JP2007309655A - 雨滴検出装置およびワイパー制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理部(CPU)19は、撮像素子14により取得した画像を周波数解析して高周波成分があるか否か判定し、高周波成分があると、画像において階調が変化する部位に挟まれた領域の幅が雨滴の径に相当する所定範囲内に入っているか否か判定し、所定範囲内に入っていると、ウィンドシールドに雨滴が付着していると判定する。
【選択図】図2
Description
請求項8に記載の発明では、請求項6に記載の雨滴検出装置において前記撮像手段における光学系に、前記近赤外線投光器の発光波長域の光を通過させるバンドパスフィルタを配置している。また、請求項9に記載の発明では、請求項7に記載のワイパー制御装置において前記撮像手段における光学系に、前記近赤外線投光器の発光波長域の光を通過させるバンドパスフィルタを配置している。
図1には、本実施形態における車両制御装置の全体構成を示す。
図1において、車両制御装置は雨滴検出装置10とボディ系ECU(電子制御ユニット)30とエアコンECU(電子制御ユニット)31とメータ系ECU(電子制御ユニット)32を具備している。
図2には、雨滴検出装置(ワイパー制御装置)10の詳しい構成を示す。
図3において、ルームミラー50に雨滴検出装置10が一体化されている。詳しくは、ルームミラー50における支持アーム部50aからアーム51が分岐している。アーム51に支持プレート52が固定され、支持プレート52には撮像装置11が取り付けられている。このように、雨滴検出装置10の設置箇所はルームミラー50の前部であり、ウィンドシールド(フロントガラス)60を通して車両進行方向である前方を撮像することができ、撮像装置11の撮像素子14は、車室内から、車両前方(進行方向)のウィンドシールド60を撮像する。また、支持プレート52には投光器13が取り付けられている。投光器13からウィンドシールド60(前方)に近赤外光が発せられる。
図4において車線62や他車両(対向車、先行車)などを検出する車両前方監視システムと兼用した場合の撮像画像として図示している。雨滴検出は撮像された全画像範囲ではなく、予め設定された雨滴検出範囲A1を分析するものとしている。なお、兼用しない場合には雨滴検出範囲A1だけを撮像する構成としてもよい。
雨滴検出装置10の画像処理部(CPU)19は、ステップ100で画像を取り込み、ステップ101で背景の明るさを判定して、暗いとステップ102で投光器13による投光を行わせる。詳細は図14を用いて後述する。
さらに、画像処理部(CPU)19は図5のステップ104で周波数解析を行い、ステップ105で高周波成分があるか否か判定する。ステップ103,104,105の処理について図7を用いて説明する。
ステップ108,109の処理について図8,9,10を用いて説明を加える。
(1)雨滴検出装置の構成として、高周波成分判定手段および雨滴判定手段としての画像処理部(CPU)19は、撮像手段としての撮像素子14により取得した画像を周波数解析して高周波成分があるか否か判定して、高周波成分があると撮像素子14により取得した画像において階調が変化する部位に挟まれた領域の幅Wが雨滴の径に相当する所定範囲内に入っているか否か判定し、所定範囲内に入っていると、ウィンドシールド60に雨滴61が付着していると判定する。さらに、この構成に加えて、ワイパー制御装置の構成として、ワイパー制御手段としての画像処理部(CPU)19は、雨滴61の量に応じてワイパー装置33による払拭動作を制御する。よって、雨滴検出について、水垢等の汚れなども高周波成分として抽出されるが、ウィンドシールド60に雨滴61が付着していることを高精度に検出することができる。また、未撥水処理のウィンドシールド上の雨滴についても(円形状の雨滴とならなくても)検出することができる。そして、このようにして検出された雨滴61の量に応じてワイパー装置33による払拭動作の制御が行われる。
雨滴検出以外の検出要素として、図17(a),(b)に示すように、ウィンドシールド60上の曇り(結露)90の検出機能に応用してもよい。図17(a)はウィンドシールド60上に曇り(結露)90がある場合を示し、図17(b)はウィンドシールド60上に曇り(結露)90がない場合を示す。撮像装置11の撮像素子の露光(シャッター)時間と同期させて投光器13を発光させ、撮像装置11の撮像素子で受光される受光量変化により曇り(結露)90の有無を判定する。図7(b)のように曇り(結露)がない場合には投光器13からの光はウィンドシールド60上で反射され下方に向かうが、図7(a)のように曇り(結露)90がある場合には投光器13からの光はウィンドシールド60上の曇り(結露)90により乱反射してその一部が撮像装置11の撮像素子に達し撮像素子における受光量が増加する。これにより、ウィンドシールド60上の曇り(結露)90を検出することができる。なお、投光器13を撮像装置11の近傍に配置するのではなく、ウィンドシールド60の下方に配置し、ウィンドシールド60上に曇り(結露)90がない場合には投光器13からの光をウィンドシールド60上で反射して撮像装置11の撮像素子で受光し、ウィンドシールド60上に曇り(結露)90がある場合には投光器13からの光をウィンドシールド60上の曇り(結露)90で乱反射して撮像装置11の撮像素子における受光量が減少することにより、ウィンドシールド60上の曇り(結露)90を検出するようにしてもよい。
Claims (13)
- 車室内から、車両前方のウィンドシールド(60)を撮像する撮像手段(14)と、
前記撮像手段(14)により取得した画像を周波数解析して高周波成分があるか否か判定する高周波成分判定手段(19)と、
前記高周波成分判定手段(19)により高周波成分があると、前記撮像手段(14)により取得した画像において階調が変化する部位に挟まれた領域の幅(W)が雨滴の径に相当する所定範囲内に入っているか否か判定し、所定範囲内に入っていると、ウィンドシールド(60)に雨滴(61)が付着していると判定する雨滴判定手段(19)と、
を備えたことを特徴とする雨滴検出装置。 - 車室内から、車両前方のウィンドシールド(60)を撮像する撮像手段(14)と、
前記撮像手段(14)により取得した画像を周波数解析して高周波成分があるか否か判定する高周波成分判定手段(19)と、
前記高周波成分判定手段(19)により高周波成分があると、前記撮像手段(14)により取得した画像において階調が変化する部位に挟まれた領域の幅(W)が雨滴の径に相当する所定範囲内に入っているか否か判定し、所定範囲内に入っていると、ウィンドシールド(60)に雨滴(61)が付着していると判定する雨滴判定手段(19)と、
前記雨滴判定手段(19)による雨滴(61)の量に応じてワイパー装置(33)による払拭動作を制御するワイパー制御手段(19)と、
を備えたことを特徴とするワイパー制御装置。 - 前記雨滴判定手段(19)は、撮像手段(14)により取得した画像において階調が変化する部位に挟まれた領域の幅(W)が雨滴の径に相当する所定範囲内に入っており、しかも、画像において階調が変化する部位の階調変化量に応じた値(d)が所定値よりも大きいと、ウィンドシールド(60)に雨滴(61)が付着していると判定することを特徴とする請求項1に記載の雨滴検出装置。
- 前記雨滴判定手段(19)は、撮像手段(14)により取得した画像において階調が変化する部位に挟まれた領域の幅(W)が雨滴の径に相当する所定範囲内に入っており、しかも、画像において階調が変化する部位の階調変化量に応じた値(d)が所定値よりも大きいと、ウィンドシールド(60)に雨滴(61)が付着していると判定することを特徴とする請求項2に記載のワイパー制御装置。
- 前記高周波成分判定手段(19)により高周波成分があると判定された場合において、それまで生じていなかった、前記撮像手段(14)により取得した画像において階調が変化する部位に挟まれた領域の幅(W)が雨滴の径に相当する所定範囲よりも大きく、かつ、当該階調が変化する部位に挟まれた領域が2つ以上ある状態になると、ウィンドシールド(60)に撥ねた水が付着したと判定する水撥ね判定手段(19)と、
前記水撥ね判定手段(19)によりウィンドシールド(60)に撥ねた水が付着したと判定されると、ワイパー装置(33)を払拭動作させる水撥ね用ワイパー払拭制御手段(19)と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載のワイパー制御装置。 - 前記撮像手段(14)により取得した画像の平均階調が所定値よりも小さいか否か判定する平均階調判定手段(19)と、
前記平均階調判定手段(19)により画像の平均階調が所定値よりも小さいと、暗い照度環境であるとして車室内から車両前方のウィンドシールド(60)に近赤外光を発する近赤外線投光器(13)と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の雨滴検出装置。 - 前記撮像手段(14)により取得した画像の平均階調が所定値よりも小さいか否か判定する平均階調判定手段(19)と、
前記平均階調判定手段(19)により画像の平均階調が所定値よりも小さいと、暗い照度環境であるとして車室内から車両前方のウィンドシールド(60)に近赤外光を発する近赤外線投光器(13)と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載のワイパー制御装置。 - 前記撮像手段(14)における光学系に、前記近赤外線投光器(13)の発光波長域の光を通過させるバンドパスフィルタ(15)を配置したことを特徴とする請求項6に記載の雨滴検出装置。
- 前記撮像手段(14)における光学系に、前記近赤外線投光器(13)の発光波長域の光を通過させるバンドパスフィルタ(15)を配置したことを特徴とする請求項7に記載のワイパー制御装置。
- 前記撮像手段(14)として、ウィンドシールド(60)を通して車両前方の進行方向を撮像して車線(62)または他車両の検出を行うためのものを兼用したことを特徴とする請求項1に記載の雨滴検出装置。
- 前記撮像手段(14)による全撮像領域のうちの一部領域(A1)を、ワイパー装置(33)による払拭領域であるとともにウィンドシールド(60)に付着した雨滴(61)を検出する領域としたことを特徴とする請求項2に記載のワイパー制御装置。
- 前記撮像手段(14)における光学系に可変焦点レンズ(16)を備え、ウィンドシールド(60)に付着した雨滴(61)を検出する際には、可変焦点レンズ(16)の焦点をウィンドシールド(60)上に焦点が合うようにしたことを特徴とする請求項10に記載の雨滴検出装置。
- 前記可変焦点レンズ(16)として、電圧または電流制御により焦点を変える液晶レンズまたは液体レンズを用いたことを特徴とする請求項12に記載の雨滴検出装置。
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