JP2020033002A - 自律的な後方視野センサの取付部 - Google Patents

Abstract

【課題】自律的な後方視野センサの取付部を提供する。【解決手段】自律的な車両３がセンサ５，７を非自律的な車両のプラットフォームに適合することによって作られる。後面センサを車両に取り付けるための取付構造１は、車両の後方環境についてのセンサデータを提供するために必要とされる。取付構造は、既存の車両の車体構造を利用することによって車両に固定される。車両の車体構造は、取付構造に安定性及び安全性を提供する後方のルーフの車台の部品を含む。【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、自動運転システムを有する車両の後方視野センサ用の取付構造に関する。

自律的な車両では、車両が動作している環境を特定するためにセンサが必要である。自律的な車両は、自動運転に必要な部品を後付けした通常の非自律的な車両として始まることが多い。設置を簡単にするために、取付部やその他の装置が、自律的な車両のデバイス及び部品を車両に後付けするために用いられる。これら取付部及び他の装置は、これら車両の車台ではない外側の車体部品を支持材として利用することが多い。

しかしながら、車両の理想的ではない場所において車台ではない構成要素を使用することは、センサの機能の制限、取付部の可搬重量の減少、安定性の欠如によるセンサデータに対するノイズの導入の増加をもたらし得る。したがって、センサの方向性により、センサのための理想的な取付点は、視認性を高めるために車両の最も高い点又はその近くにあり、且つ安定性のために車両の車台に設置される。

したがって、本開示の目的は、自律的な車両の後方視野センサ用の取付構造を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る自律的な車両の後方視野センサの取付構造は、車両の既存の後方車体構造で車両に適合するブラケットであり、該ブラケットが光検出及び測距センサ（ライダ）と無線検出及び測距センサ（レーダ）とのうちの少なくとも１つを含むセンサ用の取付部を含み、該取付部がセンサを車両の後方に面した方向に配置する。

図１Ａは、第１の例示的な実施形態に係る、車両上のセンサを有する取付構造を示す斜視図である。 図１Ｂは、第１の例示的な実施形態に係る、車両上の取付構造を覆うカバーを示す斜視図である。 図２Ａは、第１の例示的な実施形態に係る、取付構造の補強板接続部を示す斜視図である。 図２Ｂは、第１の例示的な実施形態に係る、取付構造の補強板接続部を示す斜視図である。 図２Ｃは、第１の例示的な実施形態に係る、補強板接続部、補強板及びセンサ取付部を示す斜視図である。 図３は、第１の例示的な実施形態に係る、取り付けられたセンサを有する取付構造を示す斜視図である。 図４は、第１の例示的な実施形態に係る、取り付けられたセンサを有する取付構造を示す斜視図である。 図５は、第１の例示的な実施形態に係る、取り付けられたセンサを有する取付構造を示す上面図である。 図６は、第１の例示的な実施形態に係る、取り付けられたセンサを有する取付構造を示す底面図である。 図７Ａは、第２の例示的な実施形態に係る、車両の車台に取り付けられた取付構造を示す斜視図である。 図７Ｂは、第２の例示的な実施形態に係る、車両の車台に取り付けられたセンサを有する取付構造を示す斜視図である。 図８は、第２の例示的な実施形態に係る、センサ及び車両の車台を有する取付構造の分解版を示す斜視図である。

本開示の例示的な実施形態は、以下の図に基づいて詳細に説明されるであろう。

添付の図面に関連して以下に記載される説明は、開示される主題の様々な実施形態の説明として意図されており、必ずしも唯一の実施形態を表すことを意図されていない。特定の例において、本説明は、開示された主題の理解を提供する目的のために特定の詳細を含む。しかしながら、実施形態はこれら特定の詳細なしで実施され得ることは、当業者にとって明らかであろう。いくつかの例では、開示された主題の概念を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造及びコンポーネントがブロック図の形式で示される場合がある。

「一実施形態」又は「実施形態」に対する明細書全体にわたる言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、特性、動作、又は機能が、開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書における「一実施形態では」又は「実施形態では」というフレーズの任意の出現は、必ずしも同じ実施形態を言及するものではない。さらに、特定の特徴、構造、特性、動作、又は機能は、１つ又は複数の実施形態において任意の適切な手法で組み合わせられ得る。さらに、開示された主題の実施形態は、説明された実施形態の修正及び変形を網羅することができ且つ実際に網羅することが意図されている。

明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の指示対象を含むことに留意しなければならない。すなわち、特に明記しない限り、本明細書で使用されるような「a」及び「an」などの単語は「１つ又は複数」の意味を持つ。加えて、本明細書で使用され得る「左（left）」、「右（right）」、「上部（top）」、「前方部（front）」、「側方部（side）」、「高さ（height）」、「幅（width）」などの用語は、参照の点を単に説明するものであり、開示された主題の実施形態を特定の方向又は構成に必ずしも限定するものではないことを理解されたい。さらに、「第１（first）」、「第２（second）」、「第３（third）」などの用語は、本明細書に記載されるような多くの部分、構成要素、参照の点、動作及び／又は機能のうちの１つを単に識別し、同様に開示された主題の実施形態を任意の特定の構成又は方向に必ずしも限定するものではない。

ここで、図面を参照すると、いくつかの図を通して同様の参照番号が同一又は対応する部分を示している。

以下、本開示の例示的な実施形態が図面に基づいて詳細に説明されるであろう。特に明記しない限り、以下の説明において単純な上下、前後、又は左右の方向が用いられる場合、これらはそれぞれ車体の上下方向、車体の前後方向、及び車体の左右方向（つまり、車両の横方向）を言及する。

第１の実施形態では、センサは、後方視野方向において取付構造１を介して車両３に搭載される。第１の例示的な実施形態に係る、車両３上のセンサ（例えば、ライダ又はレーダ５及びカメラ７）を有する取付構造１を示す斜視図が図１Ａに示されている。第１の例示的な実施形態では、車両はセダンタイプの車両のプラットフォームであるが、取付構造を取り付けるための車両は自律的な車両に変更されることができる任意の輸送方法を含み得る。輸送方法は、任意の自動車、バン、バス、トラック、スポーツ多目的車、オートバイなどを含み得る。さらに、他の例示的な実施形態では、取付構造１は、大型／長距離センサ（例えば、ライダ及びレーダ）５及び小型／短距離センサ（カメラ及び超音波センサ）７の他の組み合わせなどの後面センサの異なるセット用のモジュール式の組み立て品である。さらに、第１の例示的な実施形態に見られるように、より小さなセンサとしてのカメラは、立体視のために対として使用されることが多い。取付構造１は、取付構造１のサイズに基づいて、複数の大きなセンサ５及び／又は複数の小さなセンサ７への取り付けの任意の組み合わせを含み得る。第１の例示的な実施形態では、取付構造１は、車両のルーフ上にリアガラスの上方に配置され、車両の後方に向かって環境を見るためにセンサ５及び７を後方に面した位置に配置する。

第１の例示的な実施形態に係る、車両上の取付構造を覆うカバーを示す斜視図が図１Ｂに示されている。第１の例示的な実施形態では、カバー９は、取付構造１並びにセンサ５及び７を環境要素（例えば、水、汚れ、ほこりなど）から保護する。第１の例示的な実施形態では、カバー９は、車両３のルーフに取り付けることにより、取付構造１並びにセンサ５及び７を保護する。また、カバー９は、センサ５及び７が環境データを収集することを可能にする能力を保持する。カバー９は、車両後方の周囲環境を見るために遮られない視野ポータル（unobstructed viewing portal）を含み得る。カバー９は、異なる場所において異なる環境要素から取付構造１を保護するために、異なる材料で作られ得る。例えば、側方部及び前方部は、情報を収集するためのセンサ５及び７の後方に面した部分用に熱を分散させ且つ材料を透明にするために、より厚くて明るい又は光沢のある色の材料から作られ得る。カバー９は、環境に対して疎水性であるが、取付構造１の内部からの水及び空気を通すことができる膜材料から作られた部分を含み得る。

第１の例示的な実施形態では、カバー９は、取付構造１及び他の前方に面した取付構造を覆って車両の少なくとも前方のセンサデータを提供するために、必要以上にルーフの大部分を覆う。他の例示的な実施形態では、カバー９は、取付構造１の周辺部分を密封し得る。他の例示的な実施形態では、カバー９は、車両のルーフの上の取付構造のみを覆うことにより、取付構造１並びにセンサ５及び７のみを保護し得る。最後に、さらに別の例示的な実施形態では、センサがそれ自体の保護ケースを含む場合、取付構造１はカバーなしで使用され得る。

第１の実施形態に係る、取付構造１の補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂと、取付板１５と、センサ取付部１７Ａ及び１７Ｂと、を示す斜視図が図１Ａ−２Ｃに示される。具体的には、図２Ａは、センサ５及び７を車両の車台に取り付けるための取付構造１の補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂの斜視図を示す。取付構造１の本体から延出する補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂのアームは、取付構造１を車両の車台に取り付けるために使用される。補強板接続部１１Ａは、補強板接続部１１Ｂよりも、よりＳ字状に曲げられている。補強板接続部１１Ａは、補強板接続部１１Ｂよりも、より車両３の後方を向いている。さらに、補強板接続部１１Ａ及び１１ＢのＳ形状のサイズは、センサのピッチ角を決定し得る。ピッチ角は概して水平であるが、しかしながら、（視野角を制限し得る）センサの能力に基づいて、センサは、地面に対して傾斜されるように、水平から地面へと最適に傾けられ得る。他の例示的な実施形態では、ピッチ角は、補強場所接続部１１Ａ及び１１ＢのＳ形状を決定することになる。

また、加えて、補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂは、図２Ｂに見られるように、取付板１５への取り付け圧を分散するための滑らかな表面を提供するためのスペーサ１３を含み得る。取付板１５は、ライダ又はレーダなどのより大きなセンサ５の取付場所として使用される。さらに、図２Ｃに示されるように、追加のセンサ取付部１７Ａ及び１７Ｂは、取付板１５又は補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂにおいて、取付構造１に取り付けられ得る。他の例示的な実施形態では、スペーサは、補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂのいずれかに、より厚いスペーサ及びより薄いスペーサを含めることにより、前述のピッチ角に追加又は提供し得る。例えば、補強板接続部１１Ｂに補強板接続部１１Ａよりも厚いスペーサを含むことは、センサを地面に向かって傾斜させることになる。

第１の例示的な実施形態では、補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂのアームは補強板接続部１１Ｂよりも補強板接続部１１Ａでより曲げられているが、アームは後方の車両の車台の２つの異なる部分への取付手段を提供する任意の形状をとり得る。他の例示的な実施形態では、板接続部１１Ａ及び１１Ｂの形状は、車両が水平であるときに取付構造１にセンサを地面に平行又はほぼ平行に取り付けるための車両の車台の取付点間の間隔に基づいて変化し得る。さらに、他の例示的な実施形態では、補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂは、複数の既存の車両のプラットフォームを適合する伸長手段を用いて伸長可能であり得る。伸長手段は、ボルト、ノッチなどを用いて補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂに取り付けられたスライド式又は固定式の伸長アームを含み得る。

第１の実施形態に係る、センサ５及び７が取り付けられた取付構造１を示す斜視図が図３に示される。見られるように、センサ５はライダ又はレーダを含み得る大きなセンサであり、センサ７はカメラ又は他のより小さなセンサ（例えば、温度計、気圧計などの他の環境センサ）であり得る。より小さなセンサは、センサ取付部１７Ａ及び１７Ｂに取り付けられ得る。

補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂと車両の車台との間の取付手段は、任意の数の機構（例えば、ねじ、ボルト、リベット、ラッチ、相互接続溝、接着剤など）を含み得る。補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂ、スペーサ１３、取付板１５、及びセンサ取付部１７Ａ及び１７Ｂを含む、取付構造１の部品間の取付手段は、取付構造１全体に安定且つ安全な取り付けを提供するために同じ又は異なる機構を含み得る。

センサが取り付けられた同じ取付構造の側面図が図４に示される。取付構造１の部品（すなわち、スペーサ１３、センサ取付部１７Ａ及び１７Ｂ、取付板１５、補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂ）は、固定状態で示されている。見られるように、カメラ７は、センサ取付部１７に取り付けられる。センサ取付部１７は、取付板１５に取り付けられている。補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂは、補強板接続部１１Ａ及び１１Ｂと取付板１５との間にいくらかの間隔を提供するスペーサ１３を用いて取付板１５に取り付けられる。さらに、第１の例示的な実施形態に係る、センサが取り付けられた同じ取付構造１の上面図（図５）及び底面図（図６）が示されている。

図７Ａに示されるように、第２の実施形態に係る、車両の車台に固定された取付構造を示す斜視図が説明される。取付構造７０１は、取付部を車両のより高い後方の点に配置するために、車両の後方のルーフの車両の車台に取り付けられる。高さ及び後方の配置は、センサ５に、車両の後方環境の開放され且つより邪魔にならない視野を提供する。

第２の例示的な実施形態では、取付構造７０１は、頑丈且つ安定した取付場所を提供するために、ルーフの弓型補強部（roof bow reinforcement）７０３及び後方ヘッダ補強部（rear header reinforcement）７０５で車両の車台に取り付けられる。車両の車台の部品にアクセスするために、ルーフの外側パネルを開いて切断することによって車両３の外部ルーフの一部が取り外される。ルーフの外側パネルの取り外された部分は、車両３の内部の環境要素への露出を制限するために、取付構造７０１の一般的なサイズ及び形状に制限されることが多い。しかしながら、他の例示的な実施形態では、ルーフの外側パネルの切り欠き部分は、車両の内部からのアクセス及び／又は取り付けのために利用可能な最大のセンサに隙間を提供するために、取付構造７０１よりも大きい。車両３の内部からのアクセスは、ユーザが取付構造１並びにセンサ５及び７を修正、固定、又は調整するときに要素にさらされる必要がないように提供され得る。また、車両３の内部からのアクセスは、カバー９を車両のルーフの外側パネルに再封鎖する必要性を抑えるために提供され得る。

さらに、他の例示的な実施形態では、取付構造７０１は、車両３の最も高い点の後方及び付近に、場所が安定する限り車両の車台の他の部品に取り付けられ得る。第２の例示的な実施形態では、取付構造７０１は、ヘッドライナコンソール補強部（headliner console reinforcement）７０７の上に配置される。ヘッドライナコンソール補強部７０７は、車両３内に予め存在し、車両３の内部から取付構造７０１へのアクセスを提供し得る。

第２の例示的な実施形態では、取付構造７０１は、補強板接続部を有する単一の部品であり得る取付板７１１を含む。取付板７１１は、ルーフの弓型補強部７０３及び後方ヘッダ補強部７０５に沿った取付点で車両の車台に取り付けられる。ルーフボウ補強７０３及び後方ヘッダ補強部７０５に沿った取付点は、取付構造７０１のサイズ及び形状によって決定される。取付点は、ルーフの弓型補強部７０３及び後方ヘッダ補強部７０５上の既存の又は新たに作成された取付点を含み得る。さらに、取付板７１１は、上記の取付手段のいずれかを介して車両の車台に取り付けられ得る。

第２の例示的実施形態に係る、車両の車台にセンサが取り付けられた取付構造を示す斜視図が図７Ｂに示されている。センサ５及び７は、取付構造７０１に取り付けられて示されている。ライダ／レーダセンサ５及びカメラ７は、車両３の後方のルーフで且つリアガラスの近くで、車両３の後方にある全てのセンサデータを収集するために、後方に面した方向に配置される。

第２の例示的な実施形態に係る、センサ及び車両の車台の部品を有する取付構造の分解版を示す斜視図が図８に示される。ルーフの車両の車台の部品は、ルーフの弓型補強部７０３及び後方ヘッダ補強部７０５を含む。車両３の内部に接続されたヘッドライナコンソール７０７は、車両の既存の部分であり、他の例示的な実施形態では存在しない場合がある。取付構造７１１及びヘッドライナコンソール７０７は、取付手段７１５（例えば、ねじ、ボルト、リベット、ラッチ、相互接続溝、接着剤など）によって、車両の車台の部品、ルーフの弓型補強部７０３及び後方ヘッダ補強部７０５に取り付けられる。他の例示的な実施形態では、取付構造７１１は、車両の車台の他の部品に取り付けられ、車台ではない外側の車両部品への取り付けよりも高い安定性及び安全性を提供する。第２の例示的な実施形態では、取付部１７Ａ及び７１７Ｂは、カメラ７を取り付けるための取付構造７１１の一部として取り付けられる。ライダ／レーダ大型センサ５は、取付構造７１１に直接取り付けられ、別個のセンサ取付部を有さない。

開示された主題の実施形態を説明してきたが、上記は単なる例示的なものであって限定的なものではなく、例としてのみ提示されたことが当業者には明らかであるはずである。したがって、特定の構成が本明細書で説明されたが、他の構成も使用されることができる。多数の修正及び他の例示的な実施形態（例えば、組み合わせ、再配置など）は、本開示によって可能になり、当業者の範囲内であり、開示される主題及びその任意の同等物の範囲内に入ると考えられる。開示された実施形態の特徴は、追加の実施形態を生成するために、本発明の範囲内で組み合わせ、再配置、省略等されることができる。さらに、特定の機能は、他の特徴の対応する使用をせずに有利に使用され得る。したがって、出願人は、開示された主題の精神及び範囲内にあるそのような全ての代替、修正、同等物、及び変形を包含することを意図している。

Claims (20)

1. 車両のための自律的な後方視野センサの取付部であって、
   車両の既存の後方車体構造で車両に適合するブラケットであって、ライダ及びレーダのうちの少なくとも１つを含むセンサのための取付部を含む、ブラケットを備え、
   前記取付部は、前記車両の後方に面した方向において前記センサを配置する、自律的な後方視野センサの取付部。
2. 前記ブラケットは、前記取付部を前記ブラケットの異なる部品にモジュール式に取り付ける取付板を含む、請求項１に記載の自律的な後方視野センサの取付部。
3. 前記車両の前記既存の後方車体構造は、ルーフの弓型補強部である、請求項１に記載の自律的な後方視野センサの取付部。
4. 前記車両の前記既存の後方車体構造は、後方ヘッダ補強部である、請求項１に記載の自律的な後方視野センサの取付部。
5. 前記ブラケットは、前記車両の車室の内側から前記センサへのアクセスを提供する、請求項１に記載の自律的な後方視野センサの取付部。
6. 前記ブラケットは、伸長可能なアームを有する補強板接続部を含む、請求項１に記載の自律的な後方視野センサの取付部。
7. 前記車両の前記既存の後方車体構造は、前記車両の最も高い点の近くである、請求項１に記載の自律的な後方視野センサの取付部。
8. 車両のための自律的な後方視野センサの取付部を取り付ける方法であって、
   車両の既存の後方車体構造で車両に適合するブラケットを提供することであって、前記ブラケットがライダ及びレーダのうちの少なくとも１つを含むセンサのための取付部を含み、前記取付部が前記車両の後方に面した方向において前記センサを配置する、提供することと、 前記車両の外側の車体の部分を取り外すことと、
   前記取り外された部分で前記車両の前記既存の後方車体構造に前記ブラケットを取り付けることと、
   を備える、車両のための自律的な後方視野センサの取付部を取り付ける方法。
9. 前記ブラケットは、前記取付部を前記ブラケットの異なる部品にモジュール式に取り付ける取付板を含む、請求項８に記載の車両のための自律的な後方視野センサの取付部を取り付ける方法。
10. 前記車両の前記既存の後方車体構造は、ルーフの弓型補強部である、請求項８に記載の車両のための自律的な後方視野センサの取付部を取り付ける方法。
11. 前記車両の前記既存の後方車体構造は、後方ヘッダ補強部である、請求項８に記載の車両のための自律的な後方視野センサの取付部を取り付ける方法。
12. 前記ブラケットは、前記車両の車室の内側から前記センサへのアクセスを提供する、請求項８に記載の車両のための自律的な後方視野センサの取付部を取り付ける方法。
13. 前記ブラケットは、伸長可能なアームを有する補強板接続部を含む、請求項８に記載の車両のための自律的な後方視野センサの取付部を取り付ける方法。
14. 前記車両の前記既存の後方車体構造は、前記車両の最も高い点の近くである、請求項８に記載の車両のための自律的な後方視野センサの取付部を取り付ける方法。
15. 自律的な後方視野センサの取付部を有する車両であって、前記車両は、
    １つ又は複数のセンサと、
    前記車両の既存の後方車体構造で前記車両に適合するブラケットと、を備え、前記ブラケットは、ライダ及びレーダのうちの少なくとも１つを含む前記１つ又は複数のセンサのための取付部を含み、前記取付部は、前記車両の後方に面した方向において前記１つ又は複数のセンサを配置する、車両。
16. 前記ブラケットは、前記取付部を前記ブラケットの異なる部品にモジュール式に取り付ける取付板を含む、請求項１５に記載の車両。
17. 前記車両の前記既存の後方車体構造は、ルーフの弓型補強部である、請求項１５に記載の車両。
18. 前記車両の前記既存の後方車体構造は、後方ヘッダ補強部である、請求項１５に記載の車両。
19. 前記ブラケットは、前記車両の車室の内側から前記１つ又は複数のセンサへのアクセスを提供する、請求項１５に記載の車両。
20. 前記ブラケットは、伸長可能なアームを有する補強板接続部を含む、請求項１５に記載の車両。