CN211757463U - 激光雷达的清洁装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种激光雷达的清洁装置。其中，该清洁装置包括：清洁***，设置在靠近激光雷达的透光部件的位置处，用于根据激光雷达在检测到透光部件上存在待清洁物时发送的清洁指令，对透光部件进行清洁；加热单元，设置在透光部件上或设置在靠近透光部件的位置处，用于在清洁***对透光部件进行清洁之前，对透光部件进行加热，以融化待清洁物中的冰冻物。

Description

激光雷达的清洁装置

技术领域

本申请实施例涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种激光雷达的清洁装置。

背景技术

激光雷达作为一种感知传感器，越来越多地被应用于各个领域。然而由于激光雷达的性能，使得激光雷达通常被应用于户外，导致激光雷达的透光片(出光窗片)很容易被灰尘、淤泥及冰雪等污浊物污染，影响到激光雷达的探测性能。

实用新型内容

本申请实施例提供一种激光雷达的清洁装置、方法、设备及存储介质，以对激光雷达的透光部件进行更加彻底的清洁。

第一方面，本申请实施例提供一种激光雷达的清洁装置，包括：清洁***，设置在靠近所述激光雷达的透光部件的位置处，用于根据所述激光雷达在检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时发送的清洁指令，对所述透光部件进行清洁；加热单元，设置在所述透光部件上或设置在靠近所述透光部件的位置处，用于在所述清洁***对所述透光部件进行清洁之前，对所述透光部件进行加热，以融化所述待清洁物中的冰冻物。

可选的，所述加热单元设置在所述透光部件上时，是与所述透光部件通过粘接、熔接或者一体成型的方式连接。

可选的，所述装置还包括：第一温度采集单元，用于采集环境温度；第一控制单元，与所述加热单元连接，用于基于所述环境温度确定是否控制所述加热单元对所述透光部件进行加热。

可选的，所述加热单元，连接至第二控制单元，用于在所述清洁***对所述透光部件进行清洁之前，基于所述第二控制单元发送的加热指令，对所述透光部件进行加热；所述加热指令是所述第二控制单元基于第二温度采集单元采集的环境温度低于预设温度时生成；所述第二温度采集单元和第二控制单元为所述激光雷达的控制单元和温度采集单元。

可选的，所述第一控制单元，还连接至所述激光雷达，用于接收所述激光雷达在检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时发送的溶剂控制指令；溶剂输送组件，与所述第一控制单元连接，用于基于所述溶剂控制指令输送溶剂；清洁喷头，设置在靠近所述透光部件的位置处，与所述溶剂输送组件连接，用于将所述溶剂输送组件输送的溶剂喷射至所述透光部件表面。

可选的，所述清洁***包括：溶剂输送组件和清洁喷头；所述溶剂输送组件，与所述第二控制单元连接，用于接收所述第二控制单元检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时发送的溶剂控制指令，以及基于所述溶剂控制指令输送溶剂；所述清洁喷头，设置在靠近所述透光部件的位置处，与所述溶剂输送组件连接，用于将所述溶剂输送组件输送的溶剂喷射至所述透光部件表面。

可选的，所述清洁***还包括：气体输送组件；所述第一控制单元，还用于接收所述激光雷达在检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时发送的气体控制指令；气体输送组件，与所述第一控制单元连接，用于基于所述气体控制指令输送高压气体；所述清洁喷头，与所述气体输送组件连接，还用于将所述气体输送组件输送的高压气体喷射至所述透光部件表面。

可选的，所述清洁***还包括：气体输送组件；所述气体输送组件，与所述第二控制单元连接，用于接收所述第二控制单元在检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时生成的气体控制指令，以及基于所述气体控制指令输送高压气体；所述清洁喷头，与所述气体输送组件连接，还用于将所述气体输送组件输送的高压气体喷射至所述透光部件表面。

本申请实施例提供的一种激光雷达的清洁装置，通过设置加热单元和清洁***，能够在所述清洁***对所述透光部件进行清洁之前，对所述透光部件进行加热，以融化所述待清洁物中的冰冻物，然后再通过清洁***对透光部件进行清洁，从而更加彻底地对透光部件进行清洗，避免污染物对激光雷达探测性能的影响。

附图说明

图1为本申请实施例提供的激光雷达的清洁装置与透光部件的连接示意图；

图2A为本申请实施例提供的加热单元与透光部件的连接示意图；

图2B为本申请另一实施例提供的加热单元与透光部件的连接示意图；

图2C为本申请又一实施例提供的加热单元与透光部件的连接示意图；

图3为本申请实施例提供的清洁***的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的清洁***与激光雷达连接的结构示意图。

附图标记：

10：透光部件；11：清洁***；12：加热单元；

110：第一温度采集单元；111：第一控制单元；112：溶剂输送组件；

113：清洁喷头；114：第二控制单元；115：第二温度采集单元；

1121：溶剂箱；1122：溶剂泵；1123：溶剂管；

114：气体输送组件；1141：空气泵。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。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。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达***。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，并作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。

激光雷达由于分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、体积小、重量轻等优点，被广泛地应用于各个领域。例如在车辆上，通常会部署激光雷达，激光雷达包括透光部件，透光部件是激光雷达的出光窗片。其中，车辆可以是无人驾驶车辆，也可以是是搭载有高级辅助驾驶(Advanced Driver Assistance Systems，ADAS)***的车辆等。以无人驾驶车辆上部署激光雷达为例，无人驾驶车辆在行驶的过程中，激光雷达实时探测车辆周围物体。当该激光雷达发射出的一束激光照射到物体表面时，该物体表面将会对该束激光进行反射，该激光雷达根据该物体表面反射的激光，可确定该物体相对于该激光雷达的方位、距离等信息。在上述过程中，激光雷达的激光束的发射和接收都会经过透光部件，由于激光雷达通常是暴露在空气中的，因此，若激光雷达的出光窗片被灰尘、淤泥及冰雪等污浊物覆盖时，则会影响目标回波的接收，进而影响激光雷达的探测性能，以及影响行车安全。

当然，本申请提供的激光雷达的清洁装置并不限于是使用于车辆上的激光雷达，也可以是安装在道路的电线杆、灯杆或龙门架上的激光雷达。对于暴露在户外的激光雷达都可以使用本申请实施例提供的清洁装置进行清洁。

本申请通过提供一种激光雷达的清洁装置，对激光雷达的透光部件进行彻底清洁。具体请参见如下实施例的介绍：

图1是本申请实施例提供的激光雷达的清洁装置与透光部件的连接示意图。

图2A、2B和2C是本申请实施例提供的加热单元与透光部件的连接示意图。

如图1、图2A、图2B和图2C所示，激光雷达的清洁装置包括：清洁***11和加热单元12(图1中未示出，请参阅图2A至2C)；其中，清洁***11，设置在靠近透光部件10的位置处，用于根据激光雷达在检测到透光部件10上存在待清洁物时发送的清洁指令，对透光部件进行清洁；加热单元12，设置在透光部件10上或设置在靠近透光部件10的位置处，用于在清洁***11对透光部件10进行清洁之前，对透光部件10进行加热，以融化待清洁物中的冰冻物。本实施例中的透光部件是指激光雷达的出光窗片。

本申请实施例的激光雷达，除了具有激光雷达应有的基本性能之外，例如探测性能，还具有能够检测透光部件上是否存在待清洁物的功能。可选的，激光雷达通过如下方法检测透光部件上是否存在待清洁物：获取透光部件反射的回波信号的电压值；基于回波信号的电压值与预设电压值的比较结果，确定透光部件是否存在待清洁物。其中，基于回波信号的电压值与预设电压值的比较结果，确定透光部件是否存在待清洁物，包括：将回波信号的电压值与预设电压值进行比较；若回波信号的电压值大于或等于预设电压值，确定透光部件存在待清洁物；若回波信号的电压值小于预设电压值，确定透光部件不存在待清洁物。例如，预设电压值为0.4V，若透光部件上不存在污染物，则回波信号的电压值应当小于0.4V，那么如果回波信号的电压值大于或等于0.4V，则说明透光部件上存在污染物，需要进行清洁。

对于加热单元与透光部件的连接方式可以有以下几种：

在一种可选的实施方式中，当加热单元12设置在透光部件10上时，加热单元与透光部件通过粘接方式连接。

在另一种可选的实施方式中，当加热单元12设置在透光部件10上时，加热单元与透光部件10通过熔接的方式连接。

在又一种可选的实施方式中，当加热单元12设置在透光部件10上时，加热单元与透光部件10为一体成型。

其中，加热单元可以是加热丝，也可以是加热电阻。当加热单元是加热丝时，在一种可选的实施方式中，如图2A所示，加热单元以透光部件上某一点，例如O’(如图2A中箭头所示)为起点，沿透光部件的第一方向L1(如图2A中L1所在箭头所示)延伸设置第一预设长度，然后沿透光部件的第二方向L2(如图2A中L2所在箭头所示)延伸设置第二预设长度，然后再沿第一方向的相反方向延伸设置第三预设长度，以及沿第二方向延伸设置第四预设长度，之后周期性地重复上述过程设置加热丝。其中，第一预设长度和第三预设长度可以相等也可以不相等，第二预设长度和第四预设长度也可以相等或不相等，第一方向与第二方向相互垂直。在另一种可选的实施方式中，如图2B所示，加热单元还可以是形成呈周期分布的多个三角形状。在又一种可选的实施方式中，如图2C所示，加热单元还可以是设置为正弦波的形状。如上所示几种实施方式中，加热丝设置方式均为规则形状，当然，加热单元还可以设置为其他的不规则形状。如此，可以增大加热单元与透光部件的受热面积，更彻底地融化出光窗片上的所有冰冻物。

应当理解的是，本申请实施例中加热单元与透光部件的连接方式并不限于以上几种，加热单元也可以不与透光部件连接或接触，加热单元设置在透光部件周围，能够对透光部件进行加热的位置也在本申请范围之内。

可选的，控制加热单元对透光部件是否加热，是控制单元根据温度采集单元采集的环境温度确定的，对于温度采集单元和控制单元的实施方式可以包括以下几种实现方式：

在第一种实现方式中，如图3所示，清洁装置还包括：相互连接的第一温度采集单元110和第一控制单元111；其中，第一温度采集单元110用于采集环境温度；第一控制单元111用于基于第一温度采集单元110采集的环境温度，确定是否控制加热单元对透光部件进行加热。可选的，第一温度采集单元110可以是温度传感器。本实施例中的第一温度采集单元和第一控制单元是独立于激光雷达的部件，例如在激光雷达的外部，额外部署一个温度传感器和控制单元，用于分别执行采集环境温度，以及根据激光雷达的检测结果形成的控制指令控制加热单元是否对透光部件加热的步骤。具体的，第一控制单元与激光雷达内部的控制单元连接，用于接收激光雷达内部的控制单元检测到透光部件上存在待清洁物时发送的清洁指令。若环境温度低于预设温度，则第一控制单元控制加热单元先对透光部件加热再对透光部件清洁，若环境温度大于或等于预设温度，则第一控制单元控制清洗***直接对透光部件清洗。

在第二种实现方式中，如图4所示，加热单元，连接至第二控制单元114，用于在清洁***对透光部件进行清洁之前，基于第二控制单元114发送的加热指令，对透光部件进行加热；加热指令是第二控制单元114基于第二温度采集单元115采集的环境温度低于预设温度时生成；第二温度采集单元115和第二控制单元114为激光雷达的控制单元和温度采集单元。本实施例中的温度传感器和控制单元是激光雷达内部本身具有的温度传感器和主控单元。其中，激光雷达内部的温度传感器用于监测激光雷达的设备温度，主控单元用于控制激光发光、激光发射以及接收时间的计算等。在本实施例中，可以直接采用激光雷达内部的温度传感器采集的温度作为环境温度，以及由激光雷达内部的主控单元控制加热单元是否对透光部件加热。当然，在环境温度大于或等于预设温度时，第二控制单元直接发送清洁指令给清洁***。

可选的，第一控制单元111基于检测的环境温度确定是否需要控制加热单元对透光部件进行加热，包括：将温度传感器检测的环境温度与预设的环境温度进行比较，若温度传感器检测的环境温度大于预设的环境温度，则第一控制单元确定不需要控制加热单元对透光部件进行加热；若温度传感器检测的环境温度小于或等于预设的环境温度，则第一控制单元确定需要控制加热单元对透光部件进行加热。示例性地，若预设的环境温度为结冰温度，例如0度，且当前检测的环境温度为-5度，则第一控制单元确定需要控制加热单元对透光部件进行加热，并控制加热单元启动以对透光部件进行加热，从而融化透光部件上的冰冻物，直至激光雷达检测到透光部件上不存在待清洁物，或者透光部件的透光率达到预设值，则控制加热单元停止对透光部件加热。可选的，本实施例也可以设置一个预定的加热时间，每次加热达到预定的加热时间时，则控制加热单元停止对透光部件加热。

其中，第二控制单元114基于第二温度采集单元115采集的环境温度确定是否对加热单元加热，与第一控制单元111基于第一温度采集单元110采集的环境温度确定否对加热单元加热类似，具体可以参见第一控制单元基于第一温度采集单元采集的环境温度确定的加热指令，此处不再赘述。

在第一种实现方式的基础上，如图3所示，该清洁***11包括：溶剂输送组件112和清洁喷头113；其中，第一控制单元111，还连接至激光雷达，用于接收激光雷达在检测到透光部件上存在待清洁物时发送的溶剂控制指令；溶剂输送组件112，与第一控制单元111连接，用于基于溶剂控制指令输送溶剂；清洁喷头113，设置在靠近透光部件的位置处，与溶剂输送组件112连接，用于将溶剂输送组件112输送的溶剂喷射至透光部件表面。

本实施例中，溶剂输送组件112包括溶剂箱1121、溶剂泵1122，溶剂泵1122与溶剂箱1121通过溶剂管1123连接，溶剂泵1122与清洁喷头通过第一连接管连接。溶剂泵1122与第一控制单元111连接，以通过第一控制单元111控制溶剂泵1122开启或关闭。

在第二种实现方式的基础上，如图4所示，该装置还包括：溶剂输送组件112和清洁喷头113；溶剂输送组件112，与第二控制单元114连接，用于接收第二控制单元114检测到透光部件上存在待清洁物时发送的溶剂控制指令，基于溶剂控制指令输送溶剂；清洁喷头113，设置在靠近透光部件的位置处，与溶剂输送组件连接，用于将溶剂输送组件输送的溶剂喷射至透光部件表面。本实施例中，溶剂输送组件112包括溶剂箱1121、溶剂泵1122，溶剂泵1122与溶剂箱1121通过溶剂管1123连接，溶剂泵1122与清洁喷头通过第一连接管连接。溶剂泵1122与第二控制单元114连接，以通过第二控制单元控制溶剂泵1122开启或关闭。

在第一种实现方式的基础上，请继续参阅图3，清洁***11还包括：气体输送组件114；第一控制单元111，还用于接收激光雷达在检测到透光部件上存在待清洁物时发送的气体控制指令；气体输送组件114，与第一控制单元111连接，用于基于气体控制指令输送高压气体；清洁喷头113，与气体输送组件114连接，还用于将气体输送组件输送的高压气体喷射至透光部件表面。

本实施例中，高压气体是指压强大于大气压的压缩气体，例如，气体压强高于大气的压强值超过一个大气压的气体。

本实施例中，气体输送组件114包括空气泵1141，空气泵1141与清洁喷头通过第二连接管连接。空气泵1141与第一控制单元111连接，以通过第一控制单元111控制空气泵1141的开启和关闭。

在第二种实现方式的基础上，请继续参阅图4，清洁***11还包括：气体输送组件114；气体输送组件114，与第二控制单元连接，用于接收第二控制单元在检测到透光部件上存在待清洁物时生成的气体控制指令，以及基于气体控制指令输送高压气体；清洁喷头113，与气体输送组件连接，还用于将气体输送组件输送的高压气体喷射至透光部件表面。本实施例中，气体输送组件114包括空气泵1141，空气泵1141与清洁喷头通过第二连接管连接。空气泵1141与第二控制单元连接，以通过第二控制单元控制空气泵1141的开启和关闭。

可选的，第一连接管和第二连接管可以汇流后再通过第三连接管连接至清洁喷头。第一连接管、第二连接管和第三连接管可以采用三通接头连接。

可选的，清洁喷头包括多个喷射口，多个喷射口可以是呈一行均匀排列，也可以是呈多行并行排列，本实施例对此不做具体限定。多个喷射口形成的区域应当与透光部件的直径设置为大小一致，以对透光部件进行全方位无死角地清洁。

下面将以方法步骤的形式对激光雷达的清洁装置对激光雷达的透光部件进行清洁的过程进行详细说明。激光雷达的清洁装置对激光雷达的透光部件进行清洁的过程，具体包括：

步骤501、检测透光部件是否存在待清洁物。

本实施例中，激光雷达，除了具有激光雷达应有的基本性能之外，例如探测性能，还具有能够检测透光部件上是否存在待清洁物的功能。可选的，激光雷达通过如下方法检测透光部件上是否存在待清洁物：获取透光部件反射的回波信号的电压值；基于回波信号的电压值与预设电压值的比较结果，确定透光部件是否存在待清洁物。其中，基于回波信号的电压值与预设电压值的比较结果，确定透光部件是否存在待清洁物，包括：将回波信号的电压值与预设电压值进行比较；若回波信号的电压值大于或等于预设电压值，确定透光部件存在待清洁物；若回波信号的电压值小于预设电压值，确定透光部件不存在待清洁物。例如，预设电压值为0.4V，若透光部件上不存在污染物，则回波信号的电压值应当小于0.4V，那么如果回波信号的电压值大于或等于0.4V，则说明透光部件上存在污染物，需要进行清洁。

步骤502、在透光部件存在待清洁物的情况下，获取检测的环境温度。

示例性地，可以是通过激光雷达内部的温度传感器来检测环境温度，也可以是在激光雷达之外，额外部署的温度传感器来检测环境温度，温度传感器检测的环境温度可以发送给激光雷达内部的主控单元，也可以是发送给在激光雷达之外，额外部署的第一控制单元，以使主控单元或者第一控制单元基于检测的环境温度确定是否需要开启加热单元。

步骤503、在环境温度低于预设温度的情况下，控制加热单元对透光部件进行加热，以融化待清洁物中的冰冻物。

步骤504、对透光部件进行清洗和干燥；

步骤505、检测清洗和干燥后的透光部件是否存在待清洁物；

步骤506、在清洗和干燥后的透光部件存在待清洁物的情况下，继续对透光部件进行清洗和干燥，直至透光部件不存在待清洁物，则结束。

可选的，对透光部件进行清洗，包括：控制溶剂输送组件向清洁喷头输送溶剂，以向透光部件表面喷射溶剂，对透光部件进行清洗；控制气体输送组件向清洁喷头输送气体，以向透光部件表面喷射气体，对清洗后的透光部件进行干燥。

本申请实施例通过检测透光部件是否存在待清洁物；在透光部件存在待清洁物的情况下，获取检测的环境温度；在环境温度低于预设温度的情况下，控制加热单元对透光部件进行加热，以融化待清洁物中的冰冻物；对透光部件进行清洗。从而在清洁***对透光部件进行清洁之前，对透光部件进行加热，以融化待清洁物中的冰冻物，然后再对透光部件进行清洁，能够更加彻底地清洁透光部件。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种激光雷达的清洁装置，其特征在于，包括：

清洁***，设置在靠近所述激光雷达的透光部件的位置处，用于在所述激光雷达检测到所述透光部件上存在待清洁物时发送的清洁指令，对所述透光部件进行清洁；

加热单元，设置在所述透光部件上或设置在靠近所述透光部件的位置处，用于在所述清洁***对所述透光部件进行清洁之前，对所述透光部件进行加热，以融化所述待清洁物中的冰冻物。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热单元设置在所述透光部件上时，是与所述透光部件通过粘接、熔接或者一体成型的方式连接。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一温度采集单元，用于采集环境温度；

第一控制单元，与所述加热单元连接，用于基于所述环境温度确定是否控制所述加热单元对所述透光部件进行加热。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

所述加热单元，连接至第二控制单元，用于在所述清洁***对所述透光部件进行清洁之前，基于所述第二控制单元发送的加热指令，对所述透光部件进行加热；

所述加热指令是所述第二控制单元基于第二温度采集单元采集的环境温度低于预设温度时生成；

所述第二温度采集单元和第二控制单元为所述激光雷达的控制单元和温度采集单元。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述清洁***包括：溶剂输送组件和清洁喷头；

所述第一控制单元，还连接至所述激光雷达，用于接收所述激光雷达在检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时发送的溶剂控制指令；

所述溶剂输送组件，与所述第一控制单元连接，用于基于所述溶剂控制指令输送溶剂；

所述清洁喷头，设置在靠近所述透光部件的位置处，与所述溶剂输送组件连接，用于将所述溶剂输送组件输送的溶剂喷射至所述透光部件表面。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述清洁***包括：溶剂输送组件和清洁喷头；

所述溶剂输送组件，与所述第二控制单元连接，用于接收所述第二控制单元检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时发送的溶剂控制指令，以及基于所述溶剂控制指令输送溶剂；

所述清洁喷头，设置在靠近所述透光部件的位置处，与所述溶剂输送组件连接，用于将所述溶剂输送组件输送的溶剂喷射至所述透光部件表面。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述清洁***还包括：气体输送组件；

所述第一控制单元，还用于接收所述激光雷达在检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时发送的气体控制指令；

所述气体输送组件，与所述第一控制单元连接，用于基于所述气体控制指令输送高压气体；

所述清洁喷头，与所述气体输送组件连接，还用于将所述气体输送组件输送的高压气体喷射至所述透光部件表面。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述清洁***还包括：气体输送组件；

所述气体输送组件，与所述第二控制单元连接，用于接收所述第二控制单元在检测到所述透光部件上存在所述待清洁物时生成的气体控制指令，以及基于所述气体控制指令输送高压气体；

所述清洁喷头，与所述气体输送组件连接，还用于将所述气体输送组件输送的高压气体喷射至所述透光部件表面。

Images