CN110501698B - 传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够既抑制被搭载于车辆的传感器系统的发热量，又抑制信息取得能力的降低的传感器系统。LiDAR传感器单元(2)取得车辆外部的可检测区域(LA)的信息。照相机单元(3)取得在车辆外部的、其一部分与可检测区域(LA)重叠的可检测区域(CA)的信息。控制装置(4)能够改变LiDAR传感器单元(2)的信息取得速率和照相机单元(3)的信息取得速率。控制装置(4)在LiDAR传感器单元(2)和照相机单元(3)中的一个传感器单元的信息取得速率低于预定值时，使另一个传感器单元的信息取得速率变得高于预定值。

Description

传感器系统
技术领域
本发明涉及被搭载于车辆的传感器系统。
背景技术
为了实现车辆的驾驶辅助技术，需要将用于检测该车辆外部的信息的传感器搭载在车体上。作为那种传感器的例子，可举出LiDAR(Light Detection and Ranging：激光雷达)传感器或照相机(例如，参照专利文献1)。随着车辆的驾驶辅助技术提高，每单位时间取得的信息量(信息取得速率)具有増加的倾向。随着信息取得速率增高，已变得无法忽略来自传感器的发热量。
[现有技术文献]
[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]
本发明的目的在于既抑制被搭载于车辆的传感器系统的发热量，又抑制信息取得能力的降低。
[用于解决技术课题的技术方案]
用于达成上述目的的一个方案为一种传感器系统，其被搭载于车辆，包括：第一传感器单元，其取得上述车辆外部的第一区域的信息；第二传感器单元，其取得在上述车辆外部的第二区域的信息，该第二区域的一部分与上述第一区域重叠；以及控制装置，其能够改变上述第一传感器单元的信息取得速率和第二传感器单元的信息取得速率；上述控制装置在上述第一传感器单元与上述第二传感器单元中的一个传感器单元的信息取得速率低于预定值时，使另一个传感器单元的信息取得速率变得高于预定值。
作为一个传感器单元的信息取得速率小于预定值的原因，考虑用于抑制该传感器单元的发热量的保护功能被置于有效的情况、或该传感器单元的动作产生了某种异常的情况。在该情况下，尤其是在第一区域与第二区域重叠的重叠区域中，会发生以两传感器单元所进行的检测为前提的信息取得能力的降低。然而，能够通过使另一个传感器单元的信息取得速率变高，从而补偿一个传感器单元的信息处理速率的降低，并抑制重叠区域中的信息取得能力的降低。因此，能够一边抑制被搭载于车辆的传感器系统的发热量，一边也抑制信息取得能力的降低。
可以是，在上述另一个传感器单元为LiDAR传感器单元的情况下，通过增加射出检测光的光源的数量或使检测光的扫描频率变高，从而使上述信息取得速率变高。
可以是，在上述另一个传感器单元为照相机单元的情况下，通过使帧率变高，从而使上述信息取得速率变高。
可以是，上述一个传感器单元为LiDAR传感器单元或照相机单元。
在本说明书中，所谓“传感器单元”，表示具备所期望的信息检测功能，且其本身能够单独流通的部件的构成单位。
在本说明书中，所谓“驾驶辅助”，表示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、以及驾驶操作的支持中的至少一者的控制处理。即，意味着从减少碰撞损害制动功能或车道保持辅助功能那样的部分驾驶辅助到完全自动驾驶动作均被包含于其中。
附图说明
图1表示一个实施方式的传感器系统的功能性构成。
图2表示搭载有图1的传感器系统的车辆。
图3表示图1的传感器系统的动作流程。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明实施方式的例子。在以下用于说明的各附图中，为了使各构件成为能够识别的大小而对比例尺进行了适当改变。
图1表示一个实施方式的传感器系统1的功能性构成。传感器系统1被搭载在车辆上。
传感器系统1包括LiDAR传感器单元2。LiDAR传感器单元2包括射出非可见光的构成、以及对该非可见光至少被存在于车辆外部的物体反射后的返回光进行检测的构成。LiDAR传感器单元2可以包括扫描机构，该扫描机构根据需要来改变出射方向(即，检测方向)，从而使该非可见光进行扫描。作为非可见光，例如能够使用波长905nm的红外光。
LiDAR传感器单元2例如能够基于从向一个方向射出非可见光的时刻起到检测到返回光为止的时间，来取得至与该返回光相关的物体的距离。此外，能够通过将那样的距离数据与检测位置建立关联地收集，从而取得与返回光相关的物体的形状信息。除此以外或代替于此地，能够基于出射光与返回光的波长的区别来取得与返回光相关的物体的材质等属性信息。
传感器系统1包括照相机单元3。照相机单元3是用于取得图像作为车辆的外部信息的装置。图像可包含静止图像与运动图像中的至少一者。照相机单元3既可以包括对可见光具有感光度的照相机，又可以包括对红外光具有感光度的照相机。
LiDAR传感器单元2和照相机单元3可被容纳在共同的外壳中，以构成单一的传感器模块，并被搭载于车辆中的适当的位置(例如，图2所示的车辆的左前角部LF)。或者可以是，LiDAR传感器单元2和照相机单元3构成彼此独立的两个传感器模块的一部分。该两个传感器模块能够被搭载于车辆中的分开的两个位置(例如，图2所示的车辆的左前角部LF和右前角部RF、或左前角部LF和左后角部LB)。
如图1所示，LiDAR传感器单元2的可检测区域LA与照相机单元3的可检测区域CA的一部分重叠(重叠区域OA)。LiDAR传感器单元2为第一传感器单元的一个例子。照相机单元3为第二传感器单元的一个例子。LiDAR传感器单元2的可检测区域LA为第一区域的一个例子。照相机单元3的可检测区域CA为第二区域的一个例子。
LiDAR传感器单元2以预定的信息取得速率来取得可检测区域LA内的信息，并输出与该信息对应的检测信号LS1。照相机单元3以预定的信息取得速率来取得可检测区域CA内的信息，并输出与该信息对应的检测信号CS1。在本说明书中，所谓“信息取得速率”，意味着每单位时间取得的信息量。
传感器系统1包括控制装置4。控制装置4包括输入接口41、处理器42、输出接口43、以及通信总线44。输入接口41、处理器42、以及输出接口43能够经由通信总线44来交换信号或数据。
从LiDAR传感器单元2输出的检测信号LS1和从照相机单元3输出的检测信号CS1被输入到输入接口41。
处理器42被构成为：取得被输入到输入接口41的检测信号LS1和检测信号CS1，并执行预定的信息处理。“取得检测信号”这一表达，意味着使被输入到输入接口41的检测信号经由适当的电路构成而成为能够进行预定的信息处理的状态。
处理器42被构成为：经由输出接口43而向LiDAR传感器单元2发送控制信号LS2。控制信号LS2为用于控制LiDAR传感器单元2的动作的信号，至少具有控制LiDAR传感器单元2的信息取得速率的功能。
同样，处理器42被构成为：经由输出接口43而向照相机单元3发送控制信号CS2。控制信号CS2为用于控制照相机单元3的动作的信号，至少具有控制照相机单元3的信息取得速率的功能。
即，控制装置4能够改变LiDAR传感器单元2的信息取得速率和照相机单元3的信息取得速率。
LiDAR传感器单元2可具备保护功能，该保护功能在动作温度大于预定值的情况下，会自主降低信息取得速率来避免热故障。例如，LiDAR传感器单元2能够包括利用从多个光源射出的多条检测光束来监控可检测区域LA的构成、和以从至少一个光源射出的至少一根检测光束来扫描可检测区域LA，从而检测信息的构成中的至少一者。在前者的情况下，通过减少射出检测光束的光源的数量，信息取得速率降低。在后者的情况下，通过降低检测光束的扫描频率，信息取得速率降低。因为这种保护功能本身是公知的，所以省略针对构成的详细说明。
照相机单元3可具备保护功能，该保护功能在动作温度大于预定值的情况下，会自主降低信息取得速率来避免热故障。例如，关于照相机单元3，通过使与每单位时间取得的可检测区域CA的图像数对应的帧率变低，信息取得速率降低。因为这种保护功能本身是公知的，所以省略针对构成的详细说明。
在如上述那样被构成的传感器系统1中，控制装置4的处理器42被构成为能够执行图3所示的处理。
首先，处理器42基于被输入到输入接口41的检测信号LS1所包含的数据量来确定LiDAR传感器单元2的信息取得速率(步骤1)。
接着，处理器42基于被输入到输入接口41的检测信号CS1所包含的数据量来确定照相机单元3的信息取得速率(步骤2)。
可以是，步骤1与步骤2的顺序相反，也可以是，步骤1与步骤2同时被进行。
接着，处理器42判断被确定的LiDAR传感器单元2的信息取得速率和照相机单元3的信息取得速率中的一者是否小于预定值(步骤3)。
在判断为一个传感器单元的信息取得速率小于预定值时(在步骤3中为“是”)，处理器42进行使另一个传感器单元的信息取得速率变高的处理(步骤4)。
例如，在判断为在步骤1中被确定出的LiDAR传感器单元2的信息取得速率小于预定值时，处理器42会生成控制信号CS2，以使在步骤2中被确定出的照相机单元3的信息取得速率变高，并经由输出接口43而向照相机单元3发送。具体而言，根据控制信号CS2来进行提高照相机单元3的帧率的动作。
作为在步骤1中被确定出的LiDAR传感器单元2的信息取得速率小于预定值的原因，考虑用于抑制LiDAR传感器单元2的发热量的保护功能被置于有效的情况、或LiDAR传感器单元2的动作发生了某种异常的情况。在该情况下，尤其是在LiDAR传感器单元2的可检测区域LA与照相机单元3的可检测区域CA重叠的重叠区域OA中，会发生以两传感器单元所进行的检测为前提的信息取得能力的降低。然而，能够通过使照相机单元3的信息取得速率变高，从而补偿LiDAR传感器单元2的信息处理速率的降低，并抑制重叠区域OA中的信息取得能力的降低。
同样，在判断为在步骤2中被确定出的照相机单元3的信息取得速率小于预定值时，处理器42会生成控制信号LS2，以使在步骤1中被确定出的LiDAR传感器单元2的信息取得速率变高，并经由输出接口43而向LiDAR传感器单元2发送。具体而言，根据控制信号LS2来进行能够增加射出检测光束的光源的数量的动作与提高检测光束的扫描频率的动作中的至少一者。
作为在步骤2中被确定出的照相机单元3的信息取得速率小于预定值的原因，考虑用于抑制照相机单元3的发热量的保护功能被置于有效的情况、或照相机单元3的动作发生了某种异常的情况。在该情况下，尤其是在LiDAR传感器单元2的可检测区域LA与照相机单元3的可检测区域CA重叠的重叠区域OA中，会发生以两传感器单元所进行的检测为前提的信息取得能力的降低。然而，能够通过使LiDAR传感器单元2的信息取得速率变高，从而补偿照相机单元3的信息处理速率的降低，并抑制重叠区域OA中的信息取得能力的降低。
因此，能够既抑制被搭载于车辆的传感器系统1的发热量，又抑制信息取得能力的降低。
在判断为一个传感器单元的信息取得速率为预定值以上时(在步骤3中为“否”)，处理器42结束处理。
之前说明的处理器42的功能能够通过与存储器协同动作的通用微处理器来实现。作为通用微处理器，能够例示CPU、MPU、以及GPU。通用微处理器能够包含多个处理器核。作为存储器的例子，可举出ROM或RAM。在ROM中，能够存储执行后述处理的程序。该程序能够包含人工智能程序。作为人工智能程序的例子，可举出基于深度学习(deep learning)的已训练神经网络。通用微处理器能够指定被存储于ROM的程序中的至少一部分并将其在RAM上展开，与RAM协同执行上述处理。或者也可以是，前述的处理器42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4可被配置在车辆中的任意的位置。控制装置4既可以利用承担车辆中的中央控制处理的主ECU等来实现，也可以利用处于主ECU与各传感器单元之间的副ECU来实现。
上述实施方式仅为用于使本发明易于理解的示例。上述实施方式的构成只要不脱离本发明的主旨，就能够被适当变更或改良。
作为上述实施方式中的第一传感器单元的一个例子的LiDAR传感器单元能够用照相机单元或毫米波传感器单元来替换。
毫米波传感器可包括发送毫米波的构成、以及接收该毫米波被存在于车辆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例子，可举出24GHz、26GHz、76GHz、以及79GHz等。毫米波传感器例如能够基于从向一个方向发送毫米波的时刻起到接收到反射波为止的时间来取得到与该反射波相关的物体的距离。此外，能够通过将那种距离数据与检测位置建立关联地收集，从而取得与反射波相关的物体的运动的相关信息。
作为上述实施方式中的第二传感器单元的一个例子的照相机单元能够用LiDAR传感器单元或毫米波传感器单元来替换。
在上述实施方式中，LiDAR传感器单元2具备用于自主抑制发热量的保护功能。然而，LiDAR传感器单元2可被构成为：在动作温度超过预定值时，输出异常信号。此时，该异常信号被输入到控制装置4的输入接口41。处理器42根据异常信号的输入来生成用于降低LiDAR传感器单元2的信息取得速率的控制信号LS2，并将其经由输出接口43而向LiDAR传感器单元2发送。
在上述实施方式中，照相机单元3具备用于自主抑制发热量的保护功能。然而，照相机单元3可被构成为：在动作温度超过预定值时，输出异常信号。此时，该异常信号被输入到控制装置4的输入接口41。处理器42根据异常信号的输入来生成用于降低照相机单元3的信息取得速率的控制信号CS2，并将其经由输出接口43而向照相机单元3发送。
[附图标记说明]
1：传感器系统、2：LiDAR传感器单元、3：照相机单元、4：控制装置、CA：照相机单元的可检测区域、LA：LiDAR传感器单元的可检测区域、OA：重叠区域。

Claims (5)

1.一种传感器系统，其被搭载在车辆上，包括：
第一传感器单元，其取得上述车辆外部的第一区域的信息，
第二传感器单元，其取得在上述车辆的外部的第二区域的信息，该第二区域的一部分与上述第一区域重叠，以及
控制装置，其能够改变上述第一传感器单元的信息取得速率和第二传感器单元的信息取得速率；
上述控制装置在上述第一传感器单元与上述第二传感器单元中的一个传感器单元的信息取得速率因抑制发热量的保护功能被置于有效而变得低于预定值时，使另一个传感器单元的信息取得速率变得高于预定值。
2.一种传感器系统，其被搭载在车辆上，包括：
第一传感器单元，其取得上述车辆外部的第一区域的信息，
第二传感器单元，其取得在上述车辆的外部的第二区域的信息，该第二区域的一部分与上述第一区域重叠，以及
控制装置，其能够改变上述第一传感器单元的信息取得速率和第二传感器单元的信息取得速率；
上述控制装置在上述第一传感器单元与上述第二传感器单元中的一个传感器单元的动作温度超过预定值时，使该一个传感器单元的信息取得速率降低，使另一个传感器单元的信息取得速率变得高于预定值。
3.如权利要求1或2所述的传感器系统，其中，
在上述另一个传感器单元为LiDAR传感器单元的情况下，通过增加射出检测光的光源的数量或使检测光的扫描频率变高，从而使上述信息取得速率变高。
4.如权利要求1或2所述的传感器系统，其中，在上述另一个传感器单元为照相机单元的情况下，通过使帧率变高，从而使上述信息取得速率变高。
5.如权利要求1或2所述的传感器系统，其中，上述一个传感器单元为LiDAR传感器单元或照相机单元。
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