车载摄像头的清洗装置及清洗方法与流程

本发明涉及车辆技术领域，具体地涉及一种车载摄像头的清洗装置及清洗方法。

背景技术：

目前，从盲区摄像头、倒车摄像头到现在市场流行的流媒体后视摄像头，车载摄像头以其在解决视觉死角问题上优于传统物理视镜的巨大优势，得到了越来越多的应用。

但是，车载摄像头的应用也随之带来了镜头被脏污遮挡、雨雪天不清楚的问题，而这些问题在严重时很可能会导致交通意外事故。虽然摄像头表面通常具有疏油层，但疏油层不能从根本上解决摄像头表面的清洁问题。另外，由于摄像头的外置关系，大雨、泥水、雾霾等恶劣环境使得其更加不易保持清洁状态，因此车载摄像头的防污、防雾及疏水等都变得尤为重要。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种车载摄像头的清洗装置及清洗方法，以至少部分地解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车载摄像头的清洗装置，且所述车载摄像头的清洗装置包括：壳体，由圆弧部和板状部形成，且内部安装有所述车载摄像头，其中所述圆弧部具有显露出所述车载摄像头的镜头表面的开口，所述板状部安装在车体上；清洗件，相对于所述车载摄像头设置，用于在与所述镜头表面相接触时对所述镜头表面进行清洗；旋转机构，设置在所述壳体外，并具有伸入至所述壳体内的旋转轴，且所述旋转轴与所述清洗件和所述车载摄像头中的一者联动，用于带动对应的所述清洗件或所述车载摄像头发生旋转而使得所述清洗件与所述镜头表面相接触；以及控制器，用于控制所述旋转机构的旋转。

进一步的，所述车载摄像头的清洗装置还包括：挡板，设置在所述壳体的圆弧部内壳壁上，并与所述旋转轴联动，用于在所述旋转轴的带动下沿所述圆弧部内壳壁旋转，且在旋转至所述开口时能够遮挡住所述开口。

进一步的，所述车载摄像头与所述旋转轴连接以实现与所述旋转轴的联动；所述挡板通过连杆连接所述旋转轴以实现与所述旋转轴的联动；所述清洗件固定在所述圆弧部内壳壁上；其中，所述车载摄像头和所述挡板在所述旋转轴的带动下进行同步旋转。

进一步的，所述车载摄像头固定在所述壳体的板状部内壳壁上；所述清洗件叠放在所述挡板上，并与所述挡板通过同一连杆连接所述旋转轴以实现与所述旋转轴的联动。

进一步的，所述清洗件为擦拭条或清洁材料层；和/或所述旋转机构为电机，且所述电机的电机转轴作为所述旋转轴伸入至所述壳体内或所述电机的电机转轴与所述旋转轴配合安装。

进一步的，所述控制器设置有图像处理模块，且所述图像处理模块用于获取并分析所述车载摄像头拍摄的图像的质量，并根据分析结果控制所述旋转机构的旋转。

进一步的，所述清洗装置还包括设置在车辆的驾驶室内的操作开关，且所述操作开关与所述控制器电性连接，用于响应于用户操作而向所述控制器发送开关指令；所述控制器用于响应于所述开关指令来控制所述旋转机构的旋转。

进一步的，所述控制器还与车辆的组合仪表电性连接，用于获取车辆的车速信号和/或档位信号，并根据所述车速信号和/或档位信号来控制所述旋转机构的旋转。

相对于现有技术，本发明所述的车载摄像头的清洗装置具有以下优势：

(1)本发明所述的车载摄像头的清洗装置可以解决车载摄像头在雨雪等天气以及正常环境中对摄像头表面覆盖、污染从而影响摄像头拍摄，造成的对驾驶员的信息干扰、视频的录制等问题。并且，本发明所述的车载摄像头的清洗装置还设计有使摄像头隐藏的挡板，在停止对某摄像头使用后能够起到对摄像头和旋转机构的保护作用。

(2)本发明所述的车载摄像头的清洗装置具有自动控制和手动控制两种方案，可以让驾驶员能够自由选择清洗摄像头的时机。

本发明的另一目的在于提出一种车载摄像头的清洗方法，用于至少部分地解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车载摄像头的清洗方法，所述车载摄像头的清洗方法采用上述的车载摄像头的清洗装置，且包括：在接收到车辆的启动信号或档位信号时，通过所述控制器控制所述旋转机构的旋转来使得所述挡板从所述开口处移开，以及使得所述车载摄像头的镜头表面对准所述开口；判断所述车载摄像头的清洗装置是否处于自动清洗模式，若是则判断所述车载摄像头拍摄的当前图像的质量是否满足预设要求，否则判断所述车载摄像头的清洗装置是否处于手动清洗模式；在所述自动清洗模式下，当所述当前图像的质量不满足预设要求时，通过所述控制器控制所述旋转机构的旋转来执行一次清洗动作；以及在所述手动清洗模式下，使所述控制器根据接收到的开关指令来执行一次清洗动作。

进一步的，所述判断所述车载摄像头拍摄的当前图像的质量是否满足预设要求包括：识别所述当前图像的清晰度和明暗度，并将识别出的清晰度和明暗度与所述车载摄像头所拍摄的历史图像的清晰度和明暗度进行对比，若对比结果大于或等于设定阈值时，则所述当前图像的质量不满足预设要求，否则所述当前图像的质量满足预设要求。

所述车载摄像头的清洗方法与上述的车载摄像头的清洗装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1(a)及图1(b)是本发明实施方式的一种车载摄像头的清洗装置的结构示意图，其中图1(a)示出所述车载摄像头处于使用状态，图1(b)示出所述车载摄像头处于隐藏状态；

图2是本发明实施方式的清洗装置的功能结构示意图；

图3(a)及图3(b)是本发明优选实施方式的一种车载摄像头的清洗装置的结构示意图，其中图3(a)示出所述车载摄像头处于使用状态，图3(b)示出所述车载摄像头处于隐藏状态；以及

图4是本发明实施方式的一种车载摄像头的清洗方法的流程示意图。

附图标记说明：

100、车载摄像头110、壳体

111、圆弧部112、板状部

113、开口114、挡板卡槽

120、清洗件130、旋转机构

131、旋转轴132、连杆

140、控制器141、图像处理模块

150、挡板

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明实施方式中，“电性连接”用于表述两个部件之间的信号连接，例如控制信号和反馈信号，以及两个部件之间的电功率连接。另外，本发明实施例中涉及的“连接”可以是有线连接，也可以是无线连接，且涉及的“电性连接”可以是两个部件之间的直接电性连接，也可以是通过其他部件的间接电性连接。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

图1(a)及图1(b)是本发明实施方式的一种车载摄像头的清洗装置的结构示意图，其中所述摄像头可包括前视、后视、外视等多种摄像头。其中，图1(a)示出所述车载摄像头处于使用状态，图1(b)示出所述车载摄像头处于隐藏状态。

图2是本发明实施方式的清洗装置的功能结构示意图。

结合图1(a)及图1(b)及图2，本发明实施方式所述的车载摄像头的清洗装置可以包括：壳体110，由圆弧部111和板状部112形成，且内部安装有所述车载摄像头100，其中所述圆弧部111具有显露出所述车载摄像头的镜头表面的开口113，所述板状部112安装在车体上；清洗件120，相对于所述车载摄像头100设置，用于在与所述镜头表面相接触时对所述镜头表面进行清洗；旋转机构130，设置在所述壳体110外，并具有伸入至所述壳体内的旋转轴131，且所述旋转轴131与所述清洗件120和所述车载摄像头100中的一者联动，用于带动对应的所述清洗件120或所述车载摄像头100发生旋转而使得所述清洗件120与所述镜头表面相接触；以及控制器140，用于控制所述旋转机构130的旋转。

在优选的实施例中，所述的车载摄像头的清洗装置还可以包括：挡板150，设置在所述壳体110的圆弧部内壳壁上，并与所述旋转轴131联动，用于在所述旋转轴131的带动下沿所述圆弧部内壳壁旋转，且在旋转至所述开口113时能够遮挡住所述开口113。

其中，图1(a)及图1(b)对应示出的是壳体110的内部结构以及旋转机构130的俯视结构，从而控制器140以及旋转机构130中除旋转轴131之外的其他部件未在图1(a)及图1(b)中示出，可参考图2进行理解。

在本发明实施方式中，可设置车载摄像头100及挡板150随旋转轴联动，而使清洗件120固定在壳体内，从而使得到车载摄像头100的镜头表面在旋转过程中与清洗件120产生接触，以实现一次镜头清洗。

具体地，再次参考图1(a)及图1(b)，在本发明实施方式中：所述车载摄像头100与所述旋转轴131连接以实现与所述旋转轴131的联动，其中车载摄像头100的安装端可安装在旋转轴131上；所述挡板150通过连杆132连接所述旋转轴131以实现与所述旋转轴131的联动，其中连杆132一端连接在旋转轴131上，另一端连接在挡板150上；所述清洗件120固定在所述圆弧部内壳壁上，其中清洗件120的尺寸及位置可相对于车载摄像头100的镜头尺寸及最大旋转角度进行设置，以使车载摄像头100在旋转经过所述清洗件120的位置时，可以实现对镜头表面的清洗。

其中，可使得所述车载摄像头100和所述挡板150在所述旋转轴131的带动下进行同步旋转。如此，再次参考图1(a)及图1(b)，当车载摄像头100从图1(a)的使用状态旋转至图1(b)的隐藏状态时，挡板150正好可以遮挡住开口113，使得壳体110成为封闭状态，防止泥水等进入壳体110内而影响摄像头的清洁。在此，摄像头的清洗动作的旋转行程介于图1(a)的使用状态至图1(b)的隐藏状态之间，是一个往返的过程，为了保证摄像头归位及挡板移除的同步进行，还可在圆弧部111上设置挡板卡槽114进行限位，即是使挡板150到达挡板卡槽114时，摄像头的镜头表面正好从开口113中显露出来，如此能够保证摄像头每次都能准确还原到图1(a)的使用状态中示出的位置。

进一步地，所述车载摄像头100的镜头表面和所述挡板150可以运动轨迹同心但半径不同，通常是镜头表面的运动轨迹的半径小于挡板150的运动轨迹的半径，以保证挡板150可以遮挡住与镜头位置相对应的开口113。此外，本发明实施方式不限制连杆132与车载摄像头100、清洗件120相对于旋转轴131的偏角。

本发明实施方式中，所述清洗件120可以为擦拭条或清洁材料层。其中擦拭条可以是清洁布等，以用于对镜头表面进行擦拭；清洁材料层即为由清洁材料所形成的层状结构，本发明实施方式可采用任意类型的适用于清洗镜头的清洁材料，本发明实施方式对此并不进行限制。本发明实施方式的清洗件120在壳体110内贴壁展开，当摄像头上的灰尘、泥水等被清洗带走后，在一定的程度下，由于自重力和车辆的震动环境，灰尘、泥水等会从清洗件上脱离而聚集在旋转平面之下，可通过壳体与车体之间的缝隙等排出，也可设计专门的出口进行排出。

本发明实施方式中，所述旋转机构130可以为电机，且所述电机的电机转轴可以作为所述旋转轴131伸入至所述壳体110内，或者所述电机的电机转轴可以与所述旋转轴131配合安装，以带动所述旋转轴131旋转。其中，车载摄像头的旋转是否达到指定限位点可由控制器140根据电流或电机的通电时间来确定，也可以采用步进电机等直接控制旋转轴的旋转角度。在到达指定限位点时，控制器140关闭电动机的驱动输出。在清洗动作中，控制器140还可控制电机反转而使车载摄像头100归位。

本发明实施方式中，控制器140是实现摄像头清洗的控制策略的核心部件，其通过对旋转机构130(例如电机)的控制，来实现镜头的清洗、归位和隐藏。

其中，所述控制器140可采用常规微型控制器来进行配置。参考图2，在优选的实施方式中，以电机为例，出于对控制策略的考虑，可使微型控制器至少设有但不限制于4个输入端，具体如下：

1)输入端a与来自车辆点火开关的电源电性连接，使得控制器通电触发控制策略而使电机转动，带动旋转轴使车载摄像头状态从隐藏状态旋转至使用状态。进一步地，还可以使车载摄像头的使用状态在车速大于设定限速后一直保持，以保证车辆以较高速运行时，摄像头处于可用状态。其中，该电源也可用于给车载摄像头供电。

2)输入端b用于接收开关指令。

在优选的实施方式中，所述清洗装置还可以包括设置在车辆的驾驶室内的操作开关，且所述操作开关可以与所述控制器电性连接，用于响应于用户操作而向所述控制器发送开关指令，所述控制器再响应于所述开关指令来控制所述旋转机构的旋转。如此，可使控制器基于用户的手动操作来实现车载摄像头的隐藏、归位和清洗等。

其中，操作开关例如是旋转开关，而旋转开关可以是多种形式，例如是通断形式的按钮、旋钮以及车载语音交互控制器、手势控制器等。操作开关的输出信号类型(即开关指令类型)也可以是多种，例如控制电机的旋转和反转，以及停止控制器预设的部分智能策略而使控制器执行手动策略来使摄像头执行清洗动作等。

3)输入端c用于接收车速信号。

其中，车速信号可以来自车辆的组合仪表的车速信号输出端。当输入的车速信号大于设定的限速(例如5km/h)时，控制器禁止车载摄像头向隐藏状态旋转，且不再接受操作开关发来的隐藏摄像头的命令，如此可保证车辆在较高速运行时车载摄像头一直可用。

4)输入端d用于接收档位信号。

其中，档位信号可以来自车辆的组合仪表的档位信号输出端。其中，以档位信号为倒车信号为例，当控制器通过输入端d接收到倒车信号时，可控制所述车载摄像头从隐藏状态旋转到使用状态，以保证在倒车过程中车载摄像头一直可用。

如此，通过输入端c和输入端d，所述控制器可以根据所述车速信号和/或所述档位信号来控制所述旋转机构130的旋转，以实现对车载摄像头的状态的控制。

需说明的是，也可根据用户期望及控制策略，为控制器配置其他的输入端或调整输入端接收的信号类型，以调整控制策略。

上述第2)点中涉及对车载摄像头的手动控制，而控制器根据其内置的控制策略可实现对车载摄像头的自动控制。在优选的实施方式，其中的一种自动控制策略是：在所述控制器140中设置图像处理模块141，且所述图像处理模块141用于获取并分析所述车载摄像头拍摄的图像的质量，并根据分析结果控制所述旋转机构130的旋转。其中，图像的质量例如是图像的清晰度和明暗度，而图像的清晰度和明暗度的变化能够体现摄像头是否有被脏污，从而可以确定是否需要进行车载摄像头的清洗。

需说明是，本发明实施方式优选采用一个电机同步控制车载摄像头和挡板的旋转，但在其它实施方式中也可采用一个或多个电机对摄像头、档板及清洗件的旋转进行分别控制。

综上，本发明实施方式的车载摄像头的清洗装置可以解决车载摄像头在雨雪等天气以及正常环境中对摄像头表面覆盖、污染从而影响摄像头拍摄，造成的对驾驶员的信息干扰、视频的录制等问题。并且，本发明实施方式的车载摄像头的清洗装置具有自动控制和手动控制两种方案，可以让驾驶员能够自由选择清洗摄像头的时机。另外，本发明实施方式的车载摄像头的清洗装置还设计有使摄像头隐藏的挡板，在停止对某摄像头使用后能够起到对摄像头和旋转机构的保护作用。

上述实施方式中的清洗装置是通过使清洗件相对固定而使挡板和车载摄像头能够旋转来实现对车载摄像头的隐藏及清洗，在本发明的其他实施方式中也可采用别的方案来实现对车载摄像头的隐藏及清洗。图3(a)及图3(b)是本发明优选实施方式的一种车载摄像头的清洗装置的结构示意图，其中图3(a)示出所述车载摄像头处于使用状态，图3(b)示出所述车载摄像头处于隐藏状态。

参考图3(a)及图3(b)，在该优选实施方式中：所述车载摄像头100固定在所述壳体110的板状部内壳壁上；所述清洗件120叠放在所述挡板150上，并与所述挡板150通过同一连杆132连接所述旋转轴131以实现与所述旋转轴131的联动。其中，所述旋转轴131可设置在所述车载摄像头100在板状部内壳壁上安装位置(与车载摄像头的安装端相对应)处，从而所述挡板150以该安装位置为圆心而形成围绕固定的车载摄像头的运动轨迹。为保证所述挡板150及所述清洗件120形成的叠层能遮挡住所述车载摄像头，要求该叠层的运动轨迹的半径大于摄像头从在板状部内壳壁上的安装位置至镜头表面的距离。

另外，在更为优选的实施方式中，当清洗件120采用具有隔挡作用且有一定硬度的部件形成时，例如清洗件120为皮质材料的擦拭布时，可取消所述挡板150，通过清洗件120来充当挡板的作用。

进一步地，相对于图1(a)及图1(b)的清洗装置，可适应性地将控制策略变化为：车辆启动前，车载摄像头如图3(b)所示，处于隐藏状态，车辆启动或倒车信号触发时旋转连杆132，使摄像头至图3(a)所示的使用状态。

该优选实施方式的清洗装置与图1(a)及图1(b)所对应的清洗装置的其他实施细节相同或相似，在此不再赘述。但是，对于图1(a)及图1(b)所对应的清洗装置，在车载摄像头100与挡板150的同步旋转过程中，会出现开口113无遮挡的情形，有可能会使得灰尘等进入至壳体110中，而图3(a)及图3(b)对应的清洗装置结构则能解决该问题，使得壳体110与外界保持封闭，保证壳体内部环境，减少对清洗装置的环境伤害。

基于上述任意实施方式涉及的清洗装置，本发明实施方式还提供了一种车载摄像头的清洗方法，该清洗方法采用了上述任意实施方式所述的车载摄像头的清洗装置。

图4是本发明实施方式的一种车载摄像头的清洗方法的流程示意图。如图4所示，所述清洗方法可以包括以下步骤：

步骤s410，在接收到车辆的启动信号或档位信号时，通过所述控制器控制所述旋转机构的旋转来使得所述挡板从所述开口处移开，以及使得所述车载摄像头的镜头表面对准所述开口。

当镜头表面对准所述开口且挡板移开时，所述摄像头处于使用状态。其中，所述档位信号例如是倒车信号。

举例而言，针对倒车摄像头，当汽车点火on后或汽车发动倒车信号后，控制器控制电机旋转驱动摄像头归位、挡板移除(同步进行)。通过挡板卡槽的限位，摄像头能够保证每次还原到图1(a)或图3(a)的位置，摄像头在该位置时，镜头表面对准所述开口，摄像头可正常使用。摄像头从隐藏状态到使用状态的过程中会经过清洗件的清洗，因此可保证在车辆发动时，镜头表面保持干净。

步骤s420，判断所述车载摄像头的清洗装置是否处于自动清洗模式，若是则判断所述车载摄像头拍摄的当前图像的质量是否满足预设要求，否则判断所述车载摄像头的清洗装置是否处于手动清洗模式。

结合上文，本发明实施方式的清洗装置可以有自动清洗模式和手动清洗模式，因此车辆在行驶过程中，控制器可以根据驾驶员指令来选择执行自动清洗控制策略或手动清洗控制策略。

举例而言，首先判断清洗装置是否关闭了自动清洗功能，若是则判断所述车载摄像头拍摄的当前图像的质量是否满足预设要求以进行下一步的自动清洗控制策略，否则判断是否有开关指令输入，若有开关指令输入，表明清洗装置进入了手动清洗模式。

步骤s430，在所述自动清洗模式下，当所述当前图像的质量不满足预设要求时，通过所述控制器控制所述旋转机构的旋转来执行一次清洗动作。

其中，当所述当前图像的质量满足预设要求时，则可返回前一步骤。

具体地，所述判断所述车载摄像头拍摄的当前图像的质量是否满足预设要求包括：识别所述当前图像的清晰度和明暗度，并将识别出的清晰度和明暗度与所述车载摄像头所拍摄的历史图像的清晰度和明暗度进行对比，若对比结果大于或等于设定阈值时，则所述当前图像的质量不满足预设要求，否则所述当前图像的质量满足预设要求。

举例而言，基于摄像头及控制器的图像处理模块对拍摄图像的清晰度、明暗度变化的识别判断是否需求进行镜头清洗。其中，图像处理模块会记录每次经清洗后的图片，并在之后某时刻当清晰度和明暗度变化大时与上一次或多次保留的图片进行对比，当对比结果大于等于设定的阀值时，自动进行一次旋转机构的旋转而执行清洗动作，并重新记录清洗后的摄像头拍摄到的一张或多张图片。

步骤s440，在所述手动清洗模式下，使所述控制器根据接收到的开关指令来执行一次清洗动作。

举例而言，在驾驶室内的操作开关，可包含多个功能档位。通过手动操作发出开关指令以实现例如以下的控制方案：1)完成摄像头旋转清洗并转回正常拍摄状态；2)开启或关闭控制器的自动清洗功能，改为只接受操作开关的控制。对于第2)点，可进一步包括：当车速为零，车辆并未熄火时，控制器的控制策略保持不变；当车速为零，车辆熄火选择off档或断开倒车信号后，保持摄像头和清洗系统通电一段时间以使摄像头恢复隐藏状态；控制器解除旋转机构对摄像头隐藏动作的锁定，并控制电机旋转使摄像头处于隐藏状态。

进一步地，在执行完清洗动作后，可记录一次图片信息，以便于后续进行图像质量的判定。

综上，本发明实施方式的车载摄像头的清洗方法具有自动清洗控制或手动清洗控制两种模式，让驾驶员可自由选定清洗摄像头的时机。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施方式的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。