激光雷达保护装置及激光雷达系统的制作方法

1.本公开涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种激光雷达保护装置及激光雷达系统。


背景技术：

2.激光雷达（lightdetectionandranging，lidar）是一种主动发射脉冲式激光束检测目标回波的三维成像系统。相比于毫米波雷达、摄像头、超声波雷达等，激光雷达具有测距精度高、横向分辨率高的优点，支持高精度的障碍物识别、车道线检测、路沿检测等功能，在辅助驾驶和自动驾驶领域有广阔的应用前景。
3.在自动驾驶领域趋于使用多传感器来实现，例如激光雷达、可见光相机、3d相机、毫米波雷达等，结合不同传感器的特点进行多传感器的融合使用。其中，可见光相机和激光雷达的融合使用是较为常见的搭配；激光雷达可以对周围环境实时感知，进行高精度地图构建，而可见光相机可以实现盲区检测，交通标志的识别等功能。
4.相关技术中，如发明专利cn202210040879.7中提出的图像和激光雷达点云融合的硬件级前融合方案，如图1-图2所示，激光雷达点云和图像信息共用接收光路，通过二向色镜使可见光和激光分开，分别进入图像传感器和光电传感器。其优点在于：第一，通过光路设计保证了两者在空间上的对偶关系；图像融合系统通过硬件将光电传感器的坐标系和图像传感器的坐标系融合在同一坐标系，故无需进行坐标转换就可实现空间同步。第二，由外部时钟源同时触发雷达激光器和相机快门，实现数据获取层面的时间对准；同时，图像融合系统设计保证了激光雷达与图像传感器的测量值在同一个坐标系下，通过精密的机械加工精度（公差0.005mm）保证了同一时刻激光和图像测到同一个物体。
5.然而，图像融合的激光雷达既需要接收红外激光，又需要接收可见光，因此在兼顾系统性能的前提下，从外部可以观察到激光雷达的内部系统结构，对保护产品隐私极为不利，目前还没有很好的方法来克服此问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种激光雷达保护装置及激光雷达系统，能够在兼顾激光雷达性能的前提下实现内部系统结构的保护，保证了产品的隐私性和整体性。
7.本公开提供了一种激光雷达保护装置，该保护装置包括：
8.遮挡部，设置于激光雷达窗口位置处；所述遮挡部设置为不透光材料；
9.所述遮挡部用于在激光雷达工作时关闭，将激光雷达的窗口暴露出来；并用于在激光雷达不工作时打开，遮挡住激光雷达的窗口，从而保护激光雷达的内部隐私。
10.在一些实施例中，所述遮挡部设置于激光雷达窗口的内侧。
11.在一些实施例中，所述遮挡部为遮挡帘；
12.所述遮挡帘收置于激光雷达窗口的第一边侧。
13.在一些实施例中，该保护装置还包括：
14.固定部，设置于激光雷达窗口的第二边侧；所述第二边侧与所述第一边侧相对设置；
15.所述固定部用于固定打开状态的所述遮挡帘的待固定端。
16.在一些实施例中，所述激光雷达包括光学转镜，所述保护装置还包括：
17.发光部，设置于光学转镜的至少一侧棱上；
18.所述发光部用于在激光雷达工作时发光。
19.在一些实施例中，针对每一所述侧棱，所述发光部包括沿所述侧棱的延伸方向排列的若干个发光元件。
20.在一些实施例中，所述若干个发光元件均在光学转镜旋转的过程中亮起；
21.或者部分位置处的发光元件在光学转镜旋转的过程中亮起，以呈现预设亮暗图形。
22.在一些实施例中，所述光学转镜至少包括两个反射镜面。
23.在一些实施例中，所述光学转镜为双面反射镜、三棱柱反射镜或四棱柱反射镜。
24.本公开还提供了一种激光雷达系统，该激光雷达系统包括：
25.激光雷达；
26.以及上述任一种激光雷达保护装置。
27.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
28.本公开实施例提供的激光雷达保护装置及激光雷达系统中，该保护装置包括：遮挡部，设置于激光雷达窗口位置处；所述遮挡部设置为不透光材料；遮挡部用于在激光雷达工作时关闭，将激光雷达的窗口暴露出来；并用于在激光雷达不工作时打开，遮挡住激光雷达的窗口，从而保护激光雷达的内部隐私。由此，当激光雷达工作时，遮挡部关闭，将激光雷达的窗口暴露出来，激光可以正常从窗口出射；当激光雷达不工作时，遮挡部打开，遮挡住激光雷达的窗口，从外部不能观察到激光雷达的内部系统结构；如此设置，在兼顾激光雷达性能的前提下实现内部系统结构的保护，以达到保护隐私的目的。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
30.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为相关技术中图像融合激光雷达系统的结构示意图；
32.图2为相关技术中图像融合激光雷达系统的结构示意图；
33.图3为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时的正视结构示意图；
34.图4为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时的俯视结构示意图；
35.图5为本公开实施例提供的激光雷达系统不工作时的正视结构示意图；
36.图6为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时的俯视结构示意图；
37.图7为本公开实施例提供的一种光学转镜的结构示意图；
38.图8为图7所示光学转镜一侧棱的结构示意图；
39.图9为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时一种窗口展示效果示意图；
40.图10为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时另一种窗口展示效果示意图；
41.图11为本公开实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图。
42.其中，110、光轴；120、光电传感器；130、二向色镜；140、图像传感器；150、激光发射模组；160、聚焦透镜组；200、激光雷达系统；210、激光雷达保护装置；211、遮挡部；212、固定部；213、发光部；220、激光雷达；221收发系统；222、光学转镜。
具体实施方式
43.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
44.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
45.相关技术中，如图1-图2所示，在该图像融合激光雷达系统中，激光雷达点云和图像信息共用接收光路，通过二向色镜130使可见光和激光分开，分别进入图像传感器140和光电传感器120。由于图像融合的激光雷达既需要接收红外激光，又需要接收可见光，因此在兼顾系统性能的前提下，从外部可以观察到激光雷达的内部系统结构，对保护产品隐私极为不利，目前还没有很好的方法来克服此问题。
46.针对上述缺陷中的至少一个进行改进，本公开实施例提供了一种激光雷达保护装置及激光雷达系统，该保护装置包括：遮挡部，设置于激光雷达窗口位置处；所述遮挡部设置为不透光材料；遮挡部用于在激光雷达工作时关闭，将激光雷达的窗口暴露出来；并用于在激光雷达不工作时打开，遮挡住激光雷达的窗口，从而保护激光雷达的内部隐私。由此，当激光雷达工作时，遮挡部关闭，将激光雷达的窗口暴露出来，激光可以正常从窗口出射；当激光雷达不工作时，遮挡部打开，遮挡住激光雷达的窗口，从外部不能观察到激光雷达的内部系统结构；如此设置，在兼顾激光雷达性能的前提下实现内部系统结构的保护，以达到保护隐私的目的。
47.下面结合图3-图11，对本公开实施例提供的激光雷达系统及自动驾驶装置进行示例性说明。
48.在一些实施例中，如图3-图6所示，图3为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时的正视结构示意图；图4为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时的俯视结构示意图；图5为本公开实施例提供的激光雷达系统不工作时的正视结构示意图；图6为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时的俯视结构示意图。参照图3-图6，该激光雷达保护装置210包括：遮挡部211，设置于激光雷达窗口位置处；遮挡部设置为不透光材料；遮挡部211用于在激光雷达工作时关闭，将激光雷达的窗口暴露出来；并用于在激光雷达不工作时打开，遮挡住激光雷达的窗口，从而保护激光雷达的内部隐私。
49.其中，根据激光雷达的工作状态（工作或不工作）遮挡部211自动关闭或打开。遮挡部211采用不透光材料；遮挡部211打开状态，能够完全遮挡住激光雷达的窗口，从外部不能
观察到激光雷达的内部系统结构。
50.示例性地，如图3-图4所示，当激光雷达工作时，遮挡部211是关闭状态，将激光雷达的窗口暴露出来，此时激光可以正常出射。
51.示例性地，如图5-图6所示，当激光雷达不工作时，遮挡部211是打开状态，完全遮挡住激光雷达的窗口，从外部不能观察到激光雷达的内部系统结构，此时激光不能出射。
52.需要说明的是，图6仅示例性地示出了遮挡部211形状为长方形，但并不构成对本公开实施例提供的激光雷达保护装置的限定。在其他实施方式中，遮光布211还可设置为其他形状，或根据雷达窗口的形状灵活设置，在此不限定。
53.本公开实施例提供了一种激光雷达保护装置，该保护装置包括：遮挡部，设置于激光雷达窗口位置处；所述遮挡部设置为不透光材料；遮挡部用于在激光雷达工作时关闭，将激光雷达的窗口暴露出来；并用于在激光雷达不工作时打开，遮挡住激光雷达的窗口，从而保护激光雷达的内部隐私。由此，当激光雷达工作时，遮挡部关闭，将激光雷达的窗口暴露出来，激光可以正常从窗口出射；当激光雷达不工作时，遮挡部打开，遮挡住激光雷达的窗口，从外部不能观察到激光雷达的内部系统结构；如此设置，在兼顾激光雷达性能的前提下实现内部系统结构的保护，以达到保护隐私的目的。
54.在一些实施例中，遮挡部设置于激光雷达窗口的内侧。
55.如此设置，遮挡部不容易被人为破坏，能够更好的保护激光雷达的内部系统结构。
56.在其他实施方式中，遮挡部还可设置于激光雷达窗口的外侧，在此不限定。
57.在一些实施例中，如图3-图6所示，遮挡部211为遮挡帘；遮挡帘收置于激光雷达窗口的第一边侧。
58.示例性地，如图3-图6所示，遮挡部211为遮挡帘；遮挡帘收置于激光雷达窗口的第一边侧；其中，第一边侧为平行于激光雷达安装平面且距离较远的一边侧。
59.能够理解的是，图3-图6仅示例性地示出了第一边侧为平行于激光雷达安装平面且距离较远的一边侧，但并不构成对本公开实施例提供的激光雷达保护装置的限定。在其他实施方式中，第一边侧还可以是激光雷达窗口的其他边侧，在此不限定。
60.在一些实施例中，如图3-图6所示，该激光雷达保护装置210还包括：固定部212，设置于激光雷达窗口的第二边侧；第二边侧与第一边侧相对设置；固定部212用于固定打开状态的遮挡帘的待固定端。
61.示例性地，如图3-图6所示，在该激光雷达保护装置210中，遮挡帘收置于激光雷达窗口的第一边侧，固定部212设置于激光雷达窗口的第二边侧，第二边侧与第一边侧相对设置；其中，第一边侧为平行于激光雷达安装平面且距离较远的一边侧；第二边侧为平行于激光雷达安装平面且距离较近的一边侧；在激光雷达不工作时，遮挡帘是打开状态，完全遮挡住激光雷达的窗口，遮挡帘的待固定端被固定部212固定。
62.在一些实施例中，如图7和图8所示，图7为本公开实施例提供的一种光学转镜的结构示意图；图8为图7所示光学转镜一侧棱的结构示意图。参照图7和图8所示，激光雷达包括光学转镜222，保护装置还包括：发光部213，设置于光学转镜222的至少一侧棱上；发光部213用于在激光雷达工作时发光。
63.其中，当激光雷达工作时，遮挡帘是收起状态，此时从激光雷达窗口外部能够观察到激光雷达的内部系统结构；通过在光学转镜222的侧棱上设置发光部213，随着光学转镜
222的旋转，光学转镜222侧棱上的发光部也随之旋转，由于人眼的视觉延迟效应，从激光雷达窗口外部能够观察到由多个光学转镜侧棱（发光部213）组成的新图像，人眼无法看清楚激光雷达的内部系统结构，从而达到保护内部系统隐私的效果。
64.示例性地，如图7所示，光学转镜222为三棱柱反射镜；激光雷达工作时，光学转镜222沿逆时针方向旋转，光学转镜222的旋转轨迹为其三角形轮廓的外接圆。
65.需要说明的是，图7仅示例性地示出了光学转镜222沿逆时针方向旋转，但并不构成对本公开实施例提供的激光雷达保护装置的限定。在其他实施方式中，光学转镜222还可沿顺时针方向旋转，在此不限定。
66.示例性地，如图8所示，发光部213设置于光学转镜222的侧棱上；在激光雷达工作时发光部213发光。如此设置，利用人眼的视觉延迟效应，随着光学转镜222旋转，从激光雷达窗口外部观察到的视觉图像发生改变，人眼无法看清楚激光雷达的内部系统结构，从而达到保护内部系统隐私的效果。
67.在一些实施例中，如图8所示，针对每一侧棱，发光部213包括沿侧棱的延伸方向排列的若干个发光元件。
68.其中，发光元件可设置为发光二极管(lightemitting diode，led)或数码管（nixie tube，nt）。
69.示例性地，如图8所示，发光部213包括沿侧棱的延伸方向排列的若干个led灯珠。
70.需要说明的是，图8仅示例性地示出了发光元件设置为led灯珠，但并不构成对本公开实施例提供的激光雷达保护装置的限定。在其他实施方式中，发光元件还可设置为led灯条，或者本领域技术人员可知的其他发光元件，在此不限定。
71.在一些实施例中，如图9和图10所示，图9为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时一种窗口展示效果示意图；图10为本公开实施例提供的激光雷达系统工作时另一种窗口展示效果示意图。参照图9，若干个发光元件均在光学转镜旋转的过程中亮起；参照图10，或者部分位置处的发光元件在光学转镜旋转的过程中亮起，以呈现预设亮暗图形。
72.示例性地，如图9所示，光学转镜旋转过程中，光学转镜侧棱上的发光元件全部亮起；如此，由于人眼的视觉延迟效应，从激光雷达窗口外部观察到的视觉图像是多列紧密排布的发光元件，人眼无法看清楚激光雷达的内部系统结构，达到保护内部系统隐私的效果。
73.示例性地，如图10所示，光学转镜旋转过程中，部分位置处的发光元件亮起，部分位置的发光元件不亮；如此，由于人眼的视觉延迟效应，从激光雷达窗口外部观察到是预设亮暗图形字母“a”，人眼无法看清楚激光雷达的内部系统结构，达到保护内部系统隐私的效果。
74.能够理解的是，图10仅示例性地示出了预设亮暗图形为字母“a”，但并不构成对本公开实施例提供的激光雷达保护装置的限定。在其他实施方式中，预设亮暗图形还可设置为本领域技术人员可知的其他图形，在此不限定。
75.需要说明的是，图9或如10仅示例性地示出了从激光雷达窗口外部观察到的视觉图像由9列发光部213组成，但并不构成对本公开实施例提供的激光雷达保护装置的限定。在其他实施方式中，从激光雷达窗口外部观察到的视觉图像是由光学转镜的转速和发光部213的数量共同确定的，可根据激光雷达系统的需求设置，在此不限定。
76.在一些实施例中，如图7所示，光学转镜222至少包括两个反射镜面。
77.如此设置，随着光学转镜222的旋转，激光能够连续的从窗口出射。
78.在一些实施例中，如图7所示，光学转镜222为双面反射镜、三棱柱反射镜或四棱柱反射镜。
79.示例性地，如图7所示，光学转镜222为三棱柱反射镜，其包括三个反射镜面；随着光学转镜222的旋转，激光能够连续的从窗口出射。
80.能够理解的是，图7仅示例性地示出了光学转镜222为三棱柱反射镜，但并不构成对本公开实施例提供的激光雷达保护装置的限定。在其他实施方式中，光学转镜222还可设置双面反射镜或四棱柱反射镜，或者设置为本领域技术人员可知的其他类型的反射镜，在此不限定。
81.在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种激光雷达系统，如图11所示，图11为本公开实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图。参照图11，该激光雷达系统200包括：激光雷达220；以及上述任一种激光雷达保护装置210，具有对应的有益效果，相同之处可参照上文理解，在此不赘述也不限定。
82.需要说明的是，图11仅示例性地示出了激光雷达系统200包括激光雷达220和激光雷达保护装置210，但并不构成对本公开实施例提供的激光雷达系统的限定。在其他实施方式中，激光雷达系统还包括本领域技术人员可知的其他组成器件，在此不限定。
83.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
84.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。