JP2019004254A - 車両用撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湿度センサを用いることなく窓ガラスの曇りを判定可能な装置を提供する。【解決手段】車両の窓１を介して車両の外部を撮影するカメラ１００と、窓１のうちカメラ１００の視界ｖ１に対応する位置に配置され、窓１を加熱するヒータ１１と、カメラ１００で撮影された画像を処理する画像処理部２０とを備え、画像処理部２０は、画像に基づいて、窓１の曇り状態を判定する。ヒータ１１の作動を制御する制御部１４とを備え、制御部１４は、窓１が曇る可能性が高い、または窓１が曇っていると画像処理部２０が判定した場合、窓１を加熱するようにヒータ１１を制御する。制御部１４は、ヒータ１１が窓１を加熱しても窓１の曇りが晴れないと画像処理部２０が判定した場合、窓１の曇りの原因が結露以外であることを乗員に報知する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の窓を介して車両の外部を撮影する車両用撮影装置に関する。

従来、特許文献１には、車両の窓ガラスの曇りを防止する車両用空調装置が記載されている。この従来技術の車両用空調装置は、湿度センサと演算回路と空調用電子制御装置と室内空調ユニットとを備えている。

湿度センサは、窓ガラスの表面の湿度を検出する。演算回路は、湿度センサの検出値等に基づいて窓ガラス表面の相対湿度を演算する。空調用電子制御装置は、演算回路が演算した窓ガラス表面の相対湿度等に基づいて、窓ガラスに曇りが生じやすいか否かを判定する。

空調用電子制御装置は、窓ガラスに曇りが生じやすいと判定した場合、強制的に窓ガラスの曇りを消すために室内空調ユニットに対して防曇制御を行い、デフロスタ吹出口から窓ガラスに向けて送風させる。

特開２００７−８４４９号公報

この従来技術によると、窓ガラスの曇りを判定するために湿度センサが必要であるため、部品点数が増加したり、窓ガラスの見栄えが悪くなったりするという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、湿度センサを用いることなく窓の曇り状態を推定可能な装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の車両用撮影装置では、
車両の窓（１）を介して車両の外部を撮影するカメラ（１００）と、
窓（１）のうちカメラ（１００）の視界（ｖ１）に対応する位置に配置され、窓（１）を加熱するヒータ（１１）と、
カメラ（１００）で撮影された画像を処理する画像処理部（２０）とを備え、
画像処理部（２０）は、画像に基づいて、窓（１）の曇り状態を判定する。

これにより、湿度センサを用いることなく窓の曇り状態を推定できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

一実施形態における車両用撮影装置を搭載した車両の要部断面図である。 図１の要部拡大図である。 ヒータの平面図である。 一実施形態における車両用撮影装置の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 一実施形態における車両用撮影装置の撮影画像の一例を示す図である。 他の実施形態における車両用撮影装置の撮影画像の一例を示す図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。図中、上下前後の矢印は、車両の上下前後方向を示している。

図１に示すように、車両用撮影装置のカメラユニット１０は、車両のフロントガラス１のうち車室内側の面に取り付けられている。カメラユニット１０は、車両のフロントガラス１の上部かつ左右方向の略中央部に取り付けられている。カメラユニット１０は、図示しないバックミラーの近傍に位置している。

図２に示すように、カメラユニット１０は、カメラ１００および筐体１０１を有している。カメラ１００は、車両の窓（本例ではフロントガラス１）を介して車両の前方の外部を撮影する。カメラ１００が撮影した画像データは画像処理装置２０に入力される。

画像処理装置２０は、カメラ１００の画像データを処理して、車両前方の物体を検知する画像処理部である。画像処理装置２０の検知結果は、衝突安全制御装置２１に出力される。衝突安全制御装置２１は、画像処理装置２０の検知結果に基づいて車両のブレーキ等を制御して、車両の衝突を防止する。

カメラ１００は、筐体１０１に収容されている。筐体１０１は、カメラユニット１０の外殻を構成する部材である。筐体１０１は、フロントガラス１に対して密着してもよいし、フロントガラス１との間に所定の隙間が設けられていてもよい。

フロントガラス１にはヒータ１１が設けられている。ヒータ１１は、発熱することによってフロントガラス１を加熱し、フロントガラス１の車室内側の面の曇りを晴らしたり、フロントガラス１の車室外側の面の雪や霜を融かしたりする役割を果たす。

ヒータ１１は、透明薄膜状の部材である。ヒータ１１は、フロントガラス１のうち車室内側の面に貼り付けられている。ヒータ１１は、フロントガラス１の内部に埋め込まれていてもよい。

図３に示すように、ヒータ１１は、カーボンナノチューブ１１１とバインダ１１２とを有している。カーボンナノチューブ１１１は、電流が流れると発熱する発熱体である。図３では、図示の都合上、カーボンナノチューブ１１１を破線の直線で示している。

カーボンナノチューブ１１１（ＣＮＴとも呼ばれる）は、中空円筒の構造をした炭素の結晶である。カーボンナノチューブ１１１の直径は、０．７〜７０ｎｍと髪の毛の約数万分の一である。カーボンナノチューブ１１１は、長さが数十μｍ以下のチューブ形状の物質である。

バインダ１１２は、カーボンナノチューブ１１１を保持する保持部である。バインダ１１２の材質は、透明な樹脂である。

例えば、ヒータ１１は、バインダ１１２内にカーボンナノチューブ１１１を分散させた薄膜である。ヒータ１１は、カーボンナノチューブ１１１を用いて形成したワイヤを用いた複数の線分状の発熱線を有していてもよい。カーボンナノチューブ１１１を用いて形成したワイヤの線径は数μｍ程度である。

カーボンナノチューブ１１１は、肉眼では識別できないほど細い部材である。カーボンナノチューブ１１１を用いて形成したワイヤも、肉眼では識別できないほど細い部材である。そのため、ヒータ１１は、肉眼では透明に見える。カーボンナノチューブ１１１は、光りを吸収し、光の散乱を防止できる。

ヒータ１１は、一対の電極１１３ａ、１１３ｂを有している。電極１１３ａ、１１３ｂはカーボンナノチューブ１１１に接続されている。

電極１１３ａ、１１３ｂに車両のバッテリ１２から直流電圧が印加されることによって、カーボンナノチューブ１１１に電流が流れてカーボンナノチューブ１１１が発熱する。電極１１３ａ、１１３ｂは、ヒータ１１の縁部に沿って細長い形状に形成されている。

通電部１３は、バッテリ１２から電極１１３ａ、１１３ｂへの直流電圧の印加と遮断を切り替える。通電部１３は、リレーまたはスイッチを有している。通電部１３の作動は、ヒータ制御装置１４によって制御される。

ヒータ１１は、カメラ１００の視界ｖ１の全範囲と重なるように配置されている。図３では、理解を容易にするために、カメラ１００の視界ｖ１を二点鎖線で示している。ヒータ１１は、カメラ１００の視界ｖ１よりも一回り広い範囲まで配置されている。

ヒータ１１の電極１１３ａ、１１３ｂは、カメラ１００の視界ｖ１の外に配置されている。これにより、カメラ１００の視界ｖ１がヒータ１１によって妨げられることを回避している。

ヒータ制御装置１４は、ヒータ１１の作動を制御する制御部である。ヒータ制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。

ヒータ制御装置１４には、画像処理装置２０の画像処理結果が入力される。画像処理装置２０は、カメラ１００の撮影画像に基づいて、フロントガラス１の曇り状態を判定し、その判定結果をヒータ制御装置１４に出力する。

画像処理装置２０は、カメラ１００が撮影した画像データを処理して、フロントガラス１に曇りがあるか否かを判定する。図５は、撮影画像ｖ１に曇りｃ１がある例を示している。図５では、図示の都合上、曇りｃ１を多数のドットで図示している。

例えば、画像処理装置２０は、撮影画像ｖ１の時間軸の前後における変化の差異によって、フロントガラス１に曇りがあるか否かを判定する。例えば、画像処理装置２０は、撮影画像ｖ１中の白色領域の割合によって、フロントガラス１に曇りがあるか否かを判定する。

画像処理装置２０は、フロントガラス１に曇りがあるか否かの判定結果を、ヒータ制御装置１４に出力する。

ヒータ制御装置１４は、図４のフローチャートに示す制御処理を実行する。図４のフローチャートは、ヒータ制御装置１４が実行する制御プログラムのサブルーチンを示している。

まず、ステップＳ１００では、画像処理装置２０から画像処理結果を取得する。具体的には、フロントガラス１が曇る可能性が高いか否かの判定結果、またはフロントガラス１が曇っているか否かの判定結果を取得する。

続くステップＳ１１０では、画像処理装置２０の画像処理結果に基づいて、ヒータ１１を発熱させるか否かを決定する。

ステップＳ１１０にてフロントガラス１が曇る可能性が高い、またはフロントガラス１が曇っていると画像処理装置２０が判定した場合、ステップＳ１２０へ進み、ヒータ１１を発熱させる。具体的には、ヒータ制御装置１４は、車両のバッテリ１２からヒータ１１の電極１１３ａ、１１３ｂに直流電圧を印加させる。

これにより、フロントガラス１が曇る可能性が高い場合、またはフロントガラス１が曇っている場合、ヒータ１１によってフロントガラス１を加熱してフロントガラス１の曇りを防止したり、フロントガラス１が曇った場合、ヒータ１１によってフロントガラス１を加熱してフロントガラス１の曇りを晴らしたりすることができる。

続くステップＳ１３０では、ヒータ１１の作動時間が所定時間以上であるか否かを判定する。ヒータ１１の作動時間とは、ヒータ１１が発熱を開始してからの経過時間のことである。

ステップＳ１３０にてヒータ１１の作動時間が所定時間以上でないと判定した場合、ステップＳ１００へ戻る。

ステップＳ１３０にてヒータ１１の作動時間が所定時間以上であると判定した場合、ステップＳ１４０へ進み、結露以外の原因（鳥の糞など）でフロントガラス１が曇っているとの警告を乗員に報知する。この報知は、音声や警告灯などによる報知である。

一方、ステップＳ１１０にてフロントガラス１が曇る可能性が高くない、またはフロントガラス１が曇っていないと画像処理装置２０が判定した場合、ステップＳ１５０へ進み、ヒータ１１の発熱を停止させる。具体的には、ヒータ制御装置１４は、ヒータ１１の電極１１３ａ、１１３ｂへの直流電圧の印加を遮断する。

本実施形態では、車両のフロントガラス１を介して車両の外部を撮影するカメラ１００と、カメラ１００で撮影された画像を処理する画像処理装置２０とを備え、画像処理装置２０は、カメラ１００の撮影画像に基づいて、フロントガラス１の曇り状態を判定する。これにより、湿度センサを用いることなく窓の曇り状態を推定できる。

本実施形態では、フロントガラス１のうちカメラ１００の視界ｖ１に対応する位置に配置され、フロントガラス１を加熱するヒータ１１と、ヒータ１１の作動を制御するヒータ制御装置１４とを備え、ヒータ制御装置１４は、フロントガラス１が曇る可能性が高い、またはフロントガラス１が曇っていると画像処理装置２０が判定した場合、フロントガラス１を加熱するようにヒータ１１を制御する。

これにより、カメラ１００の撮影画像に基づいて、フロントガラス１の曇りを自動で晴らすことができる。

本実施形態では、ヒータ制御装置１４は、ヒータ１１がフロントガラス１を加熱してもフロントガラス１の曇りが晴れないと画像処理装置２０が判定した場合、フロントガラス１の曇りの原因が結露以外であることを乗員に報知する。

これによると、結露以外の原因（鳥の糞など）によってフロントガラス１が曇っていて、カメラ１００による撮影に支障が出ていることを乗員に認識させることができる。

本実施形態では、画像処理装置２０は、ヒータ１１が作動を開始してからの経過時間が所定時間以上になってもフロントガラス１が曇っていると判定した場合、ヒータ１１がフロントガラス１を加熱してもフロントガラス１の曇りが晴れないと判定する。

これにより、結露以外の原因（鳥の糞など）によってフロントガラス１が曇っていることを良好に判定できる。

本実施形態では、画像処理装置２０は、画像の時間変化量に基づいてフロントガラス１の曇り状態を判定する。これにより、フロントガラス１の曇り状態を良好に判定できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

（１）ステップＳ１４０において、結露以外の原因でフロントガラス１が曇っているとの警告を乗員に報知するとともに、結露以外の原因でフロントガラス１が曇っているという判定結果をワイパー制御装置２２に出力するようにしてもよい。

この判定結果が出力された場合、ワイパー制御装置２２が車両のワイパーを作動させるようにすれば、結露以外の原因によるフロントガラス１の曇りを除去できる。

（２）上記実施形態では、カメラ１００の撮影画像に基づいてフロントガラス１の曇りを防止するが、カメラ１００の撮影画像に基づいて車両のワイパーを制御するようにしてもよい。

具体的には、画像処理装置２０は、カメラ１００の撮影画像に基づいて、フロントガラス１に雨が付着しているか否かを判定し、判定結果をワイパー制御装置２２に出力する。図６は、撮影画像ｖ１に雨の水滴ｗ１が付着している例を示している。ワイパー制御装置２２は、フロントガラス１に雨が付着しているという判定結果である場合、車両のワイパーを作動させる。

これにより、雨滴センサーを用いることなく、ワイパーを自動で作動させることができる。

本実施形態では、画像処理装置２０は、フロントガラス１に雨が付いているか否かを判定し、判定結果を、車両のワイパーを制御するワイパー制御装置２２に出力し、ワイパー制御装置２２は、フロントガラス１に雨が付いているという判定結果が入力された場合、ワイパーを作動させる。

これにより、フロントガラス１に雨が付くとワイパーを自動で作動させることができる。

（３）上記実施形態では、ヒータ１１は、フロントガラス１のうちカメラ１００の視界ｖ１よりも一回り広い範囲まで配置されているが、ヒータ１１は、フロントガラス１の全体に配置されていてもよい。これにより、フロントガラス１が曇ることを良好に防止できる。ヒータ１１は透明であるので、ヒータ１１が乗員の視界を妨げることを抑制できる。

（４）上記実施形態では、カメラユニット１０およびヒータ１１は、フロントガラス１に配置されているが、カメラユニット１０およびヒータ１１は、例えばリヤガラス等、フロントガラス１以外の窓に配置されていてもよい。

（５）上記実施形態では、ヒータ１１の発熱体としてカーボンナノチューブ１１１が用いられているが、ヒータ１１の発熱体として金属粒子、カーボン粒子、金属酸化物粒子等の肉眼では識別できない部材が用いられていてもよい。

（６）上記実施形態では、車両の衝突を防止するためにカメラ１００の画像データを利用するが、これに限定されるものではなく、車線逸脱防止や車間距離測定等、種々の用途にカメラ１００の画像データを利用してもよい。

１ フロントガラス（窓）
１１ ヒータ
１４ ヒータ制御装置（制御部）
２０ 画像処理装置（画像処理部）
２２ ワイパー制御装置
１００ カメラ

Claims (6)

1. 車両の窓（１）を介して車両の外部を撮影するカメラ（１００）と、
   前記カメラ（１００）で撮影された画像を処理する画像処理部（２０）とを備え、
   前記画像処理部（２０）は、前記画像に基づいて、前記窓（１）の曇り状態を判定する車両用撮影装置。
2. 前記窓（１）のうち前記カメラ（１００）の視界（ｖ１）に対応する位置に配置され、前記窓（１）を加熱するヒータ（１１）と、
   前記ヒータ（１１）の作動を制御する制御部（１４）とを備え、
   前記制御部（１４）は、前記窓（１）が曇る可能性が高い、または前記窓（１）が曇っていると前記画像処理部（２０）が判定した場合、前記窓（１）を加熱するように前記ヒータ（１１）を制御する請求項１に記載の車両用撮影装置。
3. 前記制御部（１４）は、前記ヒータ（１１）が前記窓（１）を加熱しても前記窓（１）の曇りが晴れないと前記画像処理部（２０）が判定した場合、前記窓（１）の曇りの原因が結露以外であることを前記乗員に報知する請求項２に記載の車両用撮影装置。
4. 前記画像処理部（２０）は、前記ヒータ（１１）が作動を開始してからの経過時間が所定時間以上になっても前記窓（１）が曇っていると判定した場合、前記ヒータ（１１）が前記窓（１）を加熱しても前記窓（１）の曇りが晴れないと判定する請求項３に記載の車両用撮影装置。
5. 前記画像処理部（２０）は、前記画像の時間変化量に基づいて前記窓（１）の曇り状態を判定する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用撮影装置。
6. 前記画像処理部（２０）は、前記窓（１）に雨が付いているか否かを判定し、判定結果を、車両のワイパーを制御するワイパー制御装置（２２）に出力し、
   前記ワイパー制御装置（２２）は、前記窓（１）に雨が付いているという判定結果が入力された場合、前記ワイパーを作動させる請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用撮影装置。

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