包括检测装置的装饰元件的制作方法

本发明涉及一种交通工具的装饰元件，该装饰元件包括：利用在确定的波长范围内的波操作的检测装置，该检测装置包括感测装置，检测装置利用在确定的波长范围内的波操作，该检测装置包括感测装置；盖；以及围封所述感测装置的保护壳体。更具体地，本发明涉及作为感测装置的激光雷达(光检测和测距)。本发明还涉及用于将检测装置固定到交通工具的装饰元件的方法。

背景技术：

1、当今的趋势是使用自动驾驶交通工具。自动驾驶交通工具(也称为无人驾驶交通工具、自驾驶交通工具或机器人交通工具)是能够自行分析其环境以便在没有人工输入的情况下进行导航的交通工具。机动交通工具包括汽车、厢式货车、卡车、摩托车、公交车、有轨电车、火车、飞机、直升机等等。

2、自动驾驶交通工具使用各种感测装置(比如雷达、激光雷达、相机、声纳)检测其周围环境。然后处理通过感测装置接收到的信息以确定交通工具的导航路径，从而使交通工具进行导航而不与其环境中的固定物体和移动物体发生碰撞。

3、adas(高级驾驶员辅助系统)也需要检测技术来根据交通工具的周围环境辅助驾驶员。

4、在所有检测技术中，激光雷达对于提供具有良好分辨率的3d图像非常有用。激光雷达是一种通过用激光照射目标并用传感器测量反射的光来测量与目标的距离的技术。然后，激光返回时间和波长的差异可以用于制作目标的数字3d表示。激光雷达也称为3d激光扫描。存在几种类型的激光雷达：扫描、旋转、闪光或固态激光雷达。扫描和旋转激光雷达使用连续激光，而闪光和固态激光雷达使用激光脉冲。

5、感测装置可以作为独立装置集成到交通工具中。于是，感测装置被包括盖的保护壳体围封。感测装置还可以集成在现有的盖(比如挡风玻璃、后窗玻璃、侧窗玻璃)的后面，集成在保险杠、贴花、前后端模块、前后挡泥板、顶部……上。感测装置还可以集成在装饰元件的后面、更具体地集成在外部装饰元件的后面。用于汽车的装饰元件是指可以添加到交通工具内部或外部以增加其吸引力或掩饰交通工具的一些非美学部分的物品。

6、根据集成的类型，盖可以由玻璃、塑料和/或其他材料制成，只要盖对感测装置的操作波长范围是透明的。盖可以有多种形状。盖可以是平坦的或弯曲的。

7、检测装置、更具体地是激光雷达感测装置可以放置在汽车、更通常地任何运输交通工具(如汽车、飞机……)中和/或其上的不同位置。实际上，已知激光雷达系统放置在挡风玻璃后面，如公开的专利申请wo 2018015312中描述的，激光雷达系统也作为外部装饰元件放置在保险杠、挡泥板上，如wo 2018015313中描述的。在汽车的顶部上放置激光雷达也是众所周知的。

8、感测装置的位置对于在其最佳状态下运行至关重要。它们需要位于对待测目标的概览可以最大、最有效的位置。因此，激光雷达感测装置优选地放置在顶部上、或放置在贴花上、或还放置在保险杠或挡泥板上。最优选地，检测装置、更具体地是作为检测装置的激光雷达固定到顶部以具有更大的视野。然而，当检测装置、更具体地是激光雷达固定到顶部时，检测装置的外表并不美观，而且没有被适当地固定以将良好的美观性和将感测装置与装饰元件的良好且安全的固定相结合。

9、现今，典型地，玻璃盖、更通常地是感测装置可以通过封装固定到检测装置的装饰元件。然后应将该组件固定到美学塑料以支撑检测装置、更具体地是激光雷达。此外，该组件应放置在顶部上、靠近挡风玻璃上部边缘。

10、然而，在这种情况下，封装会导致一些问题，如：

11、-封装工艺中对玻璃施加了高压，导致玻璃的劣化，

12、-如果玻璃盖是涂覆的，则存在损坏涂层的风险。

13、因此，需要具有保护盖板(cover lens)的装饰元件以保护检测装置(更具体地是激光雷达感测装置)，该装饰元件利用很好地且适当地固定到该装饰元件的盖提供良好的美观性和安全性。

14、发明描述

15、本发明提出一种用于交通工具的装饰元件，该装饰元件包括：

16、a.孔口，其中，检测装置面向该孔口放置，

17、b.检测装置，该检测装置利用在确定的波长范围内的波来进行操作并且包括感测装置；

18、c.保护壳体，该保护壳体围封所述检测装置；d.保护盖板，该保护盖板由至少一块玻璃片材制成，该至少一块玻璃片材的吸收系数在750nm至1650nm的波长范围内介于5m-1至15m-1之间，所述保护盖板固定到保护壳体。

19、因此，根据本发明，玻璃片材的吸收系数在750nm至1650nm的波长范围内介于5m-1至15m-1之间。为了量化玻璃片材在红外范围内的低吸收，在本说明书中，使用在750nm至1650nm的波长范围内的吸收系数。吸收系数是由在给定环境中的吸收率与电磁辐射经过的光程长度之间的比率定义的。它以m-1表示。因此它独立于材料的厚度，但它是所吸收辐射的波长以及材料的化学性质的函数。

20、在玻璃的情况下，选定波长λ的吸收系数(μ)可以从透射率(t)的测量值以及材料的折射率n计算得出(thick＝厚度)，n、ρ和t的值是选定波长λ的函数：

21、

22、其中，ρ＝(n-1)2/(n+1)2。

23、与常规玻璃相比，根据本发明的玻璃片材的吸收系数优选地在750nm-1650nm的波长范围(通常用于涉及本发明的光学技术中)内非常低。特别地，根据本发明的玻璃片材的吸收系数在750nm至1650nm的波长范围内介于5m-1至15m-1之间。

24、优选地，玻璃片材的吸收系数在750nm至1650nm的波长范围内介于5m-1至10m-1之间。

25、根据本发明的优选的实施例，玻璃片材的吸收系数在750nm至1000nm的波长范围内介于5m-1至15m-1之间。

26、低吸收呈现出额外的优点，即最终的ir透射率受材料中光程的影响较小。这意味着对于具有高张角的大视野(fov)传感器，在各种角度下感知的强度(在不同区域中是图像)将更均匀，尤其是当传感器光学联接到嵌装玻璃时。

27、根据本发明，面向孔口的保护盖板被装饰元件围绕，并且利用硬度为50至90肖氏a的软质材料将保护盖板固定到装饰元件。

28、由于所提出的本发明，减少了与在玻璃保护盖板与保护盖板固定在其上的装饰元件之间的膨胀差异相关的问题。同样，还减少、甚至避免了上文公开的问题。

29、根据本发明的一个实施例，利用硬度约为50至90肖氏a的软质材料将保护盖板固定到装饰元件，该软质材料是选自热塑性弹性体(tpe)或热固性材料(比如聚氨酯(pur)、环氧树脂(ep)、pvc)的材料。

30、然后保护盖板通过保护盖板的外周、通过边缘固定到装饰元件。这种软质材料具有柔软的弹性性质，提供与交通工具本体部分的完美贴合、提供减振、降噪和密封的效果。

31、根据本发明的实施例，利用硬度约为50至90肖氏a的浇注的软质材料将保护盖板结合到装饰元件。

32、根据本发明的实施例，软质材料是选自热塑性弹性体(tpe)或热固性材料(比如聚氨酯(pur)、环氧树脂(ep)、pvc)的材料，该软质材料的硬度约为50至90肖氏a、喷涂(浇注、浇铸)在模具中的保护盖板的外围轮廓与装饰元件的边缘之间。因此，保护盖板可以与设置在装饰元件中的孔口的外围边缘齐平，在保护盖板与装饰元件之间没有间隙。因此，除了美观方面之外，更好地保护了感测装置、更具体地是激光雷达免受空气、灰尘和水的影响。该技术的一个优点是保护盖板很好且快速地固定到装饰元件。

33、此外，由于该软质元件的存在，通过浇铸软质材料而在玻璃保护盖板与保护盖板固定到其上的装饰元件之间造成的膨胀差异将会使得玻璃保护盖板破损的风险较小。同样，施加在玻璃保护盖板上的压力较小。

34、因此，根据本发明，提出了通过浇注或浇铸(或喷涂)软质材料将盖固定到美学件。该技术基于通过注射两种接触时成网的组分进行快速胶合。所使用的工艺允许降低生产成本。还简化了将保护盖板固定到装饰元件的方法。

35、图1示出了根据本发明的一个实施例的用于交通工具的装饰元件(1)，该装饰元件包括：

36、a.孔口(2)，其中，检测装置(3)面向孔口(2)放置，

37、b.检测装置(3)，该检测装置利用在确定的波长范围内的波来进行操作并且包括感测装置；

38、c.保护壳体(7)，该保护壳体围封所述检测装置，

39、d.保护盖板(4)，该保护盖板由至少一块玻璃片材制成，该至少一块玻璃片材的吸收系数在750nm至1650nm的波长范围内介于5m-1至15m-1之间，所述保护盖板固定到保护壳体。

40、根据本发明，面向孔口(2)的保护盖板(4)被装饰元件(1)围绕，并且利用硬度为50至90肖氏a的软质材料(5)将保护盖板(4)固定到装饰元件(1)。

41、如图2所示，根据本发明的一个实施例，在装饰元件(1)与保护盖板(4)的组装过程期间，装饰元件(1)与保护盖板(2)一起被放置到嵌套(6)中。使用在30至90肖氏a范围内的软质密封材料(5)并将其置入嵌套(6)中，以便确保在浇注工艺期间装饰元件与保护盖板(4)之间的齐平以及保护盖板(2)、装饰件(1)和嵌套(6)之间的密封。通过使用由至少一个在30至90范围内的肖氏a的软质密封部件(5)制成的夹具将各零件固定到嵌套(6)中，以便减小元件上的压力并且因此显著地减小装饰元件和保护盖板损坏的风险。由于可以使用涂层或层压的保护盖板，于是要使用的保护盖板可以设置有一些功能。

42、根据本发明，通过使用软质材料，简化了将保护盖板固定到装饰元件的工艺。此外，保护盖板与设置在装饰元件中的孔口的外围边缘之间是齐平设计。

43、根据本发明的另一实施例，利用硬度约为50至90肖氏a的浇注的聚氨酯软质材料将保护盖板结合到装饰元件。浇注的聚氨酯软质材料例如是包括多元醇、异氰酸酯和催化剂的混合物。然后，可以将该混合物浇注到模具中、浇注在保护盖板与装饰元件之间，以在没有额外压力的情况下将保护盖板固定到装饰元件。这种固定技术的优点是成网时间短。因此，盖被快速地固定到装饰件，避免了保护盖板进行任何不期望的移动。

44、根据本发明的一个实施例，装饰元件由要固定到交通工具本体的支撑部分和设置在该支撑部分上的美学部分的组件制成。例如，该组件在装饰元件是支撑感测装置(比如激光雷达)的顶部装饰元件的情况下是有利的。

45、美学部分(也称为蒙皮)可以是涂漆以符合交通工具的美观性或满足交通工具购买者在颜色方面的要求的部分。美学部分可以与放置各种紧固件的“技术”支撑部分组装在一起。不同于经典的封装，在经典的封装中，至少设置有玻璃保护盖板的装饰件应被放置到模具中，该模具要在该组件上闭合，存在刮伤或甚至破坏美学部分(蒙皮)的风险。

46、根据本发明的实施例，美学部分由塑料材料制成。

47、根据本发明的实施例，装饰元件是交通工具的装饰元件。应理解的是，交通工具是运输交通工具(如汽车、火车、卡车、飞机……)。

48、根据本发明的实施例，装饰元件通过支撑部分紧固至交通工具本体或汽车车身。在装饰元件包括美学部分和支撑部分的情况下，支撑部分优选地紧固至交通工具本体或汽车车身。

49、根据本发明，保护盖板可以通过例如胶合永久地固定到保护壳体，或者以如下方式固定，使得在破损情况下可以容易地移除和更换保护盖板而非全部检测装置，从而降低维修/更换的成本。

50、根据本发明的一个实施例，装饰元件是交通工具的顶部装饰元件。装饰元件可以放置在交通工具、更具体地是汽车的顶部上。更具体地，装饰元件放置在交通工具、更具体地是汽车的顶部附近的挡风玻璃的上部部分附近。放置在顶部上的检测装置因此具有更好的视野。出于安全和美观的原因，装饰元件有利地包括美学部分和支撑部分，该支撑部分优选地紧固至交通工具本体或汽车车身。然后在美学部分中设置孔口，检测装置放置在该孔口后面。然后支撑件紧固至顶部以允许包括装饰元件和检测装置的组件的良好且安全的固定。

51、根据本发明的另一实施例，具有检测装置的装饰元件被定位在交通工具上，例如在保险杠、贴花、前后端模块、前后挡泥板、顶部、挡风玻璃上。为了附加的安全性，交通工具可以围绕该交通工具的四周配备有若干检测装置。

52、根据本发明的实施例，检测装置是能够进行3d测绘和发射波长范围介于750nm至1650nm之间的激光束的扫描、旋转、闪光或固态激光雷达装置。

53、本发明还涉及一种制造根据本发明的、如图2所示的装饰元件的方法，该方法包括以下步骤：

54、a.将装饰元件(1)放入嵌套(6)中，该装饰元件具有孔口(2)以容纳检测装置(1)的保护盖板(4)，

55、b.将保护盖板(4)置于装饰元件(1)的孔口(2)的中央，

56、c.封闭装饰元件和保护盖板(4)上的环形框架以便形成密封垫圈腔体，

57、d.通过浇铸或注射由硬度介于50至90肖氏a之间的软质材料(5)制成的材料来填充保护盖板(4)的外周和装饰元件(1)的孔口(2)周围的间隙。

58、由于软质材料(5)的硬度为50至90肖氏a，因此将保护盖板(4)固定到装饰元件(1)。

59、根据本发明，软质材料(5)快速地成网以将保护盖板牢固地结合到设置在装饰元件(1)中的孔口。软质材料可以浇注或注射到模具的腔体中。由于本发明，保护盖板(4)可以与装饰元件(4)齐平，从而为装饰元件(4)提供良好的美观性。

60、根据本发明的一个实施例，当装饰件(1)是美学部分和支撑部分的组件时，美学部分设置有孔口以容纳检测的保护盖板(4)。美学部分可以单独放置或与支撑部分一起放置在模具的腔体内部。然后，利用硬度为50至90肖氏a的软质材料来填充美学部分与保护盖板(4)之间的间隙。

61、根据本发明的实施例，保护盖板由至少一块玻璃片材制成，该至少一块玻璃片材的吸收系数在750nm至1650nm的波长范围内介于5m-1至15m-1之间，所述保护盖板。

62、根据本发明的实施例，软质材料由聚氨酯制成。因此，可以在一次操作中并以成本有效的方式进行聚氨酯装框和保护盖板的结合和密封。

63、聚氨酯框架在完全开放的模具中浇铸在产品上。这种无压力和无应力的浇铸工艺使用柔性模具或“软质工具”，这使得可以在紧密配合密封的情况下提供具有较大形状公差的产品。在技术方面，这被称为齐平嵌装(flushing glazing)。

64、配量头和模具的同步机器人式移动确保聚氨酯以完美和理想的形状施加。

65、根据本发明的方法在产品尺寸方面提供了高度的灵活性，并且重要的附加优点是模具的预算友好。在同一工艺期间利用相同的聚氨酯材料执行装框和胶合二者的可能性也使其成为具有成本效益的技术。此外，由于反应性聚氨酯体系，干燥时间短于60秒。

66、根据本发明的方法允许无压力聚氨酯浇铸工艺，采用低压下的动态混合、精确的配量体积、广泛的浇铸流选项范围。此外，“软质工具”技术允许玻璃不破损，允许利用薄而轻的玻璃、完美的聚氨酯表面/齐平嵌装玻璃、以及纹理化选项来工作。

技术实现思路