計算機視覺和高級成像技術(shù)催生了許多革命性技術(shù)，其中最重要的技術(shù)之一是高級駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 和自動駕駛汽車。

無論車輛的成像來自攝像頭、雷達還是 LiDAR，一個不變的是傳感器需要暢通無阻的視野才能完成工作。出于這個原因，汽車行業(yè)一直在尋求防止和清除車輛圖像傳感器上的碎屑和污染物堆積的方法。

德州儀器聲稱已開發(fā)出首款具有自動材料檢測功能的超聲波鏡頭清潔 IC。圖片由德州儀器提供

本周，德州儀器 (TI) 發(fā)布了兩款新的互補芯片，它們協(xié)同工作以保持圖像傳感器不受污染。在本文中，我們將了解該公司提出的鏡頭清潔方法以及為支持該方法而發(fā)布的新芯片組。

在現(xiàn)代車輛中，外向圖像傳感器暴露在外部環(huán)境中，灰塵、碎屑和水可能會落在傳感器的鏡頭上。這會遮擋傳感器的視線并損害整個系統(tǒng)的功能。清潔鏡頭主要是手動過程，會導(dǎo)致不必要的設(shè)備停機。

雖然有幾種建議的自動鏡頭清潔技術(shù)，但德州儀器 (TI) 支持超聲波鏡頭清潔：振動圖像傳感器的鏡頭以去除污染物的過程。

通過超聲波清洗鏡頭排出水的動畫。圖片由 德州儀器提供。（點擊圖片打開gif動畫）

超聲波鏡片清潔背后的理論是，每種材料都有一個共振頻率，即材料自然振動的頻率。超聲波鏡頭清潔的目的是在存在污染物時迫使鏡頭以其共振頻率振動，從而使表面上的任何污染物振動并離開傳感器的視野。

實際上，這可以通過壓電換能器來實現(xiàn)，壓電換能器是一種在施加電壓時會改變形狀的設(shè)備。如果施加的電壓本質(zhì)上是交變的（換句話說，AC），則材料將以 AC 信號的頻率產(chǎn)生共振。因此，如果以與鏡頭共振頻率相同的頻率向換能器施加交流信號，則換能器可以幫助去除鏡頭上的污染物。

本周，德州儀器 (TI) 發(fā)布了兩款新的免費芯片，可在汽車解決方案中實現(xiàn)超聲波鏡頭清潔。ULC1001 和DRV2901這兩個芯片旨在在壓電換能器系統(tǒng)中協(xié)同工作，以幫助實時檢測和清除圖像傳感器中的污染物。

ULC1001 是一款可配置的 PWM 調(diào)制器，具有電流和電壓感應(yīng)功能，專為基于壓電的鏡頭清潔系統(tǒng)而設(shè)計。該控制器與片上算法集成，可通過鏡頭系統(tǒng)校準(zhǔn)自動感應(yīng)和清潔污染物。另一方面，DRV2901 是鏡頭清潔傳感器驅(qū)動器。該芯片具有一個單通道半橋，可輸出調(diào)制控制信號，輸出端僅需一個簡單的無源 LC 解調(diào)濾波器即可為壓電換能器提供高質(zhì)量、高效率的放大。

包含 ULC1001 和 DRV2901 的簡化系統(tǒng)框圖。圖片由德州儀器提供。（點擊圖片放大）

這兩個芯片一起工作以感測壓電換能器的狀態(tài)，通過集成 DSP 算法檢測污染物的存在，并最終根據(jù)需要控制換能器以實現(xiàn)清潔系統(tǒng)。