(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設置され、前記車両のヘッドライトの前面部を撮像して画像信号を出力するイメージセンサと、
前記画像信号が表す撮像画像の輝度を用いて計測される光量が所定の基準光量以上である場合、霧が発生していないと判断し、前記光量が前記所定の基準光量未満である場合、霧が発生していると判断し、前記判断に基づいて制御信号を生成する信号処理部と、
を備える検知システム。
【請求項２】
前記信号処理部は、霧が発生していないと判断した場合、前記車両のフォグランプの消灯に係る前記制御信号を生成し、霧が発生していると判断した場合、前記フォグランプの点灯に係る前記制御信号を生成する請求項１に記載の検知システム。
【請求項３】
前記イメージセンサは、前記ヘッドライトの前方に設置される請求項１または２に記載の検知システム。
【請求項４】
前記イメージセンサの撮像範囲の所定の割合以上は、前記前面部によって占められる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検知システム。
【請求項５】
前記車両を制御するために、前記制御信号を前記車両の制御装置に出力する出力部を備える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の検知システム。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記車両の外気取り入れ口の開閉機構を制御するための前記制御信号を生成する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の検知システム。
【請求項７】
車両に設置されたイメージセンサにより、前記車両のヘッドライトの前面部を撮像して画像信号を出力するステップと、
信号処理部により、前記画像信号が表す撮像画像の輝度を用いて計測される光量が所定の基準光量以上である場合、霧が発生していないと判断し、前記光量が前記所定の基準光量未満である場合、霧が発生していると判断し、制御信号を生成するステップと、
を含む検知方法。
【請求項８】
車両に設置され、前記車両のヘッドライトの前面部を撮像して画像信号を出力するイメージセンサと、前記画像信号が表す撮像画像の輝度により計測される光量が所定の基準光量以上である場合、霧が発生していないと判断し、前記光量が前記所定の基準光量未満である場合、霧が発生していると判断し、制御信号を生成する信号処理部と、
を含む検知システム、
を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知システム、検知方法、および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両に設置された設備を、運転者の操作によらず、自動で動作させる技術が知られている。
【０００３】
特に、雨、雪等の降水があった場合に、その旨を検出して、ワイパーが動作してフロントガラスに付着した雨滴、雪等を払しょくする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、フロントガラスを撮像し、撮像した撮像画像のフロントガラスに付着した雨滴の数および大きさに基づいてワイパーをオンしたり、オフしたりすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２７５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の方法では、カメラが、車両の外部の環境（西日、対向車のライト、トンネル、その他の外乱光等）に影響されずに、フロントガラスに付着した雨滴を撮像できるように、フロントガラスに対してカメラとは反対側に反射手段を配置している。そのため、反射手段によって運転者の視界が部分的に遮られてしまうことが懸念される。
【０００６】
また、カメラが夜間に撮像した撮像画像においては、撮像時の光量が乏しいためにフロントガラスに付着した雨滴を高い精度で検出することが困難であり、ワイパーをオンしたり、オフしたりするための制御信号を適切に出力することができないおそれがある。
【０００７】
したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、運転者の視界を遮ることなく、高い精度で車両の設備を制御することを可能とする検知システム、検知方法、および車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する検知システムは、車両に設置され、前記車両のヘッドライトからの光を検出する光センサと、前記光センサの出力に基づいて制御信号を生成する信号処理部と、前記制御信号を出力する出力部と、を備える。
【０００９】
上記目的を達成する検知方法は、車両に設置された光センサにより、前記車両のヘッドライトからの光を検出するステップと、信号処理部により、前記光センサの出力に基づいて制御信号を生成するステップと、出力部により、前記制御信号を出力するステップと、を含む。
【００１０】
上記目的を達成する車両は、車両に設置され、前記車両のヘッドライトからの光を検出する光センサと、前記光センサの出力に基づいて制御信号を生成する信号処理部と、前記制御信号を出力する出力部と、を含む検知システムを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、運転者の視界を遮ることなく高い精度で車両の設備を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】検知システムを搭載した車両を簡略化して示す図である。
【図２】図１に示す検知システムの機能の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す照明装置が照射する光の散乱を模式的に示す図であり、図３（ａ）は、霧が発生している場合の光の散乱を模式的に示す図であり、図３（ｂ）は、霧が発生していない場合の光の散乱を模式的に示す図である。
【図４】水滴が付着したヘッドライトを撮像した撮像画像を簡略化して示す図である。
【図５】本実施形態における検知システムの処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図５に記載の光量に基づく判定の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図７】図５に記載の水滴量の計測の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図８】図５に記載の水滴量に基づく判定の詳細な手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、車両１は、ヘッドライト１０、検知システム２０、車両制御装置３０等を搭載し、検知システム２０は車両制御装置３０に電気的に接続されて情報を送信する。
【００１５】
ヘッドライト１０は、光源を備え、前面部から光を照射する。ヘッドライト１０は、例えば、車両１の前面に設置され、車両１の進行方向を照射するヘッドライトである。
【００１６】
図２に示すように、検知システム２０は、光センサ２１、信号処理部２２、記憶部２３、出力部２４等を含んで構成される。
【００１７】
光センサ２１は、ヘッドライト１０から照射された光を検出する。また、光センサ２１は、検出した光に基づいて撮像画像を表す画像信号を信号処理部２２に出力する。
【００１８】
光センサ２１は、例えば、ヘッドライト１０の前面部を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等が備えるイメージセンサである。光センサ２１は、ヘッドライト１０の前面部の少なくとも一部を撮像するように、車両１に設置される。さらに、光センサ２１は、ヘッドライト１０による車両１の進行方向への照射を妨げないように、例えば、ヘッドライト１０の前面部を斜め方向から撮像するように設置される。
【００１９】
また、イメージセンサの撮像範囲の所定の割合（例えば５割、望ましくは８割）以上は、ヘッドライト１０の前面部によって占められるのが好ましい。これにより、ヘッドライト１０から照射される光以外の影響を少なくすることによって正確に光量を計測し、ひいては正確に霧の発生の有無を判定することができる。
【００２０】
信号処理部２２は、受光量判定部２５、水滴量判定部２６、制御信号生成部２７等を含んで構成され、光を検出した光センサ２１の出力に基づいて、車両１を制御するための制御信号を出力するための処理を行う。ここで、制御信号とは、車両１のワイパー、フォグランプ等に係る制御信号である。
【００２１】
ワイパーに係る制御信号とは、ワイパーの動作の開始および停止、ならびに間欠時間を制御するための制御信号である。
【００２２】
また、フォグランプに係る制御信号には、フォグランプの点灯に係る制御信号および消灯に係る制御信号があり、点灯に係る制御信号とは、例えば、フォグランプの点灯を促す警告を発生させるための制御信号、フォグランプ自体を点灯させるための制御信号等である。また、消灯に係る制御信号とは、フォグランプの消灯を促す警告を発生させるための制御信号、フォグランプ自体を消灯させるための制御信号等である。
【００２３】
ここで、警告の発生とは、フォグランプを点灯または消灯させる旨の警告を表示装置に表示させたり、音声出力装置に音声出力させたりすることである。また、警告の発生は、これらの方法に限られず、車両１の運転者の注意を喚起するような任意の方法であってよい。
【００２４】
受光量判定部２５は、光センサ２１によって検出した光の光量を計測して、霧の発生の有無を判定する。
【００２５】
本実施形態では、受光量判定部２５は、上述のように光センサ２１が出力した画像信号が表す撮像画像の輝度を用いて光量を計測する。以降において、光センサ２１が出力した画像信号が表す撮像画像を、光センサ２１が撮像した撮像画像という。
【００２６】
また、受光量判定部２５は、計測した光量を記憶部２３に記憶されている基準光量と比較し、基準光量以上であるか否かを判定することによって、霧発生の有無を判定する。
【００２７】
基準光量とは、計測した光量がこの値より低い場合に霧が発生しているとするための基準となる値である。一般に、霧が発生している場合、図３（ａ）に示すように、大気中に霧を構成する微小な水滴Ｗが多く浮遊している。そのため、ヘッドライト１０から照射された光は大気中の水滴Ｗによって様々な方向（図３（ａ）の矢印で示す方向）へ散乱し、光センサ２１で受光する光量は晴れている場合に比べて少なくなる。また、雨、雪、霙、霰、雹等の降水がある場合、図３（ｂ）に示すように、ヘッドライト１０から照射された光は大気中の水滴Ｗによって少し散乱するが、多くの光は照射方向（図３（ｂ）の矢印で示す方向）に進行する。そのため、降水がある場合に光センサ２１が受光する光量は、霧が発生している場合に比べて多い。したがって、受光量判定部２５は、計測した光量が基準光量以上である場合には霧が発生しておらず、光量が基準光量未満である場合には、霧が発生していると判定する。
【００２８】
また、基準光量は、太陽光の影響により、例えば、夕方に計測するか、夜に計測するかによって異なる値となることがあるため、所定の値は、時間帯ごとに定められてもよい。この場合、計測した光量は、該光量が計測された時間帯に対応する所定の値と比較される。
【００２９】
水滴量判定部２６は、光センサ２１によって撮像した撮像画像に基づいて、車両１のヘッドライト１０の前面部に付着した水滴量を計測する。
【００３０】
具体的には、水滴量判定部２６は、図４に示すような、光センサ２１によって撮像したヘッドライト１０の前面部を撮像した撮像画像に表されているエッジを検出する。さらに、水滴量判定部２６は、検出されたエッジのうち円、楕円等の所定の形状の輪郭を構成するエッジの周縁および内部の領域を水滴領域ＷＡとして抽出する。また、水滴量判定部２６は、水滴領域ＷＡの数または累積面積を算出し、算出した水滴領域ＷＡの数または累積面積に基づいて水滴量を算出する。
【００３１】
水滴量判定部２６がヘッドライト１０の前面部の少なくとも一部に付着した水滴量を算出する処理はこの方法に限られず、任意の公知の方法を用いることができる。
【００３２】
また、水滴量判定部２６は、計測した水滴量を記憶部２３に記憶されている基準水滴量と比較し、水滴量が基準水滴量以上であるか否かを判定する。また、水滴量判定部２６は、水滴量に基づいて降水の有無を判定する。具体的には、水滴量判定部２６は、水滴量が基準水滴量以上である場合には降水があり、水滴量が基準水滴量未満である場合には降水がないと判定する。基準水滴量とは、算出した水滴量がこの値以上である場合に降水があるとするための基準となる値であり、実測により予め定められた値である。
【００３３】
制御信号生成部２７は、受光量判定部２５による判定の結果に基づいて、車両１のフォグランプに係る制御信号を出力する。具体的には、制御信号生成部２７は、受光量判定部２５によって、光量が基準光量以上であると判定された場合、すなわち、霧が発生していないと判定された場合、フォグランプの消灯を促す警告を発するための制御信号を出力する。また、制御信号生成部２７は、受光量判定部２５によって、光量が基準光量未満であると判定された場合、すなわち、霧が発生していると判定された場合、フォグランプの点灯を促す警告を発するための制御信号を生成する。
【００３４】
制御信号生成部２７は、フォグランプの消灯を促す警告を発するための制御信号の代わりに、フォグランプを消灯させるための制御信号を出力してもよい。同様に、フォグランプの点灯を促す警告を発するための制御信号の代わりに、フォグランプを点灯させるための制御信号を出力してもよい。
【００３５】
さらに、制御信号生成部２７は、水滴量判定部２６による判定の結果に基づいて車両１のワイパーに係る制御信号を出力する。具体的には、制御信号生成部２７は、水滴量判定部２６によって水滴量が基準水滴量未満である、すなわち降水がないと判定された場合には、ワイパーの動作停止を指示するための制御信号を出力する。また、制御信号生成部２７は、水滴量判定部２６によって水滴量が基準水滴量以上である、すなわち降水があると判定された場合には、水滴量に対応付けて記憶部２３に記憶されている、ワイパーの動作の間欠時間を読み出す。そして、制御信号生成部２７は、ワイパーの動作開始の指示および間欠時間を示す制御信号を生成する。
【００３６】
記憶部２３は、基準光量および基準水滴量を記憶する。上述したように、記憶部２３は、時間帯に対応した基準光量を記憶してもよい。また、記憶部２３は、水滴量に対応した、ワイパーの動作の間欠時間を記憶する。記憶部２３に記憶される間欠時間の水滴量に対する増加率は０以下とし、例えば、水滴量が多いほど短くなってもよいし、水滴量が多くなるに伴い段階的に短くなってもよい。
【００３７】
出力部２４は、制御信号生成部２７によって生成された制御信号を車両制御装置３０に出力する。
【００３８】
車両制御装置３０は、受信部３１、制御部３２等を含んで構成され、車両１の動作を制御する。
【００３９】
受信部３１は、検知システム２０の出力部２４によって出力された制御信号を受信する。
【００４０】
制御部３２は、受信部３１によって受信した制御信号に基づいて、車両１を制御する。具体的には、制御部３２は、フォグランプが点灯した状態で、受信部３１が、フォグランプの消灯に係る制御信号を受信すると、フォグランプの消灯を促す警告を発生させ、フォグランプが消灯した状態で、フォグランプの点灯に係る制御信号を受信すると、フォグランプの点灯を促す警告を発生させる。
【００４１】
また、制御部３２は、ワイパーが動作した状態で、受信部３１が、ワイパーの動作停止を指示するための制御信号を受信すると、ワイパーの動作を停止させる。さらに、制御部３２は、ワイパーが停止した状態で、受信部３１が、ワイパーの動作開始の指示および間欠時間を示す制御信号を受信すると、制御信号に示されている間欠時間の間隔でワイパーを動作させる。
【００４２】
以下に、図５のフローチャートを用いて、本実施形態に係る検知システム２０の検知方法について説明する。本検知方法においては、ヘッドライト１０は、車両１の前方を照射している。
【００４３】
ヘッドライト１０が車両１の前方を照射している状態において、まず、光センサ２１がヘッドライト１０の前面部を撮像する。すなわち、ヘッドライト１０から光が照射されているときに、光センサ２１が光を検出し（ステップＳ１１）、検出した光に基づいて撮像画像を表す画像信号を出力する（ステップＳ１２）。
【００４４】
ステップＳ１２で、光センサ２１によって画像信号が出力されると、受光量判定部２５は、画像信号が表す撮像画像に基づいて、光センサ２１が受光した光の光量を計測する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で光量を計測すると、受光量判定部２５は、光量に基づいて霧の発生の有無を判定する（ステップＳ１４）。
【００４５】
ここで、受光量判定部２５が光量に基づいて霧の発生の有無を判定する処理について、図６を参照して詳細に説明する。
【００４６】
受光量判定部２５は、ステップＳ１３で計測された光量が基準光量以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４１）。
【００４７】
ステップＳ１４１で、計測した光量が基準光量以上であると判定された場合、受光量判定部２５は霧が発生していないとする（ステップＳ１４２）。ステップＳ１４１、計測した光量が基準光量未満であると判定された場合、受光量判定部２５は霧が発生しているとする（ステップＳ１４３）。
【００４８】
図５に戻って、ステップＳ１４で光量に基づく判定がされると、水滴量判定部２６は、ステップＳ１２で出力された画像信号が表す撮像画像に基づいて、ヘッドライト１０の前面部に付着している水滴Ｗの水滴量を計測する（ステップＳ１５）。
【００４９】
ここで、ステップＳ１５で、水滴量判定部２６が水滴量を計測する処理について、図７を参照して詳細に説明する。
【００５０】
まず、水滴量判定部２６は、撮像画像に表されているエッジを検出する（ステップＳ１５１）。ステップＳ１５１でエッジが検出されると、水滴量判定部２６は、検出されたエッジのうち円、楕円等の所定の形状の輪郭を構成するものを、水滴領域ＷＡとして抽出する（ステップＳ１５２）。
【００５１】
ステップＳ１５２で水滴領域ＷＡが抽出されると、水滴量判定部２６は、水滴領域ＷＡの数または累積面積を算出する（ステップＳ１５３）。ステップＳ１５３で水滴領域ＷＡの数または累積面積が算出されると、水滴量判定部２６は、水滴領域ＷＡの数または累積面積に基づいて水滴量を算出する（ステップＳ１５４）。
【００５２】
図５に戻って、ステップＳ１５で水滴量が計測されると、水滴量判定部２６は、計測した水滴量に基づいて降水の有無を判定する（ステップＳ１６）。
【００５３】
ここで、ステップＳ１６で、水滴量判定部２６が降水の有無を判定する処理について、図８を参照して詳細に説明する。
【００５４】
水滴量判定部２６は、計測した水滴量が基準水滴量以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６１）。ステップＳ１６１で水滴量が基準水滴量以上であると判定された場合、水滴量判定部２６は降水があると判定する（ステップＳ１６２）。一方、ステップＳ１６１で水滴量が基準水滴量未満であると判定された場合、水滴量判定部２６は降水がないと判定する（ステップＳ１６３）。
【００５５】
図５に戻って、ステップＳ１６で水滴量に基づく判定が行われると、制御信号生成部２７は判定の結果に基づいて制御信号を生成する（ステップＳ１７）。
【００５６】
具体的には、光量判定部３４によって、光量が基準光量以上であると判定された場合、すなわち、霧が発生していないと判定された場合、制御信号生成部２７はフォグランプの消灯に係る制御信号を生成する。また、光量が基準光量未満であると判定された場合、すなわち、霧が発生していると判定された場合、フォグランプの点灯に係る制御信号を生成する。
【００５７】
また、水滴量判定部２６によって水滴量が基準水滴量未満である、すなわち降水がないと判定された場合には、ワイパーの動作停止を指示するための制御信号を出力する。また、水滴量が基準水滴量以上である、すなわち降水があると判定された場合には、水滴量に対応付けて記憶部２３に記憶されている、ワイパーの間欠時間を読み出して、ワイパーの動作開始の指示およびワイパーの動作の間欠時間を示す制御信号を生成する。
【００５８】
ステップＳ１７で、制御信号生成部２７によって制御信号が生成されると、出力部２４が制御信号を車両制御装置３０に出力する（ステップＳ１８）。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両１のヘッドライト１０の前方に設置され、ヘッドライト１０からの光を検出する光センサ２１の出力に基づいて制御信号を生成するため、運転者の視界が遮られることなく、高い精度で車両１のワイパー、フォグランプ等の設備を制御することができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、ヘッドライト１０からの光の光量が基準光量以上である場合にフォグランプの消灯に係る制御信号を生成し、光量が所定の基準光量未満である場合、フォグランプの点灯に係る制御信号を生成するので、運転者は、例えば夜の時間帯で霧を視認することが困難である場合にも霧の発生の有無を正確に把握し、適切にフォグランプを操作することができる。さらに、制御信号がフォグランプを点灯または消灯させる制御をするための信号である場合、運転者が操作しなくても霧の発生の有無に応じてフォグランプを動作させることができる。したがって、運転者は、安全に運転をすることができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、ヘッドライト１０の前面部を撮像するイメージセンサの撮像範囲の所定の割合以上はヘッドライト１０の前面部によって占められるため、ヘッドライト１０による光以外の影響を少なくし、正確に霧の発生の有無を判定することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、水滴量が所定の基準水滴量以上である場合、車両１のワイパーを動作させ、水滴量が所定の基準水滴量未満である場合、ワイパーを動作させないための制御信号を生成するので、運転者が操作しなくても所定の量以上の降水がある場合にワイパーを動作させることができる。
【００６３】
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。上記実施形態においては、制御信号生成部２７は、受光量判定部２５による判定の結果に基づいて、車両１のフォグランプに係る制御信号を出力したり、水滴量判定部２６による判定の結果に基づいて車両１のワイパーを制御するための制御信号を出力したりするが、このような制御信号に限られない。例えば、制御信号生成部２７は、受光量判定部２５および水滴量判定部２６の１つ以上による判定の結果に基づいて、車両制御装置３０に対して車両１の外気取り入れ口の開閉機構を制御するための制御信号を出力してもよい。
【００６４】
具体的には、例えば、計測された光量が基準光量以上で、かつ計測された水滴量が基準水滴量未満である場合に、制御信号生成部２７は、外気取り入れ口を開くよう制御するための制御信号を出力することができる。これによって、霧も降水もないような、外部の環境が車両１の換気に適している場合に運転手等が操作することなく外気を取り入れることができる。
【００６５】
また、上記実施形態においては、光センサ２１をカメラが備えるイメージセンサとし、光センサ２１によって撮像した撮像画像を用いて光量を計測するが、この限りではない。例えば、降水の有無の判定をしない場合は、光センサ２１は、光を電気に変換することによって光量を検出する光検出器であってもよい。この場合、受光量判定部２５は、光検出器によって検出された光量に基づいて霧の発生の有無を判定する。
【００６６】
また、上記実施形態においては、制御信号生成部２７は、水滴量に対応付けて記憶部２３に記憶されている、ワイパーの動作の間欠時間を読み出して、間欠時間を示す制御信号を生成するが、この限りではない。例えば、制御信号生成部２７は、水滴量をワイパーの動作の間欠時間に変換する所定の変換式に基づいて間欠時間を決定し、制御信号を生成してもよい。この場合、記憶部２３は水滴量とワイパーの動作の間欠時間との関係を記憶しなくてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態によれば、光量に基づいて霧の発生の有無を判定しているが、霧に限定されることなく、例えば、靄、火山灰、ＰＭ２．５といった、光センサ２１が検出する光量に影響を及ぼす、大気中の微小な粒子の有無を判定してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態によれば、光センサ２１は、ヘッドライト１０の前方に設置されているが、この限りではない。例えば、ヘッドライト１０の前方に光を反射するミラーを設け、ミラーによって反射した光を受光するように、例えば、ヘッドライト１０の後方、側方等に光センサ２１を設置してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態の検知システム２０における光センサ２１および信号処理部２２は一体の装置として構成されてもよいし、別々の装置がこれらの機能を有するように構成されてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１    車両
１０  ヘッドライト
２０  検知システム
２１  光センサ
２２  信号処理部
２３  記憶部
２４  出力部
２５  受光量判定部
２６  水滴量判定部
２７  制御信号生成部
３０  車両制御装置
３１  受信部
３２  制御部
Ｗ    水滴
ＷＡ  水滴領域
【図１】
0006655983.tif 000002
【図２】
0006655983.tif 000003
【図３】
0006655983.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006655983.tif 000008
【図８】
0006655983.tif 000009