CN111822402A - 一种摄像头自动清洁机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种摄像头自动清洁机构，包括：连接座和摄像机，所述连接座右侧的顶部和底部均通过铰点铰接有连杆，所述连杆远离连接座的一侧一体成型有支撑板，所述摄像机右侧的中心处嵌设有镜头，所述连杆相向的一侧设置有驱动执行机构，所述镜头的右侧设置有清洗机构，所述摄像机右侧的顶部和底部均设置有防撞机构。本发明通过步进电机提供驱动来源，通过限位弹簧、连接滑块、丝杆轴和电磁执行器的配合，可对连杆和支撑板进行张开和闭合调节，从而使清洗刷与镜头贴合清洗，通过连通管、喷头和喷水孔的配合，可对镜头表面进喷射清洗液，提高镜头清洗效果的同时，也可增大镜头表面的润滑效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车配件领域，尤其涉及一种摄像头自动清洁机构。
背景技术
摄像头分有线和无线两种，有线的方式简单可靠，但是需要在车体内布线；无线的方式不需要在车体内布线，安装简单，但需要增加无线接收模块，由于无线接收模块接收效果还不太理想，一般倒车摄像头还是采用有线方式的多。
在智能车辆中，摄像头是用来感知周边环境的最常用传感器，但是，由于车辆行驶环境复杂，摄像头的镜头作为控制光线通过的核心部件，表面很容易受到污染，污染物会直接作为外界的一部分成像在视觉传感器上，从而会导致摄像头出现识别干扰、算法复杂化、甚至是误识别。
根据检索案例公开的(专利号：CN208360071U)可清洁及隐藏的摄像机构及具有该机构的汽车来说，仅能适用于普通应用，比如到车影像，对于自动驾驶摄像头，图像间断会有很大风险；根据检索案例公开的(专利号：CN208572213U)一种自动清洁摄像头来说，结构复杂，对外观等都有要求，喷水后更容易脏；根据检索案例公开的(专利号：CN206436913U)具有清洁功能的摄像头组件来说，适用于轻灰尘清洁，对于粘滞性或雨水等污染物难起作用。
因此，有必要提供一种摄像头自动清洁机构解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种摄像头自动清洁机构，解决了现有摄像头清洁机构，结构复杂，影响摄像头外观，且不能够通过接触及配合气流和清洗液对绝大部分污染进行及时清洁，同时也不能随时根据需要控制清洁的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的摄像头自动清洁机构，包括：连接座和摄像机，所述连接座右侧的顶部和底部均通过铰点铰接有连杆，所述连杆远离连接座的一侧一体成型有支撑板，所述摄像机右侧的中心处嵌设有镜头，所述连杆相向的一侧设置有驱动执行机构，所述镜头的右侧设置有清洗机构，所述摄像机右侧的顶部和底部均设置有防撞机构。
优选的，所述驱动执行机构包括连接滑块、丝杆轴和步进电机，所述连杆的表面滑动连接有连接滑块，所述连接滑块的背面滑动连接有丝杆轴，所述丝杆轴相向的一侧栓接有步进电机。
优选的，所述清洗机构包括连通管、喷头和喷水孔，所述支撑板的内腔嵌设有连通管，所述连通管靠近镜头的一端贯穿支撑板并连通有喷头。
优选的，所述清洗机构包括连通管、喷头和喷水孔，所述支撑板的内腔嵌设有连通管，所述连通管靠近镜头的一端贯穿支撑板并连通有喷头。
优选的，所述防撞机构包括承载弹簧、支撑弹簧和防护架，所述摄像机顶部和底部的右侧均栓接有承载弹簧，所述摄像机右侧的顶部和底部均栓接有支撑弹簧，所述支撑弹簧和承载弹簧远离摄像机的一侧均栓接有与清洗刷配合使用的防护架。
优选的，所述连通管和喷头的数量均为两个，所述连通管和喷头均沿镜头呈倾斜对称状态分布。
优选的，所述支撑弹簧和承载弹簧分别位于防护架相向的两侧，所述防护架的形状设置为弧形，所述支撑板相向的顶部一体成型有定位凸块，所述支撑板相向的底部开设有与定位凸块卡接配合的定位槽。
优选的，所述清洗机构还包括清洗刷和凹槽，所述支撑板靠近镜头的一侧粘接有清洗刷，所述清洗刷的内腔开设有凹槽。
优选的，所述清洗机构还包括连接弹簧和海绵刷，所述凹槽内腔的四周均栓接有连接弹簧，所述连接弹簧远离凹槽的一侧栓接有海绵刷，所述海绵刷、清洗刷和凹槽的内腔均开设有与喷头配合使用的喷水孔，所述连接弹簧的数量至少为九根，所述连接弹簧沿凹槽的中心处成阵列状结构分布，所述凹槽的内腔均粘接有密封垫，所述密封垫的横截面积和海绵刷的横截面积相同。
优选的，所述驱动执行机构包括限位弹簧和电磁执行器，所述连杆相向的左侧栓接有限位弹簧，所述滑块背面相向的一侧栓接有电磁执行器。
优选的，基于实施例一中成像识别方法步骤为：
传感器检测模块——图像特征提取模块——汽车行程电脑——识别分析模块——控制模块——清洁机构；
A、传感器检测模块：摄像机通过镜头拍摄感应其表面存在污渍遮挡光传输信号，比如镜头表面的灰尘颗粒、蚊虫尸体以及油污杂质，对镜头的光散射信号进行遮挡感应；
B、图像特征提取模块：对镜头表面感应的污渍进行预先图片成像处理，且在图像中的关键画面信息进行标记提取，对外界灯光反射、人为遮挡等情况进行排除；
C、汽车行程电脑：再将提取的关键图像信息传送至车载电脑上进行行程运算，检测镜头表面污渍的真假性；
D、识别分析模块：接着对处理的图像信息进行预先规整分类，再逐一对分类后的图像画面进行识别比对，进一步排出外界灯光反射、人为遮挡等虚假情况，辨别镜头表面灰尘颗粒、蚊虫尸体以及油污杂质画面的真实性；
E、控制模块：再将识别分析后的信息发送至控制模块，则控制模块分别控制清洁机构开启工作，且同时控制模块将感应指令发送至汽车中空仪表盘上，对驾驶员进行图标提醒。
与相关技术相比较，本发明提供的摄像头自动清洁机构具有如下有益效果：
本发明提供一种摄像头自动清洁机构，
1、通过步进电机提供驱动来源，通过连接滑块和丝杆轴的配合，可对连杆和支撑板进行张开和闭合调节，从而使清洗刷与镜头贴合清洗，通过连通管、喷头和喷水孔的配合，可对镜头表面进喷射清洗液，提高镜头清洗效果的同时，也可增大镜头表面的润滑效果，通过清洗刷的配合，可对镜头表面进行预先清洗，通过凹槽和连接弹簧的配合，可对镜头表面进行弹性海绵刷清洗，进一步增强镜头表面污渍的清洗效果，通过限位弹簧和电磁执行器的配合，可通过支撑板带动清洗刷对镜头表面清洗作业，通过承载弹簧、支撑弹簧和防护架的配合，可对镜头和清洗刷之间进行弹性缓冲，避免清洗刷对镜头造成碰撞，防止摄像机出现破损和位移，结构简单，不影响摄像机的外观，且能够通过接触及配合气流和清洗液对镜头表面绝大部分污渍进行及时清洁，同时也能随时根据需要控制清洗刷对镜头进行清洁；
2、本发明通过连通管和喷头均沿镜头呈倾斜对称状态分布，可对镜头表面进行均匀喷射清洗液，使清洗液均匀分布在镜头表面，通过防护架的形状设置为弧形，可辅助对清洗刷进行防护，避免防护架对清洗刷造成碰撞损坏，通过定位凸块和定位槽，可对闭合过程中的支撑板进行定位，避免支撑板出现错位，通过密封垫，可对海绵刷和凹槽之间进行密封处理，通过连接弹簧沿凹槽的中心处成阵列状结构分布，可对海绵刷进行均匀弹性减震，同时也增强海绵刷的整体受力均匀度。
附图说明
图1为本发明提供的摄像头自动清洁机构的第一实施例的结构示意图；
图2为图1所示支撑板的结构剖视图；
图3为本发明提供的摄像头自动清洁机构的第二实施例的结构示意图；
图4为本发明提供的摄像头自动清洁机构的第三实施例的结构示意图；
图5为图4所示清洗刷和凹槽的结构主视图；
图6为图4所示海绵刷的结构主视图；
图7为本发明提供的摄像头自动清洁机构的第四实施例的结构示意图。
图中标号：1、连接座；2、铰点；3、连杆；4、支撑板；5、摄像机；6、镜头；7、驱动执行机构；71、限位弹簧；72、连接滑块；73、丝杆轴；74、步进电机；75、电磁执行器；8、清洗机构；81、连通管；82、喷头；83、清洗刷；84、凹槽；85、连接弹簧；86、海绵刷；87、喷水孔；9、防撞机构；91、承载弹簧；92、支撑弹簧；93、防护架；10、密封垫；11、定位凸块；12、定位槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，其中图1为本发明提供的摄像头自动清洁机构的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示支撑板的结构剖视图；图3为本发明提供的摄像头自动清洁机构的第二实施例的结构示意图；图4为本发明提供的摄像头自动清洁机构的第三实施例的结构示意图；图5为图4所示清洗刷和凹槽的结构主视图；图6为图4所示海绵刷的结构主视图；图7为本发明提供的摄像头自动清洁机构的第四实施例的结构示意图。摄像头自动清洁机构，包括：连接座1和摄像机5，所述连接座1右侧的顶部和底部均通过铰点2铰接有连杆3，所述连杆3远离连接座1的一侧一体成型有支撑板4，所述摄像机5右侧的中心处嵌设有镜头6，所述连杆3相向的一侧设置有驱动执行机构7，所述镜头6的右侧设置有清洗机构8，所述摄像机5右侧的顶部和底部均设置有防撞机构9。
第一实施例：
如图1-2中所示，在汽车成像系统探测到所述摄像机5被污染需要清洁时，则汽车行程电脑向所述驱动执行机构7发送指令，所述驱动执行机构7控制所述连杆3向内侧进行位置调节，所述连杆3带动所述支撑板4运动，所述支撑板4又带动设置在所述支撑板4上的所述清洁机构8贴近对应设置的所述镜头6进行上下充分清洁。为了保护所述镜头6不受损伤，防止所述清洁机构8过度碰撞所述镜头6，造成损失所述驱动执行机构7包括连接滑块72、丝杆轴73和步进电机74，如图1所示，所述连杆3的表面滑动连接有连接滑块72，所述连接滑块72的背面滑动连接有丝杆轴73，所述丝杆轴73相向的一侧栓接有步进电机74，则步进电机74控制丝杆轴73向内侧移动，可对连杆3和支撑板4进行张开和闭合调节，从而使清洗刷83与镜头6贴合清洗。如图2所示，所述清洗机构8包括连通管81、喷头82、清洗刷83、所述连通管81连接所述喷头82，所述喷头把所述连通款内的清洗液喷出，配合所述清洗刷83清洗所述镜头6，所述连通管81和喷头82的数量均为两个，所述连通管81和喷头82均沿镜头6呈倾斜对称状态分布，可对镜头6表面进行均匀喷射清洗液，使清洗液均匀分布在镜头6表面。
第二实施例：
如图3所示，基于本发明的第一实施例提供的防撞机构9，本发明的第二实施例提供的防撞机构9，不同之处在于，所述防撞机构9介于清洗刷83和镜头6之间，主要起到碰撞防护作用，所述防撞机构9包括承载弹簧91、支撑弹簧92和防护架93，所述摄像机5顶部和底部的右侧均栓接有承载弹簧91，为了对防护架93一端起到受力承载作用，避免防护架93出现倾斜过大，所述摄像机5右侧的顶部和底部均栓接有支撑弹簧92，防止防护架93受力发生过度倾斜，起到角度受力支撑作用，如图3所示，所述支撑弹簧92和承载弹簧91远离摄像机5的一侧均栓接有与清洗刷83配合使用的防护架93，防护架93对清洗刷83的位置进行弹性缓冲调节，防止清洗刷83对镜头6之间进行过度贴合，避免清洗刷83对镜头6造成碰撞，防止摄像机5出现破损和位移，所述支撑弹簧92和承载弹簧91分别位于防护架93相向的两侧，所述防护架93的形状设置为弧形，可辅助对清洗刷83进行防护，避免防护架93对清洗刷83造成碰撞损坏。
第三实施例：
如图4-6所述，基于本发明的第一实施例提供的清洁机构8，本发明的第三实施例提供的清洁机构8，不同之处在于，清洁机构8还包括凹槽84、连接弹簧85、海绵刷86和喷水孔87，所述支撑板4的内腔嵌设有连通管81，所述连通管81靠近镜头6的一端贯穿支撑板4并连通有喷头82，可对镜头6表面进喷射清洗液，提高镜头6清洗效果的同时，也可增大镜头6表面的润滑效果，所述支撑板4靠近镜头6的一侧粘接有清洗刷83，可对镜头6表面进行预先清洗，所述清洗刷83的内腔开设有凹槽84，所述凹槽84的内腔均粘接有密封垫10，所述密封垫10的横截面积和海绵刷86的横截面积相同，可对海绵刷86和凹槽之间进行密封处理，所述凹槽84内腔的四周均栓接有连接弹簧85，所述连接弹簧85的数量至少为九根，所述连接弹簧85沿凹槽84的中心处成阵列状结构分布，可对海绵刷86进行均匀弹性减震，同时也增强海绵刷86的整体受力均匀度，可对镜头6表面进行弹性海绵刷86清洗，进一步增强镜头6表面污渍的清洗效果，所述连接弹簧85远离凹槽84的一侧栓接有海绵刷86，所述海绵刷86、清洗刷83和凹槽84的内腔均开设有与喷头82配合使用的喷水孔87，可对镜头6表面进喷射清洗液，提高镜头6清洗效果的同时，也可增大镜头6表面的润滑效果。
第四实施例：
如图7所述，基于本发明的第三实施例提供的清洁机构8，本发明的第四实施例提供的清洁机构8，不同之处在于，所述连杆3相向的左侧栓接有限位弹簧71，所述限位弹簧71的作用是确定所述连杆3的运动在一定的张开角度间进行调整，使所述清洁装置8与所述镜头更加贴合，所述滑块72背面相向的一侧有电磁执行器75，电磁执行器75接收到汽车指令，电磁执行器75控制滑块72和支撑板4进行调节。
所述支撑板4相向的顶部一体成型有定位凸块11，所述支撑板4相向的底部开设有与定位凸块11卡接配合的定位槽12，可对闭合过程中的支撑板4进行定位，避免支撑板4出现错位。
基于实施例一中成像识别方法步骤为：
传感器检测模块——图像特征提取模块——汽车行程电脑——识别分析模块——控制模块——清洁机构；
A、传感器检测模块：摄像机5通过镜头6拍摄感应其表面存在污渍遮挡光传输信号，比如镜头6表面的灰尘颗粒、蚊虫尸体以及油污杂质，对镜头6的光散射信号进行遮挡感应；
B、图像特征提取模块：对镜头6表面感应的污渍进行预先图片成像处理，且在图像中的关键画面信息进行标记提取，对外界灯光反射、人为遮挡等情况进行排除；
C、汽车行程电脑：再将提取的关键图像信息传送至车载电脑上进行行程运算，检测镜头6表面污渍的真假性；
D、识别分析模块：接着对处理的图像信息进行预先规整分类，再逐一对分类后的图像画面进行识别比对，进一步排出外界灯光反射、人为遮挡等虚假情况，辨别镜头6表面灰尘颗粒、蚊虫尸体以及油污杂质画面的真实性；
E、控制模块：再将识别分析后的信息发送至控制模块，则控制模块分别控制清洁机构8开启工作，且同时控制模块将感应指令发送至汽车中空仪表盘上，对驾驶员进行图标提醒。
本发明提供的摄像头自动清洁机构的工作原理如下：
在汽车成像系统探测到摄像机5被污染需要清洁时，则汽车行程电脑向电磁执行器75发送指令，电磁执行器75向内侧伸缩，接着通过滑块72在连杆3表面进行滑动，从而电磁执行器75带动支撑板4向内侧移动，在清洗刷83与镜头6贴合过程中，通过限位弹簧71弹性缓冲配合，从而连杆3通过支撑板4带动清洗刷83对镜头6进行贴合清洗；
或者汽车行程电脑控制步进电机74开启，通过步进电机74控制丝杆轴73向内侧移动，通过连接座1和铰点2作为铰接配合，丝杆轴73通过连接滑块72带动连杆3向内侧调节，则连杆3通过支撑板4带动清洗刷83缓慢贴向镜头6表面，直至定位凸块11插入定位槽12内，则清洗刷83与镜头6完全贴合清洗；
或者通过承载弹簧91和支撑弹簧92的弹性支撑，防护架93对清洗刷83进行缓慢弹性防护，通过喷水孔87的配合，接着清洗液通过连通管81由喷头82均匀喷向镜头6表面，在清洗液的清洁润滑配合下，清洗刷83对镜头6进行预先清洗，同时通过连接弹簧85的弹性连接配合，清洗刷83带动海绵刷86对镜头6表面的污渍进行充分清洗。
与相关技术相比较，本发明提供的摄像头自动清洁机构具有如下有益效果：
本发明通过步进电机74提供驱动来源，通过连接滑块72和丝杆轴73的配合，可对连杆3和支撑板4进行张开和闭合调节，从而使清洗刷83与镜头6贴合清洗，通过连通管81、喷头82和喷水孔87的配合，可对镜头6表面进喷射清洗液，提高镜头6清洗效果的同时，也可增大镜头6表面的润滑效果，通过清洗刷83的配合，可对镜头6表面进行预先清洗，通过凹槽84和连接弹簧85的配合，可对镜头6表面进行弹性海绵刷86清洗，进一步增强镜头6表面污渍的清洗效果，通过限位弹簧71和电磁执行器75的配合，可通过支撑板4带动清洗刷83对镜头6表面清洗作业，通过承载弹簧91、支撑弹簧92和防护架93的配合，可对镜头6和清洗刷83之间进行弹性缓冲，避免清洗刷83对镜头6造成碰撞，防止摄像机5出现破损和位移，结构简单，不影响摄像机5的外观，且能够通过接触及配合气流和清洗液对镜头6表面绝大部分污渍进行及时清洁，同时也能随时根据需要控制清洗刷83对镜头6进行清洁。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种摄像头自动清洁机构，其特征在于，包括：连接座(1)和摄像机(5)，所述连接座(1)右侧的顶部和底部均通过铰点(2)铰接有连杆(3)，所述连杆(3)远离连接座(1)的一侧一体成型有支撑板(4)，所述摄像机(5)右侧的中心处嵌设有镜头(6)，所述连杆(3)相向的一侧设置有驱动执行机构(7)，所述镜头(6)的右侧设置有清洗机构(8)，所述摄像机(5)右侧的顶部和底部均设置有防撞机构(9)。
2.根据权利要求1所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，所述驱动执行机构(7)包括连接滑块(72)、丝杆轴(73)和步进电机(74)，所述连杆(3)的表面滑动连接有连接滑块(72)，所述连接滑块(72)的背面滑动连接有丝杆轴(73)，所述丝杆轴(73)相向的一侧栓接有步进电机(74)。
3.根据权利要求1所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，所述清洗机构(8)包括连通管(81)、喷头(82)和喷水孔(87)，所述支撑板(4)的内腔嵌设有连通管(81)，所述连通管(81)靠近镜头(6)的一端贯穿支撑板(4)并连通有喷头(82)。
4.根据权利要求1所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，所述防撞机构(9)包括承载弹簧(91)、支撑弹簧(92)和防护架(93)，所述摄像机(5)顶部和底部的右侧均栓接有承载弹簧(91)，所述摄像机(5)右侧的顶部和底部均栓接有支撑弹簧(92)，所述支撑弹簧(92)和承载弹簧(91)远离摄像机(5)的一侧均栓接有与清洗刷(83)配合使用的防护架(93)。
5.根据权利要求3所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，所述连通管(81)和喷头(82)的数量均为两个，所述连通管(81)和喷头(82)均沿镜头(6)呈倾斜对称状态分布。
6.根据权利要求4所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，所述支撑弹簧(92)和承载弹簧(91)分别位于防护架(93)相向的两侧，所述防护架(93)的形状设置为弧形，所述支撑板(4)相向的顶部一体成型有定位凸块(11)，所述支撑板(4)相向的底部开设有与定位凸块(11)卡接配合的定位槽(12)。
7.根据权利要求3所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，所述清洗机构(8)还包括清洗刷(83)和凹槽(84)，所述支撑板(4)靠近镜头(6)的一侧粘接有清洗刷(83)，所述清洗刷(83)的内腔开设有凹槽(84)。
8.根据权利要求7所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，所述清洗机构(8)还包括连接弹簧(85)和海绵刷(86)，所述凹槽(84)内腔的四周均栓接有连接弹簧(85)，所述连接弹簧(85)远离凹槽(84)的一侧栓接有海绵刷(86)，所述海绵刷(86)、清洗刷(83)和凹槽(84)的内腔均开设有与喷头(82)配合使用的喷水孔(87)，所述连接弹簧(85)的数量至少为九根，所述连接弹簧(85)沿凹槽(84)的中心处成阵列状结构分布，所述凹槽(84)的内腔均粘接有密封垫(10)，所述密封垫(10)的横截面积和海绵刷(86)的横截面积相同。
9.根据权利要求2所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，所述驱动执行机构(7)包括限位弹簧(71)和电磁执行器(75)，所述连杆(3)相向的左侧栓接有限位弹簧(71)，所述滑块(72)背面相向的一侧栓接有电磁执行器(75)。
10.根据权利要求1所述的摄像头自动清洁机构，其特征在于，基于实施例一中成像识别方法步骤为：
传感器检测模块——图像特征提取模块——汽车行程电脑——识别分析模块——控制模块——清洁机构；
A、传感器检测模块：摄像机(5)通过镜头(6)拍摄感应其表面存在污渍遮挡光传输信号，比如镜头(6)表面的灰尘颗粒、蚊虫尸体以及油污杂质，对镜头(6)的光散射信号进行遮挡感应；
B、图像特征提取模块：对镜头(6)表面感应的污渍进行预先图片成像处理，且在图像中的关键画面信息进行标记提取，对外界灯光反射、人为遮挡等情况进行排除；
C、汽车行程电脑：再将提取的关键图像信息传送至车载电脑上进行行程运算，检测镜头(6)表面污渍的真假性；
D、识别分析模块：接着对处理的图像信息进行预先规整分类，再逐一对分类后的图像画面进行识别比对，进一步排出外界灯光反射、人为遮挡等虚假情况，辨别镜头(6)表面灰尘颗粒、蚊虫尸体以及油污杂质画面的真实性；
E、控制模块：再将识别分析后的信息发送至控制模块，则控制模块分别控制清洁机构(8)开启工作，且同时控制模块将感应指令发送至汽车中空仪表盘上，对驾驶员进行图标提醒。
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