CN110626313A - 一种用于车载摄像头的清洁系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于车载摄像头的清洁系统,至少包括控制单元、以及清洁单元,其中,清洁单元,安装在车载摄像头上,包括屏蔽罩、滤光片、以及至少一件换能片,用于将车载摄像头与外部隔离;控制单元,集成在车载主机中,通过通讯线束与所述换能片连接,所述控制单元通过向所述换能片输出控制信号,使所述清洗单元进行循环清洁。其有益效果在于,本申请通过超声波信号输出模块向换能片驱动模块输出正弦波信号、余弦波信号,通过逻辑开关模块向换能片驱动模块输出第一开关信号、第二开关信号控制清洁单元内的换能片振动,以实现循环清洁,清洁效果显著。同时,摄像头与清洁单元分离,不仅实现摄像头与外界隔离,且安装方便。
Description
技术领域
本申请涉及汽车电子技术领域,特别涉及一种用于车载摄像头的清洁系统。
背景技术
随着汽车的智能化,无人化的发展,车载摄像头作为车辆的视觉感知模块显得越来越重要,普通车辆基本标配后视摄像头,帮助驾驶员有效减少车辆盲区,在一些高端的无人驾驶辅助的车辆上甚至配备了10个以上的摄像头。然而,这些摄像头大部分布置在车辆外面,在正常使用过程中,不可避免的会遇到各种各样的影响摄像头获取感知的应用场景:泥泞路况、下雨路况、灰尘路况,雨雪路况,冰霜环境等,在这些场景中,使得摄像头镜头,不可避免的会出现脏污,遮挡等状况,造成图像显示不良,从而影响客户的用户体验,对于自动驾驶的车辆,直接导致安全隐患,如果用常规的清理方式,如风吹或水洗自清理装置,无法全部有效清除。
目前对此问题的解决方案,1、停车后清洁。最常规的方法,但每次上车前都要对摄像头进行擦洗,如果车辆在行驶过程中出现脏污情况,还需要停车处理,对于驾驶员来说很不方便,2、在镜头处增加雨刷,在镜头处增加一个微型电机旋转部件,旋转部件中安装有雨刮器装置,通过控制电机的旋转来控制雨刮器清洁摄像头的镜头部位。其中,申请号为CN107745697A的一种自动清洁系统及方法,公开了一种自动清洁装置,包括清洁剂,控制单元,摄像头前端增加了一个雨刷装置,工作是控制雨刷直接对镜头清洁,这种利用马达控制的方式,使用寿命低,而且使用时间久,雨刷也容易造成损坏,清洁能力有限,增加的清洁剂部分含有化学成分,对镜头有影响,而且也需要定期更换,维护麻烦。
发明内容
本申请为了解决上述技术问题,提供了一种用于车载摄像头的清洁系统,至少包括控制单元、以及清洁单元,其中,
清洁单元,安装在车载摄像头上,包括屏蔽罩、滤光片、以及至少一件换能片,用于将车载摄像头与外部隔离;
控制单元,集成在车载主机中,通过通讯线束与所述换能片连接,所述控制单元通过向所述换能片输出控制信号,使所述清洗单元进行循环清洁。
可选地,所述控制单元包括主控模块、超声波信号输出模块、逻辑开关模块、以及换能片驱动模块,所述主控模块分别通过超声波信号输出模块、逻辑开关模块与所述换能片驱动模块连接,所述换能片驱动模块通过通讯线束与所述换能片连接。
可选地,超声波信号输出模块包括信号产生模块、相位偏移模块、功率放大模块、以及电源模块;所述信号产生模块一端与所述主控模块连接,所述信号产生模块另一端与所述功率放大模块连接;所述信号产生模块还通过相位偏移模块与所述功率放大模块连接,所述电源模块与所述功率放大模块连接;所述功率放大模块将所述信号产生模块产生的正弦波信号、及所述相位偏移模块产生的余弦波信号进行放大,且输出到换能片驱动模块。
可选地,所述功率放大模块为D类功率放大器。
可选地,所述逻辑开关模块为逻辑解串器,通过接收来自所述主控模块传来的信号,转化为向所述换能片驱动模块输出第一开关信号以及第二开关信号,以控制换能片驱动模块的输出状态。
可选地,所述换能片驱动模块的输出状态包括正极为正弦波的第一输出状态、负极为正弦波的第二输出状态、正极为余弦波的第三输出状态、以及负极为余弦波的第四输出状态。
可选地,所述换能片驱动模块还设置有信号反馈端,所述信号反馈端通过运算放大器与所述主控模块连接。
可选地,所述屏蔽罩组件包括固定在车载摄像头上的屏蔽罩壳体、以及设置在所述屏蔽罩壳体外表面的滤光片,所述换能片沿所述滤光片边缘设置且固定在所述屏蔽罩壳体内。
可选地,所述换能片数量为4个,4个所述换能片呈环状等距设置在所述滤光片下方。
可选地,所述屏蔽罩壳体内壁向内挖设有凹槽,所述滤光片、换能片通过卡接在所述凹槽内进行固定。
可选地,所述换能片的振动频率为20Khz~10MHz。
本申请的一种用于车载摄像头的清洁系统,其有益效果在于,本申请通过超声波信号输出模块向换能片驱动模块输出正弦波信号、余弦波信号,通过逻辑开关模块向换能片驱动模块输出第一开关信号、第二开关信号控制清洁单元内的换能片振动,以实现循环清洁,清洁效果显著。同时,摄像头与清洁单元分离,不仅实现摄像头与外界隔离,且安装方便。
附图说明
图1为本申请实施例的清洁系统结构示意图;
图2为本申请实施例的控制单元示意图;
图3为本申请实施例的超声波信号输出模块示意图;
图4为本申请实施例的控制单元信号流向图;
图5为本申请实施例的换能片驱动模块的输出状态示意图;
图6为本申请实施例的清洁单元结构示意图;
图7为本申请实施例的清洁单元俯视示意图;
图8为本申请实施例的清洁单元剖视示意图;
图9为本申请实施例的滤光片清洁示意图;
其中,100-控制单元,200-清洁单元,110-主控模块,120-超声波信号输出模块,130-逻辑开关模块,140-换能片驱动模块,121-信号产生模块,122-功率放大模块,123-相位偏移模块,124-电源模块,210-屏蔽罩,220-滤光片,230-换能片,240-通讯线束。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述,以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解,从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。
在如图1-9所示的实施例中,本申请提供了一种用于车载摄像头的清洁系统,至少包括控制单元100、以及清洁单元200,其中,
清洁单元200,安装在车载摄像头上,包括屏蔽罩组件、以及至少一件沿屏蔽罩组件内壁设置的换能片230;换能片230与所述控制单元100连接,且换能片230通过控制单元100传来的信号对屏蔽罩组件进行清洁;
控制单元100,集成在车载主机中,通过通讯线束240与换能片230连接,控制单元100通过向换能片230输出控制信号,使清洗单元200进行循环清洁。
在上述实施例的一种实施方式中,本系统包括清洁单元200、控制单元100,控制单元100集成在车载主机中,清洁单元200安装在车载摄像头上;控制单元100通过通讯线束240与清洁单元200的换能片230连接;控制单元100通过接收车载主机传来的清洁信号,向清洁单元200的多块换能片230输出用于控制换能片230振动频率的正弦波信号、余弦波信号,以及用于选择换能片230振动频率的第一开关信号P1、第二开关信号N1;通过两路信号控制清洁单元200的至少一块换能片230进行循环清洁;在本实施例中,换能片230的数量为4件。本申请实现了循环清洁,清洁效果显著。同时,摄像头与清洁单元200分离,不仅实现摄像头与外界隔离,且安装方便。
在一些实施例中,控制单元100包括主控模块110、超声波信号输出模块120、逻辑开关模块130、以及换能片驱动模块140,主控模块110分别通过超声波信号输出模块120、逻辑开关模块130与换能片驱动模块140连接,换能片驱动模块140通过通讯线束240与换能片230连接。在上述实施例的一种实施方式中,主控模块110包括有主控芯片,主控芯片可以是NXP的S32K系列芯片,也可以是瑞萨的RH850系列芯片,或者是其他能够实现本申请技术方案的芯片;主控芯片分别通过超声波信号输出模块120、逻辑开关模块130与换能片驱动模块140连接,同时向超声波信号输出模块120输出控制信号,使超声波信号输出模块120生成正弦波信号和余弦波信号;向逻辑开关模块130输出开关信号,使逻辑开关模块输出130第一开关信号P1和第二开关信号N1。其中,换能片驱动模块140的数量可以为一个或多个;当换能片驱动模块140的数量为多个时,主控模块110向逻辑开关模块130输出的开关信号为包含有多个开关信号的串行信号,且由逻辑开关模块130解串并将不同的开关信号发送到连接在逻辑开关模块130的多个换能片驱动模块140上。换能片驱动模块140通过逻辑开关模块130传来的第一开关信息和第二开关信号控制换能片驱动模块140接入的正弦波信号或余弦波信号,以实现多个换能片驱动模块140循环驱动,实现循环清洁。
在一些实施例中,超声波信号输出模块120包括信号产生模块121、相位偏移模块123、功率放大模块122、以及电源模块124;信号产生模块121一端与主控模块110连接,信号产生模块121另一端与功率放大模块122连接;信号产生模块121还通过相位偏移模块123与功率放大模块122连接,电源模块124与功率放大模块122连接;功率放大模块122将信号产生模块121产生的正弦波信号、及相位偏移模块123产生的余弦波信号进行放大,且输出到换能片驱动模块140。功率放大模块122为D类功率放大器。在上述实施例的一种实施方式中,超声波信号输出模块120通过信号产生模块生成正弦波信号,信号产生模块121产生的正弦波信号传递到相位偏移模块123使正弦波信号转换为余弦波信号;正弦波信号、余弦波信号再经由功率放大模块122进行放大后,向换能片驱动模块140输出正弦波信号或余弦波信号。其中,D类功率放大器,是一个脉冲控制的大电流开关放大器,把比较器输出的PWM信号变成高电压、大电流的大功率PWM信号。D类功率放大器可以由调制器、放大器、以及低通滤波器组成,D类功率放大器可以是新日本无线公司生产的NJU8721、也可以是TI公司的TPA2000D2,或者是其他能够实现本申请功能的D类功率放大器。
在一些实施例中,逻辑开关模块123为逻辑解串器,通过接收来自主控模块110传来的信号,转化为向换能片驱动模块123输出第一开关信号以及第二开关信号,以控制换能片驱动模块140的输出状态。在上述实施例的一种实施方式中,逻辑解串器实质为一种解串器,通过接收并解串来自主控模块110的开关信号包,向换能片驱动模块140输出第一开关信号、第二开关信号;当逻辑开关模块130连接多个换能片驱动电路时,逻辑开关模块130可以通过设置解串模块接收并解串主控模块110传来的串行信号,使不同的开关信号输出到不同的换能片驱动模块140中。
在一些实施例中,换能片驱动模块140的输出状态包括正极为正弦波的第一输出状态、负极为正弦波的第二输出状态、正极为余弦波的第三输出状态、以及负极为余弦波的第四输出状态。在上述实施例的一种实施方式中,换能片驱动模块140设置有门电路,通过接收第一开关信号P1、第二开关信号N1,控制超声波信号输出模块120的正弦波信号或余弦波信号的通断;其中,第一输出状态、第二输出状态、第三输出状态、第四输出状态如图所示。
在一些实施例中,换能片驱动模块140还设置有信号反馈端,信号反馈端通过运算放大器与主控模块110连接;在上述实施例的一种实施方式中,换能片驱动模块140设置信号反馈端与主控芯片110连接;并将其输出状态发送至主控芯片中进行反馈,起到检测电路作用。
在一些实施例中,参见图6-9,屏蔽罩210套设在车载摄像头上,滤光片220设置在屏蔽罩210外表面以将车载摄像头与外界进行隔离;换能片220沿滤光片边缘设置且固定在屏蔽罩210内,多件换能片230分别与多件换能片驱动模块140连接,在上述实施例的一种实施方式中,所述屏蔽罩组件包括固定在车载摄像头上的屏蔽罩壳体、以及设置在所述屏蔽罩壳体外表面的滤光片,所述换能片沿所述滤光片边缘设置且固定在所述屏蔽罩壳体内。换能片数量为4个,4个所述换能片呈环状等距设置在滤光片下方。屏蔽罩壳体内壁向内挖设有凹槽,滤光片、换能片通过卡接在凹槽内进行固定,如图8。换能片230、换能片驱动模块140数量均为4件。换能片230的振动频率为20Khz~10MHz。换能片成环状设置在滤光片220下方,其外侧为正输入端、内侧为负输入端;通过改变多个换能片230的输入端输入的信号,使滤光片220成涡轮状振动,实现循环清洁。
在一些实施例中,主控模块110控制超声波信号输出模块120的信号产生模块121,产生不同频率的正弦波信号,正弦波信号同时连接到相位偏移模块123产生余弦波信号;正弦波信号与余弦波信号,同时经过功率放大模块122,输出高压的正弦波信号和高压的余弦波信号,并接到换能片驱动模块140,高压信号设计大于峰值50V;主控芯片控制逻辑开关模块130,输出第一开关信号与第二开关信号,第一开关信号与第二开关信号选通换能片驱动模块140,输出正弦波信号或余弦波信号。换能片驱动模块140输出端,通过外接通讯线束,连接到屏蔽罩210内的换能片230的正输入端和负输入端,换能片接收到电平信号,将电能转换成机械能,通过震动,达到清洁的效果。换能片震动工作时,输出的信号反馈到主控芯片的监控电路,通过DAC转换,反馈到车载主机,更好的控制震动频率与震动方向;主控芯片通过控制信号产生器模块121,产生不同频率的信号,从而改变屏蔽罩内的换能片震动频率;主控芯片根据F(θ,t)关系,结合逻辑逻辑控制模块的第一开关信号和第二开关信号,改变正弦波信号和余弦波信号,t代表时间,可根据实际情况调整,对滤光片220循环震动操作。本申请通过超声波信号输出模块120向换能片驱动模块140输出正弦波信号、余弦波信号,通过逻辑开关模块130向换能片驱动模块140输出第一开关信号、第二开关信号控制清洁单元内的换能片振动,以实现循环清洁,清洁效果显著。同时,摄像头与清洁单元分离,不仅实现摄像头与外界隔离,且安装方便。
上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明,但是本申请并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,至少包括控制单元(100)、以及清洁单元(200),其中,
清洁单元(200),安装在车载摄像头上,包括屏蔽罩组件、以及至少一件沿所述屏蔽罩组件内壁设置的换能片(230);所述换能片(230)与所述控制单元(100)连接,且所述换能片(230)通过控制单元(100)传来的信号对屏蔽罩组件进行清洁;
控制单元(100),集成在车载主机中,通过通讯线束(240)与所述换能片(230)连接,所述控制单元(100)通过向所述换能片(230)输出信号,使所述清洗单元(200)进行循环清洁。
2.根据权利要求1所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,所述控制单元(100)包括主控模块(110)、超声波信号输出模块(120)、逻辑开关模块(130)、以及换能片驱动模块(140),所述主控模块(110)分别通过超声波信号输出模块(120)、逻辑开关模块(130)与所述换能片驱动模块(140)连接,所述换能片驱动模块(140)通过通讯线束(240)与所述换能片(230)连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,超声波信号输出模块(120)包括信号产生模块(121)、相位偏移模块(123)、功率放大模块(122)、以及电源模块(124);所述信号产生模块(121)一端与所述主控模块(110)连接,所述信号产生模块(121)另一端与所述功率放大模块(122)连接;所述信号产生模块(121)还通过相位偏移模块(123)与所述功率放大模块(122)连接,所述电源模块(124)与所述功率放大模块(122)连接;所述功率放大模块(122)将所述信号产生模块(121)产生的正弦波信号、及所述相位偏移模块(123)产生的余弦波信号进行放大,且输出到换能片驱动模块(140)。
4.根据权利要求3所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,所述功率放大模块(122)为D类功率放大器。
5.根据权利要求3所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,所述逻辑开关模块(130)为逻辑解串器,通过接收来自所述主控模块(110)传来的信号,转化为向所述换能片驱动模块(140)输出第一开关信号以及第二开关信号,以控制换能片驱动模块(140)的输出状态。
6.根据权利要求5所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,所述换能片驱动模块(140)的输出状态包括正极为正弦波的第一输出状态、负极为正弦波的第二输出状态、正极为余弦波的第三输出状态、以及负极为余弦波的第四输出状态。
7.根据权利要求5所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,所述换能片驱动模块(140)还设置有信号反馈端,所述信号反馈端通过运算放大器与所述主控模块(110)连接。
8.根据权利要求3所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,所述屏蔽罩组件包括固定在车载摄像头上的屏蔽罩壳体(210)、以及设置在所述屏蔽罩壳体(210)外表面的滤光片(220),所述换能片(230)沿所述滤光片(220)边缘设置且固定在所述屏蔽罩壳体(210)内。
9.根据权利要求8所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,所述换能片(230)数量为4个,4个所述换能片(230)呈环状等距设置在所述滤光片(220)下方。
10.根据权利要求8所述的一种用于车载摄像头的清洁系统,其特征在于,所述屏蔽罩壳体(210)内壁向内挖设有凹槽,所述滤光片(220)、换能片(230)通过卡接在所述凹槽内进行固定。
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