專利名稱：汽車后視儀的制作方法
汽車后視儀應(yīng)用雷達(dá)測距和固體攝像器件探測車后一定距離內(nèi)的物體，向駕駛員顯示車后圖像、物體距離信息，以及發(fā)出聲響、閃光報警指示。使汽車具有“后視”功能，它適用于各種機(jī)動車輛，特別是后視條體不佳的載重汽車、貨柜車、各種工程專用車輛及大型客車等，是汽車必不可少的安全裝置。
一.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)本產(chǎn)品主要由主機(jī)和測距器兩大部份組成。
主機(jī)包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，電視屏圖像顯示和LED數(shù)碼管距離顯示，以及聲響(喇叭)、閃光(LED發(fā)光管)報警系統(tǒng)。主機(jī)柜安裝在汽車駕駛室內(nèi)儀表盤上面。
測距器包括固體攝像系統(tǒng)、超聲發(fā)射和接收裝置、紅外夜視板等裝入三個探頭盒內(nèi)，分別安裝在汽車尾部保險杠下面。本裝置開機(jī)工作時，就會在車后形成一定距離的扇形掃描(探索)區(qū)域。
二.技術(shù)指標(biāo)1.鏡頭自動光圈廣角鏡頭2.解象度380線3.最低照度OLUX4.電視屏4.5英寸黑白顯象管5.供電電源DC 12V 1A(汽油車)DC 24V 1A(柴油車)6.功率13W7.工作環(huán)境溫度-20℃-50℃8.工作環(huán)境濕度≤90℃(40℃時)9.距離顯示圖象顯示＞20M數(shù)碼顯示0-7M
10.報警指示
11.尺寸主機(jī)140(H)＊180(L)＊160(W)測距器50(H)＊190(L)＊60(W)12.重量3KG三.工作原理請參考說明書附

圖1方框圖。
由鏡頭(LENS)射入的光像經(jīng)光學(xué)低通濾色鏡和紅外線切除濾色鏡在CCD成象板上成像，形成的圖像作光電變換后，由推動脈沖輸送到CCD輸出級。CCD的輸出信號經(jīng)微處理器的信號分離電路，將信號(數(shù)據(jù))進(jìn)行取樣保持。并經(jīng)信息處理電路處理后形成所必須的各種信號，分送到各控制電路。其中主要形成的視頻信號輸送到視頻放大電路，得到的視頻圖象信號足以使顯象管滿幅調(diào)制所需要的幅度。經(jīng)視頻輸出級輸送到顯象管上。
由視頻放大器輸入端取出的視頻信號，輸送到同步分離電路從視頻全視信號中分離出行、埸同步信號。并經(jīng)同步信號放大后分兩路輸出。一路經(jīng)積分電路除去行成份，作為埸觸發(fā)信號輸送到埸掃描電路，以形成具有良好線性，足夠幅度的鋸齒電流，輸送到埸偏轉(zhuǎn)線圈;另一路經(jīng)AFC鑒相器進(jìn)行頻率或相位調(diào)正，比較后形成的電壓，經(jīng)積分電路去掉脈沖干擾影響，輸入行掃描電路，形成具有良好的線性，足夠幅度的鋸齒波電流，輸送到偏轉(zhuǎn)線圈。同時，經(jīng)行輸出變壓器，高壓、中壓整流電路，供給顯象管陽極，高壓加速極，聚焦極中壓。以及視頻輸出級所需的電壓。
測距系統(tǒng)發(fā)射機(jī)振蕩器是一個工作于40KC的多穩(wěn)電路。它由一個置位/復(fù)位雙穩(wěn)觸發(fā)電路的輸出所控制，通過調(diào)諧電路將工作頻率調(diào)至最佳范圍(與發(fā)射頭頻響相對應(yīng))。雙穩(wěn)態(tài)電路的“置位”輸入由一低頻脈沖發(fā)生器產(chǎn)生。置位時，雙穩(wěn)態(tài)電路輸出一門信號(短脈沖)，控制振蕩器發(fā)出一系列輸出脈沖，計(jì)數(shù)電路對輸出脈沖計(jì)數(shù)，而在第N個脈沖(級數(shù)N予先設(shè)置)，開始工作時就使雙穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位。如此，發(fā)射器工作時，每秒鐘就有好幾串是每串N個輸出脈沖，而計(jì)數(shù)器電路在一串信號之后就發(fā)出一個復(fù)位脈沖。
接收機(jī)在接收到回波信號，經(jīng)三級放大電路，輸入選頻電路(陶瓷濾波器)，從雜波信號中分檢出回波信號。選頻電路之后是史密特觸發(fā)電路，它能發(fā)出與邏輯兼容的輸出信號，信號輸送到計(jì)數(shù)電路，它在接收到來自發(fā)射機(jī)的一組幾個脈沖后就會發(fā)出一個復(fù)位脈沖。
為了使發(fā)射機(jī)計(jì)數(shù)電路和接收機(jī)計(jì)數(shù)電路產(chǎn)生的兩個復(fù)位脈沖轉(zhuǎn)換為所要求的單個輸出脈沖，就設(shè)計(jì)了一個置位/復(fù)位觸發(fā)電路，它被來自發(fā)射機(jī)的脈沖置位，而再被來自接收機(jī)的脈沖復(fù)位。
發(fā)射機(jī)計(jì)數(shù)電路對測量邏輯電路提供一個復(fù)位脈沖，而接收機(jī)在收到相同數(shù)目的脈沖后計(jì)數(shù)電路也對測量邏輯電路提供信號脈沖，并把兩信號轉(zhuǎn)換成一個輸出脈沖，其時間等于兩個信號相隔的時間。以其輸出脈沖作為距離判別電路計(jì)數(shù)器的門脈沖，控制距離顯示電路。輸送到LED數(shù)碼管以顯示距離。
同樣，把輸出電壓輸送到報警判別電路，進(jìn)行分檔報警，由紅、黃、綠三種顏色的LED發(fā)光管閃光報警;同樣，把輸出電壓加到報警判別電路觸發(fā)器，觸發(fā)音頻振蕩電路，進(jìn)行聲響報警。
四.狀況、特征和功能1.狀況眾所周知，交通安全問題是一個世界性的大問題，全世界因交通事故死亡每年約有50萬人，而我國每6起交通事故就有一人死亡。尤其是近幾年，我國汽車數(shù)量增長很快，而道路安全設(shè)施及管理都跟不上，交通安全問題就更為突出一些。
交通事故從技術(shù)方面分析，事故產(chǎn)生由三種基本因素決定一是汽車與物體距離，二是汽車相對速度，三是人-機(jī)系統(tǒng)在事件中的反映時間。由于汽車行駛過程中所處的環(huán)境狀態(tài)十分復(fù)雜，瞬息萬變，卻都要由駕駛員連續(xù)不斷地接收汽車內(nèi)外的各種信息，隨時判斷和完成各種動作。而駕駛員在駕駛室內(nèi)限制了他的視野開闊，除小轎車外其他車輛幾乎無法后視(兩側(cè)后視鏡范圍很小)，這就直接影響到駕駛員，及時發(fā)現(xiàn)情況，而恰恰交通事故基本因素中反映時間是造成汽車事故最復(fù)雜，占比例最高的因素，這就是發(fā)明汽車后視儀的構(gòu)思之一。
其次，縱觀國內(nèi)外解決汽車安全的現(xiàn)狀。國內(nèi)對汽車機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究剛剛起步，沒有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)突破，風(fēng)行一時的“倒車…請注意”語言芯片，無能為力，只能增加城市噪音公害，而國外一些公司和研究部門先后研制了多種防撞雷達(dá)(如美國拉希德公司，西德戴姆勒本茨公司和汽車?yán)走_(dá)安全系統(tǒng)股份有限公司等研制的Ka、X和Cm波段全制雷達(dá)以及日本尼桑公司脈沖多卜勒雷達(dá))，均對汽車安全裝置的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。但是，由于汽車行駛中所處的復(fù)雜環(huán)境，使國外當(dāng)前研制的這些雷達(dá)防撞系統(tǒng)的應(yīng)用范圍受到了一定的限制。另外，系統(tǒng)功能可靠性、經(jīng)濟(jì)性等問題，使這些裝置未能得到廣泛的應(yīng)用。
2.特征本發(fā)明汽車后視儀構(gòu)思主要是強(qiáng)調(diào)人的因素，發(fā)揮駕駛員的主觀能動作用。汽車還是要靠人來駕駛之。本裝置就是利用先進(jìn)電子技術(shù)為駕駛員創(chuàng)造開闊的視野，發(fā)現(xiàn)情況的條件，報警提示司機(jī)以爭取創(chuàng)造解決問題的時間。如此，就可以大大減少交通事故的發(fā)生。
本裝置系統(tǒng)功能可靠，反應(yīng)靈敏，抗干擾性能良好，維修安裝方便，為推廣應(yīng)用創(chuàng)造了較好的條件。
3.功能①、汽車行駛過程中，通過電視屏向駕駛員提供車后的各種圖像信息，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)情況提請司機(jī)完成各種預(yù)防動作。
②、倒車調(diào)頭時，顯示物體與汽車距離(數(shù)碼管顯示、電視屏監(jiān)視)，并以聲響、閃光形式告知駕駛員，使之及時采取措施，防止車輛與物體相撞。
③、汽車行駛時，后有車輛超車時，本裝置報警。
④、車上有人扒車、爬車時，本裝置報警。
⑤、車上有大件物品掉落時，本裝置報警。
⑥、車輛之間保持安全距離，本車駕駛員通過系統(tǒng)具有主動權(quán)。
五.使用方法1.查實(shí)本裝置供電與汽車電壓相符后，把本裝置電源線一端插入汽車點(diǎn)煙器插座，一端插入本裝置電源插座。
2.汽車運(yùn)行中，駕駛員可根據(jù)需要打開某部分機(jī)器(開關(guān))工作，一般打開測距開關(guān)，距離顯示器連續(xù)工作(消耗電流0.2A)，當(dāng)報警時，再打開電視監(jiān)視器工作(消耗電流0.8A)全面觀察、監(jiān)視工作。
3.在極冷環(huán)境中，發(fā)射頭、接收頭和鏡頭表面覆蓋有冰、雪、霜、泥等，要清除干凈。
4.檢查保養(yǎng)時，發(fā)射頭、接收頭和鏡頭，可以用水刷洗表面，但不得用高壓水龍頭正面沖刷(本裝置均用樹脂膠密封，具有防水性能)。
六.注意事項(xiàng)1.本裝置可根據(jù)用戶要求，增加幾路并聯(lián)發(fā)射和接收裝置，使用效果將會更好，如車箱左右上角或者車頭前面。
2.本裝置可根據(jù)用戶要求，增加幾路攝像多方向監(jiān)控。此時，僅需增加圖像分割功能板，即可將電視屏畫面分為幾塊，而互不影響各鏡頭監(jiān)視效果。
3.本裝置設(shè)計(jì)有電視線路，根據(jù)客戶要求安裝高頻頭、中放和伴音通道。如此，駕駛員休息時收視電視圖像(作電視機(jī)用)，但在行駛過程中嚴(yán)禁使用。
本裝置主要目的是努力解決汽車安全問題。因此，本裝置通用型機(jī)沒有安裝電視程序(留作空位)，此時電視屏作監(jiān)視器用。
七、說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明型進(jìn)一步說明附圖1是本發(fā)明型的電原理方框圖附圖2是本發(fā)明型的實(shí)施系統(tǒng)安裝聯(lián)接示意圖附圖3是本發(fā)明型的測距器(探頭盒)安裝示意圖附圖4是本發(fā)明型的測距器(探頭盒)之汽車尾部超聲波速空間搜索目標(biāo)覆蓋范圍示意圖附圖2中1)汽車電瓶2)汽車后視儀主機(jī)，其安裝在汽車儀表盤上面，駕駛員正前方，主機(jī)之電源線插入汽車點(diǎn)煙器插座(若無點(diǎn)煙器可接入汽車電瓶輸出端)，即可供電。3)測距器包括發(fā)射、接收、鏡頭。本發(fā)明型之兩種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)第一種是兩個測距盒分別安裝于汽車尾部左、右兩邊，中一個內(nèi)裝有發(fā)射頭、接收頭和CCD鏡頭，另一個內(nèi)裝僅有發(fā)射和接收頭。第二種是三個測距盒，其中兩個分別均裝有發(fā)射和接收頭，并安裝于汽車尾部左、右兩邊。而另一個裝有CCD鏡頭和遠(yuǎn)紅外發(fā)射器，安裝于汽車尾部居中間。4)、電纜，采用雙屏蔽五芯電纜線，沿汽車大梁(底盤)將駕駛室主機(jī)與車尾部測距器聯(lián)接，保證信號通路和抗干擾性能。
附圖3中，測距盒安裝尺寸要根據(jù)車型，經(jīng)調(diào)試確定之。圖中，標(biāo)稱尺寸是依據(jù)國產(chǎn)東風(fēng)車而確定的。尺寸A決定于車體尾架是否遮擋探測波束，尺寸B決定于大地對回波的反射程度。
附圖4中，測距器之超聲波束覆蓋范圍，依據(jù)國產(chǎn)東風(fēng)車安裝后(按附圖3標(biāo)稱尺寸)在車尾部形成了M(寬)×7M(長)的覆蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于解決交通安全問題的車輛防撞測距裝置-汽車后視儀。是由主機(jī)和測距器兩部分組成。其特征在于研究交通安全的突出問題，人(駕駛員)--機(jī)(汽車)系統(tǒng)在交通安全事件中的作用，而獲得本裝置的發(fā)明構(gòu)思。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的先進(jìn)電子技術(shù)有1)固體CCD攝像技術(shù)利用CCD固體元件攝得的信息經(jīng)空間取樣，形成信號經(jīng)微處理輸出視頻信號，為了保證良好的圖像質(zhì)量，我們選用日本松下公司的CA-100C型，采用自動調(diào)光圈廣角鏡頭節(jié)省了云臺掃描機(jī)構(gòu)。2)超聲技術(shù)利用壓電陶瓷傳感器，把本級振蕩器發(fā)出的脈沖列轉(zhuǎn)換為超聲波，進(jìn)行空間探索，當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，回波由接收頭再轉(zhuǎn)換為脈沖列，經(jīng)過接收設(shè)備選擇檢測出反射信號，由邏輯處理測量信號經(jīng)過路程所需時間，并計(jì)算出目標(biāo)物的距離。利用超聲技術(shù)之全制雷達(dá)裝置發(fā)射和接收設(shè)備簡單，實(shí)用可行。3)紅外技術(shù)利用紅外技術(shù)主要是在漆黑夜晚，給CCD固體攝像鏡頭，提供紅外光源，取得紅外光照范圍內(nèi)圖像信息(目標(biāo))，使汽車后視儀具有夜視功能。4)顯示技術(shù)利用電視屏幕使駕駛員直觀的觀察到車輛后面空間情況，利用數(shù)字顯示(LED數(shù)碼管)使駕駛員準(zhǔn)確知道顯示屏幕觀察目標(biāo)之實(shí)際距離。5)圖像分割技術(shù)利用圖像分割板，使顯示終端電視屏一機(jī)多用，解決了多路CCD固體攝像頭共用一個電視屏幕，僅是將畫面分成幾塊，同時進(jìn)行觀測。通常使用2路(車前和車后)或4路(車前、后、左、右)。6)報警系統(tǒng)利用聲響(喇叭)、閃光(LED發(fā)光管)將車輛運(yùn)行中的發(fā)生交通事件的危險信息警示駕駛員注意。采取有效處理措施，同時輸出一路信息控制汽車緊急剎車系統(tǒng)。7)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)系統(tǒng)將接收機(jī)截獲的信息經(jīng)過一系統(tǒng)邏輯電路，進(jìn)行加工、處理、運(yùn)算、分別控制本裝置的終端設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利技術(shù)要求1所述的汽車后視儀，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上技術(shù)處理。主機(jī)結(jié)構(gòu)是把顯示終端和全部機(jī)芯用插機(jī)柜結(jié)構(gòu)一體化。如此，結(jié)構(gòu)簡單，安裝和維修方便。測距器結(jié)構(gòu)上采用2只探頭盒分別裝入1發(fā)1收系統(tǒng)，并分別安裝于汽車后保險杠兩頭，另只探頭盒裝入CCD攝像鏡頭和2路發(fā)射，安裝于保險杠中間。采用4路發(fā)射2路接收，以保證搜索范圍?？紤]到汽車運(yùn)行的惡劣環(huán)境條件，采取了減震，抗干擾，密封等有效措施。
全文摘要
汽車后視儀是根據(jù)雷達(dá)原理制作的車輛防撞測距裝置，采用電子CCD攝像技術(shù)、超聲技術(shù)、微處理技術(shù)、紅外技術(shù)(夜視功能板)，探測車后(前)一定距離內(nèi)的物體。向駕駛員發(fā)出電視圖像顯示、數(shù)字距離顯示和聲響、閃光報警指示，使汽車具有“后視”功能。
文檔編號G01S15/08GK1108765SQ9311843
公開日1995年9月20日 申請日期1993年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月4日
發(fā)明者竇舜臣, 竇偉 申請人:竇舜臣, 竇偉