CN208796055U - 一种激光雷达系统及其激光雷达控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光雷达系统及其激光雷达控制器，该激光雷达控制器应用于智能驾驶车辆，具体包括系统级芯片、激光雷达信号适配器和车辆控制器适配接口，系统级芯片分别于激光雷达信号适配器、车辆控制器适配接口相连接。由于该激光雷达控制器可以独立于激光雷达单独设置在车辆上，因此不会对激光雷达本身造成体积和功耗上的负担，因此解决了集成式激光雷达的体积和功耗较高的问题。

Description

一种激光雷达系统及其激光雷达控制器

技术领域

本实用新型涉及智能驾驶技术领域，更具体地说，涉及一种激光雷达系统及其激光雷达控制器。

背景技术

为了实现对车辆的智能驾驶控制，车辆上多安装有激光雷达，以便对周边环境进行感知。目前车辆上的激光雷达系统一般采用一体式设计，即点云数据的处理在激光雷达的内部完成。但随着智能驾驶车辆需要适应越来越复杂的行驶环境，对激光雷达的性能要求也越来越高、需要更高的视角、更大的视场角，这就意味着更大的数据量，因此对这些数据的处理也越来越复杂，相应处理所消耗的功率更高。如果还将数据处理部分与激光雷达集成起来使用，体积和功耗都会很高，不利于车厂的布置和安装。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种激光雷达系统及其激光雷达控制器，用于解决集成式激光雷达的体积和功耗较高的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种激光雷达控制器，应用于智能驾驶车辆，所述激光雷达控制器包括系统级芯片、激光雷达信号适配器和车辆控制器适配接口，所述系统级芯片分别于所述激光雷达信号适配器、所述车辆控制器适配接口相连接，其中：

所述激光雷达信号适配器用于连接所述智能驾驶车辆上设置的至少一个激光雷达，被配置为将所述激光雷达输出的点云数据输出到所述系统级芯片，还被配置为将所述系统级芯片输出的控制信号输出到所述激光雷达；

所述车辆控制器适配器接口用于连接所述智能驾驶车辆的车辆控制器，被配置为将所述系统级芯片根据所述点云数据输出的目标信息和所述点云数据输出到所述车辆控制器。

可选的，所述激光雷达信号适配器包括串并转换电路，其中：

所述串并转换电路用于将串行传输的所述点云数据转换为并行数据。

可选的，车辆控制器适配接口包括CAN总线接口和以太网接口，其中：

所述CAN总线接口被配置为向所述车辆控制器输出所述目标信息；

所述以太网接口被配置为向所述车辆控制器输出所述点云数据。

可选的，所述车辆控制器适配接口还包括GPIO接口，其中：

所述GPIO接口被配置为接收所述智能驾驶车辆上设置的卫星定位设备输出的同步信号，所述同步信号用于控制所述激光雷达执行同步操作。

可选的，所述车辆控制器适配接口还包括PWM接口，其中：

所述PWM接口被配置为向所述智能驾驶车辆上的设备输出同步信号。

可选的，所述系统级芯片的周边电路包括看门狗电路、flash存储器、DDR存储器、eMMC和晶振电路中的部分或者全部。

可选的，还包括激光雷达电源管理模块，其中：

所述激光雷达管理模块部署在所述激光雷电控制器的电源管理设备内，用于与所述激光雷达电连接。

一种激光雷达系统，应用于智能驾驶车辆，包括至少一个激光雷达和如上所述的激光雷达控制器，其中：

所述激光雷达与所述激光雷达与所述激光雷达控制器相连接；

所述激光雷达控制器与所述智能驾驶车辆的车辆控制器相连接。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开了一种激光雷达系统及其激光雷达控制器，该激光雷达控制器应用于智能驾驶车辆，具体包括系统级芯片、激光雷达信号适配器和车辆控制器适配接口，系统级芯片分别于激光雷达信号适配器、车辆控制器适配接口相连接。由于该激光雷达控制器可以独立于激光雷达单独设置在车辆上，因此不会对激光雷达本身造成体积和功耗上的负担，因此解决了集成式激光雷达的体积和功耗较高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种激光雷达控制器的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种激光雷达控制器的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种激光雷达系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图1为本实用新型实施例提供的一种激光雷达控制器的结构框图。

如图1所示，本实施例提供的激光雷达控制器应用于智能驾驶车辆，具体来说应用于该智能驾驶车辆的激光雷达系统，该激光雷达控制器包括系统级芯片10、激光雷达信号适配器20和车辆控制器适配接口30，该系统级芯片分别于激光雷达信号适配器、车辆控制器适配接口相连接。

该系统级芯片内配置有用于对激光雷达输出的点云数据进行处理从而得到目标信息的计算机程序，鉴于处理点云数据的计算机程序属于一种片内程序，可以看做该硬件本身所固有的组成部分，且本实用新型不对该计算机程序进行改进，因此该系统级芯片只是了烧录有现有计算机程序的一个硬件芯片，并不违反专利法第二条第三款的规定。

激光雷达信号适配器用于与智能驾驶车辆上设置的激光雷达相连接，该激光雷达至少一个，一般会在车前甚至车周设置多个激光雷达，以便获取多路点云数据。该适配器用于从与其连接的激光雷达接收一路或多路点云数据并输出到系统级芯片中，以使系统级芯片对点云数据进行处理。

具体来说，该适配器用于将激光雷达输出的点云数据适配成系统级芯片所支持的信号格式。且由于激光雷达的数据量较大，一般将数据串行化，以吉比特多媒体通信链路或者低压差分信号的方式通过同轴电缆进行长距离传输。为了适应系统级芯片的数据处理要求，本实施例中的激光信号雷达适配器还包括串并转换电路，以便将上述串行信号解串处理，将原始的点云数据处理成MIPI等并行信号供系统级芯片进行处理。

系统级芯片在接收到并行格式的点云数据后对其进行处理，并将处理得到的目标信息和原始点云数据输出到车辆控制器适配接口。该系统级芯片通过对点云数据的处理完成激光雷达的环境感知功能、SLAM或高精度定位功能。为了完成其功能，其外围的周边电路包括看门狗电路11、flash存储器12、DDR存储器13、eMMC14和晶振电路，也可以仅设置这些元件或电路中的部分。

车辆控制器适配器接口用于连接该智能驾驶车辆的车辆控制器，用于将系统级芯片输出的目标信息和原始的点云数据输出到车辆控制器，以使车辆控制根据该目标信息和点云数据对该智能驾驶车辆实现智能驾驶控制。

该接口具体包括CAN总线接口和以太网接口，CAN总线接口用于通过智能驾驶车辆的CAN总线将目标数据输出到车辆控制器，以太网接口用于将原始的点云数据通过以太网输出到该车辆控制器。

除此以外，该车辆控制器适配接口还包括GPIO接口和PWM接口，GPIO接口用于接收为卫星定位设备输出的同步信号，如GPS输出的PPS信号或$GDRMC语句，以便对激光雷达进行同步；该PWM接口用于向智能驾驶车辆上的其他设备输出同步信号。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种激光雷达控制器，该激光雷达控制器应用于智能驾驶车辆，具体包括系统级芯片、激光雷达信号适配器和车辆控制器适配接口，系统级芯片分别于激光雷达信号适配器、车辆控制器适配接口相连接。由于该激光雷达控制器可以独立于激光雷达单独设置在车辆上，因此不会对激光雷达本身造成体积和功耗上的负担，从而解决了集成式激光雷达的体积和功耗较高的问题。

另外，该激光雷达控制器还设置有激光雷达电源管理模块40，其部署在该激光雷达控制器的电源管理设备内，如图2所示。该电源管理设备用于向本控制器内的所有元件供电，具体如激光雷达信号适配器、系统级芯片和车辆控制器适配接口，该激光雷达电源管理模块用于向每个激光雷达供电。

通过在激光雷达控制器的电源管理设备内置激光雷达电源管理模块，可以不需要激光雷达再做不同电压系统的适配，直接由激光雷达控制器的电源管理设备进行电压系统的转换。激光雷达属于精密仪器，对于供电电压的变化比较敏感，激光雷达控制器的激光雷达电源管理模块可以为激光雷达提供相对稳定的电压，从而减小激光雷达内部电源管理模块的负担，有利于激光雷达减小体积和成本。而激光雷达控制器一般放在车内，对于环境要求没有那么苛刻，做相应的电源管理也具有成本低的优势。

实施例二

图3为本实用新型实施例提供的一种激光雷达系统的结构框图。

如图3所示，本实施例提供的激光雷达系统应用于智能驾驶车辆，包括多个激光雷达200，还包括上一实施例中所提供的激光雷达控制器100。

激光雷达控制器分别于每个激光雷达相连接，用于接收激光雷达输出的点云数据并进行计算，并将计算结果输出到智能驾驶车辆的车辆控制器300。这种系统的激光雷达控制器可以独立于激光雷达单独设置在车辆上，因此不会对激光雷达本身造成体积和功耗上的负担，从而解决了集成式激光雷达的体积和功耗较高的问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种激光雷达控制器，应用于智能驾驶车辆，其特征在于，所述激光雷达控制器包括系统级芯片、激光雷达信号适配器和车辆控制器适配接口，所述系统级芯片分别于所述激光雷达信号适配器、所述车辆控制器适配接口相连接，其中：

所述激光雷达信号适配器用于连接所述智能驾驶车辆上设置的至少一个激光雷达，被配置为将所述激光雷达输出的点云数据输出到所述系统级芯片，还被配置为将所述系统级芯片输出的控制信号输出到所述激光雷达；

所述车辆控制器适配器接口用于连接所述智能驾驶车辆的车辆控制器，被配置为将所述系统级芯片根据所述点云数据输出的目标信息和所述点云数据输出到所述车辆控制器。

2.如权利要求1所述的激光雷达控制器，其特征在于，所述激光雷达信号适配器包括串并转换电路，其中：

所述串并转换电路用于将串行传输的所述点云数据转换为并行数据。

3.如权利要求1所述的激光雷达控制器，其特征在于，所述车辆控制器适配接口包括CAN总线接口和以太网接口，其中：

所述CAN总线接口被配置为向所述车辆控制器输出所述目标信息；

所述以太网接口被配置为向所述车辆控制器输出所述点云数据。

4.如权利要求3所述的激光雷达控制器，其特征在于，所述车辆控制器适配接口还包括GPIO接口，其中：

所述GPIO接口被配置为接收所述智能驾驶车辆上设置的卫星定位设备输出的同步信号，所述同步信号用于控制所述激光雷达执行同步操作。

5.如权利要求3所述的激光雷达控制器，其特征在于，所述车辆控制器适配接口还包括PWM接口，其中：

所述PWM接口被配置为向所述智能驾驶车辆上的设备输出同步信号。

6.如权利要求1所述的激光雷达控制器，其特征在于，所述系统级芯片的周边电路包括看门狗电路、flash存储器、DDR存储器、eMMC和晶振电路中的部分或者全部。

7.如权利要求1所述的激光雷达控制器，其特征在于，还包括激光雷达电源管理模块，其中：

所述激光雷达管理模块部署在所述激光雷达控制器的电源管理设备内，用于与所述激光雷达电连接。

8.一种激光雷达系统，其特征在于，应用于智能驾驶车辆，包括至少一个激光雷达和如权利要求1～7任一项所述的激光雷达控制器，其中：

所述激光雷达与所述激光雷达与所述激光雷达控制器相连接；

所述激光雷达控制器与所述智能驾驶车辆的车辆控制器相连接。