计算机视觉和先进的成像技术催生了许多革命性的技术，其中最重要的是先进的驾驶员辅助系统（ADAS）和自动驾驶汽车。

无论车辆的成像来自摄像头、雷达还是激光雷达，一个不变的因素是传感器需要无障碍的视觉才能完成工作。出于这个原因，汽车行业一直在寻找防止和清除车辆图像传感器上积聚的碎片和污染物的方法。

 

Ultrasonic lens cleaning IC

德州仪器公司声称，它已经开发出第一个具有自动材料检测功能的超声波透镜清洁IC。图片由德州仪器公司提供

 

本周，德州仪器公司发布了两种新的互补芯片，它们协同工作，使图像传感器不受污染。在本文中，我们将了解该公司提出的镜头清理方法以及为支持该方法而发布的新芯片组。

 

超声波镜片清洗

在现代车辆中，面向外部的图像传感器暴露在外部环境中，污垢、碎片和水可能会落在传感器的镜头上。这可能会遮挡传感器的视线，并损害整个系统的功能。清洁镜片主要是手动过程，会导致不必要的设备停机。

虽然有几种自动镜头清洁技术被提出，但德州仪器公司支持超声波镜头清洁：振动图像传感器的镜头以去除污染物的过程。

 

通过超声波镜头清洗排出的水的动画。图片由德州仪器公司提供。（单击图像打开动画gif）

 

超声波镜片清洁背后的理论是，每种材料都有一个共振频率，即材料自然振动的频率。超声波透镜清洁的目的是在存在污染物时迫使透镜以其共振频率振动，导致表面上的任何污染物振动离开传感器的视野。

在实践中，这可以通过压电换能器来实现，压电换能器是在施加电压时改变形状的装置。如果施加的电压本质上是交变的（换句话说，AC），那么材料将在AC信号的频率下谐振。因此，如果以与透镜谐振频率相同的频率将AC信号施加到换能器，则换能器可以帮助去除透镜中的污染物。

 

TI的第一个镜头清洁芯片

本周，德州仪器公司发布了两款新的免费芯片，用于汽车解决方案中的超声波透镜清洁。ULC1001和DRV2901这两个芯片旨在在压电换能器系统中协同工作，以帮助实时检测和去除图像传感器中的污染物。

ULC1001是一款可配置的PWM调制器，具有电流和电压传感功能，专为基于压电的镜头清洁系统设计。该控制器与片上算法集成，可通过镜头系统校准自动检测和清洁污染物。另一方面，DRV2901是一种镜头清洁器换能器驱动器。该芯片具有一个单通道半桥，可输出调制的控制信号，只需要在输出端安装一个简单的无源LC解调滤波器，即可为压电换能器提供高质量、高效的放大。

 

包括ULC1001和DRV2901的简化系统框图。图片由德州仪器公司提供。（点击图片放大）

 

这两个芯片一起工作来感测压电换能器的状态，通过集成的DSP算法检测污染物的存在，并最终根据需要控制换能器，以实现清洁系统。