車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，屬于超聲波測(cè)距【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明為解決現(xiàn)有汽車(chē)倒車(chē)障礙探測(cè)產(chǎn)品成本高、智能化程度低、設(shè)計(jì)復(fù)雜、功能固化等問(wèn)題。本發(fā)明包括超聲測(cè)距模塊、控制MCU、語(yǔ)音報(bào)警模塊、顯示模塊和后視攝像模塊；超聲測(cè)距模塊用于檢測(cè)本車(chē)與障礙物的測(cè)距信息，超聲測(cè)距模塊的測(cè)距信息輸出端與控制MCU的測(cè)距信息輸入端相連；后視攝像模塊的視頻信息輸出端與控制MCU的視頻信息輸入端相連；控制MCU的語(yǔ)音播報(bào)指令輸出端與語(yǔ)音報(bào)警模塊的語(yǔ)音播報(bào)指令輸入端相連；控制MCU的視頻及測(cè)距信息合成信息輸出端與顯示模塊的視頻及測(cè)距信息合成信息輸入端相連。
【專(zhuān)利說(shuō)明】車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車(chē)倒車(chē)裝置，屬于超聲波測(cè)距【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅速，汽車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)量日益增長(zhǎng)。但是隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，尤其是近幾年來(lái)，汽車(chē)的數(shù)量逐年增加，造成公路、街道、停車(chē)場(chǎng)、車(chē)庫(kù)等越來(lái)越擁擠。汽車(chē)駕駛員越來(lái)越擔(dān)心安全問(wèn)題了，其中一個(gè)典型就是倒車(chē)，由于倒車(chē)而產(chǎn)生的問(wèn)題也日益突出。
[0003]一方面汽車(chē)的數(shù)量逐年增加，公路、街道、停車(chē)場(chǎng)和車(chē)庫(kù)擁擠不堪，可轉(zhuǎn)動(dòng)的空間越來(lái)越少；另一方面，新司機(jī)及非專(zhuān)職司機(jī)越來(lái)越多，因倒車(chē)引起的糾紛越來(lái)越多，車(chē)輛之間、車(chē)輛與人、車(chē)輛與墻壁等障礙物之間的碰撞時(shí)有發(fā)生。倒車(chē)己成為令人們頭痛的一項(xiàng)任務(wù)，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)也在抱怨倒車(chē)是件費(fèi)力費(fèi)神的事。據(jù)統(tǒng)計(jì)，危險(xiǎn)境況時(shí)，如果能給駕駛員半秒鐘的預(yù)處理時(shí)間，則可分別減少追尾事故的30%，路面相關(guān)事故的50%，迎面撞車(chē)事故的60%。改善倒車(chē)遇到的窘境被越來(lái)越多的人所關(guān)注，人們對(duì)汽車(chē)操縱的便捷性提出了更高的要求，希望有種裝置能夠解決汽車(chē)倒車(chē)給人們帶來(lái)的不便，消除駕駛中的不安全因素，可將車(chē)快速準(zhǔn)確地停放到指定的位置。
[0004]汽車(chē)倒車(chē)中存在的困難，其一是由于駕駛者坐在駕駛座位上無(wú)法完全了解汽車(chē)四周特別是后方的環(huán)境。駕駛者只能通過(guò)后視鏡觀察后方障礙物，后視鏡因其位置的限制，視野太小、清晰度差，根本無(wú)法達(dá)到倒車(chē)中后視的目的。其二是倒車(chē)時(shí)駕駛者須同時(shí)要兼顧車(chē)輛前方、兩側(cè)的情況，需要扭身回頭看車(chē)輛后面的狀況，體力和腦力消耗太多，容易出現(xiàn)不安全狀況。其三，倒車(chē)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其依賴(lài)于駕駛者的駕車(chē)經(jīng)驗(yàn)、駕車(chē)技巧及反應(yīng)靈敏度，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題，駕駛員都無(wú)法快速準(zhǔn)確地完成倒車(chē)任務(wù)。
[0005]對(duì)于解決汽車(chē)的倒車(chē)難的問(wèn)題，目前有兩種思路:一是寄希望于汽車(chē)自動(dòng)駕駛技術(shù)及其配套設(shè)施的日益成熟，目前該項(xiàng)技術(shù)仍處于研制初始階段，短期內(nèi)尚不能推廣使用；第二是采用簡(jiǎn)單的汽車(chē)倒車(chē)預(yù)警系統(tǒng)，但是傳統(tǒng)的汽車(chē)倒車(chē)預(yù)警系統(tǒng)的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，駕駛員仍然需要通過(guò)后視鏡去判斷車(chē)后的情況，估計(jì)出汽車(chē)和車(chē)后障礙物的距離來(lái)完成倒車(chē)任務(wù)。
[0006]汽車(chē)電子化被認(rèn)為是汽車(chē)技術(shù)發(fā)展中的一次革命，通過(guò)在汽車(chē)上裝備各種電子設(shè)備，可以使汽車(chē)的性能進(jìn)一步提高。我國(guó)的汽車(chē)電子實(shí)業(yè)薄弱，與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有很大差距，需要進(jìn)一步加大研究投入。車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，是將超聲波測(cè)距和TFT_LCD屏視頻字符疊加顯示技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)電子的研究，具有較高的實(shí)際意義，可以普遍應(yīng)用在家庭汽車(chē)中提高汽車(chē)的智能化程度，減少由于倒車(chē)后視不良產(chǎn)生的事故。
[0007]通過(guò)對(duì)汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)用，駕駛者的體力、腦力勞動(dòng)強(qiáng)度可極大地被減輕，倒車(chē)難度可降低，避免駕駛員因方向感弱、判斷和操作失誤而引起的事故，同時(shí)它對(duì)提高汽車(chē)智能化水平和最終實(shí)現(xiàn)汽車(chē)無(wú)人駕駛有積極的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有汽車(chē)倒車(chē)障礙探測(cè)產(chǎn)品成本高、智能化程度低、設(shè)計(jì)復(fù)雜、功能固化等問(wèn)題，提供了一種基于超聲波測(cè)距技術(shù)的車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明所述車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，它包括超聲測(cè)距模塊、控制MCU、語(yǔ)音報(bào)警模塊、顯示模塊和后視攝像模塊；
[0010]超聲測(cè)距模塊用于檢測(cè)本車(chē)與障礙物的測(cè)距信息，超聲測(cè)距模塊的測(cè)距信息輸出端與控制MCU的測(cè)距信息輸入端相連；
[0011]后視攝像模塊的視頻信息輸出端與控制MCU的視頻信息輸入端相連；
[0012]控制MCU的語(yǔ)音播報(bào)指令輸出端與語(yǔ)音報(bào)警模塊的語(yǔ)音播報(bào)指令輸入端相連；
[0013]控制MCU的視頻及測(cè)距信息合成信息輸出端與顯示模塊的視頻及測(cè)距信息合成信息輸入端相連。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明采用超聲波技術(shù)發(fā)送接收數(shù)據(jù)，雙MCU處理，智能化程度高。同時(shí)，本發(fā)明采用語(yǔ)音模塊和視頻顯示模塊，駕駛員倒車(chē)十分方便。本發(fā)明與現(xiàn)有障礙探測(cè)產(chǎn)品相比，具有成本低，智能化程度高，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，功能多樣化的優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明所述車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，它包括超聲測(cè)距模塊1、控制MCU2、語(yǔ)音報(bào)警模塊3、顯示模塊4和后視攝像模塊5 ；
[0017]超聲測(cè)距模塊I用于檢測(cè)本車(chē)與障礙物的測(cè)距信息，超聲測(cè)距模塊I的測(cè)距信息輸出端與控制MCU2的測(cè)距信息輸入端相連；
[0018]后視攝像模塊5的視頻信息輸出端與控制MCU2的視頻信息輸入端相連；
[0019]控制MCU2的語(yǔ)音播報(bào)指令輸出端與語(yǔ)音報(bào)警模塊3的語(yǔ)音播報(bào)指令輸入端相連；
[0020]控制MCU2的視頻及測(cè)距信息合成信息輸出端與顯示模塊4的視頻及測(cè)距信息合成信息輸入端相連。
[0021]超聲波測(cè)距模塊I把測(cè)距信息發(fā)送到控制MCU2，有兩個(gè)MCU，一個(gè)是雷達(dá)主機(jī)，一個(gè)是雷達(dá)從機(jī)。由超聲波探頭1-1將超聲波信號(hào)發(fā)送到超聲波測(cè)距MCU1-3，經(jīng)過(guò)處理，距離信號(hào)發(fā)送到控制MCU2,控制MCU2 —方面把數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給液晶顯不控制器4-1, 一方面控制語(yǔ)音IC2-1選擇一段語(yǔ)音通過(guò)功放IC3-2讓揚(yáng)聲器3-3報(bào)距，倒車(chē)警示語(yǔ)音存儲(chǔ)在語(yǔ)音IC3-1中，通過(guò)控制MCU2輸出地址，在語(yǔ)音IC3-1中查找相應(yīng)的需要輸出的警示語(yǔ)音信號(hào)，輸出給功放IC3-2，進(jìn)行語(yǔ)音放大。
[0022]后視攝像模塊5將后視攝像圖像視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示驅(qū)動(dòng)器4-2，控制MCU2將測(cè)距信息發(fā)送到液晶顯示控制器4-1，液晶顯示控制器4-1控制液晶顯示驅(qū)動(dòng)器4-2將后視視頻與測(cè)距字符疊加之后驅(qū)動(dòng)TFT_IXD屏4-3顯示后視攝像圖像以及障礙物距離信息。
[0023]本發(fā)明軟件系統(tǒng)有兩部分組成，即測(cè)距軟件和控制系統(tǒng)軟件。測(cè)距軟件嵌在測(cè)距MCU1-3里面，完成超聲波測(cè)距功能；控制系統(tǒng)軟件嵌控制MCU2里面，完成控制語(yǔ)音報(bào)警及測(cè)距字符與車(chē)后尾視頻疊加顯示的功能。
[0024]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，超聲測(cè)距模塊I包括一組超聲探頭1-1、收發(fā)控制電路1-2和測(cè)距MCU1-3 ;每個(gè)超聲探頭l-ι均與收發(fā)控制電路1-2的超聲波信號(hào)傳輸端相連，收發(fā)控制電路1-2的收發(fā)數(shù)據(jù)往返時(shí)間信息輸出端與測(cè)距MCU1-3的收發(fā)數(shù)據(jù)往返時(shí)間信息輸入端相連，測(cè)距MCU1-3的測(cè)距信號(hào)輸出端與MCU2的測(cè)距信息輸入端相連。
[0025]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一或二作進(jìn)一步說(shuō)明，語(yǔ)音報(bào)警模塊3包括語(yǔ)音IC3-1、功放IC3-2和揚(yáng)聲器3-3 ;語(yǔ)音IC3-1的語(yǔ)音播報(bào)指令輸入端與控制MCU2的語(yǔ)音播報(bào)指令輸出端相連，語(yǔ)音IC3-1的語(yǔ)音播報(bào)指令輸出端與功放IC3-2的輸入端相連，功放IC3-2的輸出端與揚(yáng)聲器3-3的使能端相連。
[0026]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一、二或三作進(jìn)一步說(shuō)明，顯示模塊4包括液晶顯示控制器4-1、液晶顯示驅(qū)動(dòng)器4-2和TFTJXD屏4_3 ;液晶顯示控制器4_1的視頻及測(cè)距信息合成信息輸入端與控制MCU2的視頻及測(cè)距信息合成信息輸出端相連，液晶顯示控制器4-1的輸出端與液晶顯示驅(qū)動(dòng)器4-2的輸入端相連，液晶顯示驅(qū)動(dòng)器4-2的輸出端與TFT_IXD屏4-3的使能端相連。
[0027]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一、二、三或四作進(jìn)一步說(shuō)明，后視攝像豐旲塊5米用攝像頭為王要部件。
[0028]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一、二、三、四或五作進(jìn)一步說(shuō)明，超聲探頭1-1的數(shù)量為4個(gè)。
[0029]由于此系統(tǒng)裝在汽車(chē)上使用，工作環(huán)境惡劣，存在諸多干擾，歸納起來(lái)，主要有電源噪聲、傳輸線干擾、信號(hào)禍合、電磁干擾EMI四個(gè)方面。布線時(shí)要采取措施，排除這些干擾，以保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定，測(cè)距精確。
[0030]攝像頭實(shí)際拍攝到的視頻信號(hào)在TFT_IXD屏上顯示，在視頻中疊加有測(cè)距信息。實(shí)驗(yàn)中選用的被測(cè)物體為汽車(chē)模型，在常溫下，分別將汽車(chē)模型離超聲波傳感器0.15米-3.05米的各距離段進(jìn)行實(shí)際測(cè)量測(cè)量結(jié)果如表I所示。
[0031]顯然，假定考慮Ims的余震時(shí)間，本系統(tǒng)能檢測(cè)到的最短障礙物距離為340X0.001/2 = 0.17米，而每一路14ms的工作周期，決定了系統(tǒng)能檢測(cè)到的最長(zhǎng)障礙物距離為 340X0.014/2 = 2.4 米;
[0032]綜合考慮本系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性及實(shí)用性之后，我們?cè)谲浖显O(shè)定:測(cè)得距離小于0.4米的，以0.4米輸出進(jìn)行報(bào)警；測(cè)得距離大于2.4米的，作距離無(wú)窮大處理。
[0033]表I測(cè)距實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0034]

【權(quán)利要求】
1.車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，它包括超聲測(cè)距模塊(I)、控制MCU(2)、語(yǔ)音報(bào)警模塊(3)、顯示模塊(4)和后視攝像模塊(5)； 超聲測(cè)距模塊⑴用于檢測(cè)本車(chē)與障礙物的測(cè)距信息，超聲測(cè)距模塊⑴的測(cè)距信息輸出端與控制MCU (2)的測(cè)距信息輸入端相連； 后視攝像模塊(5)的視頻信息輸出端與控制MCU⑵的視頻信息輸入端相連； 控制MCU(2)的語(yǔ)音播報(bào)指令輸出端與語(yǔ)音報(bào)警模塊(3)的語(yǔ)音播報(bào)指令輸入端相連； 控制MCU (2)的視頻及測(cè)距信息合成信息輸出端與顯示模塊(4)的視頻及測(cè)距信息合成信息輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，超聲測(cè)距模塊(I)包括一組超聲探頭(1-1)、收發(fā)控制電路(1-2)和測(cè)距MCU(l-3);每個(gè)超聲探頭(1-1)均與收發(fā)控制電路(1-2)的超聲波信號(hào)傳輸端相連，收發(fā)控制電路(1-2)的收發(fā)數(shù)據(jù)往返時(shí)間信息輸出端與測(cè)距MCU (1-3)的收發(fā)數(shù)據(jù)往返時(shí)間信息輸入端相連，測(cè)距MCU (1-3)的測(cè)距信號(hào)輸出端與MCU2的測(cè)距信息輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，語(yǔ)音報(bào)警模塊(3)包括語(yǔ)音IC(3-1)、功放IC(3-2)和揚(yáng)聲器(3-3);語(yǔ)音IC(3_1)的語(yǔ)音播報(bào)指令輸入端與控制MCU(2)的語(yǔ)音播報(bào)指令輸出端相連，語(yǔ)音IC(3-1)的語(yǔ)音播報(bào)指令輸出端與功放IC(3-2)的輸入端相連，功放IC(3-2)的輸出端與揚(yáng)聲器(3-3)的使能端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，顯示模塊(4)包括液晶顯示控制器(4-1)、液晶顯示驅(qū)動(dòng)器(4-2)和TFT_LCD屏(4_3);液晶顯示控制器(4_1)的視頻及測(cè)距信息合成信息輸入端與控制MCU(2)的視頻及測(cè)距信息合成信息輸出端相連，液晶顯示控制器(4-1)的輸出端與液晶顯示驅(qū)動(dòng)器(4-2)的輸入端相連，液晶顯示驅(qū)動(dòng)器(4-2)的輸出端與TFT_IXD屏(4-3)的使能端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，后視攝像模塊(5)采用攝像頭為主要部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述車(chē)載可視倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，超聲探頭(1-1)的數(shù)量為4個(gè)。
【文檔編號(hào)】B60R1/00GK104199035SQ201410336516
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】龐博升, 王獻(xiàn)林, 劉志遠(yuǎn), 劉宇維 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)