CN112373409B - 摄像头模组和无人车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种摄像头模组和无人车，其中，摄像头模组包括：摄像头(10)；安装座(20)，所述摄像头(10)安装在该安装座(20)上；防护罩(30)，同轴套设在所述摄像头(10)的外侧，并且可绕轴线转动地连接在所述安装座(20)上；以及驱动件(40)，与所述防护罩(30)传动相连以驱动所述防护罩(30)转动。这样，摄像头的外侧设置有可转动的防护罩，从而可以通过防护罩自转时产生的离心作用力对附着在防护罩前端的污物及水滴进行清洁，进而实现摄像头前端透光区的清洁，达到自清洁的效果，保证摄像头拾取图像信息的准确性。

Description

摄像头模组和无人车

技术领域

本公开涉及物流运输技术领域，具体地，涉及一种摄像头模组和无人车。

背景技术

随着物流运输的迅猛发展，无人车作为一种智能机器人设备也被广泛的运用。通常情况下，无人车需要计算单元根据多种传感器采集的信息进行环境感知，以产生控制决策，进而控制车辆的运动行为。因此，保证传感器处于正常工作状态对无人车至关重要。

对于例如摄像头等视觉或光学类传感器，当摄像头镜头表面的集尘较多或在雨天挂水珠时，会引起感光及图像畸变问题，从而严重影响计算机视觉的处理结果，导致无人车控制出错。大多数车用摄像头的处理方案都是只保证摄像头的IP防护等级，清洁则依靠人工维护操作保障，缺少自动化清洁镜头的措施。近年来，部分具备ADAS(先进驾驶辅助系统，Advanced Driving Assistance System)功能的高档车开始重视摄像头的自清洁问题，例如喷水+喷气、微型雨刮器等被应用以对摄像头镜头的污物或挂水进行清洁。然而，喷水+喷气的方案涉及水泵、管路设计，实施及日常维护相对复杂，要求较高；微型雨刮器涉及零部件寿命问题。

发明内容

本公开的目的是提供一种摄像头模组以及配置有该摄像头模组的无人车，以至少部分地解决相关技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种摄像头模组，包括：

摄像头；

安装座，所述摄像头安装在该安装座上；

防护罩，同轴套设在所述摄像头的外侧，并且可绕轴线转动地连接在所述安装座上；以及

驱动件，与所述防护罩传动相连以驱动所述防护罩转动。

可选地，所述摄像头模组还包括设置在所述驱动件与所述防护罩之间的传动件，所述传动件包括与所述驱动件的输出轴传动相连的第一齿轮和与所述第一齿轮啮合传动的第二齿轮，所述防护罩连接至所述第二齿轮。

可选地，所述第一齿轮构造为外齿轮，所述第二齿轮构造为内齿圈，所述防护罩同轴套设在所述内齿圈的外侧。

可选地，所述防护罩的内壁贴合于所述内齿圈的外周面，并通过第一紧固件固定连接。

可选地，所述防护罩与所述摄像头之间设置有与所述防护罩同轴的轴承，所述轴承的内圈和所述摄像头固定相连，所述轴承的外圈和所述防护罩的内壁固定相连。

可选地，所述驱动件通过第一支架固定在所述安装座上，所述第一支架与所述安装座通过第二紧固件固定连接。

可选地，所述摄像头通过第二支架固定在所述安装座上，所述第二支架与所述第一支架相连。

可选地，所述安装座具有第一开口，所述防护罩具有与所述第一开口相对的第二开口，所述第一开口与所述第二开口配合连接以形成封闭的腔体，所述摄像头容纳在所述腔体中。

可选地，所述防护罩与所述安装座之间设置有动密封件。

根据本公开的第二个方面，提供一种无人车，包括根据以上所述的摄像头模组。

通过上述技术方案，摄像头的外侧设置有可转动的防护罩，从而可以通过防护罩自转时产生的离心作用力对附着在防护罩前端的污物及水滴进行清洁，进而实现摄像头前端透光区的清洁，达到自清洁的效果，保证摄像头拾取图像信息的准确性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施方式提供的摄像头模组的结构原理图；

图2是本公开另一种示例性实施方式提供的摄像头模组的结构示意图；

图3是图2示出的摄像头模组的剖视图。

附图标记说明

10-摄像头，20-安装座，30-防护罩，40-驱动件，50-传动件，51-第一齿轮，52-第二齿轮，61-第一紧固件，62-第二紧固件，70-轴承，81-第一支架，82-第二支架，90-动密封件。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前”、“后”通常是根据摄像头模组的正常使用状态进行定义的，参照图1或图3，图面方向的左侧为前，图面方向的右侧为后；“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外。此外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。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。

参照图1至图3，本公开实施例提供一种摄像头模组，包括摄像头10、安装座20、防护罩30以及驱动件40。安装座20可以作为摄像头模组中各零部件的安装及支撑载体，以通过直接或间接的连接关系为摄像头模组中的各个零部件提供支撑点和安装点，例如摄像头10、防护罩30和驱动件40均可以安装在安装座20上，对于摄像头10、防护罩30、驱动件40与安装座20的具体安装关系将在下文中进行说明。同时，安装座20也可以作为摄像头模组与基体的衔接件，例如可以通过安装座20将摄像头模组整体安装在例如下述的无人车等基体上。基体可以为需要配置摄像头模组的设备，通过在基体上安装摄像头模组可以将摄像头10拾取到的图像信息传输至基体的显示装置或者控制中心，以进行相应的操作。其中，防护罩30可以同轴套设在摄像头10的外侧，并且防护罩30可绕自身轴线转动地连接在安装座20上，以在对摄像头10进行保护的同时可以依靠自身转动的离心作用力对其前端附着的污物及水滴等进行清洁；驱动件40可以与防护罩30传动相连以驱动防护罩30转动，为防护罩30的自转提供动力。在本公开提供的实施例中，防护罩30的前端以及侧壁均应保证与摄像头10之间隔开一定的距离，以避免防护罩30在自转时对摄像头10产生不必要的碰撞影响或者因距离摄像头10太近而对摄像头10造成振动影响等。驱动件40可以具有相对较高的转速，从而能够产生较大的离心力，以充分保证防护罩30的清洁效果。需要说明的是，当防护罩30高速自转时，附着在其前端(即摄像头10的正前方)以及侧壁上的污物及水滴等均可以受到离心力的作用，从而能够保证良好的清洁效果，为摄像头10提供更为清晰和广阔的视野。另外，驱动件40还可以与基体上的控制器信号连接，以通过控制器远程控制摄像头模组的自清洁作业，该方式尤其适用于下述驱动件40位于摄像头模组内部的实施例，从而可以方便地对摄像头模组的自清洁进行控制。当然，在其他的实施方式中，在驱动件40具有方便操作的安装位置的情况下，也可以手动控制驱动件40的启动与停止，本公开对此不做限定。

通过上述技术方案，摄像头10的外侧设置有可转动的防护罩30，从而可以通过防护罩30自转时产生的离心作用力对附着在防护罩30前端的污物及水滴进行清洁，进而实现摄像头10前端透光区的清洁，达到自清洁的效果，保证摄像头拾取图像信息的准确性。本公开提供的摄像头模组对摄像头10、防护罩30、驱动件40等零部件无特殊要求，不需要高度定制化零部件，多为标准件及常规结构加工件，可批量生产且成本可控，摄像头模组结构简单、轴向尺寸较小，可灵活适配多种摄像头。

根据一些实施例，参照图1和图3，摄像头模组还可以包括设置在驱动件40与防护罩30之间的传动件50，以通过传动件50将驱动件40的动力平稳地传递至防护罩30，减少防护罩30转动时的振动或其他不和谐因素。其中，驱动件40例如可以为能够输出旋转运动的电机，从而可以更好地适配于防护罩30的旋转运动。作为一种实施方式，如图1和图3所示，传动件50可以包括与驱动件40的输出轴(电机的输出轴)传动相连的第一齿轮51和与第一齿轮51啮合传动的第二齿轮52，第一齿轮51可以套设在驱动件40的输出轴上并通过键配合连接，防护罩30可以连接至第二齿轮52，从而可以通过一级齿轮传动实现对驱动件40的动力传递。齿轮传动具有传动平稳、传动效率高及工作可靠性高等优点，并且速度和传递功率范围较大，可用于驱动件40的高速传递。同时，采用齿轮传动还有利于实现上述的减小摄像头模组轴向尺寸的技术效果，进一步节省空间。在摄像头模组结构及尺寸允许的范围内，传动件50还可以构造为其他能够满足防护罩30转动速度需求的结构形式。

根据另一些实施例，驱动件40也可以构造为能够输出线性运动，传动件50可以相应构造为例如齿轮齿条、滚珠丝杠等能够将线性运动转化成旋转运动的传动结构。例如，当传动件50为齿轮齿条结构时，齿条可以与驱动件40的输出端相连，齿轮可以相应与防护罩30相连，通过驱动件40带动齿条线性运动可以实现齿轮的自转，进而带动防护罩30自转。再例如，当传动件50为滚珠丝杠结构时，丝杠可以与防护罩30相连，滚珠可以相应与驱动件40的输出端相连，通过驱动件40带动滚珠沿丝杠线性运动可以实现丝杠的转动，进而带动防护罩30旋转。

进一步地，参照图1和图3，第一齿轮51可以构造为外齿轮，第二齿轮52可以构造为内齿圈，第二齿轮52套设在第一齿轮51的外侧，以使得内齿圈能够与外齿轮进行啮合。防护罩30可以同轴套设在内齿圈的外侧，以在内齿圈的带动下实现同步转动。如此一来，不仅保证了第一齿轮51与第二齿轮52的啮合传动，而且还可以有利于防护罩30与第二齿轮52的连接。另外，第一齿轮51与第二齿轮52的这种构造形式还可以进一步节省安装空间，便于布置。其中，外齿轮和内齿圈可以构造为不同轴形式，即偏心结构，从而通过外齿轮与内齿圈的部分齿形啮合实现动力传递，满足相应的传动比需求。作为另一种实施方式，第一齿轮51和第二齿轮52也可以均构造为外齿轮，此时可以在防护罩30的内壁上设置有能够与第二齿轮52啮合的齿形，从而也可以实现驱动件40通过传动件50带动防护罩30转动。根据另一些实施例，传动件50也可以只包括与驱动件40的输出轴连接的第一齿轮51，防护罩30的内壁上可以直接设置有与第一齿轮51啮合的齿形，从而可以进一步简化结构。

这里，为充分保证第二齿轮52对防护罩30的动力传递效果以及更好地实现防护罩30的稳定运动，参照图3，防护罩30的内壁可以贴合于内齿圈的外周面，并通过第一紧固件61固定连接。第一紧固件61例如可以为螺纹紧固件，螺纹紧固件可以沿径向穿过防护罩30的侧壁并伸入到内齿圈的外周壁中以将第二齿轮52和防护罩30连接在一起。其中，内齿圈可以具有环形的轴向加长段，该轴向加长段的壁厚小于内齿圈的壁厚且其外周面可以与内齿圈的外周面共圆，螺纹紧固件可以安装在轴向加长段对应的位置上，从而可以通过轴向加长段实现与防护罩30的固定连接，便于加工与装配。第一紧固件61可以包括沿周向均匀布设的多个。其中，为了保证第一紧固件61与防护罩30的连接强度，参照图2，在防护罩30具有下述筒状构造的情况下，其外周面对应于第一紧固件61的安装位置处可以进行磨平加工，从而使得螺纹紧固件的头部可以充分与防护罩30的外壁贴合，增加接触面积，提高连接效果。此外，内齿圈的外周面也可以与防护罩30的内壁形成有间隔距离，此时二者也可以通过沿周向均匀设置的多个连接件固定相连。

根据一些实施例，参照图1和图3，防护罩30与摄像头10之间还可以设置有轴承70，轴承70与防护罩30和摄像头10同轴，轴承70的内圈可以和摄像头10固定相连，轴承70的外圈可以相应和防护罩30的内壁固定相连。通过设置轴承70，一方面可以实现对防护罩30的定位，即防护罩30还可以通过轴承70与摄像头10相连，进而间接固定在安装座20上，保证防护罩30的安装强度，另一方面还可以实现防护罩30与摄像头10之间的滚动连接，使得防护罩30能够相对摄像头10转动。

根据一些实施例，参照图1和图3，驱动件40也可以通过第一支架81固定在安装座20上，即驱动件40可以固定在第一支架81上，使得第一支架81可以承载驱动件40，第一支架81与安装座20固定连接，而传动件50与驱动件40传动相连，第一支架81同时也可以承载传动件50，从而也可以间接实现传动件50在安装座20上的固定。其中，如图3所示，第一支架81与安装座20可以通过第二紧固件62固定连接，第二紧固件62例如也可以为螺纹紧固件等。为保证连接强度，参照图2，第二紧固件62也可以包括沿周向均匀布设的多个，并且在安装座20具有下述筒形部构造的情况下，其外周面对应于第二紧固件62的安装位置处也可以进行磨平加工，从而使得螺纹紧固件的头部可以充分与筒形部的外壁贴合，增加接触面积，提高连接效果。其中，参照图3，第一支架81也可以与筒形部的内壁贴合设置，第二紧固件62可以沿径向穿过筒形部的侧壁并伸入到第一支架81的本体中以将安装座20和第一支架81连接在一起。第一支架81可以具有任意形状构造，能够实现本公开实施例上述效果的第一支架81均落入本公开的保护范围之内。

此外，参照图1和图3，上述摄像头10可以通过第二支架82固定在安装座20上，第二支架82可以与第一支架81相连，以通过第一支架81间接实现第二支架82在安装座20上的固定。当然，第二支架82也可以直接与安装座20相连，本公开对此不做限定。其中，如图1和图3所示，轴承70可以安装在第二支架82上，从而实现其与摄像头10的固定连接。作为一种实施方式，第二支架82可以具有圆柱形轴体构造，相应地，轴承70的内圈可以与该圆柱形轴体结构的圆周面连接，摄像头10可以安装在该圆柱形轴体结构的一个端面上，第一支架81可以连接至该圆柱形轴体结构的另一个端面。其中，参照图1，第二支架82可以构造为沿轴向的两端分别具有轴肩，轴肩的直径大于中间轴体的直径，轴承70的内圈可以与中间轴体配合安装，从而可以依靠两侧的轴肩限制轴承70的轴向移动，进一步对轴承70进行定位。

在本公开提供的实施例中，参照图2，安装座20可以包括有筒形部，该筒形部的其中一个端面未封闭以使得安装座20具有第一开口。安装座20还可以包括设置在筒形部的另一端面所在侧的板形部，板形部上可以设置有多个安装孔，利用该安装孔可以实现上述的摄像头模组与基体的连接。其中，为了增加安装座20的强度，如图2所示，板形部与筒形部的连接处还可以设置有三角形的加强板。参照图2，防护罩30可以构造为筒状，该筒状结构的其中一个端面未封闭以使得防护罩30具有第二开口，该筒状结构的另一个端面位于摄像头10的前方，以形成待清洁区。其中，防护罩30的至少位于摄像头10前方的部分由透明材料制成，以能够正常透光，避免对摄像头10的图像拾取造成影响。作为一种实施方式，如图2所示，防护罩30可以为阶梯筒状，从而可以在匹配摄像头10结构的同时达到美观的效果。摄像头模组在安装时，安装座20的第一开口与防护罩30的第二开口相对设置并配合连接以形成封闭的腔体，摄像头10、驱动件40、传动件50、轴承70可以均容纳在腔体中。封闭的腔体同样可以保护摄像头10及各零部件，同时也可以阻挡外部灰尘与杂质，避免对摄像头模组的各零部件造成不必要的影响，提高零部件寿命。

进一步地，为充分保证摄像头模组的密封效果，参照图1至图3，防护罩30与安装座20之间还可以设置有动密封件90。动密封件90例如可以为滑动密封圈，从而可以在保证密封效果的同时实现防护罩30相对于安装座20的转动。作为一种实施方式，参照图3，动密封件90可以包括本体和设置在本体上的滚珠，滚珠可以嵌设在本体的内壁上并与防护罩30的外壁滚动配合，本体可以轴向延伸至安装座20并与安装座20的外侧壁配合安装。

这样，本公开实施例提供的摄像头模组在进行自清洁作业时，驱动件40工作使得电机高速旋转，电机高速转动带动第一齿轮51同步转动，第一齿轮51带动第二齿轮52进而带动防护罩30转动，从而对附着在防护罩30上的污物及水滴等产生离心作用力，实现清洁作用。

本公开还提供一种无人车，其中，无人车可以配置有上述的摄像头模组。无人车具有上述的摄像头模组的全部有益效果，此处不再赘述。当无人车应用于物流配送即为无人配送车时，摄像头模组的驱动件40可以与无人配送车的控制中心信号连接，从而可以实现无人配送车摄像头的自清洁，尤其可以在雨天上路使用，达到较佳的清洁效果。其中，每台无人车可以装配有多个摄像头模组，从而可以满足多个自清洁摄像头模组的使用需求。无人车也可以为无人驾驶汽车，摄像头模组可以安装在例如无人驾驶汽车的车顶上或前保险杠上，并且摄像头模组的驱动件40可以与无人驾驶汽车的智能驾驶仪信号连接，从而也可以通过自清洁获取更为准确的道路信息、障碍物信息等，为无人驾驶汽车的安全性能提供进一步保障。

另外，本公开提供的摄像头模组还可以应用于各种视觉或光学类传感器，从而通过摄像头模组的自清洁作用可以使得传感器处于正常工作状态，保证传感器采集信息的准确度。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：

摄像头(10)；

安装座(20)，所述摄像头(10)安装在该安装座(20)上；

防护罩(30)，同轴套设在所述摄像头(10)的外侧，并且可绕轴线转动地连接在所述安装座(20)上；以及

驱动件(40)，与所述防护罩(30)传动相连以驱动所述防护罩(30)转动，

所述安装座(20)具有第一开口，所述防护罩(30)具有与所述第一开口相对的第二开口，所述第一开口与所述第二开口配合连接以形成封闭的腔体，所述摄像头(10)容纳在所述腔体中，所述防护罩(30)套在所述安装座(20)外侧，所述防护罩(30)与所述安装座(20)之间设置有动密封件(90)，所述动密封件(90)包括套设在所述防护罩(30)的外侧的本体和嵌设在所述本体的内壁上的滚珠，所述滚珠与所述防护罩(30)的外壁滚动配合，所述本体轴向延伸至所述安装座(20)并与所述安装座(20)的外侧壁配合安装。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组还包括设置在所述驱动件(40)与所述防护罩(30)之间的传动件(50)，所述传动件(50)包括与所述驱动件(40)的输出轴传动相连的第一齿轮(51)和与所述第一齿轮(51)啮合传动的第二齿轮(52)，所述防护罩(30)连接至所述第二齿轮(52)。

3.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，所述第一齿轮(51)构造为外齿轮，所述第二齿轮(52)构造为内齿圈，所述防护罩(30)同轴套设在所述内齿圈的外侧。

4.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，所述防护罩(30)的内壁贴合于所述内齿圈的外周面，并通过第一紧固件(61)固定连接。

5.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述防护罩(30)与所述摄像头(10)之间设置有与所述防护罩(30)同轴的轴承(70)，所述轴承(70)的内圈和所述摄像头(10)固定相连，所述轴承(70)的外圈和所述防护罩(30)的内壁固定相连。

6.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述驱动件(40)通过第一支架(81)固定在所述安装座(20)上，所述第一支架(81)与所述安装座(20)通过第二紧固件(62)固定连接。

7.根据权利要求6所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头(10)通过第二支架(82)固定在所述安装座(20)上，所述第二支架(82)与所述第一支架(81)相连。

8.一种无人车，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的摄像头模组。

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