传感器系统的制作方法

本实用新型涉及一种搭载于车辆的传感器系统。

背景技术：

为了实现车辆的驾驶辅助技术，需要在车体搭载用于检测该车辆的外部的信息的传感器。作为这种传感器的例子，可以例举lidar(lightdetectionandranging：激光雷达)传感器(例如，参照专利文献1)。

lidar传感器具备发光元件和受光元件。发光元件向车辆的外部出射检测光。检测光被位于车辆的外部的物体反射，并作为反射光入射到受光元件。受光元件输出基于反射光的信号。基于该信号，车辆的外部的信息被检测出来。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-185769号公报

技术实现要素：

实用新型欲解决的技术问题

为了保护lidar传感器免于污渍和飞石的影响，用形成车辆的外表面的一部分的透光盖来覆盖lidar传感器。因此，上述的检测光通过透光盖射向车辆的外部。透光盖使检测光折曲。由此，位于向透光盖入射的检测光的延长线上的点和从透光盖出射的检测光到达的点之间会产生差异。该差异会给车辆的外部的信息的检测带来影响。

本实用新型的目的是抑制容许用于检测车辆的外部的信息的光的通过的透光盖给信息的检测带来的影响。

用于解决问题的技术手段

关于为了实现上述目的的第一方案,一种被搭载于车辆的传感器系统，其特征在于，具备：发光元件，所述发光元件向所述车辆的外部出射检测光；受光元件，所述受光元件输出基于反射光的信号；处理器，所述处理器基于所述信号来检测所述车辆的外部的信息；以及透光盖，所述透光盖形成所述车辆的外表面的一部分，并具有容许所述检测光通过的多个平坦部，所述处理器将与相邻的所述多个平坦部的边界部对应的位置从所述信息的检测对象中排除。

根据这种构成，由于能够减小检测光通过透光盖时的折曲，而且能够将与不能预知举动的边界部对应的位置从信息检测的对象中排除，所以能够抑制透光盖对信息的检测造成的影响。

第一方案所涉及的传感器系统可以如以下方式构成。

所述边界部的所述透光盖的表面被施加至少对于所述检测光的波长的不透明化处理。

根据这种构成，由于能够构成为检测光不会通过边界部，所以能够防止发生透光盖的通过所伴随的检测光的不能预料的举动。

关于为了实现上述目的的第二方案，一种被搭载于车辆的传感器系统，其特征在于，具备：发光元件，所述发光元件向所述车辆的外部出射检测光；受光元件，所述受光元件输出基于反射光的信号；处理器，所述处理器基于所述信号来检测所述车辆的外部的信息；以及透光盖，所述透光盖形成所述车辆的外表面的一部分，并具有容许所述检测光通过的多个平坦部，相邻的所述多个平坦部的边界部处的所述透光盖的表面至少被施加对于所述检测光的波长的不透明化处理。

根据这种构成，由于能够构成为检测光不会通过边界部，所以能够防止发生透光盖的通过所伴随的检测光的不能预料的举动。该情况下，在处理器侧可以不进行特别的处理，而将与边界部对应的位置从信息检测的对象中排除。而且，由于能够减小检测光通过透光盖时的折曲，所以能够抑制透光盖对信息的检测造成的影响。

第二方案所涉及的传感器系统可以如以下方式构成。

所述边界部处的所述透光盖的表面弯曲。

被从信息检测的对象中排除的区域优选为被设为最小限度。因此，不透明部的面积优选为被设为最小限度。通过边界部处的透光盖的表面被形成为弯曲面，从而使不透明部的面积为最小限度，而且容易施加不透明化处理。另外，透光盖的成形性(容易从模具拔出的程度等)提升。

第一方案和第二方案所涉及的传感器系统可以如以下方式构成。

所述发光元件和所述受光元件是lidar传感器单元和tof传感器单元中任一个的一部分。

在本说明书中，“传感器单元”是指具备期望的信息检测功能，且其自身可以以个体流通的部件的构成单位。

在本说明书中，“驾驶辅助”是指，至少部分进行驾驶操作(方向盘操作、加速、减速)、行驶环境的监控以及驾驶操作的备份中的至少一个的控制处理。也就是说，包含如碰撞损伤缓解制动功能、车道保持辅助功能那样的从部分驾驶辅助到完全自动驾驶工作的内容。

附图说明

图1表示一个实施方式所涉及的左前传感器装置的构成。

图2表示图1的左前传感器装置的车辆中的位置。

图3表示包含图1的左前传感器装置在内的传感器系统的构成。

图4的(a)和(b)表示比较例所涉及的透光盖。

图5的(a)和(b)表示图3的传感器系统的透光盖的另一个例子。

图6表示图1的左前传感器装置的其他构成例。

图7的(a)和(b)表示图6的左前传感器装置的工作。

符号说明

1：传感器系统、12：透光盖、12a：平坦部、12b：边界部、12c：不透明部、12d：弯曲面、14：lidar传感器单元、41：发光元件、42：受光元件、20：处理器、100：车辆、l1：检测光、l2：反射光、s1：受光信号

具体实施方式

以下参照附图，对实施方式的例子进行详细说明。在以下的说明所使用的各附图中，将比例尺适当变更以将各部件设为能够识别的大小。

在附图中，箭头f示出图示结构的前方。箭头b示出图示的结构的后方。箭头u示出图示的结构的上方。箭头d示出图示的结构的下方。箭头l示出图示的结构的左方。箭头r示出图示的结构的右方。以下的说明中所使用的“左”和“右”表示从驾驶座观察的左右的方向。

图1表示一个实施方式所涉及的左前传感器装置10的构成。左前传感器装置10被配置于图2所示的车辆100的左前部lf。左前部lf是位于比车辆100的左右方向的中央更靠左侧，而且比车辆100的前后方向的中央更靠前侧的区域。

如图1所示，左前传感器装置10具备壳体11和透光盖12。壳体11与透光盖12一起划分出容纳室13。透光盖12形成车辆100的外表面的一部分。

左前传感器装置10具备lidar传感器单元14。lidar传感器单元14被配置在容纳室13内。

如图3所示，lidar传感器单元14具备发光元件41和受光元件42。透光盖12覆盖发光元件41和受光元件42。

发光元件41被构成为向车辆100的外部出射检测光l1。例如可以使用波长905nm的红外线来作为检测光l1。可以使用激光二极管、发光二极管等半导体发光元件来作为发光元件41。

lidar传感器单元14可以适当具备用于使检测光l1向期望的方向照射的未图示的光学系统。lidar传感器单元14可以具备用于变更检测光l1的照射方向并扫描检测区域内的未图示的扫描设备。

受光元件42被构成为输出与已入射的光量对应的受光信号s1。可以使用光电二极管、光电晶体管、光敏电阻来作为受光元件42。lidar传感器单元14可以具备用于放大受光信号s1的未图示的放大电路。

发光元件41、受光元件42以及透光盖12构成传感器系统1。传感器系统1还具备处理器20。处理器20在期望的时机向发光元件41输出使发光元件41出射检测光l1的控制信号s0。处理器20接收从受光元件42输出的受光信号s1。

处理器20基于与反射光l2对应的受光信号s1来检测车辆100的外部的信息。例如，处理器20能够基于从向某个方向出射检测光l1的时机起到检测到反射光l2为止的时间来获取到与反射光l2关联的物体为止的距离。另外，通过将这种距离数据与检测位置关联并整合，从而能够获取与反射光l2关联的物体的形状所涉及的信息。还可以在此之外或取而代之，基于检测光l1和反射光l2的波形的不同，来获取与反射光l2关联的物体的材质等的属性所涉及的信息。

透光盖12具有多个平坦部12a。处理器20被构成为将与相邻的多个平坦部12a的边界部12b对应的位置从信息的检测对象中除去。

图4的(a)表示比较例所涉及的透光盖12a和发光元件41a。在本例中，透光盖12a具有弧形状的截面。透光盖12a和发光元件41a被配置为从发光元件41a出射的检测光l0的发光中心(光源位置、扫描中心等)与弧形状的曲率中心一致。

根据这种配置，从发光元件41a出射的检测光l0不论其方向如何，都可以不折曲地通过透光盖12a。然而，这种透光盖12a的形状、发光元件41的位置关系在设计传感器装置时会成为大的制约。

而且，如图4的(b)所示那样，当检测光l0的发光中心和弧形状的曲率中心不一致时，检测光l0由于透光盖12a的弯曲的表面而会较大地折曲。也就是说，不仅部件的定位需要高的精度，而且由于振动、随着年月而产生的位置偏离而使信息检测精度容易受到影响。

另一方面，在图3所示的本实施方式中，从发光元件41出射的检测光l1被容许通过透光盖12的平坦部12a。

根据这种构成能够容易使检测光l1相对于透光盖12垂直地入射。该情况下，在通过透光盖12时检测光l1不会折曲。例如，图3所示的检测光l1a相对于透光盖12垂直地入射。即使透光盖12和发光元件41从该状态起在左右方向相对位移，也能够维持检测光l1a相对于透光盖12垂直入射的状态。

而且，如图3所示的检测光l1b那样，即使相对于平坦部12a斜着入射，与图4的(b)所示的向弯曲面入射时相比，检测光l1b的折曲量较小。

然而，由于设置得到这种有利的效果的多个平坦部12a，因而不可避免地形成相邻的多个平坦部12a的边界部12b。在边界部12b处，检测光l1c通过透光盖12所伴随的举动不能预料。因此，处理器20被构成为不进行对基于利用向边界部12b出射的检测光l1c而产生的反射光l2的信息的检测。

例如，在进行检测光l1的出射方向周期性地变化的扫描的情况下，发光元件41和边界部12b的位置关系是已知的，所以处理器20能够预先掌握什么时机出射的检测光射向边界部12b。因此，处理器20可以被构成为不基于与利用该时机出射的检测光l1c而产生的反射光对应的受光信号s1来进行信息检测处理。

或者，在多个发光元件41向各个方向出射检测光l1的情况下，发光元件41与边界部12b的位置关系也还是已知的，所以处理器20能够预先掌握从哪个方向元件41出射的检测光射向边界部12b。因此，处理器20可以被构成为不基于与利用从该发光元件41出射的检测光l1c而产生的反射光对应的检测信号s1来进行信息检测处理。

由于能够减小检测光l1通过透光盖12时的折曲，而且能够将与不能预知举动的边界部12b对应的位置从信息检测的对象中排除，所以能够抑制透光盖12对信息的检测的影响。

图5的(a)将图3中的单点划线v所围起的透光盖12的边界部12b放大表示。边界部12b的透光盖12的表面可以被设置成不透明部12c，该不透明部12c被施加了至少对于检测光l1的波长的不透明化处理。作为不透明化处理的例子，例如可以举出通过形成微细的凹凸从而将表面设置成磨砂玻璃状的处理、在表面进行涂层的处理等。

根据这种构成，由于能够构成为检测光l1不会通过边界部12b，所以能够防止发生透光盖12的通过所伴随的检测光l1的不能预料的举动。该情况下，在处理器20侧可以不进行特别的处理，而将与边界部12b对应的位置从信息检测的对象中排除。

由于能够减小检测光l1通过透光盖12时的折曲，而且能够将与不能预知举动的边界部12b对应的位置从信息检测的对象中排除，所以能够抑制透光盖12对信息的检测造成的影响。

如图5的(b)所示那样，边界部12b处的透光盖12的表面可以被形成为弯曲面12d。

被从信息检测的对象中排除的区域优选为被设为最小限度。因此，不透明部12c的面积优选为被设为最小限度。通过边界部12b处的透光盖12的表面被形成为弯曲面12d，从而使不透明部12c的面积为最小限度，而且容易施加不透明化处理。另外，透光盖12的成形性(容易从模具拔出的程度等)提升。

以上说明的处理器20的功能可以利用与存储器协作而工作的通用微处理器来实现，也可以利用微控制器、fpga、asic等专用集成电路来实现。

处理器20可以被配置在车辆的任意的位置。处理器20也可以提供为承担车辆的中央控制处理的主ecu的一部分，也可以提供为存在于主ecu和lidar传感器单元14之间的子ecu的一部分。

如图1所示那样，左前传感器装置10可以具备灯单元15。灯单元15被配置在容纳室13内。灯单元15能够向车辆100的外部照射可见光。作为灯单元15，可以举例示出前照灯单元、车宽灯单元、方向指示灯单元、雾灯单元等。此处，“灯单元”是指具备期望的照明功能，且其自身可以以个体流通的部件的构成单位。

灯单元15一般被配置在车辆100的四角部。四角部也是在检测车辆100的外部的信息时障碍物较少的位置。通过以同时具有灯单元15和容纳室13的方式来配置lidar传感器单元14，从而能够高效地检测车辆100的外部的信息。

左前传感器装置10可以具备传感器支架43和灯支架53。传感器支架43和灯支架53互相独立。lidar传感器单元14被传感器支架43支承。灯单元15被灯支架53支承。

左前传感器装置10可以具备传感器对准机构44和灯对准机构54。传感器对准机构44是用于调节lidar传感器单元14的检测基准方向的机构。灯对准机构54是用于调节灯单元15的照明基准方向的机构。

传感器对准机构44具备第一螺钉441和第二螺钉442。第一螺钉441和第二螺钉442被设置成能够从壳体11的外侧操作。

当第一螺钉441被操作时，传感器支架43的姿势以未图示的支点为中心向左右方向变化。由此，lidar传感器单元14的检测基准方向向左右方向变化。当第二螺钉442被操作时，传感器支架43的姿势以未图示的支点为中心向上下方向变化。由此，lidar传感器单元14的检测基准方向向上下方向变化。第一螺钉441和第二螺钉442分别可以被置换为根据来自外部的控制信号而工作的促动器。

灯对准机构54具备第一螺钉541和第二螺钉542。第一螺钉541和第二螺钉542被设置成能够从壳体11的外侧操作。

当第一螺钉541被操作时，灯支架53的姿势以未图示的支点为中心向左右方向变化。由此，灯单元15的检测基准方向向左右方向变化。当第二螺钉542被操作时，灯支架53的姿势以未图示的支点为中心向上下方向变化。由此，灯单元15的检测基准方向向上下方向变化。第一螺钉541和第二螺钉542分别可以被置换为根据来自外部的控制信号而工作的促动器。

或者，如图6所示，左前传感器装置10可以具备共用的支架16。lidar传感器单元14和灯单元15被支架16支承。

该情况下，左前传感器装置10可以具备螺旋促动器55。螺旋促动器55可以被处理器20控制。如图7的(a)所示，螺旋促动器55通过使支架16以转动轴16a为中心转动，从而使灯单元15的照明基准方向向左右方向变化。

被共用的支架16支承的lidar传感器单元14的检测基准方向也向相同方向变化。对于lidar传感器单元14，由于左右方向上的能够检测的范围比较广，所以即使检测基准方向变化，对信息的检测造成的影响也比较小。

然而，若需要对lidar传感器单元14的检测基准方向进行精密的调节，则如图6所示，左前传感器装置10可以具备螺旋促动器45。螺旋促动器45可以被处理器20控制。螺旋促动器45通过使lidar传感器单元14以转动轴16b为中心转动，从而如图7的(b)所示，使lidar传感器单元14的检测基准方向向左右方向变化。由此，能够抵消螺旋促动器55对支架16的转动的影响。

lidar传感器单元14由于上下方向能够检测的范围比较小，所以左前传感器装置10优选为独立地具备调平促动器46和调平促动器56。调平促动器46使lidar传感器单元14的检测基准方向在上下方向变化。调平促动器56使灯单元15的检测基准方向在上下方向变化。

上述的各实施方式只是用于使本实用新型容易理解的示例。上述的各实施方式所涉及的构成只要不超出本实用新型的要旨，可以适当变更、改良。

lidar传感器单元14也可以用tof(timeofflight，飞行时间)摄像单元来置换。tof摄像单元具备发光元件和受光元件。从发光元件出射的检测光被位于车辆的外部的物体反射，从而作为反射光向受光元件入射。基于检测光从发光元件出射起到反射光入射到发光元件为止的时间，计算出到该物体为止的距离。一边二维地扫描检测光，一边将已计算出的距离与已利用摄像机获取的二维图像的各像素关联，从而能够获取该物体的形状所涉及的信息。

在图2所示的车辆100的右前部rf可以搭载具有与图1所示的左前传感器装置10左右对称的构成的右前传感器装置。右前部rf是位于比车辆100的左右方向的中央更靠右侧，而且比车辆100的前后方向的中央更靠前侧的区域。

左前传感器装置10的构成也适用于左后传感器装置。左后传感器装置被搭载于图2所示的车辆100的左后部lb。左后部lb是位于比车辆100的左右方向的中央更靠左侧，而且比车辆100的前后方向的中央更靠后侧的区域。左后传感器装置的基本的构成可以与左前传感器装置10前后对称。

左前传感器装置10的构成也适用于右后传感器装置。右后传感器装置被搭载于图2所示的车辆100的右后部rb。右后部rb是位于比车辆100的左右方向的中央更靠右侧，而且比车辆100的前后方向的中央更靠后侧的区域。右后传感器装置的基本的构成可以与上述的左后传感器装置左右对称。