带清洁的传感器总成

文档序号:840493 发布日期:2021-04-02 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 带清洁的传感器总成 (Sensor assembly with cleaning ) 是由 文卡特什·克里希南 拉古拉曼·苏里尼迪 阿什利·卢卡斯 泰勒·D·汉密尔顿 于 2020-09-29 设计创作,主要内容包括:本公开提供了“带清洁的传感器总成”。一种传感器总成包括:壳体,其包括腔室;第一传感器,其设置在所述腔室中并且包括从所述腔室面向外的第一传感器窗口;第二传感器,其在所述腔室的外部并且相对于所述腔室固定,所述第二传感器包括第二传感器窗口;鼓风机,其具有在所述腔室中的鼓风机出口并且具有鼓风机入口;以及柔性软管,其从定位成接收环境空气的第一端延伸到定位成将空气引导至所述鼓风机入口中的第二端。所述壳体包括从所述腔室至外部环境的第一出口,以及从第二腔室至外部环境的第二出口。所述第一出口定位成引导空气穿越所述第一传感器窗口,并且所述第二出口定位成引导空气穿越所述第二传感器窗口。(The present disclosure provides a &#34;sensor assembly with cleaning&#34;. A sensor assembly comprising: a housing comprising a chamber; a first sensor disposed in the chamber and including a first sensor window facing outward from the chamber; a second sensor external to and fixed relative to the chamber, the second sensor comprising a second sensor window; a blower having a blower outlet in the chamber and having a blower inlet; and a flexible hose extending from a first end positioned to receive ambient air to a second end positioned to direct air into the blower inlet. The housing includes a first outlet from the chamber to an external environment, and a second outlet from the second chamber to the external environment. The first outlet is positioned to direct air across the first sensor window and the second outlet is positioned to direct air across the second sensor window.)

带清洁的传感器总成

技术领域

本公开总体上涉及车辆传感器,并且更具体地涉及车辆传感器清洁。

背景技术

自主车辆包括多种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态,例如车轮转速、车轮方向以及发动机和变速器变量。一些传感器检测车辆的位置或方向,例如全球定位系统(GPS)传感器;加速度计,如压电或微机电系统(MEMS);陀螺仪,如速率陀螺仪、环形激光器陀螺仪或光纤陀螺仪;惯性测量单元(IMU);和磁力计。一些传感器检测外部事物,所述传感器例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(激光雷达)装置以及图像处理传感器(如相机)。激光雷达装置通过发射激光脉冲并测量脉冲往返于物体的飞行时间来检测与物体的距离。一些传感器是通信装置,例如车辆对基础设施(V2I)或车辆对车辆(V2V)装置。

发明内容

一种传感器总成包括壳体,所述壳体包括腔室;第一传感器,所述第一传感器设置在所述腔室中并且包括从所述腔室面向外的第一传感器窗口;第二传感器,所述第二传感器在所述腔室的外部并且相对于所述腔室固定,所述第二传感器包括第二传感器窗口;鼓风机,所述鼓风机具有在所述腔室中的鼓风机出口并且具有鼓风机入口;以及柔性软管,所述柔性软管从定位成接收环境空气的第一端延伸到定位成将空气引导至所述鼓风机入口中的第二端。所述壳体包括从所述腔室至外部环境的第一出口,以及从第二腔室至外部环境的第二出口。所述第一出口定位成引导空气穿越所述第一传感器窗口,并且所述第二出口定位成引导空气穿越所述第二传感器窗口。

所述传感器总成还可以包括在所述腔室内部固定到所述腔室的支架,并且所述支架可以保持所述第一传感器。所述传感器总成还可以包括由所述支架保持并且瞄准所述第一传感器窗口的液体喷嘴。

所述传感器总成还可以包括由所述支架保持并且瞄准所述第二传感器窗口的液体喷嘴。

所述壳体可以包括前壁,所述第一传感器窗口可以通过所述前壁瞄准,并且所述第一出口可以由所述前壁和所述支架形成。

所述壳体可以包括部分地形成所述腔室的前壁,所述第一传感器窗口可以通过所述前壁瞄准,并且所述第一出口可以设置在所述前壁上。

所述传感器总成还可以包括第三传感器,所述第三传感器在所述腔室的外部并且相对于所述腔室固定,所述第三传感器可以包括第三传感器窗口,所述第二传感器窗口可以限定第二平面,并且所述第三传感器窗口可以限定不同于第一平面的第三平面。所述壳体可以包括从所述腔室至外部环境的第三出口,并且所述第三出口可以定位成引导空气穿越所述第三传感器窗口。所述第三出口可以是狭槽形的。

由所述第二平面和所述第三平面限定的角度可以是钝角。

所述壳体可以包括前壁,所述第一传感器窗口可以通过所述前壁瞄准,所述第二传感器窗口可以通过所述前壁瞄准,并且所述第三传感器窗口可以通过所述前壁瞄准。

所述传感器总成还可以包括车辆的车身面板,所述壳体安装到所述车身面板,并且所述壳体可以包括在所述壳体与所述车身面板相对侧上的前壁,以及所述第一传感器窗口可以通过所述前壁瞄准。所述柔性软管的所述第一端可以定位成从所述车身面板的外部接收环境空气。

所述第一出口可以是狭槽形的。

所述第二出口可以是狭槽形的。

所述第一传感器可以是相机。

所述第二传感器可以是激光雷达传感器。

附图说明

图1是示例性车辆的透视图。

图2是具有示例性空气分配系统和示例性液体分配系统的车辆的传感器总成的透视图。

图3是传感器总成的顶部横截面视图。

图4是传感器总成的透视图。

图5是具有传感器和喷嘴的传感器总成的支架的透视图。

图6是传感器总成的底部透视图。

图7是具有另一个示例性液体分配系统的传感器总成的透视图。

图8是具有另一个示例性液体分配系统的传感器总成的透视图。

具体实施方式

参考附图,一种用于车辆30的传感器总成32包括:壳体34,所述壳体34包括第一腔室36;第一传感器38,所述第一传感器38设置在第一腔室36中并且包括从第一腔室36面向外的第一传感器窗口40;第二传感器42,所述第二传感器42在第一腔室36的外部并且相对于第一腔室36固定,第二传感器42包括第二传感器窗口44;鼓风机46,所述鼓风机46具有在第一腔室36中的鼓风机出口48并且具有鼓风机入口50;以及柔性软管52,所述柔性软管52从定位成接收环境空气的第一端54延伸到定位成将空气引导至鼓风机入口50中的第二端56。壳体34包括从第一腔室36至外部环境的第一出口58,以及从第一腔室36至外部环境的第二出口60。第一出口58定位成引导空气穿越第一传感器窗口40,并且第二出口60定位成引导空气穿越第二传感器窗口44。

传感器总成32可以提供传感器38、42和用于传感器38、42的清洁设备的有效包装的集合。与分别位于车辆30上的相同类型的传感器38、42相比,传感器总成32可以减少复杂性、减少部件数量并减小所占用的体积。传感器总成32可以提供用于同时清洁第一传感器窗口40和第二传感器窗口44的单个机构。

参考图1,车辆30可以是任何乘用或商用汽车,诸如轿车、卡车、运动型多功能车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。

车辆30可为自主车辆。计算机可被编程为完全地或较小程度地独立于人类驾驶员的干预来操作车辆30。计算机可以被编程为基于从传感器,诸如第一传感器38、第二传感器42和第三传感器62所接收的数据来操作推进系统、制动系统、转向系统和/或其他车辆系统。出于本公开的目的,自主操作意指计算机在没有来自人类驾驶员的输入的情况下控制推进、制动系统和转向;半自主操作意指计算机控制推进、制动系统和转向中的一者或两者,而人类驾驶员控制其余部分;并且非自主操作意指人类驾驶员控制推进、制动系统和转向。

车辆30包括车身64。车辆30可具有一体式构造,其中车辆30的车架和车身64为单个部件。替代地,车辆30可具有非承载式车身构造,其中所述车架支撑车身64,所述车身64是与所述车架分开的部件。所述车架和车身64可由任何合适的材料形成,例如钢、铝等。车身64包括部分地限定车辆30的外部的车身面板66。车身面板66可呈现A级表面,例如,暴露在客户的视线之下并且无不美观的瑕疵和缺陷的精制表面。

壳体34设置和安装在车身面板66中的一个上。例如,壳体34可以设置在车辆30腰线以下的车辆30的前端上,如图1所示。虽然下面的讨论是关于单个传感器总成32的,但是车辆30也可以包括多个传感器总成32,其各自具有设置在车身面板66中的一个上的一个壳体34。壳体34可被布置为提供具有完全围绕车辆30前端的总体视场的各个传感器38、42、62。

参考图2至图3,壳体34包括前壁68、第一侧壁70、第二侧壁72、后壁74、腔室底板76、腔室顶板78和底壁82。壁68、70、72、74从底壁82竖直地延伸到腔室底板76至腔室顶板78。壁68、70、72、74、腔室顶板78和底壁82形成壳体34的外部。前壁68背离车辆30的车身64,即背离壳体34所安装到的车身面板66,并且后壁74面向车辆30的车身64,即,面向壳体34所安装到的车身面板66。前壁68在壳体34的与壳体34所安装到的车身面板66相对侧上。第一侧壁70和第二侧壁72从前壁68延伸到后壁74。后壁74从第一侧壁70延伸到第二侧壁72。腔室底板76、腔室顶板78和底壁82彼此平行,并且第一侧壁70和第二侧壁72彼此平行。

壳体34包括第一腔室36和第二腔室80。前壁68、第一侧壁70、第二侧壁72、后壁74、腔室底板76和腔室顶板78共同地围绕并形成第一腔室36。第一腔室36位于第二传感器42和第三传感器62的竖直上方。第二腔室80位于第一腔室36的正下方。第二腔室80可以由腔室底板76、前壁68、第一侧壁70、第二侧壁72、后壁74和底壁82形成(如图6所示)。第二腔室80在第一传感器38的竖直下方。除了通过外部环境之外,第一腔室36和第二腔室80彼此流体隔离。

鼓风机46包括鼓风机入口50和鼓风机出口48。鼓风机出口48位于第一腔室36中。鼓风机46通过鼓风机入口50从柔性软管52吸入空气并且通过鼓风机出口48将空气排出到第一腔室36中。鼓风机46是任何合适类型的鼓风机,例如风扇型鼓风机等。

参考图4,柔性软管52从第一端54延伸到第二端56。柔性软管52是从第一端54伸长到第二端56的管形状,从而允许气体从第一端54流到第二端56,反之亦然。第一端54定位成从外部环境接收环境空气。例如,第一端54定位在第二腔室80中,并且底壁82包括从外部环境到第二腔室80的壳体入口84,如图6所示。壳体入口84可以被格栅或过滤器覆盖。第二端56定位成将空气引导至鼓风机入口50中,例如,直接连接到鼓风机入口50并且覆盖鼓风机入口50。

柔性软管52相对于壳体34是柔性的,即,由在给定的力施加的情况下比形成壳体34的材料弹性变形更多的材料形成。例如,柔性软管52可以由弹性体材料和/或塑料形成。柔性软管52可以具有分层结构,例如嵌入基质材料(诸如塑料)中的编织物或织物。

柔性软管52包括排水孔85。排水孔85允许柔性软管52中的水分经由重力从柔性软管52排放到第二腔室80,其中水分可以经由例如壳体入口84排放。排水孔85位于沿着柔性软管52更靠近第一端54而非第二端56处。排水孔85位于排水孔85所在的柔性软管52的横截面的最低点处。

返回图2和图3,支架86设置在第一腔室36的内部。支架86固定到第一腔室36,例如,固定到腔室底板76和/或前壁68。例如,支架86可以用螺栓固定到前壁68的内部。

参考图5,支架86保持第一传感器38。例如,第一传感器38可以通过支架86压配合到开口中。支架86固定第一传感器38相对于壳体34的位置。第一传感器38设置在第一腔室36中。

第一传感器38检测外界,例如,车辆30的周围环境的对象和/或特征,诸如其他车辆、道路车道标记、交通灯和/或标志、行人等。例如,第一传感器38可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(激光雷达)装置或图像处理传感器(诸如相机)。特别地,第一传感器38可以是相机。

第一传感器38包括第一传感器窗口40。第一传感器窗口40通过前壁68从第一腔室36面向外,即第一传感器窗口40通过前壁68瞄准,例如通过前壁68中的第一开口88瞄准,如图2和图6所示。第一传感器窗口40可以是例如相机镜头。

参考图6,第二传感器42和第三传感器62设置在壳体34中并且在第一腔室36的外部。例如,第二传感器42和第三传感器62在第二腔室80中设置在腔室底板76的下方。第二传感器42和第三传感器62相对于壳体34的第一腔室36和第二腔室80固定。第二传感器42和第三传感器62可以关于壳体34彼此横向地设置,即沿着垂直于第一传感器38瞄准的方向且平行于腔室底板76的线设置。

第二传感器42和第三传感器62检测外界,例如车辆30的周围环境的对象和/或特征,诸如其他车辆、道路车道标记、交通信号灯和/或标志、行人等。例如,第二传感器42和第三传感器62可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(激光雷达)装置或图像处理传感器(诸如相机)。特别地,第二传感器42和第三传感器62可以是激光雷达传感器,例如,扫描激光雷达装置。激光雷达装置通过发射特定波长的激光脉冲并测量脉冲行进到对象并返回的飞行时间来检测距对象的距离。

第二传感器42包括第二传感器窗口44,并且第三传感器62包括第三传感器窗口90。第二传感器窗口44和第三传感器窗口90相对于第一传感器窗口40并且相对于彼此固定。第二传感器窗口44和第三传感器窗口90定位在第一腔室36的下方,例如,在第二腔室80中。第二传感器窗口44和第三传感器窗口90从腔室底板76远离第一腔室36延伸。第二传感器窗口44通过前壁68瞄准,并且第三传感器窗口90通过前壁68瞄准。

第二传感器窗口44具有扁平的矩形形状并且限定第一平面。第三传感器窗口90具有扁平的矩形形状并且限定不同于第一平面的第二平面。由第二传感器窗口44和第三传感器窗口90限定的角度θ(即第一平面和第二平面将水平相交的角度θ)是钝角。

壳体34包括从第一腔室36到外部环境的第一出口58。第一出口58设置在前壁68上并且定位成引导空气穿越第一传感器窗口40。第一出口58是狭槽形的。第一出口58由前壁68和支架86形成。支架86包括唇缘92,其抵靠前壁68齐平地定位并且部分地围绕第一开口88延伸。第一出口58是唇缘92中的间隙。如果第一开口88具有圆形形状,则唇缘92可以围绕第一开口88延伸约270°,例如,沿着第一开口88的侧面和底部,并且第一出口58可以围绕第一开口88延伸约另外的90°,例如,第一开口88的顶部。

壳体34包括从第一腔室36到外部环境的第二出口60和第三出口94。第二出口60定位成引导空气穿越第二传感器窗口44,并且第三出口94定位成引导空气穿越第三传感器窗口90。第二出口60和第三出口94是狭槽形的。第二出口60和第三出口94由前壁68和支架86形成。支架86包括前表面96,其各自平行于前壁68延伸并且与前壁68限定恒定宽度的间隙。支架86包括坡道98,其在支架86的底部从前表面96朝向前壁68成角度,并且与前壁68限定比恒定宽度的间隙更窄的间隙。第二出口60由坡道98和在第二传感器窗口44正上方的前壁68形成,并且第三出口94由坡道98和在第三传感器窗口90正上方的前壁68形成。第二出口60沿着第二传感器窗口44的整个宽度延伸,并且第三出口94沿着第三传感器窗口90的整个宽度延伸。

鼓风机46的操作将空气从柔性软管52推入第一腔室36中。因此,鼓风机46经由壳体入口84将空气从外部环境抽吸到第二腔室80中并且随后抽吸到柔性软管52中。鼓风机46将第一腔室36的空气压力升高到高于外部环境的空气压力,即高于环境空气压力。较高的空气压力迫使空气流出第一出口58、第二出口60和第三出口94,从而提供穿越第一传感器窗口40、第二传感器窗口44和第三传感器窗口90的空气帘。空气帘可以将碎屑推离传感器窗口40、44、90,并且可以防止碎屑接触传感器窗口40、44、90。

继续参考图6,在向传感器窗口40、44、90提供诸如清洗液的液体的第一示例中,传感器总成32包括第一液体喷嘴100、第二液体喷嘴102和第三液体喷嘴104。液体喷嘴100、102、104由支架86保持并且延伸穿过前壁68。例如,液体喷嘴100、102、104可以以压配合或卡扣配合附接到支架86。第一液体喷嘴100设置在第一传感器38上方并且瞄准第一传感器窗口40。第二液体喷嘴102和第三液体喷嘴104从第一传感器38横向设置并且从支架86的前表面96延伸。第二液体喷嘴102设置在第二传感器42上方且瞄准第二传感器窗口44,并且第三液体喷嘴104设置在第三传感器62上方且瞄准第三传感器窗口90。

参考图7,在向传感器窗口40、44、90提供液体的第二示例中,传感器总成32包括第一液体喷嘴100、第二管106和第三管108。(省略术语“第一管”,使得管的命名与第二传感器窗口44和第三传感器窗口90的命名一致。)第一液体喷嘴100由支架86保持并且延伸穿过前壁68。例如,液体喷嘴100可以以压配合或卡扣配合附接到支架86。第一液体喷嘴100横向设置在第一传感器38上方并且瞄准第一传感器窗口40。

第二管106沿着第二传感器窗口44的边缘(例如,距离第三传感器窗口90最远的边缘)延伸,并且第三管108沿着第三传感器窗口90的边缘(例如,距离第二传感器窗口44最远的边缘)延伸。第二管106包括瞄准第二传感器窗口44的多个第二液体出口110,并且第三管108包括瞄准第三传感器窗口90的多个第三液体出口112。第二液体出口110和第三液体出口112分别沿着第二管106和第三管108按顺序布置。

参考图8,在向传感器窗口40、44、90提供液体的第三示例中,传感器总成32包括单个管114。管114部分地沿着第一开口88并且沿着第二传感器窗口44和第三传感器窗口90的平行的相邻边缘延伸。特别地,管114的相同部分沿着最靠近第三传感器窗口90的第二传感器窗口44的边缘并且沿着最靠近第二传感器窗口44的第三传感器窗口90的边缘延伸。管114包括瞄准第一传感器窗口40的多个第一液体出口116、瞄准第二传感器窗口44的多个第二液体出口110以及瞄准第三传感器窗口90的多个第三液体出口112。第二液体出口110和第三液体出口112按顺序布置在管114的相同部分的相对侧上。

已经以说明性方式描述了本公开,并且应当理解,已经使用的术语旨在本质上是描述性用词而不是限制性用词。形容词“第一”、“第二”和“第三”贯穿本文档用作标识符,并且不意图表示重要性、顺序或数量。鉴于以上教示,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,提供了一种传感器总成,其具有:壳体,所述壳体包括腔室;第一传感器,所述第一传感器设置在所述腔室中并且包括从所述腔室面向外的第一传感器窗口;第二传感器,所述第二传感器在所述腔室的外部并且相对于所述腔室固定,所述第二传感器包括第二传感器窗口;鼓风机,所述鼓风机具有在所述腔室中的鼓风机出口并且具有鼓风机入口;以及柔性软管,所述柔性软管从定位成接收环境空气的第一端延伸到定位成将空气引导至所述鼓风机入口中的第二端;其中所述壳体包括从所述腔室至外部环境的第一出口,以及从第二腔室至外部环境的第二出口;所述第一出口定位成引导空气穿越所述第一传感器窗口;并且所述第二出口定位成引导空气穿越所述第二传感器窗口。

根据一个实施例,本发明的特征还在于在所述腔室内部固定到所述腔室的支架,其中所述支架保持所述第一传感器。

根据一个实施例,本发明的特征还在于由所述支架保持并且瞄准所述第一传感器窗口的液体喷嘴。

根据一个实施例,本发明的特征还在于由所述支架保持并且瞄准所述第二传感器窗口的液体喷嘴。

根据一个实施例,所述壳体包括前壁,所述第一传感器窗口通过所述前壁瞄准,并且所述第一出口由所述前壁和所述支架形成。

根据一个实施例,所述壳体包括部分地形成所述腔室的前壁,所述第一传感器窗口通过所述前壁瞄准,并且所述第一出口设置在所述前壁上。

根据一个实施例,本发明的特征还在于第三传感器,所述第三传感器在所述腔室的外部并且相对于所述腔室固定,所述第三传感器包括第三传感器窗口,其中所述第二传感器窗口限定第二平面,并且所述第三传感器窗口限定不同于第一平面的第三平面。

根据一个实施例,所述壳体包括从所述腔室至外部环境的第三出口,并且所述第三出口定位成引导空气穿越所述第三传感器窗口。

根据一个实施例,所述第三出口是狭槽形的。

根据一个实施例,由所述第二平面和所述第三平面限定的角度是钝角。

根据一个实施例,所述壳体包括前壁,所述第一传感器窗口通过所述前壁瞄准,所述第二传感器窗口通过所述前壁瞄准,并且所述第三传感器窗口通过所述前壁瞄准。

根据一个实施例,本发明的特征还在于车辆的车身面板,所述壳体安装到所述车身面板,其中所述壳体包括在所述壳体与所述车身面板相对侧上的前壁,并且所述第一传感器窗口通过所述前壁瞄准。

根据一个实施例,所述柔性软管的所述第一端定位成从所述车身面板的外部接收环境空气。

根据一个实施例,所述第一出口是狭槽形的。

根据一个实施例,所述第二出口是狭槽形的。

根据一个实施例,所述第一传感器是相机。

根据一个实施例,所述第二传感器是激光雷达传感器。

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