CN108791066B - 用于传感器透镜的自动清洁的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
公开一种用于监控和评估车辆传感器的传感器透镜上的不规则性的方法和系统。方法的一个实施例包括如下步骤：为车辆提供致动器和控制器，该致动器配置成移动传感器透镜，且该控制器与致动器电通信，从至少一个传感器接收与车辆环境的至少一个特征相对应的传感器数据，评估传感器数据以确定传感器数据是否指示至少一个传感器的传感器透镜上的不规则性，分类该不规则性，将与分类的不规则性相对应的不规则性数据存储在非瞬态计算机可读数据介质中，以及响应于分类的不规则性，自动地控制致动器，以将传感器透镜从第一位置移动至第二位置。
Description
背景技术
本发明总体涉及车辆传感器的领域，且更确切地说涉及用于车辆传感器的可移动透镜和清洁系统。
现代车辆的操作变得更为自动化，即能够在越来越少的驾驶员干预下提供驾驶控制。车辆自动已分类成范围从零到五的数值等级，零对应于在在完全人为控制情况下的无自动化，五对应于在不具有人为控制的情况下的全自动化。诸如巡航控制、自适应巡航控制以及停车辅助系统之类的各种自动化驾驶员辅助系统对应于较低的自动等级，而完全“无人驾驶”车辆对应于较高的自动等级。
自主车辆装配有多个传感器，以提供关于周围环境的信息。通常在自主车辆上发现的传感器包括激光雷达(LIDAR)传感器、雷达(RADAR)以及光学照相机。在操作期间，对于传感器的透镜会产生碎屑或损伤。损伤或碎屑会影响传感器的视域，且由此影响自主驾驶系统的性能。
发明内容
根据本发明的实施例提供多个优点。例如，根据本发明的实施例缓解损伤或碎屑对车辆传感器的透镜的影响，该车辆传感器例如但不限于激光雷达传感器或光学传感器。附加地，根据本发明的实施例包括传感器透镜，该传感器透镜至少部分地定位在传感器的视域中。传感器透镜能从第一位置移动至第二位置，以使得在第一位置中，传感器透镜的第一区域定位在传感器的视域中，而在第二位置中，传感器透镜的第二区域定位在传感器的视域中。在传感器从第一位置移动至第二位置时，透镜清洁系统清洁传感器透镜以移除碎屑。
在一个方面中，公开一种监控并评估车辆的至少一个传感器的传感器透镜上的不规则性的方法。该方法包括如下步骤：为车辆提供致动器和控制器，该致动器配置成移动传感器透镜，且该控制器与致动器电通信；由控制器从至少一个传感器接收传感器数据，该传感器数据与车辆环境的至少一个特征相对应；由控制器评估传感器数据以确定传感器数据是否指示至少一个传感器的传感器透镜上的不规则性；由控制器分类该不规则性；由控制器将与分类的不规则性相对应的不规则性数据存储在非瞬态计算机可读数据介质中；以及响应于分类的不规则性，由控制器自动地控制致动器，以将传感器透镜从第一位置移动至第二位置。
在一些方面中，分类不规则性包括将不规则性分类为传感器透镜上碎屑或者对于传感器透镜的损伤。
在一些方面中，分类不规则性包括将不规则性分类为可移除碎屑、可忽略碎屑、可维修损伤以及可忽略损伤的一个。
在一些方面中，响应于将不规则性分类为可忽略碎屑，该方法进一步包括从非瞬态计算机可读介质中移除在传感器透镜处于第一位置中时获得的存储的传感器数据，其中，在第一位置中，传感器透镜的视域至少部分地被不规则性遮盖。
在一些方面中，响应于将不规则性分类为可忽略损伤，该方法进一步包括由控制器自动地控制致动器，以将传感器透镜从第一位置移动至第二位置，在该第一位置中，不规则性出现在传感器的视域中，而在该第二位置中，不规则性并不出现在传感器的视域中。
在一些方面中，该方法进一步包括：为车辆提供清洁系统，该清洁系统包括透镜清洁器，该透镜清洁器配置成清洁传感器透镜的外表面的至少一部分；以及响应于将不规则性分类为可移除碎屑，由控制器自动地控制致动器，以将传感器透镜从第一位置移动至第二位置，其中，透镜清洁器移动经过传感器透镜的外表面的至少一部分，以将碎屑从传感器透镜移除。
在一些方面中，该方法进一步包括：为车辆提供无线通信系统；以及响应于将不规则性分类为可维修损伤，由控制器产生通知信号并且经由无线通信系统将通知信号发送至远程访问中心，其中，通知信号是针对至少一个传感器的维修通知。
在一些方面中，存储不规则性数据包括存储不规则性在传感器透镜上的位置。
在另一方面中，机动车辆包括至少一个车辆传感器、至少一个传感器透镜清洁系统、至少一个致动器以及控制器，该至少一个车辆传感器包括传感器透镜，该至少一个传感器透镜清洁系统配置成清洁传感器透镜的表面的至少一部分，该至少一个致动器配置成控制至少一个传感器透镜，且该控制器编程有传感器透镜清洁和评估控制系统算法并且配置成基于传感器透镜清洁和评估控制系统算法来通信致动器控制信号。
在一些方面中，至少一个传感器透镜清洁系统包括清洁器主体和末端，其中，该末端沿着至少一个传感器透镜的外表面的至少一部分从传感器透镜的一个端部延伸至传感器透镜的相对端部。
在一些方面中，传感器透镜完全地围绕车辆传感器。
在一些方面中，传感器透镜能绕通过车辆传感器的轴线旋转。
在一些方面中，末端对于传感器透镜的压力在传感器透镜旋转时将不规则性从传感器透镜的外表面移除。
在一些方面中，传感器透镜在车辆传感器的至少一部分前面平移。
在一些方面中，末端对于传感器透镜的压力在传感器透镜平移时将不规则性从传感器透镜的外表面移除。
在又一方面中，车辆传感器的传感器透镜组件包括传感器透镜、至少一个致动器、清洁器主体以及末端，该传感器透镜配置成至少部分地延伸经过车辆传感器的视域，该至少一个致动器配置成控制传感器透镜，且末端连接于该清洁器主体，该末端从传感器透镜的一个端部延伸至传感器透镜的相对端部。响应于由至少一个致动器接收的致动器控制信号，传感器透镜相对于车辆传感器移动，以使得传感器透镜的第一区域从车辆传感器的视域移位，且传感器透镜的第二区域延伸经过车辆传感器的视域。
在一些方面中，至少一个致动器是旋转缸体，该旋转缸体沿第一方向旋转，以使得传感器透镜沿第二和相反方向移动。
在一些方面中，传感器透镜完全地围绕车辆传感器。
在一些方面中，传感器透镜能绕通过车辆传感器的轴线旋转。
在一些方面中，传感器透镜响应于至少一个致动器的旋转而在车辆传感器的至少一部分前面平移，且末端对于传感器透镜的压力在传感器透镜平移时将不规则性从传感器透镜的外表面移除。
附图说明
本发明将结合附图进行描述，其中，类似的附图标记指代类似的元件。
图1是根据一实施例的包括装配有传感器的车辆的通信系统的示意图。
图2是根据一实施例的来自传感器的视角的示意图，以说明传感器透镜上的若干损害物。
图3A是根据一实施例的具有铰链式传感器透镜的传感器的俯视图的示意图。
图3B是图3A所示传感器和透镜的侧向立体图的示意图。
图4是根据另一实施例的具有铰链式传感器透镜的传感器的俯视图的示意图。
图5是根据另一实施例的具有铰链式传感器透镜的传感器的俯视图的示意图。
图6是根据一实施例的用于车辆的控制系统的示意框图，该控制系统具有带有铰链式透镜的传感器。
图7是根据一实施例的检测并校正传感器透镜中不规则性的方法的流程图。
结合附图，从以下描述和所附权利要求中，本发明的前述和其它特征会变得更显而易见。理解到这些附图仅仅示出根据本发明的若干实施例并且并不被认为限制其范围，通过使用附图用附加的特点和细节来描述本发明。附图或这里其它地方公开的任何尺寸仅仅用于说明的目的。
具体实施方式
这里描述本发明的各实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅仅是示例且其它实施例能采取各种和替代形式。这些附图并非必须是按比例的；一些特征可放大或缩小，以示出特定部件的细节。因此，这里公开的特定结构和功能细节并不解释为限制，而是仅仅作为用于教示本领域技术人员以各种方式实施本发明的代表性基础。本领域普通技术人员会理解的是，参照任何一个附图说明和描述的各个特征能与一个或多个其它附图中说明的特征组合，以产生并未明确说明或描述的实施例。所说明特征的组合提供针对典型应用的代表性实施例。然而，根据本发明教示的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式会是期望的。
某些术语可在以下描述中仅仅用于参照的目的，并且因此并不旨在有所限制。例如，诸如“上方”和“下方”等术语指代所参照附图中的方向。诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“后部”和“侧部”等术语描述部件或元件的各部分在一致但任意的参照框架内的定向和/或位置，这通过参照描述所讨论的部件或元件的文本和相关联附图而变得清楚。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语可用于描述单独的部件。此种术语可包括上面特别提到的词语、从其派生的词语以及类似含义的词语。
图1示意地说明操作环境，该操作环境包括用于机动车辆12的移动车辆通信和控制系统10。用于车辆12的通信和控制系统10通常包括联网无线装置57，该联网无线装置包括但不限于智能电话、平板电脑或诸如手表之类的可佩带装置、计算机64和远程访问中心78。
如这里所讨论的是，车辆12包括各种传感器26，这些传感器提供信息以辅助车辆12的控制。在一些实施例中，传感器26根据需要包括一个或多个GPS、雷达、激光雷达、光学照相机、热照相机、超声传感器和/或附加的传感器。在恶劣气候驾驶状态中由于传感器的透镜上的冷凝物、沉淀物或碎屑而可能影响激光雷达、雷达、光学照相机或其它传感器的视域或视场。传感器的视域也可能由于传感器的透镜损伤而受影响。这里讨论的传感器清洁方法和系统用于通过清洁并分析传感器的视域来缓解与受影响视域相关联的问题。在一些实施例中，清洁系统包括铰链式传感器保护透镜、集成和可更换擦拭器以及控制系统，该控制系统配置成检测并分类透镜表面中的永久或暂时不规则性，从而允许系统能旋转透镜，来避免任何永久损伤区域并且确定是否需要透镜更换。
图1中示意地示出的车辆12包括推进系统13，该推进系统在各种实施例中可包括内燃机、诸如牵引电机之类的电动机器和/或燃料电池推进系统。车辆12在所说明的实施例中示作乘用汽车，但应意识到的是，也可使用任何其它车辆，包括摩托车、卡车、运动型多功能车辆(SUV)、娱乐车辆(RV)、海洋船只、飞行器等等。
车辆12还包括变速器14，该变速器配置成根据可选择的速度比来将动力从推进系统13传递至多个车辆车轮15。根据各个实施例，变速器14可包括步进比率自动变速器、无级变速器或其它合适的变速器。车辆12附加地包括车轮制动器17，该车轮制动器配置成将制动转矩提供给车辆车轮15。在各种实施例中，车轮制动器17可包括摩擦制动器、诸如电动机器之类的再生制动系统和/或其它合适的制动系统。
车辆12附加地包括转向系统16。虽然出于说明的目的示作包括方向盘，但在一些实施例中，在本发明范围内可设想的是，转向系统16可并不包括方向盘。
车辆12包括无线通信系统28，该无线通信系统配置成与其它车辆(“V2V”)和/或基础设施(“V2I”)无线地通信。在示例性实施例中，无线通信系统28配置成使用IEEE 802.11标准或者通过使用蜂窝数据通信经由无线局域网(WLAN)来进行通信。然而，诸如专用短距离通信(DSRC)信道之类的附加或替代通信方法也被认为落在本发明的范围内。DSRC信道指代专门针对汽车用途设计的单向或双向短距离至中距离无线通信信道以及对应的一组协议和标准。
推进系统13、变速器14、转向系统16以及车轮制动器17与至少一个控制器22通信或者在该至少一个控制器的控制下。虽然出于说明的目的示作单个单元，但控制器22可附加地包括一个或多个其它控制器，这些控制器统称为“控制器”。控制器22可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的诸如中央处理单元(CPU)之类的微处理器或图形处理单元(GPU)。计算机可读存储装置或介质可例如包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是持久或非易失性存储器，其可用于在CPU断电的同时存储各种操作变量。计算机可读存储装置或介质可使用诸如RPOM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪速存储器或能够存储数据的任何其它电、磁性、光学或组合存储装置之类的各种已知存储装置的任何一个来实施，上述数据中的一些表示由控制器22用来控制车辆的可执行指令。
控制器22包括自动驾驶系统(ADS)24，用于自动地控制车辆中的各个致动器。在一示例性实施例中，ADS 24是所谓的级别四或级别五自动化系统。级别四系统指示“高自动化”，指示即使人类驾驶员并未适当地响应于干预请求，专门由自动驾驶系统执行动态驾驶任务的所有方面的驾驶模式。级别五系统指示“全自动化”，指示在能由人类驾驶员管理的所有道路和环境条件下全部时间均由自动驾驶系统执行动态驾驶任务的所有方面。在一示例性实施例中，ADS 24配置成响应于来自多个传感器26的输入经由多个致动器30控制推进系统13、变速器14、转向系统16以及车轮制动器17，以分别控制车辆加速、转向以及制动而无需人类干预，这些传感器可根据需要包括GPS、雷达、激光雷达、光学照相机、热照相机、超声传感器和/或附加的传感器。
控制器22还包括传感器评估和清洁控制系统25，用于自动地检测和分析传感器26的透镜中的不规则性。在一示例性实施例中，控制系统25配置成确定铰链式传感器透镜上的不规则性是永久的还是暂时的，并且响应于从传感器26的一个或多个接收的输入经由一个或多个致动器30移动或旋转传感器透镜，以改进传感器26的视域。如这里所描述的是，传感器26包括雷达、激光雷达、光学照相机和/或附加的传感器，这些传感器的清楚视域改进传感器的功能。
图1说明若干联网装置，这些联网装置能与车辆12的无线通信系统28通信能经由无线通信系统28与车辆12通信的其中一个联网装置是联网无线装置57。联网无线装置57可包括计算机处理能力、能够使用短距离无线协议通信的收发器以及可视化显示器。计算机处理能力包括呈可编程装置形式的微处理器，其包括一个或多个指令，这些指令存储在内部存储器结构中并且应用于接收二进制输入来产生二进制输出。在一些实施例中，联网无线装置57包括GPS模块，该GPS模块能够接收GPS卫星信号并且基于那些信号产生GPS坐标。在其它实施例中，联网无线装置57包括蜂窝通信功能，以使得联网无线装置57使用一个或多个蜂窝通信协议经由无线运营商系统执行语音和/或数据通信。
虽然在图1中示作单个装置，计算机64可包括能经由诸如因特网之类的私人或公共网络访问的多个计算机。每个计算机64能用于一个或多个目的。在一示例性实施例中，计算机64可配置成能由车辆12经由无线通信系统28和无线运营商访问的网页服务器。其它计算机64可例如包括服务中心计算机或第三方存储库，在该服务中心计算机中，能从车辆经由无线通信系统28上载诊断信息和其它车辆数据，通过与车辆12、远程访问中心78、联网无线装置57或这些的一些组合来将车辆数据或其它信息提供给第三方存储库或者从第三方存储库中获取车辆数据或其它信息。计算机64能维持可搜寻数据库和数据库管理系统，其允许输入、删除和修改数据以及接收请求来定位数据库内的数据。计算机64还能用于提供诸如DNS服务之类的因特网连接，或者作为网络地址服务器，其使用DHCP或其它合适的协议来将IP地址指配给车辆12。
远程访问中心78设计成为车辆12的无线通信系统28提供多种不同的系统功能，并且通常包括一个或多个数据库、现场顾问以及自动语音响应系统(VRS)。这些各种远程访问中心部件较佳地经由有线或无线局域网络联接于彼此。数据库能存储诸如用户验证信息、车辆标识符、简档记录、行为模式、传感器状态数据和其它相关用户信息之类的账户信息。数据传输也可由诸如802.11x、GPS之类的无线系统来进行。远程访问中心78能将VRS用作自动顾问，或者能使用VRS和现场顾问的组合。
应理解的是，所公开的方法能用于任何数量的不同系统，并且并非确切地限制于这里示出的操作环境。系统10的体系结构、配置、设置和操作及其各个部件通常是众所周知的。这里并未示出但对于本领域技术人员众所周知的其它系统可同样采用所公开的方法。
图2示出通过车辆12的传感器26的一个或多个观察到的街道场景210。街道包括在车辆12的前面和周围的交通。传感器26连同控制器22和ADC24一起捕获并且识别周围环境的特征，例如但不作限制地包括交通信号212和车辆特征214。随着时间的推移，传感器26的一个或多个的视域的至少一部分可能由于透镜或者覆盖透镜的屏幕中例如但不作限制地因岩石碎片或其它冲击引起的瑕疵或损害物222而变得受损。损害传感器26的一个或多个的视域的至少一部分的其它损害物包括沉积物或碎屑224，其可包括例如但不限于雨水、灰尘、道路碎屑、道路喷雾、雪、冰、昆虫、盐雾等的污染物。附加地，雾气或冷凝物226也会损害传感器26的一个或多个的透镜的所有或一部分。损害物222、224、226的一些是暂时的，并且可被清洁或移除(例如，碎屑224和冷凝物226)，而其它损害物是永久的(例如，瑕疵222)。
虽然并不落在本发明的范围内，在自主或半自主操作期间，ADS 24能识别并且分类诸如交通信号212和车辆特征214之类的环境特征，并且使用所识别的特征来有助于引导和控制车辆12。然而，损害物222、224、226可能引入噪声或其它干扰，其会阻碍传感器26精确地观察周围环境。
如这里所讨论的是，将一个或多个传感器26装配有可移动外部透镜和集成擦拭器会减少或防止诸如损害物222、224、226之类的损害物阻碍传感器26的一个或多个的视域。在一些实施例中，控制系统25监控从传感器26的一个或多个接收的数据，确定传感器数据中是否存在损害物，将由于永久或暂时损害物而受损害的数据进行分类，以及取决于损害物分类来指令致动器30旋转传感器26的透镜来用于未受损视域，忽略可忽略的损害物，和/或设定指示传感器视域损害物的故障以及通知用户和/或远程访问中心78。附加地，在一些实施例中，控制系统25监控从传感器26的一个或多个接收的数据，以确定传感器透镜应更换还是已执行维修。例如但不限于，在一些实施例中，当数据指示传感器透镜应更换且车辆12能引导至维修设施时，控制系统25能与远程访问中心78无线地通信。
在一些实施例中，在识别诸如损害物222、224、226之类的一个或多个损害物之后，控制系统25接收并且存储关于损害物222、224、226的识别信息，例如但不作限制地包括关于损害物222、224、226在传感器透镜上位置信息以及损害物222、224、226的分类信息。如果损害物222、224、226分类为无法经由清洁移除的或者若在传感器的视域内忽略的损害物，控制系统25能控制传感器的位置，以使得损害物222、224、226不在传感器的视域内，如这里更详细讨论的是。
图3A说明根据一实施例的传感器清洁系统302的俯视图。传感器清洁系统302包括可移动、可旋转透镜306和透镜清洁器308。透镜306围绕传感器26，该传感器在一些实施例中是激光雷达、雷达或光学传感器。如图3A中所示，在一些实施例中，透镜306完整地围绕传感器26。透镜清洁器308包括清洁器主体310和末端312。在一些实施例中，清洁器主体310包括用于清洁溶液的储存器。在一些实施例中，末端312是可更换的。在一些实施例中，清洁溶液集成到末端312中。在一些实施例中，如图3B中所示，末端312沿着透镜306的外表面的至少一部分从透镜306的第一或顶部端部延伸至传感器透镜306的底部或相对端部。
在一些实施例中，如图3A中所示，透镜306能绕传感器26旋转，也就是说，透镜306绕垂直地通过传感器26的轴线旋转。在一些实施例中，致动器30作用在透镜306上，以将透镜306旋转至新的位置，以使得传感器26的视域316(限定为点A和B之间的透镜区域)被清洁和/或不具有诸如损害物222、224、226之类的损害物。在一些实施例中，致动器30是高速齿条和齿轮驱动系统。在一些实施例中，致动器30时旋转缸体，该旋转缸体沿第一方向旋转，以使得透镜306沿第二和相反方向旋转。透镜306沿逆时针318或顺时针320的方向旋转，以将视域316移动至透镜306的新部段。
在一些实施例中，透镜清洁器308从控制器22接收信号以清洁透镜306，从而将流体从主体310释放至末端312。在一些实施例中，致动器30从控制器22接收信号，以沿顺时针或逆时针方向旋转透镜306。在透镜306旋转时，末端312对于透镜306的压力将碎屑或残渣从透镜306的表面移除。
图4说明根据另一实施例的清洁系统402的俯视图。传感器清洁系统402包括可移动透镜406和透镜清洁器408、438。透镜406延伸经过激光雷达、雷达或光学传感器26的视域的至少一部分。透镜清洁器408包括清洁器主体410和末端412，且透镜清洁器438包括清洁器主体430和末端432。在一些实施例中，清洁器主体410、430各自包括用于清洁溶液的储存器。在一些实施例中，末端412、432是可更换的。在一些实施例中，清洁溶液集成到末端412、432中。
在一些实施例中，如图4中所示，透镜406在传感器26的观察部分的前面平移，也就是说，透镜406在传感器26前面从右到左(如箭头418所指示)和/或从左到右(如箭头420所指示)移动。在一些实施例中，一个或多个致动器30作用在透镜406上，以将透镜406移动或平移至新的位置，以使得传感器26的视域416(限定为点A和B之间的透镜区域)被清洁和/或不具有诸如损害物222、224、226之类的损害物。在一些实施例中，致动器30是高速齿条和齿轮驱动系统。在一些实施例中，致动器30是旋转缸体，该旋转缸体沿第一方向旋转，以使得透镜406从左到右移动，以及使得旋转缸体沿第二方向以使得透镜406从右到左移动。
类似于这里讨论的清洁系统302，在一些实施例中，透镜清洁器408、438从控制器22接收信号，以清洁透镜406，将流体从主体410、430释放至末端412、432。在一些实施例中，致动器30的一个或多个从控制器22接收信号，以沿从左到右方向420或从右到左方向418平移透镜406。在透镜406平移时，末端412、432对于透镜406的压力将碎屑或残渣从透镜406的表面移除。类似于图3B中示出的清洁系统302，在一些实施例中，末端412、432沿着透镜406的外表面的至少一部分从顶部到底部延伸。
图5说明根据另一实施例的清洁系统502的俯视图。传感器清洁系统502包括可移动透镜506和透镜清洁器508、538。透镜506延伸经过激光雷达、雷达或光学传感器26的视域的至少一部分。透镜清洁器508包括清洁器主体510和末端512，且透镜清洁器538包括清洁器主体530和末端532。在一些实施例中，清洁器主体510、530包括用于清洁溶液的储存器。在一些实施例中，末端512、532是可更换的。在一些实施例中，清洁溶液集成到末端512、532中。
在一些实施例中，如图5中所示，透镜506在传感器26的观察部分的前面旋转，也就是说，透镜506绕传感器26的垂直轴线旋转。在一些实施例中，透镜506围绕传感器26的一部分。在一些实施例中，一个或多个致动器30作用在透镜506上，以将透镜506旋转至新的位置，以使得传感器26的视域516(限定为点A和B之间的透镜区域)被清洁和/或不具有诸如损害物222、224、226之类的损害物。在一些实施例中，致动器30是高速齿条和齿轮驱动系统。在一些实施例中，致动器30是旋转缸体，该旋转缸体沿第一方向旋转，以使得透镜506逆时针(如箭头518所示)旋转，且旋转缸体延伸第二方向旋转以使得透镜406顺时针(如箭头520所示)旋转。
类似于这里讨论的清洁系统302、402，在一些实施例中，透镜清洁器508、538从控制器22接收信号，以清洁透镜506，将流体从主体510、530释放至末端512、532。在一些实施例中，致动器30的一个或多个从控制器22接收信号，以沿顺时针方向520或逆时针方向518旋转透镜406。在透镜506旋转时，末端512、532对于透镜506的压力将碎屑或残渣从透镜506的表面移除。类似于图3B中示出的清洁系统302，在一些实施例中，末端512、532沿着透镜506的外表面的至少一部分从顶部到底部延伸。
图6是控制器22的框图，该控制器包括传感器评估和清洁控制系统25，用于自动地检测、监控以及分析传感器26的透镜中的不规则性，这些透镜例如但不限于透镜306、406和506。控制系统25包括监控模块602，该监控模块从一个或多个车辆传感器26接收数据601。在一些实施例中，传感器数据601包括关于传感器26的视域的数据，该视域例如是视域316、416或516。在一些实施例中，数据601包括关于透镜306、406、506上诸如损害物222、224、226之类的损害物的数据，包括关于损害物在传感器透镜上位置的数据。监控模块602接收传感器数据601并且确定透镜306、406、506是否具有缺陷，例如损害物222、224、226的一个或多个，该缺陷损害传感器26的视域。监控模块602还从缺陷数据库612中接收传感器透镜缺陷数据，以确定缺陷数据库612中是否识别到缺陷或损害物222、224、226，该缺陷数据库在一些实施例中存储在控制器22中。
监控模块602分析传感器数据601并且产生经分析数据603，该经分析数据由分类和评估模块604接收。分类和评估模块604分析数据603，并且针对透镜306、406、506将任何所确定的缺陷分类为可移除碎屑、可忽略碎屑、可维修损伤或可忽略损伤。分类和评估模块604还确定分类的缺陷能通过经由透镜306、406、506的旋转而进行透镜清洁来移除，还是分类的缺陷是应通过维修或更换来解决的损伤。
分类和评估模块604产生分类的数据605，该分类的数据发送至控制系统25的一个或多个模块。在一些实施例中，分类的数据605由记录模块606接收。记录模块606分析分类的数据605，并且基于缺陷分类，将缺陷数据记录或存储在缺陷数据库612中。一旦记录在缺陷数据库612中，缺陷数据就由监控模块602使用，以确定缺陷是透镜306、406、506上的已知缺陷还是新的缺陷。附加地，缺陷数据用于确定透镜306、406、506应旋转至新的位置来避免缺陷，还是应清洁透镜306、406、506。在一些实施例中，缺陷数据包括损害物在传感器透镜上的位置。
在一些实施例中，分类的数据605由通知模块608接收。通知模块608接收分类的数据605，并且基于缺陷分类来确定是否经由在一些实施例中由无线通信系统发送的通知信号来通知操作者或远程访问中心78有无法被清洁或忽略的缺陷。在一些实施例中，通知信号包括向操作者或远程访问中心78发出的应维修传感器26的一个或多个的指令。
在一些实施例中，控制模块610接收分类的数据605。控制模块610接收分类的数据605并且基于缺陷分类来产生控制信号611。控制模块610将控制信号611发送至一个或多个致动器30，以将透镜306、406、506旋转或平移至新的位置，直到缺陷或损伤落在传感器26的视域以外或者已从视域清洁掉为止。在一些实施例中，如果传感器曲线无法被清洁或忽略，则控制模块610作为指令将控制信号发送至控制器22的ADS 24，从而以“缓行回家”模式或非自主模式操作车辆12。
图7是监控或评估诸如传感器透镜306、406、506之类的传感器透镜的算法或方法700的流程图。方法700能结合具有一个或多个传感器的车辆使用，例如具有一个或多个传感器26的车辆12。根据示例性实施例，方法700能结合控制器22和传感器评估和清洁控制系统25的各个模块使用。方法700的操作顺序并不局限于图7中说明的顺序执行，而是能适当地且根据本发明以一个或多个改变的顺序执行，或者可同时地执行这些步骤。
如图7中所示，在702开始，方法700行进至704。在704处，监控模块602从传感器26的一个或多个接收传感器数据。在一些实施例中，监控模块602监控从车辆12的一个或多个照相机或激光雷达传感器接收的传感器数据。如这里所讨论的是，监控模块602监控针对诸如损害物222、224、226之类的损害物的传感器数据，这些损害物可能遮挡传感器26的视域。
从704开始，方法700行进至706。在706处，监控模块602确定透镜306、406、506是否具有缺陷，例如损害物222、224、226的一个或多个，该缺陷损害传感器26的视域。如果透镜306、406、506并不具有诸如碎屑或损伤之类的缺陷，方法700返回至704，用于持续地监控透镜306、406、506。
如果透镜306、406、506具有缺陷，方法700行进至708。在708处，监控模块602确定从传感器数据识别的缺陷或损害物222、224、226是否从存储在缺陷数据库(例如，缺陷数据库612)中的数据中识别。
如果通过缺陷数据库并未识别到缺陷，方法700行进至710。在710处，对于识别为具有缺陷或损害物222、224、226的传感器26设定故障。在一些实施例中，由控制器22设定故障。在一些实施例中，经由通知模块608和无线通信系统28将传感器故障的通知发送至操作者和/或诸如远程访问中心78之类的远程位置。从710开始，方法700行进至736并且终止。
如果从缺陷数据库识别到缺陷或损害物，方法700行进至712。在712处，由分类和评估模块604分析来自监控模块602的数据。分类和评估模块604分析传感器数据，以确定损害物是由于透镜306、406、506上的可移除碎屑还是由于对这些透镜的损伤。
如果将缺陷或损害物分类为碎屑，方法700行进至714。在714处，分类和评估模块604确定碎屑是否能通过经由透镜306、406、506的旋转而进行透镜清洁来移除，以使得透镜306、406、506的至少一部分由诸如透镜清洁器308、408、438、508、538之类的一个或多个透镜清洁器清洁。如果碎屑能通过清洁透镜来移除，方法700行进至716。在716处，控制模块610接收关于可移除碎屑的数据并且产生控制信号，该控制信号发送至一个或多个致动器30，以将透镜306、406、506旋转或平移至新的位置，直到从传感器26的视域移除碎屑为止。从716开始，方法700行进至736并且终止。
如果通过经由旋转或平移来清洁透镜无法移除碎屑，方法700行进至718。在718处，分类和评估模块604确定是否能忽略透镜306、406、506上的碎屑。如果能忽略碎屑，方法700行进至720。在720处，记录模块606存储透镜碎屑位置。透镜碎屑位置数据可存储在控制器22的任何存储位置中，该位置例如但不限于缺陷数据库612。方法700然后行进至722。在722处，从透镜306、406、506的受损区域获得的传感器数据无效或者由控制器22的各个模块(在一些实施例中包括ADS 24)忽略，这是因为该传感器数据可被遮挡或者不完整。从722开始，方法700行进至736并且终止。
如果无法忽略碎屑，方法700从718行进至724。在724处，对于识别为具有缺陷或损害物222、224、226的传感器26设定故障。在一些实施例中，由控制器22设定故障。在一些实施例中，经由通知模块608和无线通信系统28将传感器故障的通知发送至操作者和/或诸如远程访问中心78之类的远程位置。在一些实施例中，由远程访问中心78接收的传感器故障的通知触发针对车辆12的维修事件，且将车辆12引导至行进到维修设施。从724开始，方法700行进至736并且终止。
如果在712处将缺陷或损害物222、224、226分类为损伤，方法700行进至726。在726处，分类的数据由分类和评估模块604评估，以确定通过维修透镜306、406、506是否可减小或缓解损伤。例如但不限于，如果损伤是透镜306、406、506中的孔洞或大裂缝，可通过透镜的维修来改进传感器性能。如果通过维修透镜306、406、506可改进或移除损伤，方法700行进至710。在710处，如这里所讨论的是，对于识别为具有缺陷或损害物222、224、226的传感器26设定故障。在一些实施例中，由控制器22设定故障。在一些实施例中，经由通知模块608和无线通信系统28将传感器故障的通知发送至操作者和/或诸如远程访问中心78之类的远程位置。在一些实施例中，通知包括对操作者或远程访问中心78发出应相对于受损传感器透镜306、406、506来维修车辆12的建议或指令。从710开始，方法700行进至736并且终止。
如果损伤并不需要维修，方法700从726行进至728。在728处，记录模块606存储透镜碎屑位置。透镜损伤位置数据可存储在控制器22的任何存储位置中，该位置例如但不限于缺陷数据库612。
接下来，方法700行进至730。在730处，分类和评估模块604确定损伤是否能旋转到传感器26的视域以外。如果损伤能旋转到视域以外，方法700行进至732。在732处，控制模块610接收关于对透镜306、406、506的损伤的数据(包括损伤在透镜上的位置)，并且产生控制信号，该控制信号发送至一个或多个致动器30，以将透镜306、406、506旋转或平移至新的位置，直到从传感器26的视域移除损伤为止。从732开始，方法700行进至736并且终止。
如果损伤无法旋转到传感器26的视域以外，方法700行进至734。在734处，从透镜306、406、506的受损区域获得的传感器数据无效或者由控制器22的各个模块(在一些实施例中包括ADS 24)忽略，这是因为该传感器数据可被遮挡或者不完整。从734开始，方法700行进至736并且终止。
在一些实施例中，方法700持续地运行以监控传感器透镜的状态。
应强调的是，可对这里描述的实施例作出许多改变和修改，其元件应理解为其它可接受的示例。所有这些修改和改变在这里旨在包括于本发明的范围内并且受以下权利要求保护。此外，这里描述的任何步骤能同时地或者以不同于这里所指令步骤的顺序执行。此外，应显而易见的是，这里所公开的特定实施例的特征和属性能以不同的方式组合，以形成附加的实施例，所有这些实施例均落在本发明的范围内。
这里使用的尤其是诸如“能(can)”、“可(could)”、“会(might)”、“可能(may)”、“例如(e.g.)”等条件性语言、除非另有明确陈述或者另外在上下文中如使用的那样理解，通常旨在传达某些实施例包括而其它实施例并不包括某些特征、元件和/或状态。因此，这些条件性语言通常并不旨在暗示特征、元件和/或状态无论如何都是一个或多个实施例所需的，或者一个或多个实施例必须包括在有或没有作者输入或提示的情况下用于决定的逻辑，而不管这些特征、元件和/或特征是否包括在任何特定实施例中或者须在任何特定实施例中执行。
此外，这里可能已使用以下术语。单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文另外清楚地规定。因此，例如对物件的参照包括对一个或多个物件的参照。术语“个体”指代一个、两个或更多个，并且通常适用于对数量的一些或所有的选择。术语“多个”指代两个或更多个物件。术语“约”或“大致”意指数量、尺寸、大小、配方、参数、形状和其它特征无需是精确的，而是根据需要可以是近似的和/或较大或较小，从而反映了可接收公差、转换因子、四舍五入、测量误差等等以及本领域技术人员公知的其它因素。术语“基本上”意指所述特征、参数或数值无需精确地实现，而是偏差或变化、例如包括公差、测量误差、测量准确度限制以及本领域技术人员公知的其它因素可能以并不妨碍特征期望提供效果的量值发生。
数值数据在此可表示或表现为范围格式。应理解的是，此种范围格式仅仅出于方便和简洁的目的而使用，而且由此应当灵活地解释为不仅包括作为范围界限明确列出的数值，而且还解释为包括包含在该范围内所有个别数值或子范围，就像每个数值和子范围被明确列出一样。举例来说，“约1至5”的数值范围应解释为不仅包括约1至约5的明确列出数值，而且还应解释为同样包括所指示范围内的个别数值和子范围。因此，包括在该数值范围内的是诸如2、3和4等个别数值以及诸如“约1至约3”、“约2至约4”以及“约3至约5”、“1至3”、“2至4”、“3至5”等的子范围。这一相同原理适用于仅仅列出一个数值的范围(例如，“大于约1”)，并且应适用而无需考虑所描述的范围的宽度或特征。出于便利起见，可在共同列表中呈现多个物件。然而，这些列表应解释为列表中的每个构件均个别地识别为单独且唯一的构件。因此，这个列表中的个别构件均不应仅仅基于它们在共同的组中的存在而被解释为事实上等同于同一列表的其它构件，除非有相反指示。此外，虽然术语“以及”和“或”结合物件列表而使用，但它们应广义地解释，其中，所列出物件的任何一个或多个可单独地使用或者与其它所列出物件组合地使用。术语“替代地”指代对两个或更多个替代物的一个的选择，并且并不旨在限制为一次仅仅选择那些所列出的替代物或者一次仅仅选择所列出替代物的一个，除非上下文另有清楚地指示。
这里公开的过程、方法或算法能输送至处理装置、控制器或计算机/由该处理装置、控制器或计算机实施，该处理装置、控制器或计算机能包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，过程、方法或算法能以许多形式存储为可被控制器或计算机执行的数据和指令，这些形式包括但不限于永久地存储在诸如ROM装置之类的不可写存储介质上的信息和可变地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁性和光学介质之类的可写存储介质上的信息。这些过程、方法或算法也能在软件可执行对象中实施。替代地，这些过程、方法或算法能整体地或部分地使用合适的硬件部件来体现，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件部件或装置，或者硬件、软件和固件部件的组合。这些示例装置可车载为车辆计算系统的一部分，或者位于车外并且与一个或多个车辆上装置进行远程通信。
虽然上文描述了示例性实施例，但并不旨在这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性而非限制性的词语，并且应理解的是，能作出各种改变，而不会偏离本发明的精神和范围。如前文所描述的，各个实施例的特征能组合以形成本发明的可能并未明确描述或说明的又一些示例性方面。虽然可能已相对于一个或多个期望特征将各个实施例描述为提供优于其它实施例或现有技术实施方式的优点或者是较佳的，但本领域普通技术人员会认识到的是，能省略一个或多个特征或特点以实现期望的总体系统属性，这取决于特定的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可市售性、外观、封装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、便于组装性等等。这样，相对于一个或多个特征描述为比其它实施例或现有技术实施方式较不期望的实施例并不落在本发明的范围以外并且对于特定应用会是期望的。
Claims (5)
1.一种监控并评估车辆的至少一个传感器的传感器透镜上的不规则性的方法，所述方法包括：
为所述车辆提供致动器和控制器，所述致动器配置成移动所述传感器透镜，且所述控制器与所述致动器电通信；
由所述控制器从所述至少一个传感器接收与车辆环境的至少一个特征相对应的传感器数据；
由所述控制器评估所述传感器数据，以确定所述传感器数据是否指示所述至少一个传感器的所述传感器透镜上的不规则性；
由所述控制器分类所述不规则性，其中，分类所述不规则性包括将所述不规则性分类为可移除碎屑、可忽略碎屑、可维修损伤以及可忽略损伤中的一个；
由所述控制器将与所述分类的不规则性相对应的不规则性数据存储在非瞬态计算机可读数据介质；以及
响应于所述分类的不规则性，由所述控制器自动地控制所述致动器，以将所述传感器透镜从第一位置移动至第二位置；
其中响应于将所述不规则性分类为可忽略损伤，由所述控制器自动地控制所述致动器，以将所述传感器透镜从第一位置移动至第二位置，在所述第一位置中，所述不规则性出现在所述传感器的视域中，而在所述第二位置中，所述不规则性并不出现在所述传感器的所述视域中。
2. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于将所述不规则性分类为可忽略碎屑，从所述非瞬态计算机可读介质中移除在所述传感器透镜处于所述第一位置中时获得的所述存储的传感器数据，其中，在所述第一位置中，所述传感器透镜的视域至少部分地被所述不规则性遮盖。
3. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括
为所述车辆提供清洁系统，所述清洁系统包括透镜清洁器，所述透镜清洁器配置成清洁所述传感器透镜的外表面的至少一部分；以及
响应于将所述不规则性分类为可移除碎屑，由所述控制器自动地控制所述致动器，以将所述传感器透镜从第一位置移动至第二位置，其中，所述透镜清洁器移动经过所述传感器透镜的所述外表面的至少一部分，以将所述碎屑从所述传感器透镜移除。
4. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括
为所述车辆提供无线通信系统；以及
响应于将所述不规则性分类为可维修损伤，由所述控制器产生通知信号并且经由所述无线通信系统将所述通知信号发送至远程访问中心；
其中，所述通知信号是针对所述至少一个传感器的维修通知。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，存储所述不规则性数据包括存储所述不规则性在所述传感器透镜上的位置。
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