如何在炎熱的夏日保持汽車(chē)前攝像頭的熱性能

如今，當人們開(kāi)始研究購買(mǎi)汽車(chē)時(shí)，他們很可能會(huì )了解到提供便利性和安全性的高級駕駛輔助系統（ADAS）。ADAS的一些功能示例包括車(chē)道偏離警告、行人檢測、自動(dòng)緊急制動(dòng)、自適應巡航控制和交通標志識別。

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，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(chē)能夠感知前方道路，并為車(chē)輛提供物體檢測能力。此外，配備雷達的汽車(chē)能夠提供精確的距離測量，但本文的重點(diǎn)將是前置攝像頭。

根據特定車(chē)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(chē)前置攝像頭的常見(jiàn)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）負責處理。在這種分布式攝像頭系統中，每個(gè)攝像頭都會(huì )通過(guò)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(guān)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，這種凝結會(huì )扭曲攝像頭的視野。需要監測加熱器和加熱器驅動(dòng)器的溫度，以確保它們保持在正常工作范圍內。最后，電源管理集成電路（PMIC）和Jacinto? TDAx ADAS處理器在運行過(guò)程中會(huì )散發(fā)熱量，從而導致前置攝像頭板溫進(jìn)一步升高。

互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器可以在高達125°C的溫度下工作，但在達到這個(gè)工作溫度之前，圖像質(zhì)量就會(huì )開(kāi)始下降。這是因為隨著(zhù)溫度的升高，CMOS圖像傳感器內的電流/噪聲會(huì )增加。溫度導致的圖像傳感器性能下降可能會(huì )對之前討論過(guò)的基于視覺(jué)的關(guān)鍵安全系統功能產(chǎn)生負面影響。

此外，許多FPD-Link序列器的環(huán)境溫度上限為105°C，超過(guò)這一溫度可能會(huì )危及環(huán)視分布式攝像頭系統中的通信。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 )配備某種形式的內部芯片溫度傳感器。然而，這些內部溫度傳感器在估算板溫時(shí)非常不準確，而外部溫度傳感器是實(shí)現有效板級熱管理策略的必要條件。

對于配備板載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是一款數字溫度傳感器IC，可在-40°C至+125°C的溫度范圍內以±1°C的精度監測板溫。TMP112-Q1能夠通過(guò)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，并保護關(guān)鍵的ADAS處理器。對于環(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的溫度范圍內以±2.7°C的精度監測板溫。您可以將LMT87-Q1的模擬輸出連接到FPD-Link SerDes的雙功能GPIO/模數轉換器（ADC）引腳上，然后將溫度數據傳輸到中央ADAS ECU。

基于視覺(jué)的ADAS安全系統正在幫助塑造汽車(chē)行業(yè)未來(lái)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(jué)的系統安全運行的關(guān)鍵部件。由于直射陽(yáng)光和芯片加熱器等熱源導致的過(guò)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，以解決這些擔憂(yōu)并幫助您實(shí)施完整的熱管理策略。