如何在炎熱的夏日保持汽車前攝像頭的熱性能

如今，當(dāng)人們開始研究購(gòu)買汽車時(shí)，他們很可能會(huì)了解到提供便利性和安全性的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）。ADAS的一些功能示例包括車道偏離警告、行人檢測(cè)、自動(dòng)緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航控制和交通標(biāo)志識(shí)別。

這些功能的一個(gè)共同主題是，它們都是駕駛員需要避免的危險(xiǎn)，或者是基于道路上或道路附近的物體需要駕駛員采取行動(dòng)的事件。配備前置攝像頭模塊的汽車能夠感知前方道路，并為車輛提供物體檢測(cè)能力。此外，配備雷達(dá)的汽車能夠提供精確的距離測(cè)量，但本文的重點(diǎn)將是前置攝像頭。

根據(jù)特定車輛提供的ADAS功能集，前置攝像頭模塊會(huì)有一些差異，但圖1展示了汽車前置攝像頭的常見組成部分。

圖1

圖1展示了一個(gè)帶有集成處理單元的前置攝像頭，該單元主要利用控制器局域網(wǎng)（CAN）作為通信接口。在環(huán)視分布式攝像頭系統(tǒng)中，處理單元從各個(gè)攝像頭模塊中移除，由一個(gè)集中的電子控制單元（ECU）負(fù)責(zé)處理。在這種分布式攝像頭系統(tǒng)中，每個(gè)攝像頭都會(huì)通過平板顯示器（FPD）-Link III接口與ECU通信。前置攝像頭模塊通常安裝在后視鏡與擋風(fēng)玻璃之間，以便清晰地觀察前方道路。然而，這種安裝在擋風(fēng)玻璃后的布局使前置攝像頭模塊暴露在直射陽(yáng)光下，導(dǎo)致前置攝像頭的板溫升高。

前置攝像頭模塊配備了加熱器，用于消除擋風(fēng)玻璃上可能形成的水汽凝結(jié)，這種凝結(jié)會(huì)扭曲攝像頭的視野。需要監(jiān)測(cè)加熱器和加熱器驅(qū)動(dòng)器的溫度，以確保它們保持在正常工作范圍內(nèi)。最后，電源管理集成電路（PMIC）和Jacinto? TDAx ADAS處理器在運(yùn)行過程中會(huì)散發(fā)熱量，從而導(dǎo)致前置攝像頭板溫進(jìn)一步升高。

互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）圖像傳感器可以在高達(dá)125°C的溫度下工作，但在達(dá)到這個(gè)工作溫度之前，圖像質(zhì)量就會(huì)開始下降。這是因?yàn)殡S著溫度的升高，CMOS圖像傳感器內(nèi)的電流/噪聲會(huì)增加。溫度導(dǎo)致的圖像傳感器性能下降可能會(huì)對(duì)之前討論過的基于視覺的關(guān)鍵安全系統(tǒng)功能產(chǎn)生負(fù)面影響。

此外，許多FPD-Link序列器的環(huán)境溫度上限為105°C，超過這一溫度可能會(huì)危及環(huán)視分布式攝像頭系統(tǒng)中的通信。通常，電源管理集成電路（PMIC）、CMOS圖像傳感器、FPD-Link SerDes和ADAS處理器會(huì)配備某種形式的內(nèi)部芯片溫度傳感器。然而，這些內(nèi)部溫度傳感器在估算板溫時(shí)非常不準(zhǔn)確，而外部溫度傳感器是實(shí)現(xiàn)有效板級(jí)熱管理策略的必要條件。

對(duì)于配備板載ADAS處理能力的前置攝像頭模塊（例如由Jacinto? TDAx處理器提供的處理能力），TMP112-Q1是一款數(shù)字溫度傳感器IC，可在-40°C至+125°C的溫度范圍內(nèi)以±1°C的精度監(jiān)測(cè)板溫。TMP112-Q1能夠通過I2C接口直接與ADAS處理器通信，這使得前置攝像頭在熱管理方面具有完全的自主性，并保護(hù)關(guān)鍵的ADAS處理器。對(duì)于環(huán)視/分布式攝像頭，LMT87-Q1是一種成本效益較高的選擇，它可以在-40°C至+150°C的溫度范圍內(nèi)以±2.7°C的精度監(jiān)測(cè)板溫。您可以將LMT87-Q1的模擬輸出連接到FPD-Link SerDes的雙功能GPIO/模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）引腳上，然后將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒階DAS ECU。

基于視覺的ADAS安全系統(tǒng)正在幫助塑造汽車行業(yè)未來的發(fā)展，同時(shí)提高駕駛員、乘客和行人的安全性。前置攝像頭是確?；谝曈X的系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件。由于直射陽(yáng)光和芯片加熱器等熱源導(dǎo)致的過溫條件可能會(huì)損壞前置攝像頭板。德州儀器（TI）提供了幾種易于使用的解決方案，以解決這些擔(dān)憂并幫助您實(shí)施完整的熱管理策略。