CN110953550A - 照明探测灯组及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种照明探测灯组及车辆，包括：灯组本体；照明光源，设于所述灯组本体内，用于向外部发出照明用光；探测信号源，设于所述灯组本体内，用于向外部发出探测信号以探测所述灯组本体周围的物体的方位。将照明光源和探测信号源设置于灯组本体内部，充分利用到了灯组内部的空间；由于探测信号源设于灯组本体内部被保护起来、不会轻易受到碰撞冲击发生损坏，设在灯组本体的内部也不会沾染灰尘，降低了产品的维护成本；将探测信号源与各类照明光源融合设计后，可以提供具有复合功能的各种车灯产品，有利于市场推广，且灯组具备探测功能后，可以保证足够的探测角度范围及缩小探测盲区，有利于自动跟车功能的实现和降低碰撞事故发生的概率。

Description

照明探测灯组及车辆

技术领域

本发明涉及车辆照明设备领域，特别是涉及照明探测灯组及车辆。

背景技术

随着智能时代的来临，智能驾驶技术得到了日益深入的研究。为了辅助驾驶，ACC(Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制)、AEB(Autonomous Emergency Braking，自动紧急刹车)***已经被越来越多的汽车所使用，ACC能够在车辆高速行驶的过程中为驾驶者提供自动跟车功能，AEB能够在小于安全距离时自动制动，从而为安全出行保驾护航。

ACC***主要通过安装在本车前部的位置探测装置(如雷达)持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号，当本车与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死***、发动机控制***协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。AEB***采用位置探测装置测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块将测出的距离与警报距离、安全距离进行比较，小于警报距离时就进行警报提示，而小于安全距离时即使在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下，AEB***也会启动，使汽车自动制动。这其中位置探测装置的作用主要是将探测到的物体与车辆本身之间的距离参数直接反馈至本车以辅助驾驶，因此其设置形式对于自动跟车功能的实现和避免碰撞事故的发生具有较大的影响。

实际安装时，位置探测装置通常安装在车辆保险杠位置，也有将激光雷达直接安装到车灯内部的方案，但是这些方案均有一定的问题：安装在保险杠位置时，在发动机舱附近会额外增加较多线束，且暴露于外部环境中容易受碰撞发生损坏，还需要额外配置清洗***以防止行驶中被污染；安装在车灯内部时，会增大灯具的体积，而车头空间本身就非常有限，如何更合理地安装雷达是亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对安装于车头前方的位置探测装置布置方式复杂、占用空间大的问题，提供一种照明探测灯组及车辆。

一种照明探测灯组，包括：

灯组本体；

照明光源，设于所述灯组本体内，用于向外部发出照明用光；

探测信号源，设于所述灯组本体内，用于向外部发出探测信号以探测所述灯组本体周围的物体的方位。

上述照明探测灯组，至少具有以下有益的技术效果：

(1)将照明光源和探测信号源设置于灯组本体内部，充分利用到了灯组内部的空间，布置紧凑，有利于灯组整体的小型化设计；

(2)本发明的照明光源和探测信号源由于集成设计，信号传输线可捆绑在一起组成线束，布线整洁有序，便于后期检修；

(3)由于探测信号源设于灯组本体内部被保护起来、不会轻易受到碰撞冲击发生损坏，设在灯组本体的内部也不会沾染灰尘，节约了维护成本；

(4)照明光源可采用的光源种类很多，将探测信号源与各类照明光源融合设计后，可以提供具有复合功能的各种车灯和灯组产品，有利于市场推广；灯组具备探测功能后，可以保证足够的探测角度范围及缩小探测盲区，有利于自动跟车和自动刹车功能的实现、降低碰撞事故发生的概率。

在其中一个实施例中，所述探测信号源为可发出探测用光的探测光源，所述探测光源与所述照明光源组合形成复合光源体。

在其中一个实施例中，还包括探测接收器，设于所述灯组本体内，用于接收被外部物体反射的所述探测用光的反射光。

在其中一个实施例中，所述灯组本体包括透光单元，用于供所述复合光源体发出的照明用光和探测用光穿过并形成一定角度向外发射。

在其中一个实施例中，所述透光单元上设有透光区用于供所述反射光均匀通过并进入所述灯组本体内部。

在其中一个实施例中，所述探测信号源设于所述照明光源侧边，所述灯组本体包括可供所述照明光源发出的照明用光穿过并形成一定角度向外发射的透光单元，且所述透光单元上设有微调整区用于供所述探测信号源发射的所述探测信号均匀通过且形成一定的宽度。

在其中一个实施例中，所述微调整区设于所述透光单元一侧边缘或环绕所述透光单元设置。

在其中一个实施例中，所述探测信号源固定于所述灯组本体内壁，且所述探测信号源通过隔断与所述照明光源发出的所述照明用光隔开。

在其中一个实施例中，所述探测信号源包括一个或多个红外激光器，所述红外激光器通过固定座固定于所述灯组本体内壁，所述固定座上设有用于隔开所述探测信号源与所述照明用光的隔板。

在其中一个实施例中，所述灯组本体还包括光学设计单元，设于所述照明光源一侧，用于汇聚所述照明光源发出的照明用光以形成在所述灯组本体内传输的光束。

在其中一个实施例中，所述聚光单元包括反射镜。

在其中一个实施例中，所述灯组本体还包括散热器，用于固定所述照明光源并为所述照明光源提供散热。

一种车辆，包括照明探测灯组，所述照明探测灯组设于所述车辆的前部。

本发明的车辆，照明光源和探测信号源集成一体安装于车头前部的车灯安装位后不会占用车头过多空间，照明光源和探测信号源的信号传输线可捆绑在一起组成线束，不需要在车头处单独预留空间用于安置光探测与测量组件的信号传输线，节省了空间，布线整洁有序，便于后期维护和检修；

由于探测信号源设于车灯内部被保护起来、不会轻易受到碰撞冲击发生损坏，设在车灯内部也不会沾染灰尘，可以共用车灯的清洗***，节约了制造成本；

照明光源可采用的光源种类很多，将探测信号源与各类照明光源融合安装于车辆前部后可以提供具有复合功能的各种车灯，有利于市场推广。车灯具备有探测功能后，可以保证足够的探测角度范围及缩小探测盲区，有利于自动跟车和自动刹车功能的实现和降低碰撞事故发生的概率，更适合无人驾驶车辆使用，在未来的无人驾驶时代，可为自动驾驶车辆提供重要道路信息。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的照明探测灯组的内部结构示意图；

图2为图1所示照明探测灯组设置于车辆前部的示意图；

图3为本发明实施例二提供的照明探测灯组的内部结构示意图；

图4为图3所示照明探测灯组的外部结构立体图；

图5为图4所示照明探测灯组设置于车辆前部的示意图。

图1-图2中：

100a、照明探测灯组，

110a、灯组本体，111a、透光单元，1111a、透光区，112a、光学设计单元，1121a、反射镜，113a、散热器，

120a、复合光源体，

130a、探测接收器，

10a、车辆，

图3-图5中：

100b、照明探测灯组，101b、信号传输线，

110b、灯组本体，111b、透光单元，1111b、微调整区，112b、光学设计单元，1121b、反射镜，113b、散热器，

120b、照明光源，121b、照明用光，

130b、探测接收器，131b、红外摄像头，

140、探测信号源，141、红外激光器，142、固定座，1421、隔板，143、探测信号，

10b、车辆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供的照明探测灯组，包括：灯组本体、照明光源和探测信号源。其中，照明光源设于灯组本体内，用于向外部发出照明用光。探测信号源设于灯组本体内，用于向外部发出探测信号以探测周围物体的方位。

探测原理：探测信号源向外发射的探测信号(如红外光)遇到物体时可被物体表面反射，反射信号被安装于车身如车头前部的接收装置接收后，车辆控制台基于接收装置接收到的反射信号的入射角度可判断出物体相对于灯组本体的方向，同时可根据接收反射信号与发射探测信号的时间间隔计算得出物体与灯组本体之间的距离。

以上描述的是利用光反射原理探测得到周围物体方位的方法，当然，在其他一些实施例中，还可通过检测探测信号反馈的其他参数探测得知周围物体的方位，皆在本发明的保护范围。

上述照明探测灯组，照明光源和探测信号源设置于灯组本体内部，充分利用到了灯组内部的空间，布置紧凑，有利于灯组整体的小型化设计，也便于后期检修；本发明的照明光源和探测信号源由于集成设计，实际操作时信号传输线可捆绑在一起组成线束，布线整洁有序。

由于探测信号源设于灯组内部被保护起来、不会轻易受到碰撞冲击发生损坏，设在灯组本体的内部也不会沾染灰尘，节约了维护成本；灯组具备探测功能后，可以保证足够的探测角度范围及缩小探测盲区，有利于自动跟车功能的实现和降低碰撞事故发生的概率。

探测信号源与照明光源在灯组本体中的具体设置形式可以有多种，以下两个实施例具体描述不同的设置情况以及分别所能够达到的效果。

实施例一

如图1，本实施例中，探测信号源为可发出探测用光的探测光源，探测光源与照明光源组合形成复合光源体120a，即，组合成的复合光源体120a既可发出探测用光也可发出照明用光。具体的，上述复合光源体120a可以包括两个可设于同一位置的探测光源和照明光源，或者复合光源体120a包括两个相距非常接近的探测光源和照明光源。

由于探测光源与照明光源组合形成复合光源体120a，相较于探测信号源与探测光源分离设置，能够进一步节省设置空间，进而缩小整个灯组的体积。同时，由于复合光源体120a包括的两个探测光源和照明光源安装于同一位置，探测光源和照明光源之间几乎没有间距，两种光源的发光角度也几乎一致，因此发射出的照明用光和探测用光可以在灯组本体110a外部形成两个波长不同但光能分布接近的光斑，两个位置几乎一致的光斑分别用于照明和探测位置，从而可以使探测区域和照明区域范围保持一致，即照明用光所能照射到的区域都可以被探测到。

当然，复合光源体120a也可以直接设置为一个光源总成，由一个光源总成既可以向外发射探测用光也可以发射照明用光，设计上更加简洁。

实际应用时，如图2，当上述形式的照明探测灯组100a设置到车辆10a前部时，复合光源体120a持续发射探测用光以辅助驾驶，但是在白天并不需要提供照明，如果持续发射的探测用光为可见光，会对车辆10a对面来车的驾驶员和行人造成误导。因此，复合光源体120a由可发射不可见光的探测光源和发射可见光的照明光源组成，不可见光可以为红外光，能够作为探测用光被持续发射，可见光作为照明用光只在夜间打开以提供照明。

继续参考图1，在实施例一中，还包括有探测接收器130a，设于灯组本体110a内，用于接收被外部物体反射的探测用光的反射光。复合光源体120a发送探测用光后，探测用光接触到外部物体后被反射，探测接收器130a接收反射光并对对反射光进行数据处理。本实施例中，进一步利用了灯组本体110a本身的空间，将探测接收器130a与复合光源体120a共同集成安装灯组本体110a内，布置更加紧凑，有利于设备制造的小型化。

当然，在其他一些实施例中，探测接收器130a可与灯组本体110a分开设置且设于车辆10a的车头上的其他部位，此处不作限制。

实施例一中的灯组本体110a包括光学设计单元112a、透光单元111a。其中，所用的光学设计单元112a可以采用反射镜1121a，反射镜1121a设于复合光源体120a一侧且位于灯组本体110a的后端，用于汇聚复合光源体120a发出的照明用光和探测用光以形成在灯组本体110a内传输的光束，光束从灯组本体110a前端的透光单元111a穿过并以一定角度向外发射。通过反射镜1121a可对复合光源体120a发出的两种光线(照明用光和探测用光)同时进行聚光，由于复合光源体120a包括的两个探测光源和照明光源几乎没有间距，两种光源的发光角度几乎一致，因此发射出的照明用光和探测用光可以在灯组本体110a外部形成两个光能分布接近但是波长不同的光斑，分别用于照明和探测位置，从而可以使探测区域和照明区域始终保持一致。

可以理解的是，除了采用反射镜1121a，光学设计单元112a还可以选用其它可以实现光学设计的光学部件，此处并不作限制。

光学设计单元112a和透光单元111a汇聚照明用光和探测用光并对光束进行调节，能够保证照明和探测效果可控，具体可根据需求的不同设置具有不同形状参数的光学设计单元112a、透光单元111a，以及设置光学设计单元112a与透光单元111a之间的距离参数，使发出的光束呈现不同的效果，发光和探测效果稳定，对不同发光和探测需求的适应性较强，也使整个灯组的结构简单化，使用方便。

优选的，透光单元111a可选择中间厚度较大的凸透镜，凸透镜可调节光路，照明用光和探测用光经调节后可以一定的光形向外发射。

进一步的，透光单元111a上设有透光区1111a用于供反射光均匀通过并进入灯组本体110a内部。探测用光(如红外光)的反射光可穿过透光区1111a进入灯组本体110a内部并被探测接收器130a接收到。

进一步的，灯组本体110a后部还设有散热器113a，安装时可直接将复合光源体120a固定于散热器113a上，当复合光源体120a工作时，散热器113a可及时提供散热。同样，其他各实施例中的灯组本体110a上均可以设置散热器113a。

实施例一所采用的照明光源为LED光源，在其他一些实施例中，照明光源可采用卤素光源、HID光源、激光光源等，此处不作限制。由于照明光源可采用多种光源，将探测信号源与各类照明光源融合设计后，可以提供具有复合功能的各种车灯和灯组产品，更有利于市场推广。

实施例二

如图3和图4所示，实施例二中的探测信号源140与照明光源120b分开设置于照明探测灯组100b的灯组本体110b内，照明光源120b安装在散热器113b上，且探测信号源140被设置于照明光源120b侧边，灯组本体110b包括光学设计单元112b及可供照明光源120b发出的照明用光121b穿过并形成一定角度向外发射的透光单元111b，且透光单元111b上设有微调整区1111b用于使探测信号源140发射的探测信号143形成一定的宽度均匀通过。

具体的，照明光源120b发出的照明用光121b经光学设计单元112b如反射镜1121b汇聚成在灯组本体110b内传输的光束，光束从灯组本体110b前端的透光单元111b穿过并以一定角度向外发射。微调整区1111b可以是在透光单元111b表面单独加工的微结构如花纹，探测信号143(如红外光)进入透光单元111b时，该微结构可对探测信号143进行整形，使从透光单元111b穿出的探测信号143形成带有特定视场角的面阵激光面，从而达到对探测信号143进行调节的目的。优选的，探测信号源140可设于照明光源120b一侧侧边或设于照明光源120b周围，由于探测信号143与照明用光121b采用同一个透光单元111b进行光线的调节，从而利用一个透光单元111b可兼容照明和探测功能，可节省元件制造成本，结构组合后更加紧凑。

作为一种优选，微调整区1111b设于透光单元111b一侧边缘或环绕透光单元111b设置。采用该设置后，探测信号源140也靠近透光单元111b侧边或环绕透光单元111b设置，有利于设备整体的小型化和集约化设计。

作为一种优选，图3中，探测信号源140固定于灯组本体110b内壁，且探测信号源140通过隔断与照明用光121b隔开。设置的隔断隔开了探测信号源140与照明用光121b，探测信号源140发射的探测信号143与照明用光121b相互不干涉，从而可防止光信号的相互干扰降低使用效果。

探测信号源140包括一个或多个红外激光器141，红外激光器141通过固定座142固定于灯组本体110b内壁，固定座142上设有用于隔开探测信号源140与照明用光121b的隔板1421。如图所示，多个红外激光器141分别固定于固定座142上，再将固定座142置入灯组本体110b内，红外激光器141的前端朝向透光单元111b上的微调整区1111b，红外激光器141发射的红外激光经微调整区1111b匀光调节后从透光单元111b穿过并均匀发射出；隔板1421隔开了红外激光器141与照明用光121b，从而降低了红外激光器141发射的红外激光与照明用光121b相互干涉的概率，有利于提升使用效果。

红外激光器141可与探测接收器130b例如红外摄像头131b配合使用。优选的，红外摄像头131b设于灯组本体110b一侧，采用该设置后，红外摄像头131b与灯组本体110b邻近，有利于设备整体的小型化和集约化设计，如图5即为图4的照明探测灯组100b设于车辆10b前部的示意图。红外激光器141发射红外激光可以实现红外面阵探测，红外摄像头131b通过接收红外面阵激光的反射光进行探测工作，即组成flash LiDAR(泛光面阵式激光雷达)，发射的红外激光可以是光脉冲，也可以是连续波。发射光脉冲时,可对于脉冲的脉宽进行特殊的调制，可保证在多台红外激光器141同时运行的情况下设备之间不互相干扰。

红外激光器141发射的红外激光波长可有多种，优选905nm、940nm或1550nm，经试验，采用905nm和940nm，这个波长的红外激光位于太阳光各波长能量分布的薄弱部分，可以增加***的信噪比；采用1550nm的优势不仅在于其位于太阳光波长能量分布更弱的部分，更在于其对于人眼更加安全，可以进一步提升发射端的功率输出，达到更远的探测距离。

可以理解的是，在其他一些实施例中，探测信号源140以及探测接收器130b还可采用其他雷达技术方案例如MEMS扫描激光雷达、机械振镜扫描激光雷达、OPA光学相控阵激光雷达等，此处不作限制。

本发明的照明光源120b和探测信号源140由于集成设计，实际操作时照明光源120b和探测信号源140的信号传输线101b(例如光纤)可捆绑在一起组成线束，布线整洁有序。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种照明探测灯组，其特征在于，包括：

灯组本体；

照明光源，设于所述灯组本体内，用于向外部发出照明用光；

探测信号源，设于所述灯组本体内，用于向外部发出探测信号以探测所述灯组本体周围的物体的方位。

2.根据权利要求1所述的照明探测灯组，其特征在于，所述探测信号源为可发出探测用光的探测光源，所述探测光源与所述照明光源组合形成复合光源体。

3.根据权利要求2所述的照明探测灯组，其特征在于，还包括探测接收器，设于所述灯组本体内，用于接收被外部物体反射的所述探测用光的反射光。

4.根据权利要求2所述的照明探测灯组，其特征在于，所述灯组本体包括透光单元，用于供所述复合光源体发出的照明用光和探测用光穿过并形成一定角度向外发射。

5.根据权利要求4所述的照明探测灯组，其特征在于，所述透光单元上设有透光区用于供所述反射光均匀通过并进入所述灯组本体内部。

6.根据权利要求1所述的照明探测灯组，其特征在于，所述探测信号源设于所述照明光源侧边，所述灯组本体包括可供所述照明光源发出的照明用光穿过并形成一定角度向外发射的透光单元，且所述透光单元上设有微调整区用于供所述探测信号源发射的所述探测信号均匀通过且形成一定的宽度。

7.根据权利要求6所述的照明探测灯组，其特征在于，所述微调整区设于所述透光单元一侧边缘或环绕所述透光单元设置。

8.根据权利要求6所述的照明探测灯组，其特征在于，所述探测信号源固定于所述灯组本体内壁，且所述探测信号源通过隔断与所述照明光源发出的所述照明用光隔开。

9.根据权利要求8所述的照明探测灯组，其特征在于，所述探测信号源包括一个或多个红外激光器，所述红外激光器通过固定座固定于所述灯组本体内壁，所述固定座上设有用于隔开所述探测信号源与所述照明用光的隔板。

10.根据权利要求1所述的照明探测灯组，其特征在于，所述灯组本体还包括光学设计单元，设于所述照明光源一侧，用于汇聚所述照明光源发出的照明用光以形成在所述灯组本体内传输的光束。

11.根据权利要求10所述的照明探测灯组，其特征在于，所述聚光单元包括反射镜。

12.根据权利要求1所述的照明探测灯组，其特征在于，所述灯组本体还包括散热器，用于固定所述照明光源并为所述照明光源提供散热。

13.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-12任一所述的照明探测灯组，所述照明探测灯组设于所述车辆的前部。

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