(57)【要約】【課題】車両等の投光器において、光源における付着物を、専用のセンサ等を設けることなく検出する。【解決手段】付着物検出装置は、光を投光可能な投光手段（１１０）と、投光及び非投光を相前後して行うように投光手段を制御する投光制御手段（１２０）と、投光時及び非投光時の夫々に、投光手段により光が投光される範囲内にある被撮像物に係る画像を撮像する撮像手段（１３０）と、投光時に撮像された画像の輝度である投光時輝度と非投光時に撮像された画像の輝度である非投光時輝度とを相互比較することにより、投光手段に付着物が存在するか否かを判定する判定手段（１６０、１８０）とを備える。【選択図】図１
2008164537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を投光可能な投光手段と、
投光及び非投光を相前後して行うように前記投光手段を制御する投光制御手段と、
前記投光時及び前記非投光時の夫々に、前記投光手段により光が投光される範囲内にある被撮像物に係る画像を撮像する撮像手段と、
前記投光時に撮像された画像の輝度である投光時輝度と前記非投光時に撮像された画像の輝度である非投光時輝度とを相互比較することにより、前記投光手段に付着物が存在するか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする付着物検出装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記投光時輝度と前記非投光時輝度との差を算出し、該算出された差が所定閾値より小さい場合に、前記付着物が存在すると判定することを特徴とする請求項１に記載の付着物検出装置。
【請求項３】
前記投光制御手段は、前記投光及び前記非投光を交互に行うように前記投光手段を制御し、
前記撮像手段は、前記画像を順次撮像し、
前記判定手段は、前記差を順次算出し、該順次算出された差が前記所定閾値より小さい状態が、所定時間より長く継続した場合に、前記付着物が存在すると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の付着物検出装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、前記画像として、前記投光時及び前記非投光時の夫々に複数の画像を撮像し、
前記判定手段は、前記投光時に撮像された複数の画像に基いて前記投光時輝度に係る所定統計値を示す投光時パラメータを算出すると共に前記非投光時に撮像された複数の画像に基づいて前記非投光時輝度に係る所定統計値を示す非投光時パラメータを算出し、該算出された投光時パラメータ及び非投光時パラメータとを相互比較することによって、前記投光時輝度と前記非投光時輝度とを相互比較する
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付着物検出装置。
【請求項５】
前記投光手段は、前記光として、可視光線以外の光を投光可能であ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付着物検出装置。
【請求項６】
前記投光手段は、発光ダイオードを含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の付着物検出装置。
【請求項７】
当該付着物検出装置の周囲の状況を検知する周囲状況検知手段を更に備え、
前記判定手段は、前記周囲状況検知手段により検知された周囲の状況が所定の状況である場合に、前記投光手段に付着物が存在するか否かの判定を行う
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付着物検出装置。
【請求項８】
光を投光可能な投光手段を用いる付着物検出方法であって、
投光及び非投光を相前後して行うように前記投光手段を制御する投光制御工程と、
前記投光時及び前記非投光時の夫々に、前記投光手段により光が投光される範囲内にある被撮像物に係る画像を撮像する撮像工程と、
前記投光時に撮像された画像の輝度である投光時輝度と前記非投光時に撮像された画像の輝度である非投光時輝度とを相互比較することにより、前記投光手段に付着物が存在するか否かを判定する判定工程と
を備えることを特徴とする付着物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば投光器等に付着した汚れや雪等を検出するための付着物検出装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の付着物検出装置として、光源と、光を検出するセンサとを設け、そのセンサが検出する光の強度等により付着物を検出するものがある。例えば、自動車等の車両において、ウインドスクリーンを撮影した画像から、雨粒等を検出するという技術が知られている。（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、赤外線投光器を用いて周囲を照らし、そこを赤外線カメラにより撮影し、画像として表示することで、暗所においても周囲の状況を把握できるという技術がある。例えば、自動車等の車両において、赤外線を用いて撮影した画像を運転者に見せることで、夜間等の暗い状況における走行を支援するという技術が知られている。（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５３１７５２号公報
【特許文献２】特開２００４−２５４０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような赤外線を用いる技術においては、赤外線を直接視認することが不可能であるため、例えば赤外線投光器に汚れ等が付着することにより、照射される赤外線が弱まったとしても、利用者等が事態を認識できないおそれがあるという技術的問題点がある。他方、赤外線投光器付近に配置された、赤外線強度をモニタするセンサにより、かかる汚れ等の付着による赤外線の弱まりを検知することは可能であろうが、これでは専用のセンサを別途受けなければならないという大きな不利がある。
【０００６】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、光源における付着物を、専用のセンサ等を設けることなく検出可能とする付着物検出装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の付着物検出装置は上記課題を解決するために、光を投光可能な投光手段と、投光及び非投光を相前後して行うように前記投光手段を制御する投光制御手段と、前記投光時及び前記非投光時の夫々に、前記投光手段により光が投光される範囲内にある被撮像物に係る画像を撮像する撮像手段と、前記投光時に撮像された画像の輝度である投光時輝度と前記非投光時に撮像された画像の輝度である非投光時輝度とを相互比較することにより、前記投光手段に付着物が存在するか否かを判定する判定手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る付着物検出装置によれば、その動作時に、先ず投光手段が投光制御手段により制御されることにより、投光及び非投光が相前後して行われる。例えば、原則として、投光が常時に行われ、付着物の判定を行う際に臨時に非投光が行われてもよい。そして撮像手段により、光が投光される範囲内にある被撮像物に係る画像が、投光及び非投光の夫々について撮像される。ここで特に、投光制御手段に付着物が付着した場合には、付着していない場合と比べて、投光時における同一投光に対する、撮像される画像における輝度は低下する。このため、非光時輝度と比べた相対的な投光時輝度は、付着物が付着している場合の方が小さくなる筈である。逆に、非光時輝度と比べた相対的な投光時輝度は、付着物が付着していない場合の方が大きくなる筈である。言い換えれば、投光手段に汚れ等の付着物が付着すると、投光手段からの光を遮る分だけ、投光時輝度が低下し、非投光時輝度との差が小さくなる筈である。そこで次に、投光時に撮像された画像の輝度である投光時輝度と、非投光時に撮像された画像の輝度である非投光時輝度とが相互比較されることにより、投光手段に付着物が存在するか否かが判定される。このような付着物検出動作は、例えば自動で所定の間隔刻みに実行されるよう設定してもよいし、例えば判定を実行する旨のスイッチを押したのに対応して実行されるなど、手動で実行されるようにしてもよい。
【０００９】
投光時輝度及び非投光時輝度は、例えば画像全体或いは画像を構成する画素毎の輝度、複数の画素からなる画素ブロック毎の輝度、一フレーム画像の全体の輝度、これらを時間的に加算や蓄積した場合の輝度等、様々な手法で決定することが可能である。また、これらの輝度の比較を正確に行うために、投光時及び非投光時における被撮像物（例えば、風景や道路）は、同じ或いは少なくとも部分的に同じである方が望ましい。いずれの場合にも、非光時輝度と比べた相対的な投光時輝度は、付着物が付着している場合の方が小さくなり、付着物が付着していない場合の方が大きくなる。
【００１０】
本発明では特に、撮像手段により撮像される画像に基づいて付着物の検出を行うため、投光手段より投光される光を検出するための、例えばフォトダイオード等のセンサを別途設けなくともよい。即ち、付着物の検出以外の用途で使用される撮像手段（例えば、周囲画像取得のために使用されるカメラ等）を備えているような場合には、それを用いて投光手段における付着物の検出を行うことが可能である。よって、センサ等の新たな部品を使用しなくともよいため、コストアップを低減或いは防止しつつ、投光手段における付着物を検出することが可能となる。
【００１１】
本発明の付着物検出装置の一態様では、前記判定手段は、前記投光時輝度と前記非投光時輝度との差を算出し、該算出された差が所定閾値より小さい場合に、前記付着物が存在すると判定する。
【００１２】
この態様によれば、判定手段により、投光時の画像の輝度である投光時輝度と、非投光時の画像の輝度である非投光時輝度との差が算出され、その輝度値の差が所定閾値より小さい場合に、投光手段に付着物が存在すると判定される。
【００１３】
投光時輝度と非投光時輝度との差が小さくなるということは、投光手段により投光される光の強度が低下していることを示している。そのことから、投光手段に汚れ等の付着物が存在し、投光手段からの光を遮っていると考えることが可能である。尚、投光手段から投光される光の強度が低下する要因として、投光手段における付着物以外にも、例えば投光手段における光源からの光自体が光源の寿命等により低下する場合等が考えられる。しかしながら、このような原因により光の強度が低下する確率や程度は、投光手段における付着物を原因とする場合と比較して非常に低い。従って投光時輝度と非投光時輝度との差を求めるという比較的簡単な方法で、投光手段に付着物が存在するか否かの判定を行うことができる。
【００１４】
上述した、輝度値の差が所定閾値より小さい場合に、投光手段に付着物が存在すると判定する態様では、前記投光制御手段は、前記投光及び前記非投光を交互に行うように前記投光手段を制御し、前記撮像手段は、前記画像を順次撮像し、前記判定手段は、前記差を順次算出し、該順次算出された差が前記所定閾値より小さい状態が、所定時間より長く継続した場合に、前記付着物が存在すると判定するように構成してもよい。
【００１５】
このように構成すれば、先ず投光手段が投光制御手段に制御されることにより、投光及び非投光が交互に行われる。そして、撮像手段により、投光時及び非投光時の画像が順次撮像される。次に、撮像された画像により投光時輝度と非投光時輝度の差が順次算出される。例えば、投光時の画像と非投光時の画像との２枚が撮像された時点で、その２枚の画像から投光時輝度と非投光時輝度との差が算出され、以後そのような処理が繰り返して行われる。そして、算出された投光時輝度と非投光時輝度との差が所定閾値より小さい状態が、所定時間より長く継続した場合（言い換えれば、投光時輝度と非投光時輝度との差が所定回数連続して所定の値より小さい場合）に、投光手段に付着物が存在すると判定される。即ち、投光手段に付着していない物がその投光経路を妨げた場合や、センサ出力等のノイズ或いはスパイクなどの影響で突発的に瞬間的に輝度値の差が所定の値より小さくなった場合は、投光器に付着物があるとは判定されないようにすることができる。
【００１６】
上述したように、瞬間的に輝度値の差が所定閾値値より小さくなった場合を除外することで、例えば撮像した画像に一時的にノイズが入る等した場合等に、誤った判定が行われることを防止することができる。よって、装置の付着物検出の精度を向上させることが可能である。
【００１７】
本発明の付着物検出装置の他の態様では、前記撮像手段は、前記画像として、前記投光時及び前記非投光時の夫々に複数の画像を撮像し、前記判定手段は、前記投光時に撮像された複数の画像に基づいて前記投光時輝度に係る所定統計値を示す投光時パラメータを算出すると共に前記非投光時に撮像された複数の画像に基づいて前記非投光時輝度に係る所定統計値を示す非投光時パラメータを算出し、該算出された投光時パラメータ及び非投光時パラメータとを相互比較することによって、前記投光時輝度と前記非投光時輝度とを相互比較する。
【００１８】
この態様によれば、撮像手段により、投光時及び非投光時の夫々に複数の画像が撮像される。判定手段においては、複数の投光時の画像から、投光時輝度に係る所定統計値を示す投光時パラメータが算出される。同様に、複数の非投光時の画像からも、非投光時輝度に係る所定統計値を示す非投光時パラメータが算出される。ここに本発明に係る「所定統計値」とは、複数の画像についての、平均値（即ち、平均輝度）、分散値（即ち、輝度分散）、標準偏差、累積値或いは加算値、最大値或いは極大値、最小値或いは極小値、中央値、最大のものや最小のものを排除した残りについての累積値、加算値又は平均値など、所定種類の統計値を意味する。また画素単位や複数画素からなる画素ブロックの単位での、上述した累積値や平均値などの統計値であってもよい。いずれにしても、複数の画像の統計値を示すパラメータであれば利用可能である。
【００１９】
そして、投光時には、投光時輝度に係る統計値を示す投光時パラメータが、複数の画像に対応する各時刻又は各期間に対して算出される。非投光時には、非投光時輝度に係る統計値を示す非投光時パラメータが、複数の画像に対応する各時刻又は各期間に対して算出される。そして、算出された投光時パラメータと非投光時パラメータとが相互比較されることにより、投光時輝度と非投光時輝度とが相互比較され、投光手段に付着物が存在するか否かの判定が行われる。
【００２０】
このように複数の画像を用いて、新たなパラメータを算出することにより、付着物が存在するか否かの判定を統計的に行うことが可能となる。よって、投光時及び非投光時において、夫々１枚しか画像を用いない場合と比較して、より精度の高い付着物の検出を行うことが可能となる。
【００２１】
本発明の付着物検出装置の他の態様では、前記投光手段は、前記光として、可視光線以外の光を投光可能である。
【００２２】
この態様によれば、投光手段からは、例えば赤外線光等の可視光線以外の光が投光される。尚、この投光手段は、可視光線以外の光と同時に或いは別途に、可視光線を投光可能なものであってもよい。
【００２３】
仮に、投光手段から投光される光が可視光線の光であったとすると、投光される光の低下が人間の目によって認識できるため、例えば投光される光が付着物等により遮られ強度が低下した場合に、装置の使用者等は、それを直接視覚的に認識でき、その時点で何らかの対策を行うことが可能である。しかしながら、可視光線以外、即ち視覚的に認識できない光を投光する場合、光の強度が低下していたとしても、投光範囲を直接見ている人間には、それを認識することができない。即ち、付着物等により投光手段の強度が低下している場合でも、それに気付かずに、投光効果の低いままで装置の使用を続けてしまうというおそれがある。
【００２４】
しかるに本発明では特に、撮像手段により撮像された画像を用いて、投光手段における付着物が存在するか否かを検出できるため、投光される光が可視光線であるか否かは問題とならない。よって、例えば投光される光が赤外線のような可視光線以外の光であったとしても、赤外線カメラによって撮像された画像を比較することにより、付着物が存在するか否かを判定することができる。
【００２５】
また、可視光線以外の光を投光する場合、その光を人間が直接認識できないが故に、光を認識するための撮像手段が予め備えられている可能性が高い。即ち、本発明における撮像手段を別途設けなくともよく、コストアップを低減或いは防止することができる。尚、投光される光は、可視光線以外の光に加えて、可視光線を含んでいてもよく、その場合、投光される光は、例えば可視光線と赤外線光等とが組み合わされた光となる。
【００２６】
以上説明したように、投光手段より可視光線以外の光を投光する場合は、可視光線の光を投光する場合と比較して、本発明における付着物検出装置の効果がより顕著に発揮されることとなる。
【００２７】
本発明の付着物検出装置の他の態様では、前記投光手段は、発光ダイオードを含んでいる。
【００２８】
この態様によれば、投光手段が発光ダイオードを含んで構成されているため、例えば白熱灯と比較して、投光及び非投光の切替を行う際の応答時間が短く、投光時及び非投光時の夫々における画像の撮像を、短い時間で行うことが可能である。
【００２９】
短い時間の中で連続して画像を撮像することで、投光時の画像と非投光時の画像とで被撮像物が互いに大きく異なることを抑制することができる。従って、投光時と非投光時との画像の比較がより正確に行えるため、付着物の検出精度を向上させることが可能となる。加えて、発光ダイオードは、例えば白熱灯と比較して発光面積が小さいので、付着物が付着した場合における輝度低下は著しい。このため、上述の如く付着物の付着を検出することで、付着した場合の不都合を回避しようとする本発明における基本的な機能が非常に有益となる。
【００３０】
本発明の付着物検出装置の他の態様では、当該付着物検出装置の周囲の状況を検知する周囲状況検知手段を更に備え、前記判定手段は、前記周囲状況検知手段により検知された周囲の状況が所定の状況である場合に、前記投光手段に付着物が存在するか否かの判定を行う。
【００３１】
この態様によれば、周囲状況検知手段により、付着物検出装置の周囲の状況が検知される。そして、検知された周囲の状況が所定の状況である場合にのみ、判定手段における投光手段に付着物が存在するか否かの判定が行われる。ここで所定の状況とは、例えば明るさ等のパラメータを用いて予め設定される状況であり、この際使用されるパラメータは複数であってもよい。
【００３２】
周囲状況検知手段は、例えば明度センサであり、付着物検出装置の周囲の明るさを検知し、その明るさが所定の明るさ以下であれば付着物の判定を行うように設定される。仮に装置の周囲が明るい場合では、投光手段に付着物が存在せず、正常に光が投光されていたとしても、画像の輝度情報を比較した場合に、投光時と非投光時とでの差が顕著に表れない。即ち、装置の検出精度が低下してしまうおそれがある。
【００３３】
しかるに本発明では特に、装置の周囲の明るさが所定の明るさ以下である場合にのみ付着物の判定を行うため、投光手段から正常に光が投光されている場合においては、投光時の画像と非投光時の画像との輝度情報には、顕著な差が表れることとなる。従って、より精度の高い検出を行うことが可能である。
【００３４】
また、周囲状況検知手段は、例えば速度センサであり、移動可能な付着物検出装置の速度を検知し、その速度が所定の速度以下であれば付着物の判定を行うように設定される。例えば付着物検出装置が車両や乗物に搭載されている場合など、付着物検出装置が移動可能である場合、その移動中は、撮像手段による被撮像物が、投光時及び非投光時で互いに大きく異なるおそれがある。上述したように、投光時及び非投光時における被撮像物は、互いに同じ、或いは少なくとも部分的に同じであるが望ましい。そのため、撮像する際の装置の移動速度は遅い方がよい。
【００３５】
ここで本発明では特に、装置の速度が所定の速度以下である場合のみに付着物の判定が行われる。言い換えれば、速度が速く、投光時及び非投光時の夫々の被撮像物が互いに大きく異なるおそれがある場合は、付着物の判定を行わないようにすることができる。よって、投光時及び非投光時の夫々の被撮像物が互いに異なることにより、判定手段が誤った判定をしてしまうことを防止することが可能となる。従って、装置の付着物を検出する精度を向上させることができる。
【００３６】
以上説明したように、周囲の状況が所定の状況である場合にのみ、判定手段における判定を行うようにすることで、付着物の検出精度を向上させることが可能となる。尚、周囲の状況が所定の状況でないために、判定手段による判定を行わないようにしている場合であっても、付着物の検出以外の用途で投光手段及び撮像手段を利用することは可能である。
【００３７】
本発明の付着物検出方法は上記課題を解決するために、光を投光可能な投光手段を用いる付着物検出方法であって、投光及び非投光を相前後して行うように前記投光手段を制御する投光制御工程と、前記投光時及び前記非投光時の夫々に、前記投光手段により光が投光される範囲内にある被撮像物に係る画像を撮像する撮像工程と、前記投光時に撮像された画像の輝度である投光時輝度と前記非投光時に撮像された画像の輝度である非投光時輝度とを相互比較することにより、前記投光手段に付着物が存在するか否かを判定する判定工程とを備える。
【００３８】
本発明に係る付着物検出方法によれば、撮像工程により撮像される画像に基づいて付着物の検出を行うため、投光手段より投光される光を検出するための、例えばフォトダイオード等のセンサを別途設けなくともよい。即ち、付着物の検出以外の用途で使用される撮像手段（例えば、周囲画像取得のために使用されるカメラ等）を備えているような場合には、それを用いて投光手段における付着物の検出を行うことが可能である。よって、センサ等の新たな部品を使用しなくともよいため、コストアップを低減或いは防止しつつ、投光手段における付着物を検出することが可能となる。
【００３９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の付着物検出装置の一例である自動車に搭載されており、赤外線投光器を備える付着物検出装置を例にとる。
【００４１】
先ず、本実施形態に係る付着物検出装置の構成について図１を参照して説明する。ここに図１は、付着物検出装置の構成を示すブロック図である。
【００４２】
図１に示すように、付着物検出装置１００は、本発明に係る「投光手段」の一例である赤外線投光器１１０と、本発明に係る「投光制御手段」の一例である投光器制御部１２０と、本発明に係る「撮像手段」の一例である赤外線カメラ１３０と、画像入力部１４０と、投光時画像格納部１５０と、非投光時画像格納部１５５と、輝度情報比較部１６０と、車両センサ部１７０と、付着判定部１８０と、時間カウント部１９０とを備えて構成されている。
【００４３】
赤外線投光器１１０は、本発明に係る「投光手段」の一例である赤外線を投光可能な投光器であり、本発明に係る「投光制御手段」の一例である投光器制御部１２０に制御されることによって、投光及び非投光を切り替えることができる。例えば、投光及び非投光の切替の周期は３３ｍｓｅｃという比較的短い時間で行われるが、赤外線が不可視であるため、高速の点滅を煩わしく感じることもない。
【００４４】
赤外線カメラ１３０は、本発明に係る「撮像手段」の一例である赤外線を受光可能なカメラであり、赤外線が投光された範囲の画像を撮像する。
【００４５】
画像入力部１４０は、例えば演算回路を含んでおり、入力された画像を投光時の画像と非投光時の画像に振り分ける。
【００４６】
投光時画像格納部１５０と非投光時画像格納部１５５は、例えばメモリを含んでおり、撮像された画像を格納する。
【００４７】
輝度情報比較部１６０は、例えば演算回路を含んでおり、入力されたデータを比較演算し、結果を出力する。
【００４８】
車両センサ部１７０は、本発明に係る「周囲状況検知手段」の一例である、例えば明度センサや、速度センサであり、車両の周囲の状況等を検出する。
【００４９】
付着判定部１８０は、例えば演算回路を含んでおり、入力された情報から付着物の有無を判定し、結果を出力する。
【００５０】
時間カウント部１９０は、例えば処理の回数をカウントすることによって時間を計測することが可能である。また、時計機能を持たせ時刻情報を出力するように構成してもよい。
【００５１】
本実施形態では、画像入力部１４０、投光時画像格納部１５０、非投光時画像格納部１５５、輝度情報比較部１６０、付着判定部１８０及び時間カウント部１９０から、本発明に係る「判定手段」の一例が構成されている。
【００５２】
次に、本実施形態に係る付着物検出装置の詳細な動作について、図１に加えて図２から図４を参照して説明する。ここに図２は、付着物検出装置の動作を示すフローチャートである。また、図３は、投光時の画像における輝度を示すヒストグラムであり、図４は、非投光時の画像における輝度を示すヒストグラムである。
【００５３】
先ず、予め定義される３つのパラメータｉ、ｊ、Ｃｏｕｎｔ(但し、ｉ、ｊ、Ｃｏｕｎｔは夫々自然数)が初期化され‘０’となる（ステップＳ１）。ここで、パラメータｉは撮像する画像の数をカウントするため、パラメータｊは輝度を比較する回数をカウントするため、パラメータＣｏｕｎｔは所定の条件を満たした回数をカウントするためのパラメータである。
【００５４】
次に、赤外線投光器１１０が投光器制御手段１２０によって点灯され、車両の前方に赤外線が投光される（ステップＳ２）。そして、赤外線カメラ１３０によって、赤外線が投光された範囲の画像が撮像される。この際、投光器制御手段１２０からは、赤外線投光器１１０が投光しているという情報が、画像入力部１４０に対して出力されている。このため、撮像された画像は、画像入力部１４０において、投光時の画像と判別され、投光時画像格納部１５０に格納される（ステップＳ３）。
【００５５】
一方、車両センサ部１７０では、車両の周囲状況の検出が行われる（ステップＳ４）。車両センサ部１７０は、例えば明度センサであり、車両の周囲の明るさを検出し、検出された明るさに応じて付着物検出装置１００の動作を制御することが可能である。例えば、明るさに応じて、後述する設定枚数Ｍｉ、閾値Ｔｈ、設定モニタ回数Ｍｊ、回数閾値Ｎの値を変更したり、明るさが所定の明るさ以上であれば付着物の判定を行わないように制御する。また、車両センサ部１７０は、例えば速度センサであり、車両の走行速度を検知し、検出された速度に応じて付着物検出装置１００の動作を制御する。例えば、速度に応じて後述する設定枚数Ｍｉ、閾値Ｔｈ、設定モニタ回数Ｍｊ、回数閾値Ｎの値を変更したり、所定の速度以上であれば付着物の判定を行わないように制御することが可能である。このように、車両の周囲状況に合わせて付着物検出装置１００を制御することにより、付着物の検出精度を向上させることが可能となる。
【００５６】
図３に示すように、投光時の画像の輝度（即ち、投光時輝度）は、例えば画素毎に輝度を計測し、その分布によって表わすことが可能である。画素毎の輝度が分かると、それらを平均することで画像全体の平均輝度を導出することができる（ステップＳ５）。尚、平均輝度に代えて或いは加えて、輝度分散や標準偏差等を利用することも可能である。
【００５７】
投光時の画像は少なくとも１枚あれば、非投光時の画像との相互比較が可能であるが、ここでは、それらを所定枚数分積算して比較する場合を説明する。ステップＳ５において導出された平均輝度は、過去に導出された投光時の画像の平均輝度と積算される（ステップＳ６）。１枚目の投光時の画像から導出された平均輝度は、過去の平均輝度が存在しないため積算工程が省略されるが、それ以降に導出された平均輝度は、例えば２枚目の投光時の画像の平均輝度は、１枚目の投光時の画像の平均輝度と積算され、３枚目の投光時の画像の平均輝度は、１枚目及び２枚目の投光時の画像の平均輝度が積算されたものと積算される。
【００５８】
次に、上述したような投光時の処理が、同様に非投光時においても行われる。
以下では、投光時の場合と重複する部分を適宜省略して説明する。
【００５９】
先ず、赤外線投光器１１０が投光器制御手段１２０によって消灯され、車両の前方に赤外線が投光されなくなる（ステップＳ７）。そして、赤外線カメラ１３０によって、赤外線が投光されていた範囲の画像が撮像される。この際、投光器制御手段１２０からは、赤外線投光器１１０が投光していないという情報が、画像入力部１４０に対して出力されている。このため、撮像された画像は、画像入力部１４０において、非投光時の画像と判別され、非投光時画像格納部１５５に格納される（ステップＳ８）。
【００６０】
図４に示すように、非投光時の画像の輝度（即ち、非投光時輝度）は、例えば画素毎に輝度を計測し、その分布によって表わすことが可能である。そして、投光時と同様に、画素毎の輝度を平均することで画像全体の平均輝度を導出することができる（ステップＳ９）。更に導出された平均輝度は、過去に導出された非投光時の画像の平均輝度と積算される（ステップＳ１０）。
【００６１】
投光時及び非投光時夫々において画像の平均輝度が積算されると、パラメータｉ及びｊ夫々に‘１’が加算される（ステップＳ１１）。即ち、インクリメントされる。
【００６２】
次に、パラメータｉと設定画像枚数Ｍｉとが相互に比較される。ここで設定枚数Ｍｉとは、投光時の画像の平均輝度と、非投光時の画像の平均輝度とを相互比較する際に積算される画像の枚数を示す値であり、予め設定されている。但し、上述したように、車両センサ部１７０から得られる情報により変更される可能性もある（ステップＳ４参照）。パラメータｉがＭｉ未満の場合、積算されている画像数が設定枚数に満たないことを意味する（ステップＳ１２：ＮＯ）。このため、再度ステップＳ２からの処理が行われる。パラメータｉがＭｉ以上の場合、積算されている画像数が設定枚数に達していることを意味する（ステップＳ１２：ＹＥＳ）。よってこの場合には、ステップＳ１３以降の処理へ進む。
【００６３】
積算された画像が設定枚数Ｍｊに達すると、パラメータｉは初期化され‘０’に戻る（ステップＳ１３）。これにより、次回の平均輝度の相互比較においても、設定枚数分の画像が積算されることとなる。
【００６４】
次に、積算された投光時の画像の平均輝度と、積算された非投光時の画像の平均輝度とが相互に比較演算され、差が導出される（ステップＳ１４）。そして、導出された差が、所定の閾値Ｔｈと相互に比較される。尚、この閾値Ｔｈは、赤外線投光器１１０に付着物が存在するか否かを判定する上での基準となる値であり、実験的に或いは理論的に求められ、予め設定されている。或いは、実験的又は経験的に求められ、予め設定されている。但し、上述したように、車両センサ部１７０から得られる情報により変更される可能性もある（ステップＳ４参照）。導出された差がＴｈ未満の場合、投光時と非投光時において輝度の差が小さい（即ち、赤外線投光器１１０の強度が低下しているおそれがある）ことを意味する（ステップＳ１５：ＹＥＳ）。この場合は、パラメータＣｏｕｎｔに‘１’が加算される（ステップＳ１６）。導出された差がＴｈ以上の場合、投光時と非投光時において輝度の差が十分にある（即ち、赤外線投光器１１０の強度は十分である）ことを意味する（ステップＳ１５：ＮＯ）。この場合は、パラメータＣｏｕｎｔに‘１’は加算されない。即ち、ステップＳ１６は省略され、ステップＳ１７に進む。
【００６５】
続いて、パラメータｊと設定モニタ回数Ｍｊとが相互に比較される。ここで設定モニタ回数Ｍｊとは、積算された投光時の画像の平均輝度と、積算された非投光時の画像の平均輝度との差を、閾値と比較する回数を表わす値であり、予め設定されている。但し、上述したように、車両センサ部１７０から得られる情報により変更される可能性もある（ステップＳ４参照）。また、設定モニタ回数Ｍｊを直接設定せず、モニタ時間ｔを設定することで、この場合のＭｊを算出することが可能である。例えば、投光時及び非投光時における画像取込周期が互いに同じｃであるとすると、Ｍｊ＝ｔ／２ｃなる数式よりＭｊを求めることが可能である。パラメータｊがＭｊ以下の場合、輝度の差と閾値との比較回数が設定モニタ回数に満たないことを意味する（ステップＳ１７：ＮＯ）。このため、再度ステップＳ２からの処理が行われる。パラメータｊがＭｊより大きい場合、輝度の差と閾値との比較回数が設定モニタ回数に達していることを意味する（ステップＳ１７：ＹＥＳ）。よってこの場合には、ステップＳ１８以降の処理へ進む。
【００６６】
輝度の差と閾値との比較回数が設定モニタ回数Ｍｊに達すると、パラメータＣｏｕｎｔと回数閾値Ｎとが相互に比較される。ここで回数閾値Ｎとは、設定モニタ回数Ｍｊのうち、投光時輝度と非投光時輝度との差が閾値Ｔｈより小さいという条件を何回満たせば、付着物が存在すると判定するかを表わす値であり、予め設定されている。例えば、輝度の差が閾値Ｔｈより小さいという条件を８０％より高い確率で満たす場合に付着物が存在すると判定する場合には、Ｎ＝０．８Ｍｊなる数式を満たすように設定すればよい。但し、上述したように、車両センサ部１７０から得られる情報により変更される可能性もある（ステップＳ４参照）。パラメータＣｏｕｎｔがＮより大きい場合、赤外線投光器１１０に付着物が存在していると判定される（ステップＳ１８：ＹＥＳ）。この場合には、ステップＳ１９以降の処理へ進む。
【００６７】
他方、パラメータＣｏｕｎｔがＮ以下の場合、赤外線投光器１１０に付着物は存在していないと判定される（ステップＳ１８：ＮＯ）。このため、ステップＳ１９は省略され、ステップＳ２０へ進む。
【００６８】
赤外線投光器１１０に付着物が存在していると判定されると、付着物検出装置１００は信号を出力する（ステップＳ１９）。これにより、例えば車両の運転者等に赤外線投光器１１０が汚れているという事態を知らせることができる。尚、上述のように、付着物が存在していると判定した場合にのみ信号を出力するのではなく、例えば付着物の存在の可能性を示す値を出力するように構成してもよい。即ち、付着物の存在の有無を２値で出力するのではなく、付着物の存在の可能性を示す連続的な値を出力したり、又はレベル分けされる断続的値若しくはランクを出力するように構成してもよい。
【００６９】
以上の処理が終了すると、付着物の検出を継続するか否かの判定を行う。継続する場合は、再度ステップＳ１から処理が開始される（ステップＳ２０：ＹＥＳ）。継続しない場合は、処理を終了する（ステップＳ２０：ＮＯ）。
【００７０】
次に、本実施形態に係る付着物検出装置の具体的設置例について図５を参照して説明する。ここで図５は、付着物検出装置の具体的設置例を示す側面図である。尚、図５では説明の便宜上、図１における付着物検出装置１００を構成する構成要素のうち、赤外線投光器１１０及び赤外線カメラ１３０以外の要素は、付着物検出部２１０としてまとめて図示する。
【００７１】
図５に示すように、本実施形態に係る付着物検出装置１００は車両２００に設置される。
【００７２】
赤外線投光器１１０は、例えばヘッドライトの下に設けられ車両２００の前方に比較的強い赤外線を投光する。
【００７３】
赤外線カメラ１３０は、例えば車両２００内部に設けられ、赤外線が投光される範囲にある被撮像物の画像を撮像する。
【００７４】
付着物検出部２１０は、赤外線カメラ１３０によって撮像された画像を用いて、赤外線投光器１１０に付着物が存在しているか否かを判定し、信号を出力する。
【００７５】
付着物検出部２１０から出力された信号は、例えばナビゲーションシステム２２０に送られ、表示画面や音声等による警告を行うことで、車両の運転手等に付着物の存在を知らせる。また、ここでは図示しないウォッシャやワイパ等が赤外線投光器１１０付近に設けられ、自動で或いは手動で付着物を除去するように構成されてもよい。
【００７６】
尚、図５に示すような構成要素は、例えば赤外線によって夜間等の周囲が暗い状況での走行を支援する装置等に用いられているものを、部分的に変更を施すことで利用することが可能である。即ち、本発明の付着物検出装置１００を設置することによって、新たに追加する部品等は殆ど或いは全く無い。例えば、付着物検出部２１０においては、ソフトウェアの変更を行うことにより、既存の処理装置やメモリ等を利用することが可能となる。従って、コストアップを防止しつつ、赤外線投光器１１０における付着物を検出することが可能となる。
【００７７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う付着物検出装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】付着物検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】付着物検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】投光時の画像における輝度を示すヒストグラムである。
【図４】非投光時の画像における輝度を示すヒストグラムである。
【図５】付着物検出装置の具体的設置例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００…付着物検出装置、１１０…赤外線投光器、１２０…投光器制御部、１３０…赤外線カメラ、１４０…画像入力部、１５０…投光時画像格納部、１５５…非投光時画像格納部、１６０…輝度情報比較部、１７０…車両センサ部、１８０…付着判定部、１９０…時間カウント部、２００…車両、２１０…付着物検出部、２２０…信号出力部
【図１】
2008164537.tif 000003
【図２】
2008164537.tif 000004
【図３】
2008164537.tif 000005
【図４】
2008164537.tif 000006
【図５】
2008164537.tif 000007