CN113492754B - 商用车辆的驾驶环境探测系统、商用车辆的驾驶舱及商用车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种驾驶环境探测系统，用于商用车辆，包括：摄像头组件，包括多个摄像头传感器；毫米波雷达组件，包括多个毫米波雷达传感器；以及激光雷达组件，包括多个激光雷达传感器，其中，所述摄像头组件、所述毫米波雷达组件和所述激光雷达组件分别设置在所述商用车辆的驾驶室外侧周围，使得所述摄像头组件、所述毫米波雷达组件和所述激光雷达组件分别布置成环绕地探测所述商用车辆的前方和两侧的驾驶环境，并且，所述摄像头组件的摄像头传感器分别设置在所述商用车辆的驾驶室外侧上部。

Description

商用车辆的驾驶环境探测系统、商用车辆的驾驶舱及商用 车辆

技术领域

本申请涉及无人驾驶L3级别的驾驶环境探测系统，具体而言，涉及一种专用于商用车辆的驾驶环境探测系统，此外，还涉及一种包括驾驶环境探测系统的驾驶舱和商用车辆。

背景技术

现有技术中公开了很多用于自动驾驶领域的驾驶环境探测系统。然而，这些驾驶环境探测系统很多都是针对于小轿车车型来做出研发。很少有适合于商用车辆这种大车型的驾驶环境探测系统。由于商用车辆自身特殊的车型，其往往需要与小轿车不同的驾驶环境探测系统。

CN 110641367 A涉及自动驾驶的环境探测系统的布置结构，具体而言，其布置结构包括设置于车头前部的一个摄像头、设置于车身上部的两个GPS天线和设置于车身周向的多个雷达传感器；所述雷达传感器包括至少两个激光雷达传感器和多个毫米波雷达传感器；多个所述雷达传感器的探测范围相互协同配合形成环绕车身的无死角检测区，使车身任意角度均位于至少两个雷达传感器照射视野内，且车头正前方1～70m、180°范围内任意位置同时位于至少一个激光雷达传感器和至少一个毫米波雷达传感器的视野内。

CN 110606082 A也涉及基于自动驾驶的装置及车辆。具体而言，装置包括：前视摄像头、毫米波雷达、角毫米波雷达、超声波雷达、自动控制器及制动装置；所述前视摄像头设置于车身前方，用于采集本车前方目标车辆信息及道路信息；所述毫米波雷达包括前向毫米波雷达及角毫米波雷达；所述超声波雷达包括多个，分散的设置于车身四周；所述自动控制器用于获取前视摄像头、毫米波雷达及超声波雷达采集的信息，并根据采集的信息确定当前的危险等级，当危险等级满足第一设定条件时，向所述制动装置发送制动信号；所述制动装置用于根据接收到的制动信号执行制动操作。

CN 107021096 B涉及车辆的高级驾驶辅助设备和高级驾驶辅助方法，其中，具体而言，高级驾驶辅助设备包括：第一检测单元，用一个或多个相机和一个或多个雷达监测车辆前方、左前方和右前方及两侧以检测对象；估计单元，跟踪在前方、左前方和右前方或两侧中的至少一个中检测的一个或多个对象以估计对象的移动；选择单元，基于包含估计的移动的条件从一个或多个对象选择目标对象；确定单元，计算与目标对象的碰撞时间，基于碰撞时间将碰撞风险确定为三个分开的级别之一；第一控制器，若与目标对象的碰撞风险对应于级别2，则部分控制车辆的制动装置；第二检测单元，若与目标对象的碰撞风险对应于高于级别2的级别3，则监测车辆后方以检测后方对象；第二控制器，基于是否检测到后方对象来控制制动装置或转向装置。

发明内容

本申请的目的在于解决或者在一定程度上缓解以上提出的技术问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种驾驶环境探测系统，用于商用车辆，包括：

摄像头组件，包括多个摄像头传感器；

毫米波雷达组件，包括多个毫米波雷达传感器；以及

激光雷达组件，包括多个激光雷达传感器，其中，

所述摄像头组件、所述毫米波雷达组件和所述激光雷达组件分别设置在所述商用车辆的驾驶室外侧周围，使得所述摄像头组件、所述毫米波雷达组件和所述激光雷达组件分别布置成环绕地探测所述商用车辆的前方和两侧的驾驶环境，并且，所述摄像头组件的摄像头传感器分别设置在所述商用车辆的驾驶室外侧上部。

根据本申请的一些实施例，其中，所述商用车辆的前方驾驶环境由前向摄像头传感器探测，以及所述商用车辆的左侧和右侧驾驶环境分别由左侧摄像头传感器和右侧摄像头传感器探测，其中，所述前向摄像头传感器设置在所述商用车辆的挡风玻璃上部处，并且所述左侧摄像头传感器和所述右侧摄像头传感器分别对称地设置在所述商用车辆的左侧和右侧车门上方。

根据本申请的一些实施例，其中，所述前向摄像头传感器包括多个镜头，构造用以分别探测所述商用车辆前方不同的距离和/或角度的驾驶环境。

根据本申请的一些实施例，其中，所述多个镜头包括长焦镜头、标准镜头和广角镜头。

根据本申请的一些实施例，其中，所述左侧摄像头传感器和/或所述右侧摄像头传感器分别包括下视镜头和后视镜头，其中，所述下视镜头构造用以探测相对于所述商用车辆的驾驶室两侧的驾驶环境，并且所述后视镜头构造用以探测所述商用车辆的驾驶室两侧后方的驾驶环境。

根据本申请的一些实施例，其中，所述下视镜头构造为包括鱼眼镜头。

根据本申请的一些实施例，其中，所述毫米波雷达组件包括距离毫米波雷达组件和角毫米波雷达组件，其中，所述距离毫米波雷达组件包括设置在所述驾驶室正面的前向距离毫米波雷达以及设置在所述驾驶室两侧的左后向距离毫米波雷达和右后向距离毫米波雷达，用以探测相对于所述驾驶室的前方和两侧后方的驾驶环境，并且所述角毫米波雷达组件包括多个设置在所述驾驶室正面与两侧的端角处的角毫米波雷达，用以探测相对于所述驾驶室两侧的驾驶环境。

根据本申请的一些实施例，其中，用以探测相对于所述驾驶室两侧后方的驾驶环境的距离毫米波雷达分别对称设置在所述驾驶室的左右后视镜下方。

根据本申请的一些实施例，其中，在每个端角处分别包括两个角毫米波雷达，分别设置在所述端角的驾驶室正面与侧面。

根据本申请的一些实施例，其中，所述激光雷达组件包括设置在所述驾驶室正面的前向激光雷达组件、设置在所述驾驶室左侧的左后向激光雷达组件以及设置在所述驾驶室右侧的右后向激光雷达组件，分别构造用以探测所述驾驶室的前方的驾驶环境以及左侧和右侧后方的驾驶环境。

根据本申请的一些实施例，其中，所述前向激光雷达组件设置在所述驾驶室正面的下部区域中，并且安放在所述前向距离毫米波雷达上方，并且所述左后向激光雷达组件和所述右后向激光雷达组件分别设置在所述驾驶室的两侧的车门后方区域。

根据本申请的一些实施例，其中，所述激光雷达组件还包括补盲激光雷达组件，分别设置在所述驾驶室的正面靠近左右两侧的端部区域处，并且构造用以探测所述驾驶室左右两侧的驾驶环境。

根据本申请的一些实施例，其中，所述前向激光雷达组件、左后向激光雷达组件和所述右后向激光雷达组件分别构造为包括固态激光雷达，并且所述补盲激光雷达组件构造为包括机械旋转式激光雷达。

根据本申请的第二方面，还提供一种商用车辆的驾驶舱，其包括按照本申请的任一实施例所公开的驾驶环境探测系统。

根据本申请的第三方面，还提供一种商用车辆，其包括按照本申请的任一实施例所公开的驾驶环境探测系统。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示意性地示出了按照本申请所公开的驾驶环境探测系统；

图2示意性地示出了本申请的摄像头组件的探测范围；

图3示意性地示出了本申请的毫米波雷达组件的探测范围；以及

图4示意性地示出了本申请的激光雷达组件的探测范围。

具体实施方式

现有技术中已知有许多用于探测车辆的驾驶环境的驾驶环境探测系统，然而这些探测系统常常仅能够用于L2级别的自动驾驶。在这些驾驶环境探测系统中，探测元件仅仅为驾驶员提供辅助，最终操作车辆的方向盘和油门的是驾驶员。因此，这些环境探测系统不能够满足L3级别的自动驾驶的车辆。而本申请所提出的驾驶环境探测系统在原有的商用车辆的驾驶室的基础上尽可能少地进行改动加装，从而实现满足L3级别自动驾驶的驾驶环境探测系统。此外，本申请所公开的驾驶环境探测系统考虑了商用车辆在型号尺寸行驶特点等方面的特殊性实现满足商用车辆的L3级别自动驾驶的驾驶环境探测系统。

在自动驾驶环境探测系统的领域中，需要探测的驾驶环境包括道路特征、例如路沿、车道线、交通标识以及宿主车辆周围的障碍物、例如其他车辆等。在本申请中所提及的驾驶环境包括以上所述的各种类型的驾驶环境特征。

在本申请的范围中，“正面”、“左侧”、“右侧”、“左/右前”以及“左/右后”等方位均是相对于商用车辆的纵向行驶方向来定义。

本申请所公开的驾驶环境探测系统10包括摄像头组件11；12、12’、毫米波雷达组件31；32、32’；33、33’；34、34’以及激光雷达组件21；22、22’；23、23’，其中，其中所包括的传感器分别围绕地设置在商用车辆的驾驶室周围，用以在尽量少地改变驾驶室白车身以及不影响驾驶室原有的功能部件的情况下探测驾驶室前方以及两侧的驾驶环境。根据本申请，参见图2可得，摄像头组件11；12、12’、毫米波雷达组件31；32、32’；33、33’；34、34’以及激光雷达组件21；22、22’；23、23’能够分别形成围绕驾驶室的前方和两侧的探测范围，用以形成传感器冗余并且利用传感器融合技术实现满足L3级别的自动驾驶的驾驶环境探测。在本申请所公开的摄像头组件11；12、12’中，能够设置，摄像头组件11；12、12’的摄像头传感器均设置在驾驶室的正面和两侧的上部区域。

在本申请的一些实施例中，能够规定，摄像头组件11；12、12’包括设置在驾驶室正面的前向摄像头传感器11、分别设置在驾驶室左侧和右侧的左侧摄像头传感器12’和右侧摄像头传感器12。在此，前向摄像头传感器11设置在商用车辆的驾驶室挡风玻璃上部，这一方面能够使得摄像头的位置尽可能高，由此能够探测到交通标识等信息C1（沿着车辆纵向行驶的方向x，参见图2），并且另一方面通过挡风玻璃本身就设置的雨刮器件可以对前向摄像头传感器11进行清洁，从而避免了为前向摄像头传感器11专门设置清洁机构。此外，左侧摄像头传感器12’和右侧摄像头传感器12分别对称地设置在商用车辆的驾驶室的左右车门上方，用来探测驾驶室的左右两侧和左右两侧后方的驾驶环境C2、C2’、C3、C3’（参见图2）。左侧摄像头传感器12’和右侧摄像头传感器12的这种布置方式能够在尽量少地改变原本驾驶室的基础上实现较好的探测视野。

对于本申请所公开的前向摄像头传感器11包括多个镜头，这些镜头并排地布置，从而能够探测驾驶室前方不同的距离和/或角度的驾驶环境。能够考虑，这些镜头可以包括长焦镜头、标准镜头和/或鱼眼镜头。

对于本申请所公开的左侧摄像头传感器12’和右侧摄像头传感器12，其分别包括下视镜头和后视镜头，其中，下视镜头的探测方向相对于其安装位置向下，用以获得驾驶室左侧和右侧的驾驶环境C3’、C3，以及后视镜头的探测方向相对于其安装位置朝后，这样能够获得驾驶室左侧后方和右侧后方的驾驶环境C2’、C2（参见图2）。根据本申请的一些实施例，下视镜头包括鱼眼镜头。当然也能够考虑其他符合探测要求的摄像头或镜头。

本申请所公开的毫米波雷达组件31；32、32’；33、33’；34、34’通过其在驾驶室的布置方式能够环绕地探测驾驶室的前方和两侧的驾驶环境。例如能够考虑，毫米波雷达组件31；32、32’；33、33’；34、34’包括距离毫米波雷达组件31；32、32’和角毫米波雷达组件33、33’；34、34’，其中，距离毫米波雷达组件能够探测相对于驾驶室一定距离的驾驶环境，而角毫米波雷达组件主要是用来弥补距离毫米波雷达组件所探测不到的角度范围。在以上所述的角度范围中，对探测的距离没有很高的要求、例如驾驶室的左右两侧、商用车辆的左右两侧的障碍物或者车道线等。在这种情况下，距离毫米波雷达组件包括前向距离毫米波雷达31、左后向距离毫米波雷达32’和右后向距离毫米波雷达32，其具有相对长的探测距离和相比较较小的探测角度范围，并且分别用于覆盖驾驶室前方（R1）、左后方（R2’）和右后方（R2）的驾驶环境（参见图3）。而为了实现完整地环绕驾驶室，本申请还引入了角毫米波雷达组件33、33’；34、34’。例如可以考虑，角毫米波雷达组件包括设置在驾驶室正面分别与左右两侧相交界的端角处的角毫米波雷达，从而用来弥补距离毫米波雷达组件的探测盲区。在本申请的一些实施例中，可以设置，在端角处，分别在驾驶室的正面（靠近交界的端角）和左侧或右侧（靠近交界的端角）各设置一个角毫米波雷达33、34；33’、34’，用以分别覆盖驾驶室左/右前和左/右后的驾驶环境（R31、R32；R31’、R32’，参见图3）。

在本申请所公开的距离毫米波雷达组件中，能够设置，前向距离毫米波雷达31设置在驾驶室的正面下部区域的纵向中间，而左后向距离毫米波雷达32’和右后向距离毫米波雷达32分别对称地设置在驾驶室的左侧和右侧后视镜下方，用以更好地模拟探测驾驶室左后和右后的驾驶环境。

在本申请所公开的一些实施例中，激光雷达组件21；22、22’；23、23’包括设置在驾驶室正面的前向激光雷达组件21、设置在驾驶室左侧的左后向激光雷达组件22’以及设置在驾驶室右侧的右后向激光雷达组件22，分别构造用以探测驾驶室的前方的驾驶环境（L1）以及左侧后方（L2’）和右侧后方（L2）的驾驶环境。

类似于以上所描述的毫米波雷达组件，为了弥补前向激光雷达组件21、左后向激光雷达组件22’以及右后向激光雷达组件22的探测盲区（L3、L3’，参见图4），本申请所公开的激光雷达组件还包括补盲激光雷达组件23、23’，其具有较大的探测角度范围，从而能够覆盖以上探测盲区。也就是说，类似于毫米波雷达组件中所述的情况，这些探测盲区并不需要特别大的探测距离。

根据本申请的一些实施例，其中，前向激光雷达组件21设置在所述驾驶室正面的下部区域中，并且安放在前向距离毫米波雷达31上方。这种布置方式一方面满足了激光雷达由于其探测原理而要求的较高的安装位置（例如若安装位置过低，在雨天时车辆底部区域产生的水雾会影响激光雷达的探测能力），并且另一方面也尽可能少地对原有的驾驶室进行了改造。此外，能够考虑，左后向激光雷达组件22’和右后向激光雷达组件22分别设置在所述驾驶室的两侧的车门后方区域。

在本申请的一些实施例中，补盲激光雷达组件23、23’分别设置在驾驶室的正面靠近左右两侧的端部区域处，并且能够覆盖到以上的探测盲区。例如，能够考虑，前向激光雷达组件21、左后向激光雷达组件22’和右后向激光雷达组件22分别构造为包括固态激光雷达，并且补盲激光雷达组件23、23’构造为包括机械旋转式激光雷达。

本申请还公开了一种商用车辆的驾驶舱，其包括按照本申请任一实施例所公开的驾驶环境探测系统10。

Claims (14)

1.驾驶环境探测系统（10），用于商用车辆，其特征在于，包括：

摄像头组件（11；12、12’），包括多个摄像头传感器；

毫米波雷达组件（31；32、32’；33、33’；34、34’），包括多个毫米波雷达传感器；以及

激光雷达组件（21；22、22’；23、23’），包括多个激光雷达传感器，其中，

所述摄像头组件（11；12、12’）、所述毫米波雷达组件（31；32、32’；33、33’；34、34’）和所述激光雷达组件（21；22、22’；23、23’）分别设置在所述商用车辆的驾驶室外侧周围，使得所述摄像头组件、所述毫米波雷达组件和所述激光雷达组件分别布置成环绕地探测所述商用车辆的前方和两侧的驾驶环境，并且，所述摄像头组件的摄像头传感器分别设置在所述商用车辆的驾驶室外侧上部，

其中，所述毫米波雷达组件（31；32、32’；33、33’；34、34’）包括距离毫米波雷达组件（31；32、32’）和角毫米波雷达组件（33、33’；34、34’），其中，所述距离毫米波雷达组件包括设置在所述驾驶室正面的前向距离毫米波雷达（31）以及设置在所述驾驶室两侧的左后向距离毫米波雷达（32’）和右后向距离毫米波雷达（32），用以探测相对于所述驾驶室的前方和两侧后方的驾驶环境，并且所述角毫米波雷达组件（33、33’；34、34’）包括多个设置在所述驾驶室正面与两侧的端角处的角毫米波雷达，用以探测相对于所述驾驶室两侧的驾驶环境。

2.按照权利要求1所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，在所述摄像头组件（11；12、12’）中，所述商用车辆的前方驾驶环境由前向摄像头传感器（11）探测，以及所述商用车辆的左侧和右侧驾驶环境分别由左侧摄像头传感器（12’）和右侧摄像头传感器（12）探测，其中，所述前向摄像头传感器（11）设置在所述商用车辆的挡风玻璃上部处，并且所述左侧摄像头传感器（12’）和所述右侧摄像头传感器（12）分别对称地设置在所述商用车辆的左侧和右侧车门上方。

3.按照权利要求2所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述前向摄像头传感器（11）包括多个镜头，构造用以分别探测所述商用车辆前方不同的距离和/或角度的驾驶环境。

4.按照权利要求3所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述多个镜头包括长焦镜头、标准镜头和广角镜头。

5.按照权利要求2所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述左侧摄像头传感器（12’）和/或所述右侧摄像头传感器（12）分别包括下视镜头和后视镜头，其中，所述下视镜头构造用以探测相对于所述商用车辆的驾驶室两侧的驾驶环境，并且所述后视镜头构造用以探测所述商用车辆的驾驶室两侧后方的驾驶环境。

6.按照权利要求5所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述下视镜头构造为包括鱼眼镜头。

7.按照权利要求1所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述左后向距离毫米波雷达（32’）和所述右后向距离毫米波雷达（32）分别对称设置在所述驾驶室的左右后视镜下方。

8.按照权利要求7所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，在每个端角处分别包括两个角毫米波雷达（33、34；33’、34’），分别设置在所述端角的驾驶室正面与侧面。

9.按照权利要求1所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述激光雷达组件（21；22、22’；23、23’）包括设置在所述驾驶室正面的前向激光雷达组件（21）、设置在所述驾驶室左侧的左后向激光雷达组件（22’）以及设置在所述驾驶室右侧的右后向激光雷达组件（22），分别构造用以探测所述驾驶室的前方的驾驶环境以及左侧和右侧后方的驾驶环境。

10.按照权利要求9所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述前向激光雷达组件（21）设置在所述驾驶室正面的下部区域中，并且安放在所述前向距离毫米波雷达（31）上方，并且所述左后向激光雷达组件（22’）和所述右后向激光雷达组件（22）分别设置在所述驾驶室的两侧的车门后方区域。

11.按照权利要求10所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述激光雷达组件还包括补盲激光雷达组件（23、23’），分别设置在所述驾驶室的正面靠近左右两侧的端部区域处，并且构造用以探测所述驾驶室左右两侧的驾驶环境。

12.按照权利要求11所述的驾驶环境探测系统（10），其特征在于，所述前向激光雷达组件（21）、左后向激光雷达组件（22’）和所述右后向激光雷达组件（22）分别构造为包括固态激光雷达，并且所述补盲激光雷达组件（23、23’）构造为包括机械旋转式激光雷达。

13.一种商用车辆的驾驶舱，包括按照前述权利要求1至12中任一项所述的驾驶环境探测系统（10）。

14.一种商用车辆，包括按照权利要求1至12中任一项所述的驾驶环境探测系统（10）。

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