CN106218533B - 一种用于无人驾驶汽车的前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于无人驾驶汽车的前照灯，包括摄像头模块，摄像头模块包括摄像头、旋转执行器、第一摄像头安装支架、第二摄像头安装支架和马达。第一摄像头安装支架设置有上转轴和下转轴，摄像头固定安装在第一摄像头安装支架上，第一摄像头安装支架通过上转轴和下转轴定位在第二摄像头安装支架上，旋转执行器固定安装在第二摄像头安装支架上，并驱动连接第一摄像头安装支架，旋转执行器控制摄像头的左右旋转；马达连接第二摄像头安装支架，马达的旋转控制摄像头的上下偏转。本发明的摄像头可以随着车辆的方向改变而随动转向，避免了拍摄盲区，解决目前由于摄像头安装在车内，可视范围小，具有拍摄盲区，具有较大安全隐患的问题。

Description

一种用于无人驾驶汽车的前照灯
技术领域
本发明涉及车灯，具体是一种用于无人驾驶汽车的前照灯。
背景技术
随着人工智能技术的不断发展，以最终目标为无人驾驶的智能汽车技术不断涌现，使得汽车零部件面临巨大的挑战和机遇，传统的车灯也面临着巨大的技术变革，由于车灯在整车上的安装位置很好，使之能在智能驾驶上的应用具有巨大的潜力。
车灯作为智能汽车的的眼睛，不能只用于照明，应该做到能够观察环境，并把观察到的情况输入给ADAS系统，使之能根据算法，作出准确的判断，实现无人驾驶，这才能称得上真正意义上的智能汽车的眼睛。然而现有的汽车车灯，内部一般只有照明模块及其调节模块，这远远不能适应未来智能驾驶的需求。
现有的ADAS系统，对于所需的汽车前方的图像数据，都是通过安装于汽车内部靠近前挡风玻璃的摄像头获取，占用一定车内空间，摄像头所能观察的视野也受限。参见图1，从汽车的侧视图方向可以看出，车内摄像头相对车灯内摄像头的可视范围小很多。参见图2，从汽车的俯视图可以看出，由于车灯位于汽车前端两端，拥有独特的可视角度，观察范围很广；如图7所示，车内的摄像头很难观察到车前几米的位置，具有拍摄盲区，而车灯内的摄像头可以拍摄到这一盲区，提高车辆起步时行车安全；如图8所示，由于车内的摄像头观察范围有限以及不能很好地随着车辆的方向改变而随动转向，在弯道内侧具有拍摄盲区，而车灯内的摄像头可以拍摄到这一盲区，提高车辆转弯时行车安全。
从整车的装配角度看，将摄像头集成在车灯内，提高了整车装配的模块化程度，省去装配车内摄像头的工序。
再有，车灯内的摄像头集成调节模块，可以将摄像头在上下左右四个方向上进行自动调节，又进一步提高了摄像头的空间可视范围，而目前车内摄像头很难在多方向上大角度进行调节。
还有，依靠左、右两个车灯内摄像头拍摄到的不同角度图像，结合图像识别技术，经过处理可以得到前方物体的距离，而无需增设雷达、红外等测距设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于无人驾驶汽车的前照灯，所述的前照灯包括摄像头模块，本发明可以将摄像头在上下左右四个方向上进行较大角度自动调节，具有很大的空间可视范围，摄像头可以随着车辆的方向改变而随动转向，避免了车辆转弯时弯道内侧的拍摄盲区，提高车辆转弯时的行车安全，同时也节省车内空间，用以解决目前由于摄像头安装在车内，很难观察到车前几米的位置，具有拍摄盲区，而且可视范围小，具有较大安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明的方案是：一种用于无人驾驶汽车的前照灯，所述的前照灯包括摄像头模块，所述摄像头模块的信号输出端用于连接无人驾驶汽车的ADAS系统；
所述摄像头模块包括摄像头(1)、旋转执行器(8)、第一摄像头安装支架(2)、第二摄像头安装支架(5)、马达(7)、马达球头螺母(6)和球头螺母(10)；
所述的第一摄像头安装支架(2)中部设置有与摄像头(1)配合的第一安装孔(15)，所述第一摄像头安装支架(2)的上部外侧设置有上转轴(13)，所述第一摄像头安装支架(2)的下部外侧设置有下转轴(14)，所述上转轴(13)和下转轴(14)同轴设置，所述摄像头(1)穿过所述的第一安装孔(15)固定安装在第一摄像头安装支架(2)上；
所述的第二摄像头安装支架(5)中部设置有与第一摄像头安装支架(2)配合的第二安装孔(16)，所述第二安装孔(16)的上端内侧设置有与所述上转轴(13)配合的第一凹槽，所述第二安装孔(16)的下端内侧设置有与所述下转轴(14)配合的第二凹槽，所述的第一摄像头安装支架(2)通过上转轴(13)与第一凹槽的配合以及下转轴(14)与第二凹槽的配合定位在第二摄像头安装支架(5)上；
所述旋转执行器(8)固定安装在所述第二摄像头安装支架(5)上，且所述的旋转执行器(8)驱动连接第一摄像头安装支架(2)，所述旋转执行器(8)驱动第一摄像头安装支架(2)绕摄像头(1)中轴线左右旋转，增大摄像头(1)左右两侧道路环境的可视范围；
所述马达(7)的球头通过与马达球头螺母(6)的配合连接第二摄像头安装支架(5)，所述第二摄像头安装支架(5)的底端两侧均设置有一个球头螺母(10)，马达(7)的旋转运动使得其上的球头前后移动，带动马达球头螺母(6)前后移动，第二摄像头安装支架(5)绕两侧球头螺母(10)的球心连成的轴线旋转，使摄像头(1)的视角上下偏转。
进一步地，根据本发明所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，所述摄像头模块包括拨杆，所述拨杆(11)的一端与第一摄像头安装支架(2)连接固定，所述拨杆(11)的另一端与所述旋转执行器(8)配合安装。
进一步地，根据本发明所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，所述上转轴(13)上装有衬套(4)，所述第二摄像头安装支架(5)的第二凹槽处设有垫圈(12)，所述的衬套(4)卡入第二摄像头安装支架(5)上的第一凹槽内，并通过所述的下转轴(14)与垫圈(12)的配合，实现上转轴(13)和下转轴(14)的定位。
进一步地，根据本发明所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，所述的第一摄像头安装支架(2)通过卡圈(3)固定在第二摄像头安装支架(5)上。
进一步地，根据本发明所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，所述的摄像头模块包括球头螺钉(9)，所述球头螺钉(9)的球头与球头螺母(10)的球头孔进行配合，所述的球头螺母(10)与第二摄像头安装支架(5)由卡扣配合实现连接固定。
进一步地，根据本发明所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，置于右灯内的摄像头在车辆进行右转弯时，在所述旋转执行器(8)的控制下向右旋转，观察弯道右边内侧视角；
置于左灯内的摄像头在车辆进行左转弯时，在所述旋转执行器(8)的控制下向左旋转，观察弯道左边内侧视角。
进一步地，根据本发明所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，所述马达在车辆行驶到上坡路段时，带动所述马达球头螺母(6)向后移动，使得所述摄像头(1)向上旋转，所述摄像头(1)的视角向上偏转；
所述马达(7)的球头在车辆行驶到下坡路段时，带动所述马达球头螺母(6)向前移动，使得所述摄像头(1)向下旋转，所述摄像头(1)的视角向下偏转。
进一步地，根据本发明所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，所述摄像头(1)向左侧或向右两侧的旋转角度大于或等于15°。
进一步地，根据本发明所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，所述摄像头(1)的视角向上或向下偏转的偏转角度大于或等于2°。
本发明达到的有益效果：由于车灯位于汽车前端两端，拥有独特的可视角度，观察范围很广，对于车辆前方物体几乎无可视盲区；
车灯内的摄像头集成调节模块，可以将摄像头在上下左右四个方向上进行较大角度自动调节，具有很大的空间可视范围；
结合图像处理技术，本车灯能够实现测距功能；
将摄像头置于车灯内，节省车内空间，另外也使得车灯内的空间利用效率提高；
将摄像头置于车灯内，省去车内摄像头的安装，提高了整车装配的模块化程度。
附图说明
图1是汽车侧视图的摄像头可视范围示意图；
图2是汽车俯视图的摄像头可视范围示意图；
图3是路口情况下车灯内摄像头照射范围示意图；
图4是弯道情况下车灯内摄像头照射范围示意图；
图5是摄像头模块和照明模块在灯体内布置示意图；
图6是摄像头模块结构图；
图7是目前车内摄像头拍摄盲区在汽车侧视图中的示意图；
图8是目前车内摄像头拍摄盲区在弯道情况下的示意图；
图9是摄像头模块结构爆炸图。
图中，1-1.车内摄像头，1-2.车灯，1-3.车灯内摄像头，5-1.摄像头模块，5-2.照明模块，5-3.灯体，1-摄像头，2-第一摄像头安装支架，3-卡圈，4-衬套，5-第二摄像头安装支架，6-马达球头螺母，7-马达，8-旋转执行器，9-球头螺钉，10-球头螺母，11-拨杆，12-垫圈，13-上转轴13，14-下转轴14，15-第一安装孔15，16-第二安装孔16。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明所述的前照灯用于无人驾驶汽车，包括摄像头模块(5-1)、照明模块(5-2)和灯体(5-3)，所述的摄像头模块(5-1)和照明模块(5-2)均与灯体(5-3)连接固定，摄像头模块(5-1)和所述照明模块(5-2)分别设置在灯体(5-3)的左右两边，摄像头模块(5-1)位于灯体(5-3)的内侧，照明模块(5-2)位于灯体(5-3)的外侧。
所述摄像头模块(5-1)的信号输出端用于连接无人驾驶汽车的ADAS系统(Advanced Driver Assistant System，高级驾驶辅助系统)，所述摄像头模块(5-1)将观察到的路面情况，包括影响行车安全的障碍物等，输入给ADAS系统，ADAS系统驱动各个执行机构，来实现无人驾驶。
如图6和图9所示，摄像头模块(5-1)包括摄像头(1)、第一摄像头安装支架(2)、卡圈(3)、衬套(4)、第二摄像头安装支架(5)、马达球头螺母(6)、马达(7)、旋转执行器(8)、球头螺钉(9)、球头螺母(10)、拨杆(11)和垫圈(12)。
所述的第一摄像头安装支架(2)中部设置有与摄像头(1)配合的第一安装孔(15)，所述第一摄像头安装支架(2)的上部外侧设置有上转轴(13)，所述第一摄像头安装支架(2)的下部外侧设置有下转轴(14)，所述上转轴(13)和下转轴(14)同轴设置，所述摄像头(1)穿过所述的第一安装孔(15)、通过一面两销定位在在第一摄像头安装支架(2)上，再通过两个自攻螺钉安装、固定。
所述的第二摄像头安装支架(5)中部设置有与第一摄像头安装支架(2)配合的第二安装孔(16)，所述第二安装孔(16)的上端内侧设置有与所述上转轴(13)配合的第一凹槽，所述第二安装孔(16)的下端内侧设置有与所述下转轴(14)配合的第二凹槽；
所述的衬套(4)套在第一摄像头安装支架(2)的上转轴(13)结构上，垫圈(12)装在第二摄像头安装支架(5)的第二凹槽处，装有衬套(4)的第一摄像头安装支架(2)先将上下转轴(14)定位到位，即：衬套(4)卡进第二摄像头安装支架(5)对应的第一凹槽内，第一摄像头安装支架(2)的下转轴(14)和第二摄像头安装支架(5)上的垫圈(12)配合，然后第一摄像头安装支架(2)通过卡圈(3)定位在第二摄像头安装支架(5)上，然后由2个自攻螺钉安装、固定。
所述旋转执行器(8)通过一面两销定位在第二摄像头安装支架(5)上，再由3个自攻螺钉与第二摄像头安装支架(5)安装、固定，且所述的旋转执行器(8)通过拨杆(11)驱动连接第一摄像头安装支架(2)，拨杆(11)与第一摄像头安装支架(2)通过一面两孔定位，由2个自攻螺钉安装、固定，拨杆(11)的杆与旋转执行器(8)中的圆孔配合。旋转执行器(8)通过拨杆(11)带动第一摄像头安装支架(2)绕摄像头(1)中轴线左右旋转，左右车灯内的2个摄像头通过左右旋转，左右环境的可视范围≥180°。
所述马达(7)的球头通过与马达球头螺母(6)的配合连接第二摄像头安装支架(5)，马达球头螺母(6)卡进第二摄像头安装支架(5)上相应的卡扣配合结构，从而实现连接固定，马达(7)与马达球头螺母(6)的球头配合结构连接，马达(7)安装在灯体(5-3)上。所述第二摄像头安装支架(5)的底端两侧均设置有一个球头螺母(10)。球头螺母(10)与第二摄像头安装支架(5)由卡扣配合实现连接固定，球头螺钉(9)的球头与球头螺母(10)的球头孔进行配合，球头螺钉(9)与灯体(5-3)通过螺纹连接实现安装、固定。
马达(7)的旋转运动使得其上的球头前后移动，从而带动与马达(7)配合的马达球头螺母(6)前后移动，第二摄像头安装支架(5)绕下端装在其上的2个球头螺母(10)的球心所连而成的轴线旋转，使摄像头(1)的可视范围在上下方向上扩展，扩展角度≥4°。
如图3所示，在车辆行至路口时，为了观察左右交叉道路的行车环境，置于左灯内的摄像头模块(5-1)向左侧旋转，旋转角度≥15°，观察左侧环境，置于右灯内的摄像头模块(5-1)向右侧旋转，旋转角度≥15°，观察右侧环境，并通过改变车速和照明情况实现辅助智能驾驶。
照明模块(5-2)在车辆进行右转弯时，照明角度向右侧偏转，旋转角度≥15°，置于右灯内的摄像头(1)在车辆进行右转弯时，在旋转执行器(8)的控制下向右旋转，旋转角度≥15°，观察弯道右边内侧视角；
照明模块(5-2)在车辆进行左转弯时，照明角度向左侧偏转，偏转角度≥15°，置于左灯内的摄像头(1)在车辆进行左转弯时，在旋转执行器(8)的控制下向左旋转，旋转角度≥15°，观察弯道左边内侧视角。
如图4所示，在车辆进行右转弯的情况下，置于左灯体内的摄像头(1)在旋转执行器(8)的控制下向右旋转7°，置于右灯体内的摄像头(1)在旋转执行器(8)的控制下向右旋转15°，扩大车辆在弯道的可视范围，观察弯道右边内侧视角，并同时将拍摄到的行车环境反馈给车辆控制系统，辅助驾驶。
照明模块(5-2)在车辆行驶到上坡路段时，照明角度向上偏转≥2°，马达(7)的球头在车辆行驶到上坡路段时，带动马达球头螺母(6)向后移动，摄像头(1)绕装在第二摄像头安装支架(5)上的2个球头螺母(10)的球心所连而成的轴线向上旋转，摄像头(1)的视角向上偏转，偏转角度≥2°；
照明模块(5-2)在车辆行驶到下坡路段时，照明角度向下偏转≥2°，马达(7)的球头在车辆行驶到下坡路段时，带动马达球头螺母(6)向前移动，摄像头(1)绕装在第二摄像头安装支架(5)上的2个球头螺母(10)的球心所连而成的轴线向下旋转，摄像头(1)的视角向下偏转，偏转角度≥2°。
本发明在车灯内设置摄像头模块，由于车灯位于汽车前端两端，拥有独特的可视角度，观察范围很广，对于车辆前方物体几乎无可视盲区；车灯内的摄像头集成调节模块，可以将摄像头在上下左右四个方向上进行较大角度自动调节，具有很大的空间可视范围，大大提高行车安全性。

Claims (8)

1.一种用于无人驾驶汽车的前照灯，其特征在于：所述的前照灯包括摄像头模块，所述摄像头模块的信号输出端用于连接无人驾驶汽车的ADAS系统；
所述摄像头模块包括摄像头(1)、旋转执行器(8)、第一摄像头安装支架(2)、第二摄像头安装支架(5)、马达(7)、马达球头螺母(6)和球头螺母(10)；
所述的第一摄像头安装支架(2)中部设置有与摄像头(1)配合的第一安装孔(15)，所述第一摄像头安装支架(2)的上部外侧设置有上转轴(13)，所述第一摄像头安装支架(2)的下部外侧设置有下转轴(14)，所述上转轴(13)和下转轴(14)同轴设置，所述摄像头(1)穿过所述的第一安装孔(15)固定安装在第一摄像头安装支架(2)上；
所述的第二摄像头安装支架(5)中部设置有与第一摄像头安装支架(2)配合的第二安装孔(16)，所述第二安装孔(16)的上端内侧设置有与所述上转轴(13)配合的第一凹槽，所述第二安装孔(16)的下端内侧设置有与所述下转轴(14)配合的第二凹槽，所述的第一摄像头安装支架(2)通过上转轴(13)与第一凹槽的配合以及下转轴(14)与第二凹槽的配合定位在第二摄像头安装支架(5)上；
所述旋转执行器(8)固定安装在所述第二摄像头安装支架(5)上，且所述的旋转执行器(8)驱动连接第一摄像头安装支架(2)，所述旋转执行器(8)驱动第一摄像头安装支架(2)绕摄像头(1)中轴线左右旋转，增大摄像头(1)左右两侧道路环境的可视范围；置于右灯内的摄像头在车辆进行右转弯时，在所述旋转执行器(8)的控制下向右旋转，观察弯道右边内侧视角；置于左灯内的摄像头在车辆进行左转弯时，在所述旋转执行器(8)的控制下向左旋转，观察弯道左边内侧视角；
所述马达(7)的球头通过与马达球头螺母(6)的配合连接第二摄像头安装支架(5)，所述第二摄像头安装支架(5)的底端两侧均设置有一个球头螺母(10)，马达(7)的旋转运动使得其上的球头前后移动，带动马达球头螺母(6)前后移动，第二摄像头安装支架(5)绕两侧球头螺母(10)的球心连成的轴线旋转，使摄像头(1)的视角上下偏转。
2.根据权利要求1所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，其特征在于，所述摄像头模块包括拨杆，所述拨杆(11)的一端与第一摄像头安装支架(2)连接固定，所述拨杆(11)的另一端与所述旋转执行器(8)配合安装。
3.根据权利要求1所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，其特征在于，所述上转轴(13)上装有衬套(4)，所述第二摄像头安装支架(5)的第二凹槽处设有垫圈(12)，所述的衬套(4)卡入第二摄像头安装支架(5)上的第一凹槽内，并通过所述的下转轴(14)与垫圈(12)的配合，实现上转轴(13)和下转轴(14)的定位。
4.根据权利要求3所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，其特征在于，所述的第一摄像头安装支架(2)通过卡圈(3)固定在第二摄像头安装支架(5)上。
5.根据权利要求1所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，其特征在于，所述的摄像头模块包括球头螺钉(9)，所述球头螺钉(9)的球头与球头螺母(10)的球头孔进行配合，所述的球头螺母(10)与第二摄像头安装支架(5)由卡扣配合实现连接固定。
6.根据权利要求1所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，其特征在于，所述马达在车辆行驶到上坡路段时，带动所述马达球头螺母(6)向后移动，使得所述摄像头(1)向上旋转，所述摄像头(1)的视角向上偏转；
所述马达(7)的球头在车辆行驶到下坡路段时，带动所述马达球头螺母(6)向前移动，使得所述摄像头(1)向下旋转，所述摄像头(1)的视角向下偏转。
7.根据权利要求1所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，其特征在于，所述摄像头(1)向左侧或向右两侧的旋转角度大于或等于15°。
8.根据权利要求6所述的用于无人驾驶汽车的前照灯，其特征在于，所述摄像头(1)的视角向上或向下偏转的偏转角度大于或等于2°。
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