车辆的自动相机清洗的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种使用来自车辆清洗系统的清洗液去除车辆相机镜头上的碎屑的系统。该系统分析所捕捉的影像并确定该影像是否被碎屑遮挡。如果该影像被认定为受到遮挡，则该系统采用液体自动喷淋相机镜头来去除碎屑。该系统包括通过将影像与参考影像进行比较来确定障碍物的方法。该系统包括通过分析该影像的参考区内的相对运动来确定障碍物的方法。该系统还防止由于错误的障碍物指示或在喷淋几次后未脱离的碎屑而导致的清洗液的排出。
【专利说明】车辆的自动相机清洗
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆相机镜头的清洗系统，且更具体地，涉及一种用于将清洗液喷淋在相机镜头上的自动系统。
【背景技术】
[0002]后向视觉系统已用于车辆，以在倒车时提供车辆后方环境的影像。这种后视影像可显示在车厢内的监控器上。所显示的影像可以用以在倒车的同时辅助驾驶员察看车辆后方的物体。相机镜头通常位于车辆外部且易于变脏，这样会导致影像被遮挡或不如理想影像清晰。
[0003]前向视觉系统能够提供车辆前方环境的影像。与后视影像极为相似，前视影像可显示在车厢内的监控器上。于是，所显示的影像能够用以在向前驾驶时辅助驾驶员察看车辆前方的物体。与后向相机类似，前向相机同样易于变脏而导致影像受到遮挡。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一方面提供了一种用于车载相机的自动喷淋系统。自动喷淋系统具有设置在车辆上的相机，该相机捕捉实时影像并将该影像发送至控制器。控制器接收影像并确定实时影像是否受到遮挡。如果确定实时影像受到遮挡，则控制器致动泵来喷淋相机。然后，该泵将清洗液从清洗系统输送至相机的相机镜头以试图去除遮挡物。
[0005]本发明提供了一种用于车载相机的自动喷淋系统，包括:相机，设置在车辆上并产生影像；泵，输送来自清洗系统的液体以喷淋相机；以及控制器，与相机和泵可操作性地关联以分析影像并在影像受到遮挡时致动泵。
[0006]优选地，相机设置在车辆上，使得在影像中能够捕捉到外部车辆部件的一部分。
[0007]优选地，外部车辆部件包括保险杠、前饰板部件、扰流板、格栅、挡泥板和发动机罩中的至少一种。
[0008]优选地，控制器通过将在影像中捕捉到的外部车辆部件的一部分与外部车辆部件的参考影像进行比较来确定相机是否受到遮挡。
[0009]优选地，在影像中捕捉到的外部车辆部件的一部分提供横跨影像的至少一部分的参考线，且控制器在参考线受影响时确定影像受到遮挡。
[0010]优选地，相机设置在格栅上，使得覆盖保险杠的前饰板的一部分能够被捕捉在影像中。
[0011]优选地，在影像中捕捉到的覆盖保险杠的一部分的前饰板的一部分提供了横跨影像的一部分的参考线，且控制器在参考线受影响时确定影像受到遮挡。
[0012]优选地，控制器通过评估影像的参考区中的相对运动来确定影像是否被遮挡，且控制器在影像的一定比例的参考区并未显示相对运动时确定影像受到遮挡。
[0013]优选地，影像的参考区在垂直方向上由上边界和下边界限定。
[0014]优选地，控制器从车辆总线获得车速并参考车速确定影像中的相对运动。
[0015]优选地，控制器在控制器致动泵来喷淋相机时增加相机喷淋计数。
[0016]优选地，控制器在相机喷淋计数小于3时致动泵来喷淋相机。
[0017]优选地，相机喷淋计数在车辆启动时清零。
[0018]优选地,相机喷淋计数在发出于车辆内显示影像的请求时清零。
[0019]根据本发明的另一方面提供了一种操作处理单元以利用清洗液自动喷淋车辆相机镜头的方法。处理单元接收相机影像。处理单元对相机影像进行数字分析以确定相机影像是否受到遮挡或影响。如果确定相机影像受到遮挡或影响，则处理单元发出喷淋车辆相机镜头的信号。
[0020]本发明提供了一种操作处理单元以利用液体自动喷淋车辆相机镜头的方法，包括:接收相机影像；对相机影像进行数字分析以确定相机影像是否受到遮挡；以及如果确定相机影像受到遮挡，则发送信号来喷淋车辆相机镜头。
[0021]优选地，还包括:当发送信号来喷淋车辆相机镜头时递增喷淋计数。
[0022]优选地，当喷淋计数小于3时，执行进行数字分析的步骤。
[0023]优选地，还包括:如果相机影像确定未受到遮挡则将喷淋计数重置为O。
[0024]优选地，执行数字分析的步骤包括:将外部车辆部件的影像与外部车辆部件的参考影像进行比较。
[0025]优选地，执行数字分析的步骤包括:通过车速比较影像的参考区中的相对运动，并且如果影像的一定比例的参考区并未显示出关于车速的相对运动，则确定相机影像受到遮挡。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是具有设置在车辆的格栅上的前向相机的车辆的立体图。
[0027]图2是沿图1中的线2-2截取的图形的一部分的示意图。
[0028]图3是自动相机清洗系统中所使用部件之间的相互作用的示意图。
[0029]图4是图1中4所示的具有前向相机的车辆格栅的局部视图。
[0030]图5是前向相机的影像的视图。
[0031]图6是前向相机的另一视图。
[0032]图7是自动清洗相机镜头的处理单元的逻辑流程图。
[0033]图8是自动清洗相机镜头的处理单元的另一逻辑流程图。
【具体实施方式】
[0034]本发明的具体实施例按要求在此公开，然而，应当理解，在此公开的实施例仅为本发明的示例，其能够以各种替代方式实施。附图不一定是具体设计；可对一些图表放大或缩小以显示功能概况。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应视为限定，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式应用本发明的代表性基础。
[0035]图1示出了车辆10，车辆10的格栅14上设置有相机12。在本实例中，相机12指向前方并能够捕捉车辆10的前方环境的影像18 (参照图5和图6)。影像18可显示在车厢内的显示屏20上(参照图3)并辅助驾驶员察看车辆路线中的物体。由相机12产生的影像18可为实时影像或静态影像。
[0036]车厢内显示的前视影像可有益于具有高发动机罩轮廓线或可阻挡车辆正前方环境的驾驶员视野的其它几何形状的车辆。这种前视影像可能对用于休闲越野的车辆尤为有利。显示否则会被从驾驶员视野中遮挡隐去的紧邻车辆前方的环境的影像能够在穿越起伏地形时辅助选择最有利的行车路线。前视相机也可以用于障碍物检测及车道检测系统。此夕卜，相机可围绕车辆外部配置并与汽车的视觉系统联用。
[0037]图2示出了安装在车辆10的格栅14上的相机12。该相机可安装在车辆的任何其他合适的结构上，诸如前饰板、保险杠、发动机罩或车顶。相机12具有由相机视角上限24和相机视角下限26所限定的视场22。相机12能够捕捉相机视场22内的影像18。在所述实施例中，相机12定向为使得能够在视场22内捕捉到外部车辆部件30。外部车辆部件30的前缘32形成终止于近端点36的地面视野近端极限34。如果相机定向为使得无法在视场22内捕捉到外部车辆部件30，那么相机视角下限26会与地面视野近端极限34重合并终止于近端点36。相机12也可定向并聚焦为使得相机视角中心线38指向远端点40，远端点40与近端点36相隔固定的水平距离42。
[0038]外部车辆部件30被示出为邻近和/或覆盖前保险杠48的一部分的前饰板部件46。相机12也可以以不同定向和方向设置在车辆10上，其中，地面视野近端极限34可由其它外部车辆部件30提供或由诸如保险杠、扰流板、挡泥板、车门、发动机罩、行李箱、后窗口或后栏板的部分外部车辆部件30提供。可在视场22内捕捉到多个外部车辆部件30，并可在整个视场22内提供不同的地面视野近端极限34。地面视野近端极限34也可由相机视角下限26和整个视场22内的地面视野近端极限34共同提供。
[0039]图3不出了具有邻近喷嘴56的出口 54设置的相机镜头52的相机12。喷嘴56通过第一流体输送管60流体连接至泵58。泵58转而通过第二流体输送管64与挡风玻璃清洗系统62流体连通。泵58可无需第一流体输送管60而直接连接至喷嘴56。泵58也可为与挡风玻璃清洗系统62中所使用泵相同的泵或无需第二流体输送管64而设置在挡风玻璃清洗系统62中的储液器的内部。可选地，泵58可连接至单独专用的储液器(未示出)，而非整合到车辆的挡风玻璃清洗系统62中。
[0040]挡风玻璃清洗系统62盛装清洗液66，且泵58被致动以从挡风玻璃清洗系统62中抽吸清洗液66并将其输送至喷嘴56。喷嘴56转而构造成将清洗液66导向至相机12的相机镜头52。泵58和喷嘴56可构造成联用来输送力和覆盖范围均合适的喷雾以清洗相机镜头52。
[0041]驾驶员可使用设置在车厢内的相机清洗按钮、开关或类似控件(未示出)来致动泵58。也可通过与相机12和泵58可操作性关联的控制器68或处理单元来致动泵58。控制器可将影像请求信号72发送至相机12并接收由相机12返回的影像信号74a。针对相机12，该系统还可构造成无需影像请求信号72而向控制器68传输恒定的影像信号74a。控制器68对相机影像执行数字分析以确定影像是否被遮挡。如果确定影像被遮挡，则控制器68发送泵致动信号76以致动泵并喷淋相机镜头52。
[0042]相机12可同时将影像信号74b发送至设置在车辆内的视频画面显示器20，或者控制器68可将影像信号74c发送至视频画面显示器20。影像请求信号72和影像信号74a、74b,74c可通过采用收发器进行无线发送和接收，或通过部件之间的硬件连接进行发送和接收。相机12还可设计成广播影像信号74，该信号可由能够将其调谐为广播信号的任何设备接收。
[0043]自动喷淋系统可使用挡风玻璃清洗系统62中的液体66，如此会取走用于清洗挡风玻璃或其他目的的液体66。为尽量减少这种担忧，控制器可与挡风玻璃清洗系统62通信并接收液位信号78。控制器68可编程为仅在液体66的剩余量高于挡风玻璃清洗系统62内的设定液位时发送泵致动信号76。此外，控制器68和/或泵58可构造成以诸如一秒的控制时间致动喷嘴56。
[0044]如果喷淋系统不能将镜头上的障碍物清洗干净，则为防止该系统不必要地消耗清洗液供应，控制器68可构造成在单个致动时序中进行有限/最多η次喷淋，然后停止喷淋。这可例如通过将控制器68构造成当发送泵致动信号76时对喷淋计数增加I来实现。于是，该控制器可以累计喷淋计数且仅在喷淋计数小于η+1时发送泵致动信号76。例如，如果η设置为2，则自动喷淋系统在单次时序期间将只对相机镜头52喷淋两次，然后停止以避免浪费更多的液体。
[0045]图4示出了设置在相机12下方的格栅14上的喷嘴56。喷嘴56的出口 54朝上以喷淋相机镜头52。在具有部分阻挡发动机罩轮廓线的车辆的前视影像实施例中，相机所提供的最有益于驾驶员的环境区域位于地面视野近端极限34和相机视角中心线38之间(参照图2)。喷嘴出口 54可指向相机镜头52的下部区域，以更加集中地喷淋该区域并提供更高效的系统。可选地，喷嘴56可从顶部或各侧部设置在相机镜头52之上和/或其侧部，所选择的位置针对其预期应用提供更好的清洗效率。
[0046]图5是车辆10的前方环境的影像18的实例，其中，障碍物82阻挡了影像18的一部分。障碍物82可由相机镜头52上的污垢或碎屑引起且可阻挡诸如右侧行车路线84a的一部分视野。控制器68可使用外部车辆部件30的参考影像并比较影像18和参考影像以寻求差异。所示的外部车辆部件30提供了横跨影像18的参考线86。控制器68对影像18进行分析并识别出参考线86的影响。本文所使用的术语“影响”旨在包括对影像的任何中断、遮蔽或其他干扰。如果确定参考线86受到影响，则控制器68可发送泵致动信号76来喷淋相机镜头52并去除引起视野受阻的碎屑。
[0047]在示图中，参考线86由横跨影像18的整个宽度的前饰板部件46的大致直线前缘32提供。然而，可使用相机12的视场内的外部部件46或其多个部分的任意组合和形状。外部部件46为相机12的视场内的固定常数且可用于在每个被分析的影像18中建立恒定轮廓。受影响的轮廓可给出相机对镜头52上的障碍物82的指示。相机12可设置在车辆10上以提供车辆的外部视野并捕捉外部车辆部件30来建立用于分析影像18的固定轮廓。控制器68可转而分析影像18并在图像18的多个部分相较于参考影像的固定参数受影响时致动泵。
[0048]图6是车辆10的前方环境的实时影像18的实例，其中，障碍物82阻挡了实时影像18的一部分。在该实例中，障碍物82阻挡了左行车路线84b的部分视野。控制器68可分析实时影像18的相对运动。由于在实时影像18中外部车辆部件30、远距离物体和天空之间显示出很小或无相对运动，所以控制器可分析实时影像18的参考区88。实时影像18可被划分为如虚线90所示的像素网格。虚线90示出为等距正方形，但相机镜头52的曲率可围绕实时影像18提供不同尺寸的弯曲像素。所要分析的实时影像18的参考区可在垂直方向上由上边界92和下边界94界定，以提供预期能够显示最大相对运动的参考区。上边界92也可设定在相机视角中心线38 (参照图2)处。下边界94也可以由外部车辆部件30限定。
[0049]当车辆10移动时，参考区88中的像素90将示出从一个邻近像素到下一个像素的相对运动(相对于前向车辆运动向下，如箭头98所示)。然而，参考区88中出现障碍物82的像素90将不会示出从一个邻近像素到下一个像素的相对运动(由“X” 96所示)。如果一定比例的参考区88没有显示出相对运动，则控制器68可致动泵58来喷淋相机镜头52。启动喷淋的参考区88的阈值比例可针对车辆进行优化并可设定为10%或大约10%。控制器68可与车辆总线(未示出)通信以获取车速，从而提高相对运动分析的准确性。如果车辆未移动或以极低速率移动，则将降低从一个邻近像素到下一个像素的相对运动，这可能导致对障碍物的错误指示，并因此可能无法确保泵致动信号。
[0050]图7是操作处理单元以利用液体自动喷淋车辆相机镜头的方法。在步骤102中致动该相机以启动逻辑顺序。该相机可通过驾驶员致动车厢内的控件来致动。如步骤104所示，相机致动将喷淋计数重置为O。指示循环工况开始的事件(诸如点火启动)也可以用于将喷淋计数重置为O。在步骤106中，将来自相机的影像与参考影像进行比较以确定是否存在障碍物。在步骤108中，如果影像比较指示并无障碍物，则该影像被认定为没有障碍物，然后处理单元可返回至步骤106。在一个实施例中，步骤110可用以在确定相机影像未被遮挡时将喷淋计数重置为O。
[0051]在步骤108中，如果确定影像受到影响，那么该影像可能被遮挡，然后处理程序移至步骤112。步骤112核对喷淋计数，并且如果喷淋计数已为两次，那么如步骤114中所示，处理单元发送指示相机镜头被遮挡的信号。步骤112防止处理单元继续喷淋出现错误遮挡指示或具有不能通过喷淋液体去除的碎屑的相机镜头。在步骤112中，如果喷淋计数小于3，那么逻辑顺序移至步骤116。在步骤116中，处理单元如步骤116所示向泵发送信号来喷淋相机镜头。在步骤118中，处理单元增加喷淋计数，然后返回至步骤106以继续分析。
[0052]图8是操作处理单元以利用液体自动喷淋车辆相机镜头的另一种方法。在步骤122中致动相机以启动逻辑顺序。步骤124将喷淋计数重置为O。步骤126保持逻辑顺序直到车辆开始移动。如果车辆尚未开始移动就注意到影像中存在障碍物，那么驾驶员可手动致动该系统来喷淋相机镜头。一旦车辆开始移动，则逻辑顺序移至步骤128，且处理单元分析参考区的相对运动。在步骤130中，如果在参考区检测到的相对移动大于参考区的阈值比例，那么相机镜头52被认定为干净。在步骤132中，将喷淋计数重置为O且逻辑顺序返回至步骤126以继续分析。
[0053]在步骤130中，如果在参考区中大于阈值比例的一部分内并未检测到移动，则可认定实时影像受到遮挡。阈值可针对每种系统和每次应用进行优化。有效的阈值可以高达90%。在步骤134中，检查喷淋计数。如果喷淋计数为2，那么逻辑顺序移至步骤136并向驾驶员显示指示相机镜头受到遮挡的信息。该方法从方框136循环回到方框126而不会进一步致动喷嘴直到通过诸如手动清洁镜头的操作重置计数器。如果喷淋计数不是2，则逻辑顺序移至步骤138，此时，处理单元向泵发送信号来喷淋相机镜头。在步骤140中，喷淋计数增加1，且逻辑顺序返回至步骤126以继续分析。
[0054]尽管上文描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。相反，本说明书里的词语仅仅是描述性词语而非限制性词语，并且应当理解，可进行多种变化而不背离本发明的精神和范围。可将不同可执行实施例的特征组合在一起来形成所公开概念的其他实施例。
【权利要求】
1.一种用于车载相机的自动喷淋系统，包括: 相机，设置在车辆上并产生影像； 泵，输送来自清洗系统的液体以喷淋所述相机；以及 控制器，与所述相机和所述泵可操作性地关联以分析所述影像并在所述影像受到遮挡时致动所述泵。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述相机设置在车辆上，使得在所述影像中能够捕捉到外部车辆部件的一部分。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述外部车辆部件包括保险杠、前饰板部件、扰流板、格栅、挡泥板和发动机罩中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器通过将在所述影像中捕捉到的所述外部车辆部件的一部分与所述外部车辆部件的参考影像进行比较来确定所述相机是否受到遮挡。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，在所述影像中捕捉到的所述外部车辆部件的一部分提供横跨所述影像的至少一部分的参考线，且所述控制器在所述参考线受影响时确定所述影像受到遮挡。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述相机设置在格栅上，使得覆盖保险杠的前饰板的一部分能够被捕捉在所述影像中。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，在所述影像中捕捉到的覆盖所述保险杠的一部分的所述前饰板的一部分提供了横跨所述影像的一部分的参考线，且所述控制器在所述参考线受影响时确定所述影像受到遮挡。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器通过评估所述影像的参考区中的相对运动来确定所述影像是否受到遮挡，且所述控制器在所述影像的一定比例的参考区并未显示相对运动时确定所述影像受到遮挡。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述影像的参考区在垂直方向上由上边界和下边界限定。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制器从车辆总线获得车速并参考所述车速确定所述影像中的相对运动。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器在所述控制器致动所述泵来喷淋所述相机时增加相机喷淋计数。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述控制器在所述相机喷淋计数小于3时致动所述泵来喷淋所述相机。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述相机喷淋计数在车辆启动时清零。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述相机喷淋计数在发出于车辆内显示所述影像的请求时清零。
15.一种操作处理单元以利用液体自动喷淋车辆相机镜头的方法，包括: 接收相机影像； 对所述相机影像进行数字分析以确定所述相机影像是否受到遮挡；以及 如果确定所述相机影像受到遮挡，则发送信号来喷淋所述车辆相机镜头。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括:当发送所述信号来喷淋所述车辆相机镜头时递增喷淋计数。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，当所述喷淋计数小于3时，执行进行数字分析的步骤。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括:如果所述相机影像确定未受到遮挡则将所述喷淋计数重置为O。
19.根据权利要求15 所述的方法，其中，执行数字分析的步骤包括:将外部车辆部件的影像与所述外部车辆部件的参考影像进行比较。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，执行数字分析的步骤包括:通过车速比较影像的参考区中的相对运动，并且如果所述影像的一定比例的参考区并未显示出关于所述车速的相对运动，则确定所述相机影像受到遮挡。
【文档编号】B60S1/56GK104044558SQ201410090888
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】谢恩·斯奈德 申请人:福特环球技术公司