CN110497861B - 传感器系统及检查方法 - Google Patents

Abstract

一种减轻调整被安装于车辆的多个传感器的姿态或位置的作业负担的传感器系统及检查方法。LiDAR传感器单元(24)检测在车辆的外部的检测区域(A1)的信息。前摄像机单元(25)检测在车辆的外部且其局部与检测区域(A1)重叠的检测区域(A2)的信息。存储器(32)基于在重复检测区域(A12)所检测到的信息来存储LiDAR传感器单元(24)和前摄像机单元(25)的位置关系。处理器(31)基于由LiDAR传感器单元(24)和前摄像机单元(25)的至少一者所检测到的信息和上述位置关系，来生成传感器系统(1)相对于车辆的位置偏移信息。

Description

传感器系统及检查方法

技术领域

本发明涉及被安装于车辆的传感器系统及该传感器系统的检查方法。

背景技术

为了实现车辆的自动驾驶技术，需要在车身上安装用于取得该车辆的外部信息的传感器。有时使用不同种类的传感器以更加正确地取得外部信息。作为那样的传感器的示例，可例举摄像机或LiDAR(Light Detection and Ranging：激光雷达)传感器(例如，参照专利文献1)。

[在先技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2010-185769号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

上述那样的传感器被安装于车身时，需要调整针对该车身的该传感器的姿态或位置。若传感器的数量增加则需要调整的对象增加，因此调整作业的负担增加。

本发明的目的在于减轻调整被安装于车辆的多个传感器的姿态或位置的作业负担。

[用于解决技术课题的技术方案]

为了达成上述目的的一种方案为被安装于车辆的传感器系统，包括：

检测在上述车辆的外部的第一区域的信息的第一传感器单元；

检测在上述车辆的外部且其局部与上述第一区域重叠的第二区域的信息的第二传感器单元；

基于在上述第一区域与上述第二区域重叠的区域所检测到的信息来存储上述第一传感器单元和上述第二传感器单元的位置关系的存储器；以及

基于由上述第一传感器单元和上述第二传感器单元的至少一者所检测到的信息和上述位置关系，来生成上述传感器系统相对于上述车辆的位置偏移信息的处理器。

为了达成上述目的的一种方案为被安装于车辆的传感器系统的检查方法，

在第一传感器单元能够检测到信息的第一区域与第二传感器单元能够检测到信息的第二区域所重叠的区域中配置第一目标物；

基于由上述第一传感器单元对上述第一目标物的检测结果来决定上述第一传感器单元的基准位置；

基于由上述第二传感器单元对上述第一目标物的检测结果和上述基准位置来决定上述第一传感器单元和上述第二传感器单元的位置关系；

在上述车辆被安装有上述传感器系统的状态下，通过上述第一传感器单元和上述第二传感器单元的至少一者来检测第二目标物；

基于上述第二目标物的检测结果和上述位置关系，来检测上述传感器系统相对于上述车辆的位置偏移。

根据如上述这样构成的传感器系统和检查方法，若第一区域和第二区域的至少一者中被配置有第二目标物，则通过对第一传感器单元和第二传感器单元的任意一者距基准位置的偏移量的检测，能够确定传感器系统整体相对于车辆的偏移量。即，不仅第二目标物的配置自由度提高，且没必要对每个传感器单元进行通过第二目标物的检测的调整。所以，能够减轻调整被安装于车辆的多个传感器单元的姿态或位置的作业负担。

上述传感器系统可如以下这样构成。

包括检测在上述车辆的外部且其局部与上述第一区域重叠的第三区域的信息的第三传感器单元，

上述存储器基于在上述第一区域与上述第三区域重叠的区域所检测到的信息来存储上述第一传感器单元与上述第三传感器单元的位置关系，

上述处理器基于由上述第一传感器单元、上述第二传感器单元及上述第三传感器单元的至少一者所检测到的信息和上述位置关系，来生成上述传感器系统相对于上述车辆的位置偏移信息。

在这种情况下，若第一区域、第二区域及第三区域的至少一者中被配置有第二目标物，则通过对第一传感器单元、第二传感器单元及第三传感器单元的任意一者距基准位置的偏移量的检测，能够确定针对车辆的传感器系统整体的偏移量。即不仅第二目标物的配置自由度提高，且没必要对每个传感器单元进行通过第二目标物的检测的调整。所以，能够减轻调整被安装于车辆的多个传感器单元的姿态或位置的作业负担。

在本说明书中，“传感器单元”是指具备所希望的信息检测功能并且其自身为能够单独流通的部件的构成单位。

在本说明书中，“驾驶辅助”是指至少部分地进行驾驶操作(方向盘操作、加速、减速)、行驶环境的监控及驾驶操作的支持的至少一者的控制处理。即，是包含从碰撞损伤减轻制动功能或车道保持辅助功能这样的部分的驾驶辅助到完全自动驾驶动作的含义。

附图说明

图1是表示一实施方式的传感器系统的构成的图。

图2是表示图1的传感器系统在车辆中的位置的图。

图3是表示图1的传感器系统的检查方法的流程图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施方式的示例。在以下说明中所使用的各附图中，适当地改变比例尺以使各构件为能够识别的大小。

在附图中，箭头F表示图示构造的前方向。箭头B表示图示构造的后方向。箭头L表示图示构造的左方向。箭头R表示图示构造的右方向。在以下说明中所使用的“左”及“右”表示从驾驶员座观察到的左右方向。

如图1所示的那样，实施方式的传感器系统1包括传感器模块2。传感器模块2例如被安装于图2所示的车辆100的左前角部LF。

传感器模块2包括外壳21和透光罩22。外壳21与透光罩22一起划分出收容室23。

传感器模块2包括LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25。LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25被配置于收容室23内。

LiDAR传感器单元24包括向车辆100的外部的检测区域A1射出不可见光的构成，及检测该不可见光被存在于检测区域A1内的物体反射后的返回光的构成。LiDAR传感器单元24包括根据需要而改变出射方向(即检测方向)来使该不可见光扫描的扫描机构。例如作为不可见光，可使用波长905nm的红外光。

LiDAR传感器单元24例如能够基于从向某一方向出射了不可见光的时刻起到检测到返回光为止的时间，来取得距与该返回光相关的物体的距离。另外，通过将那样的距离数据与检测位置建立关联地收集，能够取得与返回光相关的物体的形状的信息。除此以外或取代于此，能够基于出射光和返回光的波长的区别，取得与返回光相关的物体的材质等属性的信息。

即，LiDAR传感器单元24为检测在车辆100的外部的检测区域A1的信息的装置。LiDAR传感器单元24输出与检测到的信息相对应的检测信号S1。LiDAR传感器单元24为第一传感器单元的一个示例。检测区域A1为第一区域的一个示例。

前摄像机单元25为取得在车辆100的外部的检测区域A2的图像的装置。图像可以包含静止图像和动态图像的至少一者。前摄像机单元25可以包括对可见光具有感光度的摄像机，也可以包括对红外光具有感光度的摄像机。

即，前摄像机单元25为检测在车辆100的外部的检测区域A2的信息的装置。前摄像机单元25输出与所取得的图像相对应的检测信号S2。前摄像机单元25为第二传感器单元的一个示例。检测区域A2为第二区域的一个示例。

LiDAR传感器单元24的检测区域A1的局部与前摄像机单元25的检测区域A2的局部作为重复检测区域A12而重叠。

传感器系统1包括控制装置3。被安装于车辆100的适当位置。LiDAR传感器单元24所输出的检测信号S1和前摄像机单元25所输出的检测信号S2经由未图示的输入接口而被输入到控制装置3。

控制装置3包括处理器31和存储器32。处理器31与存储器32之间能够进行信号或数据的通信。

如这样构成的传感器系统1被安装于车辆100时，存在因车身部件的公差或传感器模块2相对于车身的位置偏移，而导致各传感器单元的位置从所希望的基准位置偏移的情况。参照图1和图3来说明用于检测这样的位置偏移的传感器系统1的检查方法。

在传感器系统1被安装于车辆100前的一个时刻，通过LiDAR传感器单元24进行第一目标物T1的检测(图3的步骤1)。如图1所示，第一目标物T1被配置于LiDAR传感器单元24的检测区域A1与前摄像机单元25的检测区域A2重叠的重复检测区域A12内。

接下来，基于通过LiDAR传感器单元24对第一目标物T1的检测结果，决定LiDAR传感器单元24的基准位置(图3的步骤2)。具体地说，为了使图1所示的LiDAR传感器单元24的检测基准方向D1相对于第一目标物T1形成预定的位置关系，使用未图示的校准机构来调整LiDAR传感器单元24的位置和姿态的至少一者。

控制装置3的处理器31通过取得检测信息S1来识别调整完成时的检测区域A1中的第一目标物T1的位置。此外，本说明书中的“取得检测信号S1”这一表述，是指使从LiDAR传感器单元24输入到输入接口中的检测信号S1经由适当的电路结构而成为能够进行后述处理的状态。

接下来，通过前摄像机单元25进行第一目标物T1的检测(图3的步骤3)。进而，基于通过前摄像机单元25对第一目标物T1的检测结果，决定前摄像机单元25的基准位置。具体地说，为了使图1所示的前摄像机单元25的检测基准方向D2相对于第一目标物T1形成预定的位置关系，使用未图示的校准机构来调整前摄像机单元25的位置和姿态的至少一者。

控制装置3的处理器31通过取得检测信息S2来识别调整完成时的检测区域A2中的第一目标物T1的位置。此外，本说明书中的“取得检测信号S2”这一表述，是指使从前摄像机单元25输入到输入接口中的检测信号S2经由适当的电路结构而成为能够进行后述处理的状态。

根据经由重复检测区域A12中的第一目标物T1的位置而被确定的LiDAR传感器单元24的基准位置和前摄像机单元25的基准位置，确定二者的位置关系(图3的步骤4)。位置关系可以根据LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25的相对位置来确定，也可以根据在传感器模块2中的LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25的各绝对位置坐标来确定。处理器31将被这样确定的位置关系保存于存储器32。

然后，传感器系统1被安装于车辆100(图3的步骤5)。这时，控制装置3的存储器32中存储有基于在重复检测区域A12中所检测到的第一目标物T1的信息的LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25的位置关系。另外，LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25的位置关系被固定。

一般地，传感器系统1向车辆100的安装，是在与上述各传感器单元的基准位置所被确定的场所不同的场所进行的。因此，传感器系统1被安装于车辆100后，进行图1所示的第二目标物T2的检测(图3的步骤6)。例如，如图1中虚线所示，在传感器系统1无位置偏移地被安装于车辆100的情况下，确定第二目标物T2的位置以使其位于LiDAR传感器单元24的检测基准方向D1。

在本示例的情况下，第二目标物T2的检测通过LiDAR传感器单元24来进行。作为其结果，说明在图1中实线所示的位置检测到第二目标物T2的情况。所检测到的第二目标物T2并不处于本来应位于的检测基准方向D1。因此，可知产生了传感器系统1相对于车辆100的位置偏移。

控制装置3的处理器31基于所检测到的第二目标物T2在检测区域A1内的位置，来确定LiDAR传感器单元24距基准位置的偏移量。换言之，能够确定LiDAR传感器单元24本来应配置的位置。

接下来，处理器31基于存储器32所保存的LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25的位置关系，来确定前摄像机单元25的当前位置。换言之，确定了前摄像机单元25本来应配置的位置。

处理器31生成传感器系统1相对于车辆100的位置偏移信息(图3的步骤7)。具体地说，如上述那样被确定的LiDAR传感器单元24距本来应配置的位置的偏移量，和前摄像机单元25距本来应配置的位置的偏移量，构成传感器系统1相对于车辆100的位置偏移信息。

控制装置3可输出该位置偏移信息。在这种情况下，传感器模块2的位置和姿态的至少一者可由作业人员进行机械调整，以消除位置偏移信息所表示的各传感器单元的位置偏移。或者，控制装置3可基于该位置偏移信息，针对从LiDAR传感器单元24输入的检测信号S1和从前摄像机单元25输入的检测信号S2，进行抵消位置偏移信息所表示的位置偏移那样的信号修正处理。

或者，也可以是，第二目标物T2被配置于前摄像机单元25的检测区域A2内。例如，在传感器系统1无位置偏移地被安装于车辆100的情况下，可确定第二目标物T2的位置以使其位于前摄像机单元25的检测基准方向D2。

在该情况下，第二目标物T2的检测通过前摄像机单元25来进行。若检测到的第二目标物T2不处于本来应位于的检测基准方向D2，则可知产生了传感器系统1相对于车辆100的位置偏移。

控制装置3的处理器31基于检测到的第二目标物T2在检测区域A2中的位置，来确定前摄像机单元25距基准位置的偏移量。换言之，确定前摄像机单元25本来应配置的位置。

接下来，处理器31基于存储器32所保存的LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25的位置关系，来确定LiDAR传感器单元24的当前位置。换言之，确定LiDAR传感器单元24本来应配置的位置。其结果，处理器31与上述同样地生成传感器系统1相对于车辆100的位置偏移信息。

根据如上述那样构成的传感器系统1和检查方法，若检测区域A1和检测区域A2的至少一者中被配置有第二目标物T2，则通过对LiDAR传感器单元24与前摄像机单元25的任意一者距基准位置的偏移量的检测，能够确定针对车辆100的传感器系统1整体的偏移量。即不仅第二目标物T2的配置自由度提高，且没必要对每个传感器单元进行基于第二目标物的检测的调整。所以，能够减轻调整被安装于车辆100的多个传感器单元的姿态或位置的作业负担。

如图1的虚线所示，传感器模块2可包括左摄像机单元26。左摄像机单元26被配置于收容室23内。

左摄像机单元26为取得在车辆100的外部的检测区域A3的图像的装置。图像可以包含静止图像和动态图像的至少一者。左摄像机单元26可以包括对可见光具有感光度的摄像机，也可以包括对红外光具有感光度的摄像机。

即，左摄像机单元26为检测在车辆100的外部的检测区域A3的信息的装置。左摄像机单元26输出与所取得的图像相对应的检测信号S3。左摄像机单元26为第三传感器单元的一个示例。检测区域A3为第三区域的一个示例。

LiDAR传感器单元24的检测区域A1的局部与左摄像机单元26的检测区域A3的局部作为重复检测区域A13而重叠。

在这种情况下，在传感器系统1被安装于车辆100前的一个时刻，通过左摄像机单元26进行第一目标物T1的检测(图3的步骤8)。如图1所示，第一目标物T1被配置于LiDAR传感器单元24的检测区域A1与左摄像机单元26的检测区域A3重叠的重复检测区域A13内。

接下来，基于通过左摄像机单元26对第一目标物T1的检测结果，决定左摄像机单元26的基准位置。具体地说，为了使图1所示的左摄像机单元26的检测基准方向D3相对于第一目标物T1形成预定的位置关系，使用未图示的校准机构来调整左摄像机单元26的位置和姿态的至少一者。

控制装置3的处理器31通过取得检测信息S3来识别调整完成时的检测区域A3中的第一目标物T1的位置。此外，本说明书中的“取得检测信号S3”这一表述，是指使从左摄像机单元26输入到输入接口中的检测信号S3经由适当的电路结构而成为能够进行后述处理的状态。

另一方面，处理器31通过取得检测信号S1来识别已经完成基准位置调整的LiDAR传感器单元24的检测区域A1中的第一目标物T1的位置。

根据经由重复检测区域A13中的第一目标物T1的位置而被确定的左摄像机单元26的基准位置和已经决定的LiDAR传感器单元24的基准位置，确定二者的位置关系(图3的步骤9)。位置关系可以根据LiDAR传感器单元24和左摄像机单元26的相对位置来确定，也可以根据传感器模块2中的LiDAR传感器单元24和左摄像机单元25的各绝对位置坐标来确定。处理器31将被这样确定的位置关系保存于存储器32。

然后，传感器系统1被安装于车辆100(图3的步骤5)。这时，控制装置3的存储器32中存储有基于在重复检测区域A13中所检测到的第一目标物T1的信息的LiDAR传感器单元24和左摄像机单元26的位置关系。另外，LiDAR传感器单元24和左摄像机单元26的位置关系被固定。

传感器系统1被安装于车辆100后，进行图1所示的第二目标物T2的检测(图3的步骤6)。在本示例中，第二目标物T2被配置于LiDAR传感器单元24的检测区域A1内。如上述那样，控制装置3的处理器31基于所检测到的第二目标物T2在检测区域A1内的位置，确定LiDAR传感器单元24距基准位置的偏移量。换言之，确定LiDAR传感器单元24本来应配置的位置。

这时，处理器31除确定前摄像机单元25的当前位置外，还基于存储器32所保存的LiDAR传感器单元24和左摄像机单元26的位置关系，确定左摄像机单元26的当前位置。换言之，确定左摄像机单元26本来应配置的位置。

处理器31以包含左摄像机单元26距本来应配置的位置的偏移量的方式生成传感器系统1相对于车辆100的位置偏移信息(图3的步骤7)。

控制装置3可输出该位置偏移信息。在这种情况下，传感器模块2的位置和姿态的至少一者可由作业人员进行机械调整，以消除位置偏移信息所表示的各传感器单元的位置偏移。或者，控制装置3可基于该位置偏移信息，针对从LiDAR传感器单元24输入的检测信号S1、从前摄像机单元25输入的检测信号S2及从左摄像机单元26输入的检测信号S3，进行抵消位置偏移信息所表示的位置偏移那样的信号修正处理。

或者，也可以是，第二目标物T2被配置于左摄像机单元26的检测区域A3内。例如，在传感器系统1无位置偏移地被安装于车辆100的情况下，可确定第二目标物T2的位置以使其位于左摄像机单元26的检测基准方向D3。

在该情况下，第二目标物T2的检测通过左摄像机单元26来进行。若检测到的第二目标物T2不处于本来应位于的检测基准方向D3，则可知产生了传感器系统1相对于车辆100的位置偏移。

控制装置3的处理器31基于检测到的第二目标物T2在检测区域A3中的位置，来确定左摄像机单元26距基准位置的偏移量。换言之，确定左摄像机单元26本来应配置的位置。

接下来，处理器31基于存储器32所保存的LiDAR传感器单元24和左摄像机单元26的位置关系，来确定LiDAR传感器单元24的当前位置。换言之，确定LiDAR传感器单元24本来应配置的位置。进而，处理器31基于存储器32所保存的LiDAR传感器单元24和前摄像机单元25的位置关系，来确定前摄像机单元25的当前位置。换言之，确定前摄像机单元25本来应配置的位置。其结果，处理器31与上述同样地生成传感器系统1相对于车辆100的位置偏移信息。

根据如上述那样构成的传感器系统1和检查方法，若检测区域A1、检测区域A2及检测区域A3的至少一者中被配置有第二目标物T2，则通过对LiDAR传感器单元24、前摄像机单元25及左摄像机单元26的任意一者距基准位置的偏移量的检测，能够确定传感器系统1整体相对于对车辆100的偏移量。即，不仅第二目标物T2的配置自由度提高，且没必要对每个传感器单元进行基于第二目标物的检测的调整。所以，能够减轻调整被安装于车辆100的多个传感器单元的姿态或位置的作业负担。

控制装置3中的处理器31的功能可通过与存储器协作而工作的通用微处理器来实现。作为通用微处理器可例举CPU、MPU、GPU。通用微处理器可包含多个处理器核。作为存储器的示例可例举ROM和RAM。ROM中可存储有执行后述处理的程序。该程序可包含人工智能程序。作为人工智能程序的示例，可例举通过深度学习而完成学习的神经网络。通用微处理器可指定ROM所存储的程序的至少一部分并在RAM上展开，与RAM协作来执行上述处理。或者，也可以是，上述的处理器31的功能通过微控制器、FPGA、ASIC等专用集成电路来实现。

控制装置3中的存储器32的功能可通过半导体存储器或硬盘驱动器等存储装置来实现。也可以是，存储器32作为与处理器31协作而工作的存储器的一部分来实现。

控制装置3可以通过负责车辆的中央控制处理的主ECU等来实现，也可以通过介于主ECU和各传感器单元之间的副ECU来实现。

上述实施方式仅是用于使本发明容易理解的示例。上述实施方式的构造只要不脱离本发明的主旨，可适当地变更、改良。

在上述实施方式中，表示了传感器模块2包括LiDAR传感器单元和摄像机单元的示例。但是，传感器模块2所包括的多个传感器单元可进行选择，以使得包含LiDAR传感器单元、摄像机单元、毫米波传感器单元以及超声波传感器单元的至少一者。

毫米波传感器单元包括发送毫米波的构成，以及接收该毫米波被存在于车辆100的外部的物体反射后的反射波的构成。作为毫米波的频率的示例，可例举24GHz、26GHz、76GHz、79GHz等。毫米波传感器单元例如能够基于从向某一方向发送了毫米波的时刻起到接收到反射波为止的时间，来取得距与该反射波相关的物体的距离。另外，通过将那样的距离数据与检测位置建立关联地收集，能够取得与反射波相关的物体的运动的信息。

超声波传感器单元包括发送超声波(数十kHz～数kHz)的构成，以及接收该超声波被存在于车辆100的外部的物体反射后的反射波的构成。超声波传感器单元可包括根据需要改变发送方向(即检测方向)来使超声波扫描的扫描机构。

超声波传感器单元例如能够基于从向某一方向发送了超声波的时刻起到接收到反射波为止的时间，来取得距与该反射波相关的物体的距离。另外，通过将那样的距离数据与检测位置建立关联地收集，能够取得与反射波相关的物体的运动的信息。

图2所示的车辆100的右前角部RF中可安装具有与图1所示的传感器模块2左右对称的构成的传感器模块。

图2所示的车辆100的左后角部LB中也可安装图1所示的传感器模块2。被安装于左后角部LB的传感器模块的基本构成可与图1所示的传感器模块2前后对称。

图2所示的车辆100的右后角部RB中也可安装图1所示的传感器模块2。被安装于右后角部RB的传感器模块的基本构成与上述被安装于左后角部LB的传感器模块左右对称。

收容室23中可收纳有照明单元。“照明单元”是指具备所希望的照明功能，且其自身为能够单独流通的部件的构成单位。

[附图标记说明]

1：传感器系统，24：LiDAR传感器单元，25：前摄像机单元，26左摄像机单元，31：处理器，32：存储器，A1：检测区域，A2：检测区域，A3：检测区域，A12：重复检测区域，A13：重复检测区域，T1：第一目标物，T2：第二目标物。

Claims (1)

1.一种检查方法，为被安装于车辆的传感器系统的检查方法，其中，

在第一传感器单元能够检测到信息的第一区域与第二传感器单元能够检测到信息的第二区域重叠的区域中配置第一目标物，

基于由上述第一传感器单元对上述第一目标物的检测结果来决定上述第一传感器单元的基准位置，

基于由上述第二传感器单元对上述第一目标物的检测结果和上述基准位置来决定上述第一传感器单元和上述第二传感器单元的位置关系，

在上述车辆被安装有上述传感器系统的状态下，通过上述第一传感器单元和上述第二传感器单元的至少一者来检测第二目标物，

基于上述第二目标物的检测结果和上述位置关系，来检测上述传感器系统相对于上述车辆的位置偏移。

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