CN217766844U - 探测器位置补偿系统和行驶设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种探测器位置补偿系统和行驶设备，探测器位置补偿系统包括探测器、第一补偿子系统和支架，探测器安装在支架上，第一补偿子系统还包括安装在载体和支架间的臂架、驱动该臂架动作的操纵模块、检测支架的运动状态的检测模块、同时与检测模块及操纵模块电连接的处理模块，处理模块设置为将检测模块检测到的数据进行处理并向操纵模块输出执行命令，使得臂架动作进而驱动支架产生与检测模块检测到的运动状态相反方向的运动状态。本申请的探测器位置补偿系统可以有效减小安装探测器的支架的抖动，提升在运动过程探测器的探测精度，降低使用该探测器位置补偿系统的载体的事故率。

Description

探测器位置补偿系统和行驶设备

技术领域

本申请涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种探测器位置补偿系统和行驶设备。

背景技术

自动驾驶在各领域越来越受到青睐。自动驾驶通过对障碍物的距离、方位以及运动状态的识别来判断行驶设备(例如无人机，无人车)该如何行驶才能及时避开该障碍物以保证该设备运行安全。

目前，行驶设备采用的障碍物探测方式主要有视觉探测，激光雷达探测，以及毫米波雷达探测。其中，毫米波雷达探测因具有全天候的工作状态越来越受青睐。毫米波雷达是运用虚拟天线阵列技术实现高角度分辨率，例如1T8R(1个发射天线，8个接收天线)天线阵列与2T4R(2个发射天线，4个接收天线)天线阵列所能达到的测角分辨率是一致的，但1T8R将会占用更大的面积摆放天线，如果用2T4R阵列就相当于用1个发射天线取代4个接收，相当于虚拟了4个接收天线，这便是虚拟阵列技术。由于毫米波雷达在虚拟阵列天线时，需要考虑多个发射天线的位置关系，最终通过彼此的位置关系联立方程进行角度解算，在行驶设备运行时，由于行驶设备的运行状态(比如速度和加速度)的变化，会导致发射天线的相对位置不确定，因此会给角度测量带来误差，这对障碍物的探测有较大的影响。所以为了提高毫米波雷达对障碍物的探测精度，在行驶设备运行时需要对毫米波雷达进行位置补偿，使得在行驶设备的运行状态发生变化时减小对毫米波雷达的探测结果的影响，减少事故发生。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种探测器位置补偿系统，探测器位置补偿系统通过适时调整探测器的位置，使得不管使用该探测器的设备以何种方式运行，该探测器总是能够在设定方向上位于设计范围以提高对障碍物探测的精度，从而减少事故发生。

第一方面，提供一种探测器位置补偿系统，探测器位置补偿系统包括支架，探测器，第一补偿子系统，其中，探测器安装支架上；第一补偿子系统包括用于安装在载体和支架间的臂架，还包括驱动臂架动作的操纵模块，检测支架的运动状态的检测模块，将检测模块检测到的数据进行处理并向操纵模块输出执行命令的处理模块以使得支架产生与检测模块检测到的运动状态相反方向的运动状态；其中，臂架的一端用于连接载体，另一端连接支架；检测模块固接支架；处理模块同时与检测模块及操纵模块电连接。

进一步的，处理模块同时与检测模块及操纵模块电连接。

进一步的，臂架包括相互铰接的第一节臂和第二节臂，第一节臂背离第二节臂的一端用于铰接载体，第二节臂背离第一节臂的一端铰接支架。

进一步的，操纵模块包括第一操纵结构和第二操纵结构，第一操纵结构和第二操纵结构其中之一控制第一节臂转动，其中之另一控制第二节臂转动。

进一步的，探测器位置补偿系统包括第二补偿子系统，第二补偿子系统包括成对使用并安装在支架上的第一弹性件，第一弹性件沿与探测器的设定探测方向垂直的第一方向延伸，每对第一弹性件中的两个第一弹性件分别在第一方向上连接于探测器位的两侧。

进一步的，支架包括连接臂架的第一支撑本体和设置在第一支撑本体上的第一导向结构，第一导向结构沿第一弹性件的长度方向延伸。

进一步的，第一导向结构包括固定在支架上的为第一导向杆，第一导向杆穿设在第一弹性件中。

进一步的，第二补偿子系统包括成对使用并安装在支架上的第二弹性件，第二弹性件沿同时垂直于探测器的设定探测方向和第一方向的第二方向延伸，并且，每对第二弹性件中的两个第二弹性件在第二方向上分别连接于探测器的两侧。

进一步的，支架包括第二支撑本体和设置在第二支撑本体上的第二导向结构，其中，每对第二弹性件中的两个第二弹性件分别连接在第二支撑本体的两侧，第二导向结构沿第二弹性件的长度方向延伸。

进一步的，第二导向结构包括固定在支架上的第二导向杆，第二导向杆穿设在第二弹性件中。

第一方面，提供一种行驶设备，包括载体和上述探测器位置补偿系统，探测器位置补偿系统通过臂架安装在载体上。

在本申请实施例中，通过设置第一补偿子系统，利用检测模块检测安装有探测器的支架的运动状态，当检测模块检测到支架发生运动时，通过控制臂架和操纵模块，使得支架带动探测器产生相反方向的运动，以在载体运行时对探测器的位置进行补偿，从而有效减小安装探测器的支架的抖动，提升探测器在载体运动过程中的探测精度，降低使用该探测器位置补偿系统的载体的事故。

附图说明

图1为本申请的一种实施例的探测器位置补偿系统的结构示意图。

图2为本申请的另一种实施例的探测器位置补偿系统的结构示意图。

图3为本申请的另一种实施例的探测器位置补偿系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

毫米波雷达(MIMO雷达)实现高角度分辨率的方案是运用虚拟天线阵列。例如1T8R(1个发射天线，8个接收天线)天线阵列与2T4R(2个发射天线，4个接收天线)天线阵列所能达到的测角分辨率是一致的，但1T8R将会占用更大的面积摆放天线，如果用2T4R阵列就相当于用1个发射天线取代4个接收，相当于虚拟了4个接收天线。但在虚拟阵列天线时，需要考虑多个发射天线间的位置关系，最终通过彼此的位置关系联立方程进行角度解算。

由此，在静止环境或运动可知的环境中，测得的数据比较精确，但如果在复杂的运动环境中，已知的发射天线位置关系变为不确定，再按照此方式，将会给角度测量带来误差，本发明针对此问题，提供一种探测器位置补偿系统。

下面结构图1-图3对本申请的探测器位置补偿系统进行描述。

本申请的一种实施例的探测器位置补偿系统，参考图1探测器位置补偿系统包括探测器1、第一补偿子系统2及支架3；探测器1安装支架3上；第一补偿子系统2包括用于安装在载体00和支架3间的臂架21，还包括操纵模块22、处理模块和检测模块23，其中，处理模块同时与检测模块23及操纵模块22电连接，臂架21的一端用于连接载体00，另一端连接支架3，检测模块23固定在支架3上以通过检测支架3的运动状态间接得出探测器1的运动状态；处理模块将检测模块23检测到的数据进行处理并向操纵模块22输出执行命令控制，操纵模块22根据处理模块发送的执行命令驱动臂架21动作进而使支架3产生与检测模块23检测到的运动状态相反方向的运动状态。

通过设置第一补偿子系统，利用检测模块检测安装有探测器的支架的运动状态，当基于包含加速度的运动状态确定支架发生运动时，通过操纵模块驱动臂架进而驱动支架动作，使得支架带动探测器产生相反方向的运动状态，以在载体运行时对支架的位置进行补偿，从而有效减小安装探测器的支架的抖动，提升安装在支架上的探测器在载体运动过程中的探测精度，减少使用该探测器位置补偿系统的载体的事故。

一种实施例中，探测器1采用毫米波雷达，检测模块23采用陀螺仪。陀螺仪可以检测支架3的角速度、加速度。处理模块根据检测结构23检测到的支架3的加速度和角速度，生成用于控制操纵单元22驱动臂架21进而驱动支架3产生反方向的角速度、加速度的执行指令，从而尽可能的保持毫米波雷达的不同发射天线之间不会发生大的偏移，进而提高了毫米波雷达在无人驾驶设备运行中的探测精度。尤其是在转弯、上坡、下坡这种正常工作状态的低频率振动环境下，可以有效提高毫米波雷达的探测精度，使得安装有该探测器位置补偿系统的无人驾驶设备既拥有毫米波雷达全天候工作的优点，还具有较高的对障碍物的探测能力，可有效降低事故率。

另一种实施例中，臂架21包括相互铰接的第一节臂211和第二节臂212，第一节臂211背离第二节臂212的一端用于铰接载体00，第二节臂212背离第一节臂211的一端铰接支架3。通过第一节臂211相对载体00转动、第二节臂212带动支架3相对第一节臂211转动，可以在操纵模块22的带动下实现支架3带动探测器1产生与检测模块23检测到的运动状态相反方向的运动状态，从而实现在载体00运行时对支架3的位置进行补偿，有效减小安装有探测器1的支架3的抖动，从而提升了探测器1在载体00的运动过程中的探测精度。其中，第一节臂211和第二节臂212之间、第一节臂211和支架3之间可以采用球铰接，也可以采用普通铰接。

另一种实施例中，操纵模块22包括第一操纵结构221和第二操纵结构222，第一操纵结构221和第二操纵结构222其中之一控制第一节臂211转动，其中之另一控制第二节臂212转动。这种方式，可以通过第一节臂211和第二节臂212分别在不同的平面内旋转，从而尽可能的减小支架3的振动，进而减小探测器1的振动，达到提高探测器1的探测精度外。由于第一操纵结构221和第二操纵结构222分别控制第一节臂211和第二节臂212转动，这样，在第一节臂211和第二节臂212转动时，处理模块只需分别向第一操纵结构221和第二操纵结构222其中之一发送在第一方向所在的平面转动，其中之另一在第二方向所在的平面转动的指令，因而可减小处理模块数据处理的难度。

在本实施例中，当第一节臂211和第二节臂212之间、第一节臂211和载体00之间采用普通铰接时，第一节臂211和第二节臂212其中之一在垂直于探测器1的探测方向的第一平面内运动，其中之另一在垂直于上述第一平面的第二平面内运动。

另一种实施例，为了保持探测器1的实际探测方向与设定探测方向一致，操纵模块22包括控制支架3转动的第三操纵结构223，由于第一节臂211和第二节臂212分别在不同的方向转动，当转动结束后，第二节臂212通常和载体00呈现一定的夹角，从而也使得探测器1的朝向与要探测的方向发生一定的偏移角度，所以，通过设置第三操纵结构223，可以控制支架3转动，使得探测器1的朝向保持与要探测的方向一致，，从而进一步提高探测器1的探测精度。

探测器位置补偿系统的又一种实施例，参考如2和图3，探测器位置补偿系统包括第二补偿子系统，第二补偿子系统包括成对使用并安装在支架3上的第一弹性件31，第一弹性件31沿与探测器1的设定探测方向垂直的第一方向延伸，每对第一弹性件31中的两个第一弹性件31分别在第一方向上连接于探测器1位的两侧。由于受力平衡作用，当安装探测器1的支架3随载体00的运动状态突然发生改变时，第一弹性件31会起到缓冲作用。该缓冲可以起到为毫米波雷达的探测器1消抖减震的作用。尤其是在高频振动时，第一弹性件31可以减缓高频振动，从而起到对探测器1的减震作用，尽可能实现探测器1保持在设定位置。

成对使用的一对第一弹性件31也可设置为整体式，基于此，探测器1可以安装在第一弹性件31的中部。

另一种实施例中，支架3包括连接臂架21的第一支撑本体30和设置在第一支撑本体30上的第一导向结构，第一导向结构沿第一弹性件31的长度方向延伸。通过设置第一导向结构，可以防止第一弹性件31弯曲，使得支架3仅随第一弹性件31的伸缩而往复动作。其中，第一导向结构可以包括导向杆，也可以包括导向槽。

第一导向结构的一种实施例，第一导向结构包括固定在支架3上的第一导向杆32，第一导向杆32穿设在第一弹性件31中。这种结构简单可靠。

第一导向杆32可设置为一体结构，第一导向杆32的两端可拆卸安装在第一支撑本体30上，如图1-图3所示。

第一导向杆32也可以设置为分体结构，两个分体的第一导向杆32同轴分别固定在第一支撑本体30上。

另一种实施例，第二补偿子系统包括成对使用并安装在支架3上的第二弹性件33，第二弹性件33沿同时垂直于探测器1的设定探测方向和第一方向的第二方向延伸，并且，每对第二弹性件33中的两个第二弹性件33在第二方向上分别连接于探测器1的两侧。由于受力平衡作用，当安装探测器1的支架3随载体00运动的运动状态突然发生改变时，第二弹性件33会起到缓冲作用。该缓冲可以起到为探测器1在垂直于第一弹性件31的方向上消抖减震的作用。

成对使用的一对第二弹性件33也可设置为整体式，基于此，探测器1可以安装在第二弹性件33的中部。

另一种实施例，支架3包括第二支撑本体35和设置在第二支撑本体35上的第二导向结构，其中，每对第二弹性件33中的两个第二弹性件33分别连接在第二支撑本体35的两侧，第二导向结构沿第二弹性件33的长度方向延伸。

第二导向结构可包括导向杆，也可包括导向槽。

第二导向结构的一种实施例，第二导向结构包括固定在支架3上的第二导向杆34，第二导向杆34穿设在第二弹性件33中。这种结构简单可靠。

第二导向杆34可设置为一体结构，第二导向杆34的两端可拆卸安装在第二支撑本体35上，如图2-图3所示。

第二导向杆34也可以设置为分体结构，两个分体的第二导向杆34同轴分别固定在第二支撑本体35上。

本申请第二方面提供一种行驶设备，该行驶设备包括载体00和上述的探测器位置补偿系统，探测器位置补偿系统通过臂架21安装在载体00上。

该行驶设备具有探测器位置补偿系统具有的技术优势，在此不再赘述。

本申请中，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种探测器位置补偿系统，其特征在于，所述探测器位置补偿系统包括：

支架；

探测器；安装所述支架上；

第一补偿子系统，包括：臂架，安装在载体和所述支架间；操纵模块，用于驱动所述臂架动作；检测模块，固接于所述支架，用于检测所述支架的运动状态；

处理模块，与所述检测模块和操纵模块电连接，用于根据所述检测模块检测到的数据对所述操纵模块进行控制，以使得所述支架产生与所述检测模块检测到的运动状态相反方向的运动状态。

2.根据权利要求1所述的探测器位置补偿系统，其特征在于，所述臂架包括相互铰接的第一节臂和第二节臂，所述第一节臂背离所述第二节臂的一端用于铰接载体，所述第二节臂背离所述第一节臂的一端铰接所述支架。

3.根据权利要求2所述的探测器位置补偿系统，其特征在于，所述操纵模块包括第一操纵结构和第二操纵结构，所述第一操纵结构和所述第二操纵结构之一用于控制所述第一节臂转动，所述第一操纵结构和所述第二操纵结构的另一个用于控制所述第二节臂转动。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的探测器位置补偿系统，其特征在于，所述探测器位置补偿系统包括第二补偿子系统，所述第二补偿子系统包括成对使用并安装在所述支架上的第一弹性件，所述第一弹性件沿与所述探测器的设定探测方向垂直的第一方向延伸，每对所述第一弹性件中的两个所述第一弹性件分别在所述第一方向上连接于所述探测器的两侧。

5.根据权利要求4所述的探测器位置补偿系统，其特征在于，所述支架包括连接所述臂架的第一支撑本体和设置在所述第一支撑本体上的第一导向结构，所述第一导向结构沿所述第一弹性件的长度方向延伸。

6.根据权利要求5所述的探测器位置补偿系统，其特征在于，所述第一导向结构包括固定在所述支架上的第一导向杆，所述第一导向杆穿设在所述第一弹性件中。

7.根据权利要求4所述的探测器位置补偿系统，其特征在于，所述第二补偿子系统包括成对使用并安装在所述支架上的第二弹性件，所述第二弹性件沿同时垂直于所述探测器的设定探测方向和所述第一方向的第二方向延伸，并且，每对所述第二弹性件中的两个所述第二弹性件在所述第二方向上分别连接于所述探测器的两侧。

8.根据权利要求7所述的探测器位置补偿系统，其特征在于，所述支架包括第二支撑本体和设置在所述第二支撑本体上的第二导向结构，其中，每对所述第二弹性件中的两个所述第二弹性件分别连接在所述第二支撑本体的两侧，所述第二导向结构沿所述第二弹性件的长度方向延伸。

9.根据权利要求8所述的探测器位置补偿系统，其特征在于，所述第二导向结构包括固定在所述支架上的第二导向杆，所述第二导向杆穿设在所述第二弹性件中。

10.一种行驶设备，其特征在于，包括载体和根据权利要求1-9中任一项所述的探测器位置补偿系统，所述探测器位置补偿系统通过所述臂架安装在所述载体上。

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