CN113335022A - 智能自动化的汽车雾化检测处理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了智能自动化的汽车雾化检测处理方法和系统，其基于激光穿透经过乙醛等挥发性气体时会发生强度衰减的特性，利用激光发射器向汽车内部空气环境发射激光束以及利用激光接收器接收相应的激光束，并根据激光束的发射强度和接收强度结合乙醛对激光束的吸收特性，确定乙醛气体的浓度；再结合汽车内部空气环境对应的实时温度值，确定汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，并自动指示汽车内部空调降低制冷温度或者改变出风状态，从而有效避免汽车车窗内表面被乙醛雾化和防止驾驶员的视线被雾化的乙醛遮挡，并且还能够在不需要驾驶员手动调节空调的情况下也可实现空调制冷温度或出风状态的自动改变，以保证驾驶员能够专心驾驶。
Description
技术领域
本发明涉及汽车内部空气环境净化的技术领域，特别涉及智能自动化的汽车雾化检测处理方法和系统。
背景技术
汽车的内饰在日常使用中会缓慢持续地释放出乙醛等挥发性气体。若汽车长期处于封闭状态，汽车内部会积聚大量乙醛等挥发性气体，这些挥发性气体会附着在挡风玻璃或者车窗的内侧表面，而使挡风玻璃或者车窗的表面发生雾化。发生雾化后的挡风玻璃或者车窗不仅光透过率变低，同时能见度也会相应变低，这样会严重降低驾驶员的视野清晰度和严重影响行车的安全性。为了避免挡风玻璃或者车窗表面发生雾化，通常需要驾驶员手动调节汽车内部空调的制冷温度，以降低汽车内部的温度和抑制乙醛在挡风玻璃或者车窗表面发生雾化，但是这种方式需要驾驶员在观察到发生雾化现象后才手动调节，其具有一定的滞后性，并且驾驶员在驾驶过程中同时调节空调制冷温度，这容易导致驾驶员发生分心的情况。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供智能自动化的汽车雾化检测处理方法和系统，其基于激光穿透经过乙醛等挥发性气体时会发生强度衰减的特性，利用激光发射器向汽车内部空气环境发射激光束以及利用激光接收器接收相应的激光束，并根据激光束的发射强度和接收强度结合乙醛对激光束的吸收特性，确定乙醛气体的浓度；再结合汽车内部空气环境对应的实时温度值，确定汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，最后基于该实际质量，自动指示汽车内部空调降低制冷温度或者改变出风状态，从而有效避免汽车车窗内表面被乙醛雾化和防止驾驶员的视线被雾化的乙醛遮挡，并且还能够在不需要驾驶员手动调节空调的情况下也可实现空调制冷温度或出风状态的自动改变，以保证驾驶员能够专心驾驶。
本发明提供智能自动化的汽车雾化检测处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束，并接收穿透所述汽车内部空气环境后的激光束；根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；
步骤S2，采集汽车内部空气环境对应的实时温度值以及确定汽车内部空间的总体积；再根据所述实时温度值、所述总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
步骤S3，根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标；当确定质量超标时，则降低汽车内部空调的制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态；
进一步，在所述步骤S1中，在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束，并接收穿透所述汽车内部空气环境后的激光束具体包括：
在汽车内部处于封闭状态下，于汽车内部的第一位置布置激光发射器和汽车内部的第二位置布置激光接收器；其中，第一位置与第二位置之间间隔预设距离，以及将第一位置至第二位置的直线方向设为第一方向；
指示激光发射器沿第一方向在一分钟内多次发射预设波长的脉冲形式激光束，并利用激光接收器每一次接收穿透所述汽车内部空气环境后的脉冲形式激光束；
以及，
在所述步骤S1中，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度具体包括：
利用下面公式(1)，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度，
在上述公式(1)中，C表示汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；I0表示第一光束强度；Iv表示第二光束强度；P表示标准大气压强；S表示乙醛气体对激光束的光吸收系数，所述光吸收系数与激光束的波长相关；L表示第一位置与第二位置之间的直线距离；N表示激光发射器在一分钟内发射脉冲形式激光束的总次数；Xi表示激光发射器第i次发射脉冲形式激光束对应的权重系数，Xi与第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间相关，当第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间越长，则Xi越大，并且
进一步，在所述步骤S2中，采集汽车内部空气环境对应的实时温度值具体包括：
采集汽车内部空气环境中车厢前方区域、车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域在t时刻各自对应的实际温度值，并将每个区域的实际温度值的平均值作为汽车内部空气环境在t时刻对应的实时温度值；
以及，
在所述步骤S2中，根据所述实时温度值、所述总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量具体包括：
利用下面公式(2)，根据所述实时温度值、所述总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，
在上述公式(2)中，Ft表示在t时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；C表示所述乙醛气体的浓度；T表示所述实时温度值；T0表示乙醛的沸点值，即T0＝20.8℃；M表示所述总体积，即汽车内部空气的总体积；max[,]表示取括号[]中两个数值中的最大值；
进一步，在所述步骤S3中，根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标具体包括：
利用下面公式(3)，根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标，
在上述公式(3)中，K表示确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标的评定值，当K大于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量超标，当K小于或等于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量不超标；Ft+l表示在t+l时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
在所述步骤S3中，当确定质量超标时，则降低汽车内部空调的制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态具体包括：
当确定质量超标时，则将汽车内部空调的制冷温度降低至乙醛的沸点值以下，或者增大汽车内部空调的出风速度和指示汽车内部空调对准车窗方向进行出风。
本发明还提供智能自动化的汽车雾化检测处理系统，其特征在于，其包括激光发射器、激光接收器、温度传感器和中央控制器；其中，
所述激光发射器用于在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束；
所述激光接收器用于接收穿透所述汽车内部空气环境后的激光束；
所述温度传感器用于采集汽车内部空气环境对应的实时温度值；
所述中央控制器用于根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；
所述中央控制器还用于根据所述实时温度值、汽车内部空间的总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
所述中央控制器还用于根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标；并且当确定质量超标时，指示汽车内部空调降低制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态；
进一步，在汽车内部处于封闭状态下，于汽车内部的第一位置布置激光发射器和汽车内部的第二位置布置激光接收器；其中，第一位置与第二位置之间间隔预设距离，以及将第一位置至第二位置的直线方向设为第一方向；
所述中央控制器还指示激光发射器沿第一方向在一分钟内多次发射预设波长的脉冲形式激光束，并利用激光接收器每一次接收穿透所述汽车内部空气环境后的脉冲形式激光束；
以及，
所述中央控制器根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度具体包括：
利用下面公式(1)，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度，
在上述公式(1)中，C表示汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；I0表示第一光束强度；Iv表示第二光束强度；P表示标准大气压强；S表示乙醛气体对激光束的光吸收系数，所述光吸收系数与激光束的波长相关；L表示第一位置与第二位置之间的直线距离；N表示激光发射器在一分钟内发射脉冲形式激光束的总次数；Xi表示激光发射器第i次发射脉冲形式激光束对应的权重系数，Xi与第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间相关，当第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间越长，则Xi越大，并且
进一步，所述温度传感器用于采集汽车内部空气环境对应的实时温度值具体包括：
采集汽车内部空气环境中车厢前方区域、车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域在t时刻各自对应的实际温度值，并将每个区域的实际温度值的平均值作为汽车内部空气环境在t时刻对应的实时温度值；
以及，
所述中央控制器根据所述实时温度值、汽车内部空间的总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量具体包括：
利用下面公式(2)，根据所述实时温度值、所述总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，
在上述公式(2)中，Ft表示在t时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；C表示所述乙醛气体的浓度；T表示所述实时温度值；T0表示乙醛的沸点值，即T0＝20.8℃；M表示所述总体积，即汽车内部空气的总体积；max[,]表示取括号[]中两个数值中的最大值；
进一步，所述中央控制器根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标具体包括：
利用下面公式(3)，根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标，
在上述公式(3)中，K表示确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标的评定值，当K大于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量超标，当K小于或等于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量不超标；Ft+l表示在t+l时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
以及，
所述中央控制器当确定质量超标时，指示汽车内部空调降低制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态具体包括：
当确定质量超标时，则将汽车内部空调的制冷温度降低至乙醛的沸点值以下，或者增大汽车内部空调的出风速度和指示汽车内部空调对准车窗方向进行出风。
相比于现有技术，该智能自动化的汽车雾化检测处理方法和系统基于激光穿透经过乙醛等挥发性气体时会发生强度衰减的特性，利用激光发射器向汽车内部空气环境发射激光束以及利用激光接收器接收相应的激光束，并根据激光束的发射强度和接收强度结合乙醛对激光束的吸收特性，确定乙醛气体的浓度；再结合汽车内部空气环境对应的实时温度值，确定汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，最后基于该实际质量，自动指示汽车内部空调降低制冷温度或者改变出风状态，从而有效避免汽车车窗内表面被乙醛雾化和防止驾驶员的视线被雾化的乙醛遮挡，并且还能够在不需要驾驶员手动调节空调的情况下也可实现空调制冷温度或出风状态的自动改变，以保证驾驶员能够专心驾驶。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的智能自动化的汽车雾化检测处理方法的流程示意图。
图2为本发明提供的智能自动化的汽车雾化检测处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，为本发明实施例提供的智能自动化的汽车雾化检测处理方法的流程示意图。该智能自动化的汽车雾化检测处理方法包括如下步骤：
步骤S1，在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束，并接收穿透该汽车内部空气环境后的激光束；根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透该汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；
步骤S2，采集汽车内部空气环境对应的实时温度值以及确定汽车内部空间的总体积；再根据该实时温度值、该总体积和该乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
步骤S3，根据该冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标；当确定质量超标时，则降低汽车内部空调的制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态。
上述技术方案的有益效果为：该智能自动化的汽车雾化检测处理方法基于激光穿透经过乙醛等挥发性气体时会发生强度衰减的特性，利用激光发射器向汽车内部空气环境发射激光束以及利用激光接收器接收相应的激光束，并根据激光束的发射强度和接收强度结合乙醛对激光束的吸收特性，确定乙醛气体的浓度；再结合汽车内部空气环境对应的实时温度值，确定汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，最后基于该实际质量，自动指示汽车内部空调降低制冷温度或者改变出风状态，从而有效避免汽车车窗内表面被乙醛雾化和防止驾驶员的视线被雾化的乙醛遮挡，并且还能够在不需要驾驶员手动调节空调的情况下也可实现空调制冷温度或出风状态的自动改变，以保证驾驶员能够专心驾驶。其中，该中央控制器可为但不限于是MUC控制单元。
优选地，在该步骤S1中，在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束，并接收穿透该汽车内部空气环境后的激光束具体包括：
在汽车内部处于封闭状态下，于汽车内部的第一位置布置激光发射器和汽车内部的第二位置布置激光接收器；其中，第一位置与第二位置之间间隔预设距离，以及将第一位置至第二位置的直线方向设为第一方向；
指示激光发射器沿第一方向在一分钟内多次发射预设波长的脉冲形式激光束，并利用激光接收器每一次接收穿透该汽车内部空气环境后的脉冲形式激光束。
上述技术方案的有益效果为：汽车的内饰会缓慢持续地释放乙醛等挥发性气体，由于汽车内部长期处于封闭状态，乙醛等挥发性气体会不断在汽车内部积聚，当乙醛在汽车内部的浓度积聚到一定程度时很容易在汽车的挡风玻璃或者车窗的内表面上发生雾化，而降低挡风玻璃或者车窗的透光率和能见度。由于乙醛对于特定波长的激光(比如160nm、180nm、290nm波长的激光)具有明显的光吸收特性。当上述波长对应的激光束发射穿透包含乙醛气体的空气环境时，激光束的能量会被吸收，从而使激光束的强度发生衰减。总体而言，当空气环境中乙醛气体的浓度越高或者激光束发射穿透经过的空气环境光程越大，激光束的强度衰减幅度越大。
当汽车内部处于封闭状态下，汽车内部的空气环境无法与外界空气环境进行对流交换，此时汽车内部更容易积聚大量乙醛气体和更容易在挡风玻璃或者车窗的内表面发生雾化现象。在实际操作中，为了使激光束在车厢内部的发射传输不受驾驶员或者乘客动作的影响，可将激光发射器布置在车厢内部靠近后挡风玻璃的左侧区域以及将激光接收器布置在车厢内部靠近后挡风玻璃的右侧区域，并且使激光发射器和激光接收器沿同一直线方向相互对准，这样能够保证激光发射器发出的激光束能够穿透车厢内部的空气环境后直接到达激光接收器。其中，该激光发射器可为半导体激光器，其能够发出160nm、180nm或290nm波长的激光脉冲；该激光接收器可为CMOS接收器，其能够接收来自激光发射器发出的激光脉冲，并生成与激光脉冲的光强成正比的电信号。此外，为了确保对激光脉冲经过车厢内部空气环境后光强衰减大小检测的准确性，可指示激光发射器在一分钟的时间内间隔预设时间段(比如2s或者5s)多次发射激光脉冲，从而使激光接收器在相应的时间内能够多次接收到穿透车厢内部空气环境的激光脉冲，以便于后续进行平均化的分析计算，从而提高车厢内部空气环境中乙醛浓度的确定精度。
优先地，在该步骤S1中，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透该汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度具体包括：
利用下面公式(1)，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透该汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度，
在上述公式(1)中，C表示汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；I0表示第一光束强度；Iv表示第二光束强度；P表示标准大气压强；S表示乙醛气体对激光束的光吸收系数，该光吸收系数与激光束的波长相关；L表示第一位置与第二位置之间的直线距离；N表示激光发射器在一分钟内发射脉冲形式激光束的总次数；Xi表示激光发射器第i次发射脉冲形式激光束对应的权重系数，Xi与第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间相关，当第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间越长，则Xi越大，并且
其中，当激光发射器第i次发射脉冲形式激光束对应的脉冲持续时间为Ti，则第i次发射脉冲形式激光束对应的权重系数
该光吸收系数S与乙醛气体自身的吸收光谱相关，而乙醛气体在160nm、180nm或290nm波长处具有明显的吸收峰，并且乙醛气体在160nm、180nm或290nm波长处对激光的吸收系数是相对固定的，该吸收系数可通过实验预先得知，其为本领域的常规手段，这里不做详细的累述。
上述技术方案的有益效果为：激光发射器发出的脉冲形式激光束在汽车内部空气环境传输的过程发生光强衰减可能是乙醛气体吸收导致，也可能是汽车内部空气环境存在灰尘等微粒散射而导致的。实际上在激光发射器发射激光束到激光接收器接收激光束这一过程中无法避免灰尘等微粒散射的影响，因此通过指示激光发射器在一分钟的时间内间隔预设时间段多次发射激光脉冲，从而使激光接收器在相应的时间内能够多次接收到穿透车厢内部空气环境的激光脉冲，并且利用上述公式(1)能够在有效去除灰尘等微粒散射导致激光束光强衰减影响的前提下，准确地计算出汽车内部空气环境的乙醛浓度。
优选地，在该步骤S2中，采集汽车内部空气环境对应的实时温度值具体包括：
采集汽车内部空气环境中车厢前方区域、车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域在t时刻各自对应的实际温度值，并将每个区域的实际温度值的平均值作为汽车内部空气环境在t时刻对应的实时温度值；
以及，
在该步骤S2中，根据该实时温度值、该总体积和该乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量具体包括：
利用下面公式(2)，根据该实时温度值、该总体积和该乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，
在上述公式(2)中，Ft表示在t时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；C表示该乙醛气体的浓度；T表示该实时温度值；T0表示乙醛的沸点值，即T0＝20.8℃；M表示该总体积，即汽车内部空气的总体积；max[,]表示取括号[]中两个数值中的最大值。
上述技术方案的有益效果为：汽车内部不同区域的环境温度并不是相同的，一般而言，车厢前方区域由于空调的制冷作用明显，其对应的环境温度较低，而车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域由于远离空调，其对应的环境温度较高，通过温度传感器检测出汽车内部空气环境中车厢前方区域、车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域在t时刻各自对应的实际温度值，并计算上述四个区域实际温度值的平均值作为实时温度值，能够为后续确定乙醛在汽车车窗内表面雾化冷凝多寡提供可靠的依据。
乙醛属于极易挥发的气体，当汽车的挡风玻璃或者车窗内表面与外表面之间存在温差时(比如外表面的温度低于内表面的温度)，汽车内部的乙醛气体会附着在挡风玻璃或者车窗的内表面并发生冷凝，而导致挡风玻璃或者车窗的内表面雾化。当挡风玻璃或者车窗的内表面形成冷凝状态的乙醛质量越大，则雾化程度越严重，此时驾驶员透过挡风玻璃或者车窗看见车外环境的能见度则越低，这会严重降低驾驶员的驾驶安全性。利用上述公式(2)，能够准确地计算在不同时刻下在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，从而对汽车车窗内表面的雾化程度高低进行量化评价，以便于后续有针对性地自动控制空调的制冷或送风状态。
优选地，在该步骤S3中，根据该冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标具体包括：
利用下面公式(3)，根据该冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标，
在上述公式(3)中，K表示确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标的评定值，当K大于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量超标，当K小于或等于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量不超标；Ft+l表示在t+l时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
在该步骤S3中，当确定质量超标时，则降低汽车内部空调的制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态具体包括：
当确定质量超标时，则将汽车内部空调的制冷温度降低至乙醛的沸点值以下，或者增大汽车内部空调的出风速度和指示汽车内部空调对准车窗方向进行出风。
上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(3)，能够根据特定时刻下在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，判断在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的总质量是否超标，其有别于现有技术仅仅依靠驾驶员肉眼观察和判断车窗内表面的雾化观感来手动控制空调的制冷或出风状态，其能够以量化的方式准确判断车窗内表面的雾化高低程度，并在雾化程度较为严重的情况下，自动控制空调降低制冷温度，从而使车窗内表面与外表面的温差缩小，以避免乙醛继续冷凝附着在车窗内表面；此外，还可以自动控制空调增大出风速度和对准车窗进行出风，从而便于空调送出的冷风能够吹散车窗内表面上附着的乙醛和避免乙醛在车窗内表面的进一步积聚。
参阅图2，为本发明实施例提供的智能自动化的汽车雾化检测处理系统的结构示意图。该智能自动化的汽车雾化检测处理系统包括激光发射器、激光接收器、温度传感器和中央控制器；其中，
该激光发射器用于在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束；
该激光接收器用于接收穿透该汽车内部空气环境后的激光束；
该温度传感器用于采集汽车内部空气环境对应的实时温度值；
该中央控制器用于根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透该汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；
该中央控制器还用于根据该实时温度值、汽车内部空间的总体积和该乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
该中央控制器还用于根据该冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标；并且当确定质量超标时，指示汽车内部空调降低制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态。
上述技术方案的有益效果为：该智能自动化的汽车雾化检测处理系统基于激光穿透经过乙醛等挥发性气体时会发生强度衰减的特性，利用激光发射器向汽车内部空气环境发射激光束以及利用激光接收器接收相应的激光束，并根据激光束的发射强度和接收强度结合乙醛对激光束的吸收特性，确定乙醛气体的浓度；再结合汽车内部空气环境对应的实时温度值，确定汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，最后基于该实际质量，自动指示汽车内部空调降低制冷温度或者改变出风状态，从而有效避免汽车车窗内表面被乙醛雾化和防止驾驶员的视线被雾化的乙醛遮挡，并且还能够在不需要驾驶员手动调节空调的情况下也可实现空调制冷温度或出风状态的自动改变，以保证驾驶员能够专心驾驶。
优选地，在汽车内部处于封闭状态下，于汽车内部的第一位置布置激光发射器和汽车内部的第二位置布置激光接收器；其中，第一位置与第二位置之间间隔预设距离，以及将第一位置至第二位置的直线方向设为第一方向；
该中央控制器还指示激光发射器沿第一方向在一分钟内多次发射预设波长的脉冲形式激光束，并利用激光接收器每一次接收穿透该汽车内部空气环境后的脉冲形式激光束。
上述技术方案的有益效果为：汽车的内饰会缓慢持续地释放乙醛等挥发性气体，由于汽车内部长期处于封闭状态，乙醛等挥发性气体会不断在汽车内部积聚，当乙醛在汽车内部的浓度积聚到一定程度时很容易在汽车的挡风玻璃或者车窗的内表面上发生雾化，而降低挡风玻璃或者车窗的透光率和能见度。由于乙醛对于特定波长的激光(比如160nm、180nm、290nm波长的激光)具有明显的光吸收特性。当上述波长对应的激光束发射穿透包含乙醛气体的空气环境时，激光束的能量会被吸收，从而使激光束的强度发生衰减。总体而言，当空气环境中乙醛气体的浓度越高或者激光束发射穿透经过的空气环境光程越大，激光束的强度衰减幅度越大。
当汽车内部处于封闭状态下，汽车内部的空气环境无法与外界空气环境进行对流交换，此时汽车内部更容易积聚大量乙醛气体和更容易在挡风玻璃或者车窗的内表面发生雾化现象。在实际操作中，为了使激光束在车厢内部的发射传输不受驾驶员或者乘客动作的影响，可将激光发射器布置在车厢内部靠近后挡风玻璃的左侧区域以及将激光接收器布置在车厢内部靠近后挡风玻璃的右侧区域，并且使激光发射器和激光接收器沿同一直线方向相互对准，这样能够保证激光发射器发出的激光束能够穿透车厢内部的空气环境后直接到达激光接收器。其中，该激光发射器可为半导体激光器，其能够发出160nm、180nm或290nm波长的激光脉冲；该激光接收器可为CMOS接收器，其能够接收来自激光发射器发出的激光脉冲，并生成与激光脉冲的光强成正比的电信号。此外，为了确保对激光脉冲经过车厢内部空气环境后光强衰减大小检测的准确性，可指示激光发射器在一分钟的时间内间隔预设时间段(比如2s或者5s)多次发射激光脉冲，从而使激光接收器在相应的时间内能够多次接收到穿透车厢内部空气环境的激光脉冲，以便于后续进行平均化的分析计算，从而提高车厢内部空气环境中乙醛浓度的确定精度。
该中央控制器根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透该汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度具体包括：
利用下面公式(1)，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透该汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度，
在上述公式(1)中，C表示汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；I0表示第一光束强度；Iv表示第二光束强度；P表示标准大气压强；S表示乙醛气体对激光束的光吸收系数，该光吸收系数与激光束的波长相关；L表示第一位置与第二位置之间的直线距离；N表示激光发射器在一分钟内发射脉冲形式激光束的总次数；Xi表示激光发射器第i次发射脉冲形式激光束对应的权重系数，Xi与第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间相关，当第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间越长，则Xi越大，并且
其中，当激光发射器第i次发射脉冲形式激光束对应的脉冲持续时间为Ti，则第i次发射脉冲形式激光束对应的权重系数
该光吸收系数S与乙醛气体自身的吸收光谱相关，而乙醛气体在160nm、180nm或290nm波长处具有明显的吸收峰，并且乙醛气体在160nm、180nm或290nm波长处对激光的吸收系数是相对固定的，该吸收系数可通过实验预先得知，其为本领域的常规手段，这里不做详细的累述。
上述技术方案的有益效果为：激光发射器发出的脉冲形式激光束在汽车内部空气环境传输的过程发生光强衰减可能是乙醛气体吸收导致，也可能是汽车内部空气环境存在灰尘等微粒散射而导致的。实际上在激光发射器发射激光束到激光接收器接收激光束这一过程中无法避免灰尘等微粒散射的影响，因此通过指示激光发射器在一分钟的时间内间隔预设时间段多次发射激光脉冲，从而使激光接收器在相应的时间内能够多次接收到穿透车厢内部空气环境的激光脉冲，并且利用上述公式(1)能够在有效去除灰尘等微粒散射导致激光束光强衰减影响的前提下，准确地计算出汽车内部空气环境的乙醛浓度。
优选地，该温度传感器用于采集汽车内部空气环境对应的实时温度值具体包括：
采集汽车内部空气环境中车厢前方区域、车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域在t时刻各自对应的实际温度值，并将每个区域的实际温度值的平均值作为汽车内部空气环境在t时刻对应的实时温度值；
以及，
该中央控制器根据该实时温度值、汽车内部空间的总体积和该乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量具体包括：
利用下面公式(2)，根据该实时温度值、该总体积和该乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，
在上述公式(2)中，Ft表示在t时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；C表示该乙醛气体的浓度；T表示该实时温度值；T0表示乙醛的沸点值，即T0＝20.8℃；M表示该总体积，即汽车内部空气的总体积；max[,]表示取括号[]中两个数值中的最大值。
上述技术方案的有益效果为：汽车内部不同区域的环境温度并不是相同的，一般而言，车厢前方区域由于空调的制冷作用明显，其对应的环境温度较低，而车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域由于远离空调，其对应的环境温度较高，通过温度传感器检测出汽车内部空气环境中车厢前方区域、车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域在t时刻各自对应的实际温度值，并计算上述四个区域实际温度值的平均值作为实时温度值，能够为后续确定乙醛在汽车车窗内表面雾化冷凝多寡提供可靠的依据。
乙醛属于极易挥发的气体，当汽车的挡风玻璃或者车窗内表面与外表面之间存在温差时(比如外表面的温度低于内表面的温度)，汽车内部的乙醛气体会附着在挡风玻璃或者车窗的内表面并发生冷凝，而导致挡风玻璃或者车窗的内表面雾化。当挡风玻璃或者车窗的内表面形成冷凝状态的乙醛质量越大，则雾化程度越严重，此时驾驶员透过挡风玻璃或者车窗看见车外环境的能见度则越低，这会严重降低驾驶员的驾驶安全性。利用上述公式(2)，能够准确地计算在不同时刻下在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，从而对汽车车窗内表面的雾化程度高低进行量化评价，以便于后续有针对性地自动控制空调的制冷或送风状态。
优选地，该中央控制器根据该冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标具体包括：
利用下面公式(3)，根据该冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标，
在上述公式(3)中，K表示确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标的评定值，当K大于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量超标，当K小于或等于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量不超标；Ft+l表示在t+l时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
以及，
该中央控制器当确定质量超标时，指示汽车内部空调降低制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态具体包括：
当确定质量超标时，则将汽车内部空调的制冷温度降低至乙醛的沸点值以下，或者增大汽车内部空调的出风速度和指示汽车内部空调对准车窗方向进行出风。
上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(3)，能够根据特定时刻下在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，判断在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的总质量是否超标，其有别于现有技术仅仅依靠驾驶员肉眼观察和判断车窗内表面的雾化观感来手动控制空调的制冷或出风状态，其能够以量化的方式准确判断车窗内表面的雾化高低程度，并在雾化程度较为严重的情况下，自动控制空调降低制冷温度，从而使车窗内表面与外表面的温差缩小，以避免乙醛继续冷凝附着在车窗内表面；此外，还可以自动控制空调增大出风速度和对准车窗进行出风，从而便于空调送出的冷风能够吹散车窗内表面上附着的乙醛和避免乙醛在车窗内表面的进一步积聚。
从上述实施例的内容可知，该智能自动化的汽车雾化检测处理方法和系统基于激光穿透经过乙醛等挥发性气体时会发生强度衰减的特性，利用激光发射器向汽车内部空气环境发射激光束以及利用激光接收器接收相应的激光束，并根据激光束的发射强度和接收强度结合乙醛对激光束的吸收特性，确定乙醛气体的浓度；再结合汽车内部空气环境对应的实时温度值，确定汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，最后基于该实际质量，自动指示汽车内部空调降低制冷温度或者改变出风状态，从而有效避免汽车车窗内表面被乙醛雾化和防止驾驶员的视线被雾化的乙醛遮挡，并且还能够在不需要驾驶员手动调节空调的情况下也可实现空调制冷温度或出风状态的自动改变，以保证驾驶员能够专心驾驶。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.智能自动化的汽车雾化检测处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束，并接收穿透所述汽车内部空气环境后的激光束；根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；
步骤S2，采集汽车内部空气环境对应的实时温度值以及确定汽车内部空间的总体积；再根据所述实时温度值、所述总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
步骤S3，根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标；当确定质量超标时，则降低汽车内部空调的制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态。
2.如权利要求1所述的智能自动化的汽车雾化检测处理方法，其特征在于：
在所述步骤S1中，在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束，并接收穿透所述汽车内部空气环境后的激光束具体包括：
在汽车内部处于封闭状态下，于汽车内部的第一位置布置激光发射器和汽车内部的第二位置布置激光接收器；其中，第一位置与第二位置之间间隔预设距离，以及将第一位置至第二位置的直线方向设为第一方向；指示激光发射器沿第一方向在一分钟内多次发射预设波长的脉冲形式激光束，并利用激光接收器每一次接收穿透所述汽车内部空气环境后的脉冲形式激光束；
以及，
在所述步骤S1中，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度具体包括：
利用下面公式(1)，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度，
在上述公式(1)中，C表示汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；I0表示第一光束强度；Iv表示第二光束强度；P表示标准大气压强；S表示乙醛气体对激光束的光吸收系数，所述光吸收系数与激光束的波长相关；L表示第一位置与第二位置之间的直线距离；N表示激光发射器在一分钟内发射脉冲形式激光束的总次数；Xi表示激光发射器第i次发射脉冲形式激光束对应的权重系数，Xi与第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间相关，当第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间越长，则Xi越大，并且
3.如权利要求2所述的智能自动化的汽车雾化检测处理方法，其特征在于：
在所述步骤S2中，采集汽车内部空气环境对应的实时温度值具体包括：采集汽车内部空气环境中车厢前方区域、车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域在t时刻各自对应的实际温度值，并将每个区域的实际温度值的平均值作为汽车内部空气环境在t时刻对应的实时温度值；
以及，
在所述步骤S2中，根据所述实时温度值、所述总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量具体包括：
利用下面公式(2)，根据所述实时温度值、所述总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，
在上述公式(2)中，Ft表示在t时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；C表示所述乙醛气体的浓度；T表示所述实时温度值；T0表示乙醛的沸点值，即T0＝20.8℃；M表示所述总体积，即汽车内部空气的总体积；max[，]表示取括号[]中两个数值中的最大值。
4.如权利要求3所述的智能自动化的汽车雾化检测处理方法，其特征在于：
在所述步骤S3中，根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标具体包括：
利用下面公式(3)，根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标，
在上述公式(3)中，K表示确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标的评定值，当K大于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量超标，当K小于或等于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量不超标；Ft+l表示在t+l时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
在所述步骤S3中，当确定质量超标时，则降低汽车内部空调的制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态具体包括：
当确定质量超标时，则将汽车内部空调的制冷温度降低至乙醛的沸点值以下，或者增大汽车内部空调的出风速度和指示汽车内部空调对准车窗方向进行出风。
5.智能自动化的汽车雾化检测处理系统，其特征在于，其包括激光发射器、激光接收器、温度传感器和中央控制器；其中，
所述激光发射器用于在汽车内部处于封闭状态下，向汽车内部空气环境穿透发射预设波长的激光束；
所述激光接收器用于接收穿透所述汽车内部空气环境后的激光束；
所述温度传感器用于采集汽车内部空气环境对应的实时温度值；
所述中央控制器用于根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；
所述中央控制器还用于根据所述实时温度值、汽车内部空间的总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
所述中央控制器还用于根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标；并且当确定质量超标时，指示汽车内部空调降低制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态。
6.如权利要求5所述的智能自动化的汽车雾化检测处理系统，其特征在于：在汽车内部处于封闭状态下，于汽车内部的第一位置布置激光发射器和汽车内部的第二位置布置激光接收器；其中，第一位置与第二位置之间间隔预设距离，以及将第一位置至第二位置的直线方向设为第一方向；所述中央控制器还指示激光发射器沿第一方向在一分钟内多次发射预设波长的脉冲形式激光束，并利用激光接收器每一次接收穿透所述汽车内部空气环境后的脉冲形式激光束；
以及，
所述中央控制器根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度具体包括：
利用下面公式(1)，根据激光束在发射时对应的第一光束强度、穿透所述汽车内部空气环境后接收到的激光束的第二光束强度，确定汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度，
在上述公式(1)中，C表示汽车内部空气环境中乙醛气体的浓度；I0表示第一光束强度；Iv表示第二光束强度；P表示标准大气压强；S表示乙醛气体对激光束的光吸收系数，所述光吸收系数与激光束的波长相关；L表示第一位置与第二位置之间的直线距离；N表示激光发射器在一分钟内发射脉冲形式激光束的总次数；Xi表示激光发射器第i次发射脉冲形式激光束对应的权重系数，Xi与第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间相关，当第i次发射脉冲形式激光束的脉冲持续时间越长，则Xi越大，并且
7.如权利要求6所述的智能自动化的汽车雾化检测处理系统，其特征在于：所述温度传感器用于采集汽车内部空气环境对应的实时温度值具体包括：
采集汽车内部空气环境中车厢前方区域、车厢后方区域、车厢左侧区域和车厢右侧区域在t时刻各自对应的实际温度值，并将每个区域的实际温度值的平均值作为汽车内部空气环境在t时刻对应的实时温度值；
以及.
所述中央控制器根据所述实时温度值、汽车内部空间的总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量具体包括：
利用下面公式(2)，根据所述实时温度值、所述总体积和所述乙醛气体的浓度，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量，
在上述公式(2)中，Ft表示在t时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；C表示所述乙醛气体的浓度；T表示所述实时温度值；T0表示乙醛的沸点值，即T0＝20.8℃；M表示所述总体积，即汽车内部空气的总体积；max[，]表示取括号[]中两个数值中的最大值。
8.如权利要求7所述的智能自动化的汽车雾化检测处理系统，其特征在于：所述中央控制器根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标具体包括：
利用下面公式(3)，根据所述冷凝状态乙醛的实际质量，确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标，
在上述公式(3)中，K表示确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛是否质量超标的评定值，当K大于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量超标，当K小于或等于1，则确定在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的质量不超标；Ft+l表示在t+l时刻在汽车车窗内表面上形成冷凝状态乙醛的实际质量；
以及，
所述中央控制器当确定质量超标时，指示汽车内部空调降低制冷温度或者调整汽车内部空调的出风状态具体包括：
当确定质量超标时，则将汽车内部空调的制冷温度降低至乙醛的沸点值以下，或者增大汽车内部空调的出风速度和指示汽车内部空调对准车窗方向进行出风。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210903 |