用于識別車輛的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于識別車輛的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括實(shí)施(308)所述窗玻璃的圖像的沿著分析處理路徑布置的像點(diǎn)的評估的步驟，其中，所述分析處理路徑的走向取決于所述窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的所預(yù)期的取向。此外，所述方法包括基于所述評估識別(310)定向結(jié)構(gòu)的步驟。
【專利說明】用于識別車輛的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于識別車輛的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備以及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]在車輛中使用雨水傳感器，以便識別被雨滴弄臟的車輛窗玻璃。
[0003]US2004 / 0201483A1涉及一種車輛的自動(dòng)控制系統(tǒng)。可以使用該系統(tǒng)來激活車輛窗玻璃的清潔系統(tǒng)。
[0004]為了識別窗玻璃刮水器的老化狀態(tài)，將一個(gè)色點(diǎn)印在刮水片上。顏色隨著老化狀態(tài)而變化。但是借此不能說明刮水器邊緣的特別重要相關(guān)的實(shí)際磨損的可用程度。
[0005]為了建立窗玻璃的光學(xué)圖像，可以使用一種裝置，如在DE102009000004A1中描述的前攝像機(jī)裝置。這種攝像機(jī)可以用于識別窗玻璃狀態(tài)、尤其是在窗玻璃是否被雨水浸濕或弄臟這一問題方面，如在DE102009000003A1中描述的那樣。
[0006]DE10254684A1教導(dǎo)一種用于借助在借助攝像機(jī)拍攝的圖像中所識別的條痕來識別窗玻璃刮水器的刮水片的狀態(tài)或損耗程度的系統(tǒng)。但是就如何識別圖像中的條痕，該文獻(xiàn)沒有給出技術(shù)教導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在此背景下，借助本發(fā)明提出根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的用于識別車輛的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備以及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。有利的構(gòu)型由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求和下面的說明書得出。
[0008]如果考慮窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的典型走向(Verlauf)，可以在車輛的窗玻璃上更容易地識別定向結(jié)構(gòu)，例如條痕。尤其可以在分析處理例如窗玻璃的由攝像機(jī)拍攝的圖像時(shí)考慮定向結(jié)構(gòu)的走向。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)窗玻璃上的、尤其是機(jī)動(dòng)車前窗玻璃上的條紋狀的水條痕的探測和量化。通常窗玻璃刮水器是形成這種水條痕的原因。在透過窗玻璃看時(shí)水條痕可能導(dǎo)致視線妨礙。攝像機(jī)裝置用于檢測水條痕，所述攝像機(jī)裝置至少檢測窗玻璃表面的一部分。
[0010]條紋狀的水條痕的量化可能對窗玻璃刮水器的自動(dòng)控制有用。
[0011]在一般的刮刷過程中產(chǎn)生條紋狀的水條痕，這是因?yàn)榇安ＡЧ嗡鞑荒軌蚪柚粋€(gè)刮刷循環(huán)，也即一次去程和一次返程返到靜止位置中將全部的水量完全從窗玻璃帶走。小的水殘余量以小水滴或細(xì)的水條紋形式殘留在窗玻璃上。它們通常會在短時(shí)間一例如300ms內(nèi)蒸發(fā)。但是，該時(shí)間在很大程度上強(qiáng)烈取決于水量、水表面與水體積的比例、溫度、空氣濕度、窗玻璃表面上的風(fēng)速，并且取決于水污染，例如通過在冬季時(shí)所溶化的撒鹽引起的水污染，以及可能取決于其他的影響參量。
[0012]以條痕形式的殘余水量在刮刷過程之后在窗玻璃上越長時(shí)間地停留，則它越強(qiáng)烈地被認(rèn)為是干擾性的。
[0013]雖然傳統(tǒng)的雨水傳感器或已知的基于攝像機(jī)的雨水傳感器還是能夠通過測量技術(shù)檢測水殘余量，但是不可取的是，為了所述殘余量再次起動(dòng)窗玻璃刮水器循環(huán)，因?yàn)殡S后新的殘余量將重新殘留并且干擾性的條痕將重新形成。
[0014]因此，有意義的是，單獨(dú)檢測和量化這些條痕。借助所實(shí)現(xiàn)的將條痕與新?lián)糁械挠甑螀^(qū)分開的可能性，能夠如此實(shí)現(xiàn)刮水器控制系統(tǒng)，使得其很少受條痕影響并且更加有針對性地對雨滴作出反應(yīng)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法也可以應(yīng)用到其他的通過機(jī)械刮刷的窗玻璃上，例如在輪船、飛機(jī)、機(jī)場塔樓中的窗玻璃或監(jiān)控?cái)z像機(jī)中的防護(hù)玻璃上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，例如能夠在車輛檢驗(yàn)的范疇內(nèi)實(shí)現(xiàn)刮水片的狀態(tài)的快速和客觀的評估。在此，可以提供客觀的和可重現(xiàn)的用于刮水器磨損狀態(tài)的尺度。為了獲得忠于事實(shí)的說明，在刮刷運(yùn)行期間自動(dòng)地求取磨損狀態(tài)。然后，車輛可以要求使用者更換刮水器。替代地，可以將信息保存在故障存儲器中和在下一次檢驗(yàn)時(shí)調(diào)出。
[0017]本發(fā)明的另一種實(shí)施方式涉及借助駕駛員輔助攝像機(jī)求取窗玻璃狀態(tài)、刮水器狀態(tài)和視線干擾。
[0018]所述方法可以理解為自動(dòng)地和客觀地求取一個(gè)或多個(gè)窗玻璃刮水器的和尤其是刮水片的磨損狀態(tài)。借此可以有助于提高交通安全。因?yàn)榇安ＡЧ嗡鞯哪p過程進(jìn)行得很緩慢，許多駕駛員難以確定用于刮水器更換的正確的時(shí)間。當(dāng)磨損對于駕駛員特別不利的時(shí)候、尤其是在夜間雨中駕駛的情況下，特別是如果在該時(shí)間點(diǎn)第一次提出警告，則駕駛員會感激地接受對必要的刮水器片更換的正確的和客觀的提示。當(dāng)車間在檢驗(yàn)的范疇內(nèi)解釋為什么有必要更換刮水片的時(shí)候，車間可以以自動(dòng)的磨損識別為依據(jù)。
[0019]此外，所述方法也可以理解為自動(dòng)地和客觀地求取前窗玻璃的磨損狀態(tài)。與在磨損求取時(shí)相同的關(guān)于交通安全和關(guān)于客觀性的優(yōu)點(diǎn)的說明在此適用。特別是在具有較高比例的揚(yáng)沙或揚(yáng)塵的國家可以發(fā)現(xiàn)前窗玻璃的嚴(yán)重磨損。這種磨損通過使用窗玻璃刮水器而被增強(qiáng)。
[0020]本發(fā)明的另一種實(shí)施方式涉及刮水片狀態(tài)評估的問題，不僅針對刮刷條紋視覺上可見的這種情況而且也針對由于或者圖像中大的暗度或者刮刷條紋所具有的小數(shù)量的區(qū)分特征刮刷條紋對于DAS視覺傳感器(DAS = Driver Assistance System:駕駛員輔助系統(tǒng))來說不可見的情況。
[0021]其中也包括在運(yùn)行中擋風(fēng)玻璃狀態(tài)評估的問題，所述擋風(fēng)玻璃狀態(tài)評估基于玻璃刮痕的存在的檢測，而與所述玻璃刮痕對于DAS視覺傳感器來說是否視覺上足夠突出無關(guān)。
[0022]根據(jù)一種實(shí)施方式，系統(tǒng)基于對車輛擋風(fēng)玻璃上的刮刷條紋的光度特性的徹底理解，并且是針對通過刮刷條紋造成的光度效應(yīng)安排的。這相對于現(xiàn)有技術(shù)在以下方面是顯著的改進(jìn):即使在圖像中刮刷條紋不可見，所述刮刷條紋的光度效應(yīng)還是可見，并且基于所述光電效應(yīng)的獨(dú)特性表明這種刮刷條紋的存在。例如刮刷條紋可能在圖像中是不可見的，或者是由于刮刷條紋在日光下過薄，或者是由于圖像是在夜間拍攝的，即使刮刷條紋很厚仍然不能被識別出來。
[0023]能夠以類似的方式通過直接檢測玻璃刮痕的光學(xué)效應(yīng)來檢測玻璃刮痕的存在，所述玻璃刮痕的光學(xué)效應(yīng)主要涉及與刮刷的刮水片的運(yùn)動(dòng)方向垂直定向的衍射圖。應(yīng)指出，玻璃刮痕是通過充滿灰塵的空氣中的石英顆粒在較長的時(shí)間段上通過刮水片在擋風(fēng)玻璃上擦拭的方式造成，所述玻璃刮痕在DAS攝像機(jī)中是不可見的，因?yàn)樗霾ＡЧ魏鄣暮穸忍幱谖⒂^范圍內(nèi)并且所述玻璃刮痕由于靠近通常聚焦到無限遠(yuǎn)區(qū)域上的DAS攝像機(jī)而不清晰。相反，通過玻璃刮痕造成的獨(dú)特的衍射圖在DAS圖像中清晰地再現(xiàn)并且因此能夠表明玻璃刮痕的存在。
[0024]另一個(gè)改進(jìn)在于，不需要聚焦到擋風(fēng)玻璃上。除了駕駛員輔助系統(tǒng)(DAS)的攝像機(jī)聚焦擋風(fēng)玻璃以外，刮刷條紋通常提供不明顯的邊緣。但是由于刮刷條紋內(nèi)的內(nèi)邊緣這導(dǎo)致進(jìn)一步的困惑，所述內(nèi)邊緣又是通過場景的由于刮刷條紋引起的折射造成。在如在大多數(shù)的DAS應(yīng)用中的情形中一樣保持聚焦到無限遠(yuǎn)或聚焦在無限遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)的情況下，本發(fā)明的一種實(shí)施方式致力于檢測刮刷條紋和玻璃刮痕的光度效應(yīng)，所述光度效應(yīng)是可見的，而與刮刷條紋和造成刮刷條紋的玻璃刮痕本身在圖像中是否可見無關(guān)。由此，所述方法很適合于DAS應(yīng)用并且使得能夠可靠地和穩(wěn)健地檢測車輛擋風(fēng)玻璃上的刮刷條紋和玻璃刮痕，由此能夠?qū)崿F(xiàn)對刮水片狀態(tài)或者擋風(fēng)玻璃狀態(tài)的評估。
[0025]因此，利用車輛擋風(fēng)玻璃上的刮刷條紋的衍射特性和折射特性以檢測這種刮刷條紋并且也獲取關(guān)于刮水片處于什么樣的狀態(tài)中的信息。通過一個(gè)或一組刮刷條紋造成的衍射圖——例如在窗玻璃刮水器片的情況下在刮刷之后就是這種情況——是獨(dú)特的并且直接與這種條紋中的每個(gè)單個(gè)條紋的平均厚度和它們之間的間距相關(guān)。這使得能夠基于以下假設(shè)精確地確定刮水器磨損得如何:無瑕疵的刮水器造成無窮多的、具有趨于零的平均厚度的刮刷條紋，而差的刮水器造成較厚的、彼此之間具有較大的間距的刮刷條紋。
[0026]也建立在對由玻璃刮痕造成的衍射圖的檢測的基礎(chǔ)上，以便檢測這種刮痕并作出關(guān)于車輛擋風(fēng)玻璃的狀態(tài)的評估。越多刮痕位于擋風(fēng)玻璃上，由此引起的衍射圖越強(qiáng)和越突出。這可以推論出，由于大量地行駛在空氣中具有高的灰塵密度的地區(qū)，車輛擋風(fēng)玻璃受到磨損。
[0027]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種用于識別車輛的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括下述步驟:
[0028]實(shí)施所述窗玻璃的圖像的沿著分析處理路徑布置的像點(diǎn)的評估，其中，所述分析處理路徑的走向取決于所述窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的所預(yù)期的取向；以及
[0029]基于所述評估識別條痕。
[0030]所述車輛涉及機(jī)動(dòng)車，并且所述窗玻璃涉及車輛的前窗玻璃和后窗玻璃。在此，窗玻璃也可以理解為整個(gè)窗玻璃的僅僅部分區(qū)域。尤其可以涉及其表面可能由用于刮刷窗玻璃的刮刷裝置掃過的并因此被清潔的窗玻璃。定向結(jié)構(gòu)可以理解為位于窗玻璃表面上的具有細(xì)長形狀的污潰。定向結(jié)構(gòu)可以是條痕并且例如可以由水組成或含水。條痕可以不是非晶質(zhì)的和具有遠(yuǎn)距作用。圖像可以理解為由光學(xué)檢測裝置拍攝的照片。也可以從一個(gè)或多個(gè)這種照片中求取圖像。例如圖像可以是由一個(gè)在車輛的內(nèi)部中布置在窗玻璃附近的具有圖像傳感器的攝像機(jī)拍攝的。圖像可以在實(shí)施評估的步驟之前經(jīng)歷圖像處理，以便為了求取定向結(jié)構(gòu)而在圖像中強(qiáng)化與結(jié)構(gòu)相關(guān)的結(jié)構(gòu)和減少例如應(yīng)配屬給背景的干擾性結(jié)構(gòu)。圖像可以數(shù)字形式存在并具有多個(gè)像點(diǎn)。每個(gè)像點(diǎn)可以包括圖像信息，所述圖像信息例如代表窗玻璃的配屬給像點(diǎn)的區(qū)域的亮度。通過評估像點(diǎn)可以求取是否污潰例如以濕氣的形式位于窗玻璃的配屬給像點(diǎn)的區(qū)域中。使用適當(dāng)?shù)姆治鎏幚硭惴ɑ驁D像識別算法來評估。
[0031]分析處理路徑可以是條痕路徑，即條痕的走向。分析處理路徑也可以定義分析處理方向。分析處理路徑可以借助可以通過軟件描述的方法如下來確定:首先查明一個(gè)角度或者一條直線的斜度。角度或者斜度在圖像中通過選擇圖像中的兩個(gè)點(diǎn)來測定。所述兩個(gè)點(diǎn)根據(jù)刮水器的刮刷方向來確定。刮刷幾何形狀是已知的。因?yàn)楣嗡魇窃谝粋€(gè)弧線上刮刷，因此定向結(jié)構(gòu)正常也是弧形。定向結(jié)構(gòu)看起來幾乎是筆直地經(jīng)過擋風(fēng)玻璃上的攝像機(jī)的一個(gè)小的圖像片斷。也就是說，作為直線的固定斜度是一種可能的近似。因此，在圖像中，在圖像一側(cè)的定向結(jié)構(gòu)的斜度可能比在圖像另一側(cè)的定向結(jié)構(gòu)的斜度更強(qiáng)。直線斜度是局部逼近的。代替直線可以通過圓弧段、多邊形或類似的形狀完善逼近。
[0032]分析處理路徑通常涉及一種軌跡，定向結(jié)構(gòu)通常在所述軌跡上或與所述軌跡平行地延伸。分析處理路徑可以表示將窗玻璃表面上的一個(gè)實(shí)際的分析處理路徑到圖像中的投影。因此，如果定向結(jié)構(gòu)存在于窗玻璃上，則沿著分析處理路徑布置的像點(diǎn)對窗玻璃的以下區(qū)域成像:定向結(jié)構(gòu)通常在所述區(qū)域上延伸。通過分析對沿著分析處理路徑的像點(diǎn)的評估可以確定，定向結(jié)構(gòu)是否沿著分析處理路徑?？梢葬槍Χ鄠€(gè)平行的、大致平行的、同心的或大致同心地延伸的分析處理路徑實(shí)施所述方法。
[0033]因此，可以在實(shí)施評估的步驟中確定，沿著分析處理路徑布置的像點(diǎn)是否表示窗玻璃的通過所述像點(diǎn)代表的區(qū)域的污潰?？梢詫τ谌康幕蛩x擇的位于分析處理路徑上的像點(diǎn)實(shí)施相應(yīng)的評估。
[0034]根據(jù)一種實(shí)施方式，可以實(shí)施所述窗玻璃的圖像的沿著另一個(gè)路徑(804)布置的像點(diǎn)的另一個(gè)評估的步驟。在此，所述另一個(gè)路徑的走向可以與分析處理路徑的走向大致垂直。在識別的步驟中可以基于所述評估和所述另一個(gè)評估確定定向結(jié)構(gòu)。在此，可以實(shí)施逐條掃描。這兩個(gè)路徑可以在另一個(gè)方向上延伸，但是不通過同一個(gè)點(diǎn)延伸。因此，另一個(gè)路徑與分析處理路徑不是彼此平行地延伸。例如，另一個(gè)路徑和分析處理路徑可以是彼此正交地定向。通過這種方式可以將窗玻璃的一個(gè)狹長的區(qū)域與窗玻璃的另一個(gè)狹長的區(qū)域進(jìn)行比較，在所述一個(gè)狹長的區(qū)域上一個(gè)相關(guān)聯(lián)的定向結(jié)構(gòu)以高的概率延伸，，在所述另一個(gè)狹長的區(qū)域上一個(gè)相關(guān)聯(lián)的定向結(jié)構(gòu)以從比例上看低得多的概率延伸。由此可以顯著提聞識別精確度。
[0035]在此，可以將置于另一個(gè)路徑上的另一個(gè)第一像點(diǎn)配屬給沿著分析處理路徑布置的第一像點(diǎn)。在確定的步驟中，可以實(shí)施第一像點(diǎn)的評估與另一個(gè)第一像點(diǎn)的另一個(gè)評估的比較?？梢曰谒霰容^識別定向結(jié)構(gòu)。可以將沿著另一個(gè)路徑的一個(gè)像點(diǎn)配屬給沿著分析處理路徑的每一個(gè)像點(diǎn)，使得形成多個(gè)分別包括不同像點(diǎn)的像點(diǎn)對。通過比較例如可以查明，在這兩個(gè)路徑中的哪一個(gè)路徑上識別出較大數(shù)量的污潰。如果查明在分析處理路徑上污潰比在另一個(gè)路徑上多，則可以從中推論出，可以將分析處理路徑上的污潰配屬給定向結(jié)構(gòu)。
[0036]根據(jù)一種實(shí)施方式，像點(diǎn)的比較可以如此設(shè)計(jì)，使得在圖像中識別和分析折射效應(yīng)和/或衍射效應(yīng)或者這種圖。弱的衍射可以表明是厚的定向結(jié)構(gòu)(例如刮刷條紋)，弱的折射可以表明是薄的定向結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)分析處理路徑分析折射或者衍射。
[0037]根據(jù)一種實(shí)施方式，定向結(jié)構(gòu)可以涉及(細(xì)小的)刮痕或條痕。因此可以識別出窗玻璃狀態(tài)以及細(xì)小的刮痕。尤其可以在無需聚焦到窗玻璃上的情況下識別刮痕或條痕。[0038]根據(jù)一種實(shí)施方式，確定定向結(jié)構(gòu)的延展、尤其是厚度。
[0039]如果在分析處理路徑的方向上不是進(jìn)行單純的分析或者相反地分析是用于查明/確定分析處理路徑，貝1J可以確定定向結(jié)構(gòu)的取向。
[0040]此外，可以確定定向結(jié)構(gòu)彼此之間的距離，例如條痕彼此的距離。同樣可以提取區(qū)別，例如條痕的組成部分、例如條痕的各個(gè)水滴的厚度。
[0041 ] 由此可以實(shí)施定向結(jié)構(gòu)的分類，例如細(xì)小的條痕、大的條痕、刮痕、固定的污潰。
[0042]根據(jù)一種實(shí)施方式，分析處理路徑的走向取決于用于刮刷窗玻璃的刮刷裝置的刮刷邊緣的刮刷軌跡。通過刮刷通常在刮刷方向上可以預(yù)期例如條痕。可以將所述知識用于圖像分析處理。
[0043]根據(jù)一種實(shí)施方式，可以在求取的步驟中基于關(guān)于定向結(jié)構(gòu)的信息求取刮刷邊緣的狀態(tài)。刮刷裝置可以涉及窗玻璃刮水器，并且刮刷邊緣可以涉及在運(yùn)行狀態(tài)中刮水片的置于窗玻璃表面上的邊緣。關(guān)于定向結(jié)構(gòu)的信息可以包括例如關(guān)于定向結(jié)構(gòu)的長度、寬度、耐久性或頻率的數(shù)據(jù)?？梢詫㈥P(guān)于定向結(jié)構(gòu)的信息與預(yù)先確定的比較值進(jìn)行比較。從中可以求取，定向結(jié)構(gòu)是否通過以下方式引起:刮刷邊緣處于差的狀態(tài)中并且因此應(yīng)被更新。
[0044]為此，在實(shí)施的步驟中還可以實(shí)施窗玻璃的下一個(gè)圖像的沿著分析處理路徑布置的像點(diǎn)的評估。在識別的步驟中可以基于所述下一個(gè)評估識別下一個(gè)定向結(jié)構(gòu)。此外，在求取的步驟中可以基于關(guān)于下一個(gè)定向結(jié)構(gòu)的信息求取刮刷邊緣的狀態(tài)。下一個(gè)圖像可以對窗玻璃的與原始的圖像相同的區(qū)域成像，但是是在一個(gè)稍遲的時(shí)間點(diǎn)。這兩個(gè)圖像可以是在刮刷裝置的兩個(gè)直接地彼此相繼的刮刷過程中被檢測的。通過這種方式可以在求取刮刷邊緣狀態(tài)的時(shí)候考慮所識別的定向結(jié)構(gòu)的在時(shí)間上的變化。這是有利的，因?yàn)橛商幵诹己脿顟B(tài)中的刮刷邊緣引起的定向結(jié)構(gòu)通常比由處在差的狀態(tài)中的刮刷邊緣引起的定向結(jié)構(gòu)更快地消失。
[0045]根據(jù)一種實(shí)施方式，所述方法包括分析窗玻璃的圖像的像點(diǎn)用于識別窗玻璃內(nèi)側(cè)上的水汽的步驟。在此，不僅可以分析位于分析處理路徑上的像點(diǎn)而且可以分析其他的像點(diǎn)。水汽可以涉及位于窗玻璃的內(nèi)表面上的、即窗玻璃的朝向車輛內(nèi)部的表面上的濕氣?？梢愿鶕?jù)是否識別出水汽來控制例如窗玻璃的通風(fēng)。
[0046]此外，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種用于識別車輛的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括下述步驟:
[0047]實(shí)施所述窗玻璃的圖像的沿著分析處理路徑布置的像點(diǎn)的評估，其中，所述分析處理路徑的走向取決于所述窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的所預(yù)期的取向；
[0048]實(shí)施沿著所述分析處理路徑布置的像點(diǎn)是否表示在所述窗玻璃的通過所述像點(diǎn)代表的區(qū)域中的光衍射效應(yīng)的確定；以及
[0049]基于所述評估和所述確定識別定向結(jié)構(gòu)。
[0050]根據(jù)該實(shí)施方式，在確定的步驟中可以確定，沿著分析處理路徑布置的像點(diǎn)是否表示窗玻璃的通過像點(diǎn)代表的區(qū)域中的光衍射效應(yīng)。光衍射效應(yīng)可以涉及衍射。窗玻璃上的光衍射效應(yīng)常常通過定向結(jié)構(gòu)來引起。光衍射效應(yīng)尤其也通過本身不可見的定向結(jié)構(gòu)來引起。因此，通過考慮光衍射效應(yīng)可以改善有關(guān)定向結(jié)構(gòu)的識別精確度。在此，在薄的條痕的情況下出現(xiàn)衍射。與此相反，在厚的條痕的情況下出現(xiàn)折射效應(yīng)，厚的條痕如圓柱透鏡那樣起作用。[0051]本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)一種用于識別車輛的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的設(shè)備，所述設(shè)備具有下述特征:
[0052]用于實(shí)施所述窗玻璃的圖像的沿著分析處理路徑布置的像點(diǎn)的評估的實(shí)施裝置，其中，所述分析處理路徑的走向取決于所述窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的所預(yù)期的取向；以及
[0053]用于基于所述評估識別定向結(jié)構(gòu)的識別裝置。
[0054]借助所述設(shè)備，可以在相應(yīng)的裝置中實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。通過本發(fā)明的以設(shè)備形式的實(shí)施變型方案可以快速和高效地解決本發(fā)明所基于的任務(wù)。設(shè)備在此可以理解為處理傳感器信號并且據(jù)此輸出控制信號的電設(shè)備。所述設(shè)備可以具有按硬件方式和/或按軟件方式構(gòu)造的接口。在按硬件方式的構(gòu)造中，接口例如可以是包括所述設(shè)備的最不同功能的所謂的系統(tǒng)ASIC的一部分。然而，還可能的是，接口是單獨(dú)的集成電路或至少部分地由分立部件組成。在按軟件方式的構(gòu)造中，接口可以是軟件模塊，其例如與其他軟件模塊共存在微控制器上。
[0055]具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品也是有利的，所述程序代碼可以存儲在機(jī)器可讀的載體，如半導(dǎo)體存儲器、硬盤存儲器或光學(xué)存儲器上并且用于當(dāng)在與計(jì)算機(jī)相應(yīng)的設(shè)備上執(zhí)行程序時(shí)根據(jù)先前描述的實(shí)施方式之一來實(shí)施所述方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0056]下面借助附圖示例性地對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明。附圖簡介:
[0057]附圖1:本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0058]附圖2:車輛窗玻璃的示意圖；
[0059]附圖3:本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0060]附圖4:窗玻璃的圖像片斷；
[0061]附圖5:—個(gè)探測圖的片段；
[0062]附圖6:另一個(gè)探測圖的片段；
[0063]附圖7:探測圖的一種處理的示圖；
[0064]附圖8:探測圖的另一種處理的不圖；
[0065]附圖9:一個(gè)探測圖的片段；
[0066]附圖10:另一個(gè)探測圖的片段；
[0067]附圖11:另一個(gè)探測圖的片段；
[0068]附圖12:另一個(gè)探測圖的片段；
[0069]附圖13:另一個(gè)探測圖的片段；
[0070]附圖14:窗玻璃上的雨量的圖形表示；
[0071]附圖15:條痕消退特性的圖形表示；
[0072]附圖16:條痕的另一種消退特性的圖形表不;
[0073]附圖17:探測圖的一種處理的示圖；
[0074]附圖18:探測圖的另一種處理的不圖；
[0075]附圖19:本發(fā)明的實(shí)施例所述的系統(tǒng)的示意圖；
[0076]附圖20:窗玻璃的圖像；
[0077]附圖21:窗玻璃的另一個(gè)圖像；[0078]附圖22:窗玻璃的另一個(gè)圖像；
[0079]附圖23:窗玻璃的另一個(gè)圖像；
[0080]附圖24:具有突出顯示的邊緣的窗玻璃的圖像；
[0081]附圖25:根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖；
[0082]附圖26:窗玻璃的另一個(gè)圖像；
[0083]附圖27:窗玻璃的另一個(gè)圖像；
[0084]附圖28:窗玻璃的另一個(gè)圖像；
[0085]附圖29:窗玻璃的另一個(gè)圖像；
[0086]附圖30:根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖；
[0087]附圖31:根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖；和
[0088]附圖32:光衍射效應(yīng)的消退特性(Abklingsverhalten)的圖形表示。
[0089]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的后續(xù)描述中，對于在不同附圖中示出并且起類似作用的元件使用相同的或類似的參考標(biāo)記，其中，不重復(fù)描述這些元件。
【具體實(shí)施方式】
[0090]附圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的車輛100的示意圖。車輛100具有窗玻璃102，水滴104位于該窗玻璃上。車輛具有圖像檢測裝置106、實(shí)施裝置108和識別裝置110。此外，車輛100可以具有用于照明窗玻璃102的照明裝置112。根據(jù)所述實(shí)施例，照明裝置112布置在車輛100的內(nèi)部并且構(gòu)造用于，照明窗玻璃102的外側(cè)上的水滴104。
[0091]圖像檢測裝置106構(gòu)造用于，創(chuàng)建窗玻璃102的部分區(qū)域圖像，并且通過接口將圖像提供給實(shí)施裝置108。實(shí)施裝置108構(gòu)造用于，分析處理圖像。對此，可以單獨(dú)地或參照圖像的其他像點(diǎn)來評估圖像自身的各個(gè)像點(diǎn)。實(shí)施裝置108構(gòu)造用于，通過另一個(gè)接口將一個(gè)或多個(gè)評估的結(jié)果提供給識別裝置110。識別裝置110構(gòu)造用于，基于由實(shí)施裝置108提供的信息識別窗玻璃102上的條痕。在此，例如可以查明水滴104是雨滴還是水滴104是條痕的一部分。
[0092]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以由攝像機(jī)裝置106在攝像機(jī)圖像或攝像機(jī)圖像片斷中檢測窗玻璃102的一部分。位于窗玻璃102上的水滴104、也是非常小的水滴104，在該圖像中是可見的。對焦有利地如此選擇，使得水滴104或水滴邊緣清晰地被成像，而其他進(jìn)一步遠(yuǎn)離的背景場景則顯得模糊。攝像機(jī)裝置106可以可選地通過一個(gè)或多個(gè)有源輻射源112來補(bǔ)充，以便使水滴104的可識別性變得容易，或改善或即使在黑暗中也保證水滴104的可識別性。借助根據(jù)本發(fā)明的方法可以例如在裝置108、110中實(shí)施上述攝像機(jī)裝置106的圖像(序列)信號的分析。
[0093]附圖2示出車輛——例如在附圖1中示出的車輛100——的窗玻璃102的示意圖。窗玻璃102的外表面通過具有刮刷邊緣216的刮刷裝置214清潔。在通過刮刷邊緣216掃過窗玻璃102的時(shí)候在窗玻璃102的外表面上在恰恰通過刮刷邊緣掃過的區(qū)域中留下條痕204。
[0094]附圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于識別車輛的窗玻璃上的條痕的方法的流程圖。所述方法的步驟例如可以由在附圖1中示出的裝置執(zhí)行。借助所述方法可以識別例如在附圖2中示出的條痕。對此，在步驟308中基于所接收的條痕的圖像評估沿著條痕路徑布置的像點(diǎn)。關(guān)于條痕路徑的走向的信息可以提前確定并且可供所述方法使用。在步驟310中如果存在條痕，就基于在步驟308中執(zhí)行的評估來識別條痕?？梢詫⒂嘘P(guān)條痕的信息輸出或保存在存儲裝置中用于稍后的分析處理?？梢灾貜?fù)執(zhí)行步驟308、310。也可以并行執(zhí)行多個(gè)步驟308、310，例如針對不同的條痕路徑。
[0095]借助附圖4-8描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0096]附圖4示出在窗玻璃刮水器的一次去程與一次返程之間攝像機(jī)裝置的原始圖像片段402。圖像片段402可以是例如借助在附圖1中示出的攝像機(jī)裝置檢測的。
[0097]附圖5示出通過適當(dāng)?shù)膱D像處理從所述原始圖像片段402或多個(gè)原始圖像片段中確定的探測圖502。在探測圖502中所探測的水滴以灰度級顯示。在此，黑色代表準(zhǔn)確地探測水滴，白色代表沒有探測到水滴。
[0098]附圖6為了進(jìn)行比較示出一個(gè)比探測圖502早大約2.4秒的探測圖602，在該圖中只能看見新?lián)糁械挠甑?，但是不能看見條痕。
[0099]在附圖4-6中示出的圖像402、502及602分別可以由多個(gè)像點(diǎn)構(gòu)成。
[0100]圖像402是在刮水器的一次去程與一次返程之間拍攝的。
[0101]可以看出，條痕的水滴主要呈鏈條式沿著斜線布置。線條的形狀是通過刮水器片唇上的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡確定的。在具有簡單的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)制——即圍繞一個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)——的窗玻璃刮水器的情況下，如在正常的情況下那樣，在刮水器片唇上的點(diǎn)執(zhí)行基本上呈弧形的運(yùn)動(dòng)。由于窗玻璃相對攝像機(jī)取向的傾斜和沿著由窗玻璃、變焦光學(xué)器件和攝像機(jī)光學(xué)器件組成的光學(xué)路徑發(fā)生的幾何失真，弧形路徑通常被成像在略微較復(fù)雜的路徑中。在此，圓弧的彎曲方向也能夠反轉(zhuǎn)。
[0102]但是附圖5示出，基于在該實(shí)施例中相對較小的敏感面，條紋204是大致直線地延伸。但是直線的角度不是恒定的，在此，直線在左側(cè)比在右側(cè)略微較陡地延伸。
[0103]為了進(jìn)行比較，附圖6示出在沒有條痕的情況下的圖像602。在此，所有條痕在此期間已經(jīng)變干并且有新的雨滴104落在敏感面上。
[0104]根據(jù)所述實(shí)施例，實(shí)施對窗玻璃上的條紋狀的水條痕的探測和量化，但是其中，如附圖6中所示，水滴104不會導(dǎo)致條紋探測。
[0105]首先表面上容易理解的根據(jù)水滴大小進(jìn)行區(qū)分是不合適的，因?yàn)樵谟酗w濺雨水和霧的情況下也出現(xiàn)小的水滴。
[0106]因此使用條紋204的取向作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)。
[0107]圖像502，602的比較表明，純天然地?fù)糁械乃?04在統(tǒng)計(jì)學(xué)上純粹是偶然地局部分布。通常，在第一個(gè)水滴的位置與第二個(gè)水滴的位置之間不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的相關(guān)性，除非這些水滴相互連接并且融入彼此。
[0108]然而，這在屬于水條痕204的水滴的情況下不同。沿著事先已知的方向存在高的連接概率。如果存在一個(gè)水滴，則沿著已知的方向可找到其他的水滴的概率高。相反，如果在一個(gè)地方不存在水滴，則沿著已知的方向同樣存在低的概率找到水滴。
[0109]根據(jù)本發(fā)明的算法按照標(biāo)準(zhǔn)在兩個(gè)方向上處理圖像502、602，第一方向幾乎是沿著所預(yù)期的條痕取向，并且第二方向與第一方向幾乎垂直。
[0110]附圖7示出沿著條痕取向處理的探測圖502。在此，一個(gè)路徑設(shè)有參考標(biāo)記704，所述路徑代表組I的其他通過箭頭表示的路徑。[0111]附圖8示出沿著幾乎與條痕取向垂直地處理的探測圖502。在此，一個(gè)路徑設(shè)有參考標(biāo)記804，所述路徑代表組2的其他通過箭頭所示的路徑。
[0112]然后將通過兩種處理獲得的結(jié)果或中間結(jié)果彼此聯(lián)系起來。在此，也可以說是兩組路徑704、804，沿著所述兩組路徑例如分別盡可能地處理探測圖502的所有像素。
[0113]條紋狀條痕導(dǎo)致在兩組路徑704、804上的兩個(gè)明顯不同的結(jié)果，而雨滴則與路徑組無關(guān)地導(dǎo)致幾乎相同的結(jié)果。因此，達(dá)到所力求的可區(qū)分性。
[0114]對此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例可以使用下述標(biāo)準(zhǔn)。沿著相應(yīng)的路徑704、804——例如由在附圖7中示出的組I組成的路徑，對于每一個(gè)像素將探測結(jié)果與在路徑方向上隔開η個(gè)像素的像素的探測結(jié)果進(jìn)行比較。如果在兩個(gè)像素上發(fā)現(xiàn)水滴，則使組I的路徑704的累加器值a:增加，例如以兩個(gè)所觀察的像素的距離加權(quán)。這針對數(shù)值η = I至例如η_ = 20執(zhí)行。在此，nmax的選擇取決于圖像502中條痕水滴大小。
[0115]所述方法不僅在由各個(gè)水滴組成的條痕的情況下而且在由拉長的水紋或者彼此相連的水滴組成的條痕的情況下都起作用。
[0116]以類似的方式在附圖8中示出的組2的路徑804上求第二累加器值a2。
[0117]然后將兩個(gè)累加器值彼此聯(lián)系起來。兩個(gè)累加器值之間的差別是用于條痕附著性的標(biāo)準(zhǔn)。為了獲得有意義的標(biāo)準(zhǔn)化，下述定義適合于條痕附著性s:
【權(quán)利要求】
1.一種用于識別車輛(100)的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括下述步驟: 實(shí)施(308)所述窗玻璃(102)的至少一部分的圖像(402 ；502,602)的沿著分析處理路徑(704;804)布置的像點(diǎn)的評估，其中，所述分析處理路徑的走向取決于所述窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的所預(yù)期的取向；以及 基于所述評估識別(310)定向結(jié)構(gòu)(204)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在實(shí)施(308)所述評估的步驟中確定，沿著所述分析處理路徑(704 ；804)布置的像點(diǎn)是否表示所述窗玻璃(102)的通過所述像點(diǎn)代表的區(qū)域的污潰(104)。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法具有實(shí)施所述窗玻璃(102)的圖像的沿著另一個(gè)路徑(804)布置的像點(diǎn)的另一個(gè)評估的步驟，其中，所述另一個(gè)路徑的走向與所述分析處理路徑(704 ；804)的走向大致垂直，其中，在所述識別的步驟(310)中基于所述評估和所述另一個(gè)評估確定所述定向結(jié)構(gòu)(204)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在實(shí)施所述評估時(shí)考慮衍射效應(yīng)和/或縫隙衍射效應(yīng)和/或折射效應(yīng)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述定向結(jié)構(gòu)涉及刮痕或條痕或?qū)⑺龆ㄏ蚪Y(jié)構(gòu)分類為刮痕或條痕。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，確定所述定向結(jié)構(gòu)的延展、尤其是厚度和/或取向和/或所述定向結(jié)構(gòu)彼此之間的距離和/或區(qū)別。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述分析處理路徑(704;804)的走向取決于用于刮刷所述窗玻·璃(102)的刮刷裝置(214)的刮刷邊緣(216)的刮刷軌跡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述方法包括基于關(guān)于所述定向結(jié)構(gòu)(204)的信息求取所述刮刷邊緣的狀態(tài)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述方法具有實(shí)施所述窗玻璃(102)的下一個(gè)圖像(602)的沿著所述分析處理路徑(704 ；804)布置的像點(diǎn)的下一個(gè)評估的步驟和基于所述下一個(gè)評估識別下一個(gè)定向結(jié)構(gòu)的步驟，其中，在所述求取的步驟中還基于關(guān)于所述下一個(gè)定向結(jié)構(gòu)的信息求取所述刮刷邊緣(216)的狀態(tài)。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法具有分析所述窗玻璃(102)的圖像(402 ；502 ；602)的像點(diǎn)以便識別所述窗玻璃內(nèi)側(cè)上的水汽的步驟。
11.一種用于識別車輛(100)的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括下述步驟: 實(shí)施(308)所述窗玻璃(102)的圖像(402 ；502,602)的沿著分析處理路徑(704 ；804)布置的像點(diǎn)的評估，其中，所述分析處理路徑的走向取決于所述窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的所預(yù)期的取向； 實(shí)施沿著所述分析處理路徑(704 ；804)布置的像點(diǎn)是否表示在所述窗玻璃(102)的通過所述像點(diǎn)代表的區(qū)域中的光衍射效應(yīng)的確定；以及 基于所述評估和所述確定識別(310)定向結(jié)構(gòu)(204)。
12.一種用于識別車輛(100)的窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的設(shè)備，所述設(shè)備具有下述特征: 用于實(shí)施所述窗玻璃(102)的圖像(402 ；502,602)的沿著分析處理路徑(704 ；804)布置的像點(diǎn)的評估的實(shí)施裝置(108)，其中，所述分析處理路徑的走向取決于所述窗玻璃上的定向結(jié)構(gòu)的所預(yù)期的取向；以及用于基于所述評估識別定向結(jié)構(gòu)(204)的識別裝置(110)。
13.一種具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其用于當(dāng)在信息系統(tǒng)上執(zhí)行程序時(shí)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述·的方法。
【文檔編號】B60S1/08GK103857567SQ201280029438
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月17日
【發(fā)明者】M·許爾森, A·弗雷澤里克森, S·西蒙, R·施密德, W·烏勒爾, J·哈里末 申請人:羅伯特·博世有限公司