CN111252010A - 一种汽车自动驾驶的车载雷达系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人驾驶汽车技术领域，且公开了一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，包括汽车车顶和激光测距雷达，所述汽车车顶的上表面固定安装有液压伸缩杆。该汽车自动驾驶的车载雷达系统，通过在底座内环的侧壁上开设有连接滑槽，通过在激光测距雷达底部安装的连接座两侧固定安装与连接滑槽相匹配的卡块卡接在连接滑槽内进行旋转，当旋转到最大角度后激光测距雷达会落入连接滑槽底部的竖槽内，此时通过拧动螺纹杆将压块向下压，使得压块紧紧压住卡块，实现对卡块的固定，这样的固定方式简单且容易操作，并且该固定方式没有用到任何的专业固定工具，在对激光测距雷达进行拆卸维护或者更换时更加方便快捷易操作。

Description

一种汽车自动驾驶的车载雷达系统
技术领域
本发明涉及无人驾驶汽车技术领域，具体为一种汽车自动驾驶的车载雷达系统。
背景技术
无人驾驶汽车是一种新型的只能汽车，它通过车内安装的计算机系统以及雷达探测系统自动控制汽车在路上所处的位置以及车速，而雷达探测系统又包括汽车顶部的激光测距雷达和汽车周边安装的车载雷达，其中顶部的激光测距雷达是通过发射激光束来探测障碍物的位置以及速度等特征，它是可以精确快速的获取地面或者大气三维空间信息的设备，该设备是否能正常的工作将直接影响到整个自动驾驶系统的正常工作，而现有的车顶激光测距雷达在使用中始终存在一些问题：
1.现有的车顶激光测距雷达由于其需要对汽车周边的三维环境进行数据的采集，所以该雷达都是通过铁架将雷达的底部固定安装在铁架上，再将铁架固定安装在车顶，从而实现对雷达的固定，这种固定方式都需要专业的固定工具且固定方式复杂，而雷达由于长期暴露在空气中工作，且长期随高速行驶的汽车一起工作，需要经常进行定期的维护保养以及损坏时还需要更换，现有的这种固定方式在上述情况下想要对雷达进行拆卸后维护或者更换时都较为复杂且不方便。
2.现有的激光测距雷达安装在车顶上能够实现以汽车为中心直径150米范围内的三维环境进行数据的采集，且激光雷达也能够在竖直方向上调整光束的角度，实现对汽车近距离以及远距离的环境进行数据的采集，但是现有的激光测距雷达都是固定安装在车顶上的，雷达无法在垂直方向上进行移动，角度的调整只能通过激光测距雷达自行进行调整，这样就使得雷达的调整范围受到了限制，尤其是在汽车慢速行驶的过程中，汽车各个侧面的环境情况较为复杂，仅仅靠雷达的自身调整已经不能满足对汽车周边三维环境的完整数据的采集，这样就增大的自动驾驶汽车的盲区范围，从而提高了汽车行驶的安全性。
发明内容
本发明提供了一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，具备结构简单、拆卸方便、驾驶安全性高的优点，解决了上述背景技术中所提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，包括汽车车顶和激光测距雷达，所述汽车车顶的上表面固定安装有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆分别位于激光测距雷达的左右两侧，所述汽车车顶的上表面固定安装有位于两侧液压伸缩杆之间的轨道，所述液压伸缩杆活动杆的一端固定连接有连接板，所述连接板的下表面固定安装有滚轮，所述连接板的上表面固定安装有第二连接环，所述第二连接环上活动连接有推杆，所述推杆的一端活动连接有第三连接环，所述第三连接环固定安装在底座的底部，所述底座的形状为外侧是正方形且中心开设有圆形通孔，所述底座的圆形通孔内壁上中心对称开设有连接滑槽，所述连接滑槽与底座内部之间开设有内槽，所述底座的上部开设有螺纹槽，所述连接滑槽为上部的竖槽连通到底座的上表面而下部的竖槽未连通底座的下表面，上下部分的竖槽之间相互错开且中间通过水平的横槽连接，所述连接滑槽下部的竖槽的顶端活动连接有压块，所述压块上部的中心开设有圆形的环槽，所述压块的环槽内活动连接有压板，所述压板固定安装在螺纹杆的底部，所述激光测距雷达的底部固定安装有连接座，所述连接座的两侧对称固定安装有卡块，所述卡块活动连接在连接滑槽内部。
优选的，所述汽车车顶的上表面固定安装有保护框，所述保护框顶部的两侧分别固定安装有第一连接环，所述第一连接环上活动连接有顶盖，所述保护框、第一连接环和顶盖构成激光测距雷达的保护外壳，所述保护框的宽度大于底座的宽度，所述保护框的高度大于滚轮、连接板、第二连接环、底座和激光测距雷达的高度总和，这层保护外壳在激光测距雷达不使用的情况下顶盖会自动关闭，可以对激光测距雷达进行保护，改变了现有的激光测距雷达完全暴露在自然环境中的情况，提高了对激光测距雷达的保护性能，增加激光测距雷达的使用寿命，同时也降低了对激光测距雷达的维护次数以及费用。
优选的，所述顶盖的材质为透明玻璃材质，由于激光测距雷达在工作时内部的激光束需要高速的旋转，这样在激光测距雷达升起工作时玻璃材质就不会阻挡激光束的发出与接收，并且顶盖可以靠在激光测距雷达的两侧，这样当汽车结束行程下降时，可以使得顶盖自行关闭，达到自动保护的目的。
优选的，所述螺纹槽开设于连接滑槽下部竖槽的正上方，所述卡块的形状为凹形，所述连接滑槽下部竖槽的底部与横槽的底部之间的垂直距离等于卡块凹陷部分的厚度，所述卡块的宽度等于连接滑槽下部竖槽的宽度，这样将卡块放入连接滑槽中旋转到下部的竖槽之后，卡块能够刚好卡进连接滑槽下部的竖槽，此时拧紧螺纹杆，使得压块紧紧压住卡块的顶部，这样就利用了极其简单的结构最快速有效的对激光测距雷达进行固定，保证了激光测距雷达的稳定性。
优选的，所述压块内的圆形环槽的底部活动安装有滚柱，所述滚柱布满整个圆形环槽的底部，当压块的下表面与卡块的上表面接触时，还需要继续旋转螺纹杆来进一步压紧卡块，此时通过设置滚柱将压板与压块内部的滑动摩擦改变为滚动摩擦，大大降低摩擦系数，减少摩擦阻力，从而能够更轻松的旋转拧紧螺纹杆，达到对激光测距雷达最好的固定效果。
优选的，所述第三连接环在底座的底部的四角交错分布安装，这样在激光测距雷达下降之后，四个推杆能够都完全贴合与底座的下表面水平放置，四个推杆之间不会相互干扰，这样能够使得整个升降装置在下降之后收纳的总高度达到最小，从而降低整个装置在车顶的总高度，降低由于激光测距雷达高度过高而无法进入高度较低的车库的情况发生，保证装置能够正常使用。
优选的，所述推杆的长度等于激光测距雷达和底座安装后的总高度之和，所述底座底部两侧第三连接环之间的距离等于推杆的长度，这样当激光测距雷达升起工作时，能够处于原有高度的两倍处，大大增加了激光测距雷达工作高度，这样不仅能够提高对更远距离三维信息的探测准确性，同时也能够增加对汽车周边近距离的三维信息的采集，大大减少汽车行驶的盲区，提高汽车的行驶安全性。
本发明具备以下有益效果：
1、该汽车自动驾驶的车载雷达系统，通过在底座内环的侧壁上开设有连接滑槽，通过在激光测距雷达底部安装的连接座两侧固定安装与连接滑槽相匹配的卡块卡接在连接滑槽内进行旋转，当旋转到最大角度后激光测距雷达会落入连接滑槽底部的竖槽内，此时通过拧动螺纹杆将压块向下压，使得压块紧紧压住卡块，实现对卡块的固定，这样的固定方式简单且容易操作，并且该固定方式没有用到任何的专业固定工具，在对激光测距雷达进行拆卸维护或者更换时更加方便快捷易操作。
2、该汽车自动驾驶的车载雷达系统，在底座的底部的四角交错安装有第三连接环，每个第三连接环上活动安装有推杆，推杆活动安装在第二连接环上，在第二连接环的下表面通过连接板固定安装有滚轮，在汽车车顶的上表面固定安装有轨道，滚轮在轨道上利用液压伸缩杆的推动作用按照固定方向移动，从而带动推杆撑起或者下放，实现对激光测距雷达升降作用，这样不仅能够保证激光测距雷达有足够的高度，减少汽车对近距离环境的盲区范围，增加行驶的安全性，同时，在不使用时可以将推杆收起，进行水平放置，这样也不会由于激光测距雷达高度过高影响汽车在车库的停放。
附图说明
图1为本发明结构激光测距雷达下降后示意图；
图2为本发明结构激光测距雷达升起后示意图；
图3为本发明结构激光测距雷整体示意图；
图4为本发明结构底座立体示意图；
图5为本发明结构底座侧面部分剖视示意图；
图6为本发明结构图5中A处放大示意图；
图7为本发明结构底座俯视示意图；
图8为本发明结构底座底面示意图。
图中：1、汽车车顶；2、液压伸缩杆；3、保护框；4、第一连接环；5、顶盖；6、轨道；7、滚轮；8、连接板；9、第二连接环；10、推杆；11、第三连接环；12、底座；13、连接滑槽；14、螺纹槽；15、压块；151、滚柱；16、压板；17、螺纹杆；18、卡块；19、连接座；20、激光测距雷达；21、内槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，包括汽车车顶1和激光测距雷达20，汽车车顶1的上表面固定安装有液压伸缩杆2，液压伸缩杆2分别位于激光测距雷达20的左右两侧，汽车车顶1的上表面固定安装有位于两侧液压伸缩杆2之间的轨道6，液压伸缩杆2活动杆的一端固定连接有连接板8，连接板8的下表面固定安装有滚轮7，连接板8的上表面固定安装有第二连接环9，第二连接环9上活动连接有推杆10，推杆10的一端活动连接有第三连接环11，第三连接环11固定安装在底座12的底部，底座12的形状为外侧是正方形且中心开设有圆形通孔，底座12的圆形通孔内壁上中心对称开设有连接滑槽13，连接滑槽13与底座12内部之间开设有内槽21，底座12的上部开设有螺纹槽14，连接滑槽13为上部的竖槽连通到底座12的上表面而下部的竖槽未连通底座12的下表面，上下部分的竖槽之间相互错开且中间通过水平的横槽连接，连接滑槽13下部的竖槽的顶端活动连接有压块15，压块15上部的中心开设有圆形的环槽，压块15的环槽内活动连接有压板16，压板16固定安装在螺纹杆17的底部，激光测距雷达20的底部固定安装有连接座19，连接座19的两侧对称固定安装有卡块18，卡块18活动连接在连接滑槽13内部。
其中，汽车车顶1的上表面固定安装有保护框3，保护框3顶部的两侧分别固定安装有第一连接环4，第一连接环4上活动连接有顶盖5，保护框3、第一连接环4和顶盖5构成激光测距雷达20的保护外壳，保护框3的宽度大于底座12的宽度，保护框3的高度大于滚轮7、连接板8、第二连接环9、底座12和激光测距雷达20的高度总和，这层保护外壳在激光测距雷达20不使用的情况下顶盖5会自动关闭，可以对激光测距雷达20进行保护，改变了现有的激光测距雷达20完全暴露在自然环境中的情况，提高了对激光测距雷达20的保护性能，增加激光测距雷达20的使用寿命，同时也降低了对激光测距雷达20的维护次数以及费用。
其中，顶盖5的材质为透明玻璃材质，由于激光测距雷达20在工作时内部的激光束需要高速的旋转，这样在激光测距雷达20升起工作时玻璃材质就不会阻挡激光束的发出与接收，并且顶盖5可以靠在激光测距雷达20的两侧，这样当汽车结束行程下降时，可以使得顶盖5自行关闭，达到自动保护的目的。
其中，螺纹槽14开设于连接滑槽13下部竖槽的正上方，卡块18的形状为凹形，连接滑槽13下部竖槽的底部与横槽的底部之间的垂直距离等于卡块18凹陷部分的厚度，卡块18的宽度等于连接滑槽13下部竖槽的宽度，这样将卡块18放入连接滑槽13中旋转到下部的竖槽之后，卡块18能够刚好卡进连接滑槽13下部的竖槽，此时拧紧螺纹杆17，使得压块15紧紧压住卡块18的顶部，这样就利用了极其简单的结构最快速有效的对激光测距雷达20进行固定，保证了激光测距雷达20的稳定性。
其中，压块15内的圆形环槽的底部活动安装有滚柱151，滚柱151布满整个圆形环槽的底部，当压块15的下表面与卡块18的上表面接触时，还需要继续旋转螺纹杆17来进一步压紧卡块18，此时通过设置滚柱151将压板16与压块15内部的滑动摩擦改变为滚动摩擦，大大降低摩擦系数，减少摩擦阻力，从而能够更轻松的旋转拧紧螺纹杆17，达到对激光测距雷达20最好的固定效果。
其中，第三连接环11在底座12的底部的四角交错分布安装，这样在激光测距雷达20下降之后，四个推杆10能够都完全贴合与底座12的下表面水平放置，四个推杆10之间不会相互干扰，这样能够使得整个升降装置在下降之后收纳的总高度达到最小，从而降低整个装置在车顶的总高度，降低由于激光测距雷达20高度过高而无法进入高度较低的车库的情况发生，保证装置能够正常使用。
其中，推杆10的长度等于激光测距雷达20和底座12安装后的总高度之和，底座12底部两侧第三连接环11之间的距离等于推杆10的长度，这样当激光测距雷达20升起工作时，能够处于原有高度的两倍处，大大增加了激光测距雷达20工作高度，这样不仅能够提高对更远距离三维信息的探测准确性，同时也能够增加对汽车周边近距离的三维信息的采集，大大减少汽车行驶的盲区，提高汽车的行驶安全性。
工作原时，接通车载雷达系统电源，使得液压伸缩杆2推动连接板8底部安装的滚轮7在保护框3底部沿着轨道6滚动，此时推杆10由水平方向旋转升起到最终的垂直方向，将底座12顶起，底座12再将内部安装的激光测距雷达20顶起，在汽车结束行程后，液压伸缩杆2会拉住连接板8向液压伸缩杆2所在方向移动，后续结构做与激光测距雷达20升起相反的运动将激光测距雷达20降下，当推杆10旋转至水平方向时，关闭车载雷达系统的电源，当需要对激光测距雷达20进行拆卸时，首先拧松螺纹杆17，将压块15拧升到最高点后，将激光测距雷达20向上拉，然后旋转激光测距雷达20，使得卡块18在连接滑槽13中顺时针旋转到连接滑槽13水平槽的最左端，再向上拉激光测距雷达20，即可将激光测距雷达20取出。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，包括汽车车顶(1)和激光测距雷达(20)，其特征在于：所述汽车车顶(1)的上表面固定安装有液压伸缩杆(2)，所述液压伸缩杆(2)分别位于激光测距雷达(20)的左右两侧，所述汽车车顶(1)的上表面固定安装有位于两侧液压伸缩杆(2)之间的轨道(6)，所述液压伸缩杆(2)活动杆的一端固定连接有连接板(8)，所述连接板(8)的下表面固定安装有滚轮(7)，所述连接板(8)的上表面固定安装有第二连接环(9)，所述第二连接环(9)上活动连接有推杆(10)，所述推杆(10)的一端活动连接有第三连接环(11)，所述第三连接环(11)固定安装在底座(12)的底部，所述底座(12)的形状为外侧是正方形且中心开设有圆形通孔，所述底座(12)的圆形通孔内壁上中心对称开设有连接滑槽(13)，所述连接滑槽(13)与底座(12)内部之间开设有内槽(21)，所述底座(12)的上部开设有螺纹槽(14)，所述连接滑槽(13)为上部的竖槽连通到底座(12)的上表面而下部的竖槽未连通底座(12)的下表面，上下部分的竖槽之间相互错开且中间通过水平的横槽连接，所述连接滑槽(13)下部的竖槽的顶端活动连接有压块(15)，所述压块(15)上部的中心开设有圆形的环槽，所述压块(15)的环槽内活动连接有压板(16)，所述压板(16)固定安装在螺纹杆(17)的底部，所述激光测距雷达(20)的底部固定安装有连接座(19)，所述连接座(19)的两侧对称固定安装有卡块(18)，所述卡块(18)活动连接在连接滑槽(13)内部。
2.根据权利要求1所述的一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，其特征在于：所述汽车车顶(1)的上表面固定安装有保护框(3)，所述保护框(3)顶部的两侧分别固定安装有第一连接环(4)，所述第一连接环(4)上活动连接有顶盖(5)，所述保护框(3)、第一连接环(4)和顶盖(5)构成激光测距雷达(20)的保护外壳，所述保护框(3)的宽度大于底座(12)的宽度，所述保护框(3)的高度大于滚轮(7)、连接板(8)、第二连接环(9)、底座(12)和激光测距雷达(20)的高度总和。
3.根据权利要求1所述的一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，其特征在于：所述顶盖(5)的材质为透明玻璃材质。
4.根据权利要求1所述的一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，其特征在于：所述螺纹槽(14)开设于连接滑槽(13)下部竖槽的正上方，所述卡块(18)的形状为凹形，所述连接滑槽(13)下部竖槽的底部与横槽的底部之间的垂直距离等于卡块(18)凹陷部分的厚度，所述卡块(18)的宽度等于连接滑槽(13)下部竖槽的宽度。
5.根据权利要求1所述的一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，其特征在于：所述压块(15)内的圆形环槽的底部活动安装有滚柱(151)，所述滚柱(151)布满整个圆形环槽的底部。
6.根据权利要求1所述的一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，其特征在于：所述第三连接环(11)在底座(12)的底部的四角交错分布安装。
7.根据权利要求1所述的一种汽车自动驾驶的车载雷达系统，其特征在于：所述推杆(10)的长度等于激光测距雷达(20)和底座(12)安装后的总高度之和，所述底座(12)底部两侧第三连接环(11)之间的距离等于推杆(10)的长度。
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