车载传感器集成装置、及无人车的制作方法

1.本公开涉及无人车技术领域，具体地，涉及一种车载传感器集成装置、及无人车。


背景技术：

2.无人车、或具有无人驾驶辅助系统的乘用车通常配备有车载传感器集成装置，用于获取周边环境的数据，并自动规划路线控制车辆达到预定目的地。传感器集成装置可以包括激光雷达、多个摄像头等，相关技术中，激光雷达和多个摄像头同轴设置，无法单独拆卸，在维护摄像头时必须拆卸激光雷达，需重复标定，影响调试效率。


技术实现要素：

3.本公开的第一个目的是提供一种车载传感器集成装置，以解决相关技术中的车载传感器集成装置调试效率低的技术问题。
4.本公开的第二个目的是提供一种无人车，该无人车使用本公开提供的车载传感器集成装置。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种车载传感器集成装置，包括基座、以及安装在所述基座上的多个感测元件，所述基座包括底板、顶盖、以及支撑在所述底板和所述顶盖之间的立柱，所述感测元件包括激光雷达和摄像头模组，所述激光雷达可拆卸地安装在所述顶盖的上表面，所述摄像头模组位于所述底板和所述顶盖之间的空腔内且可拆卸地安装在所述立柱上。
6.可选地，所述立柱为多根并沿周向间隔布置在所述底板和所述顶盖形成的所述空腔内，所述摄像头模组为多个且沿周向间隔安装在对应立柱上。
7.可选地，所述立柱和所述摄像头模组的数量相同，每对相邻的两根立柱之间上安装一个所述摄像头模组，所述立柱为四根并且截面为矩形，四根所述立柱呈正方形布局，位于正方形一个边上的两根相邻立柱具有共面的侧壁，所述摄像头模组通过两端分别贴合安装在所述侧壁上的固定板安装在相邻两根立柱上。
8.可选地，所述摄像头模组包括上下间隔布置的多个摄像头，多个所述摄像头分别可拆卸地安装在连接相邻两根所述立柱之间的固定板上。
9.可选地，所述底板和顶盖分别构造为同轴且相互平行的圆形板状结构，所述激光雷达的安装轴线与所述圆形板状结构的中心轴线相重合，所述摄像头模组的安装轴线与所述激光雷达的安装轴线垂直布置且沿所述中心轴线的径向延伸。
10.可选地，所述顶盖上与所述立柱相连接的位置处形成有导水孔，所述立柱具有与所述导水孔相连通的空心段。
11.可选地，所述立柱的端部通过紧固件与所述底板相连接，所述紧固件具有与所述空心段的内腔相连通的排水孔，且所述底板上形成有多个与外界相连通的出水孔。
12.可选地，所述空心段包括连接在所述底板和所述顶盖之间的中心柱和同轴套设在所述中心柱外侧的护套。
13.可选地，所述车载传感器集成装置还包括安装在所述立柱上且位于所述摄像头模组前方的面罩，所述面罩包括用于覆盖所述摄像头模组前方的玻璃和环绕连接在所述玻璃四周的安装罩，所述安装罩通过支脚与所述立柱相连接，所述车载传感器集成装置还包括朝向所述玻璃的外表面布置的清洁组件。
14.可选地，所述顶盖的下表面构造有凹入的容纳腔，所述清洁组件包括设置在所述容纳腔内的气源，所述安装罩内形成有朝向所述玻璃的外表面布置的第一导风流道，所述顶盖内还形成有连通所述容纳腔和所述第一导风流道的第二导风流道。
15.可选地，所述第一导风流道和所述第二导风流道分别为相连通的多条并且沿周向间隔设置。
16.可选地，所述车载传感器集成装置还包括外壳，所述外壳连接在所述底板和所述顶盖之间以围成所述空腔，并且所述外壳具有避让所述面罩的窗口，所述面罩的周缘与所述窗口的内周贴合。
17.可选地，所述安装罩具有凸出于所述外壳的遮挡部，所述玻璃内凹于所述遮挡部。
18.可选地，所述玻璃为电加热玻璃，所述车载传感器集成装置还包括与所述玻璃的导电部分相连接的电源。
19.根据本公开的第二个方面，还提供一种无人车，所述无人车上设置有上述的车载传感器集成装置。
20.通过上述技术方案，在本公开提供的车载传感器集成装置中，取消了激光雷达和摄像头模组同轴布置的安装方式，一个安装在顶盖的上表面，一个安装在顶盖和底板之间空腔中，两者可单独拆卸和安装，在对摄像头模组进行调试时，无需拆卸激光雷达，实现激光雷达和摄像头模组的解耦连接，调试时互不影响，提高了调试效率，操作更加方便。
21.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
23.图1是本公开一示例性实施方式提供的车载传感器集成装置的结构示意图；
24.图2是本公开一示例性实施方式提供的车载传感器集成装置(省略外壳和部分面罩)的结构示意图；
25.图3是本公开一示例性实施方式提供的车载传感器集成装置(省略外壳)的结构示意图；
26.图4是本公开一示例性实施方式提供的车载传感器集成装置中排水路线的示意图；
27.图5是本公开一示例性实施方式提供的车载传感器集成装置中立柱位置处的局部放大图；
28.图6是本公开一示例性实施方式提供的车载传感器集成装置中吹风路线的示意图。
29.附图标记说明
30.1-基座，10-紧固孔，11-底板，110-出水孔，12-顶盖，121-导水孔，122-第二导风流
道，13-立柱，131-中心柱，132-护套，14-固定板，2激光雷达，3-摄像头模组，4-面罩，41-玻璃，42-安装罩，421-第一导风流道，422-支脚，423-遮挡部，5-外壳，61-气源。
具体实施方式
31.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
32.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“顶”、“底”通常是指在本公开提供的车载传感器集成装置正常安装的情况下定义的，具体可参考图6所示的图面方向，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外，“轴向”、“径向”是指针对相应部件的轴线方向而言的。此外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
33.激光雷达和摄像头模组可解耦连接，提高调试效率
34.相关技术中提供的车载传感器集成装置，激光雷达和摄像头模组采用同轴布置的方式，无法实现激光雷达和多个摄像头的单独拆卸，在对摄像头进行调试时，需先拆卸激光雷达，并且在调整完毕后需重新标定，影响调试效率。
35.为解决上述问题，如图1和图2所示，本公开提供一种车载传感器集成装置，该装置包括基座1、以及安装在基座1上的多个感测元件，基座1包括底板11、顶盖12、以及支撑在底板11和顶盖12之间的立柱13，感测元件包括激光雷达2和摄像头模组3，激光雷达2可拆卸地安装在顶盖12的上表面，摄像头模组3位于底板11和顶盖12之间的空腔内且可拆卸地安装在立柱13上。这里，需要说明的是，本公开提供的车载传感器集成装置可以应用在具有无人驾驶辅助系统的乘用车中、也可以应用于无人车、无人机中，能够保证车辆和无人机的全天候运行，不受环境和天气的影响。感测元件不仅限于本公开中提供的激光雷达2和摄像头模组3，还可以为不同类型的传感器。
36.通过上述技术方案，在本公开提供的车载传感器集成装置中，取消激光雷达2和摄像头模组3同轴布置的安装方式，一个安装在顶盖12的上表面，一个安装在顶盖12和底板11之间空腔中，两者可单独拆卸和安装，在对摄像头模组3进行调试时，无需拆卸激光雷达2，实现激光雷达2和摄像头模组3的解耦连接，调试时互不影响，提高了调试效率，操作更加方便。
37.摄像头模组3安装在立柱13上的方式可以有多种。在本公开中，如图2所示，立柱13可以为多根并沿周向间隔布置在底板11和顶盖12形成的空腔内，摄像头模组3可以为多个且沿周向间隔安装在对应立柱13上。摄像头模组3可以通过紧固件，例如螺栓可拆卸地安装在对应的立柱13上，在需要调试时，只需要调整对应立柱13上的摄像头模组3即可，且不会对其他摄像头模组3产生影响。另外，摄像头模组3安装在顶盖12和底板11之间的空腔内，可对摄像头起到一定的保护作用。
38.具体地，在本公开的一示例性实施方式中，立柱13和摄像头模组3的数量相同，每对相邻的两根立柱13之间上安装一个摄像头模组3，立柱13为四根并且截面为矩形，四根立柱13呈正方形布局，位于正方形一个边上的两根相邻立柱具有共面的侧壁，摄像头模组3通过两端分别贴合安装在侧壁上的固定板14安装在相邻两根立柱13上。立柱13作为摄像头模
组3的安装载体，需要保证一定的支撑强度，同时还不能占用过多的空腔体积，一个摄像头模组3共用两根立柱13，既能够实现稳定安装，还能够实现空间利用率的最大化。另外，两根立柱13具有共面的侧壁，可方便固定板14的安装和拆卸，同时能够保证连接的稳定性，通过调整多根立柱13的布置方式，需保证多个摄像头模组3完全位于空腔的内部，保证该集成装置的整体性。在其他实施方式中，可根据需要安装摄像头模组3的数量适当增加或减少立柱13，固定板14的安装角度可做出适当调整，能够将多个摄像头模组3分别可拆卸地安装在空腔中的实施例均属于本公开的保护范围。
39.如图2和图6所示，摄像头模组3包括上下间隔布置的多个摄像头，多个摄像头分别可拆卸地安装在连接相邻两根立柱13之间的固定板14上。位于上方的摄像头可以为识别摄像头，位于下方的摄像头可以为远遥摄像头，不同类型的摄像头相互配合，用于准确的获取车辆周围的环境信息。同样地，位于上方和下方的摄像头可单独拆卸和调试，互不影响。
40.更具体地，如图2所示，底板11和顶盖12可以分别构造为同轴且相互平行的圆形板状结构，激光雷达的安装轴线l1与圆形板状结构的中心轴线相重合，摄像头模组的安装轴线l2与激光雷达的安装轴线l1垂直布置且沿中心轴线的径向延伸。这样，沿上下方向安装和拆卸激光雷达2，沿水平方向安装多个摄像头模组3，两者互不干涉和影响，同时多个摄像头模组3沿径向上的不同方向拆卸和安装，也不会存在干涉的问题。在其他实施方式中，底板11、顶盖12还可以构造为任意适当的形状，关于顶盖12和底板11之间的间隔距离，可根据需要安装摄像头模组3的数量和大小进行适应性设计。
41.排水通道的设计，实现防水功能
42.相关技术中，在雨天行驶时，存在少量雨水进入集成装置内部，会积聚在顶盖12的上表面并沿立柱13滴至摄像头模组3上，影响摄像头的使用寿命。
43.为解决该问题，在本公开提供的车载传感器集成装置中，如图2和图4所示，顶盖12上与立柱13相连接的位置处形成有导水孔121，立柱13具有与导水孔121相连通的空心段，导水孔121具有由上至下轴径逐渐减小的锥面，顶盖12上表面的雨水可自动流向导水孔121处汇集，雨水经导水孔121进入空心段的内腔中，可以暂时储存在空心段的内腔中，也可以通过空心段向外排出，通过设计特定的排水通道，允许该集成装置内进入少量水，且不会影响摄像头的使用寿命，使该车载传感器集成装置具有一定的防水性能。另外，导水孔121的数量可根据立柱13的数量进行设计，两者保持一致，以将顶盖12上表面的水经导水孔121进入立柱13的空心段。
44.在本实施方式中，如图4所示，立柱13的端部通过紧固件与底板11相连接，紧固件具有与空心段的内腔相连通的排水孔，且底板11上形成有多个与外界相连通的出水孔110。紧固件可以为空心螺栓，空心段内腔中的雨水经空心螺栓排出至基座1的空腔外、空腔中的雨水通过出水孔110排出至空腔外，避免雨水积聚在车载传感器集成装置的内腔中，及时将雨水排出。
45.如图5所示，空心段包括连接在底板11和顶盖12之间的中心柱131和同轴套设在中心柱131外侧的护套132。护套132的横截面可以为矩形或正方形，不仅可以起到支撑作用，同时可以作为引导雨水流动的通道，避免基座1内积水。关于空心段的长度可以为整根立柱13的长度，也可以为立柱13长度的一部分，这里不做任何限制。
46.去除玻璃表面的水滴&去除玻璃表面的雾气，保证摄像头模组的成像效果
47.如图3和图5所示，本公开提供的车载传感器集成装置还包括安装在立柱13上且位于摄像头模组3前方的面罩4，面罩4包括用于覆盖摄像头模组3前方的玻璃41和环绕连接在玻璃41四周的安装罩42，安装罩42通过支脚422与立柱13相连接，以将摄像头模组3封闭在顶盖12和底板11之间的空腔中，起到保护作用。安装罩42的两侧分别设置支脚422以与立柱13连接，支脚422的设计可将面罩4稳定地固定于摄像头模组3的前方，且不会影响摄像头模组3的调试。同时，针对圆形板状结构的顶盖12和底板11的实施例，面罩4采用弧形的结构设计，与顶盖12和底板11的外边缘位于同一竖直平面内，保证整体的一致性和美观性。
48.相关技术中，用于封闭摄像头模组3的面罩4起雾后影响摄像头识别，雾气自然消除时间长，严重影响摄像头获取信息的准确性；另外，雨天行驶时，面罩4的玻璃41挂雨滴后影响摄像头的成像效果。
49.为解决上述问题，本公开提供的车载传感器集成装置还包括朝向玻璃41的外表面布置的清洁组件。清洁组件可以采用朝向玻璃41的外表面吹风或喷水的清洁方式，均属于本公开的保护范围。
50.具体地，在本公开的一示例性实施方式中，如图6所示，顶盖12的下表面构造有凹入的容纳腔，清洁组件包括设置在容纳腔内的气源61，安装罩42内形成有朝向玻璃41的外表面布置的第一导风流道421，顶盖12内还形成有连通容纳腔和第一导风流道421的第二导风流道122。气源61可以为气泵或离心风机，吹出的风依次经第二导风流道122、第一导风流道421吹向玻璃41的外表面，将挂在玻璃上的雨滴吹落，同时吹出的风还可以起到一定的散热效果，即使在雨天路况下，也能够保证摄像头的成像效果。容纳腔可在顶盖12加工时一体成型，第二导风流道122可沿顶盖12的径向延伸，第一导风流道421可以为形成于安装罩42的靠近玻璃41的外边缘与第二导风流道122相连通的多个出风口，第二导风流道122内的风在第一导风流道421处由于横截面积突然减小，在吹出时具有较大的作用力，可顺利将玻璃41表面的水滴吹掉。
51.在本实施方式中，第一导风流道421和第二导风流道122分别为相连通的多条并且沿周向间隔设置，这样，可形成多条导风通道，同时朝向玻璃41的外表面吹风，加快对玻璃41表面的清洁效果，提高清洁效率。
52.进一步地，在本公开中，玻璃41可以为电加热玻璃，车载传感器集成装置还包括与玻璃41的导电部分相连接的电源。通过对玻璃通电加热，可及时清除玻璃上的水雾，以保证摄像头模组3的成像效果。另外，电加热玻璃的透光率可经试验测试满足感知要求，不影响摄像头模组3对周围环境图像的获取，而且玻璃41表面的硬度高于有机玻璃，可耐刮花。
53.另外，相关技术中，为保证该车载集成传感器装置整体的防水性能，在多个感测元件装配完成后，基座1的各部分采用打胶的方式进行密封，生产节奏慢，无法保证一致性，且打胶后拆卸困难，并且，良好的密封性必然导致散热效果差，存在防水和散热互斥的问题。
54.为保证本公开提供的车载传感器集成装置的整体性，如图1所示，车载传感器集成装置还包括外壳5，外壳5连接在底板11和顶盖12之间以围成空腔，并且外壳5具有避让面罩4的窗口，面罩4的周缘与窗口的内周贴合。外壳5包括罩设在顶盖12上方的盖板部和封闭顶盖12和底板11之间空腔的侧板部，侧边部形成有与面罩4形状相配合的窗口，盖板部上可以形成多个紧固孔10，供连接顶盖12和外壳5的紧固件穿过，同时多个紧固孔10还可以起到一定的散热作用，由紧固孔10进入的雨水也可以由上文介绍的结构及时排出，不会影响摄像
头模组3的正常使用。即，在本公开提供的车载传感器集成装置中，外壳5直接套装在顶盖12和底板11上，对内部结构形成一定的保护作用，外壳5与其他结构无需密封，不打胶，方便整体拆装，加快了生成节奏，同时减少产线装配的人为因素的影响。并且外壳5的窗口和面罩4正好贴合，不会存在装配干涉的问题，同时可保证集成装置的整体性。
55.如图6所示，安装罩42具有凸出于外壳5的遮挡部423，玻璃41内凹于遮挡部423。遮挡部423可以对玻璃41起到一定的保护作用，同时能够避免雨天雨水滴落在玻璃41上，并且还能够对气源61吹出的风起到一定的引导作用，使其能够正好吹向玻璃41的外表面。
56.根据本公开的第二个方面，还提供一种无人车，该无人车上设置有上文介绍的车载传感器集成装置。该无人车具有上述车载传感器集成装置的所有有益效果，此处不做过多赘述，该无人车可适用于雨天、雾天、气候变化大等恶劣工况，同时能够保证摄像头模组的成像效果，更好的获取无人车周边的环境信息，保证车辆的正常行驶。
57.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
58.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
59.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。