本发明涉及碰撞避免检测领域。本发明更具体地涉及配备有相机以及配备有用于限制检测设备的多个部件之间的干扰的装置的检测设备。
背景技术：
为了防止车辆之间、车辆与人类之间或者车辆与固定结构之间的碰撞，已知的是使车辆配备有碰撞避免检测系统。存在很多可用于提供检测的技术(雷达、无线电波、相机等)。因此，可以参考很多文献，例如，文献us7167082和us2011/0227747，所述文献公开了检测设备。取决于环境条件，每种检测技术都或多或少的适用。因此，优选的是，为检测设备配备多种技术。
相机已经变为强制性的，或至少系统性地安装在移动装备、建筑装备、物流装备或通常存在碰撞风险的情况下所涉及的任何车辆上。相机本身不能提供必要的可视性。因此，各种检测设备被分开安装，从而使安装复杂化。因此，优选的是，将相机安装在包含所有检测部件的同一个设备内部。然而，这造成了若干问题，如以下所解释的。
当图像必须对操作员立即可用时，监控摄像机需要瞬时响应时间，首先在车辆和人类的安全的情况下是这样。因此，具有瞬时响应时间的模拟摄像机优于数字相机。模拟视频信号在同一条电缆上将重现彩色或黑白图像所必要的信息与用于同步图像的信号进行组合。在这条线路上的任何形式的噪声都会影响所接收的图像的质量、图像的颜色和同步。当相机集成到包含其他模块(包括射频模块、天线、各种检测器(激光器、红外线、超声等)和电力供应单元)的较小尺寸的电子组件时，各种部件之间的干扰具有影响所接收的图像的质量以及影响各种部件的操作的风险。
发明目的
本发明目的在于将多个检测部件包括在单一较小且集成的壳体内部，以便尽可能好地满足检测事故风险的需要而同时避免各种部件之间的干扰。
因此，本发明目的在于基于全部与处理器结合的各种检测技术的集合来开发允许智能地针对碰撞风险的检测设备。
附图说明
在阅读以下参照图1和图2的具体实施方式之后，本发明的特征和优点将变得明显。
图1示意性地示出了根据本发明的壳体，所述壳体包含各种检测系统和所述检测系统进行操作所必要的元件。
图2示意性地示出了根据本发明的壳体内的不同区域。
图例
(1)壳体
(2)相机模块
(3)rf模块
(4)包括附加传感器的检测模块
(5)osd模块
(6)cpu模块
(7)电力供应单元
(8)包围相机的金属区域
(9)多引脚连接器
(10)用于多引脚连接器的专用pcb
(11)降压转换器
(12)开关
(13)电容器
(14)金属壁
本发明的主要特性要素
本发明涉及一种碰撞避免检测设备，所述碰撞避免检测设备由包含第一模块的壳体和基于任何碰撞避免检测技术的第二检测模块形成，所述第一模块是优选地为模拟式的相机模块，所述壳体形成保护所述壳体的内部免受来自外部的电磁干扰，所述相机模块进一步定位在其自身的所述壳体内部的金属壳中，以便保护所述相机模块免受内部的电磁干扰。
根据本发明的特定模式，所述检测设备包括以下特征的至少一个或适当组合：
-所述壳体的体积小于1.7dm3、优选地小于1.2dm3、并且更优选地小于1dm3；
-所述壳体包含电力供应单元；
-所述第二模块是射频检测模块；
-所述壳体进一步包含第三检测模块，所述第三检测模块包含一个或多个传感器；
-所述壳体还包含：osd模块，使得有可能操纵来自所述相机的图像以便向其添加文本消息；以及cpu模块，管理来自所述模块的所有数据；
-所述电力供应单元通过所述相机模块的所述金属壳、并且可选地通过一个或多个金属壁而与所述第二模块分开；
-所述电力供应单元还通过所述相机模块的所述金属壳、并且可选地通过所述(多个)壁而与所述osd模块并且与所述cpu模块分开；
-所述cpu模块定位在所述osd模块与所述第二模块之间，以便限制所述osd模块与所述第二模块之间的干扰；
-所述电力供应单元采用多相来设计，优选地具有4+1相，每一相独立于配备有滤波装置的输出端，所述滤波装置用于在输出端处将噪声限制为小于50mv、并且优选地为小于30mv的值；
-一个相旨在专门管理向所述壳体的电力供应，并且包括开关和具有大于90μf、并且优选地大于100μf的电容的电容器，以便在所述相的输出端处限制噪声；
-另一个相为每个模块提供独立的电力供应；
-电力线路与数据和信号传输线路相互垂直和/或间隔开，以便避免这些线路之间的感应现象；
-数据和信号传输线路以及电力线路分别定位在所述相机模块的所述金属壳的任一侧上。
本发明还涉及一种包括如上所描述的检测设备的车辆。
具体实施方式
根据本发明的检测设备包含集成在同一个较小壳体内的多个部件。较小被理解为意指具有小于1.7dm3、优选地小于1.2dm3、并且甚至更优选地小于1dm3的体积的壳体。例如，这三个尺寸具有200mm宽、100mm高和60mm深的数量级。
根据本发明，检测设备形成了单一壳体，所述壳体在其内部具有模块化设计，在所述模块化设计中，每个模块执行某一功能。如进一步解释的，所述模块被保护免受外部电磁干扰并且被安排在壳体内，其方式为能够限制模块之间的干扰。还特别注意的是壳体的电力供应单元以及其部件，仍是出于限制易于影响模块的操作和信号的质量的干扰和噪声的目的。
在图1中可见的壳体1包含形成相机模块2的第一检测部件，所述第一检测部件是相机、并且优选地模拟相机。这种模块结合相机、其电路、以及可能地实现夜视的led。
壳体1还包含基于雷达、射频(rf)、超声、微型激光和红外识别等技术的至少一个第二检测部件。所述第二部件优选地基于rf检测技术，并且形成包括天线的rf模块3。
相机模块和rf模块是提供基础碰撞避免检测的这两种模块。此外，所述设备可以可选地配备有被一起分组到通常被称为检测模块4的一个或多个模块内部的附加检测部件。这个或这些(多个)可选模块可以包含以下传感器或发射器的一者或多者：
o人员检测器，
o运动传感器，
o速度传感器，
o倾斜传感器，
o温度传感器，
o倒车警报，
o车辆启动警报，
o等。
壳体1包含向各种模块供应电力的电力供应单元7，并且包含旨在用于分析来自所有检测部件的数据的处理器6，被称为cpu模块。
此外，壳体可以配备有osd(荧幕显示)模块5，所述模块使得有可能当设备检测到事故风险时操纵来自相机的图像以便向其添加文本消息，例如，alarm。将osd模块定位在壳体内部使得有可能避免任何外部电路和检测设备与视频监视器之间的过度通信。所述壳体还可以可选地包含用于无线传输视频信号的rf传输模块，并且这种模块(未示出)可以直接集成到osd模块或集成到单独的模块中。
为了将整个壳体与外部em场隔离，壳体或者完全由金属制成，或者其表面被金属化以便充当法拉第笼。此外，对来自其他模块和来自电力供应单元的干扰特别敏感的相机模块2被完全安装在其自身封闭且隔离的金属区域8中，在壳体内部形成金属化模块。因此，相机、相机的电路和led(如果存在的话)被组装在壳体1内部的壳体8中。
优选地，所有的模块和电力供应单元也被以特定的方式安排在壳体1内部以便限制干扰。在图2中，壳体1被示意性地划分成三个区域a、b和c。区域a包含对噪声特别敏感的模块(即，rf模块3)、cpu模块6和osd模块5。定位在区域a与区域c之间的区域b包含形成法拉第笼的相机模块2。取决于布局以及壳体的尺寸，一个或多个金属屏幕14可以可选地被定位以便界定区域a与区域c。区域c包含电力供应单元7以及对电噪声和对干扰较不敏感的元件，即，所展示的示例中的检测模块4。此区域c包含电力供应单元，所述电力供应单元特别关键，因为其生成大量噪声。因此，所述电力供应单元被定位为尽可能远离区域a，其中，区域b的金属笼在这两者之间形成屏幕。在区域a内部，为了限制osd模块与rf模块之间的干扰，优选地，将cpu模块定位在这两个模块之间。因此，osd模块更接近外金属盖，并且因此封闭良好以便保护视频信号并且避免干扰组件的敏感部分。作为替代方案，osd模块可以被设计成完全独立的模块，所述模块在普通壳体内部的其自身的壳体中被隔离，所述壳体由金属制成或涂覆有电环氧树脂，并且然后被金属层屏蔽。总结关于各个区域的布局，将规定，在图2中，区域a和区域c分别定位于左侧和右侧，但只要区域b插在区域a与c之间，就可以设想任何配置。
除了壳体和相机模块的金属屏蔽，以及将壳体内部的特定分组在一起的模块之外，各种部件的电磁隔离可以通过采用以下各项规定中的一项或多项来增强：
-模块中的一个或多个(除了相机模块之外)包括用于提供良好感应隔离的无源铜层。
-信号路由线路优选地被屏蔽。
-传输线路和电力线路优选地相互垂直以便不对附近线路的感应产生影响。为此，壳体1包含单一多引脚连接器9，所述多引脚连接器包括视频传输线路和安装在专用pcb10(见图1)上的高压输入线路，pcb迹线使得有可能相较于焊接线路更好地控制线路的方向。因此，视频传输线路被定向成垂直于电力线路，以便避免直接感应。还可以设想，图2中用虚线示意性描绘的传输线路定位在与电力供应单元和电力线路相反的一侧上(如用虚线所示意性描绘的)。还可以设想，将垂直线路和间隔开的线路结合。此外，可以设想，分别针对电力线路和传输线路使用两个单独的连接器。
-噪声在噪声源点的每一个处使用滤波器或用于处理信号的电路来消除，以便避免噪声从所述源传播，因为每个噪声源都产生其自身的独特效应。具体地，如果噪声在其源处没有被处理，则即使不是不可能，但在目的地处清洁信号也变得困难。因此，在每个数据信号、视频信号、rf信号和电源输出端处提供滤波和/或独立的校正电路，而不是仅提供一次，以便根据特定于模块的每种风险来实现针对性的校正/滤波，并且以便在每个模块的输入端仅处理干净的线路并且为每个模块提供干净的输出。因此，避免了噪声和失真的累积。
-根据本发明，还确保的是所有电路都闭合，以便限制感应损失。为此，所有传输线路和所有高速线路被终止。高速迹线具有具有电阻器或铁氧体点的封端以产生闭合电路。
仍出于减小噪声的目的，特别注意电力供应单元7，其产生易于干扰视频信号和rf模块的非常强的电磁脉冲。如已经提到的，因此，所述电力供应单元被定位为尽可能地远离用于处理视频图像的电路，即，远离osd模块5并且远离rf视频信号传输模块(如果其存在的话)。此外，为了限制由电力供应单元引起的噪声并且为了提供干净和稳定的电力供应，电力供应单元采用多相来设计，每个相是独立的，具有经由用于在每个相处清洁输出的滤波或保护电路系统的单一输出。优选地，电力供应单元设计有4+1(中性)相。
第一相专门管理电力供应。这个相特别关键，因为其包括产生em脉冲的两个部件，所述em脉冲相对强大并且因此易于在壳体内部以及在相机处，或甚至在所有电路和各种检测器处引起噪声。这两个部件是开关12和伴随开关的电容器13。应当注意的是，根据本发明的检测设备被设计用于工业。这意味着取决于车辆的类型，较小的壳体应该能够承受高电流和范围从10伏特至11伏特到60伏特的输入电压。为了产生稳定的电源，电力供应单元使用降压转换器11，所述降压转换器从在9v与60v之间变化的外部源中产生8v。因此，当电容器13每秒若干次接通和断开电流时和在通常接通期间，在输入端处在开关12和所述电容器上产生最大电应力。为了减少壳体内部的干扰，这些部件正好位于壳体的外部连接器9旁边，从而使得有可能限制内部的线路长度。此外，这些部件被隔离并且安装在pcb上其自身的部分。如上面已经提到的，这些部件位于与用于处理视频图像的电路相反的一侧，并且通过包含相机的金属单元与所述电路分开。此外，为了减少噪声发射电气变化的传播，使用大电容器13，使得通过开关的所累积电流尽可能地保持存储，或甚至完全与主传输线路隔离，因为电容器变成了唯一输出源。这种设计是新颖的，并且输入电容器的规格远超过设计规格，以便确保在输出端处的持续的电力供应，并且将开关与设备的其余部分完全隔离。为此，电容器的电容至少是90μf，并且优选地为100μf的数量级。因此，在第一相中，可能针对8v的恒定输出电压而将输出端处的噪声限制为小于50mv的值。输出是单一的并且在下一个相中产生。
第二相和第三相用于在使用时调节各种电压、滤波器、保护机制和内部电池充电器。更确切地说，在第二相中，控制器管理对内部电力网络和电池充电器(如果存在这些中的一个的话)的需要。输出被滤波，以便将噪声限制为小于30mv。在第三相中，dc/dc控制器精确地调节每个模块的电压。在输出端处，电压是恒定的，与壳体内部的电力网络上负载的可能变化无关。噪声被滤波并且小于30mv，或者甚至20mv。
第四相位于每个模块中，每个模块具有其自身的传统调节器。这种相被安装在每个模块上，以便为每个模块提供根据每个模块的需要而定制的精确电压。因此，每个模块是电气独立的，并且(利用其自身的微控制器，如果有必要的话)管理其自身的信号。
综上所述，根据本发明的碰撞避免检测设备具有以下优点：
-所述碰撞避免检测设备较小，而与此同时结合了碰撞避免检测所必要的所有部件。
-所述碰撞避免检测设备的每个模块都具有rf和电隔离，而不是整个设备的单个隔离。
-rf和电隔离规定使得有可能确保各种模块的最优操作，并且保证视频信号的质量。
-每个检测部件采用具有最终电源相的封闭且隔离的模块的形式来设计，所述最终电源相是在每个模块内部的电压调节器，以便承受由网络上的总负载引起的电压变化。
-所述碰撞避免检测设备具有过大的电容量，以便在每个相处确保没有补偿的单一输出源，因为任何补偿总是包括em噪声生成的循环变化。
-电力供应单元被集成到壳体中，从而使得有可能避免将使安装变得复杂的外部电力供应单元。此外，电源的质量将受到电缆长度以及受到在车辆上所述电源周围存在的各种元件的影响。
-借助于壳体内部的抗em隔离的元件，射频检测模块的rf扫描方向能够由单独的天线的设计来控制，而没有干扰的风险。
本发明已经更具体地针对包括除了一个或多个其他检测部件之外的相机的检测系统进行了详细描述。然而，即使不存在相机，被实施用于限制干扰的装置也是可适用的。具体地，每个检测部件具有其脆弱性和敏感性，以便有效。将输入端具有不稳定高压的机器的各种输入检测线路(例如，反向信号)与均具有高度可变的电负载的rf模块、红外或激光脉冲发射器、带电池充电器的运动传感器和倾斜传感器相结合需要相同的手段来限制部件之间的干扰，因为当集成相机时，即使干扰的风险不相同，模拟视频信号也更加脆弱。
此外，本发明已经更具体地针对包括模拟相机的检测系统进行了详细描述，但是本发明还适用于数字相机，即使由于数字相机过度慢度而很少使用，当所述数字相机离各种电气系统、em场等特别近时也对噪声敏感。