
另外，所述灯具清洁器控制部可以构成为与所述车辆的外部的外部气体温度相应地决定所述阈值温度。
根据上述结构，与外部气体温度相应地决定阈值温度，因此能够执行与外部气体温度相对应的最佳的污垢判定处理。即，能够与外部气体温度相应地可靠地防止附着于外罩的污垢未被检测这样的状况。
可以提供具有上述污垢检测系统的车辆。
根据上述内容，能够提供能够抑制在车辆用灯具内配置的传感器的检测精度的降低的车辆。
本发明的一个方式所涉及的LiDAR单元具有：
第1发光部，其构成为射出具有第1峰值波长的第1激光；
第1受光部，其构成为对所述第1激光的反射光进行受光，并且对所述第1激光的反射光进行光电变换；
第2发光部，其构成为射出具有与所述第1峰值波长不同的第2峰值波长的第2激光；
第2受光部，其构成为，对所述第2激光的反射光进行受光，并且对所述第2激光的反射光进行光电变换；
第1生成部，其构成为基于所述第1激光的出射时间和所述第1激光的反射光的受光时间而生成第1点群数据；以及
第2生成部，其构成为基于所述第2激光的出射时间和所述第2激光的反射光的受光时间而生成第2点群数据。
所述第1受光部的检测波长范围和所述第2受光部的检测波长范围彼此不重复。
根据上述结构，LiDAR单元能够生成与第1激光相关联的第1点群数据和与第2激光相关联的第2点群数据。如上所述，能够提供能够取得2个不同的点群数据的LiDAR单元。例如，能够使用2个点群数据之中的一个点群数据(例如，第1点群数据)而确定搭载LiDAR单元的车辆的周边环境。并且，能够使用2个点群数据之中的另一个点群数据(例如，第2点群数据)而确定车辆的周边环境以外的信息(例如，与附着于外罩的污垢相关的信息)。
另外，所述第2激光的出射强度可以小于所述第1激光的出射强度。
根据上述结构，第2激光的出射强度小于第1激光的出射强度，因此能够使第1点群数据所示的周边环境和第2点群数据所示的周边环境彼此存在差异。例如，能够使用第1点群数据而取得车辆的外部的周边环境信息，并且使用第2点群数据而取得与附着于外罩的污垢相关的信息。
本发明的一个方式所涉及的车辆用传感系统构成为对在设置于车辆的车辆用灯具的外罩附着的污垢进行检测。
车辆用传感系统具有：
所述LiDAR单元，其构成为，配置于由所述车辆用灯具的壳体和所述外罩形成的空间内，并且取得表示所述车辆的外部的周边环境的第1点群数据及第2点群数据；
灯具清洁器，其构成为将附着于所述外罩的污垢去除；以及
灯具清洁器控制部，其构成为基于所述第2点群数据对污垢是否附着于所述外罩进行判定，与污垢附着于所述外罩的判定相应地使所述灯具清洁器驱动。
根据上述结构，在基于第2点群数据而判定污垢是否附着于外罩的基础上，与污垢附着于外罩的判定相应地使灯具清洁器驱动。如上所述，能够基于从LiDAR单元取得的2个点群数据之中的一个第2点群数据对附着于外罩的污垢进行检测。在这一点，在雨、雪、泥等污垢附着于外罩的情况下，在第2点群数据中会出现表示附着于外罩的污垢的点群，因此能够基于该点群对附着于外罩的污垢进行检测。因此，能够可靠地检测附着于外罩的污垢，因此能够抑制在车辆用灯具内配置的LiDAR单元等传感器的检测精度的降低。
另外，所述第2点群数据可以示出从所述LiDAR单元起规定距离以内的周边环境。在污垢附着于所述外罩的情况下，所述灯具清洁器控制部可以将通过所述第2点群数据示出的点群决定为附着于所述外罩的污垢。
根据上述结构，第2点群数据所示的点群被决定为附着于外罩的污垢。如上所述，在第2点群数据不会出现表示存在于车辆的外部的对象物的点群，因此能够基于在第2点群数据中出现的点群的有无而判定污垢是否附着于外罩。
另外，所述第2点群数据可以示出所述车辆的外部的周边环境。在污垢附着于所述外罩的情况下，所述灯具清洁器控制部可以将通过所述第2点群数据示出的存在于从所述LiDAR单元起规定的距离以内的点群决定为附着于所述外罩的污垢。
根据上述结构，将第2点群数据所示的存在于从LiDAR单元起规定的距离以内的点群决定为附着于外罩的污垢。如上所述，即使在第2点群数据表示车辆的外部的周边环境的情况下，也能够基于规定的距离以内所示的点群的有无而判定污垢是否附着于外罩。
另外，提供具有车辆用传感系统的车辆。
根据上述内容，能够提供能够抑制在车辆用灯具内配置的传感器的检测精度的降低的车辆。
发明的效果
根据本发明，能够提供能够抑制在车辆用灯具内配置的传感器的检测精度的降低的系统。
附图说明
图1表示具有本发明的第1实施方式所涉及的车辆系统的车辆的示意图。
图2是表示第1实施方式所涉及的车辆系统的框图。
图3的(a)是表示左前传感系统的框图。(b)是表示左前污垢检测系统的框图。
图4是用于说明对附着于外罩的污垢进行检测的方法的流程图。
图5表示具有第2实施方式所涉及的车辆系统的车辆的示意图。
图6是表示第2实施方式所涉及的车辆系统的框图。
图7是表示左前传感系统的框图。
图8是表示第2实施方式所涉及的LiDAR单元的结构的框图。
图9是第2实施方式所涉及的LIDAR单元的示意图。
图10是用于说明第2实施方式所涉及的对附着于外罩的污垢进行检测的方法的流程图。
图11是表示从LiDAR单元射出的第1激光和第2激光的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，一边参照附图一边对本发明的第1实施方式(以下，简称为“本实施方式”)进行说明。此外，在本实施方式的说明中，对于具有与已经说明的部件相同的参照标号的部件，为了便于说明，省略其说明。另外，对于本附图所示的各部件的尺寸，为了便于说明，有时与实际的各部件的尺寸不同。
另外，在本实施方式的说明中，为了便于说明，有时适当提及“左右方向”、“前后方向”、“上下方向”。这些方向是关于图1所示的车辆1而设定的相对的方向。在这里，“前后方向”是包含“前方向”及“后方向”的方向。“左右方向”是包含“左方向”及“右方向”的方向。“上下方向”是包含“上方向”及“下方向”的方向。此外，在图1中上下方向未示出，但上下方向是与前后方向及左右方向垂直的方向。
首先，参照图1及图2对本实施方式所涉及的车辆1及车辆系统2进行说明。图1是表示具有车辆系统2的车辆1的俯视图的示意图。图2是表示车辆系统2的框图。
如图1所示，车辆1是能够通过自动驾驶模式行驶的车辆(汽车)，具有车辆系统2、左前灯具7a、右前灯具7b、左后灯具7c和右后灯具7d。
如图1及图2所示，车辆系统2至少具有：车辆控制部3、左前传感系统4a(以下，简称为“传感系统4a”)、右前传感系统4b(以下，简称为“传感系统4b”)、左后传感系统4c(以下，简称为“传感系统4c”)和右后传感系统4d(以下，简称为“传感系统4d”)。
另外，车辆系统2还具有左前污垢检测系统6a(以下，简称为“污垢检测系统6a”)、右前污垢检测系统6b(以下，简称为“污垢检测系统6b”)、左后污垢检测系统6c(以下，简称为“污垢检测系统6c”)和右后污垢检测系统6d(以下，简称为“污垢检测系统6d”)。
并且，车辆系统2具有传感器5、HMI(Human Machine Interface)8、GPS(GlobalPositioning System)9、无线通信部10和存储装置11。另外，车辆系统2具有转向致动器12、转向装置13、制动致动器14、制动装置15、加速致动器16和加速装置17。
车辆控制部3构成为对车辆1的行驶进行控制。车辆控制部3例如由至少一个电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)构成。电子控制单元包含计算机系统(例如，SoC(System on a Chip)等)和由晶体管等有源元件及无源元件构成的电子电路，该计算机系统包含大于或等于1个处理器和大于或等于1个存储器。处理器例如包含CPU(CentralProcessing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)及TPU(Tensor Processing Unit)之中的至少一个。CPU可以由多个CPU内核构成。GPU可以由多个GPU内核构成。存储器包含ROM(Read Only Memory)和RAM(Random Access Memory)。在ROM中可以存储车辆控制程序。例如，车辆控制程序可以包含自动驾驶用的人工智能(AI)程序。AI程序是使用多层神经网络的、通过有教师或无教师的机器学习(特别地，深度学习)构建出的程序(训练好的模型)。在RAM中可以暂时地存储车辆控制程序、车辆控制数据和/或表示车辆的周边环境的周边环境信息。处理器可以构成为将从存储于ROM中的各种车辆控制程序指定出的程序在RAM上展开，通过与RAM的协同动作而执行各种处理。另外，计算机系统可以由ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field－Programmable Gate Array)等非冯诺依曼型计算机构成。并且，计算机系统也可以由冯诺依曼型计算机和非冯诺依曼型计算机的组合而构成。
传感系统4a～4d各自构成为对车辆1的周边环境进行检测。在本实施方式的说明中，传感系统4a～4d各自设为具有相同的结构要素。因此，下面，参照图3的(a)对传感系统4a进行说明。图3的(a)是表示传感系统4a的框图。
如图3的(a)所示，传感系统4a具有：控制部40a、照明单元42a、照相机43a、LiDAR(Light Detection and Ranging)单元44a(激光雷达的一个例子)和毫米波雷达45a。控制部40a、照明单元42a、照相机43a、LiDAR单元44a和毫米波雷达45a配置于由图1所示的左前灯具7a的壳体24a和透光性的外罩22a形成的空间Sa内。另一方面，控制部40a也可以配置于除了空间Sa以外的车辆1的规定的场所。例如，控制部40a可以与车辆控制部3一体地构成。
控制部40a构成为分别对照明单元42a、照相机43a、LiDAR单元44a和毫米波雷达45a的动作进行控制。在这一点，控制部40a作为照明单元控制部420a、照相机控制部430a、LiDAR单元控制部440a和毫米波雷达控制部450a起作用。控制部40a由至少一个电子控制单元(ECU)构成。电子控制单元包含计算机系统(例如，SoC等)和由晶体管等有源元件及无源元件构成的电子电路，该计算机系统包含大于或等于1个处理器和大于或等于1个存储器。处理器包含CPU、MPU、GPU及TPU之中的至少一个。存储器包含ROM和RAM。另外，计算机系统也可以由ASIC、FPGA等非冯诺依曼型计算机构成。
照明单元42a构成为朝向车辆1的外部(前方)射出光，由此形成配光图案。照明单元42a具有射出光的光源和光学系统。光源例如可以由排列为矩阵状(例如，N行×M列，N＞1、M＞1)的多个发光元件构成。发光元件例如为LED(Light Emitting Diode)、LD(LaSerDiode)或有机EL元件。光学系统可以包含反射镜和透镜之中的至少一者，该反射镜构成为将从光源射出的光朝向照明单元42a的前方反射，该透镜构成为将从光源直接射出的光或由反射镜反射的光进行折射。
照明单元控制部420a构成为对照明单元42a进行控制，以使得照明单元42a将规定的配光图案朝向车辆1的前方区域射出。例如，照明单元控制部420a可以与车辆1的驾驶模式相应地对从照明单元42a射出的配光图案进行变更。
照相机43a构成为对车辆1的周边环境进行检测。特别地，照相机43a构成为在取得表示车辆1的周边环境的图像数据之后，将该图像数据发送至照相机控制部430a。照相机控制部430a可以基于发送出的图像数据而确定周边环境信息。在这里，周边环境信息可以包含与存在于车辆1的外部的对象物相关的信息。例如，周边环境信息可以包含与存在于车辆1的外部的对象物的属性相关的信息和与对象物相对于车辆1的距离、方向和/或位置相关的信息。照相机43a例如包含CCD(Charge－Coupled Device)、CMOS(互补型MOS：MetalOxide Semiconductor)等拍摄元件。照相机43a可以构成为单镜头照相机，也可以构成为立体照相机。在照相机43a为立体照相机的情况下，控制部40a通过利用视差，从而能够基于由立体照相机取得的大于或等于2个图像数据而确定车辆1和存在于车辆1的外部的对象物(例如，行人等)之间的距离。
LiDAR单元44a构成为对车辆1的周边环境进行检测。特别地，LiDAR单元44a构成为在取得表示车辆1的周边环境的点群数据之后，将该点群数据发送至LiDAR单元控制部440a。LiDAR单元控制部440a可以基于发送出的点群数据而确定周边环境信息。
更具体地说，LiDAR单元44a取得与激光的各出射角度(水平角度θ、垂直角度
Figure BDA0003207964230000101
)下的激光(光脉冲)的飞行时间(TOF：Time of Flight)ΔT1相关的信息。LiDAR单元44a能够基于与各出射角度下的飞行时间ΔT1相关的信息，取得与各出射角度下的LiDAR单元44a和存在于车辆1的外部的物体之间的距离D相关的信息。
另外，LiDAR单元44a例如具有：发光部，其构成为射出激光；光偏转器，其构成为使激光在水平方向及垂直方向进行扫描；透镜等光学系统；以及受光部，其构成为对由物体反射出的激光进行受光。从发光部射出的激光的峰值波长并不特别受到限定。例如，激光可以是峰值波长为900nm附近的非可见光(红外线)。发光部例如是激光二极管。光偏转器例如是MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)镜或多棱镜。受光部例如是光电二极管。此外，LiDAR单元44a也可以取得点群数据而不通过光偏转器使激光进行扫描。例如，LiDAR单元44a可以通过相控阵方式或闪光方式而取得点群数据。另外，LiDAR单元44a也可以通过使发光部和受光部机械地旋转驱动而取得点群数据。
毫米波雷达45a构成为对表示车辆1的周边环境的雷达数据进行检测。特别地，毫米波雷达45a构成为在取得雷达数据之后，将该雷达数据发送至毫米波雷达控制部450a。毫米波雷达控制部450a构成为基于雷达数据而取得周边环境信息。周边环境信息可以包含与存在于车辆1的外部的对象物相关的信息。周边环境信息例如可以包含与对象物相对于车辆1的位置和方向相关的信息、以及与对象物相对于车辆1的相对速度相关的信息。
例如，毫米波雷达45a能够通过脉冲调制方式、FM-CW(Frequency Moduleted-Continuous Wave)方式或双频CW方式而取得毫米波雷达45a和存在于车辆1的外部的物体之间的距离及方向。在使用脉冲调制方式的情况下，毫米波雷达45a在取得与毫米波的飞行时间ΔT2相关的信息之后，能够基于与飞行时间ΔT2相关的信息而取得与毫米波雷达45a和存在于车辆1的外部的物体之间的距离D相关的信息。另外，毫米波雷达45a能够基于由一方的接收天线接收到的毫米波(接收波)的相位和由与一方的接收天线相邻的另一方的接收天线接收到的毫米波(接收波)的相位之间的相位差而取得与物体相对于车辆1的方向相关的信息。另外，毫米波雷达45a能够基于从发送天线辐射的发送波的频率f0和由接收天线接收到的接收波的频率f1而取得与物体相对于毫米波雷达45a的相对速度V相关的信息。
另外，传感系统4b～4d各自也同样地，具有控制部、照明单元、照相机、LiDAR单元和毫米波雷达。特别地，传感系统4b的这些装置配置于由图1所示的右前灯具7b的壳体24b和透光性的外罩22b形成的空间Sb内。传感系统4c的这些装置配置于由左后灯具7c的壳体24c和透光性的外罩22c形成的空间Sc内。传感系统4d的这些装置配置于由右后灯具7d的壳体24d和透光性的外罩22d形成的空间Sd内。
接下来，对污垢检测系统6a～6d进行说明。污垢检测系统6a～6d各自构成为对附着于外罩的污垢(例如，泥、尘土等)进行检测，并且将该检测出的污垢去除。在这一点，污垢检测系统6a构成为对附着于外罩22a的污垢进行检测，并且将该污垢去除。同样地，污垢检测系统6b构成为对附着于外罩22b的污垢进行检测，并且将该污垢去除。污垢检测系统6c构成为对附着于外罩22c的污垢进行检测，并且将该污垢去除。污垢检测系统6d构成为对附着于外罩22d的污垢进行检测，并且将该污垢去除。
污垢检测系统6a～6d各自设为具有相同的结构要素。因此，下面，参照图3的(b)对污垢检测系统6a进行说明。图3的(b)是表示污垢检测系统6a的框图。
图3的(b)所示，污垢检测系统6a具有热图像照相机62a、灯具清洁器63a和灯具清洁器控制部64a。热图像照相机62a例如为热像仪，构成为取得热图像数据。能够通过由热图像照相机62a拍摄的热图像数据，将存在于热图像照相机62a的周边的发热的物体(特别地，辐射出红外线的物体)可视化。热图像照相机62a具有针对红外线(特别地，远红外线)具有受光灵敏度的拍摄元件。
热图像照相机62a构成为配置于空间Sa(参照图1)内，取得表示外罩22a的热图像数据。特别地，热图像照相机62a可以配置于在空间Sa配置的LiDAR单元44a的附近。另外，热图像照相机62a可以构成为对从LiDAR单元44a射出的激光所经过的外罩22a的区域进行拍摄。在本实施方式中，热图像照相机62a可以构成为对附着于外罩22a的污垢进行检测，并且构成为对存在于车辆1的周边的行人等辐射出热的物体进行检测。如上所述，车辆控制部3可以基于从热图像照相机62a发送出的热图像数据，将存在于车辆1的周边的对象物的属性决定为是人。
灯具清洁器63a构成为将附着于外罩22a的污垢去除，配置于外罩22a的附近。灯具清洁器63a可以构成为通过将清洗液或空气朝向外罩22a喷射，从而将附着于外罩22a的污垢去除。
灯具清洁器控制部64a构成为对热图像照相机62a及灯具清洁器63a进行控制。灯具清洁器控制部64a构成为从热图像照相机62a接收热图像数据，并且基于该接收到的热图像数据而判定污垢是否附着于外罩22a。并且，灯具清洁器控制部64a构成为与在外罩22a附着有污垢的判定相应地使灯具清洁器63a驱动。
灯具清洁器控制部64a由至少一个电子控制单元(ECU)构成。电子控制单元包含计算机系统(例如，SoC等)和由晶体管等有源元件及无源元件构成的电子电路，该计算机系统包含大于或等于1个处理器和大于或等于1个存储器。处理器包含CPU、MPU、GPU及TPU之中的至少一个。存储器包含ROM和RAM。另外，计算机系统也可以由ASIC、FPGA等非冯诺依曼型计算机构成。
返回至图2，传感器5可以具有加速度传感器、速度传感器及陀螺仪传感器等。传感器5构成为对车辆1的行驶状态进行检测，将表示车辆1的行驶状态的行驶状态信息输出至车辆控制部3。另外，传感器5可以具有对车辆1的外部的外部气体温度进行检测的外部气体温度传感器。
HMI 8由接受来自驾驶员的输入操作的输入部和将行驶信息等朝向驾驶员输出的输出部构成。输入部包含：方向盘、加速踏板、制动踏板、对车辆1的驾驶模式进行切换的驾驶模式切换开关等。输出部是对各种行驶信息进行显示的显示器(例如，Head Up Display(HUD)等)。GPS 9构成为取得车辆1的当前位置信息，将该取得的当前位置信息输出至车辆控制部3。
无线通信部10构成为从其他车辆接收与处于车辆1的周围的其他车辆相关的信息，并且将与车辆1相关的信息发送至其他车辆(车车间通信)。另外，无线通信部10构成为从信号机、标志灯等基础设施设备接收基础设施信息，并且将车辆1的行驶信息发送至基础设施设备(路车间通信)。另外，无线通信部10构成为从行人所携带的便携式电子仪器(智能手机、平板、可穿戴设备等)接收与行人相关的信息，并且将车辆1的本车行驶信息发送至便携式电子仪器(人车间通信)。车辆1可以通过点对点模式与其他车辆、基础设施设备或者便携式电子仪器进行直接通信，也可以经由互联网等通信网络进行通信。
存储装置11是硬盘驱动器(HDD)、SSD(Solid State Drive)等外部存储装置。在存储装置11中可以存储2维或3维的地图信息和/或车辆控制程序。例如，3维的地图信息可以由3D映射数据(点群数据)构成。存储装置11构成为与来自车辆控制部3的请求相应地，将地图信息、车辆控制程序输出至车辆控制部3。地图信息、车辆控制程序可以经由通信网络而与无线通信部10进行更新。
在车辆1通过自动驾驶模式行驶的情况下，车辆控制部3基于行驶状态信息、周边环境信息、当前位置信息、地图信息等，自动地生成转向控制信号、加速控制信号及制动控制信号之中的至少一个。转向致动器12构成为从车辆控制部3接收转向控制信号，基于接收到的转向控制信号对转向装置13进行控制。制动致动器14构成为从车辆控制部3接收制动控制信号，基于接收到的制动控制信号对制动装置15进行控制。加速致动器16构成为从车辆控制部3接收加速控制信号，基于接收到的加速控制信号对加速装置17进行控制。如上所述，车辆控制部3基于行驶状态信息、周边环境信息、当前位置信息、地图信息等，自动地控制车辆1的行驶。即，在自动驾驶模式中，车辆1的行驶由车辆系统2自动控制。
另一方面，在车辆1通过手动驾驶模式行驶的情况下，车辆控制部3按照驾驶员针对加速踏板、制动踏板及方向盘的手动操作，生成转向控制信号、加速控制信号及制动控制信号。如上所述，在手动驾驶模式中，通过驾驶员的手动操作而生成转向控制信号、加速控制信号及制动控制信号，因此车辆1的行驶由驾驶员控制。
接下来，对车辆1的驾驶模式进行说明。驾驶模式由自动驾驶模式和手动驾驶模式构成。自动驾驶模式由完全自动驾驶模式、高级驾驶辅助模式和驾驶辅助模式构成。在完全自动驾驶模式中，车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制及加速控制的全部行驶控制，并且驾驶员不处于能够驾驶车辆1的状态。在高级驾驶辅助模式中，车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制及加速控制的全部行驶控制，并且驾驶员虽然处于能够驾驶车辆1的状态，但并不驾驶车辆1。在驾驶辅助模式中，车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制及加速控制之中的一部分的行驶控制，并且在车辆系统2的驾驶辅助下由驾驶员驾驶车辆1。另一方面，在手动驾驶模式中，车辆系统2不自动地进行行驶控制，并且没有车辆系统2的驾驶辅助而由驾驶员驾驶车辆1。
(污垢检测方法的说明)
接下来，以下参照图4说明对附着于左前灯具7a的外罩22a的污垢进行检测的方法。图4是用于说明对附着于外罩22a的污垢进行检测的方法(以下，称为“污垢检测方法”)的流程图。此外，在本实施方式中，仅对通过传感系统6a执行的污垢检测处理进行说明，但希望留意到通过传感系统6b～6d执行的污垢检测处理也与通过传感系统6a执行的污垢检测处理相同这一点。
如图4所示，在步骤S1中，车辆控制部3基于由传感系统4a～4d发送出的周边环境信息，判定在车辆1的外部是否存在对象物(特别是行人)。在步骤S1的判定结果为YES的情况下，直至步骤S1的判定结果成为NO为止反复执行本判定处理。另一方面，在步骤S1的判定结果为NO的情况下，本处理进入至步骤S2。
接下来，在步骤S2中，灯具清洁器控制部64a启动热图像照相机62a。此外，在热图像照相机62a已经启动的情况下，跳过步骤S2、S3的处理。接下来，在步骤S3中，灯具清洁器控制部64a从热图像照相机62a取得表示外罩22a的热图像数据。特别地，热图像数据可以示出从LiDAR单元44a射出的激光所经过的外罩22a的区域。
接下来，在步骤S4中，灯具清洁器控制部64a从车辆控制部3取得与从外部气体温度传感器取得的车辆1外部的外部气体温度相关的信息。然后，灯具清洁器控制部64a决定与外部气体温度相对应的阈值温度。例如，在外部气体温度低的情况下，可以将阈值温度设定为低的温度。相反地，在外部气体温度高的情况下，可以将阈值温度设定为高的温度。
接下来，灯具清洁器控制部64a基于热图像数据而判定是否存在大于或等于阈值温度的高温区域(步骤S5)。在这里，热图像数据(热图)示出拍摄到的周边环境的温度分布。因此，灯具清洁器控制部64a能够根据热图像数据而检测在拍摄到的外罩22a是否存在大于或等于阈值温度的高温区域。在步骤S5的判定结果为YES的情况下，本处理进入至步骤S6。另一方面，在步骤S5的判定结果为NO的情况下，在步骤S7中，灯具清洁器控制部64a判定为污垢没有附着于外罩22a，然后本结束处理。
接下来，在步骤S6中，灯具清洁器控制部64a判定在热图像数据中存在的高温区域是否大于或等于规定的面积。在步骤S6的判定结果为YES的情况下，灯具清洁器控制部64a判定为污垢附着于外罩22a(步骤S8)。另一方面，在步骤S6的判定结果为NO的情况下，灯具清洁器控制部64a判定为污垢没有附着于外罩22a，然后本结束处理。此外，在步骤S6中，也可以判定为高温区域是否由大于或等于规定的数量的像素的集合体构成。
然后，在步骤S9中，灯具清洁器控制部64a为了将附着于外罩22a的污垢去除而使灯具清洁器63a驱动。具体地说，灯具清洁器控制部64a使灯具清洁器63a驱动，以使得从灯具清洁器63a将清洗液或空气朝向外罩22a喷射。
在执行步骤S9的处理后，本处理返回至步骤S5。如上所述，直至判定为污垢没有附着于外罩22a为止反复执行步骤S5至S9为止的处理。此外，也可以在执行步骤S9的处理后结束本处理。
如上所述，根据本实施方式，在基于热图像数据判定污垢是否附着于外罩22a的基础上，与在外罩22a附着有污垢的判定相应地使外罩22a驱动。如上所述，能够基于从热图像照相机62a取得的热图像数据而对附着于外罩22a的污垢进行检测。在这一点，泥等污垢会吸收从照明单元42a射出的光、从LiDAR单元44a射出的激光，因此污垢的表面温度高于外罩22a的表面温度。因此，在污垢附着于外罩22a情况下，能够根据热图像数据对高温区域进行检测。如上所述，能够基于热图像数据对附着于外罩22a的污垢进行检测。
因此，能够可靠地检测附着于外罩22a的污垢，因此能够抑制在由外罩22a和壳体24a形成的空间Sa中配置的LiDAR单元44a、照相机43a的检测精度的降低。
另外，在本实施方式中，由于执行步骤S1的判定处理，因此能够可靠地防止在热图像数据中示出行人等的状况。如上所述，能够可靠地防止辐射出热的行人等被判定为附着于外罩22a的污垢的状况(即，污垢的误检测)。
另外，在本实施方式中，在步骤S4的处理中，与车辆1外部的外部气体温度相应地决定阈值温度，因此能够与外部气体温度相应地可靠地防止没有检测到附着于外罩22a的污垢这样的状况。
(第2实施方式)
下面，参照附图对本发明的第2实施方式(以下，简称为“本实施方式”)进行说明。此外，在本实施方式的说明中，对于具有与在第1实施方式中已经说明的部件相同的参照编号的部件，为了便于说明，省略其说明。另外，对于本附图所示的各部件的尺寸，为了便于说明，有时与实际的各部件的尺寸不同。
另外，在本实施方式的说明中，为了便于说明，有时适当提及“左右方向”、“前后方向”、“上下方向”。这些方向是关于图5所示的车辆1A而设定的相对的方向。在这里，“前后方向”是包含“前方向”及“后方向”的方向。“左右方向”是包含“左方向”及“右方向”的方向。“上下方向”是包含“上方向”及“下方向”的方向。此外，在图5中上下方向未示出，但上下方向是与前后方向及左右方向垂直的方向。
首先，参照图5及图6对本实施方式所涉及的车辆1A及车辆系统2A进行说明。图5是表示具有车辆系统2A的车辆1A的俯视图的示意图。图6是表示车辆系统2A的框图。
如图5所示，车辆1A是能够通过自动驾驶模式行驶的车辆(汽车)，具有车辆系统2A、左前灯具7a、右前灯具7b、左后灯具7c和右后灯具7d。
如图5及图6所示，车辆系统2A至少具有车辆控制部3、左前传感系统104a(以下，简称为“传感系统104a”)、右前传感系统104b(以下，简称为“传感系统104b”)、左后传感系统104c(以下，简称为“传感系统104c”)和右后传感系统104d(以下，简称为“传感系统104d”)。
并且，车辆系统2A具有传感器5、HMI 8、GPS 9、无线通信部10和存储装置11。另外，车辆系统2A具有转向致动器12、转向装置13、制动致动器14、制动装置15、加速致动器16和加速装置17。
车辆控制部3构成为对车辆1A的行驶进行控制。车辆控制部3例如由至少一个电子控制单元(ECU)构成。
传感系统104a～104d各自构成为对车辆1A的周边环境进行检测。在本实施方式的说明中，传感系统104a～104d各自设为具有相同的结构要素。因此，下面，参照图7对传感系统104a进行说明。图7是表示传感系统104a的框图。
如图7所示，传感系统104a具有控制部140a、照明单元142a、照相机143a、LiDAR单元44a(激光雷达的一个例子)、毫米波雷达145a和灯具清洁器146a。控制部140a、照明单元142a、照相机143a、LiDAR单元144a和毫米波雷达145a配置于由图5所示的左前灯具7a的壳体24a和透光性的外罩22a形成的空间Sa内。另一方面，灯具清洁器146a配置于空间Sa的外侧、且左前灯具7a的附近。另外，控制部140a也可以配置于除了空间Sa以外的车辆1A的规定的场所。例如，控制部140a可以与车辆控制部3一体地构成。
控制部140a构成为分别对照明单元142a、照相机143a、LiDAR单元144a、毫米波雷达145a和灯具清洁器146a的动作进行控制。在这一点，控制部140a作为照明单元控制部520a、照相机控制部530a、LiDAR单元控制部540a、毫米波雷达控制部550a、灯具清洁器控制部560a起作用。
控制部140a由至少一个电子控制单元(ECU)构成。电子控制单元包含计算机系统(例如，SoC等)和由晶体管等有源元件及无源元件构成的电子电路，该计算机系统包含大于或等于1个处理器和大于或等于1个存储器。处理器包含CPU、MPU、GPU及TPU之中的至少一个。存储器包含ROM和RAM。另外，计算机系统也可以由ASIC、FPGA等非冯诺依曼型计算机构成。
照明单元142a构成为朝向车辆1A的外部(前方)射出光，由此形成配光图案。照明单元142a具有射出光的光源和光学系统。光源例如可以由排列为矩阵状(例如，N行×M列，N＞1、M＞1)的多个发光元件构成。发光元件例如为LED、LD或有机EL元件。光学系统可以包含反射镜和透镜之中的至少一者，该反射镜构成为将从光源射出的光朝向照明单元142a的前方反射，该透镜构成为使从光源直接射出的光或由反射镜反射的光进行折射。
照明单元控制部520a构成为对照明单元142a进行控制，以使得照明单元142a将规定的配光图案朝向车辆1A的前方区域射出。例如，照明单元控制部520a可以与车辆1A的驾驶模式相应地对从照明单元142a射出的配光图案进行变更。
照相机143a构成为对车辆1A的周边环境进行检测。特别地，照相机143a构成为在取得表示车辆1A的周边环境的图像数据之后，将该图像数据发送至照相机控制部530a。照相机控制部530a可以基于发送出的图像数据而确定周边环境信息。在这里，周边环境信息可以包含与存在于车辆1A的外部的对象物相关的信息。例如，周边环境信息可以包含与存在于车辆1A的外部的对象物的属性相关的信息和与对象物相对于车辆1A的距离、方向和/或位置相关的信息。照相机143a例如包含CCD、CMOS(互补型MOS)等拍摄元件。照相机143a可以构成为单镜头照相机，也可以构成为立体照相机。在照相机143a为立体照相机的情况下，控制部140a通过利用视差，从而能够基于由立体照相机取得的大于或等于2个图像数据而确定车辆1A和存在于车辆1A的外部的对象物(例如，行人等)之间的距离。
LiDAR单元144a构成为对车辆1A的周边环境进行检测。特别地，LiDAR单元144a构成为在取得表示车辆1A的周边环境的点群数据之后，将该点群数据发送至LiDAR单元控制部540a。LiDAR单元控制部540a可以基于发送出的点群数据而确定周边环境信息。
在这一点，参照图8对本实施方式所涉及的LiDAR单元144a的结构进行以下说明。如图8所示，LiDAR单元144a具有多个第1发光部75a、多个第1受光部76a、多个第2发光部77a、多个第2受光部78a、电动机79a和控制部70a。
多个第1发光部75a各自具有：发光元件，其构成为射出具有第1峰值波长的第1激光；以及透镜等光学部件。第1峰值波长例如为905nm。发光元件例如是将峰值波长为905nm的红外线激光射出的激光二极管。
多个第1受光部76a各自具有：受光元件，其构成为对由车辆1A的外部的对象物反射的第1激光的反射光进行受光，并且对第1激光的反射光进行光电变换；以及透镜等光学部件。受光元件例如是针对300nm～1100nm的波段的光具有受光灵敏度的Si光电二极管。如上所述，第1受光部76a的检测波长范围成为300nm～1100nm。
多个第2发光部77a各自具有：发光元件，其构成为射出具有第2峰值波长的第2激光；以及透镜等光学部件。第2峰值波长例如为1550nm。发光元件例如是将峰值波长为1550nm的红外线激光射出的激光二极管。
多个第2受光部78a各自具有：受光元件，其构成为对由形成于外罩22a的污垢(例如，雨、雪、泥、尘土等)反射的第2激光的反射光进行受光，并且对第2激光的反射光进行光电变换；透镜等光学部件；以及波长滤波器。受光元件例如是针对800nm～1700nm的波段的光具有受光灵敏度的InGaAs光电二极管。波长滤波器构成为至少将800nm～1200nm的波段的光遮断。如上所述，第2受光部78a的检测波长范围成为1200nm～1700nm。因此，在本实施方式中，第1受光部76a的检测波长范围(300nm至1100nm)和第2受光部78a的检测波长范围(1200nm至1700nm)彼此不重复。
如上所述，第1受光部76a能够检测第1激光，但是无法检测第2激光。另外，第2受光部78a能够检测第2激光，但是无法检测第1激光。因此，能够防止第1受光部76a或第2受光部78a对第1激光和第2激光这两者进行检测的状况。
如图9所示，LiDAR单元144a具有：壳体340a；以及LiDAR单元主体部343a，其收容于壳体340a内。多个第1发光部75a、第1受光部76a、第2发光部77a、第2受光部78a收容于LiDAR单元主体部343a。例如，这些发光部和受光部可以沿旋转轴Ax排列为一条直线。在本图中，为了便于图示而图示出3个第1、2发光部和第1、2受光部，但受光部和发光部的数量并不特别受到限定。例如，LiDAR单元144a也可以具有8个第1、2发光部和8个第1、2受光部。
另外，第1发光部75a各自可以构成为在同一定时射出第1激光(光脉冲)。并且，第1发光部75a各自可以构成为在垂直方向上以各个不同的垂直角度
Figure BDA0003207964230000211
射出第1激光。在该情况下，从一方的第1发光部75a射出的第1激光的垂直角度
Figure BDA0003207964230000212
和从与该一方的第1发光部75a相邻的另一方的第1发光部75a射出的第1激光的垂直角度
Figure BDA0003207964230000213
之间的角度间距
Figure BDA0003207964230000214
可以设定为规定的角度。
并且，第1发光部75a构成为在水平方向上以不同的多个水平角度θ射出第1激光。例如，可以是水泡方向上的角度范围为100°，并且水平方向上的角度间距Δθ为0.2°。在该情况下，第1发光部75a各自构成为在水平方向上以0.2°的角度间距射出第1激光。
同样地，第2发光部77a各自可以构成为在同一定时射出第2激光(光脉冲)。并且，第2发光部77a各自可以构成为在垂直方向上以各个不同的垂直角度
Figure BDA0003207964230000215
射出第2激光。在该情况下，从一方的第2发光部77a射出的第2激光的垂直角度
Figure BDA0003207964230000216
和从与该一方的第2发光部77a相邻的另一方的第2发光部77a射出的第2激光的垂直角度
Figure BDA0003207964230000217
之间的角度间距
Figure BDA0003207964230000218
可以设定为规定的角度。
第2发光部77a构成为在水平方向上以不同的多个水平角度θ射出第2激光。例如，可以是水平方向上的角度范围为100°，并且水平方向上的角度间距Δθ为0.2°。在该情况下，第2发光部77a各自构成为在水平方向上以0.2°的角度间距射出第2激光。
电动机79a构成为以旋转轴Ax为中心使LiDAR单元主体部343a旋转驱动。通过LiDAR单元主体部343a的旋转驱动，第1发光部75a各自和第2发光部77a各自在水平方向上能够以不同的多个水平角度θ射出激光。例如，可以是水平方向上的角度范围为100°，并且水平方向上的角度间距Δθ为0.2°。在该情况下，第1发光部75a各自能够在水平方向上以0.2°的角度间距射出第1激光。并且，第2发光部77a各自能够在水平方向上以0.2°的角度间距射出第2激光。
控制部70a具有电动机控制部71a、发光控制部72a、第1生成部73a和第2生成部74a。控制部70a由至少一个电子控制单元(ECU)构成。电子控制单元包含计算机系统(例如，SoC等)和由晶体管等有源元件及无源元件构成的电子电路，该计算机系统包含大于或等于1个处理器和大于或等于1个存储器。处理器包含CPU、MPU、GPU及TPU之中的至少一个。存储器包含ROM和RAM。另外，计算机系统也可以由ASIC、FPGA等非冯诺依曼型计算机构成。
电动机控制部71a构成为对电动机79a的驱动进行控制。发光控制部72a构成为对多个第1发光部75a和第2发光部77a各自的发光进行控制。
第1生成部73a构成为接收与从第1受光部76a输出的第1激光的反射光相对应的信号，并且基于该接收到的信号对第1激光的反射光的受光时间进行确定。另外，第1生成部73a构成为基于从发光控制部72a输出的信号对第1激光的出射时间进行确定。
另外，第1生成部73a构成为取得与第1激光的各出射角度(水平角度θ、垂直角度
Figure BDA0003207964230000221
)下的第1激光的出射时间和由物体反射的第1激光的反射光的受光时间之间的时间差即飞行时间(TOF：Time of Flight)ΔT1相关的信息。并且，第1生成部73a构成为基于与各出射角度下的飞行时间ΔT1相关的信息，生成表示各出射角度下的LiDAR单元144a和物体之间的距离D的第1点群数据。另外，第1生成部73a构成为将该生成的第1点群数据发送至LiDAR单元控制部540a。
第2生成部74a构成为接收与从第2受光部78a输出的第2激光的反射光相对应的信号，并且基于该接收到的信号对第2激光的反射光的受光时间进行确定。另外，第2生成部74a构成为基于从发光控制部72a输出的信号对第2激光的出射时间进行确定。
另外，第2生成部74a构成为取得与第2激光的各出射角度(水平角度θ、垂直角度
Figure BDA0003207964230000231
)下的第2激光的出射时间和由物体反射的第2激光的反射光的受光时间之间的时间差即飞行时间(TOF)ΔT2相关的信息。并且，第2生成部74a构成为基于与各出射角度下的飞行时间ΔT2相关的信息，生成表示各出射角度下的LiDAR单元144a和物体之间的距离D的第2点群数据。另外，第2生成部74a构成为将该生成的第2点群数据发送至LiDAR单元控制部540a
根据本实施方式，LiDAR单元144a能够生成与第1激光相关联的第1点群数据和与第2激光相关联的第2点群数据。如上所述，能够提供能够取得2个不同的点群数据的LiDAR单元144a。在这一点，能够使用2个点群数据之中的第1点群数据而取得车辆1A的周边环境信息。另一方面，能够使用2个点群数据之中的第2点群数据而取得车辆1A的周边环境信息以外的信息(例如，后面记述的与附着于外罩22a的污垢相关的信息等)。
此外，在本实施方式中，LiDAR单元144a通过使发光部和受光部机械地旋转驱动而取得第1、2点群数据，但LiDAR单元144a的结构并不限定于此。例如，LiDAR单元144a可以具有光偏转器，该光偏转器构成为使第1激光及第2激光在水平方向及垂直方向进行扫描。光偏转器例如是MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)镜或多棱镜。并且，LiDAR单元144a可以通过相控阵方式或闪光方式而取得第1、2点群数据。
接下来，返回至图7，对毫米波雷达145a和灯具清洁器146a以下进行说明。毫米波雷达145a构成为对表示车辆1A的周边环境的雷达数据进行检测。特别地，毫米波雷达145a构成为在取得雷达数据之后，将该雷达数据发送至毫米波雷达控制部550a。毫米波雷达控制部550a构成为基于雷达数据而取得周边环境信息。周边环境信息可以包含与存在于车辆1A的外部的对象物相关的信息。周边环境信息例如可以包含与对象物相对于车辆1A的位置和方向相关的信息和与对象物相对于车辆1A的相对速度相关的信息。
例如，毫米波雷达145a能够通过脉冲调制方式、FM-CW(Frequency Moduleted-Continuous Wave)方式或双频CW方式而取得毫米波雷达145a和存在于车辆1A的外部的物体之间的距离及方向。在使用脉冲调制方式的情况下，毫米波雷达145a在取得与毫米波的飞行时间ΔT2相关的信息之后，能够基于与飞行时间ΔT2相关的信息而取得与毫米波雷达145a和存在于车辆1A的外部的物体之间的距离D相关的信息。另外，毫米波雷达145a能够基于由一方的接收天线接收到的毫米波(接收波)的相位和由与一方的接收天线相邻的另一方的接收天线接收到的毫米波(接收波)的相位之间的相位差而取得与物体相对于车辆1A的方向相关的信息。另外，毫米波雷达145a能够基于从发送天线辐射的发送波的频率f0和由接收天线接收到的接收波的频率f1而取得与物体相对于毫米波雷达145a的相对速度V相关的信息。
灯具清洁器146a构成为将附着于外罩22a的污垢去除，配置于外罩22a的附近(参照图11)。灯具清洁器146a可以通过将清洗液或空气朝向外罩22a喷射而将附着于外罩22a的污垢去除。
灯具清洁器控制部560a构成为对灯具清洁器146a进行控制。灯具清洁器控制部560a构成为基于从LiDAR单元控制部540a发送出的第2点群数据，判定是否在外罩22a附着有污垢(例如，雨、雪、泥、尘土等)。并且，灯具清洁器控制部560a构成为与判定为在外罩22a附着有污垢相应地使灯具清洁器146a进行驱动。
另外，传感系统104b～104d各自也同样地，具有：控制部、照明单元、照相机、LiDAR单元、毫米波雷达和灯具清洁器。特别地，传感系统104b的这些装置配置于由图5所示的右前灯具7b的壳体24b和透光性的外罩22b形成的空间Sb内。传感系统104c的这些装置配置于由左后灯具7c的壳体24c和透光性的外罩22c形成的空间Sc内。传感系统104d的这些装置配置于由右后灯具7d的壳体24d和透光性的外罩22d形成的空间Sd内。
(本实施方式所涉及的污垢检测方法)
接下来，以下主要参照图10而说明对附着于左前灯具7a的外罩22a的污垢进行检测的方法。图10是用于说明本实施方式所涉及的对附着于外罩22a的污垢进行检测的方法(以下，称为“污垢检测方法”)的流程图。此外，在本实施方式中，仅对通过传感系统6a执行的污垢检测处理进行说明，但希望留意到通过传感系统6b～6d执行的污垢检测处理也与通过传感系统6a执行的污垢检测处理相同这一点。
如图10所示，在步骤S11中，LiDAR单元控制部540a与来自灯具清洁器控制部560a的指示相应地对LiDAR单元144a进行控制，以使得从LiDAR单元144a的多个第2发光部77a将第2激光L2朝向外部射出。在这里，LiDAR单元144a在各出射角度(水平角度θ、垂直角度
Figure BDA0003207964230000251
)下射出第2激光L2。并且，从第2发光部77a射出的第2激光L2的出射强度I2小于从第1发光部75a射出的第1激光L1的出射强度I1。在这一点，如图11所示，第1激光L1的出射强度I1设定为由存在于车辆1A的外部的对象物反射的第1激光L1的反射光能够由第1受光部76a检测的程度的大小。在这一点，第1激光L1的最大到达距离处于几十m至几百m的范围内。另一方面，第2激光L2的出射强度I2设定为第2激光L2的最大到达距离处于外罩22a的附近。即，在第2激光L2的出射强度I2下，由存在于车辆1A的外部的对象物反射的第2激光L2的反射光无法由第2受光部78a检测，但是由外罩22a反射的第2激光L2的反射光能够由第2受光部78a检测。
接下来，在步骤S12中，LiDAR单元144a的多个第2受光部78a各自对由外罩22a反射的第2激光L2的反射光进行受光。
接下来，在步骤S13中，第2生成部74a取得与第2激光L2的各出射角度下的第2激光L2的出射时间和由外罩22a反射的第2激光L2的反射光的受光时间之间的时间差即飞行时间ΔT2相关的信息。然后，第2生成部74a基于与各出射角度下的飞行时间ΔT2相关的信息，生成表示各出射角度下的LiDAR单元144a和外罩22a之间的距离D的第2点群数据。然后，生成的第2点群数据经由LiDAR单元控制部540a发送至灯具清洁器控制部560a。
接下来，在步骤S14中，灯具清洁器控制部560a判定在第2点群数据中是否存在满足规定的条件的点群。在这一点，规定的条件是与附着于外罩22a的污垢相关的条件。在这里，在泥等污垢附着于外罩22a的情况下，由该污垢反射的第2激光L2的反射光会由第2受光部78a检测到。因此，在第2点群数据中，附着于外罩22a的污垢示出为点群。另一方面，外罩22a是透光性的罩，因此在污垢不存在于外罩22a的情况下，在第2点群数据中不存在由规定数的点构成的点群。
如上所述，在污垢附着于外罩22a情况下，由该污垢产生的点群示出于第2点群数据。例如，在第2点群数据中存在由规定数的点构成的点群的情况下，判定为在第2点群数据中存在与污垢相关的点群。
在步骤S14的判定结果为YES的情况下，灯具清洁器控制部560a判定为污垢附着于外罩22a(步骤S16)。另一方面，在步骤S14的判定结果为NO的情况下，灯具清洁器控制部560a判定为污垢没有附着于外罩22a(步骤S15)。
然后，在步骤S17中，灯具清洁器控制部560a为了将附着于外罩22a的污垢去除而使灯具清洁器146a驱动。具体地说，灯具清洁器控制部560a使灯具清洁器146a驱动，以使得从灯具清洁器146a将清洗液或空气朝向外罩22a喷射。
在灯具清洁器146a针对外罩22a执行污垢去除处理后(在执行步骤S17的处理后)，本处理返回至步骤S11。如上所述，直至判定为污垢没有附着于外罩22a为止步骤S11至S17为止的处理被反复执行。此外，也可以在执行步骤S17的处理后结束本处理。
如上所述，根据本实施方式，在基于第2点群数据判定污垢是否附着于外罩22a后，与在外罩22a附着有污垢的判定相应地使灯具清洁器146a驱动。如上所述，能够基于从LiDAR单元144a取得的2个点群数据之中的一个第2点群数据对附着于外罩22a的污垢进行检测。在这一点，在雨、雪、尘土、泥等污垢附着于外罩的情况下，在第2点群数据中出现表示附着于外罩22a的污垢的点群，因此能够基于该点群对附着于外罩22a的污垢进行检测。因此，能够以高精度对附着于外罩22a的污垢进行检测，因此能够抑制在左前灯具7a内配置的LiDAR单元144a等传感器的检测精度的降低。
另外，根据本实施方式，第2激光L2的出射强度I2小，因此第2点群数据示出从LiDAR单元144a起规定的距离以内的周边环境。具体地说，第2点群数据示出从LiDAR单元144a起存在于规定的距离以内的外罩22a。如上所述，在第2点群数据中不会出现表示存在于车辆1A的外部的对象物的点群，因此能够基于在第2点群数据中出现的点群的有无，判定污垢是否附着于外罩22a。
此外，在本实施方式中，第2激光的出射强度I2设定为第2激光L2的最大到达距离处于外罩22a的附近，但本实施方式并不限定于此。例如，第2激光的出射强度I2可以大于或等于第1激光的出射强度I1。在该情况下，与第1点群数据同样地通过第2点群数据对车辆1A的外部的对象物进行确定。另一方面，在步骤S14的处理中，灯具清洁器控制部560a可以在第2点群数据中，判定在从LiDAR单元144a起规定的距离以内是否存在满足规定的条件的点群。在这里，设为在从LiDAR单元144a起规定的距离以内配置有外罩22a。灯具清洁器控制部560a可以在判定为在从LiDAR单元144a起规定的距离以内存在满足规定的条件的点群的情况下，判定为污垢附着于外罩22a。另一方面，灯具清洁器控制部560a也可以在判定为在从LiDAR单元144a起规定的距离以内不存在满足规定的条件的点群的情况下，判定为污垢没有附着于外罩22a。如上所述，即使在第2点群数据示出车辆1A的外部的周边环境的情况下，也能够对污垢是否附着于外罩22a进行判定。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但当然不应该解释为本发明的技术范围限定于本实施方式的说明。本实施方式只是一个例子，本领域技术人员应该理解为，能够在权利要求书所记载的发明范围内进行各种实施方式的变更。本发明的技术范围应该基于权利要求书所记载的发明范围及其等同的范围而确定。
本申请适当引用在2019年2月18日申请的日本专利申请(特愿2019－026549号)中公开的内容及在2019年2月18日申请的日本专利申请(特愿2019－026550号)公开的内容。

Claims (12)

1.一种污垢检测系统，其用于对附着于车辆用灯具的外罩的污垢进行检测，该车辆用灯具搭载有对车辆的周边环境进行检测的传感器，
该污垢检测系统具有：
热图像照相机，其构成为取得表示所述外罩的热图像数据；
灯具清洁器，其构成为将附着于所述外罩的污垢去除；以及
灯具清洁器控制部，其构成为，基于所述热图像数据对污垢是否附着于所述外罩进行判定，与污垢附着于所述外罩的判定相应地使所述灯具清洁器驱动。
2.根据权利要求1所述的污垢检测系统，其中，
所述热图像照相机配置于由所述车辆用灯具的壳体和所述外罩形成的空间内。
3.根据权利要求1或2所述的污垢检测系统，其中，
构成为，在从所述车辆起规定范围内不存在行人的情况下，所述灯具清洁器控制部基于所述热图像数据对污垢是否附着于所述外罩进行判定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的污垢检测系统，其中，
所述灯具清洁器控制部构成为，
基于所述热图像数据对大于或等于阈值温度的高温区域进行确定，
对确定出的所述高温区域是否大于或等于规定的面积进行判定，
在所述高温区域大于或等于规定的面积的情况下判定为污垢附着于所述外罩。
5.根据权利要求4所述的污垢检测系统，其中，
所述灯具清洁器控制部构成为与所述车辆的外部的外部气体温度相应地决定所述阈值温度。
6.一种车辆，其具有权利要求1至5中任一项所述的污垢检测系统。
7.一种LiDAR单元，其具有：
第1发光部，其构成为射出具有第1峰值波长的第1激光；
第1受光部，其构成为对所述第1激光的反射光进行受光，并且对所述第1激光的反射光进行光电变换；
第2发光部，其构成为射出具有与所述第1峰值波长不同的第2峰值波长的第2激光；
第2受光部，其构成为对所述第2激光的反射光进行受光，并且对所述第2激光的反射光进行光电变换；
第1生成部，其构成为基于所述第1激光的出射时间和所述第1激光的反射光的受光时间而生成第1点群数据；以及
第2生成部，其构成为基于所述第2激光的出射时间和所述第2激光的反射光的受光时间而生成第2点群数据，
所述第1受光部的检测波长范围和所述第2受光部的检测波长范围彼此不重复。
8.根据权利要求7所述的LiDAR单元，其中，
所述第2激光的出射强度小于所述第1激光的出射强度。
9.一种车辆用传感系统，其构成为对在设置于车辆的车辆用灯具的外罩附着的污垢进行检测，
该车辆用传感系统具有：
权利要求7或8中记载的所述LiDAR单元，其构成为，配置于由所述车辆用灯具的壳体和所述外罩形成的空间内，并且取得表示所述车辆的外部的周边环境的第1点群数据及第2点群数据；
灯具清洁器，其构成为将附着于所述外罩的污垢去除；以及
灯具清洁器控制部，其构成为，基于所述第2点群数据对污垢是否附着于所述外罩进行判定，与污垢附着于所述外罩的判定相应地使所述灯具清洁器驱动。
10.根据权利要求9所述的车辆用传感系统，其中，
所述第2点群数据示出从所述LiDAR单元起规定距离以内的周边环境，
在污垢附着于所述外罩的情况下，所述灯具清洁器控制部将通过所述第2点群数据示出的点群决定为附着于所述外罩的污垢。
11.根据权利要求9所述的车辆用传感系统，其中，
所述第2点群数据示出所述车辆的外部的周边环境，
在污垢附着于所述外罩的情况下，所述灯具清洁器控制部将通过所述第2点群数据示出的存在于从所述LiDAR单元起规定的距离以内的点群决定为附着于所述外罩的污垢。
12.一种车辆，其具有前述权利要求9至11中任一项所述的车辆用传感系统。
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