JP5768758B2

JP5768758B2 - 車載カメラ制御装置

Info

Publication number: JP5768758B2
Application number: JP2012101577A
Authority: JP
Inventors: 窓爾益井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: JP2013226974A; WO2013161389A1; DE112013002203B4; US10554884B2; CN104271400A; US20150138359A1; CN104271400B; DE112013002203T5

Description

本発明は、撮像素子を備えて車両の周囲の画像を撮像する車載カメラに対して、少なくとも前記撮像素子への通電状態を制御する車載カメラ制御装置に関し、詳しくは、前記撮像素子近傍の温度に応じて前記通電状態を制御可能な車載カメラ制御装置に関する。

近年、撮像素子を備えて車両の周囲の画像を撮像する車載カメラが車両に搭載される場合が増えている。このような車載カメラを搭載した車両に関して、撮像された車両周囲の画像を解析して車両の走行に反映させる技術も種々提案されている。ところが、この種の車載カメラに備えられる撮像素子は、動作を保証する上での推奨温度範囲が設定されており、異常な高温域では撮像素子への通電を停止してその撮像素子の保護を図る必要がある。そこで、撮像素子の近傍に温度センサを配置し、撮像中に前記温度センサを介して検出される温度が閾値レベルを超えたときに、撮像素子への通電を停止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−８８６０９号公報

ところが、特許文献１に記載の技術では、電源投入時等の制御開始時には温度センサの出力を参照しておらず、撮像素子の周囲が異常な高温であっても撮像素子への通電がなされてしまうため、種々の不都合が生じる可能性がある。例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子は高温に弱く、高温時に通電すると撮像素子自体が壊れたりノイズが発生する場合がある。特に、車載カメラがフロントガラス周辺に配置された場合、フロントガラス周辺は温度が高くなりやすいので、一層課題が顕著になる。

そこで、本発明は、撮像素子を備えて車両の周囲の画像を撮像する車載カメラに対して前記撮像素子への通電状態を制御する車載カメラ制御装置において、撮像素子近傍が高温であるときに撮像素子への通電が開始されるのを抑制することを目的としてなされた。

前記目的を達するためになされた本発明では、通電制御手段は、撮像素子への通電開始前に、測温手段が測定した前記撮像素子近傍の温度を参照し、当該温度が予め設定された第１閾値以下である場合に、前記撮像素子への通電を開始する。このため、撮像素子近傍が前記第１閾値を超える高温であるときにその撮像素子への通電が開始されるのを抑制することができ、撮像素子を良好に保護することができる。

本発明が適用されたカメラユニットの配置を概略的に表す斜視図である。そのカメラユニットの制御系の構成を表すブロック図である。その制御系における制御の一部を表すフローチャートである。その制御の続きを表すフローチャートである。その制御のパラメータの関係を表す説明図である。

［実施形態の構成］
次に、本発明が適用された実施形態を図面と共に説明する。図１に示すように、本発明の車載カメラ制御装置が適用されたカメラユニット１０は、車両１のフロントガラス３の中央上部における、ルームミラー５の裏側の付け根近傍に取り付けられる。なお、このカメラユニット１０は、車両が路上の白線を逸脱した場合に警報を発生する白線逸脱警報制御や、先行車両がないときにハイビームを許可するオートハイビームの制御や、先行車両に近接したときに自動的に制動を行う衝突回避の制御等に利用される。

このカメラユニット１０の筐体の内部には、図２に示すように、ＣＣＤ等の撮像素子１１の他に、その撮像素子１１への通電状態を制御する車載カメラ制御装置としての次のような構成が内蔵されている。すなわち、撮像素子１１の近傍には、サーミスタ等からなる測温部１３設けられている。なお、ここで「近傍」とは、撮像素子１１の温度に対応して（望ましくは１対１に対応して）温度が変化する空間的な範囲であればよい。この測温部１３が測定した温度に対応する温度情報は、撮像素子１１が撮像した画像に対応する画像信号と共に、ＣＰＵを中心としたマイクロコンピュータからなる画像処理・システム制御部１５に入力されている。画像処理・システム制御部１５は、撮像素子１１が撮像した画像を画像処理することにより、車両１を制御する車両制御システム５０に設けられたビーム制御部５１，ブザー吹鳴部５２，運転制御部５３，メータ制御部５４等の各部に、制御信号を送信する。また、画像処理・システム制御部１５は、撮像素子１１へも制御信号を出力して、その動作を制御する。

カメラユニット１０の筐体の内部には、この他、車両１のバッテリ等から電力を供給されて特定電圧の電力を出力するＡ電源（ｐｏｗｅｒＡ）１７とＢ電源（ｐｏｗｅｒＢ）１９とが設けられている。Ａ電源１７は、画像処理・システム制御部１５にソフトウェア処理用の電力を供給する。Ｂ電源１９は、撮像素子１１に撮像用の電力を供給する。そして、画像処理・システム制御部１５は、Ａ電源１７から供給された電力を用いて次のような処理を実行することにより、Ｂ電源１９から撮像素子１１への通電状態を制御している。

［実施形態における制御］
図３，図４は、Ｂ電源１９へ制御信号を出力してそのＢ電源１９から撮像素子１１への通電状態を制御するために画像処理・システム制御部１５が実行する処理を表すフローチャートである。なお、この処理は、車両のイグニッションがオンされてＡ電源１７から画像処理・システム制御部１５への通電が開始され、当該画像処理・システム制御部１５が起動されたときに開始される。

図３に示すように、処理が開始されると、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、Ｂ電源１９から撮像素子１１への通電が停止（カメラ電源ＯＦＦ）される。このため、少なくともイグニッションがオンされた直後は、Ｂ電源１９から撮像素子１１への通電がなされない。続くＳ２では、所定時間Ａｍｓの待機がなされた後、処理はＳ３へ移行する。Ｓ３では、測温部１３が測定した温度（以下、測定温度という）が参照され、その測定温度がＯＮ閾値以下であるか否かが判断される。なお、ＯＮ閾値とは、測定温度が当該温度以下である場合にＢ電源１９から撮像素子１１への通電開始（カメラ電源ＯＮ）が許可される温度である。

測定温度がＯＮ閾値以下である場合は（Ｓ３：Ｙ）、処理はＳ４へ移行し、画像処理・システム制御部１５の記憶領域に設けられたカウンタαが１つインクリメントされて処理はＳ５へ移行する。Ｓ５では、カウンタαの値が、予め設定された起動カウンタ値以上になったか否かが判断される。カウンタαは、制御開始時には０にクリアされており、最初にこのＳ５へ移行したときは否定判断されて処理は前述のＳ２へ移行する。また、前述のＳ３にて測定温度がＯＮ閾値を超えていると判断された場合は（Ｓ３：Ｎ）、Ｓ７にてカウンタαがクリアされた後、処理は前述のＳ２へ移行する。

こうして、測定温度がＯＮ閾値以下である状態が（Ｓ３：Ｙ）、Ａｍｓ×起動カウンタ値で表される時間継続すると、Ｓ５にて肯定判断され、処理はＳ１０へ移行する。Ｓ１０では、Ｂ電源１９から撮像素子１１への通電が開始され（カメラ電源ＯＮ）、続くＳ１１にて、所定時間Ｂｍｓの待機がなされた後、処理はＳ１２へ移行する。Ｓ１２では、測定温度が参照され、その測定温度がＯＦＦ閾値以上であるか否かが判断される。なお、ＯＦＦ閾値とは、測定温度が当該温度以上である場合にＢ電源１９から撮像素子１１への通電が停止（カメラ電源ＯＦＦ）される温度である。また、測定温度に対する参照間隔としての所定時間Ａｍｓ，Ｂｍｓは、後述のように同一であっても異なってもよいが、ＯＦＦ閾値はＯＮ閾値よりも高い温度に設定されている。

測定温度が、ＯＦＦ閾値より低いＯＮ閾値以下であると判断されて（Ｓ３：Ｙ）、このＳ１２へ移行したときには、多くの場合、測定温度はＯＦＦ閾値未満であるので（Ｓ１２：Ｎ）、処理はＳ１５へ移行する。Ｓ１５では、画像処理・システム制御部１５の記憶領域に設けられたカウンタβがクリアされ、処理は前述のＳ１１へ移行する。

そして、Ｓ１１〜Ｓ１５のループ処理の間に測定温度がＯＦＦ閾値以上となると（Ｓ１２：Ｙ）、処理はＳ１６へ移行し、カウンタβが１つインクリメントされて処理はＳ１７へ移行する。Ｓ１７では、カウンタβの値が、予め設定された遮断カウンタ値以上になったか否かが判断される。最初にこのＳ１７へ移行したときは、通常、カウンタβはＳ１５にて０にクリアされており、否定判断されて処理は前述のＳ１１へ移行する。そして、測定温度がＯＦＦ閾値以上である状態が（Ｓ１２：Ｙ）、Ｂｍｓ×遮断カウンタ値で表される時間継続すると、Ｓ１７にて肯定判断され、処理はＳ２０へ移行する。Ｓ２０では、Ｂ電源１９から撮像素子１１への通電が停止され（カメラ電源ＯＦＦ）、続くＳ２１にて、前記所定時間Ｂｍｓの待機がなされた後、処理はＳ２２へ移行する。Ｓ２２では、測定温度がＯＮ閾値以下であるか否かが判断される。

測定温度が、ＯＮ閾値より高いＯＦＦ閾値以上であると判断されて（Ｓ１２：Ｙ）、このＳ２２へ移行したときには、多くの場合、測定温度はＯＮ閾値を超えているので（Ｓ２２：Ｎ）、処理はＳ２５へ移行する。Ｓ２５では、画像処理・システム制御部１５の記憶領域に設けられたカウンタγがクリアされ、処理は前述のＳ２１へ移行する。

そして、Ｓ２１〜Ｓ２５のループ処理の間に測定温度がＯＮ閾値以下となると（Ｓ２２：Ｙ）、処理はＳ２６へ移行し、カウンタγが１つインクリメントされて処理はＳ２７へ移行する。Ｓ２７では、カウンタγの値が、予め設定された復帰カウンタ値以上になったか否かが判断される。最初にこのＳ２７へ移行したときは、通常、カウンタγはＳ２５にて０にクリアされており、否定判断されて処理は前述のＳ２１へ移行する。そして、測定温度がＯＮ閾値以下である状態が（Ｓ２２：Ｙ）、Ｂｍｓ×復帰カウンタ値で表される時間継続すると、Ｓ２７にて肯定判断され、処理は前述のＳ１０へ移行する。これによって、Ｂ電源１９から撮像素子１１への通電が再開される。

［実施形態の効果及びその変形例］
ここで、前述の起動カウンタ値をＭ、遮断カウンタ値をＬ、復帰カウンタ値をＮとすると、前記制御で用いられるパラメータは図５に示すように表される。なお、図５では、ＯＮ閾値をデジタル値としてのＫで表しており、この値は、Ａ／Ｄ変換前の値でＴ１℃〜Ｔ３℃に相当するが、標準のＴ２℃とみなしても差し支えない。同様に、図５では、ＯＦＦ閾値をデジタル値としてのＪで表しており、この値は、Ａ／Ｄ変換前の値でＴ４℃〜Ｔ６℃に相当するが、標準のＴ５℃としてみなしても差し支えない。なお、前述のようにＴ２＜Ｔ５であり、従ってＫ＜Ｊである。

よって、画像処理・システム制御部１５では、制御開始には撮像素子１１への通電が停止されており（Ｓ１）、測定温度のＡ／Ｄ変換値がＫ以下の状態がＡ×Ｍ（ｍｓ）継続したとき（Ｓ５：Ｙ）、撮像素子１１への通電がなされる（Ｓ１０）。その通電開始後、測定温度のＡ／Ｄ変換値がＪ以上の状態がＢ×Ｌ（ｍｓ）継続したとき（Ｓ１７：Ｙ）、撮像素子１１への通電が停止される（Ｓ２０）。その通電停止後、測定温度のＡ／Ｄ変換値がＫ以下の状態がＢ×Ｎ（ｍｓ）継続したとき（Ｓ２７：Ｙ）、撮像素子１１への通電が再開される（Ｓ１０）。

このように、本実施形態では、制御開始には撮像素子１１への通電が停止されており、撮像素子１１の近傍がＯＮ閾値（第１閾値の一例）を超える高温であるときには撮像素子１１への通電開始が抑制されるので、撮像素子１１を良好に保護することができる。また、ＯＦＦ閾値（第２閾値の一例）はＯＮ閾値よりも高く設定されているので、外乱や撮像素子１１自身の発熱によって測定温度が多少変動しても、撮像素子１１への通電を安定して継続することができる。なお、ＯＮ閾値とＯＦＦ閾値との温度差は、例えば、撮像素子１１の内部発熱による温度上昇幅としてもよい。また、本実施形態では、画像処理・システム制御部１５に電力を供給するＡ電源１７と撮像素子１１に電力を供給するＢ電源１９とを独立して設けている。このため、撮像素子１１への通電停止中にも、画像処理・システム制御部１５と他のシステムのＣＰＵとの間で、カメラユニット１０が使用できない旨通信することができる。

なお、前述のように、測定温度に対する参照間隔としての所定時間Ａ，Ｂは互いに等しくてもよいが、Ａ＜Ｂの場合、次のような作用・効果が生じる。すなわち、イグニッションがオンされてから撮像素子１１への通電が開始されるまでの起動期間は、撮像素子１１が高温になって通電を停止されてから次に通電が開始されるまでの停止期間に比べて短くして、システムの立ち上がりを早くすることが要請されている。そのためには、Ａ＝Ｂであっても、Ｍ＜Ｎであれば、起動期間（＝Ａ×Ｍ）を停止期間（＝Ｂ×Ｎ）よりも短くすることができるが、起動カウンタ値（Ｍ）を小さくすると制御の信頼性が低下する可能性がある。

これに対して、Ａ＜Ｂとすれば、Ｍ＝Ｎすなわち起動カウンタ値と復帰カウンタ値とが同じ値であっても、起動期間（＝Ａ×Ｍ）を停止期間（＝Ｂ×Ｎ）よりも短くすることができる。また、システムの起動時には、撮像素子１１の撮像結果に対する画像解析等の処理はなされておらず、画像処理・システム制御部１５の処理負荷も軽いので、前記参照間隔を短くしても処理負荷の問題は生じない。従って、Ａ＜Ｂとすることにより、画像処理・システム制御部１５の処理負荷を重くすることも処理の信頼性を低下させることもなく、撮像素子１１を用いたシステムの立ち上がりを早くすることができる。

なお、前記実施形態において、カメラユニット１０が車載カメラに、測温部１３が測温手段に、画像処理・システム制御部１５が通電制御手段に、それぞれ相当する。また、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、本発明は、バックモニタ用の車載カメラ等、種々の車載カメラに対しても応用することができる。但し、前記実施形態のように、フロントガラス３の周辺に配置された車載カメラに本発明を適用した場合、フロントガラス３の周辺は温度が高くなりやすいので、効果が一層顕著に表れる。

１…車両３…フロントガラス５…ルームミラー
１０…カメラユニット１１…撮像素子１３…測温部
１７…Ａ電源１９…Ｂ電源１５…画像処理・システム制御部

Claims

撮像素子（１１）を備えて車両の周囲の画像を撮像する車載カメラに対して、少なくとも前記撮像素子への通電状態を制御する車載カメラ制御装置であって、
前記撮像素子近傍の温度を測定する測温手段（１３）と、
前記撮像素子への通電開始前に、前記測温手段が測定した温度を参照し、当該温度が予め設定された第１閾値以下である場合に、前記撮像素子への通電を開始する通電制御手段（１５）と、
を備えたことを特徴とする車載カメラ制御装置。
前記通電制御手段は、前記撮像素子への通電中に、前記測温手段が測定した温度を参照し、当該温度が前記第１閾値よりも高い値に予め設定された第２閾値を超えた場合に、前記撮像素子への通電を停止することを特徴とする請求項１に記載の車載カメラ制御装置。
前記測温手段が測定した温度を前記通電制御手段が参照する間隔を参照間隔とし、前記通電制御手段が制御を開始してから前記撮像素子への通電を開始するまでの期間を起動期間とし、前記通電制御手段が前記撮像素子への通電を停止してから当該撮像素子への通電を再び開始するまでの期間を停止期間として、
前記起動期間における前記参照間隔の方が、前記停止期間における前記参照間隔よりも短いことを特徴とする請求項２に記載の車載カメラ制御装置。