(57)【要約】【課題】車載カメラ汚れ除去装置が正常に動作しているか、或いは異常動作が発生しているかを容易にかつ精度よく診断することができる診断装置を提供する。【解決手段】車載カメラ１０で撮像された画像範囲から、自車両の写り込み部を含む領域を処理領域として設定する処理領域設定部３と、処理領域の自車両の写り込み部を撮像した特定画像のコントラストを算出するコントラスト算出部４と、算出されたコントラストの時系列での変化の度合いを判定するコントラスト変化判定部５と、車載カメラ汚れ除去装置１３がレンズ表面の汚れ除去動作を実行したときに出力される噴射信号の入力の有無、及びコントラスト変化判定部５から入力したコントラストの変化度合いが閾値以上であるか否かの判定に基づいて、車載カメラ汚れ除去装置１３が正常動作にあるか異常動作にあるかを診断する診断部６とを備えている。【選択図】図１
2014011785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設置された車載カメラのレンズ表面の汚れを除去する車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか否かを診断する診断装置において、
前記車載カメラで撮像された画像範囲から、特定部位を含む領域を処理領域として設定する処理領域設定部と、
前記処理領域の前記特定部位を撮像した特定画像の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
抽出された前記特徴量の時系列での変化の度合いを判定する変化判定部と、
前記車載カメラ汚れ除去装置が前記レンズ表面の汚れ除去動作を実行したときに出力される動作信号の入力の有無、及び前記変化判定部から入力した前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以上であるか否かの判定に基づいて、前記車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか異常動作にあるかを診断する診断部と、を備えていることを特徴とする車載カメラ汚れ除去装置の診断装置。
【請求項２】
前記診断部は、前記動作信号の入力が有り、かつ前記変化判定部から入力した前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以上であると判定した場合に、前記車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあると診断し、
前記動作信号の入力が有り、かつ前記変化判定部から入力した前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以下であると判定した場合に、前記車載カメラ汚れ除去装置が異常動作にあると診断することを特徴とする請求項１に記載の車載カメラ汚れ除去装置の診断装置。
【請求項３】
前記特定画像の特徴量は、コントラストであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車載カメラ汚れ除去装置の診断装置。
【請求項４】
前記特定画像の特徴量は、エッジ強度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車載カメラ汚れ除去装置の診断装置。
【請求項５】
前記特定部位は、前記画像範囲に映り込んでいる車両の一部であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車載カメラ汚れ除去装置の診断装置。
【請求項６】
前記特徴量抽出部は、外気温を計測する温度センサからの外気温情報に応じて、該特徴量抽出部で抽出される前記特徴量の適切な時系列時間を設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車載カメラ汚れ除去装置の診断装置。
【請求項７】
前記診断部は、外気温を計測する温度センサからの外気温情報に応じて、前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以上であるか否かの判定を行う際の前記閾値を適切に設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車載カメラ汚れ除去装置の診断装置。
【請求項８】
前記診断部からの診断情報を入力する制御部を更に有し、前記制御部は、前記車載カメラ汚れ除去装置が異常動作にあるとの診断情報が入力されると、前記車載カメラ汚れ除去装置に停止信号を出力して、該車載カメラ汚れ除去装置の動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車載カメラ汚れ除去装置の診断装置。
【請求項９】
車両に設置された車載カメラのレンズ表面の汚れを除去する車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか否かを診断する診断方法において、
前記車載カメラで撮像された画像範囲から、特定部位を含む領域を処理領域として設定する処理領域設定ステップと、
前記処理領域の前記特定部位を撮像した特定画像の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
抽出された前記特徴量の時系列での変化の度合いを判定する変化判定ステップと、
前記車載カメラ汚れ除去装置が前記レンズ表面の汚れ除去動作を実行したときに出力される動作信号の入力の有無、及び前記変化判定ステップから入力した前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以上であるか否かの判定に基づいて、前記車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか異常動作にあるかを診断する診断ステップと、を含んでいることを特徴とする診断方法。
【請求項１０】
前記診断ステップは、前記動作信号の入力が有り、かつ前記変化判定ステップから入力した前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以上であると判定した場合に、前記車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあると診断し、
前記動作信号の入力が有り、かつ前記変化判定ステップから入力した前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以下であると判定した場合に、前記車載カメラ汚れ除去装置が異常動作にあると診断することを特徴とする請求項９に記載の診断方法。
【請求項１１】
前記特定画像の特徴量は、コントラストであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の診断方法。
【請求項１２】
前記特定画像の特徴量は、エッジ強度であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の診断方法。
【請求項１３】
前記特定部位は、前記画像範囲に映り込んでいる車両の一部であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の診断方法。
【請求項１４】
前記診断ステップから前記車載カメラ汚れ除去装置が異常動作にあるとの診断情報が入力されると、前記車載カメラ汚れ除去装置に停止信号を出力して、該車載カメラ汚れ除去装置の動作を停止させる停止制御ステップを更に含むことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の診断方法。
【請求項１５】
車載カメラと、該車載カメラのレンズ表面の汚れを除去する車載カメラ汚れ除去装置と、該車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか否かを診断する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の診断装置とを備え、
更に、前記診断装置は、前記診断部からの診断情報を入力する制御部を有し、
前記制御部は、前記車載カメラ汚れ除去装置が異常動作にあるとの診断情報が入力されると、前記車載カメラ汚れ除去装置に停止信号を出力して、該車載カメラ汚れ除去装置の動作を停止させることを特徴とする車載システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載カメラ（例えばバックカメラ等）のレンズ表面の汚れを除去するカメラ汚れ除去装置が正常状態にあるか否かを診断する車載カメラ汚れ除去装置の診断装置、診断方法及び該診断装置を備えた車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、運転者の運転支援のために、自車両の後方、前方、両側方の少なくともいずれか一方向、或いは全周囲方向を車載カメラで撮像して、撮像された画像をモニタ画面に表示する車載カメラ装置が普及しつつある。例えば、車両後部に設置した車載カメラ（バックカメラ）で自車両の後方側を撮像して、撮像された画像をモニタ画面に表示する車載カメラ装置では、運転者の駐車操作支援や、隣車線後方からの接近車両の検知、歩行者の接近検知等を行うことができる。
【０００３】
ところで、バックカメラ等の車載カメラは、車両に外付けされているので、レンズ表面（表面保護ガラス等を含む）に雨滴や泥等の付着物が付着し易い。そこで、レンズ表面に雨滴や泥等の付着物が付着すると、車載カメラで撮像された画像の品質が劣化するため、レンズ表面に高圧の水や空気を噴射して、レンズ表面に付着した付着物（雨滴や泥等）を除去する技術が、従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７１４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１のように、レンズ表面に高圧の水や空気を噴射して付着物を除去する車載カメラ汚れ除去装置において、例えば、高圧の水が流れる配水管が異物固着や凍結等によって配水管の途中が塞がると、ウォッシャ液が噴出できない状況が生じる懸念がある。
【０００６】
このため、車載カメラが、例えば車両の後部に設置されたバックカメラの場合、車内の運転者は前記のような高圧の水が噴射されない異常動作に気づかないことがある。よって、このような異常動作が発生しているにもかかわらず、高圧の水を噴射させる動作が実行されている、例えば、水噴射用モータに負荷がかかって焼き付いたり、水が配水管を逆流して車載カメラ汚れ除去装置の回路基板等を濡らすなどの状況が懸念される。
【０００７】
そこで、本発明は、レンズ表面の汚れを除去する車載カメラ汚れ除去装置が正常に動作しているか、或いは異常動作が発生しているかを容易にかつ精度よく診断することができる車載カメラ汚れ除去装置の診断装置、診断方法及び該診断装置を備えた車両システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために本発明に係る診断装置は、車両に設置された車載カメラのレンズ表面の汚れを除去する車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか否かを診断する診断装置において、前記車載カメラで撮像された画像範囲から、特定部位を含む領域を処理領域として設定する処理領域設定部と、前記処理領域の前記特定部位を撮像した特定画像の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、抽出された前記特徴量の時系列での変化の度合いを判定する変化判定部と、前記車載カメラ汚れ除去装置が前記レンズ表面の汚れ除去動作を実行したときに出力される動作信号の入力の有無、及び前記変化判定部から入力した前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以上であるか否かの判定に基づいて、前記車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか異常動作にあるかを診断する診断部と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る診断方法は、車両に設置された車載カメラのレンズ表面の汚れを除去する車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか否かを診断する診断方法において、前記車載カメラで撮像された画像範囲から、特定部位を含む領域を処理領域として設定する処理領域設定ステップと、前記処理領域の前記特定部位を撮像した特定画像の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、抽出された前記特徴量の時系列での変化の度合いを判定する変化判定ステップと、前記車載カメラ汚れ除去装置が前記レンズ表面の汚れ除去動作を実行したときに出力される動作信号の入力の有無、及び前記変化判定ステップから入力した前記特徴量の変化度合いが設定した閾値以上であるか否かの判定に基づいて、前記車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか異常動作にあるかを診断する診断ステップと、を含んでいることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係る車載システムは、車載カメラと、該車載カメラのレンズ表面の汚れを除去する車載カメラ汚れ除去装置と、該車載カメラ汚れ除去装置が正常動作にあるか否かを診断する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の診断装置とを備え、更に、前記診断装置は、前記診断部からの診断情報を入力する制御部を有し、前記制御部は、前記車載カメラ汚れ除去装置が異常動作にあるとの診断情報が入力されると、前記車載カメラ汚れ除去装置に停止信号を出力して、該車載カメラ汚れ除去装置の動作を停止させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車載カメラ汚れ除去装置の診断装置、診断方法及び車両システムによれば、車載カメラのレンズ表面の汚れを除去する車載カメラ汚れ除去装置が正常に動作しているか、或いは異常動作が発生しているかを容易にかつ精度よく診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係る車載カメラ汚れ除去装置を診断する診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】車両に設置された車載カメラ（バックカメラ）を示す図。
【図３】（ａ）は、車載カメラ（バックカメラ）で撮像された画像の一例を示す図、（ｂ）は、この画像内の自車両の写り込み部（処理領域）をブロック分割した状態を示す図。
【図４】実施形態１における診断装置の診断処理動作を示すフローチャート。
【図５】（ａ）は、算出された平均コントラストの時系列情報の一例を示す図、（ｂ）は、この平均コントラストの時系列での平均、分散を示す図。
【図６】算出された平均コントラストの時系列情報の一例を示す図。
【図７】本発明の実施形態２に係る車載カメラ汚れ除去装置を診断する診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図８】実施形態２における診断装置の診断処理動作を示すフローチャート。
【図９】（ａ）は、算出された平均エッジ強度の時系列情報の一例を示す図、（ｂ）は、この平均エッジ強度の時系列での平均、分散を示す図。
【図１０】算出された平均コントラストの時系列情報の一例を示す図。
【図１１】本発明の実施形態３に係る車載カメラ汚れ除去装置を診断する診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図１２】実施形態３における診断装置の診断処理動作を示すフローチャート。
【図１３】本発明の実施形態４に係る車両システムの概略構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１に係る車載カメラ汚れ除去装置を診断する診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
（診断装置の構成）
図１に示すように、本実施形態の診断装置１は、画像信号処理部２、処理領域設定部３、コントラスト算出部４、コントラスト変化判定部５、及び診断部６を備えている。
【００１５】
画像信号処理部２は、車載カメラ１０から出力される画像信号を取込み、所定の画像信号処理を行って画像データを生成する。
【００１６】
車載カメラ１０は、本実施形態では、例えば図２に示すように、車両（自動車）１１の後部に設置され、自車両の後方側を撮像するバックカメラであり、この車載カメラ（バックカメラ）１０から出力される画像信号は、車内のナビゲーション装置（不図示）と前記診断装置１の画像信号処理部２に入力される。
【００１７】
また、図１に示したように、この車両１１には、走行時等に車載カメラ（バックカメラ）１０のレンズ表面に付着した雨滴や泥等の付着物を、ノズル１２から噴射される高圧の水（以下、「ウォッシャ液」という）で除去する車載カメラ汚れ除去装置１３が設けられている。
【００１８】
処理領域設定部３は、画像信号処理部２で生成された画像データの中から診断判定に用いる所定の処理領域を設定する。詳細には、車載カメラ１０としてのバックカメラは一般に超広角レンズが用いられているので、例えば図３（ａ）に示すような画像データ（自車両の後端部を含む後方領域の湾曲した画像）が得られる。
【００１９】
図３（ａ）に示した画像には、自車両後部の写り込み部（リアバンパーａ、ライセンスプレートｂ、フィニッシャｃ（図２参照）など）と、後方側の道路面と路側帯等が含まれている。このような画像（動画）において、道路面等は車両の走行にともなって画像状態が大きく変化するが、自車両の写り込み部（リアバンパーａ、ライセンスプレートｂ、フィニッシャｃ）は、走行状態によらず静止画像領域として扱えるため、安定して精度の高い処理領域に適している。
【００２０】
なお、車載カメラ１０のレンズ先端側上部にレンズフードが取付けられている場合には、このレンズフードも画像内に静止画像領域として写り込むことがある。
【００２１】
よって、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、上記した静止画像領域を処理領域Ａとして設定し、この処理領域Ａをブロック分割する。このように、処理領域設定部３は、画像信号処理部２で生成された画像データから、走行によらず静止画像領域（自車両の写り込み部（リアバンパーａ、ライセンスプレートｂ、フィニッシャｃなど））を選択して処理領域に設定する。
【００２２】
なお、車載カメラ１０の取付位置や角度、レンズ画角が予め分かっている場合には、撮像される画像内に上記した静止画像領域（自車両の写り込み部（リアバンパー、ライセンスプレート、フィニッシャなど））を素早く把握して設定することが可能となる。
【００２３】
コントラスト算出部４は、上記した処理領域Ａの分割されたブロック領域毎のコントラストを算出して、ブロック領域毎のコントラストから処理領域Ａでの平均コントラストを算出し、更に、この平均コントラストの時系列データから平均及び分散を算出する（詳細は後述する）。
【００２４】
コントラスト変化判定部５は、算出された処理領域Ａにおける平均コントラストの時系列での平均及び分散に基づいて、平均コントラストの時系列での変化の度合いを判定する（詳細は後述する）。
【００２５】
診断部６は、車載カメラ汚れ除去装置１３が車載カメラ（バックカメラ）１０のレンズ表面にウォッシャ液を噴射したときに出力される噴射信号（動作信号）の入力があったときにおいて、コントラスト変化判定部５で判定されたコントラスト変化の度合いが所定の閾値以上であれば車載カメラ汚れ除去装置１３が正常状態であると判定(診断）し、コントラスト変化の度合いが所定の閾値以下であれば車載カメラ汚れ除去装置１３が異常状態（故障している）と判定（診断）する（詳細は後述する）。
【００２６】
（診断装置の診断処理動作）
次に、実施形態１における診断装置１の診断処理動作を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２７】
画像信号処理部２は、車載カメラ１０から出力される画像信号を取込んで所定の画像信号処理を行い、画像データを生成する（ステップＳ１）。
【００２８】
そして、処理領域設定部３は、画像信号処理部２で生成された例えば図３（ａ）に示したような画像データの中から、上記したように静止画像領域（自車両の写り込み部（リアバンパーａ、ライセンスプレートｂ、フィニッシャｃなど）を選択して処理領域Ａに設定する（ステップＳ２）。そして、図３（ｂ）のように、設定した処理領域Ａをブロック分割する（ステップＳ３）。
【００２９】
そして、コントラスト算出部４は、処理領域Ａの分割されたブロック領域毎のコントラストを算出し（ステップＳ４）、更に、ブロック領域毎のコントラストから処理領域Ａにおける時系列の平均コントラストを算出する（ステップＳ５）。
【００３０】
なお、処理領域Ａにおける平均コントラストを算出する際に、コントラストの大きさが予め設定した閾値以下になっているブロック領域のコントラストは除外し、その他のブロック領域のコントラストを用いて平均コントラストを算出する。これにより、時系列で算出される平均コントラストの大きさが大きく変動することを抑えることができる。
【００３１】
あるブロック領域のコントラストが予め設定した閾値以下になる状況としては、例えば処理領域Ａにあるリアバンパーａの一部領域が平坦である場合や、リアバンパーａの一部領域に太陽光やライト（夜間等での後続車のヘッドライト光など）の局所的な反射が断続的にある場合に、その反射部分の輝度が局所的に大きく変化したときなどが挙げられる。
【００３２】
そして、算出した平均コントラストの時系列情報をバッファメモリに格納する。このバッファメモリに格納された平均コントラストの時系列情報は、例えば、図５（ａ）、図６に示すように、ある時刻ｔ１を基点にして過去系列と現在系列に分ける。例えば、図５（ａ）は、平均コントラストの時系列での大きさが時刻ｔ１後に大幅に低下している状況であり、図６は、平均コントラストの時系列での大きさが所定範囲内で推移している状況である。なお、図５（ａ）、図６において、例えば、平均コントラストのバッファを６秒分とすると、時刻ｔ１を基点にして過去系列と現在系列とで３秒ずつであり、また、平均コントラストの算出間隔は、例えば０．５秒間隔である。
【００３３】
図５（ａ）では、時刻ｔ１に車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されて、レンズ表面に付着した雨滴や泥などの汚れを除去する汚れ除去動作が実行されている。この汚れ除去動作で車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が吹き付けられた直後の数秒間においては、レンズ表面のウォッシャ液の影響で前記処理領域Ａの平均コントラストが一時的に大幅に低下する。
【００３４】
なお、ウォッシャ液はレンズ表面から直に流れ落ちるので、数秒経過後には平均コントラストは時刻ｔ１前の大きさに戻る。時刻ｔ１に車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されたときは、この時刻ｔ１に車載カメラ汚れ除去装置１３から診断部６に噴射信号（ＯＮ信号）が出力される。
【００３５】
図６は、車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されていない状況での平均コントラストの時系列での推移であり、図５（ａ）のように平均コントラストが大幅に低下することはない。
【００３６】
なお、車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されるタイミングは、例えば、車載カメラ１０のレンズ表面の汚れ度合いを検出するセンサを有している場合は、このセンサからの信号入力時である。また、このウォッシャ液を噴射するためのウォッシャ液噴射スイッチを有している場合は、運転者がこのウォッシャ液噴射スイッチをＯＮ操作したときである。
【００３７】
更に、リアワイパー用のウォッシャ液噴射機構を有している場合は、運転者の操作でこのウォッシャ液噴射機構からリアワイパーにウォッシャ液を噴射させる動作に連動させて、車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２からレンズ表面にウォッシャ液を噴射させるようにしてもよい。
【００３８】
そして、コントラスト変化判定部５は、図５（ａ）に示した平均コントラストの時系列（過去系列、現在系列）のデータに対して、図５（ｂ）に示すように、平均コントラストの平均（μｐ，μｃ）及び分散（σｐ2，σｃ2）を算出する（ステップＳ６）。なお、μｐ及びμｃは、それぞれ過去系列と現在系列の平均、σｐ2及びσｃ2は、それぞれ過去系列と現在系列の分散である。
【００３９】
そして、これらの平均コントラストの平均（μｐ，μｃ）及び分散（σｐ2，σｃ2）から、平均コントラストの変化の度合いを表すダイバージェンスを算出する（ステップＳ７）。このダイバージェンスＤは、以下の式（１）によって求めることができる。
【００４０】
Ｄ＝（μｃ−μｐ）２／２σ２        …式（１）
但し、σ＝σｐである。
【００４１】
そして、診断部６は、このときにウォッシャ液噴射時に出力される車載カメラ汚れ除去装置１３からの噴射信号（ＯＮ信号）が入力されたか否かを判定する（ステップＳ８）。そして、ステップＳ８で噴射信号が入力されたと判定した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ステップＳ７で算出されたダイバージェンスＤの値が予め設定している閾値以上であるか否かを判定（ステップＳ９）する。
【００４２】
そして、ステップＳ９でダイバージェンスＤの値が予め設定している閾値以上であると判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）は、図５（ａ）のように現在系列での平均コントラストが大幅に変化していると判定（平均コントラストに変化有りと判定：ステップＳ１０）し、この判定に基づいて車載カメラ汚れ除去装置１３が故障無く正常に動作していると判定（診断）する（ステップＳ１１）。
【００４３】
一方、ステップＳ９でダイバージェンスＤの値が予め設定している閾値以下であると判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）は、図６のように現在系列での平均コントラストが過去系列から変化していないと判定（平均コントラストに変化無しと判定：ステップＳ１２）し、この判定に基づいて車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２からウォッシャ液が噴射されていない異常動作であると判定（診断）する（ステップＳ１３）。
【００４４】
即ち、図６のように現在系列での平均コントラストが過去系列から変化していないと判定（平均コントラストに変化無しと判定）した場合は、上記したように車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されていないときである。
【００４５】
しかしながら、車載カメラ汚れ除去装置１３から診断部６に噴射信号が入力されているときは、正常であればウォッシャ液が噴射されている状況であるが、車載カメラ汚れ除去装置１３に何らかの異常（例えば、ノズル１２に連結された配水管が異物で詰まっている場合や、貯留されているウォッシャ液が空になっている場合、周囲環境が低温でウォッシャ液が凍結している場合など）が生じていると、ウォッシャ液は噴射されない。
【００４６】
よって、図６のように現在系列での平均コントラストが過去系列から変化していないと判定したときに、車載カメラ汚れ除去装置１３からの噴射信号が入力されたと判定した場合、車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２からウォッシャ液が噴射されていない異常動作時であると判定（診断）することができる（ステップＳ１２、Ｓ１３）。
【００４７】
なお、ステップＳ８において、前記噴射信号が入力されない場合（ステップＳ８：ＮＯ）は、ステップＳ４の前に戻り、以下前記した処理動作を繰り返す。
【００４８】
また、ステップＳ１１で正常動作と判定（診断）した場合、又はステップＳ１３で異常動作と判定(診断）した場合に、図４に示した処理動作を複数回繰り返して実行することで、ステップＳ１１、Ｓ１３での判定結果（診断結果）の信頼性をより高めることができる（誤判定を防止することができる）。
【００４９】
そして、診断部６は、ステップＳ１１、Ｓ１３での判定情報（正常動作判定情報又は異常動作判定情報）を、診断装置１の制御部（図１３に示した実施形態４の診断装置１を参照）に出力し、該制御部は異常動作判定情報を入力した場合には、例えば、ウォッシャ液の噴出を停止したり、車載カメラ汚れ除去装置１３の故障を表示する警告灯を点灯（或いは点滅）させるような信号を出力して、運転者に報知する。
【００５０】
このように、本実施形態の車載カメラ汚れ除去装置１３を診断する診断装置１は、車両車両走行時（車両停止時も含む）に、車載カメラ汚れ除去装置１３が車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液を噴射する動作を行なったとき、ノズル１２からウォッシャ液が噴射されない異常が生じている場合に、容易にかつ精度よくウォッシャ液が噴射されていない異常動作であると判定（診断）することができる。
【００５１】
〈実施形態２〉
図７は、本発明の実施形態２に係る車載カメラ汚れ除去装置を診断する診断装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図１に示した実施形態１の診断装置と同一機能を有する構成部には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５２】
（診断装置の構成）
図７に示すように、本実施形態の診断装置１ａは、画像信号処理部２、処理領域設定部３、エッジ強度算出部４ａ、エッジ強度変化判定部５ａ、及び診断部６とを備えている。画像信号処理部２と処理領域設定部３の構成は、実施形態１と同様である。
【００５３】
エッジ強度算出部４ａは、例えば、前記した図３（ｂ）の処理領域Ａ（自車両の写り込み部（リアバンパーａ、ライセンスプレートｂ、フィニッシャｃ（図２参照）など））の境界部分（例えば、リアバンパーａと路面との境界部分など）に対応するブロック領域でのエッジ強度を算出する。このような自車両の写り込み部の境界部分では、エッジ強度を安定して検出できるので、この境界部分にある各ブロック領域を選択してエッジ強度を算出する。
【００５４】
更に、エッジ強度算出部４ａは、境界部分にある各ブロック領域でのエッジ強度からその平均エッジ強度を算出し、更に、この平均エッジ強度の時系列データから平均及び分散を算出する。
【００５５】
エッジ強度変化判定部５ａは、算出された平均エッジ強度の時系列での平均及び分散に基づいて、平均エッジ強度の時系列での変化の度合いを判定する。
【００５６】
診断部６は、車載カメラ汚れ除去装置１３が車載カメラ（バックカメラ）１０のレンズ表面にウォッシャ液を噴射したときに出力される噴射信号の入力があったときにおいて、エッジ強度変化判定部５ａで判定されたエッジ強度変化の度合いが所定の閾値以上であれば車載カメラ汚れ除去装置１３が正常状態であると判定（診断）し、エッジ強度変化の度合いが所定の閾値以下であれば車載カメラ汚れ除去装置１３が異常状態（故障している）と判定（診断）する（詳細は後述する）。
【００５７】
（診断装置の診断処理動作）
次に、実施形態２における診断装置１ａの診断処理動作を、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
画像信号処理部２は、車載カメラ７から出力される画像信号を取込んで所定の画像信号処理を行い、画像データを生成する（ステップＳ２１）。
【００５９】
そして、処理領域設定部３は、画像信号処理部２で生成された例えば図３（ａ）に示したような画像データの中から、上記したように静止画像領域（自車両の写り込み部（リアバンパーａ、ライセンスプレートｂ、フィニッシャｃなど））を選択して処理領域Ａに設定する（ステップＳ２２）。そして、図３（ｂ）のように、設定した処理領域Ａをブロック分割する（ステップＳ２３）。
【００６０】
そして、エッジ強度算出部４ａは、処理領域Ａの境界部分（例えば、リアバンパーａと路面との境界部分など）に対応する各ブロック領域でのエッジ強度を算出し（ステップＳ２４）、更に、各ブロック領域のエッジ強度から処理領域Ａにおける時系列の平均エッジ強度を算出する（ステップＳ２５）。
【００６１】
なお、上記の平均エッジ強度を算出する際に、エッジ強度が予め設定した閾値以下になっているブロック領域のエッジ強度は除外し、その他のブロック領域のエッジ強度を用いて平均エッジ強度を算出する。これにより、時系列で算出される平均エッジ強度の大きさが大きく変動することを抑えることができる。
【００６２】
あるブロック領域のエッジ強度が予め設定した閾値以下になる状況としては、例えば処理領域Ａにあるリアバンパーａの一部領域が平坦である場合や、リアバンパーａの一部領域に太陽光やライト（夜間等での後続車のヘッドライト光など）の局所的な反射が断続的にある場合に、その反射部分の輝度が局所的に大きく変化したときなどが挙げられる。
【００６３】
そして、算出した平均エッジ強度の時系列情報をバッファメモリに格納する。このバッファメモリに格納された平均エッジ強度の時系列情報は、例えば、図９（ａ）、図１０に示すように、ある時刻ｔ１を基点にして過去系列と現在系列に分ける。例えば、図９（ａ）は、平均エッジ強度の時系列での大きさが時刻ｔ１後に大幅に低下している状況であり、図１０は、平均エッジ強度の時系列での大きさが所定範囲内で推移している状況である。なお、図９（ａ）、図１０において、例えば、平均エッジ強度のバッファを６秒分とすると、時刻ｔ１を基点にして過去系列と現在系列とで３秒ずつであり、また、平均エッジ強度の算出間隔は、例えば０．５秒間隔である。
【００６４】
図９（ａ）では、時刻ｔ１に車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されて、レンズ表面に付着した雨滴や泥などの汚れを除去する汚れ除去動作が実行されている。この汚れ除去動作で車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が吹き付けられた直後の数秒間においては、レンズ表面のウォッシャ液の影響で前記処理領域Ａの境界部分での平均エッジ強度が一時的に大幅に低下する。
【００６５】
なお、ウォッシャ液はレンズ表面から直に流れ落ちるので、数秒経過後には平均エッジ強度は時刻ｔ１前の大きさに戻る。時刻ｔ１に車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されたときは、この時刻ｔ１に車載カメラ汚れ除去装置１３から診断部６に噴射信号（ＯＮ信号）が出力される。
【００６６】
図１０は、車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されていない状況での平均エッジ強度の時系列での推移であり、図９（ａ）のように平均エッジ強度が大幅に低下することはない。
【００６７】
そして、エッジ強度変化判定部５ａは、図９（ａ）に示した平均エッジ強度の時系列（過去系列、現在系列）のデータに対して、図９（ｂ）に示すように、平均エッジ強度の平均（μｐ，μｃ）及び分散（σｐ2，σｃ2）を算出する（ステップＳ２６）。なお、μｐ及びμｃは、それぞれ過去系列と現在系列の平均、σｐ2及びσｃ2は、それぞれ過去系列と現在系列の分散である。
【００６８】
そして、これらの平均エッジ強度の平均（μｐ，μｃ）及び分散（σｐ2，σｃ2）から、平均エッジ強度の変化の度合いを表すダイバージェンスを算出する（ステップＳ２７）。このダイバージェンスＤは、以下の式（２）によって求めることができる。
【００６９】
Ｄ＝（μｃ−μｐ）２／２σ２        …式（２）
但し、σ＝σｐである。
【００７０】
そして、診断部６は、このときにウォッシャ液噴射時に出力される車載カメラ汚れ除去装置１３からの噴射信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２８）。そして、ステップＳ２８で噴射信号が入力されたと判定した場合（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、ステップＳ２７で算出されたダイバージェンスＤの値が予め設定している閾値以上であるか否かを判定（ステップＳ２９）する。
【００７１】
そして、ステップＳ２９でダイバージェンスＤの値が予め設定している閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２９：ＹＥＳ）は、図９（ａ）のように現在系列での平均エッジ強度が大幅に変化していると判定（平均エッジ強度に変化有りと判定：ステップＳ３０）し、この判定に基づいて車載カメラ汚れ除去装置１３が故障無く正常に動作していると判定（診断）する（ステップＳ３１）。
【００７２】
一方、ステップＳ２９でダイバージェンスＤの値が予め設定している閾値以下であると判定した場合（ステップＳ２９：ＮＯ）は、図１０のように現在系列での平均エッジ強度が過去系列から変化していないと判定（平均エッジ強度に変化無しと判定：ステップＳ３２）し、この判定に基づいて車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２からウォッシャ液が噴射されていない異常動作であると判定（診断）する（ステップＳ３３）。
【００７３】
即ち、図１０のように現在系列での平均エッジ強度が過去系列から変化していないと判定（平均エッジ強度に変化無しと判定）した場合は、上記したように車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液が噴射されていないときである。
【００７４】
しかしながら、車載カメラ汚れ除去装置１３から診断部６に噴射信号が入力されているときは、正常であればウォッシャ液が噴射されているが、車載カメラ汚れ除去装置１３に何らかの異常（例えば、ノズル９に連結された配水管が異物で詰まっている場合や、貯留されているウォッシャ液が空になっている場合、周囲環境が低温でウォッシャ液が凍結している場合など）が生じていると、ウォッシャ液は噴射されない。
【００７５】
よって、図１０のように現在系列での平均エッジ強度が過去系列から変化していないと判定したときに、車載カメラ汚れ除去装置１３からの噴射信号が入力されたと判定した場合、車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２からウォッシャ液が噴射されていない異常動作であると判定（診断）することができる（ステップＳ３２,Ｓ３３）。
【００７６】
なお、ステップＳ２８において、前記噴射信号が入力されない場合（ステップＳ２８：ＮＯ）は、ステップＳ２４の前に戻り、以下前記した処理動作を繰り返す。
【００７７】
また、ステップＳ３１で正常動作と判定した場合、又はステップＳ３３で異常動作と判定した場合に、図８に示した処理動作を複数回繰り返して実行することで、ステップＳ３１、Ｓ３３での判定結果（診断結果）の信頼性をより高めることができる（誤判定を防止することができる）。
【００７８】
そして、診断部６は、ステップＳ３１、Ｓ３３での判定情報（正常動作判定情報又は異常動作判定情報）を、診断装置１ａの制御部（図１３に示した実施形態４の診断装置１を参照））に出力し、該制御部は異常動作判定情報を入力した場合には、例えば、車載カメラ汚れ除去装置１３の故障を表示する警告灯を点滅（或いは点灯）させるような信号を出力して、運転者に報知する。
【００７９】
このように、本実施形態の車載カメラ汚れ除去装置１３を診断する診断装置１ａにおいても、車両車両走行時（車両停止時も含む）に車載カメラ汚れ除去装置１３が車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液を噴射する動作を行なったとき、ノズル１２からウォッシャ液が噴射されない異常が生じている場合に、容易にかつ精度よくウォッシャ液が噴射されていない異常動作時であると判定（診断）することができる。
【００８０】
〈実施形態３〉
図１１は、本発明の実施形態３に係る車載カメラ汚れ除去装置を診断する診断装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図１に示した実施形態１の診断装置と同一機能を有する構成部には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８１】
（診断装置の構成）
図１１に示すように、本実施形態の診断装置１ｂは、画像信号処理部２、処理領域設定部３、コントラスト算出部４、コントラスト変化判定部５、及び診断部６ａを備えている。画像信号処理部２、処理領域設定部３、コントラスト算出部４、コントラスト変化判定部５の構成は、実施形態１と同様である。
【００８２】
なお、診断部６ａは、実施形態１と同様に、車載カメラ汚れ除去装置１３が車載カメラ（バックカメラ）１０のレンズ表面にウォッシャ液を噴射したときに出力される噴射信号（動作信号）の入力があったときにおいて、コントラスト変化判定部５で判定されたコントラスト変化の度合いが所定の閾値以上であれば車載カメラ汚れ除去装置１３が正常状態であると判定(診断）し、コントラスト変化の度合いが所定の閾値以下であれば車載カメラ汚れ除去装置１３が異常状態（故障している）と判定（診断）する。
【００８３】
そして、本実施形態では、図１１に示したように、この診断装置１ｂが設けられている車両１１（図２参照）に、外気温を計測する温度センサ１４が設けられている。温度センサ１４で計測された外気温情報は、診断装置１ｂのコントラスト算出部４及び診断部６ａに入力される。そして、コントラスト算出部４は、更に入力した外気温情報に応じて算出する平均コントラストの適切な時系列時間を設定し、診断部６ａは、更に入力した外気温情報に応じて平均コントラストの適切な変化判定閾値を設定する（詳細は、図１２を用いて後述する）。
【００８４】
（診断装置の診断処理動作）
次に、実施形態３における診断装置１ｂの診断処理動作を、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８５】
ステップＳ１〜Ｓ５は図４に示した実施形態１と同様である。そして、コントラスト算出部４は、温度センサ１４から入力した外気温情報に応じて、算出する平均コントラストの適切な時系列時間を設定する（ステップＳ５ａ）。
【００８６】
即ち、車両周囲の外気温（環境温度）によって、車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２から噴射されるウォッシャ液の粘性が変化する。例えば、外気温が低いとウォッシャ液の粘性が高まるため、レンズ表面のウォッシャ液に偏りが生じるなどして画像変化（コントラスト変化やエッジ強度変化など）が大きくなり易い。更に、レンズ表面を伝うウォッシャ液の流速が低下するため、画像変化の継続時間が長くなる。
【００８７】
また、逆に外気温が高いとウォッシャ液に気泡が発生し易くなって噴出量が減少するため、画像変化（コントラスト変化やエッジ強度変化など）が小さくなり易い。更に、レンズ表面を伝うウォッシャ液の流速が増加するため、画像変化の継続時間が短くなる。
【００８８】
よって、車両周囲の外気温の影響を小さくするために、車両周囲の外気温が低い場合は、算出する平均コントラストの時系列時間を長めに設定し、車両周囲の外気温が高い場合は、算出する平均コントラストの時系列時間を短めに設定する。
【００８９】
そして、ステップＳ６、Ｓ７は図４に示した実施形態１と同様である。そして、診断部６は、温度センサ１４から入力した外気温情報に応じて、平均コントラストの適切な変化判定閾値（以下、「閾値」という）を設定する（ステップＳ７ａ）。なお、この閾値（平均コントラストの適切な変化判定閾値）は、ステップＳ９で用いる閾値である。
【００９０】
上記したように、外気温が低いと、レンズ表面を伝うウォッシャ液の流速が低下するために、画像変化（コントラスト変化やエッジ強度変化など）が大きくなり、更に画像変化の継続時間が長くなり、外気温が高いと、レンズ表面を伝うウォッシャ液の流速が増加するために、画像変化（コントラスト変化やエッジ強度変化など）が小さくなり、更に画像変化の継続時間が短くなる。
【００９１】
よって、車両周囲の外気温の影響を小さくするために、車両周囲の外気温が低い場合は、この閾値を下げるように設定し、車両周囲の外気温が高い場合は、この閾値を上げるように設定する。
【００９２】
そして、ステップＳ８〜Ｓ１３は図４に示した実施形態１と同様である。なお、本実施形態では、ステップＳ９のダイバージェンスＤの値が予め設定している閾値以上であるか否かを判定において、ステップＳ７ａで設定された閾値を用い、算出されたダイバージェンスＤの値がこの設定された閾値以上であるか否かを判定する。
【００９３】
このように、本実施形態の車載カメラ汚れ除去装置１３を診断する診断装置１ｂでは、コントラスト算出部４は、入力した外気温情報に応じて算出する平均コントラストの適切な時系列時間を設定し、診断部６ａは、入力した外気温情報に応じて閾値（平均コントラストの適切な変化判定閾値）を設定することによって、より的確な判定（診断）が可能となる。
【００９４】
なお、前記した実施形態３では、実施形態１の診断装置１を元に説明したが、実施形態２の診断装置１ａにおいても同様に適用することができる。この場合には、図８に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２５の次に、エッジ強度算出部４ａは、温度センサ１４から入力した外気温情報に応じて、算出する平均エッジ強度の適切な時系列時間を設定する。更に、ステップＳ２７の次に、診断部６ａは、温度センサ１４から入力した外気温情報に応じて、平均エッジ強度の適切な変化判定閾値を設定する。
【００９５】
〈実施形態４〉
図１３は、本発明の実施形態４に係る上記した診断装置を備えた車両システムの概略構成を示す図である。なお、この車両システムでは、図１に示した実施形態１の診断装置１を備えている（もちろん、実施形態２の診断装置１ａ又は実施形態３の診断装置１ｂでもよい）。
【００９６】
図１３に示すように、この車両システム２０は前記診断装置１と、車両に設置された前記車載カメラ（本実施形態ではバックカメラ）１０、前記車載カメラ汚れ除去装置１３、車載カメラ１０で撮像された画像を表示するモニタ装置（例えば、ナビゲーション装置の表示パネル）１５、車載カメラ汚れ除去装置１３の故障（異常動作）を運転者に報知するための報知装置１６等を有している。
【００９７】
また、前記診断装置１には、前記した画像信号処理部２、処理領域設定部３、コントラスト算出部４、コントラスト変化判定部５、診断部６と、この診断部６から出力される前記判定情報を入力する制御部７と、前記車両に設置された各機器（車載カメラ１０、車載カメラ汚れ除去装置１３、モニタ装置１５、報知装置１６、実施形態３の温度センサ１４）と電気的に接続されたＩ／Ｏ部８と、コントラスト算出部４で算出された平均コントラストの時系列情報等を格納すると共に、診断装置１の前記した診断処理動作を実行するためのプログラム等が格納されたメモリ部９を有している。診断装置１のこれらの各部はバス２１を介して接続されている。
【００９８】
そして、診断装置１の前記した診断処理動作によって、診断部６から制御部７に異常動作判定情報が出力された場合（即ち、車載カメラ汚れ除去装置１３のノズル１２からウォッシャ液が噴射されていない異常動作であると判定（診断）された場合）、制御部７は、動作停止信号をＩ／Ｏ部８を介して車載カメラ汚れ除去装置１３に出力し、車載カメラ汚れ除去装置１３の動作を停止させる制御を行う。
【００９９】
この際、同時に制御部７は、モニタ装置１５と報知装置１６にもＩ／Ｏ部８を介して信号を出力することで、モニタ装置１５の表示面に車載カメラ汚れ除去装置１３の動作を停止させたことを運転者に知らせるメッセージを表示したり、報知装置１６としてのスピーカや警告ランプで、音声やランプ点滅（或いは点灯）によって車載カメラ汚れ除去装置１３の動作を停止させたことを運転者に知らせる。
【０１００】
このように、本実施形態の車両システム２０は前記診断装置１（或いは診断装置１ａ、１ｂ）を備えているので、車両車両走行時（車両停止時も含む）に車載カメラ汚れ除去装置１３が車載カメラ１０のレンズ表面にウォッシャ液を噴射する動作を行なったとき、ノズル１２からウォッシャ液が噴射されない異常が生じている場合に、車載カメラ汚れ除去装置１３の動作を直ちに停止させることができる。
【０１０１】
よって、例えば、車載カメラ汚れ除去装置１３内の水噴射用モータに負荷がかかって焼き付いたり、水が配水管を逆流して車載カメラ汚れ除去装置１３の回路基板等を濡らすなどの状況が生じることを未然に防止することができる。
【０１０２】
なお、前記した各実施形態では、車載カメラ汚れ除去装置１３はウォッシャ液を噴射して、車載カメラ１０のレンズ表面の汚れを除去する構成であったが、これ以外にも、例えば、圧縮空気を噴射して車載カメラ１０のレンズ表面の汚れを除去する構成や、ワイパーブレードを電動で動作させて車載カメラ１０のレンズ表面の汚れを除去する構成等の車載カメラ汚れ除去装置でもよい。
【０１０３】
また、前記した各実施形態では、車載カメラ１０はバックカメラの例であったが、これ以外にも、例えば、車両の前面部に配置したフロントカメラや、車両の両側に配置したサイドカメラ等においても同様に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１ａ、１ｂ      診断装置
２        画像信号処理部
３        処理領域設定部
４        コントラスト算出部（特徴量抽出部）
４ａ      エッジ強度算出部（特徴量抽出部）
５        コントラスト変化判定部（変化判定部）
５ａ      エッジ強度変化判定部（変化判定部）
６、６ａ        診断部
７        制御部
１０      車載カメラ
１１      車両
１３      車載カメラ汚れ除去装置
１４      温度センサ
１５      モニタ装置
１６      報知装置
２０      車両システム
【図１】
2014011785.tif 000003
【図２】
2014011785.tif 000004
【図３】
2014011785.tif 000005
【図４】
2014011785.tif 000006
【図５】
2014011785.tif 000007
【図６】
2014011785.tif 000008
【図７】
2014011785.tif 000009
【図８】
2014011785.tif 000010
【図９】
2014011785.tif 000011
【図１０】
2014011785.tif 000012
【図１１】
2014011785.tif 000013
【図１２】
2014011785.tif 000014
【図１３】
2014011785.tif 000015