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传感器系统以及传感器单元的制作方法

2022-05-13 12:05:48 来源:中国专利 TAG:
传感器系统以及传感器单元的制作方法

本发明涉及传感器系统以及传感器单元。

背景技术

在专利文献1等中公开了车辆用的头灯清洁器。

近年来已尝试开发能够自动驾驶的车辆。在实现自动驾驶时,例如谋求利用LiDAR或相机等传感器取得车辆外部的信息。在专利文献2中,已公开了一种搭载于车辆的传感器系统,其中多个LiDAR内置于灯单元内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本国特开2016-187990号公报

专利文献2:国际公开WO2018/051909号说明书



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

可是,在实现自动驾驶时,例如谋求良好地维持LiDAR或相机的灵敏度。

因此,本发明的目的在于,提供能够有效地清洗LiDAR和相机一体化单元的传感器系统。

此外,本发明的目的在于,提供能够有效地清洗多个传感器的传感器系统。

此外,本发明的目的在于,提供能够维持透过罩的清洁度的传感器单元。

另外,对于统合搭载有各种各样的传感器的自动驾驶车的车辆整体的车辆控制部的处理负荷的减轻还有改进的余地。

因此,本发明的目的在于,提供能够不增加车辆控制部的处理负荷地控制传感器清洗的传感器系统。

另外,在如专利文献2记载的传感器系统中,对各种各样种类的传感器中组合搭载哪种的传感器还有改进的余地。

因此,本发明的目的在于,提供使LiDAR和红外相机一体化的新型传感器单元。

此外,本发明的目的在于,在具备LiDAR和红外相机的传感器系统中,实现高精度检测。

用于解决技术问题的技术方案

为了达成上述目的之一,本发明一侧面的传感器系统搭载于车辆,其具备:

LiDAR;

相机;

壳体,其收纳所述LiDAR以及所述相机;

清洁器,其安装于所述壳体,并具有至少一个能够利用清洗介同时质对与所述LiDAR对应的第一清洗对象面和与所述相机对应的第二清洗对象面进行清洗的喷嘴。

为了达成上述目的之一,本发明的一侧面的传感器单元搭载于车辆,其具备:

LiDAR;

相机;

壳体,其收纳所述LiDAR以及所述相机;

液体清洁器,其具有至少一个能够利用清洗液对与所述LiDAR以及所述相机对应的清洗对象面进行清洗的液体喷嘴;

空气清洁器,其具有至少一个能够利用空气对所述清洗对象面进行清洗的空气喷嘴;

所述液体清洁器安装于所述壳体的上部,

所述空气清洁器安装于所述壳体的侧部。

为了达成上述目的之一,本发明的一侧面的传感器系统搭载于车辆,其具备:

第一传感器;

第二传感器;

清洁器,其具有至少一个能够利用清洗介质对与所述第一传感器对应的第一清洗对象面和与所述第二传感器对应的第二清洗对象面进行清洗的喷嘴;

清洁器控制部,其控制所述清洁器;

所述清洁器控制部基于通过所述第一传感器以及所述第二传感器的至少一方检测到的污垢信息控制所述清洁器以清洗所述第一清洗对象面以及所述第二清洗对象面。

为了达成上述目的,本发明的一侧面的传感器单元搭载于车辆,其具备:

传感器,其能够取得所述车辆的外部信息;

壳体,其收纳所述传感器;

透过罩,其以覆盖所述壳体的开口部的方式设置,并透过从所述传感器出射的光或者向所述传感器入射的光;

所述透过罩形成为随着从所述壳体的开口端朝向中心部凹陷。

为了达成上述目的之一,本发明的一侧面的传感器系统搭载于车辆,其具备:

传感器;

清洁器,其具有至少一个能够利用清洗介质对所述传感器的清洗对象面进行清洗的喷嘴;

传感器控制部,其控制所述传感器;

清洁器控制部,其控制所述清洁器;

所述传感器控制部将基于通过所述传感器检测到的信息生成的污垢信号不经由控制所述车辆整体的车辆控制部而向所述清洁器控制部发送。

为了达成上述目的之一,本发明的一侧面的传感器单元搭载于车辆,其具备:

LiDAR;

红外相机;

壳体,其收纳所述LiDAR和所述红外相机。

为了达成上述目的之一,本发明的一侧面的传感器系统搭载于车辆,其具备:

LiDAR;

红外相机;

控制部,其能够控制所述LiDAR以及所述红外相机;

所述控制部构成为使用利用所述LiDAR取得的与所述车辆周围的对象物相关的距离信息对利用所述红外相机取得的所述对象物的数据进行补充,从而生成距离图像数据。

发明效果

根据本发明,能够提供能够有效地清洗LiDAR和相机一体化单元的传感器系统。

而且,根据本发明,能够提供能够有效地清洗多个传感器的传感器系统。

而且,根据本发明,能够提供能够维持透过罩的清洁度的传感器单元。

而且,根据本发明,能够提供能够不增加车辆控制部的处理负荷地,控制传感器的清洗的传感器系统。

而且,根据本发明,能够提供将LiDAR和红外相机一体化的新型的传感器单元。

而且,根据本发明,在具备LiDAR和红外相机的传感器系统中,能够实现高精度的检测。

附图说明

图1是搭载有第一实施方式的传感器系统的车辆的俯视图。

图2是装入有图1的传感器系统的车辆系统的框图。

图3是图1的传感器系统的框图。

图4是图1的传感器系统具备的传感器单元的立体图。

图5是示出图4的传感器单元的内部结构的示意图。

图6是图1的传感器系统具备的液体清洁器的立体图。

图7是示出图1的传感器系统具备的空气清洁器的高压空气生成部的图。

图8是示出第一实施方式的变形例的传感器系统具备的传感器单元的内部结构的示意图。

图9是示出图8的传感器系统的动作例的流程图。

图10是第二实施方式的传感器单元的立体图。

图11是图10的传感器单元的纵向截面图。

图12是图10的传感器单元的横向截面图。

图13是说明滞留在透过罩的空间中的空气的工作的图。

图14是装入有第三实施方式的传感器系统的车辆系统的框图。

图15是图14的传感器系统具备的清洁器单元的框图。

图16是说明图14的传感器系统具备的LiDAR控制部和清洁器控制部的功能的框图。

图17是示出图14的传感器系统的动作例的流程图。

图18是说明透过罩的杂散光信息的示意图。

图19是装入有第四实施方式的传感器系统的车辆系统的框图。

图20是图19的传感器系统具备的传感器单元的立体图。

图21是示出图20的传感器单元的内部结构的示意图。

图22是示出图21的传感器单元具备的红外相机的构成的框图。

图23是示出摄像各个目标距离区域时的、发光部的动作和相机阀门的动作的时间关系的图。

图24是示出在本车辆前方的不同的位置存在四个不同的对象物的状况的图。

图25是示出多个连续摄像区域的一部分重叠的状态的图。

图26是示出与各个对象物对应的像素的时间亮度变化的示意图。

图27是示出发光周期以及摄像时机和摄像图像的图。

图28A是示出在通常的方式下摄像的相机图像的图。

图28B是示出基于在飞行时间(Time of Flight)法下摄像的图像而生成的处理图像的图。

图29是示出图19传感器系统的动作例的流程图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。值得注意的是,在实施方式的说明中,对与已经说明的部件具有相同的参照编号的部件,为了说明方便,省略其说明。另外,在本附图中示出的各个部件的尺寸为了说明方便可能与实际的各个部件的尺寸不同。

另外,在本发明的实施方式(以下称为本实施方式)的说明中,为了说明的方便,适当提及“左右方向”、“前后方向”、“上下方向”。这些方向是对图1所示的车辆1中设定的相对的方向。在此,“上下方向”是包括“上方”以及“下方”的方向。“前后方向”是包括“前方”以及“后方”的方向。“左右方向”是包括“左方”以及“右方”的方向。

图1是搭载有本实施方式的传感器系统100的车辆1的俯视图。图2是装入有传感器系统100的车辆系统2的框图。车辆1具备传感器系统100。在本实施方式中,车辆1是能够在自动驾驶模式下行驶的汽车。

首先,参照图2对车辆1的车辆系统2进行说明。

如图2所示,车辆系统2具备车辆控制部3、内部传感器5、外部传感器6、灯7、HMI8(Human Machine Interface,人机接口)、GPS9(Global Positioning System,全球定位系统)、无线通信部10、地图信息存储部11。而且,车辆系统2具备转向执行器12、转向装置13、制动执行器14、制动装置15、加速执行器16、和加速装置17。另外,具有清洁器控制部113的传感器系统100与车辆系统2的车辆控制部3能够通信地连接。

车辆控制部3由电子控制单元(ECU)构成。车辆控制部3由CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)等处理器、存储各种车辆控制程序的ROM(Read Only Memory,只读存储器)、暂时存储各种车辆控制数据的RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)构成。处理器构成为将从存储在ROM上的各种车辆控制程序指定的程序在RAM上展开,并与RAM协同工作执行各种处理。车辆控制部3构成为控制车辆1的行驶。

内部传感器5是能够取得本车辆的信息的传感器。内部传感器5是例如加速度传感器、速度传感器、车轮速传感器以及陀螺仪传感器等至少一种。内部传感器5构成为取得含有车辆1的行驶状态的本车辆的信息,并将该信息向车辆控制部3输出。内部传感器5可以具备检测驾驶员是否就座于驾驶席的就座传感器、检测驾驶员的脸的方向的脸朝向传感器、检测在车内是否有人的人感传感器等。

外部传感器6是能够取得本车辆的外部信息的传感器。外部传感器是例如相机、雷达、LiDAR等至少一种。外部传感器6构成为取得含有车辆1的周边环境(其他车辆、步行者、道路形状、交通标志、障害物等)的本车辆的外部信息,并将该信息向车辆控制部3输出。或者外部传感器6可以具备检测天气状态的天气传感器或检测车辆1的周边环境的照度的照度传感器等。

相机是含有例如CCD(Charge-Coupled Device,电荷耦合器件)或CMOS(互补型MOS)等摄像元件的相机。相机是检测可见光的相机或检测红外线的红外线相机。

雷达是毫米波雷达、微波雷达或者激光雷达等。

所谓的LiDAR是Light Detection and Ranging或者Laser Imaging Detection and Ranging的简称。LiDAR是一般向其前方出射非可见光,并基于出射光和返回光,取得到物体的距离、物体的形状、物体的材质、物体的颜色等信息的传感器。

灯7是设置于车辆1前部的头灯或位置灯、设置于车辆1后部的后组合灯、设置于车辆前部或者侧部的转向信号灯、向步行者或其其他车辆的驾驶员通知本车辆状况的各种灯等的至少一种。

HMI8由接受来自驾驶员的输入操作的输入部、和将行驶信息等向驾驶员输出的输出部构成。输入部包括方向盘、加速踏板、制动踏板、切换车辆1的驾驶模式的驾驶模式切换开关等。输出部是显示各种行驶信息的显示器。

GPS9构成为取得车辆1的当前位置信息,并将取得的该当前位置信息向车辆控制部3输出。无线通信部10构成为从其他车辆接收在车辆1周围的其他车辆的行驶信息的同时,向其他车辆发送车辆1的行驶信息(车车间通信)。另外,无线通信部10构成为接收来自信号灯或标志灯等基础设施设备的基础设施信息的同时,将车辆1的行驶信息向基础设施设备发送(路车间通信)。地图信息存储部11是存储地图信息的硬盘驱动器等外部存储装置,其构成为将地图信息向车辆控制部3输出。

在车辆1在自动驾驶模式下行驶的情况下,车辆控制部3基于行驶状态信息、周边环境信息、当前位置信息、地图信息等,自动生成转向控制信号、加速控制信号以及制动控制信号中的至少一种。转向执行器12构成为从车辆控制部3接收转向控制信号,并基于接收的转向控制信号控制转向装置13。制动执行器14构成为从车辆控制部3接收制动控制信号,并基于接收的制动控制信号控制制动装置15。加速执行器16构成为从车辆控制部3接收加速控制信号,并基于接收的加速控制信号控制加速装置17。这样,在自动驾驶模式中,车辆1的行驶由车辆系统2自动控制。

另一方面,在车辆1在手动驾驶模式下行驶的情况下,车辆控制部3根据驾驶员对加速踏板、制动踏板以及方向盘的手动操作,生成转向控制信号、加速控制信号以及制动控制信号。这样,在手动驾驶模式中,转向控制信号、加速控制信号以及制动控制信号由驾驶员的手动操作生成,因此车辆1的行驶由驾驶员控制。

接着,对车辆1的驾驶模式说明。驾驶模式由自动驾驶模式和手动驾驶模式组成。自动驾驶模式由完全自动驾驶模式、高度驾驶辅助模式、驾驶辅助模式组成。在完全自动驾驶模式中,车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制以及加速控制所有的行驶控制,驾驶员处于不能驾驶车辆1的状态。在高度驾驶辅助模式中,车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制以及加速控制所有的行驶控制,驾驶员虽然处于能够驾驶车辆1的状态但不驾驶车辆1。在驾驶辅助模式中,车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制以及加速控制中一部分的行驶控制的同时,在车辆系统2的驾驶辅助下驾驶员驾驶车辆1。另一方面,在手动驾驶模式中,车辆系统2不自动进行行驶控制,在没有车辆系统2的驾驶辅助下驾驶员驾驶车辆1。

另外,车辆1的驾驶模式可以通过操作驾驶模式切换开关切换。在该情况下,车辆控制部3根据驾驶员对驾驶模式切换开关的操作,使车辆1的驾驶模式在四个驾驶模式(完全自动驾驶模式、高度驾驶辅助模式、驾驶辅助模式、手动驾驶模式)之间切换。另外,车辆1的驾驶模式也可以基于关于自动驾驶车能够行驶的可行驶区间或自动驾驶车的行驶被禁止的行驶禁止区间的信息或者关于外部天气状态的信息自动地切换。在该情况下,车辆控制部3基于这些信息切换车辆1的驾驶模式。另外,车辆1的驾驶模式也可以通过使用就座传感器或脸朝向传感器等自动地切换。在该情况下,车辆控制部3基于从就座传感器或脸朝向传感器输出的输出信号切换车辆1的驾驶模式。

回到图1,作为外部传感器6,车辆1具有前LiDAR6f、后LiDAR6b、右LiDAR6r、左LiDAR6l、前相机6g、后相机6c、右相机6s、左相机6m。前LiDAR6f以及前相机6g构成为取得车辆1前方的信息。后LiDAR6b以及后相机6c构成为取得车辆1后方的信息。右LiDAR6r以及右相机6s构成为取得车辆1右方的信息。左LiDAR6l以及左相机6m构成为取得车辆1左方的信息。

值得注意的是,在图1所示的示例中,示出了以下示例:前LiDAR6f和前相机6g设置于车辆1的前部,后LiDAR6b和后相机6c设置于车辆1的后部,右LiDAR6r和右相机6s设置于车辆1的右部,左LiDAR6l和左相机6m设置于车辆1的左部。但本发明并不限于此例。例如,可以在车辆1的顶部集中配置前LiDAR、前相机、后LiDAR、后相机、右LiDAR、右相机、左LiDAR、左相机。

作为灯7,车辆1具有右头灯7r和左头灯7l。右头灯7r设置于车辆1前部中的右部,左头灯7l设置于车辆1前部中的左部。右头灯7r设置于左头灯7l的右方。

车辆1具有前窗1f、和后窗1b。

搭载于车辆1的传感器系统100具备除去附着于对象物的水滴或泥或尘埃等异物或者防止异物附着于对象物的清洁器单元110。例如在本实施方式中,清洁器单元110具有能够将前窗1f清洗的前窗清洗器(以下,称为前WW)101、和能够将后窗1b清洗的后窗清洗器(以下,称为后WW)102。清洁器单元110具有能够将前LiDAR6f以及前相机6g清洗的前传感器清洁器(以下,称为前SC)103、和能够将后LiDAR6b以及后相机6c清洗的后传感器清洁器(以下,称为后SC)104。清洁器单元110具有能够将右LiDAR6r以及右相机6s清洗的右传感器清洁器(以下,称为右SC)105、和能够将左LiDAR6l以及左相机6m清洗的左传感器清洁器(以下,称为左SC)106。清洁器单元110具有能够将右头灯7r清洗的右头灯清洁器(以下,称为右HC)107、和能够将左头灯7l清洗的左头灯清洁器(以下,称为左HC)108。

各个清洁器101~108具有一个以上的喷嘴,并从喷嘴将清洗液或空气等清洗介质朝向对象物喷射。

图3是传感器系统100具备的清洁器单元110的框图。清洁器单元110除了清洁器101~108之外,还具有罐111、泵112、和清洁器控制部113。

前WW101、后WW102、前SC103、后SC104、右SC105、左SC106、右HC107、左HC108经由泵112与罐111连接。泵112将储存于罐111中的清洗液送给前WW101、后WW102、前SC103、后SC104、右SC105、左SC106、右HC107、左HC108。

在各个清洁器101~108中,设置有使喷嘴处于打开状态并使清洗液向清洗对象物喷射的执行器(省略图示)。在各个清洁器101~108中设置的执行器与清洁器控制部113电连接。另外,清洁器控制部113还与泵112、车辆控制部3电连接。清洁器101~108、泵112等的动作由清洁器控制部113控制。由清洁器控制部113取得的信息和由车辆控制部3取得的信息相互之间发送与接收。值得注意的是,在本实施方式中,车辆控制部3和清洁器控制部113作为单独构成设置,但车辆控制部3和清洁器控制部113也可以一体构成。在该点上,车辆控制部3和清洁器控制部113也可以由单一的电子控制单元构成。

图4是示出LiDAR或相机等传感器和清洁器一体化的传感器单元的构成的立体图。图5是示出传感器单元的内部结构的示意图。在图4以及图5所示的示例中,对传感器系统100所含有的多个传感器单元中、设置于车辆1前部的前传感器单元120f进行说明。值得注意的是,如图1所示,车辆1除了具有设置于车辆1前部的前传感器单元120f之外,还具有设置于车辆1后部的后传感器单元120b、设置于右部的右传感器单元120r、设置于左部的左传感器单元120l。对于后传感器单元120b、右传感器单元120r、左传感器单元120l,由于与前传感器单元120f具有相同的构成,因此省略说明。

如图4以及图5所示,前传感器单元120f具备壳体121、前LiDAR6f、前相机6g、液体清洁器103A、空气清洁器103B、清洁器控制部113。液体清洁器103A和空气清洁器103B是构成前SC103的清洁器。

壳体121例如是合成树脂制成的,形成为大致箱型形状。在图4中省略图示,但在壳体121内,收纳有前LiDAR6f和前相机6g。如图5所示,前LiDAR6f和前相机6g将光出射面6fa和透镜6ga朝向前方地,例如在左右方向排列收纳于壳体121内。如图1所示,在本例中,在车辆1的右侧配置有前LiDAR6f,在车辆1的左侧配置有前相机6g。前LiDAR6f和前相机6g的配置关系可以与本例相反。壳体121的开口部122例如形成为至少包括收纳于壳体121内的前LiDAR6f和前相机6g的前表面区域的大小。

在壳体121的开口部122以没有间隙覆盖该开口部122的方式安装有透过罩123。透过罩123例如由透明或者半透明的合成树脂形成。透过罩123通过覆盖开口部122,而安装为也覆盖收纳于壳体121内的前LiDAR6f和前相机6g的前表面区域。透过罩123通过安装为覆盖前LiDAR6f和前相机6g的前表面区域,而作为与前传感器单元120f中的前LiDAR6f以及前相机6g对应的清洗对象面构成。

透过罩123安装为向相对于与收纳于壳体121内的前LiDAR6f的光轴正交的面倾斜的方向延伸。以随着从上方朝向下方而朝向壳体121的内侧的方式进入的方式倾斜地安装透过罩123。例如,透过罩123随着从上方朝向下方而朝向壳体121的里侧(后侧)倾斜。另外,透过罩123形成为随着从上方朝向下方而左右方向的宽度变窄(从壳体121的侧壁远离)。

值得注意的是,透过罩123的倾斜的方向不限于该倾斜的方向。只要为相对于与前LiDAR6f的光轴正交的面倾斜的方向即可,例如可以以随着从右(左)向朝向左(右)向而朝向壳体121的内侧进入的方式倾斜。

通过如上述那样地倾斜地安装透过罩123,壳体121具有向在透过罩123的左右方向上比透过罩123的面更靠外侧(前方侧)伸出的伸出部124。在本实施方式中,由于透过罩123随着从上方朝向下方而朝向壳体121的内侧进入,因此在透过罩123的左右方向上分别形成三角锥状的伸出部124。值得注意的是,在透过罩123随着从右(左)方朝向左(右)方而朝向壳体121的内侧进入的变形例中,伸出部124例如只形成在透过罩123的左(右)方(或者上方以及下方)。

液体清洁器103A是能够利用清洗液清洗与前LiDAR6f以及前相机6g对应的清洗对象面,即覆盖前LiDAR6f以及前相机6g的前表面区域的透过罩123的清洁器。另外,空气清洁器103B同样地是能够利用空气清洗覆盖前LiDAR6f以及前相机6g的前表面区域的透过罩123的清洁器。

液体清洁器103A具有构成为能够喷射清洗液的液体喷嘴131。例如,液体清洁器103A具有朝向从前LiDAR6f出射的光透过的透过罩123的第一区域123a喷射清洗液的第一液体喷嘴131a(第一喷嘴的一例)、和朝向覆盖前相机6g的透镜的透过罩123的第二区域123b喷射清洗液的第二液体喷嘴131b(第二喷嘴的一例)。例如,液体清洁器103A安装于壳体121内的上部。液体清洁器103A收纳于设置于壳体121的透过罩123上方的开口部125内。第一液体喷嘴131a以及第二液体喷嘴131b是能够从开口部125突出的弹出式喷嘴。液体清洁器103A能够同时清洗第一区域123a和第二区域123b。

空气清洁器103B具有构成为能够喷射空气的空气喷嘴141。例如,空气清洁器103B逐个安装在左右的伸出部124内。右侧的空气清洁器103B具有朝向与前LiDAR6f对应的第一区域123a喷射空气的第一空气喷嘴141a。左侧的空气清洁器103B具有朝向与前相机6g对应的第二区域123b喷射空气的第二空气喷嘴141b。各个空气清洁器103B安装于壳体121内的侧部。

值得注意的是,图4的第一区域123a和第二区域123b是在说明上示出的清洗对象面的范围的一例,但并不限于此。作为实际的清洗对象面,与前LiDAR6f以及前相机6g取得信息相关的全部区域都是对象,两个区域可以是比图4所示的第一区域123a和第二区域123b更宽的并相互重合的区域。

在透过罩123的第一区域123a,即从前LiDAR6f出射的光透过的区域设置有遮住可见光的过滤器(filter)126。过滤器126构成为能够遮住从外部想要向第一区域123a入射的可见光。过滤器126例如贴于第一区域123a的背面侧。过滤器126例如还可以蒸镀于透过罩123。

清洁器控制部113与壳体121一体安装。在本实施方式中,清洁器控制部113安装于壳体121内的后部。

清洁器控制部113控制液体清洁器103A以及空气清洁器103B的动作。清洁器控制部113以能够由液体清洁器103A的第一液体喷嘴131a和第二液体喷嘴131b对第一区域123a和第二区域123b同时清洗的方式控制液体清洁器103A。另外,清洁器控制部113以能够由空气清洁器103B的第一空气喷嘴141a和第二空气喷嘴141b对第一区域123a和第二区域123b同时进行清洗的方式控制空气清洁器103B。

图6是液体清洁器103A的立体图。如图6所示,液体清洁器103A具有缸132、活塞133、液体喷嘴131(第一液体喷嘴131a、第二液体喷嘴131b)。

缸132形成为圆筒状,并在其后方侧设置有连结部134。用于供给清洗液的软管(省略图示)与连结部134连接。软管与从罐111供给清洗液的泵112连接。

活塞133滑动自如地收纳于缸132。活塞133能够沿着缸132的中心轴向前后方进退。

第一液体喷嘴131a和第二液体喷嘴131b左右一对地设置于活塞133的前端附近,并具有相同的结构。在第一液体喷嘴131a的下表面设置有能够将清洗液朝向透过罩123的第一区域123a喷射的第一喷射口131a1。在第二液体喷嘴131b的下表面设置有能够将清洗液朝向透过罩123的第二区域123b喷射的第二喷射口131b1。两个液体喷嘴131a、131b例如作为射流式喷嘴(摇动喷射喷嘴)发挥功能。所谓的射流式喷嘴是指通过在喷嘴内部流动的流体相互干涉而使流体的喷射方向变化的喷嘴。

值得注意的是,液体喷嘴131的数量不限于两个,例如可以在活塞133的前端部只设置一个,也可以设置三个以上。

当泵112由从清洁器控制部113发送的驱动信号而驱动时,清洗液从罐111经由软管向缸132供给。由于清洗液的流入,活塞133沿着缸132的中心轴向前方移动,并从壳体121的开口部125突出。即,设置于活塞133的前端的第一液体喷嘴131a和第二液体喷嘴131b被向前方弹出。通过活塞133内的清洗液向各个液体喷嘴131a、131b内供给,并从各个液体喷嘴131a、131b的喷射口131a1、131b1分别朝向第一区域123a以及第二区域123b喷射。

当泵112的驱动由从清洁器控制部113发送的停止信号而停止时,停止从罐111向缸132供给清洗液。由此,来自各个液体喷嘴131a、131b的清洗液的喷射结束的同时,活塞133沿着缸132的中心轴向后方移动,各个液体喷嘴131a、131b收纳于壳体121的开口部125内。

值得注意的是,在本实施方式中,使用了弹出喷嘴式的液体清洁器103A,但并不限于此例。也可以使用喷嘴不弹出的固定式的液体清洁器。

图7是示出空气清洁器103B的高压空气生成部150的图。空气清洁器103B具有用于生成从空气喷嘴141喷射的高压空气的高压空气生成部150。高压空气生成部150具有压缩空气而生成高压空气的泵151、通过旋转运动驱动泵151的马达152、将马达152的旋转运动向泵151传递的蜗杆机构153。

蜗杆机构153具有固定于马达152的旋转轴152a并随着马达152的旋转而旋转的蜗杆154、与蜗杆154啮合并随着蜗杆154的旋转而旋转的蜗轮(省略图示)、与蜗轮同轴地被轴支承的小齿轮155。

泵151具有供空气流入的缸156、将空气向外部送出的活塞157、对活塞157施力的施力弹簧158、与活塞157连续地延伸的齿条159、供空气出射的出射口160。

活塞157能够在缸156的长边方向上往复运动。施力弹簧158对活塞157向将缸156内的空气向外部送出的方向施力。通过活塞157利用施力弹簧158的施力移动,使缸156内的空气被压缩且变成高压而从出射口160出射。在齿条159上,设置有齿条齿159a。齿条159与活塞157一起在缸156的长边方向上往复运动。齿条齿159a构成为能够与蜗杆机构153的小齿轮155啮合。当小齿轮155旋转时,小齿轮155与齿条齿159a啮合,齿条159向空气(外部气体)流入缸156内的方向被移动。随着该齿条159的移动,活塞157抵抗施力弹簧158的施力而与齿条159一起移动。

高压空气生成部150构成为,出射高压空气的泵151的出射口160经由软管(省略图示)与空气喷嘴141的连结部(省略图示)连结。当马达152由从清洁器控制部113发送的驱动信号驱动时,活塞157在缸156内移动,高压空气经由软管从泵151的出射口160向空气喷嘴141供给。由此,高压空气从空气喷嘴141朝向透过罩123的第一区域123a以及第二区域123b喷射。

值得注意的是,高压空气生成部150例如可以配置在车体面板内侧的规定场所,也可以配置于壳体121内部。

值得注意的是,在本实施方式中,使用具备活塞式的高压空气生成部150的空气清洁器103B,但并不限于该例。例如作为空气清洁器,可以采用具备非容积式送风装置的清洁器。作为非容积式送风装置,例如有螺旋桨风扇、西洛克风扇、涡轮风扇、斜流风扇等。另外,作为空气清洁器的送风机构,可以采用往复式、螺杆式、罗茨式、叶片式等容积式的风扇。值得注意的是,送风机构除了风扇之外,还被称为鼓风机、泵等。

接着,参照图8以及图9对本实施方式的传感器系统100的动作例进行说明。

图8是示出第一实施方式的变形例的传感器单元120fA的内部结构的示意图。图9是示出传感器系统100的动作例的流程图。

LiDAR6f的动作由与该LiDAR6f电连接的LiDAR控制部116(传感器控制部的一例)控制。如图8所示,LiDAR控制部116在本例中设置于壳体121内的LiDAR6f的下部。值得注意的是,虽然省略图示,但LiDAR控制部116还与车辆控制部3电连接。由LiDAR控制部116取得的信息和由车辆控制部3取得的信息相互之间发送与接收。值得注意的是,在本实施方式中,车辆控制部3和LiDAR控制部116作为单独的构成设置,但车辆控制部3和LiDAR控制部116也可以一体构成。在该点上,车辆控制部3和LiDAR控制部116可以由单一的电子控制单元构成。

LiDAR控制部116还与清洁器控制部113电连接。由LiDAR控制部116取得的信息和由清洁器控制部113取得的信息相互之间发送与接收。具体地,基于由LiDAR控制部116取得的点云数据检测到的污垢信号向清洁器控制部113发送。

如图9所示,首先,在步骤S1,LiDAR控制部116通过接收从LiDAR6f出射的光的反射光,取得三维映射数据(以下,称为点云数据)。即,LiDAR控制部116以规定的帧频取得表示车辆1周边环境的点云数据。

接着,在步骤S2,LiDAR控制部116基于取得的点云数据,检测透过罩123的污垢信息。例如LiDAR控制部116检测取得的点云数据的缺失。点云数据的缺失例如基于由LiDAR6f接收的光的光照强度而被检测。具体地,对于点云数据中的、光照强度为规定的阈值以下和/或规定的阈值以上的数据,判断为“缺失(或者干扰)”。

接着,在步骤S3,LiDAR控制部116基于在步骤S2检测到的污垢信息,判定在透过罩123是否附着有污垢。例如,在检测点云数据的缺失的情况下,LiDAR控制部116判定该缺失的程度(缺失度)是否为规定的阈值以上。缺失度例如可以基于所有点云数据中数据缺失的数量而定义,也可以基于缺失区域的大小而定义。

在步骤S3,在判定为点云数据的缺失度不在规定的阈值以上的情况下(步骤S3的否),LiDAR控制部116使处理返回到步骤S1。

另一方面,在步骤S3,在判定为点云数据的缺失度为规定的阈值以上的情况下(步骤S3的是),在步骤S4,LiDAR控制部116将污垢信号向清洁器控制部113发送。

当来自LiDAR控制部116的污垢信号向清洁器控制部113发送时,在步骤S5,清洁器控制部113将接收到的污垢信号作为触发器(trigger),驱动液体清洁器103A的泵112、和空气清洁器103B的泵151。由此,相对于透过罩123的第一区域123a以及第二区域123b,从液体喷嘴131喷射清洗液的同时从空气喷嘴141喷射高压空气。之后,本处理结束。

如上所述,本实施方式的传感器单元120f在壳体121内具备前LiDAR6f以及前相机6g的同时,在壳体121的上部具备液体清洁器103A,在壳体121的侧部具备空气清洁器103B。并且构成为通过液体清洁器103A以及空气清洁器103B,能够清洗覆盖前LiDAR6f以及前相机6g的前方侧的透过罩123(清洗对象面)。根据该构成,能够有效地对前LiDAR6f和前相机6g一体化的传感器单元120f进行清洗。

顺便提一下,在从LiDAR出射的光被透过罩或外透镜等反射时,该反射光向LiDAR6f入射并可能变成杂散光。对此,根据本实施方式的传感器单元120f,透过罩123安装为向相对于与收纳于壳体121内的前LiDAR6f的光轴正交的面倾斜的方向延伸。因此,能够减少从前LiDAR6f出射被透过罩123反射并向前LiDAR6f入射的反射光。因此,能够抑制反射光对前LiDAR6f的测定的影响。

另外,在本实施方式中,随着从上方而朝向下方而朝向壳体121的内侧倾斜地安装透过罩123。因此,能够抑制外部光(特别是太阳光)从外部上方向透过罩123入射。因此,例如能够抑制由太阳光等外部光对前LiDAR6f以及前相机6g的影响。

另外,传感器单元120f的壳体121在前部的左右具有伸出部124,并在该伸出部124设置有空气清洁器103B的空气喷嘴141。伸出部124是在倾斜地安装的透过罩123的左右方向上比透过罩123的面的更向外侧伸出地设置的部位。因此,易于朝向作为清洗对象面的透过罩123喷射高压空气。即,在壳体121能够高效地配置空气喷嘴141。

另外,在本实施方式中,控制液体清洁器103A以及空气清洁器103B的清洁器控制部113与壳体121一体安装。由此,液体清洁器103A以及空气清洁器103B的控制功能也与传感器单元120f一体化,因此能够减轻作为车辆ECU的车辆控制部3的负荷。

另外,根据传感器单元120f,液体清洁器103A具有朝向从前LiDAR6f出射的光透过的第一区域123a喷射清洗液的第一液体喷嘴131a、和朝向与前相机6g的透镜对应的第二区域123b喷射清洗液的第二液体喷嘴131b。因此,能够高效地使对与前LiDAR6f对应的清洗对象面的清洗和对与前相机6g对应的清洗对象面的清洗两立。

另外,具备传感器单元120f的传感器系统100构成为利用从清洁器103的第一液体喷嘴131a和第二液体喷嘴131b分别喷射的清洗介质,能够同时对覆盖前LiDAR6f以及前相机6g的前方侧的透过罩123的第一区域123a以及第二区域123b(清洗对象面)进行清洗。根据该构成,能够有效地对前LiDAR6f和前相机6g一体化的传感器系统100进行清洗。

另外,在本实施方式中,在从前LiDAR6f出射的光透过的透过罩123的第一区域123a设置有遮住可见光的过滤器126。因此,能够由过滤器126遮住从外部想要向第一区域123a入射的可见光,能够减少给前LiDAR6f中的检测带来的恶劣影响。因此,能够以简单的结构实现具备适合于前LiDAR6f的清洗对象面和适合于前相机6g的清洗对象面的透过罩123。

另外,根据传感器单元120f,通过作为将前LiDAR6f和前相机6g一体化的单元构成,容易提高液体清洁器103A以及空气清洁器103B相对于前LiDAR6f和前相机6g的定位精度。另外,在传感器单元120f搭载于车辆1时,前LiDAR6f和前相机6g以及清洗前LiDAR6f和前相机6g的清洁器单元110也能够一起装入,因此能够提高向车辆1组装的组装性。

另外,本实施方式的传感器系统100具备LiDAR6f(第一传感器的一例)、相机6g(第二传感器的一例)、具有能够由清洗液对与LiDAR6f对应的透过罩123的第一区域123a(第一清洗对象面的一例)和与相机6g对应的透过罩123的第二区域123b(第二清洗对象面的一例)进行清洗的喷嘴131的清洁器103、以及控制清洁器103的清洁器控制部113。并且,清洁器控制部113基于根据LiDAR6f取得的点云数据检测到的污垢信息,控制清洁器103以对透过罩123的第一区域123a以及第二区域123b都进行清洗。这样,根据本实施方式,通过单元化的多个传感器中的一个传感器(在此为LiDAR6f)的检测信息,对两个传感器(LiDAR6f以及相机6g)的清洗对象面进行清洗。由此,能够高效地对LiDAR6f和相机6g一体化后的传感器单元120f的清洗对象面进行清洗。

另外,在本实施方式中,在LiDAR6f取得的点云数据的缺失度为规定的阈值以上的情况下,清洁器控制部113控制清洁器103以对透过罩123的第一区域123a以及第二区域123b都清洗。由此,通过简单的构成,而能够判断LiDAR6f和相机6g的清洗是否有必要。

另外,在本实施方式中,液体清洁器103A具有朝向透过罩123的第一区域123a喷射清洗液的第一液体喷嘴131a、和朝向透过罩123的第二区域123b喷射清洗液的第二液体喷嘴131b。另外,空气清洁器103B具有朝向透过罩123的第一区域123a喷射清洗液的第一空气喷嘴141a、和朝向透过罩123的第二区域123b喷射清洗液的第二空气喷嘴141b。这样,根据各个清洁器103A、103B,能够有效地使对与LiDAR6f对应的第一区域123a的清洗和对与相机6g对应的第二区域123b的清洗两立。

另外,在本实施方式中,透过罩123形成为随着从上方朝向下方而朝向壳体121的内侧倾斜。这样,通过透过罩123形成为沿相对于与LiDAR6f的光轴正交的面倾斜的方向延伸,能够抑制透过罩123的反射光或太阳光等外部光的影响。因此,能够高精度地检测来自由LiDAR控制部116取得的点云数据的污垢信息。

另外,在上述的实施方式中,基于根据收纳于传感器单元120f的LiDAR6f和相机6g中的、LiDAR6f取得的点云数据而检测到的污垢信息,对透过罩123的第一区域123a和第二区域123b都进行清洗,但并不限于此例。例如,也可以基于根据相机6g取得的图像数据而检测到的污垢信息,对透过罩123的第一区域123a和第二区域123b都进行清洗。通过该构成,而能够高效地清洗LiDAR6f和相机6g一体化后的传感器单元120f的清洗对象面。

另外,在上述实施方式中,基于点云数据的缺失度,判定污垢是否附着于透过罩123,即判定透过罩123的清洗是否有必要,但并不限于此例。例如可以基于从点云数据算出的距离信息,在从LiDAR6f到点云数据所含有的特定区域的距离与从LiDAR6f到透过罩123的距离大致相等的情况下,判定污垢附着于透过罩123。

(第二实施方式)

接着,参照图10至图13对第二实施方式的传感器单元进行说明。图10是示出LiDAR或相机等传感器和清洁器一体化的传感器单元的构成的立体图。图11是示出传感器单元的内部构造的纵向截面图。图12是示出传感器单元的内部构造的横向截面图。在从图10至图12所示的示例中,对传感器系统所含有的多个传感器单元中、设置于车辆1前部的第二实施方式的前传感器单元220f进行说明。

如图10至图13所示,第二实施方式的前传感器单元220f具备壳体221、前LiDAR6f、前相机6g、液体清洁器103A、空气清洁器103B、清洁器控制部113。液体清洁器103A和空气清洁器103B是构成前SC103的清洁器。

透过罩223设置为比壳体221中的开口部222的开口边缘更向里侧(后侧)进入。透过罩223具有向与收纳于壳体221内的前LiDAR6f的例如光轴正交的方向延伸设置的中央平坦部223A(中央区域的一例)、和向相对于与前LiDAR6f的例如光轴正交的面倾斜的方向延伸设置的外周区域223B。

外周区域223B形成为随着从开口部222的开口端朝向开口部222的中心部呈凹状地倾斜。另外,外周区域223B形成为与中央平坦部223A的周围连续。外周区域223B具有与中央平坦部223A的上部连续的上部外周区域223B1、与中央平坦部223A的下部连续的下部外周区域223B2、与中央平坦部223A的左部连续的左部外周区域223B3、和与中央平坦部223A的右部连续的右部外周区域223B4。

透过罩223的外周区域223B形成为随着从开口部222的开口边缘朝向里侧而向壳体221的内侧进入。例如,上部外周区域223B1朝向下方内侧倾斜。下部外周区域223B2朝向上方内侧倾斜。左部外周区域223B3朝向右方内侧倾斜。右部外周区域223B4朝向左方内侧倾斜。从外周区域223B到中央平坦部223A连续的区域,即外周区域223B和中央平坦部223A的边界区域224例如形成为弯曲状。值得注意的是,边界区域224可以形成为由外周区域223B的面和中央平坦部223A的面构成钝角。另外,各个外周区域223B1~223B4的倾斜的面可以形成为平面状,也可以形成为弯曲状。

透过罩223的中央平坦部223A形成为比壳体221的开口部222面积更小。中央平坦部223A形成为能够至少覆盖收纳于壳体221内的前LiDAR6f和前相机6g的前表面区域的大小。中央平坦部223A是从前LiDAR6f出射的光或者向前LiDAR6f入射的光透过的区域。

根据这样的构成,在壳体221的开口部222,由透过罩223的表面的中央平坦部223A和外周区域223B划分有凹状空间225。另外,在壳体221的左侧壁和透过罩223的左部外周区域223B3之间,伴随着左部外周区域223B3倾斜而形成有大致三角柱状的空间226(参照图12)。同样地,在壳体221的右侧壁和透过罩223的右部外周区域223B4之间,伴随着右部外周区域223B4倾斜,而形成有大致三角柱状的空间226。

透过罩223的第一区域223C是从前LiDAR6f出射的光透过的区域。透过罩223的第二区域223D是覆盖前相机6g的透镜的区域。液体喷嘴131的第一液体喷嘴131a(第一喷嘴的一例)例如朝向透过罩223的第一区域223C喷射清洗液。液体喷嘴131的第二液体喷嘴131b(第二喷嘴的一例)朝向透过罩223的第二区域223D喷射清洗液。液体清洁器103A能够同时对第一区域223C和第二区域223D进行清洗。

右侧的空气清洁器103B具有朝向与前LiDAR6f对应的第一区域223C喷射空气的第一空气喷嘴141a。左侧的空气清洁器103B具有朝向与前相机6g对应的第二区域223D喷射空气的第二空气喷嘴141b。

值得注意的是,图10的第一区域223C和第二区域223D作为清洗对象面的范围的一例而示出,但并不限于此。作为实际的清洗对象面,对象可以为与前LiDAR6f以及前相机6g取得信息相关的所有区域,两个区域可以为比图10所图示的第一区域223C和第二区域223D更宽的且相互重合的区域。

在透过罩223的第一区域223C,即从前LiDAR6f出射的光透过的区域,设置有遮住可见光的过滤器228。过滤器228构成为能够遮住从外部想要向第一区域223C入射的可见光。过滤器228例如贴于第一区域223C的背面侧。过滤器228例如还可以蒸镀于透过罩223。

清洁器控制部113一体地安装于壳体221。在本实施方式中,清洁器控制部113安装于壳体221内的后部。

清洁器控制部113控制液体清洁器103A以及空气清洁器103B的动作。清洁器控制部113控制液体清洁器103A以使通过液体清洁器103A的第一空气喷嘴141a和第二空气喷嘴141b能够对第一区域223C和第二区域223D同时进行清洗。另外,清洁器控制部113控制空气清洁器103B以使利用空气清洁器103B的第一空气喷嘴141a和第二空气喷嘴141b能够对第一区域223C和第二区域223D同时进行清洗。

如上所述,本实施方式的传感器单元220f的设置于壳体221的开口部222的透过罩223形成为从壳体221的开口端朝向中心部向后方凹陷。即,透过罩223具有向与收纳于壳体221内的前LiDAR6f的光轴正交的方向延伸的中央平坦部223A、和向相对于与前LiDAR6f的光轴正交的面倾斜的方向延伸的外周区域223B。根据该构成,如图13所示,在壳体221的开口部222,由透过罩223表面的中央平坦部223A和外周区域223B划分成凹状空间225。因此,例如即使在车辆1的行驶中外部气体W1~W4从前方朝向传感器单元220f吹附,空气A1、A2滞留在透过罩223的凹状空间225,因此外部气体W1~W4难以进入到凹状空间225以内。例如因为空气A1、A2滞留在凹状空间225,因此朝向壳体221的上部吹附的外部气体W1和朝向下部吹附的外部气体W2流向壳体221的上下的外方。另外,因为空气A1、A2滞留在凹状空间225,因此朝向壳体221的中央部附近吹入的外部气体W3、W4流向壳体221的上下方。因此,能够抑制混合于外部气体W1~W4中的尘土、尘埃等污垢附着于透过罩223的表面。由此,能够良好地维持前LiDAR6f和前相机6g一体化的传感器单元220f中的透过罩223的清洁度。

另外,传感器单元220f具备前传感器清洁器103,该前传感器清洁器103具有至少一个能够利用清洗介质对透过罩223进行清洗的喷嘴131。根据该构成,能够进一步良好地维持透过罩223的清洁度。

另外,传感器单元220f中的至少一个喷嘴131含有朝向透过罩223中与前LiDAR6f对应的区域喷射清洗液的第一液体喷嘴131a、和朝向与前相机6g对应的区域喷射清洗液的第二液体喷嘴131b。根据该构成,能够高效地使对前LiDAR6f的清洗对象面(第一区域223C)进行的清洗和对前相机6g的清洗对象面(第二区域223D)进行的清洗两立。

另外,在本实施方式中,在从前LiDAR6f出射的光透过的透过罩223的第一区域223C设置有遮住可见光的过滤器228。因此,能够由过滤器228遮住从外部想要向第一区域223C入射的可见光,能够减少可见光给前LiDAR6f的检测带来的影响。因此,能够提供适合前LiDAR6f的检测的透过罩223。

另外,在本实施方式中,控制液体清洁器103A以及空气清洁器103B的清洁器控制部113与壳体221一体安装。由此,液体清洁器103A以及空气清洁器103B的控制功能也与传感器单元220f一体化,因此能够减轻作为车辆ECU的车辆控制部3的处理负荷。

在上述的第二实施方式中,说明了前LiDAR6f和前相机6g一体化的传感器单元220f的透过罩223的构成,但并不限于该例。具备LiDAR和相机任何一方的传感器单元、或具备LiDAR或相机以外的传感器的传感器单元的透过罩也可以具备如上述实施方式的透过罩223那样的结构。

(第三实施方式)

接着,参照图14至图18对第三实施方式的传感器系统进行说明。如图14以及图15所示,第三实施方式的传感器系统300除了清洁器控制部113之外,还具备LiDAR控制部116。

在本实施方式中,清洁器控制部113安装于壳体121内的后部。LiDAR控制部116也与壳体121一体安装。与第一实施方式的变形例相同地,LiDAR控制部116安装于壳体121内的下部(图8)。

值得注意的是,在壳体121内,供清洁器控制部113以及LiDAR控制部116安装的安装位置不限于本实施方式的位置。

接着,参照图16,对第三实施方式的传感器系统300的功能构成进行说明。图16是说明LiDAR控制部116和清洁器控制部113的功能的框图。如图16所示,在本例中,相对于各个LiDAR6f、6b、6r、6l设置有LiDAR控制部116(116f、116b、116r、116l)和清洁器控制部113(113f、113b、113r、113l)。值得注意的是,在图16中,省略右LiDAR6r、和与右LiDAR6r对应的LiDAR控制部116r以及清洁器控制部113r的图示。

各个LiDAR控制部116f、116b、116r、116l与各自对应的清洁器控制部113f、113b、113r、113l电连接。被各个LiDAR控制部116f、116b、116r、116l取得的信息和被各个清洁器控制部113f、113b、113r、113l取得的信息相互之间发送与接收。LiDAR控制部116f与前LiDAR6f电连接,并控制前LiDAR6f的动作。清洁器控制部113f与前SC103(液体清洁器103A以及空气清洁器103B)、和泵112电连接。清洁器控制部113控制前SC103和泵112的动作。

LiDAR控制部116f从前LiDAR6f接收通过前LiDAR6f取得的信息。LiDAR控制部116f基于从前LiDAR6f接收到的信息,判定作为清洗对象物的透过罩123是否有污垢。LiDAR控制部116f在判定为透过罩123有污垢的情况下,其生成表示该内容的污垢信号,并将生成的污垢信号向清洁器控制部113f发送。LiDAR控制部116f例如基于通过前LiDAR6f取得的反射光的点云数据或者反射光的杂散光信息,判定透过罩123是否有污垢。所谓的点云数据是指基于从LiDAR出射的光的反射光而取得的反射对象物的三维映射数据。所谓的杂散光信息是指基于从LiDAR出射的光的反射光而取得的反射对象物中的光的散射信息。

清洁器控制部113f基于从LiDAR控制部116f接收到的污垢信号控制前SC103,对作为清洗对象面的透过罩123进行清洗。清洁器控制部113f例如控制液体清洁器103A以使通过液体清洁器103A的第一液体喷嘴131a和第二液体喷嘴131b能够同时对透过罩123的第一区域123a和第二区域123b进行清洗。另外,清洁器控制部113f控制空气清洁器103B以使利用空气清洁器103B的第一空气喷嘴141a和第二空气喷嘴141b能够同时对第一区域123a和第二区域123b进行清洗。

值得注意的是,虽省略图示,但各个LiDAR控制部116f、116b、116r、116l可以与车辆控制部3电连接。由LiDAR控制部116f、116b、116r、116l取得的信息和由车辆控制部3取得的信息相互之间发送与接收。另外,清洁器控制部113f、113b、113r、113l可以与车辆控制部3电连接。由清洁器控制部113f、113b、113r、113l取得的信息和由车辆控制部3取得的信息相互之间发送与接收。另外,在本实施方式中,各个LiDAR控制部116f、116b、116r、116l设置于各个LiDAR6f、6b、6r、6l和各个清洁器控制部113f、113b、113r、113l之间,但并不限于此。例如各个LiDAR控制部116f、116b、116r、116l可以设置于连接各个LiDAR6f、6b、6r、6l和车辆控制部3的通信线L上。另外,在图16所示的示例中,相对于各个LiDAR6f、6b、6r、6l设置有LiDAR控制部116f、116b、116r、116l和清洁器控制部113f、113b、113r、113l,但并不限于此。例如可以对所有的LiDAR6f、6b、6r、6l逐一设置LiDAR控制部116和清洁器控制部113。

接着,参照图17和图18对第三实施方式的传感器系统300的动作例进行说明。

图17是示出传感器系统300的动作例的流程图。图18是示出前LiDAR6f取得的透过罩123的杂散光信息的示意图。

如图17所示,首先,在步骤S31,LiDAR控制部116基于从前LiDAR6f出射的光和前LiDAR6f接收的反射光,取得反射对象物中的光的杂散光信息。即,LiDAR控制部116以规定的帧频取得表示车辆1的周边环境的杂散光信息。

接着,在步骤S32,LiDAR控制部116基于取得的杂散光信息,检测透过罩123的污垢信息。例如LiDAR控制部116检测接收到的反射光的散射状况。

例如,如图18所示,在透过罩123上未附着污垢的区域123C中,从前LiDAR6f出射的光通过透过罩123反射到车辆外部的对象物上,并作为正规的反射光的波形Wa由前LiDAR6f接收。与此相对地,在透过罩123上尘土D等污垢附着的区域123D中,从前LiDAR6f出射的光在附着于透过罩123的尘土D上反射,并作为不必要地散射的不正规的反射光(反射杂散光)的波形Wb由前LiDAR6f接收。

接着,在步骤S33,LiDAR控制部116基于在步骤S2检测到的污垢信息,判定污垢是否附着于透过罩123。例如,在检测到反射杂散光的情况下,LiDAR控制部116判定该反射杂散光的程度(反射杂散光度)是否为规定的阈值以上。反射杂散光度例如可以基于反射杂散光相对于被接收的全反射光的比例定义,也可以基于透过罩123中的反射杂散光的区域的大小定义。

在步骤S33,在判定为反射杂散光度不在规定的阈值以上的情况下(步骤S33的否),LiDAR控制部116使处理返回到步骤S31。

另一方面,在步骤S33,在判定为反射杂散光度为规定的阈值以上的情况下(步骤S33的是),在步骤S34,LiDAR控制部116生成污垢信号,并将生成的污垢信号向清洁器控制部113发送。

当污垢信号从LiDAR控制部116发送给清洁器控制部113时,在步骤S35,清洁器控制部113将接收到的污垢信号作为触发器,例如驱动液体清洁器103A以及泵112。由此,从液体清洁器103A的第一液体喷嘴131a和第二液体喷嘴131b相对于透过罩123的第一区域123a以及第二区域123b喷射清洗液。之后,本处理结束。

(变形动作例)

在上述的传感器系统300的动作例中,LiDAR控制部116基于透过罩123的杂散光信息,判定污垢是否附着于透过罩123,但并不限于此。例如LiDAR控制部116可以基于前LiDAR6f取得的点云数据,判定污垢是否附着于透过罩123。

例如LiDAR控制部116基于从前LiDAR6f出射的光和前LiDAR6f接收的反射光,取得反射对象物中的光的三维映射数据(点云数据)。接着,LiDAR控制部116基于取得的点云数据的缺失,检测透过罩123的污垢信息。点云数据的缺失例如基于由LiDAR6f接收的光的光照强度而检测。具体地,对于点云数据中、光照强度为规定的阈值以下和/或规定的阈值以上的数据被判定为“缺失(或者干扰)”。而且,LiDAR控制部116可以在点云数据的缺失程度判定为规定的阈值以上的情况下,判定污垢附着于透过罩123,并将污垢信号发送给清洁器控制部113。

如上所述,第三实施方式的传感器系统300具备前LiDAR6f、具有利用清洗介质能够对覆盖前LiDAR6f的透过罩123进行清洗的喷嘴131的前传感器清洁器103、控制前LiDAR6f的LiDAR控制部116(传感器控制部的一例)、控制前传感器清洁器103的清洁器控制部113。另外,LiDAR控制部116将基于通过前LiDAR6f检测到的信息而生成的污垢信号不经由控制车辆1的整体的车辆控制部3向清洁器控制部113发送。这样,根据本实施方式,污垢是否附着于作为前LiDAR6f的清洗对象面的透过罩123,由与车辆控制部3独立设置的LiDAR控制部116判定,其判定结果不经由车辆控制部3,直接向清洁器控制部113发送。由此,能够不增加车辆控制部3的处理负荷,控制传感器的清洗动作。

另外,在本实施方式中,清洁器控制部113以及LiDAR控制部116与壳体121一体安装。由此,清洁器的控制功能也与传感器系统300一体化,因此能够高效地从LiDAR控制部116向清洁器控制部113发送污垢信号。另外,由于前传感器清洁器103、前LiDAR6f的控制功能也与传感器系统300一体化,因此能够减轻作为车辆ECU的车辆控制部3的处理负荷。

另外,在本实施方式中,清洁器控制部113基于前LiDAR6f取得的点云数据或者前LiDAR6f取得的透过罩123的杂散光信息,生成表示污垢是否附着于透过罩123的污垢信号。因此,根据本实施方式,能够使用前LiDAR6f取得的点云数据或者杂散光信息简单地生成污垢信号。

值得注意的是,在上述的第三实施方式中,对在前传感器单元320f内收纳有前LiDAR6f和前相机6g的情况做了说明,但并不限于此。例如可以在各个传感器单元内只收纳LiDAR。即,LiDAR和相机可以不为一体型。

另外,在上述的第三实施方式中,基于从收纳于前传感器单元320f的前LiDAR6f和前相机6g中的前LiDAR6f取得的点云数据或杂散光信息而检测到的污垢信息,生成污垢信号,但并不限于此。例如可以基于根据前相机6g取得的图像数据而检测到的污垢信息,生成污垢信号。

另外,在上述第三实施方式中,基于点云数据的缺失程度,判定污垢是否附着于透过罩123,即判定是否有必要清洗透过罩123,但并不限于此例。例如可以基于从点云数据算出的距离信息,在从前LiDAR6f到点云数据所含有的特定区域的距离与从前LiDAR6f到透过罩123的距离变得大致相等的情况下,判定污垢附着于透过罩123。

(第四实施方式)

图19是装入有第四实施方式的传感器系统400的车辆系统2的框图。

如图19所示,具有清洁器控制部113和传感器控制部115的传感器系统400与车辆系统2的车辆控制部3能够通信地连接。

图20是示出LiDAR或红外相机等传感器和清洁器一体化的传感器单元的构成的立体图。图21是示出图21的传感器单元的内部结构的示意图。在以下示出的示例中,对传感器系统400所含有的多个传感器单元中、设置于车辆1前部的前传感器单元420f进行说明。

如图20以及图21所示,第四实施方式的传感器系统400具备的前传感器单元420f具备壳体121、前LiDAR6f、前红外相机406g、液体清洁器103A、空气清洁器103B、清洁器控制部113、传感器控制部115。液体清洁器103A和空气清洁器103B是构成前SC103的清洁器。

壳体121例如是合成树脂制成的,形成为大致罐型形状。在图20中省略图示,但在壳体121内收纳有前LiDAR6f和前红外相机406g。前LiDAR6f和前红外相机406g如图21所示将光出射面6fa和透镜6ga朝向前方地,在例如左右方向排列收纳于壳体121内。

在壳体121的开口部122以没有间隙覆盖该开口部122的方式安装有透过罩123。透过罩123例如以透明或者半透明的合成树脂形成。由于覆盖开口部122,透过罩123还安装为覆盖收纳于壳体121内的前LiDAR6f和前红外相机406g的前表面区域。透过罩123通过安装为覆盖前LiDAR6f和前红外相机406g的前表面区域,而作为与前传感器单元420f中的前LiDAR6f以及前红外相机406g对应的清洗对象面构成。

透过罩123安装为在相对于与收纳于壳体121内的前LiDAR6f的光轴正交的面倾斜的方向延伸。以随着从上方朝向下方而向壳体121的内侧进入的方式倾斜地安装透过罩123。例如,透过罩123随着从上方朝向下方朝向壳体121的里侧(后侧)倾斜。另外,透过罩123形成为随着从上方朝向下方而左右方向的宽度变窄(从壳体121的侧壁远离)。

值得注意的是,透过罩123的倾斜的方向不限于该倾斜的方向。只要为相对于与前LiDAR6f的光轴正交的面倾斜的方向即可,例如可以以随着从右(左)向朝向左(右)向而向壳体121的内侧进入的方式倾斜。

通过如上述地倾斜安装透过罩123,壳体121具有向透过罩123的左右方向上比透过罩123的面更靠外侧(前方侧)伸出的伸出部124。在本实施方式中,由于透过罩123随着从上方朝向下方而向壳体121的内侧进入,因此在透过罩123的左右方向分别形成三角锥状的伸出部124。

值得注意的是,在透过罩123随着从右(左)方朝向左(右)方而向壳体121的内侧进入的变形例中,伸出部124例如只形成在透过罩123的左(右)方(或者上方以及下方)。

液体清洁器103A是能够由清洗液清洗与前LiDAR6f以及前红外相机406g对应的清洗对象面,即覆盖前LiDAR6f以及前红外相机406g的前表面区域的透过罩123的清洁器。另外,空气清洁器103B是同样能够由空气对覆盖前LiDAR6f以及前红外相机406g的前表面区域的透过罩123进行清洗的清洁器。

控制液体清洁器103A以及空气清洁器103B的清洁器控制部113一体安装于壳体121。在本实施方式中,清洁器控制部113安装于壳体121内的后部。传感器控制部115也一体安装于壳体121。在本实施方式中,传感器控制部115安装于壳体121内的下部。

值得注意的是,在壳体121内,供清洁器控制部113以及传感器控制部115安装的位置不限于本实施方式的位置。

前LiDAR6f以及前红外相机406g与传感器控制部115电连接。传感器控制部115控制前LiDAR6f以及前红外相机406g的动作。传感器控制部115从前LiDAR6f接收通过前LiDAR6f取得的与车辆周围的对象物相关的距离信息、方向信息等。另外,传感器控制部115从前红外相机406g接收通过前红外相机406g取得的与车辆周围的对象物相关的图像信息、距离信息等。传感器控制部115例如将通过前红外相机406g摄像的图像补充处理生成新的摄像图像。传感器控制部115例如使用通过前LiDAR6f取得的与车辆周围的对象物相关的距离信息,对通过前红外相机406g取得的车辆周围的对象物的摄像图像补充处理。另外,传感器控制部115例如根据车辆周围的天气条件,优先使用通过前LiDAR6f取得的与车辆周围的对象物相关的距离信息或者通过前红外相机406g取得的与车辆周围的对象物相关的距离信息任何一方的距离信息。

清洁器控制部113和传感器控制部115电连接。由清洁器控制部113取得的信息和由传感器控制部115取得的信息相互之间发送与接收。值得注意的是,虽然省略图示,但传感器控制部115与车辆控制部3电连接。由传感器控制部115取得的信息和由车辆控制部3取得的信息相互之间发送与接收。另外,在本实施方式中,传感器控制部115和车辆控制部3作为单独的构成设置,但传感器控制部115和车辆控制部3也可以一体构成。在该点上,传感器控制部115和车辆控制部3也可以通过单一的电子控制单元构成。另外,在本实施方式中相对于各个传感器单元120f、120b、120r、120l设置有清洁器控制部113和传感器控制部115,但并不限于此。例如也可以相对于所有传感器单元120f、120b、120r、120逐一设置清洁器控制部113和传感器控制部115。

接着,对搭载于各个传感器单元的红外相机进行说明。

图22是示出前红外相机406g以及传感器控制部115的构成的框图。图23是示出在通过前红外相机406g摄像各个目标距离区域时,发光部的动作(发光动作)和阀门(gate)的动作(相机阀门动作)的时间关系的图。前红外相机406g是能够由飞行时间(Time of Flight)法(以下称为ToF方式)摄像车辆周围映像的相机。所谓的ToF方式的摄像是指以规定周期出射脉冲光,在对应于目标距离设定的摄像时机对从目标距离的反射光进行,基于由此得到的目标距离的不同的多个摄像图像中的同一像素的亮度,生成距离图像数据,该距离图像数据表示到每个像素的物体为止的距离。以下对由红外相机406g的ToF方式摄像的距离图像进行详细说明。

如图22所示,前红外相机406g具有发光部171、物镜172、光增倍部173、图像取得部174、时机控制器(时机控制部)175。另外,与前红外相机406g连接的传感器控制部115具有图像处理部146、对象物识别处理部(物体识别处理部)147、判断部148、控制部149。

发光部171例如是配置于车辆1的前端部的红外线LD或者红外线LED。如图23所示,发光部171根据从时机控制器175输出的发光脉冲信号,在规定的发光时间tL(例如5ns)期间向规定方向(例如车辆1的前方)出射脉冲光。从发光部171出射的脉冲光的发光周期tP例如为10μs以下的间隔。

物镜172例如是设定为能够摄像车辆1前方的规定范围视角的光学系统,并接收来自对象物(物体)的反射光。物镜172可以与发光部171接近配置,也可以远离配置。

光增倍部173具备阀门173a和图像增强器173b。阀门173a根据来自时机控制器175的开闭指令信号开闭。在本实施方式中,阀门173a的开放时间(阀门时间)tG例如为与发光时间tL相同的5ns。阀门时间tG与从区域1到区域n的所有摄像区域中的各个区域(目标距离区域)的摄像对象的长度(摄像对象的深度)成比例。阀门时间tG越长则各个区域的摄像对象长度越长。摄像对象长度通过光速度×阀门时间tG求得,在本实施方式中,阀门时间tG=5ns,因此摄像对象长度通过“光速度(大约3×108m/s)×阀门时间(5ns)”,为1.5m。图像增强器173b是用于将极微弱的光(来自对象物的反射光等)暂时转换为电子并进行电放大,然后通过再次返回为荧光像使光量倍增而看到带有对比度的像的设备。由图像增强器173b放大的光导入图像取得部174的图像传感器。

图像取得部174根据来自时机控制器175的指令信号,取得由光增倍部173产生的像,并将取得的摄像图像向传感器控制部115的图像处理部146输出。在本实施方式中,例如使用分辨率640×480(横:纵)、亮度值1~255(256级)、100fps以上的图像取得部。

时机控制器175控制摄像时机,以使由图像取得部174取得的摄像图像成为基于从作为目标摄像区域的目标距离区域返回来的反射光而取得的时机的摄像图像。例如时机控制器175设定从发光部171的发光开始时间点到打开阀门173a为止的时间、即延迟时间tD(在图23中tDn,tDn 1),通过输出对应于延迟时间tD的开闭指令信号,控制摄像时机。延迟时间tD是决定从车辆1到目标距离区域的距离(摄像对象距离)的值。延迟时间tD和摄像对象距离之间的关系通过以下公式(1)求得。

摄像对象距离=光速度(约3×108m/s)×延迟时间tD/2···(1)

时机控制器175通过以目标距离区域向车辆1的前方(远方)连续远离的方式将延迟时间tD以规定间隔(例如10ns)延长,使图像取得部174的摄像范围向车辆1的前方侧变化。值得注意的是,时机控制器175在阀门173a即将打开之前使图像取得部174的摄像动作开始,在阀门173a完全关闭后结束摄像动作。

时机控制器175控制发光部171、阀门173a以及图像取得部174使对每个被设定的规定目标距离区域(区域1、区域2、…、区域n的各个区域)进行多次发光以及曝光。图像取得部174接收的光转换成电荷,并通过重复多次发光以及曝光而蓄积。在每规定的电荷蓄积时间得到的一张摄像图像称为帧。值得注意的是,图像取得部174可以对每个目标距离区域取得一张摄像图像(一帧),或者在各个目标距离区域取得多个摄像图像(几帧)。

通过这样做,图像取得部174能够由ToF方式取得目标距离区域的不同的多个摄像图像。图像取得部174将取得的多个摄像图像向传感器控制部115的图像处理部146输出。

图像处理部146基于由图像取得部174取得的所有摄像区域的各个摄像图像,生成表示到每个像素的对象物之间的距离的距离图像数据,并将生成的距离图像数据向对象物识别处理部147输出。

对象物识别处理部147特定距离图像数据所含有的对象物。对象物的特定方法能够使用图案匹配等周知的技术。

判断部148判定由对象物识别处理部147特定的对象物(人、汽车、标志等)和本车辆(车辆1)之间的关系(距离、方向等)。

控制部149基于与由判断部148判断的对象物相关的距离信息、方向信息等,控制前LiDAR6f以及前红外相机406g的动作。另外,控制部149对通过前红外相机406g的ToF方式取得的距离图像数据进行补充处理并生成处理图像数据。另外,控制部149对控制前红外相机406g的各部的时机控制器175输出指示控制内容的指示信号。

接着,说明本实施方式的距离图像取得的作用。

时机控制器175设定延迟时间tD,并控制图像取得部174的摄像时机,以使由图像取得部174取得的摄像图像成为基于从规定的目标距离区域返回来的反射光的摄像图像。在对象物存在于目标距离区域的情况下,从发光部171出射的光从目标距离区域返回来的时间变为光在车辆1和目标距离区域之间的距离(摄像对象距离)往返的时间。因此,延迟时间tD能够根据摄像对象距离和光速度求得。

在利用上述方法取得的图像取得部174的摄像图像中,在目标距离区域存在对象物的情况下,与该对象物的位置对应的像素的亮度值数据因为受到反射光的影响,所以表示出比其他像素的亮度值数据更高的值。由此,基于各个像素的亮度值数据,能够求得与存在于目标距离区域的对象物之间的距离。

图24示出在车辆1前方的不同的位置存在四个对象物A~D的状况。对象物A是撑伞的人物,对象物B是对面车道侧的摩托车,对象物C是人行道侧的树木,对象物D是对面车道侧的车辆(对向车)。车辆1和各个对象物之间的距离关系为A<B<C<D。

此时,在本实施方式中,以被一个对象物反射的反射光反映为连续的多个摄像区域中的摄像图像的像素的方式使摄像区域的一部分重叠而对图像进行摄像。即,如图25所示,在使摄像对象距离为E1→E2→E3→…连续变化的同时进行摄像时,通过使摄像对象距离的增加量(E2-E1),(E3-E2)比摄像区域的摄像对象长度F更短,以使摄像区域的一部分重叠的同时进行变化的方式设定摄像对象距离的增加量。

图26示出与各个对象物A~D对应的像素的时间上的亮度变化。如上述地通过使摄像区域的一部分重叠,而连续的多个摄像图像中的亮度值如图26所示慢慢增加,表示在各个对象物A~D的位置变为峰值后慢慢变小的三角波状的特性。这样,通过以从一个对象物反射的反射光包含于多个摄像图像的方式摄像图像,亮度的时间变化为三角波状,因此通过使与该三角波状的峰值对应的摄像区域成为从车辆1到各个对象物A~D的距离而能够提高对象物的检测精度。

接着,参照图27以及图28A、图28B,对处理由ToF方式取得的多个摄像图像而生成的处理图像的一例进行说明。

图27是示出发光部171的发光周期以及图像取得部174的摄像时机和在各个摄像时机摄像的图像的图。图28A示出由通常的可见光相机摄像的相机图像。图28B示出基于由ToF方式摄像的图27的图像而生成的处理图像。

如上所述,摄像对象距离通过“光速×延迟时间tD/2”求得。因此,通过使延迟时间tD慢慢变化,而能够取得与不同的摄像对象距离对应的摄像图像。图27示出在不同的摄像时机摄像的多个图像中、例如在曝光1至曝光4的摄像时机摄像的图像401至图像404。图像401是车辆1和目标距离区域之间的距离、即摄像对象距离为25m时的摄像图像。相同地,图像402是摄像对象距离为50m时的摄像图像。图像403是摄像对象距离为75m时的摄像图像。图像404是摄像对象距离为100m时的摄像图像。值得注意的是,在本例中,车辆1在下雪的恶劣天气下进行行驶,设为处于视野条件恶劣的状况。

传感器控制部115的图像处理部146基于由图像取得部174取得的图像401至图像404,生成各个图像的距离图像数据。

对象物识别处理部147由图案匹配法特定距离图像数据所含有的对象物(人、汽车、标志等)。在本例的情况中,在图像402的距离图像数据中,乘自行车的孩子和正在下的雪被特定为对象物。另外,在图像404的距离图像数据中,拿着手机步行的男性和正在下的雪被特定为对象物。另外,在图像401和图像403的距离图像数据中,正在下的雪被特定为对象物。

判断部148对由对象物识别处理部147特定的各个图像的对象物,判断对象物相对于本车辆(车辆1)的距离信息、方向信息等。

控制部149基于与由判断部148判断的对象物相关的距离信息、方向信息等,从图像401至图像404中选择规定的图像。被选择的图像是含有作为存在于车辆1前方的对象物需要正确识别的对象物的图像。在本例中,控制部149选择作为对象物含有乘自行车的孩子的图像402、和作为对象物含有拿着手机步行的男性的图像404。控制部149基于被选择的图像作为车辆1前方的摄像图像生成处理图像。在本例中控制部149通过组合被选择的图像402和图像404,生成如图28B所示的处理图像。

顺便提一下,在下雪的恶劣天气的状况下,在利用通常的可见光相机摄像的相机图像的情况下,如图28A所示,因为雪视野恶劣,变成了难以识别如下情况的摄像图像,即作为前方对象物需要正确识别的乘自行车的孩子或拿着手机步行的男性。

对此,根据本实施方式,控制部149能够从由ToF方式摄像到的图像中只选择需要的图像并生成处理图像。因此,如图28B所示,作为从前红外相机406g取得的图像能够生成能够鲜明地识别乘自行车的孩子和拿着手机步行的男性的图像。

接着,参照图29对本实施方式的传感器系统400的动作例进行说明。图29是示出根据天气条件对由红外相机取得的距离图像适当处理情况下的动作的流程图。

首先,在步骤S41,传感器控制部115从天气传感器接收由天气传感器(外部传感器的一例)检测的天气信息。接着,在步骤S42,传感器控制部115基于接收到的天气信息,判定车辆1周围的天气状态。

在步骤S42,在判定为车辆1周围的天气良好(例如未下雨或雪等)的情况下(步骤S42的是),在步骤S43,传感器控制部115在生成与通过前红外相机406g利用ToF方式取得的车辆周围的对象物相关的距离图像数据时,使用与通过前LiDAR6f取得的车辆周围的对象物相关的距离信息生成该距离图像数据。

例如传感器控制部115从前LiDAR6f和前红外相机406g接收与存在于车辆1前方的对象物X相关的距离信息,在两个传感器的距离信息存在不同的情况下,基于从前LiDAR6f接收到的与对象部X相关的距离信息,在利用ToF方式摄像到的多个摄像图像(图27)中选择用于生成处理图像的规定图像。即,传感器控制部115通过前LiDAR6f的距离信息补充处理前红外相机406g的摄像图像并生成处理图像。在天气好的状态下,通过前LiDAR6f取得的距离信息比通过前红外相机406g取得的距离信息正确性更高的情况多。因此,在车辆1周围的天气好的情况下通过使用通过前LiDAR6f取得的距离信息补充利用前红外相机406g取得的距离图像数据,而能够生成正确的距离图像数据。因此,在具备前LiDAR6f和前红外相机406g的传感器系统400中,能够实现高精度的检测。

另一方面,在步骤S42,判定为车辆1周围的天气恶劣的情况下(步骤S42的否),在步骤S44,在通过前红外相机406g生成距离图像数据时,传感器控制部115照常使用通过前红外相机406g取得的距离信息。所谓的天气恶劣是指例如雨、雪、雾等视野恶劣的状态。在天气恶劣的状态中,通过前红外相机406g取得的距离信息比通过前LiDAR6f取得的距离信息正确性更高的情况多。因此,通过照常使用通过前红外相机406g取得的距离信息,生成距离图像数据,即使在利用前LiDAR6f取得的距离信息的精度下降的可能性高的天气条件(恶劣天气)的情况下,也能够维持检测的质量。

如上所述,第四实施方式的前传感器单元420f具备前LiDAR6f、前红外相机406g、收纳前LiDAR6f和前红外相机406g的壳体121。因此,根据该构成,能够提供前LiDAR6f和前红外相机406g一体化的新型结构的前传感器单元420f。

另外,在本实施方式中,前红外相机406g是能够由ToF方式摄像的相机。因此,通过使用采用ToF方式的前红外相机406g,在恶劣天气时也能够适当取得车辆1外部的信息。在以往的相机传感器中,当视野条件变恶劣时功能停止,因此在恶劣天气下自动驾驶功能停止操作只能委托给驾驶员。因此,根据本实施方式,即使在恶劣天气时也能够防止车辆1的自动驾驶功能停止。

另外,在车辆1周围的天气良好的情况下,本实施方式的传感器系统400使用通过前LiDAR6f取得的距离信息对前红外相机406g的摄像图像补充处理生成距离图像数据。在天气好的状态下,通过前LiDAR6f取得的距离信息比通过前红外相机406g取得的距离信息正确性更高的情况多。因此,在车辆1周围的天气好的情况下通过使用通过前LiDAR6f取得的距离信息,能够生成正确的距离图像数据。因此,根据本实施方式的构成,在具备前LiDAR6f和前红外相机406g的传感器系统400中,能够实现高精度的检测。

另外,在本实施方式中,在车辆1周围的天气恶劣的情况下,照常使用通过前红外相机406g取得的距离信息,并生成前红外相机406g的距离图像数据。在天气恶劣的状态下,通过前红外相机406g取得的距离信息比通过前LiDAR6f取得的距离信息正确性更高的情况更多。因此,根据本实施方式的构成,即使在利用前LiDAR6f取得的距离信息的精度下降的可能性高的天气条件(恶劣天气)的情况下,能够维持检测的质量。

另外,在本实施方式中,具备液体清洁器103A,该液体清洁器103A具有朝向与前LiDAR6f对应的第一区域123a喷射清洗液的第一液体喷嘴131a、和朝向与前红外相机406g对应的第二区域123b喷射清洗液的第二液体喷嘴131b。因此,能够保持前红外相机406g和前LiDAR6f一体化的传感器单元120f的清洗对象面的清洁度。另外,能够高效地使对与前红外相机406g对应的清洗对象面的清洗和对与前LiDAR6f对应的清洗对象面的清洗两立。

顺便提一下,当由LiDAR出射的光被透过罩或外透镜等反射时,该反射光向LiDAR入射可能变成杂散光。对此,根据本实施方式的传感器单元120f,透过罩123向相对于与收纳于壳体121内的前LiDAR6f的光轴正交的面倾斜的方向延伸地安装。因此,能够减少从前LiDAR6f以及前红外相机406g出射,再被透过罩123反射后向前LiDAR6f以及前红外相机406g入射的反射光。因此,能够抑制反射光对前LiDAR6f以及前红外相机406g的测定的影响。

另外,在本实施方式中,透过罩123随着从上方朝向下方而向壳体121的内侧倾斜地安装。因此,能够抑制外部光(特别为太阳光)从外部上方向透过罩123入射。因此,例如能够抑制太阳光等外部光对前LiDAR6f以及前红外相机406g的影响。

另外,在本实施方式中,控制液体清洁器103A以及空气清洁器103B的清洁器控制部113与壳体121一体安装。由此,液体清洁器103A以及空气清洁器103B的控制功能也与传感器单元120f一体化,因此能够减轻作为车辆ECU的车辆控制部3的负荷。

另外,根据传感器单元420f,通过将前LiDAR6f和前红外相机406g作为一体化单元构成,易于提高液体清洁器103A以及空气清洁器103B相对于前LiDAR6f和前红外相机406g的定位精度。另外,在将传感器单元420f搭载于车辆1时,前LiDAR6f和前红外相机406g、和将它们清洗的清洁器单元110也能够一起装入,因此也能够提高向车辆1的组装性。

以上,说明了本发明的实施方式,但不用说本发明的技术范围不应由本实施方式的说明限定。本实施方式只是一例,本领域技术人员可以理解在权利要求所记载的发明范围内能够有各种各样的实施方式的变更。本发明的技术范围应该基于权利要求所记载的发明的范围以及其均等的范围而确定。

在上述的实施方式中,说明了将具备传感器单元等的传感器系统搭载于能够自动驾驶的车辆的示例,传感器系统也可以搭载于不能自动驾驶的车辆。

另外,在上述的实施方式中,将喷射清洗液的液体清洁器103A安装于壳体121的上部,但并不限于此。例如也可以将喷射空气的空气清洁器安装于壳体121的上部。空气清洁器与液体清洁器103A一样地构成为能够同时清洗第一区域123a和第二区域123b。另外,在该情况下,安装于壳体121的侧部的清洁器可以为液体清洁器。根据该构成,能够选择并使用适合作为清洗介质的清洗液或者空气。

传感器单元120f的液体清洁器103A喷射的清洗液包括水、或者洗涤剂。向前·后窗1f、1b,头灯7r、7l,LiDAR6f、6b、6r、6l,相机6c、6g、6m、6s分别喷射的清洗介质可以不同,可以相同。

本申请是基于2019年10月23日申请的日本专利申请2019-192595号、2019年10月23日申请的日本专利申请2019-192596号、2019年10月23日申请的日本专利申请2019-192597号、2019年10月23日申请的日本专利申请2019-192598号、2019年10月28日申请的日本专利申请2019-195180号、2019年11月1日申请的日本专利申请2019-199532号、以及2019年11月1日申请的日本专利申请2019-199533号而成的,它们的内容在此作为参照被引入。

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