使用吸光材料保持激光透镜窗清洁的制作方法

本公开涉及使用吸光材料(例如，吸收近红外光的材料)来保持激光透镜窗(例如，lidar)清洁。

背景技术

光探测和测距(lidar)技术可用于通过利用激光照射目标并测量激光反射回来所耗费的时间来测量距一个或多个目标的距离。激光可以以脉冲的形式发出，并且多对激光发射器和检测器可以被包括在单个壳体中以提供大量数据点并覆盖大的视场。lidar可用于许多应用中，诸如测量、航测、农业、考古、速度检测等。开发中的自动化车辆行业也经常使用lidar技术进行物体检测和导航。lidar传感器(有时被封装为或被称为“定位器(puck)”)可使用以近红外的方式操作的多个激光器和检测器，从而以高等级的准确性和精度确定车辆的位置。4级安全的自动操作需要这些高等级的精度。自动化系统可以在除诸如恶劣天气的少数环境以外的全部环境中控制车辆。驾驶员必须只有在启用自动化系统是安全的时才能启用自动化系统。在启用时，不需要驾驶员的注意力。预期lidar也被包含在5级自动操作中，其中，除了设定目的地和启动系统之外，不需要人为干预。典型地，一个或更多个lidar传感器安装在车辆的外部，例如，安装车顶和/或侧视镜上，以获得最佳的检测范围。

技术实现要素：

在至少一个实施例中，提供了一种方法。所述方法可包括：将具有第一组分和第二组分的涂层涂覆到激光传感器的透镜的外表面，第一组分包括发热吸光(tla)材料；由激光传感器内的光源照射tla材料以由tla材料产生热，从而使第二组分形成活性涂层(activecoating)。

所述激光传感器内的光源可以是近红外激光。在一个实施例中，所述激光传感器是lidar传感器，并且所述近红外激光是与lidar传感器用于测量距离的激光相同的激光。所述近红外激光在所述照射步骤期间可以以全功率进行操作。所述近红外激光可具有在750nm和1250nm之间的波长。由tla材料产生的热可致使所述第二组分固化、凝固或发生相变。在一个实施例中，活性涂层可以是疏水性的和疏油性的中的至少一种。在另一个实施例中，活性涂层可以是亲水性的。照射tla材料的步骤可包括控制光源以图案的方式照射涂层，使得在活性涂层中形成相应的图案。可控制所述光源以形成具有间隔开的峰的阵列的图案化涂层。

在至少一个实施例中，提供了一种激光传感器。所述激光传感器可包括：壳体、内部光源和透镜；位于所述透镜的外表面上的涂层，所述涂层包括被配置为在用来自所述内部光源的光照射时产生热的发热吸光(tla)材料。

所述涂层可以是疏水性的、疏油性的和亲水性的中的至少一种。在一个实施例中，所述内部光源是近红外激光，并且所述tla材料被配置为当用近红外光照射时产生热。所述内部光源可以是第一内部光源，并且所述传感器还可包括第二内部光源。在一个实施例中，所述第一内部光源和所述第二内部光源都是近红外激光，并且所述tla材料被配置为当用来自所述第一内部光源和所述第二内部光源的近红外光照射时产生热。在另一个实施例中，所述第一内部光源具有非红外波长，并且所述第二内部光源具有近红外波长。

在至少一个实施例中，提供了一种方法。所述方法可包括：将发热吸光(tla)材料安置为靠近激光传感器的透镜；激活激光传感器内的光源以照射tla材料，从而产生热并增大透镜的温度。所述tla材料可被安置为靠近所述透镜的外表面或所述透镜的内表面。在一个实施例中，所述激光传感器是结合到车辆的lidar传感器，并且当所述车辆静止时执行安置和激活的步骤。

附图说明

图1是根据实施例的lidar传感器的示意性透视图；

图2是根据实施例的涂覆到lidar传感器透镜的涂层的示意性截面图；

图3是根据实施例的用于使用内部光源将涂层涂覆到lidar传感器透镜的方法的示例流程图；

图4是将使用内部光源涂覆的涂层及其能量吸收与使用外部光源涂覆的涂层进行比较的示意性示例；

图5是根据实施例的lidar透镜表面上的纹理化排斥涂层的示意性透视图；

图6a和图6b示出了根据实施例的用于使lidar透镜发热的可撤走元件处于撤走位置(图6a)和伸出位置(图6b)。

具体实施方式

根据需要，在此公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，公开的实施例仅仅为本发明的可以以各种和替代的形式实施的示例。附图无需按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。

参照图1，示出了激光传感器10的示例。在一个实施例中，激光传感器10可以是lidar传感器。在下面的描述中传感器10被称为lidar传感器，然而，这仅仅是为了说明的目的。本公开可以应用于具有暴露于户外环境或者以在其它情况下易于变脏的透镜的任何基于激光的传感器。传感器10包括壳体12和透镜或窗14。传感器的内部可以包括激光发射器和检测器。激光可以发射通过透镜14，并且反射的光可以返回通过透镜14并且被检测器接收。lidar传感器和系统的内部组件和操作是本领域中已知的，并且将不会进行详细描述。通常，lidar传感器发射特定波长(例如600nm至1000nm)的激光通过透镜。激光可以以特定频率(例如，1至50khz)脉冲。激光被传感器周围的物体反射并返回到传感器，在传感器处激光被检测器接收。检测器(也称为光电检测器)可以是固态光电检测器或光电倍增器。因此，可以在短时间段内生成大量的数据点。数据可以使用车载处理器进行分析，或者可以将数据发送到不同的处理器，例如车辆计算机。数据可用于对lidar传感器周围的区域进行成像。该成像可被包括为自动驾驶系统的一部分，例如，与相机、gps或其它导航/成像系统协作。

如上所述，lidar传感器通常安装在车辆的外部，例如，安装在车顶和/或侧视镜上。这些传感器的位置可能会带来一些严峻的挑战，例如整个车辆的使用期间的恶劣天气和环境条件。传感器可能会受到极端温度、风、湿气、紫外光、灰尘、道路碎片、昆虫和其它物质的影响。这些条件中的许多可能导致传感器透镜部分地或完全地被阻塞或变得模糊，从而妨碍了传感器的性能。除了被覆盖之外(或替代被覆盖)，传感器还可能被划损、碎裂或被撞掉。

因此，为lidar传感器保持透镜清洁的能力对于使用lidar技术的自动化车辆的功能操作和商业成功来说是重要的。如果传感器变脏或以其它方式被覆盖到无法检测到即将到来的物体的程度，则车辆的导航系统可能在对环境了解减少的情况下无法安全地运行。如果堵塞严重且持续，则导航系统也可能完全失效。此外，lidar传感器可代表自动化车辆系统的大部分成本，因此，具有多余传感器可能在经济上是不可行的或不实际的。相反地，汽车制造商倾向于使车载lidar传感器的数量最小化以降低成本。

保持lidar透镜清洁的一种方法是通过物理擦拭来机械清洁透镜。例如，机械清洗系统可以包括一个或更多个机械擦拭臂和喷嘴，其将喷射清洁溶液并机械地擦拭表面。该系统可能与挡风玻璃上的清洗系统类似，但可以改变该系统以应对传感器的弯曲表面。这种方法只能通过在阻塞物附着到传感器之后移除阻塞物来被动地且反应性地起作用。

在至少一个实施例中，替代方法是通过在透镜上涂覆涂层来主动防止阻塞物。在一个实施例中，可以将有机或无机涂层涂覆到透镜窗的外部以产生不利于湿气和/或颗粒物质粘附的表面。因此，活性涂层可以单独起作用或与被动系统(例如，擦拭臂)结合起作用。然而，已经发现这种活性涂层可能会退化。退化的活性涂层可能不会提供所期望的表面特性，并且在一些情况下，可能比不具有任何活性涂层的表面性能更差。

参照图2，在至少一个实施例中，公开了用于lidar透镜或窗20的耐用的活性涂层或功能涂层22。活性/功能涂层22可以具有长的使用寿命(例如车辆的使用寿命)和/或可容易恢复或更换(例如，在现场)。在至少一个实施例中，涂层22可以是疏水性和/或疏油性涂层，例如超疏水性和/或超疏油性涂层。涂层22也可以是全疏性的(omniphobic)，其是排斥水、油和其它物质的涂层。在一个实施例中，涂层22与水和/或油的接触角可以为至少90度，例如至少125度或至少150度(超疏水/疏油/全疏性的)。排斥水和/或油还可以使涂层22阻止可被水/油携带或悬浮的颗粒物质的积聚。或者，还发现亲水性涂层也可以抵制或防止颗粒物质的积聚。在不拘泥于任何特定理论的情况下，确信亲水性涂层可以部分地由于光催化作用而防止颗粒累积，其中曝光会分解杂质。另外，由于低接触角，水可能由于形成片状而冲走杂质。任何上述涂层可以结合到活性/功能涂层22中并且可以被称为排斥或自清洁涂层。

在一个实施例中，涂层22可以包括至少两种组分。一种组分可以是发热吸光组分或材料。发热吸光材料可以是当暴露于光(例如，特定波长的光)时产生热或温度升高的材料。尽管所有材料在暴露于电磁辐射时的温度可以增大标称的量，但是如此处所使用的，当暴露于光时，发热材料可以产生热或使温度大程度地升高(例如，相对于材料的量或质量)。

发热吸光(tla)材料可以是在暴露于特定类型的光时产生大量的热的任何合适的材料。tla材料可以是在暴露于由用于距离测量的lidar传感器所使用的光的类型(例如，波长)时产生热的材料。在一个实施例中，由lidar传感器使用的光源可以是红外光，其可以具有从700nm至1mm的波长/光谱。红外光谱是相当宽的光谱，并且可以分成较小的子集。靠近可见光谱的波长可以被称为近红外(nir)。nir的定义可以根据源而变化，然而，如本文所使用的，它指的是波长为750nm至2500nm的光。lidar传感器可以使用在该定义的更小的子集(例如750nm至1250nm或其中的任何子范围，诸如800nm至1100nm、850nm至1050nm或850nm至950nm)内操作的激光器。激光器可以在上述范围内的特定波长下操作。

因此，tla材料可以是当暴露于具有上述波长中的一个或更多个的光时产生热的材料。在一个实施例中，当暴露于nir光时，tla材料可产生热。tla材料可被配置为通过与lidar传感器激光器使用的光源相同的光源产生热。如果在lidar传感器中使用多个光源来进行距离感测，则tla材料可以被配置为在暴露于用于距离感测的光源中的一个、一些或全部时产生热。在另一个实施例中，tla材料可以是在暴露于与用于感测距离的光源具有不同的波长的光时产生热的材料。该材料可能仅由不同波长的光产生热，或者多于一种类型/多于一个波长的光可致使tla材料产生热。例如，tla材料可以响应于暴露于uv光(例如，10nm至400nm)而产生热，除此以外或替代地，响应于nir光而产生热。如果tla材料被配置为响应于未被lidar传感器(用于感测距离)使用的光的类型而产生热，则单独的额外光源可以被包括在lidar传感器内以用于照射tla材料的目的(例如，唯一的目的)。

tla材料可以是有机材料、无机材料或前者的组合。在一个实施例中，tla材料可以形成为诸如纳米颗粒的颗粒。可用于或用作tla材料的无机材料的非限制性示例可包括碳纳米管、磁性纳米材料、贵金属(例如，金、银或铂-族)纳米颗粒等。

在另一个实施例中，tla材料可以是(或包括)有机材料。有机材料可以是染料、凝胶或其它形式的聚合物。在一个实施例中，tla材料可以是树枝状纳米凝胶，其是将树枝状聚合物的特性与交联的宏观凝胶的特性组合的高分子量交联聚合物。例如，树枝状纳米凝胶可以具有尺寸在20nm与200nm之间的可溶性颗粒的形式。发热的树枝状纳米凝胶的一个示例是与树枝状聚甘油(dpg)交联并且与聚苯胺(pani)半渗透的聚(n-异丙基丙烯酰胺)(pnipam)类ng。有机发热材料的其它示例可以包括：酞菁和萘酞菁；金属络合物；聚甲炔；二苯基甲烷、三苯基甲烷和相关化合物；醌；偶氮染料；发色体系；以及自由基有机化合物。例如，在j.fabian等人于1992年在chem.rev.上发表的near-infraredabsorbingdyes(第92卷，第1197-1226页)和m.molina等人于2016年在nanoscale上发表的polymericnear-infraredabsorbingdendriticnanogelsforefficientinvivophotothermalcancertherapy(第8卷，第5852-5856页)中描述了这些有机tla材料的示例，这二者公开内容通过在此引用而整体包含于此。

涂层22的另一种组分可以是活性或功能组分。该组分可以为涂层22提供其疏水/疏油/全疏特性或亲水特性。在至少一个实施例中，活性组分可以被热活化。例如，根据材料的类型，活性组分可以在被加热时发生固化、硬化、相变或以其它方式发生反应(例如，化学反应或物理反应)。因此，当tla材料暴露于光源并产生热时，活性组分可以被tla材料激活。由tla材料产生的热可引起活性组分的反应以在透镜20上形成涂层22。一旦通过tla材料和活性组分之间的相互作用形成涂层22，涂层22便可具有活性组分的排斥水/油/颗粒的特性。最终的涂层22对于用于感测距离的lidar传感器的光源(例如，nir激光器)来说可以是透明的，因此最终的涂层22可不干扰lidar传感器的操作。

活性组分可以是具有上述的排斥特性(例如，疏水/疏油/全疏性)或亲水性且需要热能来固化、硬化、相变或以其它方式经历反应(例如，化学反应)的任何材料。活性组分可以是有机材料、无机材料或前者的组合。可用作活性组分或作为活性组分的一部分的排斥性(例如，疏水/疏油/全疏性)材料的非限制性示例可包括含氟聚合物或有机硅烷(官能化二氧化硅)。疏水性硅烷的示例可以包括甲基硅烷、直链烷基硅烷、支链烷基硅烷、氟化烷基硅烷、芳基硅烷、双臂硅烷等。可用作活性组分或作为活性组分的一部分的亲水性材料的非限制性示例可包括有机硅烷和/或二氧化钛基涂层。亲水性硅烷的示例可以包括极性硅烷、羟基硅烷、离子型硅烷、电荷诱导/可电荷转换式硅烷、嵌入亲水性硅烷、屏蔽性硅烷等。

参照图3，示出了用于在lidar透镜/窗上形成排斥涂层的方法的流程图50的示例。在步骤52中，可以准备涂层。如上所述，涂层可以具有多种组分，其可以包括发热吸光(tla)材料和活性组分。在一个实施例中，那些组分可以是仅有的组分。在另一个实施例中，那些组分可以是除了用于涂覆或传递那些组分的材料(例如溶剂、溶液、悬浮液、浆液等)以外的仅有的组分。辅助材料在涂覆涂层之后可以没有剩余(例如，在涂覆期间蒸发)。涂层的准备可能取决于用于tla材料和活性组分的材料的类型。例如，有机组分的准备可以与无机组分的准备不同。基于本公开，本领域的普通技术人员将理解的是，组分的准备可基于所涉及的材料而变化。

在步骤54中，可以将涂层涂覆到lidar透镜或窗的外部。涂层可以涂覆到透镜的一部分外表面或整个外表面。在一个实施例中，涂层可以涂覆到透镜的形成lidar传感器的视场的整个部分。例如，这可以达到或超过180°，直到360°或整个360°。涂覆将再次取决于涂层中使用的材料类型。在一个实施例中，tla材料和活性组分可以在涂覆之前混合在一起。因此，这两种组分在涂覆到透镜之前可以分散在彼此内，例如，均匀地混合在一起。在另一个实施例中，这些组分可以分开涂覆。例如，可以先涂覆tla材料(例如，直接涂覆到透镜上)，然后可以涂覆活性组分(例如，涂覆到tla材料上)，反之亦然。先涂覆tla材料可允许来自lidar传感器内的最大量的光(例如，nir)暴露到tla材料。在涂覆之后，涂层可以处于中间状态，例如，其可以是未固化的、未完全凝固的或者未处于其最终的物理和/或化学状态的。

在步骤56中，可以激活或控制来自lidar传感器内(例如，在透镜的与涂层相反的一侧上)的光源(或多个光源)以发射光，然后该光可以接触在步骤54中涂覆的中间涂层。在至少一个实施例中，被激活的光源可以是与由lidar传感器使用的用于感测和确定距离的光源(或多个光源)相同的光源(或多个光源)。在一个实施例中，光源可以是近红外(nir)光源，例如激光。如上所述，lidar传感器可以具有包括在其中的一个或更多个nir激光源。例如，可以存在多个激光器，例如至少5个、10个或更多个激光器。在一些设计中，可存在被配置为围绕竖直轴线旋转以提供增大的视场(例如，至少180°或达到360°)的一个、几个或更多个激光器。在其它设计中，激光源可以是被配置为在多个方向上发射激光束的固定源。这些激光器可以是固态激光器并且可以发射大量激光束以具有大的视场(例如，至少180°或达到360°)。

在另一个实施例中，可以使用除lidar传感器中的距离感测光源以外的一个或更多个光源。除了距离感测光源之外或代替距离感测光源，可以使用可被称为次光源的光源。次光源的波长可以与距离感测光源(主光源)的波长相同(例如，nir)或不同。例如，次光源的波长可以与主光源的波长不同，例如紫外线(uv)、可见光或红外光谱的另一部分。在另一个实施例中，次光源可以具有与主光源相同或基本相同的波长。次光源可以具有较高的功率或强度。

因此，在步骤期间，可以激活主光源和/或次光源以将光能发射在中间涂层上。光能可致使tla材料产生热，这可进而激活涂层的活性组分。结果，涂层可以被固化、硬化、转化或以其它方式转变成其最终形状、特性和/或状态。光源的激活和/或控制可以由lidar传感器自身中的硬件和/或软件来执行或者通过连接的计算机系统来执行。例如，执行自动驾驶系统的车辆计算机系统也可以控制过程50或其中的任何的单独步骤。或者，可存在单独的控制系统，包括用于操作和控制光源的硬件(例如，处理器)和软件。

在一个实施例中，主光源(或多个主光源)可以用于激活tla材料。如上所述，主光源可以包括由lidar系统使用以检测和测量距离的一个或更多个激光。激光中的一个、一部分或全部可以用于激活tla材料以使其产生热。使用的激光的数量可取决于其功率/强度以及期望从tla材料产生的热的量。在一个实施例中，在步骤56期间所有主光源(例如，激光)可以打开并且使其发射光。激光器可以旋转或者它们可以是静止的，类似于用于距离测量时。可以控制激光器，使得其上涂覆有中间涂层的透镜的所有部分都可以被激光照射或接触。控制系统可以控制激光与涂层的每个部分接触持续特定时间量。暴露时间可取决于tla材料的类型、活性组分的类型、涂层的厚度或其它参数。基于本公开，本领域的普通技术人员将理解，可以控制激光接触涂层持续足够的时间，从而使涂层转变成其最终形式(例如，固化、凝固、反应等)。

在另一个实施例中，可以使用一个或多个次光源来激活tla材料。如上所述，次光源可以单独使用或者除了主光源之外还可使用次光源。次光源可以是与主光源相似的光源，例如激光。如果次光源是与主光源相同的类型(例如，波长)，则它可以是更高功率/强度的光源。在一个实施例中，激光都可以是nir激光。然而，次光源也可以是不同的光源类型，例如紫外线、可见光或红外光谱的不同部分。类似于主光源，次光源可以由lidar系统、车辆计算机系统或任何其它连接的处理器来控制。次光源可以类似地被控制以照射整个涂层并且可以被控制以照射涂层持续足够的时间，从而引起中间涂层的期望变化。另外，可以同时操作两个光源(或每个光源的一部分)以向涂层提供比主光源单独作用更高的能量/功率/强度水平。

在步骤58中，可以在暴露于内部lidar光源之后形成涂层。如上所述，处于其最终形式的涂层可以从在曝光之前的中间涂层固化、凝固或以其它方式转变。如前所述，最终涂层可以是疏水/疏油/全疏性或亲水性的。因此，如果涂层是疏水/疏油/全疏性的，它可以与水、油、其它物质或其中的颗粒物形成非常高的接触角(例如，大于90度、120度或150度)。或者，如果涂层是亲水性的，则它可以与水或其中的颗粒物形成非常低的接触角(例如，小于90度、60度、30度、15度或5度)。

可以在制造lidar传感器和/或附连有lidar传感器的自动化车辆期间开始执行过程50。然而，过程50也可以作为售后过程或作为先前涂层涂覆(相同涂层或不同涂层)的修复来应用。过程50的一个优点是因为它使用内部光源，所以它可以容易地由第三方(例如维修店)或甚至车辆的拥有者来执行。只需要准备涂层和将涂层涂覆到透镜上，并且lidar或车辆控制系统可以控制光源将涂层固化、硬化等成新的或修复的涂层。因此，如果涂层随着时间的推移而退化、碎裂、损坏或以其它方式受损，则可以在现场重新涂覆或修复涂层。例如，可以将过程50应用于之前在其上具有相同或不同涂层的透镜/窗。尽可能地去除先前的涂层，或者可以在先前的涂层上涂覆新的涂层。

参照图4，示出了将使用内部光源(elight)70来固化/硬化/转化透镜76的外表面74上的涂层72的本公开的方法与外部光源(elight)78用于执行相同的反应的方法进行比较的示意图。示出了针对每种方法的能量吸收与位置的示意性曲线，其中本公开的方法在左边，而可选的方法在右边。如图所示，本公开的方法为涂层72和透镜76之间的界面80处的涂层提供最大的能量吸收。这是因为透镜76对于来自光源70的光来说是透明的，因此光穿过透镜76并且先接触正好在界面80处的涂层72的部分。相反，如果光源在lidar透镜的外部，则光在到达涂层/透镜界面80之前必须先穿过涂层72的大部分。与本公开的方法相比，这可能导致涂层和透镜之间的较弱粘附性。

参照图5，在至少一个实施例中，上述过程可以被修改以在lidar透镜/窗92上形成图案化涂层90。涂层90可以由与上面描述的那些材料相同的材料形成。然而，在一个实施例中，可以控制主光源和/或次光源以在表面上形成纹理化或图案化的涂层，而不是厚度基本均匀的涂层(例如，如图2和图4所示)。基于涂层和物质(例如，水或油)之间的接触角减小，已经发现纹理化涂层是疏水/疏油/全疏性的。纹理化涂层90可以具有间隔开的峰(在峰之间具有谷)的阵列。峰可能相对陡峭/尖锐，使得空气陷在疏水的峰/纹理(在水/液体之下)之间。这可能在涂层和物质之间产生非常高的接触角。在一个实施例中，纹理(例如，峰高度和/或间隔)可以是纳米级的(例如，具有小于1μm(例如小于100nm)的高度/间隔的尺寸)。

可以控制主光源和/或次光源以形成如上所述和在图5中示出的那些涂层。光源可以被脉冲化以便在涂层中形成图案。例如，通过仅将涂层的特定部分暴露于光，只有涂层的那些部分可以完全或很大程度地固化或凝固等。未暴露于光或暴露于减少剂量的光的部分可能根本不会固化、凝固等或仅部分固化、凝固等。因此，涂层的接收高水平暴露的中间部分可以形成相对较厚的最终涂层，并且接收很少暴露或没有暴露的部分可以形成相对较薄的最终涂层或不形成涂层。因此，最终的涂层可以具有带有峰和谷的纹理化表面，除了由涂层化学性或成分提供的特性之外，所述峰和谷可以提供排斥性。

参照图6a和图6b，在至少一个实施例中，可以提供可撤走或可移除元件100。可撤走元件100可以是除了上面公开的lidar透镜上的涂层以外的涂层，或替代lidar透镜上的涂层。可撤走元件100可以包括基底102和位于基底102的表面上的涂层104。涂层104可以由tla材料形成或包括tla材料，其可以与上面公开的材料相同或相似。

参照图6a，可撤走元件100被示出为处于撤走位置，其中它没有覆盖或接触lidar透镜106。可撤走元件100被示出为设置在透镜106上方，然而，它可以处于不会阻挡、阻塞或接触透镜106的任何位置。例如，它可以被撤到透镜106上方、透镜106下方或透镜106的侧部。可撤走元件100也可以被完全从lidar透镜106移除，例如，它可以是可从lidar传感器完全移除的套、盖或其它覆盖物的一部分，或者可以被附接但可枢转地或以其它方式从撤走位置运动到伸出位置。基于本公开，本领域的普通技术人员将理解，可撤走元件100可以使用任何合适的机构运动到位和撤走。例如，可以使用电动马达和相应的机械联动装置而使可撤走元件100在撤走位置和伸出位置之间运动。或者，可撤走元件100可被手动安置并在两个位置之间转换。

参照图6b，示出了可撤走元件100处于伸出位置。在伸出位置，可撤走元件100可以与透镜106的外表面108接触或者与透镜106的外表面108非常接近(例如，小于一英寸或一厘米)。尽管示出可撤走元件100位于lidar透镜106的外部，但它也可以设置在lidar传感器内，使得它与透镜106的内表面110接触或紧密接近。如上所公开的，可撤走元件100可以包括包含tla材料的涂层104。因此，当可撤走元件100处于伸出位置时，上述光源(主光源和/或次光源)可用于激活涂层104中的tla材料以产生热。所述热可以用于融化冰或使聚集在透镜106上的水蒸发。热也可以使附着或聚集在透镜106上的其它材料或膜蒸发。

在一个实施例中，当lidar传感器和/或车辆不运动时，可撤走元件100可位于伸出位置。这可能是汽车驻车时(作为预热过程的一部分、作为关闭特征的一部分)或当lidar传感器未用于导航车辆时的任何其它时间。类似于上面公开的涂层形成工艺，涂层104的激活可以包括主光源、次光源或这两者。光源可以以全功率/强度或最大功率/强度进行操作以由tla材料产生最多的热。

在图6a和图6b中示出的实施例中，存在单个可撤走元件100。然而，在其它实施例中，可以存在多个可撤走元件100。多个元件可以独立地在撤走位置和伸出位置之间运动，或者它们可以一起运动。在另一个实施例中，基底102和涂层104可以可移除地固定在与透镜106接触或非常接近的位置。因此，当lidar传感器工作时，基底102可能不会按常规被移除或撤走。只有当基底102和涂层104对lidar主光源来说是透明的时，才可以使用该实施例。

因此，公开了用于防止和/或消除lidar透镜上的异物或材料的积聚或粘附的系统和方法。在一些实施例中，可以使用一个或更多个lidar光源将涂层涂覆到透镜。可使用lidar光源通过使用光源经由涂层中的发热吸光材料产生热来在原位最终形成涂层。涂层的活性组分可以通过热而被活化并且可以形成排斥诸如水、油或其它物质的最终涂层。在其它实施例中，其上具有tla材料的可撤走元件可以位于透镜附近或与透镜接触，并且可以暴露于光以熔化或蒸发透镜上的物质。所公开的系统和方法可以允许在现场涂覆或修复涂层并且可以延长自动化车辆上的lidar传感器的使用时间。

虽然上面描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可作出各种改变。此外，可组合各个实现的实施例的特征以形成本发明的进一步实施例。