JP2023521859A - 自動車両用の運転支援システムのための保護デバイスを洗浄するための方法及び関連する運転支援システム - Google Patents

自動車両用の運転支援システムのための保護デバイスを洗浄するための方法及び関連する運転支援システム Download PDF

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Abstract

本発明は、運転者支援システム(1)のための保護デバイス(3)を洗浄するための方法であって、運転者支援システム(1)が光学センサ(13)を備え、光学センサ(13)が光学素子(14)を有し、保護デバイス(3)が、光学素子(14)の上流側に配置される光学要素(9)を有し、光学要素(9)が、内面(9a)と外面(9b)とを有するとともに、回転軸(A1)を中心に移動可能に取り付けられる、方法に関する。この方法は、・ 光学要素(9)が回転しているときに光学センサ(13)によって取得される一連の画像を処理するステップであって、外面(9b)上に堆積される汚れによって生成される光学要素(9)の回転軸(A1)を中心とする概略的な円形又は半円形の形状を検出するステップと、・ 形状が検出される場合に、光学要素の外面を洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすステップと、を含む。本発明は、関連する運転者支援システムにも関する。

Description

本発明は、運転者支援の分野に関し、特に、一部の車両に設置された運転者支援システムの洗浄に関する。
運転者支援システムは、例えば、少なくとも1つの画像を取得するようになっている、対物レンズを備える、特に少なくとも1つのレンズを備える、カメラなどの光学センサを備えることができ、前記光学センサは、保護デバイス内に少なくとも部分的に収容される。更に、本発明は、そのような保護デバイスを洗浄するための方法にも関連する。
現在、前方、後方、又は更には側方視カメラが、多数の自動車両に取り付けられる。特に、それらのカメラは、駐車支援システム又は更には車線逸脱警告システムなどの運転者支援システムの一部を形成する。
後部ウインドスクリーン/窓に当て付いて車両の車室内に設置されるとともに車両の後部ウインドスクリーンを通じて後方を向くカメラが知られている。これらのカメラは、有機又は無機汚染物質によって引き起こされる外部の気候事象及び汚れから十分に保護される。そのようなカメラの視野は、汚れを除去するために車両の後部窓を拭掃するワイパーブレードによって洗浄され得る。しかしながら、車室の内部に設置されるそのようなカメラにおける画角は、特に例えば駐車支援システムにとって最適ではない。これは、それらのカメラによって車両の後方に近接して位置される障害物を見ることができないからである。
このため、運転者支援システム用のカメラは、所望の用途に応じて様々な地点で車両の外側に、例えば、後部もしくは前部バンパーに、或いは更には自動車の後部もしくは前部ナンバープレートに設置されることが好ましい。したがって、この場合、カメラは、その光学素子上に堆積され得る有機又は無機の汚れの飛散に大いに晒され、したがってその有効性を低下させる、或いは更には動作不能にさせる場合がある。特に、雨天時には、そのようなカメラを備える運転者支援システムの動作性に大きな影響を及ぼし得る汚れ噴射が観察される。したがって、カメラの光学素子の表面は、良好な動作状態のままであることを保証するために洗浄されなければならない。この目的のために、例えば、光学センサの視野内に存在する汚れを除去するために洗浄流体を噴射するなど、光学センサを洗浄するための1つ以上の動作を引き起こすことができる。
そのような光学センサを洗浄するための動作を制限するために、従来技術から知られている運転者支援システムは、光学センサの視野内の汚れの存在を検出することができる画像処理手段を備えるカメラを有しており、汚れが検出されるときに可能な洗浄動作を引き起こす。
しかしながら、そのような運転者支援システムでは、車両が動いているときにしか汚れを検出できない。実際に、光学センサによって検出された形状が汚れに対応するか影に対応するかを決定するために、光学センサが様々な道路シーンに対応する複数の画像を捕捉することができるように車両は移動していなければならない。検出された形状が影又は汚れに対応するかどうかを検証するために、様々な捕捉画像を比較する必要がある。形状が持続的であって様々な捕捉された道路シーン上で動かない場合、これは汚れの存在を示す。そうでない場合、これは、単なる影であったことを示す。したがって、そのような運転者支援システムによって実施される汚れを検出するための方法は、長く複雑である。他の解決策によれば、カメラ光学素子の上流側に配置されるようになっている保護マスクを形成する光学要素を備える光学センサを保護するための装置が知られている。
従来技術の1つの解決策によれば、光学要素は、汚れを除去するために前記ガラスを振動させるように構成される振動手段を有する保護ガラスに対応する。しかしながら、頑固な汚れの塊に関するそのような装置の有効性は、保護窓の振動にもかかわらず制限される場合があることが分かっている。更に、そのような装置は、保護ガラスを洗浄できるようにするためにユーザが保護ガラスに振動を命令する前に汚れの存在を検出する手段を有さない。
従来技術の他の解決策によれば、この光学要素は、この光学要素の回転に関連する遠心力によって任意の汚れを除去するように、アクチュエータによって回転されるようになっている。したがって、光学センサは光学要素によって保護され、この光学要素はその回転によって洗浄される。
しかしながら、遠心効果が弱すぎて汚れを除去できない光学要素のポイントに幾つかの汚れが堆積する可能性がある。また、例えば光学素子が長期間にわたって静止している場合には、頑固な汚れが光学素子上に堆積する可能性があり、遠心効果による汚れの除去が困難となり得る。しかしながら、そのような運転者支援システムは、そのような汚れの存在を自動的に検出するための解決策を何ら提供しない。
本発明の目的は、運転者支援システムを形成する光学センサの光学素子の上流側に配置される光学要素の効果的な自動洗浄を可能にするとともに、自動車両の移動を必要とせずに実施するのが簡単な、保護デバイスを洗浄するための方法を提案することによって、従来技術の前述の欠点を少なくとも部分的に克服することである。
本発明の更なる目的は、運転者支援システムの光学センサの光学素子の上流側に配置される回転光学要素上に堆積される汚れ、特に頑固な汚れ又は汚れの塊を検出する手段を有する運転者支援システムを提案することである。
したがって、本発明の目的は、自動車両用の運転者支援システムのための保護デバイスを洗浄するための方法であって、前記運転者支援システムが光学センサを備え、光学センサが光学素子を有し、保護デバイスが、光学素子の上流側に配置される光学要素を有し、前記光学要素が、光学素子に面して配置される内面と、内面の反対側の外面とを有するとともに、回転軸を中心に移動可能に取り付けられ、
・光学要素が回転しているときに光学センサによって取得される一連の画像を処理するステップであって、光学要素の回転軸を中心とするとともに光学要素の外面上に堆積される汚れによって生成される取得画像上の概略的な円形又は半円形の形状を検出するステップと、
・形状が検出される場合に、光学要素の外面を洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすステップと、
を含む方法である。
光学要素の回転軸を中心とする円形又は半円形の形状を検出することにより、任意の汚れの存在を検出することができる。概略的な円形又は半円形を検出できるようにする光学センサによって取得される画像は、自動車両が動いているとき及び自動車両が静止しているときの両方で取得される。実際に、保護デバイスの光学要素の外面に汚れが何ら存在しなければ、光学センサがそのような形状の画像を取得する可能性は低い。光学要素の回転軸とその中心が一致する回転対称性を伴う物体が一般に光学センサによって取得される道路シーンに存在することは稀であることが分かっている。
更に、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすこの形状の検出は、この汚れが検出されるとすぐにこの汚れを除去することによって運転者支援システムが良好な動作性を示すことができるようにする。
本発明に係る洗浄方法は、個別に又は組み合わせて解釈される以下の特徴のうちの1つ以上を更に含むことができる。
本方法は、処理ステップの前に光学センサが一連の画像を取得するステップを含み、前記取得ステップは、自動車が移動している又は静止しているときに実行することができる。
一連の画像を処理するステップは、運転者支援システムの画像処理手段を使用して実施される。
一連の画像を処理するステップは、光学センサによって取得される各画像の各ピクセルの輝度を検出するためのシーケンス、光学センサによって取得される各画像の各ピクセル上の少なくとも1つの暗いゾーンを検出するためのシーケンス、又は、光学センサによって取得される一連の画像を互いに比較するためのシーケンスの中からの少なくとも1つのシーケンスを含む。
一態様によれば、光学要素は、自動車両の始動時に回転するように設定される。
他の態様によれば、光学要素は、光学センサが起動されるとすぐに回転するように設定される。
洗浄方法は、自動車両が移動しているとき又は静止しているときに実施される。
特定の実施形態によれば、少なくとも一連の画像を処理するステップは、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすステップの後に繰り返される。
第1の実施形態によれば、少なくとも1つの洗浄動作は、光学要素が固定されるときに実施される。
第2の実施形態によれば、少なくとも1つの洗浄動作は、光学要素が回転しているときに実施される。
特定の実施形態によれば、少なくとも1つの洗浄動作は、光学要素の回転速度を変更する動作、洗浄液又は圧縮空気などの洗浄流体を噴射する動作、光学要素の回転を停止する動作、及び、ワイパーブレードなどのワイパー構成要素を光学要素の外面上にわたって通過させる動作、又は更にはこれらの動作の組み合わせの中から選択される。
任意選択的に、洗浄方法が乾燥ステップを含み、この乾燥ステップ中に光学要素が回転するように設定される。
乾燥ステップは、例えば3秒未満の滞留時間中に実施される。
また、本発明は、光学素子を有し、少なくとも1つの画像を取得するように構成される光学センサと、光学センサのための保護デバイスとを備える自動車両用の運転者支援システムであって、保護デバイスが、
・光学センサの光学素子の上流側に配置されるとともに回転軸の周りで移動可能に取り付けられる光学要素であって、光学素子に面して配置される内面と、内面の反対側の外面とを有する、光学要素と、
・光学要素を回転させるように構成されるアクチュエータと、
を備える運転者支援システムにおいて、
-光学要素が回転しているときに光学センサによって取得される一連の画像を処理する画像処理手段であって、光学要素の外面上に堆積される汚れによって生成される光学要素の回転軸を中心とする概略的な円形又は半円形の形状を検出するように構成される画像処理手段と、
-画像処理手段と通信するように構成されるとともに、形状が画像処理手段によって検出されるときに光学要素の外面を洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすように構成される少なくとも1つの電子制御ユニットと、
を備える運転者支援システムにも関連する。
したがって、運転者支援システムは、前述の洗浄方法を実施できるようにする。
運転者支援システムは、個々に又は組み合わせて解釈される以下の特徴のうちの1つ以上を更に備えることができる。
画像処理手段は、形状の存在を表す少なくとも1つの信号を少なくとも1つの電子制御ユニットに送信して、前記形状が検出されるときに光学要素の外面を洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすことができるようにするべく構成される。
第1の別の実施形態によれば、光学センサが画像処理手段を備える。
第2の別の実施形態によれば、画像処理手段が電子制御ユニットに組み込まれる。
第1の態様によれば、画像処理手段は、形状を検出するために、光学センサによって取得される各画像の各ピクセルの輝度を検出するためのシーケンス、又は、光学センサによって取得される各画像の各ピクセル上の少なくとも1つの暗いゾーンを検出するためのシーケンスを実施するように構成される。
この第1の態様によれば、画像処理手段は、1つ以上の検出シーケンスを実行するためのアルゴリズムを実施するように構成される。
第2の態様によれば、画像処理手段は、前記形状を検出するために、光学センサによって取得される一連の画像を互いに比較するためのシーケンスを実施するように構成される。
第1の実施形態によれば、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすように構成される電子制御ユニットは、光学要素を回転させるためのアクチュエータを制御するように構成される。
第2の実施形態によれば、運転者支援システムは、少なくとも1つの第1の電子制御ユニットと、更なる電子制御ユニットとを備え、第1の電子制御ユニットは、光学要素を回転させるためのアクチュエータを制御するように構成され、更なる電子制御ユニットは、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすように構成される。
特定の実施形態によれば、アクチュエータを制御するように構成される少なくとも1つの電子制御ユニットは、少なくとも1つの洗浄動作を実行するように、光学要素の回転速度の変化を命令するように構成される。
他の特定の実施形態によれば、運転者支援システムは、少なくとも1つの洗浄動作が引き起こされるときに光学要素の外面に洗浄流体を噴射するように構成される少なくとも1つの噴射ノズルを更に備える。
噴射ノズルは、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすように構成される少なくとも1つの電子制御ユニットによって制御される。
一態様によれば、噴射ノズルは、圧縮空気を光学要素の外面に噴射するために圧縮機に接続される。
他の態様によれば、噴射ノズルは、洗浄液を光学要素の外面上に噴射するために洗浄流体リザーバに接続される。
他の特定の実施形態によれば、運転者支援システムは、光学要素の外面を拭掃してこの外面を拭き取るように構成されるワイパーブレードなどの少なくとも1つのワイパー構成要素を更に備える。
ワイパー構成要素は、少なくとも1つの電子制御ユニットによって制御される。
特定の実施形態によれば、運転者支援システムは、アクチュエータを制御するように構成される第1の電子制御ユニットと、少なくとも1つの洗浄動作を実施するためのワイパー構成要素ごとの電子制御ユニットとを備える。
本発明の更なる利点及び特徴は、非限定的な例示として与えられる以下の説明及び添付図面を読めば、より明確に明らかになる。
運転者支援システムの概略斜視図である。 特定の実施形態に係る運転者支援システムの概略斜視図である。 図1の運転者支援システムの部分断面の概略分解図である。 第1の別の実施形態に係る図1の運転者支援システムの動作のブロック図である。 第2の別の実施形態に係る図1の運転者支援システムの動作のブロック図である。 第3の別の実施形態に係る図1の運転者支援システムの動作のブロック図である。 図1の運転者支援システムのための保護デバイスを洗浄するための方法を示すフローチャートである。 光学センサの上流側の保護デバイス上の汚れを示す運転者支援システムの光学センサによって取得される画像の概略図である。 保護デバイスに汚れがないことを示す、図8Aで取得された画像の概略図である。
これらの図では、同一の要素が同じ参照番号を伴う。
以下の実施形態は例である。説明は1つ以上の実施形態に言及するが、このことは、それぞれの言及が同じ実施形態に関連すること、又は、特徴が単一の実施形態のみに適用されることを必ずしも意味しない。他の実施形態を提供するために、様々な実施形態の単純な特徴を組み合わせる又は交換することもできる。
以下の説明の全体にわたって、第1の電子制御ユニット及び更なる電子制御ユニット、並びに第1及び第2の洗浄動作について言及する。指標は、類似しているが同一ではない要素を区別して示すために単に使用される。この指標付けは、ある要素が別の要素よりも優先されることを意味するものではなく、そのような名称は、本明細書の範囲から逸脱することなく容易に交換することができる。また、この指標付けは、例えば、光学センサ保護デバイスを洗浄するための方法の実施を評価するために或いは更には運転者支援システムを構成する様々な要素の配置を評価するために時間順序を意味しない。
図1~図6を参照すると、本発明は、自動車両用の運転者支援システム1に関する。
以下の説明において、「自動車両の前部」という表現は、自動車両の通常動作中に空気流に晒される自動車両の面に対応し、これは特にヘッドランプを有する面である。これに対し、「自動車の後部」という用語は、前面とは反対側の自動車両の面を意味すると理解される。
また、「上流」は、以下の説明では、光線の向きとして、すなわち、運転者支援システム1の光学センサ13の外部から内部に向かう方向として定義される。次いで、第2の要素の上流側に配置される第1の要素は、光学センサ13内の光線の伝播方向において第2の要素の前に位置される。同様に、「下流」も、以下の説明では、光学センサ13内の光線の伝搬方向にしたがって定義される。したがって、第2の要素の下流側に配置される第1の要素は、光学センサ13内の光線の伝播方向において第2の要素の後に位置される。
更に、以下の説明における「汚れ」は、光学センサ13の上流側の光学要素9上に存在する水滴又は微量の水、或いは更には、例えば昆虫などの有機汚染物質又は例えば泥などの鉱物汚染物質又は更にはこれらの様々な要素の組み合わせを意味すると理解される。
また、以下の説明における「輝度」は、表面の光度の視覚に対応する値を意味すると理解される。より具体的には、輝度は、表面の一点で及び表面の単位ごとに及び立体角の単位ごとに所定の方向で通過する又は放出される可視光のパワーに対応する。
次に、以下の説明における「透明」は、透光材料を意味すると理解され、この透光材料を通じて、物体、特に自動車両の外側に配置される物体をはっきりと見ることができ、その画像が光学センサ13によって捕捉される。特に、以下の説明における透明材料は、有色又は無色であってもよい。
図1~図3を参照すると、自動車両用の運転者支援システム1の実施形態が示される。運転者支援システム1は、光学センサ13と、光学センサ13のための保護デバイス3とを備える。
光学センサ13は、例えば、カメラなどの画像捕捉光学センサ13であってもよい。例えば、光学センサは、小型フォトダイオードのマトリックスを備えるCCD(Charged Coupled Device)センサ又はCMOSセンサであってもよい。他の別の実施形態によれば、光学センサは、LIDAR(Light Detection And Ranging)センサとして知られている、遠隔レーザ検知用のセンサであってもよい。したがって、光学センサ13は、少なくとも1つの画像を取得するように構成される。
光学センサ13は、光軸15を有する光学素子14を含む。光学素子14は例えば対物レンズであってもよい。対物レンズは、少なくとも1つのレンズを含むことができ、特に、光学センサ13の視野及び分解能に応じて、複数のレンズ、例えば、2枚~10枚のレンズ、一般に4枚もしくは5枚のレンズ、或いは更には魚眼14の場合には10枚のレンズを含むことができる。光学素子14のレンズのうちの少なくとも1つは凸状(ドーム状)であり、例えば「魚眼」レンズの場合には、凸面が光学センサ13の外側へと向けられる。
更に、光学センサ13のための支持体17(図3に示される)を設けることができる。このホルダ17は、光学素子14とは反対側の光学センサ13の背後に配置される。図1~図3を参照して示される実施形態によれば、光学センサ13及び支持体17は、保護デバイス3内に取り付け固定されるようになっている。
運転者支援システム1は、例えばバンパーと同じ高さの自動車両の前部に取り付けられてもよい。変形例として、運転者支援システム1は、例えばバンパー又はナンバープレートと同じ高さの自動車両の後部に設置されてもよい。更に他の別の実施形態によれば、運転者支援システムは、自動車両の側面、例えばバックミラーに取り付けることができる。
運転者支援システム1、より具体的には保護デバイス3は、当業者に知られている任意の技術を使用して自動車両の任意の要素に固定され得る。図1及び図2の実施形態によれば、運転者支援システム1は、例えば、光学センサ13の少なくとも光学素子14が突出する開口を有するバンパーなどの車体要素2内に設置される。
図1~図3を参照すると、保護デバイス3は、回転軸A1の周りで移動可能に取り付けられる光学要素9と、例えばモータなどの光学要素9を回転させるように構成されるアクチュエータ5とを備える。光学要素9は、光学センサ13の光学素子14の上流側に配置される。したがって、光学要素9も、図1及び図2に関連して示されるように、運転者支援システム1が自動車両に取り付けられる状態で車体要素2から突出する。より具体的には、光学要素9は、光学素子14に面して配置される内面9aと、内面9aの反対側の外面9bとを有する。したがって、光学要素9は、光学センサ13の光学素子14を、この光学素子14を損傷する可能性がある汚れ噴射又は固体破片から保護するようになっている。したがって、光学要素は、保護要素、より具体的には光学センサ13のための保護マスクであり、この光学要素9は、外部からの攻撃に晒され、すなわち、水、汚染物質、石片、並びに汚染物質の堆積物又は微量の水からの噴射に等しく晒される。
更に、光学要素9を回転軸A1を中心に回転させることにより、遠心効果によって外面9bから任意の汚れを除去することができる。図3の特定の実施形態によれば、光学要素9は光学センサ13とは別個である。本明細書に示されない別の実施形態によれば、光学要素9は、光学素子14の構成要素、特に光学素子14の外側レンズとなり得る。
光学要素9は、少なくとも光学素子14の表面全体を覆うように設計される。したがって、光学要素9は光学センサ13の視野内に配置される。この目的のために、光学要素9は、光学センサ13の動作性を損なわないように透明である。この光学要素9は、例えば、ガラス又はポリカーボネート等の透明プラスチックから形成されてもよい。
更に、光学要素9の外面9bは、以下の特性、すなわち、疎水性、赤外線フィルタ、光触媒性、超疎水性、疎油性、親水性、超親水性、石片耐性、又は汚れの付着を低減するための任意の他の表面処理のうちの1つ以上を有することができる。特に、光学要素9の外面9bの疎水性のために、水はこの外面9bに付着することができないので、水滴は痕跡を残すことなく光学要素9の外面9bから流出する。したがって、これにより、運転者支援システム1の正確な動作、特に光学センサ13によって取得される画像の品質を損なう可能性がある、光学要素9上の微量の水の存在を制限することができる。更に、外面9bの表面処理に応じて、有機又は無機汚染物質がこの外面9bに付着する可能性を制限することができ、それによって運転者支援システム1の正しい動作にも寄与する。更に、光学要素9は、光学要素9の回転軸A1と一致する光軸91を有する。更に、図1~図3の実施形態によれば、光学センサ13の光軸15及び光学要素9の回転軸A1も一致している。
図3に関連して示される実施形態によれば、保護デバイス3は、光学センサ13を少なくとも部分的に収容するように構成されるハウジング6を更に備えることができる。ハウジング6及び光学要素9は、この特定の実施形態に係る単一部品を形成する。本明細書に示されない他の実施形態によれば、ハウジング6及び光学要素9は、互いに接合される2つの別個の部品となり得る。ハウジング6は、アクチュエータ5によって回転されるように配置され、その結果、遠心効果によって光学要素9の外面9bに存在する任意の汚れを除去するために光学要素9が回転される。更に、ハウジング6は、当業者に知られている任意の適切な材料で作られた密封ハウジングとなり得る。更に、ハウジング6は、例えば穿孔によって形成されて好ましくは例えば1つ以上の半透膜(図示せず)を有するハウジング6の少なくとも1つの貫通穴61などの結露防止手段を有することができる。そのような場合、光学要素9の回転を不均衡にしないように、そのような開口部によって潜在的に引き起こされる質量の損失を補償するための手段を設けることができる。
アクチュエータ5は、例えば、1,000~50,000rpm、好ましくは5,000~20,000rpm、更により好ましくは7,000~15,000rpmの範囲の速度でハウジング6を回転させるように構成される。そのような回転速度は、光学要素9の外面に堆積した可能性のある汚れの大部分を遠心効果によって除去できるようにする。
例えば、遠心効果によって除去することが困難であることを汚れの位置が意味する場所である光学要素9の外面9b上への自動車両の長期駐車に起因する汚れ、特に汚れの塊又は頑固な汚れを検出するために、運転者支援システム1は、図4~図6に関連して示されるように、画像処理手段7及び少なくとも1つの電子制御ユニット11を更に備える。
画像処理手段7は、光学要素9が回転しているときに光学センサ13によって取得される一連の画像を処理するように構成される。より具体的には、画像処理手段7は、光学要素9の回転軸A1を中心とする概略的な円形又は半円形の形状8(図8Aに概略的に示される)を検出するように構成される。光学要素9の回転の結果として、光学要素9の外面9bに任意の汚れが存在する場合、それはこの円形又は半円形の形状8をもたらす。言い換えると、光学要素9の回転軸A1を中心とするそのような概略的な円形又は半円形の形状は、光学要素9の外面9bに堆積される汚れによって生成される。光学センサ13によって取得される画像では、光学要素9の外面9bに汚れが存在しない場合に光学センサ13によって取得される画像上でそのような形状を検出することがあり得ないことが分かった。実際に、光学要素9の回転軸A1を中心とする回転対称性を伴う物体は、光学センサ13によって取得される道路シーンでは稀である。したがって、光学センサ13の視野内の汚れの検出が改善される。更に、そのような形状を検出するための処理手段7によって解析される光学センサ13により取得される画像は、自動車両が移動しているとき又は静止しているときの両方で取得され得る。
図4~図6及び図8A、図8Bを参照すると、第1の実施形態によれば、画像処理手段7は、前記形状8を検出するために、光学センサ13によって取得される各画像の各ピクセルの輝度を検出するためのシーケンス、又は、光学センサ13によって取得される各画像の各ピクセル上の少なくとも1つの暗いゾーンを検出するためのシーケンスを実施するように構成され得る。したがって、目に見えない又は更には無色の汚れの痕跡、例えば昆虫からの有機物残渣さえも、画像処理手段7によって検出することができる。より具体的には、画像処理手段7は、1つ以上の検出シーケンスを実行するためのアルゴリズムを実施するように構成される。
実際に、光学センサ13によって取得される画像に影が存在する場合でも、取得された画像の様々なピクセル上の輝度は、一般に同じ又はほぼ同じである。したがって、光学センサ13によって取得される画像の幾つかのゾーンにおける輝度の著しい低下は、光学要素9の外面9b上の頑固な汚れの存在を示すことができる。無色の汚れの場合でも、これが光を回折させる可能性があり、したがって、光学センサ13によって取得される画像の幾つかのゾーンで輝度の低下を引き起こす可能性がある。更に、検出輝度の低下又は暗いゾーンさえも光学要素9の回転軸A1を中心とする概略的に円形又は半円形の形状8を有する場合、これは汚れの存在を示す。前述のように、この形状8の検出は、汚れの存在を示す。別の実施形態として又は追加として、画像処理手段7は、前記形状8を検出するために、光学センサ13によって取得される一連の画像を互いに比較するためのシーケンスを実施するように構成され得る。
画像処理手段7によって検出される汚れは、(図1~図3も参照することによって)保護デバイス3の光学要素9の外面9b上にある。
更に、光学センサ13によって取得される画像を自動車両のユーザに送信するために、画像処理手段7は、光学センサ13によって取得される画像を表示するように構成されるスクリーン21(図4~図6に概略的に示される)などの少なくとも1つの表示構成要素に接続され得る。このスクリーン21は、例えば中央コンソール上など、自動車両の車室内に配置することができる。
更に、少なくとも1つの電子制御ユニット11は、画像処理手段7と通信し、前記形状8が画像処理手段7によって検出されるときに光学要素9の外面9bを洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすように構成される。
より具体的には、画像処理手段7は、前記形状8が検出されるときに光学要素9の外面9bを洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすことができるようにするべく前記形状8の存在を表す少なくとも1つの信号を少なくとも1つの電子制御ユニット11に送信するように構成される。
図4~図6は、様々な実施形態に係る運転者支援システム1の動作、特に光学要素9の外面9bの洗浄動作のブロック図を示す。
画像処理手段7は、少なくとも1つの電子制御ユニット11に接続される。1つ以上の電子制御ユニット11は、1つ以上の洗浄動作を引き起こすように構成される。更に、同じユニット又は他の電子制御ユニット11は、光学要素9(図1~図3に示される)を回転させるためにアクチュエータ5を制御するように構成され得る。
非限定的な例として、電子制御ユニット11は、洗浄動作を実行するために光学要素9の回転速度の変化を命じることができる。より具体的には、任意の汚れの付着力を容易に失わせるために、光学要素9の加速及び減速を制御することができる。好適には、それは、光学要素9の回転速度の変化を命じるように構成されるアクチュエータ5を制御するべく構成されたのと同じ電子制御ユニット11である。
更に、洗浄動作は、圧縮空気又は洗浄液などの洗浄流体を光学要素9の外面9bに噴射することを伴うことができる。この目的のために、車体要素2は、(図2に概略的に示されるように)運転者支援システム1の噴射ノズル19の通過を可能にする開口を有し、また、電子制御ユニット11は、そのような洗浄動作を引き起こすために噴射ノズル19を制御する。特定の実施形態によれば、洗浄動作が光学要素9の外面9bに圧縮空気を噴射することに対応する場合、噴射ノズル19は、圧縮空気をこの外面9bに噴射するために圧縮機(図示せず)に接続され得る。他の実施形態によれば、洗浄動作が洗浄液を噴射することに対応する場合、噴射ノズル19は、洗浄液を光学要素9の外面9bに噴射するために、例えば自動車両のウインドシールドウォッシャ液リザーバなどの洗浄液リザーバ(図示せず)に接続され得る。
他の別の実施形態によれば、洗浄動作は、例えば、機械的作用によって、より具体的には、光学要素9の外面9bを拭掃することによって外面9bから任意の汚れを除去するために、ワイパーブレードなどのワイパー構成要素23の通過と組み合わされる光学要素9の回転を停止させることを伴うことができる。様々な他の洗浄動作に関して、ワイパー構成要素23は、少なくとも1つの電子制御ユニット11によって制御される。更に、これらの様々な洗浄動作は、以下で更に詳細に説明するように、任意選択的に組み合わせることができる。
運転者支援システム1は、光学要素9を回転させるとともに1つ以上の洗浄動作を実施するためにアクチュエータ5に命令するように構成される単一の電子制御ユニット11を備えることができる。或いは、運転者支援システム1は、光学要素9を回転させるためにアクチュエータを制御するように特に構成される第1の電子制御ユニット11と、洗浄動作を実施するように構成される1つ以上の他の電子制御ユニット11’とを備えることができる。例えば、第1の電子制御ユニット11は、光学要素9を回転させるためにアクチュエータを制御するとともに、そのような洗浄動作が実施されるときにこの回転速度を変更するように構成されることができ、また、少なくとも1つの更なる電子制御ユニット11’は、例えば、光学要素9の外面9b上に又は更にはワイパー構成要素23の通路に洗浄流体が噴射されることに対応する洗浄動作を実施するように構成される。
第1の別の実施形態(図4)によれば、運転者支援システム1は、少なくとも1つの第1の電子制御ユニット11及び更なる電子制御ユニット11’、より具体的には、2つの更なる電子制御ユニット11’を備える。第1の電子制御ユニット11は、光学要素9を回転させるためのアクチュエータ5を制御するように構成され、また、更なる電子制御ユニット11’はそれぞれ、ワイパー構成要素23のその外面9b上にわたる通過或いは更には光学要素9の回転速度の変更を命じるために少なくとも1つの洗浄動作、すなわち、洗浄流体の噴射又は光学要素9の回転の停止を引き起こすように構成される。或いは、2つの洗浄動作、特に洗浄液の噴射及びワイパー構成要素23の通過を組み合わせることができる。したがって、運転者支援システム1は、アクチュエータ5を制御するように構成される第1の電子制御ユニット11と、少なくとも1つの洗浄動作を実施できるようにする洗浄構成要素ごとの更なる電子制御ユニット11’とを備える。画像処理手段7は、光学要素9の回転軸A1を中心とする概略的な円形又は半円形の形状8の存在を更なる電子制御ユニット11’に通知して、例えば洗浄液を噴射するなどの第1の洗浄動作を実施できるようにし、次いで必要に応じて第2の洗浄動作を実施できるようにするべく構成され得る。
第2の別の実施形態(図5)によれば、同じ電子制御ユニット11は、1つ以上の洗浄動作を引き起こすとともに光学要素9を回転させるためのアクチュエータ5を制御するように構成される。したがって、運転者支援システム1は、限られた数又は更には単一の電子制御ユニット11を備えることができ、これにより、運転者支援システム1の構成要素の数を制限することができ、したがって、そのサイズ及びコストを、図4に関連して説明した第1の別の実施形態と比較して制限することができる。
これらの第1(図4)及び第2(図5)の別の実施形態によれば、少なくとも1つの電子制御ユニット11、画像処理手段7及び光学センサ13は別個の要素である。
第3の別の実施形態(図6)によれば、光学センサ13は画像処理手段7を備える。光学センサ13は、図4に関連して説明したように、電子制御ユニット11又は様々な電子制御ユニット11、11’に接続される。より具体的には、光学センサ13は、図4及び図5に関連して示されるように、特に更なる中間画像処理手段7と伴うことなく、ユニット又は各電子制御ユニット11に信号を送信するようになっている。また、光学センサ13をスクリーン21に接続することもできる。これは、直接的な通信を伴うことができ、すなわち、光学センサ13は、図4及び図5に関連して示されるように、更なる画像処理手段を通過することなく、取得された画像をスクリーン21に送信する。
この第3の別の実施形態によれば、運転者支援システム1は、光学要素9を回転させるべく及び任意選択的にこれが光学要素9の回転速度の変更を伴う場合には少なくとも1つの洗浄動作を確保するべくアクチュエータ5を制御するために、及び、運転者支援システム1がそのような要素を備える場合に噴射ノズル19又はワイパー構成要素23を制御するためにも、単一の電子制御ユニット11を備える。
本明細書に示されない別の実施形態によれば、運転者支援システム1は、光学センサ13に組み込まれる画像処理手段7と、光学要素9の回転を制御するように構成される第1の電子制御ユニット11と、少なくとも1つの洗浄動作を制御するように構成される少なくとも1つの更なる電子制御ユニット11’とを備えることができる。
画像処理手段7を備える光学センサ13の使用により、運転者支援システム1の構成要素の数、したがってそのサイズを制限することができる。実際に、光学センサ13に既に組み込まれているもの以外の更なる画像処理手段を設ける必要はない。
本明細書に示されない他の別の実施形態によれば、運転者支援システム1は、画像処理手段7が組み込まれる単一の電子制御ユニット11を備える。したがって、1つ以上の洗浄動作を制御するために、光学センサ13及び電子制御ユニット11の両方と通信する更なる画像処理手段7は必要とされない。この他の別の実施形態によれば、電子制御ユニット11は、光学要素9の回転速度を制御するとともに1つ以上の洗浄動作を制御するように構成される。更に、この他の別の実施形態によれば、電子制御ユニット11は、例えば自動車両を駐車するための操縦中など、必要なときに光学センサ13によって取得される画像を自動車両のユーザに送信するためにスクリーン21に接続され得る。
図7を参照すると、前述の運転者支援システム1の動作、より具体的には、光学センサ13の保護デバイス3、特に光学要素9を洗浄するための方法を示すフローチャートが示される。
方法は、遠心効果によって、例えばそこに堆積され得る塵などの任意の汚れを除去するために、光学要素9の回転を開始するステップE1を含む。回転を開始するこのステップE1は、自動車両の始動時に又は光学センサ13が起動されるとすぐに実行され得る。光学要素9は、アクチュエータ5によって回転するように設定される(図3参照)。更に、少なくとも運転者支援システム1の動作中、光学要素9は、光学センサ13(特に図1~図3に示される)によって取得される画像の品質を保証し、したがって運転者支援システム1の正確な動作性を保証するために、遠心効果によってその上に堆積され得る水滴又は汚れを除去するように回転し続けられる。
方法は、光学センサ13が一連の画像を取得するステップE2を含む。画像を取得する光学センサ13のこのステップE2は、車両が動いているとき又は静止しているときの両方で実行することができる。
次いで、方法は、光学要素9の回転軸A1を中心とする取得された画像上の概略的な円形又は半円形の形状8(図8Aに示される)を検出するために光学要素9が回転しているときに光学センサ13によって取得される一連の画像を処理するステップE3を含む。光学センサ13によって取得される画像上でそのような形状8を検出することにより、自動車両が静止している場合であっても、光学要素9の外面9b上の汚れの存在を識別することができる。これは、この外面9b上に汚れが存在しない場合にそのような形状が検出される可能性が低いことが分かっているからである。
一連の画像を処理するステップE3は、運転者支援システム1の画像処理手段7を使用して実施される。前述のように、画像処理手段7は、図6に関連して示されるように、光学センサ13の電子機器に含まれてもよく、又は、運転者支援システム1の少なくとも1つの電子制御ユニット11に含まれてもよく、又は、図4及び図5に関連して示されるように、光学センサ13及び電子制御ユニット11とは別個であってもよい。
一連の画像を処理するステップE3は、前述のように、輝度又は暗いゾーンを検出するためのシーケンス、或いは更には、ステップE2中に光学センサ13によって取得される画像を相互に比較するためのシーケンスの中からの少なくとも1つのシーケンスを含むことができる。
一連の画像を処理するこのステップE3の後、方法は、光学要素9の回転軸A1を中心とする概略的な円形又は半円形の形状8の不在(ステップE5’)又は存在(ステップE5)を示す信号を少なくとも1つの電子制御ユニット11に送信するステップE4を含むことができる。
一連の画像を処理するステップE3の結果にかかわらず、光学センサ13によって取得される様々な画像は、取得された画像を表示するステップE7中に自動車両の搭乗者に送信され得る。特に、これらの取得された画像は、例えば、図8A及び図8Bに関連して示されるように、自動車両の車室内に配置されたスクリーン21(図4~図6に概略的に示される)に表示される。より具体的には、図8Aは、任意の汚れの存在を反映する光学要素9の回転軸A1を中心とする概略的な円形又は半円形の形状8を有する光学センサ13によって取得される画像に対応する。更に、図8Bは、汚れを何ら伴わない画像に対応する。したがって、図8Aは、電子制御ユニット11が光学要素9の外面9bの汚れの存在(ステップE5)を通知されるときにスクリーン21に表示される画像に対応し、また、図8Bは、電子制御ユニット11が光学要素9の外面9bの汚れの不在(ステップE5’)を通知されるときにスクリーン21に表示される画像に対応する。洗浄方法の実施は、自動車両ユーザによって必要とされる場合、運転者支援システム1の使用を損なわない。
例えば、電子制御ユニット11によって概略的な円形又は半円形の形状8の存在を表す信号を受信すると、方法は、光学要素9の外面9bを洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすステップE6を実施する。言い換えると、ステップE5中に概略的な円形又は半円形の形状8を検出することにより、洗浄ステップE6を自動的に引き起こすことができる。したがって、スクリーン21上への光学センサ13により取得される画像の想定し得る表示の前に光学要素9の外面9bを洗浄するために概略的な円形又は半円形の形状8が検出されるとすぐに光学要素9の外面9bが洗浄されるため、光学センサ13の動作性状態が改善される。
前述のように、洗浄動作は、例えば、光学要素9の回転速度を変更するE6aための動作であり得る。光学要素9の回転速度のこの変更E6aは、この回転速度の加速に対応することができ、或いは更には、光学要素9の外面9b上のいかなる汚れも粘着性を失わせてそれを除去できるようにするべくその加速段階及び減速段階に対応することができる。これらの加速段階及び減速段階は、任意選択的に、光学要素9の回転方向の急激な変化に対応し得る。
別の実施形態として又はそれに加えて、洗浄動作は、例えば、洗浄流体を噴射することE6bを含むことができる。この噴射ステップE6bは、光学要素9が固定されるとき又は回転しているときの両方で実施することができる。
より具体的には、任意選択的に、図7に関連して示される特定の実施形態によれば、洗浄動作が洗浄流体を噴射するステップE6bに対応する場合、方法は、好適には、乾燥ステップE6b’を含み、この乾燥ステップ中に光学要素9が回転するように設定される。これは、例えば、1つ以上の洗浄動作E6と、一連の画像を取得するステップE2の新たな反復との間で起こり得る。この乾燥ステップE6b’は、使用される洗浄液及び任意選択的に光学要素9上に堆積した可能性のある汚れを、洗浄動作の直後に除去できるようにする。
更に、乾燥ステップE6b’を実施して、特に洗浄動作の直後に、光学要素9の外面9b上の例えば水、融解した雪、又は炭化水素などの液体の任意の噴射を除去することもできる。これにより、頑固な汚れ又は汚れの塊に対応しない痕跡を検出することが回避される。しかしながら、本明細書に記載されない他の実施形態によれば、この乾燥ステップE6b’は、3秒を超える持続時間にわたって実施することができる。しかしながら、本明細書に記載されない他の実施形態によれば、この乾燥ステップE6b’は、3秒を超える持続時間にわたって実施することができる。
更に他の別の実施形態によれば又はそれに加えて、洗浄動作は、ワイパー構成要素23(図6に示す)を光学要素9の外面9b上にわたって通過させる動作E6cと組み合わされた、光学要素の回転を停止させる動作を含むことができる。
これらの様々な洗浄動作の組み合わせを実施することができる。実施される洗浄動作に応じて、この動作は、光学要素9が固定される又は回転しているときに、特に洗浄流体の噴射を伴うときに実行することができ、それにより、洗浄方法の実施が多目的になる。
更に、少なくとも一連の画像を取得するステップE2及びこの一連の取得画像を処理するステップE3は、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすステップE6の後に繰り返される。したがって、洗浄の有効性をチェックすることができ、任意選択的に、光学要素9の外面9bに依然として存在し得る任意の汚れを除去するために、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こす更なるステップE6を開始することができる。
概略的な円形又は半円形の形状8が画像処理手段7によって検出されなくなった場合、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすステップE6を繰り返す必要はない。信号を少なくとも1つの電子制御ユニット11に送信するステップE4の結果は、前記形状8を検出しないことに対応する(ステップE5’)。
前記形状8が依然として画像処理手段7によって検出される場合、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすステップE6は、第2の洗浄サイクルを実行するように繰り返される。この場合、洗浄動作を組み合わせることができる。第1の洗浄動作が光学要素9の回転速度を変更するステップE6aに対応すると考えることができる。形状8の存在が依然として検出されるため、これは、回転速度を変更するためのこの洗浄動作E6aが汚れを除去するのに十分でなかったことを示す。実際に、この汚れは、時として、例えば、光学要素9の外面9bに対する汚れの付着力を容易に失わせるために又は汚れの除去を容易にするために、例えば洗浄液で湿らせる必要があるかもしれない。したがって、洗浄方法は、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こす第2のステップE6として、汚れを湿らせるために洗浄流体、例えば洗浄液を噴射するステップE6bを実施し、その後、湿らせた汚れを除去するために光学要素9の回転を変更するステップE6aとを実施することができる。或いは、洗浄流体を噴射するステップE6bと、光学要素9の回転速度を変更するステップE6aとを一緒に実施することができる。
更に他の別の実施形態によれば、少なくとも1つの洗浄動作を引き起こす第2のステップE6を実施することが必要である場合、この引き起こすステップE6は、洗浄液を噴射する第1のステップE6bと、光学要素9の外面9bの機械的洗浄を可能にするために前記要素が停止されるときにワイパー構成要素23を光学要素9の外面9b上にわたって通過させるその後のステップE6cとを含むことができる。したがって、電子制御ユニット11は、洗浄動作の組み合わせを一緒に又は順次に制御することができる。
前述の方法では、電子制御ユニット11が参照される。方法は、例えば、図5及び図6に関連して示される運転者支援システム1によって実施することができる。別の実施形態として、この方法は、図4に関連して示されるように、第1の電子制御ユニット11及び1つ以上の更なる電子制御ユニット11’を備える運転者支援システム1によって実施され得る。
前述の洗浄方法は、自動車両が移動しているとき又は静止しているときに実施することができる。これは、自動車両が移動しなければならないことによって制限されることなく、光学要素9を洗浄する際の汎用性を提供する。したがって、これは、運転者支援システム1を自動車両のユーザによって要求されるときに適切に動作させることができるようにする。
前述の実施形態は、非限定的な例示として提供される例である。実際に、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく光学要素9を回転させるために、モータ以外の他のタイプのアクチュエータ5を使用することが完全に可能である。更に、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、上記以外の洗浄動作を実施することができる。更に、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、前述の洗浄方法の幾つかのステップを組み合わせることができ又はこの洗浄方法の幾つかのステップを交換することさえできる。
したがって、光学センサ13の上流側に配置される光学要素9の効果的な自動洗浄を可能にし、実施が簡単であり、自動車両が静止している場合でも実行することができる汚れ検出ステップを伴う自動車両用の光学センサ13の保護デバイス3の洗浄方法が、この洗浄方法を実施する前述の運転者支援システム1によって可能である。

Claims (12)

  1. 自動車両用の運転者支援システム(1)のための保護デバイス(3)を洗浄するための方法であって、前記運転者支援システム(1)が光学センサ(13)を備え、前記光学センサ(13)が光学素子(14)を有し、前記保護デバイス(3)が、前記光学素子(14)の上流側に配置される光学要素(9)を有し、前記光学要素(9)が、前記光学素子(14)に面して配置される内面(9a)と、前記内面(9a)の反対側の外面(9b)とを有するとともに、回転軸(A1)を中心に移動可能に取り付けられる、方法において、
    ・前記光学要素(9)が回転しているときに前記光学センサ(13)によって取得される一連の画像を処理するステップ(E3)であって、前記光学要素(9)の前記外面(9b)上に堆積される汚れによって生成される前記光学要素(9)の回転軸(A1)を中心とする前記取得画像上の概略的な円形又は半円形の形状(8)を検出するステップ(E3)と、
    ・ 前記形状(8)が検出される場合に、前記光学要素(9)の前記外面(9b)を洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすステップ(E6)と、
    を含むことを特徴とする洗浄方法。
  2. 一連の画像を処理する前記ステップ(E3)は、前記運転者支援システム(1)の画像処理手段(7)の支援によって実施されることを特徴とする、請求項1に記載の洗浄方法。
  3. 一連の画像を処理する前記ステップ(E3)は、前記光学センサ(13)によって取得される各画像の各ピクセルの輝度を検出するためのシーケンス、前記光学センサ(13)によって取得される各画像の各ピクセル上の少なくとも1つの暗いゾーンを検出するためのシーケンス、又は、前記光学センサ(13)によって取得される一連の画像を互いに比較するためのシーケンスの中からの少なくとも1つのシーケンスを含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の洗浄方法。
  4. 前記少なくとも1つの洗浄動作を引き起こす前記ステップ(E6)の後に、少なくとも一連の画像を処理する前記ステップ(E3)が繰り返されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の洗浄方法。
  5. 前記少なくとも1つの洗浄動作は、前記光学要素(9)が静止しているときに実施されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の洗浄方法。
  6. 前記少なくとも1つの洗浄動作は、前記光学要素(9)が回転しているときに実施されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の洗浄方法。
  7. 前記少なくとも1つの洗浄動作は、前記光学要素(9)の回転速度を変更する動作(E6a)、洗浄液又は圧縮空気などの洗浄流体を噴射する動作(E6b)、前記光学要素の回転を停止する動作、及び、ワイパーブレードなどのワイパー構成要素(23)を前記光学要素(9)の前記外面(9b)上にわたって通過させる動作(E6c)、又は更にはこれらの動作の組み合わせの中から選択されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の洗浄方法。
  8. 前記光学要素(9)が回転するように設定される乾燥ステップ(E4b’)を含むことを特徴とする、請求項7に記載の洗浄方法。
  9. 光学素子(14)を有し、少なくとも1つの画像を取得するように構成される光学センサ(13)と、前記光学センサ(13)のための保護デバイス(3)とを備える自動車両用の運転者支援システム(1)であって、前記保護デバイス(3)が、
    ・前記光学センサ(13)の前記光学素子(14)の上流側に配置されるとともに回転軸(A1)の周りで移動可能に取り付けられる光学要素(9)であって、前記光学素子(14)に面して配置される内面(9a)と、前記内面(9a)の反対側の外面(9b)とを有する、光学要素(9)と、
    ・前記光学要素(9)を回転させるように構成されるアクチュエータ(5)と、
    を備える運転者支援システム(1)において、
    -前記光学要素(9)が回転しているときに光学センサ(13)によって取得される一連の画像を処理する画像処理手段(7)であって、前記光学要素(9)の前記外面(9b)上に堆積される汚れによって生成される前記光学要素(9)の回転軸(A1)を中心とする概略的な円形又は半円形の形状(8)を検出するように構成される画像処理手段(7)と、
    -前記画像処理手段(7)と通信するように構成されるとともに、前記形状(8)が前記画像処理手段(7)によって検出されるときに前記光学要素(9)の前記外面(9b)を洗浄するための少なくとも1つの動作を引き起こすように構成される少なくとも1つの電子制御ユニット(11)と、
    を備えることを特徴とする運転者支援システム(1)。
  10. 前記光学センサ(13)が前記画像処理手段(7)を備えることを特徴とする、請求項9に記載の運転者支援システム(1)。
  11. 前記少なくとも1つの洗浄動作を引き起こすように構成される前記電子制御ユニット(11)は、前記光学要素(9)を回転させるための前記アクチュエータ(5)を制御するように構成されることを特徴とする、請求項9又は10に記載の運転者支援システム(1)。
  12. 前記少なくとも1つの洗浄動作が引き起こされるときに前記光学要素(9)の前記外面(9b)上に洗浄流体を噴射するように構成される少なくとも1つの噴射ノズル(19)を更に備えることを特徴とする、請求項9から11のいずれか一項に記載の運転者支援システム(1)。
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