專利名稱：汽車高速安全行駛智能測控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車安全行駛測控儀，尤其是由傳感器，主控器，顯示器組成的汽車高速安全行駛智能測控儀。
在公告號為CN2162398V等專利文獻(xiàn)中公開了幾種汽車安全行駛自動控制裝置或智能控制器，它們多用紅外線或超聲波測距，車輪測速或里程表測速，這些方案難以區(qū)別前車反射信號或迎面來車、樹木、護攔等產(chǎn)生的干擾信號，只適合低速行駛、近距離測控，無法滿足高速公路上車速在80Km/小時、安全距離在200m內(nèi)的高速安全行駛要求。
本實用新型的目的是提供一種即用於正常車速安全行駛，也用於高速公路上汽車高速安全行駛的智能測控儀，它應(yīng)能在車速達(dá)80Km/小時以上，有效安全距離達(dá)200m遠(yuǎn)距離的對前車行駛狀態(tài)給予監(jiān)測，實時的進行智能化的分析計算和直觀的顯示，提示司機保持安全距離，作到高速安全行駛。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的解決方案是包括主控器和與之相連的距離傳感器、速度傳感器、顯示器，所說的距離傳感器I由近紅外發(fā)射器4、象方遠(yuǎn)心光路接收器5及其放大器6組成，所說的速度傳感器II是與微處理器11相連的多普勒數(shù)字測速器12，所說的主控器III由產(chǎn)生發(fā)射信號的振蕩器1、發(fā)射功率放大器3，脈沖壓縮編碼調(diào)制電路2、解碼電路8、比相器7、緩沖放大器9、振蕩器10和微處理器11組成，其中脈沖壓縮編碼調(diào)制電路的輸出端與發(fā)射功率放大器3相連，該功率放大器3的輸出信號分別送至近紅外發(fā)射器4和比相器7，上述的象方遠(yuǎn)心光路接收器5接收的信號經(jīng)接收放大器6放大后分別送至比相器7和解碼電路8，經(jīng)解碼器確認(rèn)的信號連至微處理器11，比相器7對來自發(fā)射和接收的信號進行相位比較，并由振蕩器10進行數(shù)字距離轉(zhuǎn)換，經(jīng)緩沖器9與微處理器11相連，微處理器輸出連至顯示器14、聲光報警器13和輸出控制接口15。
所說的象方遠(yuǎn)心光路接收器5由裝在鏡筒20中的透鏡組、裝在鏡筒20后端的可調(diào)基座22和固定在可調(diào)基座22上的雪崩光電二極管23組成，其中透鏡組包括物鏡16、場鏡18和聚焦鏡19，它們分別位于鏡筒20的前端、中部和后部。
所說的脈沖壓縮編碼調(diào)制電路2是由編碼器IC2、四-二與非門電路(54S03)、多位開關(guān)K1、電阻R1、R9，電容C1構(gòu)成，其中電阻R1和電容C1相聯(lián)中點接與非門A的輸入端，振蕩器IC1輸出端接與非門A、B的輸入端，編碼器IC2的輸出端和與非門A的輸出端分別和與非門C的輸入端相接，與非門C的輸出端連接到發(fā)射功率放大器IC3的輸入端b。
所說的多普勒數(shù)字測速器12是由多普勒測速傳感模塊IC11、放大器IC14，頻移/速度數(shù)字轉(zhuǎn)換器IC15和電阻R6、R7、R8、電容C3組成，多普勒測速模塊IC11輸出端經(jīng)電阻R6連至放大器IC14的十輸入端，又經(jīng)電阻R8輸出連至頻移/速度數(shù)字轉(zhuǎn)換器IC15的輸入端，其輸出端8根數(shù)據(jù)總線分別連至消隱顯示輸出器IC16和微處理器IC17，測定本車速在300公里/小時以下。
所說的顯示器IV其面板26上裝有開機指示燈27、聲光報警指示器28、前車距離數(shù)字顯示器29、前車加減速剎車力度柱狀發(fā)光顯示器30、安全距離余量柱狀發(fā)光顯示器31。
所說的顯示器IV面板為T型26或長方型35、37、39。
所說的顯示器IV殼體結(jié)構(gòu)為弧型33、34、36或方型38。
由于采用了上述技術(shù)方案，提供了一種汽車高速安全行駛智能測控儀，測控車速在300公里/小時以下，測控距離200米以內(nèi)，可自動建立跟車模式和剎車模式，進行自動的智能化的分析計算，直觀顯示前車距離、安全距離余量、本車速、前車加減速力度，當(dāng)安全距離余量等于零時給予聲光報警，提示司機減速或自動控制減速(留有輸出控制接口)，在不同車速下保持足夠的安全距離，提前預(yù)防因汽車高速行駛安全距離估計不準(zhǔn)，前車行駛狀態(tài)不明，天氣能見度差，剎車反應(yīng)時間遲鈍等造成的碰撞事故，確保車輛高速安全行駛。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的內(nèi)容作詳細(xì)的描述。


圖1是本實用新型汽車高速安全行駛智能測控儀結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1智能測控儀電路方框圖。
圖3是圖2智能測控儀電路圖。
圖4是圖3中的脈沖壓縮編碼調(diào)制電路和解碼電路圖。
圖5是圖1智能測控儀象方遠(yuǎn)心光路接收器結(jié)構(gòu)圖。
圖6是圖1智能測控儀T型顯示器面板結(jié)構(gòu)圖。
圖7是圖6智能測控儀顯示器側(cè)視圖。
圖8是圖1智能測控儀立面弧型顯示器立體圖。
圖9是圖1智能測控儀斜面弧型顯示器立體圖。
圖10是圖1智能測控儀立面四方型顯示器立體圖。
圖1是本實用新型智能測控儀結(jié)構(gòu)圖，距離傳感器1由電纜40與主控器III連接，速度傳感器II由電纜41與主控器III連接，主控器III由電纜42與顯示器IV連接，距離傳感器I上裝有象方遠(yuǎn)心光路接收器5。
圖2是本實用新型智能測控儀電路方框圖，距離傳感器I包括近紅外發(fā)射器4，象方遠(yuǎn)心光路接收器5和接收放大器6。主控器III中的發(fā)射功率放大器3與距離傳感器I中的近紅外發(fā)射器4連接，象方遠(yuǎn)心光路接收器5與接收放大器6連接，接收放大的信號分別送至比相器7和解碼電路8，解碼確認(rèn)信號送微處理器11，比相器7的輸入端分別來自發(fā)射功率放大器3和接收放大器6，振蕩器10與比相器7連接，比相器輸出信號經(jīng)緩沖器9與微處理器11相接。
本實用新型智能測控儀的工作原理如圖2所示振蕩器1產(chǎn)生的高頻振蕩信號經(jīng)脈沖壓縮編碼調(diào)制電路2送到發(fā)射功率放大器3，功率放大器3分別連到比相器7和近紅外發(fā)射器4，由近紅外發(fā)射器4向前方發(fā)射具有特定編碼的調(diào)制信號，前方車的目標(biāo)反射信號由象方遠(yuǎn)心光路接收器5接收后送接收放大器6，放大的信號分別送比相器7和解碼電路8，經(jīng)解碼識別后與微處理器11相接。比相器7的輸入端分別來自發(fā)射信號和接收信號經(jīng)比相后得出與距離相應(yīng)的相位差并由振蕩器10進行距離數(shù)字轉(zhuǎn)換，得出的距離數(shù)字經(jīng)緩沖器9送微處理器11，多普勒數(shù)字測速器12測得的速度數(shù)字信號也送至微處理器11，微處理器11對輸入的距離、速度和解碼識別信號按照設(shè)定的數(shù)學(xué)模型進行自動分析計算，其計算結(jié)果輸出到聲光報警器13、顯示器14和預(yù)設(shè)的輸出控制接口15。
圖3是智能測控儀電路的一個具體實施例。振蕩器IC1為時基556電路，脈沖壓縮編碼調(diào)制由編碼器IC2和四一二與非門電路54S03、電阻R1、電容C1構(gòu)成，IC3為發(fā)射功率放大器，D1為近紅外發(fā)射二極管，D2是象方遠(yuǎn)心光路接收器中的雪崩光電二極管。接收放大器由放大器IC4、電阻R2、R3、R4、R5，電位器W1、電容C2組成。比相器由四個與非門電路D、E、F、G和緩沖器IC5(54SL196)、IC6(54LS196)、IC7(54LS196)構(gòu)成，振蕩器IC9為時基555電路，微處理IC17為8031或8098。多普勒數(shù)字測速器由多普勒測速傳感模塊IC11、電容C3、放大器IC14，電阻R6、R7、R8，頻移/速度數(shù)字轉(zhuǎn)換器IC15組成，消隱顯示輸出器IC16為SN5439，三端穩(wěn)壓電路IC13為7812，消隱數(shù)據(jù)收發(fā)器IC12為54AS244，顯示器13由柱狀發(fā)光顯示器件IC18、IC19和聲光報警器IC20組成。
振蕩器IC1的輸出端分別連接與非門B和與非門A的輸入端，與非門B的輸出端接電阻R1，電阻R1和電容C1相接的中點接與非門A的輸入端，其輸出端接與非門C的輸入端，與非門C的輸出端接功率放大器IC3的輸入端b，其輸出接至近紅外發(fā)射二極管D1，目標(biāo)反射信號由象方遠(yuǎn)心光路接收器接收并由雪崩光電二極管D2轉(zhuǎn)換成電信號，連至放大器IC4的輸入端，其輸出端經(jīng)電容C2送至比相器與非門電路D，發(fā)射功率放大器IC3的另一輸出端b′連至比相器與非門E和緩沖器IC5、緩沖器IC6、緩沖器IC7的清零端CR，與非門D輸出端連接與非門E，同時連接解碼器IC10的輸入端，其輸出端連至微處理器IC17的控制端Po，與非門E輸出分別連接消隱數(shù)據(jù)收發(fā)器IC12的控制端IG和與非門F輸入端，其輸出連接與非門G的輸入端，同時振蕩器IC9輸出連接與非門G的另一輸入端，其輸出連接相位/距離數(shù)字轉(zhuǎn)換器IC5的輸入端CP，輸出8根數(shù)據(jù)總線將數(shù)字距離信號送微處理器IC17，相位/距離數(shù)字轉(zhuǎn)換器IC5的溢出端CO與緩沖器IC6的脈沖輸入端CP連接，緩沖器IC6的溢出端CO與緩沖器IC7的脈沖輸入端CP連接，緩沖器IC7的溢出端CO連到顯示器IC20的控制端，緩沖器IC6的8根輸出數(shù)據(jù)總線與消隱數(shù)據(jù)收發(fā)器IC12輸入端連接，其8根輸出總線與消隱顯示輸出器IC16的輸入端連接。
多普勒測速傳感模塊IC11輸出端經(jīng)電阻R6與放大器IC14的十端連接，經(jīng)頻移/速度數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路IC15轉(zhuǎn)換后由8根速度數(shù)據(jù)總線與消隱顯示輸出器IC16的另一輸入端連接同時與微處理器IC17連接，消隱顯示輸出器IC16將距離、速度信號送發(fā)光顯示器件IC20進行顯示。R7為反饋電阻，電容C3接在多普勒測速模塊IC11的第3和第5腳。微處理器IC17接收相位/距離數(shù)字轉(zhuǎn)換器IC5輸出端的8根總線送來的數(shù)字距離信號，解碼器IC10送來解碼識別確認(rèn)信號，多普勒測速數(shù)字轉(zhuǎn)換電路IC15送來的測速信號，然后由微處理器IC17按已設(shè)計的智能分析數(shù)學(xué)模型進行計算，得出不同車速下對應(yīng)的安全距離存入內(nèi)存，同時微處理器每時每刻的將測得的前車距離與內(nèi)存中的安全距離比較，經(jīng)換算得出本測控儀要顯示給司機的安全距離余量，司機在這個安全狀態(tài)下行駛是確保安全的，若安全距離顯示不足即是危險狀態(tài)，提前預(yù)先報警提示司機減速保持最佳安全距離回到安全行駛狀態(tài)，顯示器上還顯示前車在遠(yuǎn)距離狀態(tài)下的加減速力度(相當(dāng)於前車剎車力度)，這種由距離傳感器、速度傳感器、微處理器、顯示器等組成的測控儀，可自動建立高速行駛跟車模式和剎車模式并直觀顯示，具有智能化特點，可有效的提前預(yù)防事故，微處理器IC17還留有自動控制剎車減速的輸出接口15，需要時也可以自動控制剎車裝置。
圖4是圖3智能測控儀電路圖中的脈沖壓縮編碼調(diào)制電路和解碼電路圖。由編碼器IC2(型號為YYH26)、電阻R9(10K-1MΩ)和多位開關(guān)K1組成編碼電路2，由四-二與非門電路54S03、電阻R1(20-800Ω)、電容C1(200P-1μ)組成脈沖壓縮調(diào)制電路，編碼器IC2的第1至第13腳與多位開關(guān)K1對應(yīng)相接，第15至16腳接電阻R9，由圖3中的高頻振蕩器IC1的輸出端分別連接與非門B和與非門A的輸入端，與非門B的輸出端接電阻R1，電阻R1和電容C1相接點接與非門A的輸入端，其輸出端接與非門C的輸入端，編碼器IC2的輸出端接與非門C的另一輸入端，與非門C的輸出端接圖3中的發(fā)射功率放大器IC3的輸入端b。高頻振蕩信號M送與非門電路A的輸入端(1腳)和與非門B的輸入端(4腳)，編碼器IC2輸出設(shè)定的本車編碼信號送到與非門C的輸入端(9腳)，與非門B的輸出端(6腳)接電阻R1，電阻R1和電容C1相聯(lián)的中點接與非門A的輸入端，經(jīng)電阻R1電容C1充放電脈沖壓縮后送至與非門A的2腳，與非門A的輸出端連接與非門C的另一輸入端(10腳)，與非門C輸出端(8腳)輸出的為已壓縮的編碼調(diào)制信號N，并送至發(fā)射功率放大器IC3的輸入端b。由解碼器IC10(YYH28)、電阻R10(10K-1MΩ)、多位開關(guān)K2組成解碼電路8。解碼器IC10的第1至第13腳與多位開關(guān)K2對應(yīng)相接，第15至第16腳接電阻R10，由圖3中的與非門D的輸出端連接解碼器IC10的輸入端，解碼器IC10的輸出端接至微處理器IC17的控制端Po，其中信號O為待解碼信號，經(jīng)解碼器IC10識別后由輸出端輸出解碼確認(rèn)信號P，該信號送至微處理器IC17。這樣可以有效的識別前車反射信號、迎面來車反射信號和樹木、攔桿等干擾信號，提高測控儀的可靠性和抗干擾性。
圖5是圖1智能測控儀象方遠(yuǎn)心光路接收器5的結(jié)構(gòu)圖，鏡筒20內(nèi)的前端為物鏡16，經(jīng)隔離圈17安裝有場鏡18，之后是聚焦鏡19，雪崩光電二極管23安裝在可調(diào)基座22上，旋轉(zhuǎn)可調(diào)基座22時，光電二極管23可前后移動，使光電二極管23處在透鏡組的象方焦點上，可調(diào)基座22經(jīng)固定螺母25與鏡筒20相接，并由鎖緊螺母21鎖定，接收的信號由雪崩光電二極管輸出端24連接到圖3中的放大器IC4的輸入端。該透鏡組有效的提高信號接收靈敏度，保證前車在200m時反射的信號被接收放大，場鏡18可進一步減小雜散光的干擾，象方遠(yuǎn)心光路接收器安裝在傳感I中，傳感器I安裝在車頭對前方目標(biāo)探測距離可達(dá)200m。
圖6是圖1智能測控儀顯示器T型面板結(jié)構(gòu)圖，面板26上裝有開機指示燈27、發(fā)光報警指示器件28、前車距離數(shù)字顯示器29，前車加減速剎車力度柱狀發(fā)光顯示器30，安全距離余量柱狀發(fā)光顯示器31，殼體上裝有固定裝置32。
圖7是圖6智能測控儀顯示器側(cè)視圖，其中編號26-T型面板，32-殼體固定裝置，33-弧型殼體。
圖8是圖1智能測控儀立面弧型顯示器立體圖，其中編號34-弧型殼體，35-長方形顯示器面板。
圖9是圖1智能測控儀斜面弧型顯示器立體圖，其中編號36-弧型殼體，37-斜面長方型顯示器面板。
圖10是圖1智能測控儀立面四方型顯示器立體圖，其中編號38-方型殼體，39-長方型顯示器面板。
顯示器殼體結(jié)構(gòu)和面板結(jié)構(gòu)依安裝車型的空間位置選用安裝。
本實用新型根據(jù)實施例試制的樣機，可以解決汽車高速安全行駛中的安全測控和直觀顯示，儀器集成度較高，制造成本較低，易安裝使用，適合各種機動車輛安裝，特別適合機動車輛在高速公路上高速安全行駛使用。
權(quán)利要求1.一種汽車高速安全行駛智能測控儀，包括主控器和與之相連的距離傳感器、速度傳感器、顯示器，其特征是所說的距離傳感器(I)由近紅外發(fā)射器(4)、象方遠(yuǎn)心光路接收器(5)及其放大器(6)組成，所說的速度傳感器(II)是與微處理器(11)相連的多普勒數(shù)字測速器(12)，所說的主控器(III)由產(chǎn)生發(fā)射信號的振蕩器(1)、發(fā)射功率放大器(3)，脈沖壓縮編碼調(diào)制電路(2)、解碼電路(8)、比相器(7)、緩沖放大器(9)、振蕩器(10)和微處理器(11)組成，其中脈沖壓縮編碼調(diào)制電路的輸出端與發(fā)射功率放大器(3)相連，該放大器(3)的輸出信號分別送至近紅外發(fā)射器(4)和比相器(7)，上述的象方遠(yuǎn)心光路接收器(5)接收的信號經(jīng)接收放大器(6)放大后分別送至比相器(7)和解碼電路(8)，經(jīng)解碼器確認(rèn)的信號連至微處理器(11)，比相器(7)對來自發(fā)射和接收的信號進行相位比較，并由振蕩器(10)進行數(shù)字距離轉(zhuǎn)換，經(jīng)緩沖器(9)與微處理器(11)相連，微處理器輸出連至顯示器(14)、聲光報警器(13)和輸出控制接口(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測控儀，其特征在于所說的象方遠(yuǎn)心光路接收器(5)由裝在鏡筒(20)中的透鏡組、裝在鏡筒(20)后端的可調(diào)基座(22)和固定在可調(diào)基座(22)上的雪崩光電二極管(23)組成，其中透鏡組包括物鏡(16)、場鏡(18)和聚焦鏡(19)，它們分別位于鏡筒(20)的前端、中部和后部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測控儀，其特征在于所說的脈沖壓縮編碼調(diào)制電路(2)是由編碼器(IC2)、四-二與非門電路(54S03)、多位開關(guān)(K1)、電阻(R1、R9)、電容(C1)構(gòu)成，其中電阻(R1)和電容(C1)相聯(lián)中點接與非門(A)的輸入端，振蕩器(IC1)輸出端接與非門(A、B)的輸入端，編碼器(IC2)的輸出端和與非門(A)的輸出端分別和與非門(C)的輸入端相接，與非門(C)的輸出端連接到發(fā)射功率放大器(IC3)的輸入端b。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測控儀，其特征在于所說的多普勒數(shù)字測速器(12)是由多普勒測速傳感模塊(IC11)、放大器(IC14)，頻移/速度數(shù)字轉(zhuǎn)換器(IC15)和電阻(R6、R7、R8)、電容(C3)組成，多普勒測速模塊(IC11)輸出端經(jīng)電阻(R6)連至放大器(IC14)的十輸入端，又經(jīng)電阻(R8)輸出連至頻移/速度數(shù)字轉(zhuǎn)換器(IC15)的輸入端，其輸出端8根數(shù)據(jù)總線分別連至消隱顯示輸出器(IC16)和微處理器(IC17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測控儀，其特征在于所說的顯示器(IV)其面板(26)上裝有開機指示燈(27)、聲光報警指示器(28)、前車距離數(shù)字顯示器(29)、前車加減速剎車力度柱狀發(fā)光顯示器(30)、安全距離余量柱狀發(fā)光顯示器(31)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的智能測控儀，其特征在于所說的顯示器(IV)面板為T型(26)或長方型(35、37、39)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的智能測控儀，其特征在于所說的顯示器(IV)殼體結(jié)構(gòu)為弧型(33、34、36)或方型(38)。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車高速安全行駛智能測控儀，包括主控器和與之相連接的距離傳感器、多普勒數(shù)字測速器和顯示器，其中距離傳感器(I)裝有近紅外發(fā)射器和象方遠(yuǎn)心光路接收器，主控器(III)裝有微處理器和識別迎面來車的脈沖壓縮編碼及解碼電路，微處理器輸出端連接顯示器(IV)，顯示器面板上的柱狀發(fā)光器直觀顯示出安全距離余量、前車加減速剎車力度，0-200米距離、車速數(shù)字顯示和危險狀態(tài)聲光報警。
文檔編號G05B9/00GK2237570SQ95213879
公開日1996年10月16日 申請日期1995年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月31日
發(fā)明者劉淑華, 劉明亮 申請人:劉淑華, 劉明亮