CN212275979U - 传感器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于抑制由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低。为实现该目的，提供一种传感器系统。其中，LiDAR传感器单元(14)使用检测光(14a)检测车辆的外部的信息。罩(12)以覆盖LiDAR传感器单元(14)的方式形成车辆的一部分外表面，并允许检测光(14a)的通过。应变仪(15)配置于罩(12)上，并输出与罩(12)中产生的应变对应的应变信号(S11)。处理器(162)基于应变信号(S11)来检测附着于罩(12)的异物。

Description

传感器系统

技术领域

本实用新型涉及一种搭载于车辆的传感器系统。

背景技术

为了进行车辆的驾驶辅助，将用于检测该车辆的外部的信息的传感器单元搭载于车身。专利文献1公开了作为这样的传感器单元的雷达。雷达配置在对车辆的外部进行照明的车灯装置的灯室内。即，雷达由对灯室进行划分并且允许照明光通过的罩覆盖。罩形成车辆的一部分外表面，并且也允许用于雷达检测外部的信息的检测光的通过。

本说明书中使用的“驾驶辅助”这一用语是指至少部分地进行驾驶操作(方向盘操作、加速、减速等)、行驶环境的监视、以及驾驶操作的支持中的至少一个的控制处理。即，是包括从碰撞损害减轻制动功能、车道保持辅助功能这样的部分驾驶辅助到完全自动驾驶动作的意思。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-106199号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的问题

本实用新型的目的在于，抑制由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低。

用于解决问题的方法

用于实现上述目的的一个方式是搭载于车辆的传感器系统，所述传感器系统具备：传感器单元，其使用光检测所述车辆的外部的信息；罩，其以覆盖所述传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述光的通过；位移传感器，其配置于所述罩上，并输出与所述罩中产生的位移对应的信号；以及处理器，其基于所述信号的变化来检测附着于所述罩的异物。

虽然罩中产生的应变的分布不一样，但是在相同的部位中检测到的应变的模式表现出相同的位移倾向。因而，由相同的位移传感器反复得到的检测结果彼此表现出相同的倾向。然而，因异物附着于罩而使罩的应变的分布产生变化。因而，相同的位移传感器的检测结果也会产生变化。因而，通过监视基于位移传感器的检测结果的变化，能够检测附着于罩的异物。

若在位于传感器单元用于信息检测的光的行进路径上的罩的一部分上附着异物，则会妨碍传感器单元所进行的车辆的外部的信息的检测。然而，由于通过如上述那样构成的位移传感器来检测这样的异物的附着，因此能够采取与检测结果相应的适当的处理。因此，能够抑制由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低。

作为上述的位移传感器，例如可以使用应变仪、加速度传感器以及光纤传感器中的至少一个。

特别是在使用光纤传感器作为上述位移传感器的情况下，光纤由于轻量且柔软，因此相对于罩的配置自由度较高。另外，光纤由于非常细，因此即使配置在罩的表面，对外观、外观设计的影响也较小。进一步地，在一个光纤内能够设定多个应变检测点。因而，能够提高用于对传感器单元的信息检测能力的降低进行抑制的传感器系统的设计自由度。

特别是在使用加速度传感器作为上述位移传感器的情况下，上述传感器系统可以具备使所述罩振动的致动器。

根据这样的构成，通过主动地使罩振动，能够使由加速度传感器检测到的振动模式的变化更显著。因而，能够抑制噪声的影响，提高需要去除的异物的检测精度。因此，进一步提高了对由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低的抑制效果。

上述传感器系统能够以如下方式构成。

所述位移传感器的至少一部分配置于所述罩的周缘部。

罩的周缘部容易在罩的刚性或挠曲性方面产生明显的变化。这样的部位容易产生应变。因而，通过将位移传感器配置在罩的周缘部，能够提高应变的检测灵敏度。因此，进一步提高了对由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低的抑制效果。

上述传感器系统能够以如下方式构成。

所述位移传感器的至少一部分配置于所述罩的厚度变化的部分。

罩的厚度变化的部分在罩的刚性或挠曲性方面容易产生明显的变化。这样的部位容易产生应变。因而，通过将位移传感器配置于该部分，能够提高应变的检测灵敏度。因此，进一步提高了对由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低的抑制效果。

上述传感器系统能够以如下方式构成。

所述传感器系统具备能够喷射液体的喷嘴，所述处理器在检测到所述异物时，使所述喷嘴朝向所述罩喷射所述液体。

根据这样的构成，能够使得用于去除附着于罩的异物的处理自动化。因而，提高了对由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低的抑制效果。

上述传感器系统能够以如下方式构成。

所述传感器系统具备能够喷射液体的喷嘴，所述处理器确定所检测到的所述异物在所述罩中的位置，并使所述喷嘴朝向该位置喷射所述液体。

根据这样的构成，由于更准确地对附着于光通过区域的异物喷射液体，因此能够提高异物去除的可能性。因而，进一步提高了对由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低的抑制效果。

用于实现上述目的的一个方式是搭载于车辆的传感器系统，所述传感器系统具备：传感器单元，其使用光来检测所述车辆的外部的信息；罩，其以覆盖所述传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述光的通过；以及致动器，其配置在所述罩上并使所述罩振动。

若在位于传感器单元用于信息检测的光的行进路径上的罩的一部分上附着异物，则会妨碍传感器单元所进行的车辆的外部的信息的检测。然而，根据上述那样的构成，通过由超声波致动器激发的罩自身的振动，能够促进附着的异物的剥离、去除。因此，能够抑制由形成车辆的一部分外表面的罩所覆盖的传感器单元的信息检测能力的降低。

在该情况下，上述传感器系统能够以如下方式构成。

所述传感器系统具备能够朝向所述罩喷射液体的喷嘴。

根据这样的构成，能够得到从喷嘴喷射的液体所带来的所谓的超声波清洗效果，能够进一步促进附着于罩的异物的剥离、去除。

上述的各方式所涉及的传感器系统能够以如下方式构成。

所述传感器系统具备向所述车辆的外部射出照明光的灯单元，所述罩允许所述照明光的通过。

灯单元因向车辆的外部供给照明光的功能而一般配置在车辆中的遮蔽物较少的位置。通过将传感器单元也配置在这样的位置，能够有效地获取车辆的外部的信息。

本说明书中使用的“光”这一用语不仅指可见光，还指紫外光、红外光、微波、毫米波等具有任意波长的电磁波。

本说明书中使用的“传感器单元”这一用语是指具备所希望的信息检测功能并且其自身能够以单体进行流通的部件的构成单位。

在本说明书中使用的“灯单元”这样的用语是指具备所希望的照明功能并且其自身能够以单体进行流通的部件的构成单位。

附图说明

图1示例了第一实施方式所涉及的传感器系统的构成。

图2示例了搭载有图1的传感器系统的车辆的外观。

图3是说明图1的传感器系统中的应变仪的配置例的图。

图4是说明图1的传感器系统中的处理器的动作例的图。

图5是说明图1的传感器系统中的处理器的动作例的图。

图6示例了第二实施方式所涉及的传感器系统的构成。

图7是说明图6的传感器系统中的加速度传感器的配置例的图。

图8是说明图6的传感器系统中的处理器的动作例的图。

图9示例了第三实施方式所涉及的传感器系统的构成。

图10是说明图9的传感器系统中的处理器的动作例的图。

图11是说明图9的传感器系统中的光纤的配置例的图。

图12示例了第四实施方式所涉及的传感器系统的构成。

附图标记说明

1、2、3、4：传感器系统；12：罩；12b：周缘部；12d：厚度变化部；14：LiDAR传感器单元；14a：检测光；15：应变仪；25：加速度传感器；35：光纤传感器；351：光纤；162、262、362、462：处理器；17、27、37、47：喷嘴；18：灯单元；28：致动器；48：超声波致动器；100：车辆；S11：应变信号；S21：振动信号；S31：检测信号。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的例子进行详细说明。在以下的说明所使用的各附图中，为了使各部件成为能够识别的大小而适当变更了比例尺。

在附图中，箭头F表示图示的构造的前方向。箭头B表示图示的构造的后方向。箭头U表示图示的构造的上方向。箭头D表示图示的构造的下方向。箭头L表示图示的构造的左方向。箭头R表示图示的构造的右方向。在以后的说明中使用的“左”以及“右”表示从驾驶席观察的左右的方向。

图1示意性地表示第一实施方式所涉及的传感器系统1的构成。传感器系统1搭载于图2所示的车辆100。车辆100的车身的形状仅为示例。

传感器系统1具备壳体11和罩12。壳体11与罩12一起划分收纳室13。

传感器系统1具备LiDAR传感器单元14。LiDAR传感器单元14配置在收纳室13内。罩12以覆盖LiDAR传感器单元14的方式形成车辆100的一部分外表面。

如图3中的(A)所示，LiDAR传感器单元14具备朝向车辆100的外部的检测区域射出检测光14a的构成、以及对检测光14a在存在于检测区域内的物体上进行反射的结果的返回光(未图示)进行检测的构成。作为检测光14a，例如可以使用波长905nm的红外光。

LiDAR传感器单元14例如能够基于从向某个方向射出检测光14a的时机起直至检测到返回光的时间来获取到该返回光建立关联的物体为止的距离。另外，通过将这样的距离数据与检测位置建立关联来收集该数据，能够获取与返回光建立关联的物体的形状所涉及的信息。在此基础上或者取而代之地，能够基于出射光与返回光的波形的差异来获取与返回光建立关联的物体的材质等属性所涉及的信息。即，LiDAR传感器单元14是使用光来检测车辆100的外部的信息的装置。

检测光14a和返回光通过罩12中的光通过区域12a。换言之，罩12由至少允许检测光14a和返回光通过的材料形成。

传感器系统1具备应变仪15。应变仪15配置在罩12上。更具体而言，应变仪15配置于避开罩12的光通过区域12a的位置。应变仪15是检测所配置的部位中的罩12的应变的装置。应变仪15是位移传感器的一个例子。如图1所示，应变仪15构成为输出与检测出的应变对应的应变信号S11。应变状态的检测例如每1秒进行100毫秒的期间。

传感器系统1可以具备多个应变仪15。在图1所示的例子中，设置有三个应变仪15。通过设置更多的应变仪15，能够以更高的分辨率检测在罩12中产生的应变的分布。

传感器系统1具备控制装置16。控制装置16具备输入接口161和处理器162。控制装置16可以配置于收纳室13内，也可以在收纳室13外支承于壳体11。或者，控制装置16可以配置于与壳体11分离的车辆100中的适当的位置。

输入接口161接受从应变仪15输出的应变信号S11。处理器162构成为基于应变信号S11来检测附着于罩12的异物。作为异物，可以示例雨滴、雪片、污泥、昆虫的残骸等。输入接口161可以根据需要包括信号处理电路，该信号处理电路将应变信号S11转换为适于由处理器162所执行的处理的形式。

图4示出由处理器162所执行的处理的流程的一个例子。处理器162基于应变信号S11生成在图5中的(A)中作为一个例子而示出的数据集D11(步骤1)。数据集D11表示一次检测期间内的应变的大小ε的经时变化。即，数据集D11由(ε1，t1)～(εn，tn)所表示的n个数据对构成(n为2以上的整数)。t1～tn表示检测期间内所包含的时刻。时刻tn-1与时刻tn的间隔对应于采样周期。

如图1所示，控制装置16具备存储器163。可以通过可适当重写的半导体存储器来实现存储器163。如图4所示，处理器162判定基于上述方法而在过去生成的数据集D11是否储存在存储器163中(步骤2)。

在过去所生成的数据集D11未储存在存储器163中的情况下(步骤2中为否)，处理器162将步骤1中生成的数据集D11储存在存储器163中(步骤3)。处理返回到步骤1。

在过去所生成的数据集D11储存在存储器163中的情况下(步骤2中为是)，处理器162将步骤1中生成的数据集D11与储存在存储器163中的数据集D11进行比较(步骤4)。

例如，处理器162将步骤1中生成的数据集D11中的多个数据对(ε1，t1)～(εn，tn)分别与储存在存储器163中的数据集D11中的多个数据对(ε1，t1)～(εn，tn)中的对应的一个进行比较。

虽然罩12中产生的应变的分布不一样，但是在相同的部位检测到的应变的经时变化表现出相同的倾向。因而，由相同的应变仪15反复得到的检测结果彼此表现出相同的倾向。然而，因异物附着于罩12而使罩12的应变的分布产生变化。因而，尽管数据集D11基于从相同的应变仪15输出的应变信号S11，但是数据集D11所包含的应变的大小所涉及的多个值ε1～εn中的至少一个产生变化。在图5中的(A)中，用虚线表示异物附着的情况下的数据集D11。

在应变的大小所涉及的多个值ε1～εn中的至少一个中确认到明显的变化的情况下，罩12上附着有异物的可能性较高。处理器162基于数据集D11彼此的比较结果来判断在罩12上是否附着有异物(步骤5)。

在应变的大小所涉及的多个值ε1～εn全部未确认到明显的变化的情况下，处理器162判断为罩12上未附着异物(步骤5中为否)。在该情况下，步骤1中生成的数据集D11被重新储存到存储器163(步骤3)。之后，处理返回到步骤1。储存在存储器163中的数据集D11供与接下来生成的数据集D11进行比较。

在应变的大小所涉及的多个值ε1～εn中的至少一个中确认到明显的变化的情况下，处理器162判断为在罩12上附着有异物(步骤5中为是)。在该情况下，处理器162生成表示异物的附着的检测信号S12(步骤6)。

此外，通过使处理器162构成为在应变的大小中确认到明显的变化的数据的数量超过规定的阈值的情况下判断为附着有异物，能够抑制噪声的影响，提高需要去除的异物的检测精度。

处理器162可以基于应变信号S11生成图5中的(B)中作为一个例子而示出的数据集D12。数据集D12表示在一次的检测期间获取的应变信号S11的频谱。频谱通过对应变信号S11实施傅里叶变换等而得到。即，数据集D12由(p1，f1)～(pn，fn)所表示的n个数据对构成(n为2以上的整数)。p1～pn表示频谱强度。f1～fn表示频谱所包含的频率。频率fn-1与fn之间的间隔对应于傅里叶变换的分辨率。

在该情况下，处理器162判定基于上述方法而在过去生成的数据集D12是否储存在存储器163中(步骤2)。

在过去所生成的数据集D12未储存在存储器163中的情况下(步骤2中为否)，处理器162将步骤1中生成的数据集D12储存在存储器163中(步骤3)。之后，处理返回到步骤1。

在过去所生成的数据集D12储存在存储器163中的情况下(步骤2中为是)，处理器162将步骤1中生成的数据集D12与储存在存储器163中的数据集D12进行比较(步骤4)。

例如，处理器162将步骤1中生成的数据集D12中的多个数据对(p1，f1)～(pn，fn)分别与储存在存储器163中的数据集D12中的多个数据对(p1，f1)～(pn，fn)中的对应的一个进行比较。

虽然罩12中产生的应变的分布不一样，但是在相同的部位检测到的应变的经时变化表现出相同的倾向。因而，由相同的应变仪15反复得到的检测结果彼此表现出相同的倾向。然而，因异物附着于罩12而使罩12的应变的分布产生变化。因而，尽管数据集D12基于从相同的应变仪15输出的应变信号S11，但是数据集D12所包含的频谱强度所涉及的多个值p1～pn中的至少一个产生变化。

在图5中的(B)中，用虚线表示异物附着的情况下的数据集D12。在本例中，仅有表现出明显的峰值的频率处的频谱强度发生了变化。但是，也可以使表现出明显的峰值的频率偏移，可以产生频谱强度的变化和频率的偏移这两者。

在频谱强度所涉及的多个值p1～pn中的至少一个中确认到明显的变化的情况下，罩12上附着有异物的可能性较高。处理器162基于数据集D12彼此的比较结果来判断在罩12上是否附着有异物(步骤5)。

在频谱强度所涉及的多个值p1～pn全部未确认到明显的变化的情况下，处理器162判断为罩12上未附着异物(步骤5中为否)。在该情况下，步骤1中生成的数据集D12被重新储存到存储器163(步骤3)。之后，处理返回到步骤1。储存在存储器163中的数据集D12供与接下来生成的数据集D12进行比较。

在频谱强度所涉及的多个值p1～pn中的至少一个中确认到明显的变化的情况下，处理器162判断为罩12上附着有异物(步骤5中为是)。在该情况下，处理器162生成表示异物的附着的检测信号S12(步骤6)。

此外，通过使处理器162构成为在频谱强度中确认到明显的变化的数据的数量超过规定的阈值的情况下判断为附着有异物，能够抑制噪声的影响，提高需要去除的异物的检测精度。

如图1所示，控制装置16具备输出接口164。处理器162使输出接口164输出检测信号S12。检测信号S12能够向车辆100中的其他控制装置进行发送。例如，该其他的控制装置能够基于检测信号S12对车辆100的乘员进行罩12上附着有异物的意思的报告。可以通过视觉报告、听觉报告、触觉报告中的至少一个来进行报告。

接收到报告的乘员能够采取适当的应对。例如，传感器系统1可以具备朝向罩12喷射液体的喷嘴17。作为液体，可以示例水、热水、清洗液等。乘员可以进行使喷嘴17喷射液体的操作。由此，能够实现附着于罩12的异物的去除。

若在位于LiDAR传感器单元14的检测光14a以及返回光的行进路径上的光通过区域12a上附着有异物，则会妨碍LiDAR传感器单元14所进行的车辆100的外部的信息的检测。然而，通过如上述那样构成的应变仪15来检测这样的异物的附着，因此能够采取与检测结果相应的适当的处理。因此，能够抑制由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低。

如图1所示，由处理器162生成的检测信号S12能够用于使上述的喷嘴17进行动作。即，处理器162在检测到附着于罩12的异物时，能够使喷嘴17朝向罩12喷射液体。

根据这样的构成，能够使得用于去除附着于罩12的异物的处理自动化。因而，提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

数据集D11或数据集D12可以包括对作为生成源的应变信号S11进行输出的应变仪15的位置所涉及的信息。因而，处理器162还能够基于检测到明显的应变的应变仪15的位置信息来确定异物在罩12上的位置。另一方面，如图1所示，喷嘴17可以具备能够调节液体的喷射方向的机构。在该情况下，处理器162能够以使喷嘴17朝向检测到的异物的位置喷射液体的方式来构成检测信号S12。

根据这样的构成，由于更准确地对附着于罩12的异物喷射液体，因此能够提高异物去除的可能性。因而，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如图3中的(A)所示，应变仪15优选配置于罩12的周缘部12b。在本说明书中使用的“罩的周缘部”这一用语是指在罩的刚性或挠曲性方面产生明显的变化的部分。罩12在周缘部12b与壳体11结合。因此，罩12的周缘部12b具有比罩12的非周缘部12c高的刚性或者低的挠曲性。这样，在刚性或挠曲性方面产生明显的变化的部位容易产生应变。因而，通过将应变仪15配置于周缘部12b，能够提高应变的检测灵敏度。因此，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

或者，如图3中的(B)所示，可以形成罩12的厚度发生变化的厚度变化部12d。在该情况下，应变仪15优选配置于厚度变化部12d。在厚度变化部12d中，罩12的刚性或挠曲性产生变化。这样的部位容易产生应变。因而，通过将应变仪15配置于厚度变化部12d，能够提高应变的检测灵敏度。因此，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如图1所示，传感器系统1可以具备灯单元18。灯单元18是向车辆100的外部射出照明光的装置。作为灯单元18，可以示例前照灯单元、车宽灯单元、方向指示灯单元、雾灯单元、后组合灯单元等。

灯单元18配置在收纳室13内。因而，灯单元18被罩12覆盖。罩12也允许从灯单元18射出的照明光的通过。在该情况下，罩12由也对可见光透明的材料形成。

灯单元18因向车辆100的外部供给照明光的功能而一般配置在车辆100中的遮蔽物较少的位置。通过将LiDAR传感器单元14也配置在这样的位置，能够有效地获取车辆100的外部的信息。

能够执行上述处理的处理器162可以作为与通用存储器协作地进行动作的通用微处理器来进行提供，也可以作为专用集成电路元件的一部分来进行提供。作为通用微处理器，可以示例CPU、MPU、GPU等。作为通用存储器，可以示例RAM、ROM。可重写的通用存储器也可以承担存储器163的功能。作为专用集成电路元件，可以示例微控制器、ASIC、FPGA等。处理器162和存储器163可以作为独立的元件进行提供，也可以封装在单一的元件内。

图6示意性地表示第二实施方式所涉及的传感器系统2的构成。对与第一实施方式所涉及的传感器系统1实质上相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。传感器系统2搭载于图2所示的车辆100。

传感器系统2具备加速度传感器25。加速度传感器25配置在罩12上。更具体而言，加速度传感器25配置于避开罩12的光通过区域12a的位置。加速度传感器25是检测所配置的部位的罩12的振动的装置。加速度传感器25是位移传感器的一个例子。加速度传感器25构成为输出与检测到的振动对应的振动信号S21。振动的检测例如每1秒进行100毫秒的期间。

传感器系统2可以具备多个加速度传感器25。在图6所示的例子中，设置有三个加速度传感器25。通过设置更多的加速度传感器25，能够以更高的分辨率检测在罩12中产生的振动的分布。

传感器系统2具备控制装置26。控制装置26具备输入接口261和处理器262。控制装置26可以配置于收纳室13内，也可以在收纳室13外支承于壳体11。或者，控制装置26可以配置于与壳体11分离的车辆100中的适当的位置。

输入接口261接收从加速度传感器25输出的振动信号S21。处理器262构成为基于振动信号S21来检测附着于罩12的异物。作为异物，可以示例雨滴、雪片、污泥、昆虫的残骸等。输入接口261可以根据需要包括信号处理电路，该信号处理电路将振动信号S21转换为适于由处理器262所执行的处理的模式。

参照图4，对由处理器262进行的处理的流程进行说明。处理器262基于振动信号S21生成图7中的(A)中作为一个例子而示出的数据集D21(步骤1)。处理器262首先生成振动信号S21的频谱。频谱通过对振动信号S21实施傅里叶变换等而得到。接着，处理器262基于所生成的频谱来确定共振频率fr。即，数据集D21由(pr，fr)所表示的数据对构成。pr表示共振频率fr下的频谱强度。

如图6所示，控制装置26具备存储器263。可以通过可适当重写的半导体存储器来实现存储器263。接着，处理器262判定基于上述方法而在过去生成的数据集D21是否储存在存储器263中(步骤2)。

在过去所生成的数据集D21未储存在存储器263中的情况下(步骤2中为否)，处理器262将步骤1中生成的数据集D21储存在存储器263中(步骤3)。然后，处理返回到步骤1。

在过去所生成的数据集D21储存在存储器263中的情况下(步骤2中为是)，处理器262将步骤1中生成的数据集D21与储存在存储器263中的数据集D21进行比较(步骤4)。

具体而言，处理器262将步骤1中生成的数据集D21中的数据对(pr，fr)与储存在存储器263中的数据集D21中的数据对(pr，fr)进行比较。

虽然罩12中产生的振动的分布不一样，但是在相同的部位检测到的振动表现出相同的倾向。因而，由相同的加速度传感器25反复得到的检测结果彼此表现出相同的倾向。然而，若因异物附着而使罩12的重量变化，则罩12中的振动的分布产生变化。因而，尽管数据集D21基于从相同的加速度传感器25输出的振动信号S21，但是数据集D21所包含的频谱强度pr和共振频率fr中的至少一方产生变化。

在图7中的(A)中，用虚线表示异物附着的情况下的数据集D21。在本例中，共振频率fr产生了变化。在图7中的(B)和(C)中，也用虚线表示异物附着的情况下的数据集D21。在图7中的(B)所示的例子中，频谱强度pr产生了变化。在图7中的(C)所示的例子中，频谱强度pr和共振频率fr双方产生了变化。

在频谱强度pr和共振频率fr中的至少一方中确认到明显的变化的情况下，罩12上附着有异物的可能性较高。处理器262基于数据集D21彼此的比较结果，判断罩12上是否附着有异物(步骤5)。

在频谱强度pr和共振频率fr双方未确认到明显的变化的情况下，处理器262判断为罩12上未附着异物(步骤5中为否)。在该情况下，步骤1中生成的数据集D21被重新储存到存储器263(步骤3)。之后，处理返回到步骤1。储存在存储器263中的数据集D21供与接下来生成的数据集D21进行比较。

在频谱强度pr和共振频率fr中的至少一方中确认到明显的变化的情况下，处理器262判断为罩12上附着有异物(步骤5中为是)。在该情况下，处理器262生成表示异物的附着的检测信号S22(步骤6)。

为了检测异物的附着，处理器262可以使用参照图5中的(B)所说明的方法来检测异物向罩12的附着。即，数据集D21可以包括构成频谱的(p1，f1)～(pn，fn)所表示的n个数据对(n为2以上的整数)。

在该情况下，处理器262将步骤1中生成的数据集D21中的多个数据对(p1，f1)～(pn，fn)分别与储存在存储器263中的数据集D21中的多个数据对(p1，f1)～(pn，fn)中的对应的一个进行比较。在频谱强度所涉及的多个值p1～pn中的至少一个中确认到明显的变化的情况下，处理器262判断为罩12上附着有异物。此外，通过使处理器262构成为在频谱强度中确认到明显的变化的数据的数量超过规定的阈值的情况下判断为附着有异物，能够抑制噪声的影响，提高需要去除的异物的检测精度。

如图6所示，控制装置26具备输出接口264。处理器262使输出接口264输出检测信号S22。检测信号S22能够向车辆100中的其他控制装置进行发送。例如，该其他控制装置能够基于检测信号S22对车辆100的乘员进行罩12上附着有异物的意思的报告。可以通过视觉报告、听觉报告、触觉报告中的至少一个来进行报告。

接收到报告的乘员能够采取适当的应对。例如，传感器系统2可以具备朝向罩12喷射液体的喷嘴27。作为液体，可以示例水、热水、清洗液等。乘员可以进行使喷嘴27喷射液体的操作。由此，能够实现附着于罩12的异物的去除。

若在位于LiDAR传感器单元14的检测光14a以及返回光的行进路径上的光通过区域12a上附着有异物，则会妨碍LiDAR传感器单元14所进行的车辆100的外部的信息的检测。然而，由于通过如上述那样构成的加速度传感器25来检测这样的异物的附着，因此能够采取与检测结果相应的适当的处理。因此，能够抑制由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低。

如图6所示，由处理器262生成的检测信号S22可以用于使上述的喷嘴27动作。即，处理器262在检测到附着于罩12的异物时，能够使喷嘴27朝向罩12喷射液体。

根据这样的构成，能够使得用于去除附着于罩12的异物的处理自动化。因而，提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

数据集D21可以包括输出作为生成源的振动信号S21的加速度传感器25的位置所涉及的信息。因而，处理器262能够基于检测到明显的固有振动的变化的加速度传感器25的位置信息来确定异物在罩12上的位置。另一方面，如图6所示，喷嘴27可以具备能够调节液体的喷射方向的机构。在该情况下，处理器262能够以使喷嘴27朝向检测到的异物的位置喷射液体的方式构成检测信号S22。

根据这样的构成，由于更准确地对附着于罩12的异物喷射液体，因此能够提高异物去除的可能性。因而，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如图6所示，传感器系统2可以具备致动器28。致动器28是使罩12振动的装置。可以通过压电元件、音圈、超声波致动器等来实现致动器28。处理器262可以生成用于控制致动器28的动作的控制信号S23。控制信号S23经由输出接口264被输入到致动器28。致动器28优选以在罩12中激发固有振动的方式进行动作。

根据这样的构成，通过主动地使罩12振动，能够使由加速度传感器25检测到的振动模式的变化更显著。因而，能够抑制噪声的影响，提高需要去除的异物的检测精度。因此，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如图8中的(A)所示，加速度传感器25优选配置于罩12的周缘部12b。罩12在周缘部12b与壳体11结合。因此，罩12的周缘部12b具有比罩12的非周缘部12c高的刚性或者低的挠曲性。这样，在刚性或挠曲性方面产生明显的变化的部位容易产生振动模式的变化。因而，通过将加速度传感器25配置于周缘部12b，能够提高振动模式的变化的检测灵敏度。因此，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

或者，如图8中的(B)所示，可以形成罩12的厚度发生变化的厚度变化部12d。在该情况下，加速度传感器25优选配置于厚度变化部12d。在厚度变化部12d中，罩12的刚性或挠曲性产生变化。这样的部位容易产生振动模式的变化。因而，通过将加速度传感器25配置于厚度变化部12d，能够提高振动模式的变化的检测灵敏度。因此，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如图6所示，传感器系统2可以具备灯单元18。灯单元18因向车辆100的外部供给照明光的功能而一般配置在车辆100中的遮蔽物少的位置。通过将LiDAR传感器单元14也配置在这样的位置，能够有效地获取车辆100的外部的信息。

能够执行上述处理的处理器262可以作为与通用存储器协作地进行动作的通用微处理器来进行提供，也可以作为专用集成电路元件的一部分来进行提供。作为通用微处理器，可以示例CPU、MPU、GPU等。作为通用存储器，可以示例RAM、ROM。可重写的通用存储器可以承担存储器263的功能。作为专用集成电路元件，可以示例微控制器、ASIC、FPGA等。处理器262和存储器263可以作为独立的元件进行提供，也可以封装在单一的元件内。

图9示意性地表示第三实施方式所涉及的传感器系统3的构成。对与第一实施方式所涉及的传感器系统1实质上相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。传感器系统3搭载于图2所示的车辆100。

传感器系统3具备光纤传感器35和控制装置36。光纤传感器35具备光纤351和检测接口352。

光纤传感器35是检测光纤351所配置的部位中的罩12的应变的装置。光纤传感器35是位移传感器的一个例子。光纤传感器35可以采用对形成在光纤351内的FBG(FiberBragg Grating，光纤布拉格光栅)所反射的反射光进行检测的方式、对由形成光纤351的玻璃颗粒产生的瑞利散射光或布里渊散射光进行检测的方式等。各方式所涉及的光纤传感器的构成本身是公知的，因此省略详细的说明。

光纤351配置在罩12上。更具体而言，光纤351配置于避开罩12的光通过区域12a的位置。光纤351被粘接或者蒸镀于罩12的外表面。光纤351的外径例如为125μm～150μm。光纤传感器35可以包括多个光纤351。在图9所示的例子中，设置有三个光纤351。通过设置更多的光纤351，能够以更高的分辨率检测在罩12产生的应变的分布。

检测接口352可以构成控制装置36的一部分。控制装置36可以配置于收纳室13内，也可以在收纳室13外支承于壳体11。或者，控制装置36能够配置于与壳体11分离的车辆100中的适当的位置。

检测接口352具备波长可变激光光源。从波长可变激光光源射出的光例如可以在1510nm～1570nm的范围内可变。从波长可变激光光源射出的光射入到光纤351。

检测接口352具备光检测器。射入到光纤351的光一边产生由FBG所反射的反射光、或者瑞利散射光以及布里渊散射光等返回光一边在光纤351内传播。该返回光由光检测器进行检测。光检测器输出与返回光的强度和波长对应的检测信号S31。

控制装置36具备处理器362。处理器362构成为基于检测信号S31检测附着于罩12的异物。作为异物，可以示例雨滴、雪片、污泥、昆虫的残骸等。检测接口352可以根据需要包括信号处理电路，该信号处理电路将检测信号S31转换为适于由处理器362所执行的处理的形式。

参照图4，说明由处理器362进行的处理的流程。处理器362基于检测信号S31生成图10中的(A)中作为一个例子而示出的数据集D31(步骤1)。处理器362首先生成检测信号S31的频谱。频谱通过对检测信号S31实施傅里叶变换等而得到。接着，处理器362基于所生成的频谱来确定共振频率fr。即，数据集D31由(pr，fr)所表示的数据对构成。pr表示共振频率fr下的频谱强度。

如图9所示，控制装置36具备存储器363。可以通过可适当重写的半导体存储器来实现存储器363。接着，处理器362判定基于上述方法而在过去生成的数据集D31是否储存在存储器363中(步骤2)。

在过去所生成的数据集D31未储存在存储器363中的情况下(步骤2中为否)，处理器362将步骤1中生成的数据集D31储存在存储器363中(步骤3)。然后，处理返回到步骤1。

在过去所生成的数据集D31储存在存储器363中的情况下(步骤2中为是)，处理器362将步骤1中生成的数据集D31与储存在存储器363中的数据集D31进行比较(步骤4)。

具体而言，处理器362将步骤1中生成的数据集D31中的数据对(pr，fr)与储存在存储器363中的数据集D31中的数据对(pr，fr)进行比较。

虽然罩12中产生的应变的分布不一样，但是在相同的部位检测到的应变表现出相同的倾向。因而，根据来自相同光纤351的返回光而反复得到的检测结果彼此表现出相同的倾向。然而，若异物附着于罩12，则罩12的应变的分布产生变化，在罩12的表面配置的光纤351也产生应变。若光纤351产生应变，则返回光的强度和波长的至少一方产生变化。因而，尽管数据集D31基于与来自相同的光纤351的返回光对应的检测信号S31，但是数据集D31所包含的频谱强度pr和共振频率fr中的至少一方产生变化。

在图10中的(A)中，用虚线表示异物附着的情况下的数据集D31。在本例中，共振频率fr产生变化。在图10中的(B)和(C)所示的例子中，也用虚线示出了附着有异物的情况下的数据集D31。在图10中的(B)所示的例子中，频谱强度pr产生变化。在图10中的(C)所示的例子中，频谱强度pr和共振频率fr双方产生变化。

在频谱强度pr和共振频率fr中的至少一方中确认到明显的变化的情况下，罩12上附着有异物的可能性较高。处理器362基于数据集D31彼此的比较结果，判断在罩12上是否附着有异物(步骤5)。

在频谱强度pr和共振频率fr双方未确认到明显的变化的情况下，处理器362判断为罩12上未附着异物(步骤5中为否)。在该情况下，步骤1中生成的数据集D31被重新储存到存储器363(步骤3)。之后，处理返回到步骤1。储存在存储器363中的数据集D31供与接下来生成的数据集D21进行比较。

在频谱强度pr和共振频率fr中的至少一方中确认到明显的变化的情况下，处理器362判断为在罩12附着有异物(步骤5中为是)。在该情况下，处理器362生成表示异物的附着的检测信号S32(步骤6)。

为了检测异物的附着，处理器362也可以使用参照图5中的(B)所说明的方法来检测异物向罩12的附着。即，数据集D31可以包括由构成频谱的(p1，f1)～(pn，fn)所表示的n个数据对(n为2以上的整数)。

在该情况下，处理器362将步骤1中生成的数据集D31中的多个数据对(p1，f1)～(pn，fn)分别与储存在存储器363中的数据集D31中的多个数据对(p1，f1)～(pn，fn)中的对应的一个进行比较。在频谱强度所涉及的多个值p1～pn中的至少一个中确认到明显的变化的情况下，处理器362判断为在罩12上附着有异物。此外，通过使处理器362构成为在频谱强度中确认到明显的变化的数据的数量超过规定的阈值的情况下判断为附着有异物，能够抑制噪声的影响，提高需要去除的异物的检测精度。

如图9所示，控制装置36具备输出接口364。处理器362使输出接口364输出检测信号S32。检测信号S32能够向车辆100中的其他控制装置进行发送。例如，该其他控制装置能够基于检测信号S32对车辆100的乘员进行罩12上附着有异物的意思的报告。可以通过视觉报告、听觉报告、触觉报告中的至少一个来进行报告。

接收到通知的乘员能够采取适当的应对。例如，传感器系统3可以具备朝向罩12喷射液体的喷嘴37。作为液体，可以示例水、热水、清洗液等。乘员可以进行使喷嘴37喷射液体的操作。由此，能够实现附着于罩12的异物的去除。

若在位于LiDAR传感器单元14的检测光14a以及返回光的行进路径上的光通过区域12a上附着有异物，则会妨碍LiDAR传感器单元14所进行的车辆100的外部的信息的检测。但是，由于通过如上述那样构成的光纤传感器35来检测这样的异物的附着，因此能够采取与检测结果相应的适当的处理。因此，能够抑制由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低。

特别是光纤351由于轻量且柔软，因此相对于罩12的配置自由度较高。另外，光纤351由于非常细，因此即使配置在罩12的表面，对外观、外观设计的影响也较小。进一步地，在一个光纤351内能够设定多个应变检测点。因而，能够提高用于对LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低进行抑制的传感器系统3的设计自由度。

如图9所示，由处理器362生成的检测信号S32可以用于使上述喷嘴37动作。即，处理器362在检测到附着于罩12的异物时，能够使喷嘴37朝向罩12喷射液体。

根据这样的构成，能够使得用于去除附着于罩12的异物的处理自动化。因而，提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

数据集D31可以包括输出用于生成检测信号S31的返回光的光纤351的位置所涉及的信息。在一个光纤351内设置有多个检测点的情况下，数据集D31还可以包括各检测点的位置所涉及的信息。因而，处理器362能够基于检测到明显的应变的光纤351的位置信息来确定异物在罩12上的位置。

另一方面，如图9所示，喷嘴37可以具备能够调节液体的喷射方向的机构。在该情况下，处理器362能够以使喷嘴37朝向检测到的异物的位置喷射液体的方式构成检测信号S32。

根据这样的构成，由于更准确地对附着于罩12的异物喷射液体，因此能够提高异物去除的可能性。因此，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如图11中的(A)所示，光纤351优选配置于罩12的周缘部12b。光纤351是位移传感器的一部分的一个例子。罩12在周缘部12b与壳体11结合。因此，罩12的周缘部12b具有比罩12的非周缘部12c高的刚性或者低的挠曲性。这样，在刚性或挠曲性方面产生明显的变化的部位容易产生应变。因而，通过将光纤351配置于周缘部12b，能够提高应变的检测灵敏度。因此，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

或者，如图11中的(B)所示，可以形成罩12的厚度发生变化的厚度变化部12d。在该情况下，光纤351优选配置于厚度变化部12d。在厚度变化部12d中，罩12的刚性或挠曲性产生变化。这样的部位容易产生应变。因而，通过将光纤351配置于厚度变化部12d，能够提高应变的检测灵敏度。因此，进一步提高了对由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低的抑制效果。

如图9所示，传感器系统3可以具备灯单元18。灯单元18因向车辆100的外部供给照明光的功能而一般配置在车辆100中的遮蔽物较少的位置。通过将LiDAR传感器单元14也配置在这样的位置，能够有效地获取车辆100的外部的信息。

能够执行上述处理的处理器362可以作为与通用存储器协作地进行动作的通用微处理器来进行提供，也可以作为专用集成电路元件的一部分来进行提供。作为通用微处理器，可以示例CPU、MPU、GPU等。作为通用存储器，可以示例RAM、ROM。可重写的通用存储器可以承担存储器363的功能。作为专用集成电路元件，可以示例微控制器、ASIC、FPGA等。处理器362和存储器363可以作为独立的元件进行提供，也可以封装在单一的元件内。

图12示意性地表示第四实施方式所涉及的传感器系统4的构成。对与第一实施方式所涉及的传感器系统1实质上相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。传感器系统4搭载于图2所示的车辆100。

传感器系统4具备超声波致动器48。超声波致动器48是以超声波频带的频率振动并在罩12中激发固有振动的装置。

传感器系统4具备控制装置46。控制装置46具备处理器462和输出接口464。处理器462能够生成用于控制超声波致动器48的动作的控制信号S41。控制信号S41经由输出接口464而输入到超声波致动器48。

若在位于LiDAR传感器单元14的检测光14a以及返回光的行进路径上的光通过区域12a上附着有异物，则会妨碍LiDAR传感器单元14所进行的车辆100的外部的信息的检测。作为异物，可以示例雨滴、雪片、污泥、昆虫的残骸等。然而，根据上述那样的构成，通过由超声波致动器48激发的罩12自身的振动，能够促进附着的异物的剥离、去除。因此，能够抑制由形成车辆100的一部分外表面的罩12所覆盖的LiDAR传感器单元14的信息检测能力的降低。

传感器系统4可以具备朝向罩12喷射液体的喷嘴47。作为液体，可以示例水、热水、清洗液等。在该情况下，处理器462使输出接口464输出用于使喷嘴47喷射液体的控制信号S42。液体的喷射可以在由超声波致动器48在罩12中激发振动之前进行，也可以在激发振动期间进行。

根据这样的构成，能够得到从喷嘴47喷射的液体所带来的所谓的超声波清洗效果，能够进一步促进附着于罩12的异物的剥离、去除。

能够执行上述处理的处理器462可以作为与通用存储器协作地进行动作的通用微处理器来进行提供，也可以作为专用集成电路元件的一部分来进行提供。作为通用微处理器，可以示例CPU、MPU、GPU等。作为通用存储器，可以示例RAM、ROM。作为专用集成电路元件，可以示例微控制器、ASIC、FPGA等。

上述的各实施方式仅为用于使本实用新型易于理解的示例。上述各实施方式所涉及的构成只要不脱离本实用新型的主旨，则能够适当地进行变更、改良或组合。

在上述的各实施方式所涉及的LiDAR传感器单元14的基础上或者取而代之地，可以将为了检测车辆100的外部的信息而使用光的适当的传感器单元配置在收纳室13内。作为这样的传感器单元，可以示例使用可见光的相机单元、使用红外光的TOF(Time ofFlight，飞行时间)单元、使用毫米波的雷达单元等。

Claims (11)

1.一种传感器系统，其是搭载于车辆的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备：

传感器单元，其使用光检测所述车辆的外部的信息；

罩，其以覆盖所述传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述光的通过；

位移传感器，其配置于所述罩上，并输出与所述罩中产生的位移对应的信号；以及

处理器，其基于所述信号的变化来检测附着于所述罩的异物。

2.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述位移传感器是应变仪。

3.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述位移传感器是加速度传感器。

4.根据权利要求3所述的传感器系统，其特征在于，所述传感器系统具备使所述罩振动的致动器。

5.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述位移传感器是光纤传感器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器系统，其特征在于，所述位移传感器的至少一部分配置于所述罩的周缘部。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器系统，其特征在于，所述位移传感器的至少一部分配置于所述罩的厚度变化的部分。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备能够喷射液体的喷嘴，

所述处理器在检测到所述异物的附着时，使所述喷嘴朝向所述罩喷射所述液体。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备能够喷射液体的喷嘴，

所述处理器确定所检测到的所述异物在所述罩中的位置，并使所述喷嘴朝向该位置喷射所述液体。

10.一种传感器系统，其是搭载于车辆的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备：

传感器单元，其使用光来检测所述车辆的外部的信息；

罩，其以覆盖所述传感器单元的方式形成所述车辆的一部分外表面，并允许所述光的通过；以及

致动器，其配置在所述罩上并使所述罩振动。

11.根据权利要求10所述的传感器系统，其特征在于，

所述传感器系统具备能够朝向所述罩喷射液体的喷嘴。

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