JP2020092365A - 車載カメラ装置および車載カメラ汚れ検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】夜間において、車両を停止させた状態においても、カメラ前面の汚れを検知することができる車載カメラ装置を提供することを目的とする。【解決手段】車両カメラと、車両カメラの前方を照明する車両ライトと、車両ライトを点灯させるとともに汚れ検知動作を開始させるためのスイッチと、これら各部の信号を受けてカメラの汚れを判別する処理回路とを備え、処理回路は、スイッチの操作により車両ライトを点灯させる点灯制御部と、車両ライトにより照明された画像を撮像した車両カメラの画像情報に基づいて、車両ライトの前面が汚れているか否かを検知する汚れ検知部とを備えている。【選択図】図１

Description

本願は、車載カメラ装置および車載カメラ汚れ検知方法に関するものである。

従来、車両の走行画像を記録するドライブレコーダまたは道路標識を認識するためのナビゲーション装置に車載カメラが設けられているが、カメラのレンズに汚れが付着した場合、正常な画像情報を得ることができない。

このような欠点を解消するため、カメラのレンズ表面の汚れを検知するカメラレンズ汚れ検知装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
この特許文献１に記載されたカメラレンズ汚れ検知装置は、車両に搭載されたカメラによって撮影された画像に基づき、画像の所定領域の輝度と周囲の輝度との変化割合（輝度勾配）を算出し、変化割合が設定値内となる所定領域が連続する領域を汚れに起因した画像であると判定するようにしている。

特開2015−70566号公報

しかしながら、上述の特許文献１におけるカメラレンズ汚れ検知装置においては、画像の所定領域の輝度と周囲の輝度との変化割合（輝度勾配）を算出し、変化割合が設定値内となる所定領域が連続する領域を汚れに起因するものと判定しているため、夜間においては、撮像物体の輪郭がぼけ易く、また汚れへの光の当たり方によっても輝度の変化割合が変化し易く、輝度の変化割合のみによって汚れを判断することが難しいものとなっていた。
また、特許文献１においては、車両の移動によって汚れと背景を区別し、誤判定を防止するように構成しているため、電源オン直後の車両停止状態において正しく判定することが困難なものとなっていた。

本願は、上述のような課題を解決するためなされたもので、夜間に車両を停止させた状態においても、カメラ前面の汚れを検知することができる車載カメラ装置および車載カメラ汚れ検知方法を提供することを目的としている。

本願明細書に開示される車載カメラ装置は、前面に車外に面して配置されたレンズを有する車両カメラと、前記車両カメラの前方を照明する車両ライトと、前記車両ライトを点灯させるとともに汚れ検知動作を開始させるためのスイッチと、前記車両カメラの画像信号を受けてカメラの汚れを判別する処理回路とを備えた車載カメラ装置であって、
前記処理回路は、前記スイッチの操作により前記車両ライトを点灯させる点灯制御部と、前記車両ライトにより照明された画像を撮像した前記車両カメラの画像情報に基づいて、前記車両カメラの前面が汚れているか否かを検知する汚れ検知部とを備えたものである。
また、車載カメラ汚れ検知方法は、車両ライトを点灯させ、車両カメラの前方を照明させる点灯制御ステップと、前記車両ライトの点灯時における前記車両カメラの画像に基づいて、前記車両カメラの前面の汚れを検知する汚れ検知ステップとを備えたものである。

本願明細書に開示される車載カメラ装置によれば、夜間に車両を停止させた状態においても、カメラ前面の汚れを検知することができる。

実施の形態１に係る車載カメラ装置の全体構成を示すブロック図である。 図１における車載カメラ装置の要部であるハードウエア構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る車載カメラ装置の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に係る車載カメラ装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る車載カメラ装置の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３に係る車載カメラ装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係る車載カメラ装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本願の実施の形態について図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は、本願の実施の形態１に係る車載カメラ装置の全体構成を示すブロック図である。
図において、車載カメラ装置は、車両に搭載され、車両の走行画像を記録するドライブレコーダまたは道路標識および車線情報を認識するためのナビゲーション装置に適用される車両カメラ１と、車両の走行方向前方を照明する車両ライト２と、車両ライト２を点灯させるとともに汚れ検知動作を開始させるためのスイッチ３と、これら各部の信号を受けてカメラの汚れを判別する処理回路４と、処理回路４の出力に基づき汚れをユーザーに知らせる警告装置５とから構成されている。

ここで、車両カメラ１は、複数の受光素子を有するイメージセンサを備えたデジタルカメラまたはデジタルビデオカメラであり、複数の内部レンズを含む本体部の前面に車外に面して配置されたレンズを備えている。また、レンズ前面を保護する保護スクリーンをさらに備えた車両カメラであってもよく、以下、両者を含めカメラの前面として説明する。
さらに、車両ライト２は、車両カメラ１の撮像領域を照らすライトであり、車両カメラ１が受光可能な光を発するもので、車両に備え付けられたヘッドライト、テールライト、ブレーキライト、方向指示器の表示灯を用いることができ、また、専用に設けられたライトでもよい。
また、警告装置５は、音による警報、あるいはディスプレイへの警告表示によって構成されている。

処理回路４は、スイッチ３をオンすることにより車両ライト２を点灯させる点灯制御部４１と、車両ライト２により照明された画像を撮像した車両カメラ１からの画像情報および車両ライト２の点灯タイミング情報とを用いて、車両ライトの前面が汚れているか否かを検知する汚れ検知部４２とから構成されている。

このような処理回路４は、ハードウエア構成の一例を図２に示すように、各種情報を入力する入力回路４ａと、制御プログラムが格納された記憶装置（ＲＯＭ）４ｂと、データを一時的に保存する揮発性記憶装置（ＲＡＭ）４ｃと、各種データに基づき演算処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）４ｄと、演算処理結果を出力する出力回路４ｅとを備えて構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）４ｄは、記憶装置（ＲＯＭ）４ｂから入力されたプログラムに基づいて処理を実行する。また、記憶装置（ＲＯＭ）４ｂには、予め、汚れのない状態における車両カメラ１の各画素の輝度情報を記憶させている。

次に、このように構成された車載カメラ装置の動作を図３に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ユーザーがスイッチ３をオンすると（ステップＳ１）、点灯制御部４１は、汚れ検知部４２に点灯タイミングを通知し（ステップＳ２）、車両ライト２を点灯させて（ステップＳ３）、カメラ前方を照明させる。
次に、汚れ検知部４２は、車両ライト２により照明されている前面の画像を車両カメラ１により取得し（ステップＳ４）、画像の輝度情報を検出する（ステップＳ５）。
次に、車両カメラ１により取得した画像の輝度情報を記憶装置（ＲＯＭ）４ｂに予め記憶された輝度情報と比較し（ステップＳ６）、所定の閾値以下でない場合（Ｎ）、車両カメラ１の前面に汚れがないと判断し（ステップＳ７）、動作を終了する。
一方、ステップＳ６において、所定の閾値以下である場合（Ｙ）、汚れ検知部４２は、画像の輝度情報から閾値以上の明るさになっていない箇所を汚れと判定し（ステップＳ８）、最後に、車両カメラ１の前面に汚れがあることを警告装置５によって表示させ(ステップＳ９)、処理を終了する。

なお、輝度情報における所定の閾値は、車両カメラ１により暗所で撮影した画像から固定で定めてもよく、暗所において車両ライト２を点灯した際の画素の輝度情報を複数用いて統計的に設定するようにしてもよい。さらに、車両カメラ１の画素毎に閾値を設定してもよく、画像のエリア毎に設定してもよい。

また、汚れ検知部４２は、点灯制御部４１による車両ライトを点灯させるタイミング情報を受けて車両ライト２の点灯タイミングに合わせ、かつ車両カメラ１の露光時間を長くするように車両カメラ１の露光時間制御情報を設定することによって、車両カメラ１から取り込む画像の光量を多くすることが可能となり、汚れ部分を通した画素の輝度情報と汚れのない部分を通した画素の輝度情報との輝度差を大きくすることができ、汚れ検知を確実に行わせることが可能となる。
さらに、汚れ検知部４２は、複数の画像を時系列的に用いて複数回処理を実施したり、複数の露光時間によって撮像された画像を用いたりすることによって汚れの検出精度を高めることも可能である。

また、車両ライト２を点灯するスイッチ３は、ユーザーによる車両ライト２の点灯操作に基づくものの他、エンジンの始動スイッチの操作、あるいは、エンジンの始動後の所定のタイミングで点灯制御部４１に動作開始を通知することによって自動的に動作させるように設定してもよい。
なお、この実施の形態１においては、警告装置５により汚れを表示するように構成しているが、後述の汚れ排除装置に置き換えるように構成してもよい。

実施の形態２．
次に、本願に係る実施の形態２の車載カメラ装置について説明する。
図４は、本願に係る実施の形態２の車載カメラ装置の構成を示すブロック図である。
図において、実施の形態１における車載カメラ装置と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態２に係る車載カメラ装置は、カメラレンズまたはカメラレンズを保護する保護スクリーンの前面すなわちカメラ前面の汚れを除去する汚れ排除装置６がさらに設けられている。

この汚れ排除装置６は、カメラ前面の汚れを物理的に排除するもので、カメラの前面に取り付けられたワイパーまたは超音波を用いて汚れを弾き飛ばすような装置で構成されている。

次に、このような車載カメラ装置の動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。
図において、スイッチ３をオンすると（ステップＳ１）、点灯制御部４１は、処理回数を表すｎを初期値「０」に設定し（ステップＳ１ａ）、汚れ検知部４２に点灯タイミングを通知する。（ステップＳ２）
続くステップＳ３からステップＳ８までの動作は、実施の形態１における汚れ検知の処理と同一である。
次に、ステップＳ８において、汚れ検知部４２が汚れを検知すると、汚れ排除装置６は、カメラの前面の汚れを除去するように動作し（ステップＳ１０）、ステップＳ１ｂに移行する。ステップＳ１ｂにおいて、点灯制御部４１は、初期値ｎに「１」を加算してステップＳ１ｃに移行して設定値ｎが基準値「３」を越えているかを判定し、越えていない場合(Ｙ)、ステップＳ２に戻り、処理を繰り返す。
一方、ステップＳ１ｃにおいて、設定値ｎが基準値「３」を越えている場合（Ｎ）、ステップＳ１１に移行して警告装置５により警報音の発生、あるいは汚れの警告表示を行うことになる。
この設定値ｎによる処理は、汚れ排除装置６の複数回の動作では汚れが排除できない場合に警告を表示させるものであり、ユーザーによる手間を省略させる効果がある。
なお、基準値「３」は「２」以上の値とすることができる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る車載カメラ装置について説明する。
図６は、実施の形態３に係る車載カメラ装置の構成を示すブロック図である。
図において、実施の形態２における車載カメラ装置と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態３に係る車載カメラ装置は、通信制御部４３を備え、外部の通信装置７によって処理回路４を動作させるように構成されている。

ここで、通信装置７は、車載カメラ装置の動作を開始させるため遠隔操作が可能な送信機からなり、キーレスエントリシステムのように車両の開閉を制御するための装置を兼用させ、処理回路４を動作させている。また、通信制御部４３は、通信装置７の信号を受けて点灯制御部４１に点灯指令情報を通知する。

このような構成のもとで、車載カメラ装置を動作させるため、通信装置７のスイッチをオンすると（ステップＳ２１）、通信制御部４３は、点灯制御部４１に点灯通知を送信し(ステップＳ２２)、点灯制御部４１を動作させる。以降の動作は、実施の形態２と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
以上のように、車両カメラ１の前方に車両ライト２を点灯させ、この点灯タイミングで車両カメラ１の画像を取り込むように構成したため、夜間に車両を停止させた状態においても、カメラ前面の汚れを検知することができる。

本開示には、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

１：車両カメラ、２：車両ライト、３：スイッチ、４：処理回路、５：警告装置、
６：汚れ排除装置、７：通信装置、４１：点灯制御部、４２：汚れ検知部、
４３：通信制御部

本願明細書に開示される車載カメラ装置は、前面に車外に面して配置されたレンズを有する車両カメラと、前記車両カメラの前方を照明する車両ライトと、前記車両ライトを点灯させるとともに汚れ検知動作を開始させるためのスイッチと、前記スイッチの操作により前記車両ライトを点灯させる点灯制御部および前記車両ライトにより照明された画像を撮像した前記車両カメラの画像情報に基づいて、前記車両カメラの前面が汚れているか否かを検知する汚れ検知部を有する処理回路と、前記車両カメラの前面の汚れを排除する汚れ排除装置と、前記車両カメラの前面の汚れを警告表示する警告装置とを備え、前記処理回路は、前記汚れ検知部による汚れ検知動作および前記汚れ排除装置による汚れ排除動作を所定の回数繰り返して行わせた後、さらに汚れを検知したときに前記警告装置による警告を表示させるようにしたことを特徴とするものである。
また、車載カメラ汚れ検知方法は、車両ライトを点灯させ、車両カメラの前方を照明させる点灯制御ステップと、前記車両ライトの点灯時における前記車両カメラの画像に基づいて、前記車両カメラの前面の汚れを検知する汚れ検知ステップと、前記汚れ検知ステップにより前記車両カメラの前面の汚れを検知したとき、汚れ排除装置を動作させ、前記車両カメラの前面の汚れを排除する汚れ排除ステップと、前記汚れ検知ステップおよび前記汚れ排除ステップを所定の回数繰り返して行わせた後、さらに汚れを検知したときに警告装置により警報を発生するステップとを備えたことを特徴とするものである。

Claims (8)

1. 前面に車外に面して配置されたレンズを有する車両カメラと、前記車両カメラの前方を照明する車両ライトと、前記車両ライトを点灯させるとともに汚れ検知動作を開始させるためのスイッチと、前記車両カメラの画像信号を受けてカメラの汚れを判別する処理回路とを備えた車載カメラ装置であって、
   前記処理回路は、前記スイッチの操作により前記車両ライトを点灯させる点灯制御部と、前記車両ライトにより照明された画像を撮像した前記車両カメラの画像情報に基づいて、前記車両カメラの前面が汚れているか否かを検知する汚れ検知部とを備えていることを特徴とする車載カメラ装置。
2. 前記車両カメラは、前面に配置されたカメラレンズまたはカメラレンズを保護する保護スクリーンを備え、前記カメラレンズまたは前記保護スクリーンの前面の汚れを検知することを特徴とする請求項１に記載の車載カメラ装置。
3. 前記汚れ検知部が前記車両カメラの前面の汚れを検知したとき、警報を発生する警告装置または汚れを排除する汚れ排除装置を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載カメラ装置。
4. 前記汚れ検知部が前記車両カメラの前面の汚れを検知したとき、警報を発生する警告装置および汚れを排除する汚れ排除装置を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載カメラ装置。
5. 前記汚れ検知部が前記車両カメラの前面の汚れを検知したとき、汚れ排除装置を動作させるとともに汚れ検知動作を所定の回数繰り返して行わせ、その後、前記警告装置が警報を発生することを特徴とする請求項４に記載の車載カメラ装置。
6. 外部の通信装置からの信号を受信し、前記点灯制御部および前記汚れ検知部の動作を制御する通信制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車載カメラ装置。
7. 前記点灯制御部は、前記車両ライトを点灯させるタイミング情報を出力し、前記汚れ検知部は、前記車両ライトを点灯させるタイミング情報に基づき、車両ライト点灯時のカメラの露光時間制御情報を前記車両カメラに出力し、露光時間制御情報に応じて前記車両カメラが出力した画像から輝度情報を検出し、この輝度情報に従って前記車両カメラの前面が汚れているか否かを判定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車載カメラ装置。
8. 車両ライトを点灯させ、車両カメラの前方を照明させる点灯制御ステップと、前記車両ライトの点灯時における前記車両カメラの画像に基づいて、前記車両カメラの前面の汚れを検知する汚れ検知ステップとを備えたことを特徴とする車載カメラ汚れ検知方法。

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