ES2220409T3

ES2220409T3 - Dispositivo de deteccion de objetos en un lavaparabrisas de un vehiculo automovil.

Info

Publication number: ES2220409T3
Application number: ES00907467T
Authority: ES
Inventors: Anton Mindl; Frank Blasing
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1999-03-06
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2020-01-13
Also published as: AU2904600A; DE50006249D1; JP2002539421A; DE19909987A1; US6841767B2; EP1159170B1; BR0010400A; US20020047898A1; DE19909987C2; EP1159170A1; WO2000053465A1

Abstract

Dispositivo para la detección de objetos situados sobre el parabrisas de un vehículo automóvil, el cual comprende una unidad de representación con una disposición de sensores optoelectrónicos y un objetivo que representa un sector del parabrisas (A3) sobre la superficie fotosensible de la disposición de sensores y está enfocado sobre este sector del parabrisas (A3), y que comprende una unidad de evaluación (P) que recibe las señales eléctricas de la disposición de sensores para la evaluación del sector del parabrisas (A3) representado sobre la superficie fotosensible de la disposición de sensores, caracterizado porque el dispositivo (1) comprende otras unidades de representación conectadas a la unidad de evaluación (P) para representar otros sectores del parabrisas (A1, A2) distintos, previéndose al menos una unidad de representación (A1, A2) para la detección de un sector del parabrisas (A1, A2) asignado a un campo de visión primario (G1, G2).

Description

Dispositivo de detección de objetos en un lavaparabrisas de un vehículo automóvil.

La presente invención se refiere a un dispositivo para la detección de objetos situados sobre el parabrisas de un vehículo automóvil, el cual comprende una unidad de representación con una disposición de sensores optoelectrónicos y un objetivo que corresponde a un sector del parabrisas sobre la superficie fotosensible de la disposición de sensores y está enfocado hacia este sector del parabrisas, y que comprende una unidad de evaluación que recibe las señales eléctricas de la disposición de sensores para la evaluación del sector del parabrisas representado sobre la superficie fotosensible de la disposición de sensores.

Un dispositivo de este tipo, también designado como sensor de lluvia, se conoce por el documento EP
0 832 798 A2. Este dispositivo de detección ya conocido se compone de una unidad para la representación de gotas de lluvia que se encuentren sobre el parabrisas de un vehículo automóvil en un sensor de cámara, cuyo objetivo se dirige desde el interior del vehículo hacia el parabrisas y se enfoca al sector de parabrisas detectado.

El sensor de cámara se dispone en la zona del retrovisor interior encarado en el sentido de la marcha. Se lleva a cabo una evaluación de los datos de imagen obtenidos en una unidad de evaluación, prevista, además, para controlar un motor de limpiaparabrisas en función de los datos de imagen obtenidos.

Este dispositivo de detección comprende, además, una lámina transparente que sirve como cristal opaco y está adherida por dentro a la superficie del parabrisas, en la zona del sector de parabrisas detectado por la unidad de representación,. La lámina transparente sirve para una mejor representación de las gotas de lluvia suprimiendo una representación de fondo sobre la superficie fotosensible del sensor de cámara. Gracias al empleo forzoso de una lámina transparente de este tipo, la unidad de representación de este dispositivo de detección puede dirigirse únicamente a aquellos sectores de parabrisas que se asignen al campo de visión secundario del conductor o del acompañante. Una observación del campo de visión secundario puede generalmente también reflejar las relaciones de visión en la zona de los campos de visión primarios del conductor y del acompañante, como es el caso, por ejemplo, en un parabrisas mojado por la lluvia. Sin embargo, ocurre que existen gotas de agua sobre el parabrisas de un vehículo automóvil que se hacen notar únicamente en zonas parciales del parabrisas, por ejemplo, en el campo de visión primario del conductor. Este tipo de humidificaciones selectivas del parabrisas pueden producirse, por ejemplo, al atravesar un túnel, en caso de que del techo de dicho túnel caigan gotas de agua sueltas. Generalmente se produce también una afectación irregular de los campos de visión en caso de suciedad.

Tampoco en el transcurso de un control de independiente de los motores del limpiaparabrisas del conductor y del acompañante resulta suficiente una detección de un sector de parabrisas en un campo de visión secundario conjunto para ambos campos de visión.

Partiendo de este estado de la técnica, la presente invención se propone el objetivo de perfeccionar un dispositivo para la detección de objetos situados sobre el parabrisas de un vehículo automóvil del tipo mencionado al principio, de tal modo que sea posible una detección de sectores de parabrisas selectiva con el campo de visión y especialmente dirigida también a un campo de visión primario.

Este objetivo se consigue, según la invención, por el hecho de que el dispositivo comprende unas unidades de representación adicionales conectadas a la unidad de evaluación para la representación de otros sectores del parabrisas respectivamente distintos, previéndose al menos una unidad de representación para la detección de un sector de parabrisas asignado a un campo de visión primario.

El dispositivo de detección según la invención emplea varias unidades de representación individuales para la representación de sectores del parabrisas respectivamente distintos. En ella se prevé la colocación de al menos una unidad de representación para la detección de un sector del campo de visión primario del conductor, y de modo adecuado otra para la representación del campo de visión primario del acompañante. Esta detección selectiva con los sectores de parabrisas permite una evaluación correspondientemente selectiva y, con ello, también un control selectivo de los correspondientes actores, por ejemplo, un motor de limpiaparabrisas. Este motor se controla mediante la unidad de evaluación en caso de que se encuentren objetos sobre el parabrisas. Esto ocurre también en caso de que, por ejemplo, exista un objeto sobre el parabrisas que afecte a la visión sólo en un campo primario. Una detección de objetos selectiva con el sector de parabrisas de este tipo resulta especialmente adecuada en el empleo de motores de limpiaparabrisas independientes para cada lado. En caso de que, en el empleo de dos motores de limpiaparabrisas, se detecte, por ejemplo, exclusivamente una suciedad en el campo de visión primario del lado del conductor, debe accionarse únicamente este motor. En cambio, no se produce la limpieza de la zona de parabrisas asignada al acompañante.

Los objetivos de la unidades de representación individuales se enfocan adecuadamente de tal modo al sector de parabrisas detectado que el sector de parabrisas a representar se encuentra dentro de la zona de profundidad de campo del enfoque del objetivo. La profundidad de campo deseada puede alcanzarse, por ejemplo, mediante el empleo de un diafragma antepuesto al objetivo. Para suprimir las condiciones ambientales variables, que podrían afectar a una detección del objeto sobre el parabrisas, se prevé que al menos aquellas unidades de representación previstas para la representación de un sector de parabrisas situado en un campo de visión primario se dispongan en una dirección de visión dirigida inclinada hacia abajo. Gracias a esta dirección de visión dirigida hacia abajo, el fondo de la imagen representada en la disposición de sensores es casi constante, ya que en un ángulo de visión de este tipo, generalmente, el fondo representado es la parte superior del capó. Los cambios determinados por el entorno del vehículo automóvil se detectan, como mucho, en forma de diferencias de claridad de dicho fondo, sin afectar a una detección del objeto exacta y segura. Lo mismo vale para aquellos vehículos que no presentan un capó que se abra hacia delante, ya que en este caso se emplea la superficie de asfalto de la calle como fondo de los objetos representados por las unidades de representación. Debe remarcarse que dichas zonas del fondo no se encuentran en la zona de profundidad de campo y por ello, de todos modos, se representan sólo con poca nitidez. En una orientación de este tipo de una unidad de representación, no se requiere el empleo de pantallas de protección ópticas adicionales para eliminar las influencias causadas por el entorno.

Resulta adecuado disponer las unidades de representación individuales, previéndose de modo preferente tres de ellas, agrupadas en una unidad concreta, por ejemplo, como módulo de detección en el vehículo automóvil. Un dispositivo de este tipo puede preverse integrado, por ejemplo, en la zona del espejo retrovisor o en un módulo de techo. En este caso, es posible asignar a cada unidad de representación un objetivo propio, así como una disposición de sensores propia. Del mismo modo puede preverse que unas unidades de representación individuales, o también todas las unidades de representación montadas, presenten respectivamente un objetivo propio pero que expongan conjuntamente a una única disposición de sensores. En una configuración de este tipo es posible que las unidades de representación individuales expongan zonas distintas de la disposición de sensores o también de forma conjunta, al menos parcialmente, las mismas zonas de la disposición de sensores. Este dispositivo garantiza en un grado elevado un aprovechamiento de recursos especialmente eficiente. En una exposición de las mismas zonas de la disposición de sensores por parte de varias unidades de representación, en la trayectoria de los rayos se conecta a todas las unidades de representación una unidad de obturación eléctricamente controlable aprovechando un efecto electroóptico. Una unidad de obturación de este tipo se emplea para controlar la exposición de la superficie fotosensible de la disposición de sensores por parte de cada unidad de representación, cuyo control se lleva a cabo igualmente mediante la unidad de evaluación. El control de la unidad de obturación de cada unidad de representación puede estar temporalmente sincronizado o realizarse en función de estados predefinidos. Una unidad de obturación de este tipo puede constituirse, por ejemplo, con un diafragma de cristal líquido o bien trabajar según un principio electrocrómico.

Incluso en caso de que, debido al dispositivo según la invención de una unidad de representación que representa un sector de parabrisas de un campo de visión primario, no sea posible una detección de un objeto situado sobre el parabrisas sin que el fondo afecte en cierto modo, puede alcanzarse, mediante una colocación inclinada de la superficie de la disposición de sensores fotosensible que representa el plano de la imagen y/o el plano del objetivo de una unidad de representación de este tipo, una inclinación del plano del objeto respecto al plano del parabrisas. De modo correspondiente, también la zona de profundidad de campo se orienta de tal modo que, tal y como se prevé en una configuración preferente, la zona de profundidad de campo se dispone casi paralela al plano del parabrisas. El concepto "eje de representación", utilizado en el marco de esta realización, está definido por la mediatriz del ángulo de detección del objetivo. Gracias a esta posibilidad de minimización de la zona de profundidad de campo, el segundo plano detectado por una unidad de representación de este tipo se representa tan difuso sobre la disposición de sensores que de él no se derivan efectos negativos sobre la detección del objeto. Además, resulta ventajoso que, gracias a la reducida profundidad de campo posible, se aumenta considerablemente la intensidad de luz del objetivo y, con ello, la de la representación. En una configuración de una unidad de representación de este tipo se prevé que la inclinación del plano de la imagen esté dispuesta en sentido opuesto a la del plano del objeto, y el eje de representación de la disposición objetivo-disposición de sensores corresponda al eje óptico del objetivo. En esta configuración, los objetos adheridos al parabrisas pueden representarse distorsionados hasta cierto punto; sin embargo, para la detección de un objeto esto resulta irrelevante. Resulta especialmente adecuada una disposición entre el plano del objeto, el plano del objetivo y el plano de la imagen en la que estos tres planos definen una línea de corte. En esta configuración, los planos del objeto se encuentran en el plano del parabrisas, de modo que en dicha configuración el enfoque requiere únicamente de una profundidad de campo muy reducida.

En otra configuración de una unidad de representación de este tipo se prevé que el plano del objeto, el plano del objetivo y el plano de la imagen se inclinen en el mismo sentido respecto al eje de representación de la disposición objetivo-disposición de sensores, de modo adecuado inclinados con un mismo ángulo. También en una disposición de este tipo, el plano del objeto se encuentra, con la correspondiente inclinación del plano de imagen y el plano del objetivo, en el plano del parabrisas. En esta configuración, se lleva a cabo una representación sin distorsión de todo el sector de parabrisas observado.

Una configuración adecuada de la invención emplea tres unidades de representación, de las cuales una se dispone para la detección de un sector de parabrisas asignado al campo de visión primario del conductor, otra para la detección de un sector de parabrisas asignado al campo de visión primario del acompañante y una tercera unidad de representación para la detección de un sector de parabrisas asignado al campo de visión secundario del conductor o del acompañante. Las ventajas de la detección independiente de un sector de parabrisas del campo de visión primario del conductor y del acompañante ya se han descrito. La orientación de una unidad de representación sobre un campo de visión secundario, especialmente sobre un campo de visión secundario no alcanzado por un limpiaparabrisas, permite el empleo de los datos asignados al mismo como referencia para los de los sectores de campo de visión primario detectados.

Otras ventajas de la invención son el objeto del resto de subreivindicaciones y de la siguiente descripción de un ejemplo de realización, la cual hace referencia a las figuras adjuntas. Estas muestran:

la figura 1, una representación esquemática de un dispositivo para la detección de objetos situados sobre un parabrisas de un vehículo automóvil a partir de una dirección de visión dispuesta en el sentido de la marcha en el interior de dicho vehículo, y

la figura 2, una representación lateral esquemática del dispositivo de la figura 1.

Un dispositivo 1 para la detección de objetos situados sobre un parabrisas 2 de un vehículo automóvil no representado con mayor detalle comprende tres unidades de representación no representadas con mayor detalle dispuestas en un módulo de detección 3. Las unidades de representación se disponen para la observación de tres sectores de parabrisas A_{1}, A_{2} y A_{3} distintos del parabrisas 2. Los sectores de parabrisas A_{1} - A_{3} forman parte de distintos campos de visión, designándose el campo de visión del conductor primario con el signo de referencia G_{1}, el del acompañante con el signo de referencia G_{2} y el campo de visión secundario situado entre los campos de visión G_{1} y G_{2} con el signo de referencia G_{3}. Las tres unidades de representación se disponen respectivamente para la observación de un sector de parabrisas A_{1}, A_{2} o A_{3}. El sector de parabrisas A_{3} está situado en una zona no limpiada por un limpiaparabrisas, de modo que dicho sector de parabrisas A_{3} puede emplearse como sector de parabrisas de referencia en una evaluación de los datos de imagen obtenidos mediante la detección de los sectores de parabrisas A_{1} y A_{2}. Gracias a la integración de un sector de parabrisas A_{3} de este tipo en la evaluación, puede compararse el resultado de la limpieza en los otros dos sectores de parabrisas A_{1} y A_{2} con el estado original. Los objetivos representan los respectivos sectores de parabrisas A_{1}, A_{2} y A_{3} sobre la superficie fotosensible de un sensor de cámara previsto conjunto para todos los objetivos. En la trayectoria de los rayos de cada objetivo a representar se conecta un conmutador de luz, de modo que el sensor de cámara puede exponerse opcionalmente por parte uno de los tres objetivos. Como conmutador de luz se prevé un diafragma de cristal líquido segmentado en tres partes. Para la evaluación de los datos de imagen detectados y para el accionamiento del conmutador de luz, el módulo de detección 3 se conecta a una unidad de procesamiento P.

El módulo de detección 3 se integra en la base 4 del espejo retrovisor interior 5, como puede observarse en la figura 2. Del mismo modo, para esta representación puede deducirse la orientación de una unidad de representación que detecta un sector de parabrisas A_{1} o A_{2} en un campo de visión primario G_{1} o G_{2}. Se representa la zona de detección de la unidad dirigida sobre le campo de visión primario del conductor G_{1}. Esta unidad de representación se dispone en una dirección de visión inclinada hacia abajo respecto al sector de parabrisas A_{1} a detectar. La dirección de visión de esta unidad de representación provoca que la cara superior del capó 6 se encuentre en el segundo plano del sector de parabrisas A_{1} enfocado. De este modo, las influencias del entorno, que van cambiando a causa del movimiento del vehículo, no se encuentran en el campo de visión de esta unidad de representación, de modo que resulta posible una detección de objetos sobre el parabrisas 2 que no se vea afectada por influencias negativas.

La detección de los sectores de parabrisas A_{1} - A_{3}
puede configurarse de tal modo que tanto objetos adheridos sobre la cara exterior del parabrisas 2 como objetos adheridos sobre la cara interna del parabrisas 2 sean detectables. Los objetos adheridos a la cara interna del parabrisas 2 pueden consistir, por ejemplo, en pequeñas gotas de agua como consecuencia del empañamiento del parabrisas, pudiéndose accionar, tras su detección, un mecanismo ventilador. A consecuencia de la detección selectiva del parabrisas, también puede llevarse a cabo el accionamiento de un ventilador de forma limitada a determinados campos de visión.

Relación de las referencias

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ Dispositivo de detección\cr  2 \+ Parabrisas\cr  3 \+ Módulo
de detección\cr  4 \+ Base del espejo retrovisor interior\cr  5 \+
Espejo retrovisor interior\cr  6 \+ Capó del motor\cr \+\cr  A _{1} 
- A _{2}  \+ Sector de parabrisas\cr  G _{1}  - G _{2}  \+ Campo de
visión\cr  P \+ Unidad de
procesamiento\cr}

Claims

1. Dispositivo para la detección de objetos situados sobre el parabrisas de un vehículo automóvil, el cual comprende una unidad de representación con una disposición de sensores optoelectrónicos y un objetivo que representa un sector del parabrisas (A_{3}) sobre la superficie fotosensible de la disposición de sensores y está enfocado sobre este sector del parabrisas (A_{3}), y que comprende una unidad de evaluación (P) que recibe las señales eléctricas de la disposición de sensores para la evaluación del sector del parabrisas (A_{3}) representado sobre la superficie fotosensible de la disposición de sensores, caracterizado porque el dispositivo (1) comprende otras unidades de representación conectadas a la unidad de evaluación (P) para representar otros sectores del parabrisas (A_{1}, A_{2}) distintos, previéndose al menos una unidad de representación (A_{1}, A_{2}) para la detección de un sector del parabrisas (A_{1}, A_{2}) asignado a un campo de visión primario (G_{1}, G_{2}).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque se dispone al menos unidad de representación (A_{1}, A_{2}), prevista para la detección de un sector del parabrisas (A_{1}, A_{2}) asignado a un campo de visión primario (G_{1}, G_{2}), en una dirección de visión inclinada hacia abajo respecto al parabrisas (2).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las unidades de representación adicionales se componen respectivamente de un objetivo propio y una disposición de sensores propia, y todas las unidades de representación se agrupan en una unidad concreta.

4. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las unidades de representación (A_{1}, A_{2}) adicionales se componen respectivamente de un objetivo propio y una disposición de sensores utilizada conjuntamente, previéndose una exposición de la superficie fotosensible de la disposición de sensores por parte de las unidades de representación individuales sobre, al menos parcialmente, las mismas zonas de la disposición de sensores.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque en la trayectoria de los rayos se conecta a todas las unidades de representación una unidad de obturación eléctricamente controlable aprovechando un efecto electroóptico para dirigir la exposición de la superficie fotosensible de la disposición de sensores con una unidad de representación.

6. Dispositivo según la reivindicación 1 a 5, caracterizado porque la superficie fotosensible que representa el plano de la imagen de la disposición de sensores y/o el plano del objetivo de una unidad de representación están inclinados hacia el eje de representación de la disposición objetivo-disposición de sensores, de modo que el plano del objeto enfocado mediante el objetivo está dispuesto con un ángulo oblicuo respecto al eje de representación de la disposición objetivo-disposición de sensores.

7. Dispositivo según la reivindicación 1 a 6, caracterizado porque el dispositivo comprende tres unidades de representación (A_{1} - A_{3}), de las cuales una está dispuesta para la detección de un sector del parabrisas (A_{1}), asignado al campo de visión primario (G_{1}) del conductor, otra está dispuesta para la detección de un sector del parabrisas (A_{2}), asignado al campo de visión primario (G_{2}) del acompañante, y una tercera está dispuesta para la detección de un sector del parabrisas (A_{3}), asignado al campo de visión secundario (G_{3}) del conductor o del acompañante.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque se dispone una unidad de representación para la detección de un sector del parabrisas (A_{3}) sin limpiar.