CN113677565A - 用于自主车辆的传感器组件 - Google Patents

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C·亨里切尔
J·库维克尔
A·文德尔
J·齐恩
L·沙尼
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Abstract

一种用于自主车辆的传感器组件包括被配置为安装到车辆的侧镜组件。该侧镜组件包括第一相机，该第一相机具有在与车辆的向前行驶方向相反的方向上的视场；第二相机，该第二相机具有在车辆的向前行驶方向上的视场；以及第三相机，该第三相机具有在与车辆的向前行驶方向基本垂直的方向上的视场。第一相机、第二相机和第三相机被定向为与被配置为安装在车辆的车顶上的第四相机相结合来提供从车辆的向前行驶方向到与车辆的向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。

Description

用于自主车辆的传感器组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月1日提交的美国临时专利申请62/812,779的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及自主车辆(autonomous vehicle)，并且更具体地涉及用于自主车辆的传感器组件。
背景技术
卡车运输业通过世界各地的道路运输大部分原材料和成品。在美国，卡车运输业负责大多数陆路货运。技术的发展(诸如与自主驾驶相关联的技术的发展)促进了行业内的许多改进，从而提高了此类操作的生产力和安全性。
发明内容
一种用于自主车辆的传感器组件包括被配置为安装到车辆的侧镜组件。侧镜组件包括：第一相机，该第一相机具有在与车辆的向前行驶方向相反的方向上的视场；第二相机，该第二相机具有在车辆的向前行驶方向上的视场；以及第三相机，该第三相机具有在与车辆的向前行驶方向基本垂直的方向上的视场。第一相机、第二相机和第三相机被定向为与被配置为安装在车辆的车顶上的第四相机相结合来提供从车辆的向前行驶方向到与车辆的向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。
根据一方面，不间断的相机视场跨越至少180°。根据一方面，第二相机和第三相机被配置为安装在车辆的车顶上。根据一方面，传感器组件还包括被配置为安装在车辆的车顶上的第四相机，该第四相机被定向为具有在车辆的向前行驶方向上的视场。
根据一方面，第四相机和第二相机被定向为使得第四相机的视场与第二相机的视场重叠。根据一方面，第四相机和第三相机被定向为使得第四相机的视场与第三相机的视场重叠。根据一方面，第一相机和第二相机是窄视场相机，并且第三相机和第四相机是宽视场相机。
根据一方面，侧镜组件还包括雷达传感器和激光雷达传感器中的至少一个。根据一方面，侧镜组件还包括雷达传感器、激光雷达传感器和惯性测量单元(IMU)。
根据一方面，用于自主车辆的传感器组件还包括臂组件，该臂组件被配置为将侧镜组件从自主车辆向外突出，其中自主车辆是卡车，并且其中臂组件包括用于附接至卡车的A-柱的安装件。根据一方面，自主车辆是牵引拖车，并且相机视场在从牵引拖车的牵引车中心处的点横向1米外的水平方向上是不间断的。根据一方面，相机视场与牵引拖车的拖车的侧面共同终止(co-terminus)。
一种用于自主车辆的传感器组件包括被配置为安装到车辆的侧镜组件。该侧镜组件包括：第一相机，该第一相机具有在与车辆的向前行驶方向相反的方向上的视场；第二相机，该第二相机具有在车辆的向前行驶方向上的视场；以及第三相机，该第三相机具有在与车辆的向前行驶方向基本垂直的方向上的视场。第一相机、第二相机和第三相机被定向为提供从车辆的向前行驶方向到与车辆的向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。
根据一方面，不间断的相机视场跨越至少180°。根据一方面，第一相机和第二相机是窄视场相机，并且第三相机是宽视场相机。根据一方面，第三相机和第二相机被定向为使得第三相机的视场与第二相机的视场重叠至少5度。根据一方面，第三相机和第二相机被定向为使得第三相机的视场与第二相机的视场重叠大约10度。
根据一方面，第一相机、第二相机和第三相机各自被设置在侧镜组件的上部。根据一方面，第一相机、第二相机和第三相机各自被设置在侧镜组件的上部的8in3的体积内。
根据一方面，传感器组件还包括被配置为安装在车辆的车顶上的第四相机，该第四相机被定向为具有在车辆的向前行驶方向上的视场。根据一方面，第四相机是宽视场相机。根据一方面，第四相机和第一相机被定向为使得第四相机的视场与第一相机的视场重叠。根据一方面，第四相机和第三相机被定向为使得第四相机的视场与第三相机的视场重叠。
根据一方面，侧镜组件还包括雷达传感器和激光雷达传感器中的至少一个。根据一方面，侧镜组件还包括雷达传感器、激光雷达传感器和惯性测量单元(IMU)。
根据一方面，用于自主车辆的传感器组件还包括臂组件，该臂组件被配置为将传感器组件从自主车辆向外突出，其中自主车辆是卡车，并且其中臂组件包括用于附接至卡车的A-柱的安装件。根据一方面，自主车辆是牵引拖车，并且其中相机视场在从牵引拖车的牵引车中心处的点横向1米外的水平方向上是不间断的。根据一方面，相机视场与牵引拖车的拖车的侧面共同终止。根据一方面，第一相机被安装成具有公差，使得当第一相机最大程度地旋转远离自主车辆的侧面时，第一相机的视场与自主车辆的所述侧面共同终止。
一种用于提供从车辆的向前行驶方向到与车辆的向前行驶方向相反的方向的不间断相机视场的方法包括：获得与车辆的向前行驶方向相反的方向上的视场；获得车辆的向前行驶方向上的视场；并且获得与车辆的向前行驶方向基本垂直的方向上的视场。该方法还包括处理所获得的视场以产生从车辆的向前行驶方向到与车辆的向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。该方法还可以包括连续获得视场并实时处理所获得的视场以产生更新后的不间断的相机视场。
一种用于自主驾驶的方法包括通过使用由前述方法提供的不间断相机视场的计算进行驾驶。
通过考虑以下具体实施方式、附图和权利要求，本公开的附加特征、优点和实施例被阐明或显而易见。此外，应该理解的是，本公开的前述发明内容和以下具体实施方式都是示例性的并且旨在提供进一步的解释而不限制所要求保护的本公开的范围。
附图说明
图1A是根据本公开的一方面的传感器组件的前透视图的示意图。
图1B是根据本公开的一方面的传感器组件的后透视图的示意图。
图2A是根据本公开的一方面的侧镜组件的内部的示意图。
图2B是根据本公开的一方面的侧镜组件的外部的示意图。
图3是根据本公开的一方面的侧镜组件的分解图的示意图。
图4A-图4C是根据本公开的一方面的第一相机、第二相机和第三相机的示例视场的示意图。
图4D是根据本公开的一方面的第四相机的示例视场的示意图。
图4E-1和图4E-2是根据本公开的一方面的第一相机、第二相机和第三相机的示例视场结合第四相机的视场的示意图。
图5-1和图5-2是根据本公开的一方面的第一相机的视场、第二相机的视场、第三相机的视场和第四相机的视场的结合的俯视图的示意图。
图6-1和图6-2是根据本公开的一方面，当第一相机已经旋转远离自主车辆时的相机视场的示意图。
图7是根据本公开的一方面的拖车的远端的示意图。
图8和图9是根据本公开的一方面的示例相机视场的示意图。
图10是根据本公开的一方面的传感器组件在50m、100m、150m和200m处的示例相机视场的示意图。
图11-1和图11-2是根据本公开的一方面的图10的示意图的更放大的视图。
图12是根据本公开的一方面的传感器组件的示例相机视场的透视图的示意图。
图13是根据本公开的一方面的示例相机视场的示意图。
图14A是根据本公开的一方面的前部激光雷达和两个侧部激光雷达的总视场的示意图。
图14B是根据本公开的一方面的前部激光雷达的视场的示意图。
图14C是根据本公开的一方面的两个侧部激光雷达的总视场的示意图。
图15示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的非限制性透视图。
图16示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的非限制性图示。
图17示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的非限制性前视图照片。
图18示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的非限制性后视图照片。
图19示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的传感器系统的非限制性透视图。
图20示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的传感器系统的非限制性详细透视图。
图21示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的改装传感器套件的非限制性透视图。
图22示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置(左侧/驾驶员侧)的前高程视图。
图23示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的后高程视图。
图24示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的右侧高程视图。
图25示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的左侧高程视图。
图26示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的俯视图。
图27示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的顶部后左透视图。
图28示出了根据本公开的一方面的用于自主车辆的侧视装置的顶部前左透视图。
具体实施方式
本文描述的实施例涉及用于自主车辆的传感器组件。自主车辆使用各种传感器来监视其周围环境。传感器可以包括例如相机、激光雷达、雷达和惯性测量单元(IMU)。处理器可以使用来自传感器的组合数据在各种光照和天气条件下自主导航道路。
若干传感器相关技术已被应用于不断扩大的自主车辆领域。虽然一些进步已经针对个人和商用汽车和车辆，但将这些技术应用于半挂卡车带来了独特的挑战和约束。首先，半挂卡车通常在高振动和冲击力条件下在不同质量的道路上长距离行驶。因此，由此使用的传感器系统必须被配置为长时间承受这样的振动和力。其次，由于半挂卡车牵引的拖车挡住了大部分后方能见度，因此传感器相对于车辆的位置对于最小化和消除传感器盲点至关重要。第三，此类车辆牵引的重型货物可能难以根据道路状况和危险进行操纵、加速和减速，并且因此需要精确和广泛的物体(object)检测以实现快速且安全的自主驾驶。
因此，本文提供了包括支撑结构和传感器的装置、系统和套件，其被配置为向自主驾驶提供更大的视场和更高质量且更可靠的数据。特定的传感器放置和支撑结构的刚性(rigidity)实现了足够的视场，同时减少振动干扰，以提高物体检测率和更高质量的位置数据。此外，本文所述的装置、系统和套件可以安装在自主车辆上，而不需要对自主车辆进行实质性修改，并且不会阻止人类驾驶员进入车辆、妨碍人类驾驶员的视线或阻碍由人类驾驶员操作车辆。这种人类驾驶员进入允许更复杂的装载和卸载操纵、在危险或受限区域中的精确操作，并且使安全和/或保安人员能够留在车辆内，无论是否操作车辆。
当在道路上驾驶时，用于自主驾驶的传感器受到大量冲击和振动。这些振动(偏转)引起的移动可能使得传感器数据降级，并可能损害自我驾驶系统的性能。牵引车和拖车的形状使得在传感器没有盲点的情况下定位传感器具有挑战性。为了让传感器向后看，它们必须在比拖车宽的点处悬臂伸出到侧面。但是，结构将随着其悬臂长度的增加而偏转更多，因此本文描述了增加悬臂部件的固有(natural)频率的高刚性结构。
图1A和图1B是根据本公开的一方面的用于自主车辆的传感器组件100的示意图。图1A是传感器组件100的前透视图的示意图，并且图1B是传感器组件100的后透视图的示意图。传感器组件100包括被配置为安装到车辆的侧镜组件102。侧镜组件102包括第一相机104，第一相机104具有在与车辆的向前行驶方向相反的方向上的视场。传感器组件100包括第二相机106，第二相机106具有在车辆的向前行驶方向上的视场。传感器组件100包括第三相机108，第三相机108具有在与车辆的向前行驶方向基本垂直的方向上的视场。第一相机104、第二相机106和第三相机108被定向为与被配置为安装在所述车辆的车顶上的第四相机相结合，提供从车辆的向前行驶方向到与车辆的向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。
第二相机106和第三相机108可以被包括在侧镜组件102中，如图1A和图1B所示，或者可以被定位在其它位置，例如在自主车辆的车顶上。
根据一方面，第一相机104和第二相机106是窄视场相机，并且第三相机108和第四相机是宽视场相机。
术语“相机视场”在本文中用于指示一个或多个相机的总视场。相机可以被配置为捕获二维或三维图像。术语“宽视场相机”在本文中用于指示具有比“窄视场相机”的视场更宽的视场的相机。根据一方面，宽视场相机具有大于90°的视场。根据一方面，宽视场相机具有大于120°的视场。根据一方面，宽视场相机被配置为检测距自主车辆小于200m的距离处的物体。
根据一方面，窄视场相机具有小于90°的视场。根据一方面，窄视场相机具有小于45°的视场。根据一方面，窄视场相机被配置为检测距自主车辆大于50m的距离处的物体。
根据本公开的一方面，侧镜组件102包括雷达、激光雷达和惯性测量单元(IMU)中的一个或多个。图1A和图1B中示意性示出的侧镜组件102包括雷达110和激光雷达112。根据一方面，激光雷达112包括集成在其中的IMU。但是，侧镜组件102可以包括独立于其它传感器或集成在相机、雷达或附加传感器中的IMU。侧镜组件102可以包括镜子114。
激光雷达112和雷达110可以提供与相机104、106、108不同类型的信息，并且对于某些任务或条件可能特别有用。激光雷达112可以帮助跟踪经过自主车辆或自主车辆经过的车辆或物体。例如，当汽车经过自主车辆时，该汽车的外观可能会发生变化，因为它首先从正面被捕获，然后从侧面被捕获，然后从后面被捕获，因此可能难以通过相机跟踪该汽车。但是，激光雷达可以提供与该汽车对应的连续信号，使自主车辆能够在汽车经过时对其进行跟踪。激光雷达在夜间也可能特别有用，此时可见光有限，因此相机信号较弱。例如，激光雷达112可以被配置为检测大约75m半径内的物体。根据一方面，激光雷达112可以被配置为检测大约50m半径内的物体。
雷达110可以使自主车辆能够在恶劣的天气和光照条件下导航。雷达110可以补充来自相机104、106、106和激光雷达112的信息，这在有雾、雨和雪的情况下可能难以获得清晰的图像和信号。雷达110还可以提供关于在相机和激光雷达数据中被遮挡的物体的信息。例如，雷达110可以检测自主车辆前方的汽车以及汽车前方的摩托车。作为对照，如果摩托车完全被汽车遮挡，那么相机104、106、108和激光雷达112可能无法检测到该摩托车。
图2A是根据本公开的一方面的侧镜组件102的内部的示意图。侧镜组件102具有金属片盒结构，并且包括附接至盒壁204、206的多个支架200、202。金属片盒结构具有一定的形状，并且由赋予系统高刚性的材料制成。重要的是，侧镜组件102不具有等于或低于在高速公路上行驶时生成的公共频率的谐振频率，例如15-20Hz。驾驶时生成的公共频率在本文中被称为“环境频率”。金属片盒的形状和材料与三角形支架200、202以及用于联接重要部件的环氧树脂相结合，使系统变硬，使得系统的每个固有模式的总频率高于环境频率。例如，侧镜组件102可以具有比环境频率高至少1.5-2倍的固有频率。术语“固有频率”是指侧镜组件102的固有模式的频率。
如图1A-图2A中所示，第一相机104、第二相机106和第三相机108可以共同位于侧镜组件102的上部。在一方面，第一相机104、第三相机108和第二相机106全部被设置在侧镜组件102上部的8in3的体积内。将三个相机共同定位在侧镜组件102的上部减少了传感器安装位置的总数，这减少了组装每个车辆所需的时间。将三个相机共同定位在一起还减少了相机之间的机械公差叠加，并提供易于接近的位置来添加相机清洁特征，例如，水射或压缩空气喷嘴。每个相机的重量可以小于100g。根据一方面，每个相机可以具有70g或更小的重量。根据一方面，三个相机的总重量可以小于200g。减少相机的重量会减少侧镜组件102上的扭矩，因此可以减少侧镜组件102的偏转。
侧镜组件102可以包括相机安装平台208。相机安装平台208可以容纳一个或多个相机，并且可以被设计用于特定相机或不用于特定相机。这使相机能够被容易地调整或更换。在将相机安装在侧镜组件102上之前，可以例如通过将相机安装到公共固定装置(common fixture)208来固定相机的相对位置和朝向。每个相机可以包括单独的安装固定装置，该固定装置被设计为将相机固定在相对于公共固定装置210的特定朝向。可以通过调整或更换安装固定装置，或者通过调整公共固定装置210的设计来调整相机的朝向。相机和公共固定装置210的模块化使得一个或多个相机能够被快速地调整或更换，而无需重新定位或更换侧镜组件102的其它部件。
图2B是根据本公开的一方面的侧镜组件102的外部的示意图。侧镜组件102包括外壳212，外壳212被定位成覆盖第一相机104、第二相机106和第三相机108。外壳212包括顶部214和侧部216。侧部216限定通孔，相机通过该通孔捕获图像。外壳212可以防止碎屑损坏相机和相关线缆，并且还可以减少相机的太阳能加热。
图3是根据本公开的一方面的侧镜组件102的分解图的示意图。第一相机104、第二相机106和第三相机108各自被设置在侧镜组件102的上部，并且被包围在外壳212的顶部214和侧部216中。侧镜组件102包括被配置为固定到侧镜组件102的下部的雷达110。雷达110安装在可移除零件(part)300上，这允许通过修改该零件容易地改变其位置和朝向。侧镜组件102还包括被配置为固定到侧镜组件102的下部的激光雷达112。激光雷达112安装在可移除零件302上，这允许通过修改该零件来容易地改变其位置和朝向。
传感器组件100还包括臂组件304，臂组件304被配置为从自主车辆向外突出侧镜组件102。臂组件304包括被配置为连接到侧镜组件102的梁(beam)组件306和被配置用于附接至自主车辆的安装组件308。例如，自主车辆可以是卡车，并且安装组件可以包括安装件，诸如支架310，用于附接至卡车的A-柱。卡车的A-柱提供了非常坚固的安装点。
图4A-图4C是根据本公开的一方面的第一相机104、第二相机106和第三相机108的示例视场的示意图。如图4A所示，第一相机104具有在与车辆404的向前行驶方向402相反的方向上的视场400。如图4B所示，第二相机106具有在车辆404的向前行驶方向402上的视场406。如图4C所示，第三相机108具有在与车辆404的向前行驶方向402基本垂直的方向上的视场408。宽视场的视场408可以或可以不完全垂直于车辆404的向前行驶方向402。例如，视场408的中心可以在与向前行驶方向402垂直的方向的30°内。在一方面，视场408的中心可以在与向前行驶方向402垂直的方向的10°内。第一相机104、第二相机106和第三相机108被定向为提供从车辆的向前行驶方向到与车辆的向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。
图4D是第四相机410的示例视场的示意图。第四相机410被配置为安装在车辆404的车顶上。如图4D所示，第四相机410具有在车辆404的向前行驶方向402上的视场412。
传感器组件100可以包括定位在自主车辆的车顶上的附加传感器。例如，传感器组件100可以包括定位在自主车辆的车顶上例如靠近第四相机410的第二激光雷达。第二激光雷达可以被配置为在与激光雷达112不同的距离处检测物体。例如，第二激光雷达可以被配置为检测大约125m半径内的物体。根据一方面，第二激光雷达可以被配置为检测大约100m半径内的物体。例如，激光雷达112和任何附加激光雷达可以发射频率在800nm和1600nm之间的激光。传感器组件100可以包括位于车辆的车顶上的IMU。车辆的车顶上的IMU可以用于导航，例如，IMU可以帮助自主车辆确定车辆行驶方向。
图4E-1和图4E-2是根据本公开的一方面的第一相机104、第二相机106和第三相机108的示例视场400、406、408结合第四相机410的视场412的示意图。在图4E-1中，每个视场都填充有代表性的图案，突出显示不间断视场的概念。在图4E-2中，仅沿着视场的内边缘包括代表性图案，从而使得更容易区分各个视场的边界。如图4E-1和图4E-2所示，第一相机104、第二相机106和第三相机108被定向为与第四相机410相结合来提供从车辆404的向前行驶方向402到与车辆404的向前行驶方向402相反的方向的不间断的相机视场。
根据一方面，不间断的相机视场跨越至少180°。例如，在图4E-1和图4E-2中，超过180°的圆圈414在相机视场内，没有中断。这个概念在图5-1和图5-2中更详细地描述。
虽然图4A-图4E-2图示了四个相机的视场，但是传感器组件可以包括在自主车辆的与第一相机104、第二相机106和第三相机108相对侧的三个附加相机。如图5-1、图5-2、图6-1和图6-2中示意性示出的，三个附加相机可以具有与第一相机104、第二相机106和第三相机108的视场对应的三个附加视场。
图5-1和图5-2是根据本公开的一方面的第一相机104的视场400、第二相机106的视场406、第三相机108的视场408和第四相机410的视场412的结合的俯视图的示意图。结合场形成跨越超过180°的不间断的相机视场。例如，弧线516跨越超过180°，从自主车辆侧面的第一点518开始并延伸到第四相机410的视场412的外边缘处的第二点520。弧线516被相机视场完全覆盖，没有中断。如图5-1和图5-2所示，通过在自主车辆右侧增加三个相机来镜像自主车辆左侧的三个相机104、106、108，相机视场从车辆的左侧不间断地延伸到车辆的前方、车辆的右侧。在牵引拖车的情况下，相机视场的边缘与拖车的侧面522、524共同终止，如图5-1和图5-2所示。
在一方面，第四相机410和第二相机106被定向为使得第四相机410的视场412与第二相机106的视场406重叠。如图5-1和图5-2所示，第四相机410的视场412可以在水平平面内与第二相机106的视场406完全重叠。但是，第四相机410可以以不同的倾斜度定向，并且可以被配置为捕获不同距离处的物体的图像。
在一方面，传感器组件100提供足够的容错，使得当第一相机104最大程度地偏移到容差极限时，相机视场的边缘保持与拖车的侧面522、524共同终止。图6-1和图6-2是当第一相机已旋转离开自主车辆时的相机视场的示意图。如图6-1和图6-2所示，第一相机104的视场400和第三相机108的视场408之间的重叠已经增加，但相机视场仍然与拖车的侧面522、524共同终止。这确保了与拖车相邻的物体始终可见。
在一方面，第一相机104被定向为使得拖车的侧面被包括在视场中。图7示出了拖车700的远端。如果拖车700的侧面没有遮挡视场400，那么右侧第一相机104的视场400将延伸到线702。
图8和图9是根据本发明的一方面的示例相机视场的示意图。
图10是传感器组件100在50m、100m、150m和200m处的示例相机视场的示意图。在一方面，第一相机104和第三相机108被定向为使得第一相机104的视场400与第三相机108的视场408重叠。重叠1000在图10中指示。在一方面，重叠1000跨越至少5°的角度。在一方面，重叠1000跨越至少10°的角度。重叠1000增加了传感器组件100的容错，从而确保可以检测和跟踪例如从车辆后方接近的物体。
在一方面，第四相机410和第三相机108被定向为使得第四相机410的视场412与第三相机108的视场408重叠。重叠1002在图10中指示。在一方面，重叠1002跨越至少5°的角度。在一方面，重叠1002跨越至少10°的角度。重叠1000增加了传感器组件100的容错，从而确保可以检测和跟踪例如从前方和侧面接近车辆的物体。
图11-1和图11-2是图10的示意图的更放大的视图。在图11-1中，每个视场都填充有代表性图案，而在图11-2中，仅沿着视场的内边缘包括代表性图案。图12是传感器组件100的示例相机视场的透视图的示意图。
图13是根据本公开的方面的示例相机视场的示意图。图13示出了与第一相机104对应的视场400、与第二相机106对应的视场406以及与第三相机108对应的视场408。三个视场400、406、408提供从车辆的向前行驶方向到与车辆的向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。第四相机410的视场412与第二相机106的视场406和第三相机108的视场408重叠。传感器组件100可以包括镜像三个左侧相机的三个右侧相机，该三个左侧相机的视场400、406、408在图13中图示。
根据本发明的一些实施例，用于自主车辆的传感器组件包括多个激光雷达。图14A-图14C是根据一方面的激光雷达视场的示意图。
图14A示出了一个前部激光雷达(或多个激光雷达)和两个侧面激光雷达的总视场。图14B示出了一个前部激光雷达(或多个激光雷达)的视场。图14C示出了两个侧面激光雷达的总视场。两个侧面激光雷达提供360度的视场。可以使用软件将视场修剪到例如210度。
在一方面，本文公开了一种用于自主车辆的侧视装置，包括：支撑框架，该支撑框架具有近端、远端和垂直中间平面，该垂直中间平面被限定为与由近端和远端产生的向量相交和平行，其中近端包括用于附接至自主车辆的耦合器，并且其中远端包括面向后方部分(rear-facing portion)、上部和下部；附接至支撑框架的远端的相机；以及附接至支撑框架的远端的激光雷达、雷达和惯性测量单元(IMU)中的一个、两个或更多个。
在一些实施例中，侧视装置包括雷达。在一些实施例中，雷达指向支撑框架的面向后方部分。在一些实施例中，雷达在垂直中间平面的大约0度到大约180度内指向(direct)。在一些实施例中，雷达被定位在支撑框架的远端的下部。在一些实施例中，雷达被定位在支撑框架的远端的上部。在一些实施例中，侧视装置包括激光雷达。在一些实施例中，激光雷达包括调频连续波(FMCW)激光器。在一些实施例中，激光雷达被定位在支撑框架的远端的下部。在一些实施例中，激光雷达被定位在支撑框架的远端的上部。在一些实施例中，相机被定位在支撑框架的远端的上部。在一些实施例中，相机指向支撑框架的面向后方部分。在一些实施例中，侧视装置包括附接至支撑框架的远端的惯性测量单元(IMU)。在一些实施例中，侧视装置还包括在支撑框架的面向后方部分上的镜子附件，其中镜子附件被配置为容纳镜子组件。在一些实施例中，侧视装置还包括在支撑框架的面向后方部分上的镜子组件。在一些实施例中，自主车辆包括汽车、卡车、半挂卡车、拖车、手推车、雪地摩托、坦克、推土机、牵引车、货车、公共汽车、摩托车、踏板车或压路机。
在一些实施例中，相机在垂直中间平面的大约0度到垂直中间平面的大约180度内指向。在一些实施例中，支撑框架的近端到远端的距离为大约50mm至大约650mm。在一些实施例中，侧视装置具有大约20Hz至大约200Hz的固有频率。
本文提供的另一方面是一种用于自主车辆的传感器系统，包括左侧视装置、右侧视装置、或左侧视装置和右侧视装置，其中左侧视装置和右侧视装置包括：支撑框架，该支撑框架具有近端、远端，并且限定与由近端和远端产生的向量相交和平行的垂直中间平面，其中近端包括用于附接至自主车辆的耦合器，并且其中远端包括面向后方部分、上部和下部；附接至支撑框架的远端的相机；以及附接至支撑框架的远端的激光雷达、雷达和惯性测量单元(IMU)中的一个、两个或更多个；以及以下各项中的一个或多个：被配置为安装到自主车辆的左侧的左侧传感器组件；被配置为安装到自主车辆的右侧的右侧传感器组件；以及被配置为安装到自主车辆的车顶的顶侧传感器组件；其中左侧传感器组件、右侧传感器组件和顶侧传感器组件包括以下各项中的一个或多个：车载相机；车载激光雷达；以及车载雷达。
在一些实施例中，左侧视装置和右侧视装置包括雷达。在一些实施例中，雷达指向支撑框架的面向后方部分。在一些实施例中，雷达在垂直中间平面的大约0度到大约180度内指向。在一些实施例中，雷达被定位在支撑框架的远端的下部。在一些实施例中，雷达被定位在支撑框架的远端的上部。
在一些实施例中，传感器系统包括激光雷达。在一些实施例中，激光雷达包括调频连续波(FMCW)激光器。在一些实施例中，激光雷达被定位在支撑框架的远端的下部。在一些实施例中，激光雷达被定位在支撑框架的远端的上部。
在一些实施例中，相机被定位在支撑框架的远端的上部。在一些实施例中，传感器系统包括附接至支撑框架的远端的惯性测量单元(IMU)。在一些实施例中，传感器系统还包括在支撑框架的面向后方部分上的镜子附件，其中镜子附件被配置为容纳镜子组件。在一些实施例中，传感器系统还包括在支撑框架的面向后方部分上的镜子组件。在一些实施例中，自主车辆包括汽车、卡车、半挂卡车、拖车、手推车、雪地摩托、坦克、推土机、牵引车、货车、公共汽车、摩托车、踏板车或压路机。在一些实施例中，车载相机包括红外相机。在一些实施例中，车载激光雷达包括前视激光雷达、侧视激光雷达和/或后视激光雷达。在一些实施例中，车载雷达包括前视雷达、侧视雷达和/或后视雷达。
在一些实施例中，相机指向支撑框架的面向后方部分。在一些实施例中，支撑框架的近端到远端的距离为大约50mm至大约650mm。在一些实施例中，侧视装置具有大约20Hz至大约200Hz的固有频率。
本文提供的另一方面是用于自主车辆的改装传感器套件，包括左侧视装置、右侧视装置、或左侧视装置和右侧视装置，其中左侧视装置和右侧视装置包括：支撑框架，该支撑框架具有近端、远端并且限定与由近端和远端产生的向量相交和平行的垂直中间平面，其中近端包括用于附接至自主车辆的耦合器，并且其中远端包括面向后方部分、上部和下部；附接至支撑框架的远端的相机；以及附接至支撑框架的远端的激光雷达、雷达和惯性测量单元(IMU)中的一个、两个或更多个；以及被配置为将左侧视装置、右侧视装置中的至少一个附接至自主设备的紧固件。
在一些实施例中，左侧视装置和右侧视装置包括雷达。在一些实施例中，雷达指向支撑框架的面向后方部分。在一些实施例中，雷达在垂直中间平面的大约0度到大约180度内指向。在一些实施例中，雷达被定位在支撑框架的远端的下部。在一些实施例中，雷达被定位在支撑框架的远端的上部。
在一些实施例中，改装传感器套件包括激光雷达。在一些实施例中，激光雷达包括调频连续波(FMCW)激光器。在一些实施例中，激光雷达被定位在支撑框架的远端的下部。在一些实施例中，激光雷达被定位在支撑框架的远端的上部。
在一些实施例中，相机被定位在支撑框架的远端的上部。在一些实施例中，相机指向支撑框架的面向后方部分。在一些实施例中，相机在垂直中间平面的大约0度到大约180度内指向。
在一些实施例中，从支撑框架的近端到远端的距离为至少大约50mm。在一些实施例中，支撑框架的近端到远端的距离为大约300mm至大约650mm。在一些实施例中，改装传感器套件具有大约20Hz至大约200Hz的固有频率。在一些实施例中，改装传感器套件还包括附接至支撑框架的远端的惯性测量单元(IMU)。
在一些实施例中，改装传感器套件还包括在支撑框架的面向后方部分上的镜子附件，其中镜子附件被配置为容纳镜子组件。在一些实施例中，改装传感器套件还包括在支撑框架的面向后方部分上的镜子组件。在一些实施例中，自主车辆包括汽车、卡车、半挂卡车、拖车、手推车、雪地摩托、坦克、推土机、牵引车、货车、公共汽车、摩托车、踏板车或压路机。在一些实施例中，紧固件包括螺钉、螺栓、螺母、粘合剂、胶带、系带、绳索、夹子或它们的任意组合。
本文提供了包括支撑结构和传感器的装置、系统和套件，其被配置为向自主驾驶提供更大的视场和高质量的数据。本文特定的传感器放置和支撑结构的刚性实现了足够的视场，同时减少振动干扰，以提供更高的物体检测率和更高质量的位置数据。
用于自主车辆的侧视装置
本文公开的一方面是根据图15-图18和图22-图28的用于自主车辆的侧视装置1500，包括支撑框架1501、附接至支撑框架1501的相机1502以及附接至支撑框架1501的远端的激光雷达1503、雷达1504和惯性测量单元(IMU)1506中的一个、两个或更多个。侧视装置1500可以被配置用于特定类型的自主车辆。侧视装置1500可以是左侧视装置1500或右侧视装置1500。
支撑框架1501可以具有近端1501B、远端1501A和垂直中间平面1510，垂直中间平面1510被限定为与由近端1501B和远端1501A产生的向量相交和平行。近端1501B可以被限定为支撑框架1501的端部或侧视装置最靠近自主车辆的端部。远端1501A可以被限定为支撑框架1501的端部或侧视装置的离自主车辆最远的端部。支撑框架1501的远端1501A可以包括面向后方部分1520、上部1501C和下部1501D。面向后方部分1520可以被限定为支撑框架1501的最靠近自主车辆后方的部分。面向后方部分1520可以被限定为支撑框架1501的离自主车辆的前部最远的部分。支撑框架1501的上部1501C可以被限定为支撑框架1501的最上部。支撑框架1501的上部1501C可以被限定为当侧视装置安装在自主车辆上时支撑框架1501的离地面最远的部分。支撑框架1501的下部1501D可以被限定为支撑框架1501的最底部。支撑框架1501的下部1501D可以被限定为当侧视装置安装在自主车辆上时支撑框架1501的离地面最近的部分。
侧视装置1500可以安装在车辆上而不需要对自主车辆进行实质性修改。侧视装置1500可以安装在自主车辆上而不会阻止人类驾驶员进入车辆。侧视装置1500可以安装在自主车辆上而不会阻止人类驾驶员操作自主车辆。侧视装置1500可以安装在自主车辆上而不会显著妨碍人类驾驶员的视场。这种人类驾驶员进入允许更复杂的装载和卸载操纵、在危险或受限区域中的精确操作，并且使安全和/或保安人员能够留在车辆内，无论是否操作车辆。
由相机1502、雷达1504、激光雷达1503、惯性测量单元(IMU)1506或它们的任意组合收集的数据可以被传输到自主车辆，由此自主车辆将此类数据用于导航和驾驶。
侧视装置1500还可以包括天线、天线安装件、数据端口、卫星接收器或它们的任意组合。
支撑框架
支撑框架1501用作用于由相机1502、以及雷达1504、激光雷达1503和惯性测量单元(IMU)1506中的一个或多个捕获数据的稳定平台。本文公开的支撑框架1501的配置使得能够在更大的视场中进行物体检测，同时防止振动和外力使此类数据的质量降级。由于相机1502、雷达1504和激光雷达1503径向地捕获数据，因此收集源的微小扰动或波动作为检测物体的距离的函数线性传播。此类数据的降级，尤其是在所描述的自主车辆领域对于车辆本身及其周围环境都是危险的。
支撑框架1501可以具有近端1501B、远端1501A和垂直中间平面1510，垂直中间平面1510被限定为与由近端1501B和远端1501A产生的向量相交和平行。支撑框架1501的远端1501A可以包括面向后方部分、上部1501C和下部1501D。支撑框架1501的近端1501B可以包括用于附接至自主车辆的耦合器1505。
在一些实施例中，根据图16，从支撑框架1501的近端1501B到远端1501A的距离1601是大约50mm到大约650mm。从支撑框架1501的近端1501B到远端1501A的距离1601可以被测量为支撑框架1501的近端1501B和远端1501A之间的最大距离、最小距离或平均距离。从支撑框架1501的近端1501B到远端1501A的距离1601可以与侧视装置1500的视场直接相关，由此更大的距离1601允许更大的视场，因为感测设备进一步从自主车辆偏离。
在一些实施例中，支撑框架1501使得侧视装置能够具有大约20Hz到大约200Hz的固有频率。固有频率被配置为提供系统的最佳性能并减少数据失真。框架可以具有特定的质量、质心、材料特性和几何形状或它们的任意组合，以降低侧视装置和支撑结构的固有频率。
如图15所示，支撑结构可以包括支柱、支架、框架或它们的任意组合用于刚性。支撑框架1501还可以包括弹簧、阻尼器、滑轮、铅锤或它们的任意组合。支撑结构的两个或更多个部件可以通过任何常用手段(包括但不限于螺母、螺栓、螺钉、铆钉、焊接和粘合剂)连接。支撑结构可以由任何刚性材料(包括但不限于钢、不锈钢、铝、碳纤维、玻璃纤维、塑料和玻璃)构成。根据图18，支撑结构可以包括外壳。外壳可以被设计为减少由侧视装置1500赋予的寄生阻力。
耦合器
耦合器1505可以包括轴、轴承、孔、螺钉、螺栓、螺母、铰链或它们的任意组合。耦合器1505可以包括可移除耦合器1505。耦合器1505可以包括永久耦合器1505。耦合器1505可以包括旋转耦合器1505。耦合器1505可以包括自主车辆的现有耦合器。旋转耦合器1505可以包括马达或发动机以旋转耦合器1505。旋转耦合器1505可以包括锁以设置耦合器1505的旋转朝向。旋转耦合器1505可以绕垂直轴线旋转。垂直轴线可以与中间平面1510重合。耦合器1505应该坚固且刚性以承受自主车辆和支撑框架1501之间的振动力。耦合器1505可以需要也可以不需要对自主车辆的修改。
相机
侧视装置1500可以包括一个或多个相机1502。相机1502可以附接至支撑框架1501的远端1501A。如图15中所见，相机1502可以被定位在支撑框架1501的远端1501A的上部1501C。相机1502可以被定位在支撑结构的上部1501C上方。相机1502可以被定位在支撑框架1501的远端1501A的下部1501D。相机1502可以附接在支撑框架1501上的固定位置。相机1502可以包括相机1502外壳。相机1502可以包括被配置为改变相机1502相对于支撑框架1501的朝向的倾斜器(tilt)。相机1502可以包括被配置为相对于支撑框架1501围绕一个或多个轴线改变相机1502的朝向的倾斜器。相机1502可以被配置为分别放大或缩小以增加或减少图像放大率。相机1502可以包括视频相机、红外相机、热成像相机或它们的任意组合。相机1502可以具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、30或更多百万像素的分辨率，包括其中的增量。相机可以具有大约4mm至大约30mm的焦距。相机1502可以具有大约或至少大约4、6、8、12、14、16、18、20、22、24、26或28mm的焦距，包括其中的增量。相机1502可以具有至少大约25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170或180度的视场，包括其中的增量。相机1502可以具有至多大约25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170或180度的视场，包括其中的增量。相机1502可以具有大约25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180度或更多的视场，包括其中的增量。
相机1502可以对应于上述第一相机104、第二相机106和第三相机108中的一个或多个。根据一方面，相机1502对应于上述第一相机104。相机1502可以指向支撑框架1501的面向后方部分。如图15中所见，相机1502可以相对于中间平面1510并围绕垂直轴线以大约30度的角度指向。在一些实施例中，相机1502在垂直于垂直中间平面110的90、80、70、60、50、40、30、20或10度内指向，包括其中的增量。在一些实施例中，相机1502在垂直于垂直中间平面1510的90度内并围绕垂直轴线指向。垂直轴线可以与中间平面1510平行或重合。此外，相机1502可以以与垂直于中间垂直平面的水平平面成大约45度以内的倾斜度(tilt)指向。相机1502可以以水平平面的大约45、40、35、30、25、20、15、10或5度内的倾斜度指向，包括其中的增量。倾斜度可以是正向上指向的倾斜度或负向下指向的倾斜度。相机1502可以被定位在距支撑结构的近端1501B大约50mm至大约650mm处。相机1502的位置可以由距支撑结构的近端1501B的点对点距离、距支撑结构的近端1501B的水平距离、或距支撑结构的近端1501B的垂直距离来限定。水平距离可以垂直于面向后方的方向。相机1502的位置可以相对于相机1502的外透镜的中心来限定。
雷达
侧视装置可以包括一个或多个雷达1504。根据图15，雷达1504可以被定位在支撑框架1501的远端1501A的下部1501D。如所见，雷达1504可以被定位在激光雷达1503的远侧。替代地，雷达1504可以被定位在激光雷达1503附近。雷达1504可以被定位在支撑框架1501的远端1501A的上部1501C。雷达1504可以指向支撑框架1501的面向后方部分。如图15中所见，雷达1504从垂直中间平面1510大约45度指向。替代地，雷达1504可以在垂直中间平面1510的大约10度至大约170度内指向。雷达104可以在垂直中间平面1510的大约10度到大约170度内围绕垂直轴线指向。在一些实施例中，雷达1504在垂直于垂直中间平面1510的90、80、70、60、50、40、30、20或10度内指向，包括其中的增量。在一些实施例中，雷达1504在垂直于垂直中间平面1510的90度内围绕垂直轴线指向。垂直轴线可以与中间平面1510平行或重合。此外，雷达1504可以以与垂直于中间垂直平面的水平平面成大约45度内的倾斜度指向。雷达1504可以在水平平面的大约45、40、35、30、25、20、15、10或5度内指向，包括其中的增量。倾斜度可以是正向上指向的倾斜度或负向下指向的倾斜度。雷达1504可以具有大约90、180、270或360度的视角。雷达1504可以被定位在距支撑结构的近端1501B大约50mm至大约650mm处。雷达1504的位置可以由距支撑结构的近端1501B的点对点距离、距支撑结构的近端1501B的水平距离或距支撑结构的近端1501B的垂直距离来限定。水平距离可以垂直于面向后方的方向。可以相对于雷达1504的外透镜的中心来限定雷达1504的位置。
激光雷达
侧视装置可以包括一个或多个激光雷达1503。根据图15，激光雷达1503可以被定位在支撑框架1501的远端1501A的下部1501D。如所见，激光雷达1503可以被定位在雷达1504附近。替代地，激光雷达1503可以被定位在雷达1504的远侧。激光雷达1503可以延伸超出支撑结构的下部1501D。激光雷达1503可以被定位在支撑框架1501的远端1501A的上部1501C。激光雷达1503可以被定位在距支撑结构的近端1501B大约50mm至大约650mm处。激光雷达1503的位置可以由距支撑结构的近端1501B的点对点距离、距支撑结构的近端1501B的水平距离或距支撑结构的近端1501B的垂直距离来限定。水平距离可以垂直于面向后方的方向。可以相对于激光雷达1503的旋转中心限定激光雷达1503的位置。此外，激光雷达1503可以以与垂直于中间垂直平面的水平平面成大约45度内的倾斜度指向。激光雷达1503可以在水平平面的大约45、40、35、30、25、20、15、10或5度内指向，包括其中的增量。倾斜度可以是正向上指向的倾斜度或负向下指向的倾斜度。激光雷达1503可以具有大约90、180、270或360度的视角。
激光雷达1503是距离测量设备。激光雷达1503可以使用紫外光、可见光或近红外光来对物体成像。激光雷达1503可以针对范围广泛的材料，包括非金属物体、岩石、雨水、化合物、气溶胶、云，甚至单个分子。激光雷达1503可以包括窄激光束激光雷达1503。激光雷达1503可以具有30、25、20、15、10、5、4、3、2、1、0.5cm或更小的分辨率，包括其中的增量。激光雷达1503可以具有大约10微米至大约250纳米的波长。激光雷达1503可以采用任何常见的距离测量技术，包括瑞利散射、米氏散射、拉曼散射、荧光或它们的任意组合。
在一些实施例中，激光雷达1503包括调频连续波(FMCW)激光器。FMCW，也称为连续波调频(CWFM)，是一种距离测量技术。FMCW通过附加地测量物体速度以考虑多于一个的反射源来提高距离测量的可靠性。由FMCW发射的信号可以具有稳定的连续波频率，该频率通过调制信号在固定时间段内变化，由此接收信号和发射信号之间的频率差随着延迟增加，因此随着距离增加。然后可以将来自目标的回声与发射信号混合以产生差拍信号来模糊任何多普勒信号并在解调之后确定目标的距离。调制信号可以包括正弦波、锯齿波、三角波或方波。
惯性测量单元
如图15和图16所示，侧视装置还可以包括惯性测量单元(IMU)1506。IMU 1506可以附接至支撑框架1501的远端1501A。IMU 1506可以在侧视装置的质心(惯性)处附接至支撑框架1501。IMU 1506可以包括多个传感器，包括但不限于陀螺仪、加速度计、水平传感器、压力传感器、电位计、风速计和应变计。IMU 1506可以被配置为测量侧视装置1500的位置、旋转、速度、加速度或它们的任意组合。IMU 1506可以被配置为测量侧视装置1500相对于自主车辆的位置、旋转、速度、加速度或它们的任意组合。
IMU 1506可以将位置、旋转、速度、加速度或它们的任意组合传输到自主车辆。
由相机1502、雷达1504、激光雷达1503或它们的任意组合收集的数据可以被传输到IMU 1506。IMU 1506可以将由相机1502、雷达1504、激光雷达1503或它们的任意组合收集的数据传输到自主车辆。由相机1502、雷达1504、激光雷达1503或它们的任意组合收集的数据可以被传输到自主车辆。
镜子
侧视装置1500还可以包括一个或多个镜子附件。镜子附件可以在支撑框架1401的面向后方部分上。镜子附件可以被配置为容纳镜子组件1801。镜子附件可以包括按扣、螺钉、螺栓、粘合剂、螺纹特征或它们的任意组合。镜子附件可以被配置为手动或自动调整镜子的位置。
侧视装置1500还可以包括镜子组件1801。镜子组件1801可以在支撑框架1501的面向后方部分上。镜子组件1801可以包括一个或多个镜子。镜子可以包括凹面镜、平面镜或凸面镜。镜子可以包括多焦镜。
自主车辆
在一些实施例中，根据图17，自主车辆1700包括半挂车。替代地，自主车辆1700包括汽车、卡车、拖车、手推车、雪地摩托、坦克、推土机、牵引车、货车、公共汽车、摩托车、踏板车或压路机。自主车辆1700可以包括陆地车辆。自主车辆1700可以具有前侧、右侧、左侧和后侧。前侧可以被限定为自主车辆的前向或主要行驶方向。右侧可以从自主车辆1700的视角限定，或者当从上方看时从向前方向顺时针90度。
半挂卡车(也被称为半拖卡车(semi-truck)、半挂汽车(semi)、牵引拖车、大型钻机或十八轮车)是被配置为包含货运的牵引单元车厢和一个或多个半挂车的组合。
自主车辆1700(也被称为自我驾驶车辆或无人驾驶车辆)是能够感测其环境并在很少或没有人工输入的情况下移动的车辆。自主车辆1700采用各种传感器来感知它们的周围环境，由此先进的控制系统解释感知信息以识别适当的导航路径以及障碍物和相关标志。自主车辆1700可以包括完全自主车辆或半自主车辆1700。
用于自主车辆的传感器系统
根据图18和图19，本文提供的另一方面是用于自主车辆的传感器系统1900(包括左侧视装置1500B、右侧视装置1500A、或左侧视装置1500B和右侧视装置1500A)，以及左侧传感器组件1901、右侧传感器组件1903和顶侧传感器组件1902中的一个或多个。
右侧视装置1500A可以被配置为耦合到自主车辆。右侧视装置1500A可以被配置为经由耦合器耦合到自主车辆。左侧视装置1500B可以被配置为耦合到自主车辆。左侧视装置1500B可以被配置为经由耦合器耦合到自主车辆。
左侧传感器组件1901可以被配置为安装到自主车辆的左侧。右侧传感器组件1903可以被配置为安装到自主车辆的右侧。顶侧传感器组件1902可以被配置为安装到自主车辆的车顶。左侧传感器组件1901、右侧传感器组件1903和顶侧传感器组件1902中的至少一个可以被配置为永久安装到自主车辆。左侧传感器组件1901、右侧传感器组件1903和顶侧传感器组件1902中的至少一个可以被配置为可移除地安装到自主车辆。左侧传感器组件1901、右侧传感器组件1903和顶侧传感器组件1902中的至少一个可以被配置为当安装在自主车辆上时减少寄生阻力。传感器系统1900可以安装在自主车辆上而不需要对自主车辆进行实质性修改。传感器系统1900可以安装在自主车辆上而不会阻止人类驾驶员进入车辆。传感器系统1900可以安装在自主车辆上而不会阻止人类驾驶员操作自主车辆。传感器系统1900可以安装在自主车辆上而不会显著妨碍人类驾驶员的视场。这种人类驾驶员进入允许更复杂的装载和卸载操纵、在危险或受限区域中的精确操作，并且使安全和/或保安人员能够留在车辆内，无论是否操作车辆。
根据图20，左侧传感器组件1901、右侧传感器组件1903和顶侧传感器组件1902可以包括以下各项中的一个或多个：车载相机2002、车载激光雷达2001和车载雷达2003。车载相机2002可以包括前视车载相机2002、侧前(side-forward)视车载相机2002、侧视车载相机2002、宽视场相机2002、窄视场车载相机2002或它们的任意组合。前视车载相机2002通常可以指向自主车辆的前端。侧前视车载相机2002通常可以从自主车辆的前端以大约45度内的角度指向。侧视车载相机2002通常可以从自主车辆的前端以垂直角度指向。宽视场相机2002可以具有大约15、14、13、12、11、10、9、8、7、6或5mm的焦距，包括其中的增量。窄视场车载相机2002可以具有大约12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、24、26、28或30mm的焦距，包括其中的增量。
传感器系统1900还可以包括前保险杠传感器组件、前窗传感器组件或两者。前保险杠传感器组件和前窗传感器组件可以包括车载相机2002、车载激光雷达2001和车载雷达2003。
在一些实施例中，车载激光雷达2001包括前视激光雷达、侧视激光雷达或后视激光雷达。在一些实施例中，车载雷达2003包括前视雷达、侧视雷达或后视雷达。
传感器系统1900可以实现自主车辆周围360度的视场。传感器系统1900可以实现自主车辆周围360度以大约100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400米的直径或更大直径的视场，包括其中的增量。传感器系统1900可以提供视场内大约10、20、30、40、50、60、70、80、90或更多百分比的冗余覆盖，包括其中的增量。
用于自主车辆的改装传感器套件
根据图21，本文提供的另一方面是用于自主车辆的改装传感器套件，包括侧视装置1500和以下各项中的一个或多个：左侧传感器组件2102、右侧传感器组件2103和顶侧传感器组件2104以及紧固件2101。
侧视装置1500可以包括左侧视装置、右侧视装置、或左侧视装置和右侧视装置。
紧固件2101可以被配置为将左侧视装置、右侧视装置、左侧传感器组件、右侧传感器组件和顶侧传感器组件中的至少一个附接至自主车辆。在一些实施例中，紧固件2101包括螺钉、螺栓、螺母、粘合剂、胶带、带子、系带、线缆、夹子或它们的任意组合。
如本文所使用的，术语“大约”是指接近所述量的10％、5％或1％的量，包括其中的增量。
示例
以下说明性示例是本文描述的软件应用、系统和方法的实施例的代表，并不意味着以任何方式进行限制。
示例1-相机视场
在一个示例中，用于自主车辆的传感器系统包括包含相机的左侧视装置、包含侧视车载相机和侧前视车载相机的左侧传感器组件，以及包含前视车载相机的顶侧传感器组件。
在本示例中，每个相机(例如，前视车载相机、侧前视车载相机、侧视车载相机和左侧视装置的相机)的焦距为大约4mm至30mm。
此外，侧前视车载相机可以具有相对于水平平面大约-10度的倾斜度，侧视车载相机可以具有大约-25度的倾斜度，并且左侧视装置的相机可以具有大约-10度的倾斜度。
示例2-雷达和激光雷达视场
在另一个示例中，用于自主车辆的传感器系统包括包含雷达和激光雷达的左侧视装置，以及包含雷达和激光雷达的右侧视装置。左侧视装置和右侧视装置上的雷达和激光雷达实现直径大约200米的360度视场。
本文仅描述了示例性和代表性的实施例，并且在本公开中仅示出和描述了其多功能性的几个示例。应该理解的是，本发明能够在各种其它组合和环境中使用并且能够在如本文所表达的发明构思的范围内进行改变或修改。
虽然前面的描述是针对优选实施例的，但要注意的是，其它变化和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下做出。此外，结合一个实施例描述的特征可以与其它实施例结合使用，即使上面没有明确说明。

Claims (29)

1.一种用于自主车辆的传感器组件，包括：
被配置为安装到车辆的侧镜组件，包括：
第一相机，具有在与所述车辆的向前行驶方向相反的方向上的视场；
第二相机，具有在所述车辆的所述向前行驶方向上的视场；以及
第三相机，具有在与所述车辆的所述向前行驶方向基本垂直的方向上的视场，
其中所述第一相机、所述第二相机和所述第三相机被定向为与被配置为安装在所述车辆的车顶上的第四相机相结合来提供从所述车辆的所述向前行驶方向到与所述车辆的所述向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。
2.根据权利要求1所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述不间断的相机视场跨越至少180°。
3.根据权利要求2所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第二相机和所述第三相机被配置为安装在所述车辆的车顶上。
4.根据权利要求2所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述传感器组件还包括被配置为安装在所述车辆的所述车顶上的所述第四相机，所述第四相机被定向为具有在所述车辆的所述向前行驶方向上的视场。
5.根据权利要求4所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第四相机和所述第二相机被定向为使得所述第四相机的所述视场与所述第二相机的所述视场重叠。
6.根据权利要求4所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第四相机和所述第三相机被定向为使得所述第四相机的所述视场与所述第三相机的所述视场重叠。
7.根据权利要求1所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第一相机和所述第二相机是窄视场相机，并且所述第三相机和所述第四相机是宽视场相机。
8.根据权利要求1所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述侧镜组件还包括雷达传感器和激光雷达传感器中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述侧镜组件还包括雷达传感器、激光雷达传感器和惯性测量单元(IMU)。
10.根据权利要求1所述的用于自主车辆的传感器组件，还包括臂组件，所述臂组件被配置为将所述侧镜组件从所述自主车辆向外突出，
其中所述自主车辆是卡车，并且
其中所述臂组件包括用于附接至卡车的A-柱的安装件。
11.根据权利要求1所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述自主车辆是牵引拖车，并且其中所述相机视场在从所述牵引拖车的牵引车中心处的点横向1米外的水平方向上是不间断的。
12.根据权利要求11所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述相机视场与所述牵引拖车的拖车的侧面共同终止。
13.一种用于自主车辆的传感器组件，包括：
被配置为安装到车辆的侧镜组件，包括：
第一相机，具有在与所述车辆的向前行驶方向相反的方向上的视场；
第二相机，具有在所述车辆的所述向前行驶方向上的视场；以及
第三相机，具有在与所述车辆的所述向前行驶方向基本垂直的方向上的视场，
其中所述第一相机、所述第二相机和所述第三相机被定向为提供从所述车辆的所述向前行驶方向到与所述车辆的所述向前行驶方向相反的方向的不间断的相机视场。
14.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述不间断的相机视场跨越至少180°。
15.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第一相机和所述第二相机是窄视场相机，并且所述第三相机是宽视场相机。
16.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第三相机和所述第二相机被定向为使得所述第三相机的所述视场与所述第二相机的所述视场重叠至少5度。
17.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第三相机和所述第二相机被定向为使得所述第三相机的所述视场与所述第二相机的所述视场重叠大约10度。
18.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第一相机、所述第二相机和所述第三相机各自被设置在所述侧镜组件的上部。
19.根据权利要求18所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第一相机、所述第二相机和所述第三相机各自被设置在所述侧镜组件的上部的8in3的体积内。
20.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述传感器组件还包括被配置为安装在所述车辆的车顶上的第四相机，所述第四相机被定向为具有在所述车辆的向前行驶方向上的视场。
21.根据权利要求20所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第四相机是宽视场相机。
22.根据权利要求20所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第四相机和所述第一相机被定向为使得所述第四相机的所述视场与所述第一相机的所述视场重叠。
23.根据权利要求20所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第四相机和所述第三相机被定向为使得所述第四相机的所述视场与所述第三相机的所述视场重叠。
24.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述侧镜组件还包括雷达传感器和激光雷达传感器中的至少一个。
25.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述侧镜组件还包括雷达传感器、激光雷达传感器和惯性测量单元(IMU)。
26.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，还包括臂组件，所述臂组件被配置为将所述传感器组件从所述自主车辆向外突出，
其中所述自主车辆是卡车，并且
其中所述臂组件包括用于附接至所述卡车的A-柱的安装件。
27.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述自主车辆是牵引拖车，并且其中所述相机视场在从所述牵引拖车的牵引车中心处的点横向1米外的水平方向上是不间断的。
28.根据权利要求27所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述相机视场与所述牵引拖车的拖车的侧面共同终止。
29.根据权利要求13所述的用于自主车辆的传感器组件，其中所述第一相机被安装成具有公差，使得当所述第一相机最大程度地旋转远离所述自主车辆的侧面时，所述第一相机的所述视场与所述自主车辆的所述侧面共同终止。
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