CN114684028A - 车辆用传感器装配构造 - Google Patents

Abstract

一种车辆用传感器装配构造，将用于检测车辆的外部状况的多种外部传感器装配于车辆的车顶上，所述车辆用传感器装配构造具备：通用传感器单元，固定于车辆的车顶，装配有至少一种外部传感器；以及可选传感器单元，能在车辆左侧、车辆右侧、车辆上侧、车辆前侧、车辆后侧中的至少两个方向上向通用传感器单元进行装配，该可选传感器单元以能拆卸的方式装配于通用传感器单元，并且装配有至少一种外部传感器。

Description

车辆用传感器装配构造

技术领域

本发明涉及车辆用传感器装配构造。

背景技术

以往，作为与车辆用传感器装配构造相关的技术文献，已知有美国专利申请公报第2016/0334790。在该文献中，示出了检测车辆的外部状况的各种传感器作为一体的单元装配于车顶中央的车辆。

然而，若将车顶上的所有传感器设为不能拆卸的一体的单元，则存在在传感器故障时等维护变得困难这样的问题。

发明内容

本发明的一个方案是一种车辆用传感器装配构造，将用于检测车辆的外部状况的多种外部传感器装配于车辆的车顶上，所述车辆用传感器装配构造具备：通用传感器单元，固定于车辆的车顶，装配有至少一种外部传感器；以及可选传感器单元，能在车辆左侧、车辆右侧、车辆上侧、车辆前侧、车辆后侧中的至少两个方向上向通用传感器单元进行装配，该可选传感器单元以能拆卸的方式装配于通用传感器单元，并且装配有至少一种外部传感器。

根据本发明的一个方案的车辆用传感器装配构造，通过设为以能拆卸的方式将可选传感器单元装配于通用传感器单元的构造，在需要更换可选传感器单元的外部传感器时，按每个可选传感器单元进行更换，由此，与所有传感器成为不能拆卸的一体的单元的情况相比，能使维护变得容易。

在上述的车辆用传感器装配构造中，也可以是，在可选传感器单元中包括：第一可选传感器单元，装配于通用传感器单元的车辆左侧；以及第二可选传感器单元，装配于通用传感器单元的车辆右侧。

根据该车辆用传感器装配构造，通过设为在通用传感器单元的左右分别装配第一可选传感器单元和第二可选传感器单元的构造，无论需要更换第一可选传感器单元和第二可选传感器单元中的哪一个的外部传感器都按每个单元进行更换，由此能使维护变得容易。

在上述的车辆用传感器装配构造中，也可以是，通用传感器单元具有通用框架体，可选传感器单元具有与通用框架体连结的可选框架体。

根据该车辆用传感器装配构造，通过采用通用框架体和可选框架体，能在重量比较轻的同时确保足够的刚性。

在上述的车辆用传感器装配构造中，也可以是，在可选传感器单元中包括第三可选传感器单元，该第三可选传感器单元装配于通用传感器单元的车辆上侧，并被偏置配置为向通用传感器单元的左右任一方突出。

根据该车辆用传感器装配构造，即使在车辆的宽度等不足而无法在通用传感器单元的左右追加可选传感器单元的情况下，通过将可选传感器单元偏置配置为从通用传感器单元的车辆上侧向左右突出，也能容易地实现向车辆的左右的传感器追加。

根据本发明的一个方案，能使装配于车辆的车顶上的外部传感器的维护变得容易。

附图说明

以下，参照附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是表示具有一个实施方式的车辆用传感器装配构造的车辆的图。

图2是表示车辆用传感器装配构造的一个例子的立体图。

图3是表示第一可选传感器单元向通用传感器单元的装配的一个例子的图。

图4是表示第一可选框架体的传感器装配的一个例子的图。

图5是表示罩构件向第一可选框架体的装配的一个例子的图。

图6是表示其他可选框架体向通用框架体的装配的例子的图。

图7是表示可选传感器单元的车辆装配的其他例子的图。

图8是表示具有通用传感器单元的车辆的参考例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在各图中示出以车辆前后方向为X轴、以车宽方向为Y轴、以车辆的高度方向为Z轴的XYZ正交坐标系。

图1是表示具有一个实施方式的车辆用传感器装配构造的车辆的图。图2是表示车辆用传感器装配构造的一个例子的立体图。作为一个例子，图1和图2所示的车辆1是小型巴士形状的车辆。车辆1的车型、形状只要能采用本实施方式的车辆用传感器装配构造即可，不特别限定。

在车辆1的车顶2的前侧搭载有车顶前方传感器组10。车辆1的车型、形状只要能供车顶前方传感器组10搭载即可，不特别限定。需要说明的是，在车辆1的车顶2的后方，也可以设有与车顶前方传感器组10相同构成的车顶后方传感器单元。

在车顶前方传感器组10中搭载有多个用于检测车辆1的外部状况(其他车辆等物体的状况等)的外部传感器。外部传感器是指用于检测车辆的外部状况的检测设备。外部传感器包括作为至少两种传感器的摄像机和LiDAR(Light Detection and Ranging：激光雷达)。摄像机是对车辆的外部状况进行拍摄的拍摄设备。摄像机可以是单目摄像机，也可以是立体摄像机。LiDAR是利用光来检测车辆的周围的物体的检测设备。LiDAR通过向车辆的周围发送光并接收被物体反射的光来检测物体。在外部传感器中也可以包括毫米波雷达。外部传感器的具体例将在后文进行叙述。

如图1和图2所示，作为一个例子，在车顶前方传感器组10中包括通用传感器单元11、第一可选传感器单元12以及第二可选传感器单元13。

通用传感器单元11是固定于车辆1的车顶2并装配有至少一种外部传感器的单元。通用传感器单元11向车顶2的固定方法不特别限定。通用传感器单元11可以通过螺栓固定来固定，也可以通过粘接来固定，还可以通过与形成于车顶2侧的嵌合部嵌合来机械地固定。第一可选传感器单元12相对于通用传感器单元11设于车辆左侧，第二可选传感器单元13相对于通用传感器单元11设于车辆右侧。

图3是表示第一可选传感器单元12向通用传感器单元11的装配的一个例子的图。如图3所示，通用传感器单元11具有通用框架体110。通用框架体110是指作为通用传感器单元11的基体的框体。需要说明的是，通用传感器单元11具有覆盖通用框架体110的至少一部分的罩构件(未图示)。罩构件不是必须的。

作为一个例子，通用框架体110可以设为由角形构件构成的长方体的框架构造。角形构件是指截面L字形的长条构件。通用框架体110的材质只要具有适当的硬度即可，不特别限定。通用框架体110例如可以使用铝材、铸造构件、树脂(纤维增强树脂等)。通用框架体110的形状也不限定于长方体，也可以具有曲线部分，一部分的角形构件的延伸方向的端部也可以突出。

在通用框架体110装配有作为外部传感器的摄像机20和LiDAR21。摄像机20和LiDAR21被装配为朝向车辆前侧，检测车辆1的前方的外部状况。在通用框架体110也可以装配有更多的外部传感器。通用框架体110的LiDAR21可以设为比较大的大型LiDAR。

通用框架体110中的摄像机20和LiDAR21的前表面(车辆前侧的面)可以成为玻璃窗，也可以露出摄像机20和LiDAR21。这一点在第一可选传感器单元12和第二可选传感器单元13等中也是同样的。

在通用框架体110形成有用于供第一可选传感器单元12和第二可选传感器单元13等装配的螺栓孔。在图3中，使用设于通用框架体110的车辆左侧的左侧面螺栓孔111a～111d来装配第一可选传感器单元12。在通用框架体110形成有前表面螺栓孔112a～112d、上表面螺栓孔113a～113d等。在通用框架体110，可以在上下左右的所有的面形成有螺栓孔，也可以仅在两个面形成有螺栓孔。

第一可选传感器单元12具有第一可选框架体120。作为一个例子，第一可选框架体120可以设为与通用框架体110同样的由角形构件构成的长方体的框架构造。第一可选框架体120例如在车宽方向具有比通用框架体110短的宽度，在车辆前后方向(X轴方向)具有与通用框架体110相同的进深。

在第一可选框架体120的右侧面形成有与通用框架体110的左侧面螺栓孔111a～111d对置的右侧面螺栓孔121a～121d。第一可选框架体120以四根螺栓贯通第一可选框架体120的右侧面螺栓孔121a～121d和通用框架体110的左侧面螺栓孔111a～111d的方式由四根螺栓连结，由此第一可选框架体120连结于通用框架体110。

此外，在第一可选框架体120形成有用于从别的方向装配于通用框架体110的前表面螺栓孔122a～122d、上表面螺栓孔123a～123d以及左侧面螺栓孔124a～124d。需要说明的是，在第一可选框架体120，在至少一个面形成有螺栓孔即可。

需要说明的是，第一可选框架体120向通用框架体110的装配方法(连结方法)不限于螺栓固定。装配方法是能拆卸的方法即可。通用框架体110和第一可选框架体120可以通过不锈钢带等紧固配件将角形构件彼此紧固，也可以经由托架来装配。这一点在通用框架体110与其他可选框架体的装配方法中也是同样的。第一可选传感器单元12可以被配置为例如能在车辆左侧、车辆右侧、车辆上侧、车辆前侧、车辆后侧中的至少两个方向上向通用传感器单元11进行装配。

在第一可选框架体120装配有作为被设为朝向车辆左侧的外部传感器的左侧LiDAR30。装配于第一可选框架体120的左侧LiDAR30可以设为比较小的小型LiDAR。在第一可选框架体120，除了设有左侧LiDAR30之外，还可以设有多个外部传感器。

图4是表示第一可选框架体120的传感器装配的一个例子的图。如图4所示，在第一可选框架体120以从框架内侧朝向车辆左侧的方式装配有左侧LiDAR30。在左侧LiDAR30设有下侧装配部31、第一上侧装配部32以及第二上侧装配部33。

下侧装配部31、第一上侧装配部32以及第二上侧装配部33分别是与第一可选框架体120的内侧(角形构件的内侧)接合的部位。下侧装配部31向左侧LiDAR30的下方突出，并经由缓冲件31a与第一可选框架体120的内侧接合。

缓冲件31a只要是具有弹性的接合件即可，不特别限定。缓冲件31a例如可以设为橡胶制，可以是使乙烯丙烯二烯橡胶发泡体具有粘合性的接合件。

第一上侧装配部32和第二上侧装配部33向左侧LiDAR30的上方突出，并分别经由缓冲件32a、33a与第一可选框架体120的内侧接合。缓冲件32a、33a的材质可以设为与缓冲件31a相同。

需要说明的是，下侧装配部31、第一上侧装配部32以及第二上侧装配部33也可以不经由缓冲件而直接接合于第一可选框架体120。左侧LiDAR30的装配部也可以是上下两个，还可以是四个以上。通用框架体110中的摄像机20和LiDAR21也可以用同样的方法装配。

图5是表示罩构件向第一可选框架体120的装配的一个例子的端视图。在图5中，为了说明罩构件向第一可选框架体120的装配，还图示出了位于里侧的螺栓200和螺母201。

如图5所示，在第一可选框架体120装配有罩构件130。罩构件130是被设为从上方覆盖第一可选框架体120的构件。罩构件130的材质不特别限定，例如可以由树脂形成。

罩构件130具有：侧面部130a，覆盖第一可选框架体120的车辆左侧的角形构件侧面部120a；以及上表面固定部130b，螺栓固定于第一可选框架体120的角形构件上表面部120b。

罩构件130的侧面部130a经由罩用缓冲件131接合于角形构件侧面部120a。罩用缓冲件131的材质例如可以设为与缓冲件31a相同。

罩构件130的上表面固定部130b通过螺栓200和螺母201固定于第一可选框架体120的角形构件上表面部120b。也可以追加使用金属套环等。

需要说明的是，罩构件130的形状不特别限定。罩构件130可以是从上方覆盖第一可选框架体120的整体的形状，也可以是覆盖第一可选框架体120和通用框架体110这两方的形状。罩构件130也可以是除了覆盖第一可选框架体120和通用框架体110之外还覆盖第二可选传感器单元13的第二可选框架体(未图示)的形状。或者，罩构件130也可以是至少能覆盖装配于第一可选框架体120的左侧LiDAR30等外部传感器的上方的形状。第二可选传感器单元13可以设为与第一可选传感器单元12同样的构成。

根据以上说明的本实施方式的车辆用传感器装配构造，通过设为以能拆卸的方式将可选传感器单元12、13装配于通用传感器单元11的构造，在需要更换可选传感器单元12、13的外部传感器时，按每个可选传感器单元12、13进行更换，由此，与所有传感器成为不能拆卸的一体的单元的情况相比，能使维护变得容易。

此外，根据该车辆用传感器装配构造，通过设为在通用传感器单元11的左右分别装配第一可选传感器单元12和第二可选传感器单元13的构造，无论需要更换第一可选传感器单元12和第二可选传感器单元13中的哪一个的外部传感器都按每个单元进行更换，由此能使维护变得容易。

而且，根据该车辆用传感器装配构造，通过采用通用框架体110和第一可选框架体120，能在重量比较轻的同时确保足够的刚性。

在该车辆用传感器装配构造中，在搭载各种各样的种类的自动驾驶套件时，通过设为能选择性地采用通用传感器单元11和可选传感器单元12、13的构成，能针对各种各样的型号的车辆提高设计自由度从而使其具有传感器搭载的通用性。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式。以上述的实施方式为首，本发明可以以基于本领域技术人员的知识施加了各种变更、改良的各种各样的方式来实施。

在此，图6是表示其他可选框架体向通用框架体110的装配的例子的图。在图6中，第三可选传感器单元14和第四可选传感器单元15装配于通用传感器单元11。

第三可选传感器单元14的第三可选框架体140装配于通用框架体110的车辆前侧。第三可选框架体140也形成由角形构件构成的长方体的形状。作为一个例子，第三可选框架体140被形成为成为从车辆前方观察时不从通用框架体110伸出的宽度。

在第三可选框架体140的后表面形成有与通用框架体110的前表面螺栓孔112a～112d对置的后表面螺栓孔141a～141d。第三可选框架体140以四根螺栓贯通第三可选框架体140的后表面螺栓孔141a～141d和通用框架体110的前表面螺栓孔112a～112d的方式由四根螺栓连结，由此第三可选框架体140连结于通用框架体110。在第三可选框架体140，在其他面也可以形成有螺栓孔。

作为一个例子，在第三可选传感器单元14以朝向车辆前方的方式装配有左前侧LiDAR40。也可以采用摄像机等外部传感器来代替LiDAR，也可以在其他面装配有外部传感器。

第四可选传感器单元15的第四可选框架体150装配于通用框架体110的车辆上侧。第四可选框架体150也形成由角形构件构成的长方体的形状。

第四可选框架体150被偏置配置为从通用框架体110向车辆左侧(车宽方向)突出。偏置配置是指可选传感器单元被配置为向通用传感器单元11的左右任一方突出。由此，即使在车辆1的车顶2的宽度等不足的情况下，也能将外部传感器设为向车辆1的外侧突出。

在第四可选框架体150的下表面形成有与通用框架体110的上表面螺栓孔113a～113d对置的下表面螺栓孔151a～151d。第四可选框架体150也通过四根螺栓固定于通用框架体110。

作为一个例子，在第四可选框架体150以朝向车辆左侧的方式装配有左侧LiDAR50。也可以采用摄像机等外部传感器来代替LiDAR，也可以在其他面装配有外部传感器。

另外，在通用传感器单元11，也可以在车辆左侧、车辆后侧装配有可选传感器单元。车辆后侧的可选传感器单元也可以向通用传感器单元11的左右偏置配置。第三可选传感器单元14和第四可选传感器单元15也可以被罩构件覆盖。

根据以上说明的其他例子的车辆用传感器装配构造，即使在车辆的宽度等不足而无法在通用传感器单元11的左右追加可选传感器单元12、13的情况下，通过将可选传感器单元偏置配置为从通用传感器单元11的车辆上侧向左右突出，也能容易地实现向车辆的左右的传感器追加。

图7是表示可选传感器单元的车辆装配的其他例子的图。如图7所示，在车辆1的车顶2上，除了设置车顶前方传感器组10之外，还可以追加独立地设置可选传感器单元60。

可选传感器单元60例如被配置为包括左侧可选传感器单元61和右侧可选传感器单元62。左侧可选传感器单元61和右侧可选传感器单元62直接装配于车辆1的车顶2，而不是装配于通用传感器单元。由此，能通用地进行外部传感器向车辆1的车顶2的追加。

图8是表示具有通用传感器单元11的车辆的参考例的图。在图8所示的乘用车5的车顶2中，仅采用了通用传感器单元11。即，根据车型的不同，也能提供不采用可选传感器单元的选项，能提高设计自由度。

通用框架体110和各种可选框架体不一定需要是使用了角形构件的构造。也可以是使用了板状构件、棒状构件的构造。需要说明的是，第一可选传感器单元12和第二可选传感器单元13除了固定于通用传感器单元11之外，也可以固定于车辆1的车顶2。第四可选框架体150也可以被偏置配置为朝向车辆前方突出。

Claims (4)

1.一种车辆用传感器装配构造，将用于检测车辆的外部状况的多种外部传感器装配于所述车辆的车顶上，所述车辆用传感器装配构造具备：

通用传感器单元，固定于所述车辆的车顶，装配有至少一种所述外部传感器；以及

可选传感器单元，能在车辆左侧、车辆右侧、车辆上侧、车辆前侧、车辆后侧中的至少两个方向上向所述通用传感器单元进行装配，该可选传感器单元以能拆卸的方式装配于所述通用传感器单元，并且装配有至少一种所述外部传感器。

2.根据权利要求1所述的车辆用传感器装配构造，其中，

在所述可选传感器单元中包括：第一可选传感器单元，装配于所述通用传感器单元的车辆左侧；以及第二可选传感器单元，装配于所述通用传感器单元的车辆右侧。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用传感器装配构造，其中，

所述通用传感器单元具有通用框架体，所述可选传感器单元具有与所述通用框架体连结的可选框架体。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用传感器装配构造，其中，

在所述可选传感器单元中包括第三可选传感器单元，该第三可选传感器单元装配于所述通用传感器单元的车辆上侧，并被偏置配置为向所述通用传感器单元的左右任一方突出。

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