專利名稱：行車及汽車停泊可視安全輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種行車及汽車停泊可視安全輔助裝置，它屬于一種電子警示裝置，特別是用于防止汽車發(fā)生意外碰撞的電子警示裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種行車及汽車停泊可視安全輔助裝置，它包括一個主機控制盒，一個供電電源，一組超聲波感應(yīng)器，一個紅外攝像頭和一個液晶顯示器，在所述的主機控制盒中設(shè)有主控制電路和顯示器控制電路，所述的液晶顯示器為TFT液晶顯示器；TFT顯示器由TFT顯示器控制電路及TFT顯示屏組成，由傳輸線J2連接到主機控制盒；所述的紅外攝像頭由傳輸線J5連接到TFT顯示器控制電路。所述的主控制電路其中包括a、一個由振蕩電路提供時鐘并在其P02和P27腳上定時輸出40k脈沖信號、P00和P21腳上定時輸出門電路控制信號、P24腳上輸出聲音報警信號及P20，P22，P23腳輸出TFT顯示器控制信號的中央處理器CPU1；b、一個聲音報警電路；c、一個由多個超聲波感應(yīng)器電路構(gòu)成的超聲波感應(yīng)器電路；d、一個用于同時為中央處理器CPU1、TFT顯示器及多通道超聲波感應(yīng)器電路和紅外攝像頭提供電源的電源電路。
所述的電源電路包括由可消除電源上串入的高頻諧波的電感T9、T10和保證電源流向為單向的晶體二極管D1組成的一個濾波電路，一個由兩個集成穩(wěn)壓器U7、U8及電容組成的穩(wěn)壓電路。所述的門電路控制電路由兩個多通道電子開關(guān)組成，由中央處理器CPU1的P00，P21腳上定時輸出門電路控制信號。所述的TFT顯示器控制電路包括一個由振蕩電路提供時鐘的中央處理器CPU2；一個向中央處理器CPU2的P74、P75、P76、P77腳輸入控制信號的按制控制電路；一個由中央處理器CPU2的P54、P55、P56、P57腳輸出顯示信號的LED指示電路；一個圖像顯示驅(qū)動電路；一個用于給中央處理器CPU2、復位電路、TFT顯示器電路及顯示屏提供電源的電源電路。紅外攝像頭為具有夜視功能的紅外攝像頭。
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)靈敏，可以測試的角度大，有較強的抗干擾能力，并實現(xiàn)了數(shù)字、圖像畫提示，可測試的距離較遠，可測試的距離固定的平面為2米，人體為1.2米。本實用新型可安裝在各種不同類型的車輛上，以保證車輛的行駛安全。
所述的電源電路包括由可消除電源上串入的高頻諧波的電感T9、T10和保證電源流向為單向的晶體二極管D1組成的一個濾波電路，以防止由電源反接造成對系統(tǒng)的損害，和由兩個集成穩(wěn)壓器U7、U8及電容C1、C2、C13、C14、C15、C18、C19、C20、C21組成的一個穩(wěn)壓電路組成。電感T9，T10，晶體二極管D1(1N4001)，集成穩(wěn)壓器U7(7808)、U8(78L05)，電容C1、C2、C13、C15、C18、C19、C20、C21。電源直接由汽車12V電平接入，電感T9，T10消除電源線上串入的高頻諧波，D1使電源流向是單向的，起濾波作用及保護主機免于在電源反接時被燒毀，集成穩(wěn)壓器U878L05供給CPU及CPU自帶比較器基準電壓，集成穩(wěn)壓器U77808供給超聲波感應(yīng)器放大電路、4052電子開關(guān)及集成運放放大器，C1、C2、C13、C15、C18、C19、C20、C21消除電源上的電壓波動及諧波信號。
所述的門電路控制電路包括兩個雙四通道電子開關(guān)(4052)U3，U4，電阻R34，R35，R36，R37，R38，R49，R50，R51，晶體三極管Q9，Q10，Q11，Q12。由中央處理器1的P00，P21腳上定時輸出門電路控制信號，依次選通X0，X1，X2，X3門，以讓由中央處理器1的P02，P27腳上定時輸出的40K信號依次輸出到左前方、右前方、左后方、右后方超聲波感應(yīng)器，并將對應(yīng)超聲波感應(yīng)器檢測到的信號由Y0，Y1，Y2，Y3門依次輸入到超聲波感應(yīng)器感應(yīng)器電路。
所述的超聲波感應(yīng)器電路超聲波感應(yīng)器發(fā)射與接收部分、電源電路、一級放大電路、頻率選取電路、二級放大電路、整型電路、濾波及比較電路組成。
所述的超聲波感應(yīng)器發(fā)射與接收部分晶體三極管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8(S8050)，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，R8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15，R16，R17，R18，R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32，電容C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10，高頻升壓器T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8，晶體二極管D3，D4，D5，D6，D7，D8，D9，D10，D11，D12，D13，D14，D15，D16，D17，D18。由于中央處理器1產(chǎn)生的信號是電平為5V的信號，為了能夠有更大更穩(wěn)定的發(fā)射功率及不影響CPU的正常工作，需由8V電平直接提供推動電流，故由Q1、Q2、Q3、Q4，Q5，Q6，Q7，Q8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15，R16，R25，R26，R27，R28，R29，R30，R31，R32進行電壓轉(zhuǎn)換，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10選取大電容能提供較大的瞬間高頻升壓器初級電流。電阻R17、R18、R19、R20、R21、R22，R23，R24及晶體二極管D3，D4，D5，D6，D7，D8，D9，D10，D11，D12，D13，D14，D15，D16，D17，D18使輸入到電子開關(guān)4052的電平及電流不至于對4052造成損害及使輸入到超聲波感應(yīng)器放大電路的信號電平保持在0V-0.7V以內(nèi)。同時考慮到超聲波發(fā)射及接收回路的電容效應(yīng)和通道反應(yīng)速度，通過實測在不同的環(huán)境溫度(-30℃～80℃)下，發(fā)射信號中心頻率都在41.5K與42.7K之間，故選取41.5K及42.5K兩個固定的不同頻率的脈沖發(fā)射信號可適應(yīng)不同的環(huán)境溫度，不須使用頻率掃描，如此則可以使主機有較快的反應(yīng)速度及可同時適應(yīng)不同的環(huán)境溫度(-30℃～80℃)。R1，R2，R3，R4、R5、R6，R7，R8控制超聲波感應(yīng)器接收靈敏度及超聲波感應(yīng)器停振時間，電阻越大則靈敏度越高，電阻越小則靈敏度底。但由于電阻越大，停振時間越長，會造成近距離不能檢測，通過試驗，我們選取了22K，既不讓靈敏度下降過多，同時停振時間又能被接受。通過將對應(yīng)超聲波感應(yīng)器檢測到的信號由Y0、Y1、Y2、Y3門依次輸入到超聲波感應(yīng)器，感應(yīng)器放大電路以消除級與級之間的互相干擾作用，使一個超聲波感應(yīng)器發(fā)射及接收時，不會影響另外七個超聲波感應(yīng)器。
電源電路2的組成電阻R62、R63、R64、R65、R76、R77、R78、R79，電容C31、C32、C33、C34、C35、C36、C44、C45、C46、C47、C48、C49。電阻R64、R65、R78、R79提供半電源到運算放大器(TL084)U5、U6的5、10、12腳(運算放大器正向輸入)，使運算放大器有更大的工作范圍及消除過零盲區(qū)。電容C35、C36、C48、C49消除運算放大器U5、U6的5、10、12腳上的電壓波動及諧波信號。電阻R62、R63、R76、R77及電容C31、C32、C33、C34、C44、C45、C46、C47消除8V電源上的電壓波動及諧波信號對運算放大器U5、U6的5，10，12腳的影響。
所述的一級放大電路由R52、R66、C24、C37組成。電阻R52，R66，電容C24，C37，運算放大器U5，U6的5，6，7腳組成的第一級運算放大器。運算放大器5腳提供比較器正級輸入比較電壓，取運算放大器工作電壓的一半，使運算放大器工作范圍最大。電容C24，C37起到隔離直流電平信號和消除諧波的作用，R52，R66形成負反饋回路，以免整機運行時產(chǎn)生的靜噪及環(huán)境噪音通過地線或8V電源線串入被運算放大器被放大造成誤報，同時可衰減強信號，避免強信號堵塞一級放大部分。
所述的頻率選取電路由電阻R53、R54、R55、R67、R68、R69、電容C25、C26、C38、C39和TL084的8、9、10腳組成，電容C25、C26、C38、C39、R35、R68決定了40K信號選擇性的大小。電阻R52，R66，電容C24，C37，運算放大器U5，U6的5，6，7腳組成的第一級運算放大器。運算放大器5腳提供比較器正級輸入比較電壓，取運算放大器工作電壓的一半，使運算放大器工作范圍最大。電容C24，C37起到隔離直流電平信號和消除諧波的作用，R52，R66形成負反饋回路，以免整機運行時產(chǎn)生的靜噪及環(huán)境噪音通過地線或8V電源線串入被運算放大器被放大造成誤報，同時可衰減強信號，避免強信號堵塞一級放大部分。
所述的二級放大電路由電阻R56、R61、R69、R75、電容C28、C30、C41、C43、可調(diào)電阻VR1、可調(diào)電阻VR2和運算放大器U5、U6的12，13，14腳組成。可通過調(diào)節(jié)VR1/VR2調(diào)節(jié)超聲波測靈敏度。電阻R56，R61，R70，R75，電容C28，C30，可調(diào)電阻VR1，VR2，運算放大器U5，U6的12，13，14腳組成的第三級運算放大器。運算放大器10腳提供比較器正級輸入比較電壓，取運算放大器工作電壓的一半，使運算放大器工作范圍最大，可通過調(diào)節(jié)VR1或VR2調(diào)節(jié)超聲波測靈敏度。
所述的整型電路由D19、D20、電阻R57、R58、R59、R60、R71、R72、R73、R74、電容C27、C29、C40、C42和運算放大器U5，U6的12，13，14腳組成，可將具有一定電平的40K脈沖信號轉(zhuǎn)換為直流電平。晶體二極管D19，D20，電阻R57，R58，R59，R60，R71，R72，R73，R74，電容C27，C29，C40，C42，運算放大器U5，U6的12，13，14腳組成的第四級運算放大器，晶體二極管D19，D20濾波及消除直流電平，電阻R57，R71，電容C27，C40衰減高頻信號，電阻R59，R60，R73，R74，電容C29，C42衰減底頻信號，將具有一定電平的40K信號轉(zhuǎn)換成直流電平。
所述的濾波及比較電路的組成由電阻R39，R40，R41，R42，R82，R83，電容C17，C18，C23及中央處理器1的P31，P32，P33腳組成，電阻R82，R83供了中央處理器1內(nèi)置比較器的基準電壓到P33腳，P31，P32腳輸入比較電壓。所述的濾波及比較電路具有消除高次諧波、噪音及隔離直流電平作用。
本實用新型所選用的液晶顯示器為TFT顯示器5，所述的顯示器中，所述的TFT顯示器控制電路包括一個由振蕩電路提供時鐘的中央處理器CPU2；一個向中央處理器CPU2的P74、P75、P76、P77腳輸入控制信號的按制控制電路；一個由中央處理器CPU2的P54、P55、P56、P57腳輸出顯示信號的LED指示電路；一個圖像顯示驅(qū)動電路；一個用于給中央處理器CPU2、復位電路、TFT顯示器電路及顯示屏提供電源的電源電路，它還包括一些常規(guī)的圖像顯示驅(qū)動電路、外置音頻信號，內(nèi)置音頻信號選擇電路、色度，亮度，對比度控制電路、VCD視頻信號和攝像頭視頻信號選擇電路。
所述的TFT顯示器的電源電路的組成集成穩(wěn)壓器U12(78L08)、U13(78L05)，電容C50、C51、C52、C53、C54、C55、C56、C57。集成穩(wěn)壓器U1278L05供給中央處理器2、按制控制電路、LED指示電路、圖像顯示驅(qū)動電路、外置音頻信號，內(nèi)置音頻信號選擇電路、色度，亮度，對比度控制電路、VCD視頻信號和攝像頭視頻信號選擇電路。集成穩(wěn)壓器U1378L08供給攝像頭。C50、C51、C52、C53、C54、C55、C56、C57消除電源上的電壓波動及諧波信號。
所述的TFT顯示器的按制控制電路由SW1、SW2、SW3、SW4、電阻R83、R84、R85、R86組成。按制SW1，SW2，SW3，SW4，電阻R5，R6，R7，R8。電阻R5，R6，R7，R8下拉以消除外界信號對中央處理器2口P74，P75，P76，P77的干擾。
所述的LED指示電路由電阻R87、R88、R89、R90、LED1、LED2、LED3、LED4組成，指示色度、亮度、對比度調(diào)節(jié)或外置強制使用指示。
所述的TFT顯示器的圖像驅(qū)動顯示電路由外置電源控制電路、行頻電壓轉(zhuǎn)換電路、外置視頻信號轉(zhuǎn)換電路、黑屏控制電路和一個由振蕩電路提供時鐘并在其P65、P66、P67腳上輸出紅、綠、藍三基色信號到TFT顯示屏，P61腳上輸出黑屏控制信號，P60腳上輸出外置電源控制信號，P60腳上輸出視頻信號和攝像頭視頻信號選擇控制信號，P72、P73腳上輸出色度，亮度，對比度調(diào)節(jié)控制信號的中央處理器CPU2組成。
所述的TFT顯示器圖像驅(qū)動顯示電路的外置電源控制電路的組成晶體三極管Q14，Q15.電阻R80，R81，中央處理器2的R60腳。中央處理器2根據(jù)倒車燈(連接到中央處理器2的P53腳)、P63(外置視頻信號輸入)、P74(外置強制輸入)及接口J2輸入的主機檢測到的障礙物距離信號，決定顯示外置視頻信號或紅外攝像頭視頻信號。由中央處理器2的P60腳輸出5V電平信號，通過Q14，Q15轉(zhuǎn)換為12V電平信號輸出到顯示屏電源控制端。
所述的TFT顯示器圖像驅(qū)動顯示電路的行頻電壓轉(zhuǎn)換電路的組成電阻R106、R107、R108、R109，電容C63，晶體三極管Q18、Q19。通過Q18，Q19將顯示屏輸入的行頻電壓信號放大且并不反轉(zhuǎn)電壓信號。
所述的TFT顯示器圖像驅(qū)動顯示電路的視頻信號轉(zhuǎn)換電路的組成電阻R100、R101、R102、R103、R104、R105，晶體三極管Q16、Q17。通過Q16，Q17將顯示屏輸入的外置視頻信號放大且并不反轉(zhuǎn)電壓信號。
所述的TFT顯示器圖像驅(qū)動顯示電路的黑屏控制電路的組成晶體三極管Q21，晶體二極管D21，電阻R111，R112，R113，電容C64。通過將中央處理器2的P61腳置高，將輸出到顯示屏的視頻信號(AV-OUT)關(guān)閉。
所述的TFT顯示器圖像驅(qū)動顯示電路的外置視頻信號、攝像頭視頻信號選擇電路的組成4052電子開關(guān)U10，電阻R92，R93。通過將中央處理器2的P70腳置高或置底選通外置視頻信號或攝像頭視頻信號到顯示屏。
所述的TFT顯示器的外置音頻信號，內(nèi)置音頻信號選擇電路的組成晶體三極管Q20，電阻R110，蜂鳴器BUZ1、BUZ2。當內(nèi)置音頻信號起作用時，鎖定外置音頻信號。
所述的TFT顯示器的色度，亮度，對比度控制電路的組成集成電路U11(X9241)，電阻R94，R95，R96、R97、R98、R99。中央處理器2的P72，P73腳輸出控制信號到U11，改變輸出到顯示屏的色度，亮度，對比度控制信號的電壓，以達到控制顯示屏的色度，亮度，對比度的目的。
所述的TFT顯示器的復位電路的組成電阻R91，電容C60。R91，C60組成復位電路使中央處理器2能更高地復位。
本實用新型的工作原理根據(jù)超聲波的特性頻率較高、波長較短、可以象光線一樣沿著一定方向傳播、傳播能量較為集中、在兩種不同的媒體界面上大部分能量會被反射、以及超聲波傳感器的頻率特性，可以由CPU分時產(chǎn)生兩串固定的不同頻率的脈沖信號，每串脈沖信號包含19個脈沖，推動超聲波傳感器發(fā)射驅(qū)動電路，由超聲波傳感器接收到后，經(jīng)過一級放大、頻率選取、二級放大、濾波整形后送至CPU內(nèi)置比較器，CPU經(jīng)處理后將結(jié)果送TFT顯示及聲音報警部份、并且同時打開車尾攝像頭將背景圖象信號反像與數(shù)碼圖形信號疊加至TFT顯示器顯示。
本實用新型可以通過四-八個超聲波感應(yīng)器(安裝車體前后)循環(huán)檢測，檢測信號經(jīng)高速集成運放進行選取及放大，送至中央微處理器處理，同時中央微處理器將紅外攝像機開啟，背景圖象回傳到中央微處理器進行反像運用后，將二者處理結(jié)果一并送至TFT寬屏顯示器上進行背景圖象和數(shù)碼圖形顯示，警示音進行報警提示。系統(tǒng)能準確探測障礙物距離車體的距離和方位，紅外攝像機內(nèi)置夜視功能及TFT真彩顯示更能方便夜間駕車使用。四-八通道能測試較大范圍障礙物，降低系統(tǒng)測試死區(qū)，紅外攝像機圖像反像技術(shù)運用更使后備駕車一目了然。超聲波感應(yīng)器均采用一體化探頭(發(fā)射、接收安裝于一體)，安裝方便，采用屏蔽線接地能最大限度降低外界環(huán)境及超聲波傳感器通過引線串入對主機形成干擾。系統(tǒng)配置了視頻、音頻信號接口，方便轉(zhuǎn)接車用音響視頻設(shè)備的輸出，本系統(tǒng)的TFT顯示器可作為音頻、視頻輸出的終端設(shè)備。在使用車用音響設(shè)備時，為了確保駕駛員的行車安全，系統(tǒng)采用人工智能技術(shù)，有障礙物在檢測區(qū)域范圍內(nèi)系統(tǒng)自動切換主機于報警狀態(tài)，警示駕駛員。當障礙物遠離車體不在檢測范圍時，系統(tǒng)自動切換成原有的音響視頻設(shè)備的輸出，方便駕駛員。當駕駛員進行倒車行駛時，系統(tǒng)也將自動切換主機于報警狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種行車及汽車停泊可視安全輔助裝置，它包括一個主機控制盒(1)，一個供電電源(3)，一組超聲波感應(yīng)器(2)，一個紅外攝像頭(4)和一個液晶顯示器(5)，在所述的主機控制盒(1)中設(shè)有主控制電路和顯示器控制電路，其特征在于所述的液晶顯示器為TFT液晶顯示器；TFT顯示器由TFT顯示器控制電路及TFT顯示屏組成，由傳輸線J2連接到主機控制盒(1)；所述的紅外攝像頭由傳輸線J5連接到TFT顯示器控制電路。所述的主控制電路其中包括a、一個由振蕩電路提供時鐘并在其P02和P27腳上定時輸出40k脈沖信號、P00和P21腳上定時輸出門電路控制信號、P24腳上輸出聲音報警信號及P20，P22，P23腳輸出TFT顯示器控制信號的中央處理器CPU1；b、一個聲音報警電路；c、一個由多個超聲波感應(yīng)器電路構(gòu)成的超聲波感應(yīng)器電路；d、一個用于同時為中央處理器CPU1、TFT顯示器(3)及多通道超聲波感應(yīng)器電路和紅外攝像頭(4)提供電源的電源電路。
2.如權(quán)利要求1中所述的行車及汽車停泊可視安全輔助裝置，其特征在于所述的電源電路包括由可消除電源上串入的高頻諧波的電感T9、T10和保證電源流向為單向的晶體二極管D1組成的一個濾波電路，一個由兩個集成穩(wěn)壓器U7、U8及電容組成的穩(wěn)壓電路。
3.如權(quán)利要求1中所述的行車及汽車停泊可視安全輔助裝置，其特征在于所述的門電路控制電路由兩個多通道電子開關(guān)組成，由中央處理器CPU1的P00，P21腳上定時輸出門電路控制信號。
4.如權(quán)利要求1中所述的行車及汽車停泊可視安全輔助裝置，其特征在于所述的TFT顯示器控制電路包括一個由振蕩電路提供時鐘的中央處理器2(CPU)；一個向中央處理器CPU2的P74、P75、P76、P77腳輸入控制信號的按制控制電路；一個由中央處理器CPU2的P54、P55、P56、P57腳輸出顯示信號的LED指示電路；一個圖象顯示驅(qū)動電路；一個用于給中央處理器CPU2、復位電路、TFT顯示器電路及顯示屏提供電源的電源電路。
5.如權(quán)利要求1中所述的行車及汽車停泊可視安全輔助裝置，其特征所述的紅外攝像頭(4)為具有夜視功能的紅外攝像頭。
專利摘要一種行車及汽車停泊可視安全輔助裝置，它屬于一種車輛用可視電子警示裝置，它包括一個主機控制盒，一個供電電源，一組超聲波感應(yīng)器，一個紅外攝像頭和一個液晶顯示器，在所述的主機控制盒中設(shè)有主控制電路和顯示器控制電路，其特征在于液晶顯示器為TFT液晶顯示器；TFT顯示器由TFT顯示器控制電路及TFT顯示屏組成，由傳輸線J2連接到主機控制盒；所述的紅外攝像頭由傳輸線J5連接到TFT顯示器控制電路。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)靈敏，可以測試的角度大，有較強的抗干擾能力，并實現(xiàn)了數(shù)字、圖像畫提示，可測試的距離較遠，可測試的距離固定的平面為2米，人體為1.2米。本實用新型可安裝在各種不同類型的車輛上，以保證車輛的行駛安全。
文檔編號B60R21/01GK2538628SQ0222676
公開日2003年3月5日 申請日期2002年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月8日
發(fā)明者蘇松利 申請人:廣東三松科技實業(yè)有限公司