本发明大体上设计车辆技术领域，并且更具体地涉及自除霜传感器。
背景技术：
车辆可以包括一个或多个物体检测传感器，例如光检测和测距(LIDAR)传感器以检测例如在车辆外部的区域中的物体。用于检测车辆外部的物体的传感器可以安装到车辆外部。例如，传感器可以安装到车辆车顶、支柱等。诸如LIDAR传感器的传感器通常受限于可能损害传感器的操作的环境条件，例如，热、冷、湿度等。
技术实现要素：
根据本发明，提供一种计算机，编程为：
修改电特性以调整传感器盖子窗口的不透明度；和
致动激励源以朝向盖子窗口发射电磁波束。
根据本发明的一个实施例，该计算机进一步被编程为一经确定车辆外部温度低于温度阈值就修改盖子窗口的电特性。
根据本发明的一个实施例，该计算机进一步被编程为一经确定包括传感器的车辆是以非自主模式和非移动状态中的至少一个操作就修改盖子窗口的电特性。
根据本发明的一个实施例，该计算机进一步被编程为从接收的发射的电磁波束的反射中接收数据，并且基于接收的数据来检测一个或多个物体。
根据本发明的一个实施例，其中计算机进一步被编程为通过向安装到盖子窗口的多个电极中的一个输出电压来修改盖子窗口的电特性。
根据本发明的一个实施例，其中计算机进一步被编程为通过向结合在盖子窗口中的导电材料输出电压来修改盖子窗口的电特性。
根据本发明的一个实施例，其中传感器包括LIDAR传感器，其中LIDAR传感器包括盖子窗口。
根据本发明，提供一种系统，包括：
包括具有窗口的盖子的LIDAR传感器，窗口包括用于一经向窗口施加电压就改变窗口的不透明度的装置。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包括具有车顶的车身，其中LIDAR传感器安装到车顶。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包括计算机，计算机被编程为致动用于改变窗户的不透明度以增加窗户的不透明度的装置。
根据本发明的一个实施例，其中窗口包括透明状态和不透明状态。
根据本发明的一个实施例，其中窗口包括透镜。
根据本发明的一个实施例，其中窗口由玻璃和塑料中的至少一种形成。
根据本发明的一个实施例，其中盖子由塑料和金属中的至少一种形成。
根据本发明的一个实施例，其中LIDAR传感器进一步包括传感器主体，并且盖子相对于传感器主体可旋转。
根据本发明的一个实施例，其中LIDAR传感器可安装到车辆。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包括用于向窗口供应电压的装置。
根据本发明，提供一种方法，包括：
修改电特性以调整LIDAR传感器的盖子窗口的不透明度；和
致动LIDAR激励源以向LIDAR盖子窗口发射电磁波束。
根据本发明的一个实施例，其中仅当车辆外部温度低于温度阈值时，修改盖子窗口的电特性以使LIDAR盖子窗口变暗。
根据本发明的一个实施例，其中修改盖子窗口的电特性进一步包括向结合在盖子窗口中的材料输出电压。
附图说明
图1是示出了示例车辆的图；
图2A是示出了示例LIDAR传感器的图；
图2B是示出了具有旋转部件的另一个示例LIDAR传感器的图；
图3A是示出了包括具有可改变的不透明度的材料的LIDAR传感器的示例性窗口的图；
图3B是示出了处于黑暗状态的图3A的窗口的图；
图4A是示出了包括可移动的偏振薄膜的LIDAR传感器的另一示例性窗口的图；
图4B是示出了处于黑暗状态的图4A的窗口的图；
图5是用于操作LIDAR传感器的示例性过程的流程图。
具体实施方式
简介
参考图1和2A至2B，车辆100的计算机110被编程为将传感器130的盖子210窗口220的电特性改变为变暗。例如，传感器130可以是光检测和测距(LIDAR)传感器。计算机110被编程为致动诸如LIDAR传感器130激励源230的激励源以向盖子210窗口220发射电磁波束，例如以使窗口220除霜。
示例性系统元件
图1示出了车辆100。车辆100可以以各种已知的方式供电，例如，利用电动马达和/或内燃发动机。车辆100可以是诸如汽车、卡车等的陆地车辆。车辆100可以包括计算机110、致动器120、传感器130和用户界面140。
计算机110包括诸如已知的处理器和存储器。存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储可由计算机110执行的用于执行包括如本文所公开的各种操作的指令。
计算机110可以以自主模式、半自主模式或非自主模式操作车辆100。为了本公开的目的，自主模式被定义为其中车辆100的推进、制动和转向中的每一个由计算机110控制的模式；在半自主模式下，计算机110控制车辆100的推进、制动和转向中的一个或两个；在非自主模式下，操作者控制车辆100的推进、制动和转向。
计算机110可以包括操作陆地车辆制动、推进(例如，通过控制内燃发动机、电动马达、混合动力发动机等中的一个或多个来控制车辆中的加速)、转向、气候控制、内部和/或外部灯光等中的一个或多个，以及确定计算机110——而不是人类操作者——是否以及何时控制这种操作的编制程序。另外，计算机110可以被编程为确定是否以及何时人类操作者要控制这中操作。
计算机110可以包括多于一个的处理器或(例如经由如下面进一步描述的车辆100通信总线)可通信地连接到多于一个的处理器，多于一个的处理器例如是包括在车辆中的用于监控和/或控制各种车辆控制器(例如动力传动系统控制器、制动控制器、转向控制器等)的控制器或诸如此类。计算机110大体上被布置用于在车辆通信网络上进行通信，车辆通信网络可以包括车辆中的总线，例如控制器局域网络(CAN)等和/或其他有线和/或无线机构。
计算机110可以通过车辆100的网络向车辆中的各种装置发送消息和/或从各种装置接收消息，各种装置例如是致动器120、用户界面140等。另外地或附加地，在计算机110实际上包括多个装置的情况下，车辆100通信网络可以用于本公开中表示为计算机110的装置之间的通信。如下面进一步讨论的，各种电子控制器和/或传感器130可以经由车辆通信网络向计算机110提供数据。
车辆100致动器120经由可以如已知的那样根据适当的控制信号致动各种车辆子系统的电路、芯片或其他电子和/或机械部件来实现。致动器120可以用于控制车辆100系统，例如车辆100的制动器、加速器和/或转向器。
车辆100的传感器130可以包括已知通过车辆通信总线提供数据的各种装置。例如，传感器130可以包括设置在车辆100中和/或车辆100上的一个或多个摄像机、雷达、红外线和/或LIDAR传感器130，其提供包括车辆100外部的至少一些的数据。数据可以由计算机110通过诸如已知的合适的接口来接收。设置在例如车辆100的顶部上的LIDAR传感器130可以提供包括诸如车辆100周围的其他车辆的物体的相对位置、尺寸和形状的物体数据。车辆100的计算机110可以接收物体数据并且至少部分地基于所接收的物体数据以自主和/或半自主模式操作车辆。
用户界面装置140可以被配置成例如在车辆100的操作期间接收用户输入。例如，用户可以经由用户界面装置140通过输入请求的操作模式来选择操作模式，例如自主模式。此外，用户界面装置140可以被配置为向用户呈现信息。因此，用户界面装置140可以位于车辆100的乘客舱中。在一个示例中，计算机110可以输出指示车辆100的操作模式(例如自主模式)由于事件(例如，损害LIDAR传感器130的物体检测操作的LIDAR传感器130的传感器阻塞)而被停用的信息。
图2A至2B示出了示例LIDAR传感器130，每个传感器包括主体240、激励源230和具有窗口220的盖子210。激励源230可以将诸如激光束的电磁波束通过窗口220传递到LIDAR传感器130周围的区域。LIDAR传感器130可以包括接收器，该接收器接收传输的电磁波束的反射。盖子210可以由塑料、金属等形成。盖子210可以保护激励源和/或其他电子部件免受诸如雨、风等环境的影响。窗口220可以具有扁平、圆形等形状。窗口220可以由玻璃、塑料等形成。窗口220可以包括例如聚焦电磁波束的透镜。
如图2A中所示，旋转的LIDAR传感器130a可以包括致动器250(例如电动马达)以相对于主体240移动(例如旋转)激励源230。在一个示例中，致动器250可以使激励源230围绕垂直于主体240的轴线A1旋转，并且可以提供LIDAR传感器130周围区域的360度水平视场。在一个示例中，激励源230、盖子210和窗口220可以围绕轴线A1旋转。在另一个示例中，包括窗口220的盖子210可以被固定到主体240，例如，激励源230相对于主体240和盖子210旋转。如图2B中所示，示例非旋转的LIDAR传感器130b可以缺少致动器250，即，盖子210、窗口220和激励源230可以相对于主体240固定。
为了提供数据，LIDAR传感器130的窗口220可以允许传输的电磁波束和接收到的传输的辐射的反射穿过窗口220。各种条件可以导致窗口220阻塞，例如当穿过窗口220时衰减(弱化)了透射的辐射和/或其反射。例如，LIDAR传感器130的物体检测操作可能在LIDAR传感器130窗口220被阻塞时受到损害。在一个示例中，例如当外部空气温度低于5摄氏度时，空气湿度可能在LIDAR传感器130的窗口220的外表面上积聚霜层，并且导致LIDAR传感器130的霜阻塞。例如，计算机110可以被编程为一旦确定LIDAR传感器130不能提供物体数据(例如，由于LIDAR传感器130的霜阻塞)就激活车辆100的非自主模式。
加热LIDAR传感器130的窗口220可以使窗口220除霜和/或可以防止霜的积聚。在一个示例中，车辆100的计算机110被编程为将LIDAR传感器130的盖子210窗口220的电特性改变为变暗。计算机110然后可以致动LIDAR传感器130激励源230以将电磁波束发射到包括窗口220的盖子210。变暗的窗口220可以吸收来自发射的电磁波束的能量。因此，吸收的能量可以在窗口220中产生热量并且对窗口220进行除霜，和/或可以防止霜的积聚。另外，计算机110可以被编程为致动激励源230以增加发射的电磁波束的强度以例如加速窗口220的除霜。在本公开上下文中的发射的电磁波束的强度意指由电磁波束发射的功率的度量。
可以使用各种技术来制造具有提供可以通过计算机110控制的不透明度的电特性的窗口220。在一个示例中，如图3A至3B中所示，窗口220可以包括具有影响窗口220的不透明度的电特性的材料。不透明度是例如由传感器130发射的辐射这样的电磁辐射穿透窗口220的程度的度量。例如，具有高不透明度的不透明窗口220使发射能量弱化比具有低透明度的透明窗口220更多。例如，对于给定的介质(例如包含在窗口220中的材料)和给定的频率(例如由激励源230传递的辐射的频率)，不透明度可以具有在0％(零)和100％之间的数值量。0％的不透明度可能与透明材料相关联，而100％不透明度可能与不透明材料相关联，从而完全防止具有给定频率的辐射穿过给定介质。本文中的电特性包括基于电输入(例如，电流、电压和/或频率等的量)的不透明度的变化。换言之，具有电特性的材料的不透明度可以根据施加到材料的电流、电压等而改变。在一个示例中，窗口220的不透明状态可以在不透明状态和透明状态之间改变。另外地或替代地，可以在基于电输入的多个级别之间改变窗口220的不透明度。
例如，如图3A至3B中所示，窗口220可以包括结合电致变色材料(例如氧化钨)的区域320，作为具有如上所描述的电特性的材料，即不透明度依赖于电输入。例如，区域320可以包括基于聚合物的薄膜，该薄膜包括附接(例如层压)到窗口220上的电致变色材料。另外地或替代地，区域320可以包括使用悬浮粒子装置(SPD)技术生产的材料，例如已知的，其可以从清晰状态切换到黑暗状态。另外地或替代地，区域320可以包括基于已知的聚合物分散液晶(PDLC)技术生产的材料。在没有电场的情况下，结合在窗口220中的SPD和/或PDLC材料的晶体(颗粒)是随机取向的并且可以吸收发射的电磁辐射，即，窗口220具有高不透明度。在存在电场的情况下，晶体随场取向并传递电磁辐射，即窗220具有相对较低的不透明度。
如图3A至3B中所示，窗口220可以包括用于致动区域320的电极310a、310b(例如通过在电极310a、310b之间施加电压(例如经由电路))。例如，当窗口220区域320包括基于SPD和/或PDLC的材料时，计算机110可以在电极310a、310b之间输出例如0(零)伏的电压以变暗(即增加窗口220的不透明度到高不透明度，例如90％(见图3B))。计算机110可以被编程为在电极310a、310b之间输出不同的电压(例如用于基于SPD的材料的100伏AC(交流)、用于基于PDLC的材料的50伏AC等)以减少窗口220的不透明度(见图3A)。在另一示例中，计算机110可以被编程为当窗口220区域320包括电致变色材料时，输出第一电压(例如3伏DC(直流))以减少窗口220的不透明度(参见图3A)。此外，计算机110可以被编程为输出与第一电压相反极性的电压(例如-3伏DC)以变暗(即增加窗口220的不透明度到高不透明度，例如90％(见图3B))。
计算机110可以被编程为致动激励源230以将例如红外光束的电磁波束发射到盖子210。LIDAR传感器130的这种操作(即使窗口220变暗并发射电磁波束到窗口220以产生热量)可以被称为“除霜模式”。另一方面，在“物体检测模式”中，计算机110可以致动窗口220变透明(即具有低不透明度，例如5％)并发射电磁辐射以检测物体。
在另一个示例中，如图4A至4B中所示，可以通过相对于彼此移动偏振膜来改变窗口220的不透明度。例如，LIDAR传感器130窗口220可以包括例如附接到窗口220的第一偏振膜410以及相对于第一偏振膜410可移动的第二偏振膜420。在一个示例中，LIDAR传感器130可以包括机械地连接到第二偏振膜420的机电致动器430(例如螺线管)。在第二偏振膜420相对于第一偏振膜410的第一位置，窗口220可以具有低不透明度(参见图4A)。在除霜模式，计算机110可以被编程为相对于第一偏振膜410将第二偏振膜420(旋转地和/或线性地)移动到导致使窗口220变暗的第二位置(参见图4B)。在一个示例中，偏振膜410、420可以包括例如由诸如石英等的双折射材料形成的波片(或延迟器)。例如，具有波片的偏振膜410、420可以相对于彼此线性地移动(例如通过光束的极性的线性平移)使窗口220变暗。另外地或替代地，基于发射的电磁波束的极性，窗口220偏振膜410的不透明度可以改变。因此，计算机110可以被编程为改变从激励源230发射的电磁波束的极性以改变窗口220的不透明度。例如，计算机110可以被编程为当传感器130以物体检测模式操作时，引起具有第一极性的电磁波束的发射，窗口220偏振膜410以低不透明度与其反应。计算机110可以被编程为当传感器130以除霜模式操作时，引起具有第二极性的电磁波束的发射，窗口220偏振膜410以较高的不透明度(例如80％)与其反应。
参考图3A至3B和4A至4B，在除霜模式，由于窗口220变暗，计算机110可能不接收来自LIDAR传感器130的物体检测数据。在一个示例中，计算机110可以被编程为当LIDAR传感器130窗口220处于除霜模式时，停用车辆100的自主模式。在一个示例中，当LIDAR传感器130窗口220处于除霜模式时，车辆100可以仅由用户以非自主模式操作。在另一个示例中，计算机110可以被编程为一经确定车辆100处于非移动状态(例如停放)和/或外部温度低于预定阈值(例如，5摄氏度)就激活LIDAR传感器130的除霜模式。在另一个示例中，计算机110可以被编程为致动激励源以在除霜模式下发射电磁波束，其与当LIDAR传感器130处于物体检测模式时发射的波束相比具有不同波长谱。例如，在物件检测模式中，计算机110可以致动激励源230以发射波长为905纳米(nm)的波束。另一方面，在除霜模式中，计算机110可以致动激励源230以发射波长为700nm的波束。
过程
图5是用于对LIDAR传感器130窗口220进行除霜的示例过程500的流程图。在一个示例中，车辆100计算机110可以被编程为执行和/或指示致动器执行过程500的框。
过程500从判定框505开始，其中计算机110确定车辆100是正在自主模式和半自主模式之一下操作还是在非自主模式下操作。附加地或替代地，计算机110可以一经确定LIDAR传感器130已经积聚霜(例如，基于LIDAR传感器130电磁接收器接收到的反射)就禁止车辆100以自主模式和/或半自主模式的操作。例如，计算机110可以一经确定LIDAR传感器130的操作受到损害(例如由于霜)就激活车辆100的非自主模式。如果计算机110确定车辆100处于自主和半自主模式之一，则过程500进行到框530；否则车辆100被确定为处于非自主模式，并且过程500进行到判定框510。
在判定框510中，计算机110确定外部温度是否低于预定阈值(例如5摄氏度)，和/或确定LIDAR传感器130窗口220上的霜被检测到。在一个示例中，计算机110可以从安装到例如车辆100保险杠的外部温度传感器接收温度数据。附加地或替代地，计算机110可以被编程为例如基于接收到的反射来确定霜是否已经积聚在窗口220上。如果计算机110确定外部温度低于预定阈值和/或确定LIDAR传感器130窗口220上的霜被检测到，则过程500进行到框511；否则过程500结束，或者可选地返回到判定框505(尽管在图5中未示出该替代方案)。
在框511中，计算机110激活LIDAR传感器130的除霜模式。在一个示例中，计算机110一经确定LIDAR传感器130以除霜模式运行就防止车辆100的自主模式和/或车辆100的半自主模式的激活。
接下来，在框515中，计算机110修改车辆100LIDAR传感器130的窗口220的电特性以使窗口220变暗，即增加窗口220的不透明度。例如，计算机110可以通过使电极310a、310b(参见图3A、3B)致动、致动致动器430以相对于第一偏振膜410(参见图4A、4B)移动第二偏振膜420等来增加区域320的不透明度。
接下来，在框520中，计算机110致动激励源230以除霜模式操作，例如通过发射电磁波束，例如指向盖子210窗口220的红外光束。因此，有利地，可以对LIDAR传感器130除霜和/或可以防止LIDAR传感器130结霜。另外，计算机110可以被编程为致动激励源以将从激励源发射的电磁波束的强度增加到例如激励源230的最大可用强度水平。一旦对LIDAR传感器130进行除霜，激光雷达传感器130就可以被置于物体检测模式，并且可以变得可操作以检测物体，其中霜原本会防止这种操作，并且另外例如车辆100可以在自主模式下操作，这原本由于在LIDAR传感器130窗口220上的霜阻塞而不可用。
接下来，在判定框525中，计算机110确定是否对窗口220除霜。作为一个示例，计算机110可以被编程为暂时减少窗口220的不透明度，例如通过致动电极310a、310b来减少区域320的不透明度。计算机110然后可以基于接收到从激励源230发射的波束的反射来确定是否对窗口220除霜。在确定是否对窗口220除霜之后，计算机110可以例如通过致动电极310a、310b(即恢复除霜模式期间使用的不透明度)来增加区域320的不透明度。如果计算机110确定对窗口220除霜，则过程500进行到框528；否则过程500返回到框520。
在框528中，计算机110激活LIDAR传感器130的物体检测模式。例如，计算机110可以被编程为例如经由电极310a、310b致动窗口220以减少窗口220的不透明度。
在框530中，计算机110致动激励源230以在物体检测模式下操作。例如，计算机110致动激励源以发射激光束，通过电磁接收器接收发射的激光束的反射，并且至少部分地基于接收的反射来检测物体。
接下来，在框535中，当车辆100包括旋转LIDAR传感器130时，计算机110可以致动致动器250以相对于主体240旋转激励源230。对于非旋转传感器130b，框535将被省略。
接下来，在框540中，计算机110可以检测LIDAR传感器130的视场内的区域中的一个或多个物体。例如，计算机110可以接收包括诸如车辆100周围的其他车辆的物体的相对位置、尺寸和形状的数据。
接下来，在框545中，计算机110至少部分基于检测到的物体来引起动作。例如，计算机110可以(例如当车辆100与车辆100路径上的检测到的物体之间的距离小于预定距离时)基于接收到的物体数据而致动车辆100的制动致动器120以使车辆100减速。
在框528或545中的任一个之后，过程500结束，或者替代地返回到判定框505。
如本文所讨论的计算装置大体各自包括可由一个或多个计算装置执行的指令，诸如以上所标识的那些，并且用于执行上述过程的框或步骤。计算机可执行指令可以从使用多种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释，编程语言和/或技术包括但不限于以及单独或组合的Java TM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl、HTML等。通常，处理器(例如，微处理器)从例如存储器、计算机可读介质等接收指令，并执行这些指令，从而执行一个或多个处理，包括这里所描述的一个或多个处理器。这种指令和其他数据可以使用各种计算机可读介质来存储和传输。计算装置中的文件通常是存储在计算机可读介质(例如存储介质、随机存取存储器等)上的数据的集合。
计算机可读介质包括参与提供可由计算机读取的数据(例如，指令)的任何介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质包括例如光盘或磁盘以及其他持久性存储器。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，其通常构成主存储器。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM(只读光盘驱动器)、DVD(数字化视频光盘)、任何其他光介质、打孔卡、纸带、任何其他物理具有孔图案的介质、RAM(随机存取存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM(闪速电可擦除可编程只读存储器)、任何其它存储器芯片或盒式存储器或计算机可读取的任何其他介质。
关于本文描述的介质、过程、系统、方法等，应当理解，虽然这种过程等的步骤已经被描述为根据某个有序的顺序发生，但是这种过程可以用除了本文描述的顺序以外的顺序执行的所描述的步骤来实践。还应当理解，某些步骤可以同时执行，可以添加其他步骤，或者可以省略本文描述的某些步骤。换句话说，本文中的系统和/或过程的说明书是为了说明某些实施例的目的而提供的，并且决不应被解释为限制所公开的主题。
因此，应该理解，包括以上说明书和附图以及以下权利要求书的本公开旨在是说明性的而不是限制性的。阅读以上说明书之后，除了提供的示例以外的许多实施例和应用对于本领域技术人员将是显而易见的。本发明的范围不应参照上述描述来确定，而应该参照所附权利要求书和/或包含在基于此的非临时专利申请以及这些权利要求所被赋予的等同物的全部范围来确定。期望和预期未来的发展将在本文讨论的领域中发生，并且所公开的系统和方法将被并入到将来的实施例中。总之，应该理解，所公开的主题能够被修改和变化。