CN108602468A - 用于在机动车辆上安装照相机装置的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在机动车辆上安装照相机装置的设备。所述设备具有照相机外壳，所述照相机外壳包括被配置用于将所述照相机装置保持在预定位置的主体。3‑附接特征结构装置联接到所述主体，用于将所述主体安装到所述机动车辆。所述3‑附接特征结构装置包括具有第一纵向中心线的第一附接特征结构；具有第二纵向中心线的第二附接特征结构；具有第三纵向中心线的第三附接特征结构。所述第二纵向中心线和所述第三纵向中心线对准以限定共同中心线，并且所述第一纵向中心线在所述第二附接特征结构和所述第三附接特征结构之间的中点附近与所述共同中心线相交。

Description

用于在机动车辆上安装照相机装置的设备
相关申请
本申请要求于2016年1月29日提交的标题为“APPARATUSES FOR MOUNTING CAMERAARRANGEMENTS ON MOTOR VEHICLES”的美国专利申请15/010,325的权益，其内容据此全文以引用方式并入。
技术领域
该技术领域整体涉及用于机动车辆的照相机系统，并且更具体地涉及用于在机动车辆上安装照相机装置(例如，立体照相机装置)的设备。
背景技术
近年来，已经提出了包括在机动车辆上安装的照相机的车辆驾驶支持系统。在很多这样的系统中，使用一台或多台照相机来收集车辆行驶方向(例如，前向方向)的前向数据，以向驾驶员提供安全信息并且/或者以便于自动执行车辆控制操作等。
通常，包括照相机外壳的安装结构用于将照相机支撑在机动车辆上的预定位置处，例如，朝前位置。例如，安装结构可用于将一台或多台照相机安装在机动车辆的前挡风玻璃的后侧(例如，面向车辆内部的一侧)上，其中照相机面向前方以收集车辆行驶方向中的前向数据。
立体照相机(例如，具有可安装在例如前挡风玻璃的后侧上的一对照相机的照相机装置，其中一台照相机布置在机动车辆的左侧附近并且另一台照相机布置在机动车辆的右侧附近)可用于获得距离测量值等。照相机外壳，尤其是立体照相机的照相机外壳具有非常紧密的容差，特别是在照相机已经校准之后，使得照相机的光学中心线是平行的。左右照相机相互之间的相对位置必须始终保持几乎不变，以维持光学中心线的平行性。如果左右照相机的相对位置改变并且它们的光学中心线没有保持平行，则由于温度变化引起的照相机外壳的膨胀和收缩可能会产生问题。另外，照相机需要以例如照相机保持稳定而没有明显倾斜、摆动等的方式附接到机动车辆，例如在车辆挡风玻璃的后侧上。此类附接装置应该是简易的，优选地不需要任何特殊工具并且/或者当将照相机外壳固定到机动车辆时不会使照相机外壳变形，否则可能会损害照相机的光学中心线的平行性。因此，需要提供一种用于在机动车辆上安装照相机装置的设备，其可解决一个或多个问题。
发明内容
本文提供了一种用于在机动车辆上安装照相机装置的设备。根据示例性实施方案，用于在机动车辆上安装照相机装置的设备包括照相机外壳。照相机外壳包括被配置用于将照相机装置保持在预定位置的主体。3-附接特征结构装置联接到主体并且被配置用于将主体安装到机动车辆。3-附接特征结构装置包括具有第一纵向中心线的第一附接特征结构；具有第二纵向中心线的第二附接特征结构；具有第三纵向中心线的第三附接特征结构。第二纵向中心线和第三纵向中心线对准以限定共同中心线，并且第一纵向中心线在第二附接特征结构和第三附接特征结构之间的中点附近与共同中心线相交。
根据另一个示例性实施方案，提供了一种用于在机动车辆上安装照相机装置的设备。该设备包括照相机装置，其被配置为包括第一照相机和第二照相机的立体照相机装置。照相机外壳包括主体，该主体保持将第一照相机从第二照相机侧向间隔开。3-附接特征结构装置联接到主体并且被配置用于将主体安装到机动车辆。3-附接特征结构装置包括具有第一纵向中心线的第一前向附接特征结构。第二后部附接特征结构具有第二纵向中心线，并且第三后部附接特征结构具有第三纵向中心线。第一纵向中心线、第二纵向中心线和第三纵向中心线基本上共面，并且第二后部附接特征结构和第三后部附接特征结构大致设置在第一照相机和第二照相机的内侧。
根据另一个示例性实施方案，提供了一种用于在机动车辆上安装照相机装置的设备。该设备包括照相机外壳。照相机外壳包括被配置用于将照相机装置保持在预定位置的主体。3-销装置联接到主体并且被配置用于附接到安装在机动车辆的挡风玻璃上或附近的挡风玻璃支架。3-销装置包括沿第一纵向中心线大致在前向方向上延伸的第一前向销。第二后销和第三后销从第一前向销基本上等距地间隔开。第二后销和第三后销中的每个沿大致横向于前向方向的共同后中心线延伸。3-销装置与挡风玻璃支架协同配置，使得第一前向销基本防止上下和左右相对运动，同时允许第一前向销和挡风玻璃支架之间具有有限的前后相对运动。第二后销和第三后销基本防止上下和前后相对运动，同时允许挡风玻璃支架与第二后销和第三后销之间分别具有有限的左右相对运动。
对于本发明涉及领域中的技术人员而言，当结合附图来参阅以下描述和所附权利要求时，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明的目的，并不意图以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据示例性实施方案的承载安装在机动车辆挡风玻璃后侧上的照相机装置的设备的透视图；
图2是根据示例性实施方案的包括照相机装置的设备的顶部透视图；
图3是根据示例性实施方案的包括照相机装置和挡风玻璃安装支架的设备的顶部透视图；
图4是根据示例性实施方案的挡风玻璃安装支架的透视后视图；
图5是根据示例性实施方案的包括照相机装置和挡风玻璃安装支架的设备的透视后视图；并且
图6是根据另一个示例性实施方案的包括照相机装置的设备的顶部透视图。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开、或其应用或用途。
现在参考附图，图1示出了根据示例性实施方案的安装在机动车辆14的挡风玻璃12后侧上的设备10。如图所示，设备10安装在挡风玻璃12的上部中间部分的后侧上，正好位于后视镜16的前方。设备10被配置为将照相机装置18承载于适当位置，以在车辆行驶方向(例如，前向方向17)上收集数据。在一个示例中，照相机装置18在行驶的同时收集前方道路环境的图像，并将图像信号提供给图像处理单元19，该图像处理单元将图像信号转换为可供用于驾驶支持的一个或多个其他器件和/或控制单元使用的各种前向数据诸如距离数据等。
在示例性实施方案中，照相机装置18被配置为具有一对照相机，即第一照相机20和第二照相机22的立体照相机装置。照相机20和22彼此侧向间隔开并且被支撑在预定位置，例如大致面向前向方向17。
还参见图2至图3，照相机20和22具有基本上平行的对应光学中心线24和26。如本文所用，术语“基本上”被理解为意指被引用的特定部件、组件和/或物品的常规制造和/或操作容差。照相机20和22分别布置在机动车辆14的左侧(例如，驾驶员侧)和右侧(例如，乘客侧)附近。
在示例性实施方案中，设备10包括承载并保持照相机装置18的照相机外壳28。如将在下面进一步详细讨论的那样，照相机外壳28被直接附接到安装在挡风玻璃12上或附近的挡风玻璃支架30。
参见图2，照相机外壳28包括主体32，其将照相机装置18支撑在预定位置。主体32包括上部面板34和下部面板36，下部面板例如使用紧固件37(也参见图5)沿周边边缘部分38联接到上部面板34。上部面板34和下部面板36一起将主体32限定为壁式围护结构，其具有内部容积40，用于存放照相机装置18的至少一部分以及任何相关联的布线、一根或多根电气总线、一个或多个电气互连件和/或其他相关联的器件或外围设备，用于实现照相机装置18的操作和/或照相机装置18与图像处理单元19(图1所示)之间的通信。
在所示实施方案中，主体32的壁式围护结构具有大致L形的结构，该结构具有大致水平的基部42和大致竖直的壁结构44，该结构从大致水平的基部42竖直地延伸并且将照相机装置18保持在预定位置。具体地讲，大致竖直的壁结构44具有承载照相机20的左侧部分46(例如，驾驶员侧)和承载照相机22的右侧部分48(例如，乘客侧)。
设置在照相机20和22之间以及大致竖直的壁结构44的对应左侧部分46和右侧部分48之间的是多个加强肋50，其在沿大致后向方向52上升的倾斜度下竖直延伸。在下面进一步详述的其他优点中，加强肋50有助于为照相机外壳28的壁式围护结构提供另外的刚性，以便于保持照相机装置18稳定，进而便于维持照相机20和22的光学中心线24和26之间的平行性。另外，照相机外壳28可由具有高刚度和高导热系数的材料形成，诸如铝合金，以有助于即使在设备10暴露于温度变化时，也能保持照相机装置18稳定并且维持照相机20和22之间的尺寸关系，从而进一步改善光学中心线24和26之间的平行性维持。
在示例性实施方案中，照相机外壳28还包括用于将主体32直接联接到挡风玻璃支架30(图3至图5中示出)以安装在机动车辆14上的3-附接特征结构装置54(图1中示出)。具体地讲，3-附接特征结构装置54包括附接特征结构56(例如，前向附接特征结构)和附接特征结构58和60(例如，后部附接特征结构)。如图所示，附接特征结构56大致设置在照相机装置18的前方，其从主体32的水平基部42的前向边缘处(例如，在前向边缘的中间部分处或其附近)大致沿前向方向17延伸。附接特征结构58和60大致设置在照相机装置18的后方，其沿大致横向于前向方向17的一个或多个方向延伸。在该示例中，进一步延伸的加强肋70、72、74、76延伸超过它们的相邻加强肋50，并且联接到附接特征结构58和60的端部以及大致在主体32之上的照相机20和22的内侧处联接到主体32。另选地，附接特征结构58和60可独立地具有开口端，例如，其中进一步延伸的加强肋70或72中的仅一个联接到附接特征结构58的一个端部并且/或者进一步延伸的加强肋74或76中的仅一个联接到附接特征结构60的一个端部。
在一个示例性实施方案中，附接特征结构56、58和60各自被配置为正特征结构，诸如具有沿其相应的纵向中心线62、64或66(例如，中心纵向轴线)延伸的大致细长圆柱形状的销。如图所示，附接特征结构58和60对准，使得它们的对应纵向中心线64和66也对准以形成大致横向于前向方向17的共同中心线68(例如，共同的后中心线)。在一个实施方案中，纵向中心线62、64和66基本上共面。在另一个实施方案中，纵向中心线62在附接特征结构58和60之间的中点78附近与共同中心线68相交。在又一个实施方案中，纵向中心线72垂直于共同中心线68。例如，附接特征结构58(例如，销)和附接特征结构60(例如，销)可从附接特征结构56(例如，销)基本上等距地间隔开，使得纵向中心线62在中点78处或其附近垂直于共同中心线68并且与之相交。
参见图2至图5，在示例性实施方案中，照相机外壳28经由3-附接特征结构装置54直接附接到挡风玻璃支架30。具体地讲，挡风玻璃支架30具有用于安装到挡风玻璃12(在图1中示出)的顶表面86和与顶表面86相对的底表面88。挡风玻璃支架30包括限定开口82的外板80和设置在开口82中的可调节板84。挡风玻璃支架30被配置为使得可直接安装在挡风玻璃12上的可调节板84的顶表面86可被调节为与外板80的顶表面86基本上共面或不共面(例如，与之倾斜)，以根据需要相对于挡风玻璃12调节照相机外壳28的位置。
在外板80的底表面88上或与其相邻的是3-附接特征结构接收装置90，其捕获用于将照相机外壳28联接到挡风玻璃支架30的3-附接特征结构装置54。具体地讲，3-附接特征结构接收装置90包括附接接收特征结构92、94和96，这些特征结构沿外板80的底表面88定位，并且分别被配置为接收并保持附接特征结构56、58和60。在一个示例中，附接接收特征结构92沿外板80的前向部分98定位，并且附接接收特征结构94和96沿外板80的后向部分100侧向对准并定位。
在一个示例性实施方案中，附接接收特征结构92、94和96各自都被配置为夹具，其具有形成于其中的凹槽102，该凹槽与形成在外板84的底表面88中或附近的相对凹槽104对准，以接收对应的附接特征结构56、58或60(例如，正特征结构或销)。另外，附接接收特征结构92、94和96中的每个都可包括紧固件106，其用于将附接接收特征结构92、94或96附接到外板80，并且由此当附接特征结构56、58或60定位在凹槽102和104中时将夹紧力施加到对应的附接特征结构56、58或60。另选地，附接接收特征结构92、94和/或96以及对应的附接特征结构56、58和/或60可协同配置，使得附接特征结构56、58和/或60卡扣配合到或以其他方式联接到附接接收特征结构92、94和/或96，而不使用任何紧固件106。
在示例性实施方案中，当照相机外壳28被直接附接到挡风玻璃支架30时，附接接收特征结构92、凹槽102和104以及附接特征结构56协同，使得基本上防止附接特征结构56上下和左右相对运动(例如，横向于前向方向17和后向方向52的相对运动)，同时允许附接特征结构56和挡风玻璃支架30之间有限的前后相对运动(例如，沿前向方向17和后向方向52的相对运动)。类似地，附接接收特征结构94和96、凹槽102和104以及附接特征结构58和60协同，使得基本上防止附接特征结构58和60上下和前后的相对运动，同时允许挡风玻璃支架30和相应的附接特征结构58和60之间有限的左右相对运动。在另一个示例性实施方案中，当照相机外壳28直接附接到挡风玻璃支架30时，附接特征结构56可绕(例如，围绕)轴线62旋转，同时防止或限制左右相对运动，而后部附接特征结构58和60防止绕轴线62旋转，并进一步防止或限制前后相对运动。
在一个示例中，基本上防止了附接特征结构56的上下和左右相对运动，同时允许附接特征结构56和挡风玻璃支架30之间距离约为+/-5mm或更小(例如约+/-2mm)的有限前后相对运动。在另一个示例中，基本上防止了附接特征结构58和60的上下和前后相对运动，同时允许挡风玻璃支架30和相应附接特征结构58和60之间距离约为+/-5mm或更小(例如约+/-2mm)的有限的左右相对运动。
有利的是，已经发现，通过允许附接特征结构56和挡风玻璃支架30之间有限的前后相对运动以及挡风玻璃支架30和相应附接特征结构58和60之间有限的左右相对运动，基本上维持了照相机20和22之间的尺寸关系，因为照相机外壳28可随变化的温度而膨胀或收缩，而不会积聚明显的应力(例如，反作用力)并变形。在示例性实施方案中，即使当设备10暴露于温度变化时，这也有助于维持照相机20和22的光学中心线24和26之间的平行性(例如，立体校准)。
具体地讲，设备10的温度可由于气候和/或照相机的温度和/或汽车内部的温度而变化。在一个示例性实施方案中，3-附接特征结构装置54相对于其他多附接特征结构装置例如4销-附接特征结构装置等的优点在于，3-附接特征结构装置54中的每个附接特征结构与挡风玻璃支架30紧密接触(例如，具有一个或多个紧密容差)，而4销-附接特征结构装置或更多销附接特征结构装置可具有未完全联接到挡风玻璃支架30的一个或多个销-附接特征结构。在另一个示例性实施方案中，有利的是，当3-附接特征结构装置54附接或卡扣配合到挡风玻璃支架30时，销和附接特征结构之间的一个或多个容差允许在每条给定轴线上的一些相对运动，因此允许该组件具有膨胀和/或收缩的一定自由度，而不会积聚明显的应力，同时在一定温度范围内保持照相机之间的适当校准，而如果这些附接特征结构刚性地连接，则照相机外壳28可因温度变化而变形，从而导致照相机的错误校准(例如，未对准)。另外，在示例性实施方案中，3-附接特征结构装置54允许简易且牢固地附接到机动车辆14(例如，挡风玻璃12和/或挡风玻璃支架30)。
参见图6，根据本文描述的示例性实施方案，前向附接特征结构56和后部附接特征结构58和60可被重新配置以适应各种机动车辆的设计和造型。例如并且如图所示，后部附接特征结构58和60可定位在照相机装置18的外侧，其从照相机外壳28的主体32的左侧部分46和右侧部分48直接侧向延伸。另外，例如，下屏蔽件200可附接到邻近照相机装置18的观察窗的主体32，例如，以有助于防止或减少眩光和/或光反射。另选配置也是可能的，并且在本文描述的示例性实施方案的范围内。
如本领域技术人员将容易理解的那样，以上描述意图作为本发明原理的具体实施的说明。该描述并不意图限制本发明的范围或应用，因为在不脱离如以下权利要求中所限定的本发明的实质的情况下，本发明易于修改、改变和变化。

Claims (15)

1.一种用于在机动车辆上安装照相机装置的设备，所述设备包括：
照相机外壳，包括：
主体，所述主体被配置用于将所述照相机装置保持在预定位置；和
3-附接特征结构装置，所述3-附接特征结构装置联接到所述主体并且被配置用于将所述主体安装到所述机动车辆，其中所述3-附接特征结构装置包括：
具有第一纵向中心线的第一附接特征结构；
具有第二纵向中心线的第二附接特征结构；和
具有第三纵向中心线的第三附接特征结构，其中所述第二纵向中心线和所述第三纵向中心线对准以限定共同中心线，并且所述第一纵向中心线在所述第二附接特征结构和所述第三附接特征结构之间的中点附近与所述共同中心线相交。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一纵向中心线垂直于所述共同中心线。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一附接特征结构沿所述第一纵向中心线大致在前向方向上延伸。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述第二附接特征结构和所述第三附接特征结构沿大致横向于所述前向方向的所述共同中心线延伸。
5.根据权利要求1所述的设备，还包括被配置为包括第一照相机和第二照相机的立体照相机装置的所述照相机装置，并且其中所述照相机外壳的所述主体保持将所述第一照相机从所述第二照相机侧向间隔开。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第二附接特征结构和所述第三附接特征结构大致设置在所述第一照相机和所述第二照相机的内侧。
7.根据权利要求1所述的设备，还包括安装在所述机动车辆的挡风玻璃上或附近的挡风玻璃支架，并且其中所述3-附接特征结构装置附接到所述挡风玻璃支架。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述3-附接特征结构装置附接到所述挡风玻璃支架，使得所述第一附接特征结构基本防止上下和左右相对运动，同时允许所述第一附接特征结构和所述挡风玻璃支架之间具有有限的前后相对运动，并且所述第二后部前向附接特征结构和所述第三后部前向附接特征结构基本防止上下和前后相对运动，同时允许所述挡风玻璃支架和所述第二附接特征结构和所述第三附接特征结构之间分别具有有限的左右相对运动。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述3-附接特征结构装置附接到所述挡风玻璃支架，使得所述第一附接特征结构允许所述第一附接特征结构和所述挡风玻璃支架之间具有距离约为+/-2mm的有限的前后相对运动。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述3-附接特征结构装置附接到所述挡风玻璃支架，使得所述第二附接特征结构和所述第三附接特征结构允许所述挡风玻璃支架与所述第二附接特征结构和所述第三附接特征结构之间分别具有距离约为+/-2mm的有限的左右相对运动距离。
11.一种用于在机动车辆上安装照相机装置的设备，所述设备包括：
所述照相机装置被配置为包括第一照相机和第二照相机的立体照相机装置；并且
照相机外壳，包括：
主体，所述主体保持将所述第一照相机从所述第二照相机侧向间隔开；和
3-附接特征结构装置，所述3-附接特征结构装置联接到所述主体并且被配置用于将所述主体安装到所述机动车辆，其中所述3-附接特征结构装置包括：
具有第一纵向中心线的第一前向附接特征结构；
具有第二纵向中心线的第二后部附接特征结构；和
具有第三纵向中心线的第三后部附接特征结构，其中所述第一纵向中心线、所述第二纵向中心线和所述第三纵向中心线基本上共面，并且所述第二后部附接特征结构和所述第三后部附接特征结构大致设置在所述第一照相机和所述第二照相机的内侧。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述第一前向附接特征结构大致设置在所述立体照相机装置的前方。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述第二后部附接特征结构和所述第三后部附接特征结构大致设置在所述立体照相机装置的后方。
14.根据权利要求11所述的设备，其中所述第二纵向中心线和所述第三纵向中心线对准以限定共同的后中心线。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一纵向中心线在所述第二后部附接特征结构和所述第三后部附接特征结构之间的中点附近与所述共同后中心线相交。
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