JP2013525170A - 天候による視界制限の検出により車両の走行の際運転者を支援する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、天候による視界制限の検出により、車両の走行の際運転者を支援する方法であって、前窓ガラスへ向けられるカメラ（１）により、車両周辺及び前窓ガラスの画像データが発生されるものに関する。本発明による第１の解決策では、カメラ（１）が２焦点光学素子を含んでいるので、カメラ（１）が第１の画像範囲で窓ガラスへ集束され、第２の画像範囲で車両周辺へ集束されており。少なくとも１つの画像記録がカメラ（１）により発生される。湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを認識するため、少なくとも１つの画像記録の第１の画像範囲の画像データが画像処理システムにより評価される。認識される場合、湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを表示する第１の評価信号が発生される。霧及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れにより、視界制限を認識するため、少なくとも１つの画像記録の第２の画像範囲の画像データが、画像処理システムにより評価される。認識される場合、視界制限を表示する第２の評価信号が発生される。更に制御装置（２）が設けられて、第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が発生される場合、カメラ（１）の視程にある前窓ガラスをこする車両の窓拭き器（３）を作動させ、所定の期間後作動停止させ、この所定の期間後に依然として第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が存在する場合、窓拭き器（３）の作動停止後、車両の窓ガラス加熱装置（４）を作動させ、第２の評価信号（Ｓｔ２）が存在する場合にのみ、制御装置（２）が車両の警報装置（５）及び／又は霧前照灯（６）及び／又は車両の霧尾灯（７）を作動させる。本発明による別の解決策は、更に雨センサ（１０）を設ける。更に本発明は、本発明による方法を実施するための装置に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１及び請求項２の上位概念に記載の天候による視界制限の検出により車両の走行の際運転者を支援する方法に関する。更に本発明は本発明による方法を嫉視するための装置に関する。

現在自動車における窓拭き器の自動制御のため雨センサの使用が広く普及している。このような雨センサは、例えば光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）及び検出するフォトダイオードによる光電測定に基いている。その際光学的に厚い材料から光学的に薄い材料への境界における反射の物理的法則性が利用される。

雨センサを実現するため他の動作原理もあり、例えば潅水されるコンデンサの容量の変化を使用することができる。

更にカメラにより車両の前窓ガラスの画像記録を生じるシステムも使用され、これらの画像記録は、画像処理システムにより、前窓ガラスの外面上の雨滴に関して、又は前窓ガラスの内面に沈積する凝縮物に関して評価することができる。

例えば国際公開第２００４／００７２５５号から、車両の前窓ガラス上の湿気を検出できるビデオカメラを持つシステムが公知である。このため前窓ガラスの表面の範囲へビデオカメラの光学系の集束後、少なくとも１つの画像記録が行われ、その画像データが湿気について検査される。その際雨滴は画像データにおいて丸い物体として認識され、前窓ガラスの外面上で霧に由来する沈積物は、車両外から来る光の散乱によって認識される。

ドイツ連邦共和国特許第１０２００４０３７８７１号明細書は、自動車の走行方向における前方空間を検出する支援システム用のカメラシステムを示している。車両カメラのレンズの前の部分視野にアダプタレンズを入れることによって、遠隔範囲（道路光景）及び近接範囲（前窓ガラス）が１つの画像センサに写像される。外部空間支援機能及び雨機能性のため画像センサを使用することが提案される。

更に国際出願のドイツ語訳第６９８３６３４４号には、カメラを持つ雨センサシステムが記載されており、付加的な光源により、前窓ガラスの内面における凝縮物の検出を可能にするので、例えば窓拭き器の代わりに窓ガラス加熱装置が設けられる。

雨を検出するためドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６０１６７７４号明細書によれば、無限大に設定されるカメラが使用され、画像に含まれている画素強度の変化に基いて、画像データが画素の平均強度に対して評価される。

国際公開第２００６／０２４２４７号明細書も窓ガラス上の沈積物の検出方法を記載しており、カメラが無限に設定されているので、窓ガラスが不鮮明に表われる。窓ガラスの内面における雨滴又は曇りは、軟焦点レンズ効果を生じる。画像の鮮明度及び／又は隣接する画素のコントラスト差が評価され、それから窓ガラス上における沈積物の存在が推論される。この刊行物においても、コントラストの少ない車両周辺において第１の画像を記録し、次に窓拭き器又は加熱装置を作動させ、それから第２の画像を記録して、両方の画像を変化に関して評価することが提案される。

最後に、霧前照灯及び霧尾灯を制御するために使用される霧の検出システムが公知である。国際出願のドイツ語訳第６９５０４７６１号によれば、カメラにより周辺画像が記録され、霧を検出するため、コントラスト分析に基いてその画像データが評価される。

本発明の課題は、従来技術に対して改善された、最初にあげた種類の方法を提示し、特に視界制限の際運転者を一層よく支援することである。

この課題は、請求項１の特徴及び請求項２の特徴を持つ方法によって解決される。

請求項１によれば、湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを認識するため、霧及び／又は湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れによる視界制限を認識するため、２焦点光学素子を持つカメラが使用される。２焦点光学素子は、特に２焦点レンズ、写像光路の部分範囲（横）のみにある平行面の板、又は異なる厚さの少なくとも２つの部分範囲を持つ１つの一貫した素子である。２焦点光学素子により、カメラの第１の画像範囲で前窓ガラスが集束されて写像され、同じカメラの第２の画像範囲で同時に車両周辺が集束されて写像される。カメラにより少なくとも１つの画像記録が発生される。湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを認識するため、少なくとも１つの画像記録の第１の画像範囲の画像データが画像処理システムにより評価される。認識される場合、湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを表示する第１の評価信号が発生される。霧及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れにより、視界制限を認識するため、少なくとも１つの画像記録の第２の画像範囲の画像データが、画像処理システムにより評価される。認識される場合、視界制限を表示する第２の評価信号が発生されル。最後に制御装置が設けられて、第１及び第２の評価信号が発生される場合、カメラの視程において前窓ガラスをこする車両の窓拭き器を作動させ、所定の期間後作動停止させ、この所定の期間後に依然として第１及び第２の評価信号が存在する場合、車両の窓ガラス加熱装置を作動させ、第２の評価信号が存在する場合にのみ、制御装置が車両の警報装置及び／又は霧前照灯及び／又は車両の霧尾灯を作動させる。

従ってカメラを持つただ１つのシステムにより有利に、例えば前窓ガラスの内面における凝縮物により、前窓ガラスの外面における雨又は湿気薄膜により、又は霧、雨のような気象状況により生じる運転者の見通し妨害を検出して、直ちに必要な方策を開始し、従って例えば窓拭き器又は窓ガラス加熱装置を投入し、霧の場合霧尾灯の投入のように安全機能を作動させることができる。

請求項２によれば、なるべく光−電子に基く別個の雨センサが設けられ、湿気及び／又は凝縮物により前窓ガラスの内側及び／又は外側が濡れる際、雨センサにより第１の評価信号が発生される。更に霧及び／又は湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れによる視界制限を認識するため、車両周辺へ集束されるカメラにより、少なくとも１つの画像記録が発生され、視界制限を表示する第２の評価信号を発生するため、車両周辺の少なくとも１つの画像記録の画像データが、画像処理システムにより評価され、最後に制御装置が設けられて、第１及び第２の評価信号が発生される場合、カメラの視程にある前窓ガラスをこする車両の窓拭き器を作動させ、所定の期間後作動停止させ、この所定の期間後に依然として第１及び第２の評価信号が存在する場合、車両の窓ガラス加熱装置を作動させ、第２の評価信号が存在する場合にのみ、制御装置が車両の警報装置及び／又は霧前照灯及び／又は車両の霧尾灯を作動させる。

この方法は、既にあげた利点のほかに、例えば光−電子に基いて動作する普通の雨センサを引続き使用でき、多くの場合車両周辺観察（車線認識、横制御、縦制御、交通標識認識等）用補助システムのため既に使用可能な無限大に設定されるカメラが付加的にのみ必要であり、特に安価に入手可能である。

２焦点光学素子を使用すると、車両周辺を持つ画像範囲と前窓ガラスを持つ画像範囲が同時に得られる。湿気及び／又は凝縮物を持つ前窓ガラスの濡れを認識するために、例えば全カメラ画像の５０％の小さい画像範囲で十分である。従って例えば車線認識又は交通標識認識を実現するために、車両周辺から得られる画像データも、別の画像処理システムへ供給することができる。

請求項２に記載の方法の展開においても、例えば車線認識又は交通標識認識を実現するために、カメラにより記録される車両周辺の画像データを別の画像処理システムへ供給することができる。

本発明による方法の展開により、車両周辺の画像記録の際、焦点距離を永続的に無限大に設定すると、特に有利なことがわかった。

最後に、視界制限を表示する第２の評価信号を発生するため、本発明による方法の有利な展開によれば、車両周辺の少なくとも１つの画像記録の画像データが、画像データのコントラスト品質に基いて、画像処理システムにより評価される。

本発明による方法を実施するための装置は、請求項７又は請求項８の特徴により示される。本発明による装置の有利な展開は、従属請求項９からわかる。

添付図面を参照して本発明が以下に詳細に説明される。

本発明による方法の実施例を実施するための装置の概略構成を示すブロック線図を示す。 本発明による方法の別の実施例を実施するための装置の概略構成を示すブロック線図を示す。

図１に示す装置は、車両にある設備のために設けられている。このため車両にあるカメラ１がその前窓ガラスへ向けられ、制御装置２一般にマイクロプロセッサにより制御される。

カメラ１は２焦点光学素子例えば２焦点レンズを含んでいるので、カメラは同時に第１の画像範囲で前窓ガラスに集束されており、第２の画像範囲で車両周辺へ集束されている。２焦点光学素子は、車両周辺が１つの焦点距離で無限大に第２の画像範囲のおいて写像されるように構成しかつ配置することができる。

このようなカメラ１は制御装置２により制御されて、湿気及び／又は凝縮物により前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを認識するため、又は例えば霧及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れによる視界制限を認識するため、カメラ１が少なくとも１つの画像記録を発生する。湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを表示する第１の評価信号Ｓｔ１を発生するため、少なくとも１つの画像記録の第１の画像範囲の画像データが、画像処理システム１ａにより評価される。この画像処理システム１ａは、制御装置２の一部であってもよい。同様に第２の画像範囲の画像データが画像処理システム１ａにより評価され、視界制限が検出されると、第２の評価信号Ｓｔ２が発生される。評価は、例えば画像データの評価されるコントラスト品質に基いて行われる。

両方の評価信号Ｓｔ１及びＳｔ２の評価は、図１によれば、制御装置２により行われ、ソフトウエア又はハードウエアにより実現することができる。

第１の評価信号Ｓｔ１及び第２の評価信号Ｓｔ２が例えば高レベルとして存在すると、制御装置２により投入信号が車両の窓拭き器３へ供給される。これにより前窓ガラスが、特にカメラ１ののぞき窓の範囲においても拭かれる。

所定の期間後、制御装置２により、両方の評価信号Ｓｔ１及びＳｔ２が引続き存在するか否か検査される。この期間は、窓拭き器が少なくとも１回前窓ガラスを拭くように、大きさを定められ、こうして場合によっては窓ガラスの外面上の湿気又は凝縮物が拭き取られる。このため複数の窓拭きサイクルも必要なことがある。

しかしこの所定期間後も、両方の評価信号Ｓｔ１及びＳｔ２が画像処理システム１ａにより発生されると、これは、検出される視界制限が除去されず、従って前窓ガラスの外面に湿気が存在せず、前窓ガラスの内面が凝縮物で覆われていることを示す。それから制御装置２が、窓拭き器３用遮断信号及び窓ガラス加熱装置４用投入信号を発生する。これにより、投入されるガラス窓加熱装置４によって、前窓ガラスの内面にある凝縮物が除去され、運転者のために視界制限が除去される。

しかし湿気が前窓ガラスを実際に濡らしていると、窓拭き過程により所定の期間中前窓ガラスが拭き取られ、その結果画像処理システムが評価信号Ｓｔ１も評価信号Ｓｔ２も発生しないので、窓拭き器３は投入されたままであるか、又は雨量に関係して周期的に制御装置２により作動せしめられる。

画像処理システム１ａにより第２の評価信号Ｓｔ２しか発生されないと、即ちカメラ１の第２の画像範囲の画像データが視界制限を表示し、この視界制限の原因が例えば霧及び／又は湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れに因るものであり、これに反しカメラ１の第１の画像範囲にある画像データが視界制限を示さず、従って湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れが検出されないと、それは、カメラ１により検出される視界制限が多分霧によるものであろうことを意味する。

従って図１による装置によって、高い確実性で霧が認識され、その結果霧について運転者に警告する制御装置２が警報装置を作動させ、これが光又は音により行われる。更に車両の霧前照灯及び／又は霧尾灯を投入することもできる。

図２による装置は、図１による装置とは異なり、制御装置２により制御されるカメラ１のほかに、普通の構造例えば光−電子に基く雨センサ１０も設けられている。カメラ１は、図１によるカメラと比較して、図２のカメラが２焦点光学素子を持たず、無限大に固定的に設定される単一の焦点距離を持つように、構成されている。このようなカメラは市場で安価に得られる。

雨センサ１０が湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを検出すると、この雨センサ１０が制御装置２へ第１の評価信号Ｓｔ１を供給する。

車両周辺から記録される画像データを画像処理システム１ａにより評価することによって、例えば湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れによって生じている視界制限が検出されると、画像処理システム１ａを持つカメラ１が第２の評価信号Ｓｔ２を発生する。評価は、同様に画像データの評価されるコントラスト品質に基いて行われる。

図２によるこの装置の動作は、図１による動作と同じである。

１ カメラ
１ａ カメラ１の画像処理システム
２ 制御装置、マイクロプロセッサ
３ 窓拭き器
４ 窓ガラス加熱装置
５ 警報装置
６ 霧前照灯
７ 霧尾灯

Claims (9)

1. 天候による視界制限の検出により、車両の走行の際運転者を支援する方法であって、前窓ガラスへ向けられるカメラ（１）により、車両周辺及び前窓ガラスの画像データが発生されるものにおいて、
   カメラ（１）が２焦点光学素子を含んでいるので、カメラ（１）が第１の画像範囲で窓ガラスへ集束され、第２の画像範囲で車両周辺へ集束され、
   少なくとも１つの画像記録がカメラ（１）により発生され、
   湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを認識するため、少なくとも１つの画像記録の第１の画像範囲の画像データが画像処理システム（１ａ）により評価され、認識される場合、湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを表示する第１の評価信号（Ｓｔ１）が発生され、
   なるべく霧及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れにより、視界制限を認識するため、少なくとも１つの画像記録の第２の画像範囲の画像データが、画像処理システム（１ａ）により評価され、認識される場合、視界制限を表示する第２の評価信号（Ｓｔ２）が発生され、
   制御装置（２）が設けられて、第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が発生される場合、カメラ（１）の視程にある前窓ガラスをこする車両の窓拭き器（３）を作動させ、所定の期間後作動停止させ、この所定の期間後に依然として第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が存在する場合、窓拭き器（３）の作動停止後、車両の窓ガラス加熱装置（４）を作動させ、
   第２の評価信号（Ｓｔ２）が存在する場合にのみ、制御装置（２）が車両の警報装置（５）及び／又は霧前照灯（６）及び／又は車両の霧尾灯（７）を作動させる
   ことを特徴とする、方法。
2. 天候による視界制限の検出により、車両の走行の際運転者を支援する方法であって、前窓ガラスへ向けられるカメラ（１）により、車両周辺の画像データが発生されるものにおいて、
   雨センサ（１０）が設けられ、湿気及び／又は凝縮物により前窓ガラスの内側及び／又は外側が濡れる際、雨センサにより第１の評価信号（Ｓｔ１）が発生され、
   霧及び／又は湿気及び／又は凝固物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れによる視界制限を認識するため、カメラ（１）が車両周辺へ集束されており、少なくとも１つの画像記録が発生され、視界制限を表示する第２の評価信号（Ｓｔ２）を発生するため、車両周辺の少なくとも１つの画像記録の画像データが、画像処理システム（１ａ）により評価され、
   制御装置（２）が設けられて、第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が発生される場合、カメラ（１）の視程にある前窓ガラスをこする車両の窓拭き器（３）を作動させ、所定の期間後作動停止させ、この所定の期間後に依然として第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が存在する場合、窓拭き器（３）の作動停止後、車両の窓ガラス加熱装置（４）を作動させ、
   第２の評価信号（Ｓｔ２）が存在する場合にのみ、制御装置（２）が車両の警報装置（５）及び／又は霧前照灯（６）及び／又は車両の霧尾灯（７）を作動させる
   ことを特徴とする、方法。
3. 雨センサ（１０）が光−電子センサとして構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. カメラ（１）により記録される車両周辺の画像データが、別の画像処理システムへ供給されることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
5. 無限大の焦点距離を持つ車両周辺の画像記録が記録されることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
6. 視界制限を表示する第２の評価信号を発生するため、車両周辺の少なくとも１つの画像記録の画像データが、画像処理システム（１ａ）により、画像データのコントラスト品質に基いて評価されることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
7. 天候による視界制限の検出により、車両の走行の際運転者を支援する装置であって、前窓ガラスへ向けられるカメラ（１）により、車両周辺及び前窓ガラスの画像データが発生されるものにおいて、
   カメラ（１）が２焦点素子を含んでいるので、カメラ（１）が第１の画像範囲で前窓ガラスへ集束され、第２の画像範囲で車両周辺へ集束され、
   前窓ガラス及び車両周辺の少なくとも１つの画像記録が発生されるように、カメラ（１）を制御する制御装置（２）が設けられ、
   湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れを表示する第１の評価信号（Ｓｔ１）を発生するため、少なくとも１つの画像記録の第１の画像範囲の画像データが、画像処理システム（１ａ）により評価され、
   視界制限を表示する第２の評価信号（Ｓｔ２）を発生するため、少なくとも１つの画像記録の第２の画像範囲の画像データが、画像処理システム（１ａ）により評価され、
   第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が発生される場合、制御装置（２）が、カメラ（１）の視程にある前窓ガラスをこする車両の窓拭き器（３）を作動させ、所定期間後作動停止させ、この所定期間後に依然として第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が存在する場合、窓拭き器（３）の作動停止後車両の窓ガラス加熱装置（４）を作動させ、
   第２の評価信号（Ｓｔ２）が存在する場合にのみ、制御装置（２）が車両の警報装置（５）及び／又は車両の霧前照灯及び／又は車両の霧尾灯（７）を作動させる
   ことを特徴とする、装置。
8. 天候による視界制限の検出により、車両の走行の際運転者を支援する装置であって、前窓ガラスへ向けられるカメラ（１）により、車両周辺の画像データが発生されるものにおいて、
   雨センサ（１０）が設けられ、湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れの際、雨センサにより第１の評価信号が発生され、
   制御装置（２）が設けられて、視界制限を認識するため、なるべく霧及び／又は湿気及び／又は凝縮物による前窓ガラスの内側濡れ及び／又は外側濡れによって、少なくとも１つの画像記録が発生されるように、カメラ（１）を制御し、視界制限を表示する第２の評価信号（Ｓｔ２）を発生するため、車両周辺の少なくとも１つの画像記録の画像データが、画像処理システム（１ａ）により評価され、
   第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が発生される際、制御装置（２）が、カメラ（１）の視程にある前窓ガラスをこする車両の窓拭き器（３）を作動させ、所定期間後、この所定期間後に依然として第１及び第２の評価信号（Ｓｔ１，Ｓｔ２）が存在する場合、作動停止させ、窓拭き器（３）の作動停止後、車両の窓ガラス加熱装置（４）を作動させ、
   第２の評価信号（Ｓｔ２）が存在する場合にのみ、制御装置（２）が、車両の警報装置（５）及び／又は車両の霧前照灯（６）及び／又は車両の霧尾灯（７）を作動させる
   ことを特徴とする、装置。
9. 雨センサ（１０）が光−電子センサとして構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。

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