車載攝像頭鏡頭防霧性能測試報(bào)告 

一、測試概述

（一）測試目的

車載攝像頭作為自動駕駛、倒車輔助、行車記錄等核心功能的關(guān)鍵部件，在高濕環(huán)境（如雨天、霧天、洗車后、晝夜溫差大場景）下的防霧性能直接影響成像清晰度與行車安全。本次測試聚焦鏡頭防霧性能，通過模擬不同高濕環(huán)境條件，評估鏡頭在持續(xù)高濕、溫度驟變、振動干擾等車載典型場景下的防霧效果、防霧持久性及恢復(fù)能力，驗(yàn)證其是否滿足 “成像清晰無遮擋” 的使用要求，為產(chǎn)品選型、設(shè)計(jì)優(yōu)化及行業(yè)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

（二）測試對象

選取 5 款主流車載攝像頭產(chǎn)品（涵蓋前視、后視、環(huán)視類型），編號分別為 Cam-01（前視，帶加熱功能）、Cam-02（后視，疏水涂層）、Cam-03（環(huán)視，普通防霧涂層）、Cam-04（前視，無主動防霧功能）、Cam-05（環(huán)視，加熱 + 疏水復(fù)合防霧）

（三）測試環(huán)境與設(shè)備

1. 環(huán)境模擬設(shè)備：

• 恒溫恒濕試驗(yàn)箱（精度：溫度 ±0.5℃，濕度 ±2% RH，容積 100L），支持濕度 0~98% RH、溫度 - 40℃~100℃調(diào)節(jié)，模擬高濕、溫度驟變場景；

• 淋雨試驗(yàn)裝置（降雨量 5~20mm/h，噴水角度可調(diào)），模擬雨天環(huán)境；

• 低溫箱（-40℃~0℃，精度 ±1℃），用于溫度驟變測試前的預(yù)冷。成像質(zhì)量測試設(shè)備：

• 圖像清晰度分析儀（分辨率≥1000 線，測量精度 ±1%），檢測成像銳度、對比度；

• 灰度標(biāo)準(zhǔn)板（24 級灰度），評估圖像細(xì)節(jié)還原能力；

• 色彩標(biāo)準(zhǔn)卡（24 色），檢測色彩失真度；

• 照度計(jì)（精度 ±5lux），控制測試環(huán)境光照強(qiáng)度；

• 高速攝像機(jī)（幀率 120fps），記錄鏡頭起霧、消霧動態(tài)過程；

• 電腦（預(yù)裝圖像分析軟件 ImageJ），用于量化分析霧層對成像的影響。

3. 輔助設(shè)備：

• 溫濕度記錄儀（采樣頻率 1 次 / 分鐘，精度 ±0.3℃/±1% RH）；

• 電子秒表（精度 ±0.1s），記錄起霧時(shí)間、消霧時(shí)間；

• 鏡頭清潔套裝（無纖維抹布、專用清潔劑），確保測試前鏡頭無污漬；

• 功率計(jì)（精度 ±0.1W），監(jiān)測加熱型攝像頭的功耗。

二、測試方案

（一）測試場景設(shè)計(jì)

結(jié)合車載實(shí)際使用場景，設(shè)計(jì) 4 類核心測試場景，覆蓋高濕環(huán)境的主要影響因素：

1. 持續(xù)高濕場景：模擬雨季、高濕度地區(qū)的長期使用環(huán)境；

2. 溫度驟變場景：模擬晝夜溫差大、洗車后（冷熱交替）的極端場景；

3. 淋雨 + 高濕場景：模擬雨天行車的復(fù)合場景；

4. 振動 + 高濕場景：模擬行駛過程中（如顛簸路面）的高濕環(huán)境。

（二）測試參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

1. 核心評估指標(biāo)：

• 起霧時(shí)間（T1）：從環(huán)境達(dá)到設(shè)定條件至鏡頭出現(xiàn)可見霧層的時(shí)間；

• 霧層覆蓋率（R）：霧層覆蓋鏡頭有效成像區(qū)域的面積占比（≤5% 為合格）；

• 成像清晰度衰減率（ΔS）：起霧后圖像清晰度與無霧時(shí)的差值占比（≤10% 為合格）；

• 消霧時(shí)間（T2）：從霧層出現(xiàn)至完全消散、成像恢復(fù)正常的時(shí)間（主動防霧型≤30s 為優(yōu)秀）；

• 防霧持久性（T3）：持續(xù)高濕環(huán)境下保持無霧 / 低霧狀態(tài)的最長時(shí)間。

（三）測試流程

1. 測試前準(zhǔn)備：

• 所有測試機(jī)鏡頭用清潔套裝擦拭干凈，確保無污漬、指紋；在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（25℃，50% RH）下靜置 2 小時(shí)，記錄初始成像數(shù)據(jù)（清晰度、對比度、灰度還原度）作為基線；

• 調(diào)試環(huán)境模擬設(shè)備與測試儀器，驗(yàn)證溫濕度控制精度、成像分析設(shè)備的準(zhǔn)確性；

• 對加熱型攝像頭（Cam-01、Cam-05）進(jìn)行預(yù)啟動，確認(rèn)加熱功能正常，記錄初始功耗。

2. 分場景測試：

（1）持續(xù)高濕場景測試

• 將 5 款攝像頭固定于試驗(yàn)箱內(nèi)，鏡頭朝向灰度標(biāo)準(zhǔn)板與色彩標(biāo)準(zhǔn)卡，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱至 25℃、95% RH，啟動計(jì)時(shí)；

• 每 1 小時(shí)記錄 1 次溫濕度數(shù)據(jù)、成像畫面，通過高速攝像機(jī)觀察霧層形成過程；

• 每 6 小時(shí)使用圖像分析儀檢測成像清晰度、對比度，計(jì)算衰減率；

• 若鏡頭出現(xiàn)霧層，記錄起霧時(shí)間（T1）、霧層覆蓋率（R）；主動防霧型攝像頭記錄消霧時(shí)間（T2）；

• 持續(xù)運(yùn)行 48 小時(shí)，記錄各設(shè)備的防霧持久性（T3）。

（2）溫度驟變場景測試

• 將攝像頭放入低溫箱（-20℃）預(yù)冷 2 小時(shí)，確保鏡頭溫度降至 - 20℃；

• 快速將攝像頭轉(zhuǎn)移至恒溫恒濕箱（25℃、90% RH），啟動計(jì)時(shí)，記錄起霧時(shí)間（T1）；

• 觀察霧層變化，記錄消霧時(shí)間（T2）、霧層覆蓋率（R），測試成像清晰度衰減率；

• 完成 1 次循環(huán)后，將攝像頭放回低溫箱復(fù)冷 2 小時(shí)，重復(fù)循環(huán) 10 次；

• 循環(huán)結(jié)束后，檢查鏡頭表面是否有結(jié)露殘留、涂層脫落等現(xiàn)象，復(fù)測成像基線數(shù)據(jù)。

（3）淋雨 + 高濕場景測試

• 攝像頭固定于淋雨試驗(yàn)裝置下方，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱至 25℃、98% RH，啟動淋雨裝置（降雨量 10mm/h，噴水角度 45° 對準(zhǔn)鏡頭表面）；

• 每 30 分鐘記錄 1 次成像畫面，觀察鏡頭是否起霧、水滴是否附著；

• 每 4 小時(shí)檢測成像清晰度，計(jì)算衰減率；

• 持續(xù)測試 24 小時(shí)，結(jié)束后檢查鏡頭涂層是否因淋雨出現(xiàn)磨損、防霧性能下降。

（4）振動 + 高濕場景測試

• 將攝像頭固定于振動試驗(yàn)臺，放入恒溫恒濕箱（25℃、95% RH），啟動振動試驗(yàn)臺（20~50Hz，振幅 2mm）；

• 每 1 小時(shí)記錄振動參數(shù)、溫濕度數(shù)據(jù)、成像畫面；

• 每 6 小時(shí)檢測成像清晰度、霧層覆蓋率，觀察振動是否加劇霧層形成或影響消霧效果；

• 持續(xù)測試 24 小時(shí)，結(jié)束后檢查攝像頭固定結(jié)構(gòu)是否松動，鏡頭是否有劃痕、破損。

3. 測試后處理：

• 所有場景測試完成后，將攝像頭置于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（25℃，50% RH）靜置 2 小時(shí)，復(fù)測成像數(shù)據(jù)，對比測試前后的性能衰減；

• 檢查鏡頭表面狀態(tài)（涂層完整性、污漬殘留、結(jié)露痕跡）；

• 整理所有測試數(shù)據(jù)，繪制趨勢圖表（起霧時(shí)間、清晰度衰減率、防霧持久性等）。

三、測試結(jié)果與分析

（一）持續(xù)高濕場景測試結(jié)果

• 主動加熱型攝像頭（Cam-01、Cam-05）表現(xiàn)最優(yōu)，48 小時(shí)持續(xù)高濕環(huán)境下無起霧現(xiàn)象，成像清晰度衰減率僅 1.8%~2.3%，且測試后成像恢復(fù)度接近 100%，說明加熱功能能有效抑制霧層形成；

• 僅含被動防霧涂層的產(chǎn)品（Cam-02、Cam-03）起霧時(shí)間隨涂層質(zhì)量差異明顯，SiO?基疏水涂層（Cam-02）的防霧持久性（8 小時(shí) 15 分鐘）優(yōu)于氟樹脂涂層（Cam-03，5 小時(shí) 30 分鐘），但起霧后霧層覆蓋率均超過 10%，成像清晰度衰減顯著（18.5%~25.7%）；

• 無主動防霧功能的 Cam-04 表現(xiàn)最差，起霧時(shí)間最短（3 小時(shí) 40 分鐘），霧層覆蓋率達(dá) 27.5%，清晰度衰減近 40%，無法滿足長期高濕環(huán)境使用需求。

（二）溫度驟變場景測試結(jié)果（10 次循環(huán)后）

• 溫度驟變場景對防霧性能要求更高，被動防霧產(chǎn)品的起霧時(shí)間隨循環(huán)次數(shù)增加明顯縮短（Cam-02 從 1 分 35 秒降至 58 秒），霧層覆蓋率與清晰度衰減率均呈上升趨勢，且 Cam-03 出現(xiàn)涂層邊緣磨損，說明溫度驟變會加速被動防霧涂層的老化；

• 加熱 + 疏水復(fù)合防霧的 Cam-05 表現(xiàn)略優(yōu)于單一加熱的 Cam-01，清晰度衰減率更低（2.5% vs 3.1%），推測疏水涂層減少了水分在鏡頭表面的附著，輔助提升防霧效果；

• Cam-04 在第 10 次循環(huán)后起霧時(shí)間僅 25 秒，霧層覆蓋率超 30%，成像嚴(yán)重受影響，無法適應(yīng)溫度驟變場景。

（三）淋雨 + 高濕場景測試結(jié)果

• 淋雨與高濕復(fù)合環(huán)境下，疏水涂層的優(yōu)勢凸顯：Cam-05（加熱 + 疏水）無水滴附著，成像清晰度衰減率僅 2.1%；Cam-02（單一疏水涂層）雖起霧時(shí)間晚于 Cam-03、Cam-04，但仍有少量水滴附著，影響成像；

• 無疏水功能的 Cam-01（單一加熱）雖無起霧，但鏡頭表面有微量水滴殘留，導(dǎo)致清晰度衰減率略高于 Cam-05；

• Cam-03 的氟樹脂涂層在淋雨沖刷下出現(xiàn)輕微磨損，可能影響長期使用中的防霧性能。

（四）振動 + 高濕場景測試結(jié)果

• 振動環(huán)境未對各設(shè)備的防霧性能產(chǎn)生顯著影響，起霧時(shí)間、霧層覆蓋率與持續(xù)高濕場景接近，說明振動不會加劇霧層形成；

• 所有設(shè)備在 24 小時(shí)振動 + 高濕測試中均保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，鏡頭無劃痕、破損，表明車載攝像頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能適應(yīng)振動環(huán)境；

• Cam-05 仍保持最優(yōu)表現(xiàn)，成像清晰度衰減率最低（2.0%），綜合防霧與抗干擾能力最強(qiáng)。

（五）綜合性能排名（按防霧效果優(yōu)先級）

1. Cam-05（加熱 + 疏水復(fù)合防霧）：全場景無起霧，成像衰減率最低（1.8%~2.5%），防霧持久性最長（48 小時(shí)），綜合表現(xiàn)最優(yōu)；

2. Cam-01（單一加熱防霧）：全場景無起霧，但水滴附著與清晰度衰減略遜于 Cam-05，排名第二；

3. Cam-02（單一 SiO?基疏水涂層）：起霧時(shí)間較長（4 小時(shí) 20 分鐘～8 小時(shí) 15 分鐘），霧層覆蓋率較低（9.8%~12.7%），適合中等濕度場景；

4. Cam-03（單一氟樹脂涂層）：起霧時(shí)間與防霧效果中等，涂層在淋雨場景下有磨損風(fēng)險(xiǎn)；

5. Cam-04（無主動防霧）：全場景表現(xiàn)最差，起霧早、霧層厚，無法滿足高濕環(huán)境使用需求。

四、防霧機(jī)理與失效分析

（一）防霧機(jī)理探討

1. 主動加熱防霧（Cam-01、Cam-05）：通過加熱絲使鏡頭溫度維持在露點(diǎn)以上（25℃高濕環(huán)境下露點(diǎn)約 23℃），抑制空氣中的水汽在鏡頭表面凝結(jié)成霧滴，從根源上解決起霧問題；Cam-05 疊加疏水涂層后，進(jìn)一步降低水汽與鏡頭表面的接觸角（≤15°），減少水滴附著，提升成像清晰度。

2. 被動防霧涂層（Cam-02、Cam-03）：利用涂層的親水或疏水特性改善防霧效果：

• 親水涂層（如氟樹脂）：使水汽在鏡頭表面形成均勻水膜，而非散射光線的霧滴，但長期高濕下涂層吸水飽和后會失效，導(dǎo)致起霧；

• 疏水涂層（如 SiO?基）：提高鏡頭表面疏水性，減少水汽附著，但無法抑制露點(diǎn)以下的凝結(jié)，溫度驟變場景下防霧效果有限。

3. 無防霧功能（Cam-04）：僅依賴鏡頭基礎(chǔ)涂層，水汽易在表面凝結(jié)成微米級霧滴，散射光線，導(dǎo)致成像模糊。

（二）失效原因分析

1. 被動防霧產(chǎn)品起霧失效：核心原因是涂層無法突破 “露點(diǎn)限制”，當(dāng)鏡頭溫度低于環(huán)境露點(diǎn)時(shí)，水汽必然凝結(jié)；且長期高濕、淋雨沖刷會導(dǎo)致涂層磨損、吸水飽和，防霧性能逐漸衰減。

2. 成像清晰度衰減：霧層的光散射作用是主要因素，霧層覆蓋率越高，散射越嚴(yán)重，清晰度衰減越明顯；其次是水滴附著導(dǎo)致的光線折射失真。

3. 溫度驟變下性能下降：低溫預(yù)冷后鏡頭溫度遠(yuǎn)低于露點(diǎn)，水汽快速凝結(jié)，被動涂層無法及時(shí)疏導(dǎo)，導(dǎo)致起霧時(shí)間縮短、霧層增厚；多次循環(huán)后涂層因熱脹冷縮出現(xiàn)磨損，進(jìn)一步加劇失效。

五、測試結(jié)論

1. 防霧效果排名：加熱 + 疏水復(fù)合防霧技術(shù)（Cam-05）＞單一加熱防霧技術(shù)（Cam-01）＞SiO?基疏水涂層（Cam-02）＞氟樹脂涂層（Cam-03）＞無主動防霧（Cam-04）；

2. 場景適應(yīng)性：

• 持續(xù)高濕、溫度驟變、淋雨 + 高濕、振動 + 高濕四大場景中，加熱型攝像頭（Cam-01、Cam-05）均能實(shí)現(xiàn) “無起霧、低衰減”，完全滿足高濕環(huán)境下成像清晰無遮擋的要求；

• 被動防霧涂層產(chǎn)品（Cam-02、Cam-03）僅適合中等濕度、溫度穩(wěn)定的場景，溫度驟變或持續(xù)高濕環(huán)境下無法保障成像質(zhì)量；

• 無主動防霧功能的 Cam-04 在所有高濕場景下均失效，不建議用于多雨、高濕地區(qū)的車載系統(tǒng)。

3. 可靠性：加熱型攝像頭經(jīng) 48 小時(shí)持續(xù)測試與 10 次溫度驟變循環(huán)后，成像恢復(fù)度≥99.5%，鏡頭涂層與結(jié)構(gòu)完好，可靠性優(yōu)異；被動防霧產(chǎn)品在長期測試中存在涂層磨損、防霧性能衰減風(fēng)險(xiǎn)。

4. 功耗表現(xiàn)：Cam-01（5W 加熱）與 Cam-05（3W 加熱）的工作功耗均在車載電源承受范圍內(nèi)，不會對車輛供電系統(tǒng)造成負(fù)擔(dān)。