懸浮探測系統，智能駕駛系統以及安裝該系統的交通工具的製作方法

2024-01-29 09:24:15 1

本申請屬於汽車自動駕駛技術領域，具體涉及一種懸浮探測系統，智能駕駛系統以及安裝該系統的交通工具。

背景技術：

汽車自動駕駛技術依靠人工智慧、傳感器和全球定位系統等的協同合作能夠實現在無駕駛員介入的情況下的汽車自動駕駛。

車輛智能駕駛領域需要涉及大量的傳感器選擇和布置工作，使得智能駕駛車輛能夠大範圍、無死角地探測和監控車身周圍的環境和目標信息。當前，一輛智能駕駛車輛通常需要配備2至4個視覺傳感器、3至6個毫米波雷達、4至12個超聲波雷達、若干個雷射雷達等多類型多數量的傳感器，通過對這些傳感器探測數據的融合和決策，來保證智能駕駛車輛探測環境和目標的性能。

上述智能駕駛車輛的傳感器配置不僅為商業化智能駕駛車輛帶來巨大的成本壓力，同時也為智能駕駛車輛的工程應用帶來挑戰：車身布置大約10至20個傳感器；接收、融合4類傳感器數據類型；車輛整備質量平添5千克至15千克……這些難點都是智能駕駛車輛快速商業化的困難所在。

技術實現要素：

本申請旨在解決目前智能駕駛系統中傳感器數量過多導致的信息量龐大、數據處理較複雜等問題，降低相關應用場景下數據處理的難度和複雜度；同時對車輛周圍近距離環境實現無盲區監控。

本申請包含以下內容：

實施方式1.一種用於對交通工具(5)周圍進行探測的懸浮探測系統，其包括

懸浮設備(1)，其用於使探測系統懸浮於所述交通工具的上方，並使探測系統與所述交通工具同步移動；

傳感器(2)，其用於對交通工具周圍進行探測獲得懸浮探測數據，所述傳感器(2)優選地處於懸浮設備的下方；

懸浮無線通信收發器(3)，其用於發送懸浮探測數據。

實施方式2.根據實施方式1的所述懸浮探測系統，其中所述懸浮設備包括動力系統(101)，所述動力系統用於為懸浮探測系統提供懸浮動力和移動動力。

實施方式3.根據實施方式1或2所述的懸浮探測系統，其中所述動力系統包括風扇動力裝置、噴氣動力裝置和磁懸浮動力裝置中的一種或多種。

實施方式4.根據實施方式1所述的懸浮探測系統，其中所述懸浮探測系統還包括懸浮裝置基座(102)，所述懸浮探測系統的其他裝置安裝於該懸浮裝置基座上。

實施方式5.根據實施方式1所述的懸浮探測系統，其中所述懸浮探測系統還包括太陽能電池板(103)，其用於為所述動力系統提供電力。

實施方式6.根據實施方式1所述的懸浮探測系統，其中所述懸浮設備是能夠實現懸停的飛行器。

實施方式7.根據實施方式1所述的懸浮探測系統，其中所述傳感器包括視覺傳感器、雷射雷達，或者毫米波雷達中的一種或者多種。

實施方式8.根據實施方式4所述的懸浮探測系統，其中所述懸浮裝置基座由輕質並且機械性能好的材料例如含有聚酯材料的組合物製成，整個懸浮探測系統的重量低於2千克。

實施方式9.根據實施方式1所述的懸浮探測系統，其中所述懸浮無線通信收發器包括4G/5G的通信收發裝置中的至少一種。

實施方式10.根據實施方式1所述的懸浮探測系統，其中所述懸浮無線通信收發器還用於與交通工具進行常規的通信交互，包括接收交通工具的指令和發送懸浮探測系統的狀態。

實施方式11.一種安裝於交通工具(5)上的智能駕駛系統，其包括

本地無線通信收發器，其用於接收探測數據；

信息分析裝置，其用於將本地無線通信收發器接收到的探測數據進行分析，獲得用於對交通工具進行運動控制的輸入信息；和

運動控制裝置，其用於根據所述輸入信息對所述交通工具進行運動控制。

實施方式12.實施方式11的智能駕駛系統，其中所述探測數據包括由實施方式1-8中任一項所述的懸浮探測系統發送的懸浮探測數據。

實施方式13.根據實施方式11的智能駕駛系統，其中所述交通工具為汽車，所述駕駛系統還包括車前前向傳感器、車頂前向傳感器和後方傳感器中的一種、兩種或者三種。

實施方式14.根據實施方式13的智能駕駛系統，其中所述車前前向傳感器與所述車頂前向傳感器為不同類型的傳感器。

實施方式15.根據實施方式14的智能駕駛系統，其中所述車前前向傳感器和所述車頂前向傳感器各自獨立地包括視覺傳感器如帶目標識別功能的廣角攝像頭、毫米波雷達傳感器和雷射雷達傳感器中的至少一種。

實施方式16.根據實施方式14的智能駕駛系統，其中所述後方傳感器包括毫米波雷達傳感器、帶目標識別功能的廣角攝像頭和雷射雷達傳感器中的至少一種。

實施方式17.一種安裝有實施方式11-16中任一項所述的智能駕駛系統的交通工具(5)。

實施方式18.實施方式17的交通工具，其中所述交通工具還安裝有實施方式1至7中任一項所述的懸浮探測系統。

實施方式19.實施方式17的交通工具，其還包括安裝於交通工具上的圓槽(4)，其用於安放實施方式1至10中任一項所述的懸浮探測系統。

實施方式20.實施方式17的交通工具，其還包括安裝於交通工具上的圓槽(4)，其用於安放實施方式1至10中任一項所述的懸浮探測系統並對其進行充電。

本申請具有以下有益效果：

本實用新型利用懸浮技術，將傳感器搭載在懸浮裝置上，通過該傳感器即實現了智能駕駛車輛車身周圍的環境和目標探測；減少了智能駕駛車輛所需的傳感器數量，優化了環境和目標的探測方式。由於傳感器數量的降低，降低了車身的整備質量，數據處理量下降，處理速度上升，提高了智能駕駛系統的靈敏度。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本公開的一些實施例，而非對本公開的限制。

圖1為本申請一種實施方式的安裝有懸浮探測系統和智能駕駛系統的汽車的示意圖。

圖2為本申請一種實施方式的安裝有懸浮探測系統和智能駕駛系統的汽車中各部件連接方式示意圖

圖3為本申請一種實施方式的懸浮探測系統的探測範圍的側視圖。

圖4為本申請一種實施方式的懸浮探測系統的探測範圍的俯視圖。

附圖標記說明：

1-懸浮設備；2-傳感器；3-懸浮無線通信收發器；4-安放圓槽；101-動力系統；102-懸浮裝置基座；103-太陽能電池板；5-搭載懸浮裝置的交通工具；A.懸浮探測系統；B.探測範圍。

具體實施方式

為使本公開實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本公開實施例的附圖，對本公開實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本公開的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於所描述的本公開的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本公開保護的範圍。

可以在用於探測車輛周圍目標的探測系統中使用的傳感器包括有視覺傳感器，超聲波傳感器，毫米波雷達，雷射雷達等類型。視覺傳感器還包括帶目標識別功能的廣角攝像頭。

視覺傳感器一般以攝像頭為主要代表產品，可分為具有探測識別功能的攝像頭和沒有探測識別功能的攝像頭。前者的模塊內部自帶軟體，對圖像中的目標進行提取和處理，獲得目標的位置和移動信息。例如，帶目標識別功能的廣角攝像頭是具有探測識別功能的視覺傳感器中的一種。沒有探測識別功能的攝像頭，只會記錄和傳輸拍攝所得的圖像用於後續處理。

超聲波傳感器探測距離一般在10m以內，對於近處目標探測有一定優勢，但是無法承擔遠距離目標探測的任務。

毫米波雷達傳感器具有縱向探測距離遠，環境適應性佳的特點。

雷射雷達傳感器的探測精度高，探測距離相對較遠，應用範圍較廣。

本申請的一種實施方式提供一種用於對交通工具(5)周圍進行探測的懸浮探測系統，其包括懸浮設備(1)，其用於使探測系統懸浮於所述交通工具的上方，並使探測系統與所述交通工具同步移動；傳感器(2)，其任選地處於懸浮設備的下方，用於對交通工具周圍進行探測獲得懸浮探測數據；懸浮無線通信收發器(3)，其用於發送懸浮探測數據。

本申請的技術方案使得現有技術中需要的多個探測車身周圍探測目標的傳感器(比如左側傳感器，右側傳感器，左前傳感器，右前傳感器，左後傳感器，右後傳感器，甚至前向和後向近距離傳感器)減少到了只需要設置於懸浮設備上的傳感器，大大減少了智能駕駛車輛所需的傳感器數量，優化了環境和目標的探測方式。由於傳感器數量的降低，降低了車身的整備質量，數據處理量下降，處理速度上升，提高了智能駕駛系統的靈敏度。

在本申請中，同步移動並不是指探測系統與交通工具完全同步移動，而是指探測系統跟隨交通工具移動，及時趕上交通工具的移動速度和位置，對交通工具周圍進行探測，獲得探測數據，使得交通工具所搭載的智能駕駛系統能夠獲取及時的信息，並將其轉化成及時的控制信息，對交通工具進行合適的控制。例如，一般而言，懸浮探測系統與交通工具上的智能駕駛系統之間信息交換的頻率為約50ms，因此，如果懸浮探測系統能夠在50ms的時間內跟上交通工具，那麼完全不會影響智能駕駛系統給出控制指令。

在一些實施方式中，所述懸浮設備包括動力系統(101)，所述動力系統用於為懸浮探測系統提供懸浮動力和移動動力。動力系統中可以存在動力源來同時提供懸浮動力和移動動力，也可以存在不同的動力源來分別提供懸浮動力和移動動力。

在一些實施方式中，所述動力系統包括風扇動力裝置、噴氣動力裝置和磁懸浮動力裝置中的一種或多種。以上所述的三種動力裝置都可以用來提供懸浮動力和移動動力。比如在垂直方向上的懸浮力採用垂直方向上的動力裝置。而水平方向上的移動動力可以採用水平方向的風扇動力裝置、噴氣動力裝置，或者利用磁懸浮動力裝置藉助於磁吸引力和磁斥力相結合形成水平移動動力。

在一些實施方式中，所述懸浮探測系統還包括懸浮裝置基座(102)，所述懸浮探測系統的其他裝置安裝於該懸浮裝置基座上。所述懸浮裝置基座由輕質並且機械性能好的材料例如含有聚酯材料的組合物製成，整個懸浮探測系統的重量低於2千克。例如，所述材料可以是聚對苯二甲酸丁二醇酯和玻璃纖維的組合物形成的，例如聚對苯二甲酸丁二醇酯和30％玻璃纖維的組合物。在採用較輕的材質作為基座的情況下，整個懸浮探測系統的重量可以低於2千克，例如低於1千克。

在一些實施方式中所述懸浮探測系統還包括太陽能電池板(103)，其用於為所述動力系統提供電力。太陽能電池板包括能量轉換裝置和能量存儲裝置。太陽能電池板能夠在行進的過程中將太陽能轉換成電能儲存在太陽能電池板的能量存儲裝置中。能量存儲裝置通常為二次電池，例如鋰電池。

在一些實施方式中，所述懸浮設備是能夠實現懸停的飛行器。所述懸浮設備可以優選是各種小型的飛行器，它們往往在現有技術中已經有較為完善的飛行和懸停技術，特別適合用於本申請中。

在一些實施方式中，所述傳感器包括視覺傳感器、雷射雷達，或者毫米波雷達中的一種或者多種。一般而言，懸浮探測系統中僅搭載一個傳感器即可，這樣可以最大程度地減小懸浮探測系統的重量。在一些實施方式中，可以採用兩個傳感器，例如視覺傳感器和毫米波雷達，然後將兩個傳感器獲得的探測數據在交通工具上搭載的智能駕駛系統中進行融合，能夠更加準確地實施對目標的探測。

在一些實施方式中，所述懸浮無線通信收發器包括4G/5G的通信收發裝置中的至少一種。4G/5G通信收發裝置具有較快速的傳輸速率，適合於本申請中的數據傳輸。

在一些實施方式中所述懸浮無線通信收發器還用於與交通工具進行常規的通信交互，包括接收交通工具的指令和發送懸浮探測系統的狀態。

本申請的實施方式還提供一種安裝於交通工具(5)上的智能駕駛系統，其包括本地無線通信收發器，其用於接收探測數據；信息分析裝置，其用於將本地無線通信收發器接收到的探測數據進行分析，獲得用於對交通工具進行運動控制的輸入信息；和運動控制裝置，其用於根據所述輸入信息對所述交通工具進行運動控制。本申請的智能駕駛系統與如上所述的懸浮探測系統相對應，能夠無線接收懸浮探測系統的探測數據，並且基於該探測數據獲得用於對交通工具進行運動控制的輸入信息，並且根據所述輸入信息對所述交通工具進行運動控制。

在一些實施方式中，所述探測數據包括由本申請所述的懸浮探測系統發送的懸浮探測數據。

在一些實施方式中，所述交通工具為汽車，所述駕駛系統還包括車前前向傳感器、車頂前向傳感器和後方傳感器中的一種、兩種或者三種。這些傳感器由於是安裝於汽車車身上，因此可以通過無線通訊的方式將探測數據傳送給智能駕駛系統的信息分析裝置，也可以通過有線的方式將探測數據傳送給智能駕駛系統的信息分析裝置。本申請的智能駕駛系統除了處理懸浮探測系統的探測數據之外，還可以處理車前前向傳感器、車頂前向傳感器和後方傳感器的探測數據。這是因為，本申請所述的懸浮探測系統所探測的範圍限於車身較近的周圍，而不能探測到較遠位置的目標，因此最好是結合其它的傳感器來獲得完備的進行智能駕駛所需的探測數據。

在一些實施方式中，所述車前前向傳感器與所述車頂前向傳感器為不同類型的傳感器。不同類型的前向傳感器具有不同的優缺點，能夠實現優勢互補，從而提高前向目標探測的精度。在一些實施方式中，所述車前前向傳感器和所述車頂前向傳感器各自獨立地包括視覺傳感器、毫米波雷達傳感器和雷射雷達傳感器中的至少一種。

在一些實施方式中，所述車前前向傳感器和所述車頂前向傳感器各自獨立地包括視覺傳感器如帶目標識別功能的廣角攝像頭、毫米波雷達傳感器和雷射雷達傳感器中的至少一種。

在一些實施方式中，所述後方傳感器包括毫米波雷達傳感器、帶目標識別功能的廣角攝像頭和雷射雷達傳感器中的至少一種。

本申請的實施方式還提供一種安裝有本申請所述的智能駕駛系統的交通工具(5)。

在一些實施方式中，所述交通工具還安裝有本申請所述的懸浮探測系統。

在一些實施方式中，所述交通工具還包括安裝於交通工具上的圓槽(4)，其用於安放本申請所述的懸浮探測系統。

在一些實施方式中，所述圓槽(4)還可以用於對懸浮探測系統進行充電。

實施例

下面結合附圖描述根據本發明實施例的探測系統，智能駕駛系統和安裝該系統的汽車的示例。

圖1示出了一種帶有懸浮探測系統和智能駕駛系統的汽車，其主要包括懸浮設備(1)(其包括動力系統(101)、懸浮裝置基座(102)、和太陽能電池板(103))、懸浮設備搭載的傳感器(2)、懸浮無線通信收發器(3)、安放圓槽(4)、和搭載懸浮裝置的車輛(5)等組成，其中，動力系統(101)、懸浮裝置基座(102)、太陽能電池板(103)、懸浮裝置搭載的傳感器(2)、和懸浮無線通信收發器(3)一起構成懸浮探測系統A。

懸浮探測系統A內各部件的具體連接方式沒有限制，只要能夠實現相應的功能即可。具體的連接方式可以參考圖2所示。安放圓槽(4)安裝在搭載懸浮裝置的車輛(5)的頂部；懸浮探測系統A中的懸浮裝置基座(102)承載著傳感器(2)、懸浮無線通信收發器(3)、太陽能電池板(103)和動力系統(101)；其中，傳感器(2)與懸浮無線通信收發器(3)相連接，傳感器2將目標探測信息和自身狀態信息傳遞給懸浮無線通信收發器(3)；太陽能電池板(103)通過線纜與傳感器(2)、懸浮無線通信收發器(3)連接；懸浮無線通信收發器(3)通過無線方式與車輛(5)進行信號通訊。

當懸浮探測系統A下落時，其與安放圓槽(4)相連接。

所述的懸浮裝置基座(102)採用質量較輕且機械性能較好、化學性質穩定的材料製作，如PBT+GF30材料(即聚對苯二甲酸丁二醇酯和30％的玻璃纖維的組合物)。這樣既可以滿足應用場景下的機械性能要求，也可以滿足較低重量的要求。

所述傳感器(2)可以為廣視角的攝像頭或者雷射雷達，也可以是探測範圍較廣的毫米波雷達。這三種類型的傳感器均可以滿足大範圍、遠距離探測的要求，同時傳感器的相應重量一般在1kg以內，屬於可接受範圍內。

所述的安放圓槽(4)位於搭載懸浮裝置的車輛7的頂部。在車輛頂部進行圓槽的設計和製作，方便懸浮裝置降落。當懸浮裝置降落至安放圓槽時，安放圓槽內部的電極將對懸浮裝置進行充電。

車輛(5)搭載的有智能駕駛系統，其包括本地無線通信收發器，其用於接收探測數據；信息分析裝置，其用於將本地無線通信收發器接收到的探測數據進行分析，獲得對交通工具進行運動控制的輸入信息；和運動控制裝置，其用於根據所述輸入信息對所述交通工具進行運動控制。

具體而言，所述的懸浮無線通信收發器(3)一般為4G/5G的通信收發裝置，用來將傳感器探測所得探測數據發送給車輛(5)的本地無線通信收發器，由車輛(5)的信息分析裝置對探測數據進行分析，獲得用於對交通工具進行運動控制的輸入信息，車輛(5)還搭載運動控制裝置，其用於根據所述輸入信息對所述交通工具進行運動控制。需要說明的是，所述駕駛系統還可以包括車前前向傳感器、車頂前向傳感器和後方傳感器中的一種、兩種或者三種。這些傳感器主要是用來監測車輛較遠程目標的，其與懸浮探測系統一起對車身周圍和遠方完成完備的探測功能。

所述的太陽能電池板(103)位於懸浮探測系統A的頂部，用來接受太陽能並為懸浮探測系統A中的動力系統以及其它模塊提供電力。太陽能電池板也可以是各種二次電池，或者包括各種二次電池，當電力不足時，通過懸浮無線通信收發器(3)將該信息發送給汽車的智能駕駛系統的本地無線通信收發器，智能駕駛系統再通過本地無線通信收發器發送指定控制懸浮探測系統A回到安放圓槽(4)進行充電。安放圓槽內設置充電電極和/或無線充電設備，懸浮探測系統A也設置與安放圓槽中相應的充電電極和/或無線充電設備。

所述的動力系統(101)為懸浮探測系統A提供懸浮動力和移動動力，使得其可以懸浮在空中，並與搭載懸浮裝置的車輛(5)同步移動。當懸浮探測系統A整備質量較輕時(小於等於2kg)，懸浮的動力裝置優選採用磁懸浮工程技術；當懸浮探測系統A整備質量較重時(大於2kg)，懸浮的動力裝置優選採用風扇動力工程技術。懸浮探測系統A移動的動力裝置可以為風扇動力裝置。動力系統(101)還可以包括噴氣動力裝置。

該懸浮探測系統A在不工作時，可以安放於車輛(5)的頂篷外部的安放圓槽(4)上，並通過安放圓槽(4)進行充電，同時太陽能電池板(103)儲能。當該懸浮探測系統A工作時，將依靠動力系統(101)自動升高並依靠磁懸浮技術、風扇動力技術等，懸浮在距離車輛頂篷約20cm至1m處，例如約40cm處。當車輛(5)移動時，該懸浮探測系統A依靠自身的風扇動力系統將隨同車輛(5)朝同一方向在空中移動。該傳感器(2)將能夠探測捕捉車輛(5)周邊的近身環境和目標信息(可以是視覺圖像信息，也可以是探測的目標矢量信息)，並通過懸浮無線通信收發器(3)將相關信息提供給車輛(5)上搭載的智能駕駛系統的對應模塊本地無線通信收發器，並且智能駕駛系統的信息分析裝置將本地無線通信收發器接收到的探測數據進行分析，獲得用於對交通工具進行運動控制的輸入信息；然後運動控制裝置根據所述輸入信息對所述交通工具進行運動控制。圖3展示了懸浮探測系統A的最窄探測範圍，由於懸浮探測系統A在進行探測時，交通工具會對其有一定的遮擋，因此並不是能夠隨時探測至車身貼身的位置，但是只要懸浮探測系統在運行時升高至合適的高度例如高於交通工具40釐米，那麼雖然離車身很近的目標不能探測到，但是由於汽車在行進的過程中，實際上對這些位置已經探測過，在外部目標偶然進入該探測盲區的情況，也會因為外部目標會首先進入探測區域而被發現，因此仍然不會影響探測效果。圖4展現的是該懸浮探測系統A的探測範圍B的示例。

以上所述僅是本公開的示範性實施方式，而非用於限制本公開的保護範圍，本公開的保護範圍由所附的權利要求確定。