专利名称：一种自主循迹的倒车辅助装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自主循迹的倒车辅助装置，该装置基于摄像和传感技术辅助驾驶员倒车及泊车，能够广泛适用于乘用车。
背景技术：
随着车辆普及率越来越高，城乡泊车空间越发紧张，对于驾驶员的倒车泊车压力也逐步增大，尤其是对新手驾驶员更是一大难题，在倒车泊车过程中发生的碰撞及伤亡事故频发。这主要是由于车厢后部视野盲区，驾驶员对距离判断不准确以及方向盘转角控制不精确造成的，而现有的倒车辅助系统由于视野局限，盲区未能全部消除以及没有更加直观可靠的引导驾驶功能，未能完全解决上述难题。
发明内容针对现有的倒车系统功能不完善及实施手段的不全面，本实用新型的目的在于，提供一种新型的自主循迹倒车辅助装置，该装置能够在乘用车进行倒挡操作时实现对车辆的全景无死角监控，周围环境及障碍物的合理规避和距离提示，从而为驾驶员提供最合理的方向盘方向的角度控制，实现多功能辅助倒车泊车。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术方案得以实现一种自主循迹的倒车辅助装置，包括转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组、ECU、启动开关和电源模块，其中，所述电源模块的输出端通过启动开关分别连接转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组和ECU，所述转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组的输出端分别与ECU相连接，ECU的输出端与显示屏相连接。本实用新型还包括如下其他技术特征所述ECU 采用 Freescale 9S12DG128 单片机。所述转向盘转角传感器采用BOSCH公司生产的LWS 3系列各向异性磁阻转向盘转角传感器。所述测距传感器组包括四个测距传感器。所述测距传感器采用鹰格一SNC200系列超声波测距传感器。所述车载摄像头组包括四个车载摄像头。所述车载摄像头采用卡式高清车载超广角摄像头。所述电源模块利用车载蓄电池。所述显示屏采用TFT-1XD显示器。本实用新型的自主循迹辅助倒车装置，具有以下优点I)能够实现车辆倒车泊车时所处环境的全景监测，以第三视角显示更有利于驾驶员判断及操纵车辆；2)传感器类别及对所处环境障碍物感知全面，精确灵敏，能够做到障碍物规避有效及测距准确；[0018]3)能够实现车辆转向盘转角对车辆实时状态影响和理想倒车泊车路线的对比显示，有利于驾驶员及时纠正车辆姿态；4)装置采用单片机作为E⑶(电子控制中心)，可实现功能的进一步拓展，技术成熟可靠，工作稳定，体积小，安装方便；5)装置中各元器件均广泛来源于市场普及产品，利用率高，价格低廉，有利于大规模推广和具有明显经济效益；6)装置工作环境范围广，能够适用雨雪，灰尘，高低温等恶劣天气状况，很好地降低了工作限制和有利于全天候全时效工作。
图1为本实用新型的结构框图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
本实用新型的设计思路是基于转向盘转角传感器对驾驶员操作的监控，由车辆姿态做出路线预测，由测距传感器组和车载摄像头组对车辆所处环境进行全景监测、障碍物探知及距离测量。由上述传感器组输出可用信号至以单片机为ECU的控制中心，实现A/D转换及执行内置程序，从而实现对全景画面的合并，障碍物距离测量，实时路线和理想路线对比，最后与显示屏相连接，由显示屏显示供驾驶员摄取信息及实现预想辅助倒车功能。参见图1，本实用新型的自主循迹的辅助倒车装置，包括转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组、ECU、启动开关和电源模块。其中，所述电源模块的输出端通过启动开关分别连接转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组和ECU，所述转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组的输出端分别与ECU (单片机)相连接，ECU的输出端与显示屏相连接。转向盘转角传感器、测距传感器组和车载摄像头组分别测量得到的转向盘转角信号、障碍物探知信号、障碍物距离信号、车辆所处环境画面信号通过信号处理、模数转化及增益调制后成为可用信号，可用信号输出至ECU(单片机)，由ECU执行内置程序进行决策并通过显示屏显示。显示屏显示驾驶员需摄取的车辆所处环境画面，实施路线和理想路线对t匕，实现预想的辅助倒车功能。转向盘转角传感器用来测量转向盘转角。本实施例中采用各向异性磁阻转向盘转角传感器，BOSCH公司生产的LWS 3系列，用于测量角度和转速的非接触式传感器。转向盘转角传感器安装在汽车转向盘的转向管柱上，转向管柱的转动量反映转向盘转动量，传感器测得模拟信号有由A/D转换为单片机可用信号，根据程序运行得出车辆的转向轮转角和实时姿态，并绘制出实际车辆倒车路线。测距传感器组测距传感器组包括4个测距传感器，分别安装在两侧车身B柱位置和车厢后部的两侧，对车辆四周所处环境进行障碍物探测及与车辆的距离测量，根据超声波反射及多普勒效应可得出倒车泊车理想路线及相应距离标尺的可用信号，并输出至单片机。本实施例中测距传感器采用鹰格一SNC200系列超声波测距传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应，广泛应用于工业及医学领域，尤其适用于智能运动机器的防撞避障。本系列传感器主要工作性能参数如下最大量程15m盲区〈0. 5m ;工作频率20KHz 43. OKHz ;输出信号4 20mA, RS-485/232 ;最大负载阻抗300 Ω ;最小显示分辨率Imm ;精度±0. 3 % X量程；工作温度一 10°C 60°C ;工作压力常压；显示四位八段0. 5英寸LED ;外形尺寸Φ83ΧΜ64Χ 122 ;数码管键盘三位轻触A. B. C键；进线电缆1. 5m ;工作电压DC12 — 24V ；功耗〈1. 5W ;安装方式螺纹M64X1. 5。该超声波测距传感器采用温度补偿技术，具有量程大，误差小，工作范围广的特点。车载摄像头组包括四个车载摄像头，分别安装在车厢左右A柱、车厢后部左右大灯处。用于对车辆所处四周位置进行全景摄像监控，由四个摄像头输出画面信号与单片机相连接，由单片机对画面信号进行处理后得到四个画面合并为一个360度无盲区画面，并以第三视角显示在显示屏上供驾驶员获取信息。本实施例采用卡式高清车载超广角摄像头，主要工作性能参数如下1.感光芯片CM0S 1/40V1030 或 1/30V1030 ；2.视频制式NTSC PAL ；3.有效像素:NTSC: 656 (H) *492 (V) ；4.感光面积:4. 08mmx3. 12mm ；5.清晰度 420TVlines ；6.最低照度O. OlLux ；7.梯形电子标尺功能；8.视频输出1. Ovp-p, 750hm ；9.功率消耗5W ；10.白平衡自动；11.信噪比大于 48dB;12.电子快门(N) 1/60-1/100000 (P) 1/50-1/100000 ；13.工作电压DC12V;14:工作温度-40 to+80 RH95%Max ；15.可视角度170°。主要优点有1)同步锁象、超宽角度、高灵敏度、高清晰度；2)高品质，车用标准，性能稳定，材料讲究，经久耐用；3)可以连接车载显示器、车载DVD，实现倒车后视功能；4)产品防水、防潮、防雾、防震、防电压冲击、耐高温，适应全天候工作；5)采用高感光芯片，具有微光夜视功能，可以利用汽车倒车灯发出的光线进行夜视，夜晚倒车更安全；6)带有标准的电源连接线、视频输出连接线。安装简单、使用方便。E⑶(电子控制中心)用于接收各传感器组输入的传感信号，运行内置程序，实现功能1)对转向盘转角信号的处理，实时得到车辆转角和姿态，预测车辆运行路线；2)由车载摄像头组得到的全景监控画面，合并为全景画面，并输出为第三视角画面信号在显示屏上显示；3)对测距传感器组信号的处理，得到车辆倒车泊车空间周围的障碍物分布情况以及与车辆距离探知测量，得出距离标尺，由内置程序得出理想的倒车泊车路线，并于车辆实时路线共同显示在显示屏上进行对比，随时纠正驾驶员误差操作，做到驾驶员能够根据控制器自主循迹和运算得出的理想路线顺利倒车泊车，避免碰撞事故。本实施例中ECU 采用 Freescale 9S12DG128 单片机，该 Freescale 9S12DG128 单片机采用5V供电，具有25MHZ的总线速度，主要用于工业控制领域，特别适合用在汽车电子自动化控制领域。其特点是丰富的I/O引脚和工业控制专用的通信模块。Flash容量为128KB，通信模块有SC1、SP1、IIC、CAN、J1850等。其112引脚封装的有91个I/O引脚，能够充分满足各传感器组与单片机之间的信号传递；16路10位A/D转换引脚，能够充分满足单片机的输出指令与显示屏间的画面信号传送。显示屏用于显示摄像头组全景监控画面，测距传感器组测得理想倒车泊车路线及距离标尺，以及转向盘转角传感信号得到的车辆实时姿态路线。[0035]本实施例中显示屏采用TFT-1XD显示器，用作汽车枕头显示和仪表板及家用监控显示连接光碟/DVD/MP5/摄像头/相机/录像机/等视频信号输出。主要性能参数视频输入vl/v2的自动切换带声音输入；视频制式PAL/NTSC制式；分辨率480X272WQVGA16:9 ;屏幕尺寸154mm (宽)x87_ (高)长宽比4:3/16:9 (可选择切换);对比度350:1 ;电源直流12V ;实测整机电流0· 25A ;消耗功率3W功耗；尺寸172mm (长)112mm (宽)x20mm(高);0SD语言:中文/英文。启动开关出于人性化及电能节约考虑，本实施例中采用手动启动模式，由驾驶员自主决定是否启动本实用新型的装置进行辅助倒车泊车。电源模块本实施例中电源模块采用车载蓄电池供电，减少装置附带元件，做到简便轻量化，并采用稳压管为所有需电元器件提供稳定工作电压。
权利要求1.一种自主循迹的倒车辅助装置，其特征在于，包括转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组、ECU、启动开关和电源模块，其中，所述电源模块的输出端通过启动开关分别连接转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组和ECU，所述转向盘转角传感器、 测距传感器组、车载摄像头组的输出端分别与ECU相连接，ECU的输出端与显示屏相连接。
2.如权利要求1所述的自主循迹的倒车辅助装置，其特征在于，所述E⑶采用 Freescale 9S12DG128 单片机。
3.如权利要求1所述的自主循迹倒车辅助装置，其特征在于，所述转向盘转角传感器采用BOSCH公司生产的LWS 3系列各向异性磁阻转向盘转角传感器。
4.如权利要求1所述的自主循迹倒车辅助装置，其特征在于，所述测距传感器组包括四个测距传感器。
5.如权利要求4所述的自主循迹倒车辅助装置，其特征在于，所述测距传感器采用鹰格一SNC200系列超声波测距传感器。
6.如权利要求1所述的自主循迹倒车辅助装置，其特征在于，所述车载摄像头组包括四个车载摄像头。
7.如权利要求6所述的自主循迹倒车辅助装置，其特征在于，所述车载摄像头采用卡式高清车载超广角摄像头。
8.如权利要求1所述的自主循迹倒车辅助装置，其特征在于，所述电源模块利用车载蓄电池。
9.如权利要求1所述的自主循迹倒车辅助装置，其特征在于，所述显示屏采用TFT-LCD显示器。
专利摘要本实用新型公开了一种自主循迹的倒车辅助装置，包括转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组、ECU、启动开关和电源模块，其中，所述电源模块的输出端通过启动开关分别连接转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组和ECU，所述转向盘转角传感器、测距传感器组、车载摄像头组的输出端分别与ECU相连接，ECU的输出端与显示屏相连接。提供一种新型的自主循迹辅助倒车装置，该装置能够在乘用车进行倒挡操作时实现对车辆的全景无死角监控，周围环境及障碍物的合理规避和距离提示，从而为驾驶员提供最合理的方向盘方向的角度控制，实现多功能辅助倒车泊车。
文档编号B60R1/00GK202847557SQ20122046141
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者王白侠, 朴轩霆 申请人:长安大学