一种LiDAR安装装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别是关于一种LiDAR安装装置及其安装方法。

背景技术

现有的L4的无人驾驶汽车所采用的LiDAR安装方案多为车顶多传感器集成模块，体积较大，而且结构设计上较为复杂，对系统的稳定可靠性要求较高。美观性、制造成本、可维护性和快速部署方面均较差。

现有的雷达安装装置具有以下不足：1)体积大且布局不集中，多传感器模块需要配备元件较多，体积相应增大，且大多集中于中心区域或春干起周围，为安装、维护及包装带来不便；2)结构复杂，成本高，由于布局不集中，在协调多传感器的布局时，需要设计复杂结构来设计不同传感器的集成设计，导致设计、制造、维护的成本相对较高；3)现有的雷达安装装置影响无人驾驶汽车美观，量产车辆时，消费者对多传感器模块的设计偏好性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LiDAR安装装置，其便于LiDAR安装，提高工作效率，同时减小车辆形式过程中带来的风阻影响，最大程度实现LiDAR的检测稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种LiDAR安装装置，包括LiDAR罩壳和LiDAR，

所述LiDAR罩壳包括第一端和第二端，所述LiDAR罩壳的第一端设有维护窗口，通过所述维护窗口对LiDAR罩壳的内部进行检查，所述LiDAR罩壳的第二端内嵌有安装底座，所述LiDAR罩壳通过安装底座安装在车辆上；

所述LiDAR安装在LiDAR罩壳内，所述LiDAR罩壳的一侧形成有罩壳窗口，所述LiDAR通过罩壳窗口进行检测；

所述LiDAR与安装底座之间还设有转接板，所述转接板将LiDAR的底部安装孔转换到转接板的顶部，通过所述转接板对LiDAR的底部进行安装。

在本发明的一实施方式中，所述安装底座上贯穿设有底座安装孔，所述安装底座通过底座安装孔与车辆进行固定，所述底座安装孔靠近LiDAR的一侧设有与所述底座安装孔对应的顶部密封圈，所述底座安装孔远离LiDAR的一侧设有与所述底座安装孔对应的底部密封圈，通过所述顶部密封圈和底部密封圈对底座安装孔进行完全密封。

在本发明的一实施方式中，所述底座安装孔X-Y方向的尺寸偏差不超过5毫米。

在本发明的一实施方式中，所述维护窗口上设有维护窗盖，所述维护窗盖通过维护窗盖定位孔与LiDAR罩壳拆卸连接，所述维护窗盖定位孔设置在所述LiDAR罩壳的第一端。

在本发明的一实施方式中，所述LiDAR罩壳第一端向LiDAR罩壳第二端方向凹设有第一定位柱，所述第一定位柱中贯穿设有第一安装孔，所述安装底座靠近LiDAR的一端凸设有第二定位柱，所述第二定位柱中设有开口朝LiDAR罩壳第一端方向的第二安装孔，所述第一定位柱和第二定位柱在安装底座上的投影位置相同，所述LiDAR罩壳和安装底座通过所述第一定位孔和第二定位孔固定连接。

在本发明的一实施方式中，所述第一定位柱的一侧设有排水孔，所述排水孔用于将所述第一安装孔的水排出。

在本发明的一实施方式中，所述LiDAR罩壳的第二端周围设有缓冲条，所述LiDAR罩壳通过缓冲条与车辆柔性接触。

在本发明的一实施方式中，所述LiDAR罩壳的第一端还设有前倾角和侧倾角，所述前倾角和侧倾角之间的弧度在-5°以内且圆滑过渡。

在本发明的一实施方式中，所述维护窗盖与LiDAR罩壳之间形成间隙，所述间隙的高为0.3毫米～0.8毫米。

本申请提供一种如上述任一项所述的LiDAR安装装置的安装方法，包括：

将LiDAR安装装置放置于车辆上，通过底座安装孔将所述安装底座固定在车辆上；

LiDAR安装在LiDAR罩壳内，在所述LiDAR与安装底座之间设置转接板，通过所述转接板的安装孔对LiDAR的底部进行安装；

通过定位装置将LiDAR罩壳与安装底座固定连接，所述定位装置贯穿第一定位柱并与第二定位柱抵接；

在维护窗口周向设置维护窗盖定位孔，通过维护窗盖定位孔将维护窗口与LiDAR罩壳拆卸连接；

所述LiDAR通过罩壳窗口进行检测。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1、本申请通过在LiDAR与安装底座之间设置转接板，利用转接板实现转接设计，将LiDAR的底部安装孔转到到转接板的顶部，能够更好的实现安装操作，提高工作效率。

2、本申请通过在LiDAR的第一端设置前倾角和侧倾角，使LiDAR罩壳的第一端形成曲面，减小车辆在行驶过程中对LiDAR罩壳带来的风阻影响，将LiDAR罩壳外形对车辆造成的空气动力影响降低，提高LiDAR的检测稳定性。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的LiDAR安装装置的示意图一；

图2是根据本发明一实施方式的LiDAR安装装置的剖视图；

图3是根据本发明一实施方式的LiDAR安装装置的示意图二；

图4是根据本发明一实施方式的LiDAR安装装置的爆炸图。

主要附图标记说明：

10、LiDAR罩壳；11、罩壳窗口；12、维护窗口；13、维护窗盖；131、维护窗盖定位孔；14、第一定位柱；141、第一安装孔；142、排水孔；15、前倾角；16、侧倾角；17、LiDAR；20、安装底座；21、底座安装孔；22、第二定位柱；221、第二安装孔；222、顶部密封圈；223、底部密封圈；23、缓冲条；24、转接板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本申请提供一种LiDAR安装装置，包括LiDAR罩壳10和LiDAR17，所述LiDAR罩壳10包括第一端和第二端，所述LiDAR罩壳10的第一端设有维护窗口12，通过所述维护窗口12对LiDAR罩壳10的内部进行检查，所述LiDAR罩壳10的第二端内嵌有安装底座20，所述LiDAR罩壳10通过安装底座20安装在车辆上；所述LiDAR17安装在LiDAR罩壳10内，所述LiDAR罩壳10的一侧形成有罩壳窗口11，所述LiDAR17通过罩壳窗口11进行检测；所述LiDAR17与安装底座20之间还设有转接板24，所述转接板24将LiDAR17的底部安装孔转换到转接板24的顶部，通过所述转接板24对LiDAR17的底部进行安装。

本申请采用内嵌式设计使LiDAR17安装装置的整体大部分体积沉入车顶空间，同时，通过转接板24实现LiDAR17的转接设计，将LiDAR17的安装孔转换到转接板24的顶部，即转接板24安装孔，通过转接板24对LiDAR17的底部进行安装，能够更好的实现安装操作，可以直接从车辆外部安装LiDAR17，使LiDAR17的操作空间和所涉及的整车结构范围较少，进而提高工作效率。

其中，罩壳窗口11在水平方向上的尺寸为100mm，在垂直方向上的尺寸为35mm，可选的，罩壳窗口11的尺寸误差可在-1～3毫米之间，防止LiDAR罩壳10对LiDAR出现干扰。

在本申请实施例中，可以通过维护窗口12对LiDAR罩壳10的内部进行检测以及安装，将LiDAR17安装到LiDAR罩壳10内，利用转接板的转接设计便于对LiDAR17的安装，不仅能够最大限度利用LiDAR罩壳10的内部空间，便于安装以及维护的同时还不影响车辆美观。

作为本领域技术人员可以理解的，安装底座20的尺寸可以与LiDAR罩壳10的第二端的尺寸相同，也可以小于LiDAR罩壳10的尺寸，即安装底座20能够将LiDAR罩壳10安装在车辆上，并将LiDAR17安装在LiDAR罩壳10即可，本申请并不对安装底座20的尺寸做具体限制。

在本申请的一实施例中，所述安装底座20上贯穿设有底座安装孔21，所述安装底座20通过底座安装孔21与车辆进行固定，所述底座安装孔21靠近LiDAR17的一侧设有与所述底座安装孔21对应的顶部密封圈222，所述底座安装孔21远离LiDAR17的一侧设有与所述底座安装孔21对应的底部密封圈223，通过所述顶部密封圈222和底部密封圈223对底座安装孔21进行完全密封，进而提高安装底座20的可靠性。

在本申请实施例中，安装底座20通过底座安装孔21与车辆固定连接，同时通过顶部密封圈222和底部密封圈223对底座安装孔21进行密封，能够有效防止安装底座20与车辆之间的连接装置如螺钉等导致安装底座20或车辆出现划痕，进而提高安装底座20的可靠性。

具体的，所述底座安装孔21X-Y方向的尺寸偏差不超过5毫米，能够实现安装底座20最可靠的性能。

如图3所示，在本申请的一实施例中，所述维护窗口12上设有维护窗盖13，所述维护窗盖13通过维护窗盖13定位孔131与LiDAR罩壳10拆卸连接，所述维护窗盖13定位孔131设置在所述LiDAR罩壳10的第一端。

通过维护窗盖13对维护窗口12进行密封，防止灰尘等异物进入LiDAR罩壳10内影响LiDAR17检测效果，同时可以通过维护窗盖13的开合实现对LiDAR罩壳10内部的检查；并通过维护窗口12的尺寸最大限度减少3D点云数据的遮挡，并且充分应用LiDAR17的视场角，防止维护窗盖13影响LiDAR17的感知结果，进而最大程度提高LiDAR17的距离检测效果。

进一步的，所述维护窗盖13与LiDAR罩壳10之间形成间隙，所述间隙的高为0.3毫米～0.8毫米。

进一步参照图4，在本申请一实施例中，所述LiDAR罩壳10第一端向LiDAR罩壳10第二端方向凹设有第一定位柱14，所述第一定位柱14中贯穿设有第一安装孔141，所述安装底座20靠近LiDAR17的一端凸设有第二定位柱22，所述第二定位柱22中设有开口朝LiDAR罩壳10第一端方向的第二安装孔221，所述第一定位柱14和第二定位柱22在安装底座20上的投影位置相同，所述LiDAR罩壳10和安装底座20通过所述第一定位孔和第二定位孔固定连接。

定位装置通过第一定位柱14和第二定位柱22将LiDAR罩壳10与安装底座20固定连接，其中，定位装置可以是螺钉，也可以根据实际需求进行设置，本申请对定位装置并不做具体限定。当定位装置是螺钉时，螺钉贯穿第一定位柱14中的第一安装孔141并通过第二安装孔221与第二定位柱22抵接。第一安装孔141和第二安装孔221的尺寸相同，在X-Y方向的尺寸范围偏差在0～3毫米之间，才能保证最好的固定效果和定位效果，避免LiDAR罩壳10与安装底座20出现偏位或安装转角。

在本申请实施例中，LiDAR罩壳10与安装底座20通过第一安装孔141和第二安装孔221进行固定连接，作为本领域技术人员可以理解的，第一定位柱14可以周向设置在LiDAR罩壳10的第二端，可以设置若干个，相应的，安装底座20上的对应位置设有与第一定位柱14数量相等的第二定位柱22，本申请并不对第一定位柱14和第二定位柱22的数量及位置具具体限定。

进一步的，所述第一定位柱14的一侧设有排水孔142，所述排水孔142用于将所述第一安装孔141的水排出，通过排水孔142还可以将LiDAR罩壳10内部的积水排出，减小对第一安装孔141和LiDAR17安装装置中传感器的影响。

在本申请的一实施例中，所述LiDAR罩壳10的第二端周围设有缓冲条23，所述LiDAR罩壳10通过缓冲条23与车辆柔性接触，不仅可以降低对于LiDAR安装装置制造精度的要求，进而降低成本，还可以通过柔性缓冲能够实现更好的抗振动体验，减小对LiDAR安装装置中传感器的干扰；同时还能够使LiDAR安装装置可以实现不同车型的适配。

作为本领域技术人员可以理解的，缓冲条23用于使LiDAR罩壳10与车辆柔性接触，避免LiDAR安装装置安装在车辆上时对车辆产生划痕，缓冲条23可以在LiDAR罩壳10的第二端边沿位置设置，也可以在安装底座20与LiDAR罩壳10第二端之间设置，本申请并不对缓冲条的形状以及数量做具体限制。

进一步的，LiDAR罩壳10、安装底座20与车辆曲面配合，可以通过修改LiDAR罩壳10以及安装底座20使LiDAR安装装置能够与不同车辆进行匹配，扩大LiDAR安装装置的使用范围。

在本申请的一实施例中，LiDAR罩壳10为曲面，兼顾空气动力学性能，在所述LiDAR罩壳10的第一端还设有前倾角15和侧倾角16，所述前倾角15和侧倾角16之间的弧度在-5°以内且圆滑过渡，能够减少车辆行驶过程中带来的风阻影响LiDAR17的检测效果。

在本申请实施例中，通过前倾角15和侧倾角16的约束实现LiDAR罩壳10的曲面设计，利用LiDAR罩壳10实现LiDAR线束的步骤，有效提高LiDAR的检测效果，降低风阻对LiDAR的影响。

本申请还提供一种如上述任一项所述的LiDAR安装装置的安装方法，包括：

将LiDAR安装装置放置于车辆上，通过底座安装孔将所述安装底座固定在车辆上；

LiDAR安装在LiDAR罩壳内，在所述LiDAR与安装底座之间设置转接板，通过所述转接板的安装孔对LiDAR的底部进行安装；

通过定位装置将LiDAR罩壳与安装底座固定连接，所述定位装置贯穿第一定位柱并与第二定位柱抵接；

在维护窗口周向设置维护窗盖定位孔，通过维护窗盖定位孔将维护窗口与LiDAR罩壳拆卸连接；

所述LiDAR通过罩壳窗口进行检测。

本申请通过前倾角15以及侧倾角16的约束实现LiDAR罩壳10的曲面设计，减小车辆在行驶过程中对LiDAR罩壳10带来的风阻影响，将LiDAR17安装装置的外形对车辆造成的空气动力影响降到较低水平；同时通过安全底座和LiDAR17通过内嵌式设计安装在LiDAR罩壳10内，能够最大限度的利用LiDAR罩壳10内部空间，LiDAR17利用罩壳窗口11最大程度实现其距离检测稳定性，保证了LiDAR17的有效检测以及长期使用过程的可靠性。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。