CN214375243U - 用于激光雷达窗片的温度调节装置及激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于激光雷达窗片的温度调节装置及激光雷达。所述温度调节装置可以包括：第一温度传感单元，其用于检测所述激光雷达窗片的环境温度；以及加热单元，其用于基于所述第一温度传感单元检测的环境温度，对激光雷达窗片进行加热。本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节装置及激光雷达可以在环境温度低于预定温度的情况下，启动加热单元对激光雷达窗片进行加热，以去除激光雷达窗片表面的结霜或结冰，并且在环境温度不低于上述的预定温度时，切断加热单元的电源，以节约能源并防止过加热。

Description

用于激光雷达窗片的温度调节装置及激光雷达

技术领域

本实用新型一般地涉及激光雷达领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于激光雷达窗片的温度调节装置及激光雷达。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是：激光雷达向所要探测的目标发射光信号并接收从目标反射回来的回波信号，然后将接收到的回波信号与发射的光信号进行比较，在经过适当的处理和计算，就可以获得所要探测的目标的有关信息，例如目标的距离、强度及方位角等信息。进一步地，利用所获得的与目标有关的各种信息，可以对目标进行探测、跟踪和识别。由此可见，光信号在传播路径上的传播质量从原理上决定了激光雷达的性能。

激光雷达通常包括电路部分、光路部分以及机械结构部分，对于光路部分而言，由于其具有特殊性，光路上的遮挡物会导致光信号出现衰减，以至于影响测距能力，严重地可能会导致光路被完全遮挡，从而导致测距出错。然而，由于激光雷达的工作温度处在-40℃～85℃的范围内，因此在低温下很容易出现窗片凝霜或者结冰的现象，从而导致激光雷达的测距能力和测距准确性受到影响。

因此，需要研发一种用于激光雷达窗片的温度调节装置、方法及激光雷达，以改善传统的激光雷达中所存在的窗片凝霜或者结冰的问题。

实用新型内容

为了解决上面提到的一个或多个技术问题，本实用新型提供一种用于激光雷达窗片的温度调节装置、方法及激光雷达，以改善传统的激光雷达中所存在的窗片凝霜或者结冰的问题。

在第一方面中，本实用新型的示例性实施方式提供一种用于激光雷达窗片的温度调节装置，其可以包括：第一温度传感单元，其用于检测所述激光雷达窗片的环境温度；加热单元，所述加热单元被封塑于激光雷达窗片中，其用于基于所述第一温度传感单元检测的环境温度，对激光雷达窗片进行加热；所述激光雷达的窗片注塑成型；以及控制单元，其用于获取所述第一温度传感单元检测的环境温度；将所述环境温度与第一预定温度进行比较；当所述环境温度小于所述第一预定温度时，令加热单元进行加热。

在一个示例性的实施方式中，所述控制单元进一步可以用于：当所述环境温度大于或等于所述第一预定温度时，令加热单元停止加热。

在一个示例性的实施方式中，所述温度调节装置进一步可以包括：第二温度传感单元，其用于检测所述激光雷达窗片的窗片温度，并且所述控制单元进一步用于：获取所述第二温度传感单元检测的窗片温度；确定所述窗片温度与第二预定温度之间的差值；以及根据所述窗片温度与第二预定温度之间的差值，控制所述加热单元的加热温度。

在一个示例性的实施方式中，所述控制单元可以通过控制所述加热单元的功率来控制所述加热单元的加热温度。

在一个示例性的实施方式中，所述加热单元可以包括加热丝，所述加热丝以折返的方式结合至所述激光雷达窗片。

在一个示例性的实施方式中，所述加热单元可以具有梳齿形状，并且将激光雷达窗片分为出光区域和近光区域。

在一个示例性的实施方式中，所述第一温度传感单元可以包括一个或多个环境温度传感器，并且所述环境温度传感器检测的环境温度的平均值用作所述第一温度传感单元检测的环境温度。

在一个示例性的实施方式中，所述第二温度传感单元可以包括一个或多个窗片温度传感器，并且所述窗片温度传感器检测的窗片温度的平均值用作所述第二温度传感单元检测的窗片温度。

本实用新型的示例性实施方式提供一种用于激光雷达窗片的温度调节装置，所述温度调节装置可以包括：第一温度传感单元，其用于检测所述激光雷达窗片的环境温度；以及加热单元，其用于基于所述第一温度传感单元检测的环境温度，对激光雷达窗片进行加热。

在一个示例性的实施方式中，所述温度调节装置进一步可以包括控制单元，其用于：获取所述第一温度传感单元检测的环境温度；将所述环境温度与第一预定温度进行比较；以及当所述环境温度小于所述第一预定温度时，令加热单元进行加热。

在一个示例性的实施方式中，所述控制单元进一步可以用于：当所述环境温度大于或等于所述第一预定温度时，令加热单元停止加热。

在一个示例性的实施方式中，所述温度调节装置进一步可以包括：第二温度传感单元，其用于检测所述激光雷达窗片的窗片温度，并且所述控制单元进一步可以用于：获取所述第二温度传感单元检测的窗片温度；确定所述窗片温度与第二预定温度之间的差值；以及根据所述窗片温度与第二预定温度之间的差值，控制所述加热单元的加热温度。

在一个示例性的实施方式中，所述控制单元可以通过控制所述加热单元的功率来控制所述加热单元的加热温度。

在一个示例性的实施方式中，所述激光雷达窗片可以通过注塑成型，所述加热单元可以塑封于所述激光雷达窗片的内部。

在一个示例性的实施方式中，所述加热单元可以包括加热丝，所述加热丝可以以折返的方式结合至所述激光雷达窗片。

在一个示例性的实施方式中，所述加热单元可以具有梳齿形状，并且将激光雷达窗片分为出光区域和近光区域。

在一个示例性的实施方式中，所述第一温度传感单元可以包括一个或多个环境温度传感器，并且所述环境温度传感器检测的环境温度的平均值可以用作所述第一温度传感单元检测的环境温度。

在一个示例性的实施方式中，所述第二温度传感单元可以包括一个或多个窗片温度传感器，并且所述窗片温度传感器检测的窗片温度的平均值可以用作所述第二温度传感单元检测的窗片温度。

在第二方面中，本实用新型的示例性实施方式提供一种激光雷达，其可以包括如上第一方面及其各个实施方式所述的温度调节装置。

在第三方面中，本实用新型的示例性实施方式提供一种用于激光雷达窗片的温度调节方法，所述温度调节方法可以包括：利用第一温度传感单元检测所述激光雷达窗片的环境温度；确定所述激光雷达窗片的环境温度是否小于第一预定温度；以及当所述环境温度小于第一预定温度时，对所述激光雷达窗片进行加热。

在一个示例性的实施方式中，所述温度调节方法进一步可以包括：利用第二温度传感单元检测所述激光雷达窗片的窗片温度；确定所述激光雷达窗片的窗片温度与第二预定温度之间的差值；以及根据所述窗片温度与第二预定温度之间的差值，确定激光雷达窗片的加热温度。

在一个示例性的实施方式中，可以由加热单元对所述激光雷达窗片进行加热，并且可以通过控制所述加热单元的功率来控制激光雷达窗片的加热温度。

本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节装置和方法以及激光雷达通过检测激光雷达窗片的环境温度，可以在较低的环境温度下自动加热激光雷达窗片，并且通过检测激光雷达窗片的窗片温度来控制加热功率，可以使激光雷达窗片大体上保持恒温，因此本实用新型的温度调节装置不仅可以去除激光雷达窗片上的结冰，还可以进一步防止激光雷达窗片再次结冰，并且可以防止窗片因过热而发生永久变形，从而可以改善激光雷达测距的稳定性与可靠性。在加热单元(例如加热丝)、第一温度传感单元以及第二温度传感单元被封装在窗片中，因此这些器件不会暴露在空气中，这可以防止加热单元例如加热丝、第一温度传感单元以及第而温度传感单元被腐蚀。

此外，本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节装置和方法以及激光雷达通过将加热单元塑封于激光雷达窗片的内部，可以降低因加热单元附着于激光雷达窗片表面而导致的能量损耗，并且可以提高热量的传递效率，因此可以降低对加热单元的功耗要求，从而能够快速地去除激光雷达窗片内外表面的结霜或结冰，进而可以改善激光雷达的环境适应性。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节装置的示意图；

图2是示出根据本实用新型的另一个示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节装置的示意图；

图3是示出根据本实用新型的又一个示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节装置的示意图；

图4是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节方法的流程示意图；

图5是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节方法的流程示意图；

图6是示出根据本实用新型的另一个示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节方法的流程示意图；以及

图7是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节方法的流程示意图。

具体实施方式

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

应当理解，本实用新型的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的，而并不意在限定本实用新型。如在本实用新型说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本实用新型说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。

图1是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节装置的示意图。

如图1所示，本实用新型的示例性实施方式提供一种用于激光雷达窗片100的温度调节装置，所述温度调节装置可以包括：第一温度传感单元200，其用于检测所述激光雷达窗片100的环境温度；以及加热单元300，其用于基于所述第一温度传感单元200检测的环境温度，对激光雷达窗片100进行加热。

具体而言，上述的第一温度传感单元200可以是环境温度传感单元，其可以布置在激光雷达上或者激光雷达所应用的装置上，以用于检测激光雷达窗片100所在的环境的环境温度。例如，当激光雷达应用于自动驾驶车辆时，上述的第一温度传感单元200可以布置于自动驾驶车辆上，或者可以布置在激光雷达所在的区域附近，例如车辆的车顶。在一个示例性的实施方式中，第一温度传感单元200可以显示激光雷达窗片100的环境温度的温度值，并且用户可以通过显示装置直接读取环境温度的温度值。

进一步地，上述的加热单元300可以包括各种能够用于加热窗片的加热装置，例如可以包括但不限于加热丝、暖风机以及红外线加热器等加热装置，并且加热单元300可以根据激光雷达窗片100的环境温度，对激光雷达窗片进行加热。可选择性地，加热单元300还可以根据激光雷达窗片100的环境温度，停止对激光雷达窗片100进行加热。

示例性地，例如在激光雷达窗片100的环境温度满足某一预定条件的情况下，可以启动加热单元300，以通过加热单元300对激光雷达窗片100进行加热；并且还可以在激光雷达窗片100的环境温度满足另一个预定条件的时候，使加热单元300停止工作，从而停止对激光雷达窗片100进行加热。

在一个示例性的实施方式中，上述的预定条件可以是温度阈值。例如，当激光雷达窗片100的环境温度小于第一预定温度时，可以启动加热单元300以对激光雷达窗片进行加热；并且在激光雷达窗片100的环境温度大于或者等于第一预定温度时，可以关闭加热单元300，以停止对激光雷达窗片100加热。

在一个示例性的实施方式中，上述的第一预定温度可以在0摄氏度到正无穷的范围内，优选地可以在[0摄氏度，100摄氏度]的范围内，更优选地可以在[0摄氏度，30摄氏度]的范围内。

在一个示例性的实施方式中，例如可以将第一预定温度设定为0摄氏度，使得当激光雷达窗片100的环境温度小于0摄氏度时，加热单元300启动，并且在激光雷达窗片100的环境温度大于或者等于0摄氏度时，加热单元300关闭。

可以理解的是，在上述的各个示例性的实施方式中，不旨在对加热单元300的启动和关闭方式进行限制，本领域技术人员可以根据需要选择各种启动和关闭方式，例如可以使用自动控制器的自动控制方式，也可以采用手动启动和关闭加热单元300，或者也可以采用串联或者并联热敏电阻的方式控制启停，上述实施方式对此不作限制。

图2是示出根据本实用新型的另一个示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节装置的示意图。

进一步如图2所示，在一个示例性的实施方式中，所述温度调节装置进一步可以包括控制单元400，该控制单元400用于：获取所述第一温度传感单元200检测的环境温度；将所述环境温度与第一预定温度进行比较；以及当所述环境温度小于所述第一预定温度时，令加热单元300进行加热。

具体而言，根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片100的温度调节装置还可以包括控制单元400，该控制单元400可以与第一温度传感单元200电连接，以通过读取第一温度传感单元200来获取激光雷达窗片100的环境温度。进一步地，上述的控制单元400还可以与加热单元300电连接，以控制加热单元300的启动和关闭。

进一步地，上述的控制单元400可以包括控制器，该控制单元400可以通过第一温度传感单元200来确定环境温度的温度值，并且可以比较环境温度和第一预定温度的大小，当环境温度小于第一预定温度时，控制单元400可以通过使加热单元300接通电源来启动加热单元300，从而可以在环境温度小于第一预定温度时，对激光雷达窗片100进行加热。

在一个示例性的实施方式中，所述控制单元400进一步可以用于：当所述环境温度大于或等于所述第一预定温度时，令加热单元300停止加热。具体地，控制单元400可以通过第一温度传感单元200来实时监测环境温度的温度值，并且可以将获取的环境温度与第一预定温度的大小进行比较，当控制单元400确定环境温度大于或者等于第一预定温度时，控制单元400可以通过切断加热单元300的电源来关闭加热单元300，从而可以在环境温度大于或者等于第一预定温度时，不对激光雷达窗片100进行加热。

因此，可以理解，根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片100的温度调节装置可以在环境温度低于第一预定温度的情况下，启动加热单元300对激光雷达窗片100进行加热，以通过升高激光雷达窗片的温度来去除激光雷达窗片100表面的结霜或结冰，并且可以在环境温度不低于上述第一预定温度时，切断加热单元300的电源，以节约能源并防止过加热。

图3是示出根据本实用新型的又一个示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节装置的示意图。

进一步如图3所示，在一个示例性的实施方式中，所述温度调节装置进一步可以包括：第二温度传感单元500，其用于检测所述激光雷达窗片100的窗片温度，并且基于所述第二温度传感单元500检测的窗片温度，控制激光雷达窗片100的加热温度。

具体而言，上述的第二温度传感单元500可以是窗片温度传感单元，其用于检测激光雷达窗片100本身的温度。可以理解，在本实用新型中可以将该激光雷达窗片100本身的温度称为窗片温度。进一步地，第二温度传感单元500可以布置在激光雷达窗片100上，或者封装在激光雷达窗片100内部，或者也可以与激光雷达窗片100间隔一定的距离。另外，在一个实施方式中，第二温度传感单元500可以通过显示装置显示窗片温度的温度值，并且用户可以读取该温度值。

进一步如图3所示，在一个示例性的实施方式中，上述的控制单元400进一步可以用于：获取所述第二温度传感单元500检测的窗片温度；确定所述窗片温度与第二预定温度之间的差值；以及根据所述窗片温度与第二预定温度之间的差值，控制所述加热单元300的加热温度。

具体而言，第二温度传感单元500可以与控制单元400电连接，以使控制单元400能够通过读取该第二温度传感单元500来获取激光雷达窗片100的窗片温度。进一步地，控制单元400可以用于计算窗片温度与第二预定温度之间的差值，并且当激光雷达窗片100的窗片温度与第二预定温度之间的差值较大时，控制单元400可以提高加热单元300的加热温度。这里，可以理解的是，在本实用新型中，窗片温度与第二预定温度之间的差值可以是第二预定温度与窗片温度的差。

在一个示例性的实施方式中，控制单元400可以通过增大加热单元300的电流或者电压来增大加热单元300的加热功率，以提高加热单元300的加热温度，从而使得当激光雷达窗片100的窗片温度低于第二预定温度较多时，可以提高加热单元300的加热温度，以便提高激光雷达窗片100的加热效率。

进一步地，上述的控制单元400还可以配置用于：当窗片温度与第二预定温度之间的差值较小时，控制单元400可以通过降低加热单元300的电流或者电压来降低加热单元300的加热功率，以降低加热单元300的加热温度，从而使得当激光雷达窗片100的窗片温度低于第二预定温度较少时，可以降低加热单元300的加热温度，以便防止对激光雷达窗片100造成过加热而导致激光雷达窗片100变形。

因此，可以理解，在一个示例性的实施方式中，当激光雷达窗片100的窗片温度逐渐升高至接近于第二预定温度时，激光雷达窗片100的窗片温度与第二预定温度之间的差值也逐渐减小为接近于0。这样，在控制单元400的控制下，加热单元300的电流、加热功率和加热温度也可以逐渐减小为接近于0。

进一步地，在加热温度逐渐减小为接近于0的时候，激光雷达窗片100的窗片温度又可能会因较低的环境温度而降低，使得激光雷达窗片100的窗片温度与第二预定温度之间的差值又会重新增大，进而使得加热单元300的加热温度升高，从而可以使激光雷达窗片100的窗片温度再次接近第二预定温度。这样可以使得激光雷达窗片100的窗片温度在第二预定温度附近的小范围内波动，使得激光雷达窗片100大体上保持恒温状态。

因此，可以理解，本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节装置不仅可以在较低的环境温度下自动加热激光雷达窗片，而且可以使激光雷达窗片大体上保持恒温状态。因此，本实用新型的温度调节装置不仅可以去除激光雷达窗片上的结冰，还可以进一步防止激光雷达窗片再次结冰，从而可以改善激光雷达测距的稳定性与可靠性。

在一个示例性的实施方式中，可以采用PID控制(Proportional–Integral–Derivative Control)来动态调节加热单元300的加热功率，使窗片温度在小范围内波动。此外，在本实用新型中，上述的窗片温度与第二预定温度之间的差值与加热单元300的加热温度之间可以是线性关系，也可以是非线性关系，本实用新型对此不作限制。

在一个示例性的实施方式中，上述的第二预定温度可以在0摄氏度到正无穷的范围内，优选地可以在[0摄氏度，100摄氏度]的范围内，更优选地可以在[20摄氏度，30摄氏度]的范围内。

在一个示例性的实施方式中，所述激光雷达窗片100可以通过注塑成型，所述加热单元300可以塑封于所述激光雷达窗片100的内部。相比于将加热单元300附着于激光雷达窗片100的表面，这样布置可以降低能量的损耗，并且可以提高热量的传递效率，从而可以降低加热单元300的功耗，因此，根据本示例性实施方式的温度调节装置能够更快速地去除激光雷达窗片100内外表面的结霜或结冰，从而可以改善激光雷达的环境适应性。

此外，如图3所示，在一个示例性的实施方式中，所述加热单元300可以包括加热丝，所述加热丝可以以折返的方式布置。在一个示例性的实施方式中，上述加热丝可以形成为梳齿形状，并且可以将激光雷达窗片100分为出光区域和近光区域。这样布置可以提高加热丝在激光雷达窗片100内部的分散程度，从而可以使得激光雷达窗片100受热更均匀。此外，梳齿形状的布置可以根据需要设计梳齿的间距，以便为激光雷达提供出光区域和近光区域，从而进一步改善激光雷达的环境适应性。

此外，在一个示例性的实施方式中，所述第一温度传感单元200可以包括一个或多个环境温度传感器，并且所述环境温度传感器检测的环境温度的平均值可以用作所述第一温度传感单元200检测的环境温度。

具体而言，上述的多个环境温度传感器可以分散设置在激光雷达窗片100的周围，并且可以距离激光雷达窗片100不同的距离。这样布置可以采用多个环境温度传感器共同检测环境温度，并且通过计算多个环境温度传感器检测的环境温度的平均值，可以将该平均值作为环境温度的温度值，从而可以获得更准确的环境温度。因此，相较于使用单个环境温度传感器，可以改善因单个环境温度传感器受到干扰而导致的检测结果不准确的问题。

此外，在一个示例性的实施方式中，所述第二温度传感单元500可以包括一个或多个窗片温度传感器，并且所述窗片温度传感器检测的窗片温度的平均值可以用作所述第二温度传感单元500检测的窗片温度。

具体而言，上述的多个窗片温度传感器可以分散设置在激光雷达窗片100上，或者设置在激光雷达窗片100内部，并且多个窗片温度传感器可以距离加热单元300不同的距离。这样布置可以采用多个窗片温度传感器共同检测窗片温度，并且通过计算多个窗片温度传感器检测的窗片温度的平均值，可以将该平均值作为环境温度的温度值，从而可以获得更准确的窗片温度。因此，相对于使用单个窗片温度传感器而言，可以改善因激光雷达窗片100受热不均匀而导致的检测结果不准确的问题。

在第二方面中，本实用新型的示例性实施方式还提供一种激光雷达，其可以包括如上各个实施方式所描述的温度调节装置，该温度调节装置可以设置在激光雷达中。

图4是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节方法的流程示意图。

在第三方面中，如图4所示，本实用新型的示例性实施方式还提供一种用于激光雷达窗片100的温度调节方法，所述温度调节方法可以包括：确定激光雷达窗片100的环境温度是否小于第一预定温度(S100)；以及当环境温度小于第一预定温度时，对激光雷达窗片100进行加热(S200)。

图5是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节方法的流程示意图。

在一个示例性的实施方式中，如图5所示，确定激光雷达窗片100的环境温度是否小于第一预定温度(S100)可以包括：提供第一温度传感单元200，检测环境温度(S110)；以及提供控制单元400，将环境温度与第一预定温度进行比较(S120)。

此外，在一个示例性的实施方式中，可以提供加热单元300，由该加热单元300对激光雷达窗片100进行加热。加热单元300可以与控制单元400电连接，以接收控制单元400的指令，并且第一温度传感单元200也可以与控制单元400电连接，以使控制单元400能够获取环境温度。

在一个示例性的实施方式中，上述的第一预定温度可以在0摄氏度到正无穷的范围内，优选地在[0摄氏度，100摄氏度]的范围内，更优选地在[0摄氏度，30摄氏度]的范围内。

示例性地，例如可以将第一预定温度设定为0摄氏度，当环境温度小于0摄氏度时，上述的控制单元400可以令加热单元300通电，以对激光雷达窗片100进行加热。此外，可选择地，可以在环境温度大于或者等于0摄氏度时，令加热单元300停止加热。

因此，可以理解，根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片100的温度调节方法可以在环境温度低于第一预定温度的情况下，对激光雷达窗片100进行加热，以去除激光雷达窗片100表面的结霜或结冰，并且在环境温度不低于第一预定温度时，令加热单元300停止加热，以节约能源并防止过加热。

图6是示出根据本实用新型的另一个示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节方法的流程示意图。

在一个示例性的实施方式中，如图6所示，根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片100的温度调节方法进一步可以包括：确定激光雷达窗片100的窗片温度与第二预定温度之间的差值(S300)；以及根据窗片温度与第二预定温度之间的差值，确定激光雷达窗片100的加热温度(S400)。

图7是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于激光雷达窗片的温度调节方法的流程示意图。

在一个示例性的实施方式中，确定激光雷达窗片100的窗片温度与第二预定温度之间的差值(S300)可以包括：提供第二温度传感单元500，检测窗片温度(S310)；以及由控制单元400，确定窗片温度与第二预定温度之间的差值(S320)。

在一个示例性的实施方式中，可以通过控制加热单元300的功率来控制激光雷达窗片100的加热温度，并且可以通过改变加热单元300的电流或者电压来控制加热单元300的功率。

具体而言，根据本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节方法可以通过第二温度传感单元500来确定窗片温度，并且计算窗片温度与第二预定温度之间的差值，当窗片温度与第二预定温度之间的差值较大时，控制单元400可以通过增大加热单元300的电流来增大加热单元300的加热功率，以提高加热单元300的加热温度，从而使得当窗片温度低于第二预定温度较多时，可以提高加热单元300的加热温度，以便提高激光雷达窗片100的加热效率。

进一步地，上述的控制单元400还可以配置用于：当窗片温度与第二预定温度之间的差值较小时，控制单元400可以通过减小加热单元300的电流来降低加热单元300的加热功率，以降低加热单元300的加热温度，从而使得当窗片温度低于第二预定温度较少时，可以降低加热单元300的加热温度，以便防止对激光雷达窗片100造成过加热而导致激光雷达窗片100变形。

因此，可以理解，在一个示例性的实施方式中，当激光雷达窗片100的窗片温度逐渐升高至接近于第二预定温度时，激光雷达窗片100的窗片温度与第二预定温度之间的差值也逐渐减小为接近于0。这样，在控制单元400的控制下，加热单元300的电流、加热功率和加热温度也可以逐渐减小为接近于0。

进一步地，在加热温度逐渐减小为接近于0的时候，激光雷达窗片100的窗片温度又可能会因较低的环境温度而降低，使得激光雷达窗片100的窗片温度与第二预定温度之间的差值又会重新增大，进而使得加热单元300的加热温度升高，从而可以使激光雷达窗片100的窗片温度再次接近第二预定温度。这样可以使得激光雷达窗片100的窗片温度在第二预定温度附近的小范围内波动，使得激光雷达窗片100大体上保持恒温状态。

因此，可以理解，本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节方法不仅可以在较低的环境温度下自动加热激光雷达窗片，而且可以使激光雷达窗片大体上保持恒温状态。因此，本实用新型的温度调节方法不仅可以去除激光雷达窗片上的结冰，还可以进一步防止激光雷达窗片再次结冰，从而可以改善激光雷达测距的稳定性与可靠性。

在一个示例性的实施方式中，可以采用PID控制(Proportional–Integral–Derivative Control)来动态调节激光雷达窗片100的加热功率，使窗片温度在小范围内波动。此外，在本实用新型中，上述的窗片温度与第二预定温度之间的差值与激光雷达窗片100的加热温度之间可以是线性关系，也可以是非线性关系，本实用新型对此不作限制。

在一个示例性的实施方式中，上述的第二预定温度可以在0摄氏度到正无穷的范围内，优选地在[0摄氏度，100摄氏度]的范围内，更优选地在[20摄氏度，30摄氏度]的范围内。

结合上文所描述的各个示例性的实施方式，本领域技术人员可以理解，本实用新型至少具有如下几个方面的有益效果。

本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节装置和方法通过将加热单元塑封于激光雷达窗片的内部，可以降低因加热单元附着于激光雷达窗片表面而导致的能量损耗，并且可以提高热量的传递效率，因此可以降低对加热单元的功耗要求，从而能够快速地去除激光雷达窗片内外表面的结霜或结冰，进而可以改善激光雷达的环境适应性。

此外，本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节装置和方法通过检测激光雷达窗片的环境温度，可以在较低的环境温度下自动加热激光雷达窗片，并且通过检测激光雷达窗片的窗片温度来控制加热功率，可以使激光雷达窗片大体上保持恒温，因此本实用新型的温度调节装置不仅可以去除激光雷达窗片上的结冰，还可以进一步防止激光雷达窗片再次结冰，从而可以改善激光雷达测距的稳定性与可靠性。

另外，本实用新型的用于激光雷达窗片的温度调节装置和方法通过检测环境温度与窗片温度，不仅可以根据环境温度控制加热单元的开启和关闭，还可以根据窗片温度控制加热功率，从而可以通过控制加热功率来控制窗片的温度，因此本实用新型的温度调节装置具有改善的加热效果，并且可以防止窗片因过热而发生永久变形。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明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。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施方式的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (9)

1.一种用于激光雷达窗片的温度调节装置，其特征在于，包括：

第一温度传感单元，其用于检测所述激光雷达窗片的环境温度；

加热单元，所述加热单元被封塑于激光雷达窗片中，其用于基于所述第一温度传感单元检测的环境温度，对激光雷达窗片进行加热；所述激光雷达的窗片注塑成型；以及

控制单元，其用于获取所述第一温度传感单元检测的环境温度；将所述环境温度与第一预定温度进行比较；当所述环境温度小于所述第一预定温度时，令加热单元进行加热。

2.根据权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，所述控制单元进一步用于：

当所述环境温度大于或等于所述第一预定温度时，令加热单元停止加热。

3.根据权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，进一步包括：第二温度传感单元，其用于检测所述激光雷达窗片的窗片温度，并且所述控制单元进一步用于：

获取所述第二温度传感单元检测的窗片温度；

确定所述窗片温度与第二预定温度之间的差值；以及

根据所述窗片温度与第二预定温度之间的差值，控制所述加热单元的加热温度。

4.根据权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，所述控制单元通过控制所述加热单元的功率来控制所述加热单元的加热温度。

5.根据权利要求1-4任一所述的温度调节装置，其特征在于，所述加热单元包括加热丝，所述加热丝以折返的方式结合至所述激光雷达窗片。

6.根据权利要求1-4任一所述的温度调节装置，其特征在于，所述加热单元具有梳齿形状，并且将激光雷达窗片分为出光区域和近光区域。

7.根据权利要求1-4任一所述的温度调节装置，其特征在于，所述第一温度传感单元包括一个或多个环境温度传感器，并且所述环境温度传感器检测的环境温度的平均值用作所述第一温度传感单元检测的环境温度。

8.根据权利要求3所述的温度调节装置，其特征在于，所述第二温度传感单元包括一个或多个窗片温度传感器，并且所述窗片温度传感器检测的窗片温度的平均值用作所述第二温度传感单元检测的窗片温度。

9.一种激光雷达，其特征在于，包括根据权利要求1-8任一所述的温度调节装置。

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