汽車前置影像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】汽車前置影像系統(tǒng)，屬于汽車零部件技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種低成本、易安裝的汽車前置影像系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以減小司機(jī)在駕駛時(shí)的盲區(qū)，擴(kuò)大視區(qū)，對(duì)前方視野有較大的了解，從而方便汽車行駛中位置的移動(dòng)，減小因?yàn)榇筌囎钃鯇?dǎo)致的交通事故的發(fā)生。本發(fā)明包括前視攝像頭，所述前視攝像頭設(shè)置在汽車左外側(cè)后方的翼子板中段或設(shè)置在左側(cè)后視鏡上；所述前視攝像頭分別與電源和屏幕相連接。
【專利說(shuō)明】
汽車前置影像系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于汽車零部件技術(shù)領(lǐng)域，是涉及一種行車輔助裝置，特別是涉及一種汽 車前置影像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在當(dāng)今的社會(huì)，汽車已經(jīng)成為我們生活的必需品之一，汽車的發(fā)展給我們帶來(lái)方 便，不僅提高了時(shí)間的辦事效率，還拉動(dòng)了內(nèi)需，催生了許多新的產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)了科技的革命。 同樣的，汽車的發(fā)展對(duì)人類來(lái)說(shuō)也是一大進(jìn)步，并帶來(lái)了社會(huì)的變革。但是，事物的發(fā)展是 兩面性的，有好處就有壞處。汽車的快速發(fā)展也使得我們太快的消費(fèi)了地球能源，破壞了大 氣環(huán)境，更重要的是交通事故的頻繁發(fā)生，使得許多家庭失去親人。其中，由于駕車時(shí)司機(jī) 視野被前方大車等障礙物阻擋所造成的事故層出不窮。
[0003] 在國(guó)內(nèi)外有許多人發(fā)現(xiàn)了此類問(wèn)題并在研究解決這類問(wèn)題的方法，其中包括：
[0004] (1)多攝像頭綜合系統(tǒng)
[0005] 例如福特公司新型車載影像技術(shù)，他們致力于配置多個(gè)攝像頭，然后進(jìn)行分屏顯 示，以達(dá)到360度覆蓋車身周邊視野，來(lái)提高行車的安全性。但這種方法，一是需要很高的成 本才能進(jìn)行有效的視野覆蓋，而由于360度視野，并分屏顯示，造成視野太大，反而易造成駕 駛者分神。TRW也為新款切諾基配置了前置攝像頭以提高視野，不過(guò)卻是針對(duì)汽車的倒車入 位，在汽車倒車中自動(dòng)開(kāi)啟，增加倒車時(shí)的安全性。而在國(guó)內(nèi)也有類似的技術(shù)，例如南京大 學(xué)機(jī)械工程碩士曾發(fā)表過(guò)關(guān)于"汽車全景環(huán)視系統(tǒng)的研究"的文章，核心內(nèi)容也是在車邊安 裝多個(gè)攝像頭，完成汽車周邊360度的視角并在車載顯示屏上顯示，效果與福特公司的車載 影像技術(shù)類似。
[0006] (2)智能攝像頭系統(tǒng)
[0007] 近年來(lái)，日本研發(fā)出了一種汽車智能前置攝像頭，這種前置攝像頭可以進(jìn)行自動(dòng) 分析處理識(shí)別出前方的人和障礙物，并提前發(fā)出警報(bào)，這樣可以一定程度上降低由于駕駛 人自身視野不夠?qū)拸V或收到阻礙所發(fā)生的事故，但使用反應(yīng)并不是太好，這種智能識(shí)別系 統(tǒng)一樣需要較高的成本，而許多用戶也反應(yīng)警報(bào)聲太過(guò)頻繁反而影響駕駛。國(guó)內(nèi)的恒潤(rùn)科 技公司也研發(fā)出了一套與其類似的前置攝像頭裝置，可以識(shí)別前方攝像頭視野內(nèi)的障礙物 并自動(dòng)做出警報(bào)，但也缺乏實(shí)用性與普及性。
[0008] (3)仿真系統(tǒng)
[0009] 瓦倫西亞大學(xué)也在最近研究出了一套EYES系統(tǒng)，可以讓所有司機(jī)以APP形式裝進(jìn) 智能手機(jī)和平板電腦，駕駛者把這些設(shè)備架在前擋風(fēng)玻璃，就能更全面地在屏幕上看到行 車時(shí)前方的細(xì)節(jié)，最關(guān)鍵的是提供了一種"前車視角"，加大了駕駛員的視野，這個(gè)系統(tǒng)的一 大特點(diǎn)是:設(shè)備屏幕上提供了實(shí)時(shí)路況視頻，并在駕駛過(guò)程中與前車同步接收顯示，為了實(shí) 現(xiàn)車與車間實(shí)時(shí)圖像傳輸，EYES系統(tǒng)使用了WIFI連接技術(shù)，無(wú)需使用4G移動(dòng)通訊系統(tǒng)。這樣 可以為相近的兩輛車建立點(diǎn)到點(diǎn)的連接，無(wú)需把圖像信息傳回云端后下發(fā)，讓圖像傳輸更 具實(shí)時(shí)性。但是同時(shí)也存在著一些問(wèn)題：首先，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，連接的兩輛車需同時(shí)安裝EYES的 APP，這在實(shí)際應(yīng)用中就需要考慮裝載量問(wèn)題;其次，在行駛過(guò)程中前車具有隨機(jī)性，如果要 快速建立連接，就要考慮是否需要密碼驗(yàn)證，伴隨的就是信息安全問(wèn)題;最后，是延時(shí)，要滿 足高車速條件下同步可視，對(duì)wifi模塊也提出了一定要求。數(shù)碼相機(jī)端那種還要等進(jìn)度條 的傳輸速度，顯然是不合格的。無(wú)獨(dú)有偶，不久前，三星出了一則超級(jí)卡車的新聞，提供的也 是類似功能。這輛大型拖車車頭配備了無(wú)線攝像頭，車尾貨箱安裝了四塊屏幕，可以向跟隨 的汽車顯示前方路況，便于后車改變行駛路線。相比之下，這種方案免去了連接問(wèn)題，把車 看做一個(gè)整體給出的人機(jī)交互方案。不過(guò)想要普及，仍然無(wú)法避開(kāi)裝載量和傳輸速度的問(wèn) 題。而在如今的中國(guó)，想要普及是一件極其艱難的事。國(guó)內(nèi)外還有一些研發(fā)的汽車前視系統(tǒng) 是通過(guò)聲波或紅外感應(yīng)來(lái)確定前方的障礙物，都明顯沒(méi)有攝像頭所給出的視野直觀、明確。
[0010] 縱觀現(xiàn)行階段的研究現(xiàn)狀，對(duì)汽車前置影像的分析已然很全面，優(yōu)點(diǎn)很多，對(duì)現(xiàn)行 的問(wèn)題有了很好的解決，但是仍有許多缺點(diǎn)有待提尚：
[0011] (1)首先成本高，只有高成本才能達(dá)到預(yù)先的目的，但有些商家為降低成本，制造 的系統(tǒng)不能解決現(xiàn)行的問(wèn)題，所以系統(tǒng)的實(shí)用性受到影響。價(jià)格是競(jìng)爭(zhēng)的主要手段，成本高 使得風(fēng)險(xiǎn)更大，并且因?yàn)槌杀靖咄茝V性減少，不能廣泛使用。
[0012] (2)復(fù)雜程度高，國(guó)外的許多設(shè)備需要的是精細(xì)系統(tǒng)，不方便安裝，同樣容易損壞， 并且系統(tǒng)反應(yīng)較慢，并需要多車安裝此類系統(tǒng)，普遍性差。
[0013] (3)方便性低，許多國(guó)外系統(tǒng)顯示屏較大，當(dāng)駕駛員觀看時(shí)分散了駕駛員的注意 力，發(fā)生危險(xiǎn)的情況增加;并且有些系統(tǒng)通過(guò)聲音提醒方式提醒駕駛?cè)藛T，容易打擾駕駛?cè)?員的注意力。
[0014] (4)許多系統(tǒng)都是基于倒車系統(tǒng)的研究，對(duì)于前置系統(tǒng)的專注性和針對(duì)性較低。
[0015] 現(xiàn)階段，在中國(guó)各種車輛的安全性能良莠不齊、高速道路的質(zhì)量比較差、駕駛員的 安全意識(shí)更差的條件下，最高時(shí)速120公里，也導(dǎo)致中國(guó)高速公路重大事故頻發(fā)。因此，在技 術(shù)層面以外的環(huán)境下，政府應(yīng)該致力于提高法規(guī)的健全性和駕駛員的安全意識(shí)。
[0016] 據(jù)科學(xué)測(cè)試:車速在72公里/小時(shí)，正常為1.2的視力下降至0.7;車速在100公里/ 小時(shí)，視野僅為45度，這就是"走馬觀碑"非常人所能為的緣故。駕駛?cè)苏５姆磻?yīng)時(shí)間（發(fā) 現(xiàn)物體-做出判斷-采取行動(dòng))一般約為2.5秒，因此，對(duì)于以120公里時(shí)速行駛的車輛而言， 反應(yīng)距離為=120*1000*2.5/60*60 = 83(米），如果再加上車輛制動(dòng)、慣性滑行等因素，有效 反應(yīng)距離實(shí)際要超過(guò)百米。因此，遠(yuǎn)時(shí)看不清、近時(shí)來(lái)不及，是導(dǎo)致"十次事故九次快"的根 本原因。這也解釋了美國(guó)要將高速公路的最高時(shí)速限制在88公里的原因。因?yàn)槭澜缟纤?的車輛在時(shí)速高于90公里以上時(shí)都沒(méi)有安全保障了。
[0017] 司機(jī)對(duì)前方路況的判斷在行車過(guò)程中起到了決定性的作用，而司機(jī)對(duì)路況的判斷 準(zhǔn)確性取決于其工作狀態(tài)和行車意圖。通過(guò)對(duì)發(fā)生在全國(guó)各地的多起交通事故案例進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)事故發(fā)生在前方車輛體積較大、嚴(yán)重影響司機(jī)視線的狀態(tài)下;如在市內(nèi) 行駛過(guò)程中，當(dāng)前方車輛為較大型的公交車時(shí)，后方小型車司機(jī)的視線完全被公交車車尾 擋住，處于對(duì)路況毫不知情的狀態(tài);而在一些高速路段，比如國(guó)道、省道、高速公路上行駛中 遇到前方有一些大型運(yùn)輸車隊(duì)時(shí)，后方司機(jī)的視線也完全被擋住，當(dāng)車隊(duì)較長(zhǎng)且車輛較大 時(shí)，后方司機(jī)無(wú)法看清楚車隊(duì)長(zhǎng)度以及前方路況是否適合超車，從而很難做出正確的判斷， 使得交通事故多發(fā)，為駕駛員的人身安全埋下巨大隱患。
[0018] 基于以上安全性的分析，除了在法律法規(guī)和駕駛?cè)税踩庾R(shí)上做文章，更應(yīng)該在 技術(shù)層面上予以解決，其中包括研發(fā)更結(jié)實(shí)、輕便的車身材料，開(kāi)發(fā)更加符合人因工程學(xué)的 前置影像系統(tǒng)等等。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的汽車前置影像系統(tǒng)就是人因工程學(xué)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的 一個(gè)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種低成本、易安裝的汽車前置影像系統(tǒng)， 該系統(tǒng)可以減小司機(jī)在駕駛時(shí)的盲區(qū)，擴(kuò)大視區(qū)，對(duì)前方視野有較大的了解，從而方便汽車 行駛中位置的移動(dòng)，減小因?yàn)榇筌囎钃鯇?dǎo)致的交通事故的發(fā)生。
[0020] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種汽車前置影像系統(tǒng)，包括前視 攝像頭，所述前視攝像頭設(shè)置在汽車左外側(cè)后方的翼子板中段或設(shè)置在左側(cè)后視鏡上;所 述前視攝像頭分別與電源和屏幕相連接。
[0021] 所述前視攝像頭采用型號(hào)為⑶-HD360的360°萬(wàn)向可調(diào)型夜視高清攝像頭。
[0022] 所述電源為車載電源，屏幕為車載屏幕。
[0023] 所述車載屏幕的前置影像與倒車影像的轉(zhuǎn)換電路，包括第一繼電器、第二繼電器、 第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一三極管、第二三極管、第一電阻、第 二電阻、開(kāi)關(guān)及電容；電源的正極分別與第二繼電器線圈的一端、第二二極管的負(fù)極、第一 繼電器線圈的一端、第一繼電器的中間觸點(diǎn)、第一二極管的負(fù)極及開(kāi)關(guān)的一端相連接，第二 繼電器線圈的另一端與第二二極管的正極相連后，與第二三極管的集電極相連接，第一繼 電器線圈的另一端與第一二極管的正極相連后，與第一三極管的集電極相連接;第一繼電 器的常開(kāi)觸點(diǎn)與電源的負(fù)極相連接，第二三極管的基極經(jīng)第二電阻分別與開(kāi)關(guān)的另一端、 第三二極管的負(fù)極和第四二極管的正極相連接;第一三極管的基極經(jīng)第一電阻分別與第四 二極管的負(fù)極和電容的正極相連接，電容的負(fù)極、第二三極管的發(fā)射極及第一三極管的發(fā) 射極分別與地相連接;第三二極管的正極與檔位電流相連接，第二繼電器的中間觸點(diǎn)與車 載屏幕的輸入端相連接，第二繼電器的常閉觸點(diǎn)與前視攝像頭的輸出端相連接，第二繼電 器的常開(kāi)觸點(diǎn)與后置攝像頭的輸出端相連接。
[0024]本發(fā)明的有益效果：
[0025] 本發(fā)明的汽車前置影像系統(tǒng)通過(guò)加裝前視攝像頭的方法來(lái)增加駕駛員的視野，輔 助駕駛員駕駛從而提升安全程度。本發(fā)明可以最大程度的減小司機(jī)在駕駛時(shí)的盲區(qū)，擴(kuò)大 視區(qū)，使得駕駛員對(duì)前方路況有最大程度的了解，從而做出正確的行車判斷，方便汽車行駛 中位置的移動(dòng)，減小因?yàn)榇筌囎钃鯇?dǎo)致的交通事故的發(fā)生，保證了駕駛員的人身安全，更提 高了行車效率。
[0026] 另外，本發(fā)明可以促進(jìn)前置影像的發(fā)展，使得汽車的發(fā)展更加人性化和創(chuàng)新化，使 得汽車的發(fā)展變得快速，使得行車過(guò)程變得輕松，減小了駕駛員的疲勞強(qiáng)度，也能減少因駕 駛員疲勞導(dǎo)致的交通事故的發(fā)生，也滿足了人因工程的設(shè)計(jì)。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明的汽車前置影像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明的車載屏幕的前置影像與倒車影像的轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；
[0029]圖3為人的水平視野的示意圖；
[0030] 圖4為司機(jī)的視區(qū)與盲區(qū)示意圖；
[0031] 圖5為采用現(xiàn)有技術(shù)在高速路段中司機(jī)的視區(qū)范圍示意圖；
[0032] 圖6為采用現(xiàn)有技術(shù)在市區(qū)路段中司機(jī)的視區(qū)范圍示意圖；
[0033] 圖7為采用本發(fā)明在高速路段中司機(jī)的視區(qū)范圍示意圖；
[0034] 圖8為采用本發(fā)明在市區(qū)路段中司機(jī)的視區(qū)范圍示意圖；
[0035] 圖中：1-車載電源，2-電瓶，3-前視攝像頭，4-車載屏幕。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0037]如圖3所示，人類的雙眼視區(qū)為正前方標(biāo)準(zhǔn)視線的左右62°，在這個(gè)視區(qū)內(nèi)，人們可 以進(jìn)行顏色識(shí)別、字母識(shí)別以及文字識(shí)別。當(dāng)人們只用某只眼睛進(jìn)行識(shí)別時(shí)，在相應(yīng)方向上 的視區(qū)會(huì)有所擴(kuò)大，當(dāng)然，對(duì)于習(xí)慣了雙眼視覺(jué)的人們來(lái)說(shuō)，用單眼辨別事物時(shí)需要一個(gè)適 應(yīng)過(guò)程，該過(guò)程的大概時(shí)間是100ms;與此同時(shí)，著名科學(xué)家霍瓦?多爾曼的研究結(jié)果表明： 雙眼視覺(jué)的辨認(rèn)能力是單眼視覺(jué)的20倍左右，因此，本發(fā)明在進(jìn)行計(jì)算和討論時(shí)選用最為 普遍的雙眼視區(qū)進(jìn)行計(jì)算，這樣才更具有真實(shí)性和實(shí)際意義。
[0038]如圖4所示，當(dāng)前方有大型車輛時(shí)后方小型車輛司機(jī)的水平視區(qū)有較大的一片盲 區(qū)，而且該盲區(qū)覆蓋了所有的關(guān)鍵路況，嚴(yán)重影響了后方司機(jī)的正常駕駛，因此這種情況必 須予以改善。
[0039] 經(jīng)查得:我國(guó)使用的重型卡車的寬度多為2.13m~2.63m不等，為了保證絕對(duì)的安 全，我們?nèi)∽畲笾?.63m為計(jì)算尺寸，其他寬度小于2.63m的重型車輛或者市內(nèi)公交車都可 以包括在此數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。如圖5所示，在中國(guó)，車輛駕駛員的位置在前排左側(cè)，因此，在計(jì)算 時(shí)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，即取a= lm。在《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》中明確規(guī)定，當(dāng) 后方機(jī)動(dòng)車想要超車時(shí)，一律從左側(cè)進(jìn)行，并且要提前鳴笛和使用遠(yuǎn)近燈光交替的信號(hào)來(lái) 告知前方車輛。在車輛行駛時(shí)要保持一定的車距，尤其是在高速路段中行駛。我國(guó)道路交通 安全法第八十一條明確規(guī)定:機(jī)動(dòng)車在高速公路上行駛，遇有霧、雨、雪、沙塵、冰雹等低能 見(jiàn)度氣象條件時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵守下列規(guī)定：
[0040] ( - )能見(jiàn)度小于200米時(shí)，開(kāi)啟霧燈、近光燈、示廓燈和前后位燈，車速不得超過(guò)每 小時(shí)60公里，與同車道前車保持100米以上的距離；
[0041] (二）能見(jiàn)度小于100米時(shí)，開(kāi)啟霧燈、近光燈、示廓燈、前后位燈和危險(xiǎn)報(bào)警閃光 燈，車速不得超過(guò)每小時(shí)40公里，與同車道前車保持50米以上的距離；
[0042](三)能見(jiàn)度小于50米時(shí)，開(kāi)啟霧燈、近光燈、示廓燈、前后位燈和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈， 車速不得超過(guò)每小時(shí)20公里，并從最近的出口盡快駛離高速公路。
[0043]而在路況較好的情況下，車輛在高速行駛中車距也不得小于50米，因此，取最小值 b = 50m進(jìn)行計(jì)算?；谝陨戏治?，可以利用勾股定理和相關(guān)數(shù)據(jù)求出司機(jī)視區(qū)的范圍，從而 與改進(jìn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比擇優(yōu)，如圖5所示，
[0046] p - DZ -1.Z -DW . 〇
[0044]
[0045]
[0047] 當(dāng)車輛在市區(qū)內(nèi)行駛時(shí)，也常常遇到這類情況，但由于市區(qū)內(nèi)車輛較多，路況復(fù) 雜，因此車輛速度都比較低，相應(yīng)的安全車距也較短，尤其是在等待交通信號(hào)燈的時(shí)候，交 通法規(guī)上沒(méi)有硬性規(guī)定，通常前后車輛的距離小于lm。因此，在計(jì)算時(shí)，取最小值b= 1.5m。 基于以上分析，再次利用勾股定理和相關(guān)數(shù)據(jù)求出司機(jī)視區(qū)的范圍，從而與改進(jìn)后的數(shù)據(jù) 進(jìn)行對(duì)比擇優(yōu)，如圖6所示，
[0048]
[0049]
[0050] β = 62°-33.7° =28.3°
[0051] 圖5和圖6中畫(huà)出了在高速路段和市區(qū)路段司機(jī)的視區(qū)范圍，可以看到：前方車輛 的阻擋使得前方路況完全處于司機(jī)的盲區(qū)中，這種情況在市區(qū)路段尤為嚴(yán)重。因此，設(shè)計(jì)了 本發(fā)明的汽車前置影像系統(tǒng)來(lái)盡可能的增大β角，使得司機(jī)的盲區(qū)盡可能小，使前方路況可 以被看見(jiàn)。
[0052] 如圖1所示，一種汽車前置影像系統(tǒng)，包括前視攝像頭3，所述前視攝像頭3設(shè)置在 汽車左外側(cè)后方的翼子板中段或設(shè)置在左側(cè)后視鏡上;所述前視攝像頭3分別與電源和屏 幕相連接。本實(shí)施例中，所述電源采用車載電源1，所述屏幕采用車載屏幕4。所述前視攝像 頭3采用型號(hào)為⑶-HD360的360°萬(wàn)向可調(diào)型夜視高清攝像頭。
[0053] 前置影像的主要作用是減小司機(jī)在駕駛時(shí)的盲區(qū)，所以本發(fā)明的主要功能是在司 機(jī)對(duì)前方路況不清楚時(shí)，可以利用本發(fā)明的前視攝像頭3采集的影像擴(kuò)大視區(qū)，使得司機(jī)對(duì) 前方的路況了如指掌，從而做出正確的判斷。使用時(shí)，當(dāng)司機(jī)視線被遮擋時(shí)，可以開(kāi)啟車載 屏幕4,同時(shí)前視攝像頭3工作，將采集到的視頻信號(hào)傳入車載屏幕4,并通過(guò)車載屏幕4實(shí)時(shí) 播放給司機(jī)。
[0054] 當(dāng)本發(fā)明的屏幕采用車載屏幕4時(shí)，本發(fā)明的汽車前置影像系統(tǒng)在工作時(shí)有一個(gè) 重要的功能:進(jìn)行前置影像與倒車影像之間的切換。當(dāng)然，從人因工程學(xué)的角度分析，在實(shí) 際操作過(guò)程中，當(dāng)司機(jī)掛倒車檔位時(shí)，車載屏幕4應(yīng)該顯示的是汽車的倒車影像；當(dāng)司機(jī)掛 前進(jìn)檔位時(shí)，車載屏幕4則要顯示汽車的前置影像，以保證司機(jī)可以最大限度的了解前方路 況。本發(fā)明的該功能是通過(guò)車載屏幕的前置影像與倒車影像的轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)的。
[0055] 所述車載屏幕的前置影像與倒車影像的轉(zhuǎn)換電路，如圖2所示，包括第一繼電器 Κ1、第二繼電器Κ2、第一二極管VD1、第二二極管VD2、第三二極管VD3、第四二極管VD4、第一 三極管VT1、第二三極管VT2、第一電阻R1、第二電阻R2、開(kāi)關(guān)S及電容C;電源的正極分別與第 二繼電器Κ2線圈的一端、第二二極管VD2的負(fù)極、第一繼電器Κ1線圈的一端、第一繼電器Κ1 的中間觸點(diǎn)、第一二極管VD1的負(fù)極及開(kāi)關(guān)S的一端相連接，第二繼電器Κ2線圈的另一端與 第二二極管VD2的正極相連后，與第二三極管VT2的集電極相連接，第一繼電器Κ1線圈的另 一端與第一二極管VD1的正極相連后，與第一三極管VT1的集電極相連接;第一繼電器Κ1的 常開(kāi)觸點(diǎn)與電源的負(fù)極相連接，第二三極管VT2的基極經(jīng)第二電阻R2分別與開(kāi)關(guān)S的另一 端、第三二極管VD3的負(fù)極和第四二極管VD4的正極相連接;第一三極管VT1的基極經(jīng)第一電 阻R1分別與第四二極管VD4的負(fù)極和電容C的正極相連接，電容C的負(fù)極、第二三極管VT2的 發(fā)射極及第一三極管VT1的發(fā)射極分別與地相連接;第三二極管VD3的正極與檔位電流相連 接，第二繼電器K2的中間觸點(diǎn)與車載屏幕4的輸入端相連接，第二繼電器K2的常閉觸點(diǎn)與前 視攝像頭3的輸出端相連接，第二繼電器Κ2的常開(kāi)觸點(diǎn)與后置攝像頭的輸出端相連接。
[0056] 此電路應(yīng)該被內(nèi)置于汽車的總控電路板上，與汽車的整體信號(hào)相通。當(dāng)汽車在向 前行駛的過(guò)程中開(kāi)關(guān)S、第一繼電器Κ1的常開(kāi)觸點(diǎn)及第二繼電器Κ2的常開(kāi)觸點(diǎn)均處于斷開(kāi) 狀態(tài)，此時(shí)，視頻輸出端口輸出的是汽車前置影像系統(tǒng)的視頻信號(hào)；當(dāng)駕駛員將車輛的檔位 掛為倒檔時(shí)，觸發(fā)開(kāi)關(guān)S閉合，電路導(dǎo)通，第一繼電器Κ1和第二繼電器Κ2的線圈得電，第一繼 電器Κ1的常開(kāi)觸點(diǎn)和第二繼電器Κ2的常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，使得視頻輸出端口輸出倒車影像系統(tǒng) 的視頻信號(hào)；當(dāng)駕駛員掛前進(jìn)檔位時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，視頻輸出端口輸出轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚽爸糜跋?系統(tǒng)的視頻信號(hào)。
[0057] 將前視攝像頭3設(shè)置在汽車左外側(cè)后方的翼子板中段時(shí)，在高速路段中，司機(jī)透過(guò) 前視攝像頭3采集的影像可以對(duì)前方路況有較大程度的了解；由于汽車左外側(cè)后方的翼子 板中段的位置與司機(jī)的駕駛位置角度不同，視區(qū)范圍有較大程度的擴(kuò)大，體現(xiàn)了本發(fā)明的 汽車前置影像系統(tǒng)的作用，性價(jià)比很高，如圖7所示，
[0058]
[0059]
[0060]
[0061]市場(chǎng)上主流量產(chǎn)攝像頭的視野均為170°，而人的單側(cè)視野僅為62°，但是本發(fā)明的 有效視野為90°，若想因?yàn)楣?jié)約成本而使用視野90°的攝像頭，因?yàn)闆](méi)有量產(chǎn)，反而會(huì)增大成 本。本實(shí)施例中，為了與人眼視覺(jué)相對(duì)比，暫取攝像頭的視野和人眼的單側(cè)視野相同，即為 62°，如果62°的視野可以達(dá)到改進(jìn)的效果，那么90°視野則更加安全可靠。改進(jìn)后，司機(jī)在高 速路段中駕駛時(shí)，視區(qū)范圍由60.8°擴(kuò)大到62°，使得司機(jī)視區(qū)范圍內(nèi)可以較大程度的看清 前方路況。當(dāng)司機(jī)在市區(qū)路段行駛時(shí)，如圖8所示，視區(qū)范圍由28.3°擴(kuò)大到62°，大幅度增加 了視區(qū)范圍。
[0062]
[0063]
[0064]
[0065] 由于本發(fā)明將前視攝像頭3設(shè)置在汽車左外側(cè)后方的翼子板中段，前視攝像頭3體 積較小，從汽車倒車車燈處取電，故不易被人看見(jiàn)，安裝后不影響車輛的整體美觀，更不影 響汽車整體的流線型線條，對(duì)汽車沒(méi)有任何力學(xué)性能方面的影響。但根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理， 此攝像頭的位置可以較好的解決取電等實(shí)施技術(shù)方面的問(wèn)題。由于在此處取電方便，打孔 簡(jiǎn)單且線路簡(jiǎn)單易維修，因此認(rèn)為前視攝像頭3在汽車左外側(cè)后方的翼子板中段安裝可行。 由于前視攝像頭本身最大直徑為21mm，重量很輕，因此在安裝到汽車上后穩(wěn)定性能和防盜 性能很好。前視攝像頭本身不會(huì)抖動(dòng)，傳出的圖像是穩(wěn)定的、清晰的。值得注意的是：電子元 件的防水和防凍性能也比較重要，由于前視攝像頭的工作位置是車外，直接與外界接觸，前 視攝像頭在制造過(guò)程中應(yīng)該考慮到這些參數(shù)，以保證駕駛員用戶可以隨時(shí)正常使用本發(fā)明 的汽車前置影像系統(tǒng)。
[0066]本發(fā)明的前視攝像頭3安裝于左側(cè)后視鏡上，此方案可以應(yīng)用于所有車型，雖然汽 車本身外形的設(shè)計(jì)各有不同，但后視鏡的具體位置幾乎相同，都是為了解決司機(jī)在行車過(guò) 程中的視野問(wèn)題。
[0067]元器件的選型：
[0068] 首先需要根據(jù)使用環(huán)境要求確定電源電壓，然后根據(jù)電壓值，計(jì)算求得其他所需 元器件的具體參數(shù)，確定元器件的型號(hào)。
[0069] 1)電源
[0070] 由于本發(fā)明的使用環(huán)境是在車輛內(nèi)，車內(nèi)的供電由12V蓄電池提供，故本發(fā)明的電 源可以直接由車載電源提供。這樣設(shè)計(jì)的好處：從系統(tǒng)本身來(lái)看，可以舍棄使用干電池供 電，簡(jiǎn)化了供電部分的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)所占空間減少，同時(shí)減少了制造成本;從用戶的角度來(lái) 看，可以和電子導(dǎo)航、手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品連接使用，使用方便，且成本低；從環(huán)境保護(hù)的角度 看，使用車載電源比電池更加低碳環(huán)保。
[0071] 由于本發(fā)明的前視攝像頭3設(shè)置在汽車左外側(cè)后方的翼子板中段，因此可以直接 從汽車左后側(cè)的車燈處取電。
[0072] 2)攝像頭
[0073]攝像頭是核心部件，由于在現(xiàn)實(shí)的行車環(huán)境中，攝像頭是唯一一個(gè)在車輛外界的 部件，因此，在攝像頭選型時(shí)要充分考慮防水、抗低溫、耐高溫、防雷電等方面的性能，與此 同時(shí)，安裝的過(guò)程中也要合理固定攝像頭元件，以確保其穩(wěn)定性和壽命。當(dāng)然，攝像頭元件 的大小也要被考慮進(jìn)去，如果元件的體積過(guò)大，則會(huì)影響整車的美觀，也改變了整體的車 型，增大了行車阻力，從而提高了油耗，降低了使用壽命。
[0074]在元件選取過(guò)程中，成本是一個(gè)重要的考慮因素，與此同時(shí)，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定 性、安全性和可操作性等，經(jīng)全面考慮后，綜合各種因素，最終選取型號(hào)為⑶-HD360的360° 萬(wàn)向可調(diào)型夜視高清攝像頭。
[0075] GD-HD360為360°萬(wàn)向可調(diào)型夜視高清攝像頭，其最大直徑只有21mm，具有170°的 廣角視野及夜視功能，其成像元件CCD的效果也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的CMOS傳感器，并具有防水防 雷等功能。具體參數(shù)見(jiàn)表1。
[0076] 表1⑶-HD360攝像頭參數(shù)
[0077]
[0078] 3)屏幕
[0079] 大部分中高端的車輛以及一些低端車輛的高配型內(nèi)部都配有屏幕，該屏幕和汽車 內(nèi)部的控制電路主板相連接，使得司機(jī)在做出一些指令后可以從該屏幕上得到反饋。在非 行駛的狀態(tài)下，還可以有一些娛樂(lè)功能。
[0080] 而對(duì)于一些機(jī)械加工企業(yè)來(lái)說(shuō)，送貨時(shí)常選用貨車，在我國(guó)的貨車市場(chǎng)中，很少有 配置車載屏幕的車型，因此，如果要接入汽車的前置影像或者倒車影像時(shí)，司機(jī)可以自行配 置一個(gè)屏幕，當(dāng)然，為了提高性價(jià)比，可以選擇一些便攜式導(dǎo)航儀或者電子狗裝置，這些裝 置在行車時(shí)也幾乎是必備的，與此同時(shí)，這類裝置往往也配有一個(gè)模塊是用來(lái)播放外來(lái)視 頻信號(hào)的，只要將信號(hào)輸出端和裝置的AV-IN端口連接即可。導(dǎo)航儀的AV-IN端口一般位于 其側(cè)邊，孔徑大小為2.5mm。
[0081 ]本實(shí)施例的具體安裝過(guò)程，包括如下步驟：
[0082] 步驟一:打開(kāi)后車廂，拆掉后車廂內(nèi)飾，找到左側(cè)倒車燈的電源線，破線連接，顏色 對(duì)應(yīng)即可；
[0083] 步驟二:將鉆頭連接在電鉆上，然后在汽車左外側(cè)后方的翼子板中段進(jìn)行開(kāi)孔，結(jié) 束后用刀片或者砂紙打磨毛邊；
[0084]步驟三:將前視攝像頭3的線穿入孔內(nèi)，并且在車廂內(nèi)部走線，用工具將線路固定 好后，將前視攝像頭3的電源線和視頻輸出線從汽車內(nèi)部下沿依次穿出；
[0085]步驟四：再次整理內(nèi)部線路，以保證前視攝像頭3能正常工作，然后調(diào)整前視攝像 頭3的角度，再將線路從車內(nèi)部固定，并且穿出視頻輸出線；
[0086] 步驟五:將視頻輸出線引入駕駛位下方的線路連接處并且與車載屏幕相連即可。
[0087] 本發(fā)明借助前視攝像頭3更寬廣的視角來(lái)得到更大的視野，降低了行車的危險(xiǎn)性， 沒(méi)有安全隱患，成本低且不管是企業(yè)生產(chǎn)商還是汽車服務(wù)商甚至個(gè)人都可以安裝，對(duì)目前 市區(qū)行車或是高速行車都有很大的幫助。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種汽車前置影像系統(tǒng)，其特征在于包括前視攝像頭，所述前視攝像頭設(shè)置在汽車 左外側(cè)后方的翼子板中段或設(shè)置在左側(cè)后視鏡上;所述前視攝像頭分別與電源和屏幕相連 接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車前置影像系統(tǒng)，其特征在于所述前視攝像頭采用型號(hào)為 ⑶-HD360的360°萬(wàn)向可調(diào)型夜視高清攝像頭。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車前置影像系統(tǒng)，其特征在于所述電源為車載電源，屏幕為 車載屏幕。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車前置影像系統(tǒng)，其特征在于所述車載屏幕的前置影像與 倒車影像的轉(zhuǎn)換電路，包括第一繼電器、第二繼電器、第一二極管、第二二極管、第三二極 管、第四二極管、第一三極管、第二三極管、第一電阻、第二電阻、開(kāi)關(guān)及電容；電源的正極分 別與第二繼電器線圈的一端、第二二極管的負(fù)極、第一繼電器線圈的一端、第一繼電器的中 間觸點(diǎn)、第一二極管的負(fù)極及開(kāi)關(guān)的一端相連接，第二繼電器線圈的另一端與第二二極管 的正極相連后，與第二三極管的集電極相連接，第一繼電器線圈的另一端與第一二極管的 正極相連后，與第一三極管的集電極相連接;第一繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與電源的負(fù)極相連接， 第二三極管的基極經(jīng)第二電阻分別與開(kāi)關(guān)的另一端、第三二極管的負(fù)極和第四二極管的正 極相連接;第一三極管的基極經(jīng)第一電阻分別與第四二極管的負(fù)極和電容的正極相連接， 電容的負(fù)極、第二三極管的發(fā)射極及第一三極管的發(fā)射極分別與地相連接;第三二極管的 正極與檔位電流相連接，第二繼電器的中間觸點(diǎn)與車載屏幕的輸入端相連接，第二繼電器 的常閉觸點(diǎn)與前視攝像頭的輸出端相連接，第二繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與后置攝像頭的輸出端 相連接。
【文檔編號(hào)】B60R1/00GK105946720SQ201610548205
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】崔寧, 白俊濤, 柴博, 張海濤, 張?zhí)炝? 陳洋, 郭思冶, 徐強(qiáng)
【申請(qǐng)人】遼寧工程技術(shù)大學(xué)