JP7006385B2 - 加熱制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられた窓部の内側から窓部越しに窓部の外側の風景を撮像して撮像画像を生成する撮像部を備えた車両に適用され、前記窓部を加熱可能な加熱部を制御する加熱制御装置に関する。

車両の外気温度が低い場合、窓部の内側に結露が発生し、窓部が曇る可能性がある。窓部が曇った状態で撮像部が撮像した画像は、「被写体の輪郭がぼやけ且つ画像全体が白っぽく」なる傾向があり、撮像部は窓部の外側の正確な風景を撮像できなくなる可能性が高い。従来から特許文献１に提案されているように、外気温度が設定温度以下となった場合、加熱部に窓部を加熱させることによって、窓部の曇りを除去する加熱制御装置（以下、「従来装置」と称呼する場合もある。）が知られている。

特開２０１７－１８５８９６号公報（段落００６５及び００６６等を参照。）

しかしながら、外気温度が設定温度よりも高い場合であっても湿度及び／又は車室内温度等によっては窓部が曇る場合がある。

そこで、撮像部が撮像した画像に基づいて窓部の曇りを検出したときに、加熱部に窓部を加熱させる装置が考えられる。

ところが、霧が発生している場合にも、窓部に曇りが発生している場合と同様に、撮像部は正確な風景を撮像できなくなる。霧が発生している状況下で撮像された画像は、窓部が曇っている状況下で撮像された画像と同じ特徴を有する。よって、前述した「撮像した画像に基づいて窓部が曇っているか否かを単に判定する装置」は、霧が発生しているのか窓部が曇っているのかを判別できない。このため、前述した装置は、窓部は曇っていないが霧が発生している場合、加熱部に窓部を加熱させてしまう。しかし、霧は車両の外部で発生しているため、霧が発生している場合に加熱部に窓部を加熱させても、意味がなく、無駄な電力が消費される。

本発明は前述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、窓部に曇りが発生しているのか霧が発生しているのかを判別し、窓部に曇りが発生している可能性が高いと判定した場合に加熱部に窓部を加熱させることによって、加熱部が無駄に電力を消費する可能性を低下させることができる加熱制御装置を提供することにある。

本発明の加熱制御装置（以下、「本発明装置」とも呼称する。）は、
車両に設けられた窓部（４５及び４５ａ）の内側に配設され且つ前記窓部の外側の風景を前記窓部越しに撮像して撮像画像（ＰＩ）を生成する撮像部（２１及び２４）を有する車両に適用され、
前記窓部の内側に配設され且つ前記窓部を加熱可能な加熱部（３１）と、
前記加熱部に前記窓部を加熱させる制御部（１０）と、を備え、
前記制御部は、
前記生成された撮像画像に含まれる車線の境界線を示す複数のエッジ点、のそれぞれのエッジ強度と、前記複数のエッジ点のそれぞれと前記撮像部との距離と、を取得し、
前記窓部が曇っている場合及び前記車両の外に霧が発生している場合の何れの場合にも成立する、前記取得したエッジ強度に関する所定条件が成立していると判定した場合（ステップ５３０「Ｙｅｓ」）、
前記撮像部からの距離が所定の一定距離（ΔＬ）だけそれぞれ増加する複数の区間、のそれぞれにおける前記取得したエッジ強度の変化量（ΔＥＳ）を示す傾き（ａ）を前記取得したエッジ強度と前記取得した距離とに基づいて算出し（ステップ５４５）、前記算出した傾きが負の値を有する所定の閾値以下となる区間が存在しないときに成立する曇り条件が成立するか否かを判定し（ステップ５５０）、
前記曇り条件が成立したと判定した場合（ステップ５５０「Ｙｅｓ」）、前記加熱部に前記窓部を加熱させる（ステップ５５５）、
ように構成されている。

車外に霧が発生している場合には大気中に存在する微粒子（水滴）が多いので、反射光の強さは、撮像部からの距離が比較的短い地点から長くなるときに急激に減少する。このため、車線を区画する境界線（白線及び黄線等）のエッジ強度も、撮像部からの距離が比較的短い地点から長くなるときに急激に減少する可能性が高い。換言すれば、車外に霧が発生している場合、ある地点と、その地点から所定の一定距離だけ撮像部から遠い地点と、の間の区間におけるエッジ強度の変化量を示す傾きが「負の値を有する所定の閾値」以下となる可能性が高い。
一方、窓部が曇っている場合、撮像画像全体が霞み且つ白色になるだけで、車外に霧が発生している場合のようなエッジ強度の急激な減少は発生しない可能性が高い。

本発明装置は、前記窓部が曇っている場合及び前記車両の外に霧が発生している場合の何れの場合にも成立する、前記取得したエッジ強度に関する所定条件が成立していると判定した場合、撮像部からの距離が所定の一定距離だけそれぞれ増加する複数の区間、のそれぞれにおける車線を区画する境界線のエッジ強度の変化量を示す傾きを算出する。そして、本発明装置は、算出した傾きが負の値を有する所定の閾値以下となる区間が存在しないときに成立する曇り条件が成立したと判定した場合、加熱部に窓部を加熱させる。

これによって、本発明装置は、窓部が曇っているか霧が発生しているかを正確に判別することができる。更に、本発明装置は、窓部が曇っている可能性が高いと判定した場合、加熱部に窓部を加熱させるため、霧が発生している場合に加熱部に窓部を加熱させてしまう可能性を低下させることができる。これによって、無駄に電力を消費する可能性を低下させることができる。

なお、上記説明においては、発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る加熱制御装置（本制御装置）の概略システム構成図である。 図２は、図１に示すヒータの取付位置の説明図である。 図３Ａは、図２に示す光透過部が曇っている状況で撮像された撮像画像の説明図である。 図３Ｂは、車外に霧が発生している状況で撮像された撮像画像の説明図である。 図４は、正常時のエッジ強度、光透過部が曇っている時のエッジ強度及び車外に霧が発生している時のエッジ強度と距離との関係を示すグラフである。 図５は、図１に示した制御ＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

本発明の実施形態に係る加熱制御装置（以下、「本制御装置」と称呼される場合がある。）は、車両に適用される。本制御装置は、図１に示すように、制御ＥＣＵ１０、ヒータ（以下、「加熱部」と称呼される場合がある。）３１、表示器３２及びスピーカ３３を備える。車両は制御ＥＣＵ１０に接続されたカメラセンサ２１を備える。

制御ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置（Electronic Control Unit）である。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ及びインターフェース（Ｉ／Ｆ）等を含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。

図２に示すように、カメラセンサ２１は、車両のフロントウィンド４５の後面（即ち、車内側の面）の上縁部付近の車幅方向中央部に配置される。より具体的に述べると、フロントウィンド４５の後面の上縁部及びその近傍部には、全体形状が略Ｔ字形をなす遮光シート４６が貼り付けられている。遮光シート４６の中央部には前斜め下方に向かって延びる前方延出部４６ａが形成されている。カメラセンサ２１を収容するカバー２３の上面には接着面（図示省略）が設けられている。この接着面が前方延出部４６ａの下面に接着されることによって、カメラセンサ２１は前方延出部４６ａの下面に固定される。

前方延出部４６ａの前端近傍部には略台形形状をなす光透過孔４６ｂが形成され、フロントウィンド４５の光透過孔４６ｂと対向する部位は光透過部４５ａ（以下、「窓部」と称呼される場合もある。）を構成している。このため、カメラセンサ２１が前方延出部４６ａの下面に固定されたとき、光透過孔４６ｂと対向する位置にカメラセンサ２１に備わる撮像部２４が位置するようになる。

このため、撮像部２４は、フロントウィンド４５の前方（即ち、車両の前方）に位置する物標（例えば、他の車両）によって後方へ反射された反射光を所定時間が経過する毎に撮像して撮像画像を取得する。この反射光は、フロントウィンド４５の光透過部４５ａ及び遮光シート４６の光透過孔４６ｂを透過して撮像部２４に到達する。そして、撮像部２４は、取得した撮像画像をカメラセンサ２１に備わる画像処理装置（図示省略）に送信する。

画像処理装置は、撮像部２４が送信した撮像画像に基づいて車両の前方に存在する物標を検出した場合、当該撮像画像に基づいて当該物標の車両に対する位置を取得する。そして、画像処理装置は、取得した物標の位置を示す位置情報及び当該撮像画像を含む物標情報を所定時間が経過する毎に制御ＥＣＵ１０に送信する。

制御ＥＣＵ１０は、物標情報に基づいて、「自動ブレーキ制御、レーンキーピングアシスト制御（レーントレーシングアシスト制御）及びアダプティブハイビーム制御」等を実行したり、自動運転を実施したり、警報を発したりする。以下、撮像画像に基づいて検出された物標に基づくこのような制御は運転支援制御と称呼される。

図２に示すように、ヒータ３１は、カメラセンサ２１の一部の領域に設けられる。より具体的に述べると、ヒータ３１は、カメラセンサ２１が前方延出部４６ａに固定されたときに、光透過部４５ａの下方に位置し且つ光透過部４５ａ全面に渡って対面する領域に設けられる。ヒータ３１は、通電時に発熱する金属（例えば、黄銅）によって構成された電熱線である。車両に搭載された電源から電力がヒータ３１に供給されてヒータ３１の状態が通電状態となると、ヒータ３１は発熱する。このヒータ３１が発した熱は上方へ伝わるため、光透過部４５ａが加熱される。光透過部４５ａが曇っている場合、ヒータ３１によって光透過部４５ａが加熱されて光透過部４５ａ付近の温度が露点温度以上になると、当該曇りは消失する。更に、光透過部４５ａに氷及び／霜が付着して光透過部４５ａが曇っている場合も、ヒータ３１が光透過部４５ａを加熱することによって、光透過部４５ａの温度が上昇し、この氷及び／霜を溶かすことができる。

図１に示した表示器３２は、制御ＥＣＵ１０からの表示信号を受信し、その表示信号が示す情報を運転者に対して表示する液晶ディスプレイである。従って、表示器３２は、制御ＥＣＵ１０からの信号に応答して後述する曇り発生表示及び霧発生表示を行うことができる。表示器３２は、ヘッドアップディスプレイであってもよい。
スピーカ３３は、制御ＥＣＵ１０からの発音信号を受信し、その発音信号に応じた音を発生する。従って、スピーカ３３は、制御ＥＣＵ１０からの信号に応答して後述する曇り発生音及び霧発生音を発生することができる。

（作動の概要）
次に、本制御装置の作動の概要について説明する。
本制御装置は、今回撮像した撮像画像ＰＩから「車両が走行する車線の境界線ＢＬ」（図３Ａ及び図３Ｂに示すＢＬ１及びＢＬ２を参照。）を後述する手法によって抽出し、抽出した境界線ＢＬから処理対象となる対象線ＯＬ（図３Ａを参照。）を抽出する。そして、本制御装置は、抽出した対象線ＯＬを表すエッジ点のエッジ強度ＥＳの平均値（以下、「平均エッジ強度ＡｖＥＳ」と称呼する。）を計算し、計算した平均エッジ強度ＡｖＥＳが所定の閾値強度ＥＳｔｈ以下であるか否かを判定する。

撮像画像ＰＩがぼやけている（霞んでいる）場合、平均エッジ強度ＡｖＥＳは閾値強度ＥＳｔｈ以下になる。この場合、光透過部４５ａが曇っているか又は車外に霧が発生していると考えられる。

そこで、本制御装置は、撮像画像ＰＩにおける対象線ＯＬを表すエッジ点のエッジ強度ＥＳと「当該エッジ強度ＥＳが取得された対象線ＯＬ上のエッジ点の実際の位置と撮像部２４との間の距離Ｌ」との関係（図４を参照。）に基づいて、後述する曇り条件が成立しているか否かを判定する。曇り条件が成立している場合、本制御装置は、光透過部４５ａが曇っていると判定してヒータ３１に光透過部４５ａを加熱させる。一方、曇り条件が成立していない場合、本制御装置は、車外に霧が発生していると判定し、ヒータ３１に光透過部４５ａを加熱させない。

ここで、曇り条件を説明する。
本制御装置は、上記エッジ強度ＥＳと距離Ｌとの関係において、所定距離ΔＬ（図４を参照。）を有する単位区間におけるエッジ強度ＥＳの変化量ΔＥＳ（図４を参照。）を示す傾きａ１乃至ａＮ（「Ｎ」は「２」以上の自然数）を計算する。エッジ強度ＥＳは、距離Ｌが大きいほど小さくなるので、傾きａ１乃至ａＮのそれぞれは負の値になる。そして、本制御装置は、計算した傾きａ１乃至ａＮに、「０よりも小さな所定の閾値ａｔｈ以下である傾きａ」が存在しているか否かを判定する。傾きａ１乃至ａＮに上記傾きａが存在していない場合、本制御装置は、曇り条件が成立したと判定して光透過部４５ａが曇っていると判定する。一方、傾きａ１乃至ａＮに上記傾きａが存在している場合、本制御装置は、曇り条件が成立していないと判定して車外に霧が発生していると判定する。

図３Ａに示すように、光透過部４５ａが曇っている状況下で撮像された撮像画像ＰＩｃは、画像全体が同程度にぼやける（霞む）可能性が高い。一方、図３Ｂに示すように、車外に霧が発生している状況下で撮像された撮像画像ＰＩｆは、撮像部２４からの距離が遠くなるにつれて画像が霞む程度は大きくなる。換言すれば、撮像画像ＰＩｆでは、撮像部２４からの距離が遠くなるにつれて、霧の濃度が濃くなっていくように見える。

光透過部４５ａの曇りの原因は、光透過部４５ａの内側全域にわたって付着した結露及び又は光透過部４５ａの外側全域にわたって付着した氷（雪及び霜等を含む。）である。このような状況下で撮像された撮像画像ＰＩｃに、この光透過部４５ａに付着した結露及び／又は氷が写り込み、当該撮像画像ＰＩｃ全体が同程度に霞んでしまう。

撮像部２４に入射する反射光の強さＬＳは、その反射光の反射点から撮像部２４までの距離Ｌが長くなるほど、減衰する傾向がある。大気中の単位体積あたりに含まれる微粒子（例えば水滴等）が比較的多い場合、反射光の強さＬＳは、距離Ｌが次第に増大するとき、距離Ｌが比較的短いある地点から急減に減少する可能性が高くなる。従って、車外に霧が発生している場合の反射光の強さＬＳは、距離Ｌが次第に増大するとき、距離Ｌが比較的短いある地点から急減に減少する可能性が高い。なお、撮像画像ＰＩの反射光の強さＬＳが減衰して弱くなった（小さくなった）領域から取得したエッジ強度ＥＳは小さくなる。

図４に、以下に示す（Ａ）乃至（Ｃ）の状況下で同じ位置から撮像された撮像画像ＰＩの同じ対象線ＯＬから取得されたエッジ強度ＥＳと距離Ｌとの関係（即ち、対象線ＯＬを示すあるエッジ点の強度とそのエッジ点までの距離Ｌとの関係）を示す。
（Ａ）光透過部４５ａが曇っていなく且つ車外に霧も発生していない状況（正常時）
（Ｂ）光透過部４５ａが曇っている状況（曇り時）
（Ｃ）車外に霧が発生している状況（霧発生時）

図４に示すように、（Ａ）正常時及び（Ｂ）曇り時のエッジ強度ＥＳは、距離Ｌが長くなるにつれて緩やかに減少する。一方、（Ｃ）霧発生時のエッジ強度ＥＳは、距離Ｌが長くなる場合に比較的短い距離Ｌａから急激に減少する。このため、霧が発生している場合には、平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下となり且つエッジ強度ＥＳは距離Ｌの増大に伴ってある地点から急激に減少する可能性が高い。よって、霧が発生している場合には、一定の距離ΔＬを有する各区間に対応する傾きａ１乃至ａＮに「０よりも小さな閾値ａｔｈ以下となる傾きａ」が存在する可能性が高い。図４に示す例では、霧発生時のエッジ強度ＥＳの傾きａ５が上記傾きａとなる。

更に、図４に示すように、（Ｂ）曇り時のエッジ強度ＥＳは、（Ａ）正常時のエッジ強度ＥＳよりも全体的に小さな値となる。これは、この光透過部４５ａに付着した結露及び／又は氷が写り込みによって生じる撮像画像ＰＩの霞みが原因である。このため、光透過部４５ａが曇っている場合、平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下となる可能性が高いが、対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳと距離Ｌとの関係に上述した傾きａが存在しない可能性が高い。

よって、本制御装置は、先ず、平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下であるか否かを判定する。即ち、本制御装置は、光透過部４５ａである窓部が曇っている場合及び車両１０の外に霧が発生している場合の何れの場合にも成立する「エッジ強度ＥＳに関する所定条件」が成立しているか否かを判定する。そして、本制御装置は、平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下である場合、対象線ＯＬから計算した傾きａ１乃至ａＮに上述した傾きａが存在していないとき、曇り条件が成立したと判定してヒータ３１に光透過部４５ａを加熱させる。一方、傾きａ１乃至ａＮに上述した傾きａが存在しているとき、本制御装置は、車外に霧が発生していると判定してヒータ３１に光透過部４５ａを加熱させない。これによって、光透過部４５ａが曇っているのか車外に霧が発生しているのかをより正確に判定することができる。更に、車外に霧が発生している可能性が高い場合には、ヒータ３１に光透過部４５ａを加熱させないので、ヒータ３１が無駄に電力を消費する可能性を低下させることができる。

（具体的作動）
制御ＥＣＵ１０のＣＰＵは、図５にフローチャートで示したルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。図５に示すルーチンは、光透過部４５ａの状態及び車外の状態に応じてヒータ３１を制御するためのルーチンである。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図５のステップ５００から処理を開始し、以下に述べるステップ５０５及びステップ５２５をこの順に実行してステップ５３０に進む。

ステップ５０５：ＣＰＵは、撮像画像ＰＩをカメラセンサ２１から取得する。
ステップ５１０：ＣＰＵは、周知の方法を用いて、ステップ５０５にて取得した撮像画像ＰＩに含まれるエッジ点を抽出するとともに抽出したエッジ点に基づいて境界線ＢＬを検出する。エッジ点に基づく境界線ＢＬの検出方法は周知であり、例えば、特開２０１３－１０５１７９号公報に記載されている。なお、境界線ＢＬの色は、白色、橙色及び黄色等がある。

境界線ＢＬの検出方法を簡単に説明する。まず、ＣＰＵは、撮像画像ＰＩの輝度値に基づいて輝度値が急激に増加又は減少する点をエッジ点として抽出する。輝度値が急激に増大する点は便宜上「立ち上がりエッジ点」とも称呼される。輝度値が急激に減少する点は便宜上「立ち下がりエッジ点」とも称呼される。これらのエッジ点は、そのエッジ点における輝度の変化量が大きいほど大きいエッジ強度ＥＳを有する。次いで、ＣＰＵは、周知のハフ変換を用いてエッジ点を平面視画像へと変換する。そして、ＣＰＵは、複数の立ち上がりエッジ点を通る立ち上がり線及び複数の立ち下がりエッジ点を通る立ち下がり線をそれぞれ候補線として選択する。次いで、ＣＰＵは、候補線のうち横位置制限を満たし且つ角度制限を満たす立ち上がり線及び立ち下がり線を選択し、両者の間の距離が所定距離以内であるペアを「境界線ＢＬを区画する区画線」として選択する。そして、ＣＰＵは、選択したペアの間の領域を境界線ＢＬとして選択する。横位置制限は、候補線が、車両の左端部から左方向へ所定距離離れた位置までの所定範囲を通るか、又は、車両の右端部から右方向へ所定距離離れた位置までの所定範囲を通るという制限である。角度制限は、車両の前端部の左右方向への延長線と候補線とのなす角の大きさが所定角度以下であるという制限である。
なお、図３Ａ及び図３Ｂに示す例では、ＣＰＵは、ステップ５１０にて境界線ＢＬ１及びＢＬ２を抽出する。

ステップ５１５：ＣＰＵは、車両に最も近い境界線ＢＬを対象線ＯＬとして抽出する。図３Ａ及び図３Ｂに示す例では境界線ＢＬ２が車両に最も近いと仮定する。このため、ＣＰＵは、ステップ５１５にて境界線ＢＬ２を対象線ＯＬとして抽出する。
ステップ５２０：ＣＰＵは、対象線ＯＬに含まれるエッジ点のエッジ強度ＥＳを取得する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、対象線ＯＬを規定する立ち上がり線及び立ち下がり線のうち、車両に最も近い線のエッジ点のエッジ強度ＥＳを取得する。
ステップ５２５：ＣＰＵは、ステップ５２０にて取得したエッジ強度ＥＳに基づいて、対象線ＯＬの平均エッジ強度ＡｖＥＳを計算する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ステップ５２０にて取得した総てのエッジ強度ＥＳの合計値を「対象線ＯＬに含まれるエッジ点の総数」で除算することによって、平均エッジ強度ＡｖＥＳを計算する。
ステップ５３０：ＣＰＵは、ステップ５２５にて計算した平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下であるか否かを判定する。

平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈよりも大きい場合、光透過部４５ａの曇り及び車外の霧の何れもが発生していないと考えられる。この場合、ＣＰＵは、ステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップ５３５を実行し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ５３５：ＣＰＵは、ヒータ３１への電源からの電力の供給を停止する。これは、平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈよりも大きい場合、光透過部４５ａが曇っている可能性は極めて低いので、ヒータ３１が光透過部４５ａを加熱する必要がないからである。なお、この時点においてヒータ３１へ電力が供給されていない場合、ＣＰＵはステップ５３５の処理をヒータ３１への電力が供給されていないことを確認するために実行する。

その後光透過部４５ａが曇り始めたことにより撮像画像ＰＩが霞み、対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳが小さくなったことによって、平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下となったと仮定する。この場合、ＣＰＵがステップ５３０に進むと、ＣＰＵは、そのステップ５３０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ５４０及びステップ５４５をこの順に実行してステップ５５０に進む。

ステップ５４０：ＣＰＵは、「エッジ点のエッジ強度ＥＳ」を縦軸とし、「エッジ点と撮像部２４との距離Ｌ」を横軸としたグラフ上に、対象線ＯＬ上の各エッジ点をプロットする。更に、ＣＰＵは、プロットした点に基づいて対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳと距離Ｌとの関係を示す近似線ＡＬを計算する。例えば、ＣＰＵは、隣接する点同士を通る直線の方程式を計算し、このような直線を対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳの総ての点に対して求めることによって近似線ＡＬを計算する。

ステップ５４５：ＣＰＵは、ステップ５４０にて計算した近似線ＡＬを「所定距離ΔＬを有する複数の区間単位に」分割し、各区間における近似線ＡＬの傾き（傾きの平均値）ａ１乃至ａＮを計算する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、各区間において近似線ＡＬのエッジ強度ＥＳの変化量ΔＥＳを計算する。変化量ΔＥＳは、距離Ｌがある距離Ｌ１であるときに近似線ＡＬにより近似されるエッジ強度ＥＳをエッジ強度ＥＳ１とし、距離Ｌがある距離（Ｌ１＋ΔＬ）であるときに近似線ＡＬにより近似されるエッジ強度ＥＳをエッジ強度ＥＳ２とするとき、下記の式により計算される。

ΔＥＳ＝ＥＳ２－ＥＳ１

そして、ＣＰＵは、計算した各区間の変化量ΔＥＳを所定距離ΔＬで除算することによって、傾きａ１乃至ａＮを計算する。

ステップ５５０：ＣＰＵは、ステップ５４５にて計算した傾きａ１乃至ａＮに所定の閾値ａｔｈ以下となる傾きａが存在するか否かを判定する。なお、閾値ａｔｈは「０」よりも小さな値、即ち、負の値に設定されている。換言すると、ＣＰＵは、傾きａ１乃至ａＮのうちに、その傾きの大きさ（絶対値）が正の閾値（＝｜ａｔｈ｜＝－ａｔｈ）以上となる傾きａが存在するか否かを判定する。

光透過部４５ａが曇っている場合、図４（図４の（Ｂ））に示したように、対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳは距離Ｌが長くなるにつれて緩やかに減少するので、傾きａ１乃至ａＮに上記傾きａは存在しない。従って、上記傾きａが存在しない場合、曇り条件が成立したと判定できるので、ＣＰＵは、ステップ５５０にて「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップ５５５及びステップ５６０をこの順に実行し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ５５５：ＣＰＵは、ヒータ３１へ電力の供給を開始する。即ち、ＣＰＵは、光透過部４５ａが曇っていると判定したため、ヒータ３１へ電力を供給することによって、ヒータ３１に光透過部４５ａを加熱させる。
ステップ５６０：ＣＰＵは、光透過部４５ａが曇っている旨を運転手に通知するために、曇り発生表示を表示器３２に表示させ、曇り発生音をスピーカ３３に出力させる。より具体的に述べると、ＣＰＵは、表示器３２に「フロントウィンドが曇っています」とのメッセージ及び／又は特定の注意喚起マークを表示する処理を実行するとともに、スピーカ３３から所定の警告音を出力させる処理を実行する。光透過部４５ａが曇っている場合には、撮像画像ＰＩに基づく運転支援制御が実施されない。運転者は、曇り発生表示及び曇り発生音により、運転支援制御が実施されない理由を知ることができる。

ヒータ３１の加熱により光透過部４５ａの曇りが除去された場合、霞みのない撮像画像ＰＩを撮影できる。このような撮像画像ＰＩの対象線ＯＬの平均エッジ強度ＡｖＥＳは閾値強度ＥＳｔｈよりも大きくなる。この場合、光透過部４５ａが曇っていなく且つ車外に霧も発生していない。従って、ＣＰＵがステップ５３０に進んだとき、ＣＰＵは、そのステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５３５に進む。ＣＰＵは、ステップ５３５にて、ヒータ３１への電力の供給を停止し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これによって、光透過部４５ａから曇りが除去されたことを正確に検出でき、光透過部４５ａから曇りが除去された場合にはヒータ３１への電力供給を停止するので、無駄に消費される電力の量を低減できる。

一方、車外に霧が発生した場合、反射光の強さＬＳは、距離Ｌが比較的短い地点まではある程度の強さを有するが、距離Ｌがその地点を過ぎて大きくなると急激に減衰する。このため、車外に霧が発生した場合の撮像画像ＰＩの対象線ＯＬの平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下となる。この場合、ＣＰＵがステップ５３０に進んだとき、ＣＰＵは、そのステップ５３０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５４０及び５４５を経由してステップ５５０に進む。

前述したように、車外に霧が発生した場合、距離Ｌがある値から増大するとき反射光の強さＬＳが急激に減衰するため、対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳも急激に減少する。このため、ステップ５４５にて計算した傾きａ１乃至ａＮに「閾値ａｔｈ以下となる傾きａ」が存在する。従って、ＣＰＵは、ステップ５５０にて「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップ５６５及びステップ５７０をこの順に実行する。その後、ＣＰＵは、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ５６５：ＣＰＵは、ヒータ３１への電力の供給を停止する。車外に霧が発生している場合にヒータ３１へ電力を供給しても霧が除去できないためである。
ステップ５７０：ＣＰＵは、車外に霧が発生している旨を運転手に通知するために、霧発生表示を表示器３２に表示させ、霧発生音をスピーカ３３に出力させる。より具体的に述べると、ＣＰＵは、表示器３２に「霧が発生しています」とのメッセージ及び／又は特定の注意喚起マークを表示する処理を実行するとともに、スピーカ３３から所定の警告音を出力させる処理を実行する。霧が発生している場合も、光透過部４５ａが曇っている場合と同様に、撮像画像ＰＩに基づく運転支援制御が実施されないため、運転者は、霧発生表示及び霧発生音により、運転支援制御が実施されない理由を知ることができる。

以上から理解されるように、本制御装置は、撮像画像ＰＩの対象線ＯＬの平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下である場合、曇り条件が成立したとき、ヒータ３１に光透過部４５ａを加熱させる。この曇り条件は、対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳの近似曲線ＡＬの所定距離ΔＬ毎の傾きａ１乃至ａＮにおいて「負の所定の値に設定された閾値ａｔｈ」以下となる傾きａが存在しないときに成立する。

車外に霧が発生している場合、距離Ｌがある値から増大するとき反射光の強さが急激に減衰し始めることに起因してエッジ強度ＥＳも急激に減少する可能性が高い。このため、車外に霧が発生している場合、傾きａ１乃至ａＮの中に閾値ａｔｈ以下となる傾きａが存在する可能性が高い。よって、車外に霧が発生している場合には、上述した曇り条件が成立しない可能性が高い。このため、車外に霧が発生している場合、曇り条件が成立する可能性が低くなるので、本制御装置は、ヒータ３１に光透過部４５ａを無駄に加熱させる可能性を低下させることができる。これによって、車外に霧が発生している場合、ヒータ３１が無駄な電力を消費する可能性を低下させることができる。

＜変形例＞
本発明の実施形態の変形例は、対象線ＯＬの平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下である場合、対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳの近似線ＡＬの傾きａ１乃至ａＮに「閾値ａｔｈ以下となる傾きａ」が存在しても、以下の静止物条件が成立したとき、曇り条件が成立したと判定する。

（静止物条件）
静止している物標（以下、「静止物」と称呼する。）のエッジ強度ＥＳと「当該静止物と撮像部２４との間の距離Ｌ」との関係を表す「エッジ強度ＥＳの近似線」の傾きｂ１乃至ｂＮに「０よりも小さい所定の閾値ｂｔｈ」以下となる傾きｂが存在しないこと

「車両の移動方向側に存在する静止物（例えば、標識等）」と撮像部２４との間の距離Ｌは、車両が移動方向へ移動している間は、時間が経過するにつれて短くなる。本制御装置は、所定時間が経過する毎に撮像された撮像画像ＰＩにて同一と識別される静止物を検出する。

より具体的に述べると、本制御装置は、検出する静止物の画像特徴量を予め記憶している。本制御装置は、撮像画像ＰＩを「所定面積を有する複数の領域」に分割し、分割した各領域の画像特徴量を計算する。そして、本制御装置は、計算した画像特徴量と静止物の画像特徴量との差の大きさが所定値以下であれば、この画像特徴量が計算された領域を静止物の領域として検出する。

更に、本変形例は、車両の速度（車速）を検出する車速センサ（不図示）及び車両に作用するヨーレートを検出するヨーレートセンサ（不図示）を備える。本変形例は、車速センサが検出した車速及びヨーレートセンサが検出したヨーレートに基づいて車両の予想進路を所定時間が経過する毎に推定する。そして、静止物が一旦検出された後、本変形例は、検出された静止物の所定時間が経過した後の位置を示す予想位置を、予想進路に基づいて推定する。そして、本制御装置は、所定経過後の撮像画像ＰＩの予想位置に対応する位置付近に、静止物の画像特徴量と同程度の画像特徴量の領域が存在する場合、当該領域の静止物を前回検出した静止物と同一であると認識する。

上述したような手法で静止物を検出した後、本変形例は、検出した静止物のエッジ強度ＥＳを取得する。そして、本変形例は、取得したエッジ強度ＥＳと「当該静止物と撮像部２４との間の距離Ｌ」との関係をプロットし、物標のエッジ強度ＥＳの近似線ＡＬ’を計算する。このような処理が繰り返されることで、物標のエッジ強度ＥＳが距離Ｌに対応してどのように変化するかが把握される。

なお、静止物と撮像部２４との間の距離Ｌは、カメラセンサ２１がステレオカメラである場合、当該ステレオカメラの両眼視差に基づいて取得される。カメラセンサ２１が単眼カメラである場合、本制御装置に備わるレーダセンサ（不図示）が取得した物標の位置と単眼カメラが撮像した撮像画像ＰＩとに基づいて、距離Ｌが取得されてもよい。レーダセンサは、無線媒体を放射して、反射された無線媒体を受信することによって物標の位置に関する情報を検出するセンサである。

車外に霧が発生している場合、静止物のエッジ強度ＥＳも、撮像部２４との距離Ｌが比較的短いある距離よりも短い場合にはある程度の強度になるが、距離がある距離を超えると急激に小さくなる。そこで、本変形例は、近似線ＡＬ’を複数の区間に分割し、各区間における近似線ＡＬ’の傾き（傾きの平均値）ｂ１乃至ｂＮを計算し、傾きｂ１乃至ｂＮのうちに「閾値ｂｔｈ以下となる傾きｂ」が存在しているか否かを判定する。

傾きｂ１乃至ｂＮのうちに上記傾きｂが存在しない場合、本変形例は、対象線ＯＬの傾きａ１乃至ａＮに上記傾きａが存在する場合であっても、「霧が発生しておらず、曇り条件が成立した」と判定する。そして、本変形例は、曇り条件が成立したと判定した場合、してヒータ３１に光透過部４５ａを加熱させる。

対象線ＯＬは境界線ＢＬであるので、路面状況及び境界線の掠れ方等により対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳは距離Ｌが大きくなるにつれて急激に減少する可能性がある。特に、境界線ＢＬを覆う水たまりがある場合、当該部分のエッジ強度ＥＳが急激に減少してしまう可能性が高い。これによって、光透過部４５ａが曇っていて且つ車外に霧が発生していないにもかかわらず、傾きａ１乃至ａＮのうちに上記傾きａが存在していると判定される可能性がある。しかし、このような場合であっても、傾きｂ１乃至ｂＮのうちには上記傾きｂが存在しないので、本変形例は、霧が発生しているのではなく光透過部４５ａが曇っていると判定することができる。

なお、静止物が複数検出されている場合、本変形例は、それぞれの静止物に対して前述した処理を行う。この結果、本変形例は、いずれの静止物のエッジ強度ＥＳの近似線ＡＬ’の傾きｂ１乃至ｂＮのうちに上記傾きｂが存在しない場合、静止物条件が成立したと判定する。なお、本変形例は、静止物を対象として静止物条件が成立するか否かを判定したが、先行車両のような移動物に対しても同様な判定を行うことが可能である。

更に、本変形例は、車両の現在位置を取得する現在位置取得部（例えば、ＧＰＳセンサ）（不図示）と、静止物の位置を特定可能な地図情報を格納したデータベースと、を備えてもよい。この場合、本変形例は、車両の現在位置と、地図情報と、に基づいて距離Ｌを取得してもよい。

本発明は前述した実施形態に限定されることはなく、本発明の種々の変形例を採用することができる。
例えば、本制御装置は、ステップ５２０にて、対象線ＯＬである境界線ＢＬを区画する立ち上がり線及び立ち下がり線のそれぞれのエッジ点からエッジ強度ＥＳを取得してもよい。
更に、本制御装置は、ステップ５１５にて、抽出された総ての境界線ＢＬを対象線ＯＬとしてもよい。この場合、ＣＰＵは、同じ距離Ｌにあるエッジ点からエッジ強度ＥＳを取得し、その後の処理では、その平均値をエッジ強度ＥＳとして用いる。

更に、光透過部４５ａが曇っている状況で撮像された撮像画像ＰＩ及び車外に霧が発生している状況で撮像された撮像画像ＰＩは、ともに、画像全体が白色となる可能性が高い。このため、本制御装置は、撮像画像ＰＩをグレースケールに変換し、グレースケールに変換後の撮像画像ＰＩ含まれる画素値の平均である平均輝度値を白色度として計算する。なお、平均輝度値が大きいほど（即ち、白色度が大きいほど）、白色らしさが高くなる。そして、本制御装置は、白色度が閾値白色度以上である場合、画像全体が白色であると判定する。次いで、本制御装置は、画像全体が白色であり且つ平均エッジ強度ＡｖＥＳが閾値強度ＥＳｔｈ以下であるか否かを判定することにより、光透過部４５ａである窓部が曇っている場合及び車両１０の外に霧が発生している場合の何れの場合にも成立する「エッジ強度ＥＳに関する所定条件」が成立しているか否かを判定する。そして、本制御装置は、所定条件が成立していて、且つ、対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳの距離Ｌに対する傾きに傾きａが存在しない場合、光透過部４５ａが曇っていると判定してもよい。同様に、本制御装置は、所定条件が成立していて、且つ、対象線ＯＬのエッジ強度ＥＳの距離Ｌに対する傾きに傾きａが存在する場合、光車外に霧が発生していると判定してもよい。

更に、本制御装置は、ステップ５３０の代わりに、白色度が閾値白色度以上であるか否かのみを判定することにより、上記所定条件が成立しているか否かを判定してもよい。この場合、白色度が閾値白色度以上である場合、本制御装置は、ステップ５３０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５４０以降の処理に進む。一方、白色度が閾値白色度未満である場合、本制御装置は、ステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５３５の処理に進む。

このように、ステップ５３０の処理は、光透過部４５ａが曇っているか車外に霧が発生している可能性がある場合に成立する所定条件が成立しているか否かを撮像画像ＰＩに基づいて判定する処理であればよい。本実施形態及び変形例では、このような処理の例として、平均エッジ強度ＡｖＥＳを用いる処理と白色度を用いる処理とを示した。

更に、本制御装置は、対象線ＯＬとして抽出された境界線ＢＬの色に応じて、閾値ａｔｈを変更してもよい。車外に霧が発生している場合、撮像画像ＰＩ上で霧が濃い領域は白色が濃くなり、白色の境界線ＢＬは霧による白色と同じである。このため、白色の境界線ＢＬのエッジ強度ＥＳは他の色（例えば橙色及び黄色等）の境界線ＢＬのエッジ強度ＥＳに比べてより急激に減少する傾向がある。よって、本制御装置は、対象線ＯＬとして白色の境界線ＢＬが選択された場合、他の色の境界線ＢＬが選択された場合よりも、「０よりも小さな閾値ａｔｈ」をより小さな値に設定してもよい。

更に、本制御装置は、撮像画像ＰＩの平均輝度値が低い場合と高い場合とで閾値ａｔｈを変更してもよい。より具体的に述べると、撮像画像ＰＩの平均輝度値が高い場合、撮像画像ＰＩの平均輝度値が低い場合に比べて、撮像画像ＰＩ全体が白色である可能性が高い。この場合、境界線ＢＬは白色である場合が多く、隣接する画素の輝度値からの変化量が小さくなり、境界線ＢＬのエッジ強度ＥＳは低くなる可能性が高い。このため、撮像画像ＰＩの平均輝度値が高い場合において車外に霧が発生しているときの境界線ＢＬのエッジ強度ＥＳの急激な減少量は、撮像画像ＰＩの平均輝度値が低い場合に比べて、小さくなる。よって、本制御装置は、撮像画像ＰＩの平均輝度値が高い場合の閾値ａｔｈを、撮像画像ＰＩの平均輝度値が低い場合の閾値ａｔｈよりも大きな値に設定してもよい。

更に、カメラセンサ２１は、フロントウィンド４５とは別の窓部に装着されてもよい。例えば、車両の後方に位置する物標を検出可能となるように、車両の図示しないバックウィンドに装着されてもよい。

１０…制御ＥＣＵ、２１…カメラセンサ、２３…カバー、２４…撮像部、３１…ヒータ、３２…表示器、３３…スピーカ、ＢＬ…境界線、ＯＬ…対象線、ＥＳ…エッジ強度。

Claims (2)

1. 車両に設けられた窓部の内側に配設され且つ前記窓部の外側の風景を前記窓部越しに撮像して撮像画像を生成する撮像部を有する車両に適用され、
   前記窓部の内側に配設され且つ前記窓部を加熱可能な加熱部と、
   前記加熱部に前記窓部を加熱させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記生成された撮像画像に含まれる車線の境界線を示す複数のエッジ点、のそれぞれのエッジ強度と、前記複数のエッジ点のそれぞれと前記撮像部との距離と、を取得し、
   前記窓部が曇っている場合及び前記車両の外に霧が発生している場合の何れの場合にも成立する、前記取得したエッジ強度に関する所定条件が成立していると判定した場合、
   前記撮像部からの距離が所定の一定距離だけそれぞれ増加する複数の区間、のそれぞれにおける前記取得したエッジ強度の変化量を示す傾きを前記取得したエッジ強度と前記取得した距離とに基づいて算出し、前記算出した傾きが負の値を有する所定の閾値以下となる区間が存在しないときに成立する曇り条件が成立するか否かを判定し、
   前記曇り条件が成立したと判定した場合、前記加熱部に前記窓部を加熱させる、
   ように構成された加熱制御装置。
2. 請求項１に記載の加熱制御装置において、
   前記制御部は、
   前記曇り条件が成立していないと判定した場合、前記加熱部に前記窓部を加熱させない、
   ように構成された加熱制御装置。

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