CN206848481U - 车载信息采集系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了车载信息采集系统。上述车载信息采集系统的一具体实施方式包括：激光雷达安装在车辆上，采集车辆周围的点云数据；遮挡器与激光雷达同轴旋转，接近传感器相对车辆固定；遮挡器包括本体以及至少一个遮挡件，本体沿垂直于激光雷达的旋转轴线的方向的截面为圆环，至少一个遮挡件沿本体的周向分布；接近传感器与控制器件连接，用于在遮挡件旋转至与接近传感器之间的距离小于预设阈值时，向控制器件发送脉冲信号；控制器件用于根据接收到的脉冲信号，向图像采集器发送图像采集指令。该实施方式使得激光雷达采集的点云数据与图像采集器采集的图像数据所面对的视场相同，从而有利于数据的同步。

Description

车载信息采集系统

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，具体涉及信息采集技术领域，尤其涉及一种车载信息采集系统。

背景技术

随着无人驾驶技术的发展，无人车的研发逐渐受到人们的关注。在无人车的行驶过程中，通常会利用激光雷达和摄像机模组来采集无人车周围的环境信息，然后无人车的车载大脑会利用感知算法将激光雷达采集到的点云数据和摄像机模组采集的图像信息进行融合，以确定无人车的行驶环境。

通常摄像机以固定帧率采集图像，激光雷达以固定帧率扫描探测车周环境，且激光雷达在工作是不能由外部触发，也不能为其它设备提供触发输出，同时摄像机的视场角有限，有可能造成摄像机采集图像时，激光雷达扫描的是另一视场的环境，从而增加了数据融合时图像与点云数据同步的难度。

实用新型内容

本申请的目的在于提出一种车载信息采集系统，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

本申请实施例提供了一种车载信息采集系统，上述车载信息采集系统包括：激光雷达、图像采集器、遮挡器、接近传感器以及控制器件；上述激光雷达安装在车辆上，并相对于上述车辆旋转，以采集上述车辆周围的点云数据；上述遮挡器与上述激光雷达同轴旋转，上述接近传感器相对于上述车辆固定；上述遮挡器包括本体以及安装在上述本体上的至少一个遮挡件，上述本体沿垂直于上述激光雷达的旋转轴线的方向的截面为圆环，上述至少一个遮挡件沿上述本体的周向分布；上述接近传感器与控制器件连接，用于在上述遮挡件旋转至与上述接近传感器之间的距离小于预设阈值时，向上述控制器件发送脉冲信号；上述控制器件用于根据接收到的脉冲信号，向上述图像采集器发送图像采集指令，以使上述图像采集器在收到上述图像采集指令时采集图像。

在一些实施例中，上述遮挡器包括N个遮挡件，且N≥2；任意相邻的两个遮挡件与上述本体的圆心所连成的直线形成的N个夹角中，存在1个夹角值与其他N-1个夹角值不相等。

在一些实施例中，上述N个夹角中其他N-1个夹角值相等。

在一些实施例中，上述N个夹角中最小夹角值为M，且M满足：(N+1)×M＝360。

在一些实施例中，上述N个夹角中最大夹角值为2M。

在一些实施例中，上述激光雷达包括底座和旋转部件，上述底座安装在上述车辆上，上述旋转部件安装在上述底座上，并相对于上述底座旋转。

在一些实施例中，上述遮挡器安装于上述旋转部件上，并与上述旋转部件同轴旋转；上述接近传感器安装于上述底座上。

在一些实施例中，上述控制器件用于根据接收到的脉冲信号之间的时间间隔以及所接收到的脉冲信号的数量，依次向上述至少一个图像采集器发送图像采集指令。

在一些实施例中，上述控制器件用于根据至少一个第一夹角、第二夹角、第三夹角、最小夹角值、接收到的脉冲信号之间的时间间隔以及所接收到的脉冲信号的数量，依次向上述至少一个图像采集器发送图像采集指令；其中，上述第一夹角表示上述图像采集器的光轴与上述激光雷达坐标系X轴之间的夹角，上述第二夹角表示上述接近传感器与上述本体的圆心的连线与上述X轴之间的夹角，上述第三夹角表示激光雷达的扫描线所在的与地面垂直的平面与上述遮挡器的N个遮挡件中任意相邻的两个遮挡件形成的N个夹角中最大夹角值所在的夹角的角平分线之间的夹角，上述最小夹角值表示上述N个夹角中的最小夹角值。

在一些实施例中，上述接近传感器为距离型传感器，上述遮挡件由金属材料制成。

本申请的上述实施例提供的车载信息采集系统，通过使用遮挡器以及接近传感器，使得与接近传感器连接的控制器件可以在遮挡器旋转至与接近传感器的距离小于预设距离时接收脉冲信号，从而使得控制器件可以根据接收到的脉冲信号向图像采集器发送图像采集指令，有利于激光雷达采集的点云数据与图像采集器采集的图像数据所面对的视场相同，从而有利于数据的同步。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a是根据本申请的车载信息采集系统的正视图；

图1b是根据本申请的车载信息采集系统的俯视图；

图2是根据本申请的车载信息采集系统的遮挡器的结构示意图；

图3是根据本申请的车载信息采集系统的激光雷达的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1a及图1b示出了本申请的车载信息采集系统的一个实施例的结构示意图。其中，图1a为车载信息采集系统的正视图，图1b为车载信息采集系统的俯视图。

如图1a及图1b所示，本实施例的车载信息采集系统包括激光雷达11、图像采集器12、遮挡器13、接近传感器14以及控制器件(图1a及图1b中未示出)。其中，激光雷达11安装在车辆10上，并可以相对于车辆10旋转，以采集车辆10周围环境的点云数据。车辆10上还安装有与激光雷达11同轴旋转的遮挡器13以及相对于车辆10固定的接近传感器14。遮挡器13包括本体130以及安装在本体130上的至少一个遮挡件132。其中，本体130在垂直于激光雷达11的旋转轴线的方向的截面为圆环(如图1b所示)，至少一个遮挡件132沿本体130的周向分布。可以理解的是，至少一个遮挡件132可以沿本体130的周向均匀分布，也可以随意分布。

接近传感器14与控制器件连接，用于在遮挡件132旋转至与接近传感器14之间的距离小于预设阈值时，向控制器件发送脉冲信号。控制器件用于根据接收到的脉冲信号，向图像采集器12发送图像采集指令，以使图像采集器12在收到图像采集指令时采集图像。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述接近传感器14可以是各种类型的接近传感器，如光电型、距离型等。但考虑到本实施例的车载信息采集系统可能工作在光照强度较大的场景下，为了提高图像采集的质量，本实施例中采用距离型的接近传感器。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述遮挡件132由金属材料制成。

在具体的应用场景中，为了提高激光雷达检测障碍物的灵敏度，可以采用64线激光雷达，其可以同时发出64束激光，以实现更精确地检测车辆周围的障碍物。控制器件可以采用FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)来实现。

为了清楚的说明本实施例的车载信息采集系统的工作原理，以一个图像采集器以及遮挡器只有一个遮挡件来举例说明。假设遮挡件的位置与遮挡器本体的圆心之间的连线与激光雷达的扫描线之间的夹角为A，同时，图像采集器的光轴与接近传感器与遮挡器本体的圆心之间的连线之间的夹角也为A，也就是说，当遮挡件旋转至接近传感器的正上方时，激光雷达的扫描线与图像采集器的光轴重合。此时，遮挡件与接近传感器之间的距离小于预设距离，则此时接近传感器向控制器件发送脉冲信号，控制器件可以在接收到此脉冲信号时即刻向图像采集器发送图像采集指令，使得图像采集器采集图像，这样，图像采集器采集到的图像与激光雷达扫描得到的点云数据的视场相同，从而能够实现更好的结合图像与点云数据，以检测车辆周围的障碍物。

本申请的上述实施例提供的车载信息采集系统，通过使用遮挡器以及接近传感器，使得与接近传感器连接的控制器件可以在遮挡器旋转至与接近传感器的距离小于预设距离时接收脉冲信号，从而使得控制器件可以根据接收到的脉冲信号向图像采集器发送图像采集指令，有利于激光雷达采集的点云数据与图像采集器采集的图像数据所面对的视场相同，从而有利于数据的同步。

继续参见图2，其示出了根据本申请的车载信息采集系统的遮挡器的一个实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例的遮挡器包括N个遮挡件，且N≥2。其中，各遮挡件与本体的圆心所连成的直线形成的N个夹角中，存在一个夹角值与其他N-1个夹角值不相等。为了清楚的说明本实施例的遮挡器的结构，图2中示出了11个遮挡件，相邻的两个遮挡件与本体的圆心连成的直线形成了夹角，则图2中共包括11个夹角。上述11个夹角中，存在1个夹角值与其他10个夹角值不相等。可以理解的是，上述11个夹角值可以各不相等，也可以部分夹角值相等。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述N个夹角值中存在N-1个夹角值都相等，只有1个夹角值与其它N-1个夹角值不相等。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述N个夹角值中最小夹角值为M，且M满足：(N+1)×M＝360。如图2所示，11个夹角值中的最小夹角值M满足：M＝360/(11+1)＝30°。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述N个夹角值中最大夹角值为2M。如图2所示，11个夹角值中的最大夹角值2M为60°。

本实施例中，通过将遮挡器的其中一个夹角值设置为其他夹角值的2倍，相当于沿遮挡器的本体周向均匀分布的各遮挡件中缺少了一个遮挡件，此空缺遮挡件可以用于定位激光雷达扫描线的位置。具体的，可以设置此空缺遮挡件与本体的圆心之间的连线与激光雷达扫描线之间的夹角为预设值，则在确定了空缺遮挡件的位置后，可以根据激光雷达的旋转方向以及上述预设值，确定激光雷达扫描线的位置。

本申请的上述实施例提供的车载信息采集系统，通过设置遮挡器中各遮挡件的位置，可以有利于定位激光雷达的扫描线的位置，有利于实现激光雷达与图像采集器的同步。

继续参见图3，其示出了根据本申请的车载信息采集系统的激光雷达的结构示意图。如图3所示，本实施例的激光雷达包括底座110和旋转部件111。其中，底座110安装在车辆上，旋转部件111安装在底座110上，并可以相对于底座110旋转。同时，激光雷达的发射激光的部分可以安装在旋转部件111上，以使其相对于车辆旋转。

在本实施例的一些可选的实现方式中，遮挡器13安装于旋转部件111上，并与旋转部件111同轴旋转。接近传感器14安装于底座110上。这样，与接近传感器相连的控制器件可以在旋转部件111旋转至与接近传感器14之间的距离小于预设距离时，接收接近传感器14发送的脉冲信号。

在本实施例的一些可选的实现方式中，控制器件用于根据接收到的脉冲信号之间的时间间隔以及所接收到的脉冲信号的数量，依次向各图像采集器发送图像采集指令。

由于遮挡器的N个遮挡件形成的N个夹角中存在一个夹角值与其它夹角值不同，且此夹角值为其它夹角值的2倍，且遮挡器在工作过程中一般为匀速旋转(除刚刚启动以及即将关闭过程)，则控制器件接收接近传感器发送的与形成此夹角的两个遮挡件对应的脉冲信号之间的时间间隔较其他脉冲信号之间的时间间隔大，因此，控制器件可以根据接收到的脉冲信号之间的时间间隔确定夹角值最大的夹角的位置，从而可以确定空缺遮挡件的位置，进而可以根据空缺遮挡件与激光雷达扫描线之间的夹角以及空缺遮挡件的位置，确定激光雷达扫描线的位置。

并且由于其他相邻遮挡件之间的夹角已确定，在图像采集器的位置也确定的情况下，控制器件可以根据接收到的脉冲信号的数量，确定激光雷达的扫描线是否与各图像采集器的光轴重合，从而可以向各图像采集器发送图像采集指令，以使各图像采集器及时采集图像。

在本实施例的一些可选的实现方式中，控制器件还可以根据至少一个第一夹角、第二夹角、第三夹角、最小夹角值、接收到的脉冲信号之间的时间间隔以及所接收到的脉冲信号的数量，依次向至少一个图像采集器发送图像采集指令。

其中，第一夹角表示图像采集器的光轴与激光雷达坐标系X轴之间的夹角，第二夹角表示接近传感器与遮挡器本体的圆心的连线与X轴之间的夹角，第三夹角表示激光雷达的扫描线所在的与地面垂直的平面与遮挡器的N个遮挡件中任意相邻的两个遮挡件形成的N个夹角中最大夹角值所在的夹角的角平分线(即空缺遮挡件与遮挡器本体的圆心的连线)之间的夹角，最小夹角值表示上述N个夹角中的最小夹角值。

在安装激光雷达时，可以将激光雷达坐标系的X轴对准车辆的正前方。本实现方式中，可以将X轴作为车辆上安装的各部件的参考位置。在各图像采集器的安装位置确定后，可以确定各图像采集器的光轴与上述X轴之间的夹角，此夹角可以用第一夹角来表示。可以理解的是，上述第一夹角的数量与图像采集器的数量相等。在接近传感器的安装位置确定后，也可以确定接近传感器与遮挡器本体的圆心的连线与X轴之间的夹角，以第二夹角来表示。同理，还可以确定空缺遮挡件的位置。

控制器件可以根据上述各夹角、接收到的脉冲信号之间的时间间隔以及接收到的脉冲信号的数量来确定激光雷达扫描线的位置是否与图像采集器的光轴重合，从而可以向各图像采集器发送图像采集指令。

举例来说，假设遮挡器为齿轮状，且共包括119个齿，则只有两个相邻的齿之间的夹角为6°，其它夹角均为3°。齿轮的每个齿旋转至接近传感器的正上方时满足两者之间的距离小于预设阈值，此时接近传感器向控制器件发送脉冲信号。假设接近传感器与遮挡器本体的圆心之间的连线与X轴重合，各图像采集器的光轴与X轴之间的夹角分别为A₁、A₂、A₃……A_n。则每当空缺齿轮位旋转至接近传感器上方时，控制器件可以根据时间间隔确定该位置，此时，控制器件可以将脉冲信号的个数清零。然后当控制器件接收到第A₁/3个脉冲信号时，向第一个图像采集器发送图像采集指令；在接收到第A₂/3个脉冲信号时，向第二个图像采集器发送图像采集指令……直至空缺齿轮位再次旋转至接近传感器的正上方。

本申请的上述实施例提供的车载信息采集系统，可以有效地控制图像采集器在与激光雷达的视场相同时采集图像，有利于数据的同步。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种车载信息采集系统，其特征在于，所述车载信息采集系统包括：激光雷达、图像采集器、遮挡器、接近传感器以及控制器件；

所述激光雷达安装在车辆上，并相对于所述车辆旋转，以采集所述车辆周围的点云数据；

所述遮挡器与所述激光雷达同轴旋转，所述接近传感器相对于所述车辆固定；

所述遮挡器包括本体以及安装在所述本体上的至少一个遮挡件，所述本体沿垂直于所述激光雷达的旋转轴线的方向的截面为圆环，所述至少一个遮挡件沿所述本体的周向分布；

所述接近传感器与所述控制器件连接，用于在所述遮挡件旋转至与所述接近传感器之间的距离小于预设阈值时，向所述控制器件发送脉冲信号；

所述控制器件用于根据接收到的脉冲信号，向所述图像采集器发送图像采集指令，以使所述图像采集器在收到所述图像采集指令时采集图像。

2.根据权利要求1所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述遮挡器包括N个遮挡件，且N≥2；

任意相邻的两个遮挡件与所述本体的圆心所连成的直线形成的N个夹角中，存在1个夹角值与其他N-1个夹角值不相等。

3.根据权利要求2所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述N个夹角中其他N-1个夹角值相等。

4.根据权利要求2所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述N个夹角中最小夹角值为M，且M满足：(N+1)×M＝360。

5.根据权利要求3所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述N个夹角中最大夹角值为2M。

6.根据权利要求1-5任一项所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述激光雷达包括底座和旋转部件，所述底座安装在所述车辆上，所述旋转部件安装在所述底座上，并相对于所述底座旋转。

7.根据权利要求6所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述遮挡器安装于所述旋转部件上，并与所述旋转部件同轴旋转；

所述接近传感器安装于所述底座上。

8.根据权利要求5所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述控制器件用于根据接收到的脉冲信号之间的时间间隔以及所接收到的脉冲信号的数量，依次向所述至少一个图像采集器发送图像采集指令。

9.根据权利要求8所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述控制器件用于根据至少一个第一夹角、第二夹角、第三夹角、最小夹角值、接收到的脉冲信号之间的时间间隔以及所接收到的脉冲信号的数量，依次向所述至少一个图像采集器发送图像采集指令；

其中，所述第一夹角表示所述图像采集器的光轴与所述激光雷达坐标系X轴之间的夹角，所述第二夹角表示所述接近传感器与所述本体的圆心的连线与所述X轴之间的夹角，所述第三夹角表示激光雷达的扫描线所在的与地面垂直的平面与所述遮挡器的N个遮挡件中任意相邻的两个遮挡件形成的N个夹角中最大夹角值所在的夹角的角平分线之间的夹角，所述最小夹角值表示所述N个夹角中的最小夹角值。

10.根据权利要求1-5任一项所述的车载信息采集系统，其特征在于，所述接近传感器为距离型传感器，所述遮挡件由金属材料制成。