JPH1086796A - 車両用雨滴検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常にウインドシールドに付着した雨滴を感度
良く、また定量的に精度良く検出することが可能であ
り、しかも構造の簡単な車両用雨滴検出装置を提供す
る。 【解決手段】 車両のウインドシールドに付着した雨滴
を検出するべく、ワイパの払拭範囲に於けるワイパブレ
ードが反転する２つの反転位置のうちいずれか一方の近
傍を雨滴センサの検出領域とし、ワイパブレードが他方
の反転位置を通過したことを検出したらウインドシール
ドに付着した雨滴を検出することで、簡単な構造でワイ
パ作動時でも定量的に正確な雨滴量を判断でき、ワイパ
の正確な制御が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用雨滴検出装
置に関し、特にウインドシールドの表面を往復払拭動作
するワイパを有する車両に於てウインドシールドに付着
した雨滴を検出するための車両用雨滴検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両のウインドシールドに雨
滴が付着したことを検出して自動的にワイパを作動させ
るようにした自動ワイパ装置が用いられている。このよ
うな自動ワイパ装置に用いられる雨滴センサには基板上
に水滴が付着したら抵抗値が変化するようにし、その変
化により水滴の有無を検出するものや、ガラス面を車室
内から画像認識して水滴の有無を検出するものがある。

【０００３】前者の抵抗値の変化により水滴の有無を検
出するものは外部に電気回路の一部が常に露出すること
となり、その汚損が問題となるばかりでなく、メンテナ
ンスも厄介であることから、後者の画像認識による雨滴
検出装置が注目されている（例えば実公昭６３−２５２
５２号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、透過す
るガラス表面の画像をそのまま取り込むと、例えばワイ
パ作動時にはワイパブレードの画像も同時に取り込んで
しまい、雨滴のみの画像の抽出が困難になる。

【０００５】そこで、例えば特開平８−７２６４１号公
報に開示されているように、ワイパブレードが通過する
ときには画像の取り込みを禁止すれば良いが、実際には
雨滴センサの位置や検出タイミングが適切でないと、雨
滴を正確に検出できない。例えばワイパブレードで払拭
した直後に画像を取り込んでも殆ど雨滴を検出できず、
検出できたとしても雨量を定量的に判断できない。逆に
ワイパブレードで払拭する直前に画像を取り込むと、場
合によっては付着する雨滴が多すぎて雨滴が流れてしま
い、上記同様に雨量を定量的に判断できない。また、ワ
イパ作動中にはワイパの払拭範囲の略中央が運転者、搭
乗者の視界の中心となる。従って、この位置に付着する
雨滴量を検出することが好ましいが、実際にこの位置に
雨滴検出装置を設けると視界の邪魔となるため、この位
置の付着雨滴量を検出することは困難であった。

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消して常にウインドシールドに付着した雨滴を感度良
く、また定量的に精度良く検出することが可能であり、
しかも構造の簡単な車両用雨滴検出装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、ウインドシールドの表面を往復払拭動作す
るワイパを有する車両に於ける前記ウインドシールドに
付着した雨滴を検出するための車両用雨滴検出装置であ
って、前記ワイパの払拭範囲に於けるワイパブレードが
反転する２つの反転位置のうちいずれか一方の近傍を検
出領域とする雨滴検出手段と、前記ワイパブレードが他
方の前記反転位置を通過したことを検出する手段とを有
し、前記ワイパブレードが前記他方の反転位置を通過し
たら前記雨滴検出手段により前記ウインドシールドに付
着した雨滴を検出することを特徴とする車両用雨滴検出
装置を提供することにより達成される。ワイパの払拭範
囲の略中央、即ち運転者の視界の中心位置では、ワイパ
ブレードの往復揺動に於いて、往路での払拭から復路で
の払拭までのタイミングと復路の払拭から往路での払拭
までのタイミングが略等しくなる。即ち、付着する雨滴
量の最大値はワイパブレードの往復揺動運動の１／２サ
イクル分となり、これが運転者の感じる雨滴量となる。
この量を検出すれば適切な雨滴量を判断できる。そし
て、ワイパブレードが一方の反転位置から他方の反転位
置まで移動する周期もワイパブレードの往復揺動運動の
１／２サイクル分である。従って、ワイパ作動中はワイ
パブレードが他方の反転位置にあるときに一方の反転位
置近傍で雨滴を検出すればワイパブレードの往復揺動運
動の１／２サイクル分の付着雨滴量を検出できる。

【０００８】特に、前記一方の反転位置が、ワイパブレ
ードの往路から復路に反転する第１の反転位置からな
り、前記他方の反転位置が、ワイパブレードの復路から
往路に反転する第２の反転位置からなり、前記第２の反
転位置を検出する手段が、前記ワイパの停止時にワイパ
ブレードを前記第２の反転位置で停止させるためのリレ
ープレートの動作に基づく信号を検出する信号センサか
らなると良い。ワイパブレードを第２の反転位置（下側
収納位置）で停止させるためのリレープレートによりモ
ータの駆動／停止信号が常に出力されており、この信号
を検出して雨滴の検出を開始する構成とすることで、別
途ワイパブレードの位置検出用のセンサ等を設ける必要
がない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明の構成を詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明に基づく画像認識装置によ
り構成された車両用雨滴検出装置の概略構成を示してい
る。車両の車室内におけるルームミラー１の裏面側には
画像入力用のＣＣＤカメラ２が設けられている。また、
ウインドシールド３の上部中央に於けるワイパＷの払拭
範囲内であってＣＣＤカメラ２と対向する位置には、搭
乗者の視界を妨げない範囲にスクリーン４が設けられて
いる（図２）。このスクリーン４の位置は、ワイパブレ
ードＷの往路から復路に反転する上側の反転位置を第１
の反転位置Ａ、Ａ′とし、ワイパブレードＷの復路から
往路に反転する下側の反転位置を第２の反転位置Ｃ、
Ｃ′として、上記第１の反転位置Ａ′の近傍となってい
る。

【００１１】スクリーン４は、該スクリーンから離間す
る前方からの光（画像）は分散させてスクリーン近傍の
画像は比較的鮮明に映るような、例えば乳濁色のすりガ
ラスの如き半透明のフィルムからなり、ウインドシール
ド３の車室内側に貼付されている。ＣＣＤカメラ２とウ
インドシールド３（スクリーン４）との間には、横また
は上下からの光を遮断してスクリーン４の画像のみを効
率的にＣＣＤカメラ２に入力するべくフード５が設けら
れている。尚、ＣＣＤカメラ２は画像処理装置６に接続
され、この画像処理装置６は図示されないワイパ駆動装
置などに接続されている。

【００１２】図３は、ワイパブレードＷを作動させるた
めのモータ１０の駆動回路である。このモータ１０は電
源側端子と高速駆動用端子と低速駆動用端子とを有し、
電源側端子が電源に接続されると共に高速及び低速駆動
用端子が高速／低速切り換え用リレースイッチ１１に接
続されている。また、モータ１０の電源側端子はリレー
プレート１２の３つの端子のうちの端子Ｔ１にも接続さ
れている。リレープレート１２の残り２つの端子のうち
の常時接続端子Ｔ２はモータ１０の駆動／停止用リレー
スイッチ１３に接続され、あとの１つの端子Ｔ３は接地
されている。このリレープレート１２はモータ１０に連
動して回転するようになっており、その回転角度に応じ
てリレースイッチ１３をモータ１０の電源側端子に接続
または接地するようになっている。即ち、駆動／停止用
リレースイッチ１３がオン（接地）しているときはモー
タ１０はリレープレート１２とは無関係に回転するが、
駆動／停止用リレースイッチ１３がオフすると、リレー
プレート１２が、ワイパブレードＷを収納する上記第２
の反転位置Ｃ、Ｃ′に対応する回転角度（図に示す位
置）になるまでモータ１０を駆動し、停止する所謂オー
トストップ機構を構成している。

【００１３】また、リレープレート１２の常時接続端子
Ｔ２はリレープレート信号入力回路１４にも接続され、
この常時接続端子Ｔ２の電位の変化を信号として上記画
像処理装置６に入力し、該像処理装置６はこの信号に応
じて画像を取り込み、雨滴の有無、付着量などを判断
し、ワイパ装置を駆動するようになっている。

【００１４】以下に、本実施形態に於ける作動要領につ
いて図４、図５を参照して説明する。図４のフローチャ
ートのうちステップ１〜ステップ７の流れは通常のワイ
パ非作動時及び間欠作動時の流れ、ステップ１、ステッ
プ８、ステップ７の流れはワイパの低速または高速作動
時の流れを示す。まず、ステップ１にてリレープレート
信号入力回路１４によりオートストップの立ち上がりエ
ッジが検出されたか否かを判断し、検出されなかった
ら、即ちワイパブレードＷが上記第２の反転位置Ｃ、
Ｃ′を通過する信号が得られなかった場合、ステップ２
に進み、ワイパブレードＷがオートストップ域、即ち第
２の反転位置Ｃ、Ｃ′にあるか否かを判断し、オートス
トップ域になければステップ１に戻り、オートストップ
域にあればステップ３にて前回タイマリセット後一定時
間経過したか否かを判断し、経過していなければステッ
プ４にてタイマを更にカウントアップしてステップ１に
戻る。また、前回タイマリセット後一定時間経過してい
たらステップ５にてタイマをリセットし、ステップ６に
て画像データを取り込む。そして、ステップ７に進み、
予め設定された判定条件に応じて作動雨滴量か否かを判
定し、その判定結果に応じて実際にモータ１０を作動さ
せ、ステップ１に戻る。ここで、現在のワイパの作動状
態も組み込んだ判定条件を設定することにより一層正確
な判定が可能となる。

【００１５】例えば、現在ワイパブレードＷ、即ちモー
タ１０が停止している場合、または間欠作動時には画像
を取り込むタイミングは殆どタイマの設定時間による
が、現在高速または低速でワイパブレードＷが作動して
いる場合、画像を取り込むタイミングは殆どオートスト
ップの立ち上がりエッジの検出時となる。その様子を図
５のタイムチャートに示す。図に於ける最も上の１段目
は往復揺動するワイパブレードＷの位置、２段目はワイ
パブレードＷがカメラ２に映るタイミング、３段目はワ
イパブレードＷにより払拭されるウインドシールド３上
のカメラ２による雨滴検出領域に付着する雨滴量の変
化、４段目はリレープレート信号入力回路１４への入力
信号、即ち画像取り込み信号を示している。また、この
４段目の位置Ｍ及びＮはリレープレート信号入力回路１
４の入力信号によるオートストップの立ち上がりエッジ
である。尚、３段目に於ける破線は、カメラ２を領域
Ｂ、Ｂ′に設けた場合の雨滴検出領域に付着する雨滴量
の変化を表している。

【００１６】ここで、上記したように、ワイパの払拭範
囲の略中央部領域（図２のＢ、Ｂ′）、即ち運転者の視
界の中心位置では、ワイパブレードＷの往復揺動に於い
て、往路での払拭から復路での払拭までのタイミングと
復路の払拭から往路での払拭までのタイミングが略等し
くなる。即ち、付着する雨滴量の最大値はワイパブレー
ドＷの往復揺動運動の１／２サイクル分となる。但し、
運転者の視界の妨げとなることから図２の領域Ｂ、Ｂ′
に雨滴検出装置を設けることは困難である。そこで、こ
の領域Ｂ、Ｂ′に付着する雨滴の量と同等の量を検出す
るべく、本実施形態では、間欠動作を除く高速または低
速でのワイパ作動中にはワイパブレードが他方の反転位
置にあるときに一方の反転位置近傍で雨滴を検出するこ
とでワイパブレードの往復揺動運動の１／２サイクル分
の付着雨滴量を検出している。

【００１７】次に、取り込んだ画像の雨滴識別処理の手
順について図６、図７を参照して説明する。まず、ステ
ップ１１にて画像を取り込む。このときに検出するガラ
ス表面には水滴Ｒと水滴以外のごみＤを設定してあり、
取り込まれた波形にもこの水滴ＲとごみＤの信号が現れ
る。尚、１周期中の始めに現れる波形はＣＣＤカメラ自
身に予め設定されるものであり、実際の画像信号はＳの
範囲である。次に、取り込んだ波形を平滑化処理（ステ
ップ１２）して細かいノイズを除去する。そして微分処
理（ステップ１３）を行い、入力波形の変化量を算出
し、閾値処理（ステップ１４）を行って２値化データを
得、水滴やごみ等の有無及びその量を判断する。この
後、検出信号から必要に応じたワイパの払拭モードを決
定してワイパ制御がなされることとなるが、この信号に
はごみＤの信号も含まれるためにこのままでは水滴の誤
認識となってしまう。そこで、ごみＤの信号は水滴信号
よりも変化量が大きいことから、ステップ１４の信号
と、ステップ１２の平滑化処理の後の信号を予め設定さ
れる値による閾値処理（ステップ１５）して肉付け処理
（ステップ１６）した信号との論理積をとって（ステッ
プ１７）、ごみＤの値を除去することで純粋な水滴のみ
の２値化データを得ることができる。

【００１８】図８は、別画像を上記スクリーンを用いて
取り込んだ場合（ａ）と、スクリーンを用いずに直接取
り込んだ場合（ｂ）とのＣＣＤカメラへの入力信号の比
較である。図８（ａ）では水滴のみの変化が明確に現れ
ているが、図８（ｂ）では外の景色による信号の影響が
大きく、これに邪魔されて水滴の変化の判断が困難にな
っているのが分かる。

【００１９】尚、上記実施形態では上側の第１の反転位
置Ａ′を検出領域（スクリーン）としたが、図２に想像
線で示すように、第１の反転位置Ａとしても良い。その
場合、カメラの設置位置も変更する必要がある。また、
検出領域（スクリーン）を下側の第２の反転位置Ｃ、
Ｃ′としても良い。その場合、カメラの設置位置を変更
する以外にワイパブレードが第１の反転位置Ａ、Ａ′に
あることを検出するリミットスイッチまたはセンサ等を
別途設ける必要がある。尚、例えば下側の第２の反転位
置Ｃにスクリーンを設けた場合、図９に示すようにＣＣ
Ｄカメラ２をダッシュボード７に埋め込めば搭乗者の視
界の妨げとならない。

【００２０】また、上記実施形態では２本のワイパアー
ムが同一方向に往復揺動する形式のワイパ装置について
説明したが、これに限定されるものではなく、２本のワ
イパアームが互いに対向して往復揺動する対向払拭型の
ワイパ装置や、１本のワイパアームによるワイパ装置等
にも同様に適用できる。

【００２１】

【発明の効果】このように本発明によれば、車両のウイ
ンドシールドに付着した雨滴を検出するべく、ワイパの
払拭範囲に於けるワイパブレードが反転する２つの反転
位置のうちいずれか一方の近傍を雨滴検出手段の検出領
域とし、ワイパブレードが他方の反転位置を通過したこ
とを検出したらウインドシールドに付着した雨滴を検出
することで、ワイパ作動時でも運転者が感じる雨滴量と
略等しい雨滴量を定量的に正確に判断でき、ワイパの正
確な制御が可能となる。また、ワイパブレードを第２の
反転位置（下側収納位置）で停止させるためのリレープ
レートからのモータの駆動／停止信号を検出して雨滴の
検出を開始する構成とすることで、別途ワイパブレード
の位置検出用のセンサ等を設ける必要がないことから、
構造が簡便になり、コストも低廉化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく車両用雨滴検出装置の概略構成
を示す車両の要部側断面図。

【図２】図１の車両の要部正面図。

【図３】ワイパブレードを作動させるためのワイパモー
タの駆動回路図。

【図４】本発明に基づく雨滴検出装置の主な処理の流れ
を説明するフロー図。

【図５】付着した雨滴量を検出するタイミングを示すタ
イムチャート。

【図６】取り込んだ画像から水滴を検出する手順を説明
するフロー図。

【図７】図６のフローの各処理に伴う信号波形の変化を
示す図。

【図８】（ａ）は、本発明が適用された車両用雨滴検出
装置のＣＣＤカメラにより入力された画像のラインデー
タ、（ｂ）は、従来の車両用雨滴検出装置のＣＣＤカメ
ラにより入力された画像のラインデータ。

【図９】本発明に基づく画像認識装置により構成された
車両用雨滴検出装置の別の実施形態を示す図１と同様な
図。

【符号の説明】

１ ルームミラー ２ ＣＣＤカメラ ３ ウインドシールド ４ スクリーン ５ フード ６ 画像処理装置 ７ ダッシュボード １０ モータ １１ 高速／低速切り換え用リレースイッチ １２ リレープレート １３ モータ駆動／停止用リレースイッチ １４ リレープレート信号入力回路 Ｗ ワイパ Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウインドシールドの表面を往復払拭動作
   するワイパを有する車両に於ける前記ウインドシールド
   に付着した雨滴を検出するための車両用雨滴検出装置で
   あって、 前記ワイパの払拭範囲に於けるワイパブレードが反転す
   る２つの反転位置のうちいずれか一方の近傍を検出領域
   とする雨滴検出手段と、 前記ワイパが他方の前記反転位置を通過したことを検出
   する手段とを有し、 前記ワイパが前記他方の反転位置を通過したら前記雨滴
   検出手段により前記ウインドシールドに付着した雨滴を
   検出することを特徴とする車両用雨滴検出装置。
2. 【請求項２】 前記一方の反転位置が、ワイパブレード
   の往路から復路に反転する第１の反転位置からなり、 前記他方の反転位置が、ワイパブレードの復路から往路
   に反転する第２の反転位置からなり、 前記第２の反転位置を検出する手段が、前記ワイパの停
   止時にワイパブレードを前記第２の反転位置で停止させ
   るためのリレープレートの動作に基づく信号を検出する
   信号センサからなることを特徴とする請求項１に記載の
   車両用雨滴検出装置。