针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法及系统与流程

1.本发明涉及车辆自清洁技术领域，尤其涉及一种针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法及系统。


背景技术：

2.伴随着近年来人工智能、图像处理技术应用的突飞猛进，汽车产业迎来智能化的新变革。通过摄像头、雷达等传感器进行道路交通信息感知，是智能驾驶的基础环节。其中车载前视摄像头在车道线识别、前方车辆行人识别方面发挥着重要作用。单目摄像头需要采集大量样本才能进行图像识别分类，且一般根据目标成像大小估算距离，不确定性较大；相比之下，双目摄像头直接利用两摄像头的视差来计算目标距离，得到三维信息图，越来越多受到车企青睐。
3.现阶段多数主机厂选择将前视摄像头布置在前挡风玻璃内侧，前视摄像头视野内的挡风玻璃上易发生污渍、雨水遮挡的现实问题，对采集图像质量造成不利影响，降低前方道路交通状况识别准确度，加深车辆驾驶的安全隐患。
4.因此，亟需一种针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法及系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法及系统，以解决上述现有技术中的问题，能够针对前视摄像头视野内挡风玻璃上的污渍实现自动检测和清洁，提升智能行车感知的准确可靠性和驾驶员的智能用车体验。
6.本发明提供了一种针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，包括：
7.采集车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内的图像信息；
8.根据所述图像信息判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内是否存在污染异物；
9.若是，则通过雨刮系统和洗涤系统清洁所述污染异物。
10.如上所述的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，优选的是，所述采集车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内的图像信息，具体包括：
11.采用双目摄像头获取两个摄像头视野区域的图像信息；
12.采用图像处理模块对所述双目摄像头同步采集的两张图像进行立体匹配，以得到立体匹配结果；
13.在所述立体匹配结果中确定是否有被所述双目摄像头的其中一个摄像头检测到而未被另一个摄像头检测到的区域，若有，则将该区域确定为疑似污染异物。
14.如上所述的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，优选的是，所述根据所述图像信息判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内是否存在污染异物，具体包括：
15.通过车身控制器，根据所述疑似污染异物所对应图像信息，判断车辆挡风玻璃的
前视摄像头视野区域内是否存在污染异物。
16.如上所述的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，优选的是，所述通过车身控制器，根据所述疑似污染异物所对应图像信息，判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内是否存在污染异物，具体包括：
17.在接收到所述疑似污染异物所对应的图像信息后，所述车身控制器判断所述疑似污染异物的像素点灰度值是否超过预设像素点灰度阈值，并判断所述疑似污染异物的像素点数量是否超过预设像素点数量；
18.若所述疑似污染异物的像素点灰度值超过预设像素点灰度阈值，且所述疑似污染异物的像素点数量超过预设像素点数量，则确定车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物，并将所述疑似污染异物作为污染异物。
19.如上所述的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，优选的是，所述通过雨刮系统和洗涤系统清洁所述污染异物，具体包括：
20.在车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物的情况下，响应于所述车身控制器发出的清洁控制指令，所述雨刮系统和所述洗涤系统开始清洁所述污染异物。
21.如上所述的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，优选的是，所述响应于所述车身控制器发出的清洁控制指令，所述雨刮系统和所述洗涤系统开始清洁所述污染异物，具体包括：
22.所述雨刮系统采用电动雨刮器清洁所述污染异物；
23.所述洗涤系统通过喷水嘴角度自动调节装置控制喷水嘴的喷水高度，以使洗涤液集中喷射到挡风玻璃前视摄像头视野区域的所述污染异物处。
24.如上所述的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，优选的是，所述洗涤系统通过喷水嘴角度自动调节装置控制喷水嘴的喷水高度，具体包括：
25.在车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物的情况下，喷水嘴角度调节开关闭合，以使喷水嘴角度调节电机驱动喷水嘴调节喷射角度；
26.在所述喷水嘴的喷射角度调节到位后，断开所述喷水嘴角度调节开关断开，所述喷水嘴角度调节电机停止工作。
27.如上所述的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，优选的是，所述方法还包括：
28.在所述雨刮系统和所述洗涤系统清洁前、清洁过程中和清洁后，通过组合仪表进行提示。
29.如上所述的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，其中，优选的是，所述方法还包括：
30.在所述雨刮系统和所述洗涤系统清洁结束后，返回采集图像信息和判断前视摄像头视野区域内是否存在污染异物的步骤，若存在，则继续通过雨刮系统和洗涤系统清洁所述污染异物，直至所述污染异物被清洁干净。
31.本发明还提供一种采用上述方法的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁系统，包括：
32.图像采集模块，用于采集车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内的图像信息；
33.车身控制器，用于根据所述图像信息判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内
是否存在污染异物；
34.清洁控制模块，用于在车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物时，通过雨刮系统和洗涤系统清洁所述污染异物。
35.本发明提供一种针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法及系统，在根据图像信息判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物时，通过雨刮系统和洗涤系统进行清洁，可以保证前视摄像头挡风玻璃区域的清洁，提高前视摄像头的图像采集质量，保障高级驾驶辅助系统正常工作；实现对应污染区域的自动清洁，免去人工操作的疏漏和不便，提升用户的智能化用车体验。
附图说明
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
37.图1为本发明提供的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法的实施例的流程图；
38.图2为本发明提供的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法的实施例的示意图；
39.图3为本发明提供的挡风玻璃前视摄像头视野区域的污染异物的示意图；
40.图4为本发明提供的喷水嘴角度自动调节装置的工作原理示意图；
41.图5为本发明提供的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁系统的实施例的结构框图。
具体实施方式
42.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
43.本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
44.在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
45.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或
极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
46.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
47.前视摄像头视野内的挡风玻璃上易发生污渍、雨水遮挡的现实问题，对采集图像质量造成不利影响，降低前方道路交通状况识别准确度，加深车辆驾驶的安全隐患。
48.针对前挡风玻璃的雨水问题，感应式雨刷器可以实现自清洁。感应雨刮采用的雨量传感器主要有光学式和电容式两种。光学式雨量传感器主要依据光的折射和反射原理工作，传感器内发光二极管发出一束光线穿过前挡风玻璃，再反射到光学传感器上，通过检测下雨时反射光线偏离引起的接收光量的变化，实现雨水检测。电容式雨量传感器一般是将两条呈平行状态的指状金属极板放入挡风玻璃的内、外层之间，雨量变化引起电容介电系数变化实现雨水检测。感应式雨刮能通过雨量传感器感应雨滴的大小，自动调节雨刷运行速度，通过雨刮片与玻璃摩擦完成挡风玻璃的清洗工作，为驾驶员提供良好的视野，同时也保证了挡风玻璃前视摄像头视野区域内清洁，大大提高雨天驾驶的方便性和安全性。
49.现有感应雨刮器针对下雨情况下的雨水检测技术相对成熟，但是针对前视摄像头视野内挡风玻璃其它污染类型的检测和清洁能力不足，主要有以下四个方面：首先，由于检测原理限制，几种雨量传感器都仅能检测雨水，对于其它类型的视野污染，如大颗粒泥渍灰尘、细微落叶、鸟类昆虫粪便等情况检测不足，因而不能驱动雨刮器进行自动清洁；其次，雨量传感器感知的区域并不覆盖摄像头视野区域，与雨水落在挡风玻璃各个区域的概率相对均匀的特点不同，对于仅发生在摄像头视野内挡风玻璃上的污染，雨量传感器器未必能检测到，不能驱动雨刮器进行自动清洁；再次，现有雨刮器要清洁挡风玻璃的非雨水污染，必须驾驶员手动开启，而实际中驾驶员对于这些污染很可能未及时知晓因而未及时清洁；最后，对于挡风玻璃的干燥污染，现有雨刮器需洗涤系统配合时才能有效工作，但对于摄像头视野内挡风玻璃上的这类局部污染，洗涤液系统不能针对性喷射洗涤液到对应污染区域，造成洗涤液的浪费。
50.如图1和图2所示，本实施例提供的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
51.步骤s1、采集车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内的图像信息。
52.在本发明的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法的一种实施方式中，所述步骤s1具体可以包括：
53.步骤s11、采用双目摄像头获取两个摄像头视野区域的图像信息。
54.步骤s12、采用图像处理模块对所述双目摄像头同步采集的两张图像进行立体匹配，以得到立体匹配结果。
55.步骤s13、在所述立体匹配结果中确定是否有被所述双目摄像头的其中一个摄像头检测到而未被另一个摄像头检测到的区域，若有，则将该区域确定为疑似污染异物。
56.由于摄像头检测角度的限制和双目摄像头基线长度约束，在单个摄像头区域内玻璃上的污染异物不能被另一摄影头检测到，如图3所示。镜头a视野内挡风玻璃上的污染p在镜头a中成像p'，但在镜头b中无法成像，对比p'周围区域像素点在两张图像的成功匹配，可判别p'对应实物位置是在镜头a视野内的挡风玻璃上，而非阴影部分的双摄像头检测区域内。
57.步骤s2、根据所述图像信息判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内是否存在污染异物。
58.具体地，通过车身控制器(body control module，bcm)，根据所述疑似污染异物所对应图像信息，判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内是否存在污染异物。在本发明的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法的一种实施方式中，所述步骤s2具体可以包括：
59.步骤s21、在接收到所述疑似污染异物所对应的图像信息后，所述车身控制器判断所述疑似污染异物的像素点灰度值是否超过预设像素点灰度阈值，并判断所述疑似污染异物的像素点数量是否超过预设像素点数量。
60.步骤s22、若所述疑似污染异物的像素点灰度值超过预设像素点灰度阈值，且所述疑似污染异物的像素点数量超过预设像素点数量，则确定车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物，并将所述疑似污染异物作为污染异物。
61.在车身控制器接收到当p'区域像素信息后，如果像素点灰度值和数量超过所设置的灵敏度阈值后，界定p'为需要清洁的污染异物，车身控制器向雨刮系统和洗涤系统发送清洁控制指令。
62.本发明在一些实施方式中，如果搭载的双摄像头基线距较小，可能特定区域的污染异物在两摄像头上都能成像，但两成像必然安存在视差，此时可依据双目摄像头的测距原理，判定一定距离范围内的物体为挡风玻璃上的污染异物。本发明在另一些实施方式中，如果搭载的为单目摄像头，则可先对图像中的污染异物特征进行建模，然后采用深度学习方法实现污染异物的检测。
63.步骤s3、若是，则通过雨刮系统和洗涤系统清洁所述污染异物。
64.具体而言，在车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物的情况下，响应于所述车身控制器发出的清洁控制指令，所述雨刮系统和所述洗涤系统开始清洁所述污染异物。
65.在本发明的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法的一种实施方式中，所述步骤s3具体可以包括：
66.步骤s31、所述雨刮系统采用电动雨刮器清洁所述污染异物。
67.具体地，雨刮系统采用由雨刮电机与减速机构、联动机构、雨刮臂、雨刮片等组成的电动雨刮器。
68.步骤s32、所述洗涤系统通过喷水嘴角度自动调节装置控制喷水嘴的喷水高度，以使洗涤液集中喷射到挡风玻璃前视摄像头视野区域的所述污染异物处。
69.本发明的洗涤系统，在储水箱、水泵、输水管、喷水嘴等部件的基础上，增加了喷水嘴角度自动调节装置，这样可以保证洗涤液喷射后能集中到挡风玻璃前视摄像头视野区域，取得更好清洁效果并节约洗涤液，保障前视摄像头视野区域挡风玻璃的清洁。如图4所示，在本发明的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法的一种实施方式中，所述步骤s32具体可以包括：
70.步骤s321、在车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物的情况下，喷水嘴角度调节开关闭合，以使喷水嘴角度调节电机驱动喷水嘴调节喷射角度。
71.如图4所示，喷水嘴角度调节开关的一端分别与喷水开关的第一端和喷水电机的
第一端连接，另一端与喷水嘴角度调节电机连接；喷水嘴角度调节电机的另一端分别与喷水电机的第二端和地连接，喷水开关的第二端与点火开关的第一端连接，点火开关的第二端与电源连接。
72.步骤s322、在所述喷水嘴的喷射角度调节到位后，断开所述喷水嘴角度调节开关断开，所述喷水嘴角度调节电机停止工作。
73.目前要调节喷水嘴喷水高度需要手动调节喷水嘴侧面旋钮，如图4所示，本发明通过增加一组小型电机和对应的控制开关，用于控制喷水嘴喷水高度，在普通洗涤情况下喷水嘴角度调节开关断开，在摄像头视野污染情况下，车身控制器控制喷水嘴角度调节开关闭合，以使喷水嘴角度调节电机驱动喷水嘴调节喷射角度，调节至对应角度后喷水嘴角度调节断开。
74.在具体实现中，可以设定雨刮系统和洗涤系统的清洁时间，例如为10s，需要说明的是，本发明对雨刮系统和洗涤系统的清洁时间不作具体限定。
75.进一步地，在一些实施方式中，所述方法还包括：
76.步骤s4、在所述雨刮系统和所述洗涤系统清洁前、清洁过程中和清洁后，通过组合仪表进行提示。
77.在车身控制器接收到当p'区域像素信息后，如果像素点灰度值和数量超过所设置的灵敏度阈值后，界定p'为需要清洁的污染异物，车身控制器向组合仪表发送信息提示指令。
78.当接收到车身控制器的信息提示指令后，组合仪表将通过文字形式显示“检测到前视摄像头挡风玻璃区域有污染，即将启动雨刮器自动清洁”、“正在自清洁摄像头视野”、“清洁完成”等信息，以向驾驶员进行提示。
79.更进一步地，在一些实施方式中，所述方法还包括：
80.步骤s5、在所述雨刮系统和所述洗涤系统清洁结束后，返回采集图像信息和判断前视摄像头视野区域内是否存在污染异物的步骤，若存在，则继续通过雨刮系统和洗涤系统清洁所述污染异物，直至所述污染异物被清洁干净。
81.本发明通过引入清洁效果反馈步骤，即在清洁完成后再次采集并处理图像，对比验证清洁效果，如果清洁效果良好，则组合仪表提示“清洁完成”，如果效果不够理想，则车身控制器控制雨刮系统和洗涤系统继续工作直至达到预期，这样可以保证清洁效果。
82.本发明实施例提供的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁方法，在根据图像信息判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物时，通过雨刮系统和洗涤系统进行清洁，可以保证前视摄像头挡风玻璃区域的清洁，提高前视摄像头的图像采集质量，保障高级驾驶辅助系统正常工作；实现对应污染区域的自动清洁，免去人工操作的疏漏和不便，提升用户的智能化用车体验。
83.相应地，如图5所示，本发明还提供一种针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁系统，包括：
84.图像采集模块1，用于采集车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内的图像信息；
85.车身控制器(body control module，bcm)2，用于根据所述图像信息判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内是否存在污染异物；
86.清洁控制模块3，用于在车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物时，
通过雨刮系统和洗涤系统清洁所述污染异物。
87.其中，所述图像采集模块1和所述车身控制器2通过can网络连接，所述车身控制器2和所述清洁控制模块3通过硬线连接。本发明在一些实施方式中，图像采集模块1和车身控制器2可通过以太网连接。
88.进一步地，针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁系统还包括组合仪表4，与所述车身控制器2连接，用于在清洁前、清洁过程中和清洁后，提示所述雨刮系统和所述洗涤系统的工作状态。具体地，所述组合仪表4通过can网络与所述车身控制器2连接。本发明在一些实施方式中，车身控制器2和组合仪表4可通过以太网连接。
89.本发明实施例提供的针对挡风玻璃前视摄像头视野区域的自清洁系统，通过图像采集模块采集车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内的图像信息；通过车身控制器，根据图像信息判断车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内是否存在污染异物；在车辆挡风玻璃的前视摄像头视野区域内存在污染异物时，通过清洁控制模块控制雨刮系统和洗涤系统清洁污染异物，可以保证前视摄像头挡风玻璃区域的清洁，提高前视摄像头的图像采集质量，保障高级驾驶辅助系统正常工作；实现对应污染区域的自动清洁，免去人工操作的疏漏和不便，提升用户的智能化用车体验。
90.至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
91.虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。