CN112739583B - 车窗清洁方法、车窗清洁装置及车辆 - Google Patents

Abstract

一种智能车辆及应用于智能车辆中的车窗清洁装置和车窗清洁方法，可应用于智能驾驶领域。车辆(1000)包括车窗(800)、检测装置(20)及多个超声波换能器(10)。所述车窗清洁方法包括：通过检测装置(20)对车窗(800)进行检测以获取检测信息；当根据所述检测信息确定所述玻璃(800)上存在杂物时，控制所述多个超声波换能器(10)工作以对所述玻璃(800)进行清洗。通过使用多个超声波换能器替代现有技术中的雨刮器来对玻璃进行清洗，进而能够降低功耗且提高清洁度。

Description

车窗清洁方法、车窗清洁装置及车辆

技术领域

本申请涉及车窗清洁技术领域，尤其涉及一种车窗清洁方法、车窗清洁装置及车辆。

背景技术

车窗上的雨水和杂物一直是困扰驾驶员的一个难题，特别是在雨天会严重影响驾驶员的视线。现有的方法主要是通过控制雨刮器来进行清理。然而，由于雨刮器在清理过程中与玻璃表面存在摩擦进而导致清洁的能耗较高。此外，雨刮器清理范围有限，存下清理死区，且通过雨刮器清理过的车窗存在水痕，容易引起驾驶员分神，严重的会导致交通事故的发生。

发明内容

本申请实施例提供一种车辆及应用于车辆中的车窗清洁方法和车窗清洁装置，使用多个超声波换能器替代现有技术中的雨刮器来对玻璃进行清洗，进而能够降低功耗且提高清洁度。

第一方面，本申请实施例公开一种车窗清洁方法，车窗上设置多个超声波换能器。所述车窗清洁方法包括：对所述车窗进行检测以获取检测信息；当根据所述检测信息确定所述车窗上存在杂物时，控制所述多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗。

其中，所述超声波换能器是一种将电能转换成机械波的装置。此外，也可将能够发出声波且实现清洁的器件均称为超声波换能器。

第一方面的技术方案，由于采用多个超声波换能器来代替传统的雨刮器，在对车窗进行清洁时不存在摩擦，减少了能量损。此外，由于超声波换能器所产生的超声波传播方向平行并紧贴于车窗的表面，不会遮挡驾驶员的视线，同时由于超声波的反射特性能够来回清洗，提高了清洁度，进而解决了现有的车辆因采用雨刮器进行清洁而带来的功耗大且清洁度低的问题。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了进一步降低功耗，所述控制所述多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗包括：根据所述多个超声波换能器的设置位置对所述车窗进行分区；确定杂物所在的具体区域；控制与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作以对车窗进行清洗。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，控制所述多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗，并在预设时间后控制所述多个超声波换能器停止工作，如此可以避免杂物已经清理干净，而超声波换能器持续工作的情况发生，进而可以进一步降低功耗以减少能量的浪费。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了在提高清洁度的同时降低成本，所述多个超声波换能器沿着所述车窗的边缘分别沿第一方向和第二方向排列，且第一方向和第二方向相交；所述根据所述多个超声波换能器的设置位置对所述车窗进行分区包括：分别以第一方向和第二方向上的相邻的超声波换能器之间的分隔线及其交点为依准将所述车窗划分为若干区域；其中，每个区域分别对应所述第一方向和所述第二方向上的至少一个超声波换能器。所述控制与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作以对车窗进行清洗包括：控制与杂物所在区域相对应的第一方向和第二方向上的超声波换能器均工作以对车窗进行清洗；或者，控制与杂物所在区域相对应的第一方向和第二方向上的至少一个超声波换能器工作以对车窗进行清洗，如此可以进一步降低能耗。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了提高对车窗的清洁度，所述车窗清洁方法在对所述车窗进行清洗之后还包括：判断杂物所在的区域是否清理干净；当确定杂物所在的区域清理干净时，控制与杂物所在区域相对应的超声波换能器停止工作。具体地，控制与杂物所在区域相对应的第一方向和第二方向上的超声波换能器均停止工作。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了提高检测精度以及杂物位置的确定精度，所述检测信息为图像信息；所述确定杂物所在的具体区域包括：根据所述图像信息并基于神经网络分类模型确定杂物所在的具体区域。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述车窗清洁方法在对所述车窗进行清洗之前还包括：基于所述神经网络分类模型判断杂物类型是否为水；当确定杂物类型不是水时，喷洒清洁剂。如此可以提高对非水类杂物的清洁度。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述神经网络分类模型通过将若干训练集输入构建的神经网络中进行训练获得；其中，所述若干训练集通过将杂物类型分为水和非水两类，并选取同一类目标物根据被赋予唯一值的每个分区进行依序排列作为一个训练样本而获得，如此通过大数据的统计和分析可以提高杂物位置和杂物类型的确认精度。

第二方面，本申请实施例公开一种车窗清洁装置，包括检测装置、数据处理模块、多个超声波换能器、驱动模块以及主控模块。多个超声波换能器，设置于所述车窗上。检测装置用于对所述车窗的清洁信息进行检测以获取检测信息。数据处理模块用于对所述检测信息进行处理以确定所述车窗上是否存在杂物。驱动模块用于产生脉冲电压来驱动所述多个超声波换能器工作。主控模块分别与所述数据处理模块和所述驱动模块相连，用于在确定所述车窗上存在杂物时，控制所述驱动模块驱动多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗。

其中，所述超声波换能器是一种将电能转换成机械波的装置。此外，也将能发出超声波的器件均可称为超声波换能器。

第二方面所述的技术方案，由于采用多个超声波换能器来代替传统的雨刮器，在对车窗进行清洁时不存在摩擦，减少了能量损。此外，由于超声波换能器所产生的超声波传播方向平行并紧贴于车窗的表面，不会遮挡驾驶员的视线，同时由于超声波的反射特性能够来回清洗，提高了清洁度，进而解决了现有的车辆因采用雨刮器进行清洁而带来的功耗大且清洁度低的问题。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，为了进一步降低功耗，所述数据处理控模块用于根据所述多个超声波换能器的设置位置对所述车窗进行分区，并确定杂物所在的具体区域；所述主控模块用于控制所述驱动模块驱动与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作以对车窗进行清洗。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述主控模块用于控制所述多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗，并在预设时间后控制所述多个超声波换能器停止工作，如此可以避免杂物已经清理干净，而超声波换能器持续工作的情况发生，进而可以进一步降低功耗以减少能量的浪费。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，为了在提高清洁度的同时降低成本，所述多个超声波换能器沿着所述车窗的边缘分别沿第一方向和第二方向排列，且第一方向和第二方向相交；所述主控模块分别以第一方向和第二方向上的相邻的超声波换能器之间的分隔线及其交点为依准将所述车窗划分为若干区域；其中，每个区域分别对应所述第一方向和所述第二方向上的至少一个超声波换能器。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，为了提高对车窗的清洁度，当所述控制模块控制所述驱动模块驱动与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作以对车窗进行清洗后，所述数据处理模块还用于判断杂物所在的区域是否清理干净；所述主控模块还用于在确定杂物所在的区域清理干净时，控制所述驱动模块停止驱动与杂物所在区域相对应的超声波换能器。具体地，所述控制模块用于控制与杂物所在区域相对应的第一方向和第二方向上的超声波换能器均停止工作。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，为了提高检测精度以及杂物位置的确定精度，所述检测装置为摄像头；所述检测信息为图像信息；所述数据处理模块用于根据所述图像信息并基于神经网络分类模型确定杂物所在的具体区域。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，为了提高对非水类杂物的清洁度，所述车窗清洁装置还包括辅助清洁装置及与所述辅助清洁装置相连的清洁控制模块。所述控模块还与所述清洁控制模块相连。所述数据处理模块还用于基于所述神经网络分类模型判断杂物类型是否为水；所述主控模块还用于在确定杂物类型不是水时，通过所述清洁控制模块控制辅助清洁装置喷洒清洁剂。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，为了提高杂物位置和杂物类型的确认精度，所述神经网络分类模型通过将若干训练集输入构建的神经网络中进行训练获得；其中，所述若干训练集通过将杂物类型分为水和非水两类，并选取同一类目标物根据被赋予唯一值的每个分区进行依序排列作为一个训练样本而获得。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，为了实现使用车机来对超声波换能器的驱动，所述驱动模块包括升压单元及半桥驱动单元。升压单元用于将车机电源提供的低压直流电进行升压。半桥驱动单元与所述升压单元相连，用于将升压后的直流电转换为所述超声波换能器对应频率的高压脉冲电压。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述升压单元包括电感、控制开关、第一二极管、第一电容和稳压二极管。所述电感的第一端与车机电源相连，且所述电感的第二端与所述控制开关的第一连接端相连；所述控制开关的第二连接端接地，且所述控制开关的控制端与高频脉冲信号的发生器相连，用于接收高频脉冲信号。所述第一二极管的阳极电连接于所述电感的第二端和所述控制开关的第一连接端之间，所述第一二极管的阴极通过所述第一电容接地，且所述第一二极管的阴极还与所述半桥驱动单元相连。所述稳压二极管的阴极与所述第一二极管的阴极相连，且所述稳压二极管的阳极接地。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述控制开关的第一连接端、第二连接端和控制端分别对应NPN型三极管的集电极、发射极和基极。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述半桥驱动单元包括控制单元、第一电子开关和第二电子开关。所述第一电子开关的第一连接端与所述升压单元相连，所述第一电子开关的第二连接端与所述第二电子开关的第一连接端相连，所述第一电子开关的控制端与控制单元的第一输出引脚相连。所述第二电子开关的第二连接端接地，所述第二电子开关的控制端与控制单元的第二输出引脚相连。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一电子开关的第一连接端、第二连接端及控制端分别对应N型MOS场效应管的漏极、源极和栅极。所述第二电子开关的第一连接端、第二连接端和控制端分别对应N型MOS场效应管的漏极、源极和栅极。

第三方面，本申请实施例公开一种车辆，包括车窗；所述车辆还包括如第二方面以及第二方面中任一可能的实现方式描述的车窗清洁装置。

附图说明

图1为本申请实施例中的车辆的立体图。

图2为本申请实施例中的车窗清洁装置的原理框图。

图3为本申请实施例中的驱动模块的原理框图。

图4为本申请一实施例中的驱动模块的电路原理图。

图5为本申请另一实施方式中的半桥驱动单元的电路原理图。

图6为本申请一实施例中的车窗清洁方法的流程图。

图7为本申请一实施例中的多个超声波换能器的分布示意图。

图8为本申请另一实施例中的车窗清洁方法的流程图。

图9为本申请再一实施例中的车窗清洁方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种车辆及应用于车辆中的车窗清洁装置和车窗清洁方法，所述车窗清洁装置和所述车窗清洁方法用于对车窗进行自动清洁。所述车窗清洁装置和所述车窗清洁方法通过检测装置对车窗进行检测，并在检测到车窗上存在杂物时控制超过声波换能器工作以对车窗进行自动清洁，进而解决了现有的车辆因采用雨刮器进行清洁而带来的功耗大且清洁度低的问题。下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。

请参阅图1，图1为本申请一实施例中的车辆的立体图。所述车辆1000包括但不限于轿车、客车、货车、牵引车及火车等，在此不做限定。其中，轿车、客车和货车等又可统称为汽车。本申请实施例中，以汽车为例来进行说明。

如图1所示，车辆1000包括车体900以及安装于车体900上的玻璃800。可以理解，根据所述玻璃800安装于所述车体900上的位置不同，可以形成车辆1000的前、后风窗和侧窗以满足车内采光、通风及司乘人员视野的需要。

其中，汽车的前、后窗，通常采用有利于视野而又美观的曲面玻璃，借橡胶密封条嵌在窗框上或用专门的粘合剂粘贴在窗框上。为便于自然通风，汽车的侧窗玻璃通常可上、下或前、后移动。在玻璃与导轨之间，装有呢绒或植绒橡胶等材料的密封槽。某些汽车的侧窗，还采用有利于汽车布置的圆柱面玻璃。

此外，玻璃800上设置有多个超声波换能器10，车辆1000内还设置有检测装置20。

请结合参阅图2，图2为本申请一实施例中的车窗清洁装置的原理框图。所述车辆1000还包括应用于该车辆1000中的车窗清洁装置100。所述车窗清洁装置100包括多个超声波换能器10、检测装置20、驱动模块30、数据处理模块40、辅助清洁装置50、清洁控制模块60及主控模块70。

所述超声波换能器10是一种将电能转换成机械波的装置，其一般由压电陶瓷构成，当在其上加上相应频率的脉冲电压时，内部压电晶片会带动振动板会发生振动，发出超声波。超声波是一种频率高于20kHz的声波，利用超声波的定向压强，可以使水表面隆起，将水分子打散而蒸发；同理，可以对清洗液产生周期性的减压力和压缩力相互作用，从而在周围产生强大的机械冲击力，使得玻璃表面的污渍被震落。

此外，也可以将能够发出声波且能够实现上述功能的器件都称为超声波换能器。

基于上述原理可知，采用超声波换能器10可以实现对玻璃进行清洁的目的。此外，由于超声波的反射特性能够来回清洗，进而可以提高清洁度。本实施方式中，所述多个超声波换能器10设置于玻璃800的边缘，以使得超声波换能器10所产生的超声波传播方向平行并紧贴于玻璃800的表面。

所述驱动模块30与所述多个超声波换能器10相连，用于产生一定频率的脉冲电压来驱动所述多个超声波换能器10正常工作而发出超声波。

需要说明的是，当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。此外，本申请实施例中的“相连”是指电连接。

所述检测装置20用对玻璃800上的清洁信息进行检测以获取检测信息。其中，清洁信息是指玻璃800上是否存在杂物。其中，杂物包括但不限于水流(雨水)、污渍等。本申请实施方式中，所述检测装置20为摄像头，所述摄像头用于采集玻璃800的图像信息。所述摄像头可以设置于车体900内并对准玻璃800。在其他实施方式中，所述检测装置20还可以是光传感器，通过检测玻璃800的光线的强弱来确定玻璃表面是否存在杂物。可以理解，为了提高检测精度，所述车窗清洁装置100可以包括多个检测装置。

所述数据处理模块40与所述检测装置20相连，用于对所述检测信息进行处理以确定玻璃800上是否存在杂物以及判断杂物的类型。其中，所述数据处理模块40可以是处理器。处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述辅助清洁装置50用于喷洒清洁剂在玻璃800上，有助于杂物的脱落和清除。本申请实施例中，所述辅助清洁装置50为清洁剂喷头，其可以设置于玻璃800的边缘。

所述清洁控制模块60与所述辅助清洁装置50相连，用于控制所述辅助清洁装置50进行工作。例如，所述清洁控制模块60可以控制所述辅助清洁装置50持续喷洒清洁剂的时间以及喷洒数量。此外，所述清洁控制模块60还可以检测辅助清洁装置50中的清洁剂的数量，并当辅助清洁装置50的清洁剂的数量少于预设数量时发出报警以提醒驾驶员及时添加清洁剂。其中，清洁控制模块60可以是处理器，也可以是微型单片机。

所述主控模块70分别与所述驱动模块30、所述数据处理模块40和所述清洁控制模块60通信连接，用于接收所述驱动模块30、所述数据处理模块40和所述清洁控制模块60上报的信息，并下发相应的命令至所述所述驱动模块30、所述数据处理模块40和所述清洁控制模块60。在本实施方式中，所述主控模块70为车辆1000的车身控制模块(BCM)，通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)分别与所述驱动模块30、所述数据处理模块40和所述清洁控制模块60通信连接。

然而，现有的车辆1000的车机所提供的电压大都为低压(如12V)，而超声波换能器10的工作电压通常较高(如100V以上)，因此需要对车机电压进行处理才能实现对超声波换能器10的驱动。下面对本申请实施例中的用于对超声波换能器10进行驱动的驱动模块30进行详细的介绍。

请参阅图3，图3为本申请一实施例中的驱动模块的原理框图。所述驱动模块30包括升压单元31和半桥驱动单元32。所述升压单元31用于将车机电源提供的低压直流电进行升压。所述半桥驱动单元32与所述升压单元31相连，用于将升压后的直流电转换为超声波换能器10对应频率的高压脉冲电压，以保证超声波换能器10的正常工作。

请参阅图4，图4为本申请一实施例中的驱动模块的电路原理图。如图4所示，所述升压单元31包括电感L、控制开关Q1、第一二极管D1、第一电容C1和稳压二极管D2。所述电感L的第一端与车机电源相连，且所述电感L的第二端与所述控制开关Q1的第一连接端相连；所述控制开关Q1的第二连接端接地，且所述控制开关Q1的控制端与高频脉冲信号的发生器相连，用于接收高频脉冲信号。在一具体的实施方式中，所述控制开关Q1的控制端通过第一电阻R1与高频脉冲信号的发生器相连。所述第一二极管D1的阳极电连接于所述电感L的第二端和所述控制开关Q1的第一连接端之间，所述第一二极管D1的阴极通过所述第一电容C1接地，且所述第一二极管D1的阴极还与所述半桥驱动单元32相连。所述稳压二极管D2的阴极与所述第一二极管D1的阴极相连，且所述稳压二极管D2的阳极接地。

在一种可能的实施方式中，所述控制开关Q1的第一连接端、第二连接端和控制端分别对应NPN型三极管的集电极、发射极和基极。

所述半桥驱动单元32包括控制单元321、第一电子开关Q2和第二电子开关Q3。所述第一电子开关Q2的第一连接端与所述升压单元31相连，所述第一电子开关Q2的第二连接端与所述第二电子开关Q3的第一连接端相连，所述第一电子开关Q2的控制端通过一第二电阻R2与控制单元321的第一输出引脚P1相连。所述第二电子开关Q3的第二连接端接地，所述第二电子开关Q3的控制端通过第三电阻R3与控制单元321的第二输出引脚P2相连。

在一具体的实施方式中，所述第一电子开关Q2的第一连接端、第二连接端及控制端分别对应N型MOS场效应管的漏极、源极和栅极。所述第二电子开关Q3的第一连接端、第二连接端和控制端分别对应N型MOS场效应管的漏极、源极和栅极。

下面对驱动模块30的工作原理进行介绍。

上述升压单元31的电路设计主要基于第一电容C1和电感L的储能和释放电能的基本特性。通过在控制开关Q1的控制端输入5v高频率脉冲信号，可以快速地控制控制开关Q1的导通和关闭。当控制开关Q1的控制端为高电平时，控制开关Q1导通，此时电感L上的电流通过控制开关Q1流向地；当控制开关Q1的控制端为低电平时，控制开关Q1处于截止状态，由于电感L电流不能突变，保持上一阶段的电流，电流无法流向地，从而给第一电容C1充电，随着充电的进行，电感L上的电流会逐渐减小，第一电容C1两端的电压会逐渐增大；当控制开关Q1的控制端再一次为高电平时，控制开关Q1开始导通，电感L停止充电，电感L上再次产生大电流，由于第一二极管D1的作用，使得第一电容C1无法放电，等下一次控制开关Q1的控制端为低电平时，电感L继续给第一电容C1充电。如此反复，经过很短的一段时间后，第一电容C1将充满电并基本维持稳定，即第一电容C1上的电压会基本不变。此外，由于稳压二极管D2的作用，第一电容C1上的电压能够稳定在合适的大小。

第一电容C1上的电压将通过第一电子开关Q2的第一连接端输入到半桥驱动单元32。当控制单元321控制第一输出引脚P1输出高电平时，第一电子开关Q2导通，Vout输出高电压(第一电容C1的电压)；当控制单元321控制第二输出引脚P2输出高电平时，第二电子开关Q3导通，Vout输出低电压(基本上接近地电位)。如此，控制单元321通过控制第一输出引脚P1和第二输出引脚P2交替输出高电平，可使得Vout输出高频脉冲电压。

请参阅图5，图5为本申请另一实施方式中的半桥驱动单元的电路原理图。在本申请实施方式中，控制单元321以型号为IR2104S的芯片为例进行说明。如图5所示，该芯片为12V供电，Vin为高压直流信号的输入端，用于接收升压单元31输出的高压直流电。HO为高压端驱动输出(同图4中的第一输出引脚P1)，LO为低压端驱动输出(同图4中的第二输出引脚P2)。当HO为高电平时，第一电子开关Q2导通，Vout输出高电压；当LO为高电平时，第二电子开关Q3导通，Vout输出低电压。

需要说明的是，本实施方式中的第二二极管D3是一个重要的自举器件，能阻断电路中产生的高压，为了减少电荷损失，本实施方式中的第二二极管D3采用IN4007型快恢复二极管。第二电容C2也是一个自举元件，主要是给芯片内提供高压，为保证高压部分电路有足够的能量供给。此外，还可以通过引脚Vp控制Vout输出的脉冲电压的频率，进而能够实现对不同频率的超声波换能器10的驱动，提高了驱动模块30的适应性。

上述各实施例中，虽然对车窗清洁装置100的各个模块的功能进行了介绍，但如何对多个超声波换能器10进行控制才能实现对玻璃800的自动清洁，以达到降低功耗和提高清洁度的效果仍是本案研究的重点。因此，本申请实施例还提供一种车窗清洁方法，所述车窗清洁方法应用于前述的车辆1000中。可以理解，本申请实施例中的车窗清洁方法应用于前述的车辆1000中仅仅是一个示例，所述动清洁方法还可以用于对建筑物(如房屋)上的玻璃的清洗，还可以用于对车身表面进行自动清洗，在此不做限定。

请参阅图6，图6为本申请一实施例中的车窗清洁方法的流程图。所述车窗清洁方法包括如下步骤。

步骤S11，通过所述检测装置对所述车窗进行检测以获取检测信息。

在一种实施方式中，所述检测装置20为摄像头，所述检测信息为车窗的图像信息。步骤S11具体为：数据处理模块40通过摄像头对车窗进行图像采集以获得图像信息。

其中，摄像头包括但不限于，红外摄像头、深度相机、RGB传感器、结构光传感器等。所述图像信息为通过摄像头对车窗进行监测而获取的图像。本申请实施方式中，为了提高车辆1000在夜间行驶时对车窗图像的采集精度，所述摄像头为红外摄像头。

在本申请实施方式中，所述车窗为汽车1000的前挡风车窗，所述摄像头可以设置于车体900内并对准前挡风车窗。可以理解，为了提高对车窗图像采集的精度，可以设置有多个摄像头从不同的视角获取车窗的图像。

步骤S12，根据所述检测信息判断所述车窗上是否存在杂物。若是，则执行步骤S13；若否，则执行步骤S11。

一种实施方式中，所述数据处理模块40用于将所述图像信息输入至神经网络分类模型中来判断所述车窗上是否存在杂物。其中，可以预先收集杂物训练集，并将收集到的训练集输入到神将网络中进行训练以获得所述神经网络分类模型。

在另一种实施方式中，所述数据处理模块40在确定车窗上的杂物的数量大于预设阈值时，确定所述车窗上存在杂物，如此可以避免因误判而引起的不必要的能量消耗。

步骤S13，控制所述多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗。

具体地，数据处理模块40将确定车窗上存在杂物的判断结果发送至主控模块70，主控模块70控制所述多个超声波换能器10工作以对所述车窗进行清洗。

通常情况下，若杂物为普通的杂物，在多个超声波换能器10工作一段时间后，应能将杂物清理干净，因此，为了降低能耗以免造成杂物清理干净后多个超声波换能器10仍继续工作的情况发生，一种实施方式中，所述主控模块70控制所述驱动模块30驱动所述多个超声波换能器10工作以对所述车窗进行清洗，并在预设时间后控制所述多个超声波换能器10停止工作。

然而，也有可能当多个超声波换能器10工作预设时间后，杂物仍存在的情况。因此，为了提高对车窗的清洁度，在另一种实施方式中，当控制多个超声波换能器10工作预设时间后，数据处理模块40还判断所述车窗上的杂物是否被清理干净；若是，则主控模块70控制所述多个超声波换能器10停止工作；若否，则主控模块70控制所述多个超声波换能器10继续工作直至杂物被清理干净为止。

其中，数据处理模块40判断所述车窗上的杂物是否被清理干净的方法可以通过再次执行上述步骤S11和步骤S12来实现。当然，还可以通过其他方式(如湿度传感器或光传感器等)来实现，在此不做限定。

此外，为了避免误判的情况发生，所述数据处理模块40可以多次执行步骤S11和步骤S12来确定车窗上是否存在杂物，若在执行预设次数(如3次)以上，都判断车窗上不存在杂物，则可确定清理干净。

本申请实施例中的车窗清洁方法，由于采用多个超声波换能器10来代替传统的雨刮器，在对车窗进行清洁时不存在摩擦，减少了能量损。此外，由于超声波换能器10放置在车窗的边缘，所产生的超声波传播方向平行并紧贴于车窗的表面，所以不会遮挡驾驶员的视线，同时由于超声波的反射特性能够来回清洗，提高了清洁度，进而解决了现有的车辆因采用雨刮器进行清洁而带来的功耗大且清洁度低的问题。

可以理解，为了能够实现对车窗的全面清洁，通常应在车窗的一个或者多个边缘间隔设置有多个超声波换能器10以使得所述超声波换能器10在工作时所发出的超声波能够覆盖整个车窗表面。一种具体的实施方式中，为了在提高清洁度的同时降低成本，在车窗的相交的两个边缘设置有超声波换能器10。

具体地，请参阅图7，图7为本申请一实施例中的多个超声波换能器的分布示意图。如图7所示，所述多个超声波换能器10沿着所述车窗的边缘分别沿第一方向和第二方向排列，且第一方向和第二方向相交。本申请实施例中，所述第一方向和所述第二方向大致垂直。根据所述超声波换能器10的分布位置，所述数据处理模块40分别以第一方向和第二方向上的相邻的超声波换能器10之间的非分隔线L及其交点为依据将所述车窗划分为若干区域P，其中，每一区域P分别对应第一方向上的至少一个超声波换能器10和第二方向上的至少一个超声波换能器10。如此，将杂物根据所述分区依序排列作为一个训练样本，收集若干个训练集；再将得到的训练集输入到构建的神经网络中可以以获得所述神经网络分类模型。

为了能够将车窗全面清理干净，通常会在车窗的边缘设置若干超声波换能器10以使得当全部的超声波换能器10工作时能够将车窗清理干净。然而，若车窗上的杂物只是存在于车窗上的某一处，此时若控制所有的超声波换能器10工作则会造成能耗的浪费。因此，基于图7中的多个超声波换能器10的分布情况以及对车窗的区域划分情况，本申请实施例还提供另一种车窗清洁方法以进一步降低能耗。

请参阅图8，图8为本申请另一实施例中的车窗清洁方法的流程图。如图8所示，本申请实施方式中，图6中的步骤S13还具体包括如下步骤。

步骤S131，根据所述多个超声波换能器的设置位置对所述车窗进行分区，确定杂物所在的具体区域。

当确定车窗上存在杂物时，还需进一步确定杂物的位置，例如，需要确定杂物具体分布于图7中的哪个区域。本实施方式中，所述数据处理模块40根据所述多个超声波换能器10的设置位置对所述车窗进行分区，并确定杂物所在的具体区域。

步骤S132，控制与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作预设时间以对车窗进行清洗。

如此，可以只开启与存在杂物的区域所对应的超声波换能器10工作即可，进行可以降低能耗。具体的，所述主控模块70控制与杂物区域相对应的第一方向和第二方向上的至少一个或者全部超声波换能器10工作以对车窗进行清洗。

步骤S133，判断杂物是否清理干净。若是，则执行步骤S134；若否，则执行步骤S132。

具体地，数据处理模块40根据采集的图像信息判断杂物是否清理干净。可以理解，在一些实施方式中，该步骤(S132)也可以省略，也即在超声波换能器10工作预设时间后即可将超声波换能器10关闭，如此可以提高系统的工作效率。

步骤S134，控制与杂物所在区域相对应的超声波换能器停止工作。

具体的，所述主控模块70控制与杂物区域相对应的第一方向和第二方向上的全部超声波换能器10停止工作。

上述实施例中，只是确定车窗上是否存在杂物，并未对杂物类型进行判断。可以理解，通常情况下车辆1000的前挡风车窗上的杂物都是雨水，因此只要开启超声波换能器10工作直接进行清洁即可。然而，有时也会存在除雨水之外我的杂物，例如，泥点或者油渍，该等类型的杂物若直接通过开启超声波换能器10工作来请进行清除，可能清除不干净，需要通过喷洒清洁剂才能清除干净。因此，本申请实施例还提供另一种车窗清洁方法，以进一步提高清洁度。

请参阅图9，图9为本申请再一实施例中的车窗清洁方法的流程图。如图9所示，本申请实施例中的车窗清洁方法较之图8中的车窗清洁方法不同的是，所述车窗清洁方法还包括如下步骤。

步骤S31，判断杂物类型是否为水。若是，则执行步骤S132；若否，则执行步骤S32。

本申请实施方式中，将杂物分为水质类型和非水质类型。具体地，数据处理模块40基于神经网络分类模型来判断杂物类型是否为水。本实施方式中，所述神经网络分类模型通过将若干训练集输入构建的神经网络中进行训练获得；其中，所述若干训练集通过将杂物类型分为水和非水两类，并选取同一类目标物根据被赋予唯一值的每个分区进行依序排列作为一个训练样本而获得。

步骤S32，控制辅助清洁装置喷洒清洁剂。

当杂物类型为非水质的杂物时，所述主控模块70通过所述清洁控制模块60控制所述辅助清洁装置50喷洒清洁剂，然后执行步骤S131以对杂物进行清洁。

本申请实施例中，若数据处理模块40判断杂物没有清理干净，则再次执行步骤S32。

此外，需要说明的是，本申请各个实施例中的车窗清洁方法均是在车辆1000处于使用状态下才进行的，即车辆1000的点火开关处于开启状态，如此可以避免车辆1000在未使用时而自动清洁的情况发生，进而节约能耗。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的各个模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本申请的各实施方式可以任意进行组合，以实现不同的技术效果。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk)等。

总之，以上所述仅为本发明技术方案的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡根据本发明的揭露，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种车窗清洁方法，其特征在于，所述车窗上设置有多个超声波换能器；所述清洁方法包括：

对所述车窗进行检测以获取检测信息；

当根据所述检测信息确定所述车窗上存在杂物时，控制所述多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗；

控制所述多个超声波换能器工作包括产生脉冲电压来驱动所述多个超声波换能器工作，所述脉冲电压的产生包括：

通过升压单元将车机电源提供的低压直流电进行升压；以及

通过半桥驱动单元将升压后的直流电转换为所述超声波换能器对应频率的高压脉冲电压，其中，所述半桥驱动单元包括控制单元、第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关的第一连接端与所述升压单元相连，所述第一电子开关的第二连接端与所述第二电子开关的第一连接端相连，所述第一电子开关的控制端与所述控制单元的第一输出引脚相连，所述第二电子开关的第二连接端接地，所述第二电子开关的控制端与所述控制单元的第二输出引脚相连，当控制单元控制所述第一输出引脚输出高电平时，所述第一电子开关导通，输出端输出高电压；当控制单元控制所述第二输出引脚输出高电平时，所述第二电子开关导通，所述输出端输出低电压，所述高电压与所述低电压构成所述脉冲电压。

2.如权利要求1所述的车窗清洁方法，其特征在于，所述控制所述多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗包括：

根据所述多个超声波换能器的设置位置对所述车窗玻璃进行分区；

确定杂物所在的具体区域；

控制与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作以对玻璃进行清洗。

3.如权利要求2所述的车窗清洁方法，其特征在于，所述多个超声波换能器沿着所述车窗的边缘分别沿第一方向和第二方向排列，且第一方向和第二方向相交；

所述根据所述多个超声波换能器的设置位置对所述车窗进行分区包括：

分别以第一方向和第二方向上的相邻的超声波换能器之间的分隔线及其的交点为依准将所述玻璃划分为若干区域；其中，每个区域分别对应所述第一方向和所述第二方向上的至少一个超声波换能器；

所述控制与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作以对玻璃进行清洗包括：

控制与杂物所在区域相对应的第一方向和第二方向上的超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗。

4.如权利要求2所述的车窗清洁方法，其特征在于，所述车窗清洁方法在对所述车窗进行清洗之后还包括：

判断杂物所在的区域是否清理干净；

当确定杂物所在的区域清理干净时，控制与杂物所在区域相对应的超声波换能器停止工作。

5.如权利要求2-4任一项所述的车窗清洁方法，其特征在于，所述检测信息为图像信息；所述确定杂物所在的具体区域包括：

根据所述图像信息并基于神经网络分类模型确定杂物所在的具体区域。

6.如权利要求5所述的车窗清洁方法，其特征在于，所述车窗清洁方法在对所述车窗进行清洗之前还包括：

基于所述神经网络分类模型判断杂物类型是否为水；

当确定杂物类型不是水时，喷洒清洁剂。

7.如权利要求6所述的车窗清洁方法，其特征在于，所述神经网络分类模型通过将若干训练集输入构建的神经网络中进行训练获得；其中，所述若干训练集通过将杂物类型分为水和非水两类，并选取同一类目标物根据被赋予唯一值的每个分区进行依序排列作为一个训练样本而获得。

8.一种车窗清洁装置，其特征在于，包括：

检测装置，用于对所述车窗的清洁信息进行检测以获取检测信息；

数据处理模块，用于对所述检测信息进行处理以确定所述车窗上是否存在杂物；

多个超声波换能器，设置于所述车窗上；

驱动模块，用于产生脉冲电压来驱动所述多个超声波换能器工作；以及

主控模块，分别与所述数据处理模块和所述驱动模块相连，用于在确定所述车窗上存在杂物时，控制所述驱动模块驱动多个超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗；

所述驱动模块包括升压单元与半桥驱动单元，所述升压单元用于将车机电源提供的低压直流电进行升压，所述半桥驱动单元与所述升压单元相连，用于将升压后的直流电转换为所述超声波换能器对应频率的高压脉冲电压，其中，所述半桥驱动单元包括控制单元、第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关的第一连接端与所述升压单元相连，所述第一电子开关的第二连接端与所述第二电子开关的第一连接端相连，所述第一电子开关的控制端与所述控制单元的第一输出引脚相连，所述第二电子开关的第二连接端接地，所述第二电子开关的控制端与所述控制单元的第二输出引脚相连，当控制单元控制所述第一输出引脚输出高电平时，所述第一电子开关导通，输出端输出高电压；当控制单元控制所述第二输出引脚输出高电平时，所述第二电子开关导通，所述输出端输出低电压，所述高电压与所述低电压构成所述脉冲电压。

9.如权利要求8所述的车窗清洁装置，其特征在于，所述数据处理模块用于根据所述多个超声波换能器的设置位置对所述车窗进行分区，并确定杂物所在的具体区域；所述主控模块用于控制所述驱动模块驱动与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作以对车窗进行清洗。

10.如权利要求9所述的车窗清洁装置，其特征在于，所述多个超声波换能器沿着所述车窗的边缘分别沿第一方向和第二方向排列，且第一方向和第二方向相交；所述数据处理模块分别以第一方向和第二方向上的相邻的超声波换能器之间的分隔线及其交点为依准将所述车窗划分为若干区域；其中，每个区域分别对应所述第一方向和所述第二方向上的至少一个超声波换能器；所述控制模块用于控制与杂物所在区域相对应的第一方向和第二方向上的超声波换能器工作以对所述车窗进行清洗。

11.如权利要求9所述的车窗清洁装置，其特征在于，当所述控制模块控制所述驱动模块驱动与杂物所在区域相对应的超声波换能器工作以对车窗进行清洗后，所述数据处理模块还用于判断杂物所在的区域是否清理干净；所述主控模块还用于在确定杂物所在的区域清理干净时，控制所述驱动模块驱动与杂物所在区域相对应的超声波换能器停止工作。

12.如权利要求9-11任一项所述的车窗清洁装置，其特征在于，所述检测装置为摄像头；所述检测信息为图像信息；所述数据处理模块具体用于根据所述图像信息并基于神经网络分类模型确定杂物所在的具体区域。

13.如权利要求12所述的车窗清洁装置，其特征在于，所述车窗清洁装置还包括辅助清洁装置及清洁控制模块；所述主控模块还与所述清洁控制模块相连；所述数据处理模块还用于基于所述神经网络分类模型判断杂物类型是否为水；所述主控模块还用于在确定杂物类型不是水时，通过所述清洁控制模块控制辅助清洁装置喷洒清洁剂。

14.如权利要求13所述的车窗清洁装置，其特征在于，所述神经网络分类模型通过将若干训练集输入构建的神经网络中进行训练获得；其中，所述若干训练集通过将杂物类型分为水和非水两类，并选取同一类目标物根据被赋予唯一值的每个分区进行依序排列作为一个训练样本而获得。

15.一种车辆，包括车窗；其特征在于，所述车辆还包括如权利要求8-14任一项所述的车窗清洁装置。

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