本發明專利技術涉及一種窗玻璃(2)上雨水識別裝置。所述裝置包括攝像機(1)、發光(h,o,p)的照明光源(3)和擴散元器件(6)。照明光源(3)發出的光(h,o,p)作為光覆蓋面(s)從擴散元器件(6)輸出。攝像機(1)、照明光源(3)和擴散元器件(6)的構成和布置方式為，使攝像機(1)能夠采集照明光源(3)發出的、通過擴散元器件(6)照射到窗玻璃(2)上、并由窗玻璃反射的光(h,o,p)信號或光覆蓋面(s)成像(i1，i2)。其中，由攝像機(1)檢測到的光信號或光覆蓋面(i1，i2)尤其與反射或散射到窗玻璃內側面(2.1)或外側面(2.2)和/或雨滴上的照明光源(3)的光相關。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種借助照明光源和攝像機識別窗玻璃上雨水的裝置。
技術介紹
在US7,259,367B2中提出了一種借助攝像機的雨水感應裝置。該裝置通過紅外二極管為攝像機張角透射窗和窗玻璃提供大面積照明。所述攝像機幾乎聚焦到無窮遠，因此可同時用于駕駛員輔助應用程序。由于是遠距離成像，雨滴在圖像中只能作為干擾被察覺到。這些干擾利用與時鐘同步的脈沖或調制紅外光拍攝到的圖像進行復雜的差值測量進行檢測。在WO2012/092911A1中描述了一種識別雨水的裝置和方法。一臺攝像機被布置在窗玻璃后面，特別是車內的擋風玻璃后面，并且聚焦到窗玻璃前方的遠程區域。產生至少一道對準窗玻璃光束的照明光源將至少一道光束對準窗玻璃，其方式是使至少一道從窗玻璃外側反射出的光束作為外部光反射或外部反射入射到攝像機上。至少有一道入射到攝像機上的光束或光反射的光量可由攝像機測量。可選擇一個或多個帶光導體或光帶的發光二極管作為照明光源。當照明裝置的張角足夠大時，照明光源也可放置在攝像機內，例如安裝在攝像機結構的電路板上。在此情況下，雨水檢測裝置的靈敏度主要取決于照明裝置的設計。
技術實現思路
本專利技術的任務是，為基于攝像機的雨水識別提供一個優化的照明裝置，從而確保檢測的高靈敏度。本專利技術基于以下基本考慮：雨水檢測的靈敏度取決于照明強度和擋風玻璃上探測區域的面積。利用發光二極管(LED)作為照明光源時所覆蓋的區域，相當于發光二極管(LED)反射在擋風玻璃上的圖像。該覆蓋區域常常不足以有效識別雨水。另外，使用光導管會伴隨出現照明光源的光強度損失。本專利技術所提供的、用于識別窗玻璃上雨水的裝置，包括一臺攝像機、一個發光的照明光源和一個擴散元器件。照明光源所發的光從擴散元器件形成光覆蓋面。所述攝像機、照明光源和擴散元器件的構成和布置方法是，使攝像機能采集照明光源發出的、通過擴散元器件照射到窗玻璃上并由窗玻璃反射出的光信號或光覆蓋面的成像。其中，所述攝像機探測到的信號或光覆蓋面尤其與窗玻璃內側面或外側面和/或雨滴上反射或散射的照明光源的光相關聯。擴散元器件也可被稱為擴散器，尤其可以是散射過濾器或擴散層。優選的是例如一排發光二極管等照明光源發出的光被擴散元器件擴散，形成均勻照明的擴散元器件輸出面，即構成一個光覆蓋面。擴散元器件有不同厚度和不同散射角度(在該角度下散射強度為最大強度的一半)。較厚的擴散元器件(在擴散/散射構件上)產生較強的散射，伴隨較高的傳送光損失。通過較強的散射會照亮更大的窗玻璃(探測)區域。不同擴散元器件的散射角度同樣可變。較大的角度同樣能實現較大的探測區域，但減弱光強度。選擇適合的擴散元器件通常需要從傳送損失，或強度減小和探測區域的大小等方面進行合理折衷。擴散元器件的構成和布置同時關注這幾個因素的關系是很有益處的。這類攝像機優選包括一個圖像傳感器，例如CCD或CMOS傳感器，以及一個用于將一個或多個區域的電磁輻射聚焦到圖像傳感器上的鏡頭或成像系統。照明光源尤其可由一個或多個發光二極管(LED)構成。照明光源與擴散元器件一起為窗玻璃的一個區域提供均勻的表面照明(光覆蓋面)。優選將攝像機布置在窗玻璃后面并聚焦到窗玻璃前方的遠程區域，以此識別窗玻璃外側面的雨水。本專利技術所提供裝置的優點是，使用成本經濟合理的照明裝置，實現穩定可靠的雨水識別。本專利技術所提供裝置相比已知的、基于攝像機的裝置，不僅材料成本與制造成本低，而且具有同樣廣泛的應用領域，以及類似的雨水檢測效力或靈敏度。所述攝像機、照明光源和擴散元器件構成和布置的有益方式為，使攝像機可采集反射到窗玻璃內側面光覆蓋面的第一個鏡像和反射到窗玻璃外側面光覆蓋面的第二個鏡像。在設計所述裝置元器件時，尤其應考慮例如傾斜角、折射率和厚度等窗玻璃的特性。其中，攝像機、照明光源和擴散元器件優選的構成和布置方式為，使攝像機可采集到的第一和第二鏡像不互相重疊，而可以相互毗鄰。第一鏡像與窗玻璃照明區域雨滴的存在無關，與此同時，窗玻璃照明區域內存在雨滴時第二鏡像改變或減弱，因為部分光強度通過雨滴從窗玻璃射出，沒有反射到攝像機。根據一有益的實施方式，光覆蓋面通過擴散元器件旁邊或上面或前面形成的孔進行限制。所述孔可借助擴散元器件輸出側上某一黑色或不反光和不透明的邊界構成。該孔尤其可構成作為擴散元器件和擴散元器件固定裝置之間的密封裝置。以此可實現光覆蓋面的限制或調整。在一優選的實施方式中，擴散元器件是一種擴散薄膜。擴散薄膜可在不同設置中以經濟合理的成本加以使用。所述攝像機借助一個鏡頭聚焦到遠程區域，其有益之處在于，使光覆蓋面的一個或多個鏡像可由攝像機模糊成像。由此，攝像機可作為多功能傳感器用于一個或多個基于遠程聚焦成像分析的駕駛員輔助功能，例如：車道偏離報警(LDW)、車道保持輔助/系統(LKA/LKS)、交通標志識別(TSR)、自動遠光燈控制(IHC)、碰撞報警(FCW)、自動縱向控制(ACC)、泊車輔助、自動緊急制動或緊急轉向系統(EBA或ESA)。根據一種優選的實施方式，照明光源裝置在一個外殼內，而擴散元器件布置在外殼的一個凹槽中。外殼尤其可用金屬制成。孔可由擴散元器件和外殼凹槽之間的一個密封裝置構成。有益的方式為將照明裝置布置在一塊電路板上，其中，電路板是攝像機電子裝置的組成部分或支架。此外，所述電路板也可設置在外殼內。所述攝像機的有益做法是包括一個觀察斗或觀察擋板或尤其是(向下)限制攝像機視野，并在理想情況下將雜散光和漫射光反射減小到最低程度的漫射光擋板。擴散元器件設置在觀察斗上或集成在觀察斗中。為了實現攝像機與集成照明裝置的緊裝結構，可優選將照明光源布置在觀察斗下面。為此，擴散元器件集成在觀察斗內的優選方式為，使其在此范圍內“替代”觀察斗。作為替代選擇，觀察斗可有一個透光材料制成的區域，并且擴散薄膜尤其可安置在其上面。附圖說明下面參照附圖和實施案例對本專利技術進行詳細說明。其中：圖1圖解可用于雨水識別的照明光源、窗玻璃和攝像機布置(縱視圖)的基本原理圖2是用于改進雨水識別的照明光源與擴散薄膜、窗玻璃和攝像機的布置方式。具體實施方式圖1以縱視圖顯示一臺包括鏡頭(1)、聚焦遠程區域的攝像機和一個將光(o，p，h)照射到汽車擋風玻璃(2)上的照明光源(3)，原則上與WO2012/092911A1中的實施案例相似。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
用于識別窗玻璃(2)上雨水的裝置，包括：?攝像機(1)，?發光(h,o,p)的照明光源(3)，?將照明光源發出的光作為光覆蓋面(s)輸出的擴散元器件(6)，?其中所述攝像機(1)、照明光源(3)和擴散元器件(6)的構成方式為，使攝像機能夠采集所述照明光源發出的、射入到擋風玻璃(2)上并由擋風玻璃反射的光(r1,r2)的信號。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.12.06 DE 102013225155.61.用于識別窗玻璃(2)上雨水的裝置，包括：
-攝像機(1)，
-發光(h,o,p)的照明光源(3)，
-將照明光源發出的光作為光覆蓋面(s)輸出的擴散元器件(6)，
-其中所述攝像機(1)、照明光源(3)和擴散元器件(6)的構成方式為，使攝像
機能夠采集所述照明光源發出的、射入到擋風玻璃(2)上并由擋風玻璃反射
的光(r1,r2)的信號。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中攝像機能夠采集反射到窗玻璃
內側面(2.1)的光覆蓋面(s)的第一鏡像和反射到窗玻璃外側面(2.2)的光覆蓋
面(s)的第二鏡像(i2)。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中能夠由攝像機(1)采集的第...
【專利技術屬性】
技術研發人員：M·阿什拉菲，S·比克斯，
申請(專利權)人：康蒂特米克微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE
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