车载摄像头镜头防雾性能测试报告 

一、测试概述

（一）测试目的

车载摄像头作为自动驾驶、倒车辅助、行车记录等核心功能的关键部件，在高湿环境（如雨天、雾天、洗车后、昼夜温差大场景）下的防雾性能直接影响成像清晰度与行车安全。本次测试聚焦镜头防雾性能，通过模拟不同高湿环境条件，评估镜头在持续高湿、温度骤变、振动干扰等车载典型场景下的防雾效果、防雾持久性及恢复能力，验证其是否满足 “成像清晰无遮挡” 的使用要求，为产品选型、设计优化及行业应用提供数据支撑。

（二）测试对象

选取 5 款主流车载摄像头产品（涵盖前视、后视、环视类型），编号分别为 Cam-01（前视，带加热功能）、Cam-02（后视，疏水涂层）、Cam-03（环视，普通防雾涂层）、Cam-04（前视，无主动防雾功能）、Cam-05（环视，加热 + 疏水复合防雾）

（三）测试环境与设备

1. 环境模拟设备：

• 恒温恒湿试验箱（精度：温度 ±0.5℃，湿度 ±2% RH，容积 100L），支持湿度 0~98% RH、温度 - 40℃~100℃调节，模拟高湿、温度骤变场景；

• 淋雨试验装置（降雨量 5~20mm/h，喷水角度可调），模拟雨天环境；

• 低温箱（-40℃~0℃，精度 ±1℃），用于温度骤变测试前的预冷。成像质量测试设备：

• 图像清晰度分析仪（分辨率≥1000 线，测量精度 ±1%），检测成像锐度、对比度；

• 灰度标准板（24 级灰度），评估图像细节还原能力；

• 色彩标准卡（24 色），检测色彩失真度；

• 照度计（精度 ±5lux），控制测试环境光照强度；

• 高速摄像机（帧率 120fps），记录镜头起雾、消雾动态过程；

• 电脑（预装图像分析软件 ImageJ），用于量化分析雾层对成像的影响。

3. 辅助设备：

• 温湿度记录仪（采样频率 1 次 / 分钟，精度 ±0.3℃/±1% RH）；

• 电子秒表（精度 ±0.1s），记录起雾时间、消雾时间；

• 镜头清洁套装（无纤维抹布、专用清洁剂），确保测试前镜头无污渍；

• 功率计（精度 ±0.1W），监测加热型摄像头的功耗。

二、测试方案

（一）测试场景设计

结合车载实际使用场景，设计 4 类核心测试场景，覆盖高湿环境的主要影响因素：

1. 持续高湿场景：模拟雨季、高湿度地区的长期使用环境；

2. 温度骤变场景：模拟昼夜温差大、洗车后（冷热交替）的极端场景；

3. 淋雨 + 高湿场景：模拟雨天行车的复合场景；

4. 振动 + 高湿场景：模拟行驶过程中（如颠簸路面）的高湿环境。

（二）测试参数与标准

1. 核心评估指标：

• 起雾时间（T1）：从环境达到设定条件至镜头出现可见雾层的时间；

• 雾层覆盖率（R）：雾层覆盖镜头有效成像区域的面积占比（≤5% 为合格）；

• 成像清晰度衰减率（ΔS）：起雾后图像清晰度与无雾时的差值占比（≤10% 为合格）；

• 消雾时间（T2）：从雾层出现至完全消散、成像恢复正常的时间（主动防雾型≤30s 为优秀）；

• 防雾持久性（T3）：持续高湿环境下保持无雾 / 低雾状态的最长时间。

（三）测试流程

1. 测试前准备：

• 所有测试机镜头用清洁套装擦拭干净，确保无污渍、指纹；在标准环境（25℃，50% RH）下静置 2 小时，记录初始成像数据（清晰度、对比度、灰度还原度）作为基线；

• 调试环境模拟设备与测试仪器，验证温湿度控制精度、成像分析设备的准确性；

• 对加热型摄像头（Cam-01、Cam-05）进行预启动，确认加热功能正常，记录初始功耗。

2. 分场景测试：

（1）持续高湿场景测试

• 将 5 款摄像头固定于试验箱内，镜头朝向灰度标准板与色彩标准卡，调节试验箱至 25℃、95% RH，启动计时；

• 每 1 小时记录 1 次温湿度数据、成像画面，通过高速摄像机观察雾层形成过程；

• 每 6 小时使用图像分析仪检测成像清晰度、对比度，计算衰减率；

• 若镜头出现雾层，记录起雾时间（T1）、雾层覆盖率（R）；主动防雾型摄像头记录消雾时间（T2）；

• 持续运行 48 小时，记录各设备的防雾持久性（T3）。

（2）温度骤变场景测试

• 将摄像头放入低温箱（-20℃）预冷 2 小时，确保镜头温度降至 - 20℃；

• 快速将摄像头转移至恒温恒湿箱（25℃、90% RH），启动计时，记录起雾时间（T1）；

• 观察雾层变化，记录消雾时间（T2）、雾层覆盖率（R），测试成像清晰度衰减率；

• 完成 1 次循环后，将摄像头放回低温箱复冷 2 小时，重复循环 10 次；

• 循环结束后，检查镜头表面是否有结露残留、涂层脱落等现象，复测成像基线数据。

（3）淋雨 + 高湿场景测试

• 摄像头固定于淋雨试验装置下方，调节试验箱至 25℃、98% RH，启动淋雨装置（降雨量 10mm/h，喷水角度 45° 对准镜头表面）；

• 每 30 分钟记录 1 次成像画面，观察镜头是否起雾、水滴是否附着；

• 每 4 小时检测成像清晰度，计算衰减率；

• 持续测试 24 小时，结束后检查镜头涂层是否因淋雨出现磨损、防雾性能下降。

（4）振动 + 高湿场景测试

• 将摄像头固定于振动试验台，放入恒温恒湿箱（25℃、95% RH），启动振动试验台（20~50Hz，振幅 2mm）；

• 每 1 小时记录振动参数、温湿度数据、成像画面；

• 每 6 小时检测成像清晰度、雾层覆盖率，观察振动是否加剧雾层形成或影响消雾效果；

• 持续测试 24 小时，结束后检查摄像头固定结构是否松动，镜头是否有划痕、破损。

3. 测试后处理：

• 所有场景测试完成后，将摄像头置于标准环境（25℃，50% RH）静置 2 小时，复测成像数据，对比测试前后的性能衰减；

• 检查镜头表面状态（涂层完整性、污渍残留、结露痕迹）；

• 整理所有测试数据，绘制趋势图表（起雾时间、清晰度衰减率、防雾持久性等）。

三、测试结果与分析

（一）持续高湿场景测试结果

• 主动加热型摄像头（Cam-01、Cam-05）表现最优，48 小时持续高湿环境下无起雾现象，成像清晰度衰减率仅 1.8%~2.3%，且测试后成像恢复度接近 100%，说明加热功能能有效抑制雾层形成；

• 仅含被动防雾涂层的产品（Cam-02、Cam-03）起雾时间随涂层质量差异明显，SiO₂基疏水涂层（Cam-02）的防雾持久性（8 小时 15 分钟）优于氟树脂涂层（Cam-03，5 小时 30 分钟），但起雾后雾层覆盖率均超过 10%，成像清晰度衰减显著（18.5%~25.7%）；

• 无主动防雾功能的 Cam-04 表现最差，起雾时间最短（3 小时 40 分钟），雾层覆盖率达 27.5%，清晰度衰减近 40%，无法满足长期高湿环境使用需求。

（二）温度骤变场景测试结果（10 次循环后）

• 温度骤变场景对防雾性能要求更高，被动防雾产品的起雾时间随循环次数增加明显缩短（Cam-02 从 1 分 35 秒降至 58 秒），雾层覆盖率与清晰度衰减率均呈上升趋势，且 Cam-03 出现涂层边缘磨损，说明温度骤变会加速被动防雾涂层的老化；

• 加热 + 疏水复合防雾的 Cam-05 表现略优于单一加热的 Cam-01，清晰度衰减率更低（2.5% vs 3.1%），推测疏水涂层减少了水分在镜头表面的附着，辅助提升防雾效果；

• Cam-04 在第 10 次循环后起雾时间仅 25 秒，雾层覆盖率超 30%，成像严重受影响，无法适应温度骤变场景。

（三）淋雨 + 高湿场景测试结果

• 淋雨与高湿复合环境下，疏水涂层的优势凸显：Cam-05（加热 + 疏水）无水滴附着，成像清晰度衰减率仅 2.1%；Cam-02（单一疏水涂层）虽起雾时间晚于 Cam-03、Cam-04，但仍有少量水滴附着，影响成像；

• 无疏水功能的 Cam-01（单一加热）虽无起雾，但镜头表面有微量水滴残留，导致清晰度衰减率略高于 Cam-05；

• Cam-03 的氟树脂涂层在淋雨冲刷下出现轻微磨损，可能影响长期使用中的防雾性能。

（四）振动 + 高湿场景测试结果

• 振动环境未对各设备的防雾性能产生显著影响，起雾时间、雾层覆盖率与持续高湿场景接近，说明振动不会加剧雾层形成；

• 所有设备在 24 小时振动 + 高湿测试中均保持结构稳定，镜头无划痕、破损，表明车载摄像头的机械结构设计能适应振动环境；

• Cam-05 仍保持最优表现，成像清晰度衰减率最低（2.0%），综合防雾与抗干扰能力最强。

（五）综合性能排名（按防雾效果优先级）

1. Cam-05（加热 + 疏水复合防雾）：全场景无起雾，成像衰减率最低（1.8%~2.5%），防雾持久性最长（48 小时），综合表现最优；

2. Cam-01（单一加热防雾）：全场景无起雾，但水滴附着与清晰度衰减略逊于 Cam-05，排名第二；

3. Cam-02（单一 SiO₂基疏水涂层）：起雾时间较长（4 小时 20 分钟～8 小时 15 分钟），雾层覆盖率较低（9.8%~12.7%），适合中等湿度场景；

4. Cam-03（单一氟树脂涂层）：起雾时间与防雾效果中等，涂层在淋雨场景下有磨损风险；

5. Cam-04（无主动防雾）：全场景表现最差，起雾早、雾层厚，无法满足高湿环境使用需求。

四、防雾机理与失效分析

（一）防雾机理探讨

1. 主动加热防雾（Cam-01、Cam-05）：通过加热丝使镜头温度维持在露点以上（25℃高湿环境下露点约 23℃），抑制空气中的水汽在镜头表面凝结成雾滴，从根源上解决起雾问题；Cam-05 叠加疏水涂层后，进一步降低水汽与镜头表面的接触角（≤15°），减少水滴附着，提升成像清晰度。

2. 被动防雾涂层（Cam-02、Cam-03）：利用涂层的亲水或疏水特性改善防雾效果：

• 亲水涂层（如氟树脂）：使水汽在镜头表面形成均匀水膜，而非散射光线的雾滴，但长期高湿下涂层吸水饱和后会失效，导致起雾；

• 疏水涂层（如 SiO₂基）：提高镜头表面疏水性，减少水汽附着，但无法抑制露点以下的凝结，温度骤变场景下防雾效果有限。

3. 无防雾功能（Cam-04）：仅依赖镜头基础涂层，水汽易在表面凝结成微米级雾滴，散射光线，导致成像模糊。

（二）失效原因分析

1. 被动防雾产品起雾失效：核心原因是涂层无法突破 “露点限制”，当镜头温度低于环境露点时，水汽必然凝结；且长期高湿、淋雨冲刷会导致涂层磨损、吸水饱和，防雾性能逐渐衰减。

2. 成像清晰度衰减：雾层的光散射作用是主要因素，雾层覆盖率越高，散射越严重，清晰度衰减越明显；其次是水滴附着导致的光线折射失真。

3. 温度骤变下性能下降：低温预冷后镜头温度远低于露点，水汽快速凝结，被动涂层无法及时疏导，导致起雾时间缩短、雾层增厚；多次循环后涂层因热胀冷缩出现磨损，进一步加剧失效。

五、测试结论

1. 防雾效果排名：加热 + 疏水复合防雾技术（Cam-05）＞单一加热防雾技术（Cam-01）＞SiO₂基疏水涂层（Cam-02）＞氟树脂涂层（Cam-03）＞无主动防雾（Cam-04）；

2. 场景适应性：

• 持续高湿、温度骤变、淋雨 + 高湿、振动 + 高湿四大场景中，加热型摄像头（Cam-01、Cam-05）均能实现 “无起雾、低衰减”，完全满足高湿环境下成像清晰无遮挡的要求；

• 被动防雾涂层产品（Cam-02、Cam-03）仅适合中等湿度、温度稳定的场景，温度骤变或持续高湿环境下无法保障成像质量；

• 无主动防雾功能的 Cam-04 在所有高湿场景下均失效，不建议用于多雨、高湿地区的车载系统。

3. 可靠性：加热型摄像头经 48 小时持续测试与 10 次温度骤变循环后，成像恢复度≥99.5%，镜头涂层与结构完好，可靠性优异；被动防雾产品在长期测试中存在涂层磨损、防雾性能衰减风险。

4. 功耗表现：Cam-01（5W 加热）与 Cam-05（3W 加热）的工作功耗均在车载电源承受范围内，不会对车辆供电系统造成负担。