CN114839829A - 一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法以及装置，车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，包括以下步骤：获取实际的车载摄像头视野、将车载摄像头视野与事先录制的摄像头图像进行比对、对环境温度进行检测、结合图像比对信息和温度信息，判断车载镜头的表面是出现起雾还是结冰霜情况、根据图像比对信息计算车载摄像头视野被遮挡的面积并计算融化遮挡雾或者冰霜所需的热量、利用所述加热模组对车载镜头表面进行升温。本发明提供了一种基于图像和加热元件温度反馈识别摄像头表面结冰、霜、雾后，可自动加热清除的技术。

Description

一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法以及装置
技术领域
本发明涉及摄像头的技术领域，更具体地说，是涉及一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法以及装置。
背景技术
车载摄像头作为智能汽车的眼睛，在辅助驾驶方面有巨大作用，提供了重要的视觉信息。由于行车环境多变，在低温、冰雪天气或某些急剧变化环境会引起摄像头上的镜头外部结冰、起雾或结霜，视野一片模糊无法正常工作。
因此，很有必要开发一种新型的车载摄像头加热装置以及配套技术，对车载镜头进行在线的冰霜以及雾气融化，保持镜头视野的清晰。
发明内容
本发明的首要目的是针对现有技术存在的问题，提供一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，通过图像识别技术智能识别镜头视野是否存在异常，随之借助器件对镜头表面升温以融化冰霜等气温沉积物。
本发明所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：
一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，包括以下步骤：
S1、获取实际的车载摄像头视野；
S2、将步骤S1所得的车载摄像头视野与事先录制的摄像头图像进行比对；
S3、对环境温度进行检测；
S4、结合步骤S2的图像比对信息和步骤S3的温度信息，判断车载镜头的表面是出现起雾还是结冰霜情况；
S5、根据步骤S2的图像比对信息计算车载摄像头视野被遮挡的面积，以被遮挡面积相对于镜头视野面积的比例，判断起雾或者结冰霜程度，并计算融化遮挡雾或者冰霜所需的热量；
S6、利用所述加热模组对车载镜头表面进行升温，结合步骤S5计算的融化热量以及加热模组自身的功率得出所述加热模组的加热时间。
优选地，所述事先录制的摄像头图像为不同程度被遮挡的镜头图像，所述事先录制的摄像头图像包括起雾、结冰、结霜情况中的一种或几种。
优选地，步骤S4为，在实际的车载摄像头视野出现遮挡的基础上，如果环境温度高于一定值，则判断车载镜头的表面出现起雾；如果环境温度低于一定值，则判断车载镜头的表面出现结冰或者结霜。
优选地，所述加热模组采用导体材料制成，所述加热模组在不同温度下呈现电阻变化并根据电阻变化程度判断环境温度。
优选地，所述车载镜头实时获取实际的车载摄像头视野并持续与事先录制的摄像头图像进行比对，当实际的车载摄像头视野与清晰的摄像头图像一致时，停止所述加热模组。
优选地，所述加热模组围绕所述车载镜头的镜筒外周而布置，所述加热模组采用柔性电路板或者环形绕组电热丝的形式。
除此之外，本发明的第二个目的在于提供一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾装置，所述装置应用所述车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，所述装置包括所述镜头镜筒，所述镜头镜筒一端设有所述车载镜头，所述镜头镜筒上套设有所述加热模组，所述车载镜头内存储有事先录制的摄像头图像，当所述车载镜头比对得出实际视野出现起雾或者结冰霜情况，所述车载镜头触发所述加热模组对镜头的表面升温。
优选地，所述镜头镜筒到所述车载镜头之间设有PCB电路板，所述加热模组通过所述PCB电路板获得功率并产生热量，促使所述车载镜头升温。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过存储各种关于雾、冰、霜等温差引起的镜头遮挡图像，与实际摄取的镜头视野进行对比，再结合温度检测，判断得出镜头遮挡物的类型以及遮挡范围，进而控制加热模组进行相应升温，以融化雾或者冰霜，从而恢复车载摄像头的视觉功能。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术的域控制器的结构示意图；
图2为本实施例的外观示意图；
图3为本实施例的内部结构示意图；
图4为本实施例的柔性加热模组的安装示意图；
图中，1-镜头镜筒；2-PCB电路板；3-车载镜头；4-柔性加热模组。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1，首先，本实施例提供了一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，包括以下步骤：
S1、获取实际的车载摄像头视野；
S2、将步骤S1所得的车载摄像头视野与事先录制的摄像头图像进行比对；
S3、对环境温度进行检测；
S4、结合步骤S2的图像比对信息和步骤S3的温度信息，判断车载镜头的表面是出现起雾还是结冰霜情况；
S5、根据步骤S2的图像比对信息计算车载摄像头视野被遮挡的面积，以被遮挡面积相对于镜头视野面积的比例，判断起雾或者结冰霜程度，并计算融化遮挡雾或者冰霜所需的热量；
S6、利用所述加热模组对车载镜头表面进行升温，结合步骤S5计算的融化热量以及加热模组自身的功率得出所述加热模组的加热时间。
具体地说，所述事先录制的摄像头图像为多个不同程度被遮挡的镜头图像，当中被遮挡的情况为起雾、结冰、结霜情况中的一种或几种结合，该摄像头图像除了显示不同遮挡情况，还应当显示同一遮挡情况下的不同遮挡范围，比如是镜头30%面积起雾以及50%面积起雾等。本实施例包括控制端，在控制器端的算法取得摄像头视野，通过将实际摄取的摄像头视野与事先录制的摄像头图像进行比对，即通过颜色、遮挡轮廓、大小、视野位置、模糊程度等特征分析镜头表面是否存在冰、霜或镜头起雾，再结合温度信息，判断得出实际被遮挡的类型。
步骤S4为，在实际的车载摄像头视野出现遮挡的基础上，如果环境温度高于一定值，则判断车载镜头的表面出现起雾；如果环境温度低于一定值，则判断车载镜头的表面出现结冰或者结霜。
在此简述一下本实施例的工作原理：
根据摄像头在实际应用中的遮挡情况分析，冰、霜、雾会呈现不同的特性。
而雾气在车载镜头中基本仅仅出现在镜头视野中心，引起中心视野有轮廓较为圆滑平缓的模糊区域，通过大量起雾实验录制得出起雾状态的摄像头图像，进行深度学习图像识别，再结合现场的温度信息变化起伏特征，可以达到高精准度的摄像头起雾识别，具体的雾气清除时间通过实际测试即可得出。
而当车载镜头表面结冰时，镜头视野内会出现透明度较低的白色遮挡，其光学特性与未遮挡图像有较大差别，通过一定的图像数字化处理可以初步识别其特征差别，同样通过实际实验测试采集大量图片对算法进行深度学习优化，使其具备识别冰、霜的能力，结合环境温度信息判断是否冰、霜遮挡并且计算其遮挡面积。
根据遮挡面积相对于镜头视野面积、镜头温度，结合镜头设计体积和热仿真的传导能力，可以计算融化遮挡范围内的冰、霜需求的热量，根据需要的热量和加热丝的功率设计得出加热的时间，根据图像实时反馈克加热效果，优化加热时间。
当满足车载镜头起雾、或低温环境且表面存在冰、雪、霜时，启动加热功能，通过图像变化实时掌握车载镜头的清洁效果，在清洁完成后停止加热。
当中，通过算法对事先录制图片进行深度学习优化，是基于现有的自动对焦点胶摄像头系统，也可以借助现有的图像识别算法来实现。本实施例通过在摄像头端增加带温度反馈的柔性加热模组，在控制器端增加温度计算算法与冰、霜、雾识别算法，结合算法计算执行加热清洁（流程图如图1所示）。
具体地说，本实施例优选采用柔性加热模组作为加热单元，所述柔性加热模组采用导体材料制成，根据导体材料的特性，所述柔性加热模组在不同温度下会有微量的电阻变化，通过设计和数据分析事先获得电路电阻与温度的相关，从而使用电阻确定镜头的实际温度，判定是否为低温环境。
本实施例可以在摄像头的内部镜头的镜筒处或者直接在镜头盖处粘贴的柔性加热模组，所述加热模组采用柔性电路板或者环形绕组电热丝的形式。在加热过程中，所述车载镜头仍然会实时获取实际的车载摄像头视野，并持续与事先录制的摄像头图像进行比对，当实际的车载摄像头视野与清晰的摄像头图像一致时，停止所述加热模组。本实施例在根据遮挡物类型和遮挡程度后，结合所述柔性加热模组的功率，初步得出融化遮挡物所需的加热时间，在加热过程中，所述柔性加热模组还会持续获取实际的车载摄像头视野，实际视野达到清晰标准并到达加热时间后，停止加热。
如图2至图4所示，本实施例还提供了一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾装置，所述装置应用了上述车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，所述装置包括所述镜头镜筒1，所述镜头镜筒1一端设有PCB电路板2，另一端设有车载镜头3，所述镜头镜筒1上套设有所述柔性加热模组4，所述柔性加热模组4与所述PCB电路板2电性连接，所述柔性加热模组4通过所述PCB电路板2获得功率并产生热量，促使所述镜头镜筒1以及所述车载镜头3升温，融化所述车载镜头3表面附着的冰、雪、霜。所述车载镜头3内存储有事先录制的摄像头图像，当所述车载镜头3比对得出实际视野出现起雾或者结冰霜情况，所述车载镜头3触发所述柔性加热模组4工作。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取实际的车载摄像头视野；
S2、将步骤S1所得的车载摄像头视野与事先录制的摄像头图像进行比对；
S3、对环境温度进行检测；
S4、结合步骤S2的图像比对信息和步骤S3的温度信息，判断车载镜头的表面是出现起雾还是结冰霜情况；
S5、根据步骤S2的图像比对信息计算车载摄像头视野被遮挡的面积，以被遮挡面积相对于镜头视野面积的比例，判断起雾或者结冰霜程度，并计算融化遮挡雾或者冰霜所需的热量；
S6、利用所述加热模组对车载镜头表面进行升温，结合步骤S5计算的融化热量以及加热模组自身的功率得出所述加热模组的加热时间。
2.根据权利要求1所述的车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，其特征在于，所述事先录制的摄像头图像为不同程度被遮挡的镜头图像，所述事先录制的摄像头图像包括起雾、结冰、结霜情况中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，其特征在于，步骤S4为，在实际的车载摄像头视野出现遮挡的基础上，如果环境温度高于一定值，则判断车载镜头的表面出现起雾；如果环境温度低于一定值，则判断车载镜头的表面出现结冰或者结霜。
4.根据权利要求1所述的车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，其特征在于，所述加热模组采用导体材料制成，所述加热模组在不同温度下呈现电阻变化并根据电阻变化程度判断环境温度。
5.根据权利要求1所述的车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，其特征在于，所述车载镜头实时获取实际的车载摄像头视野并持续与事先录制的摄像头图像进行比对，当实际的车载摄像头视野与清晰的摄像头图像一致时，停止所述加热模组。
6.根据权利要求1所述的车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，其特征在于，所述加热模组围绕所述车载镜头的镜筒外周而布置，所述加热模组采用柔性电路板或者环形绕组电热丝的形式。
7.一种车载镜头自动加热除冰、霜、雾装置，其特征在于，所述装置应用所述车载镜头自动加热除冰、霜、雾方法，所述装置包括所述镜头镜筒，所述镜头镜筒一端设有所述车载镜头，所述镜头镜筒上套设有所述加热模组，所述车载镜头内存储有事先录制的摄像头图像，当所述车载镜头比对得出实际视野出现起雾或者结冰霜情况，所述车载镜头触发所述加热模组对镜头的表面升温。
8.根据权利要求7所述的车载镜头自动加热除冰、霜、雾装置，其特征在于，所述镜头镜筒到所述车载镜头之间设有PCB电路板，所述加热模组通过所述PCB电路板获得功率并产生热量，促使所述车载镜头升温。
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