CN216956772U - 一种自动驾驶环境监测装置及自动驾驶汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动驾驶技术领域，具体公开了一种自动驾驶环境监测装置及自动驾驶汽车，该自动驾驶环境监测装置中激光雷达用于扫描第二区域的街景以及交通参与者的形貌；前视摄像头识别前方车道标识、交通信号灯等；侧后视摄像头组件用于探测第三区域的交通参与者及街景；超声波雷达组件用于探测第五区域和第六区域交通参与者的速度及位置；环视摄像头组件探测第一区域；第一区域至第六区域覆盖车体四周环境。该装置兼顾了实现高级别自动驾驶功能和传感器模块的成本控制，这一设计在满足高级别自动驾驶性能要求的同时，使用了最少的雷达及摄像头，较少的传感器数量解决了由于价格昂贵无法进行商业推广的问题。

Description

一种自动驾驶环境监测装置及自动驾驶汽车

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶环境监测装置及自动驾驶汽车。

背景技术

随着自动驾驶技术的快速发展，各大汽车制造厂商均对高级别自动驾驶的传感器布置方案进行了大量研究，如国内汽车制造厂商一般采用10-12个摄像头，5-6个毫米波雷达，12个超声波雷达，1-3个激光雷达以实现高级别自动驾驶；这些高级别自动驾驶系统的传感器布置方案虽然监测盲区变小了，且可以实现高级别自动驾驶的要求，但是在传感器单价无法降低的情况下，其价格过于昂贵，因此无法进行大规模的商业推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种自动驾驶环境监测装置及自动驾驶汽车，以解决相关技术中为了实现高级别自动驾驶功能需要设置较多的传感器，使得在传感器单价无法降低的情况下，其价格过于昂贵，无法进行大规模的商业推广的问题。

一方面，本实用新型提供一种自动驾驶环境监测装置，安装于车体，所述车体四周环境划分为环绕所述车体的第一区域、以两个后视镜为分界线的第二区域和第三区域、位于所述车体四个角处的第四区域、所述车体前方的第五区域和所述车体后方的第六区域，该自动驾驶环境监测装置包括：

环视摄像头组件，用于探测所述第一区域，所述第一区域(a)是环绕所述车体的区域；

激光雷达，用于探测所述第二区域；

前视摄像头，用于探测所述第二区域；

侧后视摄像头组件，用于探测所述第三区域，所述第二区域(b)和第三区域(c)以两个后视镜(200)为分界线；

角雷达组件，用于探测所述第四区域，所述第四区域(d)是位于所述车体 (100)四个角处的区域；

超声波雷达组件，用于探测所述第五区域和所述第六区域，所述第五区域 (e)是位于所述车体(100)前方的区域，所述第六区域(f)是位于所述车体 (100)后方的区域。

作为自动驾驶环境监测装置的优选技术方案，所述激光雷达设置在车顶沿所述车体前后方向的中轴线且与两个所述后视镜的连接线间隔设置。

作为自动驾驶环境监测装置的优选技术方案，所述前视摄像头设置在前挡风玻璃沿所述车体前后方向的中轴线且靠近所述激光雷达的位置。

作为自动驾驶环境监测装置的优选技术方案，所述环视摄像头组件包括四个广角摄像头，四个所述广角摄像头分别设置于所述车体的四个侧面。

作为自动驾驶环境监测装置的优选技术方案，所述侧后视摄像头组件包括两个长焦摄像头，两个所述长焦摄像头分别位于所述车体两侧。

作为自动驾驶环境监测装置的优选技术方案，两个所述长焦摄像头分别集成于两个所述后视镜。

作为自动驾驶环境监测装置的优选技术方案，所述角雷达组件包括四个毫米波雷达，四个毫米波雷达分别设置于所述车体四个角处。

作为自动驾驶环境监测装置的优选技术方案，所述超声波雷达组件包括两个前超声波雷达，两个所述前超声波雷达设置于所述车体的前侧面。

作为自动驾驶环境监测装置的优选技术方案，所述超声波雷达组件还包括两个后超声波雷达，两个所述后超声波雷达设置于所述车体的后侧面。

另一方面，本实用新型提供一种自动驾驶汽车，包括上述任一方案中的自动驾驶环境监测装置。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种自动驾驶环境监测装置，该自动驾驶环境监测装置包括：环视摄像头组件、激光雷达、前视摄像头、侧后视摄像头组件、角雷达组件和超声波雷达组件，其中，激光雷达用于扫描第二区域的街景以及交通参与者的形貌，并建立3D模型；前视摄像头和激光雷达配合进一步提高所建立3D 模型的精准度，同时，前视摄像头还可以识别前方车道标识、交通信号灯等；侧后视摄像头组件用于探测第三区域的交通参与者及街景；超声波雷达组件用于探测第五区域和第六区域交通参与者的速度及与车体之间的距离以及障碍物距车体之间的距离；环视摄像头组件探测第一区域，用于弥补激光雷达、前视摄像头、侧后视摄像头组件和超声波雷达组件探测过程中存在的盲区。该自动驾驶环境监测装置可对车体四周实现全方位探测，因此，该装置兼顾了实现高级别自动驾驶的功能和传感器模块的成本控制，这一设计在满足高级别自动驾驶性能要求的同时使用了最少的雷达及摄像头，较少的传感器数量解决了由于价格昂贵无法进行商业推广的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中环视摄像头组件探测范围示意图；

图2为本实用新型实施例中前视摄像头和侧后视摄像头组件探测范围示意图；

图3为本实用新型实施例中角雷达组件探测范围示意图；

图4为本实用新型实施例中超声波雷达组件探测范围示意图；

图5为本实用新型实施例中自动驾驶环境监测装置的传感器布置示意图。

图中：

a、第一区域；b、第二区域；c、第三区域；d、第四区域；e、第五区域；f、第六区域；

100、车体；200、后视镜；

1、广角摄像头；2、激光雷达；3、前视摄像头；4、长焦摄像头；5、毫米波雷达；61、前超声波雷达；62、后超声波雷达。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

现有的汽车制造厂商均有自己的自动驾驶传感器布置方案，如国内新势力汽车制造厂商一般采用10-12个摄像头，5-6个毫米波雷达，12个超声波雷达， 1-3个激光雷达；传统主机厂最近几年一般用1个摄像头，5个毫米波雷达，12个超声波雷达实现L2+的自动驾驶；市面上量产比较多的自动驾驶传感器布置方案是以一个雷达，或者1个雷达加1个摄像头实现的L1或者L2自动驾驶。因此，造成当前价格便宜的自动驾驶传感器布置方案无法实现高级别自动驾驶，可以实现高级别自动驾驶的自动驾驶传感器布置方案价格太贵的问题。

如图1-4所示，本实施例提供一种自动驾驶环境监测装置，该自动驾驶环境监测装置将车体100四周环境划分为环绕车体100的第一区域a、以两个后视镜 200为分界线的第二区域b和第三区域c、位于车体100四个角处的第四区域d、车体100前方的第五区域e和车体100后方的第六区域f。

如图5所示，该自动驾驶环境监测装置包括环视摄像头组件、激光雷达2、前视摄像头3、侧后视摄像头组件、角雷达组件和超声波雷达组件，其中，激光雷达2用于扫描第二区域b的街景、交通参与者的形貌以及交通参与者的速度和距车体100的距离，并建立3D模型；前视摄像头3和激光雷达2配合进一步提高所建立3D模型的精准度，同时，前视摄像头3还可以识别前方车道标识、交通信号灯等；侧后视摄像头组件用于探测第三区域c的交通参与者及街景；角雷达组件用于探测第四区域d内交通参与者自身的形貌、速度及距车体100 的距离；超声波雷达组件用于探测第五区域e和第六区域f交通参与者的速度及与车体100之间的距离以及障碍物距车体100的距离；环视摄像头组件探测第一区域a内的交通参与者及街景，环视摄像头组件对激光雷达2、前视摄像头3、侧后视摄像头组件、角雷达组件和超声波雷达组件探测过程中存在的盲区进行探测。进而，可实现车体100四周全方位探测。因此，该自动驾驶环境监测装置可实现高级别自动驾驶，而且其使用到的雷达及摄像头的数量均少于其他汽车制造厂商，进而解决了在传感器单价无法降低的情况下，可实现高级别自动驾驶，解决了由于传感器价格过于昂贵，无法进行大规模的商业推广的问题。

对于激光雷达2的设置位置和所需的性能指标，可选地，激光雷达2设置在车顶沿车体100前后方向的中轴线且与两个后视镜200的连接线间隔设置。本实施例中，将激光雷达2设置在车顶的目的是使激光雷达2探测的范围更远。同时，激光雷达2在满足扫描第二区域b的要求下，尽可能将激光雷达2的安装位置靠近两个后视镜200的连接线。该设置可减小激光雷达2在车体100前方的扫描盲区。激光雷达2用于检测车辆周围的环境信息和障碍物信息，获取障碍物的尺寸和方位信息。具有测距精度高，方位准确，测量范围广、抗干扰能力强等优点。具体地，本实施例中，激光雷达2要求水平视角≥120°，垂直视角≥30°，天气良好的情况下有效探测距离最小为300m，恶劣天气下，有效探测距离最小为50m。

对于前视摄像头3的设置位置及其功能，可选地，前视摄像头3设置在前挡风玻璃沿车体100前后方向的中轴线且靠近激光雷达2的位置。本实施例中，由于前视摄像头3和激光雷达2相互配合使用，所以将前视摄像头3和激光雷达2均设置在沿车体100前后方向的中轴线，并使前视摄像头3靠近激光雷达2，该设置可使前视摄像头3和激光雷达2在探测时接近同一视角。前视摄像头3 的作用是探测第二区域b内车体100前方障碍物信息、道路信息、标识牌信息和交通灯信息，获取障碍物的类型和道路环境信息。另外，由于前视摄像头3 受天气影响小于激光雷达2，所以在恶劣的天气环境下，前视摄像头3仍可继续工作。

对于前视摄像头3的性能参数，本实施例中，前视摄像头3要求水平视角≥120°，垂直视角≥30°，在天气良好的条件下能识别最小距离为150m以外红绿灯的颜色。

对于侧后视摄像头组件的设置位置，可选地，侧后视摄像头组件包括两个长焦摄像头4，两个长焦摄像头4分别位于车体100两侧。本实施例中，为减小监测盲区，要求两个长焦摄像头4可以分别检测到对应侧车体100的后轮。可选地，两个长焦摄像头4分别集成于两个后视镜200。本实施例中，将两个长焦摄像头4集成在后视镜内，可使长焦摄像头4扫描第三区域c时，减小在车体 100附近的盲区。

对于长焦摄像头4的参数要求，本实施例中，要求水平视角≥120°，垂直视角≥30°，在天气良好的情况下，能识别后方运动车辆的最小距离为150m；水平视角需要覆盖车辆侧面50m内的目标。

可选地，还包括角雷达组件，角雷达组件包括四个毫米波雷达5，四个毫米波雷达5分别设置于车体100四个角处。本实施例中，四个毫米波雷达5分别探测与之对应的四个第四区域d内的障碍物以及交通参与者的速度和距车体100 的距离，防止有交通参与者横穿马路时，车体100的控制器及时作出判断。

环视摄像头组件主要的目的是探测第一区域a内的障碍物信息、道路信息、标识牌信息和交通灯信息，获取障碍物的类型和道路环境信息，且用于弥补激光雷达2、前视摄像头3、侧后视摄像头组件、角雷达组件和超声波雷达组件的探测盲区。可选地，环视摄像头组件包括四个广角摄像头1，四个广角摄像头1 分别设置于车体100的四个侧面。

对于四个广角摄像头1的参数指标，要求四个广角摄像头1水平视角≥ 195°，垂直视角≥120°。

可选地，超声波雷达组件包括前超声波雷达61，前超声波雷达61设置于车体100的前侧面。本实施例中，由于激光雷达2和摄像头都设置于车顶，所以在车体100前方靠近车体100的位置存在探测盲区，但环视摄像头组件探测距离和速度的精确度较差，所以在车体100前侧设置有前超声波雷达61。具体地，前超声波雷达61设置有2个，在其他实施例中，前超声波雷达61也可设置3 个、4个、5个等。

可选地，超声波雷达组件还包括后超声波雷达62，后超声波雷达62设置于车体100的后侧面。本实施例中，环视摄像头组件探测距离和速度的精确度较差，所以在车体100后侧设置有后超声波雷达62。具体地，后超声波雷达62设置有2个，在其他实施例中，后超声波雷达62也可设置3个、4个、5个、6个等。

本实施例还提供一种自动驾驶汽车，包括上述方案中的自动驾驶环境监测装置。具体地，激光雷达2设置在车顶沿车体100前后方向的中轴线且与两个后视镜200的连接线间隔设置。本实施例中，将激光雷达2设置在车顶的目的是使激光雷达2探测的范围更远。另外，还需注意的是，激光雷达2沿竖直方向的角度可以自动调节，该设置可以使激光雷达2的探测范围始终正对车体100 的正前方，而不会出现探测范围指向地面或天空的情况。

可选地，前视摄像头3设置在前挡风玻璃沿车体100前后方向的中轴线且靠近激光雷达2的位置。具体的，前视摄像头3位于驾驶舱内侧的前挡风玻璃上。该设置可减小外界环境对前视摄像头3的耗损。

可选地，角雷达组件包括四个毫米波雷达5，四个毫米波雷达5分别设置于车体100的四个角处，具体的，四个毫米波雷达5均集成于车体100的四个转向灯内部。

可选地，环视摄像头组件包括四个广角摄像头1，两个广角摄像头1分别位于车体的两个B柱的位置，另外两个广角摄像头1分别位于车体100的前后方向的中轴线上，具体位于前进气格栅的位置和后车牌照架下方。

可选地，侧后视摄像头组件包括两个长焦摄像头4，两个长焦摄像头分别集成于车体100两侧的后视镜200内。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶环境监测装置，安装于车体(100)，其特征在于，所述车体(100)四周环境被划分为第一区域(a)、第二区域(b)、第三区域(c)、第四区域(d)、第五区域(e)和第六区域(f)，所述自动驾驶环境监测装置包括：

环视摄像头组件，用于探测所述第一区域(a)，所述第一区域(a)是环绕所述车体的区域；

激光雷达(2)，用于探测所述第二区域(b)；

前视摄像头(3)，设置在靠近所述激光雷达(2)的位置；

侧后视摄像头组件，用于探测所述第三区域(c)，所述第二区域(b)和第三区域(c)以两个后视镜(200)为分界线；

角雷达组件，用于探测所述第四区域(d)，所述第四区域(d)是位于所述车体(100)四个角处的区域；

超声波雷达组件，用于探测所述第五区域(e)和所述第六区域(f)，所述第五区域(e)是位于所述车体(100)前方的区域，所述第六区域(f)是位于所述车体(100)后方的区域。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶环境监测装置，其特征在于，所述激光雷达(2)设置在车顶沿所述车体(100)前后方向的中轴线且与两个所述后视镜(200)的连接线间隔设置，所述激光雷达(2)沿竖直方向的角度自动调节。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶环境监测装置，其特征在于，所述前视摄像头(3)设置在前挡风玻璃沿所述车体(100)前后方向的中轴线的位置，用于探测所述第二区域(b)。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶环境监测装置，其特征在于，所述环视摄像头组件包括四个广角摄像头(1)，四个所述广角摄像头(1)分别设置于所述车体(100)的四个侧面。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶环境监测装置，其特征在于，所述侧后视摄像头组件包括两个长焦摄像头(4)，两个所述长焦摄像头(4)分别位于所述车体(100)两侧。

6.根据权利要求5所述的自动驾驶环境监测装置，其特征在于，两个所述长焦摄像头(4)分别集成于两个所述后视镜(200)。

7.根据权利要求1所述的自动驾驶环境监测装置，其特征在于，所述角雷达组件包括四个毫米波雷达(5)，四个所述毫米波雷达(5)分别设置于所述车体(100)四个角处。

8.根据权利要求1所述的自动驾驶环境监测装置，其特征在于，所述超声波雷达组件包括两个前超声波雷达(61)，两个所述前超声波雷达(61)设置于所述车体(100)的前侧面。

9.根据权利要求1-8任一项所述的自动驾驶环境监测装置，其特征在于，所述超声波雷达组件还包括两个后超声波雷达(62)，两个所述后超声波雷达(62)设置于所述车体(100)的后侧面。

10.一种自动驾驶汽车，其特征在于，所述自动驾驶汽车设置有权利要求1-9任一项所述的自动驾驶环境监测装置。

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