传感器系统
阅读：612发布：2020-05-11
专利汇可以提供传感器系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提高供车辆的驾驶辅助所需的多个 传感器 配置的空间的利用效率。第一摄像机单元(11)基于第一光轴(A1)至少取得车辆前方的图像。第二摄像机单元(12)基于第二光轴(A2)至少取得车辆左方的图像。从车辆的上下方向观察，第一光轴(A1)与第二光轴(A2)交叉。，下面是传感器系统专利的具体信息内容。
1.一种传感器系统，搭载于车辆，其中，
所述传感器系统具备：
第一传感器单元，其基于第一检测基准轴来检测所述车辆的第一外部信息；以及第二传感器单元，其基于第二检测基准轴来检测所述车辆的第二外部信息，从所述车辆的上下方向观察，所述第一检测基准轴以及所述第二检测基准轴交叉。
2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，
所述第一检测基准轴与所述第二检测基准轴交叉。
3.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，
所述传感器系统具备透光构件，该透光构件划分出容纳第一传感器单元以及第二传感器单元的容纳室，
所述透光构件具有朝向所述容纳室凹陷的凹部，
所述第一检测基准轴以及所述第二检测基准轴与所述凹部交叉。
4.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，
所述传感器系统具备透光构件，该透光构件划分出容纳第一传感器单元以及第二传感器单元的容纳室，
所述透光构件具有朝向所述容纳室凹陷的凹部，
所述第一检测基准轴以及所述第二检测基准轴与所述凹部交叉。
5.根据权利要求3所述的传感器系统，其中，
所述凹部包含第一平坦部以及第二平坦部，
所述第一检测基准轴与所述第一平坦部交叉，
所述第二检测基准轴与所述第二平坦部交叉。
6.根据权利要求4所述的传感器系统，其中，
所述凹部包含第一平坦部以及第二平坦部，
所述第一检测基准轴与所述第一平坦部交叉，
所述第二检测基准轴与所述第二平坦部交叉。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器系统，其中，
所述传感器系统具备信号处理装置，该信号处理装置从所述第一传感器单元取得与所述第一外部信息对应的第一信号，并从所述第二传感器单元取得与所述第二外部信息对应的第二信号，
所述信号处理装置基于所述第一信号以及所述第二信号而生成与所述第一外部信息以及所述第二外部信息综合而成的综合信息对应的数据。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器系统，其中，
所述传感器系统具备划分出容纳车灯单元的灯室的壳体，
所述第一传感器单元以及所述第二传感器单元容纳于所述灯室内。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器系统，其中，
所述第一传感器单元以及所述第二传感器单元包含LiDAR传感器单元、摄像机单元、毫米波传感器单元中的至少一个。
传感器系统
技术领域
背景技术
[0002] 为了实现车辆的驾驶辅助技术，有必要将用于检测该车辆的外部信息的传感器搭载于车身。作为这样的传感器的例子，可列举为LiDAR(Light Detection and Ranging)传感器、摄像机(例如，参照专利文献1)。随着车辆的驾驶辅助技术高级化，搭载的传感器的数量呈增加趋势。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本特开2010-185769号公报
发明内容
[0006] 发明所要解决的问题
[0007] 本发明的目的是提高供车辆的驾驶辅助所需的多个传感器配置的空间的利用效率。
[0008] 用于解决问题的方法
[0009] 用于实现上述目的的一个方式是一种传感器系统，搭载于车辆，其中，上述传感器系统具备：第一传感器单元，其基于第一检测基准轴来检测上述车辆的第一外部信息；以及第二传感器单元，其基于第二检测基准轴来检测上述车辆的第二外部信息，[0010] 从上述车辆的上下方向观察，上述第一检测基准轴以及上述第二检测基准轴交叉。
[0011] 根据上述构成，在与比第一传感器单元以及第二传感器单元靠车辆内侧的位置对应的区域中容易确保比较宽广的空间。即，即使为了得到更多的外部信息而使用多个传感器单元，也能够提高供该多个传感器单元配置的空间的利用效率。
[0012] 上述传感器系统可如下构成。
[0013] 上述第一检测基准轴与上述第二检测基准轴交叉。
[0014] 根据这样的构成，车辆的上下方向上的第一传感器单元与第二传感器单元的位置的差异变小，能够抑制上下方向上的传感器系统的大型化。另外，由于用于取得第一外部信息的基准高度与用于取得第二外部信息的基准高度一致，因此能够抑制基于第一外部信息以及第二外部信息的后续的信息处理的负荷的增大。
[0015] 上述传感器系统可如下构成。
[0016] 上述传感器系统具备透光构件，该透光构件划分出容纳第一传感器单元以及第二传感器单元的容纳室，
[0017] 上述透光构件具有朝向上述容纳室凹陷的凹部，
[0018] 上述第一检测基准轴以及上述第二检测基准轴与上述凹部交叉。
[0019] 第一传感器单元以及第二传感器单元各自与透光构件的内表面的距离越短，越容易抑制取得的外部信息的品质降低。根据上述构成，容易将第一传感器单元以及第二传感器单元各自配置在透光构件的内表面的附近。
[0020] 在该情况下，上述传感器系统可如下构成。
[0021] 上述凹部包含第一平坦部以及第二平坦部，
[0022] 上述第一检测基准轴与上述第一平坦部交叉，
[0023] 上述第二检测基准轴与上述第二平坦部交叉。
[0024] 根据上述构成，能够抑制与在透光构件产生的光的反射相伴的第一外部信息以及第二外部信息的品质降低。
[0025] 上述传感器系统可如下构成。
[0027] 上述信号处理装置基于上述第一信号以及上述第二信号而生成与上述第一外部信息以及上述第二外部信息综合而成的综合信息对应的数据。
[0028] 根据上述构成，能够在车辆的驾驶辅助中利用综合信息。尤其是在通过搭载于车辆的ECU等控制装置执行驾驶辅助控制的情况下，由于通过信号处理装置进行第一外部信息以及第二外部信息的综合，因此能够抑制该控制装置中的处理负荷的增大。
[0029] 上述传感器系统可如下构成。
[0030] 上述传感器系统具备划分出容纳车灯单元的灯室的壳体，
[0031] 上述第一传感器单元以及上述第二传感器单元配置于上述灯室内。
[0032] 由于车灯单元具有向车辆的外部供给光的功能，因此一般将车灯单元配置于遮挡物较少的场所。通过在这样的场所也配置第一传感器单元以及第二传感器单元，能够高效地取得车辆的外部信息。
[0033] 另外，在从车辆的自动调平系统取得高度检测信息的情况下，可与车灯单元共用高度检测信息。在该情况下，能够设计高效的系统。
[0034] 上述传感器系统可如下构成。
[0035] 上述第一传感器单元以及上述第二传感器单元包含LiDAR传感器单元、摄像机单元、毫米波传感器单元中的至少一个。
[0037] 在本说明书中，“车灯单元”是指具备所希望的照明功能，同时其自身为能够以单体的方式流通的部件的构成单元。
[0038] 在本说明书中，“驾驶辅助”是指，至少部分地进行驾驶操作(方向盘操作、加速、减速)、行驶环境的监视、以及驾驶操作的支援中的至少一个的控制处理。即，是指包含从碰撞减损制动功能、车道保持辅助功能那样的部分驾驶辅助到完全自动驾驶动作的意思。附图说明
[0039] 图1示意性表示一个实施方式所涉及的传感器系统的构成。
[0040] 图2是表示车辆中的传感器系统的位置的图。
[0041] 符号说明
[0042] 1 左前传感器系统
[0043] 11 第一摄像机单元
[0044] 12 第二摄像机单元
[0045] 13 壳体
[0046] 14 透光构件
[0047] 141 凹部
[0048] 141a 第一平坦部
[0049] 141b 第二平坦部
[0050] 15 容纳室
[0051] 16 信号处理装置
[0052] 17 车灯单元
[0053] 100 车辆
[0054] A1 第一光轴
[0055] A2 第二光轴
[0056] S1 第一信号
[0057] S2 第二信号
具体实施方式
[0058] 以下，参照附图对实施方式的例子详细地进行说明。在以下的说明所使用的各附图中，为了将各构件设为可识别的大小，适当变更了比例尺。
[0059] 在附图中，箭头F表示图示构造的前方。箭头B表示图示构造的后方。箭头L表示图示构造的左方。箭头R表示图示构造的右方。在以下说明中使用的“左”以及“右”表示从驾驶席观察到的左右方向。
[0060] 图1中的(A)示意性表示一个实施方式所涉及的左前传感器系统1的构成。如图2所示，左前传感器系统1搭载于车辆100的左前角部LF。在车辆100的右前角部RF，搭载有具有与左前传感器系统1左右对称的构成的右前传感器系统。
[0061] 左前传感器系统1具备第一摄像机单元11。第一摄像机单元11是用于至少取得车辆100的前方的第一图像的装置。第一摄像机单元11构成为将与取得的第一图像对应的第一信号S1输出。第一摄像机单元11可以是可见光摄像机，也可以是红外线摄像机。第一摄像机单元11是第一传感器单元的一个例子。
[0062] 第一摄像机单元11具有第一光轴A1。第一光轴A1可以规定第一摄像机单元11取得第一图像时的基准方向。即，第一摄像机单元11构成为基于第一光轴A1至少取得车辆100的前方的第一图像。第一光轴A1是第一检测基准轴的一个例子。第一图像的取得是车辆100的第一外部信息的检测的一个例子。
[0063] 左前传感器系统1具备第二摄像机单元12。第二摄像机单元12是用于至少取得车辆100的左方的第二图像的装置。第二摄像机单元12构成为将与取得的第二图像对应的第二信号S2输出。第二摄像机单元12可以是可见光摄像机，也可以是红外线摄像机。第二摄像机单元12是第二传感器单元的一个例子。
[0064] 第二摄像机单元12具有第二光轴A2。第二光轴A2可以规定第二摄像机单元12取得第二图像时的基准方向。即，第二摄像机单元12构成为基于第二光轴A2至少取得车辆100的左方的第二图像。第二光轴A2是第二检测基准轴的一个例子。第二图像的取得是车辆100的第二外部信息的检测的一个例子。
[0065] 左前传感器系统1具备壳体13以及透光构件14。壳体13与透光构件14划分出容纳室15。
[0066] 第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12配置于容纳室15内。第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12配置为，从车辆100的上下方向观察，第一光轴A1与第二光轴A2交叉。
[0067] 图1中的(B)表示比较例所涉及的左前传感器系统1A。在该比较例中，第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12配置为使第一光轴A1与第二光轴A2不交叉。与这样的构成相比较可知，在与比第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12靠车辆100内侧的位置对应的区域中容易确保比较宽广的空间。即，即使为了得到更多的图像信息而使用多个摄像机单元，也能提高配置该多个摄像机单元的空间的利用效率。
[0068] 若从车辆100的上下方向观察，第一光轴A1与第二光轴A2交叉，则从车辆100的左右方向或者前后方向观察，第一光轴A1与第二光轴A2不交叉也没有关系。然而，第一光轴A1与第二光轴A2优选为实际上交叉。
[0069] 根据上述构成，车辆100的上下方向上的第一摄像机单元11与第二摄像机单元12的位置的差异变小，能够抑制上下方向上的左前传感器系统1的大型化。另外，由于用于取得第一图像的基准高度与用于取得第二图像的基准高度一致，因此能够抑制基于从第一摄像机单元11输出的第一信号S1以及从第二摄像机单元12输出的第二信号S2的图像处理的负荷的增大。
[0070] 如图1中的(A)所示，透光构件14可以具有凹部141。凹部141是朝向容纳室15凹陷的部分。在该情况下，第一摄像机单元11与第二摄像机单元12可以配置为使第一光轴A1以及第二光轴A2与凹部141交叉。
[0071] 第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12各自与透光构件14的内表面的距离越短，越容易抑制取得的图像的品质降低。根据上述那样的构成，容易将第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12各自配置于透光构件14的内表面的附近。因而，能够抑制通过第一摄像机单元11取得的第一图像的品质降低以及通过第二摄像机单元12取得的第二图像的品质降低。
[0072] 如图1中的(A)所示，凹部141可包含第一平坦部141a以及第二平坦部141b。在该情况下，第一摄像机单元11可以配合为使第一光轴A1与第一平坦部141a交叉。第二摄像机单元12可以配置为使第二光轴A2与第二平坦部141b交叉。因而，第一摄像机单元11基于通过透光构件14的第一平坦部141a的光取得第一图像。第二摄像机单元12基于通过透光构件14的第二平坦部141b的光取得第二图像。
[0073] 根据上述构成，能够抑制与在透光构件14中产生的光的反射相伴的第一图像以及第二图像的品质降低。因而，第一摄像机单元11优选配置为使第一光轴A1与第一平坦部141a正交。第二摄像机单元12优选配置为使第二光轴A2与第二平坦部141b正交。
[0074] 如图1中的(A)所示，左前传感器系统1可具备信号处理装置16。信号处理装置16可具备处理器以及存储器。作为处理器的例子，可列举为CPU、MPU、GPU。处理器可包括多个处理器内核。作为存储器的例子，可列举为ROM、RAM。在ROM中，可存储执行上述处理的程序。该程序可包括人工智能程序。作为人工智能程序的例子，可列举为基于深度学习已习得的神经网络。处理器可以指定存储于ROM的程序的至少一部分并在RAM上展开，与RAM协作而执行上述处理。
[0075] 信号处理装置16可以作为固定于壳体13的装置而实现，也可以作为搭载于车辆100的ECU等控制装置而实现。或者，信号处理装置16可以通过ASIC、FPGA等集成电路来实现，也可以通过微控制器与集成电路的组合来实现。
[0076] 信号处理装置16取得从第一摄像机单元11输出的第一信号S1以及从第二摄像机单元12输出的第二信号S2。信号处理装置16构成为基于第一信号S1以及第二信号S2生成综合图像数据。如上文所述，第一信号S1至少与包括车辆100的前方的第一图像对应。第二信号S2至少与包括车辆100的左方的第二图像对应。综合图像数据是与将第一图像以及第二图像综合而成的图像对应的数据。
[0077] 根据上述构成，能够将综合图像数据用于车辆100的驾驶辅助。尤其是在通过搭载于车辆100的ECU等控制装置执行驾驶辅助控制的情况下，由于通过信号处理装置16进行第一图像与第二图像的综合，因此能够抑制该控制装置中的处理负荷的增大。
[0078] 如图1中的(A)所示，左前传感器系统1可具备车灯单元17。车灯单元17是向车辆100的外侧射出可见光的装置。车灯单元17与第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12一起容纳于容纳室15。作为车灯单元17，可示例为前照灯单元、示廓灯单元、方向指示灯单元、雾灯单元等。
[0079] 由于车灯单元17具有向车辆100的外部供给光的功能，因此一般将车灯单元17配置于上文所述的左前角部LF等遮挡物较少的场所。通过在这样的场所也配置第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12，能够高效地取得车辆100的外部信息。
[0080] 上述实施方式不过是为了容易地理解本发明的示例。只要不偏离本发明的主旨，可以适当地变更、改进上述实施方式所涉及的构成。
[0081] 在上述实施方式中，示出了左前传感器系统1具备第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12的例子。然而，第一摄像机单元11以及第二摄像机单元12中的至少一个可以由LiDAR传感器单元以及毫米波单元的任一个替代。
[0082] LiDAR传感器单元具备射出非可见光的构成、以及检测该非可见光至少在存在于车辆外部的物体上反射的结果的返回光的构成。LiDAR传感器单元可具备根据需要变更射出方向(即检测方向)而扫描该非可见光的扫描机构。例如，可使用波长为905nm的红外光作为非可见光。
[0083] LiDAR传感器单元能够例如基于从向某个方向射出非可见光的时刻到检测出返回光的时间，取得到达与该返回光相关联的物体的距离。另外，通过使这样的距离数据与检测位置相关联并集成，能够取得与返回光相关联的物体的形状所涉及的信息。除此以外或者代替上述内容，能够基于射出光与返回光的波长的差异，取得与返回光相关联的物体的材质等属性所涉及的信息。
[0084] 在使用LiDAR传感器单元的情况下，参照第一光轴A1以及第二光轴A2进行说明的摄像机单元的光轴可以被置换为LiDAR传感器单元的检测基准轴。检测基准轴规定LiDAR传感器单元的检测基准方向。LiDAR传感器单元基于该检测基准轴，检测车辆100的外部信息。
[0085] 毫米波传感器单元具备发送毫米波的构成、以及接收该毫米波在存在于车辆100的外部的物体上反射的结果的反射波的构成。作为毫米波的频率的例子，可列举为24GHz、26GHz、76GHz、79GHz等。毫米波传感器单元能够例如基于从向某个方向发送毫米波的时刻到接收反射波的时间，取得到达与该反射波相关联的物体的距离。另外，通过使这样的距离数据与检测位置相关联并累积，能够取得与反射波关联的物体的动作所涉及的信息。
[0086] 在使用毫米波传感器单元的情况下，参照第一光轴A1以及第二光轴A2进行说明的摄像机单元的光轴可以被置换为毫米波传感器单元的检测基准轴。检测基准轴规定毫米波传感器单元的检测基准方向。毫米波传感器单元基于该检测基准轴，检测车辆100的外部信息。
[0087] 在仅将红外线摄像机单元以及毫米波传感器单元配置于容纳室15内的情况下，划分出容纳室15的透光构件14不一定是透明的。在本说明书中，“透光”这个词的意思是，能够供传感器单元检测车辆100的外部信息所使用的波长的光透过。
[0088] 左前传感器系统1的构成也能适用于左后传感器系统。左后传感器系统搭载于图2所示的车辆100的左后角部LB。左后传感器系统的基本的构成可与左前传感器系统1前后对称。
[0089] 左前传感器系统1的构成也能够适用于右后传感器系统。右后传感器系统搭载于图2所示的车辆100的右后角部RB。右后传感器系统的基本构成与上述左后传感器系统左右对称。
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