CN114609612A - 一种激光雷达系统及其温控方法 - Google Patents

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郑建华
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Abstract

本发明涉及激光雷达技术领域,具体涉及一种激光雷达系统及其温控方法,包括具有中空结构的壳体、设置于壳体内部的扫描电机、光学模块以及支架,所述壳体上设有窗口片,所述壳体底部装配有底壳,所述支架与底壳连接,所述支架上安装有主控电路板、激光发射电路板,所述支架与壳体之间设有导热铝锭,所述壳体上还嵌设有连接器,导热物,所述导热物包括设于扫描电机上的导热物A、设于主控电路板上的导热物B、导热铝锭与支架之间的导热物C、导热铝锭与壳体之间的导热物D以及主控电路板与支架之间的导热物E中的一处或多处,还具备温度调节装置;本发明可以综合解决窗口片起雾、结霜,扫描装置低温运行、整体装置散热的问题。

Description

一种激光雷达系统及其温控方法
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域,具体涉及一种激光雷达系统及其温控方法。
背景技术
目前激光雷达系统在整体装置的散热,扫描装置在低温运行,雷达视窗起雾、结霜多个问题同时解决存在很大的技术瓶颈。因为对于整个雷达系统装置来说,考虑电子芯片温度范围有一定的限制,扫描装置在低温时需要提升温度才能启动,雷达视窗需要加热提升温度避免视窗出现起雾、结霜,而影响激光雷达的探测功能。
现有技术更多的是聚焦在单一的问题解决方案,深圳速腾聚创科技有限公司的发明专利一种激光雷达装置中,通过散热槽、导热胶、凹型及凸型结构的设计来解决整个雷达的散热问题,但是对于视窗的起雾、结霜问题没有进行温度监控。大疆Tele-15激光雷达内部有干燥剂,可以间接的控制雷达内部装置的湿度,但是干燥剂的不定期更换,整个装置的拆装对产品性能也有很大影响;而且大疆Tele-15激光雷达顶部装有风扇,强制风冷,增大了产品体积。上海禾赛光电科技有限公司的发明专利光传输模考、激光发射模块、雷达系统及车辆中,更多的是聚焦在光学模块如何有效的发射和传输,虽然结构紧凑,体积小,散热性能好,在雷达视窗起雾问题上没有说明,雷达视窗的起雾结霜对光学模块的传输有很大的影响。而在上海禾赛光电科技有限公司另一篇一种激光雷达实用新型专利中,通过热沉组件及顶盖的散热结构件,有效的解决了整体装置的散热问题,激光雷达视窗起雾、扫描装置低温运行问题依旧会影响整个激光雷达线束质量。在激光雷达视窗起雾单独的解决方案中,东莞康硕电子有限公司公开了一种带加热功能的天线罩,福兰光学的ITO技术,宁波永新光学通过外侧的蓝宝石基板和内侧的光学玻璃基板,蓝宝石基板和光学玻璃基板之间设置有由聚乙烯醇缩丁醛树脂或乙烯-醋酸乙烯共聚物制成的高分子夹胶层,蓝宝石基板和光学玻璃基板通过高分子夹胶层粘接构成视窗组件,但视窗组件厚度过厚,影响到激光雷达光束的透过率。
为此,本申请为解决激光雷达装置的散热、窗口片起雾结霜、扫描装置低温启动的综合问题,提出一种激光雷达系统及其温控方法。
发明内容
本发明为解决上述背景技术问题所采用的技术方案是:
本发明第一方面提供了一种激光雷达系统,包括具有中空结构的壳体、设置于壳体内部的扫描电机、光学模块以及支架,所述壳体上设有窗口片,所述壳体底部装配有底壳,所述支架与底壳连接,所述支架上安装有主控电路板、激光发射电路板,所述支架与壳体之间设有导热铝锭,所述壳体上还嵌设有连接器,还包括:
导热物,所述导热物包括设于扫描电机上的导热物A、设于主控电路板上的导热物B、导热铝锭与支架之间的导热物C、导热铝锭与壳体之间的导热物D以及主控电路板与支架之间的导热物E中的一处或多处;
温度调节装置,所述温度调节装置由安装于窗口片上的第一温度传感器、设于扫描电机上的第二温度传感器、加热组件构成,所述第一温度传感器、第二温度传感器的输出端均连接主控电路板信号输入端,加热组件连接主控电路板输出端。
优选的,所述加热组件采用电阻丝,且设置于窗口片内部。
优选的,所述加热组件采用加热风扇,所述加热风扇安装于壳体内部。
优选的,所述加热组件采用聚酰亚胺PI导热薄膜片,所述聚酰亚胺PI导热薄膜片粘贴于窗口片表面或扫描电机表面。
优选的,对各零件表面进行阳极氧化、磨砂、喷漆处理。
优选的,所述导热物采用导热凝胶或导热石墨片。
优选的,所述系统还包括散热筋组,所述散热筋组由设于壳体外侧面的第一散热筋、第二散热筋、第三散热筋以及底壳底部的第四散热筋组成,所述第一散热筋、第二散热筋的布置与车行驶方向一致,第三散热筋沿重力方向布置。
本发明第二方面提供了一种温控方法,包括:
将汽车行驶的环境温度作为条件的输入;
窗口片上的第一温度传感器检测系统内部温度,若该温度低于设定的阈值,则启动加热组件开始加热工作;
或,第二温度传感器检测扫描电机上的温度,若该温度低于设定的阈值,则启动加热组件开始加热工作。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:
本发明通过导热物、散热筋组、支架材料选用铝基板且表面做阳极氧化或磨砂处理增加辐射率、激光板上主发热芯片采用TEC半导体制冷器方式来降低整体装置的温度,达到散热的目的,没有设置风扇等强制风冷的装置,因此整体结构体积小,实现轻量化设计;
本发明通过在雷达视窗内布置加热电阻丝或表面粘贴聚酰亚胺PI导热薄膜片的方式,有效避免了在低温情况下窗口片起雾结霜;
本发明通过对加热组件的设计,利用激光雷达内部腔体的热量,对电机进行加热,达到扫描电机低温自启动的要求;
本发明通过温度调节装置的设计,可以综合解决窗口片起雾、扫描装置低温运行、整体装置散热的问题。
附图说明
图1为本发明总装图;
图2为本发明一个视角剖视图;
图3为本发明另一个视角剖视图;
图4为本发明一实施例温控流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例和附图,进一步阐述本发明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
参考图1-3,本发明第一方面提供的一种激光雷达系统,包括具有中空结构的壳体1、设置于壳体1内部的扫描电机4、光学模块8以及支架5,所述壳体1上设有窗口片3,所述壳体1底部装配有底壳2,所述支架5与底壳2连接,所述支架5上安装有主控电路板6、激光发射电路板11,所述支架5与壳体1之间设有导热铝锭,本实施例中包括第一导热铝锭91和第二导热铝锭92,所述壳体1上还嵌设有连接器12,还包括:导热物,所述导热物包括设于扫描电机4上的导热物A、设于主控电路板6上的导热物B、导热铝锭与支架5之间的导热物C、导热铝锭与壳体1之间的导热物D以及主控电路板6与支架5之间的导热物E中的一处或多处;温度调节装置,所述温度调节装置由安装于窗口片3上的第一温度传感器10、设于扫描电机4上的第二温度传感器7、加热组件构成,所述第一温度传感器10、第二温度传感器7的输出端均连接主控电路板6信号输入端,加热组件连接主控电路板6输出端。
其中,主控电路板、激光发射电路板安装均螺钉连接在支架上,支架通过螺钉连接到底壳上,底壳在通过螺钉连接至壳体上,窗口片采用胶水黏贴在壳体上,温度传感器采用胶粘在窗口片和电机上。
在本实施例中,所述加热组件采用电阻丝,且设置于窗口片3内部,导热物采用导热凝胶。
如图1所示,所述散热筋组由设于壳体1外侧面的第一散热筋101、第二散热筋102、第三散热筋103以及底壳2底部的第四散热筋104组成,其中,第一散热筋101、第二散热筋102、第三散热筋103分别设置于壳体1的三面,两侧面所述第一散热筋101、第二散热筋102的布置与车行驶方向一致,第三散热筋103沿重力方向布置。
需要说明的是,整个系统内部功耗较大的芯片和器件均有导热凸台和涂抹导热凝胶,激光发射电路板11上主发热芯片采用TEC半导体制冷器。
本发明第二方面提供的一种温控方法,包括:
将汽车行驶的环境温度作为条件的输入;
窗口片3上的第一温度传感器10检测系统内部温度,若该温度低于设定的阈值,则启动加热组件开始加热工作;
或,第二温度传感器7检测扫描电机4上的温度,若该温度低于设定的阈值,则启动加热组件开始加热工作。
在一个具体的实施例中,参考图4,汽车行驶的环境温度作为条件的输入,汽车行驶过程中,激光雷达系统工作运行,通过窗口片3上的第一温度传感器10检测整个系统内部温度,若温度低于露点温度+16℃(仅作示例而言),则电阻丝加热,提高系统内部腔体的温度;另一方面,考虑低温环境下,扫描电机4无法正常工作,通过扫描电机4上的第二温度传感器7来检测其温度值,当温度低于-10℃时(仅作示例而言),启动电阻丝加热装置,给扫描电机4提供热量,启动工作。
在某些实施例中,所述加热组件采用加热风扇,所述加热风扇安装于壳体1内部。所述加热组件还可以是采用聚酰亚胺PI导热薄膜片,所述聚酰亚胺PI导热薄膜片粘贴于窗口片3表面或扫描电机4表面。所述导热物还可以是导热石墨片。
进一步的,对各零件表面进行阳极氧化、磨砂、喷漆处理,例如支架5的表面进行阳极氧化、磨砂、喷漆处理增加辐射率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种激光雷达系统,包括具有中空结构的壳体(1)、设置于壳体(1)内部的扫描电机(4)、光学模块(8)以及支架(5),所述壳体(1)上设有窗口片(3),所述壳体(1)底部装配有底壳(2),所述支架(5)与底壳(2)连接,所述支架(5)上安装有主控电路板(6)、激光发射电路板(11),所述支架(5)与壳体(1)之间设有导热铝锭,所述壳体(1)上还嵌设有连接器(12),其特征在于,还包括:
导热物,所述导热物包括设于扫描电机上的导热物A、设于主控电路板上的导热物B、导热铝锭与支架之间的导热物C、导热铝锭与壳体之间的导热物D以及主控电路板与支架之间的导热物E中的一处或多处;
温度调节装置,所述温度调节装置由安装于窗口片(3)上的第一温度传感器(10)、设于扫描电机(4)上的第二温度传感器(7)、加热组件构成,所述第一温度传感器(10)、第二温度传感器(7)的输出端均连接主控电路板(6)信号输入端,加热组件连接主控电路板(6)输出端。
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达系统,其特征在于,所述加热组件采用电阻丝,且设置于窗口片(3)内部。
3.根据权利要求1所述的一种激光雷达系统,其特征在于,所述加热组件采用加热风扇,所述加热风扇安装于壳体(1)内部。
4.根据权利要求1所述的一种激光雷达系统,其特征在于,所述加热组件采用聚酰亚胺PI导热薄膜片,所述聚酰亚胺PI导热薄膜片粘贴于窗口片(3)表面或扫描电机(4)表面。
5.根据权利要求1所述的一种激光雷达系统,其特征在于,对各零件表面进行阳极氧化、磨砂、喷漆处理。
6.根据权利要求5所述的一种激光雷达系统,其特征在于,所述导热物采用导热凝胶或导热石墨片。
7.根据权利要求1所述的一种激光雷达系统,其特征在于,还包括散热筋组,所述散热筋组由设于壳体(1)外侧面的第一散热筋(101)、第二散热筋(102)、第三散热筋(103)以及底壳(2)底部的第四散热筋(104)组成,所述第一散热筋(101)、第二散热筋(102)的布置与车行驶方向一致,第三散热筋(103)沿重力方向布置。
8.一种温控方法,其特征在于,包括:
将汽车行驶的环境温度作为条件的输入;
窗口片(3)上的第一温度传感器(10)检测系统内部温度,若该温度低于设定的阈值,则启动加热组件开始加热工作;
或,第二温度传感器(7)检测扫描电机(4)上的温度,若该温度低于设定的阈值,则启动加热组件开始加热工作。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108594206A (zh) * 2018-06-29 2018-09-28 上海禾赛光电科技有限公司 光传输模块、激光发射模块、激光雷达系统及车辆
CN209471243U (zh) * 2019-07-31 2019-10-08 湖南国天电子科技有限公司 一种激光雷达测绘装置
CN209766844U (zh) * 2019-03-18 2019-12-10 昂纳信息技术(深圳)有限公司 一种用于激光雷达光源的温度控制装置以及系统
WO2020142957A1 (zh) * 2019-01-09 2020-07-16 深圳市大疆创新科技有限公司 一种测距装置及移动平台
CN111751804A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达装置
CN113138376A (zh) * 2021-05-21 2021-07-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种激光雷达热光学自动校正的装置
CN213991067U (zh) * 2020-11-30 2021-08-17 深圳市速腾聚创科技有限公司 加热结构和激光雷达装置
CN113296078A (zh) * 2021-07-27 2021-08-24 宁波永新光学股份有限公司 一种激光雷达的前置式加热光学窗口

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108594206A (zh) * 2018-06-29 2018-09-28 上海禾赛光电科技有限公司 光传输模块、激光发射模块、激光雷达系统及车辆
WO2020142957A1 (zh) * 2019-01-09 2020-07-16 深圳市大疆创新科技有限公司 一种测距装置及移动平台
CN209766844U (zh) * 2019-03-18 2019-12-10 昂纳信息技术(深圳)有限公司 一种用于激光雷达光源的温度控制装置以及系统
CN111751804A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达装置
CN209471243U (zh) * 2019-07-31 2019-10-08 湖南国天电子科技有限公司 一种激光雷达测绘装置
CN213991067U (zh) * 2020-11-30 2021-08-17 深圳市速腾聚创科技有限公司 加热结构和激光雷达装置
CN113138376A (zh) * 2021-05-21 2021-07-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种激光雷达热光学自动校正的装置
CN113296078A (zh) * 2021-07-27 2021-08-24 宁波永新光学股份有限公司 一种激光雷达的前置式加热光学窗口

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