用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置的制作方法

1.本发明涉及现代农业技术领域，具体地，涉及一种用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置。


背景技术：

2.环境感知是实现农机自主导航作业的基础，相机与毫米波雷达是适用于农机作业环境的环境感知传感器，二者常组合使用并基于多传感器信息融合处理获取检测目标的形状与距离，作出感知结论。
3.从感知机理出发，相机分平视和俯视两种安装方式，毫米波雷达有平装和竖装两种安装方式。其中毫米波雷达平装还分左旋和右旋两种旋向，两个不同旋向安装的毫米波雷达可以构成外旋、内旋的毫米波雷达对。不同的环境感知中，选用的相机、毫米波雷达的数量、安装方式、相互间的位置关系均不同。
4.因此基于多传感器信息融合的农田环境感知的要求能安装不同形式的相机、毫米波雷达，不仅要求自身安装可靠，同时要求保证各传感器间的相对位置进行确保后续信息融合处理结果的准确。
5.现有公开号为cn212781778u的中国专利，其公开了一种基于视觉slam的智能车，包括底盘，所述底盘上方设置有集成仓，集成仓内设置载有视觉slam系统的车载主机；所述集成仓的前、后方均设置有深度相机，深度相机与车载主机连接，相机采集智能车周围环境的图像信息并传输至车载主机；所述集成仓的顶盖上设有激光雷达和毫米波雷达，激光雷达、毫米波雷达与车载主机连接，用于智能车的测距及避障，并将探测到的信息传输至车载主机；所述车载主机根据接收的信息构建地图。
6.发明人认为现有技术中将相机、毫米波雷分别固定安装在车体上，难以调节，适用性差，存在待改进之处。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置。
8.根据本发明提供的一种用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置,包括集成安装支架、相机系统以及雷达系统，所述相机系统和雷达系统二者均设置在集成安装支架上；所述相机系统包括：相机平视单元和相机俯视单元，所述相机平视单元和相机俯视单元二者在集成安装支架上至少设置有一个；所述雷达系统包括：雷达平装单元和雷达竖装单元，所述雷达平装单元和雷达竖装单元二者在集成安装支架上至少设置有一个；且所述集成安装支架上设置有用于可拆卸安装相机平视单元、相机俯视单元、雷达平装单元或雷达竖装单元的底板传感工位。
9.优选地，所述集成安装支架包括安装底板和连接螺杆，所述连接螺杆穿过安装底板并通过螺母与其紧固连接，且所述底板传感工位设置在安装底板上。
10.优选地，所述底板传感工位包括底板安装左孔、底板安装中孔、底板安装右孔以及底板限位孔；所述底板安装左孔、底板安装右孔以及底板安装中孔三者均为在安装底板上下面的通孔，且所述底板安装左孔和底板安装右孔二者关于底板安装中孔对称；所述底板限位孔是设置在安装底板上与其上下面相邻侧面的通孔。
11.优选地，所述相机平视单元包括相机和平视限位块；所述相机平视限位块上设置有与底板传感工位相对应的第一安装孔，所述平视限位块借助第一安装孔和底板传感工位通过螺栓和螺母配合与集成安装支架紧固连接；所述相机设置在底板传感工位上，且所述相机与平视限位块接触配合。
12.优选地，所述相机俯视单元包括相机、俯视限位块以及俯视底座；所述俯视限位块上设置有与底板传感工位相对应的第二安装孔，所述俯视限位块借助第二安装孔和底板传感工位通过螺栓和螺母配合与集成安装支架紧固连接；所述俯视底座设置在底板安装工位上侧，所述俯视底座的上表面呈倾斜设置，且所述相机设置在俯视底座的上表面，所述相机与俯视限位块接触配合。
13.优选地，所述雷达平装单元和雷达竖装单元均包括雷达组件，所述雷达组件包括毫米波雷达和雷达夹持器，所述雷达夹持器夹持毫米波雷达。
14.优选地，所述雷达平装单元还包括雷达旋向限位块；所述雷达旋向限位块上设置有与底板传感工位相对应的第三安装孔，所述雷达旋向限位块借助第三安装孔和底板传感工位通过螺栓和螺母配合与集成安装支架紧固连接；所述雷达组件转动安装在集成安装支架的底板传感工位，且所述雷达旋向限位块对雷达组件的转动产生限位。
15.优选地，所述雷达旋向限位块包括限位面，所述限位面在集成安装支架的安装面呈倾斜，且所述雷达组件与限位面接触配合。
16.优选地，所述限位面包括在集成安装支架的安装面从左向右倾斜和/或从右向左倾斜。
17.优选地，所述雷达竖装单元还包括雷达竖装底座，所述雷达竖装底座上设置有与底板传感工位相对应的螺纹通孔第四安装孔；螺栓分别通过所述底板传感工位的底板安装左孔和底板安装右孔连接第四安装孔，将雷达竖装底座安装在底板传感工位上表面，且所述雷达组件设置在雷达竖装底座上。
18.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
19.1、本发明通过在集成安装支架上利用底板传感工位实现相机平视单元、相机俯视单元、雷达平装单元以及雷达竖装单元四者的可拆卸安装，并使其能够自由组合，且传感器间的相互位置关系在集成安装支架上相对固定，有助于提高后续多传感器信息融合处理结果的准确性，且适用性高；
20.2、本发明通过将相机平视单元、相机俯视单元、雷达平装单元以及雷达竖装单元四者的各个方向的约束固定，有助于提高安装在集成安装支架上的稳定性，适合农田作业环境；
21.3、本发明通过集成安装支架装载相机平视单元、相机俯视单元、雷达平装单元以及雷达竖装单元，能够与任意农机安装结合，提高了其适用性和使用的灵活性。
附图说明
22.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
23.图1为本发明主要体现集成安装支架上相机平时单元和雷达平装单元组合示意图；
24.图2为本发明主要体现集成安装支架上相机俯视单元和雷达竖装单元组合示意图
25.图3为本发明主要体现相机平视单元的爆炸示意图；
26.图4为本发明主要体现相机俯视单元的爆炸示意图；
27.图5为本发明主要体现雷达平装单元的爆炸示意图；
28.图6为本发明主要体现雷达竖装单元的爆炸示意图。
29.图中所示：
30.具体实施方式
31.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
32.实施例1
33.如图1所示，根据本发明提供的一种用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置，包括集成安装支架1、相机系统以及雷达系统，相机系统和雷达系统二者均安装在集成安装支架1上。
34.如图1和图2所示，相机系统包括：相机平视单元2和相机俯视单元3；雷达系统包括：雷达平装单元4和雷达竖装单元5。集成安装支架1上设置有用于可拆卸安装相机平视单元2、相机俯视单元3、雷达平装单元4或雷达竖装单元5的底板传感工位6。相机平视单元2、相机俯视单元3、雷达平装单元4以及雷达竖装单元5四者能够在集成安装支架1上的底板传感工位6上自由安装形成不同的相机系统与雷达系统的组合，从而提高了集成装置使用的
灵活性和适用性。
35.集成安装支架1包括安装底板7和连接螺杆8，安装底板7为扁平条，安装底板7上按同一个水平安装的传感器间距要求布置三个底板传感工位6。连接螺杆8垂直穿过安装底板7并通过螺母与其紧固连接，连接螺杆8的长度取决于按竖直方向相邻传感器的竖直间距要求。
36.安装底板7有两块，连接螺杆8两端分别穿过需竖直方向连接的两个安装底板7，确定两个安装底板7竖直距离后板前后螺母锁定。为了提高集成安装支架1整体的稳定性，连接螺杆8在两个安装底板7上以安装底板7长度方向的中部对称安装有两根。
37.底板传感工位6包括底板安装左孔9、底板安装中孔10、底板安装右孔11以及底板限位孔12；底板安装左孔9、底板安装右孔11以及底板安装中孔10三者均为在安装底板7上下面的通孔，且底板安装左孔9和底板安装右孔11二者关于底板安装中孔10对称。底板限位孔12是设置在安装底板7的前后面上的通孔，且底板限位孔12关于底板安装中孔10对称开设有两个。
38.两个安装底板7一共有六个底板传感工位6，相机平视单元2、相机俯视单元3、雷达平装单元4以及雷达竖装单元5四者均采用统一形式可拆卸安装在底板传感工位6上，提高了安装的便捷性，且发明人认为，安装底板7和连接螺杆8的数量可以根据实际工况进行加减，相机系统和雷达系统的数量也可以根据需求进行自由搭配。
39.实施例2
40.如图3所示，根据实施例1的一种用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置，相机平视单元2包括相机和平视限位块13。平视限位块13为直角l型件，其长侧开有一对通孔即第一安装孔14，短侧伸出前端面是与长侧面相平行的平面。相机为下表面有螺纹安装孔、后表面与成像面平行的相机。
41.两个螺栓分别通过平视限位块13的两个第一安装孔14和底板传感工位6的两个底板限位孔12，将平视限位块13安装在底板传感工位6后表面。
42.螺栓穿过底板传感工位6的底板安装中孔10连接相机下表面的安装孔，将相机固定在底板传感工位6上表面。且相机后表面与平视限位块13的短侧伸出前端面可靠接触，从而限制相机的左右摆动。从而实现了相机的平视安装。
43.实施例3
44.如图4所示，根据实施例1的一种用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置，相机俯视单元3包括相机、俯视限位块15以及俯视底座16。相机为下表面有螺纹安装孔、后表面与成像面平行的相机。
45.俯视底座16的上表面呈倾斜设置，俯视底座16的上表面与下表面成设定的俯视角。俯视底座16的下表面上有一对轴线与下表面垂直的螺纹通孔即俯视安装孔，上表面有一个轴线与上表面垂直的螺纹通孔即相机安装孔。二个螺栓分别通过底板传感工位6的底板安装左孔9和底板安装右孔10连接俯视底座16下表面的俯视安装孔，将俯视底座16安装在底板传感工位6上表面。采用双头螺栓连接相机下表面的安装孔和俯视底座16上表面的相机安装孔，将相机固定在俯视底座16的上表面。
46.俯视限位块15为直角l型件，长侧开有一对通孔即第二安装孔(22)，短侧伸出前端面为与长侧面平行的半圆柱面。俯视限位块15借助第二安装孔(22)和底板传感工位6的底
板限位孔12通过螺栓和螺母配合与集成安装支架1紧固连接。螺母锁定使得俯视限位块15的短侧伸出前端形面接触相机后表面，从而限制相机左右摆动。
47.发明人认为俯视底座16上的俯视角能够根据实际工况设置其倾斜角度。
48.实施例4
49.如图5所示，根据实施例1的一种用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置，雷达平装单元4包括雷达组件17和雷达旋向限位块18。雷达组件17包括毫米波雷达和雷达夹持器，雷达夹持器夹持毫米波雷达，雷达夹持器背部及下端分别有背部安装螺孔和下端安装螺孔。
50.螺栓穿过底板传感工位6的底板安装中孔10连接雷达夹持器的下端安装螺孔，将雷达组件17转动安装在在底板传感工位6上表面。
51.雷达旋向限位块18为直角l型件，长侧有一对通孔即第三安装孔19，短侧伸出前端是与长侧面呈一定角度的平面即限位面，该角度即雷达旋向角。螺栓分别通过雷达旋向限位块18的两个第三安装孔19及底板传感工位6的两个底板限位孔12，将雷达旋向限位块18安装在底板传感工位6后表面。
52.螺母锁定使得雷达旋向限位块18的短侧伸出前端的限位面与雷达组件17后表面可靠接触并限制雷达组件17左右转动。此时雷达旋向限位块18的雷达旋向角使得雷达组件17与底板传感工位6的前后方向存在角度差。
53.发明人认为限位面上的雷达旋向角包括在集成安装支架1的安装面从左向右倾斜或从右向左倾斜，从而形成雷达平装单元4的左旋和右旋。
54.实施例5
55.如图6所示，根据实施例1的一种用于农机作业环境感知的相机、毫米波雷达集成装置，雷达竖装单元5均包括雷达组件17和雷达竖装底座20。雷达组件17包括毫米波雷达和雷达夹持器，雷达夹持器夹持毫米波雷达，雷达夹持器背部及下端分别有背部安装螺孔和下端安装螺孔。
56.雷达竖装底座20为长方体，下表面一对轴线与下表面垂直的螺纹通孔即竖装安装孔，即第四安装孔21，前表面有一个轴线与前表面垂直螺纹通孔即雷达安装孔。
57.二个螺栓分别通过底板传感工位6的底板安装左孔9和底板安装右孔10连接雷达竖装底座20的第四安装孔21，将雷达竖装底座20安装在底板传感工位6上表面。采用双头螺栓连接雷达夹持器背部安装螺孔和雷达竖装底座20前表面的雷达安装孔，将雷达组件17固定在雷达竖装底座20的前表面。螺栓分别通过底板传感工位6的两个底板限位孔12，螺母锁定使得螺柱伸出在雷达组件17下端，螺栓限制雷达组件17的竖直摆动，实现了雷达组件17的竖装。
58.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
59.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相
互组合。