雨量传感器的工作原理解析

一个旧金山的网友近日在网上称“我住在一个用于自动驾驶测试的停车场旁边，最近我才意识到，当我靠近使用激光雷达的汽车时，它会触发我的雨量传感器，雨刮器开始运转。之前也发生了几次，最近我才把这件事跟激光雷达联系上。这似乎是意外的Bug。有人对这件事了解吗？”

对于激光雷达，每个研究自动驾驶的人都很了解，基本原理就是由激光器发射出的脉冲激光由空中入射到地面上，打到树上、道路上、汽车车辆上，引起散射。一部分光波会经过反射返回到激光雷达的接收器中，根据计时器记录下来的脉冲信号时间差来测算目标的距离，形成对周围世界的感知。

它能影响到雨量传感器吗？我们再看看雨量传感器是什么原理。

雨量传感器主要是用来检测是否下雨及雨量的大小。当汽车在雨雪天等恶劣天气下行车时，由雨量传感器向域控制器报告，由控制器驱动雨刷、车灯、车窗完成对雨天的预警动作，理论上说这属于一种ADAS功能。

为确保驾驶员在雨天有良好的视线，在下雨天，当传感器检测到有雨水落到了挡风玻璃上，就对雨刷发出指令使其开始工作，车的前挡风玻璃上的雨水即被清除了。且智能控制系统探测并分析雨刮器的刮雨频率，提高驾驶员的视觉效果，保证了视线通畅，确保行车安全。

常见的雨量传感器主要有流量式雨量传感器、静电式雨量传感器、压电式雨量传感器，红外线式雨滴传感器。当然，也有比较特别的，比如特斯拉用图像视觉去判断下雨天。

其中，流量式、静电式、压电式雨量传感器都有水滴的物理特性强相关，受激光脉冲的影响影响的可能性较小，根据网友的描述，如果有影响猜测可能是红外线式雨滴传感器。

这种传感器是依靠发光二极管发出的光经过透镜系统调整后，成平行光状态照射到挡风玻璃上；当玻璃干燥时、光线将发生全反射，并经过透镜系统成平行光状态被接收器件接收，输出最大值100%；当玻璃上有雨水、雨滴时，由于折射率改变，光线将不能发生全反射，而是视水滴面积大小发生部分反射，此时接收管只收到部分信号，按照百分率比值能够计算出雨量大小。

该传感器受背景光的干扰，光电转换信号弱，信号易被噪声淹没，而与工作中的激光雷达接触时，会有一定的概率对传感器产生信号噪声，让其产生错误的响应。

基于光强变化的传感器安装在汽车挡风玻璃内侧，不与雨水直接接触，在挡风玻璃的保护下，能够长期稳定工作，所以红外散射式雨量传感器正成为主流的产品，而带有激光雷达的车辆毕竟还未普及，所以平时生活中很少会发生这个网友的事情。

可见，ADAS向自动驾驶过渡的过程中，多模块功能的融合上还要考虑得更加周全，才不会发生不必要的“冲突”。

谈到雨量传感器，就不得不提特斯拉的视觉识别雨滴的方案，Tesla Autopilot可以通过图像识别技术识别潮湿的天气，然后在必要时打开雨刮器。这种方案看似更智能，其实也并不可靠。根据腾讯科恩实验室的研究，通过在物理世界中巧妙地生成了一张图像，系统将受到干扰并返回“不正确”结果，然后尴尬地打开了雨刮器。