CN114006998A - 一种车载摄像模组温度保护系统及其保护方法 - Google Patents

一种车载摄像模组温度保护系统及其保护方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种车载摄像模组温度保护系统及其温度保护方法，包括摄像模组、测温模块以及控制模块；其中，所述摄像模组包括图像传感器以及功能组件；所述测温模块设置在所述摄像模组内部，用于检测所述摄像模组的温度；所述控制模块包括温度调整模块和功耗统计模块；所述功耗统计模块能够对摄像模组的功耗进行计量；所述温度调整模块保存有设置好的温度阈值，所述温度调整模块还包括限制功耗模块，所述限制功耗模块用于计算超过温度阈值时摄像模组能够使用的限制功耗；当所述测温模块检测到摄像模组的温度超过所述温度阈值时，所述温度调整模块根据所述功耗限制模块计算得到的限制功耗，关闭所述摄像模组的部分功能组件。本申请提高了安全性。

Description

一种车载摄像模组温度保护系统及其保护方法
技术领域
本申请涉及车载摄像头模组技术领域，尤其涉及一种车载摄像模组温度保护系统及其保护方法。
背景技术
如今，由于车载摄像头市场的需求及技术的发展，在车载摄像头上也扩展越来越多的功能应用，为了实现这些用于辅助驾驶功能应用，如舱内疲劳监控、舱内手势识别等，会通过在摄像头内部增加LED或VCSEL等功耗设备，或者通过增加程序计算量的方式实现，这样的需求大大增加了摄像头模组的功耗，同时市场需求也使得摄像头模组尺寸有越来越小的趋势，这就导致了摄像头可能会因为过热而影响摄像模组的效果甚至使用寿命。而且随着智能驾驶的发展，车厂以及乘客越来越重视安全，这就要求摄像头能够监测自身温度等异常，要求零部件满足ISO26262《道路车辆功能安全》。
目前针对这样的问题，只是采用金属壳、散热泡棉等散热措施，这样的措施只能被动的散热保护，一旦散热不足，模组可能已经发生异常，无法识别，可能会影响乘客使用甚至乘客安全，也不符合ISO 26262《道路车辆功能安全》要求。因此迫切需要比传统产品更为可靠的技术防护措施。
发明内容
为了解决问题，本申请提供一种以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
一种车载摄像模组温度保护系统，其特征在于，包括摄像模组、测温模块以及控制模块；
所述摄像模组和所述测温模块分别与所述控制模块电连接；
其中，所述摄像模组包括图像传感器以及功能组件；所述测温模块设置在所述摄像模组内部，用于检测所述摄像模组的温度；
所述控制模块包括温度调整模块和功耗统计模块；所述功耗统计模块能够对摄像模组的功耗进行计量；所述温度调整模块保存有设置好的温度阈值，所述温度调整模块还包括限制功耗模块，所述限制功耗模块用于计算超过温度阈值时摄像模组能够使用的限制功耗；
当所述测温模块检测到摄像模组的温度超过所述温度阈值时，所述温度调整模块根据所述功耗限制模块计算得到的限制功耗，关闭所述摄像模组的部分功能组件。
其中，优选的，所述测温模块使用热敏电阻NTC/PTC。
其中，优选的，所述热敏电阻靠近所述图像传感器，所述热敏电阻一端接电源，另一端接所述控制模块的控制芯片，所述热敏电阻还串连有分压电阻；当所述摄像模组的温度发生变化时，所述热敏电阻的阻值随之发生变化，所述控制模块通过所述热敏电阻的阻值获得所述摄像模组的温度。
一种使用如上所述的车载摄像模组温度保护系统的温度保护方法，其步骤包括：
S1，当检测到的所述摄像模组第一温度超过所述温度阈值Q1时，进行第一降温操作；
所述第一降温操作的步骤为：根据第一限制功耗P1，按照功能权重由低到高的顺序依次关闭所述摄像模组中的功能组件，直到所述摄像模组的功耗不超过P1；
S2，进行了第一降温操作后，等待△T时间后，得到摄像模组的第二温度Q2；
当Q2＜Q1时，转到步骤S21；
当Q2≥Q1时，转到步骤S22；
S21，按照功能权重由高到低的顺序依次打开之前关闭的功能组件；
S22，进行第二降温操作，所述第二降温操作的具体步骤为：根据第二限制功耗P2，按照功能权重由低到高的顺序依次关闭所述摄像模组的功能组件，直到所述摄像模组的功耗不超过P2；
进行了第二降温操作后，等待△T时间后，检测到摄像模组的第三温度Q3；
当Q3＜Q1时，转到步骤S21；
当Q1＜Q3＜Q2时，保持摄像模组的状态，同时继续对摄像模组的温度进行监控检测；
当Q3≥Q2时，关闭所述摄像模组，并向所述控制模块发出摄像故障警报。
其中，所述步骤S1中所述第一限制功耗P1的计算方法为：
设摄像模组温度到达温度阈值Q1时，摄像模组的功耗为PQ1，正在应用的功能组件有n个，设置第一降温操作对应的第一降耗系数为
Figure BDA0003328771140000033
正在应用的n个功能组件中的第i个功能组件的功能权重为wi；
根据上述参数，能够得到在第一温度达到温度阈值Q1时，所述摄像模块的第一限制功耗
Figure BDA0003328771140000031
其中，所述步骤S22中所述第二限制功耗P2的计算方法为：
所述摄像模组的功耗为PQ2，设置第一降温操作时关闭了k个功能应用，目前正在应用的功能组件则有n-k个，设置第二降温操作对应的第二降耗系数为
Figure BDA0003328771140000032
正在应用的n-k个功能组件中的第j个功能组件的功能权重为wj；
已知Q2＝μQ1，μ＞1；
得到所述摄像模块的第二限制功耗
Figure BDA0003328771140000041
其中，所述步骤S21中，当功能组件的功能权重相同时，优先关闭功耗较大的。
本申请实现的有益效果如下：
本发明提出一种适用于摄像头内部温度监测、保护的机制，使摄像头符合ISO26262《道路车辆功能安全》,有效保证摄像模组的使用寿命和乘客使用安全，避免摄像头可能会因为过热而影响摄像模组的效果甚至使用寿命的问题。本发明的保护方法，能够通过摄像模块的温度情况，在热度过高可能触发危险的情况下，自行调整应用的功能组件的关闭和开启，在尽量保证了功能较为重要的功能还能继续使用的情况下，通过限制使用功耗，合理有效实现了对摄像头温度的调整，提高了使用效率和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请车载摄像模组温度保护系统一个实施例的电路图。
图2为本申请车载摄像模组温度保护方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供一种车载摄像模组温度保护系统，包括摄像模组、测温模块以及控制模块；所述摄像模组和所述测温模块分别与所述控制模块电连接；
其中，所述摄像模组包括图像传感器(CMOS sensor)以及若干功能组件(例如补光辅助、夜视辅助、无线网络通讯、自适应巡航、交通标识识别、舱内疲劳监控、舱内手势识别等)；
通过测温模块的检测，控制模块能够得到摄像模组的实时温度；
所述控制模块包括温度调整模块和功耗统计模块；
所述功耗统计模块能够对摄像模组的功耗进行计量；所述温度调整模块保存有设置好的温度阈值，所述温度调整模块还包括限制功耗模块，所述限制功耗模块用于计算摄像模组温度超过温度阈值时的限制功耗；
当所述测温模块检测到摄像模组的温度超过所述温度阈值时，所述温度调整模块根据功耗限制模块计算得到的限制功耗，关闭所述摄像模组的部分功能组件，用于降低摄像模组的功耗，使摄像模组的功耗不超过限制功耗。
如图2所示，为摄像模组温度感应测量的一个实施例，其中，所述摄像模组(Camera)与行车电子控制单元(ECU)电连接，在所述摄像模组内部设置精密的热敏电阻NTC/PTC，将所述热敏电阻NTC/PTC靠近图像传感器CMOS sensor，所述热敏电阻NTC/PTC一端接3.3V或其他电源，另一端接ECU的系统控制芯片(SOC)的通用型引脚(GPIO)，在热敏电阻NTC/PTC还串连有分压电阻R1，当CMOS sensor的温度发生变化时，NTC/PTC的阻值发生变化，ECU可以通过检测分压电路电压来换算出热敏电阻电阻值，进而获得摄像模组的(Camera)实际温度。
当热敏电阻NTC/PTC感应到的第一温度超过第一温度阈值Q1时，为了合理降低摄像模组的温度的同时使其主要的功能组件还能继续工作，控制模块对摄像模组正在应用中的功能组件进行限制，进行第一降温操作：设摄像模组温度到达Q1时，摄像模组的功耗为PQ1，正在应用的功能组件有n个，设置第一温度阈值Q1对应的第一降耗系数为
Figure BDA0003328771140000051
正在应用的n个功能组件中的第i个功能组件的功能权重为wi；
根据上述参数，能够得到在第一温度超过第一温度阈值Q1时，摄像模块的第一限制功耗
Figure BDA0003328771140000061
在具体实施过程中，例如，当检测到摄像模组的温度为55℃时，触发第一温度阈值，此时摄像模组功耗为0.5W，正在应用的功能组件共有8个，功能权重分别为0.6、0.6、0.7、0.8、0.8、0.8、1.0、1.0，根据第一温度阈值对应的第一降耗系数0.8，通过上述计算方法，可以得到，当检测到摄像模组的温度为第一阈值55℃时，摄像模块的第一限制功耗P1＝0.315；
根据得到的第一限制功耗P1，按照功能权重wi由低到高的顺序依次关闭摄像模组中的功能组件，直到摄像模组的功耗不超过P1；当功能组件的功能权重相同时，优先关闭功耗较大的；
在进行了第一降温操作后，等待△T时间后，若测温模块感测到的第二温度阈值Q2＜Q1时，按照功能权重由高到低依次重新打开之前在第一降温操作时关闭的功能组件(或由操作人员进行人工选择是否打开)。
在进行了第一降温操作后，等待△T时间后，若测温模块感测到的第二温度Q2≥Q1时，则第一降温操作没有达到效果，温度在继续升高，需要进行第二降温操作；设摄像模组温度到达Q2时，摄像模组的功耗为PQ2，设置第一降温操作时关闭了k个功能应用，目前正在应用的功能组件有n-k个，设置第一温度阈值Q2对应的第二降耗系数为
Figure BDA0003328771140000063
正在应用的n-k个功能组件中的第j个功能组件的功能权重为wj；
已知Q2＝μQ1，μ＞1；
得到摄像模块的第二限制功耗
Figure BDA0003328771140000062
在具体实施过程中，例如，进行了第一降温操作后，等待3分钟后，若测温模块感测到的第二温度阈值60℃时，此时摄像模组功耗为0.315W，正在应用的功能组件还有5个，功能权重分别为0.8、0.8、0.8、1.0、1.0，第二降温操作的第一降耗系数为0.9，通过上述计算方法，可以得到，摄像模块的第二限制功耗P2＝0.2869；
根据得到的第二限制功耗P2，按照功能权重wj由低到高的顺序依次关闭摄像模组中的功能组件，直到摄像模组的功耗不超过P2；当功能组件的功能权重相同时，优先关闭功耗较大的。
在进行了第二降温操作后，等待△T时间后，若测温模块感测到的第三温度阈值Q1＜Q3＜Q2时，摄像模组保持当前状态，测温模块继续对摄像模组进行温度监测，直到Q3＜Q1时，按照功能权重由高到低依次重新打开之前关闭的功能组件。
在进行了第二降温操作后，等待△T时间后，若测温模块感测到的第三温度阈值Q3≥Q2时，则说明摄像模组可能出现了故障，则关闭摄像模组，并向控制模块发出故障警报。
降低功耗的措施包括限制曝光时间、暂时待机等。当降温措施加后，摄像模组温度下降到安全范围内，则关闭特殊措施。摄像模组内的温度过低时，同理可以进行温度的闭环监控及模组保护。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种车载摄像模组温度保护系统，其特征在于，包括摄像模组、测温模块以及控制模块；
所述摄像模组和所述测温模块分别与所述控制模块电连接；
其中，所述摄像模组包括图像传感器以及功能组件；所述测温模块设置在所述摄像模组内部，用于检测所述摄像模组的温度；
所述控制模块包括温度调整模块和功耗统计模块；所述功耗统计模块能够对摄像模组的功耗进行计量；所述温度调整模块保存有设置好的温度阈值，所述温度调整模块还包括限制功耗模块，所述限制功耗模块用于计算超过温度阈值时摄像模组能够使用的限制功耗；
当所述测温模块检测到摄像模组的温度超过所述温度阈值时，所述温度调整模块根据所述功耗限制模块计算得到的限制功耗，关闭所述摄像模组的部分功能组件。
2.如权利要求1所述的车载摄像模组温度保护系统，其特征在于，所述测温模块使用热敏电阻NTC/PTC。
3.如权利要求2所述的车载摄像模组温度保护系统，其特征在于，所述热敏电阻靠近所述图像传感器，所述热敏电阻一端接电源，另一端接所述控制模块的控制芯片，所述热敏电阻还串连有分压电阻；当所述摄像模组的温度发生变化时，所述热敏电阻的阻值随之发生变化，所述控制模块通过所述热敏电阻的阻值获得所述摄像模组的温度。
4.一种使用如权利要求1-3任一项所述的车载摄像模组温度保护系统的温度保护方法，其步骤包括：
S1，当检测到的所述摄像模组第一温度超过所述温度阈值Q1时，进行第一降温操作；
所述第一降温操作的步骤为：根据第一限制功耗P1，按照功能权重由低到高的顺序依次关闭所述摄像模组中的功能组件，直到所述摄像模组的功耗不超过P1；
S2，进行了第一降温操作后，等待△T时间后，得到摄像模组的第二温度Q2；
当Q2＜Q1时，转到步骤S21；
当Q2≥Q1时，转到步骤S22；
S21，按照功能权重由高到低的顺序依次打开之前关闭的功能组件；
S22，进行第二降温操作，所述第二降温操作的具体步骤为：根据第二限制功耗P2，按照功能权重由低到高的顺序依次关闭所述摄像模组的功能组件，直到所述摄像模组的功耗不超过P2；
进行了第二降温操作后，等待△T时间后，检测到摄像模组的第三温度Q3；
当Q3＜Q1时，转到步骤S21；
当Q1＜Q3＜Q2时，保持摄像模组的状态，同时继续对摄像模组的温度进行监控检测；
当Q3≥Q2时，关闭所述摄像模组，并向所述控制模块发出摄像故障警报。
5.如权利要求4所述的车载摄像模组温度保护系统的温度保护方法，其中，所述步骤S1中所述第一限制功耗P1的计算方法为：
设摄像模组温度到达温度阈值Q1时，摄像模组的功耗为PQ1，正在应用的功能组件有n个，设置第一降温操作对应的第一降耗系数为
Figure FDA0003328771130000021
正在应用的n个功能组件中的第i个功能组件的功能权重为wi；
根据上述参数，能够得到在第一温度达到温度阈值Q1时，所述摄像模块的第一限制功耗
Figure FDA0003328771130000022
6.如权利要求4所述的车载摄像模组温度保护系统的温度保护方法，其中，所述步骤S22中所述第二限制功耗P2的计算方法为：
所述摄像模组的功耗为PQ2，设置第一降温操作时关闭了k个功能应用，目前正在应用的功能组件则有n-k个，设置第二降温操作对应的第二降耗系数为
Figure FDA0003328771130000031
正在应用的n-k个功能组件中的第j个功能组件的功能权重为wj；
已知Q2＝μQ1，μ＞1；
得到所述摄像模块的第二限制功耗
Figure FDA0003328771130000032
7.如权利要求4所述的车载摄像模组温度保护系统的温度保护方法，其中，所述步骤S21中，当功能组件的功能权重相同时，优先关闭功耗较大的。
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