使用吸光材料保持激光透镜窗清洁制造技术

公开了使用吸光材料保持激光透镜窗清洁。还公开了激光传感器透镜和用于保持激光传感器透镜清洁的方法。一种方法可包括：将具有第一组分和第二组分的涂层涂覆到激光传感器的透镜的外表面，第一组分包括发热吸光(TLA)材料；由激光传感器内的光源照射TLA材料以由TLA材料产生热，从而使第二组分形成活性涂层。光源可以是LiDAR传感器的激光。来自TLA材料的热可使第二组分固化、凝固或发生相变。活性涂层可以是疏水性的、疏油性的和亲水性的中的至少一种。在另一个实施例中，具有TLA材料的可移除盖可被安置为靠近透镜窗并被照射以使透镜窗发热(例如，用于熔化其上的冰)。

Use light absorbing material to keep laser lens windows clean.

The use of light absorbing material to keep the laser lens window clean is disclosed. A laser sensor lens and a method for maintaining the lens cleaning of the laser sensor are also disclosed. One method can include: coating the lens with the first component and the second component onto the outer surface of the laser sensor, the first component includes thermal absorption (TLA) material; irradiating the TLA material by the light source in the laser sensor to generate heat from the TLA material, thereby forming the active coating of the second component. The light source can be a laser of a LiDAR sensor. Heat from the TLA material can solidify, solidify or phase change the second components. The active coating can be at least one of hydrophobic, oiliness and hydrophilicity. In another embodiment, a removable cover with TLA material can be placed close to the lens window and illuminated to heat the lens window (for example, to melt ice on it).

【技术实现步骤摘要】
使用吸光材料保持激光透镜窗清洁
本公开涉及使用吸光材料(例如，吸收近红外光的材料)来保持激光透镜窗(例如，LiDAR)清洁。
技术介绍
光探测和测距(LiDAR)技术可用于通过利用激光照射目标并测量激光反射回来所耗费的时间来测量距一个或多个目标的距离。激光可以以脉冲的形式发出，并且多对激光发射器和检测器可以被包括在单个壳体中以提供大量数据点并覆盖大的视场。LiDAR可用于许多应用中，诸如测量、航测、农业、考古、速度检测等。开发中的自动化车辆行业也经常使用LiDAR技术进行物体检测和导航。LiDAR传感器(有时被封装为或被称为“定位器(puck)”)可使用以近红外的方式操作的多个激光器和检测器，从而以高等级的准确性和精度确定车辆的位置。4级安全的自动操作需要这些高等级的精度。自动化系统可以在除诸如恶劣天气的少数环境以外的全部环境中控制车辆。驾驶员必须只有在启用自动化系统是安全的时才能启用自动化系统。在启用时，不需要驾驶员的注意力。预期LiDAR也被包含在5级自动操作中，其中，除了设定目的地和启动系统之外，不需要人为干预。典型地，一个或更多个LiDAR传感器安装在车辆的外部，例如，安装车顶和/或侧视镜上，以获得最佳的检测范围。
技术实现思路
在至少一个实施例中，提供了一种方法。所述方法可包括：将具有第一组分和第二组分的涂层涂覆到激光传感器的透镜的外表面，第一组分包括发热吸光(TLA)材料；由激光传感器内的光源照射TLA材料以由TLA材料产生热，从而使第二组分形成活性涂层(activecoating)。所述激光传感器内的光源可以是近红外激光。在一个实施例中，所述激光传感器是LiDAR传感器，并且所述近红外激光是与LiDAR传感器用于测量距离的激光相同的激光。所述近红外激光在所述照射步骤期间可以以全功率进行操作。所述近红外激光可具有在750nm和1250nm之间的波长。由TLA材料产生的热可致使所述第二组分固化、凝固或发生相变。在一个实施例中，活性涂层可以是疏水性的和疏油性的中的至少一种。在另一个实施例中，活性涂层可以是亲水性的。照射TLA材料的步骤可包括控制光源以图案的方式照射涂层，使得在活性涂层中形成相应的图案。可控制所述光源以形成具有间隔开的峰的阵列的图案化涂层。在至少一个实施例中，提供了一种激光传感器。所述激光传感器可包括：壳体、内部光源和透镜；位于所述透镜的外表面上的涂层，所述涂层包括被配置为在用来自所述内部光源的光照射时产生热的发热吸光(TLA)材料。所述涂层可以是疏水性的、疏油性的和亲水性的中的至少一种。在一个实施例中，所述内部光源是近红外激光，并且所述TLA材料被配置为当用近红外光照射时产生热。所述内部光源可以是第一内部光源，并且所述传感器还可包括第二内部光源。在一个实施例中，所述第一内部光源和所述第二内部光源都是近红外激光，并且所述TLA材料被配置为当用来自所述第一内部光源和所述第二内部光源的近红外光照射时产生热。在另一个实施例中，所述第一内部光源具有非红外波长，并且所述第二内部光源具有近红外波长。在至少一个实施例中，提供了一种方法。所述方法可包括：将发热吸光(TLA)材料安置为靠近激光传感器的透镜；激活激光传感器内的光源以照射TLA材料，从而产生热并增大透镜的温度。所述TLA材料可被安置为靠近所述透镜的外表面或所述透镜的内表面。在一个实施例中，所述激光传感器是结合到车辆的LiDAR传感器，并且当所述车辆静止时执行安置和激活的步骤。附图说明图1是根据实施例的LiDAR传感器的示意性透视图；图2是根据实施例的涂覆到LiDAR传感器透镜的涂层的示意性截面图；图3是根据实施例的用于使用内部光源将涂层涂覆到LiDAR传感器透镜的方法的示例流程图；图4是将使用内部光源涂覆的涂层及其能量吸收与使用外部光源涂覆的涂层进行比较的示意性示例；图5是根据实施例的LiDAR透镜表面上的纹理化排斥涂层的示意性透视图；图6A和图6B示出了根据实施例的用于使LiDAR透镜发热的可撤走元件处于撤走位置(图6A)和伸出位置(图6B)。具体实施方式根据需要，在此公开了本专利技术的详细实施例；然而，应当理解，公开的实施例仅仅为本专利技术的可以以各种和替代的形式实施的示例。附图无需按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本专利技术的代表性基础。参照图1，示出了激光传感器10的示例。在一个实施例中，激光传感器10可以是LiDAR传感器。在下面的描述中传感器10被称为LiDAR传感器，然而，这仅仅是为了说明的目的。本公开可以应用于具有暴露于户外环境或者以在其它情况下易于变脏的透镜的任何基于激光的传感器。传感器10包括壳体12和透镜或窗14。传感器的内部可以包括激光发射器和检测器。激光可以发射通过透镜14，并且反射的光可以返回通过透镜14并且被检测器接收。LiDAR传感器和系统的内部组件和操作是本领域中已知的，并且将不会进行详细描述。通常，LiDAR传感器发射特定波长(例如600nm至1000nm)的激光通过透镜。激光可以以特定频率(例如，1至50kHz)脉冲。激光被传感器周围的物体反射并返回到传感器，在传感器处激光被检测器接收。检测器(也称为光电检测器)可以是固态光电检测器或光电倍增器。因此，可以在短时间段内生成大量的数据点。数据可以使用车载处理器进行分析，或者可以将数据发送到不同的处理器，例如车辆计算机。数据可用于对LiDAR传感器周围的区域进行成像。该成像可被包括为自动驾驶系统的一部分，例如，与相机、GPS或其它导航/成像系统协作。如上所述，LiDAR传感器通常安装在车辆的外部，例如，安装在车顶和/或侧视镜上。这些传感器的位置可能会带来一些严峻的挑战，例如整个车辆的使用期间的恶劣天气和环境条件。传感器可能会受到极端温度、风、湿气、紫外光、灰尘、道路碎片、昆虫和其它物质的影响。这些条件中的许多可能导致传感器透镜部分地或完全地被阻塞或变得模糊，从而妨碍了传感器的性能。除了被覆盖之外(或替代被覆盖)，传感器还可能被划损、碎裂或被撞掉。因此，为LiDAR传感器保持透镜清洁的能力对于使用LiDAR技术的自动化车辆的功能操作和商业成功来说是重要的。如果传感器变脏或以其它方式被覆盖到无法检测到即将到来的物体的程度，则车辆的导航系统可能在对环境了解减少的情况下无法安全地运行。如果堵塞严重且持续，则导航系统也可能完全失效。此外，LiDAR传感器可代表自动化车辆系统的大部分成本，因此，具有多余传感器可能在经济上是不可行的或不实际的。相反地，汽车制造商倾向于使车载LiDAR传感器的数量最小化以降低成本。保持LiDAR透镜清洁的一种方法是通过物理擦拭来机械清洁透镜。例如，机械清洗系统可以包括一个或更多个机械擦拭臂和喷嘴，其将喷射清洁溶液并机械地擦拭表面。该系统可能与挡风玻璃上的清洗系统类似，但可以改变该系统以应对传感器的弯曲表面。这种方法只能通过在阻塞物附着到传感器之后移除阻塞物来被动地且反应性地起作用。在至少一个实施例中，替代方法是通过在透镜上涂覆涂层来主动防止阻塞物。在一个实施例中，可以将有机或无机涂层涂覆到透镜窗的外部以产生不利于湿气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：将具有第一组分和第二组分的涂层涂覆到激光传感器的透镜的外表面，第一组分包括发热吸光(TLA)材料；由激光传感器内的光源照射TLA材料以由TLA材料产生热，从而使第二组分形成活性涂层。

【技术特征摘要】
2017.04.11 US 15/484,8621.一种方法，包括：将具有第一组分和第二组分的涂层涂覆到激光传感器的透镜的外表面，第一组分包括发热吸光(TLA)材料；由激光传感器内的光源照射TLA材料以由TLA材料产生热，从而使第二组分形成活性涂层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光传感器内的光源是近红外激光。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述激光传感器是LiDAR传感器，并且所述近红外激光是与LiDAR传感器用于测量距离的激光相同的激光。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述近红外激光在所述照射步骤期间以全功率进行操作。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述近红外激光具有在750nm和1250nm之间的波长。6.根据权利要求1所述的方法，其中，由TLA材料产生的热致使所述第二组分固化、凝固或发生相变。7.根据权利要求1所述的方法，其中，活性涂层是疏水性的和疏油性的中的至少一种。8.根据权利要求1所述的方法，其中，活性涂层是...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆·亚瑟·帕克斯顿，克丽·尼凯多·霍尔金，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US