专利名称：汽车后视仪的制作方法
汽车后视仪应用雷达测距和固体摄像器件探测车后一定距离内的物体，向驾驶员显示车后图像、物体距离信息，以及发出声响、闪光报警指示。使汽车具有“后视”功能，它适用于各种机动车辆，特别是后视条体不佳的载重汽车、货柜车、各种工程专用车辆及大型客车等，是汽车必不可少的安全装置。
一.产品结构本产品主要由主机和测距器两大部份组成。
主机包括数据处理系统，电视屏图像显示和LED数码管距离显示，以及声响(喇叭)、闪光(LED发光管)报警系统。主机柜安装在汽车驾驶室内仪表盘上面。
测距器包括固体摄像系统、超声发射和接收装置、红外夜视板等装入三个探头盒内，分别安装在汽车尾部保险杠下面。本装置开机工作时，就会在车后形成一定距离的扇形扫描(探索)区域。
二.技术指标1.镜头自动光圈广角镜头2.解象度380线3.最低照度OLUX4.电视屏4.5英寸黑白显象管5.供电电源DC 12V 1A(汽油车)DC 24V 1A(柴油车)6.功率13W7.工作环境温度-20℃-50℃8.工作环境湿度≤90℃(40℃时)9.距离显示图象显示＞20M数码显示0-7M
10.报警指示
11.尺寸主机140(H)＊180(L)＊160(W)测距器50(H)＊190(L)＊60(W)12.重量3KG三.工作原理请参考说明书附
图1方框图。
由镜头(LENS)射入的光像经光学低通滤色镜和红外线切除滤色镜在CCD成象板上成像，形成的图像作光电变换后，由推动脉冲输送到CCD输出级。CCD的输出信号经微处理器的信号分离电路，将信号(数据)进行取样保持。并经信息处理电路处理后形成所必须的各种信号，分送到各控制电路。其中主要形成的视频信号输送到视频放大电路，得到的视频图象信号足以使显象管满幅调制所需要的幅度。经视频输出级输送到显象管上。
由视频放大器输入端取出的视频信号，输送到同步分离电路从视频全视信号中分离出行、埸同步信号。并经同步信号放大后分两路输出。一路经积分电路除去行成份，作为埸触发信号输送到埸扫描电路，以形成具有良好线性，足够幅度的锯齿电流，输送到埸偏转线圈;另一路经AFC鉴相器进行频率或相位调正，比较后形成的电压，经积分电路去掉脉冲干扰影响，输入行扫描电路，形成具有良好的线性，足够幅度的锯齿波电流，输送到偏转线圈。同时，经行输出变压器，高压、中压整流电路，供给显象管阳极，高压加速极，聚焦极中压。以及视频输出级所需的电压。
测距系统发射机振荡器是一个工作于40KC的多稳电路。它由一个置位/复位双稳触发电路的输出所控制，通过调谐电路将工作频率调至最佳范围(与发射头频响相对应)。双稳态电路的“置位”输入由一低频脉冲发生器产生。置位时，双稳态电路输出一门信号(短脉冲)，控制振荡器发出一系列输出脉冲，计数电路对输出脉冲计数，而在第N个脉冲(级数N予先设置)，开始工作时就使双稳态电路复位。如此，发射器工作时，每秒钟就有好几串是每串N个输出脉冲，而计数器电路在一串信号之后就发出一个复位脉冲。
接收机在接收到回波信号，经三级放大电路，输入选频电路(陶瓷滤波器)，从杂波信号中分检出回波信号。选频电路之后是史密特触发电路，它能发出与逻辑兼容的输出信号，信号输送到计数电路，它在接收到来自发射机的一组几个脉冲后就会发出一个复位脉冲。
为了使发射机计数电路和接收机计数电路产生的两个复位脉冲转换为所要求的单个输出脉冲，就设计了一个置位/复位触发电路，它被来自发射机的脉冲置位，而再被来自接收机的脉冲复位。
发射机计数电路对测量逻辑电路提供一个复位脉冲，而接收机在收到相同数目的脉冲后计数电路也对测量逻辑电路提供信号脉冲，并把两信号转换成一个输出脉冲，其时间等于两个信号相隔的时间。以其输出脉冲作为距离判别电路计数器的门脉冲，控制距离显示电路。输送到LED数码管以显示距离。
同样，把输出电压输送到报警判别电路，进行分档报警，由红、黄、绿三种颜色的LED发光管闪光报警;同样，把输出电压加到报警判别电路触发器，触发音频振荡电路，进行声响报警。
四.状况、特征和功能1.状况众所周知，交通安全问题是一个世界性的大问题，全世界因交通事故死亡每年约有50万人，而我国每6起交通事故就有一人死亡。尤其是近几年，我国汽车数量增长很快，而道路安全设施及管理都跟不上，交通安全问题就更为突出一些。
交通事故从技术方面分析，事故产生由三种基本因素决定一是汽车与物体距离，二是汽车相对速度，三是人-机系统在事件中的反映时间。由于汽车行驶过程中所处的环境状态十分复杂，瞬息万变，却都要由驾驶员连续不断地接收汽车内外的各种信息，随时判断和完成各种动作。而驾驶员在驾驶室内限制了他的视野开阔，除小轿车外其他车辆几乎无法后视(两侧后视镜范围很小)，这就直接影响到驾驶员，及时发现情况，而恰恰交通事故基本因素中反映时间是造成汽车事故最复杂，占比例最高的因素，这就是发明汽车后视仪的构思之一。
其次，纵观国内外解决汽车安全的现状。国内对汽车机电一体化产品的研究刚刚起步，没有实质性的技术突破，风行一时的“倒车…请注意”语言芯片，无能为力，只能增加城市噪音公害，而国外一些公司和研究部门先后研制了多种防撞雷达(如美国拉希德公司，西德戴姆勒本茨公司和汽车雷达安全系统股份有限公司等研制的Ka、X和Cm波段全制雷达以及日本尼桑公司脉冲多卜勒雷达)，均对汽车安全装置的发展起到了促进作用。但是，由于汽车行驶中所处的复杂环境，使国外当前研制的这些雷达防撞系统的应用范围受到了一定的限制。另外，系统功能可靠性、经济性等问题，使这些装置未能得到广泛的应用。
2.特征本发明汽车后视仪构思主要是强调人的因素，发挥驾驶员的主观能动作用。汽车还是要靠人来驾驶之。本装置就是利用先进电子技术为驾驶员创造开阔的视野，发现情况的条件，报警提示司机以争取创造解决问题的时间。如此，就可以大大减少交通事故的发生。
本装置系统功能可靠，反应灵敏，抗干扰性能良好，维修安装方便，为推广应用创造了较好的条件。
3.功能①、汽车行驶过程中，通过电视屏向驾驶员提供车后的各种图像信息，发现目标情况提请司机完成各种预防动作。
②、倒车调头时，显示物体与汽车距离(数码管显示、电视屏监视)，并以声响、闪光形式告知驾驶员，使之及时采取措施，防止车辆与物体相撞。
③、汽车行驶时，后有车辆超车时，本装置报警。
④、车上有人扒车、爬车时，本装置报警。
⑤、车上有大件物品掉落时，本装置报警。
⑥、车辆之间保持安全距离，本车驾驶员通过系统具有主动权。
五.使用方法1.查实本装置供电与汽车电压相符后，把本装置电源线一端插入汽车点烟器插座，一端插入本装置电源插座。
2.汽车运行中，驾驶员可根据需要打开某部分机器(开关)工作，一般打开测距开关，距离显示器连续工作(消耗电流0.2A)，当报警时，再打开电视监视器工作(消耗电流0.8A)全面观察、监视工作。
3.在极冷环境中，发射头、接收头和镜头表面覆盖有冰、雪、霜、泥等，要清除干净。
4.检查保养时，发射头、接收头和镜头，可以用水刷洗表面，但不得用高压水龙头正面冲刷(本装置均用树脂胶密封，具有防水性能)。
六.注意事项1.本装置可根据用户要求，增加几路并联发射和接收装置，使用效果将会更好，如车箱左右上角或者车头前面。
2.本装置可根据用户要求，增加几路摄像多方向监控。此时，仅需增加图像分割功能板，即可将电视屏画面分为几块，而互不影响各镜头监视效果。
3.本装置设计有电视线路，根据客户要求安装高频头、中放和伴音通道。如此，驾驶员休息时收视电视图像(作电视机用)，但在行驶过程中严禁使用。
本装置主要目的是努力解决汽车安全问题。因此，本装置通用型机没有安装电视程序(留作空位)，此时电视屏作监视器用。
七、说明下面结合附图和实施例对本发明型进一步说明附图1是本发明型的电原理方框图附图2是本发明型的实施系统安装联接示意图附图3是本发明型的测距器(探头盒)安装示意图附图4是本发明型的测距器(探头盒)之汽车尾部超声波速空间搜索目标覆盖范围示意图附图2中1)汽车电瓶2)汽车后视仪主机，其安装在汽车仪表盘上面，驾驶员正前方，主机之电源线插入汽车点烟器插座(若无点烟器可接入汽车电瓶输出端)，即可供电。3)测距器包括发射、接收、镜头。本发明型之两种设计结构第一种是两个测距盒分别安装于汽车尾部左、右两边，中一个内装有发射头、接收头和CCD镜头，另一个内装仅有发射和接收头。第二种是三个测距盒，其中两个分别均装有发射和接收头，并安装于汽车尾部左、右两边。而另一个装有CCD镜头和远红外发射器，安装于汽车尾部居中间。4)、电缆，采用双屏蔽五芯电缆线，沿汽车大梁(底盘)将驾驶室主机与车尾部测距器联接，保证信号通路和抗干扰性能。
附图3中，测距盒安装尺寸要根据车型，经调试确定之。图中，标称尺寸是依据国产东风车而确定的。尺寸A决定于车体尾架是否遮挡探测波束，尺寸B决定于大地对回波的反射程度。
附图4中，测距器之超声波束覆盖范围，依据国产东风车安装后(按附图3标称尺寸)在车尾部形成了M(宽)×7M(长)的覆盖范围。
权利要求
1.一种用于解决交通安全问题的车辆防撞测距装置-汽车后视仪。是由主机和测距器两部分组成。其特征在于研究交通安全的突出问题，人(驾驶员)--机(汽车)系统在交通安全事件中的作用，而获得本装置的发明构思。
2.根据权利要求所述的先进电子技术有1)固体CCD摄像技术利用CCD固体元件摄得的信息经空间取样，形成信号经微处理输出视频信号，为了保证良好的图像质量，我们选用日本松下公司的CA-100C型，采用自动调光圈广角镜头节省了云台扫描机构。2)超声技术利用压电陶瓷传感器，把本级振荡器发出的脉冲列转换为超声波，进行空间探索，当发现目标，回波由接收头再转换为脉冲列，经过接收设备选择检测出反射信号，由逻辑处理测量信号经过路程所需时间，并计算出目标物的距离。利用超声技术之全制雷达装置发射和接收设备简单，实用可行。3)红外技术利用红外技术主要是在漆黑夜晚，给CCD固体摄像镜头，提供红外光源，取得红外光照范围内图像信息(目标)，使汽车后视仪具有夜视功能。4)显示技术利用电视屏幕使驾驶员直观的观察到车辆后面空间情况，利用数字显示(LED数码管)使驾驶员准确知道显示屏幕观察目标之实际距离。5)图像分割技术利用图像分割板，使显示终端电视屏一机多用，解决了多路CCD固体摄像头共用一个电视屏幕，仅是将画面分成几块，同时进行观测。通常使用2路(车前和车后)或4路(车前、后、左、右)。6)报警系统利用声响(喇叭)、闪光(LED发光管)将车辆运行中的发生交通事件的危险信息警示驾驶员注意。采取有效处理措施，同时输出一路信息控制汽车紧急刹车系统。7)数据处理系统利用数据系统将接收机截获的信息经过一系统逻辑电路，进行加工、处理、运算、分别控制本装置的终端设备。
3.根据权利技术要求1所述的汽车后视仪，其结构设计上技术处理。主机结构是把显示终端和全部机芯用插机柜结构一体化。如此，结构简单，安装和维修方便。测距器结构上采用2只探头盒分别装入1发1收系统，并分别安装于汽车后保险杠两头，另只探头盒装入CCD摄像镜头和2路发射，安装于保险杠中间。采用4路发射2路接收，以保证搜索范围。考虑到汽车运行的恶劣环境条件，采取了减震，抗干扰，密封等有效措施。
全文摘要
汽车后视仪是根据雷达原理制作的车辆防撞测距装置，采用电子CCD摄像技术、超声技术、微处理技术、红外技术(夜视功能板)，探测车后(前)一定距离内的物体。向驾驶员发出电视图像显示、数字距离显示和声响、闪光报警指示，使汽车具有“后视”功能。
文档编号G01S15/08GK1108765SQ9311843
公开日1995年9月20日 申请日期1993年10月4日 优先权日1993年10月4日
发明者窦舜臣, 窦伟 申请人:窦舜臣, 窦伟