专利名称：车辆用智能超声测距仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测距或导航中的距离，水准或方位的测理，确切的说，本实用新型是一种车辆用智能化超声测距仪。
目前现有的车辆倒车时，往往根据驾驶人员通过车内外的反光镜判断车后的障碍物，当障碍物小于车体时，或者离车体很近，往往产生错误判断，造成倒车出现事故；也有的车辆装有倒车报警器，这种倒车报警器是通过三个指示灯来指示车后物体的大致距离，而无法将物体的准确距离以数字方式显示出来；同时，这种报警器，因功能单一，从而无法指示出物体在车辆后的具体方位，例如是偏右、偏左，还是处于中间位置；此外这种报警器的缺陷还在于它的测距距离较近，一般限定2米之内。电路形式是以数字电路实现的，测试误差大。
为了克服上述缺点，旨在提出一种以微处理机处理测距信号，实现准确、快速和可靠的目的，特提出本实用新型。
实施本实用新型可实现下述几种功能1.本设计采用三个指示灯，分别测试车后物体的大致距离，按微处理器编程，分别指示3米、2米、1米的距离，最远的测距可达6米。
2.与指示灯指示车后物体大致距离的同时，还同时以数字形式快捷、准确的显示在数码显示器。
3.根据安装在车后保险杠上的两套探头测出并指出物体在车后的左、右方位。(是偏左、偏右还是居中)4.本设计设有紧急报警显示，当车后的物体近在0.5米之内，紧急报警的发光二极管及时显示。
5.本设计还根据测试车后物体的不同距离，控制蜂呜报警器发出急促程度不同的报警声音，以提醒驾驶人员注意。
本实用新型是这样实现上述目的，参见图1，图1为本实用新型原理框图，其中1为主机，2为左探头，3为右探头(左、右探头构成传感器)，4为发射换能器，5为接收换能器，6为超声发射电路，7为超声接收电路，8为数码显示器，9为蜂鸣报警器，10为一组发光二极管构成的指示灯，11为微处理器8749，12是障碍物体，13为左方位指示灯，14为右方位指示灯。
首先，在微处理器11的控制下，通过超声发射电路6由发射换能器4发出一束超声波信号，该信号遇障碍物12后即反射回来，被接收换能器5接收后，经接收电路7处理后送入微处理器11，微处理器11根据发射信号与接收信号的时间差，计算出与被测障碍物之间的距离，然后将该距离送至数码显示器8显示出来，并根据距离的不同控制蜂鸣报警器9发出急促程度不同的报警声；指示灯10也相应根据不同测距而分别点亮；同时，根据左、右探头2、3接收信号不同，控制显示方位的左、右指示灯13、14点亮，指示出障碍物的左右方位。
图2为主机部分原理框图，其中2－1为电源，11为微处理器，2－3为振荡电路，8为数码显示器，2－5为数码显示驱动三极管，2－6为发射驱动电路，2－7为报警声产生电路，9为蜂鸣报警器，10为发光二极管指示灯。
图3为左超声探头部分的原理线路图。其中3－1为发射运算放大器，采用HA17324组件。4为发射换能器，5为接收换能器。3－2为接收运算放大器及检波电路(由二极管和电容构成的)。 间其工作原理是由主机A1来的电信号经放大器3－1放大后由发射换能器4发射出去，该信号遇到障碍物12后即发生反射，反射波由接收换能器5接收后转换成电信号，经接收运放3－2放大后再由检皮二极管和电容整形后形成反馈信号B送至微处理器INT端。
图4为主机部分的原理线路图。现结合附图4及实施例具体阐述本实用新型线路结构。
二级与非门4093产生频率为40KHz的方波，输出至微处理机8749的T1端作为外部时间基准定时信号，8749根据该信号产生波形宽度为1ms的超声信号、脉冲间隔为50ms，由8749的P23输出至由二级三极管TR7、TR8组成发射驱动电路的基极，由集电极输出至探头部分A1端子上，另一路通过与非门和三极管TR9至探头A2端子上，遇障碍物后再经超声接收电路部分运放3－2及二极管，电容整形后形成反馈信号B输入至8749的INT输入端。微处理器8749经计算后将被测物体的距离显示在数码显示器8上(参见图2)，数码显示器的段信号接在8749的P10－P17管脚上，位选信号由8749的P25－P27提供并由数码显示三极管2－5(参见图2)驱动。与此同时，8749经管脚P00－P05驱动发光二极管指示灯10以指示出物体的大致距离，并根据指示灯10中的左、右二极管工作状态确定障碍物方位。8749的P24管脚用于控制声响报警电路2－7，根据障碍物远近程度使蜂鸣器发出急促程度不同的报警信号，以实现声光同时报警的目的。8749经管脚P06输出经与非门及TR3三极管控制二极管LED8，用以实现测试距离小于0.5米的紧急报警。主机及探头二部分的供电系统通过转换开关W－VR1将车辆内24V或者12V电源按需要转换，并通过稳压集成电路MC7805和MC7803构成输出5V和8V电源，分别为主机和探头供电。
电源系统备有二极管D，用以防止车辆内电瓶电压反接。
图5为程序示意图。
图6为主机和探头外形结构图。其中10为障碍物距离指示灯，13为左后方障碍物显示指示灯，14为右后方障碍物显示指示灯，6－1为报警显示指示灯，6－2为12V／24V电瓶电压切换开关，6－3为米／英尺显示切换开关，6－4为探头，8为障碍物距离显示。主机安装在车内反光镜上，可利用主机外壳体上的卡槽卡在反光镜上；左、右探头安装在车辆后部的保险杠上，通过电缆与主机联接。
现结合
本实用新型工作原理本机工作时，安装在汽车保险杠上的左、右方的两个探头不断向车后发射超声波信号，这时，如果车后有障碍物12，发射的超声信号会被障碍物反射回来，反射波被探头1、2接收后，主机内部的微处理机在软件的控制下根据发射波与反射波的时间差计算出车辆与障碍物体之间的距离，例如3米，则超声发射波与反射波的传输距离为2×3米，为6米，而超声波在空气中的传播速度为341m／s，因此由发射波到接收到反射波间的时间T为6m／341ms＝0.0176s。主机中的微处理器在发射信号时开始计时，直到收到反射波为止，得到计时时间T后，经计算341×T／2＝341×0.0176／2＝3米。同时微处理器将3米距离显示在图6中的10指示灯上。并根据被测距离不同，表示3、2、1的指示灯分别予以点亮。与此同时，依据障碍物在车后的方位，相应表示方位的13、14分别点亮。蜂鸣器同时发出急促程度不同的报警声。如果障碍物在车后的中央位置，则左、右指示灯同时亮。当障碍物离车体仅有0.5米的危险距离时，6－1(附图6)报警显示亮，发出报警指示。蜂鸣器也发出急促声响，实现了声光同时报警的目的。
实施本实用新型，在倒车时，可以有效地防止汽车与车后物体相撞，在行驶时，若遇有人违章扒车或爬车盗货、或车上大件物品掉落以及后方车辆准备超车，微处理机都将准确接收到信号，并向驾驶人员发出声光报警并以数字形式显示。从而根本上解决了汽车有史以来倒车全凭驾驶人员经验估计的落后方式。选用微处理机处理测距信号，使之更加精确可靠，抗干扰能力强，不受气候影响，提高了车辆行驶中的安全性和可靠性。
本实用新型，不仅用于机动车辆上，也适用于轮船行驶和离岸、靠岸。及时解决了船舶行驶及进港问题。
本实用新型技术指标探测距离最远可达6米或20英尺，可由米／英尺开关切换。
最佳探测距离2.5米以内。
发射频率40KHz。
电源12V±2V或24V±4V(可切换)。
工作电流小于300mA。
探测精度优于5％。
环境温度－20～50℃。
权利要求1.一种由一组发光二极管组成的车辆用智能化超声测距仪，其特征在于该测距仪采用数码显示器8、蜂鸣报警器9、微处理器11、振荡电路2-3、数码显示驱动三极管2-5、发射驱动级2-6、报警声产生电路2-7构成主机，由左、右二探头构成传感器二部分组成，其中振荡电路输出端与微处理器T1端连接，微处理器P23端与发射驱动级基极连接，数码显示器段信号接在微处理器P10-P17端，位选信号由微处理器P25-P27提供终数码显示驱动三极管驱动，微处理器P00-P05端与发光二极管相连接，P24端与报警声产生电路的基极连接。
2.根据权利要求1所述的车辆用智能化超声测距仪，其特征在于所述的传感器是由超声波发射电路，发射换能器及超声波接收电路，接收换能器组成，发射电路的输出端至发射换能器，接收换能器一端与接收电路输入端相连，输出端经电容及二极管整形后送入微处理器INT端。
3.根据权利要求2所述的车辆用智能化超声测距仪，其特征在于所述的发射、接收电路是由运算放大器构成。
专利摘要本实用新型涉及一种车辆用超声波测距仪，是由微处理器8749，三位数码显示器，一组发光二极管指示器，蜂鸣报警器，紧急信号输出插口等部件构成主机，由左右探头构成传感器组成一种采用微电脑技术与超声技术相结合的新型测距仪，这种测距仪不仅用指示灯显示出车辆后方障碍物的大致距离及方位，同时可将准确距离以数字形式显示出来，并可同时以急促不同的声响报警、实现声、光、数字统一的测距目的。提高了车辆行驶中的安全性和可靠性。
文档编号G01S15/00GK2135158SQ9222718
公开日1993年6月2日 申请日期1992年7月13日 优先权日1992年7月13日
发明者王岩, 刘晓军, 王国强 申请人:王国强, 刘晓军, 王岩