CN215474901U - 传感器组合装置及无人驾驶设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及无人驾驶技术领域，公开了一种传感器组合装置及无人驾驶设备，所述传感器组合装置包括安装架和传感器，所述安装架包括底板和支撑件，所述支撑件固定于所述底板，所述传感器包括摄像组、惯性测量单元和第一激光雷达，所述摄像组、惯性测量单元、第一激光雷达分别安装于所述支撑件远离所述底板的一端。通过以上设置，使得所述传感器组合装置可整体地安装于移动载体，保证了所述传感器安装位置的一致性，在安装过程中其整体外参数改变小、易于标定，且节省了安装用时和安装步骤。

Description

传感器组合装置及无人驾驶设备

技术领域

本申请实施方式涉及无人驾驶技术领域，特别是涉及一种传感器组合装置及无人驾驶设备。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，车辆普及率显著提高，车辆对智能技术，无人技术的要求越来越高，在高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistant System，ADAS)领域，车载传感器越来越多，例如包括：摄像头传感器，惯性测量单元(Inertial MeasurementUnit，IMU)，雷达传感器等。这些车载传感器为汽车的智能驾驶或者无人驾驶提供了必要的条件。

目前，在车载传感器中，由于各个传感器分散地安装于汽车车身，无法保证传感器安装位置的一致性。

发明内容

本申请实施方式主要解决的技术问题是提供一种传感器组合装置及无人驾驶设备，保证了传感器安装位置的一致性。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：

一方面，提供一种传感器组合装置，其包括：

安装架，包括底板和支撑件，所述支撑件固定于所述底板；

传感器，包括摄像组、惯性测量单元和第一激光雷达，所述摄像组、惯性测量单元、第一激光雷达分别安装于所述支撑件远离所述底板的一端。

在一些实施例中，所述摄像组包括至少一个摄像头。

在一些实施例中，所述摄像组包括至少两个焦距不相同的摄像头。

在一些实施例中，还包括：

驱动装置，与所述第一激光雷达和/或所述摄像头连接，所述驱动装置用于驱动所述第一激光雷达和/或所述摄像头转动。

在一些实施例中，所述支撑件设置有收容腔，所述驱动装置收容于所述收容腔。

在一些实施例中，还包括：

天线组，包括GNSS天线和4G天线，所述GNSS天线和4G天线分别安装于所述底板。

在一些实施例中，所述底板包括安装板和两个固定板，所述两个固定板分转动连接于所述安装板。

在一些实施例中，所述底板还包括连接板，所述安装板和每一所述固定板之间设置有至少一个所述连接板，所述至少一个所述连接板分别与所述安装板和对应的一个所述固定板转动连接，其中，当所述至少一个所述连接板的数量为两个以上时，相邻两个所述连接板转动连接，所述至少一个所述连接板的一端转动连接所述安装板，所述至少一个所述连接板的另一端转动连接对应的额一个所述固定板。

另一方面，还提供一种无人驾驶设备，包括：

车体；以及

如上所述的传感器组合装置，所述传感器组合装置安装于所述车体的顶部。

在一些实施例中，还包括：

第二激光雷达，安装于所述车体的前部；

两个第三激光雷达，分别安装于所述车体的两侧。

与现有技术相比，本申请实施例中的传感器组件装置，将所述传感器安装于所述安装支架上，使得所述传感器的各部分整合为一结构模块，从而使得所述传感器组合装置可整体地安装于移动载体，保证了所述传感器安装位置的一致性，在安装过程中其整体外参数改变小、易于标定，且节省了安装用时和安装步骤。此外，所述摄像组、惯性测量单元、第一激光雷达分别安装于所述支撑件远离所述底板的一端，可使得所述摄像组、惯性测量单元和第一激光雷达高出所述移动载体一段距离，从而使得所述摄像组和第一激光雷达可分别获得更好的视野范围和检测范围，同时，所述摄像组和惯性测量单元共同安装于所述支撑件，可提高所述摄像组的曝光时间和惯性测量单元测量的同步性，避免数据偏差，有利于后续算法处理以及提供算法精度。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图像进行示例性说明，这些示例性说明且不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请其中一实施例示出的传感器组合装置的结构立体图；

图2是本申请其中又一实施例示出的传感器组合装置的结构侧视图；

图3是本申请其中另一实施例示出的传感器组合装置的底板的结构立体图；

图4是图3的底板的部分结构分解图；

图5是本申请其中再一实施例提供的无人驾驶设备的结构立体图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“安装于”又一个元件，它可以直接在又一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”又一个元件，它可以是直接连接到又一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或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发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1，图1为本申请其中一实施例示出的传感器组合装置100的结构立体图，本申请实施例提供一种传感器组合装置100，传感器组合装置100包括安装架10和传感器20。所述安装架10包括底板11和支撑件12，所述支撑件12固定于所述底板11。所述传感器20包括摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23，所述摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23分别安装于所述支撑件12远离所述底板11的一端。

其中，所述底板11用于安装于移动载体，以使得所述传感器组合装置100整体固定于所述移动载体；所述支撑件12用于支撑所述摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23。

其中，所述移动载体可以是无人驾驶设备，移动机器人等，所述传感器组合装置100用于辅助实现所述移动载体的无人驾驶功能。

本申请实施例示出的传感器组合装置100，通过将所述传感器20安装于所述安装架10上，使得所述传感器20的各部分整合为一结构模块，从而使得所述传感器组合装置100可整体地安装于所述移动载体。相较于在所述移动载体上分别安装多个单一的传感器20，本申请实施例示出的传感器组合装置100保证了所述传感器20安装位置的一致性，在安装过程中其整体外参数改变小、易于标定，且节省了安装用时和安装步骤。此外，所述摄像组21、惯性测量单元22、第一激光雷达23分别安装于所述支撑件12远离所述底板11的一端，可使得所述摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23高出所述移动载体一段距离，从而使得所述摄像组21和第一激光雷达23可分别获得更好的视野范围和检测范围，同时，所述摄像组21和惯性测量单元22共同安装于所述支撑件12，可提高所述摄像组21的曝光时间和惯性测量单元22测量的同步性，避免数据偏差，有利于后续算法处理以及提供算法精度。

对于上述的安装架10，如图1所示，在本申请的其中一实施例中，所述安装架10的底板11大致呈长板状，所述底板11的一面与所述移动载体固定连接，所述底板11的又一面承载所述支撑件12和传感器20。

在具体实施过程中，所述底板11可通过焊接、螺钉固定或卡扣卡接等方式固定于所述移动载体。

所述安装架10的支撑件12大致呈四棱台体，所述支撑件12的一端固定于所述底板11背离所述移动载体的一面，所述支撑件12的另一端垂直朝向远离所述底板11的方向延伸。所述摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23分别安装于所述支撑件12远离所述底板11的一端。

在具体实施过程中，所述支撑件12可通过焊接、螺钉固定或卡扣卡接等方式固定于所述底板11。

可以理解的是，安装架10的形状结构可以根据实际需要设置。如图2所示，图2为本申请其中又一实施例示出的传感器组合装置100的结构示意图，所述支撑件12大致呈弓形状，所述支撑件12的两端分别固定于所述底板11的两端，所述支撑件12的中部远离所述设置，使得所述支撑件12弯折形成一弓形。所述摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23分别安装于所述支撑件12远离底板11的一端，也即，所述摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23分别安装于所述支撑件12的中部。

对于上述的传感器20，所述传感器20用于对环境的进行实时检测，所述传感器20整体安装于所述安装架10。其中，所述传感器20的摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23沿远离所述底板11的方向，依次设置于所述支撑件12的远离所述底板11的一端。

所述摄像组21包括至少一个摄像头211，所述至少一个摄像头211安装于所述支撑件12的远离所述底板11的一端，以使得所述至少一个摄像头211高出所述移动载体一段距离，从而使得所述至少一个摄像头211可获得更好的视野范围，所述摄像头211用于获取图像和/或视频，以识别红绿灯、路面交通线、各种交通标识和障碍物等，所述摄像头211可获取一个视场角范围内的图像和/或视频。

在本申请的其中一实施例中，如图1所示，所述摄像头211的数量为六个，六个所述摄像头211以所述支撑件12的中轴线为中心，呈圆周分布于所述支撑件12的又一端，以实现所述摄像组21在360°范围内摄取图像和/或视频。

可以理解的是，所述摄像头211的数量可以根据实际需要选择，只需至少为一个即可，例如，所述摄像头211的数量为一个，一个所述摄像头211可通过下述的驱动装置30驱动而转动，以使得所述摄像组21可在预设角度范围内转动，从而获取摄取图像和/或视频，其中，所述预设角度可以根据实际需要设置，例如，360°。

在本申请的其中又一实施例中，如图2所示，所述摄像组21包括至少两个焦距不同的摄像头211，以实现所述摄像组21对远处、近处的图像和/或视频摄取，可使得所述传感器组合装置100对不同距离的环境进行检测。

所述惯性测量单元22安装于所述摄像组21远离所述支撑件12远离所述底板11的一端，所述惯性测量单元22用于检测移动载体的相对位置、航向和速度，以及对所述移动载体进行动态检测。具体地，所述惯性测量单元22包括加速度计和陀螺，所述加速度计用于检测所述移动载体的加速度信号，所述陀螺用于检测所述移动载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量所述移动载体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出所述移动载体的姿态。

所述第一激光雷达23安装于所述惯性测量单元22远离所述摄像组21的一端，以使得所述第一激光雷达23高出所述移动载体一段距离，从而使得所述第一激光雷达23可获得更好的检测范围，所述第一激光雷达23用于定位和检测环境。

如图2所示，在本申请实施例中，传感器组合装置100还包括驱动装置30，所述驱动装置30与所述第一激光雷达23和/或摄像头211连接，所述驱动装置30用于驱动所述第一激光雷达23和/或摄像头211转动，以使得所述第一激光雷达23和/或摄像头211可在预设角度范围内转动。

具体地，所述驱动装置30可以是电机，可以理解的是，所述电机的数量可以是一个或两个，当所述电机的数量为一个时，一个所述电机与所述第一激光雷达23连接，并用于驱动所述第一激光雷达23转动，或者，一个所述电机与所述摄像头211连接，并用于驱动所述摄像头211转动，或者，一个所述电机与所述第一激光雷达23和摄像头211连接，并用于驱动所述第一激光雷达23和摄像头211共同转动，或者，两个所述电机分别连接所述第一激光雷达23和摄像头211，两个所述电机分别用于驱动所述第一激光雷达23和摄像头211转动。

如图1所示，在本申请的其中一实施例中，所述支撑件12设置有收容腔，所述驱动装置30收容于所述收容腔，以避免所述驱动装置30暴露于环境中，防止所述驱动装置30受到灰尘等杂质污染，而影响所述驱动装置30工作。

如图2所示，在本申请的其中又一实施例中，所述驱动装置30位于所述支撑件12和底板11之间，所述驱动装置30的一端抵接于所述底板11，所述驱动装置30的另一端抵接于所述支撑件12的中部，以支撑所述支撑件12，使得所述支撑件12的结构更加稳固，更有利于固定所述摄像组21、惯性测量单元22和第一激光雷达23。

在本申请实施例中，所述传感器组合装置100还包括天线组24，所述天线组24包括GNSS天线241和4G天线242，所述GNSS天线241和4G天线242分别安装于所述底板11，所述GNSS天线241用于实现导航、定位功能，所述4G天线242用于接收和发送4G信号。

具体地，所述GNSS天线241和4G天线242的数量可分别根据实际需要选择，例如，两个所述GNSS天线241分别安装于所述底板11的两端，一个所述4G天线242安装于所述底板11靠近所述底板11中部的位置。

请参阅图3和图4，图3为本申请其中另一实施例示出的传感器组合装置100的底板11的结构立体图，图4为图3的底板11的部分结构分解图，在本申请其中另一实施例中，所述底板11包括安装板111和两个固定板112，所述两个固定板112分转动连接于所述安装板111，两个所述固定板112可分别相对安装板111转动，两个所述固定板112分别用于安装于所述移动载体，所述安装板111用于安装所述支撑件12。通过以上设置，可使得所述底板11适配于不同的所述移动载体，且有利于将所述底板11稳固地安装于所述移动载体。

具体地，当所述底板11安装于所述移动载体的安装部位时，可通过分别转动两个所述固定板112，以调节所述底板11形状，从而使得所述底板11适配所述安装部位，例如，当所述安装部位大致为梯形状，分别转动两个所述固定板112，使得所述底板11呈梯形状，以适配所述安装部位，其中，两个所述固定板112分别位于梯形状的所述安装部位的两个斜面，所述安装板111位于梯形状的所述安装部位的水平面，从而使得所述底板11卡接并固定于所述安装部位。

进一步地，所述底板11还包括连接板113，所述安装板111和每一所述固定板112之间设置有至少一个所述连接板113，所述至少一个所述连接板113分别与所述安装板111和对应的一个所述固定板112转动连接，其中，当所述至少一个所述连接板113的数量为两个以上时，相邻两个所述连接板113转动连接，所述至少一个所述连接板113的一端转动连接所述安装板111，所述至少一个所述连接板113的另一端转动连接对应的额一个所述固定板112。通过以上设置，增加了所述安装板111和固定板112之间的转动关节，使得所述底板11自身具有更高的转动自由度，可提高所述底板11对于不同的所述移动载体的适配性，且更有利于将所述底板11稳固地安装于所述移动载体。

具体地，所述安装板111的两端分别设置有第一连接部114，所述连接板113的两端分别设置有所述第一连接部114和第二连接部115，所述固定板112的一端设置有所述第二连接部115，所述第一连接部114与所述第二连接部115连接，以实现所述连接板113与所述安装板111、所述固定板112或相邻的所述连接板113的转动连接。其中，当所述连接板113省略时，所述固定板112的第二连接部115直接与所述安装板111的第一连接部114连接。下文对位于所述连接板113上的第一连接部114和第二连接部115的结构进行说明，可以理解的是，位于所述安装板111上的第一连接部114和位于所述固定板112上的第二连接部115与，位于所述连接板113上的第一连接部114和第二连接部115的结构相同。

更为具体地，所述第一连接部114包括连接孔1141和凹槽1142，所述连接孔1141沿所述连接板113的宽度方向贯穿所述连接板113，所述凹槽1142自所述连接板113的一边沿所述连接板113的长度方向朝向所述连接板113的另一边延伸，并位于所述连接孔1141的中部。所述第二连接部115包括凸起1151、活动轴1152和弹性件，所述凸起1151位于所述连接板113远离所述凹槽1142的一端，两个所述活动轴1152分别活动连接于所述凸起1151，两个所述活动轴1152可相对所述凸起1151朝向或远离彼此运动，也即收缩于所述凸起1151或伸出所述凸起1151，所述弹性件弹性连接所述活动轴1152，所述弹性件用于提供弹性力，以使得两个所述活动轴1152具有远离彼此运动的势能，其中，所述活动轴1152用于插入所述连接孔1141，以实现所述第一连接部114和第二连接部115的连接。

在本实施例中，所述弹性件为压缩弹簧。当然，在一些其他实施例中，所述弹性件也可以是其他用于提供弹性力的元件，例如，片簧等。

在具体实施过程中，可通过挤压两个所述活动轴1152朝向彼此运动，使得所述活动轴1152收缩于所述凸起1151，同时，所述压缩弹簧被压缩；然后将所述凸起1151插入所述凹槽1142内，使得两个所述活动轴1152远离彼此的两端分别抵接于所述凹槽1142的侧壁；再使得所述活动轴1152对准所述连接孔1141，两个所述活动轴1152在所述压缩弹簧的弹性力作用下，使得两个所述活动轴1152远离彼此运动并分别插入位于所述凹槽1142两侧的所述连接孔1141，从而实现所述连接板113与所述安装板111、所述固定板112或相邻的所述连接板113的转动连接。

请参阅图5，图5为本申请其中再一实施例提供的无人驾驶设备200的结构立体图，本申请实施例还提供一种无人驾驶设备200，所述无人驾驶设备200包括移动载体210，以及如上所述的传感器组合装置100，所述传感器组合装置100安装于所述移动载体210的顶部。

所述无人驾驶设备200还包括第二激光雷达220和两个第三激光雷达230，所述第二激光雷达220安装于所述移动载体210的前部，两个所述第三激光雷达230分别安装于所述移动载体210的两侧。所述第一激光雷达23用于定位和远处的感知，所述第二激光雷达220用于低矮障碍物检测，两个所述第三激光雷达230分别用于移动载体210的左侧、右侧盲区补充以及路沿检测。此外，所述第一激光雷达23、第二激光雷达220和第三激光雷达230的检测有效范围相互重叠，可有效避免单点失效情况。

其中，所述第一激光雷达23、第二激光雷达220和第三激光雷达230可以是，16线激光雷达，或64线激光雷达等。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种传感器组合装置，其特征在于，包括：

安装架，包括底板和支撑件，所述支撑件固定于所述底板；

传感器，包括摄像组、惯性测量单元和第一激光雷达，所述摄像组、惯性测量单元、第一激光雷达分别安装于所述支撑件远离所述底板的一端。

2.根据权利要求1所述的传感器组合装置，其特征在于，所述摄像组包括至少一个摄像头。

3.根据权利要求2所述的传感器组合装置，其特征在于，所述摄像组包括至少两个焦距不相同的摄像头。

4.根据权利要求1或2任一项所述的传感器组合装置，其特征在于，还包括：

驱动装置，与所述第一激光雷达和/或所述摄像头连接，所述驱动装置用于驱动所述第一激光雷达和/或所述摄像头转动。

5.根据权利要求4所述的传感器组合装置，其特征在于，所述支撑件设置有收容腔，所述驱动装置收容于所述收容腔。

6.根据权利要求5所述的传感器组合装置，其特征在于，还包括：

天线组，包括GNSS天线和4G天线，所述GNSS天线和4G天线分别安装于所述底板。

7.根据权利要求1所述的传感器组合装置，其特征在于，所述底板包括安装板和两个固定板，所述两个固定板分转动连接于所述安装板。

8.根据权利要求7所述的传感器组合装置，其特征在于，所述底板还包括连接板，所述安装板和每一所述固定板之间设置有至少一个所述连接板，所述至少一个所述连接板分别与所述安装板和对应的一个所述固定板转动连接，其中，当所述至少一个所述连接板的数量为两个以上时，相邻两个所述连接板转动连接，所述至少一个所述连接板的一端转动连接所述安装板，所述至少一个所述连接板的另一端转动连接对应的额一个所述固定板。

9.一种无人驾驶设备，其特征在于，包括：

车体；以及

如权利要求1-8任一项所述的传感器组合装置，所述传感器组合装置安装于所述车体的顶部。

10.根据权利要求9所述的无人驾驶设备，其特征在于，还包括：

第二激光雷达，安装于所述车体的前部；

两个第三激光雷达，分别安装于所述车体的两侧。

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