CN108909639B - 传感器装置 - Google Patents

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、附接到壳体的窗口、以及覆盖窗口并可从窗口移除的膜。窗口可以是圆柱形的。膜可以是第一膜，并且传感器装置可以包括覆盖第一膜并可从第一膜移除的第二膜。

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-infrastructure，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；

附接到壳体的窗口；和

覆盖窗口并可从窗口移除的膜。

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，其中窗口附接到第二壳体。

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，窗口的直径小于第一壳体的直径。

根据本发明的一个实施例，窗口的直径小于第二壳体的直径。

根据本发明的一个实施例，膜是第一膜，传感器装置还包括覆盖第一膜并可从第一膜移除的第二膜。

根据本发明的一个实施例，传感器装置还包括覆盖第二膜并可从第二膜移除的第三膜。

根据本发明的一个实施例，膜是紧缚膜。

根据本发明的一个实施例，膜包括将膜附接到窗口的粘合剂。

根据本发明的一个实施例，粘合剂更牢固地接合到膜而不是窗口。

根据本发明的一个实施例，膜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；

附接到壳体的窗口；和

覆盖窗口并可从窗口移除的膜。

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，其中窗口附接到第二壳体。

根据本发明的一个实施例，膜是第一膜，车辆还包括覆盖第一膜并可从第一膜移除的第二膜。

根据本发明的一个实施例，膜是紧缚膜。

根据本发明的一个实施例，膜包括将膜附接到窗口的粘合剂。

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是移除部分膜的传感器装置的透视图；

图5是传感器装置的横截面图。

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、附接到壳体的窗口、以及覆盖窗口并可从窗口移除的膜。

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。窗口可以附接到第二壳体。第一和第二壳体可以是圆柱形的。窗口的直径可以小于第一壳体的直径。窗口的直径可以小于第二壳体的直径。

膜可以是第一膜，并且传感器装置可以包括覆盖第一膜并且可以从第一膜上移除的第二膜。传感器装置可以包括覆盖第二膜并可从第二膜上移除的第三膜。

膜可以是紧缚膜(cling film)。

膜可以包括将膜附接到窗口的粘合剂。粘合剂可以更牢固地接合到膜上而不是窗口上。

膜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、附接到壳体的窗口、以及覆盖窗口并可从窗口移除的膜。

车身可以包括A柱，并且车辆可以包括从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。窗口可以附接到第二壳体。

膜可以是第一膜，并且车辆可以包括覆盖第一膜并可从第一膜移除的第二膜。

膜可以是紧缚膜。

膜可以包括将膜附接到窗口的粘合剂。

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。传感器装置允许至少一些环境损害发生在膜上而不是窗口上。可以在不更换传感器装置的窗口或其它部件的情况下移除膜。传感器装置的其它部件(例如传感器本身)可能比膜贵得多。允许更换膜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”、“第二”、和“第三”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附接到或安装到车身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和图4，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附接到第一壳体60和第二壳体68。窗口66的第一端80可以附接到第一壳体60，并且第二端82可以附接到第二壳体68。例如，窗口66可以固定或粘附到第一壳体60和第二壳体68。又例如，第一壳体60和第二壳体68可彼此附接并围绕窗口66延伸，以防止窗口66相对于壳体60、68移动。又例如，第一壳体60和第二壳体68可以在其间压窗口66，也就是说，可以在窗口66的端80、82上施加相反的压力。

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的直径可以小于第一壳体60的直径和/或小于第二壳体68的直径。可替代地或额外地，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。

继续参考图3和图4，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。

参考图4和5，膜84可以覆盖窗口66。膜84可以与窗口66的外表面76接触。膜84可以完全地或部分地围绕轴线A延伸。如图5所示，膜84可以从接缝86绕轴线A延伸回到接缝86。可替代地，膜84可以围绕轴线A过度(即大于360°地)延伸，并且其自身重叠。膜84可从窗66的第一端80延伸到第二端82。膜84可延伸到第一侧表面78或第二侧表面74上，或膜84可仅覆盖窗口66。

膜84可以由对传感器64适当地透明且具有适当地柔性以形成窗口66的形状的任何材料形成，例如聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚氨酯等。膜84可以为约1毫米厚。

膜84可以从窗口66移除。换句话说，操作员可以能够从窗口66剥离膜84而不损坏或永久性地模糊窗口66。

例如，膜84可以是紧缚膜。换句话说，膜84可以通过静电(即不使用粘合剂)接合表面(例如窗66的外表面76)。

可替代地，膜84可以包括将膜84附接到窗口66上的粘合剂。粘合剂可以是压敏粘合剂，换句话说，粘合剂通过施加压力(而不是例如固化)而激活接合。粘合剂可以是可移除的粘合剂；也就是说，粘合剂与窗口66的接合可以是可逆的。粘合剂可以更牢固地接合到膜84而不是窗口66上，并且粘合剂可以更牢固地接合其自身而不是窗口66上；换句话说，如果将膜84从窗口66移除，则粘合剂将粘附在其自身和膜84上，而不是窗口66上。因此，粘合剂不会在窗口66上留下残留物。

膜84可以包括表面处理。如果有的话，表面处理可以在膜84的粘合剂侧的相反侧上。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。

参考图5，膜84可以是在窗口66上分层的多个膜84、88、90的第一膜84。第二膜88可以覆盖第一膜84并且可以从第一膜84移除。第三膜90可以覆盖第二膜88并且可以从第二膜88移除。多个膜84、88、90中的每一个可以具有相同的性质，例如选择的材料、表面处理、具有粘合剂或者是紧缚膜等。膜84、88、90中的每一个可以完全或部分地围绕轴线A延伸。如图5所示，膜84、88、90中的每一个可以围绕轴线A从相应的接缝86延伸回到接缝86。接缝86可以彼此偏移，即彼此分隔开。可替代地，膜84、88、90中的每一个可以围绕轴线A过度(即大于360°地)延伸，并且其自身重叠。

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 (13)

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；

附接到所述壳体并且限定轴线的圆柱形窗口；

覆盖所述圆柱形窗口并可从所述圆柱形窗口移除的第一膜，所述第一膜完全地围绕所述轴线从第一接缝延伸回到第一接缝；和

覆盖所述第一膜并可从所述第一膜移除的第二膜，所述第二膜完全地围绕所述轴线从第二接缝延伸回到第二接缝；

其中所述第一接缝与所述第二接缝围绕所述轴线彼此分隔开。

2.根据权利要求1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，其中所述圆柱形窗口附接到所述第二壳体。

3.根据权利要求2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。

4.根据权利要求3所述的传感器装置，其中所述圆柱形窗口的直径小于所述第一壳体的直径。

5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中所述圆柱形窗口的所述直径小于所述第二壳体的直径。

6.根据权利要求1所述的传感器装置，还包括覆盖所述第二膜并可从所述第二膜移除的第三膜。

7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一膜是紧缚膜。

8.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一膜包括将所述第一膜附接到所述圆柱形窗口的粘合剂。

9.根据权利要求8所述的传感器装置，其中所述粘合剂更牢固地接合到所述第一膜而不是所述圆柱形窗口。

10.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一膜包括疏水化表面处理。

11.根据权利要求1至10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。

12.一种车辆，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；

附接到所述壳体并且限定轴线的圆柱形窗口；

覆盖所述圆柱形窗口并可从所述圆柱形窗口移除的第一膜，所述第一膜完全地围绕所述轴线从第一接缝延伸回到第一接缝；和

覆盖所述第一膜并可从所述第一膜移除的第二膜，所述第二膜完全地围绕所述轴线从第二接缝延伸回到第二接缝；

其中所述第一接缝与所述第二接缝围绕所述轴线彼此分隔开。

13.根据权利要求12所述的车辆，其中所述车身包括A柱，所述车辆还包括从所述A柱延伸到所述壳体的臂。

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