KR20050046749A - 수분센서와 방풍유리의 안개 검출기 - Google Patents

수분센서와 방풍유리의 안개 검출기 Download PDF

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Abstract

차량의 앞유리(26)위의 수분을 자동적으로 탐지하는 제어시스템(20). 자동 수분 탐지 시스템(20)은 CMOS 액티브 픽셀 센서와 같은 이미지배열센서(32) 위로 앞유리(26)의 영상부분을 위한 광학 시스템(30)을 포함하고 있다. 각각의 픽셀(화소)의 전압은 조명단계를 나타낸 것으로 아날로그 디지털 컨버터(35)에 의해 상응하는 그레이 스케일 값이 변환된다. 그레이 스케일 값은 이미지에 상응하는 것으로 메모리(38)에 저장된다. 그레이 스케일값의 공간주파수 합성은 비의양을 결정하기위해 분석된다. 차량앞유리 와이퍼의 작동을 제어하고 제어신호를 제공하기 위하여 시스템은 또한 차량앞유리(26) 내측의 안개 뿐 아니라 차량앞유리(26) 외측의 안개 양측의 단계를 검출하기위해 적용된다. 차량앞유리(26)의 내측과 외측면위 안개의 존재를 자동적으로 검출하기위한 시스템의 제공에의해, 알려진 자동적인 빗물센서들의 심각한 수행의 제한이 없어진다.

Description

수분센서와 방풍유리의 안개 검출기{MOISTURE SENSOR AND WINDSHIELD FOG DETECTOR}
본 발명은 방풍유리. 와이퍼 및 디프로스터(deforster) 또는 서리 제거 시스템을 기동하기 위해 자동차용 차량의 방풍유리의 표면과 같은 표면에 있어서의 습기의 존재를 자동적으로 검출하는 시스템에 관한 것이다.
종래의 방풍유리 와이퍼 시스템에 있어서, 방풍유리의 와이퍼는 방풍유리의 외측의 습기 레벨보다도 닦기사이의 경과시간에 기초하여 기동된다. 비교적 안정된 강우상태 동안에, 예를들면, 비가 소망의 가시 레벨의 지점까지 누적하는 시간양에 대응하는 시간 간격을 조정할 수 있다. 불행히도 강우의 비율은 주어진 기간에 현저히 변화한다. 게다가, 교통상태도 추월하는 트럭등과 같은 교통 상태의해 방풍유리에 떨어지는 비의 양을 변화시킨다. 이에 의해, 이와 상태동안에, 와이퍼의 일정 시간 간격을 자주 조절하며 이는 번거로운 일이다.
차량유리위의 습기에 기초하여 차량 방풍유리 와이퍼의 닦아내는 사이의 간격을 자동적으로 제어하는 다양한 시스템은 알려져있다. 몇몇 알려진 시스템에 있어서, 다양한 코팅이 방풍유리에 적용된다. 이들 코팅들의 전기적 측정은 차량유리위에 수분함량의 지시를 제공하기위해 사용된다. 불행하게도, 이러한 방법은 비교적 고가인 처리를 필요로 하기 때문에 이와 같은 시스템을 상업적으로 이용할수 없다. 차량유리위의 수분함량을 자동적으로 감지하는 다른 시스템은 또한 알려져있다. 예를들면, 건조한 방풍유리와 젖은 방풍유리의 반사광의 차를 측정하는 광학시스템은 알려져있다. 불행하게도, 광학적 방법은 외부광원으로부터의 간섭의 영향을 받기쉬워 불충분한 결과를 야기한다. 다른 알려진 시스템은 차량 방풍유리에 반드시 부착해야하여 차량 방풍유리의 교체로 복잡하게 한다. 이러한 복잡함의 결과에 따라 차량에서 수분센서를 거의 찾지 못하였다.
차량유리위의 수분을 자동적으로 검출하기 위한 다른 시스템은 비방울을 검출하기 위해 차량 방풍유리의 일부를 상(image)을 작성하는 전하결합 소자(CCD)(charge coupled device)이미지 센서의 사용을 기술하는 일본특개평 No. 평성1995-286130에에 개시되되어 있다. 이에 기술된 시스템은 화소와 전체의 화소의 평균사이의 차의 합계을 계산한다. 불행히도, 대향차량의 헤드램프는 완전히 선명하지 않게 하는 것은 곤란하여 비(rain)로서 해석될 수 있는 밝은 광점을 상으로 생성한다. 게다가, 이런 시스템을 효과적으로 가동하기 위해, 멀리 떨어진 광경으로부터의 상을 완전히 선명하지 않게 해야한다. 그렇지 않으면, 먼 광경에 명암영역이 존재하게 되게 된다. 상기 일본특개평에서는 이 목적을 달성하기 위한 광학 시스템은 개시 되어 있지 않지만, 대향하여 오는 헤드램프을 완전히 선명하지 않게 하기 위한 광학 시스템을 개발하는 것은 상당히 어렵다. 대향하여 오는 헤드램프를 선명하지 않게 하는데 실패하면, 상기 일본특개평에 개시된 시스템의 오작동(false triggering)을 초래하게 된다.
자동 강우 검출 시스템의 또다른 문제는 방풍유리 와이퍼의 작동을 검출하기 위한 시스템의 무능성이다. 어떤 추운 기상조건에 있어서, 방풍유리 와이퍼는 방풍유리에 동결된다는 것은 공지되어 있다. 이러한 상황에서 와이퍼에 의해 습기가 제거되지 않기 때문에, 와이퍼가 방풍유리에 동결하는 데도 불과하고 자동강우 검지 장치는 시동시키는 와이퍼를 연속적으로 지도하여 방풍유리 와이퍼 시스템을 잠재적으로 파손하게 한다.
알려진 시스템에서 또 다른 알려진 문제는 방풍유리의 내측과 외측의 안개를 검출하는 무능성이다. 상기에 언급했듯이, 상기 일본특개평과 같은 자동 습기검출 시스템은 방풍유리의 비방울을 검출하는 능력을 기초로 한것 이다. 일정한 안개나 옅은 안개가 방풍유리위로 덮일 때, 일본특개평에서 개시되어 있는 것과 같은 시스템은 방풍유리 외측위에 습기를 검지할 수 없다. 이에 의해, 이러한 조건동안 방풍유리 와이퍼는 수동적으로 작동되어야만 하므로, 자동 강우 센서 및 방풍유리 와이퍼 제어 시스템의 목적을 부분적으로 못쓰게 하여 이 특징을 더 바람직하지 않은 것으로 한다.
다른 상황에서는, 방풍유리의 외측의 습기 함유량과는 무관하게 방풍유리의 내측에 서리가 발생한다. 이와 같은 상태에서는 상기 일본특개평에 개시되어 있는 것과 같은 자동 강우 검지 시스템은, 방풍유리 내측 안개가 클리어될 때까지 차량 방풍유리의 외측표면의 습기함유량을 검출할 수 없다. 이와 같은 상태에서는 디프로스터 또는 디포그(서리제거)시스템은 방풍유리의 내측의 서리를 제거하기 위해 수동으로 기동해야 한다. 자동 강우 센서는 방풍유리의 내측의 안개가 충분히 제거될때까지 이런 상태 동안 작동할 수 없다.
자동적인 강우 감지를 갖는 것들의 바람직한 것으로는, 비, 눈, 안개와 같은 전형적인 기상 상태동안 차량 방풍유리 와이퍼를 자동적으로 제어하는 시스템을 갖는 것이다. 와이퍼 시스템이 이와 같은 전형적인 상태의 동안 수동으로 작동되어져야 하는 경우에는 이와 같은 특징은 바람직하지 않게 된다.
본 발명의 목적은 선행기술의 문제점을 해결하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방풍유리위의 수분함량을 자동적으로 검출하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 비, 눈 그리고 안개와 같은 통상적인 기후조건 동안 방풍유리 표면에 습기를 자동적으로 검출하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 방풍유리 외측표면위의 안개 존재를 자동적으로 검출하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 방풍유리 내측표면위의 안개 존재를 자동적으로 검출하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 방풍유리의 부분을 가로지르는 방풍유리 와이퍼를 자동적으로 감지하기 위한 시스템을 제공하기 위한 것이다.
간단히 말해서, 본 발명은 방풍유리위의 습기를 자동적으로 검출하기 위한 시스템에 관한 것이다. 자동 습기 검출 시스템은 CMOS 능동 화소 센서와 같은 이미지 어레이 센서에 이미지 형성하는 광학 시스템을 포함한다. 화소의 각각의 전압은 아날로그/ 디지털 변환기에 의해 대응하는 그레이 스케일 값으로 변환된다. 이미지에 대응하는 그레이 스케일 값은 메모리에 기억된다. 그레이 스케일 값의 공간 주파수 조성은 현재의 습기량의 변수로서 차량의 방풍유리 웨이퍼의 동작을 제어해야하는 제어신호를 공급하기 위해 현재의 강우량을 결정하여 해석된다. 또한, 시스템은 방풍유리의 내측 뿐 아니라 방풍유리의 외측 양쪽의 안개의 존재를 검출하도록 구성되어 있다. 차량유리의 내측과 외측의 안개의 존재를 자동적으로 검출하는 시스템을 제공하는 것에 의해, 전형적인 기후상태 동안 알려진 자동 강우 센서의 중요한 성능의 한계는 제거된다.
본 발명에 의한 자동 습기 감지 시스템은 차량의 방풍 유리 와이퍼, 디프러스터, 및 디포징 시스템을 자동적으로 제어하여 차량의 방풍 유리위의 습기를 검출할 수 있다. 차량의 방풍유리의 습기를 자동적으로 감지하는 시스템은 상업적으로 실행 가능한 코스트로 기존의 자동 습기 검지 시스템의 성능결합의 다수를 제거한다. 여기에 이용되도록, 용어 "습기"는 강우, 강운(눈내림), 아이스, 서리는 물론, 벌레, 먼지와 같은 차량의 방풍유리에 일반적으로 싸인 기타의 물질과 같은 기후상태 동안에 차량의 방풍유리에서 발견될 수 있는 여러 형의 습기 및 강우를 나타내는데 사용된다. 시스템은 아이스, 서리 및 강우 및 강운의 변화하는 레벨등과 같은 일반적인 기후상태 동안에 다른 알려진 시스템에 비교하여 우수한 성능을 제공할 있다.
이하에서 상술되어 있듯이, 방풍유리의 일부는 이미지 어레이 센서상에 투영된다. 본 발명의 일부를 형성하는 광학 시스템은 방풍유리의 앞의 멀리 있는 대상물이 이미지에 있어서 매우 선명하게 되지 않게 함과 동시에 방풍유리의 비방울이나 기타의 습기원의 윤곽이 선명하게 되도록 초점을 맞추게 한다. 워터, 비방울의 작은 방울 또는 습기의 에지에 의해 야기 될수 있거나 혹은 작은 방울에 의한 먼 대상물의 램덤 포커싱에 의해 야기된 윤곽의의 선명한 불연속에 대하는 이미지를 분석한다. 이러한 불연속은 고공간주파수구성 요소를 나타낸다. 고공간주파수 구성요소의 크기는 차량의 방풍유리의 와이퍼를 자동적으로 제어하기 위해 이용될 수 있는 차량의 비 또는 기타의 습기의 양의 측정인 것이다. 본 발명의 대체 실시예에서, 시스템은 자동 습기 감지 시스템의 발명의 선택적인 구체화에 있어서, 시스템은 자동 습기 검지 시스템의 의사(spurious)의 동작을 방지 하기 위해 방풍유리의 내측 및 외측의 안개을 감지하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 본 발명은 공지의 자동 습기 검지 시스템이 많은 여러 성능 제한을 배제한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서는, 시스템은 방풍유리 와이퍼가 방풍유리에 부착되거나 동결된 경우의 상태 사이에서 의사 동작 및 방풍유리 와이퍼 시스템에 대한 손상을 방지 하기 위해 방풍유리 와이퍼의 동작을 검출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 시스템은 상대적으로 고 공간 주파수 구성요소를 가질수 있는 윤곽의 선명한 불연속에 대하여 방풍유리의 일부의 이미지를 해석한다. 이들의 고공간 주파수 구성요소의 크기는 방풍유리의 습기 또는 기타의 물질의 측정을 나타내는데 이용되어 진다. 따라서, 먼지, 벌레등의 물질은 습기로서 처음에 처리된다. 그러나, 상술한 것처럼, 시스템은 방풍유리 와이퍼 블레이드의 동작을 자동적으로 검지하는 기능을 가지고 있다. 그러므로, 방풍유리 와이퍼에 의해 제거가능하지 않은 아이스, 흙, 금(crsck) 또는 다는 물질인 물질이 한번 이상 닦아낸 후 방풍유리에 남게 되면, 본 발명에 의한 시스템은 차량의 방풍유리 와이퍼 시스템의 또다른 의사 동작을 방지하도록 한 물질을 무시하도록 구성되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 자동 습기 감지 시스템은 일반적으로 도면부호(20)로 나타내고 있다. 자동 습기 감지 시스템은 자동차 백미러(24)의 부착브래킷(22)에 고정되어 부착되어 있거나, 혹은 대체적으로 백미러 하우징의 뒤 부분에 부착되어 있다. 자동 습기감지 시스템(20)은 예를들면, 지면에 실질적으로 평행한 또는 지면에 대하여 약간 기울어진 광축을 따라서 차량의 방풍유리(26)의 2-3인치 뒤에 부착된 이미지 센서를 포함한다. 최신 승용차에 있어서의 방풍유리(26)의 각도는 대략 27°정도이다. 이러한 구성은 이미지 센서의 시야에 대하여 어디에 습기가 있는지 여부에 따라 비방울이나 기타의 습기을 이미지 센서로부터 다른 거리에 있도록 되어 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 이미지 센서는 센서(20)의 상부가 방풍유리(26)에 근접하여 이동하도록 방풍유리(26)의 방향으로 대략 10°기울어져 있다.
자동 습기 검지 시스템(20)의 4개의 주요구성은 다음과 같다: 이미지 광학 시스템; 발광다이오드; 이미지 센서; 프로세서이다. 이미지광학 시스템은 도 2에 가장 잘 나타나 있고, 이미지 센서는 도 2와 도 6에 도시되어있다. 마이크로 콘트롤러의 흐름도는 도 5에 도시되어있다.
이미지 광학 시스템
이미지 광학 시스템은 일반적으로 도면부호(30)(도 2)로 나타내고 있으며, 이 미지 광학 시스템은 멀리 있는 대상물은 촛점이 희미하고 윤곽이 선명하지 않음과 동시에 방풍유리(26)에 가까운 거리에 있는 대상물은 이미지 평면에서 윤곽이 선명하도록 방풍유리(26)의 소정의 부분을 이미지 센서(32)상에 이미징 형성하기 위해 사용된다. 이 미지 형성된 방풍유리(26)의 영역은 비교적 약간의 비의 조건동안에 비방울을 받아드리는 가능성이 상당히 크도록 충분히 커야만 한다. 게다가, 방풍유리의 이미징 형성 영역은 방풍유리 와이퍼에 의해 닦아진 방풍유리의 영역에 있어야 한다.
이미지 광학 시스템은 이미징 렌즈로서 이용되는 단일의 양면 볼록 렌즈(33)를 포함한다. 양면 볼록렌즈(33)는 6㎜의 직경; 각 면에 대하여 7㎜의 전면 및 후면 곡률반경 및 2.5㎜의 중심두께를 가진다. 양면볼록렌즈(33)의 전면은 방풍유리(26)의 외면으로부터 62㎜의 위치에 배치되어 있다. 양면 볼록 렌즈(33)는 렌즈(33)의 전면에 직접 앞쪽으로 직경 약 5㎜의 스톱(stop)(36)을 형성하는 메카니컬 렌즈 마운트(34)의 의해 파지되어 있다. 양면볼록 렌즈는 양면볼록 렌즈(33)가 후면으로부터 약 8.55㎜에 위치 결정되거나 또는 상술했듯이, 약 10°로 약간 기울어져 있다.
예를들어, 다중 소자, 비구면 소자 또는 광학시스템을 더욱 상세히 말하면, 예를들어, 복합소자, 비구면소자, 또는 평면물체를 가지는 보다 정교한 시스템은 방풍유리로부터 또한 짧은 거리가 소정의 특징인 것으로 되면 특히 모두를 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 수집된 이미지는 사진(寫眞)목적으로는 아니기 때문에, 그와 같은 광학적 품질은 자동 습기 검출용 어플리케이션에는 필요하지 않다. 또한, 단일의 렌즈는 비교적 저렴한 코스트로 아크릴 또는 다른 투명한 플라스틱으로 성형되어 이용될 수 있다. 폴라로이드나 코닥을 포함하는 여러 회사는 고성능성형 플라스틱 옵틱스을 전문적으로 취급하고 있다.
도 4는 도 2에 도시된 이미지 시스템의 성능의 컴퓨터 시뮬레이션을 개시하고 있다. 특히, 도 4a는 이미지 면으로의 광축상의 비교적 먼 거리에 있는 대상물로부터의 개략 평행선의 이미지의 광점도이다. 도 4b는 방풍유리의 외면으로부터 떨어져 있을 때에 있는 광축상의 포인트의 이미지의 광점도이다. 도 4b와 도 4b의 광점도의 비교에 의해 광학 시스템은 방풍유리에 가까운 대상물로부터의 광을 집광시킴과 동시에 떨어질 때의 대방물로부터의 광을 희미하게 하는 것이 가능하다고 하는 것이 명백하다.
때때로 언덕으로 운전하고 올라갈 때, 태양이 장치에 의해 직접 이미지되도록 한 위치에 있을수 있다. 이 어라인먼트(aligment)에 의해 초래된 방사 로딩은 조금씩 이미지 센서(32)에 손상을 야기한다. 이런 문제를 완화하기 위해, 일렉트로 크롬 필터는 이미징 프레인(plain)으로부터 태양광의 대부분을 일시적으로 배제하기 위해 이용된다. 또한, 다른 전자 광학 또는 메카니컬 광학 장치를 이용하는 것도 가능하다.
이미지 센서
이미지 센서(32)는 CMOS 액티브 화소 센서이다. CMOS 액티브 화소(픽셀) 센서는 CMOS처리로 제조된 칩에 저렴한 코스트, 고감도 이미지를 허용하는 이미지 기술에 있어서의 최신의 비약적 발전인 것이다. 이러한 CMOS 액티브 화소 센서는 저 전력 소비의 보급되고 있는 CMOS 제조기술, 같은 칩상에 추가 회로 소자를 집적하기 위한 저 코스트 및 기능, 가변판독한 윈도우 및 가변광통합 시간을 포함하는 다른 센서에 대하여 다수의 잇점을 가지고 있다. 이러한 CMOS 액티브 화소센서들은 Photobit LLC, (La Cresenta, California)로부터 시판되어 오고 있다. CMOS액티브 화소 센서는 실질적으로 잇점을 가지고 있지만, 다른 이미지 센서도 적합하고 본발명의 범위내에 있는 것으로 간주한다. 화소의 크기와 수는 코스트를 유효하기 유지함과 동시에 소량의 비를 적절하게 검출하기 위해 충분히 크거나 또는 상세히 방풍유리의 영역을 이미지 형성하도록 결정된다. 예를들면, 64×64액티브 화소의 40㎛ 화소의 사이즈 어레이는 표준적 승용차 방풍유리에 약 20㎜×40㎜ 영역을 이미지를 형성한다.
처리와 제어
자동적인 수분검지 회로의 블록을 도6에 도시한다. 상술했듯이, 방풍유리(26)의 소정의 부분은 이미징 어레이 센서(32)상에 이미지 형성된다. 이미지 어레이 센서(32)내의 화소 각각의 아날로그 전압은 아날로그/디지탈 컨버터에 의해 디지탈화된 그레이 스케일값으로 변환된다. 아날로그/디지탈 컨버터(35)는 타이밍 및 제어회로(37)의 제어하에서 작동되며, 그리고, 타이밍 및 제어 회로(37)는 마이크로 콘트롤러(38)에 의해 제어된다. 타이밍과 제어 회로(37)는 Jon Bechtel 과 Joseph Stam의 "이미지 어레이 센서"라는 제목의 미국특허 출원번호 No.933,210에서 상세히 개재되어 있다. 적당한 마이크로 콘트롤러(38)는 모토롤라제 68HC08XL36형이다. 그러나 이와 같은 마이크로콘트롤러는 50×50 화소 이미지 센서로부터 이미지 전체를 기억하기에 충분한 램덤 액세스 메모리(RAM)를 포함하지 않는 것이 일반적으로 알려져 있다. 이와 같은 상황에 있어서, CMOS 이미지 센서의 윈도우 기능은 마이크로콘트롤러(38)의 온보드(onboard)RAM에 대하여 충분히 작은 사이즈의 다른 영역을 대안적으로 이미지 형성 및 처리를 위해 이용될 수 있다.
상술했듯이, 시스템은 공간고주파수 구성 요소를 분석함으로써 비방울 또는 다른 습기의 표시인 뾰족한 에지에 대하여 디지탈화한 그레이 스케일값을 분석한다.공간 고주파수 구성 요소의 크기는 방풍유리 와이퍼 블레이드의 닦기의 빈도(즉, 닦기사이의 시간 간격)이 방풍유리의 습기양의 계수로서 제어되도록 방풍유리 와이퍼 모터 제어기(40)를 제어하기 위해 이용된다. 상술했듯이, 시스템은 또한, 방풍유리의 내측 및 외측의 안개를 검출할수 있다. 따라서, 마이크로콘트롤러(38)는 또한 차량 디프러스터 또는 디포징 시스템(42)을 자동적으로 제어하기 위해 이용될 수 있다. 시스템의 선택성을 공급하기 위해 드라이브 온 및 오프 감도 제어 기(44)를 설치할 수 있다. 이 드라이브 온 및 오프 제어기(44)는 특별의 상황에 있어서 예를들면, 차량이 자동세차의 경우에, 시스템의 의사 동작을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
한번 이미지가 이미지 어레이 센서(32)에 의해 취득되어 지면, 아날로그 전압에 의해 나타내지는 각 화소의 휘도가 아날로그/디지탈 컨버터(35)에 의해 디지탈 그레이 스케일값으로 변환된다. 이들 값은 메모리에 기록되며, 메모리는 마이크로콘트롤러(38)에 온보드(onboard)된 마이크로콘트롤러(38) 또는 대안적으로 디지탈 신호 프로세서에 의해 처리된다.
비는 방풍유리의 비방울의 뾰족한 에지의 결과로 생기는 불연속을 정량화함으로써 검출된다. 이런 뾰족한 에지는 작은 비방울 또는 기타의 습기에 의한 원방(遠方)의 대상물의 램덤 광학 이미징과 더불어 비 또는 기타의 습기의 작은 물방울의 윤곽이 선명한 이미지에 의해 초래된다. 언급된 1992년 애디슨-웨슬리의 R.C. Gonolez 와 R.E. Woods에 의한 "디지털 이미지 처리"에 설명되어 있듯이, 이미지는 그들의 공간적 주파수 구성요소의 표현으로 해석될 수 있다. 공간 주파수 구성요소해석은 Fourier 해석과 유사하고, 디지털 및 아날로그 신호처리 양측에서 일반적으로 이용된다. 신호의 Fourier 변환을 행함과 아울러 그 주파수 구성 요소를 결정하는 처리는 2차원 신호에 용이하게 적용할 수 있다. 2차원 신호가 이미지인 경우, 공간주파수라고 하는 용어를 이용하는 것은 일반적이다. 이미지 공간 주파수 구성은 이미징의 2차원 푸리에 변환을 이용하여 평가할수 있다. 변환은 다음과 같이 식(1)에 의해 야기된다.
여기에서: f(x, y)는 화소 x, y에 위치 결정된 오리지널 이미지의 화소의 값; F(ωx, ωy)는 화소위치 ωx , ωy 의 이미지의 푸리에(Fourier) 변환 값이며; j 는 복소수 이다.
식 (1)은 연속적인 무한 2차원 신호에 대한 푸리에 변환을 설명하고 있다. 이 계수는 디지탈 이미지의 결과로서 생기는 이산, 유한 2차원 신호에 대하여 용이하게 구성할 수 있다. 공간주파수 해석 기술을 적용함으로써 이미지의 러프 에지(rough edges) 또는 러프니스(roughness)는 비교적 정확히 정량화할 할 수 있다. 예를 들면, 푸리에 변환은 매우 흐린 이미지로서 수행할 수 있다. 이와같은 해석에 있어서, 공간주파수 ωx,ωy 의 낮은 크기 ω에 대한 F(ωx ,ωy)의 값은 높고 ωx ,ωy 의 높은 크기있어서의 F(ωx ,ωy)의 값은 낮다. ωx ,ωy 가 양쪽 모두에서 0인 F(ωx ,ωy)의 값은 통상 이미지의 평균 그레이 스케일 값이다.
대안적으로, 많은 에지를 가지는 뾰족한 윤곽이 선명한 이미지의 푸리에 해석은 ωx , ωy 의 높은 크기에 대한 F(ωx ,ωy) 의 값이 높다는 결과를 초래한다. 특정의 공간주파수 영역을 선택하기 위해 디지털 필터를 이용할 수 있다. 아래에 나타 내었듯이 3×3 화소 근방에 공급된 3×3 매트릭스를 이용한다.
A B C
D E F
G H I
현행의 이미지에 필터를 적용하는 것에 의한 합성 이미지인 새로운 이미지 g(x, y)를 형성할 수가 있다. 이미지는 변수 x, y에의해 정의되는 위치의 f(x, y)의 값을 가지는 전체의 화소에 대하여 루핑방식(looping fashion)으로 처리될 수 있다. 상기의 매트릭스에서는 계수 E의 위치는 x와 y의 현행의 화소에 대응한다. 새로운 이미지의 위치 x와 y 의 화소는 아래의 식(2)에 의해 주어진 값을 갖는다.
일반적으로 이용된 특별의 필터는 라플라시안(Laplacian)필터이다. 이 라플라시안은 식 3에 의해 주어진 2차원 계수 f(x, y)의 2차 도함수이다.
이 라플라시안(Laplacian) 계수는 아래의 계수를 가지는 3×3 매트릭스을 이용하여 이산공간에서 실행할 수가 있다. : E=4 ; B, D, F & H=-1 이며 나머지 계수는 0이다. 계수 E가 정이며, 나머지가 부이며 전체의 계수의 합계가 제로 인한, 이산 라플라시안의 변화를 계산하기 위해 다른 계수의 조합을 이용할 수 있다. 어떤 3×3 필터의 공간 주파수 응답은 아래의 식(4)에 의해 결정된다.
H(ωx , ωy)는, 주파수 ωx 와 ωy에 대한 필터의 주파수 응답이다.; 계수h(m, n)는 위의 매트릭스의 계수를 기술하며; 계수 E는 h(0, 0)의 값이며, A는 h(-1, -1)의 값이며; j는 복소수 이다.
식(4)를 이용하는 이산 3×3 라플라시안(Laplacian) 필터의 주파수 응답을 해석함으로써, 이산 3×3 라플라시안(Laplacian)은 고역 필터라는 것이 명백하다. 계수를 변화시킴으로써 필터의 특정의 응답을 조정할수 있다. 게다가, 5×5 또는 이보다 큰 필터는 응답에 대하여 보다 세밀한 제어에 이용될 수 있다.
비방울이나 다른 습기는 위에서 설명한 3×3 라플라시안(Laplacian)필터의 이용하여 검출할 수 있다. 모든 화소는 루프 방식 및 검출된 "수분"의 총량을 기억하기 위해 이용하는 변수로 개별적으로 시험된다. 각 화소에 대하는 라플라시안(Laplacian)은 위에서 설명한 라플라시안(Laplacian) 계수을 가지는 g(x, y)에 대하는 식을 이용하여 산출된다.
본 발명에 따른 흐름도는 도 5에 도시되어 있다. 최초로 단계(46)에 있어서 방풍유리의 이미지가 취득된다. 상기에서 처럼, 본 발명에 의한 광학 시스템은 멀리 있는 대상물의 윤곽이 흐리고 방풍유리에 가까운 대상물의 윤곽이 선명하게 하는 방법으로 배경을 이미지 형성한다. 방풍유리에 습기나 기타의 물질이 없는 경우에, 멀리 있는 대상물의 희미한 이미지만이 포착될 것이다. 희미한 이미지는 비교적 낮은 고주파수공간 구성요소를 갖는다. 그러므로, 그와 같은 상황에 있어서의 라플라시안(Laplacian)값은 비교적 낮다. 방풍유리가 비 또는 다른 습기가 있는 경우에는 비방울은 윤곽이 선명하게 되며, 이미지는 비교적 큰 고주파성분 요소를 포함한다. 광학시스템(30)에 의한 먼 대상물이 희미하게 되어도, 비교적 밝은 다른 차량으로부터 향해서 오는 헤드램프는 현저한 고주파수 공간 구성요소에 기여할 것이다. 이 구성요소를 필터 아웃하기 위해 아날로그/디지탈 컨버터의 포화 레벨보다 위의 그레이 스케일값을 가지는 화소(즉, 255 또는 이에 근접한 그레이 스케일값을 가지는 화소)는 스킵(skip)된다.
단계(48)에서, 각각의 화소의 라플라시안(Laplacian)이 계산되어, 결과가 기록된다. 더욱 구체적으로, 라플라시안(Laplacian)의 크기가 소정의 크기의 임계치보다도 위에 있으며, 비 또는 습기를 매우 충분히 큰 주파수 공간 구성 요소를 나타내게 되면, 이 값은 임계치와 비교한 비 또는 기타의 습기의 전체값을 나타내는 다른 화소의 값이 합산되어 단계(50)에 나타난 것과 같은 이용자가 설정한 임계치일수 있다. 각각 화소의 라플라시안(Laplacian)합계가 단계(52)에서 결정된 임계치보다도 큰 경우에는 방풍유리 와이퍼는 단계(54)에서 기동된다. 그렇지 않으면, 시스템은 단계(46)에 루프백(loop back)되어 방풍유리의 새로운 이미지를 취득한다.
단계(52)에에 나타난 임계치는 고정임계치 또는 가변 임계치일 수 있다. 가변 임계치가 이용되는 어플리케이션에서는 임계치는 전압출력을 가지는 제어 노브(knob) 또는 슬라이드(slide)에 의해 실시된 이용자가 설정한 임계치 일수 있다. 다음에, 이 출력전압은 샘플되어 비의 총량을 나타내는 화소의 합계와 비교에 대하여 적절히 스케일된 디지탈 값으로 변환될 것이다.
시스템의 의사(spurious)의 동작을 방지 하기 위해, 와이퍼 블레이드의 동작은 스텝(56)에서 검지된다. 특히, 이미지 어레이 센서의 작은 서브 원도우는 비교적 빨리 이동하는 방풍유리 와이퍼를 검출하기 위해 또한 사이클로 매초처리되게 선택되어 질것이다. 와이퍼의 이미지는 단계((56)에서 취득된다. 각 이미지는 2개의 일차원 고역 필터를 이용하여 처리된다; 단계(58)에 나타나 있듯이, 1개는 수직방향에 대하여 그리고 다른 하나는 수평방향에 대하여 처리된다. 방풍유리 와이퍼가 이미지지에 있어서 수직라인으로 나타나기 때문에, 수직방향에서 보다도 상당히 높은 고주파수 구성요소가 수평방향에서 존재하게 된다. 따라서, 수직고역 필터는 2에 설정된 계수 E, -1에 설정된 계수 B 및 Hㅡ 그리고 제로에 설정된 나머지의 계수로 상술한 3×3 매트릭스을 이용하여 실행될 것이다. 수평 필터는 2에 설정된 계수 E, -1에 설정된 계수 D 및 F, 그리고 제로에 설정된 나머지의 계수로 실시된다. 각 구성요소의 합계는 상술된 라플라시안을 계산하기 위해 이용된 것과 같은 방법으로 테리(tally)된다. 단계(60)에서는 수직구성 요소에 대하는 수평 구성요소의 비율이 계산된다. 수평구성요소가 수직 구성요소보다도 상당히 큰 경우에는 수직 라인은 방풍유리 와이퍼의 존재를 나타내고 있는 이미지에 존재하는 것으로 상정된다.
와이퍼가 비검지 영역을 가로 지를 때에 와이퍼가 결정하여 대략 수직으로 되지 않도록 자동차의 와이퍼가 설계되어 있도록 하면, 상기 필터는 그와 같은 구성에 적합하게 변경될 수 있다. 예를들면, 화상처리의 분야에서 잘 알려져 있는 여러 다른 에지 검출 방법을 이용할 수도 있다. 게다가, 차량방풍유리 와이퍼에 대하는 와이퍼 스피드가 매우 빠르기 때문에, 노광시간에 대하여 이미지에 있어서 이들이 다소 희미해지면, 수평 필터는 현행화소의 바로 근접한 화소 대신에 현행화소의 좌 및 우로부터 2개 위치에 있는 화소를 제거하도록 변경할 수 있다.
단계(62)에 나타난 봐와 같이, 와이퍼가 이미지 검지 영역을 클리어한 후, 방풍유리의 다른 이미지가 단계(64)에서 취득되어서 라플라시안(Laplacian)이 계산된다. 이 계산은 다음 닦아낼 때까지 전체의 연속의 측정으로부터 뺀 제로 포인트 측정으로 이용된다. 이와같이 하여서 더러운 방풍유리의 이미지에 있어서의 장기 고주파수 공간 구성 요소, 균열, 긁힘과 동결된 아이스는 검출된 비의 양에 기여하지 않게 된다.
방풍유리 와이퍼가 소정의 시간범위내에서 검출되지 않는 경우에는,시스템은 방풍유리 와이퍼가 방풍유리에 동결되어 있는 결과로서 초래될수 있는 오작동이 생긴다는 것을 상정한다. 이와 같은 조건 동안, 본 발명에 의한 습기 센서의 작동은 아이스가 녹을 때 까지의 기간 보유할 수 있다. 외부 온도 정보가 입수 가능하게 되면, 기계적인 오작동에 의해 혹은 아이스에 의해 와이퍼가 고장나는지 여부를 결정하기 위해 어는 기후 조건을 고려하여 받아들여 질수 있다.
시스템은 또한 변화하는 광 레벨에도 적용할 수 있다. 특히 선택된 사이클 사이에, 이미지의 평균 그레이 스케일값을 계산할 수 있을 것이다. 이 값이 높게 되면, 광에 대하여 과도 노출이 있는 것으로 나타나게 되며, 후에 계속적인 사이클에 있어서의 이미지 센서 결합시간은 평균휘도를 낮게 하기 위해 저감될 수 있다. 마찬가지로, 광레벨이 낮게 되면, 통합시간은 증대할 것이다. 비교적 어두운 조건에 있어서, 어떤 이미지 센서는 비방울 시간에 충분한 광을 수집할 수 있도록 구성되어 있지 않다. 이와 같은 상황에 있어서, 추가의 조명기는 이미지가 촬영될 때에, 뒤로부터 대상이 되는 영역을 간단히 조사하도록 되어 있다. 차량의 방풍유리가 적외선방사에 대하여 큰 흡수력이 없는 경우에는 파장이 이미지 센서의 검출의 범위 내에 있는 한, 적외선 조사기를 이용할 수 있다. 적외선 조사기는 인간의 눈에 대하여 가시할 수 없다는 잇점을 지니어 드라이버의 주위를 흐트러 지게 하지 않는다.
안개 검출기
알려진 습기 검지 시스템의 동작 결함의 다수를 제거 하기 위해, 본발명의 대체 실시예에 의한 시스템은 방풍유리의 내측 및 외측의 안개를 검출하기 위한 시스템을 포함한다. 도 2, 3에 도시되어 있듯이 발광다이오드(LED)는 차량 방풍유리(26)의 내측 및 외측의 양쪽의 안개를 검출하기 위해 이용될 수 있다. 이 양쪽이 LED(66)로부터의 광이 서리가 존재하는 방풍유리(26)로부터 반사되는 방법에 있어서의 차이에 의존하는 안개 검출 시스템의 2개의 다른 실시예를 개시한다. 안개 검출은 비 검출에 따른 상호 처리 사이클로 행해질 것이다. 특히, 많은 사이클은 방풍유리 포징(fogging)의 슬로우 온세트(slow onset)에 의해 안개검출 사이클 사이에서 비 및 습기 검출에 이용될 것이다. 안개 검출 사이클의 개시에서, 이미지는 광점의 기대 위치를 포함하고 있는 윈도우를 이용하여 취득될 수 있다.
제 1 실시예에서, 방풍유리에 가까이에 있는 점(point)에 대하여 상당히 콜리메이트 또는 집광된 광원을 이용할수 있다. 광원은 방풍유리의 흡수특성에 따라 적외선방사 또는 가시광선 방사중 어느 하나 일수 있다. 이들이 인간의 눈에 대하여 가시할 수 없어서 주위를 흐트러트리지 않기 때문에 적외선 광원이 바람직하다. 적외선 LED(66)은 도 2에 도시되어 있듯이, 방풍유리에 가까운 거리에 같은 촛점거리의 렌즈(68)와 함께 이용된다. LED(66)는 주 광학 어샘블리의 수 미리미터위쪽에 그리고 도 3에 나타나 있듯이 투과광이 방풍유리(26)의 주광축의 위치에 향하도록 각이 지어져 위치될 수 있다. LED(66)는 최초는 오프되고 그리고 이미지가 촬영된다. 다음에, LED는 온(on)되고 그리고 제 2의 이미지가 촬영된다. 이들의 이미지의 차이가 광점 검출에 이용된다. 안개가 존재하지 않는 경우에는 광은 이미지 센서(32)의 시야의 외측에 광원은 이미지 센서(32)의 시야의 외측에 충분히 수용할수 있는 스넬(Snell)각도로 방풍유리(26)로부터 반사한다. 안개가 존재하는 경우, 광은 람베르르시안(Lambertian) 반사율에 의해 반사되고 안개를 작은 광점(70)으로 이미지 형성한다(도 3). 방풍유리(26) 및 광원(66)의 각도에 의해 외측의 안개는 방풍유리(26)의 내면의 안개에 의해 생성된 광점(72)보다도 낮은 광점(70)을 생성한다. 이들의 광점(70, 72)의 위치는 방풍유리(26)의 내측 및 외측의 안개의 존재를 나타내기 위해 이용될 수 있을 것이다. 안개가 방풍유리의 내측에 있는 경우에는 외측 안개 검출은 가능하지 않다. 그러나, 시계가 어쩨든 손상되지기 때문에, 이 제어는 중요하지 않다. 아래의 진리표는 각 광점의 존재로부터 유도된 결론을 나타낸다.
외측(하부)반사광점 내측(상부)반사광점 결과
존재 ----------- 외부안개
------------ 존재 내부안개
존재안함 존재안함 안개없음
대체 실시예에서, 필요한 경우, 적외선 또는 가시광선 LED가 이용된다. LED는 비교적 적거나 혹은 핀 홀과 협동하여 이용되고 또 LED로부터 광이 방풍유리(26)로부터 반사되어 스넬각도로 이미지 센서상에 입사하도록 행해져야 한다. 이와 같은 구성에서는 2개의 반사가 발생한다: 1개는 방풍유리의 내측이고, 다른 하나는 경면반사에 의한 방풍유리의 외면으로부터 이다. 이 실시예에서는 안개가 존재하지 않는 경우, 광점은 스넬각도로 반사되고 또는 이미지 센서에 의해 가시가능하다. 방풍유리(26)의 외면에 안개가 있는 경우에는 내측의 반사로부터의 광점은 존재하지만, 외측의 반사로부터의 스폿은 희미해진다. 상이한 이미지는 내측의 안개에 대하여 해석된다. 처음에, 3×3 라플라시안(Laplacian) 필터는 오리지널 이미지의 고주파수 구성 요소만을 포함하는 새로운 이미지를 생성하기 위해 이용된다. 이와 같이 하여서 안개로부터의 희미해지는 반사가 조사된다. 광점은 각 광점의 기대 영역의 일군의 화소의 최대값을 택함하여 검출된다. 광점의 기대 사이즈보다 다소 큰 그룹은 약간의 미스어라인먼트(misaligment) 및 라플라시안이 고주파수 구성요소가 존재하도록 한 광점의 에지만을 보존한다고 하는 사실을 수정하기 위해 이용될 것이다. 또한 약간의 양은 광점을 성장시키지만 액션(action)을 필요로 하지 않을 것이다. 각 광점에 대하여 값이 제로보다도 적당히 크면, 존재하는 것으로 결정된다. 아래의 진리표는 대체 실시예에 대한 안개의 검출을 나타낸다.
외부(상부) 반사광점 내부(하부) 반사광점 결과
존재 존재 안개 없음
존재안함 존재 외부안개
존재안함 존재안함 내부안개
외측의 안개가 검출된 경우에는 방풍유리 와이퍼는 안개를 제거하는 것을 지원하도록 기동하거나 바람직하다면 이 상태를 드라이버에 나타내기 위해 경고 라이트를 이용할 수 있다. 내측의 서리검출은 차량의 디프로스터 또는 디포거 시스템을 자동적으로 기동하여 드라이버가 상당한 안개가 발생할 때까지 대기하는 것을 방지하기위해 이용될 수 있다. 게다가, 포괄적인 처리방법은 광점의 수평에지간의 거리를 계산함에 의해 광점의 사이즈를 검출하는 것을 포함하여 임계치와 비교할수가 있는 방풍유리의 안개의 양의 측정을 가질수 있다.
명백하게, 본발명의 다수의 변경이 상기의 교시에 따라 가능하다. 즉, 두드러지게, 본 발명의 많은 변경과 다양함은 위의 가르침으로 보아 가능해진다. 그러므로, 이해해야할 것은, 덧붙여진 청구항의 범위내에서, 발명은 위의 구체적으로 설명한것에 따른 것보다 다른점에서 실행될 수도 있다.
본 발명은 차량유리위의 수분함량을 자동적으로 검출하는 시스템을 제공하며, 비, 눈 그리고 안개와 같은 통상적인 기후조건 동안 차량유리 표면에 수분을 자동적으로 검출하는 시스템을 제공하고, 차량유리의 내 외측표면위의 안개 존재를 자동적으로 검출하는 시스템을 제공한다.
본 발명의 이런 목적과 다른 목적은 다음의 명세서와 함께 첨부된 도면에서 쉽게 이해될 것이다:
도 1은 본발명에 의한 시스템을 설명하기 위한 차량 방풍유리 및 부착된 백미러를 나타내는 물리적 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 방풍유리의 외측의 습기를 검지하는 시스템의 일부의 확대도이다.
도 3은 안개 검출을 위한 방풍유리로의 광선의 투영을 설명하는 안개를 검지하는 본 발명의 대체 실시예에 의한 시스템의 물리적 도면이다.
도 4a 와 도 4b는 습기 상태 동안의 본 발명에 의한 광학 시스템의 성능을 나타내는 컴퓨터 시뮬레이트된 광점 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 시스템의 블록도이다.

Claims (69)

  1. 차량 방풍유리상의 습기 검출 시스템으로,
    이미징 표면을 가지며, 상기 이미징 표면이 수직에 대하여 경사지도록 상기 차량에 설치된 이미지 센서와;
    차량방풍유리의 부분을 이미지 센서에 이미지하도록 동작하는 광학 시스템과;
    상기 이미지 센서에 연결되어 있으며, 이미지 센서로부터의 이미지를 분석하여 습기를 검출하도록 동작하는 프로세싱 시스템을 구비한 차량 방풍유리상의 습기 검출 시스템.
  2. 렌즈와;
    상기 렌즈의 이미징 평면에 대하여 경사져며 상기 표면의 부분을 상기 이미지 센서에 이미지하도록 위치된 이미지 센서와;
    상기 이미지 센서와 연결되어 이미지 센서로부터의 이미지를 분석하여 습기를 검출하는 프로세싱 시스템을 구비한 차량 방퓽유리상의 습기 검출 시스템.
  3. 이미지 센서와;
    방풍유리의 표면의 부분을 이미지 센서상에 이미지하도록 작동하는 광학 시스템과;
    방풍유리 표면의 이미지된 모든 부분에 걸쳐서 보충 조명을 제공하는 조명기와;
    상기 이미지 시스템과 조명기과 연결되어 있으며, 이미지 센서로부터의 이미지를 분석하여 방풍유리상의 습기를 검출하며, 이 습기가 검출되는 경우, 방풍유리 와이퍼를 동작시키는 프로세싱 시스템을 구비한 방풍유리 와이퍼 제어 시스템.
  4. 이미지 센서와;
    방풍유리의 표면의 부분을 이미지 센서에 이미지하도록 동작하는 광학 시스템과;
    이미지 센서와 연결되어, 이미지 센서로부터의 이미지를 분석하여 방풍유리상의 습기를 검출하며 습기가 검출되는 경우, 방풍유리를 동작시키는 프로세싱 시스템을 구비하며,
    상기 프로세싱 시스템은 방풍유리 와이퍼의 동작을 검출하도록 하여 방풍유리가 방풍유리 와이퍼에 의해 와이퍼된 후, 즉시 방풍유리의 베이스라인 이미지를 얻도록 동작하며, 상기 프로세싱 시스템은 방풍유리상의 곤충, 크랙, 먼지 및 파편과 습기를 식별하기 위해 베이스라인 이미지를 이용하는 차량용 방풍유리 와이퍼 제어 시스템.
  5. 이미지 센서와;
    표면의 부분을 상기 이미지 센서에 이미하도록 동작하는 광학 시스템과;
    상기 이미지 센서에 결합되어, 상기 이미지 센서로부터의 이미지를 분석하여 습기를 검출하는 프로세싱 시스템을 구비하며, 상기 프로세싱 시스템은 상기 이미지 센서의 상이한 서브원드우로부터의 이미지를 처리하며, 상기 서브윈도우는 상기 이미지 센서보다 작은 표면상의 습기 검출 시스템.
  6. 이미지 센서와;
    방풍유리의 표면의 부분을 상기 이미지 센서에 이미지하도록 동작하는 광학 시스템과;
    이미지 센서에 연결되어, 이미지 센서로부터의 이미지를 분석하여 방풍유리상의 습기를 검출하고, 습기가 검출되는 경우, 방풍유리 와이퍼을 동작시키 프로세싱 시스템과;
    방풍유리 와이퍼를 동작하는 경우, 이용자가 습기에 대한 상기 프로세싱 시스템의 민감도를 조절하게 하는 이용자 인터패이스을 구비한 차량용 방풍유리 와이퍼 제어 시스템.
  7. 이미지 센서와;
    표면의 부분을 이미지 센서에 이미지하도록 동작하는 광학 시스템과;
    이미지 센서와 연결되어 이미지 센서로부터의 이미지를 분석하여 습기를 검출하여, 표면의 이미지된 부분을 가로질러 이동하는 방풍유리 와이퍼의 존재를 검출하는 프로세싱 시스템을 구비한 차량 방풍유리의 표면상의 습기 검출 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    차량에 부착하기에 적합한 백미러 어샘블리를 더 포함하며. 상기 이미지 센서는 상기 백미러 어샘블리에 의해 지지되는 시스템.
  9. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,
    차량에 부착하기에 적합한 백미러 어샘블리를 더 포함하며, 상기 프로세싱 시스템의 부분이 상기 백미러 어샘블리에 의해 지지되는 시스템.
  10. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 수직에대해 약 10도로 경사진 시스템.
  11. 제 1항, 제 3항, 제 4항, 제 5항, 제6항 또는 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    광을 상기 이미지센서에 직향하게 하는 렌즈를 더 포함하는 시스템.
  12. 제 2항에 있어서, 상기 이미지 센서는 상기 렌즈의 이미징 평면에 대해 약 10경사진 시스템.
  13. 제 1항, 제 2 항, 제4항, 제5항, 제6항 또는 제7항중 어느 한항에 있어서,
    방풍유리 표면의 이미지된 부분의 모두를 가로질러 보완 조명을 제공하는 조명기를 더 포함하는 시스템.
  14. 제 3항에 있어서,
    상기 조명기는 적외선 방사를 방출하는 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 주위 광레벨을 검출하고 이 주위광레벨이 임계치 레벨이하로 떨러지는 경우, 상기 조명기를 동작시키는 시스템.
  16. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 방풍유리 안쪽의 안개를 검출하기 위해 상기 조명장치를 주기적으로 동작하는 시스템.
  17. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 방풍유리 와이퍼의 동작을 검출하기 위해 더 동작하는 시스템.
  18. 제 2항 또는 제 7항에 있어서,
    습기가 검출되고 방풍유리 와이퍼가 검출되지 않을 때, 상기 프로세싱 시스템은 방풍유리 와이퍼의 동작을 정지시키기 위해 제어신호를 발생하는 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 상기 프로세싱 시스템이 소정의 기간내에 와이퍼의 존재를 검출하지 못하는 경우, 방풍유리의 동작을 정지시키기 위해 제어신호를 발생하는 시스템.
  20. 제 2항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 표면의 이미지된 부분을 통한 와이퍼의 이동 방향에서의 다수의 고주파 성분이 표면의 이미지된 부분을 통한 와이퍼의 이동의 방향에 직교하는 방향에서의 다수의 고주파 성부보다 큰 경우를 결정함으로써 방풍유리 와이퍼의 존재를 검출하는 시스템.
  21. 제 2항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 이미지가 다른지를 결정하기 방풍유리 와이퍼의 검출후 즉시 분석한 이미지와 상기 이미지센서로부터의 이미지를 비교하는 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 상기 프로세싱 시스템이 비교된 이미지가 다르지 않다는 것을 결정하는 경우, 방풍유리 와이퍼를 작동하지 않도록 제어 신호를 발생하는 시스템.
  23. 제 1항, 제 2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    방풍유리 와이퍼를 동작할 때, 습기에 대한 상기 프로세싱 시스템의 민감도를 이용자가 조절하게 하도록 하는 이용자 인터패이스를 더 포함하는 시스템.
  24. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 6항 또는 제7항 중 어느한 한항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 상기 이미지 센서의 상이한 서브원도우로부터의 이미지를 처리하며, 이 서브원도우는 상기 이미지 센서보다 작은 시스템.
  25. 제 5항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 샘플링 기간동안 상기 이미지 센서의 서브원도우로 부터만 픽셀정보를 수신하는 시스템.
  26. 제5항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 메모리를 포함하며, 이 메모리는 상기 이미지 센서의 수신된 서브원도우와 관련된 정보를 저장하는 시스템.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 메모리는 전체 이미지 센서에 대한 픽셀정보를 저장하는데 요구되고 수신된 서브원도우에 대한 정보를 저장하기에 충분한 용량보다 작은 용량을 갖는 램덤 엑세스 메모리를 포함하는 시스템.
  28. 제5항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 이미지 센서의 전체 이미징 영역보다 작은 상기 이미지 센서의 다른 영역을 교대로 이미지하는 원도우 구성을 포함하는 시스템.
  29. 제 5항에 있어서,
    상기 광학 시스템에 의해 표면의 부분이 상기 이미지 센서에 포커스되어 표면보다 먼 거리에 있는 물체를 희미하게 하는 시스템.
  30. 제5항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 서브원도우 이미지의 공간성분을 결정하는 시스템.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 높은 공간 주파수 요소를 결정함으로써 서브원도우 이미지의 공간 요소를 결정하는 시스템.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 서브원도우의 에지를 분석함으로써 서브원도우 이미지의 공간성분을 결정하는 시스템.
  33. 제 1항내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 픽셀의 약 64로우 이하를 포함하는 시스템.
  34. 제 1항내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 픽셀의 대략 50-64로우와 칼럼을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하는 시스템.
  35. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 센서에 의해 이미지된 표면적은 1000mm2인 시스템.
  36. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 픽셀의 어레이를 포함하고 상기 이미지 센서는 이 어레이의 표면에 더 가까이 위치된 어레의의 상부에 위치한 시스템.
  37. 제1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 민감도는 높은 주위 광 상태 동안 감소되고 낮은 주위 광 상태동안 감소하는 시스템.
  38. 제 37항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 민감도는 상기 이미지 센서에서의 픽셀에 대한 통합 기간을 변경함으로써 변화하는 시스템.
  39. 제37항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 민감도는 전의 사이클에서의 이미지의 픽셀의 평균 그레이 스케일 따라 변화하는 시스템.
  40. 제 37항에 있어서,
    주변 광 측정은 픽셀의 최소 부분의 그레이 스케일 값의 기능으로 이루어지는 시스템.
  41. 제40항에 있어서,
    주변광 측정은 픽셀의 최소한의 부분의 평균 스케일 값의 기능인 시스템.
  42. 제 1항 내지 제 7항 중 어느한 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 다수의 픽셀을 갖는 낮은 해상도 이미지 어레이 센서인 시스템.
  43. 제 42항에 있어서,
    제곱 미리미터로 이미지된 영역에 대한 픽셀의 수의 비율은 거의 4:1인 시스템.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 거의 40㎛픽셀을 포함하는 시스템.
  45. 제 42항에 있어서,
    제곱미터로 이미지된 영역에 대한 .mu.m에서의 픽셀의 크기의 비는 거의 40:1인 시스템.
  46. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    와이핑 시스템과, 상기 와이핑 시스템에 대한 동작신호를 더포함하고, 이미지를 분석하는 상기 프로세싱 시스템은 표면에 대한 공간 성분을 대표하는 값을 발생하기 위해 동작신호의 발생후 택해지는 시스템.
  47. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 상기 이미지 센서로부터의 이미지를 분석하도록 동작하여 표면의 부분상의 긴 기간 공간 요소를 검출하여 이 긴 기간 성분과 습기 요소를 식별하게하는 시스템.
  48. 제 1항내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 임계치 이상의 그레이스케일을 발생하는 상기 이미지 센서에서의 픽셀을 무시하는 시스템.
  49. 제1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 상태를 검출하도록 상기 이미지센서의 다른 부분보다 더 자주 상기 이미지 센서의 하나이상의 서브윈도우를 분석하는 시스템.
  50. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 와이퍼가 표면의 부분에 걸쳐 이동 했는지를 검출하기 위해 와이퍼의 동작후 상기 이미지 센서에 선택적으로 응답하는 시스템.
  51. 제6항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 방풍유리상의 습기의 공간 주파수 요소를 결정하고 이 공간주파수 요소가 임계치 이상인 경우, 방풍유리 와이퍼를 제어하기 위해 제어 신호를 발생하며, 상기 이용자 인터패이스에 의해 이용자가 상기 임계치가 조절되어서 방풍유리 와이퍼를 동작할 때, 습기에 대한 상기 프로세싱 시스템의 민감도를 조절하는 시스템.
  52. 제 11항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 렌즈의 이미징 평면에 대한 적어도 약 10도의 각도로 경사진 시스템.
  53. 제 12항에 있어서,
    상기 조명기는 적외선 방사를 방출하는 시스템.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 주변 광 레벨을 검출하고 이 주변광 레벨이 임계치이하로 떨어지는 경우, 상기 조명기를 작동시키는 시스템.
  55. 제12항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 방풍유리의 내측상의 안개를 검출하기 위해 조명 장치를 주기적으로 작동시키는 시스템.
  56. 제17항에 있어서,
    습기기 검출되고, 방풍유리 와이퍼가 검출되지 않는 경우, 상기 프로세싱 시스템은 방풍유리 와이퍼의 동작을 정지시키기 위해 제어신호를 발생하는 시스템.
  57. 제 56항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 상기 프로세싱 시스템이 소정의 기간내에 와이퍼의 존재를 검출하지 못하는 경우, 방퓽유리 와이퍼의 동작을 정지하도록 제어신호를 발생하는 시스템.
  58. 제17항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 표면의 이미지된 부분을 통한 와이퍼 이동의 방향에 있어서의 다수의 고주파 요소가 표면의 이미지된 부분을 통한 와이퍼 이동방향에 직교하는 방향에 있어서의 다수의 고주파 요소보다 큰 경우 인지를 결정함으로써 방풍유리 와이퍼의 존재를 검출하는 시스템.
  59. 제17항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 이미지가 다른지 여부를 결정하기 위해 상기 이미지 센서로부터의 이미지를 방풍유리 와이퍼의 검출 후 즉각적으로 분석된 이미지와 비교하는 시스템.
  60. 제59항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 상기 프로세싱 시스템이 비교된 이미지가 다르지 않다고 결정되는 경우, 방풍유리 와이퍼를 동작시키지 않도록 제어신호를 발생하는 시스템.
  61. 제24항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 샘플링 기간동안 상기 이미지 센서의 서브윈도우로부터 만 픽셀 정보를 수신하는 시스템.
  62. 제24항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 메모리이며, 이 메모리는 상기 이미지 센서의 수신된 서브원도우와 관련된 픽셀정보를 기억하는 시스템.
  63. 제 62항에 있어서,
    상기 메모리는 전체 이미지 센서에 대한 픽셀 정보를 저장하기 위해 필요하고 수신된 서브윈도우에 대한 정보를 저장하기에 충분한 용량 이하의 용량을 갖는 램덤 액세스 메로리를 포함하는 시스템.
  64. 제24항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 이미지 센서의 전체 이미징 영역보다 작은 상기 이미지 센서의 다른 영역을 교대로 이미지 하기 위해 윈도우닝 구성을 포함하는 시스템.
  65. 제24항에 있어서,
    상기 광학시스템에 의해 표면의 분분이 적어도 상기 이미지 센서에 포커스되어 표면보다 먼 거리의 물체를 희미하게 하는 시스템.
  66. 제24항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 서브윈도우 이미지의 공간 합성물을 결정하는 시스템.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 높은 공간주파수 요소을 결정함으로써 서브윈도우 이미지의 공간 합성물을 결정하는 시스템.
  68. 제66항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 서브윈도의 에지를 분석함으로써 서브원도우 이미지의 공간 합성물을 결정하는 시스템.
  69. 제23항에 있어서,
    상기 처리 시스템은 방풍유리상의 습기의 공간 주파수 요소를 결정하고 공간 주파수 요소가 임계치이상인 경우 방풍유리 와이퍼를 제어하기 위해 제어신호를 발생하며, 상기 이용자 인터패이스에 의해 이용자가 이 임계치를 조절하게 함으로써 방풍유리 와이퍼을 동작할때 습기에 대한 상기 처리 시스템의 민감도를 조절하는 시스템.
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