Procedimiento de detección de lluvia sobre un parabrisas.

Procedimiento de detección de gotas de lluvia sobre un parabrisas,

que utiliza una cámara que va dispuesta en el interior del vehículo encarada con el parabrisas y que está enfocada al infinito, que comprende:

- una etapa (a) de adquisición de imágenes mediante la cámara a través del parabrisas;

caracterizado porque comprende:

- una etapa (b) de extracción de los contornos de las manchas presentes sobre las imágenes adquiridas,

- una etapa (c) de realización del histograma de las anchuras de contornos de las manchas,

- una etapa (d) de umbralizado pasando de un mínimo umbral dado de las anchuras de contornos de las manchas, en particular con el fin de confirmar la eventual presencia de manchas susceptibles de corresponder a gotas sobre el parabrisas.

Procedimiento de detección de lluvia sobre un parabrisas.

La invención se refiere de manera general al ámbito de los vehículos automóviles. Más en particular, la invención se interesa por los procedimientos de detección de lluvia sobre un parabrisas de vehículo mediante tratamiento de imágenes, en particular a efectos de disparar el mando automático de una funcionalidad del vehículo, en particular la de los limpiaparabrisas.

La solicitud de patente EP 1580092 A2 describe una cámara dentro de un vehículo automóvil provista de un sensor de imagen.

La solicitud de patente WO 03/097420 A describe un dispositivo para detectar humedad y/o suciedad sobre el parabrisas con ayuda de una cámara provista de un sensor dotado de una pluralidad de píxeles fotosensibles.

Ya se conocen técnicas de tratamiento de imágenes encaminadas a detectar las gotas de lluvia sobre un parabrisas: generalmente recurren a al menos un sensor/al menos una cámara ubicado (a) en el interior del vehículo, enfocado (s) en el parabrisas y dedicado (a) para esta aplicación. Este es por ejemplo el caso de la patente US 6596978, que preconiza un sistema de detección de las gotas de lluvia con ayuda de dos detectores dedicados.

Un inconveniente de estas técnicas está en que precisamente necesitan que los detectores estén dedicados a la detección de lluvia, mientras que otras funcionalidades también necesitan sensores, para detectar un vehículo que se cruza o un margen de carretera, por ejemplo. Se tiende entonces a multiplicar el número de sensores en el vehículo, lo cual encarece su coste global, hace más compleja la instalación de esos diferentes sensores y tiende a representar mayor estorbo en el vehículo, en particular en su habitáculo.

La invención tiene por objetivo entonces subsanar este inconveniente, al proponer un procedimiento mejorado de detección de lluvia sobre un parabrisas. Está orientada en particular a un procedimiento que sea al menos tan fiable como los procedimientos conocidos, pero que, en particular, utilice medios más compactos y/o menos complejos y/o más fáciles de montar sobre el vehículo y/o de utilizar.

La invención tiene por objeto en primer lugar un procedimiento de detección de gotas de lluvia sobre un parabrisas, que utiliza una cámara que va dispuesta en el interior del vehículo encarada con el parabrisas y que está enfocada al infinito.

Ventajosamente, esta cámara también es utilizada en el vehículo para otras funciones de detección, en particular para detectar vehículos (para hacer conmutar los faros del vehículo de un modo de iluminación a otro) y/o para detectar los márgenes de carril de circulación (para enviar un aviso al conductor si se sale de su carril de circulación) . Nótese que la misma cámara puede ser utilizada por tanto para la captura de imágenes cercanas y lejanas, con el mismo trayecto óptico, y sin que una zona de la cámara esté dedicada para una u otra de las funciones que tiene que cumplir. La cámara según la invención utiliza con neta ventaja una única zona activa, la misma para todas las imágenes que se van a capturar.

Se entiende por "cámara" todo dispositivo de adquisición de imágenes, de tipo cámara (en particular de tipo CCD o CMOS) o sensor, por ejemplo un sensor en blanco y negro o un sensor en color.

En la invención, se utiliza por tanto una cámara ya disponible, pues ya se utiliza en el vehículo para captar imágenes exteriores al vehículo. Esta cámara está por lo tanto enfocada generalmente al infinito, con el fin de poder captar con suficiente claridad elementos exteriores al vehículo y situados a al menos 20 metros del mismo. Por lo tanto, esta cámara encuentra una segunda utilización con éxito y de manera sorprendente: se habría podido pensar que una cámara enfocada al infinito, y no al parabrisas, estaría completamente inadaptada para la detección de gotas sobre dicho parabrisas.

Utilizar una cámara, en lugar de al menos dos, detrás del parabrisas dentro del habitáculo del vehículo permite proponer una mayor elección en el posicionamiento de esta cámara. Se recomienda no obstante que el campo de la cámara contenga al menos una porción de parabrisas que sea "limpiable" por el limpiaparabrisas en cuestión del vehículo, para que la cámara pueda detectar la aparición de nuevas gotas de lluvia cuando los limpiaparabrisas están en reposo, y no gotas estancadas.

La cámara según la invención se puede disponer así en un módulo a nivel del techo interior del vehículo o en sus proximidades, o sobre el panel de instrumentos, dentro de una "cubierta", por ejemplo la de instrumentación de a bordo o la de una pantalla de navegación.

Preferentemente, la invención tiene asimismo por objeto un procedimiento de detección de gotas de lluvia sobre un parabrisas, y que comprende:

- una etapa (a) de adquisición de imágenes mediante una cámara a través del parabrisas, cámara preferentemente enfocada al infinito,

- una etapa (b) de extracción de los contornos de las manchas presentes sobre las imágenes adquiridas,

- una etapa (c) de realización del histograma de las anchuras de contornos de las manchas.

En efecto, la cámara va a adquirir de hecho imágenes que toman en cuenta objetos sobre y a través del parabrisas, a lo lejos, imágenes que se pueden equiparar cada una de ellas a una agrupación de manchas. Y se ha revelado que se podía discriminar una mancha correspondiente a una gota de agua sobre el parabrisas respecto de otras manchas (correspondientes por ejemplo a un objeto del paisaje fuera del vehículo) en virtud de su anchura de contorno, que se puede cuantificar mediante un cierto número de píxeles. Las gotas de agua sobre un parabrisas presentan efectivamente un contorno relativamente más ancho que otras manchas. Establecer un histograma de estas anchuras de contorno permite seleccionar los puntos de contorno correspondientes a las gotas, y luego "reconstruir" eventualmente esas gotas en las imágenes mediante tratamiento, para a continuación caracterizarlas.

Así, el procedimiento según la invención comprende asimismo ventajosamente:

- una etapa (d) de umbralizado pasando de un mínimo umbral dado de las anchuras de contornos de las manchas, en particular con el fin de confirmar la eventual presencia de manchas susceptibles de corresponder a gotas sobre el parabrisas.

El procedimiento según la invención comprende asimismo preferentemente:

- una etapa (e) de reconstrucción de las gotas a partir de las anchuras de contorno umbralizadas,

- al menos una etapa (f) de caracterización de las manchas reconstruidas, que comprende al menos una de las siguientes medidas: medida de la variación del nivel de gris en las manchas, medida de borrosidad de dichas manchas, medida de la forma de dichas manchas, recuento del número de manchas.

En efecto, el estudio de la morfología de las gotas sobre parabrisas ha mostrado que gotas depositadas sobre una superficie como un parabrisas tenían la particularidad de presentar una fuerte variación de nivel de gris, con una transición zona oscura/zona clara detectable en el interior de los contornos de la mancha. También se ha observado que la forma del contorno de la gota, aproximadamente redonda, también era una característica detectable y particular de las gotas. También se ha apreciado que la presencia de una gota en el campo de visión de la cámara creaba una borrosidad que la cámara podía asimismo señalar. El recuento de las gotas es útil también para poder, en particular, distinguir una lluvia muy débil (que no precisa disparar el funcionamiento de los limpiaparabrisas) de una lluvia significativa.

Opcionalmente, el procedimiento según la invención comprende ventajosamente la implantación de una aproximación jerárquica durante la cual al menos una de las etapas (b) a (f) se repiten al menos para diferentes resoluciones de imagen (plena resolución, cuarto de resolución, octavo de resolución...) , en orden a hacer el procedimiento de detección indiferente al tamaño de las gotas.

Esta o estas etapas (e) y (f) no dejan de ser opcionales, siendo la etapa de localización de la presencia de gota mediante umbralizado de las anchuras de contornos la más discriminante, y suficiente. Estas etapas de reconstrucción y de caracterización permiten sin embargo dotar de aún más fiabilidad a los resultados de la detección, validando por ejemplo los resultados obtenidos por la etapa de umbralizado. También permiten afinar la manera en que se va... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de detección de gotas de lluvia sobre un parabrisas, que utiliza una cámara que va dispuesta en el interior del vehículo encarada con el parabrisas y que está enfocada al infinito, que comprende:

- una etapa (a) de adquisición de imágenes mediante la cámara a través del parabrisas; caracterizado porque comprende:

- una etapa (b) de extracción de los contornos de las manchas presentes sobre las imágenes adquiridas,

- una etapa (c) de realización del histograma de las anchuras de contornos de las manchas,

- una etapa (d) de umbralizado pasando de un mínimo umbral dado de las anchuras de contornos de las manchas, en particular con el fin de confirmar la eventual presencia de manchas susceptibles de corresponder a gotas sobre el parabrisas.

2. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque utiliza la cámara que es utilizada asimismo para detectar vehículos y/o los márgenes de carril de circulación y/o para hacer conmutar los faros del vehículo de un modo de iluminación a otro.

3. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque comprende:

- una etapa (e) de reconstrucción de las gotas a partir de las anchuras de contorno umbralizadas.

4. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque comprende:

- al menos una etapa (f) de caracterización de las manchas reconstruidas, que comprende al menos una de las siguientes medidas: medida de la variación del nivel de gris en las manchas, medida de borrosidad de dichas manchas, medida de la forma de dichas manchas, recuento del número de manchas.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una de las etapas (b a f) se ponen en práctica en el contexto de un acercamiento jerárquico.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende:

- una etapa (g) de participación en el disparo automático o de modificación automática de una funcionalidad del vehículo, en particular el accionamiento de los limpiaparabrisas, una vez llevada a cabo la detección de las gotas de agua sobre el parabrisas.

7. Dispositivo de detección de gotas de lluvia sobre un parabrisas, que comprende una cámara dispuesta en el interior del vehículo que está encarada con el parabrisas y que está enfocada al infinito, y medios de adquisición de imágenes mediante la cámara a través del parabrisas, caracterizado porque comprende:

- medios de extracción de los contornos de las manchas presentes sobre las imágenes adquiridas,

- medios de realización del histograma de las anchuras de contornos de las manchas,

- medios de umbralizado pasando de un mínimo umbral dado de las anchuras de contornos de las manchas, con el fin de identificar la eventual presencia de manchas susceptibles de corresponder a gotas sobre el parabrisas.

8. Dispositivo de detección de gotas de lluvia sobre un parabrisas según la reivindicación precedente, caracterizado porque comprende:

- eventualmente, medios de reconstrucción/caracterización de las manchas a partir de las anchuras de contorno umbralizadas, que comprenden al menos un medio de medición de uno de los siguientes parámetros: medida de la variación del nivel de gris en las manchas, medida de borrosidad de dichas manchas, medida de la forma de dichas manchas, recuento de dichas manchas,

- medios de mando de disparo automático o de modificación automática de una funcionalidad del vehículo, en particular el accionamiento de los limpiaparabrisas.

9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la cámara es compartida con al menos otro dispositivo de que está equipado dicho vehículo.

10. Medio de almacenamiento de información, caracterizado porque memoriza uno o varios programas cuya ejecución habilita una puesta en práctica del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6.

11. Programa de ordenador en un medio de almacenamiento de información, que incorpora una o varias secuencias de instrucciones ejecutables por un microprocesador y/o un ordenador, habilitando la ejecución de dichas secuencias de instrucciones una puesta en práctica del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6.