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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Objektivreinigungsvorrichtungen und Verfahren zur Reinigung des Objektivs einer Kamera.
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HINTERGRUND
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Die Sauberkeit einer Objektivoberfläche beeinflusst die Qualität der von einer Kamera erhaltenen Bilder. Beispielsweise kann das Vorhandensein von Verunreinigungen, wie z. B. Wassertröpfchen, Kondensation, Schmutz und Dreck, auf einer Objektivoberfläche zu einer schlechteren Bildqualität, wie z. B. verschwommenen Bildern und durch das Vorhandensein von Verunreinigungen verdeckten Teilen des Blickfelds einer Kamera, führen.
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Moderne Fahrzeuge sind häufig mit verschiedenen Elektroniksystemen ausgestattet, die den Fahrer beim Fahren eines Fahrzeugs unterstützen sollen. Bei einigen dieser Systeme wird bzw. werden ein oder mehrere sichtbasierte Sensoren, wie z. B. Mono- und Weitwinkelkameras, die zur Aufnahme von Bildern der äußeren Umgebung des Fahrzeugs verwendet werden, verwendet. Die von diesen außen befestigten Kameras aufgenommenen Bilder können dazu verwendet werden, einem Fahrer einen umfassenderen Blick auf die äußere Umgebung eines Fahrzeugs, darunter Zugriff auf Blickwinkel, die zuvor nicht einsehbar waren, zu bieten. Beispielsweise können Heckkameras und Umgebungskameras zur Unterstützung eines Fahrers beim Parken seines Fahrzeugs verwendet werden. Bei anderen Anmeldungen können die von den außen befestigten Kameras aufgenommenen Bilder auch analysiert und entweder alleine oder in Kombination mit Eingängen von anderen Umgebungssensoren, wie z. B. Radar und Lidar, zur Bereitstellung von automatisierten Fahrerunterstützungsfunktionen, wie z. B. Objektdetektion, automatisierter Geschwindigkeitsregelung und Spurhaltewarnung, verwendet werden. Jedoch wird, da außen befestigte Kameras der Witterung ausgesetzt sind, die Oberfläche ihrer Objektive leicht verschmutzt, wodurch die Qualität der aufgenommenen Bilder und damit die Leistungsfähigkeit der bildbasierten Fahrerassistenzfunktionen beeinträchtigt wird.
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Angesichts des Vorstehenden ist es wünschenswert, Objektivreinigungsvorrichtungen und Verfahren zur Reinigung eines Objektivs einer Kamera, die im Hinblick auf die Entfernung von auf einer Objektivoberfläche vorhandenen Verunreinigungen wirkungsvoll sind, bereitzustellen.
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KURZDARSTELLUNG
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung stellen Objektivreinigungsvorrichtungen und Verfahren zur Reinigung eines Objektivs einer Kamera bereit. Bezugnahmen auf die Objektivoberfläche in dieser Offenbarung sollen auch jegliche vor einer Objektivoberfläche platzierten transparenten Abdeckungen umfassen.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Objektivreinigungsvorrichtung bereit, die einen drehbaren Rahmen, ein Kopplungsglied zum Koppeln der Objektivreinigungsvorrichtung mit einem Objektiv einer Kamera und einen Wischer, der auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens verschiebbar befestigt ist, umfasst. Der Wischer ist dahingehend betreibbar, das Objektiv durch Gleiten entlang dem Rahmen zwischen einer Ausgangs- und einer Endposition zu säubern. Die Vorrichtung kann auch einen Antriebsmechanismus umfassen, der dazu konfiguriert ist, den Wischer durch Drehen des Rahmens aus der Endposition in die Ausgangsposition zu bewegen, wenn der Wischer die Endposition erreicht hat. Somit wird der Wischer ohne Überquerung der Objektivoberfläche von der Endpositionen in die Ausgangsposition zurück gedreht. Dies ist von Vorteil, da einige der Verunreinigungen, die zur Endposition geschoben wurden, wieder auf die Objektivoberfläche, die soeben von dem Wischer gereinigt wurde, aufgebracht werden, wenn der Wischer mit Überquerung der Objektivoberfläche in die Ausgangsposition zurückgeführt wird. Wie zuvor erörtert, beeinträchtigt das Vorhandensein von Verunreinigungen auf der Objektivoberfläche die Qualität der von einer Kamera aufgenommenen Bilder.
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Bei einigen Implementierungen umfasst ein Reinigungsbereich des Wischers Nuten, die an mindestens einem Abschnitt des Reinigungsbereichs ausgebildet sind, wobei die Nuten dazu konfiguriert sind, den Flüssigkeitsstrom durch den Reinigungsbereich abzuschwächen. Dies trägt vorteilhafterweise zur Unterstützung des Entfernens von Flüssigkeiten von der Objektivoberfläche durch Mäßigung der Ansammlung von Flüssigkeiten auf der Objektivoberfläche bei. Die Nuten können in Form von Kanälen oder Kerben vorliegen. Der Reinigungsbereich des Wischers kann des Weiteren ein flexibles Material umfassen. Das flexible Material kann ein flexibles wasserabweisendes Material oder ein Material mit einer wasserabweisenden Beschichtung sein, so dass, wenn der Wischer eine Objektivoberfläche überquert, das Ende des Wischers, das mit der Objektivoberfläche in Kontakt kommt, knickt oder sich biegt. Dies trägt vorteilhafterweise zur Unterstützung der Reinigung des Objektivs und des Entfernens von Flüssigkeiten von der Objektivoberfläche bei. Bei einer optionalen Implementierung umfasst der Antriebsmechanismus ein Antriebszahnrad, einen Motor zum Drehen des Antriebszahnrads und ein angetriebenes Zahnrad. Das Antriebszahnrad und das angetriebene Zahnrad stehen in Eingriff, so dass eine Drehbewegung von dem Antriebszahnrad auf das angetriebene Zahnrad übertragen werden kann. Der Rahmen ist an dem angetriebenen Zahnrad befestigt. Da die Wischer an dem Rahmen befestigt sind, wird durch Drehen des Antriebszahnrads eine Drehung der Wischer aus der Endposition zurück in die Ausgangsposition erzielt. Bei einer Variation wird ein Linearaktuator dazu verwendet, das Gleiten der Wischer entlang dem Rahmen anzutreiben.
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Die Objektivreinigungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann Teil eines Sichtsystems sein, das eine Kamera umfasst, die eine Bildgebungsvorrichtung und ein Objektiv umfasst, wobei die Objektivreinigungsvorrichtung über das Kopplungsglied mit dem Objektiv der Kamera gekoppelt ist. Bei einigen Implementierungen umfasst das Sichtsystem ferner ein Beurteilungsmodul, das dazu konfiguriert ist, den Zustand der Objektivoberfläche einzuschätzen und zu bestimmen, ob zumindest zum Teil basierend auf dem Zustand der Objektivoberfläche eine Reinigung des Objektivs durch die Objektivreinigungsvorrichtung eingeleitet werden sollte. Das Beurteilungsmodul kann auf Basis verschiedener Verfahren, die alleine oder in Kombination eingesetzt werden können, den Zustand der Objektivoberfläche bestimmen. Die Beispiele umfassen Analyse von der Kamera aufgenommenen Bildern und von Sensoren erfassten Daten, die den Zustand der Objektivoberfläche anzeigen. Bei noch einer weiteren Variation kann das Beurteilungsmodul ferner dazu konfiguriert sein, basierend auf Daten in Bezug auf Wetterbedingungen einer Außenumgebung der Kamera zu bestimmen, ob eine Reinigung des Objektivs durch die Objektivreinigungsvorrichtung eingeleitet werden sollte. Das Beurteilungsmodul kann auch ferner dazu konfiguriert sein, zumindest zum Teil basierend auf dem Zustand der Objektivoberfläche eine Betätigungsfrequenz der Wischer und/oder eine Anzahl von Reinigungszyklen zu bestimmen. Bei der vorliegenden Offenbarung wird eine einzige Betätigung des Wischers von der Ausgangs- in die Endposition als ein Reinigungszyklus erachtet. Der Zustand der Objektivoberfläche und dementsprechend die Wischerbetätigungsfrequenz können basierend auf der Art von Verunreinigungen, die auf der Objektivoberfläche vorhanden sind, und der Menge derartiger vorhandener Verunreinigungen eingeschätzt werden. Beispielsweise gilt je größer die Menge an Kondensation auf einer Objektivoberfläche, desto höher die Wischerbetätigungsfrequenz und/oder desto höher die Anzahl an Reinigungszykluseinsätzen. Bei einer weiteren Variation kann das Beurteilungsmodul auch ferner dazu konfiguriert sein, zumindest zum Teil basierend auf Daten in Bezug auf Wetterbedingungen einer Außenumgebung der Kamera die Betätigungsfrequenz der Wischer und/oder die Anzahl von Reinigungszyklen zu bestimmen. Beispielsweise kann die Frequenz bei starkem Regen im Vergleich zu leichtem Regen erhöht werden. Bei einigen Implementierungen des Sichtsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Kamera an einer Außenseite eines Fahrzeugs befestigt und wird zum Aufnehmen von Bildern der Außenumgebung des Fahrzeugs verwendet.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung stellt ein Verfahren zur Reinigung eines Objektivs einer Kamera bereit, wobei das Verfahren Vorsehen einer über ein Kopplungsglied mit dem Objektiv der Kamera gekoppelten Objektivreinigungsvorrichtung umfasst. Die Objektivreinigungsvorrichtung umfasst einen drehbaren Rahmen und einen Wischer, der auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens verschiebbar befestigt ist. Das Verfahren umfasst des Weiteren Schieben des Wischers entlang dem Rahmen aus einer Ausgangsposition in eine Endposition, wobei der Wischer im Verlauf der Bewegung aus der Ausgangsposition in die Endposition mit der Objektivoberfläche in Kontakt kommt, und Drehen des Rahmens, wenn der Wischer die Endposition des Wischers erreicht, um den Wischer in die Ausgangsposition zurück zu bringen.
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Bei einigen Implementierungen umfasst ein Reinigungsbereich des Wischers Nuten, die an mindestens einem Abschnitt des Reinigungsbereichs ausgebildet sind, wobei die Nuten dazu konfiguriert sind, den Flüssigkeitsstrom durch den Reinigungsbereich abzuschwächen. Das Verfahren kann auch ferner Einschätzen des Zustands der Objektivoberfläche und Bestimmen, zumindest zum Teil basierend auf dem Zustand der Objektivoberfläche, einer Betätigungsfrequenz des Wischers und/oder einer Anzahl von Reinigungszyklen umfassen. Bei einer optionalen Implementierung umfasst das Einschätzen des Zustands des Objektivs Bestimmen, ob Kondensation auf dem Objektiv vorhanden ist, und Bestimmen der Betätigungsfrequenz und/oder der Anzahl an Reinigungszyklen zumindest zum Teil basierend auf der Menge an auf der Objektivoberfläche vorhandener Kondensation. Bei einer optionalen Implementierung kann das Bestimmen der Betätigungsfrequenz des Wischers auch ferner auf Daten in Bezug auf Wetterbedingungen einer Außenumgebung der Kamera basieren.
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Die Einzelheiten einer oder mehrerer Implementierungen der Offenbarung werden in den beiliegenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung angeführt. Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen hervor.
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Figurenliste
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- 1 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Objektivreinigungsvorrichtung gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Reinigung eines Objektivs einer Kamera unter Verwendung einer Objektivreinigungsvorrichtung gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
- 3 ist eine vereinfachte Vorderansicht eines Kameraobjektivs, das von einer Objektivreinigungsvorrichtung gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung gereinigt wird.
- 4 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Sichtsystem für ein Fahrzeug gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung umfasst.
- 5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Reinigung eines Objektivs einer Kamera unter Verwendung eines Sichtsystems gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen. In den Figuren kennzeichnen gleiche Symbole in der Regel gleiche Komponenten, es sei denn der Kontext schreibt etwas anderes vor.
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1 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Objektivreinigungsvorrichtung 100 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung. Die Objektivreinigungsvorrichtung 100 umfasst einen drehbaren Rahmen 110 und ein Kopplungsglied (nicht gezeigt) zum Koppeln der Objektivreinigungsvorrichtung mit einem Objektiv 130 einer Kamera. Das Kopplungsglied kann die Objektivreinigungsvorrichtung dauerhaft oder lösbar mit dem Objektiv einer Kamera koppeln. Die Objektivreinigungsvorrichtung kann auch indirekt über einen Teil der Kamera, wie z. B. den Körper der Kamera, mit dem Objektiv gekoppelt sein. Die Objektivreinigungsvorrichtung 100 umfasst des Weiteren einen Wischer 120, der verschiebbar an dem Rahmen 110 befestigt ist. Der Wischer 120 weist zwei Enden (120a, 120b) auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 110 befestigt sind. Die Wischer 120 sind dazu konfiguriert, ein Objektiv 130 einer Kamera durch Gleiten entlang dem Rahmen 110 zwischen einer Ausgangs- und einer Endposition zu säubern. Beispielhaft können die Wischer 120 dahingehend betreibbar sein, entlang dem Körper des Rahmens selbst oder entlang an dem Rahmen 110 angebrachter Schienen zu gleiten. Bei der Implementierung von 1 ist ein linearer Aktuator 140 für das Antreiben der Gleitbewegung der Wischer 120 entlang dem Rahmen 110 verantwortlich. Bei einigen Implementierungen kann der Körper des Wischers einen Trägerbereich, der Aussparungen zur Ermöglichung des Gleitens des Wischers entlang dem Rahmen umfasst, und einen Reinigungsbereich, der mit dem Trägerbereich gekoppelt ist, umfassen. Der Trägerbereich ist aus einem anderen und vorzugsweise steiferen Material als der Reinigungsbereich zusammengesetzt. Die Spitze des Reinigungsbereichs kommt während des Reinigungsbetriebs mit der Oberfläche der Objektivregion in Kontakt. Bei anderen Variationen kann der Wischer in Form eines einstückigen Körpers vorliegen und der gesamte Wischer ist aus dem Reinigungsbereich zusammengesetzt. Während sich der Wischer über die Oberfläche eines Objektivs bewegt, schiebt er Wasser und andere Flüssigkeiten auf der Objektivoberfläche zur Endposition, bis er an der Endposition das Ende seines Laufs erreicht, wo angesammelte Flüssigkeiten ausgetragen werden. Vorzugsweise umfasst der Reinigungsbereich des Wischers ein flexibles wasserabweisendes Material oder ein Material mit einer wasserabweisenden Beschichtung, so dass, wenn der Wischer eine Objektivoberfläche überquert, das Ende des Wischers, das mit der Objektivoberfläche in Kontakt kommt, knickt oder sich biegt. Dies trägt vorteilhafterweise zur Unterstützung der Reinigung des Objektivs und des Entfernens von Flüssigkeiten von der Objektivoberfläche bei. Beispielhaft kann der Reinigungsbereich des Wischers ein flexibles wasserabweisendes Material, wie z. B. Kunststoff, oder ein Material mit einer wasserabweisende Beschichtung, wie z. B. Kautschuk, umfassen. Bei einigen Implementierungen kann ein Reinigungsbereich des Wischers zusätzlich oder alternativ dazu Nuten umfassen, die an mindestens einem Abschnitt des Reinigungsbereichs ausgebildet sind, wobei die Nuten dazu konfiguriert sind, den Flüssigkeitsstrom durch den Reinigungsbereich abzuschwächen und somit das Entfernen von Flüssigkeiten von der Objektivoberfläche durch Mäßigung der Ansammlung von Flüssigkeiten auf der Objektivoberfläche zu erleichtern. Die Nuten können in Form von Kanälen oder Kerben vorliegen, und die Tiefe, die Struktur und die Platzierung der Nuten kann so konstruiert sein, dass der Flüssigkeitsstrom durch den Reinigungsbereich erleichtert wird.
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Die Objektivreinigungsvorrichtung kann auch einen Antriebsmechanismus umfassen, der dazu konfiguriert ist, den Wischer 120 durch Drehen des Rahmens 110 aus der Endposition zurück in die Ausgangsposition zu bewegen, wenn der Wischer die Endposition erreicht hat. Bei der Implementierung von 1 umfasst der Antriebsmechanismus ein Antriebszahnrad 160, einen Motor 162 zum Drehen des Antriebszahnrads und ein angetriebenes Zahnrad 164. Der Rahmen 110, an dem der Wischer befestigt ist, ist wiederum an dem angetriebenen Zahnrad 164 befestigt. Das Antriebszahnrad und das angetriebene Zahnrad (160, 164) sind dazu konfiguriert, in Eingriff zu stehen, so dass eine Drehbewegung von dem Antriebszahnrad auf das angetriebene Zahnrad übertragen werden kann. Beispielsweise stehen in 1 zumindest einige der Zähne (160a) an dem Antriebszahnrad stets mit den Zähnen (16 wira) des angetriebenen Zahnrads in Eingriff, so dass, wenn der Motor 162 das Antriebszahnrad (160) im Uhrzeigersinn dreht, bewirkt wird, dass sich das angetriebene Zahnrad (164) in einer entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung bewegt. Da die Wischer 120 an dem Rahmen 110 befestigt sind, der wiederum an dem angetriebenen Zahnrad 164 befestigt ist, wird durch Drehen des Antriebszahnrads (160) eine Drehung der Wischer 120 aus der Endposition zurück in die Ausgangsposition erzielt.
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Die Objektivreinigungsvorrichtung umfasst des Weiteren eine Steuerung 166. Bei der Implementierung von 1 steht die Steuerung 166 in Verbindung mit dem linearen Aktuator 140 und dem Motor 162. Die Steuerung kann einen Prozessor 167 und einen Hardwarespeicher 168, der mit dem Prozessor 112 in Verbindung steht, umfassen. Der Speicher 168 speichert Informationen, auf die der Prozessor 167 zugreifen kann, wie z. B. Daten und Anweisungen, die von dem Prozessor 167 durchgeführt, gespeichert, abgerufen oder anderweitig verwendet werden können. Der Prozessor 167 und der Speicher 168 können separate Komponenten oder auf einer einzigen integrierten Schaltung integriert sein. Die Steuerung 166 kann beispielsweise dahingehend programmiert sein, basierend auf von dem linearen Aktuator 140 empfangenen Signalen zu detektieren, wenn der Wischer 120 die Endposition erreicht hat. Bei Detektion, dass der Wischer die Endposition erreicht hat, kann die Steuerung 166 dann ein Ausgangssignal an den Motor 162 senden, das den Motor dazu anweist, dass Antriebszahnrad 160 zu drehen, so dass der Wischer aus der Endposition zurück in die Ausgangsposition gedreht wird. Eine Drehung des Wischers aus der End- in die Ausgangsposition kann unmittelbar dann erfolgen, wenn der Wischer die Endposition erreicht, oder nach einem gewissen Zeitabstand. Bei einigen Implementierungen kann die Steuerung 166 auch dahingehend betreibbar sein, eine Betätigungsfrequenz des Wischers 120 durch Senden von Anweisungen an den linearen Aktuator 140 zum Variieren einer Gleitgeschwindigkeit des Wischers 120 zu steuern. Die Betätigungsfrequenz des Wischers kann auch durch Ändern der Drehgeschwindigkeit, mit der der Wischer 120 aus der Endposition zurück in die Ausgangsposition gedreht wird, variiert werden. Die Betätigungsfrequenz der Wischer kann manuell gewählt oder basierend auf von der Steuerung 166 empfangenen Eingangssignalen automatisch gewählt werden. Beispielhaft kann die Betätigungsfrequenz der Wischer basierend auf Signalen, die den Zustand des Objektivs, wie z. B. das Vorhandensein und die Art von auf der Objektivoberfläche vorhandenen Verunreinigungen, anzeigen, automatisch gewählt werden. Andere Faktoren, wie z. B. Wetterbedingungen, die mit der Außenumgebung der Kamera in Zusammenhang stehen, können auch bei der Bestimmung der Wischerbetätigungsfrequenz berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Frequenz bei starkem Regen im Vergleich zu leichtem Regen erhöht werden. Für einen Fachmann liegt auf der Hand, dass die Steuerung 166 nicht zwangsläufig ausschließlich zur Steuerung der Arbeitsschritte der Objektivreinigungsvorrichtung 100 verwendet wird. Sie kann auch zur Steuerung der Arbeitsschritte anderer Funktionen, wie z. B. Einsetzen anderer Reinigungsmodi zur Reinigung des Kameraobjektivs, was das Sprühen von Wasser oder Reinigungsfluid auf die Objektivoberfläche beinhalten kann, verwendet werden.
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2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 200 zur Reinigung eines Objektivs einer Kamera unter Verwendung einer Objektivreinigungsvorrichtung gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt. Die Objektivreinigungsvorrichtung ist mit dem Kameraobjektiv gekoppelt, so dass im Verlauf eines Reinigungsarbeitsschritts eine Spitze des Wischers beim Überqueren des Wischers aus der Ausgangs- in die Endposition mit der Objektivoberfläche in Kontakt kommt. Die Arbeitsschritte des Verfahrens 200 werden unter Bezugnahme auf die Objektivreinigungsvorrichtung 100 in 1 beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass dies lediglich zur Vereinfachung der Veranschaulichung erfolgt und keine Einschränkung darstellen soll. Es können sich auch andere ähnliche Vorrichtungen eignen. Der Reinigungsprozess beginnt bei Block 210 und kann entweder manuell über Benutzerauswahl und/oder automatisch basierend auf Eingangssignalen, die beispielsweise von der Steuerung 166 empfangen werden, eingeleitet werden. Beispielsweise kann das Verfahren 200 dazu konfiguriert sein, bei Block 210 automatisch zu beginnen, wenn die Steuerung ein Eingangssignal zum Beginnen der Reinigungshandlung von einem Beurteilungsmodul, das dazu konfiguriert ist, den Zustand der objektiven Oberfläche einzuschätzen, empfängt.
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Bei Block 220 beginnt der Wischer 120, entlang dem Rahmen 110 aus seiner Ausgangsposition 220a zu der Endposition 240 zu gleiten, wie in 3 gezeigt wird. Vorzugsweise ist die Ausgangsposition derart positioniert, dass der Wischer 120 das Aufnehmen von Bildern durch das Objektiv 130 nicht behindert. Beispielsweise kann die Ausgangsposition an der Oberseite des Objektivs außerhalb der Objektivoberfläche positioniert sein. Im Verlauf der Bewegung von der Ausgangs- in die Endposition kommt die Spitze des Wischers 120 mit der Objektivoberfläche in Kontakt und schiebt Verunreinigungen, wie z. B. Kondensation und Partikel, entlang der Objektivoberfläche in die Endposition, wie durch die Wischerpositionen 220b-220d in 3 dargestellt wird. Vorzugsweise steht die Spitze des Wischers mit der Objektivoberfläche in Druckkontakt. In dem Beispiel von 3 ist die Objektivoberfläche zu Beginn des Reinigungsprozesses zunächst mit Kondensation bedeckt, was dazu führt, dass die Bilder von der Straße in den Regionen der Objektivoberfläche, die mit Kondensation bedeckt sind, verschwommen sind. Wenn der Wischer entlang dem Rahmen in die Endposition gleitet, wird die Objektivoberfläche allmählich gereinigt, während Kondensation und andere darauf aufgebrachte Verunreinigungen entfernt werden, indem sie in die Endposition geschoben werden. Bei Entscheidungsblock 240 prüft die Steuerung 166, ob der Wischer die Endposition, die durch 240 in 3 dargestellt wird, erreicht hat. Ist die Antwort Ja, geht der Prozess zu Block 260 über, wo der Rahmen um 180 Grad gedreht wird, so dass der Wischer ohne Überqueren der Objektivoberfläche zurück in seine Ausgangsposition an der Oberseite des Objektivs gedreht wird. Dies ist von Vorteil, da ein Teil der Kondensation und der Verunreinigungen, die zur Endposition geschoben wurden, wieder auf die Objektivoberfläche, die soeben von dem Wischer gereinigt wurde, aufgebracht werden, wenn der Wischer mit Überquerung der Objektivoberfläche aus der Endposition in die Ausgangsposition zurückgeführt wird. Wie zuvor erörtert, beeinträchtigt das Vorhandensein derartiger Verunreinigungen auf der Objektivoberfläche die Qualität der von der Kamera aufgenommenen Bilder. Bei der Implementierung von 1 umfasst der Antriebsmechanismus zum Drehen des Objektivs aus der End- in die Ausgangsposition ein Antriebszahnrad 160, einen Motor 162 zum Drehen des Antriebszahnrads und ein angetriebenes Zahnrad 164. Alternativ dazu kann der Antriebsmechanismus auch eine andere Form aufweisen. Vorzugsweise ist der Wischer in der Endposition und im Verlauf der Drehung zurück in die Ausgangsposition derart positioniert, dass der Wischer 120 die Aufnahme von Bildern nicht behindert. Bei Entscheidungsblock 280 bestimmt die Steuerung 166, ob zusätzliche Reinigungszyklen erforderlich sind. Die Steuerung kann nach der Rückkehr des Wischers in die Ausgangsposition (220a in 3) oder wenn sich der Wischer auf dem Weg zurück befindet, prüfen, ob zusätzliche Zyklen erforderlich sind. Wenn mindestens ein weiterer Reinigungszyklus erforderlich ist, geht der Prozess zu Block 220 zurück und die Blöcke 220-280 werden wiederholt. Wenn keine weiteren Reinigungszyklen erforderlich sind, geht der Prozess zu Block 290 über und der Reinigungsprozess endet.
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Bei einigen Implementierungen können eine Kamera und eine Objektivreinigungsvorrichtung für das Kameraobjektiv Teil eines Sichtsystems sein, das andere Komponenten umfasst, wie z. B. ein Beurteilungsmodul, das dazu konfiguriert ist, den Zustand des Objektivs einzuschätzen und zu bestimmen, ob die Reinigung des Objektivs durch die Objektivreinigungsvorrichtung eingeleitet werden sollte. 4 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Sichtsystems 400 für ein Fahrzeug gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung. Es versteht sich, dass bei der vorliegenden Offenbarung Objektivreinigungsvorrichtungen auch bei Sichtsystemen eingesetzt werden können, die zur Verwendung mit Plattformen, bei denen es sich nicht um ein Fahrzeug handelt, vorgesehen sind. Unter Bezugnahme auf 4 umfasst das Sichtsystem 400 mindestens eine Kamera 410, die an der Außenseite eines Fahrzeugs befestigt und dazu konfiguriert ist, Bilder einer Außenumgebung des Fahrzeugs aufzunehmen. Beispielhaft kann die Kamera am Heck des Fahrzeugs, wie z. B. an der Stoßstange des Fahrzeugs, befestigt sein. Das Sichtsystem kann des Weiteren mehr als eine außen befestigte Kamera, wie z. B. bei einem Umgebungskamerasystem, umfassen. Eine Objektivreinigungsvorrichtung 420 zum Reinigen des Objektivs der Kamera 410 ist mit dem Kameraobjektiv gekoppelt. Die Objektivreinigungsvorrichtung umfasst einen drehbaren Rahmen, einen Wischer, der verschiebbar auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens befestigt und dahingehend betreibbar ist, das Objektiv der Kamera 410 durch Gleiten entlang dem Rahmen zwischen einer Ausgangs- und einer Endposition zu reinigen, und einen Antriebsmechanismus, der dazu konfiguriert ist, den Wischer durch Drehen des Rahmens aus der Endposition in die Ausgangsposition zu bewegen, wenn der Wischer die Endposition erreicht hat. Zum Zwecke der Veranschaulichung wird angenommen, dass die Objektivreinigungsvorrichtung 420 die Struktur der Implementierung von 1 aufweist. Es versteht sich jedoch, dass dies lediglich zur Vereinfachung der Veranschaulichung erfolgt und keine Einschränkung darstellen soll.
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Die Objektivreinigungsvorrichtung 420 umfasst eine Steuerung 430 wie jene der Implementierung von 1. Die Steuerung 430 ist dazu konfiguriert, Signale von einem Beurteilungsmodul 440 zu empfangen, das dahingehend betreibbar ist, den Zustand der Kameraobjektivoberfläche einzuschätzen und zu bestimmen, ob zumindest zum Teil basierend auf dem Zustand der Objektivoberfläche eine Reinigung des Objektivs durch die Objektivreinigungsvorrichtung 420 eingeleitet werden sollte. Wenn bestimmt wird, dass zumindest zum Teil basierend auf dem Zustand der Objektivoberfläche eine Reinigung erforderlich ist, kann das Beurteilungsmodul 440 die Steuerung 430 dazu anweisen, die Reinigung unter Einsatz des Wischers in der Objektivreinigungsvorrichtung 420 zu beginnen. Das Beurteilungsmodul kann auf Basis verschiedener Verfahren, die alleine oder in Kombination eingesetzt werden können, den Zustand der Objektivoberfläche bestimmen. Beispielsweise bestimmt das Beurteilungsmodul 440 bei der Implementierung von 4 den Zustand der Kameraobjektivoberfläche basierend auf einer Kombination aus von der Kamera 410 aufgenommenen Bildern und von Sensoren in einem Sensormodul 460 erfassten Daten. Bei einigen Implementierungen kann das Beurteilungsmodul dazu konfiguriert sein, durch Analysieren von der Kamera 410 aufgenommenen Bildern auf das Vorhandensein von Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, Schmutz und Verschmierungen, hin zu detektieren. Beispielsweise kann das Vorhandensein von Verunreinigungen basierend auf dem Vorhandensein/Fehlen von Licht blockierenden Stellen in einem Bild, unterschiedlichen Leuchtdichtewerten oder unterschiedlichem Reflexionsvermögen zwischen Stellen in einem Bild oder einer Kombination daraus detektiert werden. Das Beurteilungsmodul 440 kann sich zusätzlich oder alternativ dazu zur Bereitstellung einer Angabe zum Zustand der Kameraobjektivoberfläche und insbesondere der Menge an möglicherweise auf der Objektivoberfläche kondensierter Kondensation auf die von einem Kondensationssensor 462, der in der Nähe der Kamera positioniert ist, erfassten Daten berufen. Bei der Darstellung der Implementierung von 4 ist der Kondensationssensor 462 Teil des Sensormoduls 460. Es versteht sich jedoch, dass der Kondensationssensor physisch auch an einer anderen Stelle positioniert sein könnte.
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Bei noch einer weiteren Variation kann das Beurteilungsmodul ferner dazu konfiguriert sein, basierend auf Daten in Bezug auf Wetterbedingungen einer Außenumgebung der Kamera zu bestimmen, ob eine Reinigung des Objektivs durch die Objektivreinigungsvorrichtung 420 eingeleitet werden sollte.
Bei der Implementierung von 4 können Daten von Umgebungssensoren, die in dem Sensormodul 460 positioniert sind, wie z. B. einem Regensensor 464, auch zur Bereitstellung einer Angabe zu den Wetterbedingungen verwendet werden. Es können auch Daten von anderen Umgebungssensorarten, wie z. B. Lidar-Sensoren und Infrarotsensoren, zusätzlich oder alternativ dazu verwendet werden. Bei einigen Implementierungen kann das Beurteilungsmodul 440 ferner dazu konfiguriert sein, zumindest zum Teil basierend auf dem Zustand der Objektivoberfläche eine Wischerbetätigungsfrequenz und/oder eine Anzahl von Reinigungszyklen zu bestimmen. Bei der vorliegenden Offenbarung wird eine einzige Betätigung des Wischers von der Ausgangs- in die Endposition als ein Reinigungszyklus erachtet. Der Zustand der Objektivoberfläche und dementsprechend die Wischerbetätigungsfrequenz können basierend auf der Art von Verunreinigungen, die auf der Objektivoberfläche vorhanden sind, und der Menge derartiger vorhandener Verunreinigungen eingeschätzt werden. Beispielsweise können die Wischerbetätigungsfrequenz und/oder die Anzahl an Reinigungszyklen zumindest zum Teil basierend auf der Menge an auf der Objektivoberfläche vorhandener Kondensation bestimmt werden. Die Menge an vorhandener Kondensation kann basierend auf von dem Kondensationssensor 462 erfassten Daten, einer Analyse von der Kamera 410 aufgenommenen Bildern oder einer Kombination daraus bestimmt werden. Im Allgemeinen gilt je größer die Menge an Kondensation, desto höher die Wischerbetätigungsfrequenz und/oder desto höher die Anzahl an Reinigungszykluseinsätzen. Das Objektivbeurteilungsmodul 440 kann auch dazu konfiguriert sein, basierend auf Daten in Bezug auf Wetterbedingungen einer Außenumgebung der Kamera eine Betätigungsfrequenz der Wischer zu bestimmen. Wenn die von dem Regensensor 464 erfassten Daten beispielsweise anzeigen, dass starker Regen vorliegt, kann eine hohe Wischerbetätigungsfrequenz eingestellt werden.
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5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 500 zur Reinigung eines Objektivs einer an einer Außenseite eines Fahrzeugs befestigten Kamera gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt. Die Arbeitsschritte des Verfahrens 500 werden unter Bezugnahme auf das Sichtsystem 400 in 4 beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass dies lediglich zur Vereinfachung der Veranschaulichung erfolgt und keine Einschränkung darstellen soll. Es können sich auch andere ähnliche Sichtsysteme eignen. Der Reinigungsprozess beginnt bei Block 501 und kann durch das Einschalten der Zündung des Fahrzeugs ausgelöst werden. Das Verfahren geht dann zu dem Entscheidungsblock 510 über, bei dem bestimmt wird, ob die Objektivoberfläche verunreinigt ist und gereinigt werden muss. Der Zustand der Objektivoberfläche kann unter Verwendung eines Beurteilungsmoduls bestimmt werden, das dazu konfiguriert ist, den Zustand der Objektivoberfläche einzuschätzen und zu bestimmen, ob zumindest zum Teil basierend auf dem Zustand der Objektivoberfläche eine Reinigung des Objektivs durch die Objektivreinigungsvorrichtung eingeleitet werden sollte. Wie zuvor beschrieben wurde, kann der Zustand der Objektivoberfläche basierend auf einer Analyse von der Kamera 410 aufgenommenen Bildern, Daten von einem oder mehreren Sensoren, wie z. B. einem Kondensationssensor, oder einer Kombination daraus bestimmt werden. Wenn bestimmt wird, dass die Objektivoberfläche verunreinigt ist und gereinigt werden muss, geht das Verfahren sowohl zu Block 530 als auch 550 über. Bei Entscheidungsblock 530 bestimmt das Beurteilungsmodul 440, ob Kondensation auf der Objektivoberfläche vorhanden ist. Dies kann basierend auf von einem Kondensationssensor 462, der in der Nähe der Kamera 410 positioniert ist, erfassten Daten, dem Analysieren von der Kamera aufgenommenen Bildern oder einer Kombination daraus ermittelt werden. Wenn Kondensation vorhanden ist, geht das Verfahren zu Block 532 über, wo die Menge an Kondensation auf der Objektivoberfläche beispielsweise basierend auf von einem Kondensationssensor 462 erfassten Daten, einer Analyse von der Kamera aufgenommenen Bildern oder einer Kombination daraus bestimmt wird. Nach der Bestimmung der Menge an auf der Objektivoberfläche vorhandener Kondensation geht das Verfahren zu Block 560 über, wo die Frequenz der Wischerbetätigung bestimmt wird. Informationen zur Menge an vorhandener Kondensation aus Block 532 werden an das Beurteilungsmodul übermittelt und bei der Bestimmung der Frequenz der Wischerbetätigung berücksichtigt. Wenn jedoch bei Entscheidungsblock 530 bestimmt wird, dass keine Kondensation auf der Objektivoberfläche vorhanden ist, geht das Verfahren direkt zu Block 560 über, wo Informationen zum Nichtvorhandensein von Kondensation in das Beurteilungsmodul eingegeben und auch bei der Bestimmung der Wischerbetätigungsfrequenz berücksichtigt werden.
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Bei einigen Implementierungen, wie z. B. jener, die in 5 dargestellt wird, kann die Frequenz der Wischerbetätigung auch basierend auf Daten in Bezug auf Wetterbedingungen einer Außenumgebung der Kamera bestimmt werden. Das Verfahren geht also von Block 510 zu sowohl Block 530 als auch 550 über, bevor bei Block 560 die Frequenz der Wischerbetätigung bestimmt wird. Bei Entscheidungsblock 550 bestimmt das Verfahren, ob es in der Außenumgebung regnet. Für diese Einschätzung können Daten, die von einem Regensensor 464, der an dem Fahrzeug in der Nähe der Kamera befestigt ist, erfasst werden, verwendet werden. Es können auch andere Sensorarten, wie z. B. Lidar-Sensoren und Bildsensoren, verwendet werden. Wenn es nicht regnet, geht das Verfahren zu Block 560 über, wo Informationen zum Nichtvorhandensein von Regen in das Beurteilungsmodul eingegeben und bei der Bestimmung der Wischerbetätigungsfrequenz berücksichtigt werden. Wenn es jedoch regnet, geht das Verfahren zu Block 552 über, wo die Stärke des Regens beispielsweise unter Verwendung des Regensensors bestimmt wird und diese Informationen an das Beurteilungsmodul übermittelt werden, bevor es zu Block 560 übergeht, wo die Frequenz der Wischerbetätigung unter Berücksichtigung der bei Block 552 bestimmten Regenstärke berechnet wird. Nach der Bestimmung der Frequenz der Wischerbetätigung bei Block 560 geht das Verfahren zu Block 580 über, wo ein Reinigungsprozess, wie z. B. jener, der in 2 beschrieben wird, basierend auf der bei Block 560 berechneten Wischerbetätigungsfrequenz eingeleitet wird.
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Obgleich hier verschiedene Aspekte und Implementierungen offenbart worden sind, liegen für den Fachmann andere Aspekte und Implementierungen auf der Hand. Die verschiedenen Aspekte und Implementierungen, die hier offenbart werden, dienen Veranschaulichungszwecken und sollen keine Einschränkung darstellen, wobei der wahre Schutzumfang und Gedanke durch die folgenden Ansprüche, zusammen mit dem gesamten Umfang von Äquivalenten, welcher derartigen Ansprüchen zusteht, angegeben werden. Es versteht sich des Weiteren, dass die hier verwendete Terminologie lediglich dem Zwecke der Beschreibung bestimmter Implementierungen dient und keine Einschränkung darstellen soll.
