CN110095124B - 传感器系统与自动驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种传感器系统与自动驾驶系统。该传感器系统包括第一传感器，其中，第一传感器包括摄像镜头，摄像镜头用于拍摄目标区域，目标区域入射至摄像镜头的至少部分光线被其他物体遮挡，传感器系统还包括：光学组件，光学组件包括至少一个光学元件，目标区域的光线经过光学组件入射至摄像镜头中成像。该传感器系统的光学组件可以使得目标区域的光线绕过其他物体入射至光学组件中，经过光学组件入射至摄像镜头中成像，避免了其他物体对光线的遮挡导致的目标区域难以在摄像镜头中成像的问题。且该传感器系统中，无需将第一传感器和其他物体调整至良好运行但体积较小的区域内，保证了该传感器系统在较大区域范围内都能运行良好。

Description

传感器系统与自动驾驶系统

技术领域

本申请涉及自动驾驶领域，具体而言，涉及一种传感器系统与自动驾驶系统。

背景技术

当前的很多自动驾驶系统中，都会在车顶安装一系列传感器，由于车顶位置有限，各种传感器有各自最佳安装位置，往往导致不同传感器会互相遮挡，影响感知效果。

例如，有的自动驾驶系统中，位于侧面的激光雷达传感器挡住了用来检测物体和环境的环绕视图相机系统的视线，造成视线盲区，导致部分区域的障碍物无法被相机系统检测到，进而影响自动驾驶系统的安全性。

现行的通用解决方案是将相机系统尽可能安装得更高，将激光雷达系统尽可能安装得更低，有的甚至将激光雷达系统完全从顶部区域挪开，安装在非常低的位置。

上述的解决方案使得传感器系统能良好运行的区域十分有限，从而导致整个自动驾驶系统的表现不佳。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种传感器系统与自动驾驶系统，以提供另一种解决现有技术中的某个传感器对另一个或几个传感器的视线遮挡造成的视线盲区的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种传感器系统，该传感器系统包括第一传感器，其中，所述第一传感器包括摄像镜头，所述摄像镜头用于拍摄目标区域，所述目标区域入射至所述摄像镜头的至少部分光线被其他物体遮挡，所述传感器系统还包括：光学组件，所述光学组件包括至少一个光学元件，所述目标区域的光线经过所述光学组件入射至所述摄像镜头中成像。

进一步地，所述光学元件为反射镜或透镜。

进一步地，所述光学组件包括至少两个所述光学元件，至少两个所述光学元件中包括反射镜和透镜。

进一步地，所述反射镜为金属反射镜，所述金属反射镜包括金属涂层。

进一步地，所述透镜为菲涅尔透镜。

进一步地，所述光学元件有一个且为反射镜，所述反射镜位于所述其他物体和所述目标区域之间。

进一步地，所述光学元件有一个且为凸透镜，所述凸透镜位于所述其他物体和所述摄像镜头之间。

进一步地，所述光学组件包括依次连接的两组相同的凹面镜，两组所述凹面镜的交界点位于所述摄像镜头的中轴线的延长线上，所述光学组件位于所述第一传感器的远离所述其他物体的一侧，所述摄像镜头朝向各所述凹面镜的反射镜面，各组所述凹面镜包括至少一个凹面镜。

进一步地，所述传感器系统还包括第二传感器，所述目标区域入射至所述摄像镜头的至少部分光线被所述第二传感器遮挡。

根据本申请的另一方面，提供了一种自动驾驶系统，该自动驾驶系统包括传感器系统，所述传感器系统为任一种所述的传感器系统。

应用本申请的技术方案，上述的传感器系统中具有光学组件，该光学组件可以使得目标区域的光线绕过其他物体，从而入射至光学组件中，经过光学组件入射至摄像镜头中成像，减小了其他物体遮挡导致的第一传感器的盲区。并且，该传感器系统中通过设置光学组件来保证摄像镜头对目标区域感知情况的准确性，保证具有该感知系统的自动驾驶系统能够更加安全地行驶。另外，该传感器系统中，无需将第一传感器和第二传感器调整至良好运行但体积较小的区域内，进一步保证了该传感器系统在较大区域范围内都能运行良好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请的一种实施例中的传感器系统的结构示意图；

图2示出了本申请的另一种实施例中的传感器系统的结构示意图；

图3示出了本申请的再一种实施例中的传感器系统的结构示意图；

图4示出了本申请的又一种实施例中的传感器系统的结构示意图；

图5示出了本申请的目标区域中的物体与得到的图像的对比示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一传感器；20、第二传感器；30、光学元件；31、凹面镜；01、目标区域；02、像。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的传感器系统中，其他物体或者传感器对相机视线的遮挡，影响导致相机的探测有盲区，影响感知结果，进而带来自动驾驶系统安全隐患，为了提供一种能够解决如上技术问题且保证传感器系统良好运行的区域较大，本申请提出了一种传感器系统和自动驾驶系统。

本申请的一种典型的实施例中，提供了一种传感器系统，如图1至图4所示，该传感器系统包括：第一传感器10，其中，上述第一传感器10包括摄像镜头，上述摄像镜头用于拍摄目标区域01，上述目标区域01发出的至少部分光线被其他物体遮挡，上述传感器系统还包括光学组件，上述光学组件包括至少一个光学元件30，上述目标区域01发出的光线经过上述光学组件入射至上述摄像镜头中成像，即形成像02。

上述的其他物体可以为任何对第一传感器的探测造成影响的物体，可以为传感器系统中的其他传感器，称为上述第二传感器20，如图1至图4所示，可以不为传感器系统中的传感器，是车顶的其他物体。

上述的传感器系统中，具有光学组件，该光学组件可以使得目标区域的光线绕过其他物体，从而入射至光学组件中，经过光学组件入射至摄像镜头中成像，减小了其他物体遮挡导致的第一传感器的盲区。并且，该传感器系统中通过设置光学组件来保证摄像镜头对目标区域感知情况的准确性，保证具有该感知系统的自动驾驶系统能够更加安全地行驶。另外，该传感器系统中，无需将第一传感器和第二传感器调整至良好运行但体积较小的区域内，进一步保证了该传感器系统在较大区域范围内都能运行良好。

需要说明的是，本申请的传感器系统可以为现有技术中应用在任何领域中的传感器系统，且该传感器系统中并不限于仅包括第一传感器，还可以包括其他任何需要的传感器，比如，毫米波雷达传感器、超声波传感器等或红外传感器等等。

还需要说明的是，本申请的第一传感器为具有摄像镜头的传感器，第二传感器可以为任意对目标区域到摄像镜头之间的光线有遮挡的传感器，例如，第二传感器为激光雷达传感器，具体可以根据实际情况确定，只要发现某些传感器对目标区域到摄像镜头的光线有遮挡，即可设置对应的光学组件。另外，在一个传感器系统中，第一传感器可以有一个，也可以有多个，且对第一传感器的视线造成遮挡的第二传感器可能有一个，也可能有多个。对于有多个第一传感器，且各第一传感器的视线均被一个第二传感器遮挡的情况，光学组件可以有一个，也可以有多个，但为了进一步保证该传感器系统感知的准确性，最好是设置多个光学组件，使得视线被遮挡的各第一传感器对应的目标区域的光线经过对应的光学组件进入到摄像镜头中。

本申请中的光学组件可以包括一个光学元件，也可以包括多个光学元件，具体可以根据实际情况来设置合适数量的光学元件。

本申请中的光学元件可以为任何可以使得目标区域的光线绕过第二传感器且进入到摄像镜头的光学元件，本领域技术人员可以根据实际情况，在传感器系统中设置合适的光学元件。为了进一步减小成本，简化安装操作，本申请的一种实施例中，上述光学元件为反射镜或者头透镜，在光学组件包括的光学元件的个数大于或者等于2的情况下，各光学元件为反射镜或者透镜，且各光学元件可以为相同的，也可以是不同的，例如，在光学组件中包括两个光学元件的情况下，这两个光学元件可以同时为反射镜，也可以同时为透镜，当然，还可以一个为透镜，一个为反射镜。

为了进一步提高该传感器系统的感知的准确性，使得目标区域更多的光线进入到摄像镜头中，本申请的一种实施例中，上述光学组件包括至少两个光学元件，至少两个上述光学元件中包括反射镜和透镜。具体地，透镜和反射镜的安装位置可以根据实际情况来设置，只要能够保证摄像镜头能够形成目标区域的像即可。

本申请中的反射镜可以为任何可行的反射镜，本领域技术人员可以根据是实际需求选择合适的反射镜。本申请的一种实施例中，上述反射镜为金属反射镜，即上述金属反射镜包括金属涂层，金属反射镜的反射率更高，且反射得到的图像的失真度更低，清晰度更高。

本申请的另一种具体的实施例中，上述金属反射镜中的金属涂层的材料包括银、铝、金以及铬中的至少一种，这些金属能够进一步保证该金属反射镜具有较好的反射效果，即进一步保证该金属反射镜具有反射率高，失真度低以及清晰度高的效果。该实施例中，金属涂层中可以包括银、铝、金以及铬中的一种，也可以包括银、铝、金以及铬中的多种，对应地，金属涂层可以为包括由一种或者多种上述金属形成的材料层，也可以为多个金属子涂层叠置而成，其中，每个金属子涂层为由一种或者多种上述金属形成的材料层。

当然，本申请中的金属涂层中的金属并不限于上述的四种，还可以为现有技术中的其他任何可行的金属材料，本领域技术人员可以根据实际情况选择具有合适金属涂层的金属反射镜。

本申请中的透镜也可以为现有技术中的任何可行的透镜，例如凸透镜或者凹透镜。本申请中的一种实施例中，上述透镜为菲涅尔透镜，使得菲涅尔镜头作为光学元件形成光学组件，避免了光学组件中需要大量的光学元件的问题，且使得该传感器系统的安装工作较少，所需的安装时间较短，安装效率较高，方便该传感器系统的应用。

在实际的应用过程中，可以根据目标区域01被遮挡的情况等来选择具体的光学元件30的种类以及确定光学元件30的安装位置，本申请的一种具体的实施例中，上述光学元件30有一个且为反射镜，上述反射镜位于上述第二传感器20和上述目标区域01之间，如图1所示。这种具体的设置可以应用在目标区域01部分被遮挡的情况中，也可以应用在目标区域01全部被遮挡的情况中，图1的系统中，目标区域01的部分被遮挡。

本申请的另一种实施例中，上述光学元件有一个且为凸透镜，上述凸透镜位于上述第二传感器20和上述摄像镜头之间，如图2所示。同样地，这种具体的设置可以应用在目标区域01部分被遮挡的情况中，也可以应用在目标区域01全部被遮挡的情况中，图2的系统中，目标区域01的部分被遮挡。

本申请的再一种实施例中，上述光学组件中有两个光学元件30，且均为反射镜，如图3所示，目标区域01的光线依次经过两个反射镜，然后入射至摄像镜头中形成像02。

本申请的又一种实施例中，上述光学组件包括依次连接的两组相同的凹面镜，两组上述凹面镜的交界点位于上述摄像镜头的中轴线的延长线上，上述光学组件位于上述第一传感器的远离上述其他物体的一侧，上述摄像镜头朝向各上述凹面镜的反射镜面，其背对目标物体，各组上述凹面镜包括至少一个凹面镜。这种方案中，使用两组凹面镜可以把障碍物两侧的盲区基本都避免，或者说基本不会遮挡摄像头的视线，第一传感器基本看不到目标区域和本身之间的且位于摄像镜头中轴线的延长线上的任何物体，相机会成多个像，并且，像可能发生变形，如图5所示的像02。后续的处理系统中可以将多个像合成为一个，并且针对变形作一定的图像处理。如图4所示，各组凹面镜包括一个凹面镜31，且图4中的三条线表明的光学元件中的一个凹面镜的视线范围，且该实施例中，第二传感器位于第一传感器的远离凹面镜的一侧，且第二传感器位于第一传感器的中轴线的延长线上，该方案中可以把障碍物两侧的盲区都避免，或者说不会遮挡摄像头的视线，第一传感器看不到目标区域和本身之间的且位于摄像镜头中轴线的延长线上的任何物体。

上述的凹面镜可以为任何合适的凹面镜，各组的凹面镜的个数也可以为任何合适的数量，本领域技术人员可以根据实际情况来选择合适形状以及合适数量的凹面镜构成上述的光学元件。

需要说明的是，本申请中的目标区域01为摄像镜头需要感知的区域，该区域中可以包括一个物体，也可以包括多个物体，对于图1、图2、图3以及图4所示的实施例来说，该目标区域01中包括一个物体。

还需要说明的是，摄像镜头所成的像中不仅包括目标区域对应的部分，还有可能包括第二传感器的部分，也就是说，摄像镜头所成的像中，不仅包括目标区域的图形，还可能包括第二传感器的图像，在实际的应用过程中，可以通过选择合适的光学组件来尽量避免第二传感器的图像出现在摄像镜头所成的像中，例如，使用光圈F/5.6或者更小的镜头，就可以使第二传感器(障碍物)几乎消失。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种自动驾驶系统，包括传感器系统，上述传感器系统为任一种上述的传感器系统。

该自动驾驶系统中由于包括上述的传感器系统，其的安全性能更好，能够进一步提高自动驾驶系统或自动驾驶车辆的安全性。

上述的传感器系统中由于包括光学组件，目标区域的光线先需要入射至光学组件，经过光学组件的出射光再入射至摄像镜头中成像，因此，成的像和实物可能有差异，如图5所示，为了准确地识别出对应目标区域中的物体，使得自动驾驶系统的处理器进一步根据识别的结果做出准确的判断，进而保证自动驾驶系统的安全性能更好，本申请的一种实施例中，上述自动驾驶系统还包括图像处理装置，上述图像处理装置用于对上述传感器系统中的第一传感器输出的图像进行还原处理。

为了进一步保证图像处理装置能够更准确地对图像进行还原，从而进一步对该目标区域中的物体进行更准确地识别，进一步保证了该自动驾驶系统的安全性能较好。本申请中的另一种实施例中，上述图像处理装置包括分析单元和还原单元，其中，分析单元用于根据第一模型对第一传感器输出的图像进行分析，确定该图像的还原策略，还原单元根据分析得到的还原策略对该图像进行还原。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的传感器系统中，包括光学组件，该光学组件可以使得目标区域的光线绕过其他物体，从而入射至光学组件中，经过光学组件入射至摄像镜头中成像，减小了其他物体遮挡导致的第一传感器的盲区。并且，该传感器系统中通过设置光学组件来保证摄像镜头对目标区域感知情况的准确性，保证具有该感知系统的自动驾驶系统能够更加安全地行驶。另外，该传感器系统中，无需将第一传感器和第二传感器调整至良好运行但体积较小的区域内，进一步保证了该传感器系统在较大区域范围内都能运行良好。

2)、本申请的自动驾驶系统中由于包括上述的传感器系统，其的安全性能更好，能够进一步保证使用者的安全。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种传感器系统，包括第一传感器，其中，所述第一传感器包括摄像镜头，所述摄像镜头用于拍摄目标区域，所述目标区域入射至所述摄像镜头的至少部分光线被其他物体遮挡，其特征在于，所述传感器系统还包括：

光学组件，所述光学组件包括至少一个光学元件，所述目标区域的光线经过所述光学组件入射至所述摄像镜头中成像，

所述传感器系统还包括第二传感器，所述目标区域入射至所述摄像镜头的至少部分光线被所述第二传感器遮挡。

2.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述光学元件为反射镜或透镜。

3.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述光学组件包括至少两个所述光学元件，至少两个所述光学元件中包括反射镜和透镜。

4.根据权利要求2或3所述的传感器系统，其特征在于，所述反射镜为金属反射镜，所述金属反射镜包括金属涂层。

5.根据权利要求2或3所述的传感器系统，其特征在于，所述透镜为菲涅尔透镜。

6.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述光学元件有一个且为反射镜，所述反射镜位于所述其他物体和所述目标区域之间。

7.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述光学元件有一个且为凸透镜，所述凸透镜位于所述其他物体和所述摄像镜头之间。

8.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述光学组件包括依次连接的两组相同的凹面镜，两组所述凹面镜的交界点位于所述摄像镜头的中轴线的延长线上，所述光学组件位于所述第一传感器的远离所述其他物体的一侧，所述摄像镜头朝向各所述凹面镜的反射镜面，各组所述凹面镜包括至少一个凹面镜。

9.一种自动驾驶系统，包括传感器系统，其特征在于，所述传感器系统为权利要求1至8中任一项所述的传感器系统。

Images