DE102005037271A1 - Rain sensor for measuring wetness or degree of pollution on transparent disk has electronic camera, which is directed towards the disk whereby camera has aperture, which can be controlled on small and large opening - Google Patents

Rain sensor for measuring wetness or degree of pollution on transparent disk has electronic camera, which is directed towards the disk whereby camera has aperture, which can be controlled on small and large opening Download PDF

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Abstract

Rain sensor has an electronic camera (1), which is directed towards the disk (5). The camera is focused to a plane deviating from the disk and has an aperture (4,4'), which can be controlled on an small and large opening in such a manner that with the larger opening the object (7) present on the disk gives blurred images and with the smaller opening the object present on the disk as well as on the background gives sharp images. A Means (8) is provided for the formation of different images of the recorded image between the large and small opening.

Description

Die Erfindung betrifft einen Regensensor zur Messung des Benetzungs- und/oder Verschmutzungsgrades einer durchsichtigen Scheibe.The The invention relates to a rain sensor for measuring wetting and / or degree of soiling of a transparent pane.

Zur Steuerung von Scheibenwischern und gegebenenfalls auch Scheibenwaschanlagen sind beispielsweise durch DE 33 14 770 C2 und DE 43 12 590 A1 verschiedene Sensoren auf kapazitiver, resistiver oder optischer Basis bekannt geworden. Diese messen in erster Linie den Benetzungsgrad auf einer kleinen Fläche der Scheibe, was unter Umständen zu Fehlmessungen führt. Sensoren, welche eine größere Fläche erfassen, sind mit entsprechend großen Strukturen verbunden, die auf die Scheibe aufgebracht werden, was mit entsprechenden Kosten verbunden ist und bei Anbringung auf der Außenseite der Scheibe zu einer Abnutzung durch Umwelteinflüsse führen kann.For the control of windscreen wipers and, where appropriate, windscreen washers are for example by DE 33 14 770 C2 and DE 43 12 590 A1 various sensors have become known on a capacitive, resistive or optical basis. These measure primarily the degree of wetting on a small area of the disk, which may lead to incorrect measurements. Sensors which cover a larger area are associated with correspondingly large structures which are applied to the pane, which is associated with corresponding costs and, when mounted on the outside of the pane, can lead to wear due to environmental influences.

Ferner ist durch DE 197 49 331 A1 ein Verfahren zum Detektieren von auf einer Windschutzscheibe befindlichen Objekten bekannt geworden, bei welchem ein eine Vielzahl von einzelnen Bildpunkten aufweisendes Sensor-Array einen Ausschnitt der Windschutzscheibe aufnimmt, wobei die Ortsfrequenzverteilung der dabei entstehenden Signale ausgewertet wird. Die Blendenöffnung wird dabei so gewählt, dass eine Schärfentiefe erzielt wird, die eine scharfe Abbildung von Objekten auf der Windschutzscheibe trotz gewisser Toleranzen sicherstellt. Bei diesen bekannten Verfahren wird nur ein linienförmiger Ausschnitt aus der Windschutzscheibe aufgenommen. Außerdem müssen Strukturen, die sich aus Hintergrundbildern ergeben, durch die anschließende Signalverarbeitung unterdrückt werden.Furthermore, by DE 197 49 331 A1 a method for detecting objects located on a windscreen has become known in which a sensor array having a plurality of individual pixels receives a section of the windshield, the spatial frequency distribution of the resulting signals being evaluated. The aperture is chosen so that a depth of field is achieved, which ensures a sharp image of objects on the windshield despite certain tolerances. In these known methods, only a line-shaped cutout is picked up from the windshield. In addition, structures resulting from background images must be suppressed by the subsequent signal processing.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine größere Fläche auf der Scheibe zu erfassen und gleichzeitig die störende Wirkung von Hintergrundbildern zu unterdrücken.task The present invention is to detect a larger area on the disc and at the same time the disturbing Suppress effect of background images.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße dadurch gelöst, dass eine elektronische Kamera auf die Scheibe gerichtet ist, dass die Kamera auf eine von der Scheibe abweichende Ebene fokussiert ist und eine Blende aufweist, die mindestens auf eine große und eine kleine Öffnung derart steuerbar ist, dass bei der großen Öffnung mindestens auf der Scheibe befindliche Gegenstände unscharf und bei kleiner Öffnung sowohl auf der Scheibe befindliche Gegenstände als auch ein Hintergrund scharf abgebildet werden, und dass Mittel zur Bildung eines Differenzbildes zwischen mindestens einem mit großer und mit mindestens einem mit kleiner Öffnung aufgenommenen Bild vorgesehen sind.These Task is characterized according to the invention solved, that an electronic camera is aimed at the disc that the camera focuses on a plane other than the disc is and has an aperture that is at least one big and one small opening is controllable such that at the large opening at least on the disc located objects out of focus and with a small opening both on-disk objects and a background be sharply imaged, and that means for forming a difference image between at least one with a large and at least one with small opening recorded image are provided.

Elektronische Kameras mit einem Objektiv fester Brennweite und mit genügend großer Auflösung sind preiswert erhältlich. Mittel zur Auswertung der von der Kamera erzeugten Bildsignale, die in erster Linie aus einem Mikrocomputer mit geeigneten Programmen bestehen, können ebenfalls preiswert hergestellt werden.electronic Cameras with a lens of fixed focal length and with sufficiently large resolution are reasonably priced. Means for evaluating the image signals generated by the camera, which consists primarily of a microcomputer with suitable programs can exist also be produced inexpensively.

Zwischen den Abbildungen auf dem Sensor der Kamera bei großer und kleiner Öffnung können sich durch die Abbildungseigenschaften des Objektivs Unterschiede ergeben, beispielsweise bezüglich der Abbildungsgeometrie, Schärfeverteilung und Vignettierung.Between the pictures on the sensor of the camera at large and small opening can show differences due to the imaging properties of the lens for example, with respect to Picture geometry, sharpness distribution and vignetting.

Um dadurch entstehende Messfehler zu vermeiden, sind bei einer Weiterbildung der Erfindung Mittel zur Anpassung des mit großer und des mit kleiner Öffnung aufgenommenen Bildes bezüglich Geometrie und Helligkeit vorgesehen. Diese Mittel können beispielsweise darin bestehen, dass bei einer Justierung des Regensensors Korrekturwerte gespeichert werden.Around To avoid resulting measurement errors are in a training of the invention Means adapted to accommodate the large and the small opening Image re Geometry and brightness provided. These agents can, for example consist in that when adjusting the rain sensor correction values get saved.

Eine Gewinnung der Messwerte kann bei dem erfindungsgemäßen Regensensor durch Mittel zur Hochpassfilterung des Differenzbildes erfolgen, wobei vorzugsweise eine Hochpass-Fourier-Filterung angewendet wird.A Obtaining the measured values can in the rain sensor according to the invention by means for high-pass filtering of the differential image, wherein preferably a high-pass Fourier filtering is applied.

Alternativ kann auch eine Auswertung durch Mittel zur Tiefpassfilterung des Differenzbildes und zur Bildung der Differenz zwischen dem ursprünglichen Differenzbild und dem Tiefpass gefilterten Differenzbild erfolgen.alternative can also be evaluated by means for low-pass filtering of the Difference image and to form the difference between the original Difference image and the low-pass filtered difference image done.

Die gewünschten scharfen bzw. unscharfen Abbildungen können bei dem erfindungsgemäßen Regensensor dadurch erzielt werden, dass die Kamera auf eine zwischen der Scheibe und dem Hintergrund liegende Ebene fokussiert ist oder dass die Kamera auf eine zwischen der Kamera und der Scheibe liegende Ebene fokussiert ist.The desired sharp or blurred images can in the rain sensor according to the invention be achieved by the camera on one between the disc and the background plane is focused or that the Camera on a plane between the camera and the disc is focused.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sind schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:The Invention leaves numerous embodiments to. Two of them are schematic in the drawing on the basis of several Figures shown and described below. It shows:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel und 1 a first embodiment and

2 ein zweites Ausführungsbeispiel. 2 a second embodiment.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist eine Kamera 1, von der lediglich ein Bildsensor 2, ein Objektiv 3 und eine Blende 4 dargestellt sind, auf eine Frontscheibe 5 eines Kraftfahrzeugs gerichtet. Der Bildsensor weist beispielsweise eine Matrix von 512 × 512 lichtempfindlichen Elementen auf. Die Fokussierung erfolgt auf eine Ebene 6, die zwischen der Frontscheibe 5 und der Kamera 1 liegt. Bei geöffneter Blende 4 werden daher auf der Frontscheibe befindliche Objekte 6 sowie weiter entfernte Objekte (Teile des Fahrzeugs, andere Fahrzeuge, Verkehrsteilnehmer, Gegenstände neben und über der Straße, wie Bäume, Gebäude, Brücken und Verkehrsschilder) nicht scharf abgebildet.According to the embodiment 1 is a camera 1 , of which only one image sensor 2 , a lens 3 and a panel 4 are shown on a windshield 5 directed a motor vehicle. The image sensor has, for example, a matrix of 512 × 512 photosensitive elements. The focus is on one level 6 that is between the windscreen 5 and the camera 1 lies. With the aperture open 4 are therefore objects located on the windscreen 6 as well as distant objects (parts of the vehicle, other vehicles, road users, objects next to and above the road such as trees, buildings, bridges and traffic signs) are not sharply displayed.

Bei kleinerer Blendenöffnung 4' werden sowohl die Gegenstände 7 als auch ein Hintergrund scharf abgebildet. Die Daten beider Abbildungen werden vom Bildsensor 2 einem Mikrocomputer 8 zugeführt, der auch die Umschaltung der Blendenöffnung steuert. In dem Mikrocomputer 8 findet die bereits oben beschriebene Bearbeitung der Bilddaten statt, so dass am Ausgang 9 ein die Benetzungs- und/oder Verschmutzungsgrad der Scheibe repräsentierendes Signal ausgegeben wird.With smaller aperture 4 ' Both the objects 7 as well as a background sharp. The data of both images are from the image sensor 2 a microcomputer 8th fed, which also controls the switching of the aperture. In the microcomputer 8th the processing of the image data already described above takes place, so that at the output 9 a signal representing the degree of wetting and / or soiling of the disc is output.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 sind die Brennweite des Objektivs 3 und dessen Abstand zum Bildsensor derart gewählt, dass die Fokussierung auf eine Ebene 10 vor der Frontscheibe 5 erfolgt. Die übrigen Elemente gleichen dem Ausführungsbeispiel nach 1.According to the embodiment 2 are the focal length of the lens 3 and its distance from the image sensor chosen such that focusing on a plane 10 in front of the windscreen 5 he follows. The remaining elements are similar to the embodiment 1 ,

Claims (6)

Regensensor zur Messung des Benetzungs- und/oder Verschmutzungsgrades einer durchsichtigen Scheibe (5), dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Kamera (1) auf die Scheibe (5) gerichtet ist, dass die Kamera (1) auf eine von der Scheibe (5) abweichende Ebene fokussiert ist und eine Blende (4, 4') aufweist, die mindestens auf eine große und eine kleine Öffnung derart steuerbar ist, dass bei der großen Öffnung (4) mindestens auf der Scheibe (5) befindliche Gegenstände (7) unscharf und bei kleiner Öffnung (4') sowohl auf der Scheibe (5) befindliche Gegenstände (7) als auch ein Hintergrund scharf abgebildet werden, und dass Mittel (8) zur Bildung eines Differenzbildes zwischen mindestens einem mit großer und mit mindestens einem mit kleiner Öffnung aufgenommenen Bild vorgesehen sind.Rain sensor for measuring the degree of wetting and / or soiling of a transparent pane ( 5 ), characterized in that an electronic camera ( 1 ) on the disc ( 5 ) is directed that the camera ( 1 ) on one of the disc ( 5 ) deviating plane is focused and a diaphragm ( 4 . 4 ' ), which is controllable at least to a large and a small opening such that at the large opening ( 4 ) at least on the disc ( 5 ) ( 7 ) out of focus and with a small opening ( 4 ' ) on both the disc ( 5 ) ( 7 ) as well as a background, and that means ( 8th ) are provided to form a differential image between at least one image taken with a large and at least one with a small opening. Regensensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (8) zur Anpassung des mit großer und des mit kleiner Öffnung aufgenommenen Bildes bezüglich Geometrie und Helligkeit.Rain sensor according to claim 1, characterized by means ( 8th ) for adjusting the large and the small aperture image for geometry and brightness. Regensensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (8) zur Hochpassfilterung des Differenzbildes.Rain sensor according to one of claims 1 or 2, characterized by means ( 8th ) for high-pass filtering of the difference image. Regensensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (8) zur Tiefpassfilterung des Differenzbildes und zur Bildung der Differenz zwischen dem ursprünglichen Differenzbild und dem Tiefpass gefilterten Differenzbild.Rain sensor according to one of claims 1 or 2, characterized by means ( 8th ) for low-pass filtering the difference image and for forming the difference between the original difference image and the low-pass filtered difference image. Regensensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (1) auf eine zwischen der Scheibe (5) und dem Hintergrund liegende Ebene (10) fokussiert ist.Rain sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the camera ( 1 ) on one between the disc ( 5 ) and the background layer ( 10 ) is focused. Regensensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (1) auf eine zwischen der Kamera (1) und der Scheibe (5) liegende Ebene (6) fokussiert ist.Rain sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the camera ( 1 ) on one between the camera ( 1 ) and the disc ( 5 ) level ( 6 ) is focused.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008043737A1 (en) 2008-11-14 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Method for detecting raindrops on disk, involves recording measured image in plane of disk and reference image is recorded in plane deviating from plane of disk
DE102011056690A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Continental Automotive Gmbh Method and device for detecting moisture on a vehicle window

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