用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴的方法和攝像頭組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴(26)的方法，其中至少一個(gè)圖像(30、32、34)由攝像頭捕獲。如果分配給(S20)被提取物體的置信值在預(yù)定臨界值以上，從攝像頭捕獲的所述至少一個(gè)圖像(30、32、34)提取的物體被識(shí)別為雨滴(26)。臨界值取決于車(chē)輛路徑內(nèi)的物體(16)的存在而被改變(S22)。此外，本發(fā)明還涉及用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴(26)的攝像頭組件。
【專利說(shuō)明】用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴的方法和攝像頭組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴的方法，其中至少一個(gè)圖像通過(guò)攝像頭捕獲。此外，本發(fā)明涉及用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴的攝像頭組件。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，已知有多種駕駛輔助系統(tǒng)，其使用由單個(gè)或由多個(gè)攝像頭捕獲的圖像。獲得的圖像可以被處理，以允許在屏幕上顯示，例如在儀表板處，或它們可被投影在風(fēng)擋玻璃上，特別是在危險(xiǎn)的情況下警示駕駛員或簡(jiǎn)單地改善他的可視性。圖像還可以被使用，以檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋玻璃上的雨滴或霧。這樣的雨滴或霧檢測(cè)可參與車(chē)輛的功能單元的自動(dòng)觸發(fā)。例如，如果檢測(cè)到雨的話，駕駛員可被警告，制動(dòng)輔助系統(tǒng)可被激活，風(fēng)擋擦拭器可被打開(kāi)和/或車(chē)頭燈可開(kāi)啟。
[0003]基于攝像頭捕獲的圖像的車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴檢測(cè)可遭遇一些困難，這是由于從攝像頭捕獲的圖像提取的物體被誤判斷為雨滴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的是產(chǎn)生一種用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴的方法和攝像頭組件，其特別可靠。
[0005]該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法和具有權(quán)利要求11的特征的攝像頭組件實(shí)現(xiàn)。具有本發(fā)明的進(jìn)一步有利改進(jìn)的有利實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中被指出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，在用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴的方法中，至少一個(gè)圖像由攝像頭捕獲。如果分配給被提取物體的置信值在預(yù)定臨界值以上，從攝像頭捕獲的所述至少一個(gè)圖像提取的物體被識(shí)別為雨滴。置信值表示所關(guān)注的物體實(shí)際上為雨滴而不是另外的物體的可能性。在本方法中，臨界值取決于物體在車(chē)輛路徑內(nèi)的存在而被改變。這基于以下發(fā)現(xiàn):距攝像頭較近的物體可導(dǎo)致物體的部件被誤認(rèn)為是雨滴，這是由于這些部件在圖像中的特點(diǎn)導(dǎo)致的，它們類似于圖像中的雨滴的特點(diǎn)。在物體存在于車(chē)輛路徑中的情況下，通過(guò)改變臨界值，從圖像提取的非雨滴物體與真實(shí)雨滴的混淆可至少很大程度地避免。因此，改變臨界值導(dǎo)致車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴的更可靠檢測(cè)。物體在圖像中不是必須需要被這樣檢測(cè)。在一些替換例中，車(chē)輛路徑內(nèi)的被檢測(cè)物體可甚至在攝像頭視野之外，同時(shí)通?？拷５窃谠撉闆r下，物體可影響雨滴檢測(cè)，這是由于來(lái)自例如光源的一些可能的阻礙，該光源例如類似于在攝像頭視野內(nèi)的前方車(chē)輛散熱光的背光的物體處。即便光源不在攝像頭視野內(nèi)，同時(shí)物體在車(chē)輛路徑內(nèi)，一些散熱光可被攝像頭檢測(cè)，這可導(dǎo)致用于雨滴檢測(cè)的一些誤判斷。
[0007]在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，如果攝像頭和物體之間的距離小于預(yù)定距離，臨界值增加。這是由于，當(dāng)攝像頭被構(gòu)造為檢測(cè)風(fēng)擋上的雨滴時(shí)，遠(yuǎn)離攝像頭的物體表現(xiàn)得相當(dāng)模糊。因此，當(dāng)物體相當(dāng)靠近時(shí)，該物體的圖像非常尖銳。這可導(dǎo)致與風(fēng)擋上的雨滴混淆，雨滴在風(fēng)擋的圖像中也顯得尖銳。通過(guò)增加臨界值，僅從圖像提取的具有雨滴高可能性的物體實(shí)際上被識(shí)別成雨滴。物體相當(dāng)靠近攝像頭時(shí)，通過(guò)增加臨界值，可避免由于物體的部件與雨滴相似特點(diǎn)導(dǎo)致的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0008]由于物體和攝像頭之間的距離取決于攝像頭在車(chē)輛內(nèi)的位置和車(chē)輛的尺寸，還可以增加臨界值，如果車(chē)輛和物體之間的距離小于預(yù)定距離的話。此外，車(chē)輛和物體或障礙物之間的距離可相當(dāng)容易地確定，例如通過(guò)停車(chē)輔助器件。
[0009]在物體存在于攝像頭視野內(nèi)的情況下改變臨界值時(shí)，如果考慮被提取物體的輪廓和/或?qū)Ρ榷群?或強(qiáng)度，雨滴可被容易地識(shí)別。從圖像提取的物體的這樣的特點(diǎn)可容易地確定，且得到良好的檢測(cè)結(jié)果。
[0010]還發(fā)現(xiàn)有利的是，物體在攝像頭視野內(nèi)的存在通過(guò)攝像頭確定。在該情況下，不需要設(shè)置其他檢測(cè)器件來(lái)便確定物體的存在或物體和攝像頭之間的距離。
[0011]如果存在至少兩個(gè)攝像頭，還可以通過(guò)一個(gè)攝像頭獲得物體的數(shù)據(jù)，通過(guò)另一攝像頭捕獲用于雨滴檢測(cè)的圖像。還可以通過(guò)僅一個(gè)攝像頭獲得物體的數(shù)據(jù)，該攝像頭專門(mén)聚焦在風(fēng)擋上，以便檢測(cè)風(fēng)擋上的雨滴。
[0012]替換地或附加地，物體在車(chē)輛路徑內(nèi)的存在可通過(guò)檢測(cè)器件確定，該檢測(cè)器件構(gòu)造為發(fā)射和接收由物體反射的信號(hào)。特別地，如果車(chē)輛裝備有這樣的檢測(cè)器件，例如超聲波檢測(cè)器和/或雷達(dá)檢測(cè)器，其用于其它駕駛輔助功能，諸如停車(chē)輔助，則由這些檢測(cè)器件獲得的數(shù)據(jù)可被容易地利用，以便檢測(cè)物體在車(chē)輛路徑內(nèi)的存在，甚至允許仍干擾雨滴檢測(cè)的攝像頭視野之外的物體的檢測(cè)。
[0013]在本發(fā)明的另一有利實(shí)施例中，圖像被雙焦點(diǎn)攝像頭捕獲，其中，雨滴檢測(cè)針對(duì)從被捕獲圖像的聚焦在風(fēng)擋上的圖像區(qū)域提取的物體被執(zhí)行。這樣的雙焦點(diǎn)攝像頭允許一方面檢測(cè)雨滴，另一方面基于相同的被捕獲圖像而允許其他駕駛輔助功能。此外，由此僅需要一個(gè)攝像頭用于執(zhí)行多個(gè)駕駛輔助功能。
[0014]物體的存在可在被捕獲圖像的另一圖像區(qū)域內(nèi)容易地確定，其聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)處。通過(guò)從該另一圖像區(qū)域(其具有與用于雨滴檢測(cè)的圖像區(qū)域不同的焦點(diǎn))獲得的信息，物體在攝像頭視野內(nèi)的存在和/或距離可被容易地確定。
[0015]監(jiān)督學(xué)習(xí)機(jī)可用于在從所述至少一個(gè)圖像提取的物體中識(shí)別雨滴。這樣的監(jiān)督學(xué)習(xí)機(jī)，例如支持向量機(jī)在識(shí)別雨滴時(shí)特別有強(qiáng)大。
[0016]最后，被發(fā)現(xiàn)有利的是，臨界值被重新設(shè)定至預(yù)定值，如果物體不再存在于車(chē)輛路徑或攝像頭視野中。通過(guò)物體從車(chē)輛路徑消失，不再有混淆物體的部件與實(shí)際存在于風(fēng)擋上的雨滴的可能性，且不再需要改變臨界值。
[0017]還可中斷檢測(cè)過(guò)程一時(shí)間段，在這期間，物體存在于車(chē)輛路徑或攝像頭視野中。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的攝像頭組件被構(gòu)造用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴，其包括用于捕獲至少一個(gè)圖像的攝像頭。攝像頭組件還包括評(píng)估器件，評(píng)估器件被構(gòu)造為，如果分配給被提取物體的置信值在預(yù)定臨界值以上，將從攝像頭捕獲的所述至少一個(gè)圖像提取的物體識(shí)別為雨滴。評(píng)估器件還被構(gòu)造為取決于物體在攝像頭視野內(nèi)的存在而改變臨界值。這樣的攝像頭組件在檢測(cè)風(fēng)擋上的雨滴時(shí)特別可靠，因?yàn)槲矬w的部件與雨滴混淆可通過(guò)改變臨界值而被避免。
[0019]關(guān)于用于檢測(cè)雨滴的方法所闡述的優(yōu)選實(shí)施例和其優(yōu)勢(shì)相應(yīng)地適用于根據(jù)本發(fā)明的攝像頭組件，反之亦然?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0020]以上在說(shuō)明書(shū)中提到的全部特征和特征組合以及以下在【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】和/或單獨(dú)在附圖中所示的特征和特征組合不僅用于分別示出的組合，還用在其他組合或單獨(dú)使用，而不違背本發(fā)明的范圍。
[0021]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)從權(quán)利要求、優(yōu)選實(shí)施例的以下描述以及附圖可顯現(xiàn)。這其中顯示:
[0022]圖1是車(chē)輛車(chē)艙內(nèi)安裝的雙焦點(diǎn)攝像頭捕獲的第一圖像，其中，圖像的下部部分聚焦在風(fēng)擋上，且包含可與風(fēng)擋上的雨滴混淆的物體，
[0023]圖2是類似情形的另一圖像，其中，裝備有雙焦點(diǎn)攝像頭的車(chē)輛前方的車(chē)輛的存在可導(dǎo)致風(fēng)擋上的雨滴的錯(cuò)誤檢測(cè)；
[0024]圖3是顯示用于檢測(cè)風(fēng)擋上的雨滴的方法的流程圖，其中，限定用于識(shí)別物體為雨滴的置信度的臨界值在攝像頭的近場(chǎng)視野中存在物體的情況下增加；和
[0025]圖4非常示意地示出攝像頭組件，其構(gòu)造為執(zhí)行風(fēng)擋上的雨滴的檢測(cè)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴的攝像頭組件10(見(jiàn)圖4)包括攝像頭12，攝像頭12可包括CMOS或CXD圖像傳感器，且構(gòu)造為觀察車(chē)輛的風(fēng)擋。攝像頭12是雙焦點(diǎn)攝像頭，其聚焦在車(chē)輛的風(fēng)擋上且聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)處。由此，安裝在車(chē)輛車(chē)艙內(nèi)的攝像頭12構(gòu)造為觀察車(chē)輛風(fēng)擋上的物體。
[0027]在攝像頭組件10檢測(cè)到風(fēng)擋上的雨滴的情況下，風(fēng)擋可借助擦拭器刮片被擦拭。攝像頭12捕獲風(fēng)擋的圖像，且通過(guò)圖像處理，確定風(fēng)擋上的物體是否是雨滴。
[0028]攝像頭組件10包括評(píng)估器件14 (見(jiàn)圖4)，評(píng)估器件14構(gòu)造為將從攝像頭12捕獲的圖像提取的物體識(shí)別為雨滴。為了該評(píng)估，分配給被提取物體的置信值與臨界值相比較。臨界值表示攝像頭12捕獲的圖像內(nèi)的物體是雨滴的可能性。例如，在從圖像提取的物體的分類之后，給每個(gè)物體分配的置信值可從-100至100變化。在該情況下，值100是用于將物體識(shí)別為雨滴的最大置信值或分?jǐn)?shù)。值-100是導(dǎo)致物體被否定為非雨滴的最小置信值。如果臨界值設(shè)定為0，具有O以上的置信值的每個(gè)物體被識(shí)別為雨滴，具有負(fù)置信值的每個(gè)物體被識(shí)別為非雨滴。
[0029]但是，物體或障礙物可導(dǎo)致檢測(cè)雨滴時(shí)的困難，該物體或障礙物諸如在安裝有攝像頭組件10的車(chē)輛前方的車(chē)輛16。
[0030]圖1示出由雙焦點(diǎn)攝像頭12捕獲的圖像18。被捕獲圖像18的上部部分20或圖像區(qū)域被聚焦到無(wú)限遠(yuǎn)，且車(chē)輛前方的車(chē)輛16主要位于圖像18的該上部部分20中。圖像18的下部部分22或下圖像區(qū)域被聚焦在裝備有攝像頭組件10的車(chē)輛的風(fēng)擋上。
[0031]裝備有攝像頭12的車(chē)輛前方的車(chē)輛16的一部分位于圖像18的下部部分22內(nèi)。該車(chē)輛的部件24，諸如該車(chē)輛16的尾燈或保險(xiǎn)杠的部件，離裝備有攝像頭12的車(chē)輛非常近。因此，位于攝像頭12視野內(nèi)的這些部件24在圖像18的下部部分22內(nèi)表現(xiàn)為非常尖銳的物體。類似地，圖像18的下部部分22內(nèi)的雨滴26也具有尖銳輪廓，作為通常導(dǎo)致這樣的被提取物體被識(shí)別為雨滴26的特征。
[0032]由于車(chē)輛16的部件24 (諸如尾燈)可表現(xiàn)為類似于雨滴26，當(dāng)諸如車(chē)輛16的物體存在于攝像頭12的視野內(nèi)時(shí)，特別是當(dāng)物體或車(chē)輛16相當(dāng)近時(shí)，難以分別圖像18中的這些物體。圖像18的下部部分22中的車(chē)輛16的這些部件24的對(duì)比和尖銳特點(diǎn)可導(dǎo)致它們與雨滴26混淆。并且，風(fēng)擋上的雨滴(其被近的車(chē)輛16的尾燈照亮)可顯示類似于尾燈的特性，例如在從圖像18的下部部分22提取的物體內(nèi)的紅色部件的高強(qiáng)度(intensity)和顯著性。
[0033]圖2顯示了圖像28的另一例子，其中，車(chē)輛16接近裝備有攝像頭組件10的車(chē)輛的前方。再次，車(chē)輛16的部件24顯示為類似于雨滴26，這是由于裝備有攝像頭組件10的車(chē)輛和該車(chē)輛前方的車(chē)輛16之間的距離較短。
[0034]車(chē)輛16在攝像頭12的近場(chǎng)視野中的存在可導(dǎo)致檢測(cè)雨滴26時(shí)的困難。因此，臨界值(分配給從被捕獲圖像30、32、34的下部部分22提取的物體的置信值與之比較)被改變，如將參考圖3解釋的。
[0035]在第一步驟SlO中，雙焦點(diǎn)攝像頭12捕獲圖像30、32、34，其中，上部部分20聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)處，下部部分22聚焦在風(fēng)擋上。在步驟S12中，從該雙焦點(diǎn)圖像30、32、34，上部部分20被分析用于障礙物檢測(cè)。該障礙物或物體(諸如車(chē)輛16)檢測(cè)可通過(guò)處理圖像30的上部部分20被執(zhí)行。替換地或附加地，類似于超聲波檢測(cè)器和/或雷達(dá)檢測(cè)器的檢測(cè)器可用于檢測(cè)裝備有攝像頭組件10的車(chē)輛前方的車(chē)輛16的存在。
[0036]在步驟S14中，物體從被捕獲的圖像30、32、34的下部部分22中提取。在下一步驟S16中，被提取的物體被打標(biāo)簽。被捕獲的圖像30、32、34的下部部分22內(nèi)的物體的該分類或打標(biāo)簽基于一組描述項(xiàng)，所述描述項(xiàng)可描述物體的形狀、強(qiáng)度(intensity)、質(zhì)地、對(duì)比度等?；诿枋鲰?xiàng)，物體的選擇在步驟S18中被執(zhí)行。該選擇導(dǎo)致被捕獲圖像30、32、34的下部部分22內(nèi)的一系列潛在雨滴26。在步驟S20中，在建立該一系列潛在雨滴時(shí)，置信值或分?jǐn)?shù)被分配給每個(gè)潛在雨滴。
[0037]在步驟S22中，在被捕獲圖像30的上部部分20內(nèi)檢測(cè)諸如車(chē)輛16的物體之后，車(chē)輛16距攝像頭12的距離被確定。例如，如果車(chē)輛16距攝像頭12比5米更近，特別是3_4米的距離，與置信值進(jìn)行比較的臨界值增加。相反，如果車(chē)輛16距攝像頭12的視野相對(duì)較遠(yuǎn)，例如在多于四米的距離處，在步驟S24中，標(biāo)準(zhǔn)臨界值被用于與置信值比較。對(duì)于置信值為-100至100的例子，步驟S24中選擇的臨界值可以為O。另一方面，如果車(chē)輛16不是很遠(yuǎn)而是靠近攝像頭12，在步驟S26中，增加的臨界值被用于與置信值比較。對(duì)于在距攝像頭12有3至4米的距離處的車(chē)輛16，在步驟S26中選擇的增加的臨界值可具有值50，如果置信值可從-100至100變化的話。
[0038]在步驟S28中，確定置信值是否分別在步驟S24或步驟26中選擇的臨界值之上。如果是這種情況，在步驟S30中，從被捕獲圖像30、32、34的下部部分22提取的物體被識(shí)別為雨滴。如果不是，在步驟S32中，物體被否定，即，被提取物體被識(shí)別為非雨滴。
[0039]取決于風(fēng)擋上雨滴26的數(shù)量和尺寸，擦拭器刮片可開(kāi)啟或駕駛輔助系統(tǒng)可被激活，諸如制動(dòng)輔助系統(tǒng)和/或裝備有攝像頭組件10的車(chē)輛的車(chē)頭燈開(kāi)啟。附加地或替換地，駕駛員可被警告存在雨條件。
[0040]在攝像頭12前方很近地存在車(chē)輛16或這樣的物體的情況下，臨界值被改變，需要更高的置信度，以便將從圖像的下部部分22提取的物體識(shí)別為雨滴26。
[0041]替換地，雨滴26檢測(cè)過(guò)程可在裝備有攝像頭12的車(chē)輛前方存在車(chē)輛16或這樣的障礙物或物體期間被中斷。一旦車(chē)輛16距裝備有攝像頭12的車(chē)輛足夠遠(yuǎn)，利用較低的標(biāo)準(zhǔn)臨界值的雨滴檢測(cè)可被繼續(xù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴(26)的方法，其中，至少一個(gè)圖像(18、28、30、32、34)由攝像頭(12)捕獲， 其特征在于， 如果分配給(S20)被提取物體的置信值在預(yù)定臨界值以上，從攝像頭(12)捕獲的所述至少一個(gè)圖像(18、28、30、32、34)提取的物體被識(shí)別為雨滴(26)，其中，臨界值取決于物體(16)在車(chē)輛路徑內(nèi)的存在而被改變(S22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于， 臨界值取決于攝像頭(12)視野內(nèi)的物體(16)的存在而被改變(S22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 如果攝像頭(12)和物體(16)之間和/或車(chē)輛和物體(16)之間的距離小于預(yù)定距離，則臨界值增加(S26)。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 被提取物體的輪廓和/或?qū)Ρ榷群?或強(qiáng)度被考慮用于將物體識(shí)別為雨滴。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法， 其特征在于， 物體(16)在攝像頭視野內(nèi)的存在通過(guò)攝像頭(12)確定。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 物體(16)在車(chē)輛路徑內(nèi)的存在可通過(guò)檢測(cè)器件確定，該檢測(cè)器件構(gòu)造為發(fā)射和接收由物體(16)反射的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 圖像(18、28、30、32、34)被雙焦點(diǎn)攝像頭(12)捕獲，其中，雨滴(26)檢測(cè)針對(duì)從被捕獲圖像(18、28、30、32、34)的圖像區(qū)域(22)提取的物體被執(zhí)行，所述圖像區(qū)域聚焦在風(fēng)擋上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法， 其特征在于， 物體(16)的存在在被捕獲圖像(18、28、30、32、34)的聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)處的另一圖像區(qū)域(20)內(nèi)確定。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 監(jiān)督學(xué)習(xí)機(jī)用于在從所述至少一個(gè)圖像(18、28、30、32、34)提取的物體中識(shí)別雨滴(26)。
10.如權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 如果物體(16)不再存在于車(chē)輛路徑內(nèi)，則臨界值被重新設(shè)定至預(yù)定值。
11.一種用于檢測(cè)車(chē)輛風(fēng)擋上的雨滴(26)的攝像頭組件，包括用于捕獲至少一個(gè)圖像(18、28、30、32、34)的攝像頭(12)， 其特征在于， 攝像頭組件包括評(píng)估器件(14)，所述評(píng)估器件被構(gòu)造為 如果分配給(S20)被提取物體的置信值在預(yù)定臨界值以上，將從攝像頭(12)捕獲的所述至少一個(gè)圖像(18、28、30、32、34)提取的物體識(shí)別為雨滴(26);和取決于物體(16 )在車(chē)輛路徑內(nèi)的存在而改變(S22)臨界值。
【文檔編號(hào)】G06K9/32GK103917989SQ201180074711
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月7日
【發(fā)明者】S.阿西亞德, C.羅伯特 申請(qǐng)人:法雷奧開(kāi)關(guān)和傳感器有限責(zé)任公司