JP2020111249A - 車載装置、及び車載システム - Google Patents

Abstract

【課題】圧力センサを用いることなく強風を報知できるようにする。【解決手段】車外にリアカメラ５０Ｄが設置された車両２から乗員が降車し得る状況を判断する降車状況判断部９０と、前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記リアカメラ５０Ｄに付着して当該リアカメラ５０Ｄの撮影像５５に写り込んだ液滴７２を認識する画像認識部９２と、当該液滴７２の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する強風判断部９４と、前記車外で強風が吹いていると判断された場合に、当該強風を報知する報知出力制御部９６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車載装置、及び車載システムに関する。

乗員が車両から降車する際に、車外の強風を警告する技術として特許文献１がある。特許文献１には、「サイドブレーキ１０２がかけられると、マイクロコントローラ１２８は、車両に乗車している人が降車すると判断する。このとき、車両外部に設置された圧力センサ１１２、１１４の出力からセンサ処理部１２０を介し、風速情報を検出する。また、撮像カメラ１２２、１２４の出力から画像処理部１２６を介し、障害物情報を検出する。車両外部の風速情報およびドア周辺部の障害物情報に基づき、マイクロコントローラ１２８は、降車時のドアを開く際に、発生し得る危険を予測し、降車しようとする人に対し、風に押されたドアが障害物等に衝突したり、風に押されたドアと車両本体との間に体を挟まれることがないようにスピーカ１３０から音声で警告する。」ことが記載されている。

特開２００７−２４５８１２号公報

しかしながら、特許文献１では、風圧を検知するための圧力センサを車両に追加する必要があり、コストが高くなる、という問題がある。また、風圧を適切に検出可能な位置に圧力センサを配置する必要があるため、圧力センサの設置箇所の自由度が低く、車両外観にも影響を及ぼす、という問題もある。これらの問題により、圧力センサを車両に安易に設置することはできない。

本発明は、圧力センサを用いることなく強風を報知できる車載装置、及び車載システムを提供することを目的とする。

本発明は、車外にカメラが設置された車両から乗員が降車し得る状況を判断する降車状況判断部と、前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記カメラに付着して当該カメラの撮影像に写り込んだ液滴を認識する画像認識部と、前記画像認識部によって認識された液滴の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する強風判断部と、前記車外で強風が吹いていると前記強風判断部によって判断された場合に、当該強風を報知する報知出力制御部と、を備えることを特徴とする車載装置を提供する。

本発明は、上記車載装置において、前記強風判断部は、前記液滴の移動の速さに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する、ことを特徴とする。

本発明は、上記車載装置において、前記カメラに付着した液滴が、鉛直方向の下方向に移動しない場合に、車外で強風が吹いていると判断することを特徴とする。

本発明は、上記車載装置において、前記カメラに洗浄液を吐出して洗浄するカメラ洗浄システムが前記車両に設けられており、前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記洗浄液の液滴の吐出を前記カメラ洗浄システムに指示する吐出指示部を備え、前記強風判断部は、前記カメラ洗浄システムによって吐出された液滴の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断することを特徴とする。

本発明は、上記車載装置において、前記吐出指示部は、前記車両が乗員によって運転されている間に、前記洗浄液による前記カメラの洗浄を前記カメラ洗浄システムに指示することを特徴とする。

本発明は、上記車載装置において、前記強風判断部は、前記撮影像における前記液滴の移動方向に応じた報知を出力することを特徴とする。

本発明は、車両の車外に設置されたカメラを有した車載システムにおいて、前記車両から乗員が降車し得る状況を判断する降車状況判断部と、前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記カメラに付着して当該カメラの撮影像に写り込んだ液滴を認識する画像認識部と、前記画像認識部によって認識された液滴の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する強風判断部と、前記車外で強風が吹いていると前記強風判断部によって判断された場合に、当該強風を報知する報知出力制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明は、上記車載システムにおいて、前記カメラに洗浄液を吐出して洗浄するカメラ洗浄システムと、前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記洗浄液の液滴の吐出を前記カメラ洗浄システムに指示する吐出指示部と、を備えることを特徴とする。

本発明は、上記車載システムにおいて、前記カメラを制御するカメラコントロールユニットを備え、前記カメラコントロールユニットが、前記降車状況判断部、前記画像認識部、前記強風判断部、及び前記報知出力制御部として機能することを特徴とする。

本発明によれば、圧力センサを用いることなく強風を報知できる。

本発明の実施形態に係る車載報知システムの機能的構成を示すブロック図である。 車両のドアの開閉を、カメラユニット６０の設置位置とともに示す平面図である。 カメラユニットの構成を模式的に示す図であり、（Ａ）はカメラユニットの正面図、（Ｂ）はカメラユニットの側面図である。 車両の背後に設置されたカメラユニットにおける液滴の移動を模式的に示す図であり、（Ａ）は当該カメラユニットの正面図、（Ｂ）は当該カメラユニットの側面図である。 車載システムの動作を示すフローチャートである。 車両後方から吹き付ける風の説明図である。 強風時における液滴の挙動の説明図であり、（Ａ）はカメラユニットの正面図、（Ｂ）はカメラユニットの側面図である。 強風時における撮影像内での液滴の挙動の説明図である。 風の風圧による液滴の挙動を模式的に示す図である。 液滴の距離Ｘ１の移動を示す図である。 液滴の移動時間の計測を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る車載報知システム１の機能的構成を示すブロック図である。
車載報知システム１は、車両制御部４と、センサ部５と、ＨＭＩ６と、車載カメラシステム７と、自動駐車コントロールユニット９と、カメラ洗浄システム１２と、を備え、これらが車載ネットワークの一例であるＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）１４に互いに通信可能に接続された車載システムである。
車両制御部４は、ボディ系、パワートレイン系、及びシャーシ系の各種の車載装置を、運転者の運転操作にしたがって制御することで、車両２（図２）の走行を制御する車両制御コントロールユニット２０を備える。車両制御コントロールユニット２０が制御する車載装置としては、例えば操舵装置やエンジン装置（動力装置）、変速機、制動装置などがある。

センサ部５は、車両２の状態を検出する各種のセンサーを有する。図１において、舵角センサー２２はハンドルの操舵角を検出し、車輪回転数センサー２４は車輪の回転数を検出する。アクセルセンサー２６はアクセルの操作状態を検出し、車速センサー２８は車両２の車速を検出する。ブレーキセンサー３０はブレーキ（制動装置）の操作状態を検出し、シフトセンサー３２はシフトレバーの操作状態を検出する。シートベルトセンサー３４は乗員の着脱を検出し、ドア開閉センサー３６は車両２が備える乗降用のドア３７（図２）の開閉状態を検出する。ウォッシャータンクセンサー３８は、後述するカメラ５０（図２）の洗浄に使用される洗浄液の貯留状態を検出する。

ＨＭＩ６は、乗員（ユーザ）とのインタフェースを提供する、いわゆるヒューマンマシンインタフェースであり、ユーザ操作を受け付ける操作部４０と、各種情報を表示するディスプレイ４２と、各種音声を出力するスピーカ４４と、を備える。

車載カメラシステム７は、車両２の周囲を撮影するものであり、撮影部４９と、カメラコントロールユニット５２と、を備える。
撮影部４９は、車外を撮影するカメラ５０として、フロントカメラ５０Ａ、右サイドカメラ５０Ｂ、左サイドカメラ５０Ｃ、及びリアカメラ５０Ｄを備える。フロントカメラ５０Ａは、図２に示すように、車両２の正面に設置され、当該車両２の先方を撮影する。右サイドカメラ５０Ｂ、及び左サイドカメラ５０Ｃはそれぞれ車両２の右側、及び左側に設置され、これら右側、及び左側を撮影する。リアカメラ５０Ｄは車両２の背後に設置され、当該車両２の後方を撮影する。

自動駐車コントロールユニット９は、車両制御部４を制御して、運転者の運転操作に代わって車両２を自動運転制御し、車両２を駐車スペースに駐車する制御装置である。かかる自動駐車コントロールユニット９は、ＨＭＩ６に対する運転者などのユーザのユーザ操作によって指示を受けた場合に、駐車のための自動運転制御を開始し、車両２が駐車スペースに収まったときに自動運転制御を終了する。
なお、車載報知システム１において、駐車のための自動運転制御が実行されている動作モードを、以下では、「自動駐車モード」と言う。また自動運転制御ではなく、運転者の運転操作によって車両２の走行等が操作される動作モードを「手動運転モード」と言う。

カメラ洗浄システム１２は、ウォッシャータンクに貯留された洗浄液でカメラ５０を洗浄するシステムであり、洗浄液を噴射するポンプを駆動するポンプ動力部５６と、当該ポンプ動力部５６を制御する洗浄システム制御コントロールユニット５８と、を備える。

図３はカメラユニット６０の構成を模式的に示す図であり、図３（Ａ）は正面図、図３（Ｂ）は側面図である。
カメラユニット６０は、上記カメラ５０と、洗浄ユニット６２と、を備え、車外に露出した状態で、前掲図２に示すように、車両２の正面、右側、左側、及び背後のそれぞれに設置される。

カメラ５０は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の各種の撮像素子、及び各種の電気回路を内蔵したカメラ本体６４と、このカメラ本体６４に内蔵された撮像素子に被写体を結像する撮影レンズユニット６６と、を備える。撮影レンズユニット６６は、結像光学素子である少なくとも１以上のレンズを有し、レンズの並びのうち最も被写体に近いレンズ６８の表面（入射面）６８Ａがカメラ本体６４の外部に露出した状態で設けられる。

洗浄ユニット６２は、撮影レンズユニット６６の洗浄面６７を洗浄液で洗浄するユニットである。本実施形態において、洗浄面６７は、外部に露出しているレンズ６８の表面６８Ａである。ただし、撮影レンズユニット６６がレンズ６８の表面６８Ａの外側（被写体側）を覆うカバー部材を備える場合は、当該カバー部材の表面が洗浄面６７となる。洗浄面６７は、洗浄液に対して撥水性を有し、車両走行時の風圧などで洗浄液が洗浄面６７の面上を移動し除去され易くなっている。

洗浄ユニット６２は、洗浄液を吐出する洗浄ノズル７０を有する。洗浄ノズル７０の吐出口７０Ａは、図３（Ｂ）に示すように、撮影レンズユニット６６の洗浄面６７の鉛直方向Ｂの上方であって、洗浄面６７の上端部６７Ａに洗浄液を付着させる位置に配置される。洗浄液は、上端部６７Ａに付着すると、洗浄面６７の面上を自重によって鉛直方向Ｂの下方に向けて移動し、洗浄面６７の汚れ（埃や塵など）を洗い流す。そして最終的には、洗浄液は、洗浄面６７の下端部６７Ｂから流れ落ちる。

前掲図１において、カメラコントロールユニット５２は、カメラ５０の撮影を制御する制御装置である。カメラコントロールユニット５２は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスと、ＨＤＤやＳＳＤ、半導体メモリなどのストレージ装置と、ＣＡＮ１４や各カメラ５０などとの間のインターフェース回路と、時間を計時するクロック回路と、を備えたコンピュータを有した車載装置（例えばＥＣＵ）であり、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することで、図１に示す機能的構成を実現する。

カメラコントロールユニット５２は、カメラ制御部８０と、強風報知部８２と、を備える。
カメラ制御部８０は、各カメラ５０の撮影を制御するものである。またカメラ制御部８０は、各カメラ５０の撮影信号に基づいて撮影データを生成し、ＣＡＮ１４を通じて車載報知システム１の各部に出力する。

強風報知部８２は、車両２が停車し乗員が降車し得る状況において、車外で強風が吹いている場合に、その旨を示す警報をＨＭＩ６を通じて出力する。

詳述すると、車両２は、前掲図２に示すように、ドア３７が車両前方で車体にヒンジで結合されており、当該ヒンジにより車両前方に開くように構成される。この構成において、車両後方から強風が吹いているときにドア３７を乗員が開くと、ドア３７が風にあおられて勢いよく開くことがある。

日本自動車連盟の実験では、風速２０ｍ／ｓの風にドア３７があおられると、子供など力の弱い人では、そのドア３７を押さえる事ができず、また風速３０ｍ／ｓでは、比較的力が強い大人であっても、ドア３７を押さえる事ができなかったという実証結果がある。また市場環境においては、乗員は不意にドア３７を開けてしまうことが考えられ、ドア３７をあおる風の風速が例え２０ｍ／ｓ以下だとしても、ドア３７を押さえる準備をして慎重に開けなければ、ドア３７を押さえることができないこともある。

例えば海に近い駐車場などの強風が多い場所では、勢いよくドア３７が全開してしまうと、隣接車両や建造物との間隔が短い場合に、勢いよく開いたドア３７で、隣接車両や建造物、及びドア３７を傷つける懸念がある。また路上であっても、強風によって勢いよくドア３７が開くと、後続車両や二輪車などの走行の妨げになることが懸念される。

上述の通り、本実施形態では、強風が吹いている場合、強風報知部８２が警報を出力するため、乗員は、当該警報によって強風を察知し、慎重にドア３７を開くことができるようになっている。
強風報知部８２は、この警報出力機能を実現するために、図１に示すように、降車状況判断部９０と、吐出指示部９１と、画像認識部９２と、強風判断部９４と、設定記憶部９５と、報知出力制御部９６と、を備える。

降車状況判断部９０は、運転者などの乗員が車両２から降車し得る状況の成立を判断する。この状況として、駐車スペースへの車両２の駐車が完了した状況が挙げられる。そこで、降車状況判断部９０は、車両２の駐車の完了を判断することで、上記状況の成立を判断する。具体的には、自動駐車モードにあっては、降車状況判断部９０は、自動駐車コントロールユニット９から得られる情報に基づいて駐車完了を判断する。なお、運転者の運転操作による駐車の場合は、降車状況判断部９０は、パーキングポジションへのソフトレバー操作や、パーキングブレーキの作動、エンジン停止、シートベルトの締結解除などをセンサ部５の検出に基づいて検知し、駐車完了を判断することもできる。

吐出指示部９１は、カメラ洗浄システム１２に対して、１塊分の洗浄液の液滴７２（図４）の吐出を指示する。この指示を受けて、カメラ洗浄システム１２がポンプ動力部５６を駆動することで、洗浄ノズル７０の吐出口７０Ａから１塊分の液滴７２が吐出され、撮影レンズユニット６６の洗浄面６７（レンズ６８の表面６８Ａ）に付着する。そして、この液滴７２がリアカメラ５０Ｄの撮影像５５（図８）に映り込むことになる。なお、洗浄面６７において、吐出口７０Ａから吐出された液滴７２が着弾する設計上（少なくとも無風状態）の位置を、以下では、通常着弾位置Ｄと言う。

画像認識部９２は、リアカメラ５０Ｄの撮影像５５に映った物体を画像認識処理により認識するものであり、当該物体として、水滴である上記液滴７２と、洗浄面６７（レンズ６８の表面６８Ａ）の汚れと、を認識する。
さらに詳述すると、レンズ６８の表面６８は撥水性を有することから、図４（Ａ）、及び図４（Ｂ）に示すように、液滴７２は、洗浄面６７において正面視略円形状になる。この液滴７２が洗浄面６７の面上を移動する場合も、レンズ６８の表面６８Ａと接触する液滴７２の端点では、ある程度大きい接触角が維持される。このため、液滴７２の移動中においても、洗浄面６７における液滴７２の形状は正面視略円形状に維持される。したがって、撮影像５５においては、液滴７２は略円形状に映り込み（例えば図８）、略円形状を維持して撮影像５５の中を移動することになる。
そこで画像認識部９２は、画像認識処理により、撮影像５５における略円形状の移動物体を認識することで液滴７２を認識する。なお、この画像認識処理には、公知、又は周知の適宜の画像処理を用いることができる。また、汚れの認識についても、適宜の画像処理を用いることができる。

前掲図１において、強風判断部９４は、画像認識部９２によって認識された液滴７２の動きに基づいて、ドア３７をあおる（すなわち車両後方から吹き付ける）強風の有無を判断する。この判断の詳細は後述する。
設定記憶部９５は、強風の有無の判断に用いられる各種の設定値を記憶する。
報知出力制御部９６は、強風判断部９４によって車外に強風が吹いていると判断された場合に、ＨＭＩ６を通じて、その旨を示す警告を出力する。

図５は、車載報知システム１の動作を示すフローチャートである。
車載報知システム１において、車載カメラシステム７が起動すると（ステップＳ１）、各カメラ５０から撮影像５５がカメラコントロールユニット５２に順次に入力される（ステップＳ２）。その後、手動運転モードにおいて（ステップＳ３）、洗浄面６７における液滴７２の移動を妨げる埃や塵などの汚れを予め当該洗浄面６７から除去するために、次の処理が実行される。

すなわち、強風報知部８２の画像認識部９２は、適宜のタイミングでリアカメラ５０Ｄが汚れを認識し、この認識結果に基づいて、強風判断部９４が汚れの有無を判断する（ステップＳ４）。リアカメラ５０Ｄが汚れている場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、強風判断部９４は、カメラ洗浄システム１２を制御して、リアカメラ５０Ｄの撮影レンズユニット６６の洗浄面６７を洗浄液で洗浄する（ステップＳ５）。

その後、運転者が自動駐車を利用して車両２を駐車させる場合、運転者によって自動駐車モードをオンにする操作が成され（ステップＳ６）、車載報知システム１は、自動駐車コントロールユニット９による自動運転制御を行う自動駐車モードに移行する（ステップＳ７）。自動駐車モード中は、自動駐車コントロールユニット９が自動駐車モードの中断を判断し（ステップＳ８）、自動駐車モードが中断された場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、自動駐車コントロールユニット９が自動運転制御を終了することで、動作モードが手動運転モード（ステップＳ３）に復帰する。なお、自動駐車モードの中断は、例えば運転者が所定の操作を行ったか等に基づいて判断される。

一方、自動駐車モードが中断されることなく、自動駐車コントロールユニット９が駐車を完了した判断した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ、ステップＳ９：Ｙｅｓ）、降車状況判断部９０によって、運転者などの乗員が車両２から降車し得る状況が成立したと判断される。そこで、車外の強風の有無をリアカメラ５０Ｄに映った液滴７２の動きに基づいて判断するために、強風報知部８２は、次の処理を実行する。
すなわち、強風報知部８２は、先ず、ウォッシャータンク内の洗浄液が空でないかをセンサ部５の検出結果に基づいて判断する（ステップＳ１０）。洗浄液が空である場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、液滴７２をリアカメラ５０Ｄに付着させることができないので、本処理を終了する。

洗浄液が空でない場合は（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、強風報知部８２は、カメラ洗浄システム１２を制御しポンプ動力部５６を駆動することで、洗浄ノズル７０から一塊分の洗浄液の液滴７２を吐出する（ステップＳ１１）。

液滴７２が吐出されたときに、車外の風が弱い（無風を含む）場合、洗浄面６７の通常着弾位置Ｄに液滴７２が着弾し、前掲図４（Ａ）、及び図４（Ｂ）に示すように、そのまま自重によって洗浄面６７に沿って下端部６７Ｂに向かって移動する。特に、リアカメラ５０Ｄのカメラユニット６０は、撮影レンズユニット６６の光軸Ｋを鉛直方向Ｂに対して斜め下方に向けて設置されており、その分、下端部６７Ｂに向けて、より移動し易くなる。

一方、図６に示すように、車外の風が車両後方から車両２に吹き付けている場合（すなわち、ドア３７をあおる風が吹いている場合）、その風の単位面積あたりの風圧Ｆｗが非常に大きいときには着弾後の液滴７２は次のように動く。すなわち、風圧Ｆｗが液滴７２の下方への移動力を打ち消すほどに強い場合、液滴７２は、図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）に示すように、洗浄面６７において、着弾直後の時点から下方に移動することなく、液滴７２の移動範囲が上端側範囲Ｃの範囲内に留まる、という挙動を示す。

そこで、前掲図５のステップＳ１２において、画像認識部９２が着弾直後の液滴７２を撮影像５５の画像処理によって認識し、強風判断部９４は、この着弾直後の液滴７２が居る位置が上端側範囲Ｃの範囲内であるか（液滴７２の移動範囲が上端側範囲Ｃの範囲内に留まっているか）を、撮影像５５に基づいて判断する（ステップＳ１２）。具体的には、強風判断部９４は、図８に示すように、撮影像５５において、着弾直後の液滴７２の位置、及び移動範囲が、洗浄面６７の上端側範囲Ｃに対応する上端側画像範囲Ｙ１の範囲内であるか否かを判断する。なお、この上端側画像範囲Ｙ１は、通常着弾位置Ｄから適宜のマージン分だけ下方にズラした位置を下限とした範囲として、上記設定記憶部９５に予め記憶される。

着弾直後から液滴７２が洗浄面６７の上端側範囲Ｃの中を移動している場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、強風判断部９４は、液滴７２の下方への移動力を打ち消すほどの強風が車外に吹いていると判定する（ステップＳ１８）。この場合、報知出力制御部９６が、強風が吹いている旨の警報をＨＭＩ６を通じて出力することで、強風を車両２の乗員に報知する（ステップＳ１９）。これにより、乗員は風にあおられないようにドア３７を慎重にあけることができる。

一方、着弾直後の液滴７２が上端側範囲Ｃの中に存在しない場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、液滴７２が撮影像５５内で認識されていることを条件に（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、強風判断部９４は、液滴７２の動きの追跡（トラッキング）を開始する（ステップＳ１４）。

ここで、ある程度の風圧の風がリアカメラ５０Ｄに当あたっている場合には、この風圧により液滴７２が、図９に矢印で示すように、上端側範囲Ｃよりも下側の範囲で各種の方向に移動し、ステップＳ１４では、この移動を強風判断部９４が撮影像５５によって観測する。

かかる風の単位面積当たりの風圧Ｆｗは、次式（１）で表すことができる。
Ｆｗ＝０．５ρｖ^＾２／ｇ （１）
なお、ρは空気密度、ｖは風速、ｇは重力加速度である。また上式（１）において、演算記号「＾」は、べき乗を示す。

例えば風速が１０ｍ／ｓの場合、空気密度ρを１．２２５ｋｇ／ｍ＾３（ただし、標準大気（１気圧）で気温が１５℃のとき）、重力加速度ｇを９．８ｍ／ｓ＾２とすると、式（１）は、Ｆｗ＝０．５×１．２２５×１０＾２／９．８＝６．２５〔ｋｇｆ／ｍ＾２〕と求められる。

また風圧Ｆｗによって液滴７２にかかる力Ｆｃは、次式（２）で表すことができる。
Ｆｃ＝Ｆｗ×Ｓｃ （２）
ただし、Ｓｃは、液滴７２の断面積である。

前掲図４に示すように滴下された１塊の液滴７２の量ｍを０．０５ｃｃ（＝０．０５ｃｍ＾３）とすると、水の重さは１ｍ＾３で１０００ｋｇなので、１塊分の液滴７２の量ｍは、ｍ＝０．０５×１０００／（１００×１００×１００）＝０．０５×１０＾−３〔ｋｇ〕＝０．０５〔ｇ〕と求められる。

液滴７２は、洗浄面６７（本実施形態では、レンズ６８の表面６８Ａ）に概ね側面視半球形状に付着していると見做すことができ、液滴７２の断面積Ｓｃは、上記式（２）と、下記式（３）、及び式（４）を用いて表すことができる。
ｍ＝４／３×πｒ＾３ （３）
Ｓｃ＝πｒ＾２ （４）

そして、式（４）に式（３）のｒ（半径）を代入すると、Ｓｃ＝π×（３ｍ／４π）＾（２／３）＝π×（３×０．０５／４π）＾（２／３）＝０．１６４〔ｃｍ＾２〕と求められる。

したがって、式（１）、及び式（２）より、液滴７２に加わる力Ｆｃは、Ｆｃ＝Ｆｗ×Ｓｃ＝６．２５×０．１６４×１０＾−４＝１．０２５×１０＾−４〔ｋｇｆ〕＝０．１０２５〔ｇｆ〕と求められる。

例えば風速が１０ｍ／ｓである場合、液滴７２の質量の２倍の風圧Ｆｗによる力Ｆｃが液滴７２に作用する。したがって、風速が１０ｍ／ｓの風であれば、その風圧Ｆｗにより、液滴７２が当該洗浄面６７の上を十分に移動することになる。

そして、洗浄面６７における液滴７２の移動速度は、風速に概ね比例するため、この移動速度を求めることで、リアカメラ５０Ｄに、少なくとも風速が１０ｍ／ｓ以上の強風が吹き付けられているかを判断できる。本実施形態では、移動速度に代えて、図１０に示すように、液滴７２が所定の距離Ｘ１だけ移動するまでに要する移動時間ｔ１を測定することで、強風が吹き付けられているかを判断している。

具体的には、距離Ｘ１、及び移動時間ｔ１のそれぞれは、液滴７２が移動する加速度をａとし、液滴７２の質量をｍとすると、運動方程式、及び等加速度直線運動の式により、下の式（６）、及び式（７）ように表される。
Ｆｃ＝ｍ×ａ （５）
Ｘ１＝１／２×ａ×ｔ１＾２ （６）

したがって、式（５）、及び式（６）により、移動時間ｔ１は次式（７）によって表される。
ｔ１＝（２×Ｘ１×ｍ／Ｆｃ）＾（１／２） （７）

この式（７）により、移動時間ｔ１が短い（移動速度が速い）ほど、風の風圧Ｆｗによって液滴７２に加わる力Ｆｃが強くなることが分かる。そして、式（２）により、力Ｆｃは風の風圧Ｆｗに比例するため、移動時間ｔ１が短いほど、強い風圧Ｆｗの風がリアカメラ５０Ｄに吹き付けられていることが分かる。

なお、距離Ｘ１は、液滴７２の移動速度を計測するために予め決められた設定値であり、上記設定記憶部９５に記憶される。この距離Ｘ１について複数の設定値が設定されていてもよい。

前掲図５のステップＳ１４において、強風判断部９４は、液滴７２のトラッキングを開始すると、先ず、図１１に示すように、撮影像５５において、画像認識部９２により認識された液滴７２の水輪の中心を、移動計測の基点位置Ａとして決定する（ステップＳ１５）。次いで、強風判断部９４は、当該基点位置Ａから距離Ｘ１だけ液滴７２が移動するまでの移動時間ｔ１を計測する（ステップＳ１６）。具体的には、強風判断部９４は、撮影像５５において、基点位置Ａを中心とし、洗浄面６７での距離Ｘ１に対応する撮影像内距離Ｚを半径とする円９９を決定する。そして、強風判断部９４は、撮影像５５において、液滴７２の中心が基点位置Ａから円９９の円周上に至るまでの時間を移動時間ｔ１として計測する。距離Ｘ１の移動を円９９の円周を用いて計測するため、前掲図９に示すように、液滴７２が、そのときの風向きなどに応じた各種の方向に移動しても、移動時間ｔ１を計測できる。

そして、前掲図５のステップＳ１８において、強風判断部９４は、移動時間ｔ１と所定の設定時間ｔｋとを比較し、移動時間ｔ１が設定時間ｔｋよりも短い場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、車外に強風が吹いていると判断する。そして、この場合には、報知出力制御部９６が、強風が吹いている旨の警報をＨＭＩ６を通じて出力し、車両２の乗員に報知する（ステップＳ１９）。この警報を受けて、乗員は風にあおられないようにドア３７を慎重にあけることができる。

なお、ステップＳ１３における判断の結果、洗浄ノズル７０から吐出された液滴７２が撮影像５５から認識されない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、強風判断部９４は、吐出から一定時間Ｔが経過するまで（ステップＳ２０：Ｎｏ）、液滴７２が画像認識部９２によって認識されたか否かを判断する（ステップＳ１３）。この結果、一定時間Ｔが経過しても液滴７２が認識されない場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ、ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、吐出指示部９１が、液滴７２の吐出がＮ回を越えていないことを条件に（ステップＳ２１：Ｎｏ）、カメラ洗浄システム１２を制御して、１塊分の洗浄液の液滴７２を、再度、洗浄ノズル７０から吐出する（ステップＳ１１）。液滴７２がＮ回を越えて吐出された場合でも液滴７２が認識されないときには（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、何らかの異常が発生しているものと見做され、強風報知部８２が本処理を終了する。

本実施形態によれば、次の効果を奏する。

本実施形態において、強風報知部８２は、乗員が降車し得る状況になった場合に、リアカメラ５０Ｄの洗浄面６７（レンズ６８の表面６８Ａ）に付着して当該リアカメラ５０Ｄの撮影像５５に写り込んだ液滴７２を認識する。そして、この液滴７２の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断し、強風が吹いていると判断した場合に、当該強風をＨＭＩ６を通じて報知する。
これにより、風圧を検出するための圧力センサなどのセンサ類を別途に車両２に設置することなく、車両２の撮影像５５を利用して強風が吹いているか否かを判断できる。また車両２の改修や車両外観の変更も抑えられる。

本実施形態において、強風報知部８２は、撮影像５５において液滴７２が所定の撮影像内距離Ｚを移動する移動時間（すなわち、移動の速さ）に基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する。これにより、撮影像５５に対する演算処理だけで強風の有無を判断でき、物理量を測定するセンサを別途に設ける必要がない。

本実施形態において、強風報知部８２は、リアカメラ５０Ｄの洗浄面６７に付着した液滴７２が、鉛直方向Ｂの下方向に移動しない場合に、車外で強風が吹いていると判断する。
これにより、液滴７２の自重等による移動を妨げるほどの強風を的確に判断できる。

本実施形態において、強風報知部８２は、乗員が降車し得る状況になった場合に、洗浄液の液滴７２の吐出をカメラ洗浄システム１２に指示し、当該液滴７２の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する。
したがって、カメラ洗浄システム１２を用いて液滴７２をリアカメラ５０Ｄに付着させることで、液滴７２の付着のための別途の機構を設ける必要がない。

本実施形態において、強風報知部８２の機能を、カメラコントロールユニット５２が実現するため、強風報知部８２の機能を実現するための車載装置（例えばＥＰＵなどのコンピュータ）を別途に設ける必要がない。

本実施形態において、強風報知部８２は、車両が乗員によって運転されている間（手動運転モード中）に、洗浄液によるリアカメラ５０Ｄの洗浄をカメラ洗浄システム１２に指示する。これにより、リアカメラ５０Ｄの洗浄面６７（レンズ６８の表面６８Ａ）の汚れが予め除去されるので、液滴７２の移動に基づく強風判断の精度低下を防止できる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に変形、及び応用が可能である。

上述した実施形態において、液滴７２の移動時間ｔ１と比較する設定時間ｔｋに複数の時間長を設定し、どの設定時間ｔｋを移動時間ｔ１が下回るかに基づいて、強風判断部９４が強風の強さのレベルを多段階に判断してもよい。

上述した実施形態において、強風判断部９４が洗浄面６７における液滴７２の移動方向に基づいて、車両後方から吹いている風の、より細かな風向きを判断し、その風向きに応じて、報知出力制御部９６が強風を警告する内容を変更してもよい。
具体的には、車両後方から吹き付ける風の風向きは、液滴７２の移動方向に概ね一致すると推測される。そして、警報出力時には、報知出力制御部９６は、強風が吹いている旨とともに、その風向きも合わせて乗員に報知する。
なお、リアカメラ５０Ｄにおける液滴７２の移動に加え、フロントカメラ５０Ａ、右サイドカメラ５０Ｂ、左サイドカメラ５０Ｃ、及びリアカメラ５０Ｄのそれぞれでの液滴７２の移動に基づいて、車両２に対して前後左右のそれぞれでの強風の有無を強風判断部９４が判断し、当該判断結果に基づいて、強風の風向きを判断することもできる。

図１に示す機能ブロックは、本願発明を理解容易にするために、構成要素を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、同図に示す構成要素は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。

上述した実施形態において、強風報知部８２の機能をカメラコントロールユニット５２が実現する構成を例示したが、強風報知部８２の機能の一部又は全部を、別のハードウェア（例えばＥＰＵなどのコンピュータ）によって実現してもよい。

上述した実施形態において、カメラ洗浄システム１２を利用してリアカメラ５０Ｄに液滴７２を付着させる構成を例示したが、水滴をリアカメラ５０Ｄに付着させる機構を別途に設けることもできる。

上述した実施形態において、鉛直方向Ｂ、上方、及び下方等の方向、各種の数値、及び形状は、特段の断りがなされていない限り、これらの方向、及び数値の周辺の範囲、並びに近似の形状を意識的に除外するものではなく、同一の作用効果を奏し、また数値にあっては臨界的意義を逸脱しない限りにおいて、その周辺の範囲、並びに近似の形状（いわゆる、均等の範囲）を含む。

１ 車載報知システム（車載システム）
２ 車両
６ ＨＭＩ
７ 車載カメラシステム
１２ カメラ洗浄システム
３７ ドア
４９ 撮影部
５０ カメラ
５０Ｄ リアカメラ
５２ カメラコントロールユニット（車載装置）
５５ 撮影像
６７ 洗浄面
６８ レンズ
７０ 洗浄ノズル
７０Ａ 吐出口
７２ 液滴
８２ 強風報知部
９０ 降車状況判断部
９１ 吐出指示部
９２ 画像認識部
９４ 強風判断部
９５ 設定記憶部
９６ 報知出力制御部
Ｄ 通常着弾位置
Ｙ１ 上端側画像範囲
Ｚ 撮影像内距離
ｔ１ 移動時間
ｔｋ 設定時間

Claims (9)

1. 車外にカメラが設置された車両から乗員が降車し得る状況を判断する降車状況判断部と、
   前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記カメラに付着して当該カメラの撮影像に写り込んだ液滴を認識する画像認識部と、
   前記画像認識部によって認識された液滴の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する強風判断部と、
   前記車外で強風が吹いていると前記強風判断部によって判断された場合に、当該強風を報知する報知出力制御部と、
   を備えることを特徴とする車載装置。
2. 前記強風判断部は、
   前記液滴の移動の速さに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する、ことを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
3. 前記カメラに付着した液滴が、鉛直方向の下方向に移動しない場合に、車外で強風が吹いていると判断する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載装置。
4. 前記カメラに洗浄液を吐出して洗浄するカメラ洗浄システムが前記車両に設けられており、
   前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記洗浄液の液滴の吐出を前記カメラ洗浄システムに指示する吐出指示部を備え、
   前記強風判断部は、
   前記カメラ洗浄システムによって吐出された液滴の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車載装置。
5. 前記吐出指示部は、
   前記車両が乗員によって運転されている間に、前記洗浄液による前記カメラの洗浄を前記カメラ洗浄システムに指示する
   ことを特徴とする請求項４に記載の車載装置。
6. 前記強風判断部は、
   前記撮影像における前記液滴の移動方向に応じた報知を出力する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車載装置。
7. 車両の車外に設置されたカメラを有した車載システムにおいて、
   前記車両から乗員が降車し得る状況を判断する降車状況判断部と、
   前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記カメラに付着して当該カメラの撮影像に写り込んだ液滴を認識する画像認識部と、
   前記画像認識部によって認識された液滴の動きに基づいて、車外で強風が吹いているか否かを判断する強風判断部と、
   前記車外で強風が吹いていると前記強風判断部によって判断された場合に、当該強風を報知する報知出力制御部と、
   を備えることを特徴とする車載システム。
8. 前記カメラに洗浄液を吐出して洗浄するカメラ洗浄システムと、
   前記乗員が降車し得る状況になった場合に、前記洗浄液の液滴の吐出を前記カメラ洗浄システムに指示する吐出指示部と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の車載システム。
9. 前記カメラを制御するカメラコントロールユニットを備え、
   前記カメラコントロールユニットが、前記降車状況判断部、前記画像認識部、前記強風判断部、及び前記報知出力制御部として機能する
   ことを特徴とする請求項７に記載の車載システム。

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