CN107226040B - 传感器托架及其角度计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够检测托架相对于前挡风玻璃的倾斜度的传感器托架。传感器托架具有板状的托架(3)，该板状的托架(3)的表面被安装在车辆的前挡风玻璃(7)的内表面上，并且在其背面安装检测车辆周围状态的摄像头(2)，在托架(3)的背面设置有相互平行的基准面(A、B)。

Description

传感器托架及其角度计算方法

技术领域

本发明涉及一种传感器托架，该传感器托架用于安装车载用摄像头等。

背景技术

现有技术中，已知这样一种技术：通过车载用摄像头拍摄车辆的前方，来准确地检测障碍物、步行者、车道位置、对向车辆的前大灯有无照明等。此时，车载用摄像头安装在被粘贴于前挡风玻璃的托架上。

例如，在专利文献1中，将车载摄像头主体的各凸起钩挂在托架的各钩状部上，同时使车载摄像头主体沿前挡风玻璃的玻璃表面从下方向斜后上方侧滑动，由此安装在托架上。当进行该操作时，首先，使车载摄像头主体的后表面与板簧接触，继而板簧被车载摄像头主体挤压而变形。

并且，在车载摄像头主体被板簧向前方施力的状态下，车载摄像头主体的卡合突起插入托架的卡合孔，并且与前方侧端部抵接，车载摄像头主体的上表面也与托架的粘贴部的背面(与车载摄像头主体正对的一侧的面)抵接。据此，车载摄像头主体以其前表面通过板簧的施力而被按压在托架上的状态下被固定(专利文献1/段落0040～0043、图1、图5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利公开公报特开2013-203250号

在此，当在曲面状的前挡风玻璃上安装托架时，从安装时的稳定性和外观上的美观性的观点出发，可以考虑托架也为曲面状。

在专利文献1中，没有对上述内容进行详细记载，若在曲面状的前挡风玻璃上安装曲面状的托架，在安装时托架倾斜的情况下，难以匹配车载摄像头主体和曲面状的托架之间的位置关系，可能因为没有补正摄像头的轴向偏移而无法准确地检测障碍物。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于,提供一种传感器托架，其能够检测车载摄像头等检测车辆周围状况的传感器相对于前挡风玻璃的倾斜度。

第1技术方案的传感器托架的特征在于，具有：板状的托架主体，其表面被安装在车辆的玻璃内表面上，且其背面用于安装检测车辆周围状况的传感器；和多个平面部，其被设置于所述托架主体的背面且相互平行。

根据本发明的传感器托架，在托架主体的背面上设置多个平面部，据此，能够将平面部作为将托架主体安装于玻璃时用于检测倾斜的基准面来使用。并且，能够根据玻璃到基准面的距离，来检测空出间隙的情况。

在第1技术方案的传感器托架中，当将所述托架主体安装于所述玻璃时，优选将与所述平面部正对的面作为安装面。

根据该结构，托架主体的表面为托架主体和玻璃的接触面，将与平面部正对的面作为安装面，通过粘结剂等与玻璃相粘结。此时，由于从安装面到平面部的距离变短，因此能够提高托架主体相对于玻璃的倾斜度的检测精度。

第2技术方案的角度计算方法是将所述托架主体安装于所述车辆的玻璃内表面时所述传感器托架相对于该玻璃的倾斜角度的计算方法，其中，传感器托架具有：板状的托架主体，其表面被安装在车辆的玻璃内表面上，并且在其背面上安装检测车辆周围状况的传感器；和多个平面部，其设置于所述托架主体的背面，且相互平行。该角度计算方法的特征在于，包含：距离测定步骤，其分别测定所述多个平面部和所述玻璃之间的距离；和倾斜角度计算步骤，其根据由所述距离测定步骤测定到的各平面部与所述玻璃之间的距离和各平面部之间的距离，来计算所述传感器托架相对于该玻璃的倾斜角度。

根据本发明的角度计算方法，当在托架主体上安装有传感器时，传感器与托架主体的相对位置关系被唯一地确定。因此，能够根据托架主体相对于玻璃的倾斜角度，来计算传感器相对于玻璃的安装角度。并且，能够通过利用该安装角度，来提高基于传感器的检测信息的处理精度。

附图说明

图1是表示在本发明的传感器托架上安装有摄像头的状态的结构图。

图2是摄像头的整体立体图。

图3是托架的上表面侧的整体立体图。

图4是安装有摄像头的状态的托架的侧视图。

图5是托架的下表面侧的整体立体图。

图6是将托架安装在前挡风玻璃上的状态的图。

附图标记说明

1：摄像头单元；2：摄像头(传感器)；2a：镜头；2b：槽部；2c：倾斜部；2d：爪部；2e：卡合突起；3：托架(托架主体)；3a：平板部；3a’：凹进部；3b：开口；3c：孔部；3d：限位部；3e：弹簧用突起；3f：凹部；3g：卡止部；3h：外壁；3i：垂直加强筋；3j：凸状结构；4：板簧(弹簧部件)；5：底板弹簧；7：前挡风玻璃；8：双面胶；A～D：基准面(平面部)。

具体实施方式

首先，图1表示在本发明的传感器托架上安装有摄像头(相当于本发明的检测车辆周围的传感器)的状态的结构。下面，将该结构称为“摄像头单元1”。

图1是从斜上方来观察摄像头单元1的立体图。摄像头单元1由摄像头2和托架(例如，金属制)3构成，其中，摄像头2是拍摄车辆前方的图像的传感器，托架3粘贴固定在车辆的前挡风玻璃上。另外，下面，将车辆前方作为“前方(前侧)”来进行说明。

如图所示，摄像头2从托架3的下侧，通过后述的卡合机构而安装在托架3上。在托架3的上表面上设置有供摄像头2的镜头2a插入的开口3b。据此，摄像头2能够拍摄车辆前方的图像。

其次，图2是从斜上方来观察摄像头2的立体图。在摄像头2的上表面上安装有镜头2a。另外，镜头2a的前侧形成有槽部2b，该槽部2b随着朝向前方而角度展开(宽幅扩大)。托架3的上表面也形成与槽部2b相同形状的凹进部3a’，以避免遮挡镜头2a的视野，详情参见后述内容。

另外，摄像头2的上表面两侧成为朝向前下方倾斜的倾斜部2c。当将托架3固定于前挡风玻璃时，由于托架3的前侧成为下降的状态，因此，通过将摄像头2的上表面作为倾斜部2c，使摄像头2的上表面整体与托架3接触。另外，在摄像头2的前端设置有爪部2d，爪部2d与后述的托架3的孔部3c卡合。

在摄像头2的后方侧面上设置有卡合突起2e。卡合突起2e是用于将摄像头2安装在托架3上的部件。在摄像头2被安装在托架3上的状态下，卡合突起2e按压托架3所具有的板簧4(相当于本发明的弹簧部件)，卡止部3g从卡合突起2e的下侧来推压承载了施加力的卡合突起2e，据此将摄像头2固定在托架3上，详情参见后述内容。

接着，参照图3～图5，对托架3的结构进行说明。

图3是从斜上方来观察托架3的上表面侧的立体图。在托架3上表面的平板部3a的大致中央设置有开口3b，在开口3b的前侧形成有凹进部3a’，该凹进部3a’随着朝向前方而角度展开(宽幅扩大)。

凹进部3a’成为形成有多个槽的杂散光(stray light)屏蔽结构(防反射形状)，以使反射光不会直接入射至镜头2a。当将托架3安装于前挡风玻璃时，凹进部3a’在托架3的前端侧向远离前挡风玻璃的方向略微弯曲。据此，从前挡风玻璃的黑色陶瓷(釉)的缺口只能够看到托架3，能够确保漂亮的外观。

另外，在凹进部3a’的两侧，形成有供摄像头2的爪部2d卡合的孔部3c。孔部3c向托架3的下表面侧突出，且仅在其后方形成开口。因此，当将摄像头2安装于托架3时，爪部2d被收装于孔部3c的凹进部分(参照图4)。

托架3的后方侧面形成有供摄像头2的卡合突起2e卡合的卡合机构。具体而言，如图4所示，从托架3的后端侧开始具有限位部3d、弹簧用突起3e、卡止部3g等。

首先，限位部3d是防止在拆下安装于弹簧用突起3e的板簧4时工具与前挡风玻璃接触的限制部件。如图4所示，以卷绕在弹簧用突起3e上的方式来安装的板簧(例如，铝制)4的后端部向限位部3d侧略微突出。

使摄像头2从托架3脱离之后，当操作者将板簧4从弹簧用突起3e拆下时，需要用一字螺丝刀等工具从下侧来按压板簧4的后端部。此时，限位部3d的L字形的壁部发挥限制工具的位移的作用，以使得工具的前端不会因用力过猛而穿透损伤前挡风玻璃。

其次，凹部3f是操作者将板簧4安装于弹簧用突起3e时所利用的结构，形成在与弹簧用突起3e相邻的位置。通过利用工具从弹簧用突起3e的上侧来按压板簧4，能够将板簧4嵌入弹簧用突起3e(临时固定)至一定程度。

但是，若没有将板簧4完全嵌入弹簧用突起3e，则当被摄像头2的卡合突起2e按压时板簧4会脱落。因此，操作者通过使工具的前端抵接凹部3f的同时使该工具的前端旋转，且按压板簧4，据此将板簧4完全嵌入弹簧用突起3e。由于工具的前端被收容在凹部3f中，位移受到限制，这样在操作时就不会损伤前挡风玻璃等。即，通过在托架3上形成有限位部3d和凹部3f，即使在由于破损或塑性变形而更换板簧4时，操作者也能够安心地进行操作。

其次，卡止部3g是将摄像头2安装于托架3时将摄像头2在上下方向上固定的部件。在托架3的侧面，以向限位部3d的外侧突出的方式设置有弹簧用突起3e，在该突出部安装有板簧4。并且，卡止部3g通过摄像头2的卡合突起2e来承载来自板簧4的施加力。

当将摄像头2安装于托架3时，操作者滑动摄像头2使其爪部2d进入托架3的孔部3c，并且以使摄像头2的卡合突起2e向上方推压板簧4的方式实施嵌入。此时，卡合突起2e与卡止部3g的下表面抵接着移动(抵接的同时移动)，到达按压板簧4的位置。

并且，如图4所示，通过板簧4的施加力向下方按压卡合突起2e，使卡合突起2e钩挂在卡止部3g的前端。即，卡止部3g将卡合突起2e引导至卡合位置。板簧4在弹性变形范围内将卡合突起2e向下方施力。因此，能够稳定地将摄像头2安装在托架3上。

另一方面，当要将摄像头2从托架3脱离时，操作者用手指扣住限位部3d的后方的外壁3h(相当于本发明的手指放置部)而将摄像头2向后拉，据此，板簧4被向上方挤压，卡合突起2e从卡止部3g脱离。即，摄像头2能够通过朝向后方的单向的滑动而从托架3脱离。

另外，在摄像头2即将脱离托架3之前，摄像头2的后端与位于限位部3d和弹簧用突起3e之间的垂直加强筋3i抵接。垂直加强筋3i(相当于本发明的壁面)位于摄像头2的脱离轨迹上(滑动方向)，因此，会阻碍摄像头2移动，由此能够防止在使摄像头2从托架3脱离时摄像头2突然飞出。另外，由于通过垂直加强筋3i来限制摄像头2的移动，因此，当使摄像头2脱离托架3时，不会对板簧4施加不必要的应力。因此，能够防止板簧4发生塑性变形。

其次，图5是从斜上方来观察托架3的下表面侧的立体图。在托架3下表面的大致中央设置有开口3b，在其横向设置有凸状结构3j。由于托架3的下表面与摄像头2的上表面成为相同的形状，因此，当将摄像头2安装于托架3时，摄像头2的上表面以较大范围与托架3抵接。据此，安装时，摄像头2的压力不会集中在规定处，能够防止摄像头2和托架3发生损伤。

在孔部3c(附图的上侧)的后方安装有底板弹簧5，该底板弹簧5将摄像头2向下方(图5的上方)施力。本实施方式的托架3只有一个底板弹簧5，但也可以在双方的孔部3c的后方设置合计两个底板弹簧5。

另外，在限位部3d和弹簧用突起3e之间设置有垂直加强筋3i。垂直加强筋3i具有壁面，该壁面的宽度较窄但与使摄像头2脱离的滑动方向垂直。

在托架3的下表面侧的四角设置有基准面A～D(相当于本发明的平面部)，该基准面A～D被切割为平面状，且相互平行。另外，当将托架3安装于曲面状的前挡风玻璃时，以平板部3a上的与基准面A～D正对的位置为粘结面，通过双面胶来进行粘结。此时，虽然托架3有时会稍微倾斜，但能够通过测定基准面A～D各自离开前挡风玻璃的程度(距离)，来测定托架3相对于前挡风玻璃的倾斜(度)。

下面，对托架3相对于前挡风玻璃的角度的计算方法进行说明。图6表示通过双面胶8将托架3粘贴在前挡风玻璃7上的状态。此时，设从托架3的基准面A到基准面B的距离为X。另外，分别测定从基准面A到前挡风玻璃7的距离h1、从基准面B到前挡风玻璃7的距离h2等从各基准面到前挡风玻璃的距离(相当于本发明的距离测定步骤)。另外，附图中的基准面B上方的、托架3和前挡风玻璃7之间的间隙的距离Y为两距离之差，即|h2-h1|。

据此，安装在前挡风玻璃7上的托架3的倾斜角度θ能够通过以下公式求得(相当于本发明的倾斜角度计算步骤)：

tanθ＝Y/X…(1)

被安装在托架3上的摄像头2也具有相同的倾斜角度θ，因此，能够容易地进行轴向偏移的补正。

实际上，在基准面A、B的上方存在双面胶8(厚度约为0.8mm)，若仅是微的小倾斜，则能够通过双面胶8的厚度来吸收。这样，当对托架3的倾斜进行处理时，若存在基准面A～D那样的平面(至少为3个)，则能够计算倾斜角度θ，并对该倾斜角度θ进行补正。

如上所述，实施方式的摄像头单元1由摄像头2和托架3构成，其中，摄像头2检测车辆周围的状况，托架3被安装在车辆的前挡风玻璃7的内表面上，并且摄像头2被安装在托架3上。由于在托架3的安装摄像头2的表面上设置有基准面A～D，因此成为检测托架3相对于前挡风玻璃7倾斜时的基准平面。另外，平板部3a的、与基准面A～D正对的位置被作为与前挡风玻璃7的粘结面来使用。

上述实施方式是本发明的一例，可以进行各种变形。在上述实施方式中，作为检测本发明的车辆周围的状态的传感器例举了摄像头2，但也可以是雷达装置等其他种类的传感器。

另外，在上述实施方式中，托架3是金属制，但也可以由塑料等来成型，不对材料做特别的限定。在上述实施方式中，托架3的卡合机构位于托架3的后方侧面，但也可以例如在从外侧无法看到其一部分或者全部的区域设置弹簧部件和卡止部，不对托架3的卡合机构的位置进行限制。

Claims (3)

1.一种传感器托架，其特征在于，具有：

板状的托架主体，其表面被安装于车辆曲面状的玻璃内表面，且其背面用于安装检测车辆周围状况的传感器；和

多个平面部，其被设置于所述背面，形成为平面状且相互平行，

在将所述托架主体安装于所述玻璃内表面时，所述平面部成为用于检测所述托架主体相对于所述玻璃内表面的倾斜的基准平面，

所述基准平面形成在当所述传感器被安装于所述托架主体的状态下能够从所述托架主体的所述背面侧测量的位置。

2.根据权利要求1所述的传感器托架，其特征在于，

当将所述托架主体安装于所述玻璃时，将与所述平面部正对的面作为安装面。

3.一种传感器托架的角度计算方法，所述传感器托架具有：

板状的托架主体，其表面被安装于车辆的玻璃内表面，且其背面用于安装检测车辆周围状况的传感器；和

多个平面部，其被设置于所述托架主体的背面且相互平行，

所述角度计算方法计算当将所述托架主体安装于所述车辆的玻璃内表面时所述传感器托架相对于该玻璃的倾斜角度，

其特征在于，包括：

距离测定步骤，其分别测定所述多个平面部和所述玻璃之间的距离；和

倾斜角度计算步骤，其根据由所述距离测定步骤测定到的各平面部与所述玻璃之间的距离、和各平面部之间的距离，来计算所述传感器托架相对于所述玻璃的倾斜角度。