CN111812617A - 激光雷达组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光雷达组件，包括：激光雷达，所述激光雷达包括视窗部；第一防护板和第二防护板，所述第一防护板和所述第二防护板分别设于所述视窗部的上端和下端，所述第一防护板和所述第二防护板分别向外凸出于所述视窗部所在表面。根据本发明实施例的激光雷达组件，通过在激光雷达的视窗部设置第一防护板和第二防护板，可以对激光雷达的视窗部进行保护，防止外部飞溅物击打市场部，还可以防止外部杂散光和扬尘对视窗部的影响。

Description

激光雷达组件

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其是涉及一种激光雷达组件。

背景技术

相关技术中，针对用于建筑机器人的激光雷达需要考虑机器人在行进过程中，轮胎压到部分碎石或者轮速较快的时候胎纹里的碎石甩出来造成的碎石飞溅对激光雷达视窗部的影响。同时，大货车缓慢行驶造成的碎石飞溅的速度与子弹近似，而目前的激光雷达视窗部的制作材料基本仅可达到H或者2H的铅笔硬度，不能抵挡子弹速度类似的碎石飞溅，而平时用于制作防弹玻璃的材料又往往不具备制作成异形结构能力，以板材结构较为常见。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种激光雷达组件，根据本发明实施例的激光雷达组件，通过在激光雷达的视窗部设置第一防护板和第二防护板，可以对激光雷达的视窗部进行保护，防止外部飞溅物击打市场部，还可以防止外部杂散光和扬尘对视窗部的影响。

根据本发明实施例的一种激光雷达组件，包括：激光雷达，所述激光雷达包括视窗部；第一防护板和第二防护板，所述第一防护板和所述第二防护板分别设于所述视窗部的上端和下端，所述第一防护板和所述第二防护板分别向外凸出于所述视窗部所在表面。

根据本发明实施例的激光雷达组件，可以通过激光雷达的视窗部对外部环境进行监测，通过第一防护板和第二防护板为远离激光雷的达视窗部方向设置的结构，可以有效对激光雷达的视窗部进行一定的保护，并且通过第一防护板可以对来自激光雷达上方的外部飞溅物进行遮挡，第二防护板可以对来自激光雷达下方的外部飞溅物进行遮挡，从而使第一防护板和第二防护板可以对激光雷达进行多方向的保护，此外第一防护板和第二防护板还可以防止其它杂散光和扬尘对激光雷达的影响。

另外，根据本发明的激光雷达组件，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述第一防护板和所述第二防护板均为平板。

在本发明的一些实施例中，所述第一防护板和所述第二防护板彼此平行。

在本发明的一些实施例中，所述第一防护板和/或所述第二防护板包括防弹玻璃材料。

在本发明的一些实施例中，所述第一防护板的自由端与所述视窗部之间的垂直距离的最小值为L0，其中L0＝|x0-x1|，x0与x1由如下关系式得出：

其中α为所述外部飞溅物的角度，y为所述外部飞溅物的竖向运动距离，x为所述外部飞溅物的横向运动距离，v0为所述外部飞溅物的初始速度。

在本发明的一些实施例中，所述第一防护板的自由端与所述视窗部所在表面之间的垂直距离为L，且L≥L0。

在本发明的一些实施例中，所述第一防护板和所述第二防护板的向外凸出于所述视窗部所在表面的距离相等。

在本发明的一些实施例中，所述激光雷达包括圆柱形的底部外壳，所述视窗部为圆柱形且设于所述底部外壳上方，所述第一防护板为圆盘形，所述第二防护板为圆环形且设在所述视窗部和所述底部外壳的连接处。

在本发明的一些实施例中，所述激光雷达包括矩形体的主体部，所述视窗部设于所述主体部的侧部，所述第一防护板向外凸出于所述视窗部的所在表面的距离与所述第二防护板向外凸出于所述视窗部的所在表面的距离相等。

在本发明的一些实施例中，所述第一防护板和所述第二防护板的长度大于或等于所述视窗部的长度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的一种激光雷达的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的激光雷达组件的一种实施例的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的激光雷达组件的一种实施例的侧视图结构示意图。

图4是根据本发明实施例的激光雷达组件的一种实施例结构简化图；

图5是根据本发明实施例的激光雷达组件的一种实施例的第二防护板与激光雷达的装配俯视图；

图6是根据本发明实施例的激光雷达组件的一种实施例中外部飞溅物击打激光雷达视窗部的轨迹示意图；

图7是根据本发明实施例的激光雷达组件的另一种实施例的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的激光雷达组件的另一种实施例的侧视图。

附图标记：

激光雷达组件100；

激光雷达1；视窗部11；底部外壳12；主体部13；

第一防护板2；第二防护板3；自由端10。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的一种激光雷达组件100。

如图1-图8所示，一种激光雷达组件100，包括：激光雷达1、第一防护板2和第二防护板3。通过在激光雷达1上安装第一防护板2和第二防护板3，可以有效遮挡外部飞溅物和其他杂散光，并且具有防止扬尘对激光雷达造成影响的作用。

其中，激光雷达1包括视窗部11，激光雷达1通过视窗部11可以对外部进行监测。第一防护板2和第二防护板3分别设于视窗部11的上端和下端，第一防护板2和第二防护板3分别向外凸出于视窗部11所在表面。

进一步的，在激光雷达1的视窗部11的上端，设有第一防护板2，第一防护板2可以对来自激光雷达1上方的外部飞溅物或者杂散光进行遮挡，在激光雷达1的视窗部11的下端，设有的第二防护板3，可以对来自激光雷达1的下方的外部飞溅物或者杂散光进行遮挡。

并且，第一防护板2和第二防护板3均为具有一定凸出度的结构，第一防护板2的凸出方向为远离视窗部11的所在表面的方向，同时第二防护板3的凸出方向也可以为远离视窗部11所在表面的方向，由此第一防护板2和第二防护板3可以为视窗部11遮挡外部飞溅物，防止外部飞溅物溅射到视窗部11上，同时第一防护板2和第二防护板3还可以有效对外部杂散光和扬尘进行遮挡，有效防止外部杂散光和扬尘对激光雷达使用时造成影响。

根据本发明实施例的激光雷达组件100，可以通过激光雷达1的视窗部11对外部环境进行监测，通过第一防护板2和第二防护板3为远离激光雷达1的视窗部11方向设置的结构，可以有效对激光雷达1的视窗部11进行一定的保护，并且通过第一防护板2可以对来自激光雷达1上方的外部飞溅物进行遮挡，第二防护板3可以对来自激光雷达1下方的外部飞溅物进行遮挡，从而使第一防护板2和第二防护板3可以对激光雷达1进行多方向的保护，此外第一防护板2和第二防护板3还可以防止其它杂散光和扬尘对激光雷达1的影响。

进一步的，如图1-图8所示，第一防护板2和第二防护板3均为平板。也就是说，第一防护板2设于视窗部11的上端并延伸出，第二防护板3设于视窗部11下端并延伸出，从而在远离视窗部11的方向形成板状结构，将视窗部11的上沿和下沿进行遮挡，从而有效防止外部飞溅物和其他杂散光对视窗部11的影响，也避免了扬尘对视窗部11的影响。

如图1-图8所示，第一防护板2和第二防护板3彼此平行。也就是说，第一防护板2和第二防护板3平行设置，由此可以对视窗部11进行全面的防护，防止视窗部11受到外部飞溅物的击打。

在本发明的一种可选实施例中，第一防护板2和/或第二防护板3包括防弹玻璃材料。也就使说，可以使第一防护板2采用防弹玻璃材料制成，由此可以增强第一防护板2的性能，使第一防护板2具有可以阻挡具有更大冲击力的外部飞溅物的能力。

相应的，也可以使第二防护板3采用防弹玻璃材料制成，，由此可以增强第二防护板3的性能，使第二防护板3具有可以阻挡具有更大冲击力的外部飞溅物的能力。

还可以使第一防护板2与第二防护板3均采用防弹玻璃材料制成，由此可以同时提升第一防护板2和第二防护板3的性能，使第一防护板2和第二防护板3均可以实现阻挡具有更大冲击力的外部飞溅物的能力，使第一防护板2和第二防护板3对激光雷达1的视窗部11的保护效果更好。

需要说明的是，在本发明实施例中的第一防护板2和第二防护板3均为板状结构，第一防护板2和第二防护板3可以为圆形板，第一防护板2和第二防护板3还可以为矩形板等形状，由此可知，第一防护板2和第二防护板3的形状较为简单，形状工整，加工也比较方便。因此，第一防护板2和第二防护板3可以采用防弹玻璃材料制成。

进一步的，如图6所示，第一防护板2的自由端10与视窗部11之间的垂直距离的最小值为L0，其中L0＝|x0-x1|，x0与x1有如下关系式得出：

其中α为外部飞溅物的角度，y为外部飞溅物的竖向运动距离，x为外部飞溅物的横向运动距离，v0为外部飞溅物的初始速度。此外，上方关系式中的g为重力加速度。需要说明的是，第一防护板2的一端与激光雷达1进行连接，而自由端10是指第一防护板10上未与激光雷达1连接的一端。

具体的，如图6所示，外部飞溅物击打在视窗部11时的运动轨迹满足关系式：

通过关系式可以知道外部飞溅物在击打激光雷达1的视窗部11所在表面时的运动轨迹，其中，α即碎石溅射时的角度，以及碎石的初始速度v0可以通过外部设备测试得出。

并且关系式中，可以首先知道外部飞溅物击打在视窗部11所在表面的点的位置，即图6中的B点，如图6所示，可以首先知道B点的纵坐标，B点的纵坐标即为图6中的H+h，其中，H为激光雷达1安装在外部机构上的位置高度，h为视窗部11的下沿到激光雷达1的底面的高度。

通过将B点的纵坐标以及其它变量带入关系式中，可以通过关系式计算出其中的两个x的值，其中一个即B点的横坐标，也就是x0，另一个也就是A点的横坐标，即x1。

进一步的，通过|x0-x1|即可计算出第一防护板2的自由端10距离视窗部11的所在表面垂直距离最小值L0，也就是第一防护板2需要设计的长度的最小值。

此外，需要说明的是，上述的外部飞溅物击打在视窗部10上的轨迹关系式可以由推算获得。

将外部飞溅物的运动过程在坐标轴中进行分解，可以分别得出其在竖直方向以及横向的运动关系式，其在竖直方向做抛物运动，关系式为：

外部飞溅物在横向的运动为匀速运动，关系式为x＝₀tcosα。

将两个关系式合并，即可得出上方的关系式：

更进一步的，第一防护板2的自由端10与视窗部11所在表面之间的垂直距离为L，且L≥L0。其中。第一防护板2的自由端10，也就是第一防护板2未与激光雷达1连接的一端，即第一防护板2的远离视窗部11所在表面的一端。由上述的关系式可以知道第一防护板2的长度的最小值，即L0。由此可知，当第一防护板2的实际长度L≥L0，即可实现第一防护板2对激光雷达1的视窗部11的保护作用。

在本发明的一种实施例中，第一防护板2和第二防护板3的向外凸出于视窗部11所在表面的距离相等。通过将第一防护板2向外凸出于视窗部11所在表面的距离设为与第二防护板3的向外凸出于视窗部11所在表面的距离相等，可以使激光雷达组件100的整体结构更加紧凑，美观。

同时，第一防护板2和第二防护板3的向外凸出于视窗部11所在表面的距离相等，可以知道，第二防护板3的尺寸计算也可以设计为满足上方的尺寸计算，由此可知，第二防护板3的自由端10与视窗部11所在表面的垂直距离最小值可以为L0，则第二防护板3的实际尺寸可以为L。当第二防护板3的实际长度L≥L0，即可实现第二防护板3对激光雷达1的视窗部11的保护作用。

在本发明的一种实施例中，如图1-图6所示，激光雷达1包括圆柱形的底部外壳12，视窗部11为圆柱形且设于底部外壳12上方，第一防护板2为圆盘形，且位于视窗部11的顶部，第二防护板3为圆环形且设在视窗部11和底部外壳12的连接处。

具体的，激光雷达1为圆柱体结构，其中激光雷达1的下部为底部外壳12，底部外壳12的上部设有激光雷达1的视窗部11，由此可以使视窗部11对外部具有达到接近360°的扫描范围，扫描范围广。

其中，视窗部11的顶部设有第一防护板2，视窗部11的下部与底部外壳12的连接处，设有第二防护板3，第一防护板2为圆板结构，第二防护板3为圆环状结构，并且第一防护板2设于激光雷达1的外部，由此通过第一防护板2和第二防护板3可以对激光雷达1的视窗部11进行有效的防护，保证激光雷达1可以不受到外部飞溅物的击打，以及防止激光雷达1的视窗部11受到外部杂散光和扬尘的影响。

在本发明的另一种实施例中，如图7-图8所示，激光雷达1包括矩形体的主体部13，视窗部11设于主体部13的侧部。

具体的，如图7所示，激光雷达1为矩形体，其视窗部11设于及矩形体主体部13的侧面，并且第一防护板2设于激光雷达1上与视窗部11同侧的侧面上，第二防护板3设于激光雷达1上与视窗部11同侧的侧面上，其中第一防护板2设于视窗部11的上部，第二防护板3设于视窗部11的下部。

进一步的，第一防护板2和第二防护板3均为凸出设置的结构，也就是说，第一防护板2和第二防护板3均向外凸出于主体部13的方向设置，由此可以通过第一防护板2防止视窗部11受到上方的外部飞溅物的击打，第二防护板3可以防止视窗部11受到下方的外部飞溅物的击打。

更进一步的，如图7所示，第一防护板2向外凸出于视窗部11的所在表面的距离与第二防护板3向外凸出于视窗部11的所在表面的距离相等。也就是说，第一防护板2向外凸出于视窗部11所在表面的距离，即第一防护板2宽度方向的尺寸。和第二防护板3向外凸出于视窗部11所在表面的距离，即第二防护板3宽度方向的尺寸可以相同。

上述宽度方向的尺寸例如图7中的前后方向上的尺寸，进而可以使激光雷达组件100的整体结构更加紧凑，外部设计更加美观。第一防护板2和第二防护板3在对视窗部11进行保护的同时，避免对视窗部11的遮挡。

可选的，第一防护板2向外凸出于视窗部11的所在表面的距离与第二防护板3向外凸出于视窗部11的所在表面的距离可以不同。也就是说，第一防护板2向外凸出于视窗部11所在表面的距离，即第一防护板2宽度方向的尺寸。和第二防护板3向外凸出于视窗部11所在表面的距离，即第二防护板3宽度方向的尺寸可以不同。

由此可以根据实际情况，对激光雷达1的第一防护板2和第二防护板3的尺寸进行适应性调整，从而使激光雷达1的第一防护板2和第二防护板3的设计更加的多样化，实用性更高。

如图7所示，第一防护板2和第二防护板3的长度大于或等于视窗部11的长度。其中，激光雷达1的视窗部11的长度为例如图7所示的激光雷达1的左右方向的尺寸，第一防护板2和第二防护板3的长度同样为例如图7所示的左右方向的尺寸。

在本发明的一种可选实施例中，第一防护板2的长度尺寸可以大于视窗部11的长度尺寸，第二防护板3的尺寸可以等于视窗部11的长度尺寸，由此可以使第一防护板2对激光雷达1的视窗部11的上方的遮挡面积更大，可以更加有效的遮挡来自激光雷达1的视窗部11上方的外部飞溅物的击打，同时也可以更好的对来自上方的外部杂散光和扬尘进行遮挡。

在本发明的另一种可选实施例中，第一防护板2的长度尺寸可以等于视窗部11的长度尺寸，第二防护板3的尺寸可以大于视窗部11的长度尺寸，由此可以使第二防护板3对激光雷达1的视窗部11的下方的遮挡面积更大，可以更加有效的遮挡来自激光雷达1的视窗部11下方的外部飞溅物的击打，同时也可以更好的对来自下方的外部杂散光和扬尘进行遮挡。

在本发明的又一种可选实施例中，第一防护板2的长度尺寸可以大于视窗部11的长度尺寸，第二防护板3的尺寸也可以大于视窗部11的长度尺寸，由此可以使第一防护板2对激光雷达1的视窗部11的上方的遮挡面积更大，可以更加有效的遮挡来自激光雷达1的视窗部11上方的外部飞溅物的击打；相应的，第二防护板3对激光雷达1的视窗部11的下方的遮挡面积更大，可以更加有效的遮挡来自激光雷达1的视窗部11下方的外部飞溅物的击打。进一步的，也可以更好的对来自激光雷达1的视窗部11的上方和下方的外部杂散光和扬尘进行遮挡。

在本发明的再一种可选实施例中，第一防护板2的长度尺寸可以等于视窗部11的长度尺寸，第二防护板3的尺寸也可以等于视窗部11的长度尺寸，由此可以使第一防护板2对激光雷达1的视窗部11的上方进行有效的遮挡；相应的，第二防护板3对激光雷达1的视窗部11的下方进行有效的遮挡。并且将第一防护板2和第二防护板3的长度设置与激光雷达1的视窗部11的长度尺寸相同，可以使激光雷达组件100的整体结构更加紧凑，整体造型更加美观。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种激光雷达组件，其特征在于，包括：

激光雷达，所述激光雷达包括视窗部；

第一防护板和第二防护板，所述第一防护板和所述第二防护板分别设于所述视窗部的上端和下端，所述第一防护板和所述第二防护板分别向外凸出于所述视窗部所在表面。

2.根据权利要求1所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述第一防护板和所述第二防护板均为平板。

3.根据权利要求2所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述第一防护板和所述第二防护板彼此平行。

4.根据权利要求1所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述第一防护板和/或所述第二防护板包括防弹玻璃材料。

5.根据权利要求1所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述第一防护板的自由端与所述视窗部之间的垂直距离的最小值为L0，其中L0＝|x0-x1|，x0与x1由如下关系式得出：

其中α为所述外部飞溅物的角度，y为所述外部飞溅物的竖向运动距离，x为所述外部飞溅物的横向运动距离，v₀为所述外部飞溅物的初始速度。

6.根据权利要求2所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述第一防护板的自由端与所述视窗部所在表面之间的垂直距离为L，且L≥L0。

7.根据权利要求1所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述第一防护板和所述第二防护板的向外凸出于所述视窗部所在表面的距离相等。

8.根据权利要求1所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述激光雷达包括圆柱形的底部外壳，所述视窗部为圆柱形且设于所述底部外壳上方，所述第一防护板为圆盘形，所述第二防护板为圆环形且设在所述视窗部和所述底部外壳的连接处。

9.根据权利要求1所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述激光雷达包括矩形体的主体部，所述视窗部设于所述主体部的侧部，所述第一防护板向外凸出于所述视窗部的所在表面的距离与所述第二防护板向外凸出于所述视窗部的所在表面的距离相等。

10.根据权利要求9所述的一种激光雷达组件，其特征在于，所述第一防护板和所述第二防护板的长度大于或等于所述视窗部的长度。

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