CN211493939U - 无人驾驶车辆及其车头模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无人驾驶车辆及其车头模块，车头模块包括骨架和包裹在所述骨架外的外壳，在所述骨架的顶部设置有三维激光探测器，在所述骨架的中部设置有计算机设备，在所述骨架的下部设置有车灯模组，在所述骨架的底部设置有与底盘对接插接结构。本实用新型的无人驾驶车辆及其车头模块，将无人驾驶车辆所需要的多种设备进行了合理地集成和布局，形成了模块化的车头，并且可以方便地安装到底盘上，以实现对线控底盘执行自动驾驶的控制。

Description

无人驾驶车辆及其车头模块

技术领域

本申请涉及一种无人驾驶车辆及其车头模块，属于无人驾驶车辆技术领域。

背景技术

在无人驾驶领域，往往需要在车辆上配置多种电子设备，以完成对车辆的行驶的自主控制。而现有技术中的无人驾驶车辆，各种电子设备较为分散，导致无人驾驶车辆结构较为复杂，并且不便于更换车辆的主体结构。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种无人驾驶车辆及其车头模块，以便于无人驾驶车辆的模块结构。

本实用新型实施例提供一种无人驾驶车辆的车头模块，包括骨架和包裹在所述骨架外的外壳，在所述骨架的顶部设置有三维激光探测器，在所述骨架的中部设置有计算机设备，在所述骨架的下部设置有车灯模组，在所述骨架的底部设置有与底盘对接插接结构。

其中，所述三维激光探测器设置在所述骨架的顶部的两端，并伸出所述外壳，

在骨架的顶部设置有相机模块，在所述外壳上设置有用于相机模块进行拍摄的透明窗口。

其中，相机模块为偶数个，对称设置于骨架顶部的中间位置。

其中，所述插接结构包括：

多个设置于骨架底部的第一平面件，所述平面件上设置有第一插接孔和/或第一插接柱，所述第一平面件与底盘上的第二平面件相对接，所述插接孔和/或插接柱与设置在所述底盘上的第二插接孔和/或第二插接柱对应插接。

其中，所述车头模块的底部设置有用于通过连接线缆的线缆通道。

其中，在所述车头模块中上部，设置有信息显示面板。

其中，在所述骨架的顶部的中间位置和所述骨架的侧面分别设置有GPS模块，用于提供双模信号定位。

其中，所述在所述骨架的上部设置有平行驾驶处理模块。

本实用新型实施例提供一种无人驾驶车辆，包括前述的车头模块，所述车头模块通过线缆与所述底盘电气连接。

其中，无人驾驶车辆还包括载置于所述底盘上的货箱，所述车头模块设置于所述货箱的前方。

本实用新型的无人驾驶车辆及其车头模块，将无人驾驶车辆所需要的多种设备进行了合理地集成和布局，形成了模块化的车头，并且可以方便地安装到底盘上，以实现对线控底盘执行自动驾驶的控制。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

图1为本实用新型的无人驾驶车辆的整体结构示意图；

图2为本实用新型的无人驾驶车辆的车头模块的内部结构示意图之一；

图3为本实用新型的无人驾驶车辆的车头模块的外部结构示意图；

图4为本实用新型的无人驾驶车辆的车头模块的内部结构示意图之二；

图5为本实用新型的无人驾驶车辆的车头模块的底部结构示意图；

图6为图5中部分底部结构的放大示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。下面通过一些具体实施例来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，其为本实用新型的无人驾驶车辆的整体结构示意图，其中，该无人驾驶车辆包括车头模块1、底盘2以及货箱部分3。其中，车头模块1可拆卸地固定在底盘2上，车头模块1用于进行无人驾驶相关的环境数据检测、对外通信以及车辆行驶相关的数据处理等，底盘2提供驱动机构(例如变速机构、转向机构、传动机构等)以及动力系统(例如发动机、电动机等)等，车头模块1与底盘2之间可以通过线缆进行电气连接，以实现对底盘的驱动机构以及动力系统的控制。货箱3载置于底盘2上，车头模块1位于货箱3的前方。

如图2至图4所示，其中，图2为本实用新型的无人驾驶车辆的车头模块的内部结构示意图之一，图3为本实用新型的无人驾驶车辆的车头模块的外部结构示意图。图4为本实用新型的无人驾驶车辆的车头模块的内部结构示意图之二。其中，图2和图4示例性地示出了车头模块所集成的各种器件，具体的各个种类的器件将会在后面进行详细说明。

车头模块1主要包括骨架14以及包裹骨架14的外壳28。车头模块中的大部分模块均固定在骨架14上，部分模块根据实际需要，会在外壳28上开设窗口以露出外壳28。

作为车头模块1的核心部件，在所述骨架14的顶部设置有三维激光探测器(3D激光探测器)13，在所述骨架的中部设置有计算机设备22(具体可以采用适合车辆使用的工控机)，在所述骨架的下部设置有车灯模组，在所述骨架的底部设置有与底盘对接插接结构。

其中，插接结构包括：多个设置于骨架底部的第一平面件34，所述平面件上设置有第一插接孔35和/或第一插接柱(未图示)，所述第一平面件与底盘上的第二平面件(未图示)相对接，所述插接孔和/或插接柱与设置在所述底盘上的第二插接孔(未图示)和/或第二插接柱对应插接(未图示)。如图5和图6所示，在无人驾驶车辆的车头模块的底部的边缘可以设置多个上述的第一平面件34，在底盘的对应位置处也可以设置多个第二平面件，这些平面件采用精加工结构，从而保证平面件能够形成稳定的接合，并且通过插接柱和插接孔的定位以及在平面方向上的固定，能够将车头模块1稳定的固定在底盘2上。

上述的车头模块1与底盘2之间采用平面插接结构来进行可拆卸的固定。如图5所示，其为本实用新型的无人驾驶车辆的车头模块的底部结构示意图，图6为图5中部分底部结构的放大示意图。

此外，如图5所示，在所述车头模块1的底部还设置有用于通过连接线缆的线缆通道35。车头模块1引出的线缆通过线缆通道35连接到底盘2的相应部分，从而使得车头模块1能够对底盘进行线控。

整个车头模块的电气部分主要包括如下方面：

(1)传感单元，其主要可以包括三维激光探测器13、相机模块21、GPS模块

三维激光探测器13主要用于实时扫描周围环境，从而形成三维环境地图，并将环境地图数据发送给计算机设备22进行处理，以进行环境物体分析以及进一步的自动驾驶控制。三维激光探测器13可以设置在所述骨架14的顶部的两端，并伸出所述外壳28。如图2和图3中所示，三维激光探测器13设置在车头模块的两个顶角处，从而便于对环境地图的探测。三维激光探测器13为车头模块重要的激光传感单元，提供270°水平方向的感知能力。三维激光探测器13具有防水结构12，分别位于三维激光探测器13下方，以便于安装外壳的情况下对车头模块内部的防水防护。

另外，在骨架14的顶部设置有相机模块21，相应地，在所述外壳28上可以设置有用于相机模块21进行拍摄的透明窗口29。相机模块可以为偶数几个，例如可以为中焦相机，数量可以为两个，对称设置于骨架14的顶部的中间位置，从而模拟双目视觉。提供高帧率高像素的视觉感知能力，同时两台相机配合并结合算法完成深度感知能力；另外，在车头模块的前、左、右各一个环视相机4，同时辅之以底盘部分的后视相机(未图示)来实现360°环视功能，完成车身周围的大角度视觉监控功能。

在骨架14的顶部的中间位置和所述骨架14的侧面还分别设置有GPS模块，用于提供双模信号定位。如图2中所示，在骨架14的顶部中间设置有GPS天线模块19，如图4所示，在右侧骨架上设置有GPS接收机40。GPS天线模块19配合GPS接收机40使用，提供高灵敏度双模单频GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)信号接收。

此外，车头模块1中还可以设置惯性测量单元(IMU)27，其可以安装于车头模块的骨架14底部居中位置，主要完成车辆三维姿态感知和惯性参数测量功能。同步盒36安装于车头骨架14中部，主要为感知单元的所有传感器(三维激光探测器、相机模块、GPS模块、惯性测量单元)及计算机设备提供相对同步授时，以完成后期的传感器数据的时间同步。

(2)计算单元，其主要由计算机设备和平行驾驶模块等部件组成。

计算单元22设置在骨架14的中间部分，是整个车头模块的核心单元，计算单元22可以设置有散热系统，如图2所示，在计算单元22可以与车头的散热系统23连接，以通过空气对流散热。散热系统可以通过设置在底部的进风口和出风口，配合风扇，来实现内外部的空气热交换，从而实现对计算单元22以及其他部件的散热。

在骨架14的上部还可以设置有平行驾驶处理模块20，平行驾驶模块20和计算机设备22可以在自动驾驶过程中进行信息交互，实现平行驾驶的相关处理。计算机设备22和平行驾驶模块20都安装于骨架14中部，计算机设备22可以作为一级控制器，完成自动驾驶系统及定位、决策、控制、规划、感知算法的主要任务，而平行驾驶模块20作为二级控制器，完成远程视频监控及后台突发情况的辅助驾驶任务。

(3)网络通信单元，主要包括路由器、网桥、交换机等部件。路由器15、网桥16、交换机17分别位于车头模块的骨架中部，提供车头模块整体网络解决方案。路由器15完成车头模块的4G网络连接能力，网桥16完成车头模块的WIFI网络连接能力，交换机17完成内部传感器有线网络互连。

网桥天线6、路由器天线7、4G天线8对称装配于车头车模块的骨架的左右两侧，其中，网桥天线6与路由器天线7均为WIFI天线，用于提供车辆WIFI连接与被连接功能，4G天线用于4G路由器双模块4G链路连接功能。

(4)辅助单元，主要包括车灯模组、信息显示面板以及其他调试口、喇叭、麦克风等部件。

其中，如图2和图3所示，车灯模组可以包括示宽灯32和前大灯24。示宽灯32分别装配于车头模块左右两侧的外壳上，用于车辆行驶过程中的状态指示；前大灯24分别位于车头模块骨架下方左右两侧，通过外壳上设置的大灯透光件33，向外照射，提供夜间照明及转向、告警等人机交互；大灯控制盒25分别安装于两个前大灯后方，用于为前大灯供电及控制信号功能。

如图2和图3所示，在所述车头模块1的中上部，还可以设置有信息显示面板18，相应地，在外壳28上还设置有透光窗口30，以用于从外部能够观察到信息显示面板18的显示内容。信息显示面板18可以为矩阵屏。矩阵屏18安装于车头骨架14前方中部，用于车辆状态指示和人机交互。

如图2和图4所示，调试口可以包括HDMI调试口9、USB调试口11、RJ45调试口37、USB调试口38，这些调试口分别位于车头车架左右两侧。其中，HDMI调试口9和USB调试口11用于计算机设备22的HDMI外接显示器和外接USB设备；RJ45调试口37用于自动驾驶数据上传；USB调试口38用于平行驾驶模块的串口转换成USB口后的调试。在外壳28的左右两侧开设有调试窗口31(图3仅示出一侧的调试窗口)，左侧的调试窗口主要便于车头模块内部设备左侧的RJ45调试口37、USB调试口38的调试线缆进出，右侧调试窗口主要便于车头模块内部设备右侧的HDMI调试口9及USB调试口11调试线缆进出。

存件槽10位于车头模块右侧HDMI调试口9及USB调试口11下方，数量1个，用于防止USB外设插拔后发生脱落。

接线盒5位于车头右侧，主要完成车头模块的电源的外部接入以及内部电源的分布式转发。

喇叭26分别安装于车头模块的骨架14底部中间处的左右两侧，主要用于车辆运行过程中的语音提示和人机交互；功放板39安装于车头模块的骨架14右侧中部，主要为两个喇叭提供功率增强功能。

本实用新型的无人驾驶车辆及其车头模块，将无人驾驶车辆所需要的多种设备进行了合理地集成和布局，形成了模块化的车头，并且可以方便地安装到底盘上，以实现对线控底盘执行自动驾驶的控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种无人驾驶车辆的车头模块，包括骨架和包裹在所述骨架外的外壳，其特征是，在所述骨架的顶部设置有三维激光探测器，在所述骨架的中部设置有计算机设备，在所述骨架的下部设置有车灯模组，在所述骨架的底部设置有与底盘对接插接结构。

2.根据权利要求1所述的车头模块，其中，所述三维激光探测器设置在所述骨架的顶部的两端，并伸出所述外壳，

在骨架的顶部设置有相机模块，在所述外壳上设置有用于相机模块进行拍摄的透明窗口。

3.根据权利要求2所述的车头模块，其中，相机模块为偶数个，对称设置于骨架顶部的中间位置。

4.根据权利要求1所述的车头模块，其中，所述插接结构包括：

多个设置于骨架底部的第一平面件，所述平面件上设置有第一插接孔和/或第一插接柱，所述第一平面件与底盘上的第二平面件相对接，所述插接孔和/或插接柱与设置在所述底盘上的第二插接孔和/或第二插接柱对应插接。

5.根据权利要求1所述的车头模块，其中，所述车头模块的底部设置有用于通过连接线缆的线缆通道。

6.根据权利要求1所述的车头模块，其中，在所述车头模块中上部，设置有信息显示面板。

7.根据权利要求1所述的车头模块，其中，在所述骨架的顶部的中间位置和所述骨架的侧面分别设置有GPS模块，用于提供双模信号定位。

8.根据权利要求1所述的车头模块，其中，所述在所述骨架的上部设置有平行驾驶处理模块。

9.一种无人驾驶车辆，其特征是，包括底盘和如权利要求1至8任一所述的车头模块，所述车头模块通过线缆与所述底盘电气连接。

10.根据权利要求9所述的无人驾驶车辆，其中，还包括载置于所述底盘上的货箱，所述车头模块设置于所述货箱的前方。

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