一種車用光學(xué)測(cè)距裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車用光學(xué)測(cè)距裝置。其通過(guò)在汽車前擋風(fēng)玻璃之上設(shè)置視平線參考點(diǎn)A，在擋風(fēng)玻璃下方設(shè)置視平線參考點(diǎn)B，通過(guò)視平線參考點(diǎn)B在擋風(fēng)玻璃中的鏡像點(diǎn)B’與視平線參考點(diǎn)A是否重合來(lái)確定觀測(cè)視平線，并通過(guò)印制/貼膜在擋風(fēng)玻璃上的刻度標(biāo)尺，或通過(guò)擋風(fēng)玻璃下方的實(shí)物刻度標(biāo)尺在擋風(fēng)玻璃中的鏡像，利用相似三角形原理，來(lái)直接觀測(cè)出遠(yuǎn)方物體距離駕駛員的距離。本發(fā)明變目測(cè)估算為實(shí)測(cè)測(cè)距，簡(jiǎn)單易行，成本低廉，既可單獨(dú)作為汽車配件使用，也可以預(yù)制在剛出廠的裸車內(nèi)。
【專利說(shuō)明】
一種車用光學(xué)測(cè)距裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于車載設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種車用光學(xué)測(cè)距裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車駕駛員經(jīng)常需要判斷遠(yuǎn)方目標(biāo)距離自己的距離，但往往只是目測(cè)估算，難以定量估算。
[0003]—種簡(jiǎn)單的定量估算辦法是采用幾何學(xué)計(jì)算法，如圖1所示，在駕駛員眼前豎直放置一個(gè)刻度標(biāo)尺，其中H是人眼到地面的高度，h是觀察被測(cè)距物體的接地點(diǎn)時(shí)視線在刻度標(biāo)尺上的高度，D是所測(cè)距離，d是人眼與刻度標(biāo)尺的水平距離。由于相似三角形原理可知:
[0004]D/d = H/h
[0005]貝ljD = Hd/h 公式 I
[0006]其中，H和d提前經(jīng)過(guò)標(biāo)定，是已知量，則通過(guò)刻度標(biāo)尺測(cè)出h，即可測(cè)出前方物體的距離D。因?yàn)?，根?jù)透視學(xué)原理，視平線在無(wú)窮遠(yuǎn)處與地平線相交，如果在人眼前一定的距離d處放一個(gè)刻度標(biāo)尺，其最高刻度距地H，調(diào)整人眼的高度，當(dāng)人眼中標(biāo)尺的最高刻度與地平線重合，就可以確定人眼高度也為H，從而確定了觀測(cè)視平線，而通過(guò)觀察前方物體的接地點(diǎn)在標(biāo)尺上的位置，即可得到h，可根據(jù)前述公式測(cè)得物體的距離。
[0007]其中觀測(cè)視平線是上述測(cè)量中一個(gè)重要的參考線，是指通過(guò)了標(biāo)尺最頂端刻度的那一條水平視平線，該線距地高度為H，測(cè)試時(shí)人眼應(yīng)位于該線上。
[0008]然而，并不是任何時(shí)候都能幸運(yùn)地看到地平線，當(dāng)遠(yuǎn)處有上坡、建筑或山脈時(shí)，就無(wú)法確定地平線位置，即無(wú)法確定上述觀測(cè)視平線，從而無(wú)法測(cè)距。
[0009 ]本發(fā)明旨在解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明巧妙利用了汽車前擋風(fēng)玻璃的成像作用，能夠方便地確定觀測(cè)視平線，解決了上述問題。
[0011 ]本發(fā)明的第一方面提供了一種車用光學(xué)測(cè)距裝置，其包括:
[0012]擋風(fēng)玻璃11，其傾斜布置于汽車正前方車窗處；
[0013]視平線參照點(diǎn)A，其位于所述擋風(fēng)玻璃11上；
[0014]視平線參照點(diǎn)B，其位于所述擋風(fēng)玻璃11的下方，其位置使得其在擋風(fēng)玻璃11中的鏡像點(diǎn)B’與所述視平線參考點(diǎn)A在同一水平線上；
[0015]刻度標(biāo)尺22，其印制在所述擋風(fēng)玻璃11上或者以貼膜方式貼在所述擋風(fēng)玻璃11上。
[0016]本發(fā)明的第二方面提供了另外一種車用光學(xué)測(cè)距裝置，其包括:
[0017]擋風(fēng)玻璃11，其傾斜布置于汽車正前方車窗處；
[0018]視平線參照點(diǎn)A，其位于所述擋風(fēng)玻璃11上；
[0019]視平線參照點(diǎn)B，其位于所述擋風(fēng)玻璃11的下方，其位置使得其在擋風(fēng)玻璃11中的鏡像點(diǎn)B’與所述視平線參考點(diǎn)A在同一水平線上；
[0020]刻度標(biāo)尺22，其第一端為前述視平線參考點(diǎn)B，其第二端朝向所述擋風(fēng)玻璃11延伸，該刻度標(biāo)尺22在擋風(fēng)玻璃11中的鏡像，構(gòu)成用于觀測(cè)的標(biāo)尺。
[0021 ]本發(fā)明的第三方面提供了又一種車用光學(xué)測(cè)距裝置，其包括:
[0022]擋風(fēng)玻璃11，其傾斜布置于汽車正前方車窗處；
[0023]視平線參照桿33，其位于所述擋風(fēng)玻璃11的下方，其第一端作為所述視平線參考點(diǎn)A，其第二端作為視平線參照點(diǎn)B，該視平線參照桿33的位置使得其在所述擋風(fēng)玻璃11中的鏡像呈水平方向；
[0024]刻度標(biāo)尺22，其第一端為前述視平線參照點(diǎn)B，其第二端朝向所述擋風(fēng)玻璃11延伸，該刻度標(biāo)尺22在擋風(fēng)玻璃11中的鏡像，構(gòu)成用于觀測(cè)的標(biāo)尺。
[0025]在本發(fā)明的各方面的優(yōu)選方案中，各所述視平線參照點(diǎn)B均為實(shí)體點(diǎn)，其最好是色彩鮮明的或能發(fā)光的，以便其在擋風(fēng)玻璃中的鏡像點(diǎn)B’即便在明亮的日光下也能很容易地被駕駛員所看見。例如，視平線參照點(diǎn)B為高識(shí)別度顏色、熒光材料、夜光材料、電子發(fā)光器件。
[0026]在本發(fā)明的第一方面的優(yōu)選方案中，所述刻度標(biāo)尺22由不干擾駕駛員視線的細(xì)線構(gòu)成。不言自明，其上具有刻度，用于指示距離。
[0027]在本發(fā)明的第二方面和第三方面的優(yōu)選方案中，所述刻度標(biāo)尺22也可以是色彩鮮明或能發(fā)光的。
[0028]在本發(fā)明的第二方面和第三方面的優(yōu)選方案中，所述刻度標(biāo)尺22可以放在汽車前擋風(fēng)玻璃下方的汽車儀表臺(tái)上，或繪制在汽車儀表臺(tái)上，或者以貼膜方式貼在汽車儀表臺(tái)上，該儀表臺(tái)為平面或曲面。且不要求該刻度標(biāo)尺22—定是直線，其也可以隨儀表臺(tái)的弧度而成為曲線，但要求其在擋風(fēng)玻璃中的鏡像在駕駛員看來(lái)在相應(yīng)的視線上。
[0029]在本發(fā)明的第三方面的優(yōu)選方案中，所述視平線參照桿33的形狀為直線、折線或曲線。
[0030]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下:
[0031]由于現(xiàn)代汽車正前方的擋風(fēng)玻璃一般都有一個(gè)較大的傾角，駕駛員可以將擋風(fēng)玻璃看作一個(gè)鏡面，由于擋風(fēng)玻璃傾角的存在，可以在玻璃下方不阻擋視線的位置，安放一些明顯的標(biāo)記點(diǎn)，使這些標(biāo)記點(diǎn)的鏡像位于人眼前方的特定位置，利用這些鏡像點(diǎn)，與預(yù)先制作在風(fēng)擋上的參考點(diǎn)(也可通過(guò)特殊位置的鏡像點(diǎn)做參考，從而不必在擋風(fēng)玻璃上做標(biāo)記)，可以構(gòu)成簡(jiǎn)單的光學(xué)測(cè)距裝置。這種測(cè)距裝置由兩部分構(gòu)成，即觀測(cè)視平線確定標(biāo)記，和刻度標(biāo)尺。我們知道，兩點(diǎn)決定一條直線，如果在一條線上有兩個(gè)分開的點(diǎn)，調(diào)整人眼的位置看這兩個(gè)點(diǎn)，當(dāng)看到兩點(diǎn)重合，則人眼在該條線上。如果兩點(diǎn)等高(H)，通過(guò)調(diào)整人眼位置，使看到的兩個(gè)點(diǎn)重合，則人眼即可確定在視平線上了，這兩個(gè)點(diǎn)，就是我們所說(shuō)的觀測(cè)視平線參考點(diǎn)。以觀測(cè)視平線為最高刻度，加上刻度標(biāo)尺，利用公式I，即可方便地做距離測(cè)量。雖然駕駛者的眼睛前后位置并不唯一，會(huì)導(dǎo)致人眼與標(biāo)尺的距離d在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)因此產(chǎn)生誤差，以及由于車的載荷變化會(huì)影響減震器的壓縮程度不同導(dǎo)致H產(chǎn)生誤差，但通過(guò)實(shí)際使用練習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累，可以修正，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)距原理圖。
[0033]圖2是本發(fā)明的第一方面的車用光學(xué)測(cè)距裝置的示意圖。
[0034]圖3是本發(fā)明的第二方面的車用光學(xué)測(cè)距裝置的示意圖。
[0035]圖4是本發(fā)明的第三方面的車用光學(xué)測(cè)距裝置的示意圖。
[0036]圖5是本發(fā)明的第二方面的車用光學(xué)測(cè)距裝置的一種改進(jìn)方案的示意圖。
[0037]圖6是本發(fā)明的第三方面的車用光學(xué)測(cè)距裝置的一種改進(jìn)方案的示意圖。
[0038]圖7是本發(fā)明的第二方面的車用光學(xué)測(cè)距裝置的另一種改進(jìn)方案的示意圖。
[0039]圖8是本發(fā)明的第三方面的車用光學(xué)測(cè)距裝置的另一種改進(jìn)方案的示意圖。
[0040]圖中附圖標(biāo)記含義如下:
[0041 ] 11、擋風(fēng)玻璃；22、刻度標(biāo)尺;33、視平線參照桿;44、儀表臺(tái)；55、人眼；66、虛擬標(biāo)尺;77、鏡像標(biāo)尺;A、視平線參考點(diǎn)A;B、視平線參考點(diǎn)B;A’、視平線參考點(diǎn)A在擋風(fēng)玻璃中的鏡像點(diǎn);B’、視平線參考點(diǎn)B在擋風(fēng)玻璃中的鏡像點(diǎn);MN、地平線。AB’或A’B’、觀測(cè)視平線。I，2，3、刻度標(biāo)尺上的刻度;I’，2 ’，3 ’、鏡像標(biāo)尺上的刻度。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0043]實(shí)施例1
[0044]該技術(shù)方案整體概況為:風(fēng)擋刻度標(biāo)尺+鏡像視平線參考點(diǎn)，示意圖見圖2。圖中的視平線參考點(diǎn)B，是使用易產(chǎn)生明顯鏡像的材料(高識(shí)別度顏色，熒光材料，夜光材料或電子發(fā)光器件)，印制或安裝于儀表臺(tái)上特定位置的一個(gè)點(diǎn)，它的鏡像B’，與擋風(fēng)玻璃上的視平線參考點(diǎn)A，決定了觀測(cè)視平線，當(dāng)人眼視線中該兩點(diǎn)重合，即可進(jìn)行測(cè)距。其中視平線參考點(diǎn)A位于擋風(fēng)玻璃上，例如其可以位于駕駛員正前方，且其高度與人眼55的高度大致相同即可。其中視平線參考點(diǎn)B可以位于汽車儀表臺(tái)上，駕駛員可以預(yù)先調(diào)整視平線參考點(diǎn)B的位置，直至其在擋風(fēng)玻璃中的鏡像點(diǎn)B’位于觀測(cè)視平線上。正式測(cè)距之前，需要進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)觀測(cè)視平線可以如下確定:以無(wú)窮遠(yuǎn)處的地平線與A點(diǎn)之間的那條視線作為觀測(cè)視平線，或者以位于一個(gè)正前方不遠(yuǎn)處事先標(biāo)定的與A點(diǎn)等高的標(biāo)定點(diǎn)與A點(diǎn)之間的視線作為觀測(cè)視平線。確定好視平線參考點(diǎn)B的位置后，將其固定，則今后測(cè)距時(shí)，直接以B點(diǎn)的鏡像點(diǎn)B’與視平線參考點(diǎn)A來(lái)確定觀測(cè)視平線，二者在駕駛員眼中重合時(shí)，則可以確定人眼的視線為水平方向。，以A點(diǎn)為最高刻度，作一垂直標(biāo)尺，即可構(gòu)成測(cè)距裝置。但這樣的標(biāo)尺必須另行加裝，且阻礙視線，影響駕駛，應(yīng)予以變通。假設(shè)通過(guò)視平線參考點(diǎn)A有一個(gè)垂直的虛擬標(biāo)尺66，在該虛擬標(biāo)尺上有虛擬刻度，I’，2’，3’……實(shí)際上該標(biāo)尺并不存在，但我們可以把該虛擬刻度投影到擋風(fēng)玻璃上，在通過(guò)虛擬刻度的視線與擋風(fēng)玻璃的交匯處做標(biāo)記，即可作為實(shí)際的刻度，構(gòu)成風(fēng)擋刻度尺I’，2’，3’……，這些刻度以不干擾駕駛的細(xì)線構(gòu)成，可以直接印制在擋風(fēng)玻璃上，也可以貼膜的形式固定于擋風(fēng)玻璃上。調(diào)整人眼高度使其位于觀測(cè)視平線上，通過(guò)觀察遠(yuǎn)方路面上的物體的接地點(diǎn)，在刻度標(biāo)尺上的位置，就可以得到h，從而利用公式I，得到物體與駕駛員的距離。
[0045]實(shí)施例2
[0046]該技術(shù)方案整體概況為:鏡像刻度標(biāo)尺+擋風(fēng)玻璃參考點(diǎn)，示意圖見圖3。圖3中，人眼看到的刻度標(biāo)尺也由鏡像構(gòu)成，方法是利用易產(chǎn)生鏡像的材料(高識(shí)別度顏色，熒光材料，夜光材料或電子發(fā)光器件)在深色的材料上制作一系列刻度(I，2，3，4……)，成為實(shí)物刻度標(biāo)尺，其放置在擋風(fēng)玻璃下方，其第一端作為視平線參考點(diǎn)B，而其第二端向著所述擋風(fēng)玻璃延伸，可以與擋風(fēng)玻璃相交或不相交。該實(shí)物刻度標(biāo)尺在擋風(fēng)玻璃中成像為鏡像刻度標(biāo)尺。視平線參考點(diǎn)A仍是預(yù)先制作在擋風(fēng)玻璃上的，調(diào)整實(shí)物刻度標(biāo)尺的位置，使其鏡像最上方刻度(Γ)與A點(diǎn)構(gòu)成觀測(cè)視平線，再調(diào)整實(shí)物刻度標(biāo)尺的角度，使各個(gè)刻度的鏡像(2’，3’，4’……)與虛擬刻度標(biāo)尺的相應(yīng)的刻度在同一視線上，即可用于測(cè)距，方法仍是先通過(guò)視平線參考點(diǎn)A與鏡像視平線參考點(diǎn)B’是否重合來(lái)確定觀測(cè)視平線，然后通過(guò)觀察遠(yuǎn)方路面上的物體的接地點(diǎn)在鏡像刻度標(biāo)尺上的位置，就可以得到h，，從而得到距離值。
[0047]實(shí)施例3
[0048]該技術(shù)方案整體概況為:鏡像刻度標(biāo)尺+視平線參考桿，示意圖見圖4。
[0049]本方案中，將實(shí)施例2中位于擋風(fēng)玻璃上的視平線參考點(diǎn)A也取消掉，從而不必預(yù)先在擋風(fēng)玻璃上制作參考點(diǎn)，而是使用一個(gè)視平線參考桿3，其兩端分別作為視平線參考點(diǎn)A和視平線參考點(diǎn)B。如圖4所示，通過(guò)事先標(biāo)定的方式，調(diào)整視平線參考桿3的安放位置和角度，使得其兩端的視平線參考點(diǎn)A和視平線參考點(diǎn)B在擋板玻璃中的鏡像點(diǎn)視平線參考點(diǎn)A’和視平線參考點(diǎn)B’處于觀測(cè)視平線上。固定好視平線參考桿的位置不動(dòng)，用于在測(cè)距時(shí)使用即可。而刻度標(biāo)尺仍使用實(shí)物刻度標(biāo)尺在擋風(fēng)玻璃中的鏡像。圖4中，該視平線參考桿可以與實(shí)物刻度標(biāo)尺成L型結(jié)構(gòu)連接。本實(shí)施方案中，不再需要在擋風(fēng)玻璃上事先標(biāo)記視平線參考點(diǎn)A，考慮到A點(diǎn)一旦畫在擋風(fēng)玻璃上就不好再根據(jù)駕駛員身高和坐姿進(jìn)行調(diào)整，因此，省略掉擋風(fēng)玻璃上的該A點(diǎn)，而代之以視平線參考桿，更適合不同型號(hào)的車輛以及不同身高和坐姿的駕駛者予以靈活調(diào)整使用。
[0050]實(shí)施例4
[0051]該技術(shù)方案整體概況為:鏡像刻度標(biāo)尺+擋風(fēng)玻璃參考點(diǎn)，示意圖見圖5，其是實(shí)施例2所示技術(shù)方案的變型，其中將實(shí)物刻度標(biāo)尺與擋風(fēng)玻璃下方的儀表臺(tái)完全貼合。甚至，當(dāng)儀表臺(tái)表面不是平面而是曲面時(shí)都可以，此時(shí)實(shí)物刻度標(biāo)尺也可以是曲面，如圖7所示，但只要其在擋風(fēng)玻璃中的鏡像在駕駛員看來(lái)在相應(yīng)刻度的視線上，則完全不影響本發(fā)明的測(cè)距裝置的使用。這種方式非常適合汽車生產(chǎn)廠家在汽車出廠前就預(yù)裝在汽車中，增加裸車功能。
[0052]實(shí)施例5
[0053]該技術(shù)方案整體概況為:鏡像刻度標(biāo)尺+視平線參考桿，示意圖見圖6和圖8，其是實(shí)施例3所示技術(shù)方案的變型，其中圖6中將實(shí)物刻度標(biāo)尺與擋風(fēng)玻璃下方的儀表臺(tái)完全貼合，圖8中將視平線參考桿設(shè)計(jì)成折線形狀。同樣地，甚至當(dāng)儀表臺(tái)表面不是平面而是曲面時(shí)都可以，此時(shí)實(shí)物刻度標(biāo)尺也可以是曲面，但只要其在擋風(fēng)玻璃中的鏡像在駕駛員看來(lái)相應(yīng)刻度的視線上，則完全不影響本發(fā)明的測(cè)距裝置的使用。由于視平線參考桿安裝在儀表臺(tái)上，不必在擋風(fēng)玻璃上標(biāo)記參考點(diǎn)，這種方式與實(shí)施例4都非常適合汽車生產(chǎn)廠家在汽車出廠前就預(yù)裝在汽車中，增加裸車功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車用光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于，其包括: 擋風(fēng)玻璃(11)，其傾斜布置于汽車正前方車窗處； 視平線參照點(diǎn)A，其位于所述擋風(fēng)玻璃(11)上； 視平線參照點(diǎn)B，其位于所述擋風(fēng)玻璃(11)的下方，其位置使得其在擋風(fēng)玻璃(11)中的鏡像點(diǎn)B’與所述視平線參考點(diǎn)A在同一水平線上； 刻度標(biāo)尺(22)，其印制在所述擋風(fēng)玻璃(11)上或者以貼膜方式貼在所述擋風(fēng)玻璃(11)上。2.一種車用光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于，其包括: 擋風(fēng)玻璃(11)，其傾斜布置于汽車正前方車窗處； 視平線參照點(diǎn)A，其位于所述擋風(fēng)玻璃(11)上； 視平線參照點(diǎn)B，其位于所述擋風(fēng)玻璃(11)的下方，其位置使得其在擋風(fēng)玻璃(11)中的鏡像點(diǎn)B’與所述視平線參考點(diǎn)A在同一水平線上； 刻度標(biāo)尺(22)，其第一端為前述視平線參考點(diǎn)B，其第二端朝向所述擋風(fēng)玻璃(11)延伸，該刻度標(biāo)尺(22)在擋風(fēng)玻璃(11)中的鏡像，構(gòu)成用于觀測(cè)的標(biāo)尺。3.一種車用光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于，其包括: 擋風(fēng)玻璃(11)，其傾斜布置于汽車正前方車窗處； 視平線參照桿(33)，其位于所述擋風(fēng)玻璃(11)的下方，其第一端作為所述視平線參考點(diǎn)A，其第二端作為視平線參照點(diǎn)B，該視平線參照桿(33)的位置使得其在所述擋風(fēng)玻璃(11)中的鏡像呈水平方向； 刻度標(biāo)尺(22)，其第一端為前述視平線參照點(diǎn)B，其第二端朝向所述擋風(fēng)玻璃(11)延伸，該刻度標(biāo)尺(22)在擋風(fēng)玻璃(11)中的鏡像，構(gòu)成用于觀測(cè)的標(biāo)尺。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的車用光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于，所述視平線參照點(diǎn)B色彩鮮明或能發(fā)光。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的車用光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于，所述刻度標(biāo)尺(22)色彩鮮明或能發(fā)光。6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的車用光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于，所述視平線參照點(diǎn)B位于汽車儀表臺(tái)(44)上，所述汽車儀表臺(tái)為平面或曲面。7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的車用光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于，所述刻度標(biāo)尺(22)貼合于汽車儀表臺(tái)(44)上，所述汽車儀表臺(tái)為平面或曲面。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車用光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于，所述視平線參照桿(33)的形狀為直線、折線或曲線。
【文檔編號(hào)】G01C3/24GK105910576SQ201610446378
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】徐斌
【申請(qǐng)人】徐斌