計(jì)算機(jī)視覺(jué)和高級(jí)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(jí)駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 和自動(dòng)駕駛汽車(chē)。

無(wú)論車(chē)輛的成像來(lái)自攝像頭、雷達(dá)還是 LiDAR，一個(gè)不變的是傳感器需要暢通無(wú)阻的視野才能完成工作。出于這個(gè)原因，汽車(chē)行業(yè)一直在尋求防止和清除車(chē)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(chēng)已開(kāi)發(fā)出首款具有自動(dòng)材料檢測(cè)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(bǔ)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(chē)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(huì)落在傳感器的鏡頭上。這會(huì)遮擋傳感器的視線并損害整個(gè)系統(tǒng)的功能。清潔鏡頭主要是手動(dòng)過(guò)程，會(huì)導(dǎo)致不必要的設(shè)備停機(jī)。

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

通過(guò)超聲波清洗鏡頭排出水的動(dòng)畫(huà)。圖片由 德州儀器提供。（點(diǎn)擊圖片打開(kāi)gif動(dòng)畫(huà)）

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

實(shí)際上，這可以通過(guò)壓電換能器來(lái)實(shí)現(xiàn)，壓電換能器是一種在施加電壓時(shí)會(huì)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(huà)說(shuō)，AC），則材料將以 AC 信號(hào)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(hào)，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(fèi)芯片，可在汽車(chē)解決方案中實(shí)現(xiàn)超聲波鏡頭清潔。ULC1001 和DRV2901這兩個(gè)芯片旨在在壓電換能器系統(tǒng)中協(xié)同工作，以幫助實(shí)時(shí)檢測(cè)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(zhuān)為基于壓電的鏡頭清潔系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。該控制器與片上算法集成，可通過(guò)鏡頭系統(tǒng)校準(zhǔn)自動(dòng)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(dòng)器。該芯片具有一個(gè)單通道半橋，可輸出調(diào)制控制信號(hào)，輸出端僅需一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)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(jiǎn)化系統(tǒng)框圖。圖片由德州儀器提供。（點(diǎn)擊圖片放大）

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