CN214201767U - 传感器装置和自动驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种传感器装置和自动驾驶车辆，涉及智能交通、智能驾驶领域。具体实现方案为：传感器装置包括基座、声光提示单元和至少一个传感器。其中，传感器和声光提示单元均设置在基座上，传感器用于采集路况信息，声光提示单元用于通过图像和/或声音向车辆外部发出提示信息，以提示交通参与者需要执行的动作和/或车辆的行驶状态，从而使得传感器装置的功能更加丰富。

Description

传感器装置和自动驾驶车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种传感器装置和自动驾驶车辆，可用于智能驾驶、智能交通等技术。

背景技术

随着智能驾驶技术的发展，越来越多的智能驾驶车辆被应用到交通环境中。

目前，智能驾驶车辆大多设置有传感器装置。传感器装置中集成有多种传感器，例如：激光雷达、毫米波雷达、摄像头、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)天线等。这些传感器用于采集路况信息，并将采集到的路况信息提供给车辆控制器，以便车辆控制器对路况信息进行分析，并根据分析结果控制车辆行驶。

然而，上述的传感器装置的功能比较单一。

实用新型内容

本申请提供了一种传感器装置和自动驾驶车辆，使得传感器装置的功能更加丰富。

第一方面，本申请提供了一种传感器装置，所述传感器装置设置于车辆上，所述传感器装置包括：基座、声光提示单元和至少一个传感器，所述传感器和所述声光提示单元均设置于所述基座上；

所述传感器用于采集路况信息；

所述声光提示单元用于通过图像和/或声音向所述车辆外部发出提示信息；

其中，所述提示信息用于提示交通参与者需要执行的动作和/或所述车辆的行驶状态。

第二方面，本申请提供一种自动驾驶车辆，所述自动驾驶车辆包括车体和如第一方面任一项所述的传感器装置，所述传感器装置设置于所述车体的顶部。

本申请提供的传感器装置和自动驾驶车辆，该传感器装置包括基座、声光提示单元和至少一个传感器。其中，传感器和声光提示单元均设置在基座上，传感器用于采集路况信息，声光提示单元用于通过图像和/或声音向车辆外部发出提示信息，以提示交通参与者需要执行的动作和/或车辆的行驶状态。通过在传感器装置中增加声光提示单元，声光提示单元通过图像和/或声音向交通参与者输出提示信息，使得传感器装置不仅具有数据采集功能，还具有与交通参与者互动的功能，从而传感器装置的功能更加丰富。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：

图1为本申请提供的一种应用场景的示意图；

图2为本申请提供的一种传感器装置的结构示意图；

图3为图2所示传感器装置的另一视角的结构示意图；

图4为本申请提供的传感器装置与车辆控制器之间的网络连接示意图；

图5为本申请提供的一种传感器装置的爆炸示意图；

图6为图5所示传感器装置的另一视角的爆炸示意图。

附图标记

10：车体；

20：传感器装置；

21：基座；

22：防护壳体；

23：安装框架；

24：激光雷达支撑件；

25：摄像头支撑件；

26：天线支撑件；

31：激光雷达；

32：摄像头；

33：GPS天线；

34：毫米波雷达；

41：显示屏；

42：扬声器。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本申请提供一种传感器装置和自动驾驶车辆，应用于车辆技术领域中的智能交通、智能驾驶等领域，以使传感器装置的功能更加丰富。

首先结合图1对本申请的应用场景进行介绍。

图1为本申请提供的一种应用场景的示意图。如图1所示，车辆在道路上行驶。其中，该车辆可以为普通车辆或者智能驾驶车辆。车辆包括车体10和设置在车体顶部的传感器装置20(图1中以黑色矩形框示意)。传感器装置20中可以集成有多种传感器，例如：激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS天线等。

在车辆行驶过程中，这些传感器用于采集路况信息，并将采集到的路况信息提供给车辆控制器，以便车辆控制器对路况信息进行分析，并根据分析结果对车辆的行驶路线进行控制。例如，当车辆行驶到路口时，车辆控制器根据传感器采集的路况信息判断当前路口红灯亮，则控制车辆停止行驶。又例如，车辆行驶过程中，车辆控制器根据传感器采集的路况信息判断车辆距前车之间的距离小于预设阈值时，则控制车辆减速，或者控制车辆变道行驶。

然而，上述应用场景中，传感器装置仅用于采集路况信息，使得传感器装置的功能比较单一。

为了解决上述技术问题，本申请提供一种传感器装置，包括基座、声光提示单元和至少一个传感器。其中，传感器和声光提示单元均设置在基座上，传感器用于采集路况信息，声光提示单元用于通过图像和/或声音向车辆外部发出提示信息，以提示交通参与者需要执行的动作和/或车辆的行驶状态。通过在传感器装置中增加声光提示单元，声光提示单元通过图像和/或声音向交通参与者输出提示信息，使得传感器装置不仅具有数据采集功能，还具有与交通参与者互动的功能，从而传感器装置的功能更加丰富。

下面结合几个具体的实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本申请提供的一种传感器装置的结构示意图，图3为图2所示传感器装置的另一视角的结构示意图。本实施例的传感器装置可以设置于车辆上。可选的，传感器装置可以设置在车辆的顶部。

如图2和图3所示，本实施例的传感器装置20包括：基座21、声光提示单元和至少一个传感器。其中，声光提示单元和所述至少一个传感器均设置在基座21上。

本实施例中，基座21上设置的传感器用于采集路况信息。传感器可以包括一种或者多种类型的传感器。可选的，参见图2，传感器可以包括：激光雷达31、摄像头32、GPS天线33、毫米波雷达(图2和图3未示出) 等。每种传感器的数量可以有一个或者多个。

本实施例的传感器装置，基座21上除了设置有传感器，还设置有声光提示单元。声光提示单元用于通过图像和/或声音向车辆外部发出提示信息。其中，提示信息用于提示交通参与者需要执行的动作和/或车辆的行驶状态。

一种可能的方式中，参见图2和图3，声光提示单元可以包括显示屏 41，显示屏41用于通过图像形式显示上述的提示信息。显示屏41的显示面暴露在基座21的外侧。

应理解，这里的“通过图像形式显示提示信息”可以是指通过文字显示提示信息，也可以是指通过图形(例如箭头、标识图等)显示提示信息，还可以是通过动画或者视频显示提示信息。

其中，显示屏41可以有一个或者多个。当有多个显示屏41时，多个显示屏41可以分别朝向不同方向。可选的，多个显示屏41分别朝向下述方向中的至少两个不同方向：车辆的前侧、后侧、左侧、右侧。

示例性的，参见图2和图3，以基座21上设置有4个显示屏为例，4 个显示屏分别朝向车辆的前侧、后侧、左侧和右侧。这样，使得位于车辆的不同方向的交通参与者都可以看到提示信息。

可选的，朝向前侧的显示屏的尺寸大于朝向后侧、左侧、右侧的显示屏的尺寸。

可选的，本实施例的显示屏41可以为液晶显示屏。

可选的，本实施例的显示屏41可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示屏。

可选的，本实施例的显示屏41可以为点阵式显示器。

一种可能的方式中，参见图2和图3，声光提示单元可以包括扬声器 42，扬声器42用于通过声音形式播放上述提示信息。这样，即使在交通参与者没有及时看到显示屏41显示的提示信息的情况下，交通参与者也可以及时听到提示信息，从而达到有效提示交通参与者的目的。

其中，扬声器42的数量可以有一个或者多个。

可选的，当扬声器42的数量有多个时，多个扬声器分别朝向下述方向中的至少两个不同方向：车辆的前侧、后侧、左侧、右侧。

可选的，可以在基座21的朝向车辆前侧、后侧、左侧和右侧的位置均设置扬声器42。这样，使得位于车辆的不同方向的交通参与者都可以清楚的听到提示信息。

在上述各实施方式的基础上，参见图2和图3，声光提示单元可以同时包括显示屏41和扬声器42。扬声器42可以设置在显示屏41的周围。

可选的，扬声器42可以设置在朝向车辆前方的显示屏41的周围。

当显示屏41的数量有多个时，可以在其中一个显示屏41的周围设置扬声器42，还可以在多个显示屏41的周围设置扬声器42。每个显示屏41 的周围可以设置一个或者多个扬声器42。

本实施例中，传感器和声光提示单元均可以与车辆的控制器通信连接。声光提示单元输出的提示信息可以是车辆的控制器根据传感器采集的路况信息进行分析得到的。

图4为本申请提供的传感器装置与车辆控制器之间的网络连接示意图。如图4所示，传感器、声光提示单元、控制器之间通过控制器局域网络 (Controller Area Network，CAN)总线连接。传感器将采集到的路况信息通过CAN总线发送给控制器。控制器对路况信息进行分析，根据分析结果生成提示信息，并将提示信息通过CAN总线发送给声光提示单元。声光提示单元输出该提示信息。另外，控制器还可以根据分析结果控制车辆行驶。

本实施例中，传感器、声光提示单元通过CAN总线与控制器连接，使得控制器可以根据传感器采集的路况信息进行分析，并根据分析结果实时控制声光提示单元输出相应的提示信息，以提示交通参与者需要执行的动作和/或车辆的行驶状态，保证传感器装置与交通参与者之间互动的实时性，提高互动效率。

声光提示单元输出的提示信息可用于提示交通参与者需要执行的动作，例如，提示交通参与者优先通行，或者，提示交通参与者减速慢行等。

声光提示单元输出的提示信息还可用于提示交通参与者车辆的行驶状态。例如，提示交通参与者车辆即将左转，车辆正在右转，车辆需要掉头等。

其中，交通参与者包括但不限于：行人、非机动车、人工驾驶机动车辆、其他智能驾驶车辆等。

一个示例中，车辆行驶到人行横道前时，车辆控制器通过对传感器采集的路况信息进行分析，确定出人行横道前站有行人。该情况下，车辆控制器控制显示屏41显示提示信息“请您优先通行”或者“请通行”，以提示行人优先通过人行横道。和/或，车辆控制器控制扬声器42语音播放提示信息“请您优先通行”或者“请通行”，以提示行人优先通过人行横道。

另一个示例中，车辆在行驶过程中，车辆控制器通过对传感器采集的路况信息进行分析，确定出需要左转/右转/掉头。该情况下，车辆控制器控制显示屏41显示“左转”/“右转”/“掉头”，以提示道路上的其他交通参与者车辆即将在接下来的时刻进行左转/右转/掉头操作。

需要说明的是，上述示例中，以显示屏采用文字形式显示提示信息为例进行举例说明。实际应用中，显示屏还可以采用图形(例如箭头、标识图)、动画、视频等形式显示提示信息。

本实施例提供的传感器装置，包括基座、声光提示单元和至少一个传感器。其中，传感器和声光提示单元均设置在基座上，传感器用于采集路况信息，声光提示单元用于通过图像和/或声音向车辆外部发出提示信息，以提示交通参与者需要执行的动作和/或车辆的行驶状态。通过在传感器装置中增加声光提示单元，声光提示单元通过图像和/或声音向交通参与者输出提示信息，使得传感器装置不仅具有数据采集功能，还具有与交通参与者互动的功能，从而丰富传感器装置的功能。

在上述任意实施例的基础上，下面结合图5和图6所示的爆炸图对本申请提供的传感器装置的结构进行更详细的描述。

图5为本申请提供的一种传感器装置的爆炸示意图，图6为图5所示传感器装置的另一视角的爆炸示意图。如图5和图6所示，基座21可以包括：安装框架23，以及罩设在安装框架23外侧的防护壳体22。

其中，安装框架23用于和车辆连接。可选的，安装框架23与车辆的顶部连接。传感器可以安装在安装框架23上，防护壳体22罩设在安装框架23上。防护壳体22可以在一定程度上使传感器与外界环境隔离，并保护传感器不易受到损坏，保证传感器在恶劣环境下也能正常工作。

可选的，安装框架23可以为工字型框架。示例性的，如图5和图6 所示，安装框架23可以具有两个横梁和两个纵梁，保证安装框架的稳定性。

可选的，安装框架23可以为金属材质框架。示例性的，安装框架23 的材质可以为薄钢板。本实施例的安装框架可以具有耐腐蚀、抗变形、不易破损、重量轻等特点。

可选的，防护壳体22上设置有多个安装孔，用于与安装框架23刚性连接。

可选的，防护壳体22可以为碳纤维壳体。防护壳体22的下表面可以设置有加强筋，加强筋可以使碳纤维壳体具有较强的结构强度，而且，碳纤维壳体与车身的形状匹配性和融合性较好，使得防护壳体在车辆上的稳定性较高。

本实施例中，显示屏41和扬声器42可以设置在防护壳体22上。或者，显示屏41和扬声器42可以设置在安装框架23上。或者，显示屏41 设置在防护壳体22上，扬声器42设置在安装框架23上。或者，显示屏 41设置在安装框架23上，扬声器42设置在防护壳体22上。附图中以显示屏41和扬声器42设置在防护壳体22上为例进行示意。

本实施例中，防护壳体22的外表面具有多个安装面，安装面与显示屏对应设置。

可选的，参见图5和图6，多个安装面包括朝向车辆前侧的前安装面。前安装面对应朝向车辆前方的显示屏。

可选的，多个安装面还包括朝向车辆后侧的后安装面，以及朝向车辆侧方的侧安装面。后安装面对应朝向车辆后侧的显示屏。侧安装面对应朝向车辆左侧、右侧的显示屏。

示例性的，图5和图6中，以防护壳体22具有4个安装面为例进行示意，4个安装面分别朝向车辆的前侧、后侧、左侧和右侧。

一种可能的方式中，显示屏41可以具体安装于安装面外侧。

另一种可能的方式中，显示屏41可以设置在安装框架23上，相应的，防护壳体22的安装面上与显示屏41对应的位置具有第一开口，显示屏41 暴露于第一开口中。这样，交通参与者通过防护壳体22上的第一开口可以观看显示屏41显示的提示信息。

可选的，本实施例的防护壳体22的外表面可以呈流线型。前安装面、后安装面和侧安装面中的至少一者为弧形安装面。可以有效减少车辆所受风阻。

相应的，与弧形安装面对应的显示屏41可以为柔性屏。

本实施例中的传感器可以设置在安装框架23上，相应的，防护壳体 22上对应于每个传感器的位置设有第二开口，使得传感器暴露于第二开口中。这样，传感器可以通过第二开口采集数据。

可选的，本实施例的传感器装置可以包括激光雷达31。激光雷达31 是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。本实施例的激光雷达31可以为64线激光雷达。激光雷达可以安装在安装框架23的顶部。

具体的，安装框架23的顶部设置有激光雷达支撑件24，激光雷达31 支撑于激光雷达支撑件24上。激光雷达31可以360度旋转，以实现在车辆行驶过程中，采集车辆周围的环境数据。

可选的，本实施例的传感器装置还可以包括16线激光雷达(图5和图6中未示出)。可以在安装框架23上靠近车辆左前方、左后方、右前方、右后方等位置安装16线激光雷达，用于采集车身周围盲区的环境数据。

可选的，本实施例的传感器装置中还可以包括多个摄像头。摄像头可用于采集红绿灯、路面交通线、交通标识、障碍物等路况信息。安装框架 23上还设置有摄像头支撑件25。参见图5和图6，摄像头支撑件25可以为圆盘形，摄像头支撑件25围设在激光雷达支撑件24的四周。摄像头32 支撑于摄像头支撑件25上。其中，摄像头32的朝向包括车辆的前方。

当摄像头32的数量有多个时，多个摄像头可以在摄像头支撑件25上间隔布置。例如，有些摄像头朝向车辆的前方，有些摄像头朝向车辆的后侧，有些摄像头朝向车辆的后侧，有些摄像头朝向车辆的左侧，有些摄像头朝向车辆的右侧，这样，多个摄像头采集的图像可以覆盖到车辆四周的路况。

一些示例中，本实施例中的摄像头32可以包括前视摄像头和/或环视摄像头。前视摄像头可以直观的监控车辆前面的路况。环视摄像头也可以称为全景影像监控摄像头，能将车辆周围各个方向上监控到的画面拼接起来，以得到全景影像。

可选的，防护壳体22上对应于摄像头的第二开口处设置有透明防护罩，以对摄像头的镜头起到保护作用，同时，还还便于摄像头采集数据。

可选的，本实施例的传感器装置中还可以包括多个GPS天线。GPS 天线可用于获取车辆的定位信息。安装框架23的侧方设置有多个天线支撑件26。示例性的，如图5和图6所示，安装框架23的左侧和右侧分别设置一个天线支撑件26。这样，两个GPS天线33可以分别支撑于两个天线支撑件26上。

可选的，本实施例的传感器装置中可以包括多个毫米波雷达34。安装框架23的朝向车辆后侧的端部设置有多个毫米波雷达支撑件(图5和图6 未示出)。多个毫米波雷达34可以支撑于多个毫米波雷达支撑件上。

应理解，本实施例中用于支撑各传感器的支撑件可以包括但不限于以下几种：可调节位置的支撑件、可调节角度的支撑件、可调节高度的支撑件等。这样，可以根据不同的车辆、以及不同的道路环境，对传感器的位置、角度、高度进行调节，以使传感器装置可适用于各种车型以及各种道路环境。

本实施例中，还可以根据车辆的车型、路况等信息，按照实际需要开启相应的传感器，或者安装、拆卸相应的传感器，来感知周围环境。

本实施例中，通过在传感器装置中增加声光提示单元，声光提示单元通过图像和/或声音向交通参与者输出提示信息，使得传感器装置不仅具有数据采集功能，还具有与交通参与者互动的功能，从而丰富传感器装置的功能。另外，通过将激光雷达、摄像头、GPS天线、毫米波雷达等多种传感器集成在安装框架上，一方面使得传感器的安装和维护更加便捷，另一方面使得各个传感器之间的相对位置关系固定，保证传感器安装位置的一致性。

本申请还提供一种自动驾驶车辆，该自动驾驶车辆包括车体和传感器装置。其中，传感器装置可以采用上述任一实施例中的传感器装置。其实现原理和技术效果类似，此处不作赘述。

在本申请描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者必须以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。“多个”的含义为至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (20)

1.一种传感器装置，其特征在于，所述传感器装置设置于车辆上，所述传感器装置包括：基座、声光提示单元和至少一个传感器，所述传感器和所述声光提示单元均设置于所述基座上；

所述传感器用于采集路况信息；

所述声光提示单元用于通过图像和/或声音向所述车辆外部发出提示信息；

其中，所述提示信息用于提示交通参与者需要执行的动作和/或所述车辆的行驶状态。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述声光提示单元包括显示屏和扬声器中的至少一者。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，所述基座包括：安装框架和罩设在所述安装框架外侧的防护壳体；

所述安装框架用于和所述车辆连接；

所述声光提示单元设置在所述防护壳体和所述安装框架的至少一者上。

4.根据权利要求3所述的传感器装置，其特征在于，所述声光提示单元包括显示屏，所述显示屏用于通过图像形式显示所述提示信息，所述显示屏的显示面暴露于所述基座的外侧。

5.根据权利要求4所述的传感器装置，其特征在于，所述显示屏为多个，且多个所述显示屏分别朝向下述方向中的至少两个不同方向：所述车辆的前侧、后侧、左侧、右侧。

6.根据权利要求4所述的传感器装置，其特征在于，所述显示屏为下述中的任意一种：液晶显示屏、发光二极管LED显示屏或者点阵式显示器。

7.根据权利要求4至6任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述声光提示单元还包括扬声器，所述扬声器用于通过声音形式播放所述提示信息，所述扬声器设置在所述显示屏的周围。

8.根据权利要求5或6所述的传感器装置，其特征在于，所述防护壳体的外表面具有多个安装面，所述安装面和所述显示屏对应设置。

9.根据权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，所述显示屏设置在所述安装框架上，且所述安装面上与所述显示屏相对应的位置具有第一开口，所述显示屏暴露于所述第一开口中。

10.根据权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，所述显示屏安装于所述安装面外侧。

11.根据权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，所述多个安装面包括朝向所述车辆前侧的前安装面。

12.根据权利要求11所述的传感器装置，其特征在于，所述多个安装面还包括朝向所述车辆后侧的后安装面和朝向所述车辆侧方的侧安装面。

13.根据权利要求12所述的传感器装置，其特征在于，所述防护壳体的外表面呈流线型，且所述前安装面、所述后安装面和所述侧安装面中的至少一者为弧形安装面，所述弧形安装面对应的显示屏为柔性屏。

14.根据权利要求3至6任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述至少一个传感器设置在所述安装框架上，所述防护壳体上对应于所述至少一个传感器的位置设有第二开口，所述至少一个传感器暴露于所述第二开口中。

15.根据权利要求14所述的传感器装置，其特征在于，所述至少一个传感器包括激光雷达，所述安装框架的顶部设置有激光雷达支撑件，所述激光雷达支撑于所述激光雷达支撑件上。

16.根据权利要求15所述的传感器装置，其特征在于，所述至少一个传感器还包括多个摄像头，所述安装框架上还设置有摄像头支撑件，所述摄像头支撑件围设在所述激光雷达支撑件的四周，所述摄像头支撑于所述摄像头支撑件上，且所述摄像头的朝向包括所述车辆的前方。

17.根据权利要求16所述的传感器装置，其特征在于，所述防护壳体上对应于所述摄像头的第二开口处设置有透明防护罩。

18.根据权利要求17所述的传感器装置，其特征在于，所述至少一个传感器还包括多个全球定位系统GPS天线，所述安装框架的侧方设置有多个天线支撑件，所述GPS天线支撑于所述天线支撑件上。

19.根据权利要求18所述的传感器装置，其特征在于，所述至少一个传感器还包括多个毫米波雷达，所述安装框架的朝向所述车辆后侧的端部设置有多个毫米波雷达支撑件，所述毫米波雷达支撑于所述毫米波雷达支撑件上。

20.一种自动驾驶车辆，其特征在于，所述自动驾驶车辆包括车体和如权利要求1至19任一项所述的传感器装置，所述传感器装置设置于所述车体的顶部。

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