CN108761422A - 传感器装置 - Google Patents

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Abstract

一种传感器装置包括壳体、附接到壳体的激光雷达传感器、以及可释放地连接到壳体的窗口。窗口可以是圆柱形的。壳体可以是第一壳体，并且传感器装置可以包括第二壳体。窗口可以可释放地连接到第二壳体。

Description

传感器装置
技术领域
本文件大体涉及机动车辆领域，并且更具体地，涉及传感器装置。
背景技术
自主车辆包括各种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态，例如车轮速度、车轮定向、以及发动机和传动变量。一些传感器检测车辆的位置或定向，例如全球定位系统(global positioning system，GPS)传感器；例如压电或微机电系统(piezo-electric ormicroelectromechanical system，MEMS)的加速度计；例如速率陀螺仪、环形镭射陀螺仪、或光纤陀螺仪的陀螺仪；惯性测量单元(inertial measurements unit，IMU)；和磁力计。一些传感器检测外界，例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(激光雷达(LIDAR))设备、以及图像处理传感器(例如摄像机)。激光雷达设备通过发射激光脉冲并且测量脉冲行进到物体和返回的飞行时间来检测到物体的距离。一些传感器是通信设备，例如车辆到基础设施(vehicle-to-infrastructur，V2I)或车辆到车辆(vehicle-to-vehicle，V2V)设备。
发明内容
根据本发明，提供一种传感器装置，包括：
壳体；
附接到壳体的激光雷达传感器；和
可释放地连接到壳体的窗口。
根据本发明的一个实施例，窗口是圆柱形的。
根据本发明的一个实施例，壳体是第一壳体，传感器装置还包括第二壳体，其中窗口可释放地连接到第二壳体。
根据本发明的一个实施例，窗口被压在第一壳体与第二壳体之间。
根据本发明的一个实施例，窗口从可释放地连接到第一壳体的第一端延伸到可释放地连接到第二壳体的第二端，第一端包括可与第一壳体接合的第一边缘，并且第二端包括可与第二壳体接合的第二边缘。
根据本发明的一个实施例，第二壳体连接到第一壳体，并且可相对于第一壳体移动。
根据本发明的一个实施例，窗口限定轴线，并且第二壳体能够相对于第一壳体沿轴线调节。
根据本发明的一个实施例，窗口从可释放地连接到第一壳体的第一端延伸到可释放地连接到第二壳体的第二端，第一端包括可与第一壳体接合的第一螺纹，并且第二端包括可与第二壳体接合的第二螺纹。
根据本发明的一个实施例，窗口限定轴线，第一螺纹包括以与轴线成恒定的第一半径而围绕轴线的螺旋形状，并且第二螺纹包括以与轴线成恒定的第二半径而围绕轴线的螺旋形状。
根据本发明的一个实施例，窗口和第一壳体中的一个包括突片，并且窗口和第一壳体中的另一个包括接收夹，并且突片包括与接收夹接合的锁定位置和与接收夹脱开的解锁位置。
根据本发明的一个实施例，突片是第一突片并且接收夹是第一接收夹，并且窗口和第二壳体中的一个包括第二突片，并且窗口和第二壳体中的另一个包括第二接收夹，并且第二突片包括与第二接收夹接合的锁定位置和与第二接收夹脱开的解锁位置。
根据本发明的一个实施例，每个突片包括钩部，并且每个接收夹包括卡扣，并且当突片处于锁定位置时，钩部抵靠卡扣。
根据本发明的一个实施例，第一壳体和第二壳体是圆柱形的。
根据本发明的一个实施例，窗口的直径大体等于第一壳体的直径和第二壳体的直径。
根据本发明的一个实施例，窗口包括疏水化表面处理。
根据本发明的一个实施例，传感器装置还包括车身，其中壳体安装至车身。
根据本发明，提供一种车辆，包括：
车身；
安装到车身上的壳体；
附接到壳体的激光雷达传感器；和
可释放地连接到壳体的窗口。
根据本发明的一个实施例，车身包括A柱，车辆还包括从A柱延伸到壳体的臂。
根据本发明的一个实施例，窗口是圆柱形的。
根据本发明的一个实施例，壳体是第一壳体，车辆还包括第二壳体，其中窗口可释放地连接到第二壳体。
附图说明
图1是示例车辆的透视图；
图2是车辆的俯视图；
图3是车辆的传感器装置的透视图；
图4是传感器装置的第一示例的分解图；
图5是传感器装置的第一示例的一部分的横截面图；
图6是传感器装置的第二示例的分解图；
图7是传感器装置的第三示例的分解图；
图8是传感器装置的第三示例的一部分的横截面图。
具体实施方式
一种传感器装置包括壳体、附接到壳体的激光雷达传感器、以及可释放地连接到壳体的窗口。
窗口可以是圆柱形的。壳体可以是第一壳体，并且传感器装置可以包括第二壳体。窗口可以可释放地连接到第二壳体。在一个示例中，窗口可以被压在第一壳体和第二壳体之间。窗口可以从可释放地连接到第一壳体的第一端延伸到可释放地连接到第二壳体的第二端。第一端可包括可与第一壳体接合的第一边缘，并且第二端可包括可与第二壳体接合的第二边缘。第二壳体可以连接到第一壳体并且可以相对于第一壳体移动。窗口可以限定轴线，并且第二壳体可以相对于第一壳体沿轴线调节。
在另一个示例中，窗口可以从可释放地连接到第一壳体的第一端和可释放地连接到第二壳体的第二端延伸。第一端可以包括可与第一壳体接合的第一螺纹，并且第二端可以包括可与第二壳体接合的第二螺纹。窗口可以限定轴线。第一螺纹可以包括以与轴线成恒定的第一半径而围绕轴线的螺旋形状，并且第二螺纹可以包括以与轴线成恒定的第二半径而围绕轴线的螺旋形状。
窗口可以是圆柱形的。壳体可以是第一壳体，并且传感器装置可以包括第二壳体。窗口可以可释放地连接到第二壳体。窗口和第一壳体中的一个可以包括突片，并且窗口和第一壳体中的另一个可以包括接收夹。突片可以包括与接收夹接合的锁定位置和与接收夹脱开的解锁位置。突片可以是第一突片，并且接收夹可以是第一接收夹。窗口和第二壳体中的一个可以包括第二突片，并且窗口和第二壳体中的另一个可以包括第二接收夹。第二突片可以包括与第二接收夹接合的锁定位置和与第二接收夹脱离的解锁位置。每个突片包括钩部，并且每个接收夹包括卡扣。当突片处于锁定位置时，钩部可抵靠在卡扣上。
窗口可以是圆柱形的。壳体可以是第一壳体，并且传感器装置可以包括第二壳体。窗口可以可释放地连接到第二壳体。第一和第二壳体可以是圆柱形的。窗口的直径可以大体等于第一壳体的直径和第二壳体的直径。
窗口可以包括疏水化表面处理。
传感器装置可以包括车身，并且壳体可以安装到车身。
一种车辆包括车身、安装到车身的壳体、附接到壳体的激光雷达传感器、以及可释放地连接到壳体的窗口。
车身可以包括A柱，并且传感器装置可以包括从A柱延伸到壳体的臂。窗口可以是圆柱形的。壳体可以是第一壳体，并且车辆可以包括第二壳体。窗口可以可释放地连接到第二壳体。
传感器装置可以暴露于可能是很恶劣的外部环境。例如，传感器装置可能经历冰雹、灰尘、道路碎片的冲击、广泛的阳光照射等。传感器装置允许在不需要更换传感器装置的其它部件的情况下更换窗口。传感器装置的其它部件(例如传感器本身)可能比窗口贵得多。允许容易地更换窗口可以降低包含传感器装置的车辆的持有成本。
参考图1和图2，车辆30的车身32可以包括A柱34、B柱36、C柱38、和车顶梁40。A柱34可以在挡风玻璃42和车窗44之间延伸，并且A柱34从挡风玻璃42底部的底端46延伸到挡风玻璃42顶部的顶端48。B柱36可以在靠近车门50的车窗44之间延伸。C柱38可以在车窗44和后窗玻璃52之间延伸。如果车辆30是例如越野车(sport utility vehicle，SUV)、跨界车、小型厢式货车、或旅行轿车，则车身32还可以包括D柱(未示出)，在这种情况下，C柱38在后车门50的车窗44与左后和右后车窗44之间延伸，并且D柱在左后和右后车窗44与后车窗玻璃52之间延伸。车顶梁40沿车窗44从A柱34延伸到B柱36，还延伸到C柱38。
挡风玻璃42和车窗44可以由任何合适的耐久透明材料形成，包括玻璃(例如层压钢化玻璃)或塑料(例如有机玻璃或聚碳酸酯)。挡风玻璃42位于A柱34附近。
车辆30可以包括外后视镜(side-view mirrors)54。外后视镜54可以位于前车门50上，或位于车身32上靠近挡风玻璃42的底部。外后视镜54对于人类驾驶员而言可以是透过车窗44可见的，并且向驾驶员提供来自车辆后方的反射视野。
继续参考图1和图2，臂56从车辆30的柱34、36、38中的一个(例如A柱34)延伸到传感器总成58。臂56可以位于A柱34的端46、48之间，即与挡风玻璃42的底部和挡风玻璃42的顶部分隔(即与底端46和顶端48分隔)。臂56可以附接到传感器总成58的第一壳体60的底表面62。(本文件通篇将形容词“第一”和“第二”作为标识符使用，并不旨在表示重要性或顺序。)臂56可以具有管状或其它中空形状，即存在可以延伸穿过臂56的空腔。空腔可以在屏蔽外部环境的同时，允许线缆、管等通过臂56。
参考图3，传感器总成58通常包括第一壳体60、传感器64、窗口66、和第二壳体68。传感器总成58可以是具有顶表面70、底表面62、和侧表面72的圆柱形状。顶表面70朝上，即车辆上方方向，底表面62朝下，即车辆下方方向。传感器总成58的圆柱形状限定穿过传感器总成58的中心延伸的轴线A。轴线A相对于车辆30竖直定向。侧表面72径向背离轴线A。侧表面72包括在第一壳体60上的第一侧表面78、窗口66的外表面76、以及在第二壳体68上的第二侧表面74。
参考图1和图2，传感器总成58附连到或安装到车身32。例如，臂56可以从车身32延伸并支撑第一壳体60。外后视镜54可以位于传感器总成58的下方(即从传感器总成58向车辆的下方方向)，并且每个底表面62可以面对相应的外后视镜54。
参考图3、4、6、和7，第一壳体60可以包括底表面62和第一侧表面78。第一壳体60可以是圆柱形的；例如，底表面62可以是平坦的和圆形的，并且第一侧表面78可以从底表面62的圆周垂直于底表面62延伸。第一壳体60可以支撑传感器64。
传感器64附接到第一壳体60。传感器64可以设计为检测外界的特征；例如，传感器64可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(激光雷达)设备、或例如摄像机的图像处理传感器。特别地，传感器64可以是激光雷达传感器。激光雷达传感器通过发射激光脉冲并且测量脉冲行进到物体和返回的飞行时间来检测到物体的距离。激光脉冲的波长可以是大约905纳米。
窗口66可以是圆柱形的并且可以限定轴线A。窗口66围绕轴线A延伸。窗口66可以完全地(即360°)围绕轴线A延伸、或部分地绕轴线A延伸。窗口66沿轴线A从第一端80延伸到第二端82。第一端80可以接触底表面62、或者可以与底表面62分隔开并接触第一侧表面78。第二端82可以接触顶表面70、或者可以与顶表面70分隔开并接触第二侧表面74。窗口66具有直径。窗口66的直径可以大体等于第一壳体60的直径和/或第二壳体68的直径；换句话说，窗口66可以与侧表面72齐平或大体齐平。“大体相等”和“大体齐平”意味着窗口66的直径处于第一壳体60或第二壳体68的直径的±5％以内。
相对于传感器64能够检测的任何现象(例如红外辐射、可见光等等)，窗口66中的至少一部分是透明的。例如，如果传感器64是激光雷达传感器，则窗口66相对于波长大约905纳米的光是透明的。窗口66可以由例如玻璃(诸如层压钢化玻璃)或塑料(诸如聚碳酸酯或丙烯酸树脂)形成。
窗口66可以包括在外表面76上的表面处理。表面处理可以是疏水涂层，即对水的防护涂层。表面处理可以是一种全疏(omniphobic)涂层，即对水和油性液体的防护涂层。表面处理可以是超亲水涂层，即对水有吸引力，使得水在处理表面上的接触角小于10°的涂层。
继续参考图3、4、6、和7，第二壳体68可以包括顶表面70和第二侧表面74。第二壳体68可以是圆柱形的；例如，顶表面70可以是平坦的和圆形的，并且第二侧表面74可以从顶表面70的圆周垂直于顶表面70延伸。
窗口66可释放地连接到第一壳体60并且可释放地连接到第二壳体68。第一端80可以可释放地连接到第一壳体60，并且第二端82可以可释放地连接到第二壳体68。“可释放地连接”意味着两个部件机械地(不使用粘合剂地)附接，因此附接是可逆的(即以操作员可以在不损坏部件的情况下撤销附接的方式)。
参考图4和5，对于传感器总成58的第一示例，窗口66通过被压在第一壳体60和第二壳体68之间从而可释放地连接到第一壳体60和第二壳体68。
第二壳体68连接到第一壳体60并且可相对于第一壳体60移动。例如，一个或多个螺栓84可以穿过第二壳体68中的对应的螺栓孔86并且拧入第一壳体60中的螺纹孔88中。拧紧螺栓84将第一壳体60和第二壳体68彼此推向彼此，并且松开螺栓84将壳体60、68彼此移开。螺栓84可以平行于轴线A定向，并且第二壳体68可以沿着轴线A相对于第一壳体60而调节。
窗口66可以被压在第一壳体60和第二壳体68之间。“被压”意味着第一壳体60和第二壳体68在窗口66的端80、82上施加相反的(即朝向彼此)压力。当第一壳体60和第二壳体68与窗口66接触时，拧紧螺栓84增加了施加在窗口66上的压力。
参考图5，替代压窗口66或除压窗口66之外，第一端80可以包括可与第一壳体60接合的第一边缘90，并且第二端82可以包括可与第二壳体68接合的第二边缘92。边缘90、92可以围绕相应端80、82的圆周延伸。壳体60、68可以包括可与边缘90、92接合的第一和第二壳体边缘94、96。第一壳体边缘94的外径可以大体等于第一边缘90的内径，反之亦然。第二壳体边缘96的外径可以大体等于第二边缘92的内径，反之亦然。“大体等于”意味着，窗口66在接合时不会明显地相对于第一或第二壳体60、68正交于轴线A移动。
参考图6，对于传感器总成58的第二示例，窗口66通过与第一壳体60和第二壳体68螺纹接合而可释放地连接到第一壳体60和第二壳体68。
该示例中的窗口66的第一端80包括可与第一壳体60接合的第一螺纹98，并且窗口66的第二端82可包括可与第二壳体68接合的第二螺纹100。第一螺纹98可以包括以与轴线A成恒定的第一半径而围绕轴线A的螺旋形状，并且第二螺纹100可以包括以与轴线A成恒定的第二半径而围绕轴线A的螺旋形状。第一半径和第二半径可以相同，如图6所示。第一壳体60包括第一匹配螺纹102，并且第二壳体68可以包括第二匹配螺纹104。第一螺纹98可以匹配第一匹配螺纹102，并且第二螺纹100可以匹配第二匹配螺纹104。相对于第一壳体60旋转窗口66或相反，可以根据第一螺纹98的螺旋形状和旋转方向来使窗口66和第一壳体60靠拢或分开。相对于第二壳体68旋转窗口66或相反，可以根据第二螺纹100的螺旋形状和旋转方向来使窗口66和第二壳体68靠拢或分开。窗口66的第一和第二端80、82可以是对称的；也就是说，当相对于轴线A转向时，窗口66可以具有相同的形状。
参考图7和8，对于传感器总成58的第三示例，窗口66通过突片106、108可释放地连接到第一和第二壳体60、68。
窗口66和第一壳体60中的一个包括第一突片106，并且窗口66和第二壳体68中的一个包括第二突片108。例如，如图7所示，第一壳体60可以包括第一突片106，并且第二壳体68可以包括第二突片108。可存在多个第一突片106和/或多个第二突片108。每个突片106、108包括钩部110和延伸部112。延伸部112从相应的壳体朝向窗口66延伸，反之亦然。延伸部112可以是柔性的，即能够充分弯曲以使钩部110弹性地(即不经历塑性变形地)锁定(如下所述)。钩部110可以横向于延伸部112延伸。钩部110可以包括相对于延伸部112或相对于轴线A而垂直地或成锐角地延伸的钩面114。
窗口66和第一壳体60中的另一个包括第一接收夹116，并且窗口66和第二壳体68中的另一个包括第二接收夹118。每个接收夹116、118包括定位为在突片锁定时接合钩面114的表面的卡扣120。卡扣120可以延伸到窗口66或相应的壳体60、68中，或从窗口66或相应的壳体60、68延伸。卡扣120可以垂直于或横向于轴线A延伸。
每个第一突片106和第二突片108可以处于与接收夹接合的锁定位置，或者可以处于与接收夹脱开的解锁位置。当突片106、108处于锁定位置时，钩部110抵靠在卡扣120上；具体而言，钩面114抵靠在卡扣120上。当突片106、108从解锁位置移动到锁定位置时，窗口66可以朝向第一或第二壳体60、68移动，延伸部112弯曲，同时钩部110移动经过卡扣120，并且然后一旦钩部110通过卡扣120，延伸部112就将钩部110卡入锁定位置。除非操作员弯曲延伸部112，否则抵靠在卡扣120上的钩面114防止窗口66和壳体60、68移动分开。
本公开已经以说明性方式进行了描述，并且应当理解已经使用的术语意图在本质上是描述性的而不是限制性的词语。根据上述教导，可以对本公开进行许多修改和变化，并且本公开可以以不同于具体描述的方式实施。

Claims (16)

1.一种传感器装置，包括：
壳体；
附接到所述壳体的激光雷达传感器；和
可释放地连接到所述壳体的窗口。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述窗口是圆柱形的。
3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中所述壳体是第一壳体，所述传感器装置还包括第二壳体，其中所述窗口可释放地连接到所述第二壳体。
4.根据权利要求3所述的传感器装置，其中所述窗口被压在所述第一壳体与所述第二壳体之间。
5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中所述窗口从可释放地连接到所述第一壳体的第一端延伸到可释放地连接到所述第二壳体的第二端，所述第一端包括可与所述第一壳体接合的第一边缘，并且所述第二端包括可与第二壳体接合的第二边缘。
6.根据权利要求4所述的传感器装置，其中所述第二壳体连接到所述第一壳体，并且可相对于所述第一壳体移动。
7.根据权利要求6所述的传感器装置，其中所述窗口限定轴线，并且所述第二壳体能够相对于所述第一壳体沿所述轴线调节。
8.根据权利要求3所述的传感器装置，其中所述窗口从可释放地连接到所述第一壳体的第一端延伸到可释放地连接到所述第二壳体的第二端，所述第一端包括可与所述第一壳体接合的第一螺纹，并且所述第二端包括可与所述第二壳体接合的第二螺纹。
9.根据权利要求8所述的传感器装置，其中所述窗口限定轴线，所述第一螺纹包括以与所述轴线成恒定的第一半径而围绕所述轴线的螺旋形状，并且所述第二螺纹包括以与所述轴线成恒定的第二半径而围绕所述轴线的螺旋形状。
10.根据权利要求3所述的传感器装置，其中所述窗口和所述第一壳体中的一个包括突片，并且所述窗口和所述第一壳体中的另一个包括接收夹，并且所述突片包括与所述接收夹接合的锁定位置和与所述接收夹脱开的解锁位置。
11.根据权利要求10所述的传感器装置，其中所述突片是第一突片并且所述接收夹是第一接收夹，并且所述窗口和所述第二壳体中的一个包括第二突片，并且所述窗口和所述第二壳体中的另一个包括第二接收夹，并且所述第二突片包括与所述第二接收夹接合的锁定位置和与所述第二接收夹脱开的解锁位置。
12.根据权利要求11所述的传感器装置，其中每个所述突片包括钩部，并且每个所述接收夹包括卡扣，并且所述钩部在所述突片处于所述锁定位置时抵靠所述卡扣。
13.根据权利要求3所述的传感器装置，其中所述第一壳体和所述第二壳体是圆柱形的。
14.根据权利要求13所述的传感器装置，其中所述窗口的直径大体等于所述第一壳体的直径和所述第二壳体的直径。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的传感器装置，还包括车身，其中所述壳体安装至所述车身。
16.一种车辆，包括：
车身；
安装到所述车身上的壳体；
附接到所述壳体的激光雷达传感器；和
可释放地连接到所述壳体的窗口。
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