CN112285731A - 车辆传感器总成 - Google Patents

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苏尼尔·雷迪·帕蒂尔
文卡特什·克里希南
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Abstract

本公开提供了“车辆传感器总成”。一种总成，包括壳体，所述壳体限定室并具有空气入口。所述总成包括鼓风机，所述鼓风机在所述室中并与所述空气入口流体连通。所述总成包括传感器，所述传感器限定视场并由所述壳体支撑。所述壳体具有可变尺寸的出口通气孔。所述出口通气孔与所述鼓风机连通并且跨过所述传感器的所述视场瞄准。

Description

车辆传感器总成
技术领域
本公开总体上涉及车辆传感器。
背景技术
车辆可在自主模式、半自主模式或非自主模式下操作。在自主模式下，车辆的推进***、制动***和转向***中的每一个都由车辆的计算机控制。在半自主模式下，计算机控制推进***、制动***和转向***中的一个或两个。在非自主模式下，人类操作员控制推进***、制动***和转向***。计算机可基于来自一个或多个传感器的数据来控制推进***、制动***和/或转向***。
传感器检测外部世界并生成数据，例如，能够经由通信总线等传输到计算机的数据。传感器可为例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(激光雷达)装置以及图像处理传感器(诸如相机)。
发明内容
一种总成包括壳体，所述壳体限定室并具有空气入口。所述总成包括鼓风机，所述鼓风机在所述室中并与所述空气入口流体连通。所述总成包括传感器，所述传感器限定视场并由所述壳体支撑。所述壳体具有可变尺寸的出口通气孔，所述出口通气孔与所述鼓风机连通并且跨过所述传感器的所述视场瞄准。
所述出口通气孔可包括板，所述板能够在第一位置与第二位置之间移动的板，所述出口通气孔在所述板处于第一位置时比在处于所述第二位置时具有更大的尺寸。
所述出口通气孔可能够相对于所述壳体枢转。
所述壳体可具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以在所述传感器与来自所述出口通气孔的空气之间引导所述空气跨过所述传感器的所述视场。
所述出口通气孔可部分地环绕所述传感器，并且所述第二出口通气孔可环绕所述传感器的所述视场。
所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔在所述传感器与所述出口通气孔之间。
所述总成可包括在所述传感器的所述视场中的透镜，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以引导空气跨过所述透镜。
所述出口通气孔可为弧形的。
所述出口通气孔可具有固定长度和可变宽度。
所述传感器可为激光雷达传感器并从所述壳体延伸。
一种车辆包括车顶。所述车辆包括壳体，所述壳体由所述车顶支撑，所述壳体限定室并具有空气入口。所述车辆包括鼓风机，所述鼓风机在所述室中并与所述空气入口流体连通。所述车辆包括传感器，所述传感器由所述壳体支撑并限定视场。所述壳体具有可变尺寸的出口通气孔，所述出口通气孔与所述鼓风机连通并且跨过所述传感器的所述视场瞄准。
所述出口通气孔可在所述传感器的前面。
所述车辆可包括在所述传感器的所述视场中的透镜，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以引导空气跨过所述透镜。
所述出口通气孔可瞄准以向上引导空气。
所述传感器可为激光雷达传感器并从所述壳体向上延伸。
所述出口通气孔可包括板，所述板能够在第一位置与第二位置之间移动的板，所述出口通气孔在所述板处于第一位置时比在处于所述第二位置时具有更大的尺寸。
所述板可能够沿着车辆纵向轴线移动。
所述出口通气孔可具有沿着车辆横向轴线的固定长度和沿着车辆纵向轴线的可变宽度。
所述出口通气孔可围绕车辆横向轴线枢转。
附图说明
图1是具有用于收集数据以操作车辆的总成的车辆的透视图。
图2是车辆和总成的部件在图1的线2-2处截取的横截面。
图3是车辆和总成的部件在图1的线2-2处截取的另一个横截面。
图4是车辆和总成的部件的框图。
具体实施方式
参考附图，其中贯穿若干视图，相同的附图标记表示相同的部分，用于收集数据以操作车辆22的总成20包括壳体24，该壳体限定室26并且具有空气入口28。总成20包括鼓风机30，该鼓风机在室26中并与空气入口28流体连通。总成20包括传感器32，该传感器限定视场34并由壳体24支撑。壳体24具有可变尺寸的出口通气孔36，出口通气孔36与鼓风机30连通并且跨过传感器32的视场34瞄准。
车辆22可为任何类型的乘用车或商用车，诸如汽车、卡车、运动型多用途车、跨界车、厢式货车、小型货车、出租车、公共汽车等。车辆22可包括乘客舱以容纳车辆22的乘员(如果有的话)。车辆22可包括例如在乘客舱上方的车顶38。
车辆22限定纵向轴线A1，例如，在车辆22的前部与后部之间延伸。车辆22限定车辆横向轴线A2，例如，在车辆22的右侧与左侧之间延伸。车辆22限定竖直轴线A3，例如，在车辆22的顶部和底部之间延伸。纵向轴线A1、车辆横向轴线A2和竖直轴线A3彼此垂直。
车辆22可在自主模式、半自主模式或非自主模式下操作。出于本公开的目的，自主模式被定义为其中车辆22的推进***、制动***和转向***中的每一个均由车辆22的计算机40控制的模式。在半自主模式下，计算机40控制推进***、制动***和转向***中的一个或两个。在非自主模式下，人类操作员控制推进***、制动***和转向***。计算机40可基于来自一个或多个传感器32的数据来控制推进***、制动***和/或转向***。
传感器32检测外部世界并生成数据，例如能够经由通信总线等传输到计算机40的数据。传感器32可为例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(激光雷达)装置以及图像处理传感器(诸如相机)。每个传感器32的视场34是相对于这个传感器32并可由这个传感器检测到的体积。该体积可由方位角和高度角范围(也称为水平FOV和竖直FOV)以及深度或检测距离限定。一个或多个传感器32可由车辆22、总成20的壳体24或其他合适的结构支撑。
例如，传感器32可为从壳体24向上并远离其延伸的激光雷达传感器。由激光雷达传感器32限定的视场34可为360度水平FOV和30度竖直FOV。
总成20和/或传感器32可包括透镜42。透镜42可保护传感器32的部件，例如，防止碎屑(诸如水或灰尘)接触传感器32的检测器芯片(诸如CMOS、CCD、InGaAs或其他常规芯片)。透镜42可为透明或半透明的玻璃、塑料或其他合适的材料。透镜42在传感器32的视场34中。换句话说，光在被传感器32检测到之前可能必须穿过透镜42。
壳体24支撑并保护总成20的其他部件，例如，鼓风机30、传感器32等。壳体24可包括外壳44、基座等。壳体24可为碳纤维、塑料或任何其他合适的材料。壳体24可由车顶38支撑。例如，壳体24可用紧固件或其他合适的结构固定到车顶38。
壳体24限定室26，如图2和图3所示。例如，壳体24的外壳44可限定室26的顶部和侧面。车辆22可进一步限定室26。例如，车顶38可限定室26的底部。
壳体24的空气入口28准许空气A4进入室26。在空气A4到达鼓风机之前，它可通过空气滤清器以滤出碎屑、灰尘、雪、空气等。例如，空气入口28可包括由外壳44限定的开口，该开口从室26延伸到壳体24的外部。
壳体24的出口通气孔36准许空气A5离开室26，并且可维持传感器32的清晰视场34。例如，出口通气孔36可跨过传感器32的视场34瞄准，即，使得从出口通气孔36流动的空气A5行进跨过视场34的至少一部分。空气A5可使雨、雪、碎屑、灰尘等偏转远离透镜42，例如，从而保持透镜46清洁以实现正确的传感器视觉和功能。
出口通气孔36可瞄准以向上引导空气A5，即，使得来自出口通气孔36的空气A5通常从视场34的底部并朝向顶部流动。例如，出口通气孔36可包括由外壳44的顶部部分限定的开口46。开口46可从室26延伸到壳体24的外部。开口46可进一步由板48限定，如下面进一步描述。
出口通气孔36可在传感器32的前面。换句话说，出口通气孔36可在车辆22的前部与传感器32之间。例如，开口46可在从壳体24向上延伸的激光雷达传感器32的前面。出口通气孔36可在壳体20的前缘处，以使碎屑偏转远离立体相机。出口通气孔36可在壳体24的顶部处的一对相机之间，以使碎屑偏转远离顶部相机。
出口通气孔36可为弧形的，例如，沿着纵向轴线A1和车辆横向轴线A2，如图1所示。例如，出口通气孔36可具有等于开口46与激光雷达传感器32的中心之间的距离的曲率半径。
出口通气孔36可部分地环绕传感器32。例如，开口46可从传感器32的中心前面周向地向外和向后延伸。开口46可延伸到相对的远端50。沿着车辆横向轴线A2的在远端50之间的间距可大致等于透镜42沿着车辆横向轴线A2的宽度，例如，使得来自出口通气孔36的空气A5使接近透镜42的碎屑从传感器32的前面改向。
出口通气孔36具有可变尺寸，从而使得能够控制离开室26的空气A5的量和/或速度。例如，开口46的横截面面积可为可变的。与较小尺寸相比，较大尺寸可准许更多的空气A5以较低速度流动。出口通气孔36可具有固定长度L，例如，沿着车辆横向轴线A2，如图1所示。出口通气孔36可具有可变宽度W，例如，沿着纵向轴线A1，如图2和图3所示。例如，沿着车辆横向轴线A2的在开口46的远端50之间的间距可为固定的，并且开口46的前边缘52与后边缘54之间的间距可为沿着车辆22纵向轴线A1可变的。
出口通气孔36可包括板48，该板能够在图2所示的第一位置与图3所示的第二位置之间移动。板48可能够沿着纵向轴线A1在第一位置与第二位置之间移动。板48的后边缘56可限定开口46的前边缘52。与在第二位置相比，在第一位置，板48的后边缘56可沿着纵向轴线A1更远离开口46的后边缘54。板48可相对于壳体24滑动，例如，板48可沿着外壳44的轨道、通道等滑动。板48可为塑料或任何合适的材料。形容词“第一”和“第二”贯穿本文档用作标识符，而并非旨在表示重要性或顺序。
使板48在第一位置与第二位置之间移动会例如通过改变开口46的宽度W来改变出口通气孔36的尺寸。换句话说，与在第二位置相比，当板48在第一位置时，出口通气孔36具有更大的尺寸。例如，与当板48在第二位置时相比，当板48在第一位置时，板48的后边缘56与开口46的后边缘54之间的距离(在两者之间限定开口46的尺寸)可更大。
致动器58能够可操作地联接到板48，以例如响应于来自计算机40的命令而使板48在第一位置与第二位置之间移动。致动器58可为线性致动器，即，响应于来自计算机40的命令而改变长度。致动器58可经由螺钉和/或齿轮(例如，用丝杠、螺旋千斤顶、滚珠丝杠、滚柱丝杠等)将马达的旋转运动转换成线性位移。致动器58可为伺服机构，例如包括马达、齿轮减速单元和位置传感器。致动器58可为出口通气孔36的部件和/或由壳体24支撑。
出口通气孔36可能够相对于壳体24(例如，围绕车辆横向轴线A2)枢转。使出口通气孔36围绕车辆横向轴线A2枢转会改变从出口通气孔36流出(例如，朝向车辆22的前部或后部)的空气A5的方向。例如，从出口通气孔36流出的空气A5在图2中被示出为比在图3中更向后引导。例如，出口通气孔36可包括挡板60，该挡板可围绕车辆横向轴线A2并相对于壳体24在图2所示的第一位置与图3所示的第二位置之间枢转。挡板60引导从开口46流出的空气A5。挡板60可用铰链或其他合适的结构枢转地支撑。
第二致动器62能够可操作地联接到挡板60，以例如响应于来自计算机40的命令而使挡板60在第一位置与第二位置之间移动。第二致动器62可为线性致动器、伺服机构等。第二致动器62可为出口通气孔36的部件和/或由壳体24支撑。
壳体24可具有在传感器32与出口通气孔36之间的一个或多个第二出口通气孔64a、64b。第二出口通气孔64a、64b瞄准以在传感器32与来自出口通气孔36之间引导空气A6、A7跨过传感器32的视场34。第二出口通气孔64b中的一个可瞄准以引导空气A7跨过透镜42。来自第二出口通气孔64b的空气A7可清洁透镜42。例如，这种空气A7可推动透镜42上的水和其他碎屑行进跨过并离开透镜42。第二出口通气孔64可环绕传感器32的视场34。例如，第二出口通气孔64可完全地围绕透镜42的周边。
鼓风机30例如通过相对于鼓风机30的排气口68处的较高空气压力在鼓风机30的进气口66处产生较低空气压力来泵送空气。鼓风机30可包括可操作地联接到风扇的马达。鼓风机30可以可变速度操作。鼓风机30的变化转速控制进气口66与排气口68之间的空气压力差。例如，马达可例如响应于来自计算机40的命令而以各种旋转速度操作。鼓风机30在室26中。鼓风机30可由壳体24支撑。例如，鼓风机30可经由紧固件或其他合适的结构固定到壳体24。
鼓风机30与空气入口28流体连通，使得空气A4可从空气入口28流到鼓风机30。例如，鼓风机30的进气口66可经由一个或多个通道、风道、通路、室26的部分等与空气入口28流体连通。
鼓风机30与出口通气孔36流体连通，使得空气A8可从鼓风机30流到出口通气孔36。例如，鼓风机30的排气口68可经由一个或多个通道、风道、通路、室26的部分等与出口通气孔36流体连通。
鼓风机30可与第二出口通气孔64a、64b流体连通，使得空气A8可从鼓风机30流到第二出口通气孔64a、64b。例如，鼓风机30的排气口68可经由一个或多个通道、风道、通路、室26的部分等与第二出口通气孔64a、64b流体连通。
车辆22可包括通信网络70。通信网络70可包括用于促进诸如鼓风机30、传感器32、致动器58、第二致动器62、计算机40等的车辆部件之间的通信的硬件，诸如通信总线。通信网络70可根据多种通信协议来促进车辆部件之间的有线或无线通信，该多种通信协议诸如控制器局域网(CAN)、以太网、WiFi、局域互连网(LIN)和/或其他有线或无线机制。
经由电路、芯片或其他电子部件实现的计算机40包括在车辆22中以执行各种操作，包括如本文所描述的操作。计算机40是通常包括处理器和存储器的计算装置，存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质并存储可由处理器执行以用于执行各种操作(包括如本文所公开的操作)的指令。存储器通常还存储经由各种通信机制接收的远程数据；例如，计算机40通常被配置为用于在控制器局域网(CAN)总线等上的通信，和/或用于使用其他有线或无线协议，例如蓝牙等。计算机40还可具有到车载诊断连接器(OBD-II)的连接。经由通信网络70、以太网、WiFi、CAN总线、局域互连网络(LIN)和/或其他有线或无线机制，计算机40可将消息发送到车辆22中的各种装置(例如，鼓风机30、传感器32、计算机40、致动器58、62等)和/或接收来自该各种装置的消息。尽管为了便于说明，在图中示出了一个计算机40，但应理解，计算机40可包括一个或多个计算装置，并且本文所描述的各种操作可由一个或多个计算装置执行。
计算机40可被编程为控制离开出口通气孔36和第二出口通气孔64a、64b的气流，以维持清晰的视场34并清洁透镜42。例如，计算机40可命令致动器58移动板48并控制开口46的尺寸、命令第二致动器62改变挡板60的角度并控制离开出口的气流方向，和/或将鼓风机30的马达控制到指定的转速以控制向出口通气孔36和/或第二出口通气孔64a、64b提供的空气量。计算机40可基于车辆22上的速度、车辆22的航向和/或环境条件(例如，风速和风向、降水等)来确定向致动器58、第二致动器62和/或马达传输的命令。
已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语意图为描述性词语而非限制性词语的性质。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以不同于具体描述的其他方式来实践。
根据本发明，提供了一种总成，所述总成具有：壳体，所述壳体限定室并具有空气入口；鼓风机，所述鼓风机在所述室中并与所述空气入口流体连通；以及传感器，所述传感器限定视场并由所述壳体支撑；所述壳体具有可变尺寸的出口通气孔，所述出口通气孔与所述鼓风机连通并且跨过所述传感器的所述视场瞄准。
根据一个实施例，所述出口通气孔包括板，所述板能够在第一位置与第二位置之间移动，所述出口通气孔在所述板处于第一位置时比在处于所述第二位置时具有更大的尺寸。
根据一个实施例，所述出口通气孔能够相对于所述壳体枢转。
根据一个实施例，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以在所述传感器与来自所述出口通气孔的空气之间引导所述空气跨过所述传感器的所述视场。
根据一个实施例，所述出口通气孔部分地环绕所述传感器，并且所述第二出口通气孔环绕所述传感器的所述视场。
根据一个实施例，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔在所述传感器与所述出口通气孔之间。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在所述传感器的所述视场中的透镜，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以引导空气跨过所述透镜。
根据一个实施例，所述出口通气孔是弧形的。
根据一个实施例，所述出口通气孔具有固定长度和可变宽度。
根据一个实施例，所述传感器是激光雷达传感器并从所述壳体延伸。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：车顶；壳体，所述壳体由所述车顶支撑，所述壳体限定室并具有空气入口；鼓风机，所述鼓风机在所述室中并与所述空气入口流体连通；传感器，所述传感器由所述壳体支撑并限定视场；并且所述壳体具有可变尺寸的出口通气孔，所述出口通气孔与所述鼓风机连通并且跨过所述传感器的所述视场瞄准。
根据一个实施例，所述出口通气孔是在所述传感器的前面。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在所述传感器的所述视场中的透镜，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以引导空气跨过所述透镜。
根据一个实施例，所述出口通气孔瞄准以向上引导空气。
根据一个实施例，所述传感器是激光雷达传感器并从所述壳体向上延伸。
根据一个实施例，所述出口通气孔包括板，所述板能够在第一位置与第二位置之间移动，所述出口通气孔在所述板处于第一位置时比在处于所述第二位置时具有更大的尺寸。
根据一个实施例，所述板能够沿着车辆纵向轴线移动。
根据一个实施例，所述出口通气孔具有沿着车辆横向轴线的固定长度和沿着车辆纵向轴线的可变宽度。
根据一个实施例，所述出口通气孔能够围绕车辆横向轴线枢转。

Claims (15)

1.一种总成，所述总成包括：
壳体，所述壳体限定室并具有空气入口；
鼓风机，所述鼓风机在所述室中并与所述空气入口流体连通；以及
传感器，所述传感器限定视场并由所述壳体支撑；
所述壳体具有可变尺寸的出口通气孔，所述出口通气孔与所述鼓风机连通并且跨过所述传感器的所述视场瞄准。
2.如权利要求1所述的总成，其中所述出口通气孔包括板，所述板能够在第一位置与第二位置之间移动，所述出口通气孔在所述板处于第一位置时比在处于所述第二位置时具有更大的尺寸。
3.如权利要求1所述的总成，其中所述出口通气孔能够相对于所述壳体枢转。
4.如权利要求1所述的总成，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以在所述传感器与来自所述出口通气孔的空气之间引导所述空气跨过所述传感器的所述视场。
5.如权利要求4所述的总成，其中所述出口通气孔部分地环绕所述传感器，并且所述第二出口通气孔环绕所述传感器的所述视场。
6.如权利要求1所述的总成，其中所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔在所述传感器与所述出口通气孔之间。
7.如权利要求1所述的总成，所述总成还包括在所述传感器的所述视场中的透镜，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以引导空气跨过所述透镜。
8.如权利要求1所述的总成，其中所述出口通气孔是弧形的。
9.如权利要求1至8中任一项所述的总成，其中所述出口通气孔具有固定长度和可变宽度。
10.一种车辆，所述车辆包括：
车顶；
壳体，所述壳体由所述车顶支撑，所述壳体限定室并具有空气入口；
鼓风机，所述鼓风机在所述室中并与所述空气入口流体连通；
传感器，所述传感器由所述壳体支撑并限定视场；并且
所述壳体具有可变尺寸的出口通气孔，所述出口通气孔与所述鼓风机连通并且跨过所述传感器的所述视场瞄准。
11.如权利要求10所述的车辆，其中所述出口通气孔在所述传感器的前面。
12.如权利要求10所述的车辆，所述车辆还包括在所述传感器的所述视场中的透镜，所述壳体具有第二出口通气孔，所述第二出口通气孔瞄准以引导空气跨过所述透镜。
13.如权利要求10所述的车辆，其中所述出口通气孔包括板，所述板能够在第一位置与第二位置之间移动，所述出口通气孔在所述板处于第一位置时比在处于所述第二位置时具有更大的尺寸。
14.如权利要求13所述的车辆，其中所述板能够沿着车辆纵向轴线移动。
15.如权利要求10至14中任一项所述的车辆，其中所述出口通气孔能够围绕车辆横向轴线枢转。
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