CN112660072B - 激光雷达基座、激光雷达装置及自动驾驶车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种激光雷达基座、激光雷达装置及自动驾驶车辆，涉及自动驾驶技术领域。其中，激光雷达基座包括：座体，用于安装激光雷达组件；盖板，设于座体，盖板与座体之间限定有导流间隙，其中，导流间隙的出气口朝向激光雷达组件设置。本申请实施例的激光雷达基座不仅对激光雷达组件具有较好的清洁效果，还可以保证激光雷达组件的工作稳定性，并且还具有结构简单、成本低等优点。

Description

激光雷达基座、激光雷达装置及自动驾驶车辆
技术领域
本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及激光雷达装置领域。
背景技术
相关技术中具有清洁功能的激光雷达装置，通常采用水流冲刷的方式对激光雷达装置的外表面进行清洁。在清洁后，激光雷达装置的外表面上残留的水滴容易对激光信号产生遮挡、折射、散射等影响，从而引发点云数据失真、不连续的情况，影响激光雷达装置的工作性能。
发明内容
本申请提供了一种激光雷达基座、激光雷达装置及自动驾驶车辆。
根据本申请的一方面，提供了一种激光雷达基座，包括：座体，用于安装激光雷达组件；盖板，设于座体，盖板与座体之间限定有导流间隙，其中，导流间隙的出气口朝向激光雷达组件设置。
根据本申请的另一方面，提供了一种激光雷达装置，包括：激光雷达组件，包括壳体；根据本申请上述实施例的激光雷达基座，壳体安装于座体。
根据本申请的再一方面，提供了一种自动驾驶车辆，包括：根据本申请上述实施例的激光雷达装置。
通过采用上述方案，本申请实施例的激光雷达基座解决了相关技术中采用喷洒水流对激光雷达组件进行清洗容易导致激光雷达装置工作异常的技术问题。本申请实施例的激光雷达基座不仅对激光雷达组件具有较好的清洁效果，还可以保证激光雷达组件的工作稳定性，并且还具有结构简单、成本低等优点。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1是根据本申请的激光雷达基座的结构示意图；
图2是根据本申请实施例的激光雷达装置的结构示意图；
图3是根据本申请实施例的激光雷达装置的正视图；
图4是图3中A处的局部放大示意图。
附图标记说明：
激光雷达装置1；
激光雷达基座100；
座体10；上表面10a；中心孔10b；弧形面10c；气体流道11；凹槽12；第一斜面12a；
盖板20；导流缝隙20a；出气口20b；第二斜面20c；第三斜面20d；安装孔21；紧固件22；
密封垫30；缺口30a；
激光雷达组件200；壳体201。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
下面参照图1-图4描述根据本申请一方面实施例的激光雷达基座100。
如图1所示，激光雷达基座100包括座体10和盖板20。
具体地，座体10用于安装激光雷达组件200。盖板20设于座体10，盖板20与座体10之间限定有导流间隙20a。其中，导流间隙20a的出气口20b朝向激光雷达组件200设置。
根据本申请实施例的激光雷达基座100可以应用于激光雷达装置1，具体地，可以用于支撑并固定激光雷达装置1的激光雷达组件200。
示例性地，导流间隙20a还设有进气端。导流间隙20a的进气端可以与气泵的输出端连通，以向导流间隙20a内导入高压气流，高压气流在导流间隙20a被二次压缩以及导向后由导流间隙20a的出气口20b流出，并流经安装于座体10的激光雷达组件200。
优选地，盖板20的内侧表面与座体10的上表面10a之间的间隙可以小于2mm，由此，导流间隙20a的高度较为狭窄，可以减小高压气流在导流间隙20a内的流通面积，从而对高压气流进行二次压缩，增大高压气流在导流间隙20a内的气压，进而提高高压气流由出气口20b流出的流速。
在一个示例中，导流间隙20a可以为一个，且导流间隙20a的出气口20b沿座体10的周向延伸设置，以使导流间隙20a的出气口20b环绕激光雷达组件200，从而在激光雷达组件200的周向上实现无死角清洁。
在另一个示例中，导流间隙20a可以为多个，且沿座体10的周向间隔设置。其中，多个导流间隙20a的出气口20b依次相连并沿座体10的周向延伸，由此，同样可以在激光雷达组件200的周向上实现无死角清洁。
根据本申请实施例的激光雷达基座100，通过在座体10上设置盖板20以限定出导流间隙20a，进入导流间隙20a的高压气流被二次压缩后，以更高的流速朝向激光雷达组件200的方向流动，并对激光雷达组件200形成较强的冲击力，从而对激光雷达组件200外侧表面上的液体、灰尘和污渍等附着物进行清洁。相比于相关技术中采用喷洒水流对激光雷达组件进行清洗的方式，本申请实施例的激光雷达基座100可以避免因水流冲刷后遗留的水珠对激光信号的干涉导致激光雷达装置1无法正常工作的情况发生。因此，根据本申请实施例的激光雷达基座100不仅对激光雷达组件200具有较好的清洁效果，还可以保证激光雷达组件200的工作稳定性，并且还具有结构简单、成本低等优点。
在一种实施方式中，如图1和图2所示，座体10被构造为环状以限定出中心孔10b，中心孔10b用于安装激光雷达组件200。其中，导流间隙20a的延伸方向朝向座体10的中心轴线且向上倾斜设置。
示例性地，激光雷达组件200的壳体201可以嵌设于中心孔10b内，且座体10邻近激光雷达组件200的下端设置。
导流间隙20a的延伸方向可以理解为高压气流在导流缝隙20a内朝向出气口20b流动的方向。通过将导流间隙20a的延伸方向设置为朝向座体10的中心轴线且向上倾斜，可以使出气口20b的开口方向朝向座体10的中心轴线且向上倾斜设置，由此，高压气流由出气口20b流出后可以朝向安装于中心孔10b的激光雷达组件200的方向流动，并且高压气流的流动方向相对激光雷达组件200的外侧表面具有向上的倾角角，可以使高压气流沿激光雷达组件200的外侧表面由下向上流动，从而提高对激光雷达组件200的清洁效果。
在一种实施方式中，如图1、图3和图4所示，座体10设有气体流道11，气体流道11的出气端与导流间隙20a连通。
在本申请实施例中，气体流道11用于向导流间隙20a导流高压气流。
示例性地，盖板20盖设于座体10的上表面10a，且盖板20的内侧表面(即盖板20朝向座体10一侧的表面)与座体10的上表面10a之间具有间隙，以限定出导流间隙20a。并且，盖板20与气体流道11的位置对应设置，以使导流间隙20a与气体流道11的出气端连通。
气体流道11在座体10的高度方向(即图示中的上下方向)上贯穿座体10，以使气体流道11连通座体10的上表面10a和下表面。其中，气体流道11的进气端可以为气体流道11的下端，即气体流道11延伸至座体10的下表面的一端；气体流道11的出气端可以为气体流道11的上端，即气体流道11延伸至座体10的上表面10a的一端。
气体流道11可以沿平行于座体10的中心轴线的方向延伸，也可以沿与座体10的中心轴线呈一定夹角的方向延伸，只要满足将座体10的上表面10a和下表面连通即可。
示例性地，激光雷达装置1包括气泵(图中未示出)，气泵的输出端与气体流道11的进气端相连。气泵产生的高压气流通过气体流道11的进气端进入气体流道11，高压气流沿气体流道11流动并通过气体流道11的出气端流出。高压气流进入导流间隙20a后与盖板20的内侧表面发生碰撞，并沿导流间隙20a流动，最终由导流间隙20a的出气口20b流出。
在一种实施方式中，如图3和图4所示，座体10的上表面10a沿朝向座体10的中心轴线的方向向上倾斜设置。
示例性地，座体10的上表面10a可以被构造为锥形面，且座体10的上表面10a的横截面积在由下至上的方向上逐渐减小。盖板20的内侧表面同样可以沿朝向座体10的中心轴线的方向向上倾斜设置，并且盖板20的内侧表面与座体10的上表面10a导流间隙20a的顶端形成间隙以限定出导流间隙20a的出气口20b。由此，可以使导流间隙20a的出气口20b方向朝向座体10的中心轴线且向上倾斜设置，高压气流从导流间隙20a的出气口20b流出后与激光雷达组件200的外侧表面形成向上的夹角，从而使高压气流可以沿激光雷达组件200的外侧表面向上流动，进而提高对激光雷达组件200的外侧表面的清洁效果。
在一种实施方式中，如图1所示，座体10的外壁设有凹槽12，盖板20与凹槽12限定出导流间隙20a，气体流道11的出气端延伸至凹槽12的底壁。
示例性地，凹槽12可以设于座体10的上表面10a。盖板20的内侧表面与座体10的上表面10a贴合设置，盖板20的内侧表面盖设于凹槽12以在凹槽12内限定出导流间隙20a。凹槽12的形状可以被构造为近似于三角形的形状，且凹槽12的宽度在朝向座体10的中心孔10b的方向上逐渐增大，由此，可以增大导流间隙20a的出气口20b的流通面积，从而提高由出气口20b流出的高压气流的流量。并且，通过在座体10的外壁设置凹槽12，并通过盖板20与凹槽12限定出导流间隙20b，可以降低导流缝隙20b的加工难度，提高加工效率。
可选地，如图1和图4所示，凹槽12的上边缘设有第一斜面12a，盖板20的内侧表面与第一斜面12a间隔设置，以限定出导流间隙20a的出气口20b。
示例性地，凹槽12的上边缘可以是凹槽12的顶部侧壁，且凹槽12的顶部侧壁由凹槽12的底壁倾斜延伸至座体10的上表面10a，以形成第一斜面12a。盖板20与第一斜面12a之间的间隙限定出导流间隙20a的出气口20b。由此，第一斜面12a与盖板20的内侧表面之间的距离在高压气流的流动方向上逐渐减小，高压气流沿出气口20b向外流动的过程中，可以减小高压气流的流通面积，从而进一步增大高压气流的流速。
可选地，如图1、图2和图4所示，座体10的外壁还包括弧形面10c，弧形面10c由第一斜面12a的上边缘沿弧形向上延伸形成，且弧形面10c向内凹陷设置。其中，弧形面10c向内凹陷是指弧形面10c的弯曲方向朝向座体10的内侧设置。
示例性地，弧形面10c的上端的切线方向可以平行于座体10的中心轴线设置。这样，高压气流由导流间隙20a的出气口20b流出后，高压气流沿弧形面10c向上流动，最终在弧形面10c的导向下沿平行于座体10的中心轴线的方向向上流动，从而使高压气流沿激光雷达组件200的外侧表面向上流动，并且减小因气流与激光雷达组件200的外侧表面因碰撞导致的风力损失。
由此，将座体10的上表面10a的邻近上端的部分构造为弧形面10c，可以对高压气流起到导向作用，并且经过导向后的高压气流可以沿激光雷达组件200的外侧表面流动，从而提高对激光雷达组件200的清洁效果。
在一种实施方式中，如图1和图4所示，盖板20的外侧表面(即盖板20的远离座体10一侧的表面)设有第二斜面20c，第二斜面20c沿朝向座体10的中心轴线的方向向上倾斜延伸至盖板20的上边缘。
示例性地，如图4所示，盖板20的外侧表面包括相接的第二斜面20c和第三斜面20d，其中，第二斜面20c位于第三斜面20d的上方，且第二斜面20c的下边缘与第三斜面20d的上边缘相接。第二斜面20c和第三斜面20d均被构造为锥形面，且第二斜面20c和第三斜面20d均沿朝向座体10的中心轴线的方向且向上倾斜设置。其中，第二斜面20c的与水平面之间的夹角小于第三斜面20d与水平面之间的夹角。
可以理解的是，在高压气流由导流间隙20a的出气口20b高速流出时，导流间隙20a的出气口20b处形成负压，以使外部的气流可以沿第二斜面20c向导流间隙20a的出气口20b处流动。由此，通过在盖板20的外侧表面设置倾斜的第二斜面20c，可以在高压气流由导流间隙20a的出气口20b流出的过程中，对外部的气流起到导向作用，从而增大沿激光雷达组件200的外侧表面流动的气体流量，进一步提高对激光雷达组件200的清洁效果。
在一种实施方式中，如图1和图4所示，盖板20与座体10之间设有密封垫30，密封垫30设有缺口30a，缺口30a避让凹槽12设置。
示例性地，密封垫30可以采用非金属材料，例如可以是橡胶、硅胶等其他材料。密封垫30的缺口30a的边沿与凹槽12的边沿对齐设置，以对凹槽12形成避让。由此，可以提高盖板20与座体10的上表面10a之间的气密性，避免高压气流由盖板20与座体10的上表面10a之间的间隙泄漏，保证高压气流仅可以通过导流间隙20a的出气口20b流出，并且通过在密封垫30上设置用于避让凹槽12的缺口30a，可以避免密封垫30对高压气流产生干涉作用。
在一种实施方式中，导流间隙20a为多个，且沿座体10的周向间隔设置。气体流道11为多个，且与多个导流间隙20a一一对应设置。
示例性地，座体10的上表面10a可以设有多个凹槽12，且多个凹槽12沿座体10的周向间隔分布，盖板20盖设于座体10的上表面10a从而限定出沿座体10的周向间隔分布的多个导流间隙20a。多个气体流道11与多个凹槽12一一对应设置，每个气体流道11的出气端延伸至相应的凹槽12的底壁，以与导流间隙20a连通。
通过在座体10的周向上设置多个导流间隙20a，可以使多个导流间隙20a环绕激光雷达组件200设置，以在激光雷达组件200的周向上向激光雷达组件200喷出高压气流，从而实现对激光雷达组件200的360度无死角清洁，提高清洁效果。
在一个示例中，多个气体流道11的进气端可以与气泵的输出端通过多个导流管相连。其中，每个导流管上可以设有用于通断高压气流的气阀，通过控制气阀的开闭可以实现单独控制各导流间隙20a的气流流入，从而实现对导流组件的特定区域进行清洁的功能。
在本申请的其他示例中，座体10的下方可以设有密闭腔体，多个气体流道11的进气端与密闭腔体连通，气泵设于密闭腔体内以在密闭腔体内产生高压气流。
在一种实施方式中，盖板20被构造为环状，盖板20与座体10限定出多个导流间隙20a。
示例性地，盖板20可以为一体件，盖板20的内侧表面与座体10的上表面10a的多个凹槽12共同限定出多个导流间隙20a。由此，盖板20的结构较为简单、加工较为方便，且盖板20与座体10之间的装配也较为方便，可以进一步降低激光雷达基座100的制造成本并且提高激光雷达基座100的装配效率。
在另一种实施方式中，如图1-图3所示，盖板20为多个，且沿座体10的周向间隔设置，每个盖板20分别与座体10限定出导流间隙20a。
示例性地，盖板20为单独设置的多个，多个盖板20与座体10上的多个凹槽12一一对应设置，且每个盖板20与相应的凹槽12单独限定出导流间隙20a。其中，相邻的两个盖板20的侧边缘相接，以使多个盖板20在座体10的周向上相互拼接并形成环状。
通过设置多个盖板20，可以在某个导流间隙20a发生堵塞时单独拆除相应的盖板20，无需将所有的盖板20拆除，从而便于对单个导流间隙20a进行清理和维护。
在一种实施方式中，如图1和图2所示，盖板20与座体10的上表面10a通过紧固件22固定连接。
示例性地，盖板20设有相互间隔的两个安装孔21，座体10的上表面10a设有与两个安装孔21位置对应的螺孔，紧固件22穿过安装孔21与螺孔连接，以将盖板20固定于座体10的上表面10a。其中，紧固件22可以为螺钉。
此外，在本申请的其他实施方式中，盖板20与座体10的上表面10a也可以通过卡扣或者胶接等其他可拆卸方式连接。
下面参照图2-图4描述根据本申请另一方面实施例的激光雷达装置1。
如图2-图4所示，激光雷达装置1包括激光雷达组件200和根据本申请上述实施例的激光雷达基座100。具体地，激光雷达组件200包括壳体201，壳体201安装于座体10。例如，壳体201可以嵌设于座体10的中心孔10b内。
示例性地，激光雷达组件200还包括设于壳体201内的发射部和接收部，发射部用于发射激光信号，接收部用于接收发射回的激光信号。座体10套设于壳体201的外侧且邻近壳体201的下端设置，导流间隙20a的出气口20b方向朝向壳体201的外侧表面设置，且出气口20b方向与壳体201的外侧表面呈一定夹角。
进一步地，激光雷达装置1还包括气泵，用于产生高压气流，且气泵的输出端与气体流道11的进气端连通，以通过气体流道11向导流间隙20a内导入高压气流。
根据本申请实施例的激光雷达装置1，通过采用本申请上述实施例的激光雷达基座100，不仅可以对激光雷达组件200的壳体201实现较好的自清洁效果，在清洁的同时还可以保证激光雷达组件200的工作稳定性，并且具有结构简单、成本低等优点。
根据本申请再一方面的实施例，还提供了一种自动驾驶车辆，该自动驾驶车辆包括根据本申请上述实施例的激光雷达装置1。
此外，上述实施例的自动驾驶车辆的其他构成可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。
通过采用上述方案，根据本申请实施例的激光雷达基座100不仅可以实现对激光雷达组件200的外侧表面的清洁作用，还可以在清洁的同时保证激光雷达组件200的工作稳定性，并且还具有结构简单、成本低等优点。
在本说明书的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光雷达基座，其特征在于，包括：
座体，用于安装激光雷达组件；
盖板，设于所述座体，所述盖板与所述座体之间限定有导流间隙，其中，所述导流间隙的出气口朝向所述激光雷达组件设置；其中，所述座体的外壁设有凹槽，所述盖板与所述凹槽限定出所述导流间隙，所述导流间隙为多个，且沿所述座体的周向间隔设置；
所述凹槽的上边缘设有第一斜面，所述盖板的内侧表面与所述第一斜面间隔设置，以限定出所述导流间隙的出气口；所述座体的外壁包括弧形面，所述弧形面由所述第一斜面的上边缘沿弧形向上延伸形成，且所述弧形面向内凹陷设置；
所述盖板为多个，且沿所述座体的周向间隔设置，每个所述盖板分别与所述座体限定出所述导流间隙。
2.根据权利要求1所述的激光雷达基座，其特征在于，所述座体被构造为环状以限定出中心孔，所述中心孔用于安装所述激光雷达组件，其中，所述导流间隙的延伸方向朝向所述座体的中心轴线且向上倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的激光雷达基座，其特征在于，所述座体设有气体流道，所述气体流道的出气端与所述导流间隙连通。
4.根据权利要求3所述的激光雷达基座，其特征在于，所述气体流道的出气端延伸至所述凹槽的底壁。
5.根据权利要求1所述的激光雷达基座，其特征在于，所述盖板的外侧表面设有第二斜面，所述第二斜面沿朝向所述座体的中心轴线的方向向上倾斜延伸至所述盖板的上边缘。
6.根据权利要求4所述的激光雷达基座，其特征在于，所述盖板与所述座体之间设有密封垫，所述密封垫设有缺口，所述缺口避让所述凹槽设置。
7.根据权利要求1所述的激光雷达基座，其特征在于，所述盖板被构造为环状，所述盖板与所述座体限定出多个所述导流间隙。
8.一种激光雷达装置，其特征在于，包括：
激光雷达组件，包括壳体；
根据权利要求1-7任一项所述的激光雷达基座，所述壳体安装于所述座体。
9.一种自动驾驶车辆，其特征在于，包括：
根据权利要求8所述的激光雷达装置。
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