CN110488305A - 用于清洁光探测及测距传感器的装置和方法 - Google Patents

用于清洁光探测及测距传感器的装置和方法 Download PDF

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Abstract

用于清洁光探测及测距传感器的装置和方法，该装置可包括：信号分析单元，被配置为使用从光探测及测距传感器的激光接收器输入的信号来区分粘附至窗盖的异物；清洁单元，被配置为去除粘附至窗盖的异物；以及控制单元，被配置为根据信号分析单元所区分的异物来控制清洁单元。

Description

用于清洁光探测及测距传感器的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年5月15日提交的韩国申请号10-2018-0055642的优先权，通过引用将其全部合并于此。
技术领域
本发明涉及用于清洁光探测及测距(light detection and ranging，光探测及测距)传感器的装置和方法，并且更具体地，涉及用于清洁光探测及测距传感器的装置和方法，其可去除粘附至光探测及测距传感器的窗盖的异物。
背景技术
自主驾驶级别3需要诸如高速公路自主驾驶和自主停车的功能。因此，对具有高距离分辨率的光探测及测距传感器的需求增加。这种光探测及测距传感器通过感测车辆前方和后方的区域来感测目标或者结构。
通常，光探测及测距传感器安装在前保险杆上，并且暴露于外部。当光探测及测距传感器安装在诸如车身或者玻璃的另外的结构中时，光探测及测距传感器的感测性能可能会被显著地降低。因此，光探测及测距传感器在安装时需要暴露于外部。
通常，光探测及测距传感器包括激光发射器、激光接收器和驱动器，并且单独包括用于保护传感器免受外部异物影响的盖。
因为光探测及测距传感器通过传输/接收光的过程来感测距离，所以光探测及测距传感器对盖的污染物很敏感。因此，必须防止光探测及测距传感器受污染，以保持光探测及测距传感器的性能。通常，然而，用于清洁光探测及测距传感器的方法还没有进行更多的研究。
本发明的相关技术在2015年4月6日公布的题为“用于去除车辆的测距传感器的污染物的装置和方法”的韩国专利公开号10-2015-0035204 中公开。
发明内容
本发明的实施方式针对用于清洁光探测及测距传感器的装置和方法，其可以通过分析从光探测及测距传感器输出的信号的信号特性来区分异物，并且根据区分的异物清洁光探测及测距传感器，因此防止光探测及测距传感器的性能降低。
在一个实施方式中，用于清洁光探测及测距传感器的装置可包括：信号分析单元，被配置为使用从光探测及测距传感器的激光接收器输入的信号来区分粘附至窗盖的异物；清洁单元，被配置为去除粘附至所述窗盖的异物；以及控制单元，被配置为根据所述信号分析单元所区分的异物来控制所述清洁单元。
所述信号分析单元可通过分析从所述光探测及测距传感器的所述激光接收器输入的信号的信号特性来区分异物。
所述信号特性可包括以下项中的一者或多者：从所述光探测及测距传感器的所述激光接收器输入的信号的信号幅度、检测模式及检测区域，有关异物是否移动的信息，以及有关是否接收到回声信号的信息。
所述信号分析单元根据所述信号特性是否满足用于区分异物的预设条件来区分异物。
所述信号分析单元可基于所述信号特性是否满足一个或多个条件来区分异物。
所述控制单元可根据针对粘附至所述窗盖的每种异物而设置的清洁方法，控制所述清洁单元去除粘附至所述窗盖的异物。
所述清洁单元可包括以下项中的一者或多者：洗涤液喷雾器，被配置为在所述窗盖上喷洒洗涤液；空气喷雾器，被配置为在所述窗盖上喷洒空气；干燥器，被配置为通过对所述窗盖加热使所述窗盖干燥；以及刮水器驱动器，被配置为驱动刮水器来去除所述窗盖上的水分。
所述信号分析单元可将粘附至所述窗盖的异物区分为灰尘、水分、雨水或雪、冰雹以及泥浆中的一种或多种。
在另一个实施方式中，用于清洁光探测及测距传感器的方法可包括：由信号分析单元使用从光探测及测距传感器的激光接收器输入的信号来区分粘附至窗盖的异物；以及由控制单元根据所述信号分析单元所区分的异物通过控制清洁单元去除粘附至所述窗盖的异物。
在异物的区分中，所述信号分析单元可通过分析从所述光探测及测距传感器的所述激光接收器输入的信号的信号特性来区分异物。
所述信号特性可包括以下项中的一者或多者：从所述光探测及测距传感器的所述激光接收器输入的信号的信号幅度、检测模式及检测区域，有关异物是否移动的信息，以及有关是否接收到回声信号的信息。
所述信号分析单元可根据所述信号特性是否满足用于区分异物的预设条件来区分异物。
在异物的区分中，所述信号分析单元可基于所述信号特性是否满足一个或多个条件来区分异物。
在异物的去除中，所述控制单元可根据针对粘附至所述窗盖的每种异物而设置的清洁方法，通过控制所述清洁单元去除粘附至所述窗盖的异物。
所述清洁单元可包括以下项中的一者或多者：洗涤液喷雾器，被配置为在所述窗盖上喷洒洗涤液；空气喷雾器，被配置为在所述窗盖上喷洒空气；干燥器，被配置为通过对所述窗盖加热使所述窗盖干燥；以及刮水器驱动器，被配置为驱动刮水器来去除所述窗盖上的水分。
所述信号分析单元可将粘附至所述窗盖的异物区分为灰尘、水分、雨水或雪、冰雹以及泥浆中的一种或多种。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施方式的用于清洁光探测及测距传感器的装置的框图。
图2是示出了根据本发明的实施方式的清洁单元的框图。
图3是示出了根据本发明的实施方式的用于清洁光探测及测距传感器的方法的流程图。
具体实施方式
正如相应领域中的传统，一些示例性实施方式可以在附图中以功能块、单元和/或模块示出。本领域普通技术人员将理解这些块、单元和/或模块通过诸如逻辑电路的电子(或者光学)电路、分立组件、处理器、硬连线电路、存储元件、接线连接等物理实现。在这些块、单元和/或模块被处理器或者类似硬件实现时，可以使用软件(例如，代码)对其进行编程和控制以执行本文论述的各种功能。可替换地，可以通过专用硬件、或作为执行一些功能的专用硬件与执行其它功能的处理器(例如，一个或多个编程的处理器和相关联的电路)的组合来实现每个块、单元和/或模块。在不偏离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施方式中的每个块、单元和 /或模块可以物理地分离成两个或多个交互和离散的块、单元和/或模块。此外，在不偏离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施方式中的块、单元和/或模块可以物理地组合成更复杂的块、单元和/或模块。
在下文中，将参考附图详细地描述根据本发明的实施方式的用于清洁光探测及测距传感器的装置和方法。应注意，附图不一定按精确比例绘制并且仅出于描述方便和清晰的目的对组件的线条厚度或尺寸进行夸大。此外，基于本发明的各种功能来定义本发明中所使用的术语并且根据用户或者操作人员习惯或者意图对其进行更改。因此，应根据本发明中所规定的全部公开内容定义术语。
图1是示出了根据本发明的实施方式的用于清洁光探测及测距传感器的装置的框图，及图2是示出了根据本发明的实施方式的清洁单元的框图。
参考图1，根据本发明的实施方式的用于清洁光探测及测距传感器的装置可包括信号分析单元20、控制单元30及清洁单元40。
信号分析单元20可分析从光探测及测距传感器10的激光接收器12 输入的信号，并且根据信号的信号特性来区分粘附至窗盖(未示出)的异物。
光探测及测距传感器10可包括激光发射器11、激光接收器12、转向镜13、控制器14及距离计算器15。
激光发射器11可发出预设波段的光以测量距外部目标的距离。从激光发射器11发出的光的波段可以不受具体限制。
激光接收器12可接收激光发射器11发出的并从目标反射的光，将接收的光转换成电信号，然后将电信号输入至距离计算器15。
转向镜13可以安装在光路上，在该光路上由激光发射器11或者激光接收器12传输/接收光，并且转向为反射传输的光或者接收的光。
控制器14可控制激光发射器11向目标发射光，控制激光接收器12 接收目标反射的光，并且控制转向镜13调整光路。
距离计算器15可使用激光接收器12输出的信号，即脉冲信号来计算距目标的距离。
供参考，图1示意性地示出光探测及测距传感器10的主要部件，光探测及测距传感器10的组件和操作可以不局限于上述实施方式，并以各种方式增加或者改变。
信号分析单元20可通过分析从光探测及测距传感器10的激光接收器 12输入至距离计算器15的信号来检测信号特性，并且根据检测到的信号特性来区分粘附至光探测及测距传感器10的窗盖的异物。
信号分析单元20可区分粘附至光探测及测距传感器10的窗盖并降低光探测及测距传感器10的性能的异物。在该情况下，信号分析单元20可区分异物为灰尘、水分、雨水或雪、冰雹和泥浆的中一种或多种。
在本实施方式中，已描述信号分析单元20区分异物为灰尘、水分、雨水或雪、冰雹和泥浆。然而，本发明的范围不限于此，并且异物可进一步包括可能降低传感器性能的其他异物。
信号特性可包括以下项中的任一种：信号幅度、检测模式、检测区域、有关异物是否移动的信息、及有关是否接收回声信号的信息。
诸如信号幅度、检测模式、检测区域、有关异物是否移动的信息、及有关是否接收回声信号的信息的信号特性可根据异物而变化。根据信号特性，可检测粘附至窗盖的异物。
各种异物的信号特性可汇总在下文表1中。
[表1]
异物的信号特性
信号分析单元20可根据每个异物是否满足预设条件来区分异物。
例如，如表1中的，当信号幅度小，检测模式为区域模式，检测区域为整体区域，异物没有移动，并且接收到回声信号时，信号分析单元20 可判断相应的异物为灰尘。
当信号幅度小，检测模式为区域模式，检测区域为整体区域，异物没有移动，并且接收到回声信号时，信号分析单元20可判断相应的异物为水分。
当信号幅度中等，检测模式为点模式，检测区域是部分区域，并且异物移动时，信号分析单元20可判断相应的异物是雨水或者雪。当异物是雨水或雪时，可接收到或接收不到回声信号。
当信号幅度大，检测模式为点模式，检测区域为部分区域，异物移动，并且没有接收到回声信号时，信号分析单元20可判断相应的异物为冰雹。
当信号幅度大，检测模式为区域模式，并且没有接收到回声信号时，信号分析单元20可判断相应的异物为泥浆。当异物是泥浆时，检测区域可以是部分区域或者整体区域，并且异物可能移动或可能不移动。
在每种异物的信号特性当中，信号幅度可以被分成‘小’、‘中等’及‘大’三个区域。
此外，在确定异物时，无需满足以上全部条件。虽然满足一部分条件，也可以区分异物。即，即使异物满足一个或多个条件，信号分析单元20 可区分异物。
清洁单元40可根据粘附至窗盖的异物使用预设清洁方法来去除异物。
参考图2，清洁单元40可包括在窗盖上喷洒洗涤液的洗涤液喷雾器 41，在窗盖上喷洒空气的空气喷雾器42，通过对窗盖进行加热使窗盖干燥的干燥器43，及驱动刮水器来去除窗盖上的水分的刮水器驱动器44。干燥器43可包括热丝。
因此，根据控制单元30的控制信号，可以驱动洗涤液喷雾器41、空气喷雾器42、干燥器43及刮水器驱动器44中的一个或多个来去除窗盖表面上的异物。
当信号分析单元20检测到异物时，控制单元30可根据针对相应的异物而设置的清洁方法，控制清洁单元40去除粘附至窗盖的异物。
即，当信号分析单元20检测到异物为灰尘时，控制单元30可驱动洗涤液喷雾器41喷洒洗涤液，然后驱动空气喷雾器42喷洒空气，因此去除灰尘。
当信号分析单元20检测到异物为水分时，控制单元30可驱动干燥器 43加热窗盖，因此去除水分。
当信号分析单元20检测到异物为雨水或者雪，控制单元30可驱动干燥器43加热窗盖，并且驱动刮水器驱动器44去除雨水或者雪。
当信号分析单元20检测到异物为冰雹时，控制单元30可驱动干燥器 43加热窗盖，并且驱动刮水器驱动器44去除冰雹。
当信号分析单元20检测到异物为泥浆时，控制单元30可驱动洗涤液喷雾器41喷洒洗涤液，然后驱动空气喷雾器42喷洒空气，因此去除泥浆。
在下文中，将参考图3详细地描述根据本发明的实施方式的用于清洁光探测及测距传感器的方法。
图3是示出了根据本发明的实施方式的用于清洁光探测及测距传感器的方法的流程图。
参考图3，在步骤S10，信号分析单元20可从光探测及测距传感器 10的激光接收器12接收信号。然后，在步骤S20，信号分析单元20可分析所接收的信号并且根据信号特性来区分粘附至窗盖的异物。异物可以分为灰尘、水分、雨水或者雪、冰雹和泥浆中的一种或多种。
即，信号分析单元20可基于任一种信号特性(例如，信号幅度、检测模式、检测区域、有关异物是否移动的信息、以及有关是否接收回声信号的信息)来区分异物为灰尘、水分、雨水或者雪、冰雹及泥浆中的一种或多种。
在该情况下，当相应的异物满足针对异物中的每一个而设置的所有条件时，信号分析单元20可检测异物。然而，即使相应的异物满足一部分条件时，信号分析单元20可检测异物。
在步骤S30，当信号分析单元20检测到异物时，控制单元30可根据相应的异物来控制清洁单元40去除粘附至窗盖的异物。
即，根据信号分析单元20所检测的异物，控制单元30可通过驱动以下项中的一者或多者来适当地去除相应的异物：驱动洗涤液喷雾器41在窗盖上喷洒洗涤液，驱动空气喷雾器42在窗盖上喷洒空气，驱动干燥器43通过加热窗盖使窗盖干燥，以及驱动刮水器驱动器44驱动刮水器去除窗盖上的水分。
根据本发明的实施方式，用于清洁光探测及测距传感器的装置和方法可以通过分析光探测及测距传感器输出的信号来区分异物，并且根据区分的异物来清洁光探测及测距传感器，因此防止光探测及测距传感器的性能降低。
尽管已经为了说明的目的描述了本发明的优选的实施方式，但本领域技术人员将理解，在不背离在所附权利要求中所限定的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增加和替换。

Claims (16)

1.一种用于清洁光探测及测距传感器的装置，包括：
信号分析单元，被配置为使用从光探测及测距传感器的激光接收器输入的信号来区分粘附至窗盖的异物；
清洁单元，被配置为去除粘附至所述窗盖的异物；以及
控制单元，被配置为根据所述信号分析单元所区分的异物来控制所述清洁单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号分析单元通过分析从所述光探测及测距传感器的所述激光接收器输入的信号的信号特性来区分异物。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述信号特性包括以下项中的一者或多者：从所述光探测及测距传感器的所述激光接收器输入的信号的信号幅度、检测模式及检测区域，有关异物是否移动的信息，以及有关是否接收到回声信号的信息。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述信号分析单元根据所述信号特性是否满足用于区分异物的预设条件来区分异物。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述信号分析单元基于所述信号特性是否满足一个或多个所述预设条件来区分异物。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元根据针对粘附至所述窗盖的每种异物而设置的清洁方法，控制所述清洁单元去除粘附至所述窗盖的异物。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述清洁单元包括以下项中的一者或多者：洗涤液喷雾器，被配置为在所述窗盖上喷洒洗涤液；
空气喷雾器，被配置为在所述窗盖上喷洒空气；干燥器，被配置为通过对所述窗盖加热使所述窗盖干燥；以及刮水器驱动器，被配置为驱动刮水器来去除所述窗盖上的水分。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号分析单元将粘附至所述窗盖的异物区分为灰尘、水分、雨水或雪、冰雹以及泥浆中的一种或多种。
9.一种用于清洁光探测及测距传感器的方法，包括：
由信号分析单元使用从光探测及测距传感器的激光接收器输入的信号来区分粘附至窗盖的异物；以及
由控制单元根据所述信号分析单元所区分的异物通过控制清洁单元去除粘附至所述窗盖的异物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在异物的区分中，
所述信号分析单元通过分析从所述光探测及测距传感器的所述激光接收器输入的信号的信号特性来区分异物。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述信号特性包括以下项中的一者或多者：从所述光探测及测距传感器的所述激光接收器输入的信号的信号幅度、检测模式及检测区域，有关异物是否移动的信息，以及有关是否接收到回声信号的信息。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，在异物的区分中，
所述信号分析单元根据所述信号特性是否满足用于区分异物的预设条件来区分异物。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在异物的区分中，
所述信号分析单元基于所述信号特性是否满足一个或多个所述预设条件来区分异物。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，在异物的去除中，
所述控制单元根据针对粘附至所述窗盖的每种异物而设置的清洁方法，通过控制所述清洁单元去除粘附至所述窗盖的异物。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述清洁单元包括以下项中的一者或多者：洗涤液喷雾器，被配置为在所述窗盖上喷洒洗涤液；
空气喷雾器，被配置为在所述窗盖上喷洒空气；干燥器，被配置为通过对所述窗盖加热使所述窗盖干燥；以及刮水器驱动器，被配置为驱动刮水器来去除所述窗盖上的水分。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述信号分析单元将粘附至所述窗盖的异物区分为灰尘、水分、雨水或雪、冰雹以及泥浆中的一种或多种。
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