挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统及方法与流程

本发明涉及车辆雨刮控制技术，尤其涉及的是挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统及方法。

背景技术：

现有车辆的雨刮擦拭系统一般都是通过在整个雨刮区域面上往复周期运动完成玻璃擦拭，覆盖挡风玻璃的雨刮能够运行至的所有范围。但挡风玻璃上经常因为泥泞、虫鸟粪便等污浊物落在其上的原因，造成风挡玻璃区域性遮挡问题。针对这种现象，原擦拭系统有以下技术缺点：遮挡区域与非遮挡区域不做区分处理；这样重点遮挡区域得不到快速擦拭，影响视线；在全局擦拭过程中，随着擦拭污浊物区域会被扩大，导致遮挡区域变大，更影响视野范围；另外，在非遮挡区域过多擦拭，也会造成不必要的胶条磨损。尤其对于自动驾驶应用领域，当挡风玻璃影响视频采集的区域被突然遮挡后，需要以最快速度完成擦拭，否则会影响驾驶安全性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统及方法，实现遮挡物快速擦拭，避免影响驾驶安全。

为解决上述问题，本发明提出一种挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统，包括：

图像拍摄装置，对准挡风玻璃进行实时拍摄，不断获取至少包含雨刮区域的原始图像；

遮挡区域识别模块，实时接收所述原始图像，识别所述原始图像中的遮挡区域，并定位所述遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围；所述遮挡区域识别模块内预设有将雨刮区域分割的若干分刮区域，根据坐标及区域范围选取相应分刮区域生成第一遮挡区域特征值，并生成第一分刮指令；以及

雨刮控制器，根据所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围，并根据所述第一遮挡区域特征值的变化而实时调整雨刮上下限范围；至少响应于所述第一分刮指令而控制雨刮器在雨刮上下限范围内反复擦拭。

根据本发明的一个实施例，雨刮包括主刮和副刮，雨刮区域包括主刮区域和副刮区域；所述主刮区域在主刮刮臂运动方向上等角度或不等角度地划分出若干第一分刮区域，所述副刮区域对应划分出若干与所述第一分刮区域关联的第二分刮区域。

根据本发明的一个实施例，所述遮挡区域识别模块判断所述坐标及区域范围落于主刮区域和/或副刮区域，而选取对应的第一分刮区域和/或第二分刮区域及对应的区域范围生成所述第一遮挡区域特征值。

根据本发明的一个实施例，所述雨刮控制器解析所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围时，若仅落在主刮区域或副刮区域，则根据所述第一分刮区域或第二分刮区域及对应的区域范围控制主刮或副刮擦拭的区域上下限范围；若同时落在主刮区域和副刮区域，则先根据所述第二分刮区域及区域范围确定其对应关联的第一分刮区域及对应的区域范围，根据先确定的第一分刮区域及对应的区域范围、和关联确定的第一分刮区域及对应的区域范围确定主刮擦拭的区域上下限范围，并控制副刮在对应关联范围内联动擦拭。

根据本发明的一个实施例，还包括遮挡区域设定模块，通过外部输入指令定位遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围；所述遮挡区域设定模块内预设有所述将雨刮区域分割的若干分刮区域，根据坐标及区域范围选取相应分刮区域生成第二遮挡区域特征值，并生成第二分刮指令。

根据本发明的一个实施例，所述雨刮控制器包括：

激活判断模块，响应于所述第一分刮指令和/或第二分刮指令而产生激活信号，所述第二分刮指令的响应优先级高于所述第一分刮指令；

目标区域计算模块，响应于所述激活信号而根据所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围，且所述雨刮上下限范围随所述第一遮挡区域特征值的变化而实时变化；

擦拭执行控制模块，根据所述雨刮在所述雨刮上下限范围内进行反复擦拭，直至所述第一遮挡区域特征值变为无效或反复执行次数大于设定值。

根据本发明的一个实施例，所述擦拭执行控制模块在结束反复擦拭控制模式后，切换至补充刮水控制模式，控制所述雨刮先运行至雨刮区域上反转点，再运行至下反转点或停靠位。

根据本发明的一个实施例，还包括洗涤控制器及设置在雨刮上的向上喷嘴和向下喷嘴；所述洗涤控制器根据车速变化而控制所述向上喷嘴和向下喷嘴切换工作，在车速超过设定速度时，启动所述向上喷嘴喷水，而在车速不超过设定速度时，启动所述向下喷嘴喷水。

本发明还提供一种挡风玻璃遮挡区域擦拭控制方法，包括以下步骤：

s1，不断获取对准挡风玻璃进行实时拍摄的至少包含雨刮区域的原始图像；

s2，将雨刮区域分割成若干分刮区域；

s3，识别所述原始图像中的遮挡区域，并定位所述遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围，根据坐标及区域范围选取相应分刮区域生成第一遮挡区域特征值，并生成第一分刮指令；

s4，根据所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围，并根据所述第一遮挡区域特征值的变化而实时调整雨刮上下限范围，至少响应于所述第一分刮指令而控制雨刮器在雨刮上下限范围内反复擦拭。

根据本发明的一个实施例，所述雨刮包括主刮和副刮，雨刮区域包括主刮区域和副刮区域；

所述步骤s2中，所述主刮区域在主刮刮臂运动方向上等角度或不等角度地划分出若干第一分刮区域，所述副刮区域对应划分出若干与所述第一分刮区域关联的第二分刮区域；

所述步骤s3中，判断所述坐标及区域范围落于主刮区域和/或副刮区域，而选取对应的第一分刮区域和/或第二分刮区域及对应的区域范围生成所述第一遮挡区域特征值；

所述步骤s4中，解析所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围时，若仅落在主刮区域或副刮区域，则根据所述第一分刮区域或第二分刮区域及对应的区域范围控制主刮或副刮擦拭的区域上下限范围；若同时落在主刮区域和副刮区域，则先根据所述第二分刮区域及区域范围确定其对应关联的第一分刮区域及对应的区域范围，根据先确定的第一分刮区域及对应的区域范围、和关联确定的第一分刮区域及对应的区域范围确定主刮擦拭的区域上下限范围，并控制副刮在对应关联范围内联动擦拭。

根据本发明的一个实施例，所述步骤s3中，还通过外部输入指令定位遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围，根据坐标及区域范围选取相应分刮区域生成第二遮挡区域特征值，并生成第二分刮指令。

根据本发明的一个实施例，所述步骤s4包括以下步骤：

s41，响应于所述第一分刮指令和/或第二分刮指令而产生激活信号，所述第二分刮指令的响应优先级高于所述第一分刮指令；

s41，响应于所述激活信号而根据所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围，且所述雨刮上下限范围随所述第一遮挡区域特征值的变化而实时变化；

s41，根据所述雨刮在所述雨刮上下限范围内进行反复擦拭，直至所述第一遮挡区域特征值变为无效或反复执行次数大于设定值。

根据本发明的一个实施例，所述雨刮上设置有向上喷嘴和向下喷嘴；

所述步骤s4中，还根据车速变化而控制所述向上喷嘴和向下喷嘴切换工作，在车速超过设定速度时，启动所述向上喷嘴喷水，而在车速不超过设定速度时，启动所述向下喷嘴喷水。

采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：

在挡风玻璃上出现遮挡物时，改变了现有的全范围刮水模式，将雨刮区域细分成若干个分刮区域，通过遮挡区域在图像中的坐标及区域范围定位选取分刮区域，控制雨刮仅需在遮挡区域所在的分刮区域范围内运行即可，降低功耗、磨损等，更由于运行范围的缩小而加快了遮挡物的擦拭，使得视野能够尽快恢复，避免影响驾驶安全；同时，由于遮挡区域在刮擦过程中会发生变化，通过不断实时地图像获取、识别发现变化的遮挡区域，根据第一遮挡区域特征值的相应变化而调整雨刮上下限范围，使得擦拭的范围更准确，避免遮挡物扩散后的漏擦或遮挡物缩小后的无关范围的擦拭。

附图说明

图1为本发明一实施例的挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统的结构框图；

图2为本发明一实施例的具有遮挡区域的挡风玻璃的图像示意图；

图3为本发明一实施例的挡风玻璃分刮区域划分的图像示意图；

图4为本发明一实施例的挡风玻璃遮挡区域擦拭控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1，在一个实施例中，挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统包括：图像拍摄装置1，遮挡区域识别模块4，雨刮控制器5。当然，为了各个模块装置间的信号数据交换，可以在中间设置通信模块2，可以采用bcm(bodycontrolmodule，车身控制模块)，作为整个系统的通讯中介。图像拍摄装置1，遮挡区域识别模块4，雨刮控制器5均与通信模块2连接。

图像拍摄装置1对准挡风玻璃进行实时拍摄，不断获取至少包含雨刮区域的原始图像。图像拍摄装置1可以对焦在挡风玻璃上，拍摄清晰的挡风玻璃图像及其上的遮挡物。图像拍摄装置1可以是单镜头，也可以是双目镜头。在双目镜头下拍摄的图像具有深度信息，有利于进行图像处理，判断位于雨刮区域中的遮挡区域位于图像中的位置。图像拍摄装置1可以安装在车内，也可以安装固定在车外。

遮挡区域识别模块4实时接收图像拍摄装置1拍摄的原始图像，识别原始图像中的遮挡区域，并定位遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围。通过现有的图像识别技术便可识别出图像中的遮挡区域，因而在此不再赘述。在识别出原始图像中的遮挡区域后，可以根据遮挡区域的上下左右的最外端像素点在图像中的位置来确定遮挡区域在原始图像中的坐标及遮挡区域的范围大小。

参看图2，遮挡区域识别模块4内预设有将雨刮区域分割的n个分刮区域，n为大于1的整数，分刮优选是将雨刮整个刮角范围等角度划分，分刮区域分的越细，可定位擦拭的范围更精准，当然也不可能无限细，优选的是划分出几十个分刮区域，例如是50个，那么每个区域的角度范围为最大刮角范围/n。遮挡区域识别模块4根据定位的遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围，选取相应一个或几个分刮区域，生成第一遮挡区域特征值，并生成第一分刮指令，选取的分刮区域能够正好将遮挡区域覆盖即可，当然也可以选取更多个的分刮区域。

由于第一遮挡区域值中包含了分刮区域的信息，雨刮控制器根据第一遮挡区域特征值可以确定雨刮上下限范围，例如在图2中，upthd_old为全范围刮水模式的上反转点；lwthd_old为全范围刮水模式的下反转点；upthd_new为涉及遮挡区域的分刮区域上限值；lwthd_new为涉及到遮挡区域的分刮区域下限值；雨刮上下限范围在upthd_new和lwthd_new之间。遮挡区域在分刮区域20、21、22内，因而雨刮上下限范围为分刮区域20的上限值和分刮区域22的下限值。

在雨刮运行过程中，遮挡区域会随刮水的进行而扩大范围或缩小范围，识别出的原始图像中的遮挡区域的坐标及其区域范围会实时相应变化，因而第一遮挡区域特征值也会相应变化，雨刮控制器5根据第一遮挡区域特征值的变化而实时调整雨刮上下限范围，例如遮挡区域的区域范围扩大时，雨刮上下限范围实时调整至相应范围。

雨刮控制器5至少响应于第一分刮指令而控制雨刮器在雨刮上下限范围内反复擦拭，也就是在upthd_new和lwthd_new之间往返擦拭。雨刮控制器5可以控制雨刮电机6运转，从而雨刮电机6带动雨刮器运行。

在挡风玻璃上出现遮挡物时，改变了现有的全范围刮水模式，将雨刮区域细分成若干个分刮区域，通过遮挡区域在图像中的坐标及区域范围定位选取分刮区域，控制雨刮仅需在遮挡区域所在的分刮区域范围内运行即可，降低功耗、磨损等，更由于运行范围的缩小而加快了遮挡物的擦拭，使得视野能够尽快恢复，避免影响驾驶安全；同时，由于遮挡区域在刮擦过程中会发生变化，通过不断实时地图像获取、识别发现变化的遮挡区域，根据第一遮挡区域特征值的相应变化而调整雨刮上下限范围，使得擦拭的范围更准确，避免遮挡物扩散后的漏擦或遮挡物缩小后的无关范围的擦拭。

在一个实施例中，雨刮可以包括主刮和副刮，主刮和副刮通常是联动的，因而当主刮运行到一位置处时，副刮会运行到对应的一位置处。参看图3，雨刮区域包括主刮区域和副刮区域。主刮区域在主刮刮臂运动方向上等角度或不等角度地划分出若干第一分刮区域，也就是将整个刮角范围等角度或不等角度地划分出若干第一分刮区域，由于主刮和副刮是联动的，因而在第一分刮区域确定之后，副刮区域对应的第二分刮区域也就一并确定了，换言之，副刮区域对应划分出若干与第一分刮区域关联的第二分刮区域。

当然，本发明实施例的挡风玻璃上的雨刮也不限于联动的主刮和副刮，也可以是单刮的情况。

进一步的，遮挡区域识别模块4在识别定位遮挡区域后，判断遮挡区域的坐标及区域范围具体是落于主刮区域、或是副刮区域、或是主刮区域和副刮区域，而选取对应的第一分刮区域及对应的区域范围、第二分刮区域及对应的区域范围、第一分刮区域和第二分刮区域及对应的区域范围生成第一遮挡区域特征值。

第一遮挡区域特征值可以直接包含分刮区域及对应区域范围这些数据，或者，可以是由分刮区域及对应区域范围转换成的数据信息。

具体的，遮挡区域识别模块4经过判断，若仅落在主刮区域，则根据第一分刮区域及区域范围生成第一遮挡区域特征值，若仅落在副刮区域，则根据第二分刮区域及区域范围生成第一遮挡区域特征值，若同时落在主刮区域和副刮区域，则根据第一分刮区域、第二分刮区域及两者区域范围生成第一遮挡区域特征值。在本实施例中，若干个第一分刮区域可以是分立的，此时，雨刮必然会经过中间间隔的第一分刮区域，对于第二分刮区域来说也是如此。

更进一步的，雨刮控制器5解析第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围时，若仅落在主刮区域或副刮区域，则根据第一分刮区域或第二分刮区域及对应的区域范围控制主刮或副刮擦拭的区域上下限范围；若同时落在主刮区域和副刮区域，则先根据第二分刮区域及区域范围确定其对应关联的第一分刮区域及对应的区域范围，根据先确定的第一分刮区域及对应的区域范围、和关联确定的第一分刮区域及对应的区域范围确定主刮擦拭的区域上下限范围，并控制副刮在对应关联范围内联动擦拭。

由于本实施例的主刮和副刮是联动的，因而主刮在一定区域内运行时，副刮也会在相应的区域范围内运行，此时，通过将副刮需要刮过的区域转换到关联的主刮需要刮过的区域上，再结合主刮本身具有待刮过的区域，将两者叠加起来便可实现主刮和副刮共同刮过遮挡区域，实现针对遮挡物区域的擦拭。当然，在主刮区域和副刮区域上都有遮挡物时，也可以控制进行全范围刮水。

在一个实施例中，继续参看图1，挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统还可以包括遮挡区域设定模块3，可以通过人工输入外部输入指令，来指定遮挡区域的坐标及区域范围。换言之，遮挡区域设定模块3通过外部输入指令定位遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围。遮挡区域设定模块3内预设有将雨刮区域分割的若干分刮区域，根据坐标及区域范围选取相应分刮区域生成第二遮挡区域特征值，并生成第二分刮指令。

在本实施例中，遮挡区域设定模块3带有可操作的显示装置，例如可以是液晶屏，可以在屏幕上显示原始图像，同时可以通过触摸屏幕来输入外部输入指令，从而可以点选遮挡区域的范围，从而确定第二遮挡区域特征值。

遮挡区域自动识别和遮挡区域人工设定，两者可以都被执行，保证雨刮刮过区域的准确性，也可以单独仅执行其中的一个。遮挡区域设定模块3也可以与通信模块2连接，通过通信模块2实现与图像拍摄装置1及雨刷控制器5等的数据交换。

通过遮挡区域设定模块3可实现人工设定选取遮挡区域，可以对自动识别不出的遮挡区域进行捡漏来控制擦拭，也可以与自动识别遮挡区域配合共同控制擦拭，使得擦拭区域更准确，擦拭更完全。

在一个实施例中，雨刮控制器5可以包括：激活判断模块，目标区域计算模块，擦拭执行控制模块。激活判断模块响应于第一分刮指令和/或第二分刮指令而产生激活信号，第二分刮指令的响应优先级高于第一分刮指令。目标区域计算模块响应于激活信号而根据第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围，且雨刮上下限范围随第一遮挡区域特征值的变化而实时变化。擦拭执行控制模块根据雨刮在雨刮上下限范围内进行反复擦拭，直至第一遮挡区域特征值变为无效或反复执行次数大于设定值。

也就是说，当满足以下条件之一后，激活遮挡区域擦拭功能：(1)来自遮挡区域识别模块的功能激活请求(第一分刮指令)；(2)来自遮挡区域设定模块的功能激活请求(第二分刮指令)。第二分刮指令的响应优先级高于第一分刮指令，因而，当两个指令同时接收到时，雨刮控制器5首先响应于第二分刮指令，执行相应设定步骤之后，再相应第一分刮指令。

当雨刮控制器5识别出人工设置的第二分刮指令后，首先按人工设定的区域设定雨刮上下范围，控制雨刮在相应范围内执行一定次数。由于识别区域会根据实际刮水的效果而持续更新，因而接着根据第一分刮指令再设置雨刮上下范围，控制雨刮在相应范围内执行，每次刮水周期都会更新目标区域范围并继续执行，直至擦拭干净或擦拭到预设次数。当然，在根据第一分刮指令擦拭的过程中，可以插入人工设定来控制擦拭，也就是保持可以对第二分刮指令响应的状态。

直到擦拭干净后，功能激活请求标志置0，则终止此功能，进入补充刮水；或者区域擦拭功能执行次数大于预设次数后，例如10次，进入补充刮水。换言之，擦拭执行控制模块在结束反复擦拭控制模式后，切换至补充刮水控制模式，控制雨刮先运行至雨刮区域上反转点，再运行至下反转点或停靠位。

在一个实施例中，挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统还可以包括洗涤控制器及设置在雨刮上的向上喷嘴和向下喷嘴。洗涤控制器根据车速变化而控制向上喷嘴和向下喷嘴切换工作，在车速超过设定速度时，启动向上喷嘴喷水，而在车速不超过设定速度时，启动所述向下喷嘴喷水。

继续参看图1，洗涤控制器7可以与通信模块2连接，从而与其他模块之间协调通信。洗涤控制器7可以控制洗涤电机8运转，洗涤电机8运转可以使得喷嘴喷水。

喷水刮臂一体式设计，且在雨刮刮臂上、下均有喷嘴，则喷水的控制需要考虑车速、雨刮位置等因素。如果车速较高，喷出的洗涤液由于风力作用会沿玻璃面向上运行，此时启动朝向下方的喷嘴，在雨刮向下运动过程中全程或部分位置区间启动喷水。如果车速较低，喷出的洗涤液由于重力的主要作用会沿玻璃满向下运行，此时启动朝向上方的喷嘴，在雨刮向上运动过程中全程或部位位置区间启动喷水。使得洗涤液能够与风力作用、重力作用抗衡，流动更均匀，擦拭更干净。

参看图4，本发明还提供一种挡风玻璃遮挡区域擦拭控制方法，包括以下步骤：

s1，不断获取对准挡风玻璃进行实时拍摄的至少包含雨刮区域的原始图像；

s2，将雨刮区域分割成若干分刮区域；

s3，识别所述原始图像中的遮挡区域，并定位所述遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围，根据坐标及区域范围选取相应分刮区域生成第一遮挡区域特征值，并生成第一分刮指令；

s4，根据所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围，并根据所述第一遮挡区域特征值的变化而实时调整雨刮上下限范围，至少响应于所述第一分刮指令而控制雨刮器在雨刮上下限范围内反复擦拭。

根据本发明的一个实施例，所述雨刮包括主刮和副刮，雨刮区域包括主刮区域和副刮区域；

所述步骤s2中，所述主刮区域在主刮刮臂运动方向上等角度或不等角度地划分出若干第一分刮区域，所述副刮区域对应划分出若干与所述第一分刮区域关联的第二分刮区域；

所述步骤s3中，判断所述坐标及区域范围落于主刮区域和/或副刮区域，而选取对应的第一分刮区域和/或第二分刮区域及对应的区域范围生成所述第一遮挡区域特征值；

所述步骤s4中，解析所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围时，若仅落在主刮区域或副刮区域，则根据所述第一分刮区域或第二分刮区域及对应的区域范围控制主刮或副刮擦拭的区域上下限范围；若同时落在主刮区域和副刮区域，则先根据所述第二分刮区域及区域范围确定其对应关联的第一分刮区域及对应的区域范围，根据先确定的第一分刮区域及对应的区域范围、和关联确定的第一分刮区域及对应的区域范围确定主刮擦拭的区域上下限范围，并控制副刮在对应关联范围内联动擦拭。

根据本发明的一个实施例，所述步骤s3中，还通过外部输入指令定位遮挡区域在原始图像中的坐标及区域范围，根据坐标及区域范围选取相应分刮区域生成第二遮挡区域特征值，并生成第二分刮指令。

根据本发明的一个实施例，所述步骤s4包括以下步骤：

s41，响应于所述第一分刮指令和/或第二分刮指令而产生激活信号，所述第二分刮指令的响应优先级高于所述第一分刮指令；

s41，响应于所述激活信号而根据所述第一遮挡区域特征值确定雨刮上下限范围，且所述雨刮上下限范围随所述第一遮挡区域特征值的变化而实时变化；

s41，根据所述雨刮在所述雨刮上下限范围内进行反复擦拭，直至所述第一遮挡区域特征值变为无效或反复执行次数大于设定值。

根据本发明的一个实施例，所述雨刮上设置有向上喷嘴和向下喷嘴；

所述步骤s4中，还根据车速变化而控制所述向上喷嘴和向下喷嘴切换工作，在车速超过设定速度时，启动所述向上喷嘴喷水，而在车速不超过设定速度时，启动所述向下喷嘴喷水。

关于本发明实施例的挡风玻璃遮挡区域擦拭控制方法的具体内容可以参看前述实施例中挡风玻璃遮挡区域擦拭控制系统部分的描述内容，在此不再赘述。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。