激光雷达避撞系统和车辆的制作方法

1.本技术涉及车辆技术领域，特别是涉及一种激光雷达避撞系统和车辆。


背景技术：

2.一般汽车上会安装多种传感器，辅助驾驶员了解汽车行驶状态和行驶环境。其中，激光雷达由于其具有分辨能力高、抗干扰能力强等优点常用来监测扫描车辆周围环境。激光雷达一般由激光发射、接收、天线和信号处理电路组成，通过激光测距等原理测得障碍物的距离和行驶速度，能协助汽车驾驶员了解路面自然环境。
3.激光雷达一般安装在车身外侧，并且突出于车身很多，这样才能扫描更大范围的路面区域。但这会导致在汽车行驶过程中，激光雷达很容易撞击到障碍物而受损，造成安全威胁。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够保护激光雷达的激光雷达避撞系统和车辆。
5.第一方面，本技术提供了一种激光雷达避撞系统。所述系统包括：
6.激光雷达，用于检测与障碍物之间的距离信息；
7.固定模组，设置于车辆的外壳上，其中，所述固定模组包括固定支架组件、转动组件和雷达连接组件，所述固定支架组件的一侧固定安装于所述车辆的外壳上，所述固定支架组件的另一侧通过所述转动组件与所述雷达连接组件连接，所述雷达连接组件还用于固定所述激光雷达；
8.控制驱动模组，分别与所述激光雷达、所述转动组件连接，用于根据所述激光雷达获取的距离信息确定所述激光雷达的避让区间，以及控制所述雷达连接组件绕所述转动组件旋转，以带动所述激光雷达转动至所述避让区间。
9.在其中一个实施例中，所述激光雷达还用于检测所述障碍物与所述车辆的相对运动速度；其中，
10.所述控制驱动模组还用于根据所述激光雷达获取的距离信息和所述相对运动速度确定所述激光雷达的避让区间。
11.在其中一个实施例中，所述控制驱动模组包括：
12.控制单元，与所述激光雷达连接，用于根据所述激光雷达获取的距离信息和所述相对运动速度确定所述激光雷达的避让区间，并根据所述避让区间生成控制指令；
13.驱动单元，分别与所述雷达连接组件、所述控制单元连接，用于根据所述控制指令驱动所述雷达连接组件绕所述转动组件转动至所述避让区间。
14.在其中一个实施例中，所述控制单元还用于根据所述相对运动速度确定第一安全距离和第二安全距离，以及根据所述第一安全距离和所述第二安全距离中的至少一个和所述距离信息确定所述激光雷达的避让区间；其中，所述第一安全距离大于所述第二安全距
离。
15.在其中一个实施例中，所述控制单元还用于在所述距离信息小于所述第一安全距离且大于所述第二安全距离的情况下，确定所述激光雷达的第一避让区间并生成第一控制指令；
16.所述控制单元还用于在所述距离信息小于所述第二距离的情况下，确定所述激光雷达的第二避让区间并生成第二控制指令；
17.所述控制单元还用于在所述距离信息大于所述第一距离的情况下，确定所述激光雷达的第三避让区间并生成第三控制指令；其中，所述第一避让区间、所述第二避让区间、所述第三避让区间不同。
18.在其中一个实施例中，所述驱动单元还用于根据所述第一控制指令驱动所述雷达连接组件绕所述转动组件由当前位置转动至所述第一避让区间；
19.根据所述第二控制指令驱动所述雷达连接组件绕所述转动组件由所述第一避让区间转动至所述第二避让区间；
20.根据所述第三控制指令驱动所述雷达连接组件绕所述转动组件由第一避让区间转动至所述第三避让区间，其中，所述第三避让区间与初始位置重叠。
21.在其中一个实施例中，所述固定支架组件包括支架和连接件，其中，所述支架的一侧固定安装于所述车辆的外壳上，所述支架的另一侧设有所述连接件，所述连接件设有通孔槽，所述转动组件设置在所述通孔槽中。
22.在其中一个实施例中，所述雷达连接组件包括连接板；所述连接板一侧与所述转动组件连接，所述连接板用于固定所述激光雷达。
23.在其中一个实施例中，所述转动组件包括转轴，所述连接板用于与所述转动组件连接的一侧上还设有具有凹槽的连接件，所述转轴的至少部分嵌设于所述凹槽。
24.第二方面，本技术还提供了一种车辆。在所述车辆上设置有上述任一实施例中的激光雷达防撞系统。
25.上述激光雷达防撞系统和车辆中，激光雷达用于检测与障碍物之间的距离信息，固定模组设置于车辆的外壳上，固定模组包括固定支架组件、转动组件和雷达连接组件，其中，固定支架组件的一侧固定安装于车辆的外壳上，固定支架组件的另一侧通过转动组件与雷达连接组件连接，雷达连接组件还用于固定所述激光雷达，控制驱动模组分别与激光雷达、转动组件连接，根据激光雷达获取的距离信息确定激光雷达的避让区间，以及控制雷达连接组件绕所述转动组件旋转，以带动激光雷达转动至避让区间。可以通过激光雷达检测的与障碍物的距离信息，确定避让区间，通过固定模组的转动组件和雷达连接组件及时将激光雷达转动至避让区间，避免激光雷达和障碍物碰撞受损，实现对激光雷达的避撞保护。
附图说明
26.图1为一个实施例中激光雷达避撞系统的结构示意图；
27.图2为一个实施例中激光雷达避撞系统的结构示意图；
28.图3为一个实施例中固定模组的避撞结构示意图；
29.图4为另一个实施例中激光雷达避撞系统的结构示意图；
30.图5为一个实施例中激光雷达避撞系统的工作流程图；
31.图6为一个实施例中安装激光雷达避撞系统的车辆局部示意图。
32.附图标记说明
33.10-激光雷达，20-固定模组，201-固定支架组件，2011-支架，2012-带通孔槽的连接件，202-转动组件，2021-转轴，203-雷达连接组件，2031-连接板，2032-带凹槽的连接件，30-控制驱动模组，301-控制单元，302-驱动单元。
具体实施方式
34.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
36.在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
37.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
38.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
39.本技术提供了一种激光雷达避撞系统，参照图1和图2，该激光雷达避撞系统包括激光雷达10、固定模组20和控制驱动模组30。其中，激光雷达10分别于固定模组20、控制驱动模组30连接，固定模组20与控制驱动模组30连接。激光雷达10和固定模组20设置在车辆外壳上，控制驱动模组30的至少部分设置于车辆驾驶室内。
40.其中，激光雷达10用于检测车辆与障碍物的距离信息。激光雷达可以使用比较成熟的mems式激光雷达。mems式激光雷达具有体积小、监测范围广、精确度高的优点。
41.固定模组20设置在车辆的外壳上，固定模组20包括固定支架组件201、转动组件202和雷达连接组件203。其中，固定支架组件201的一侧固定安装于车辆的外壳上，另一侧通过转动组件202与雷达连接组件203连接。雷达连接组件203用于固定激光雷达。固定支架组件201通过连接结构连接在车辆外壳上，示例性地，可以使用焊接螺柱、六角凸缘锁紧螺母等连接结构。固定模组20可以包括使用多个支架和连接件的组合，并且可以安装在车辆两侧或一侧，也可以安装在车辆前围两端或者一端。
42.控制驱动模组30可接收激光雷达10采集的距离信息，并根据该距离信息确定激光雷达10的避让区间。避让区间为激光雷达10能躲避障碍物的安全区域。控制驱动模组30可
以设置多个避让区间，根据和障碍物的距离选择不同的避让区间。控制驱动模组30基于确定的避让区间，可进一步控制雷达连接组件203绕转动组件202旋转，以带动激光雷达10转动至避让区间。
43.上述激光雷达避撞系统，激光雷达用于检测与障碍物之间的距离信息，固定模组设置于车辆的外壳上，固定模组包括固定支架组件、转动组件和雷达连接组件，其中，固定支架组件的一侧固定安装于车辆的外壳上，另一侧通过转动组件与雷达连接组件连接，雷达连接组件用于固定激光雷达，控制驱动模组分别与激光雷达、转动组件连接，可以根据激光雷达获取的距离信息确定激光雷达的避让区间，以及控制雷达连接组件绕转动组件旋转，以带动激光雷达转动至避让区间。这样可以及时将激光雷达转动至避让区间，避免激光雷达和障碍物碰撞受损，实现对激光雷达的避撞保护。
44.在一个实施例中，激光雷达10还用于检测障碍物与车辆的相对运动速度。相对运动速度即激光雷达以车辆为参照物测得的障碍物的运动速度。激光雷达10可以利用多普勒频移测速方法测量障碍物的相对运动速度，并将其发送给控制驱动模组30。控制驱动模组30还用于根据激光雷达获取的距离信息和相对运动速度确定激光雷达的避让区间。控制驱动模组30接收到激光雷达10发送的障碍物的距离信息和相对运动速度信息后，基于相对运动速度确定和障碍物的安全距离，进一步地比较障碍物的距离信息和安全距离确定激光雷达的避让区间，并控制雷达连接组件203绕转动组件202旋转，使激光雷达转动至避让区间。相对运动速度越大，控制驱动模组设置的和障碍物的安全距离会越远。
45.在本实施例中，激光雷达检测障碍物的相对运动速度，并将其发送给控制驱动模组，控制驱动模组基于障碍物的相对运动速度确定和障碍物的安全距离，进一步地根据障碍物的距离信息和安全距离确定避让区间，并控制固定装置将激光雷达转动至避让区间。这样，在障碍物相对运动速度较快时，控制驱动模组有充分的时间驱动雷达连接组件和激光雷达转动至避让区间，避免激光雷达碰撞障碍物受损。
46.在一个实施例中，固定模组20包括固定支架组件201、转动组件202和雷达连接组件203。如图3所示，固定支架组件201可以包括支架2011和连接件2012。支架2011一侧安装于车辆的外壳上，另一侧设有连接件2012，连接件2012上设有通孔槽。雷达连接组件203包括连接板2031，连接板2031一侧与转动组件202连接，连接板2031用于固定激光雷达。转动组件202包括转轴2021。连接板2031用于与转动组件202连接的一侧上还设有具有凹槽的连接件2032，转轴2021的至少部分嵌设于凹槽。固定模组可以采用铰链结构。本技术实施例中的固定模组结构简单，工艺成本低。
47.在一个实施例中，如图4所示，控制驱动模组30包括控制单元301和驱动单元302。其中，控制单元301和激光雷达10连接，驱动单元302分别与控制单元301、雷达连接组件203连接。在本技术实施例中，控制单元301可安装在车辆的驾驶室内，驱动单元302可设于车辆外围。
48.控制单元301接收激光雷达10发送的障碍物的距离和相对运行速度信息，并根据该障碍物距离和相对运动速度确定激光雷达10的避让区间，并根据确定的避让区间生成控制指令，然后将控制指令发送给驱动单元302。控制指令用于指示驱动单元302驱动雷达连接组件203和激光雷达10绕转动组件20由当前位置转动至对应的避让区间。控制单元301会在系统启动时初始化激光雷达的当前位置，每次向驱动单元302发送控制指令后会将激光
雷达的当前位置更新为对应的避让区间。
49.驱动单元302接收到控制单元301发送的控制指令后，驱动雷达连接组件203绕转动组件202转动至对应的避让区间。
50.示例性地，控制单元301可以采用由计算密集型传感器数据处理和控制策略开发的集成单元，驱动单元302可以采用电机。
51.在本实施例中，控制驱动模组包括控制单元和驱动单元，控制单元根据激光雷达发送的障碍物距离和相对运动速度等信息确定激光雷达的避让区间，并根据避让区间生成控制指令，驱动单元可以根据控制指令驱动雷达连接组件绕转动组件转动至对应的避让区间，实现了对激光雷达的避撞保护。
52.在一个实施例中，控制单元301还用于根据相对运动速度确定第一安全距离和第二安全距离，以及根据第一安全距离和第二安全距离中的至少一个和距离信息确定激光雷达的避让区间。可选的，控制单元301可以根据距离信息和第一安全距离确定激光雷达10的避让区间，控制单元301也可以根据距离信息和第二安全距离确定激光雷达10的避让区间，控制单元301还可以根据第一安全距离、第二安全距离和距离信息10确定激光雷达的避让区间。
53.在本技术实施例中，可以基于相对运动速度和预设运动速度的比较结果确定第一安全距离和第二安全距离。也即是说，第一安全距离和第二安全距离的确定，可以根据相对运动速度的大小来设定。示例性的，控制单元301可以根据相对运动速度预设设置多组安全预设值，每组安全阈值可包括第一安全距离和第二安全距离。其中，每一组安全预设值中的第一安全距离都大于对应的第二安全距离。示例性地，设置两组安全预设值，每组安全预设值可包括第一安全距离和第二安全距离，第一组安全预设值对应的第一安全距离大于第二组安全预设值对应的第一安全距离，第一组安全预设值对应的第二安全距离大于第二组安全预设值对应的第二安全距离，控制单元301在接收到激光雷达10发送的相对运动速度后，和预设运动速度进行比较，在相对运动速度大于等于预设运动速度的情况下，选择第一组安全预设值；在相对运动速度小于预设运动速度的情况下，选择第二组安全预设值。
54.然后，控制单元301根据确定的第一安全距离和第二安全距离中的至少一个和激光雷达10发送的距离信息确定激光雷达10的避让区间。具体来说，在障碍物距离小于第一安全距离且大于第二安全距离的情况下，控制单元301确定激光雷达10的第一避让区间，并基于第一避让区间生成第一控制指令。
55.相应的，驱动单元302根据第一控制指令驱动雷达连接组件203绕转动组件202由当前位置转动至第一避让区间。激光雷达10和雷达连接组件203当前位置可能为第二避让区间或者第三避让区间，驱动单元302接收到第一控制指令后驱动雷达连接组件203由当前位置让绕转动组件202旋转40度左右至第一避让区间。
56.可选的，在距离信息小于第二距离的情况下，控制单元301确定激光雷达10的第二避让区间，并基于第二避让区间生成第二控制指令。
57.相应的，驱动单元302根据第二控制指令驱动雷达连接组件203绕转动组件202由第一避让区间转动至第二避让区间。具体来说，驱动单元302接收到第一控制指令后驱动雷达连接组件203由第一避让区间绕转动组件202旋转40度左右至第二避让区间。
58.可选的，在距离信息大于第一距离的情况下，控制单元301确定激光雷达10的第三
避让区间，并基于第三避让区间生成第三控制指令。其中，第一避让区间、第二避让区间、第三避让区间不同，第三避让区间和激光雷达初始位置重叠。
59.相应的，驱动单元302根据第三控制指令驱动雷达连接组件203绕转动组件202由第一避让区间转动至第三避让区间。具体来说，驱动单元302接收到第三控制指令后驱动雷达连接组件203由第一避让区间绕转动组件202旋转40度左右至第三避让区间。
60.在本实施例中，通过控制单元根据相对运动速度和预设速度的比较结果选择合适的第一安全距离和第二安全距离，并根据第一安全距离和第二安全距离中的至少一个和距离信息确定激光雷达的避让区间，可以更准确的判断激光雷达是否需要转动。驱动单元根据接收到的控制指令驱动雷达连接组件绕转动组件旋转一定角度至和控制指令对应的避让区间，减少了不必要的转动操作，降低了驱动单元的能量损耗。
61.为了便于说明，可基于前述任一实施例中的激光雷达避撞系统描述下实现激光雷达避撞的具体方式，如图5所示。
62.车辆启动时，初始化激光雷达避撞系统的数据。激光雷达采集数据并进行数据处理获得障碍物距离和相对运动速度等信息。控制单元根据障碍物相对运动速度确定第一安全距离l1和第二安全距离l2。当障碍物距离小于l1且大于l2时，控制单元生成第一控制指令；当障碍物距离小于l2时，控制单元生成第二控制指令；当障碍物距离大于l1时，控制单元生成第三控制指令。驱动单元根据接收的控制指令驱动雷达连接组件绕转动组件转动至对应的避让区间，以使激光雷达转动至对应的避让区间，实现对激光雷达的避撞保护。
63.本技术还提供了一种车辆，该车辆上设置有上述任一实施例中的激光雷达避撞系统，示例性地，在车辆前围上安装该激光雷达避撞系统的局部示意图如图6所示。该激光雷达避撞系统包括激光雷达10，固定模组20和控制驱动模组30。激光雷达10用于检测与障碍物之间的距离信息，固定模组20设置于车辆的外壳上，固定模组20包括固定支架组件201、转动组件202和雷达连接组件203，其中，固定支架组件201的一侧固定安装于车辆的外壳上，另一侧通过转动组件202与雷达连接组件203连接；雷达连接组203件用于固定激光雷达10，控制驱动模组30分别与激光雷达10、转动组件203连接，可以根据激光雷达10获取的距离信息确定激光雷达10的避让区间，以及控制雷达连接组件203绕转动组件202旋转，以带动激光雷达转动至避让区间，避免激光雷达和障碍物碰撞受损，实现对激光雷达的避撞保护。
64.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
65.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种激光雷达避撞系统，包括：激光雷达，用于检测与障碍物之间的距离信息；固定模组，设置于车辆的外壳上，其中，所述固定模组包括固定支架组件、转动组件和雷达连接组件，所述固定支架组件的一侧固定安装于所述车辆的外壳上，所述固定支架组件的另一侧通过所述转动组件与所述雷达连接组件连接，所述雷达连接组件还用于固定所述激光雷达；控制驱动模组，分别与所述激光雷达、所述转动组件连接，用于根据所述激光雷达获取的距离信息确定所述激光雷达的避让区间，以及控制所述雷达连接组件绕所述转动组件旋转，以带动所述激光雷达转动至所述避让区间。2.根据权利要求1所述的激光雷达避撞系统，其特征在于，所述激光雷达还用于检测所述障碍物与所述车辆的相对运动速度；其中，所述控制驱动模组还用于根据所述激光雷达获取的距离信息和所述相对运动速度确定所述激光雷达的避让区间。3.根据权利要求2所述的激光雷达避撞系统，其特征在于，所述控制驱动模组包括：控制单元，与所述激光雷达连接，用于根据所述激光雷达获取的距离信息和所述相对运动速度确定所述激光雷达的避让区间，并根据所述避让区间生成控制指令；驱动单元，分别与所述雷达连接组件、所述控制单元连接，用于根据所述控制指令驱动所述雷达连接组件绕所述转动组件转动至所述避让区间。4.根据权利要求3所述的激光雷达避撞系统，其特征在于，所述控制单元还用于根据所述相对运动速度确定第一安全距离和第二安全距离，以及根据所述第一安全距离和所述第二安全距离中的至少一个和所述距离信息确定所述激光雷达的避让区间；其中，所述第一安全距离大于所述第二安全距离。5.根据权利要求4所述的激光雷达避撞系统，其特征在于，所述控制单元还用于在所述距离信息小于所述第一安全距离且大于所述第二安全距离的情况下，确定所述激光雷达的第一避让区间并生成第一控制指令；所述控制单元还用于在所述距离信息小于所述第二距离的情况下，确定所述激光雷达的第二避让区间并生成第二控制指令；所述控制单元还用于在所述距离信息大于所述第一距离的情况下，确定所述激光雷达的第三避让区间并生成第三控制指令；其中，所述第一避让区间、所述第二避让区间、所述第三避让区间不同。6.根据权利要求5所述的激光雷达避撞系统，其特征在于，所述驱动单元还用于根据所述第一控制指令驱动所述雷达连接组件绕所述转动组件由当前位置转动至所述第一避让区间；根据所述第二控制指令驱动所述雷达连接组件绕所述转动组件由所述第一避让区间转动至所述第二避让区间；根据所述第三控制指令驱动所述雷达连接组件绕所述转动组件由第一避让区间转动至所述第三避让区间，其中，所述第三避让区间与初始位置重叠。7.根据权利要求1所述的激光雷达避撞系统，其特征在于，所述固定支架组件包括支架和连接件，其中，所述支架的一侧固定安装于所述车辆的外壳上，所述支架的另一侧设有所
述连接件，所述连接件设有通孔槽，所述转动组件设置在所述通孔槽中。8.根据权利要求1所述的激光雷达避撞系统，其特征在于，所述雷达连接组件包括连接板；所述连接板一侧与所述转动组件连接，所述连接板用于固定所述激光雷达。9.根据权利要求8所述的激光雷达避撞系统，其特征在于，所述转动组件包括转轴，所述连接板用于与所述转动组件连接的一侧上还设有具有凹槽的连接件，所述转轴的至少部分嵌设于所述凹槽。10.一种车辆，其特征在于，在所述车辆上设置有权利要求1-9任一项所述的激光雷达避撞系统。

技术总结
本申请涉及一种激光雷达避撞系统和车辆。所述激光雷达避撞系统包括：激光雷达，用于检测与障碍物之间的距离信息；固定模组，设置于车辆的外壳上，其中，固定模组包括固定支架组件、转动组件和雷达连接组件，固定支架组件的一侧固定安装于所述车辆的外壳上，所述固定支架组件的另一侧通过所述转动组件与所述雷达连接组件连接，所述雷达连接组件还用于固定所述激光雷达；控制驱动模组，分别与所述激光雷达、所述转动组件连接，用于根据所述激光雷达获取的距离信息确定所述激光雷达的避让区间，以及控制所述雷达连接组件绕所述转动组件旋转，以带动所述激光雷达转动至所述避让区间，避免激光雷达和障碍物碰撞造成损坏，实现对激光雷达的避撞保护。光雷达的避撞保护。光雷达的避撞保护。


技术研发人员：熊晓清 王雷 郑家彬 王亚微 刘伟
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/16