CN121165063A - 一种激光探测设备以及交通工具 - Google Patents

Abstract

本说明书提供一种激光探测设备，涉及激光雷达领域。所述设备可以用于交通工具的驾驶舱内。激光探测设备包括激光雷达和支架。支架包括第一安装部，第二安装部，出射口和发射舱。第一安装部可将支架固定在驾驶舱内；第二安装部可与激光雷达上对应的雷达安装部连接，使激光雷达固定在支架上；发射舱与出射口连接并沿激光雷达的探测信号发射方向延伸，在激光雷达固定在支架上时，发射舱至少部分地遮挡激光雷达的第一视场范围。本说明书提供的支架不仅能够将激光雷达固定在交通工具的驾驶舱内，还能够至少部分地遮挡激光雷达的第一视场范围，从而降低第一视场范围对于驾驶员路面视野的影响以及提高车内乘坐者头部空间的舒适性。

Description

一种激光探测设备以及交通工具

技术领域

本说明书涉及激光雷达领域，尤其涉及一种激光探测设备以及交通工具。

背景技术

激光雷达应用于交通工具，可以辅助交通工具实现高精度定位、障碍物识别以及目标跟踪等，对于车辆来说，还可以在行车过程中辅助保持车道及辅助紧急制动、在停车的情况下辅助泊车等。

交通工具20以车辆210为例。在一种相关技术中，参考图1A，激光雷达110可以安装在车辆210顶部且靠近风挡玻璃220的位置。但是激光雷达110安装在车辆外面不仅会影响车辆210整体外形的流畅性，而且由于户外环境不稳定，也会影响激光雷达110的探测效果。

背景技术部分的内容仅仅是发明人个人所知晓的信息，并不代表上述信息在本公开申请日之前已经进入公共领域，也不代表其可以成为本公开的现有技术。

发明内容

第一方面，本说明书提供一种激光探测设备。所述激光探测设备可以用于交通工具的驾驶舱内；所述激光探测设备包括光雷达和支架；所述支架包括第一安装部，第二安装部，出射口以及发射舱；第一安装部被配置为可将所述支架固定在所述驾驶舱内；第二安装部被配置为可与所述激光雷达上对应的雷达安装部连接，使所述激光雷达固定在所述支架上；出射口对应于所述激光雷达光罩的探测信号出射区域；以及发射舱与所述出射口连接并沿所述激光雷达的探测信号发射方向延伸，其中，在所述激光雷达固定在所述支架上时，所述发射舱至少部分地遮挡所述激光雷达的第一视场范围。

在一些实施例中，所述第一安装部包括抵接面，通过所述第一安装部将所述支架固定到所述驾驶舱内后，所述抵接面抵住所述驾驶舱的风挡玻璃。

在一些实施例中，所述发射舱与所述风挡玻璃之间的空间为楔形。

在一些实施例中，所述发射舱包括底壁和位于所述底壁两侧的第一侧壁和第二侧壁；所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的夹角为第一预设角度，所述第一预设角度大于或等于所述激光雷达的第一水平视场范围；以及所述底壁与水平方向的夹角为第二预设角度，所述第二预设角度小于所述激光雷达的第一垂直视场范围对应的最大垂直视场角的绝对值，使得所述底壁遮挡部分所述第一垂直视场范围。

在一些实施例中，所述底壁与所述风挡玻璃之间具有预设的距离。

在一些实施例中，所述底壁相较于与所述抵接面相抵接处的玻璃更接近所述驾驶舱中的乘客。

在一些实施例中，所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底壁的表面适于降低光线反射。

在一些实施例中，所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底壁的表面具有阶梯状结构。

在一些实施例中，所述当所述激光雷达被固定在所述支架上时，所述光罩与所述出射口之间有预设的安全距离。

在一些实施例中，所述激光雷达包括存储器，以存储所述探测信号经所述驾驶舱的风挡玻璃折射后的角度偏移值；所述激光雷达工作时，基于所述角度偏移值，获取障碍物的空间位置。

第二方面，本说明书提供一种交通工具，所述交通工具包括驾驶舱；以及第一方面所述的激光探测设备，其中所述设备通过所述支架固定在所述驾驶舱的风挡玻璃后。

在一些实施例中，所述支架安装于所述风挡玻璃的水平方向的中间位置。

在一些实施例中，所述风挡玻璃与所述发射舱相对应区域的透光率高于所述风挡玻璃上其他部分的透光率。

在一些实施例中，所述交通工具包括雨刮器；以及所述雨刮器工作时在所述风挡玻璃上形成清洁区域，所述风挡玻璃与所述发射舱相对应区域被所述清洁区域覆盖。

在一些实施例中，所述相对应区域的边界与所述清洁区域的边界之间的距离不小于10mm。

在一些实施例中，所述光罩与所述风挡玻璃之间的距离不小于3mm。

在一些实施例中，所述光罩与所述风挡玻璃之间的距离不小于5mm。

在一些实施例中，所述激光雷达在所述交通工具内的预设安装位置和预设安装角度取决于所述支架的型号和所述交通工具的型号。

在一些实施例中，所述激光雷达在所述交通工具内的实际安装位置与所述预设安装位置之间的误差不大于5mm；以及所述激光雷达在所述交通工具内的实际安装角度与所述预设安装角度之间的误差不大于1.5度。

由上述技术方案可知，本说明书提供的激光探测设备中的支架不仅能够将激光雷达固定在交通工具的驾驶舱内，还能够至少部分地遮挡激光雷达的第一视场范围。第一视场范围可以是激光雷达的理论视场范围，或者是激光雷达的硬件设置在理论上可以实现的视场范围。支架至少部分地遮挡激光雷达的第一视场范围，可以减小第一视场范围在舱内占用的空间，降低第一视场范围对于驾驶员视野的影响以及提高车内乘坐者的头部空间的舒适性。同时，本说明书还提供一种风挡玻璃后安装有上述激光探测设备的交通工具。

本说明书提供的激光探测设备以及交通工具的其他功能将在以下说明中部分列出。根据描述，以下数字和示例介绍的内容将对那些本领域的普通技术人员显而易见。本说明书提供的激光探测设备以及交通工具的创造性方面可以通过实践或使用下面详细示例中所述的方法、装置和组合得到充分解释。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例中的技术方案，下面将对实施例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说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A示出了激光雷达布置于车辆顶部的场景示意图；

图1B示出了激光雷达布置于风挡玻璃内侧的场景示意图；

图1C为图1B所示场景的截面示意图；

图2示出了根据本说明书一些实施例提供的激光探测设备的结构示意图；

图3示出了根据本说明书一些实施例提供的激光探测设备安装在风挡玻璃上的示意图；

图4示出了根据本说明书一些实施例提供的发射舱与水平视场范围的相对位置示意图；

图5示出了根据本说明书一些实施例提供的激光雷达工作时发出多束激光的示意图；

图6A示出了根据本说明书一些实施例提供的激光雷达探测视场的变化示意图；

图6B示出了根据本说明书一些实施例提供的投影区域对应高度的变化示意图；

图7A示出了根据本说明书一些实施例提供的激光雷达出射探测激光至风挡玻璃上的示意图；

图7B示出了根据本说明书一些实施例提供的使用全封闭的支架阻挡鬼像的示意图；

图7C示出了根据本说明书一些实施例提供的使用半开放的支架阻挡鬼像的示意图；

图8示出了根据本说明书一些实施例提供的一种交通工具的示意图；

图9A示出了据本说明书一些实施例提供的光罩和风挡玻璃之间距离为D3时的KOZ区域的示意图；以及

图9B示出了据本说明书一些实施例提供的光罩和风挡玻璃之间距离为D4时的KOZ区域的示意图。

具体实施方式

以下描述提供了本说明书的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本说明书中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本说明书不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。

这里使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，而不是限制性的。比如，除非上下文另有明确说明，这里所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该”也可以包括复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”或“含有”意思是指，所关联的特征、整数、步骤、操作、元素、组件或组存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件或组的存在，或在该系统/方法中可以添加其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件或组。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书中，“X包括A、B或C中的至少一个”所表达的意思是X至少包括A，或X至少包括B，或X至少包括C。也就是说，X可以只包括A、B、C的任意一个，或者同时包括A、B、C的任意组合以及其他可能的内容或元素。所述A、B、C的任意组合可以是A、B、C、AB、AC、BC、或ABC。

本说明书中“或”和"和/或"描述的是关联对象之间的关联关系，代表一种非排他性的包含。例如，"A和/或B"和"A或B"中的每一个都可以包括：只有"A"存在，只有"B"存在，以及"A"和"B"都存在，其中"A"和"B"可以是单数或复数。再比如，"A、B和/或C"和"A、B或C"中的每一个可以包括：只有"A"存在，只有"B"存在，只有"C"存在，"A"和"B"都存在，"A"和"C"都存在，"B"和"C"都存在，以及"A"、"B"和"C"都存在，其中"A"、"B"和"C"可以是单数或复数。

本说明书中，“多个”指两个或两个以上。

在本说明书中，除非明确说明，否则结构之间产生的关联关系可以是直接的关联关系也可以是间接的关联关系。比如，当描述“A与B连接”时，除非明确说明了A与B直接连接，否则应当理解成A可以与B直接连接，也可以与B间接地连接；再比如，当描述“A在B之上”时，除非明确说明了A直接在B的上方(AB相邻且A在B的上方)，否则应当理解成A可以直接在B的上方，A也可以间接地在B之上(AB之间隔着其他元素，且A在B的上方)。以此类推。

考虑到以下描述，本说明书的这些特征和其他特征、以及结构的相关元件的操作和功能、以及部件的组合和制造的经济性可以得到明显提高。参考附图，所有这些形成本说明书的一部分。然而，应该清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本说明书的范围。还应理解，附图未按比例绘制。

本说明书中使用的流程图示出了根据本说明书中的一些实施例的系统实现的操作。应该清楚地理解，流程图的操作可以不按顺序实现。相反，操作可以以反转顺序或同时实现。此外，可以向流程图添加一个或多个其他操作。可以从流程图中移除一个或多个操作。下面对本申请详细介绍。

图1A示出了激光雷达110布置于车辆210顶部的场景示意图。同前所述，激光雷达110安装在车辆210外面不仅会影响车辆整体外形的流畅性，而且由于户外环境不稳定，也会影响激光雷达110的探测效果。

图1B示出了激光雷达110布置于风挡玻璃220内侧的场景示意图。图1C为图1B所示场景的截面示意图。

参考图1B，激光雷达110可以安装在风挡玻璃220内侧，例如车辆的前风挡玻璃220的内侧。激光雷达110置于风挡玻璃220内测不会影响车辆210整体外形的畅性，并且能为激光雷达110提供稳定的工作环境。当激光雷达110安装在前风挡玻璃220内测时，车辆210的驾驶舱内存在禁布区(Keep Out Zone，简称KOZ)。参考图1B和图1C，KOZ区域为激光雷达110的第一视场范围(Field of View，简称FOV)中被风挡玻璃220封闭在驾驶舱内的区域。当KOZ区域较大时将影响车内相关布局和美观，甚至影响车内乘坐者的头部空间与驾驶员的视野。

参考图1B和图1C，本说明书实施例中，激光雷达110的第一视场范围FOV被风挡玻璃220封闭在驾驶舱内的区域记作KOZ。激光雷达110的FOV与风挡玻璃220的交界面，也就是激光雷达110的FOV对应的范围在风挡玻璃220上的投影区域(Projection Area)记作PA。

根据图1B和图1C可知，KOZ区域的影响因素包括激光雷达110的FOV大小以及风挡玻璃220的倾斜角度。在风挡玻璃220已确定的情况下，可以通过调整激光雷达110的FOV大小来减小KOZ区域。示例地，参考图1C，投影区域PA大致为梯形，因而较下侧(靠近驾驶员一侧)出射光束对投影区域PA的面积影响较大，也就是说，较下侧出射光束对KOZ区域的体积影响较大，因此可以采取遮拦激光雷达110的出射光束的方式减小KOZ区域。

本说明书提供一种激光探测设备。图2示出了一种激光探测设备10的结构示意图。如图2所示，激光探测设备10包括激光雷达110以及支架120。支架120包括第一安装部121，第二安装部123，出射口125以及发射舱127。第一安装部121被配置为可将支架120固定在驾驶舱内。第二安装部123被配置为可与激光雷达110上对应的雷达安装部连接，使激光雷达110固定在支架120上。出射口125对应于激光雷达光罩112的探测信号出射区。发射舱127与出射口125连接并沿激光雷达110的探测信号发射方向延伸。在激光雷达110固定在支架120上时，发射舱127至少部分地遮挡激光雷达110的第一视场范围。

支架120可以将激光雷达110固定在交通工具20的驾驶舱内。交通工具20可以是车辆、飞机或者船只等等。例如，支架120可以将激光雷达110固定在车辆的前风挡玻璃后。再例如，支架120可以将激光雷达110固定在车辆的天窗上。支架120的材质可以为任意材质，比如，塑料材质、金属材质、高分子材质、橡胶材质，等等。支架120的形状可以是任意形状，以适应安装需求。本说明书对于支架120的形状和材质不作限定。

通过使用支架120将激光雷达110固定在交通工具20上，不仅可以保证激光雷达110固定地更稳定，而且可以使用支架120来调整激光雷达110的位姿，为激光雷达110提供更灵活的安装位置，从而使得激光雷达110能够适用不同安装需求或者不同探测需求的交通工具20。另外，支架120不仅能够将激光雷达110固定在交通工具20的驾驶舱内，还能够遮挡激光雷达的第一视场范围，从而减小KOZ区域，降低KOZ对于驾驶员路面视野的影响以及提高车内乘坐者头部空间的舒适性。

激光雷达110可以包括激光发射器。激光发射器可以发射探测信号(例如激光)。激光雷达110还可以包括激光接收器。激光发射器发出的激光照射到障碍物的表面后，被障碍物反射，部分反射光被激光雷达110接收形成回波信号。回波信号可以被激光接收器接收，并被用于获取障碍物的空间位置或速度等信息。

在一些实施例中，激光雷达110通常还会安装光罩112或视窗112来保护激光雷达110内部的器件(例如激光发射器和激光接收器等等)。激光发射器经由光罩112向激光雷达110外发射探测信号。如图2所示，光罩112可以覆盖激光雷达110出射探测信号的区域。激光雷达110在与光罩112平行的平面上的截面尺寸可以大于光罩112的尺寸。激光雷达110在与光罩112相平行的平面上的截面有部分区域没有探测信号出射或回波信号入射，该部分区域可以不透光，例如为激光雷达110的外壳。

在一些实施例中，激光雷达110还可以包括雷达安装部。雷达安装部可以用于和支架120进行连接，从而使得激光雷达110被固定在驾驶舱内。

支架120可以用于将激光雷达110固定在驾驶舱内。如图2所示，支架120包括第一安装部121，第二安装部123，出射口125以及发射舱127。

第一安装部121被配置为可将支架120固定在驾驶舱内。例如，第一安装部121可以将支架120固定在车辆210的天窗上。再例如，第一安装部121可以将支架120固定车辆210的在风挡玻璃220上。图3示出了一种激光探测设备10安装在风挡玻璃220上的结构示意图。如图3所示，第一安装部121可以将支架120固定在车辆210的前风挡玻璃220上。

在一些实施例中，第一安装部121可以包括抵接面121A。通过第一安装部121将支架120固定在驾驶舱内后，抵接面121A可以抵住驾驶舱的风挡玻璃220。其中，抵接面121A的结构可以适配风挡玻璃220的结构，以保证二者连接的牢固性。例如，第一安装部121的抵接面121A可以是倾斜的，并且其倾斜角度可以和风挡玻璃220的倾斜角度相同，以使得二者有较大的接触面积，从而二者可以连接地更牢固。进一步地，由于风挡玻璃220通常为曲面，具有一定弧度，因此，抵接面121A也可以为曲面，并且和风挡玻璃220的弧度相同或相似。

通过设置抵接面121A与驾驶舱的风挡玻璃220相抵接，使得支架120和交通工具20之间具有较大的接触面积，使得二者连接地更牢固，从而激光雷达110也能够被固定地更牢固。

第一安装部121与风挡玻璃220固定连接。在一些实施例中，第一安装部121可以通过胶体粘接在风挡玻璃220。在另一些实施例中，第一安装部121上可以设有吸盘。第一安装部121通过吸盘吸附在风挡玻璃220上。在另一些实施例中，第一安装部121和风挡玻璃220可以通过设置卡扣和相配合的卡槽的方式连接。第一安装部121和驾驶舱的具体连接方式本说明书在此不作限定。

抵接面121A可以与风挡玻璃220连接，从而将支架120固定在驾驶舱内。在一些实施例中，支架120可以至少通过抵接面121A和驾驶舱中的风挡玻璃220连接从而被固定在驾驶舱内。另一些实施例中，支架120还可以与驾驶舱内的其它结构连接，从而进行支架120的固定。例如，激光雷达110可以被布置在前风挡玻璃220内侧的后视镜座内。支架120还可以与驾驶舱的后视镜座之间连接，从而使得支架120被固定在驾驶舱内。

第二安装部123被配置为可与激光雷达110上对应的雷达安装部114连接，从而使得激光雷达110固定在支架120上。在一些实施例中，如图3所示，第二安装部123可以是与第一安装部121连接的、沿垂直方向延伸的安装柱。激光雷达110上的雷达安装部114可以是安装在与激光雷达110的光罩112相邻的两个侧面上的安装座。通过将安装柱和安装座相连接，将激光雷达110固定在支架120上。在一些实施例中，激光雷达110的侧面可以与激光雷达110的底座相垂直，与光罩112具有夹角。激光雷达110的两个侧面可以相互平行。

在一些实施例中，安装柱的端面可以开设有第一安装孔。安装座上可以开设有第二安装孔。通过连接件依次穿设第一安装孔和第二安装孔可以将激光雷达110固定在支架120上。例如，通过螺栓连接支架120和激光雷达110。其中，激光雷达110可以包括多个安装座。多个安装座可以分布在两个侧面上，使得激光雷达110受力均匀，被固定地更牢固。例如，激光雷达110可以包括4个安装座(由于遮挡原因，图3中仅示出一个侧面上的2个安装座)。第二安装部123和雷达安装部114之间还可以通过粘接、焊接、咬缝连接，铆接等等方式进行连接，本说明书在此不作限定。

继续参见图2，出射口125对应于激光雷达110光罩114的探测信号出射区域。其中，出射口125的形状和大小可以与光罩114的形状和大小相适配。

发射舱127与出射口125连通并且沿激光雷达110的探测信号发射方向延伸。例如，当支架120安装在风挡玻璃220上时，发射舱127可以沿平行于风挡玻璃220的方向延伸。或者，发射舱127的延伸方向与风挡玻璃220存在夹角。例如，所述夹角为锐角。在一些实施例中，发射舱127与风挡玻璃220之间的空间可以为楔形，以获得预设的视场角范围。KOZ区域的探测信号不会被支架120遮挡，保证探测信号的出射和探测数据的获取。

激光雷达110通过出射探测信号可以具有第一视场范围。如前所述，第一视场范围可以是激光雷达110的理论视场范围，或者是激光雷达110的硬件设置在理论上可以实现的视场范围。对于本申请而言，第一视场范围可以理解为激光雷达110没有被固定在支架120上且没有受到任何遮挡时的视场范围。第一视场范围可以包括第一水平视场范围以及第一垂直视场范围。第一水平视场范围可以是根据激光雷达110的硬件或软件设置，激光雷达110在理论上能够在水平方向上探测的角度范围。第一垂直视场范围可以是根据激光雷达110的硬件或软件设置，激光雷达在理论上能够在垂直方向上探测的角度范围。在激光雷达110固定在支架120上时，发射舱127至少部分地遮挡激光雷达110的第一视场范围。例如，发射舱127可以至少部分地遮挡激光雷达110第一垂直视场范围。进一步地，发射舱127可以至少部分地遮挡第一垂直视场范围中相对于水平方向向驾驶员一侧倾斜的视场范围，以避免其影响车内空间的乘坐者的头部空间的舒适性与驾驶员的路面视野。为了便于叙述和区分，将被固定在支架120上后的激光雷达110具有的视场范围称为第二视场范围。第二视场范围包括第二水平视场范围以及第二垂直视场范围。发射舱127至少部分地遮挡第一垂直视场范围使得激光雷达110具有第二垂直视场范围。其中，第一垂直视场范围大于第二垂直视场范围。另一些实施例中，第一水平视场范围可以与第二水平视场范围相同。

在一些实施例中，发射舱127可以包括底壁127A以及位于底壁127A两侧的侧壁，侧壁包括第一侧壁127B以及第二侧壁127C。第一侧壁127B和第二侧壁127C之间的夹角为第一预设角度。第一预设角度大于或等于激光雷达的第一水平视场范围。底壁127A与水平方向的夹角为第二预设角度。第二预设角度小于激光雷达110的第一垂直视场范围对应的最大垂直视场角，使得127A底壁遮挡部分第一垂直视场范围。

第一侧壁127和第二侧壁127C之间的夹角可以为第一预设角度。其中，第一预设角度可以大于或者等于激光雷达110的第一水平视场范围(Horizontal Field of View，简称HFOV)，以避免发射舱127对第一水平视场范围造成遮挡。例如，激光雷达110的水平视场范围为120度；则第一预设夹角可以为125度。再例如，激光雷达110的水平视场范围为100度；则第一预设夹角可以为110度。由于激光雷达110的第一水平视场范围没有被发射舱127遮挡，因此第一水平视场范围和激光雷达110固定在支架20上后的第二水平视场范围可以相同。

在一些实施例中，第一侧壁127B和第二侧壁127C与第一水平视场范围的边界之间存在间隙，以避免发射舱127对第一水平视场范围造成遮挡。图4示出了一种发射舱127和第一水平视场范围HFOV相对位置的示意图。如图4所示，第一侧壁127B和第二侧壁127C与第一水平视场范围HFOV的边界之间存在间隙。侧壁与第一水平视场范围HFOV的边界之间的间隙可以大于预设值D1，以避免激光雷达110发生振动导致第一水平视场范围发生偏移后，发射舱127对激光雷达110的水平视场造成遮挡。在一些实施例中，预设值D1可以为1～5mm范围内任意值。例如，预设值D1可以为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、或3mm等值。

底壁127A与水平方向的夹角可以为第二预设角度。其中，第二预设角度小于激光雷达110的第一垂直视场范围对应的最大垂直视场角，从而使得底壁127遮挡部分第一垂直视场范围(Vertical Field of View，简称VFOV)。激光雷达110工作时可以在垂直视场范围内向不同方位角发射激光。比如图5示出了一种激光雷达110工作时向不同垂直方位角发出激光的示意图。激光雷达110的第一垂直视场范围VFOV为23°。该第一垂直视场范围最上沿相对于水平方向(0°)的垂直方位角为7°，记作+7°。最下沿相对于水平方向的垂直方位角为16°，记作-16°。其中负号可以表示偏移方向为相对于水平方向向下。

第二预设角度小于第一垂直视场范围对应的最大垂直视场角意味着底壁127A会位于探测激光出射的路径上。部分朝下方出射的部分激光会被遮挡，无法沿原来的路径出射，使得第一垂直视场范围减小至第二垂直视场范围。图6A示出了一种激光雷达FOV的变化示意图。图6B示出了一种投影区域PA在风挡玻璃220上对应高度的变化示意图。如图6A所示，部分探测激光被底壁127A遮挡，不会入射到风挡玻璃220上。第一视场范围由FOV变化为第二视场范围FOV’(图6A和6B中未示出)。进一步地，KOZ区域也被缩减，由KOZ变化为KOZ’。如图6B所示，在激光雷达由第一视场范围FOV变化为第二视场范围FOV’的情况下，投影区域面积由PA缩小为PA’，对应的高度由第一垂直视场范围的h变化为第二垂直视场范围的h’。

因此，通过使用上述支架120，不仅能够将激光雷达110固定在驾驶舱内，还可以遮挡激光雷达110的第一视场范围，从而减小KOZ区域中靠近驾驶员的区域范围，减小KOZ区域对驾驶员的路面视野的影响。

探测信号入射到发射舱127后除了会沿着发射舱127的延伸方向，出射至风挡玻璃220外，也可能会照射到发射舱127的底壁127A、第一侧壁127B或第二侧壁127C。其中，被底壁127A、第一侧壁127B或第二侧壁127C反射的激光可能会形成杂散光，造成干扰信号。因此，在一些实施例中，第一侧壁127B、第二侧壁127B或底壁127A的表面可以适于降低光线的反射。例如，第一侧壁127B、第二侧壁127B或底壁127A的表面可以做亚光处理，使得光泽度不大于0.5Gu。例如，光泽度为0.4Gu，0.3Gu，0.2Gu等等。比如通过在表面喷涂有消光漆。再例如，第一侧壁127B、第二侧壁127B或底壁127A的表面上可以植绒。再例如，如图2所示，第一侧壁127B、第二侧壁127B或底壁127A的表面具有阶梯状结构。

如前所述，发射舱127沿激光雷达110的探测信号发射方向延伸。通过使得发射舱127延伸到一定的位置，可以阻挡激光雷达110在探测过程中产生鬼像。图7A示出了激光雷达110出射探测激光至风挡玻璃220上的示意图。图7B示出了一种使用全封闭的支架120阻挡鬼像的示意图。图7C示出了一种使用半封闭的支架120阻挡鬼像的示意图。

如图7A所示，激光雷达110发出的探测激光L入射到风挡玻璃220的A位置后，大部分会沿着预设光路W1透过风挡玻璃220后出射到外部空间，但会有部分光被风挡玻璃220反射，部分反射光再次被汽车中控台P反射，通过风挡玻璃220的B位置后出射。为了便于叙述，将部分探测激光经过风挡玻璃220和汽车中控台P反射，再出射的光路记作反射光路W2。若反射光路W2上有障碍物O，被障碍物O反射的回波光可以依次经过汽车中控台P和风挡玻璃220反射后，可以被激光接收器接收。这使得激光雷达110“误认为”原探测激光L的预设光路W1上存在障碍物O’，在生成的点云中存在有对应位置的数据点。此时，点云数据中在C位置处障碍物O’的数据点就是鬼像。

在一些实施例中，支架120可以为全封闭支架。也就是，底壁127A可以延伸至与风挡玻璃220贴合。如图7B所示，底壁127A相较于与抵接面121A相抵接处的玻璃更接近驾驶舱中的乘客。底壁127A设置于反射光路W2上，阻断了杂散光的传播，从而阻挡了鬼像的产生。

在另一些实施例中，支架120可以为半开放支架。也就是，底壁127A可以与风挡玻璃220之间具有预设距离，形成半开放空间。其中，预设距离可以是能够阻挡点云数据中出现鬼像的距离。如图7C所示，底壁127A相较于与抵接面121A相抵接处的玻璃更接近驾驶舱中的乘客。底壁127A设置于反射光路W2上，阻断了杂散光的传播，从而阻挡了鬼像的产生。底壁127A没有与风挡玻璃220接触，与风挡玻璃220存在预设距离D2。在一些实施例中，当底壁127A的边缘恰好与杂散光中最靠近风挡玻璃220的激光L1相切时，底壁127A与风挡玻璃220之间的距离为阻挡鬼像的最小预设距离D2。

使用半开放支架120可以阻挡鬼像的产生，提高探测数据的准确性。同时，相对于使用全封闭支架120，半开放支架120的尺寸更小，更符合人眼的视野标准，不会影响驾驶员的驾驶体验以及车内乘坐者头部空间的舒适性。

在一些实施例中，当激光雷达110被固定在支架120上时，光罩112与出射口125之间有预设的安全距离，以避免光罩112受到外力作用发生变形或破损，提高激光雷达110的可靠性。例如，出射口125的面积为S1。光罩112的面积为S2。其中，S1≥S2。在一些实施例中，S1＞S2。激光雷达110固定在支架120上之后，光罩112位于出射口125的内部。光罩112的边缘与出射口125的边缘之间存在一定距离。在一些实施例中，激光雷达110中与支架120的出射口125边缘抵接的部分为激光雷达110的外壳。因此，当激光雷达110被固定在支架120上时，光罩112不易受到外力作用发生破损，提高激光雷达110的可靠性。

在一些实施例，激光雷达110可以包括存储器，以存储探测信号经驾驶舱的风挡玻璃折射后的角度偏移值。当激光雷达110工作时，基于角度偏移值，激光雷达110可以获取障碍物的空间信息。如前所述，激光雷达110工作时可以在垂直视场范围内向不同方位角发射激光。激光雷达110可以发出多束激光，例如32束、64束、或128束等等。激光发射器发出的激光会经过风挡玻璃后出射至障碍物。激光被障碍物反射后形成的回波也会经过风挡玻璃220后入射至激光接收器。可以看出，在激光出射和入射的过程中，风挡玻璃220会对探测激光产生折射，使得线束产生角度偏移。例如，探测激光沿着水平0°出射的线束经过风挡玻璃折射后变为沿着相对于水平方向向下方偏移0.02°的方向出射至障碍物。此时，水平0°出射的线束的角度偏移值可以记作-0.02°。其中负号表示偏移方向为下方；下方可以为靠近车底的方向。也就是激光雷达在沿水平0°测得的障碍物的信息实际上是沿-0.02°上的障碍物的信息。

由于线束角度的偏移会对激光探测结果造成影响，因此工作人员可以预先对安装在风挡玻璃220后的激光雷达110线束进行校准，获取每束激光由于折射产生的角度偏移值，形成校准信息集。激光雷达110工作时根据校准信息集中的线束偏移信息进行障碍物的空间位置的获取。

上述校准工作可以以车型为单位进行测量和校准。也就是相同车型的车辆的激光雷达存储器内存储有相同的校准信息集，在保证探测数据的准确度符合要求的情况下控制成本。上述校准工作也可以以车辆为单位进行测量和校准。也就是安装在不同车辆内的激光雷达的存储器存储有不同的校准信息集。

图8示出了一种交通工具20的结构示意图。如图8所示，交通工具20包括驾驶舱(未在图中示出)和激光探测设备10。其中激光探测设备10通过支架120固定于驾驶舱的风挡玻璃220后。激光探测设备10可以与图1至图7C所对应的实施例中的激光探测设备10相同或相似。上述交通工具20可以是车辆、飞机或者船只等等。在一些实施例中，交通工具20为车辆210。

在一些实施例中，支架120安装在风挡玻璃220的水平方向的中间位置。在一些实施例中，为了使得激光探测设备10能够同等地对车辆210左右两侧的障碍物进行探测，也就是在车辆210左右两侧具有相同的水平视场范围，支架120可以固定于风挡玻璃220的水平方向的中间位置。将激光探测设备10安装在风挡玻璃220的中间位置。

在一些实施例中，风挡玻璃220与发射舱127相对应区域的透光率可以高于风挡玻璃220上其他部分的透光率，以减小探测激光从该区域出射至车辆210外时发生的能量损耗。其中，风挡玻璃220与发射舱127相对应的区域是风挡玻璃220上被KOZ投影覆盖的区域PA，也就是探测激光通过的区域。例如对投影区域的风挡玻璃220做高透处理，以使得其透光率高于风挡玻璃220上其他部分的透光率。并且风挡玻璃220与发射舱127相对应区域内均不能放置其它遮挡物(例如装饰品)，从而保证探测激光在从该区域出射至交通工具外部的过程中不被阻挡。其中，对应区域内不能放置遮挡物包括不能在车内以及车外的相应位置放置遮挡物。

在一些实施例中，交通工具20包括用于清洁风挡玻璃220的雨刮器。雨刮器工作时可以在风挡玻璃上形成清洁区域。风挡玻璃220和发射舱127相对应的区域可以被清洁区域覆盖。其中，风挡玻璃220与发射舱127相对应的区域是风挡玻璃220上被KOZ投影覆盖的区域PA，也就是探测激光通过的区域。该区域被清洁区域覆盖，使得雨刮器清洁风挡玻璃220上污渍的同时也是对探测激光的光路进行了清洁，从而能够减小探测激光从该区域出射至车辆外时，受到污渍或者灰尘等干扰。其中，交通工具20可以具有单雨刮器，也可以具有双雨刮器。在一些实施例中，相对应区域的边界与清洁区域的边界之间的距离可以不小于5mm。例如距离可以为6mm，8mm，10mm，12mm等等。进一步地，在一些实施例中，相对应区域的边界与清洁区域的边界之间的距离可以不小于10mm，例如距离可以为12mm，14mm，16mm，18mm等等，从而保证风挡玻璃220上的相对应区域能够全部被清洁，并且能够保证激光雷达110发生振动导致水平视场范围发生些许偏移后，清洁区域仍能够覆盖相对应的区域，从而能够进行清洁。

为了保证激光探测设备10，尤其是激光雷达110的光罩112，在拆卸或安装过程中不与车内周围部件发生摩擦或者碰撞，激光雷达110与周围部件之间应该存在一定距离。其中，周围部件可以是后视镜，风挡玻璃220等。在一些实施例中，光罩112与风挡玻璃220之间的距离可以不小于3mm。例如距离可以为3.5mm，4mm，4.5mm，5mm等等进一步地，在一些实施例中，光罩112与风挡玻璃220之间的距离可以不小于5mm。例如，距离可以为5.5mm，6mm，6.5mm，7mm等等。

在保证光罩112不与风挡玻璃220发生接触的前提下，减小光罩112与风挡玻璃之间的距离可以有效地减小KOZ区域以及其在风挡玻璃220上的投影区域的大小，从而能够减小KOZ区域对于驾驶员的视野的影响。图9A和图9B分别示出了光罩112和风挡玻璃220在不同距离下的KOZ区域的示意图。图9A中光罩112距离风挡玻璃220的距离为D3，KOZ区域的范围为Scope1。图9B中光罩112距离风挡玻璃220的距离为D4，KOZ区域的范围为Scope2。其中，D3>D4，并且Scope1>Scope2。

实际应用中，光罩112与风挡玻璃220之间的距离需要进行充分的测试和验证。例如，通过模拟车辆210行驶过程中的不同工作状况，包括急停、颠簸等情况来评估当前设置的距离值是否存在激光雷达110(例如光罩112)与风挡玻璃220发生解除的风险，并基于评估结果调整二者之间的距离值。

在一些实施例中，激光雷达110在交通工具20内的预设安装位置和预设安装角度取决于支架120的型号和交通工具20的型号。

其中，交通工具20的型号可以包括交通工具20的高度，以及交通工具20的风挡玻璃220的倾斜角度等等。例如，在一些实施例中，在满足其它布置要求的情况下(例如上述的黑区位于中间位置、光路被清洁区域覆盖等等)，激光雷达110在车辆210中可以布置地尽可能地相对地面较高，以获得更小的探测盲区以及更大的探测范围。此时，激光雷达110在车辆210内的预设安装位置取决于车辆210的高度。

支架120的型号可以包括支架120的大小(例如发射舱127的底壁127A延伸的距离)，支架120的抵接面121A的结构(例如抵接面121A的平整度、抵接面121A的厚度)。例如，在一些实施例中，抵接面121A上各个位置的平整度，也就是厚度不同，导致支架120安装在风挡玻璃220上后，支架120整体呈倾斜状态。此时激光雷达110的安装角度需要考虑支架120的出射口125的倾斜角度，以保证光罩112能够完全位于出射口125内或与出射口125平齐。

同上所述，激光雷达110在交通工具20内的预设安装位置和预设安装角度需要事先进行评估，以保证在该位置和该角度下，激光雷达110的探测性能不会受到影响。

基于支架120的型号和交通工具的110型号评估出预设安装位置以及安装角度后，激光雷达110的实际位置和角度需要尽可能地不出现误差，以减小因安装不当导致的激光雷达110的探测视场损失。在一些实施例中，激光雷达110在交通工具20内的实际安装位置与预设安装位置之间的误差不大于10mm。例如，误差可以为9mm，7mm，5mm，3mm，1mm等等。进一步地，在一些实施例中，激光雷达110在交通工具20内的实际安装位置与预设安装位置之间的误差不大于5mm。例如，误差可以为5mm，4mm，3mm，2mm，1mm，0.5mm等等。在一些实施例中，激光雷达110在交通工具20内的实际安装角度与预设安装角度之间的误差不大于3度。例如，误差可以为2.5度，2度，1.5度，1度，0.5度等等。进一步地，在一些实施例中，激光雷达110在交通工具20内的实际安装角度与预设安装角度之间的误差不大于1.5度，例如误差为1.3度，1.1度，0.9度，0.7度，0.5度等等。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者是可能有利的。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本说明书需求囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本说明书提出，并且在本说明书的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本说明书中的某些术语已被用于描述本说明书的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本说明书的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本说明书的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本说明书的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本说明书的目的，本说明书将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本说明书的时候完全有可能将其中一部分设备标注出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本说明书中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的文件。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。

最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本说明书的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本说明书的范围内。因此，本说明书披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本说明书中的实施例采取替代配置来实现本说明书中的申请。因此，本说明书的实施例不限于申请中被精确地描述过的实施例。

Claims (19)

1.一种激光探测设备，用于交通工具的驾驶舱内，包括：激光雷达和支架，所述支架包括：

第一安装部，被配置为可将所述支架固定在所述驾驶舱内；

第二安装部，被配置为可与所述激光雷达上对应的雷达安装部连接，使所述激光雷达固定在所述支架上；

出射口，对应于所述激光雷达光罩的探测信号出射区域；以及

发射舱，与所述出射口连接并沿所述激光雷达的探测信号发射方向延伸，

其中，在所述激光雷达固定在所述支架上时，所述发射舱至少部分地遮挡所述激光雷达的第一视场范围。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一安装部包括抵接面，通过所述第一安装部将所述支架固定到所述驾驶舱内后，所述抵接面抵住所述驾驶舱的风挡玻璃。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，

所述发射舱与所述风挡玻璃之间的空间为楔形。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述发射舱包括底壁和位于所述底壁两侧的第一侧壁和第二侧壁；

所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的夹角为第一预设角度，所述第一预设角度大于或等于所述激光雷达的第一水平视场范围；以及

所述底壁与水平方向的夹角为第二预设角度，所述第二预设角度小于所述激光雷达的第一垂直视场范围对应的最大垂直视场角，使得所述底壁遮挡部分所述第一垂直视场范围。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第一侧壁、所述第二侧壁或所述底壁的表面适于降低光线反射。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底壁的表面具有阶梯状结构。

7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述底壁与所述风挡玻璃之间具有预设的距离。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述底壁相较于与所述抵接面相抵接处的玻璃更接近所述驾驶舱中的乘客。

9.根据权利要1所述的设备，所述当所述激光雷达被固定在所述支架上时，所述光罩与所述出射口之间有预设的安全距离。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述激光雷达包括存储器，以存储所述探测信号经所述驾驶舱的风挡玻璃折射后的角度偏移值；以及

所述激光雷达工作时，基于所述角度偏移值，获取障碍物的空间位置。

11.一种交通工具，包括：

驾驶舱；以及

权利要求1至10任一项所述的设备，其中所述设备通过所述支架固定在所述驾驶舱的风挡玻璃后。

12.根据权利要求11所述的交通工具，其特征在于，

所述支架安装于所述风挡玻璃的水平方向的中间位置。

13.根据权利要求11所述的交通工具，其特征在于，所述风挡玻璃与所述发射舱相对应区域的透光率高于所述风挡玻璃上其他部分的透光率。

14.根据权利要求11所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具包括雨刮器；以及

所述雨刮器工作时在所述风挡玻璃上形成清洁区域，所述风挡玻璃与所述发射舱相对应区域被所述清洁区域覆盖。

15.根据权利要求14所述的交通工具，其特征在于，所述相对应区域的边界与所述清洁区域的边界之间的距离不小于10mm。

16.根据权利要求11所述的交通工具，其特征在于，所述光罩与所述风挡玻璃之间的距离不小于3mm。

17.根据权利要求16所述的交通工具，其特征在于，所述光罩与所述风挡玻璃之间的距离不小于5mm。

18.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述激光雷达在所述交通工具内的预设安装位置和预设安装角度取决于所述支架的型号和所述交通工具的型号。

19.根据权利要求18所述的交通工具，其特征在于，

所述激光雷达在所述交通工具内的实际安装位置与所述预设安装位置之间的误差不大于5mm；以及

所述激光雷达在所述交通工具内的实际安装角度与所述预设安装角度之间的误差不大于1.5度。