CN114261340A - 一种汽车固态激光雷达后视镜与汽车 - Google Patents

Abstract

一种汽车固态激光雷达后视镜与汽车，包括后视镜控制模块、通讯模块、固态激光雷达模块；固态激光雷达模块与后视镜控制模块电信号连接，固态激光雷达模块扫描汽车侧前方激光点云数据，发送给后视镜控制模块；通讯模块与汽车整车控制模块电信号连接；后视镜控制模块与通讯模块电信号连接，后视镜控制模块将激光点云数据信息，通过通讯模块发送给汽车整车控制模块；固态激光雷达模块包括激光发射阵列、激光感光元件阵列、发射激光透镜、接收激光透镜，激光发射阵列包括多路激光发射光源，激光发射阵列发射激光束通过发射激光透镜照射到目标物体，目标物体反射的激光束，通过接收激光透镜汇聚到激光感光元件阵列。

Description

一种汽车固态激光雷达后视镜与汽车

技术领域

本申请属于汽车控制技术领域，尤其涉及一种汽车固态激光雷达后视镜与汽车。

背景技术

MEMS：Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。

机械激光雷达：主要由光电二极管、MEMS反射镜、激光发射与接收装置等组成，机械旋转部件是指可360°控制激光发射角度的MEMS发射镜。

固态激光雷达：通过光学相控阵列、光子集成电路以及远场辐射方向图等电子部件代替机械旋转部件实现发射激光角度的调整。

机械激光雷达带有控制激光发射角度的旋转部件，而固态激光雷达则无需机械旋转部件，主要依靠电子部件来控制激光发射角度。由于内部结构有所差别，两种激光雷达的大小也不同。机械激光雷达体积更大，一般价格昂贵，但测量精度相对较高。而固态激光雷达尺寸较小，成本低，但测量精度相对会低一些。

在汽车自动驾驶领域，汽车需要安装大量的传感器，激光雷达是其中重要的一种传感器，但是传感器的整车布置位置紧张，容易互相冲突影响。

传统的机械式激光雷达尺寸大且重，而半固态激光雷达的尺寸小且轻，但是如何布置固态激光雷达或者半固态激光雷达是一件非常困难的事情，如果布置在保险杠位置，容易遭到污垢遮盖，影响性能，且容易碰撞，易损坏；如果布置在车顶位置，因为车顶位置较高，在汽车的周边容易形成较大的死区，特别是汽车的左右两侧。

发明内容

本发明是提供一种汽车固态激光雷达后视镜与汽车，通过将固态激光雷达设置在后视镜上，特别是与流媒体后视镜结合，合理地完成了前后盲区的补充，特别有利于检测与汽车等高的左右侧障碍物，且组合后的尺寸与传统后视镜相似。

一种汽车固态激光雷达后视镜，包括后视镜控制模块、通讯模块、固态激光雷达模块；固态激光雷达模块与后视镜控制模块电信号连接，固态激光雷达模块扫描汽车侧前方激光点云数据，发送给后视镜控制模块；通讯模块与汽车整车控制模块电信号连接；后视镜控制模块与通讯模块电信号连接，后视镜控制模块将激光点云数据信息，通过通讯模块发送给汽车整车控制模块；固态激光雷达模块包括激光发射阵列、激光感光元件阵列、发射激光透镜、接收激光透镜，激光发射阵列包括多路激光发射光源，激光发射阵列发射激光束通过发射激光透镜照射到目标物体，目标物体反射的激光束，通过接收激光透镜汇聚到激光感光元件阵列；固态激光雷达模块安装在后视镜指向的前方，固态激光雷达模块指向汽车车头前侧方向。

可以是，还包括流媒体摄像模块，流媒体摄像模块与后视镜控制模块电信号连接，流媒体摄像模块拍摄汽车侧后方影像数据，发送给后视镜控制模块；后视镜控制模块将流媒体视频数据信息，通过通讯模块发送给汽车整车控制模块。

可以是，还包括转动控制模块，转动控制模块与后视镜控制模块电信号连接，转动控制模块驱动汽车后视镜旋转，汽车后视镜可以由闭合状态旋转为开启状态；还包括MEMS反射镜，激光发射阵列发射一组激光给MEMS反射镜，MEMS反射镜反射所述激光组到发射激光透镜，激光通过发射激光透镜照射到目标物体，目标物体反射的激光束，通过接收激光透镜汇聚到激光感光元件阵列；所述激光发射阵列发出的激光阵列为水平阵列或垂直阵列，所述MEMS反射镜为垂直或水平方向转动。

可以是，所述固态激光雷达模块的激光线数为96线，点云数为1M/s，探测距离为160m@10%，FOV为120°×25°，分辨率0.25°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为140*115*45mm。

可以是，所述固态激光雷达模块的激光线数为128线，点云数为1M/s，探测距离为170m@10%，FOV为120°×25°，分辨率0.15°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为138x116x46mm。

可以是，所述固态激光雷达模块的激光线数为160线，点云数为1M/s，探测距离为180m@10%，FOV为140°×25°，分辨率0.15°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为110X136X44mm。

一种带汽车固态激光雷达后视镜的汽车，包括上述两块汽车后视镜，还包括整车控制模块，两块汽车后视镜分别为左汽车后视镜，右汽车后视镜。

可以是，还包括前固态激光雷达模块，前固态激光雷达设置在汽车头部或汽车顶部。

可以是，还包括后固态激光雷达模块，后固态激光雷达设置在汽车尾部或汽车顶部。

可以是，所述整车控制模块检测到汽车点火或启动，整车控制模块驱动后视镜控制模块控制转动控制模块旋转汽车后视镜开启。

可以是，所述整车控制模块检测到汽车熄火或停止，整车控制模块驱动后视镜控制模块控制转动控制模块旋转汽车后视镜关闭。

本申请中技术方案的有益效果是：解决传感器的整车布置位置紧张问题，充分利用了后视镜的位置，不容易互相冲突影响；半固态激光雷达尺寸小且轻，完全能够放入后视镜位置，且能够转动，隐藏在车身中，得到有效保护；在后视镜位置，不会被污垢遮盖，也不易受到冲击；安装在后视镜的位置，正好扫描到汽车的左右侧前方的视线盲区，能够有效消除左右两侧的死区；在汽车启动阶段，或者闹市区行进过程中，检测左右前方的障碍物，显著提高行程安全，特别是自动驾驶汽车，简化了后台程序的设计；采用MEMS反射镜激光发射阵列发射一组水平或垂直光，MEMS反射镜只需要垂直或水平方向转动，降低MEMS反射镜的复杂度；与流媒体摄像模块结合的固态激光雷达后视镜，体积可以做到传统物理后视镜的三分之一以下的体积，可以有效减小汽车行车风阻，降低汽车油耗；关闭状态，能够防止后视镜被损坏，同时能够防止灰尘污染摄像头；通过MEMS反射镜，可以减少激光发射阵列发射的激光数量，将发射的激光点阵垂直排列，MEMS反射镜只需要水平转动，降低了MEMS反射镜转动的复杂度，提升了反应时间；MEMS反射镜为微机电系统，体积可以做到非常小，几乎不影响固态激光雷达模块整体结构大小；固态激光雷达模块可以是各种参数，在满足安全的条件下，探测距离越远越好；前固态激光雷达模块，可以安装在汽车的前方，或者车顶，后固态激光雷达模块安装在后方或车顶，就能较好地完成对整车的覆盖，固态激光雷达模块体积小，能够方便地融入到车身之中，同时汽车后视镜的位置能够突出到车身外部，能够较好的覆盖汽车的左右两侧；通过整车控制模块自动控制后视镜转动，可以方便人们使用汽车，通过程序自动控制转动角，能够调整最佳的激光探测角度。

附图说明

图1是一种汽车固态激光雷达后视镜安装位置的实施例主视示意图；

图2是一种汽车固态激光雷达后视镜安装位置的实施例右视示意图；

图3是一种汽车固态激光雷达后视镜安装位置的实施例俯视示意图；

图4是一种汽车固态激光雷达后视镜旋转关闭的实施例俯视示意图；

图5是一种汽车固态激光雷达后视镜的雷达覆盖范围示意图；

图6是一种汽车的雷达覆盖范围示意图；

图7是一种汽车固态激光雷达后视镜实施例的分解示意图；

图8是一种汽车固态激光雷达后视镜实施例的主视示意图；

图9是一种汽车固态激光雷达后视镜实施例的俯视示意图；

图10是一种汽车固态激光雷达后视镜实施例的后视示意图；

图11是一种带汽车后视镜的实施例的功能框图；

图12是一种带汽车固态激光雷达模块实施例的功能框图；

图13是一种汽车固态激光雷达后视镜实施例的功能框图；

图14是一种汽车固态激光雷达功能框图；

图15是一种带MEMS反射镜的汽车固态激光雷达功能框图。

具体实施方式

以下结合各附图对本申请内容做进一步详述。需要说明的是，以下是本发明较佳实施例的说明，并不对本发明构成任何限制。本发明较佳实施例的说明只是作为本发明一般原理的说明。

如图13，一种汽车固态激光雷达后视镜，包括后视镜控制模块、通讯模块、固态激光雷达模块；固态激光雷达模块与后视镜控制模块电信号连接，固态激光雷达模块扫描汽车侧前方激光点云数据，发送给后视镜控制模块；通讯模块与汽车整车控制模块电信号连接；后视镜控制模块与通讯模块电信号连接，后视镜控制模块将激光点云数据信息，通过通讯模块发送给汽车整车控制模块；如图14，固态激光雷达模块1400包括激光发射阵列1410、激光感光元件阵列1420、发射激光透镜1411、接收激光透镜1421，激光发射阵列包括多路激光发射光源，激光发射阵列发射激光束通过发射激光透镜照射到目标物体1430，目标物体反射的激光束，通过接收激光透镜汇聚到激光感光元件阵列。

固态激光雷达或半固态激光雷达的体积比较小，能够安装在汽车的后视镜中，通过信号线，与整车控制模块电信号连接，安装在后视镜的位置，正好扫描到汽车的左右侧前方的视线盲区，在汽车启动阶段，或者闹市区行进过程中，检测左右前方的障碍物，显著提高行程安全，特别是自动驾驶汽车，简化了后台程序的设计。

如图1，左右后视镜的位置0101，位于汽车高度的一半位置，这个位置安装固态激光雷达模块，便于消除汽车的视觉盲区。后视镜凸出车体，能够观察到车辆前侧方向的视角，这个位置也是汽车转向要行驶的区域，发生碰撞的概率较大，通过在这个位置设置激光雷达，能够有效降低自动驾驶汽车的探测难度，但是，机械式激光的体积巨大，难以安装在后视镜中，固态激光雷达模块体积很小，能够较好地安装到后视镜中。

图1至图3为汽车模型的简化示意图，是为了方便本申请的阐述，抽象了汽车的关键要素制作的汽车简化示意图，现实中，可以根据不同汽车的设计风格，进行实际调整。

如图5，区域5010为固态激光雷达的覆盖区域，也是汽车前向移动可能转向的区域，加强这两个区域的检测，无论是自动驾驶汽车还是人工驾驶汽车，都非常的有意义，直接解决了传统汽车或者自动驾驶汽车的视觉盲区问题。

如图13，可以是，还包括流媒体摄像模块，流媒体摄像模块与后视镜控制模块电信号连接，流媒体摄像模块拍摄汽车侧后方影像数据，发送给后视镜控制模块；后视镜控制模块将激光点云数据信息，通过通讯模块发送给汽车整车控制模块。与流媒体摄像模块结合的固态激光雷达后视镜，体积可以做到传统物理后视镜的三分之一以下的体积，可以有效减小汽车行车风阻，降低汽车油耗。

如图5，固态激光雷达的探测角度有限，通过流媒体摄像模块探测汽车的后侧方向，固态激光雷达，探测前侧方向，有效地结合了两者的优势，降低了探测器布置的难度。

如图2，左后视镜0210与右后视镜0220，如果采用流媒体摄像模块，没有传统的玻璃，后视镜的体积会非常得小，传统的机械激光雷达，不容易放入后视镜中，采用固态或半固态激光雷达，能够较好的放入到流媒体后视镜中。

如图7，流媒体摄像模块7010拍摄后方的图像，固态激光雷达模块7020扫描前方的点云，主体框架7050用于安装流媒体摄像模块7010与固态激光雷达模块7020。

传统的玻璃后视镜，也可以支持固态激光雷达模块，或者在流媒体摄像模块安装面，安装一块普通玻璃，方便人们的使用习惯。

如图13，可以是，还包括转动控制模块，转动控制模块与后视镜控制模块电信号连接，转动控制模块驱动汽车后视镜旋转，汽车后视镜可以由闭合状态旋转为开启状态。

如图7，通过转轴7030与汽车连接，汽车后视镜可以绕转轴7030转动，转动过程中，可以开启成不同的角度，或者隐藏到汽车车身中。

如图3，左后视镜3010与右后视镜3020，为开启状态，如图4，左后视镜4010与右后视镜4020，为关闭状态，关闭状态，能够防止后视镜被损坏，同时能够防止灰尘污染摄像头。

如图5，激光雷达的覆盖区域为5010，流媒体摄像头的覆盖区域为5020，如果汽车整车控制模块能够分析两个区域的数据，就能检测到左右两侧的障碍物信息。

如图15，固态激光雷达模块1500，包括MEMS反射镜1512，激光发射阵列1510发生一组激光给MEMS反射镜，MEMS反射镜反射所述激光组到发射激光透镜1511，激光通过发射激光透镜1511照射到目标物体1530，目标物体反射的激光束，通过接收激光透镜1521汇聚到激光感光元件阵列1520；所述激光发射阵列1520发出激光阵列为水平阵列或垂直阵列，所述MEMS反射镜为垂直或水平方向转动。

如图15，激光发射阵列发出激光阵列为垂直阵列，一个瞬间发射的激光点阵1531为垂直方向，通过MEMS反射镜水平转动，在一个转动周期，激光扫描完一个区域，通过MEMS反射镜，可以减少激光发射阵列发射的激光数量，将发射的激光点阵垂直排列，MEMS反射镜只需要水平转动，降低了MEMS反射镜转动的复杂度，提升了反应时间。

MEMS反射镜为微机电系统，体积可以做到非常小，几乎不影响固态激光雷达模块整体结构大小。

可以是，固态激光雷达模块的激光线数为96线，点云数为1M/s，探测距离为160m@10%，FOV为120°×25°，分辨率0.25°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为140*115*45mm。

可以是，固态激光雷达模块的激光线数为128线，点云数为1M/s，探测距离为170m@10%，FOV为120°×25°，分辨率0.15°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为138x116x46mm。

可以是，固态激光雷达模块的激光线数为160线，点云数为1M/s，探测距离为180m@10%，FOV为140°×25°，分辨率0.15°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为110X136X44mm。

固态激光雷达模块可以是各种参数，在满足安全的条件下，探测距离越远越好。

如图8，9，10，汽车后视镜可以做成各种形状，图中给出的是一种简单的结构示意，根据不同造型的汽车，可以设计成不同的风格或大小。

如图11，图12，一种带汽车固态激光雷达后视镜的汽车，包括上述的两块汽车后视镜，包括整车控制模块，两块汽车后视镜分别为左汽车后视镜，右汽车后视镜。

如图12，还包括前固态激光雷达模块，前固态激光雷达设置在汽车头部或汽车顶部。

可以是，还包括后固态激光雷达模块，后固态激光雷达设置在汽车尾部或汽车顶部。

如图6，前固态激光雷达模块，可以安装在汽车的前方，或者车顶，后固态激光雷达模块安装在后方或车顶，就能较好地完成对整车的覆盖，固态激光雷达模块体积小，能够方便地融入到车身之中，同时汽车后视镜的位置能够突出到车身外部，能够较好的覆盖汽车的左右两侧。

可以是，整车控制模块检测到汽车点火或启动，整车控制模块驱动后视镜控制模块控制转动控制模块旋转汽车后视镜开启。

可以是，所述整车控制模块检测到汽车熄火或停止，整车控制模块驱动后视镜控制模块控制转动控制模块旋转汽车后视镜关闭。

通过整车控制模块自动控制后视镜转动，可以方便人们使用汽车，通过程序自动控制转动角，能够调整最佳的激光探测角度。

本发明虽然根据优选实施例和若干备选方案进行说明和描述，但发明不会被在本说明书中的特定描述所限制。其他另外的替代或等同组件也可以用于实践本发明。

Claims (11)

1.一种汽车固态激光雷达后视镜，其特征在于，包括后视镜控制模块、通讯模块、固态激光雷达模块；

固态激光雷达模块与后视镜控制模块电信号连接，固态激光雷达模块扫描汽车侧前方激光点云数据，发送给后视镜控制模块；

通讯模块与汽车整车控制模块电信号连接；

后视镜控制模块与通讯模块电信号连接，后视镜控制模块将激光点云数据信息，通过通讯模块发送给汽车整车控制模块；

固态激光雷达模块包括激光发射阵列、激光感光元件阵列、发射激光透镜、接收激光透镜，激光发射阵列包括多路激光发射光源，激光发射阵列发射激光束通过发射激光透镜照射到目标物体，目标物体反射的激光束，通过接收激光透镜汇聚到激光感光元件阵列；

固态激光雷达模块安装在后视镜指向的前方，固态激光雷达模块指向汽车车头前侧方向。

2.根据权利要求1所述的汽车后视镜，其特征在于，还包括流媒体摄像模块，流媒体摄像模块与后视镜控制模块电信号连接，流媒体摄像模块拍摄汽车侧后方影像数据，发送给后视镜控制模块；后视镜控制模块将流媒体视频数据信息，通过通讯模块发送给汽车整车控制模块。

3.根据权利要求2所述的汽车后视镜，其特征在于，还包括转动控制模块，转动控制模块与后视镜控制模块电信号连接，转动控制模块驱动汽车后视镜旋转，汽车后视镜可以由闭合状态旋转为开启状态；还包括MEMS反射镜，激光发射阵列发射一组激光给MEMS反射镜，MEMS反射镜反射所述激光组到发射激光透镜，激光通过发射激光透镜照射到目标物体，目标物体反射的激光束，通过接收激光透镜汇聚到激光感光元件阵列；所述激光发射阵列发出的激光阵列为水平阵列或垂直阵列，所述MEMS反射镜为垂直或水平方向转动。

4.根据权利要求1所述的汽车后视镜，其特征在于，所述固态激光雷达模块的激光线数为96线，点云数为1M/s，探测距离为160m@10%，FOV为120°×25°，分辨率0.25°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为140*115*45mm。

5.根据权利要求1所述的汽车后视镜，其特征在于，所述固态激光雷达模块的激光线数为128线，点云数为1M/s，探测距离为170m@10%，FOV为120°×25°，分辨率0.15°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为138x116x46mm。

6.根据权利要求1所述的汽车后视镜，其特征在于，所述固态激光雷达模块的激光线数为160线，点云数为1M/s，探测距离为180m@10%，FOV为140°×25°，分辨率0.15°×0.25°，帧率为10/25Hz，体积为110X136X44mm。

7.一种带汽车固态激光雷达后视镜的汽车，其特征在于，包括权利要求1至5其中之一的两块汽车后视镜，其特征在于，包括整车控制模块，两块汽车后视镜分别为左汽车后视镜，右汽车后视镜。

8.根据权利要求7所述的汽车，其特征在于，还包括前固态激光雷达模块，前固态激光雷达设置在汽车头部或汽车顶部。

9.根据权利要求7所述的汽车，其特征在于，还包括后固态激光雷达模块，后固态激光雷达设置在汽车尾部或汽车顶部。

10.根据权利要求7所述的汽车，其特征在于，所述整车控制模块检测到汽车点火或启动，整车控制模块驱动后视镜控制模块控制转动控制模块旋转汽车后视镜开启。

11.根据权利要求10所述的汽车，其特征在于，所述整车控制模块检测到汽车熄火或停止，整车控制模块驱动后视镜控制模块控制转动控制模块旋转汽车后视镜关闭。

Images