脏污的摄像头和传感器如何影响ADAS?
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早上你上了车,转动钥匙,仪表盘上出现了一个你完全没预料到的警告: 摄像头脏污,系统无法使用. 可当你透过前挡风玻璃看后视镜时,一切看起来干干净净. 这正是ADAS最狡猾的敌人: 肉眼无法察觉的薄水膜、油性清洁剂残留、冰壳,或是粘在格栅上的一层泥浆. 那么,哪个传感器在哪个位置,污垢会破坏什么,你又该怎么做?
你爱车的传感器地图: 摄像头、雷达和超声波传感器都在哪里?
现代汽车并不是只靠一只眼睛看路; 它几乎被一张传感器网络所包围. 前视摄像头通常安装在前挡风玻璃上,紧靠车内后视镜附近,透过玻璃的特定视野区域观察道路. 作为自适应巡航系统核心的前雷达,则隐藏在格栅、车标或前保险杠后方. 我们所说的驻车传感器即超声波传感器,安装在保险杠上,而盲点监测的雷达则位于后保险杠或车门区域. 用于驻车和环视的外部摄像头也会参与工作.
这种分布非常重要,因为每个传感器都有自己的弱点. 粘在前挡风玻璃上的虫尸残渣会让摄像头失明,却丝毫不会影响自适应巡航. 但附着在格栅前方的雪和泥浆,反而可能让雷达完全失效. 所以,并不存在一套通用的清洁流程; 每个传感器都有自己专属的表面.
污垢到底是如何让传感器失明的?
摄像头并不像人一样感知世界. 它通过处理对比度、边缘和形状来识别车道线、交通标志和前方车辆. 落在摄像头区域前的污垢、水膜、清洁剂残留、积雪或冰,都会降低图像的对比度. 结果呢? 系统看不到车道线,读不出交通标志,对前方车辆的识别也会延迟. 即使传感器本身完好无损,只要传到它的信息失真,系统就等于: 失明.
最关键的细节是: 有些障碍物是驾驶员无法察觉的. 薄薄的水膜、透明的贴纸或贴膜、油性清洁剂残留、玻璃内侧形成的雾气、细微划痕、玻璃水水滴...... 甚至连行车记录仪、手机支架或带锯齿的徽章都可能遮挡摄像头视野. 根据光线条件,一个你肉眼完全看不见的东西,也可能让系统彻底锁死. 也就是说, 你看不见,并不意味着摄像头也看不见;反过来也一样.
要点总结
- 前向摄像头通常位于车内后视镜附近,前雷达则藏在格栅或车标后面.
- 车道保持、交通标志识别、前方碰撞预警以及部分自动紧急制动系统会直接受到摄像头脏污的影响.
- 自适应巡航不受脏污前挡风玻璃的影响; 但它自身的雷达表面可能被积雪和泥浆覆盖.
- 如果警告信息在清洁后仍未消失,问题可能是划痕、破损或校准偏移.
哪个系统会受影响? 是摄像头还是雷达?
问题的答案完全取决于系统基于哪个传感器. 以下是一个实用的总结:
| 传感器 | 位置 | 受影响的系统 |
|---|---|---|
| 前视摄像头 | 前挡风玻璃,内后视镜附近 | 车道警告/保持、交通标志识别、前碰撞预警、部分AEB功能 |
| 前雷达 | 格栅、车标或保险杠后方 | 自适应巡航,以及部分前碰撞预警系统 |
| 超声波传感器 | 前后保险杠 | 泊车辅助 |
| 侧向/后向雷达 | 后保险杠或后备箱盖区域 | 盲点警告 |
| 外置摄像头 | 车身/保险杠周围 | 泊车和360度全景影像 |
这张表的要点如下: 脏污的前挡风玻璃并不会使所有ADAS功能失效. 基于摄像头的功能会失效,而基于雷达和超声波的功能只要各自表面保持清洁就能继续工作. 在混合系统上,也就是同时使用摄像头和雷达的车辆上,情况要更复杂一些; 不同车辆的逻辑各不相同,建议查阅自己车辆的用户手册.
系统能察觉自己脏了吗? 警告与行为
现代车辆通常能发现被遮挡的摄像头,并在仪表盘上给出明确提示: 比如"摄像头脏污,系统当前不可用"之类的警告. 当雷达表面被雪或冰覆盖时,也会出现类似的情况; 有些车辆会直接显示"请清洁雷达"之类的信息. 警告出现后,受影响的功能通常会失效或以受限模式运行.
这里有一条黄金法则: 如果警告在清洁后消失,问题大概率出在表面上. 但如果清洁之后依然存在模糊或眩光,问题可能就更严重了; 问题可能源于划伤、崩边、裂纹或玻璃质量问题. 而且要注意: 系统并不保证在所有情况下都会提醒你. 在某些情况下,系统性能可能会悄然下降. 因此,与其等待警告,不如提前采取措施,这要明智得多.
正确的清洁方法: 该做什么,绝对不该做什么?
安全的清洁步骤
先清洁外表面: 用合适的汽车玻璃清洁剂和干净的布擦拭摄像头视野区域. 如果你能安全地触及内侧表面,也要同样仔细地清洁,因为内部冷凝和内侧污渍确实会造成问题. 确保玻璃水壶中加注了适合当地气候的液体; 堵塞的喷嘴会让摄像头区域留有污垢. 冬季清洁传感器时要温柔,盐和沙粒既可能损伤车漆,也可能划伤精密表面; 可以用干净的纸巾或布擦干.
禁止事项
- 不要拆开摄像头护罩,不要触碰光学部件; 切勿自行尝试校准.
- 不要对配备ADAS摄像头的挡风玻璃使用硬物或过度用力; 否则可能破坏对准.
- 不要把雨刮胶条当除冰铲使用; 冻结可能损坏机构、雨刮臂,甚至电机. 先让冰融化.
别忘了,制造商们也在积极解决这个问题. 一些车辆已将旋转式镜头盖、摄像头雨刮、玻璃水喷淋或加热等传感器清洁系统作为标配. 也就是说,这个问题严重到整个行业都在开发解决方案.
冬季最大的敌人: 雪、冰和路面污垢
冬季环境对传感器来说是一场独立的考试. 冰、霜和路面污垢会在毫无预警的情况下遮蔽传感器和摄像头镜头; 尤其是前向摄像头对结冰非常敏感. 雾气、风雪迷漫以及冰面反射的阳光也会削弱系统的感知能力; 而大雪则可能完全遮蔽车道标线. 摄像头因脏污而丢失车道标线的情形,在冬季要容易出现得多.
AAA的受控测试揭示了一个有趣的细节: 中等强度的模拟降雨影响了受测试的自动紧急制动和车道保持系统; 但模拟前挡风玻璃污垢的条件并未明显降低性能. 也就是说,并非每一道污痕都意味着系统崩溃; 真正严重的是污垢的数量、类型与光照条件叠加之后产生的影响. 不过如果你想保持安全,规则很简单: 在冰雪路面降低车速,将跟车距离拉大到平时的至少三倍,并在出发前检查传感器表面.
是污垢还是打滑? 校准问题
有时问题并不能靠清洁解决,因为真正的问题出在传感器的角度上. 对大多数制造商来说,更换前挡风玻璃后必须对摄像头和雷达进行校准; 即使摄像头的角度只偏移1度,也可能让系统误判. 小碰撞、悬挂维修或零件更换也可能改变传感器的角度. 静态校准在车间内借助目标板进行,动态校准则在受控道路上进行; 有些车辆要求两者结合使用. 简而言之,如果清洁之后警告仍然持续,就应该请专业人员检查.
驾驶者的真正责任: ADAS是助手,不是司机
到目前为止我所讲的一切,可以归结为一句话: ADAS不是自动驾驶,而是驾驶者的助手. 它可以在紧急情况下介入,但注意力和控制权始终在你手中. 即使是倒车影像也不是后视镜和转头观察的替代品; 如果你不清洁、不检查,系统可能悄无声息地失明. 即使没有警告出现,关注车速、跟车距离和视野也是你的职责.
于是问题的答案清晰了: 脏污的摄像头和传感器会悄然削弱ADAS的感知能力; 哪个系统受影响取决于哪个传感器,警告通常会出现,但并非总是如此. 出发前花30秒,检查一下摄像头区域和格栅,冬天要把玻璃彻底除冰. 这样一个小习惯,能在路上带来巨大的差别. 你觉得一块小抹布和两分钟的检查,值得让所有这些系统安全运行吗? 我认为绝对值得.
参考资料
- How a Dirty Windshield Can Affect ADAS Performance - TOPEX
- How to Keep Your Car's Safety Sensors Clean During Winter - Consumer Reports
- How To Maintain Your ADAS Technology - ADAS Solutions USA
- The Different Sensors ADAS Systems Use - CarADAS
- 驾驶辅助技术 - NHTSA
- 无论晴雨,保持传感器清洁再上路 - Genesis Newsroom
- 了解自适应巡航控制 - MN ADAS
- 冬季ADAS校准安全提示 - Siouxland Glass