用于监测车辆的驾驶员的视觉模块以及用于制造用于监测车辆的驾驶员的视觉模块的方法与流程

本发明涉及用于监测车辆的驾驶员的视觉模块。特别地，视觉模块至少包括定位在外部壳体内的相机子组件。相机子组件的光轴指向外部壳体的外侧。外部壳体由壳体盖和壳体底座限定。相机子组件的壳体部件具有球形外部拓扑结构。此外，本发明涉及一种用于制造用于监测车辆的驾驶员的视觉模块的方法。视觉模块至少包括相机子组件，该相机子组件定位在外部壳体内，使得其光轴指向外部壳体的外侧。外部壳体由壳体盖和壳体底座限定。

背景技术：

1、国际专利申请wo 2019/164724 a1公开了一种相机模块组件。用于相机模块的外部壳体包括后部外壳和具有窗口的前部外壳。相机芯包括透镜组件、传感器组件和传感器壳体。传感器组件设置在传感器壳体内，并且传感器壳体固定到透镜组件。

2、国际专利申请wo 2018/219951 a1涉及用于机动车辆的相机模块。该相机模块用于在乘客室中进行驾驶员监测。相机模块具有至少一个印刷电路板和用于包封所述印刷电路板的屏蔽件。该屏蔽件至少包括第一屏蔽部分和第二屏蔽部分。

3、美国专利申请us 2019/208091 a1公开了一种用于车辆视觉系统的相机模块。该相机模块包括金属前部壳体、透镜支架和金属后部壳体。前部壳体容纳印刷电路板，该印刷电路板具有在其处设置的成像仪。透镜支架附接在壳体的前部部分处，使得透镜组件与成像仪光学对准。

4、美国专利申请us 2018/222402 a1公开了一种相机壳体部分，该相机壳体部分在相机壳体部分的底座部分处具有成像传感器。透镜系统定位在相机壳体部分的第一部分处。提供了一种第一电路板，该第一电路板包括与成像传感器相关联的电路，该成像传感器设置在与第一电路板板对板电连接的第二电路板处。相机壳体部分和连接器部分接合在一起以封装第一电路板和第二电路板。

5、中国实用新型cn 203327131 u公开了一种安装在车辆中的相机。路灯状相机包括底座和盖。球形相机主体装配在底座的通孔中。夹紧背板(backet)被拧到底座以将相机主体保持就位。盖对相机主体的定位没有影响。

6、中国实用新型cn 210016543 u公开了一种相机装置，该相机装置具有壳体，该壳体包括上壳和与上壳匹配的下壳。上壳具有用于相机部件的安装孔。下壳仅与上壳一起提供封闭壳体，并且对相机主体的定位没有影响。

7、欧洲专利申请ep 3 531 685 a1公开了一种图像捕获设备，该图像捕获设备包括相机单元、布置在相机单元附近的基板单元、被配置为覆盖相机单元的基本上球形的圆顶盖。壳体被配置成支撑圆顶盖并覆盖基板单元。圆顶盖对相机单元的取向没有影响。

8、通常，至少具有视觉相机的视觉模块越来越多地存在于车辆中。它们用于扫描车辆的环境以及驾驶员和乘客，将数据发送到ecu(电子控制单元)，该ecu处理数据并向驾驶员发出警告或作用于车辆制动器。最先进的视觉相机使用以立体配置工作的两个相机以输出到物体的距离。使用算法，并且ecu计算到物体的距离。

9、在现有技术的系统或视觉模块中，作为模块的一部分的视觉相机在安装期间关于相对定位图像传感器进行校准。视觉相机通过固定胶固定，该固定胶在固化后将相机壳体固定到印刷电路板。视觉相机和印刷电路板通过外部固定装置临时固定在一起，直到胶固化。然后，将相机的子组件和印刷电路板固定到壳体上。

10、视觉模块可以包括用于照明的红外模块。对于不同的车型，红外模块在车辆中的所需位置可以根据车型而不同，以便将注意力保持在驾驶员身上或者提供期望的照明。为了正确地工作，包括在视觉模块中的红外模块的安装位置以不同的角度以及在驾驶员监测系统的电子控制单元(ecu)内部进行。这是由于需要将视觉模块的ecu安装在车辆中的不同位置中，而且如果其安装在车辆上且左侧或右侧转向，但不限于此。这带来了壳体和盖部件的多样性，使得类似的项目不共享相同的壳体和盖。可能的是，具有相同功能的ecu和印刷电路板由于此而在构造上不同。因此，这种视觉模块的开发、验证和制造成本因此很高。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于监测车辆的驾驶员的视觉模块，该视觉模块可以用于各种各样的车型，并且该视觉模块应当节省成本并且减少视觉模块的部件种类。

2、上述目的通过包括根据权利要求1所述的特征的用于监测驾驶员的视觉模块来实现。

3、本发明的另一个目的是提供一种用于制造用于监测车辆的驾驶员的视觉模块的方法，该方法允许视觉模块的视觉相机的光轴的安全且可靠的取向，并且可以用于各种各样的车型，并且本发明的方法应当节省成本并且减少视觉模块的部件种类。

4、上述目的通过包括根据权利要求11所述的特征的用于制造用于监测驾驶员的视觉模块的方法来实现。

5、根据本发明，用于监测车辆的驾驶员的视觉模块至少具有定位在外部壳体内的相机子组件。相机子组件的光轴指向外部壳体的外侧。外部壳体由壳体盖和壳体底座限定。用于相机子组件的壳体部件具有球形外部拓扑结构。安装结构与相机子组件的球形外部拓扑结构协作，以允许设置相机子组件的空间角度取向。设置壳体底座的接纳部用于接纳安装结构。安装到壳体底座的壳体盖将安装结构保持在外部壳体中的限定位置。

6、视觉模块的优点是它可以用于不同的车型。此外，视觉模块还可以反映驾驶员的各种需求。通过本发明，减少了壳体部件和盖部件的多样性，并且也降低了开发、验证和制造成本，因为视觉模块的本发明实施方案可以服务于多个车型。

7、根据本发明的实施方案，安装结构是具有类球形内部拓扑结构的保持环。保持环的类球形内部拓扑结构与相机子组件的壳体部件的球形外部轮廓匹配。

8、优点在于，可以在将相机子组件安装到壳体底座或完全组装外部壳体(用于各种车型或需求的相同外部壳体)之前设置相机子组件的光轴的取向。另外，保持环的类球形内部拓扑结构与相机子组件的壳体部件的球形外部轮廓的匹配允许相机子组件的壳体部件的旋转。因此，由于球形接头的性质，保持环和相机子组件的多个相对位置是可能的。

9、根据本发明的另一实施方案，保持环的球形内部拓扑结构在保持环的中间平面中定中心。因此，保持环的球形内拓扑结构在相机子组件的壳体部件的最大直径的位置处与相机子组件的壳体部件的球形外部轮廓匹配。最大直径垂直于光轴。

10、该实施方案的优点在于，由于球形接头的性质，保持环和相机子组件的多个相对位置也是可能的。此外，该实施方案实现了额外的鲁棒性，以防止相机子组件可能从具有保持环的锁中脱落或失去与保持环的相对位置的故障情况。

11、根据本发明的实施方案，通过胶来固定相机子组件的光轴的设定空间取向。胶被设置成使得保持环和相机子组件的壳体部件的球形外部轮廓的相对运动被阻止。胶可以作为接缝施加在保持环和相机子组件的壳体部件之间的边界处和/或保持环的至少一个窗口中。

12、固化的胶的优点在于，其相对于保持环锁定了相机子组件的壳体部件的位置，从而固定了光轴的取向以用于进一步安装。

13、根据本发明的实施方案，保持环通过球形内部拓扑结构在保持环的中间平面中定中心，并且保持环与相机子组件的壳体部件的球形外部轮廓匹配。在光轴的空间取向之后，保持环与相机子组件的壳体部件紧密配合接触。

14、该实施方案的优点在于可以在没有胶的情况下保持光轴的空间取向。为了将相机子组件的光轴定位在标称位置，保持环被升温或加热，从而减小过盈。在相机子组件被定位在保持环中之后，它也可以被取向以实现光轴的最终角度取向。紧接着，保持环自身或经由特殊操作(冷空气吹过保持环等)被冷却，并且实现紧密配合。这防止了相机子组件在现场的无意旋转。理想地，相机子组件的壳体部件和保持环应由相同材料制造，例如由金属制造。需要相同的材料，使得配合的扩张和收缩保持了夹紧。

15、根据本发明的实施方案，安装结构由分度枢轴和壳体盖的球形拓扑结构限定。分度枢轴定位在壳体底座的接纳部中。球形拓扑结构是壳体盖的与相机子组件的壳体部件的球形外部拓扑结构形状配合地接触的部分。形状配合的接触使得围绕枢转轴的旋转运动是可能的。为了启动旋转，可以使用特殊工具。分度枢轴的枢转轴安置在壳体底座中，并且沿着分度枢轴运动。

16、根据本发明的另一实施方案，分度枢轴具有多个分度齿，该多个分度齿与相机子组件的壳体部件的球形外部拓扑结构中的一组分度孔接触。壳体盖的球形拓扑结构与相机子组件的壳体部件的球形外部拓扑结构形状配合地接触。另外，分度枢轴可以在底侧具有分度翅片。分度翅片与定位在壳体底座的接纳部上的分度和安置凹部的凹槽相互作用。

17、本发明实施方案的优点在于，对于相机子组件的壳体部件的球形相机，通过分度枢轴，角度调节解决方案可以是无胶的。通过本发明，可以适应相机子组件的光轴的多个安装角度。当新车型在车辆内部设置驾驶员监测系统的不同位置时，不需要重新设计和重新验证这些构思。视场方向的角度调节可以在任何时刻以选定的增量进行。不需要为了固定和/或保持相机子组件的光轴的取向而提供胶或其他固定元件。利用跨服务于多个车型的一系列产品的本发明，减少了开发、验证和制造新模块的成本。可以制造一个单一产品类型，其服务于多个车型。客户可以简单地将视场方向调整到所需角度，而不需要制造商的努力或干预。

18、提供了一种用于制造用于监测车辆的驾驶员的视觉模块的方法。视觉模块至少包括定位在外部壳体中的相机子组件，其中其光轴指向外部壳体的外侧。外部壳体由壳体盖和壳体底座限定。相机子组件的壳体部件具有球形外部拓扑结构。用于制造视觉模块的方法包括以下步骤：

19、·将安装结构提供到相机子组件的壳体部件的球形外部拓扑结构；

20、·通过安装结构将相机子组件定位在壳体底座的接纳部中；以及

21、·将壳体盖安装到壳体底座，并且从而定位相机子组件的壳体部件，使得相机子组件的光轴的空间取向由组装的壳体盖固定在先前取向的方向上，或者相机子组件的光轴的空间取向可通过相机子组件的壳体部件在组装的外部壳体中的旋转运动来调节。

22、一旦壳体底座和壳体盖结合在一起，就可以组装外部壳体，并且从而至少将相机子组件固定在相机子组件的光轴被固定在期望空间取向的状态下。

23、根据一个实施方案，安装结构是围绕相机子组件的壳体部件的球形外部拓扑结构的保持环。在将保持环定位在壳体底座的接纳部上之前，通过夹持工具来调节相机子组件的光轴的取向。相机子组件的光轴的调节的取向可以通过作为接缝施加在保持环和壳体部件的球形外部拓扑结构之间的胶保持并且/或者由填充在保持环的至少一个窗口中的胶保持。根据另一实施方案，相机子组件的光轴的调节的取向通过在光轴的空间取向之后使保持环与相机子组件的壳体部件紧密配合接触来保持。

24、上述实施方案的优点是用于相机子组件的光轴的角度调节构思，使得驾驶员监测系统的一个构思可用于不同类型的车辆中。利用本发明降低了开发、验证和制造驾驶员监测系统的新模块的成本。

25、根据本发明的另一实施方案，安装结构由安置在壳体底座的接纳部中的分度枢轴限定。在壳体盖安装到壳体底座之后，通过夹持工具调节相机子组件的光轴的取向，使得壳体盖的球形拓扑结构与相机子组件的壳体部件的球形外部拓扑结构形状配合地接触。通过分度枢轴的分度齿，可以在第一旋转方向上保持相机子组件的光轴的取向，这些分度齿与相机子组件的壳体部件的球形外部拓扑结构中的另一组分度孔接触。通过分度枢轴的分度翅片，可以在第二旋转方向上保持相机子组件的光轴的取向，这些分度翅片与壳体底座的接纳部上的分度和安置凹部的一组分度凹槽接触。

26、上述实施方案的优点在于，可以以任何力矩在两个方向上执行相机子组件的光轴的取向的重新调节。情况可能是原始设备制造商具有大量视觉模块或具有相机的电子控制单元，然而组装了不同的车型。从物流中取出相同的视觉模块或电子控制单元，并且在安装到车辆组装线上的过程中，根据每个车型的特定角度位置要求来调节角度。如果需要，调节力矩(扭矩)可以被调成使得角度的改变可以由操作者手动完成，或者如果需要，相反的情况是可能的。如果需要，靠近相机子组件的壳体部件和安装结构的夹层的螺钉可以对封装带来额外的夹紧。