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技术巡猎 广汽本田 车窗起雾还在用手擦吗?冬天开车,最烦人的事之一就是车窗起雾

技术巡猎 广汽本田 车窗起雾还在用手擦吗?冬天开车,最烦人的事之一就是车窗起雾。你刚坐进车里,挡风玻璃就蒙上一层白雾,视野就瞬间模糊了。然后手忙脚乱开始找除雾按钮,擦完前档侧窗又起雾了。传统的除雾,靠手动开启空调,但等你发现雾气再操作,安全窗口已经过去了,高速行驶中哪怕是几秒钟的视野盲区,都可能导致严重后果。

广汽本田这项专利(CN 122323939 A)的思路是用机器视觉+环境感知,让系统自动识别起雾程度并分级除雾,整个过程不需要驾驶员操心,实现”无感除雾”。系统的感知输入有三路,车内摄像头拍车窗图像、车内温湿度传感器记录环境数据、车外光照强度和温湿度传感器监测外部条件。三路数据一起送进一个CNN-LSTM混合神经网络,输出当前的起雾程度,分为无雾、轻度、中度、重度四个等级。

图像增强是这个系统很用心的地方。摄像头拍车窗时,光照条件千变万化,正午阳光直射时画面过曝,隧道内昏暗时几乎看不清,夜间只有路灯时对比度极低。专利设计了一套自适应的图像增强流程:强光场景下先压缩高光防止过曝,弱光场景下提升亮度和对比度还原细节,然后统一做自适应直方图均衡(CLAHE)和多尺度Retinex增强来修正色彩偏差。在极暗环境下(光照强度低于阈值),系统还会自动提高摄像头ISO和曝光时间,并启动LED补光灯。补光灯的设计非常精细,四个独立的低功耗LED分别集成在四个摄像头旁,补光方向与拍摄方向一致,角度比拍摄角度缩小2-3度,确保只照亮车窗区域,不会溢出到驾驶员视野造成眩光。四个摄像头分别面向前后左右四扇车窗,通过集成支架安装在中控台上方或后视镜后方,没有盲区。

神经网络的结构设计还比较合理。CNN(卷积神经网络)分支处理车窗图像,提取雾层分布的空间特征,雾气在玻璃上的分布不均匀,有的地方薄有的地方厚,CNN擅长捕捉这种局部模式,识别出”这里已经开始起雾了但那里还清楚”。LSTM(长短期记忆网络)分支处理车内外温湿度差的时序数据,提取起雾趋势特征,起雾是一个动态过程,温度差和湿度差的变化趋势比瞬时值更能预测未来状态。比如车内温度快速上升(刚开空调暖风)而车外寒冷,即使当前还没起雾,趋势也预示着即将起雾。两个分支的特征通过自注意力机制融合,模型自动判断当前场景下图像特征和时序特征哪个更可靠,然后加权融合,最终映射为起雾程度的四个等级。

除雾策略对应四个等级分级执行,体现了”精准用药”的思路。无雾时什么都不做,保持当前空调状态;轻度起雾开启空调外循环,让车外干燥空气进来降低车内湿度,同时微调出风口风向让气流轻柔吹向玻璃,快速驱散初期雾层,这个阶段能耗最低,但足以阻止雾气发展;中度起雾启动空调除雾专用模式,调高鼓风机转速,将出风温度设定到25-30度区间,配合A/C制冷功能快速降低车内空气湿度,制冷除湿比单纯加热更有效;重度起雾则在上述基础上再加车窗加热丝和外后视镜加热,甚至短暂开窗缝隙换气,多管齐下确保在最短时间内恢复视野。

系统还有安全兜底机制,如果除雾操作执行5分钟后起雾程度没有改善,就对驾驶员发出预警---这可能是空调系统故障、加热丝损坏或者传感器异常,需要人工介入检查。训练模型涉及到大量的标注数据,不同车型、不同季节、不同湿度条件下的车窗图像,人工标注起雾程度标签,然后送入网络进行监督学习。这个过程虽然前期投入大,但一旦模型训练完成,部署到车上的推理成本很低,普通车载芯片就能实时运行。

传统自动除雾方案多依赖温湿度差阈值判断,问题是容易误判,阴雨天温湿度差符合起雾条件,但车窗其实没起雾;或者空调刚关闭时温差还很大但实际已经除干净了。引入机器视觉直接”看”玻璃,相当于给系统装了一双眼睛,从”猜”变成了”确认”,准确性可以很大提升。同时覆盖四扇车窗的全方位监测,也解决了传统方案只能管前挡、侧窗后窗成盲区的问题。