CN211786115U - 传感器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于抑制由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低。为实现该目的，提供一种传感器系统。LiDAR传感器单元(14)使用检测光(14a)检测车辆的外部的信息。罩(12)以覆盖LiDAR传感器单元(14)的方式形成车辆的一部分外表面，并允许检测光(14a)的通过。摄像机(15)输出与罩(12)中的供检测光(14a)通过的光通过区域(12a)的图像对应的图像信号(S1)。处理器(162)基于图像信号(S1)检测附着于光通过区域(12a)的异物。摄像机(15)的焦点面(15b)的至少一部分与光通过区域(12a)重叠。

Description

传感器系统

技术领域

本实用新型涉及一种搭载于车辆的传感器系统。

背景技术

为了进行车辆的驾驶辅助，将用于检测该车辆的外部的信息的传感器单元搭载于车身。专利文献1公开了作为这样的传感器单元的雷达。雷达配置在对车辆的外部进行照明的车灯装置的灯室内。即，雷达由对灯室进行划分并且允许照明光通过的罩覆盖。罩形成车辆的一部分外表面，并且也允许用于雷达检测外部的信息的检测光的通过。

本说明书中使用的“驾驶辅助”这一用语是指至少部分地进行驾驶操作(方向盘操作、加速、减速等)、行驶环境的监视、以及驾驶操作的支持中的至少一个的控制处理。即，是包括从碰撞损害减轻制动功能、车道保持辅助功能这样的部分驾驶辅助到完全自动驾驶动作的意思。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-106199号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的问题

本实用新型的目的在于，抑制由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低。

用于解决问题的方法

用于实现上述目的的一个方式是搭载于车辆的传感器系统，所述传感器系统具备：传感器单元，其使用光检测所述车辆的外部的信息；罩，其以覆盖所述传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述光的通过；摄像机，其输出与所述罩中的供所述光通过的光通过区域的图像对应的信号；以及处理器，其基于所述信号检测附着于所述光通过区域的异物，所述摄像机的焦点面的至少一部分与所述光通过区域重叠。

用于实现上述目的的一个方式是搭载于车辆的传感器系统，所述传感器系统具备：传感器单元，其使用光检测所述车辆的外部的信息；罩，其以覆盖所述传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述光的通过；摄像机，其输出与所述罩中的供所述光通过的光通过区域的图像对应的信号；以及处理器，其基于所述信号检测附着于所述光通过区域的异物，所述摄像机的光轴在与所述传感器单元的检测基准方向不同的方向上延伸。

用于实现上述目的的一个方式是搭载于车辆的传感器系统，所述传感器系统具备：LiDAR(Light Detection and Ranging，光学雷达)传感器单元，其使用检测光检测所述车辆的外部的信息；罩，其以覆盖所述LiDAR传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述检测光的通过；摄像机，其输出与所述罩中的供所述检测光通过的光通过区域的图像对应的信号；以及处理器，其基于所述信号检测附着于所述光通过区域的异物。

上述各方式所涉及的摄像机不是用于获取车辆的外部的图像(严格来讲，为比罩的外表面靠外侧的图像)的装置，而是用于获取位于在传感器单元所进行的信息检测中所使用的光的行进路径上的罩的光通过区域的图像的装置。因而，摄像机的焦点面的至少一部分与光通过区域重叠。另外，由于优先采用将焦点面的至少一部分重叠于光通过区域而成的摄像机的配置，因此摄像机的光轴可以在与传感器单元的检测基准方向不同的方向上延伸。

若在光通过区域上附着异物，则会妨碍传感器单元所进行的车辆的外部的信息的检测。然而，由于通过如上述那样构成的摄像机来检测这样的异物的附着，因此能够采取与检测结果相应的适当的处理。因此，能够抑制由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低。

由于基于LiDAR传感器单元来检测附着于光通过区域的异物比较难，因此在与LiDAR传感器单元的组合中，通过基于摄像机获取该区域的图像而进行的异物检测更为有利。

上述各方式所涉及的传感器系统能够以如下方式构成。

所述传感器系统具备能够喷射液体的喷嘴，所述处理器在检测到所述异物时，使所述喷嘴朝向所述光通过区域喷射所述液体。

根据这样的构成，能够使得用于去除附着于光通过区域的异物的处理自动化。因而，提高了对由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低的抑制效果。

上述各方式所涉及的传感器系统能够以如下方式构成。

所述传感器系统具备能够喷射液体的喷嘴，所述处理器确定所检测到的所述异物的位置，并使所述喷嘴朝向该位置喷射所述液体。

根据这样的构成，由于更准确地对附着于光通过区域的异物喷射液体，因此能够提高异物去除的可能性。因而，进一步提高了对由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低的抑制效果。

上述的各方式所涉及的传感器系统能够以如下方式构成。

所述摄像机具备：摄像元件；用于在所述摄像元件中成像的树脂透镜；以及支承所述摄像元件以及所述树脂透镜的电路基板。

根据这样的构成，能够大幅减小摄像机的占有空间，因此提高了用于获取光通过区域的图像的摄像机的配置自由度。因而，容易抑制由形成车辆一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低。

上述的各方式所涉及的传感器系统能够以如下方式构成。

所述传感器系统具备向所述车辆的外部射出照明光的灯单元，所述罩允许所述照明光的通过。

灯单元因向车辆的外部供给照明光的功能而一般配置在车辆中的遮蔽物较少的位置。通过将传感器单元也配置在这样的位置，能够有效地获取车辆的外部的信息。

本说明书中使用的“光”这一用语不仅指可见光，还指紫外光、红外光、微波、毫米波等具有任意波长的电磁波。

本说明书中使用的“传感器单元”这一用语是指具备所希望的信息检测功能并且其自身能够以单体进行流通的部件的构成单位。

在本说明书中使用的“灯单元”这样的用语是指具备所希望的照明功能并且其自身能够以单体进行流通的部件的构成单位。

附图说明

图1示出了一个实施方式所涉及的传感器系统的一个例子的构成。

图2示出搭载有图1的传感器系统的车辆的外观。

图3是说明图1的传感器系统中的处理器的动作的图。

图4是说明图1的传感器系统中的处理器的动作的图。

图5示出了其他例子所涉及的传感器系统的构成。

附图标记说明

1：传感器系统；12：罩；12a：光通过区域；14：LiDAR传感器单元；14a：检测光；14b：检测基准方向；15：摄像机；15b：焦点面；15c：光轴；151：摄像元件；152：树脂透镜；153：电路基板；162：处理器；17：喷嘴；18：灯单元；100：车辆；S1：图像信号。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的例子进行详细说明。在以下的说明所使用的各附图中，为了使各部件成为能够识别的大小而适当变更了比例尺。

在附图中，箭头F表示图示的构造的前方向。箭头B表示图示的构造的后方向。箭头U表示图示的构造的上方向。箭头D表示图示的构造的下方向。箭头L表示图示的构造的左方向。箭头R表示图示的构造的右方向。在以后的说明中使用的“左”以及“右”表示从驾驶席观察的左右的方向。

图1示意性地表示一个实施方式所涉及的传感器系统1的构成。传感器系统1搭载于图2所示的车辆100。车辆100的车身的形状仅为示例。

传感器系统1具备壳体11和罩12。壳体11与罩12一起划分收纳室13。

传感器系统1具备LiDAR传感器单元14。LiDAR传感器单元14配置在收纳室13内。罩12以覆盖LiDAR传感器单元14的方式形成车辆100的一部分外表面。

LiDAR传感器单元14具备朝向车辆100的外部的检测区域射出检测光14a的构成、以及对检测光14a在存在于检测区域内的物体上进行反射的结果的返回光(未图示)进行检测的构成。作为检测光14a，例如可以使用波长905nm的红外光。基于检测基准方向14b来确定检测光14a的射出方向。

LiDAR传感器单元14例如能够基于从向某个方向射出检测光14a的时机起直至检测到返回光的时间来获取到与该返回光建立关联的物体为止的距离。另外，通过将这样的距离数据与检测位置建立关联来收集该数据，能够获取与返回光建立关联的物体的形状所涉及的信息。在此基础上或者取而代之地，能够基于出射光与返回光的波形的差异来获取与返回光建立关联的物体的材质等属性所涉及的信息。即，LiDAR传感器单元14是使用光来检测车辆100的外部的信息的装置。

检测光14a和返回光通过罩12中的光通过区域12a。换言之，罩12由至少允许检测光14a和返回光通过的材料形成。

传感器系统1具备摄像机15。摄像机15配置在收纳室13内。因此，摄像机15也被罩12覆盖。

摄像机15是获取罩12中的光通过区域12a的图像的装置。即，摄像机15配置为使光通过区域12a位于作为一对单点划线15a之间的区域而表示的视野内。摄像机15构成为输出与所获取的图像对应的图像信号S1。例如以1秒为单位反复进行图像的获取。

图3中的(A)表示能够基于图像信号S1再现的图像I1的一个例子。图像I1包括多个像素P1～Pn(n为2以上的整数)。图像I1包括罩12中的光通过区域12a的图像。在本例中，在光通过区域12a上附着有异物O1、O2。作为异物，可示例雨滴、雪片、污泥、昆虫的残骸等。

如图1所示，传感器系统1具备控制装置16。控制装置16具备输入接口161和处理器162。控制装置16可以配置于收纳室13内，也可以在收纳室13外支承于壳体11。或者，控制装置16可以配置于与壳体11分离的车辆100中的适当的位置。

输入接口161接收从摄像机15输出的图像信号S1。处理器162构成为基于图像信号S1检测附着于罩12的光通过区域12a的异物。输入接口161可以包括信号处理电路，该信号处理电路根据需要将图像信号S1转换为适于由处理器162所执行的处理的形式。

图4示出由处理器162执行的处理的流程的一个例子。处理器162基于图像信号S1生成图3中的(B)所示的数据集D1(步骤1)。具体而言，处理器162通过对多个像素P1～Pn各自应用二值化处理，从而生成包括多个像素数据PD1～PDn的数据集D1。因此，多个像素数据PD1～PDn与多个像素P1～Pn一对一地对应。

多个像素P1～Pn各自包括图像I1中的位置信息和亮度信息(受光强度信息)。处理器162在某像素Pm的亮度超过规定的阈值的情况下，生成具有“1”作为亮度值的像素数据PDm。m是从1至n中任意选择的整数。处理器162在某像素Pm的亮度为规定的阈值以下的情况下，生成具有“0”作为亮度值的像素数据PDm。因而，多个像素数据PD1～PDn各自在图像I1中的位置信息的基础上还具有“1”或“0”的亮度值。

在图3中的(B)所示的例子中，具有亮度值“1”的像素数据用白色矩形表示，具有亮度值“0”的像素数据用带有斜线的矩形表示。可知与图像I1中的异物O1、O2对应的位置上的像素数据具有亮度值“0”。

如图1所示，控制装置16具备存储器163。如图4所示，处理器162判定基于上述方法而在过去生成的数据集D1是否储存在存储器163中(步骤2)。

在过去所生成的数据集D1未储存在存储器163中的情况下(步骤2中为否)，处理器162将步骤1中生成的数据集D1储存在存储器163中(步骤3)。处理返回到步骤1。

在过去所生成的数据集D1储存在存储器163中的情况下(在步骤2中为是)，处理器162将步骤1中生成的数据集D1与储存在存储器163中的数据集D1进行比较(步骤4)。

具体而言，针对多个像素数据PD1～PDn各自进行亮度值是否从“1”向“0”变化的判断。在某像素数据PDm中产生了这样的变化的情况下，在与该像素数据PDm对应的位置上附着有异物的可能性较高。处理器162基于该比较来判断在罩12的光通过区域12a上是否附着有异物(步骤5)。

在多个像素数据PD1～PDn的任一个中亮度值均未从“1”向“0”变化的情况下，处理器162判断为罩12的光通过区域12a上未附着异物(步骤5中为否)。在该情况下，步骤1中生成的数据集D1被重新储存到存储器163(步骤3)。之后，处理返回到步骤1。储存在存储器163中的数据集D1供与接下来生成的数据集D1进行比较。

在多个像素数据PD1～PDn中的至少一个中产生亮度值从“1”向“0”的变化的情况下，处理器162判断为在罩12的光通过区域12a附着有异物(步骤5中为是)。在该情况下，处理器162生成表示异物的附着的检测信号S2(步骤6)。

此外，通过使处理器162构成为在亮度值从“1”向“0”变化的像素的数量超过规定的阈值的情况下判断为附着有异物，能够避免对不构成信息检测的妨碍的程度的微小异物的检测，并且提高需要去除的异物的检测精度。

如图1所示，控制装置16具备输出接口164。处理器162使输出接口164输出检测信号S2。检测信号S2能够向车辆100中的其他控制装置进行发送。例如，该其他的控制装置能够基于检测信号S2对车辆100的乘员进行罩12的光通过区域12a上附着有异物的意思的报告。可以通过视觉报告、听觉报告、触觉报告中的至少一个来进行报告。

接收到报告的乘员能够采取适当的应对。例如，传感器系统1可以具备朝向罩12喷射液体的喷嘴17。作为液体，可以示例水、热水、清洗液等。乘员可以进行使喷嘴17喷射液体的操作。由此，能够实现附着于光通过区域12a的异物的去除。

本实施方式所涉及的摄像机15不是用于获取车辆100的外部的图像(严格来讲，为比罩12的外表面靠外侧的图像)的装置，而是用于获取位于LiDAR传感器单元14的检测光14a以及返回光的行进路径上的光通过区域12a的图像的装置。因而，摄像机15的焦点面15b的至少一部分与光通过区域12a重叠。另外，由于优先采用将焦点面15b的至少一部分重叠于光通过区域12a而成的摄像机15的配置，因此如图1所示，摄像机15的光轴15c可以在与LiDAR传感器单元14的检测基准方向14b不同的方向上延伸。

若在位于LiDAR传感器单元14的检测光14a以及返回光的行进路径上的光通过区域12a上附着有异物，则会妨碍LiDAR传感器单元14所进行的车辆100的外部的信息的检测。然而，通过如上述那样构成的摄像机15来检测这样的异物的附着，因此能够采取与检测结果相应的适当的处理。因此，能够抑制由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低。

LiDAR传感器单元14可以由为了检测车辆100的外部的信息而使用光的适当的传感器单元进行替换。作为这样的传感器单元，可以示例为使用可见光的摄像机单元、使用红外光的TOF(Time of Flight，飞行时间)摄像机单元、使用毫米波的雷达单元等。然而，由于基于LiDAR传感器单元14来检测附着于光通过区域12a的异物比较难，因此在与LiDAR传感器单元14的组合中，通过基于摄像机15获取光通过区域12a的图像而进行的异物检测更为有利。

如图1所示，由处理器162生成的检测信号S2可以用于使上述的喷嘴17动作。即，处理器162在检测到附着于罩12的光通过区域12a的异物时，可以使喷嘴17朝向光通过区域12a喷射液体。

根据这样的构成，能够使得用于去除附着于光通过区域12a的异物的处理自动化。因而，提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如上所述，数据集D1所包含的多个像素数据PD1～PDn各自具有与光通过区域12a中的位置对应的信息。因而，处理器162也能够基于亮度值从“1”向“0”变化的像素数据所具有的位置信息来确定异物在光通过区域12a内的位置。另一方面，如图1所示，喷嘴17可以具备能够调节液体的喷射方向的机构。在该情况下，处理器162能够以使喷嘴17朝向检测到的异物的位置喷射液体的方式构成检测信号S2。

根据这样的构成，由于更准确地对附着于光通过区域12a的异物喷射液体，因此能够提高异物去除的可能性。因而，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如图1所示，摄像机15可以被实现为具备摄像元件151、树脂透镜152以及电路基板153的微型摄像机模块。摄像元件151可以是CCD图像传感器、CMOS图像传感器。树脂透镜152是用于在摄像元件151中成像的透镜。从扩大视野的观点出发，优选使用广角透镜来作为树脂透镜152。电路基板153支承摄像元件151和树脂透镜152。用于输出图像信号S1的信号线经由电路基板153而与摄像元件151电连接。

根据这样的构成，能够大幅减小收纳室13内的摄像机15的占有空间，因此提高了用于获取光通过区域12a的图像的摄像机15的配置自由度。因而，对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制变得容易。

如图1所示，传感器系统1可以具备灯单元18。灯单元18是向车辆100的外部射出照明光的装置。作为灯单元18，可以示例前照灯单元、车宽灯单元、方向指示灯单元、雾灯单元、后组合灯单元等。

灯单元18配置在收纳室13内。因而，灯单元18被罩12覆盖。罩12也允许从灯单元18射出的照明光的通过。在该情况下，罩12由也对可见光透明的材料形成。

灯单元18因向车辆100的外部供给照明光的功能而一般配置在车辆100中的遮蔽物较少的位置。通过将LiDAR传感器单元14也配置在这样的位置，能够有效地获取车辆100的外部的信息。

能够执行上述处理的处理器162可以由与通用存储器协作地进行动作的通用微处理器来进行提供，也可以作为专用集成电路元件的一部分来进行提供。作为通用微处理器，可以示例CPU、MPU、GPU等。作为通用存储器，可以示例RAM、ROM。作为专用集成电路元件，可以示例微控制器、ASIC、FPGA等。处理器162和存储器163可以作为独立的元件进行提供，也可以封装在单一的元件内。

上述的各实施方式仅为用于使本实用新型易于理解的示例。上述实施方式所涉及的构成只要不脱离本实用新型的主旨，则能够适当地进行变更、改良。

在上述的实施方式中，通过单一的摄像机15获取罩12中的光通过区域12a的图像。然而，如图5所示，也可以采用使光通过区域12a中的任意的部位被包含于多个摄像机15的视野中的任一视野而得的构成。

Claims (7)

1.一种传感器系统，其是搭载于车辆的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备：

传感器单元，其使用光检测所述车辆的外部的信息；

罩，其以覆盖所述传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述光的通过；

摄像机，其输出与所述罩中的供所述光通过的光通过区域的图像对应的信号；以及

处理器，其基于所述信号检测附着于所述光通过区域的异物，

所述摄像机的焦点面的至少一部分与所述光通过区域重叠。

2.一种传感器系统，其是搭载于车辆的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备：

传感器单元，其使用光检测所述车辆的外部的信息；

罩，其以覆盖所述传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述光的通过；

摄像机，其输出与所述罩中的供所述光通过的光通过区域的图像对应的信号；以及

处理器，其基于所述信号检测附着于所述光通过区域的异物，

所述摄像机的光轴在与所述传感器单元的检测基准方向不同的方向上延伸。

3.一种传感器系统，其是搭载于车辆的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备：

LiDAR传感器单元，其使用检测光检测所述车辆的外部的信息；

罩，其以覆盖所述LiDAR传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述检测光的通过；

摄像机，其输出与所述罩中的供所述检测光通过的光通过区域的图像对应的信号；以及

处理器，其基于所述信号检测附着于所述光通过区域的异物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备能够喷射液体的喷嘴，

所述处理器在检测到所述异物时，使所述喷嘴朝向所述光通过区域喷射所述液体。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备能够喷射液体的喷嘴，

所述处理器确定所检测到的所述异物的位置，并使所述喷嘴朝向该位置喷射所述液体。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器系统，其特征在于，

所述摄像机具备：

摄像元件；

用于在所述摄像元件中成像的树脂透镜；以及

支承所述摄像元件以及所述树脂透镜的电路基板。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备向所述车辆的外部射出照明光的灯单元，

所述罩允许所述照明光的通过。

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