JP7831129B2

JP7831129B2 - センサ洗浄装置、センサ洗浄方法及びセンサ洗浄プログラム

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Publication number: JP7831129B2
Application number: JP2022079684A
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Inventors: 尚太足立
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Description

本発明は、センサ洗浄装置、センサ洗浄方法及びセンサ洗浄プログラムに関する。

車両の自動運転では、カメラ等の撮像装置で取得した車両周囲の画像情報、及びＬｉＤＡＲ等のレーザ光で車両周囲を走査して得た車両外界の情報に基づいて、車両の加減速、旋回、及び制動等の制御を実行する。

従って、撮像装置及びＬｉＤＡＲ等のセンサにおいて、車両外界の情報取得に係るいわゆるセンサ面が汚れていると、車両外界の情報を正常に取得することが困難となる。センサ面とは、撮像装置であれば、撮影レンズ又は撮影レンズを保護する透明なガラスであり、ＬｉＤＡＲであれば、レーザ光を外界に照射する発光部、及び外界で反射したレーザ光を受光する受光部である。

特許文献１には、車両の周囲の状況を認識する認識センサを高圧空気又は洗浄液で洗浄する発明が提案されている。

特開２０１９－１６２９１５号公報

認識センサを洗浄中は、車両外界の情報を洗浄中の認識センサから取得することが困難となるが、特許文献１に開示された発明は、車両に複数備わる認識センサのうち、洗浄対象の認識センサと同様の認識物体を、他の認識センサで認識している場合に、洗浄対象の認識センサを洗浄する。しかしながら、高圧空気を用いたエア洗浄の場合は認識センサの認識性能の低下はないので、洗浄対象の認識センサと同様の認識物体を、他の認識センサで認識している場合に、洗浄対象の認識センサを洗浄するという判断を特段要しない。

また、特許文献１に開示された発明は、洗浄液でセンサ面を洗浄する液洗浄の実施に際して、洗浄液を汚れと誤判定しないために、センサ面の汚れを検知する制御装置に「液洗浄中」を示す通知を要するが、かかる通知を行わないので、センサ面に付着した洗浄液を汚れと誤判定するおそれがあった。

本発明は上記課題に鑑みて創作されたものであり、エア洗浄と液洗浄とを的確に使い分けると共に、液洗浄の自動運転への影響を抑制したセンサ洗浄装置、センサ洗浄方法及びセンサ洗浄プログラムを得ることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るセンサ洗浄装置は、車両（３００）周辺を監視する複数のセンサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）で取得した情報から前記車両（３００）周辺の物体を検知する物体検知部（１６）と、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知する汚れ検知部（１８）と、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に高圧空気を噴射するエア洗浄を所定のエア洗浄時間継続する洗浄制御部（２２）と、前記物体検知部（１６）で検知した前記物体の情報を用いて前記車両の自動運転を制御すると共に、前記汚れ検知部が前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知し、かつ洗浄液による洗浄が可能と判定した場合に、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を洗浄液で洗浄する指令を前記洗浄制御部（２２）に出力する自動運転制御部（２０）と、を含み、前記洗浄制御部（２２）は、前記指令に従って前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に前記洗浄液を噴射して洗浄するように液洗浄アクチュエータ（２４Ａ～２４Ｈ）を制御すると共に、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を前記洗浄液により洗浄中であることを前記自動運転制御部（２０）に通知する。

この様に構成することで、エア洗浄と液洗浄とを的確に使い分けると共に、液洗浄の自動運転への影響を抑制したセンサ洗浄装置、センサ洗浄方法及びセンサ洗浄プログラムを得ることができる。

本発明の第１実施形態において、車両の自動運転を制御する自動運転ＥＣＵと、自動運転に必要な車両の外界の情報を取得するセンサであるカメラと、同じく自動運転に必要な車両の外界の情報を取得するセンサであるＬｉＤＡＲと、カメラ及びＬｉＤＡＲを各々洗浄する洗浄アクチュエータの、各々の配置の一例を示した概略図である。本発明の第１実施形態に係るセンサ洗浄装置の構成の一例を示したブロック図である。本発明の第１実施形態に係るセンサ洗浄装置の処理の一例を示したフローチャートである。センサ面に汚れ等の異物が付着した場合にカメラが取得した画像データの拡大図の一例である。図４に示した画像データのヒストグラムの一例である。本発明の第２実施形態に係るセンサ洗浄装置の構成の一例を示したブロック図である。本発明の第３実施形態に係るセンサ洗浄装置の構成の一例を示したブロック図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、車両３００の自動運転を制御する自動運転ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、自動運転に必要な車両３００の外界の情報を取得するセンサであるカメラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、同じく自動運転に必要な車両３００の外界の情報を取得するセンサであるＬｉＤＡＲ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと、カメラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを各々洗浄する洗浄アクチュエータ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄと、ＬｉＤＡＲ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを各々洗浄する洗浄アクチュエータ２４Ｅ、２４Ｆ、２４Ｇ、２４Ｈとの、各々の配置の一例を示した概略図である。

図１に示したように、カメラ１２Ａは、車両３００のフロントウィンドスクリーン上部等に設けられ、車両３００の前方の画像を取得する。カメラ１２Ｂは、車両３００のリアウィンドスクリーン上部等に設けられ、車両３００の後方の画像を取得する。カメラ１２Ｃは、車両３００の左側面に設けられ、車両３００の左側面の画像を取得する。そして、カメラ１２Ｄは、車両３００の右側面に設けられ、車両３００の右側面の画像を取得する。

ＬｉＤＡＲ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの各々は、車両３００の外界へパルス状に照射したレーザ光照射に対する散乱光を測定し、遠距離にある対象までの距離、及び当該対象の性質を分析可能に構成されている。図１に示したように、ＬｉＤＡＲ１４Ａは、車両３００の例えばフロントバンパ等に設けられ、車両３００の前方の情報を取得する。ＬｉＤＡＲ１４Ｂは、車両３００の例えばリアバンパ等に設けられ、車両３００の後方の情報を取得する。ＬｉＤＡＲ１４Ｃは、車両３００の左側面に設けられ、車両３００の左側面の情報を取得する。そして、ＬｉＤＡＲ１４Ｄは、車両３００の右側面に設けられ、車両３００の右側面の情報を取得する。

洗浄アクチュエータ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄは、自動運転ＥＣＵ１０の制御により、カメラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの各々に対して高圧エアを噴射するエア洗浄又は洗浄液を噴射する液洗浄を行う。また、洗浄アクチュエータ２４Ｅ、２４Ｆ、２４Ｇ、２４Ｈは、自動運転ＥＣＵ１０の制御により、ＬｉＤＡＲ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの各々に対してエア洗浄又は液洗浄を行う。洗浄アクチュエータ２４Ａ～２４Ｈの各々は、エア洗浄及び液洗浄に加えて、高圧エアと洗浄液とをカメラ１２Ａ～１２Ｄ、及びＬｉＤＡＲ１４Ａ～１４Ｄの各々に噴射する気液混相洗浄を行ってもよい。

図２は、本実施形態に係るセンサ洗浄装置１００の構成の一例を示したブロック図である。図１に示したように、自動運転ＥＣＵ１０には、複数のカメラ１２（１２Ａ～１２Ｄ）、ＬｉＤＡＲ１４（１４Ａ～１４Ｄ）、及び「気体」、「液体」、及び「気液混相」のいずれかの洗浄手段を用いてセンサであるカメラ１２及びＬｉＤＡＲ１４センサを洗浄する装置である洗浄アクチュエータ２４（２４Ａ～２４Ｈ）が接続されている。

自動運転ＥＣＵ１０は、図２に示したように、カメラ１２及びＬｉＤＡＲ１４で取得した情報に基づいて車両３００周囲の物体を検知する物体検知部１６と、物体検知部１６による検知結果に基づいて車両３００の自動運転を制御する自動運転制御部２０と、を備えている。

また、自動運転ＥＣＵ１０は、カメラ１２及びＬｉＤＡＲ１４の各々のセンサ面に付着した汚れを検知する汚れ検知部１８と、汚れ検知部１８による検知結果に基づいて洗浄アクチュエータ２４を制御する洗浄制御部２２とを備え、洗浄制御部２２は洗浄アクチュエータ２４を作動させて、カメラ１２又はＬｉＤＡＲ１４のセンサ面を洗浄する際に、洗浄対象であるセンサがカメラ１２Ａ～１２Ｄ又はＬｉＤＡＲ１４Ａ～１４Ｄのいずれであるかを自動運転制御部２０に通知し、自動運転制御部２０は、洗浄対象であるセンサのセンサ面に付着した洗浄液を汚れと認識しないようにする。前述のように、センサ面は、カメラ１２であれば、撮影レンズ又は撮影レンズを保護する透明なガラスであり、ＬｉＤＡＲ１４であれば、レーザ光を外界に照射する発光部、及び外界で反射したレーザ光を受光する受光部である。

図３は、本実施形態に係るセンサ洗浄装置１００の処理の一例を示したフローチャートである。図３に示した処理は、ステップＳ１００に示したように、車両３００の自動運転と共に開始され、自動運転とセンサの汚れ検知とが同時に開始される。

ステップＳ１０２では、汚れ検知部１８が、センサ面の汚れを検知したか否かを判定する。センサ面の汚れは、センサがカメラ１２の場合、カメラ１２で取得した画像データからセンサ面の汚れの有無を判定する。また、センサがＬｉＤＡＲ１４の場合、車両３００の外界で反射してきたレーザ光（受信光）の光量が所定の第１光量閾値以下になった場合に、センサ面に汚れが付着していると判定する。

図４は、センサ面に汚れ等の異物が付着した場合にカメラ１２が取得した画像データの拡大図の一例である。図４における正方形の各々は、画像データを構成する画素である。カメラ１２のセンサ面に汚れ等の異物が存在しない場合、画素ＰＸＬのように、白色に近い輝度（画素値）を示すが、センサ面に汚れが存在する場合は、画素ＰＸＢのように黒に近い画素値を示す。

図５は、図４に示した画像データのヒストグラムの一例である。図５は、横軸に画素値、縦軸に画素数を各々設定している。本実施の形態では、所定画素数Ｎ以上存在する画素の画素値の最大値と最小値との差である輝度差ΔＢが所定の第１輝度差閾値以上の場合に、センサ面に汚れ等の異物が存在すると判定する。所定画素数Ｎ未満の画素は、画像データに生じたノイズの可能性があるので、かかる画素は画素値の最大値及び最小値の判断に供しない。所定画素数Ｎは、カメラ１２の仕様等によって異なるが、一例としてＮ＝２m（ｍ＝２～４）である。

ステップＳ１０２でセンサ面には汚れ等の異物が存在すると判定した場合は、手順をステップＳ１０４へ移行する。ステップＳ１０２でセンサ面に汚れ等の異物が存在しないと判定した場合は、汚れ検知部１８による汚れ検知を継続する。

ステップＳ１０４では、汚れ検知部１８が、センサ面に付着した異物が水滴か否かを判定する。センサ面の水滴は、センサがカメラ１２の場合、図５に示した輝度差ΔＢが所定の第１輝度差閾値よりも大きな第２輝度差未満の場合に、センサ面に水滴が付着していると判定する。換言すれば、輝度差ΔＢが所定の第２輝度差閾値以上の場合は、カメラ１２のセンサ面に水滴ではない汚れが付着していると判定できる。所定の第１輝度差閾値、及び所定の第２輝度差閾値の各々は、例えば、カメラ１２のセンサ面に汚れ又は水滴を付着させた状態で取得した画像情報に基づいて具体的に決定する。

センサがＬｉＤＡＲ１４の場合、車両の外界で反射してきたレーザ光の光量が、所定の光量第１閾値よりも小さい所定の第２光量閾値よりも大きな場合に、センサ面に水滴が付着していると判定する。換言すれば、車両の外界で反射してきたレーザ光の光量が所定の第２閾値以下の場合は、ＬｉＤＡＲ１４のセンサ面に水滴ではない汚れが付着していると判定できる。所定の第１光量閾値、及び所定の第２光量閾値の各々は、例えば、ＬｉＤＡＲ１４のセンサ面に汚れ又は水滴を付着させた状態で受光した光量の変化に基づいて具体的に決定する。

ステップＳ１０４で、センサ面に水滴を検知した場合は手順をステップＳ１０６に移行し、センサ面に水滴を検知しなかった場合、すなわちセンサ面に水滴以外の汚れが付着していると思われる場合は手順をステップＳ１１２に移行する。

ステップＳ１０６では、洗浄制御部２２は、洗浄アクチュエータ２４を制御して、水滴が付着したと判定したセンサのセンサ面に高圧エアを噴射するエア洗浄を所定時間実施する。本実施形態では、ステップＳ１０６のエア洗浄中も、センサ面の汚れ検知を行う。また、ステップＳ１０６のエア洗浄における高圧エアの噴射圧、噴射量、及び所定時間は、例えば、実際にセンサ面に水滴を付着させた状態で、当該水滴を除去する実験等を通じて具体的に決定する。又は、後述するステップＳ１０８でのセンサ性能の改善の有無の判定までエア洗浄を継続し、ステップＳ１０８でセンサ性能の改善が見られない場合に、エア洗浄を中止する制御を行ってもよい。

ステップＳ１０８では、物体検知部１６及び自動運転制御部２０において、センサ性能が改善されたか否かを判定する。具体的には、センサがカメラ１２の場合、図５に示した輝度差ΔＢが、所定の第１輝度差閾値未満の場合に、センサ性能が改善したと判定する。また、センサがＬｉＤＡＲ１４の場合、車両の外界で反射してきたレーザ光の光量が、所定の光量第１閾値よりも大きな場合に、センサ性能が改善したと判定する。

ステップＳ１０８で、センサ性能が改善した場合は手順をステップＳ１０２に移行し、センサ性能が改善しない場合は手順をステップＳ１１０に移行する。

ステップＳ１１０では、自動運転制御部２０は、車両３００の車速を低減する。車速の低減の程度は、走行車線の制限速度等に影響されるが、一例として、１０～１５ｋｍ／ｈである。

ステップＳ１１２では、自動運転制御部２０において、液洗浄制御が可能な否かを判定する。具体的には、洗浄対象であるセンサが洗浄液で覆われても自動運転のための物体検知に支障をきたさないか否かということと、車両３００の周辺に歩行者又は二輪車等の、洗浄液がかかってはならない所定の対象が存在しない場合に、液洗浄制御が可能であると判定する。

より具体的には、液洗浄直前に物体検知部１６が車両３００の周囲の所定範囲内に歩行者又は二輪車（洗浄液がかかってはならない予め設定している物体）を検知しない場合であり、所定範囲は、洗浄アクチュエータ２４の洗浄液の噴射圧及び噴射量等に応じて具体的に決定する。また、洗浄対象であるセンサが洗浄液で覆われても自動運転のための物体検知に支障をきたさない場合は、例えば、汚れ検知部１８で検知した汚れが軽微で、洗浄液の噴射で簡単に除去できる場合、又は複数設けられたセンサであるカメラ１２Ａ～１２Ｄ、及びＬｉＤＡＲ１４Ａ～１４Ｄのうち、一部のセンサのみが洗浄対象であり、洗浄対象となっているセンサ以外が正常に機能している場合である。

汚れ検知部１８で検知した汚れが軽微で、洗浄液の噴射で簡単に除去できる場合は、例えば、汚れ検知部１８が、センサがカメラ１２であれば、図５に示した輝度差ΔＢが所定の第１輝度差閾値に略等しい場合であり、センサがＬｉＤＡＲ１４であれば、車両３００の外界で反射してきたレーザ光の光量が所定の第１光量閾値に略等しい場合である。

ステップＳ１１２で、液洗浄制御が可能な場合は、センサを洗浄液で洗浄する指令を洗浄制御部２２に出力すると共に手順をステップＳ１１４に移行し、液洗浄制御が可能でない場合は手順をステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１１４では、洗浄制御部２２において、液洗浄が可能か否かを判定する。具体的には、洗浄アクチュエータ２４側の制約によって液洗浄を実行できない場合を「Ｎｏ」、できる場合を「Ｙｅｓ」と判定する。ステップＳ１１４における洗浄アクチュエータ２４側の制約とは、例えば、複数のセンサが洗浄対象の場合、洗浄液を圧送するポンプの限界から複数センサを同時に液洗浄できないため、洗浄待機を強いられるセンサが発生してしまう場合、又は洗浄液が不足して洗浄自体ができない場合である。ステップＳ１１４で、液洗浄が可能な場合は手順をステップＳ１１６に移行し、液洗浄が可能でない場合は手順をステップＳ１２２に移行する。

ステップＳ１１６では、洗浄制御部２２は、洗浄アクチュエータ２４を制御して、洗浄対象のセンサのセンサ面に洗浄液を噴射する液洗浄を所定時間実施する。本実施形態では、ステップＳ１１６の液洗浄中も、センサ面の汚れ検知を行う。また、ステップＳ１１６の液洗浄における洗浄液の噴射圧、噴射量、及び所定時間は、例えば、実際にセンサ面に汚れを付着させた状態で、当該汚れを除去する実験等を通じて具体的に決定する。

ステップＳ１１８では、洗浄制御部２２は、洗浄対象のセンサを液洗浄中であることを通知する。当該通知は、液洗浄により洗浄液がセンサ面を覆うことでセンサ検知に影響を及ぼすおそれがあることに加えて、車両３００の周囲に洗浄液を飛散させるので実行される。一方で、エア洗浄は、洗浄が原因でセンサの検知や車両３００の周辺に存在する物体に直接影響を及ぼさないため、エア洗浄に際して洗浄制御部２２が自動運転制御部２０に洗浄中であることを通知することを要しない。

ステップＳ１２０では、物体検知部１６及び自動運転制御部２０において、センサ性能が改善されたか否かを判定する。具体的には、センサがカメラ１２の場合、図５に示した輝度差ΔＢが、所定の第１輝度差閾値未満の場合に、センサ性能が改善したと判定する。また、センサがＬｉＤＡＲ１４の場合、車両の外界で反射してきたレーザ光の光量が、所定の光量第１閾値よりも大きな場合に、センサ性能が改善したと判定する。

ステップＳ１２０でセンサ性能が改善した場合は、手順をステップＳ１０２に移行してセンサ面の汚れ検知を再開し、センサ性能が改善しない場合は手順をステップＳ１２２に移行する。

ステップＳ１２２では、自動運転制御部２０において、自動運転から運転支援に切り替える。具体的には、物体検知部１６で検知した障害物の警告表示、又は車線逸脱警報等である。又は、さらなる車速低減、自動車線変更の禁止等の自動運転レベルの低減、又は自動運転中止等の措置を実行してもよい。車速低減、車線変更の禁止等の自動運転レベルの低減、又は自動運転中止等の別は、汚れを除去できなかったセンサの位置に応じて異なる。例えば、車両３００の前方の情報を取得するカメラ１２Ａ、又はＬｉＤＡＲ１４Ａのセンサ面の汚れを除去できなかった場合は、自動運転への影響が大きいので、自動運転を停止する措置がとられる。また、車両３００の後方の情報を取得するカメラ１２Ｂ、又はＬｉＤＡＲ１４Ｂのセンサ面の汚れを除去できなかった場合は、例えば、車線変更の禁止等の自動運転レベルを低減する措置がとられる。さらに、車両３００の側面の情報を取得するカメラ１２Ｃ、１２Ｄ、又はＬｉＤＡＲ１４Ｃ、１４Ｄのセンサ面の汚れを除去できなかった場合は、例えば、車速を低減する等の措置がとられる。

ステップＳ１１４では、自動運転制御部２０は、運転者によって自動運転が停止されたか否かを判定する。ステップＳ１２４で、自動運転が停止された場合、自動運転制御部２０は、洗浄液による洗浄を中止する指令を洗浄制御部２２に出力して、図３に示した液洗浄を含む一連の処理を終了する。液洗浄を終了する場合でも、エア洗浄は継続して実行してもよい。ステップＳ１２４で、自動運転が停止されていない場合は、手順をステップＳ１０２に移行して、センサ面の汚れ検知を再開する。

以上説明したように、本実施形態では、エア洗浄と液洗浄とを的確に使い分けることにより、センサ面の汚れを効果的に取り除くことができる。また、本実施形態では、洗浄直前に物体検知部１６が車両３００の周囲の所定範囲内に歩行者又は二輪車を検知しない場合に液洗浄を行うことにより、周辺に配慮したセンサ洗浄を行うことができる。

さらに、本実施形態では、汚れ検知部１８で検知した汚れが軽微で、洗浄液の噴射で簡単に除去できる場合、又は複数設けられたセンサであるカメラ１２Ａ～１２Ｄ、及びＬｉＤＡＲ１４Ａ～１４Ｄのうち、一部のセンサのみが洗浄対象であり、洗浄対象となっているセンサ以外が正常に機能している場合に液洗浄を実施すると共に、洗浄制御部２２は、センサを洗浄中であることを自動運転制御部２０に通知することにより、洗浄対象であるセンサが洗浄液で覆われても自動運転のための物体検知への影響を抑制することができる。

［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係るセンサ洗浄装置２００の構成の一例を示したブロック図である。本実施形態では、洗浄制御部６２が、自動運転ＥＣＵ５０とは独立した回路であることと、汚れ検知部１８は、検知したセンサ面の汚れの情報を、洗浄制御部６２のみならず、自動運転制御部２０にも出力する点で第１実施形態と相違するが、その他の構成は第１実施形態と同一なので、第１実施形態と同一の構成については、第１実施形態と同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態では、図６に示したように、自動運転制御部２０は、汚れ検知部１８からセンサ面の汚れの情報を受け取ることにより、洗浄対象のセンサがどれであるか、また、洗浄対象のセンサを液洗浄した場合の物体検知への影響がどの程度かを逸早く判定することができる。

また、液洗浄によってもセンサ面の汚れが除去できなかった場合における自動運転レベルの低減、又は自動運転の停止等の制御へ迅速に移行させることができる。

［第３実施形態］
続いて、本発明の第３実施形態について説明する。図７は、本実施形態に係るセンサ洗浄装置２１０の構成の一例を示したブロック図である。本実施形態では、自動運転ＥＣＵ７０において、汚れ検知部１８は、検知したセンサ面の汚れの情報を、洗浄制御部８２には出力せず、自動運転制御部２０に出力する点で第２実施形態と相違するが、その他の構成は第２実施形態と同一なので、第２実施形態と同一の構成については、第２実施形態と同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態では、物体検知部１６による物体検知の情報と、汚れ検知部１８によるセンサ面の汚れの情報とを集中的に自動運転制御部２０に出力することにより、自動運転制御部２０において、車両３００の自動運転の制御と、センサ面の洗浄とを総合的に実行して、液洗浄の自動運転への影響を抑制することに資する。

１０…自動運転ＥＣＵ、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ…カメラ、１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ…ＬｉＤＡＲ、１６…物体検知部、１８…検知部、２０…自動運転制御部、２２…洗浄制御部、２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ、２４Ｆ、２４Ｇ、２４Ｈ…洗浄アクチュエータ、５０…自動運転ＥＣＵ、６２…洗浄制御部、７０…自動運転ＥＣＵ、１００、２００、２１０…センサ洗浄装置、３００…車両

Claims

車両（３００）に設けられたセンサ洗浄装置であって、
車両（３００）周辺を監視する複数のセンサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）で取得した情報から前記車両（３００）周辺の物体を検知する物体検知部（１６）と、
前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知すると共に、前記汚れが水滴であるか否かを判定する汚れ検知部（１８）と、
前記汚れ検知部（１８）が、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）のセンサ面に水滴が付着していると判定した場合に、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に高圧空気を噴射するエア洗浄を所定のエア洗浄時間継続すると共に、自動運転制御部（２０）からの指令に従って前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に洗浄液を噴射して洗浄するように液洗浄アクチュエータ（２４Ａ～２４Ｈ）を制御し、かつ前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を前記洗浄液により洗浄中であることを前記自動運転制御部（２０）に通知する洗浄制御部（２２）と、
前記物体検知部（１６）で検知した前記物体の情報を用いて前記車両（３００）の自動運転を制御すると共に、前記汚れ検知部が前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知し、かつ、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）が洗浄液で覆われても自動運転のための物体検知に支障をきたさず、かつ、前記車両（３００）の周辺に洗浄液がかかってはならない所定の対象が存在しないと判定した場合に、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を洗浄液で洗浄する指令を前記洗浄制御部（２２）に出力する自動運転制御部（２０）と、
を含み、
前記汚れ検知部（１８）は、カメラであるセンサ（１２Ａ～１２Ｄ）については、所定画素数以上存在する画素の画素値の最大値と最小値との差である輝度差が、前記センサ面に異物が存在すると判定するための閾値として定義された所定の第１輝度差閾値以上、かつ、前記センサ面に水滴ではない汚れが付着していると判定するための閾値として定義された第２輝度差閾値であって前記第１輝度差閾値よりも大きな第２輝度差閾値未満の場合に、前記センサ面に水滴が付着していると判定し、ＬｉＤＡＲであるセンサ（１４Ａ～１４Ｄ）については、前記車両（３００）の外界で反射してきたレーザ光の光量が、前記センサ面に汚れが付着していると判定するための閾値として定義された所定の第１光量閾値以下、かつ、前記センサ面に水滴ではない汚れが付着していると判定するための閾値として定義された所定の第２光量閾値であって前記第１光量閾値よりも小さい第２光量閾値よりも大きい場合に、前記センサ面に水滴が付着していると判定し、
前記洗浄制御部（２２）は、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）をエア洗浄する場合は、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を洗浄中であることを前記自動運転制御部（２０）に通知しない
センサ洗浄装置。
前記自動運転制御部（２０）は、前記複数のセンサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の一部のセンサが洗浄対象であり、かつ前記汚れ検知部（１８）が前記洗浄対象であるセンサ以外のセンサの汚れを検知していない場合に、前記洗浄対象のセンサを洗浄液で洗浄する指令を前記洗浄制御部（２２）に出力する
請求項１に記載のセンサ洗浄装置。
前記自動運転制御部（２０）は、前記洗浄液で前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を洗浄する際に、前記物体検知部（１６）が前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）から一定の範囲内に洗浄液がかかってはならない所定の対象を検知した場合は、前記洗浄液による前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の洗浄を中断する
請求項１に記載のセンサ洗浄装置。
前記洗浄制御部（２２）は、前記洗浄液の前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）への噴射を所定の液洗浄時間継続し、
前記自動運転制御部（２０）は、前記洗浄液の噴射を前記所定の液洗浄時間継続した後になおも前記汚れ検知部（１８）が前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知した場合に、自動運転における車速制限、自動運転レベルの低減、及び自動運転中止のいずれかの制御を行う
請求項１～３のいずれか１項に記載のセンサ洗浄装置。
前記自動運転制御部（２０）は、前記洗浄液の噴射を前記所定の液洗浄時間継続した後になおも前記汚れ検知部（１８）が前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知した場合に、自動運転を運転支援に切り替えることで自動運転レベルを低減する
請求項４に記載のセンサ洗浄装置。
前記自動運転制御部（２０）は、自動運転を中止する場合、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の洗浄液による洗浄を中止する指令を前記洗浄制御部（２２）に出力する
請求項４に記載のセンサ洗浄装置。
前記自動運転制御部（２０）は、前記所定の液洗浄時間の間は前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に付着した前記洗浄液を汚れと認識しない
請求項６に記載のセンサ洗浄装置。
前記自動運転制御部（２０）は、前記エア洗浄を、前記所定のエア洗浄時間継続した後、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の検知機能が改善しない場合、前記エア洗浄を中止し、洗浄液で洗浄する指令を前記洗浄制御部（２２）に出力する
請求項１に記載のセンサ洗浄装置。
車両（３００）に設けられたセンサ洗浄装置が実行するセンサ洗浄方法であって、
車両（３００）周辺を監視する複数のセンサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）で取得した情報から前記車両（３００）周辺の物体を検知する工程と、
検知した前記物体の情報を用いて前記車両（３００）の自動運転を制御する工程と、
前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知すると共に、前記汚れが水滴であるか否かを判定する工程と、
前記汚れを検知する工程において、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）のセンサ面に水滴が付着していると判定された場合に、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に高圧空気を噴射するエア洗浄を所定のエア洗浄時間継続すると共に、自動運転制御部（２０）からの指令に従って前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に洗浄液を噴射して洗浄するように液洗浄アクチュエータ（２４Ａ～２４Ｈ）を制御し、かつ前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を前記洗浄液により洗浄中であることを前記自動運転制御部（２０）に通知する工程と、
前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知し、かつ洗浄液による洗浄が可能な場合に、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に前記洗浄液を噴射して洗浄するように液洗浄アクチュエータ（２４Ａ～２４Ｈ）を制御する工程と、
を含み、
前記判定する行程は、カメラであるセンサ（１２Ａ～１２Ｄ）については、所定画素数以上存在する画素の画素値の最大値と最小値との差である輝度差が、前記センサ面に異物が存在すると判定するための閾値として定義された所定の第１輝度差閾値以上、かつ、前記センサ面に水滴ではない汚れが付着していると判定するための閾値として定義された第２輝度差閾値であって前記第１輝度差閾値よりも大きな第２輝度差閾値未満の場合に、前記センサ面に水滴が付着していると判定し、ＬｉＤＡＲであるセンサ（１４Ａ～１４Ｄ）については、前記車両（３００）の外界で反射してきたレーザ光の光量が、前記センサ面に汚れが付着していると判定するための閾値として定義された所定の第１光量閾値以下、かつ、前記センサ面に水滴ではない汚れが付着していると判定するための閾値として定義された所定の第２光量閾値であって前記第１光量閾値よりも小さい第２光量閾値よりも大きい場合に、前記センサ面に水滴が付着していると判定し、
前記通知する工程は、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）をエア洗浄する場合は、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を洗浄中であることを前記自動運転制御部（２０）に通知しない
センサ洗浄方法。
車両（３００）に設けられたセンサ洗浄装置が実行するセンサ洗浄プログラムであって、
コンピュータを、
車両（３００）周辺を監視する複数のセンサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）で取得した情報から前記車両（３００）周辺の物体を検知する物体検知部、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知すると共に、前記汚れが水滴であるか否かを判定する汚れ検知部、前記汚れ検知部（１８）が前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）のセンサ面に水滴が付着していると判定した場合に、エア洗浄アクチュエータを制御して前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に高圧空気を噴射するエア洗浄を所定のエア洗浄時間継続すると共に、自動運転制御部（２０）からの指令に従って前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）に洗浄液を噴射して洗浄するように液洗浄アクチュエータ（２４Ａ～２４Ｈ）を制御し、かつ前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を前記洗浄液により洗浄中であることを前記自動運転制御部（２０）に通知する洗浄制御部、及び前記物体検知部（１６）で検知した前記物体の情報を用いて前記車両（３００）の自動運転を制御すると共に、前記汚れ検知部（１８）が前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）の汚れを検知し、かつ洗浄液による洗浄が可能と判定した場合に、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を洗浄液で洗浄する指令を前記洗浄制御部（２２）に出力する自動運転制御部として機能させ、
前記汚れ検知部（１８）は、カメラであるセンサ（１２Ａ～１２Ｄ）については、所定画素数以上存在する画素の画素値の最大値と最小値との差である輝度差が、前記センサ面に異物が存在すると判定するための閾値として定義された所定の第１輝度差閾値以上、かつ、前記センサ面に水滴ではない汚れが付着していると判定するための閾値として定義された第２輝度差閾値であって前記第１輝度差閾値よりも大きな第２輝度差閾値未満の場合に、前記センサ面に水滴が付着していると判定し、ＬｉＤＡＲであるセンサ（１４Ａ～１４Ｄ）については、前記車両（３００）の外界で反射してきたレーザ光の光量が、前記センサ面に汚れが付着していると判定するための閾値として定義された所定の第１光量閾値以下、かつ、前記センサ面に水滴ではない汚れが付着していると判定するための閾値として定義された所定の第２光量閾値であって前記第１光量閾値よりも小さい第２光量閾値よりも大きい場合に、前記センサ面に水滴が付着していると判定し、
前記洗浄制御部（２２）は、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）をエア洗浄する場合は、前記センサ（１２Ａ～１２Ｄ、１４Ａ～１４Ｄ）を洗浄中であることを前記自動運転制御部（２０）に通知しない
センサ洗浄プログラム。