一种可自动清洁的激光雷达装置的制作方法

1.本技术涉及汽车领域，尤其涉及一种可自动清洁的激光雷达装置。


背景技术：

2.随着人工智能技术的快速发展，自动驾驶已经成为未来汽车发展的主流趋势之一，自动驾驶的关键技术包括感知、决策与执行，其中环境感知是实现自动驾驶的前提条件。为了满足环境感知的需求，自动驾驶汽车往往采用各种传感器设备来获取周围环境信息。激光雷达因其响应时间快、探测精度高以及可以实时建立周围环境的三维模型等优点是智能汽车发展的重要传感器之一。
3.配备激光雷达的车辆通常采用激光雷达嵌入到车身内，激光雷达的探测镜面外露的安装方式实现对周围环境的感知。但是在汽车实际工作过程中，可能会遇到雨、雪和沙尘等恶劣天气，激光雷达的表面若受到灰尘、泥土、雨雾等不同程度的污染将会严重影响其探测精度继而影响车辆的决策和行车安全。
4.目前常用的雷达清洁方法还以人工清洗为主，存在效率低、体验差等缺点。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在在不足，本技术实施例的目的是提供一种可自动清洁的激光雷达装置。
6.根据本技术实施例的第一方面，提供一种可自动清洁的激光雷达装置，包括雷达机体、底座、感应模块、喷液模块、清洁模块、干燥模块及处理器；
7.所述雷达机体固定在所述底座上方；
8.所述感应模块设置在雷达机体前方，用于检测所述雷达机体上的遮挡物；
9.所述喷液模块包括喷液嘴、液泵及水箱，所述喷液嘴设置在所述雷达机体的四周并固定于所述底座上，所述水箱设置在底座内部并通过所述液泵与所述喷液嘴连通；
10.所述清洁模块设置在雷达机体两侧，所述清洁模块包括驱动电机、第一连杆、第二连杆、第三连杆、清洁刷及导向柱，所述第一连杆的一端与驱动电机固定连接，所述第一连杆、第二连杆和第三连杆依次铰接，所述第三连杆上设置有导向柱，所述导向柱与底座滑动连接，所述清洁刷设置在第三连杆上；
11.所述干燥模块包括喷气嘴和气泵，所述喷气嘴设置在雷达机体四周并固定在所述底座上方，所述气泵与所述喷气嘴连通，用于干燥所述雷达基体；
12.所述处理器的输入端与所述感应模块的输出端相连接，所述处理器的输出端分别与所述液泵、驱动电机和气泵相连接。
13.进一步地，所述底座上设置有集水槽，用于收集所述清洁模块对所述雷达机体清洁后的液体。
14.进一步地，所述感应模块为用于感应雨量和灰尘附着的传感器。
15.进一步地，所述喷液嘴沿雷达机体均匀布置。
16.进一步地，所述喷液嘴的数量为3～5个。
17.进一步地，所述清洁模块数量为两个，沿所述雷达机体的中线对称布置。
18.进一步地，所述第三连杆在导向柱的滑动范围大于所述雷达机体的视野高度。
19.进一步地，所述第一连杆运动到竖直向上位置时，所述清洁刷的位置高于所述雷达机体的视野最高点；所述第一连杆运动到竖直向下位置时，所述清洁刷的位置低于所述雷达机体的视野最低点。
20.进一步地，所述清洁刷由为柔性材料制成。
21.进一步地，所述喷气嘴沿雷达机体均匀布置且和所述喷液嘴间隔设置，所述喷液嘴的数量与喷气嘴数量相同。
22.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
23.本发明设置有感应模块，可以实时监测外界环境的变化，使得整个装置更加智能化，确保了激光雷达的清洁；本发明通过第一连杆、第二连杆和第三连杆形成曲柄连杆，以曲柄连杆的方式实现了探测区域的往复清洁，且在清洁模块停止工作时，激光雷达的探测视野不受影响，装置整体结构简单，操作方便；配备了干燥模块，避免了清洁之后的二次污染，提高了清洁效率。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
25.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
26.图1是根据一示例性实施例示出的一种可自动清洁的激光雷达装置的结构示意图。
27.图2是根据一示例性实施例示出的清洁模块的结构示意图。
28.图3是根据一示例性实施例示出的清洁模块的各运动位置示意图。
29.附图标记说明：
30.1、雷达机体；1-1、雷达机体视野最高点；1-2、雷达机体视野最低点；2、底座；2-1、集水槽；3、清洁模块；3-1、驱动电机；3-2、第一连杆；3-2a、第一连杆处于竖直向下位置；3-2b、第一连杆处于竖直向上位置；3-3、第二连杆；3-4、导向柱；3-5、第三连杆；3-5a、第三连杆最低点；3-5b、第三连杆最高点；3-6、清洁刷；4、喷液模块；4-1、喷液嘴；4-2、水箱；4-3、液泵；5、感应模块；6、干燥模块；6-1、气泵；6-2、喷气嘴。
具体实施方式
31.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。
32.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包
含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
33.应当理解，尽管在本技术可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
34.图1是根据一示例性实施例示出的一种可自动清洁的激光雷达装置的结构示意图，如图1所示，该装置可以包括雷达机体1、底座2、感应模块5、喷液模块4、清洁模块3、干燥模块6及处理器；所述雷达机体1固定在所述底座2上方；所述感应模块5设置在雷达机体1前方，用于检测所述雷达机体上的遮挡物；所述喷液模块4包括喷液嘴4-1、液泵4-3及水箱4-2，所述喷液嘴4-1设置在所述雷达机体1的四周并固定于所述底座2上，所述水箱4-2设置在底座2内部并通过所述液泵4-3与所述喷液嘴4-1连通；所述清洁模块3设置在雷达机体1两侧，所述清洁模块3包括驱动电机3-1、第一连杆3-2、第二连杆3-3、第三连杆3-5、清洁刷3-6及导向柱3-4，所述第一连杆3-2的一端与驱动电机3-1固定连接，所述第一连杆3-2、第二连杆3-3和第三连杆3-5依次铰接，所述第三连杆3-5上设置有导向柱3-4，所述导向柱3-4与底座2滑动连接，所述清洁刷3-6设置在第三连杆3-5上；所述干燥模块6包括喷气嘴6-2和气泵6-1，所述喷气嘴6-2设置在雷达机体1四周并固定在所述底座2上方，所述空气泵6-1与所述喷气嘴6-2连通，用于干燥所述雷达基体；所述处理器的输入端与所述感应模块的输出端相连接，所述处理器的输出端分别与所述液泵、驱动电机和气泵相连接。
35.由上述实施例可知，本技术设置有感应模块5，可以实时监测雷达机体上的脏污，使得整个装置更加智能化，确保了激光雷达的清洁；本发明通过第一连杆、第二连杆和第三连杆形成曲柄连杆，以曲柄连杆的方式实现了探测区域的往复清洁，且在清洁模块3停止工作时，激光雷达的探测视野不受影响，装置整体结构简单，操作方便；配备了干燥模块6，避免了清洁之后的二次污染，提高了清洁效率。
36.具体地，所述底座2上设置有集水槽2-1，用于收集所述清洁模块3对所述雷达机体1清洁后的液体。当喷液模块4完成喷液及整个清洁模块3完成清洁任务时，集水槽2-1将清洁废液收集并统一处理。
37.具体地，所述感应模块5为用于感应雨量和灰尘附着的传感器，感应模块5和雷达机体1处在同一平台，当雷达机体1上降雨或有灰尘堆积时能够进行及时监测，在具体实施中，所述传感器可以为红外粉尘传感器、激光粉尘传感器、电容式传感器等。
38.具体地，所述喷液嘴4-1沿雷达机体1均匀布置。
39.具体地，所述喷液嘴4-1的数量优选为3～5个，若数量较少，则喷液效果不均匀，若数量较多则功能冗余，成本较高；水箱4-2设置在底座2内部并通过液泵4-3与喷液嘴4-1连通，当需要喷射清洁液时，液泵4-3将水箱4-2中的清洁液经喷液嘴4-1均匀喷洒到雷达机体1表面。
40.具体地，所述清洁模块3数量为两个，沿所述雷达机体1的中线对称布置。驱动电机3-1工作时带动第一连杆3-2转动，经第二连杆3-3连接后带动第三连杆3-5沿竖直方向做往复运动，所述第一连杆3-2运动到竖直向上位置时，所述清洁刷3-6的位置高于所述雷达机体1的视野最高点；所述第一连杆3-2运动到竖直向下位置时，所述清洁刷3-6的位置低于所
述雷达机体1的视野最低点。优选地，清洁刷3-6采用柔性材质，固定在第三连杆3-5后可以雷达机体1表面完全贴合。进一步地，第三连杆3-5在导向柱3-4的滑动范围略大于雷达的视野高度，即清洁装置的清扫范围大于雷达的视野高度，能保证激光雷达所有区域均能得到有效清洁。若清洁装置导向杆滑动范围小于雷达视野高度，那么必定有区域无法清洁到。如图3所示，第一连杆3-2运动到竖直向上位置即清洁模块3中的第三连杆3-5和清洁刷3-6处于最高点时，清洁刷3-6的位置高于雷达机体视野最高点1-1，当第一连杆3-2运动到竖直向下位置即清洁模块3中的第三连杆3-5和清洁刷3-6处于最低点时，清洁刷3-6的位置低于雷达机体视野最低点1-2，这样可以保证雷达机体1的可视区域均达到有效清洁，具备良好的清洁效果。
41.具体地，所述喷气嘴6-2沿雷达机体1均匀布置且和所述喷液嘴4-1间隔设置，所述喷液嘴4-1的数量与喷气嘴6-2数量相同，此处是为了保证干燥效果的均匀，喷气嘴和喷液嘴数量相同能保证清洁液喷洒之后得到有效清洁。若喷气嘴数量较少，则部分区域干燥效果可能较差，若喷气嘴数量比喷液嘴数量多，也是会导致效果冗余。空气泵6-1设置在底座2内部并与喷气嘴6-2连通，当完成清洁任务或雷达机体1表面有雨水附着时，干燥模块6工作将空气泵6-1打开，干燥气体经喷气嘴6-2将雷达机体1的可视区域吹干，防止二次污染。
42.综上所述，本发明提供的一种可自动清洁的激光雷达装置在实现激光雷达自清洁的同时还具备结构简单、操作方便、成本低廉提高清洁效率等有点。具体地，当感应模块5检测到雷达机体上的遮挡物达到预定阈值(该预定阈值可根据使用者的要求进行设置，设置方式为本领域的常规技术手段，此处不作赘述)，处理器接收感应模块5的传感数据，并发送指令以使得喷液模块4和清洁模块3开始工作。首先喷液模块4通过液泵4-3将水箱4-2中的清洁液由四周均匀布置的喷液嘴4-1喷射到雷达机体1表面，然后清洁模块3中的驱动电机3-1旋转带动第一连杆3-2、第二连杆3-3及第三连杆3-5运动，其中第三连杆3-5及设置在其上的清洁刷3-6沿导向柱3-4做往复运动，完成雷达机体1可视区域的清洁工作。在清洁模块3工作过程中，第一连杆3-2运动到最高位置时，清洁刷3-6的位置高于雷达机体视野最高点1-1，当第一连杆3-2运动到最低位置时，清洁刷3-6的位置低于雷达机体视野最低点1-2来保证雷达机体1所有可视区域均能得到有效清洁，整个清洁过程中产生的废液均由设置在底座2上的集水槽2-1进行统一处理。清洁过程结束后，第一连杆3-2运动到最低位置保证雷达监测区域内无结构遮挡。同时，处理器发送指令使得干燥模块6中的气泵6-1工作，通过设置在四周的喷气嘴6-2将雷达机体1吹干，防止清洁后的二次污染。
43.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
44.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。