CN216122615U - 车载视觉采集装置和无人车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车载视觉采集装置和无人车，该装置包括：主体部，包括基座、安装在基座上的视觉采集件和镜片，镜片位于视觉采集件的前方且可转动地安装在基座上；遮挡部，包括与基座相连接的遮挡盖，遮挡盖上形成有与视觉采集件位置相对应的透光孔，遮挡部还包括固定在遮挡盖上的刮擦件，刮擦件位于遮挡盖和镜片之间的空腔中，并能够在镜片转动时清洁镜片的靠近遮挡部的表面。刮擦件配合镜片的转动，将镜片表面的脏污清理干净，实现自动清洁的效果；在自清洁过程中，刮擦件对视觉采集件的可视区域不会产生遮挡，保证视觉采集件的正常工作。刮擦件固定在遮挡盖上且位于遮挡盖和镜片之间的空腔中，不会长时间暴露在外界环境中，影响使用寿命。

Description

车载视觉采集装置和无人车

技术领域

本公开涉及车载电子器件技术领域，具体地，涉及一种车载视觉采集装置和无人车。

背景技术

无人车、具有无人驾驶辅助系统的乘用车等通常配备有多个车载视觉采集装置，例如，摄像头、激光雷达等，用于采集和监测车辆的外部环境，为车辆的行驶提供参考。以摄像头为例，在驾驶过程中，自然环境中的脏污，例如雨、雪、灰尘、树叶、虫胶等会附着在摄像头的镜片上，影响摄像头对周围环境的获取，进而影响驾驶的性能和安全性。相关技术中，常用的解决方案是往镜片上喷射玻璃水然后喷气吹干净，该方法适用于将表面浮灰或易溶于水的污渍清理干净，当遇到虫胶、大雨、大雪等就很难清理；还可以通过雨刮运动配合喷射玻璃水将镜片表面擦干净，根据不同情况控制雨刮运动的频率来达到清洁效果，但是由于运动的雨刮会影响摄像头视线，无法在车辆行驶过程中启动。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种车载视觉采集装置和使用该车载视觉采集装置的无人机，该车载视觉采集装置能够在自清洁时不影响车载视觉采集件的视线，以部分地解决相关技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种车载视觉采集装置，包括：

主体部，包括基座、安装在所述基座上的视觉采集件和镜片，所述镜片位于所述视觉采集件的前方且可转动地安装在所述基座上；以及

遮挡部，包括与所述基座相连接的遮挡盖，所述遮挡盖上形成有与所述视觉采集件位置相对应的透光孔，所述遮挡部还包括固定在所述遮挡盖上的刮擦件，所述刮擦件位于所述遮挡盖和所述镜片之间的空腔中，并能够在所述镜片转动时清洁所述镜片的靠近所述遮挡部的表面。

可选地，在所述镜片的转动方向上，至少部分所述刮擦件和所述透光孔位于同一圆周方向上且间隔布置。

可选地，所述遮挡盖上形成有用于固定所述刮擦件的安装槽，所述安装槽构造为弧形槽，所述弧形槽的一端靠近所述透光孔，另一端延伸至所述遮挡盖的内周壁上，且所述弧形槽的开口朝向所述透光孔布置。

可选地，所述遮挡部还包括设置在所述遮挡盖上的清洗组件，所述清洗组件用于朝向所述镜片的所述表面喷淋清洗液。

可选地，所述遮挡盖上所述刮擦件的两侧分别形成为脏污滞留区和干净区，所述清洗组件位于所述脏污滞留区且设置在所述刮擦件和所述透光孔之间。

可选地，所述遮挡盖上还形成有与所述脏污滞留区相连通的排污口。

可选地，所述清洗组件包括连接于所述遮挡盖上的清洗液供应管、开设于所述遮挡盖上的流道、以及与所述流道相连通且朝向所述镜片设置的喷嘴，至少与所述喷嘴相连通的流道位于所述刮擦件和所述透光孔之间。

可选地，所述车载视觉采集装置还包括安装在所述基座上，用于加热所述镜片的加热元件。

可选地，沿所述镜片的转动方向，依次设置所述清洗组件、所述刮擦件、所述加热元件、以及所述透光孔。

可选地，所述车载视觉采集装置还包括用于检测所述镜片上是否存在异物的检测元件，以根据所述镜片的清洁度控制所述镜片是否转动和转动的速度。

可选地，所述检测元件为安装在所述基座上的灰尘传感器，所述遮挡盖上与所述灰尘传感器相对应的位置处设置有反射片。

可选地，所述镜片包括镜片本体和用于固定所述镜片本体的外框，所述车载视觉采集装置还包括用于驱动外框转动的动力件，所述动力件安装在所述基座上，并通过连接在输出端的传动件与所述外框相连接。

可选地，所述外框包括同轴布置的前圈和后圈，所述镜片本体固定在所述前圈内，所述后圈的内周壁上形成有齿，所述传动件为连接在所述动力件的输出端并与所述齿相啮合的传动齿轮。

根据本公开的第二个方面，还提供一种无人车，该无人车包括上述的车载视觉采集装置。

通过上述技术方案，在本公开提供的车载视觉采集装置中，刮擦件配合镜片的转动，将镜片表面的脏污清理干净，实现自动清洁的效果；同时，在自清洁过程中，刮擦件对视觉采集件的可视区域不会产生遮挡，保证视觉采集件的正常工作。另外，刮擦件固定在遮挡盖上且位于遮挡盖和镜片之间的空腔中，不会长时间暴露在外界环境中，影响其使用寿命。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施方式提供的车载视觉采集装置的结构示意图；

图2是本公开一示例性实施方式提供的车载视觉采集装置的爆炸图；

图3和图4是本公开一示例性实施方式提供的车载视觉采集装置中主体部的结构示意图；

图5至图7是本公开一示例性实施方式提供的车载视觉采集装置中遮挡部的结构示意图；

图8是本公开一示例性实施方式提供的车载视觉采集装置的工作原理图；

图9是本公开一示例性实施方式提供的车载视觉采集装置中检测元件的工作原理图。

附图标记说明

1-主体部，11-基座，111-托板，112-固定板，12-视觉采集件，13-镜片，131-镜片本体，132-外框，14-加热元件，15-检测元件，151-LED发射器，152-接收器，16-动力件，17-传动件，18-外壳，19，线束管，2-遮挡部，21-遮挡盖，2001-脏污滞留区，2002-干净区，210-透光孔，211-安装槽，212-排污口，22-刮擦件，231-清洗液供应管，232-流道，233-喷嘴，24-反射片，25-外端盖，250-通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前”是指车载视觉采集件的镜头朝向的一侧，“后”为与“前”相反的一侧，具体可参考图2中箭头所示的方向，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外，具体地，针对镜片而言，“前”对应的一侧为“外”，“后”对应的一侧为“内”。另外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1至图7所示，本公开提供一种车载视觉采集装置，该车载视觉采集装置包括主体部1和遮挡部2，其中，主体部1包括基座11、安装在基座11上的视觉采集件12和镜片13，镜片13位于视觉采集件12的前方且可转动地安装在基座11上；遮挡部2包括与基座11相连接的遮挡盖21，遮挡盖21上形成有与视觉采集件12位置相对应的透光孔210，遮挡部2还包括固定在遮挡盖21上的刮擦件22，刮擦件22位于遮挡盖21和镜片13之间的空腔中，并能够在镜片13转动时清洁镜片13的靠近遮挡部2的表面。

这里，需要说明的是，刮擦件22可以为硅胶条，既不会影响镜片13的转动，同时还能够将镜片13外表面刮干净。视觉采集件12可以为摄像头、激光雷达等光学器件，可以应用于无人车、或具有无人辅助驾驶系统的乘用车中，能够在驾驶过程中自动进行镜片13的清洁过程。基座11包括用于安装镜片13的基座本体和用于承载视觉采集件12、以及将在下文中介绍的动力件16的托板111，镜片13可相对于基座本体可转动，基座11上还套设有外壳18，视觉采集件12、动力件16、以及将在下文介绍的检测元件15、加热元件14等均位于外壳18的内腔中，可起到保护作用，同时外壳18上连接有供上述部件的线束穿过的线束管19，保证该车载视觉采集装置的整体性。镜片13上与透光孔210相对应的区域即为视觉采集件12的可视区域，透光孔210可以形成为圆孔、方孔等，可根据视觉采集件12的镜头进行设计，以保证能够充分获取外界的环境信息。

通过上述技术方案，在本公开提供的车载视觉采集装置中，刮擦件22配合镜片13的转动，将镜片13表面的脏污清理干净，实现自动清洁的效果；同时，在自清洁过程中，刮擦件22对视觉采集件12的可视区域不会产生遮挡，保证视觉采集件12的正常工作。另外，刮擦件22固定在遮挡盖21上且位于遮挡盖21和镜片13之间的空腔中，不会长时间暴露在外界环境中，影响其使用寿命。

关于刮擦件22和透光孔210的相对位置，在本公开中，如图8所示，以刮擦件22所在的位置为起点，沿镜片13的转动方向(图中箭头所示的方向)，透光孔210位于刮擦件22的下游，这样，可保证进入透光孔210的区域为镜片13已经刮擦干净的区域。在本公开的示例性实施方式中，至少部分刮擦件22和透光孔210位于同一圆周方向上且间隔布置，这样，可保证刮擦件22的刮擦区域能够正好进入透光孔210所对应的可视区域，保证清洁效果。

刮擦件22可以构造为任意适当的形状，并采用合适的方式固定在遮挡盖21上。如图6和图7所示，遮挡盖21上形成有用于固定刮擦件22的安装槽211，安装槽211可以构造为弧形槽，弧形槽的一端靠近透光孔210，另一端延伸至遮挡盖21的内周壁上，且弧形槽的开口朝向透光孔210布置。这样，刮擦件22不用设计的过长，便可保证能够完全刮干净透光孔210所对应的区域，刮擦件22的端部延伸至遮挡盖21的内周壁，可避免脏污由刮擦件22端部与遮挡盖21之间的开口重新进入已经刮干净的区域，这样可能需要再重新刮一遍，影响清洁效率。在其他实施方式中，刮擦件22还可以粘贴固定在遮挡盖21的内壁上，还可以构造为沿遮挡盖21的径向延伸的长条状结构，均属于本公开的保护范围。另外，刮擦件22包括用于与镜片13的表面相接触的刮擦主体和用于搭接在安装槽211上固定刮擦件22的翻折结构。

进一步地，针对镜片13上的脏污，例如灰尘、虫胶、树胶等，需要喷淋清洗液，并配合刮擦件22将其清理干净，在本公开中，遮挡部2还包括设置在遮挡盖21上的清洗组件，清洗组件用于朝向镜片13的表面喷淋清洗液。清洗液，例如玻璃水，在本公开中，可以单独设置储存有玻璃水的水箱，在将该车载视觉采集装置应用至无人车时，可以利用车辆现有的玻璃水水箱，通过设置在管路上的电磁阀来控制玻璃水的供应。另外，喷淋的清洗液可位于遮挡盖21和镜片13之间的空腔中，不会直接流走，可在镜片13转几圈之后再排出，实现清洗液的充分利用。

在本公开中，如图6和图8所示，遮挡盖21上刮擦件22的两侧分别形成为脏污滞留区2001和干净区2002，清洗组件位于脏污滞留区2001且设置在刮擦件22和透光孔210之间，这样，脏污和带有脏污的清洗液均位于脏污滞留区2001，不会进入干净区2002，保证整体的清洁效果。

如图7所示，遮挡盖21上还形成有与脏污滞留区2001相连通的排污口212，可及时将带有脏污的清洗液排出，使脏污不会重新粘附在已经擦干净的镜片13上。

具体地，在本公开中，如图7所示，清洗组件包括连接于遮挡盖21上的清洗液供应管231、开设于遮挡盖21上的流道232、以及与流道232相连通且朝向镜片13设置的喷嘴233，至少与喷嘴233相连通的流道位于刮擦件22和透光孔210之间。在本公开中，为了方便安装刮擦件22，遮挡盖21包括遮挡盖本体和用于封闭遮挡盖21外侧的外端盖25，外端盖25上形成有与透光孔210位置相对应的通孔250，外端盖25通过多个紧固件与遮挡盖本体相连接，多条流道232直接开设在遮挡盖本体的远离外端盖25的端面上。喷嘴233可以为多个与流道232相连通的喷嘴口。在其他实施方式中，清洁组件还可以为设置在遮挡盖本体的内周壁上朝中心喷射的多个喷嘴，使遮挡盖21和镜片13之间的空腔中存在清洗液，在镜片13转动时刮擦件22将清洗液刮至脏污处进行润湿，并清理干净。

进一步地，如图3、图4和图8所示，本公开提供的车载视觉采集装置还包括安装在基座11上，用于加热镜片13的加热元件14。加热元件14可以为PTC加热器，基座本体具有用于安装加热元件14的固定板112，固定板112上分别形成有视觉采集件12、加热元件14、动力件16、以及检测元件15等穿过的安装孔，这样，在雾天或者喷淋清洗液刮擦干净后，通过加热的方式将镜片13表面的水滴烘干，保证镜片13的清晰度。

如图8所示，沿镜片13的转动方向，依次设置清洗组件、刮擦件22、加热元件14、以及透光孔210。这样，先喷清洗液、再刮、接着再进行加热烘干，这样，当镜片13转动至透光孔210的位置处时，表面的脏污已去除，且表面的水分也已经烘干，能够保证透光孔210处的清晰度，更好地获取外围环境的情况。

当检测到镜片13上存在脏污时，可控制镜片13转动，当清洁完毕，检测到镜片13干净时，可控制镜片13停止转动，避免能源的浪费，另外，还可以通过检测镜片13上雨量的大小，控制镜片13转动的速度，如图3、图4和图8所示，本公开提供的车载视觉采集装置还包括用于检测镜片13上是否存在异物的检测元件15，以根据镜片13的清洁度控制镜片13是否转动和转动的速度。

具体地，检测元件15可以为安装在基座11上的灰尘传感器，如图9所示，灰尘传感器包括LED发射器151和接收器152，LED发射器151能够发射处一道激光，遮挡盖21上与灰尘传感器相对应的位置处设置有反射片24，激光遇到反射片24后反射至接收器152，通过检测接收器152反射回来的光强判断镜片13表面上脏污的情况，进而控制镜片13何时开始转动，何时停止转动。

实现镜片13相对于基座11可转动的方式有多种。在本公开的一示例性实施方式中，如图4所示，镜片13包括镜片本体131和用于固定镜片本体131的外框132，本公开提供的车载视觉采集装置还包括用于驱动外框132转动的动力件16，动力件16安装在基座11上，并通过连接在输出端的传动件17与外框132相连接。动力件16可以为转速可调的编码器电机，通过传动件17将动力传递至外框132，用于驱动外框132带动镜片13相对于基座11转动，通过控制动力件16的转速调整镜片13的转速。

具体地，如图4所示，外框132包括同轴布置的前圈和后圈，镜片本体131可以采用粘贴的方式固定在前圈内，后圈的内周壁上形成有齿，传动件17可以为连接在动力件16的输出端并与齿相啮合的传动齿轮。传动齿轮可以位于固定板112的外侧与外框132上的齿相啮合，动力件16的输出端穿过固定板112上的安装孔连接传动齿轮。

综上，本公开提供的车载视觉采集装置至少具有以下工作场景：

雨天模式(镜片转动)，下雨时由于镜片13表面湿润，无需喷射清洗液，仅控制镜片13转动，使刮擦件22将镜片13表面的雨水刮干净，可根据雨量大小控制动力件16的转速，快速去除镜片13表面的水珠；

雾天模式(镜片转动+加热)，打开加热元件14，并配合镜片13的转动，将加热的区域转动至透光孔210所在的位置处，保证视觉采集件12的可视区域不存在雾气；以及

脏污清洁模式(喷水+镜片转动+加热)，喷嘴233朝镜片13的表面喷射清洗液，镜片13转动，刮擦件22将镜片13表面的脏污和清洗液刮干净，加热元件14加热已经刮干净的区域，并转动至透光孔210所在位置。

在上述不同工作场景中，通过检测元件15检测镜片13表面上是否存在脏污，及时启动动力件16驱动镜片13转动，并在清洁完毕后，使镜片13停止转动，整个清洁过程中不会影响视觉采集件12的视线和对周围环境信息的获取。另外，可选择根据检测元件15获取的镜片13上的脏污信息自动进行清洁，也可以人为主动控制进行清洁，以保证镜片13表面时刻处于清洁状态。

根据本公开的第二个方面，还提供一种无人车，该无人车包括上文介绍的车载视觉采集装置。该无人车具有上述车载视觉采集装置所有的有益效果，此处不做过多赘述。通过设置上述车载视觉采集装置，可保证视觉采集件12实时获取无人车周围的环境信息，且不会影响无人车的自动驾驶过程，另外，用于储存玻璃水的水箱、水泵、以及用于检测镜片13表面雨量大小的传感器均可以利用车辆上现有的结构，无需单独设计，具有良好的清洁效果。另外，视觉采集件12可以为摄像头、激光雷达等不同类型的光学器件，将其自清洁与车辆系统相结合，在车辆行驶过程中自动清洁，确保驾驶稳定运行。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (14)

1.一种车载视觉采集装置，其特征在于，包括：

主体部(1)，包括基座(11)、安装在所述基座(11)上的视觉采集件(12)和镜片(13)，所述镜片(13)位于所述视觉采集件(12)的前方且可转动地安装在所述基座(11)上；以及

遮挡部(2)，包括与所述基座(11)相连接的遮挡盖(21)，所述遮挡盖(21)上形成有与所述视觉采集件(12)位置相对应的透光孔(210)，所述遮挡部(2)还包括固定在所述遮挡盖(21)上的刮擦件(22)，所述刮擦件(22)位于所述遮挡盖(21)和所述镜片(13)之间的空腔中，并能够在所述镜片(13)转动时清洁所述镜片(13)的靠近所述遮挡部(2)的表面。

2.根据权利要求1所述的车载视觉采集装置，其特征在于，在所述镜片(13)的转动方向上，至少部分所述刮擦件(22)和所述透光孔(210)位于同一圆周方向上且间隔布置。

3.根据权利要求2所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述遮挡盖(21)上形成有用于固定所述刮擦件(22)的安装槽(211)，所述安装槽(211)构造为弧形槽，所述弧形槽的一端靠近所述透光孔(210)，另一端延伸至所述遮挡盖(21)的内周壁上，且所述弧形槽的开口朝向所述透光孔(210)布置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述遮挡部(2)还包括设置在所述遮挡盖(21)上的清洗组件，所述清洗组件用于朝向所述镜片(13)的所述表面喷淋清洗液。

5.根据权利要求4所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述遮挡盖(21)上所述刮擦件(22)的两侧分别形成为脏污滞留区(2001)和干净区(2002)，所述清洗组件位于所述脏污滞留区(2001)且设置在所述刮擦件(22)和所述透光孔(210)之间。

6.根据权利要求5所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述遮挡盖(21)上还形成有与所述脏污滞留区(2001)相连通的排污口(212)。

7.根据权利要求5所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述清洗组件包括连接于所述遮挡盖(21)上的清洗液供应管(231)、开设于所述遮挡盖(21)上的流道(232)、以及与所述流道(232)相连通且朝向所述镜片(13)设置的喷嘴(233)，至少与所述喷嘴(233)相连通的流道位于所述刮擦件(22)和所述透光孔(210)之间。

8.根据权利要求4所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述车载视觉采集装置还包括安装在所述基座(11)上，用于加热所述镜片(13)的加热元件(14)。

9.根据权利要求8所述的车载视觉采集装置，其特征在于，沿所述镜片(13)的转动方向，依次设置所述清洗组件、所述刮擦件(22)、所述加热元件(14)、以及所述透光孔(210)。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述车载视觉采集装置还包括用于检测所述镜片(13)上是否存在异物的检测元件(15)，以根据所述镜片(13)的清洁度控制所述镜片(13)是否转动和转动的速度。

11.根据权利要求10所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述检测元件(15)为安装在所述基座(11)上的灰尘传感器，所述遮挡盖(21)上与所述灰尘传感器相对应的位置处设置有反射片(24)。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述镜片(13)包括镜片本体(131)和用于固定所述镜片本体(131)的外框(132)，所述车载视觉采集装置还包括用于驱动外框(132)转动的动力件(16)，所述动力件(16)安装在所述基座(11)上，并通过连接在输出端的传动件(17)与所述外框(132)相连接。

13.根据权利要求12所述的车载视觉采集装置，其特征在于，所述外框(132)包括同轴布置的前圈和后圈，所述镜片本体(131)固定在所述前圈内，所述后圈的内周壁上形成有齿，所述传动件(17)为连接在所述动力件(16)的输出端并与所述齿相啮合的传动齿轮。

14.一种无人车，其特征在于，包括根据权要求1-13中任一项所述的车载视觉采集装置。

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