阅读说明：本技术 一种用于车载摄像头的清洁系统 (Cleaning system for vehicle-mounted camera ) 是由 曾迪 邱安崇 刘鹏 谢财胜 黄力 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：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。(The application relates to a cleaning system for a vehicle-mounted camera, which at least comprises a control unit and a cleaning unit, wherein the cleaning unit is arranged on the vehicle-mounted camera and comprises a shielding case, an optical filter and at least one energy conversion sheet, and the cleaning unit is used for isolating the vehicle-mounted camera from the outside; and the control unit is integrated in the vehicle-mounted host and is connected with the energy conversion sheet through a communication wire harness, and the control unit enables the cleaning unit to perform circular cleaning by outputting a control signal to the energy conversion sheet. The ultrasonic cleaning device has the advantages that the ultrasonic signal output module outputs sine wave signals and cosine wave signals to the energy conversion sheet driving module, and the logic switch module outputs first switch signals and second switch signals to the energy conversion sheet driving module to control the energy conversion sheet in the cleaning unit to vibrate, so that circular cleaning is realized, and the cleaning effect is remarkable. Meanwhile, the camera is separated from the cleaning unit, so that the camera is isolated from the outside, and the installation is convenient.)

一种用于车载摄像头的清洁系统

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。