汽車倒車測(cè)距儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于汽車安全技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)，涉及一種汽車倒車測(cè)距儀，包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊、超聲波模塊、顯示模塊及報(bào)警模塊，單片機(jī)控制模塊與超聲波模塊、顯示模塊及報(bào)警模塊電連接；單片機(jī)控制模塊用于：向超聲波模塊發(fā)送信號(hào)，命令所述超聲波模塊發(fā)射聲波信號(hào)，接收所述超聲波模塊返回的信號(hào)，并通過(guò)內(nèi)部計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)時(shí)器所記錄的時(shí)間計(jì)算車尾與障礙物的距離；顯示模塊用于顯示所述距離；所述單片機(jī)控制模塊還用于判斷所述距離是否在報(bào)警范圍內(nèi)，如果是，向所述報(bào)警模塊發(fā)送報(bào)警命令。本發(fā)明能比較精確的測(cè)量車后障礙物距離，并在倒車時(shí)距離較近時(shí)發(fā)出警報(bào)，有效的提醒駕駛者提高警惕，提高駕駛員倒車的安全性。
【專利說(shuō)明】
汽車倒車測(cè)距儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于汽車安全技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)，涉及一種汽車倒車測(cè)距儀?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車的使用變得越來(lái)越廣泛，隨之帶來(lái)的一系列安全問(wèn)題也變得愈加重要。為了保證駕駛者在倒車過(guò)程中的安全，倒車輔助裝置成為人們倒車過(guò)程中必不可少的工具。
[0003]由于倒車后視鏡有死角，駕駛者的目測(cè)距離會(huì)有一定誤差，加上視線模糊等原因， 倒車事故的發(fā)生概率大于汽車在正向行駛時(shí)的事故率。汽車倒車事故不僅僅會(huì)對(duì)愛(ài)車和他人財(cái)物造成損失，如果對(duì)人身造成傷害后果更是不堪設(shè)想。因此，亟需一種能夠在倒車時(shí)顯示障礙物距離車輛的距離，并能向駕駛員發(fā)出警報(bào)提示的汽車泊車安全輔助裝置，以提高駕駛員在倒車過(guò)程中的安全性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種汽車倒車測(cè)距儀，以提高駕駛員在倒車過(guò)程中的安全性。
[0005]本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種汽車倒車測(cè)距儀，包括:單片機(jī)控制模塊、超聲波模塊、顯示模塊及報(bào)警模塊，單片機(jī)控制模塊與超聲波模塊、顯示模塊及報(bào)警模塊電連接;單片機(jī)控制模塊用于:向超聲波模塊發(fā)送信號(hào)，命令超聲波模塊發(fā)射聲波信號(hào)，接收超聲波模塊返回的信號(hào)，并通過(guò)內(nèi)部計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)時(shí)器所記錄的時(shí)間計(jì)算車尾與障礙物的距離;顯示模塊用于顯示距離;單片機(jī)控制模塊還用于判斷距離是否在預(yù)設(shè)報(bào)警范圍內(nèi)，如果是，向報(bào)警模塊發(fā)送報(bào)警命令。
[0006]進(jìn)一步，顯示模塊為L(zhǎng)ED數(shù)碼顯示管。
[0007]進(jìn)一步，報(bào)警模塊為蜂鳴器或語(yǔ)音模塊。
[0008]進(jìn)一步，蜂鳴器報(bào)警聲音的頻率隨所述距離的減小而增高
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:能比較精確的測(cè)量車后障礙物距離，并在倒車時(shí)距離較近時(shí)發(fā)出警報(bào)，有效的提醒駕駛者提高警惕，提高駕駛員倒車的安全性。【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明一種汽車倒車測(cè)距儀的結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2是本發(fā)明一種汽車倒車測(cè)距儀一實(shí)施例中Atmegal6單片機(jī)的電路圖；
[0012]圖3是本發(fā)明一種汽車倒車測(cè)距儀一實(shí)施例中超聲波模塊的電路圖；
[0013]圖4是本發(fā)明一種汽車倒車測(cè)距儀一實(shí)施例中LED數(shù)碼顯示管的電路圖；
[0014]圖5是本發(fā)明一種汽車倒車測(cè)距儀一實(shí)施例中蜂鳴器的電路圖；
[0015]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中進(jìn)行超聲波測(cè)距的流程圖；
[0016]圖7本發(fā)明一實(shí)施例中進(jìn)行蜂鳴報(bào)警的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，這些實(shí)施方式并非對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所作的功能、方法、 或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0018]參圖1所示，圖1是本發(fā)明一種汽車倒車測(cè)距儀的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]本實(shí)施例提供了汽車倒車測(cè)距儀，包括:單片機(jī)控制模塊10、超聲波模塊20、顯示模塊30及報(bào)警模塊40,單片機(jī)控制模塊10與超聲波模塊20、顯示模塊30及報(bào)警模塊40電連接;單片機(jī)控制模塊10用于:向超聲波模塊20發(fā)送信號(hào)，命令超聲波模塊20發(fā)射聲波信號(hào)， 接收超聲波模塊20返回的信號(hào)，并通過(guò)內(nèi)部計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)時(shí)器所記錄的時(shí)間計(jì)算車尾與障礙物的距離；顯示模塊30用于顯示該距離；單片機(jī)控制模塊10還用于判斷該距離是否在預(yù)設(shè)報(bào)警范圍內(nèi)，如果是，向報(bào)警模塊40發(fā)送報(bào)警命令。
[0020]在本實(shí)施例中，顯示模塊30為L(zhǎng)ED數(shù)碼顯示管。[0021 ]在本實(shí)施例中，報(bào)警模塊40為蜂鳴器或語(yǔ)音模塊。
[0022]在本實(shí)施例中，蜂鳴器報(bào)警聲音的頻率可隨障礙物距離的減小而增高。
[0023]在本實(shí)施例中，進(jìn)行超聲波測(cè)距的時(shí)候，實(shí)際上就是用計(jì)時(shí)器記錄從超聲波模塊發(fā)射超聲波信號(hào)開始，到超聲波模塊接收到信號(hào)的聲波的往返時(shí)間差，然后用芯片通過(guò)公式計(jì)算出實(shí)際的距離，其中回波信號(hào)中的有效信號(hào)是超聲波遇到障礙物反射回來(lái)的信號(hào)。 超聲波模塊在接收到超聲波返回信號(hào)以后，超聲波模塊會(huì)向單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，芯片通過(guò)中斷的改變來(lái)記錄返回信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，中斷發(fā)生時(shí)就表示超聲波模塊已經(jīng)接收到了返回的信號(hào)，此時(shí)計(jì)時(shí)停止，讀取計(jì)數(shù)器中的數(shù)值并加以計(jì)算之后，這個(gè)得到的數(shù)值就是我們計(jì)算所需要的時(shí)間差。
[0024]本實(shí)施例提供的倒車測(cè)距儀是一個(gè)由單片機(jī)控制的汽車泊車安全輔助裝置，該汽車倒車測(cè)距儀將超聲波的測(cè)距技術(shù)、傳感器技術(shù)與單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)處理功能相結(jié)合，可以測(cè)量并在屏幕顯示倒車時(shí)障礙物距離車輛的距離，同時(shí)向駕駛室內(nèi)發(fā)出不同頻率的警報(bào)，警報(bào)的聲音頻率可隨障礙物距離的減少而減少，駕駛員在駕駛過(guò)程中不僅可以直接觀察到距離障礙物的距離，更可以聽到報(bào)警并判斷車后障礙物距離車輛的遠(yuǎn)近，在很大程度上減輕了駕駛員倒車泊車時(shí)存在視覺(jué)盲區(qū)的困擾，從而可以明顯的提高駕駛員在駕車過(guò)程中的安全性。
[0025]下面通過(guò)具體實(shí)例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，參圖2至圖7所示。
[0026]本實(shí)施例提供的超聲波測(cè)距儀是根據(jù)超聲波遇到障礙物反射回來(lái)的特性進(jìn)行測(cè)量的，即超聲波器件向特定方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，由于超聲波在空氣中傳播，傳播途中碰到障礙物就會(huì)立即返回來(lái)，當(dāng)超聲波器件收到反射波時(shí)就立即停止計(jì)數(shù)， 通過(guò)不斷檢測(cè)產(chǎn)生波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射超聲波和接收到回波的時(shí)間差，然后求出距離。[〇〇27]本實(shí)施例以Atmegal6單片機(jī)作為主控芯片，LED數(shù)碼顯示管作為顯示模塊，使用超聲波模塊來(lái)完成對(duì)距離的的檢測(cè)，并以蜂鳴器作為報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。Atmegal6單片機(jī)控制超聲波模塊發(fā)射超聲波信號(hào)，遇到障礙物時(shí)，聲波信號(hào)返回，超聲波模塊接收到回波信號(hào)后，傳輸?shù)紸tmegal6單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出車輛距離障礙物的距離，并將計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)絃ED數(shù)碼顯示管上顯示。Atmegal6單片機(jī)判斷該距離是否在報(bào)警范圍內(nèi)，但該距離在報(bào)警范圍內(nèi)時(shí)輸出信號(hào)使蜂鳴器報(bào)警，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近發(fā)出不同頻率的警報(bào)，從而達(dá)到安全倒車泊車的目的。[〇〇28] ATmegal6根據(jù)接收到的超聲波的時(shí)間差就可以計(jì)算出距離。超聲波模塊向特定方向發(fā)射出超聲波，在發(fā)射聲波的時(shí)刻同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回，超聲波模塊收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中的傳播速度為340m/ s，根據(jù)計(jì)時(shí)器所記錄的時(shí)間，就可以計(jì)算出車輛距障礙物的距離，即:L = 340t/2 = 170t，其中，L為車尾與障礙物的距離，單位為cm，t為計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間，單位為s。[〇〇29]參圖2所示，本實(shí)施例中采用的ATmegal6是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位 CMOS微控制器。ATmegal6的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)lMIPS/MHz，從而可以一定程度上緩解系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的不平衡。AVR內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器。其中所有的寄存器都直接與運(yùn)算邏輯單元(ALU)相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)到額外的兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼運(yùn)行的效率，并且比普通的 CISC微控制器相比高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。
[0030]參圖3所示，超聲波模塊中由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)而產(chǎn)生，特點(diǎn)是頻率高、繞射現(xiàn)象小、波長(zhǎng)短，尤其是方向性穩(wěn)定。采用I/O觸發(fā)測(cè)距，給Trig至少10ys的高電平信號(hào)(實(shí)際上25ys最佳)；模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40KHz的方波，然后檢測(cè)是否有聲波的返回；有信號(hào)通過(guò)Echo返回，Echo輸出一高電平，Echo高電平持續(xù)的時(shí)間也就是超聲波從發(fā)射到返回的度過(guò)的時(shí)間。此模塊用單片機(jī)I /0 口控制Tr i g發(fā)一個(gè)1 Oys以上的高電平，就可以在接收口 Echo等待高電平輸出。當(dāng)Echo從低變到高就可以開定時(shí)器計(jì)時(shí)，當(dāng)Echo變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就可以讀定時(shí)器的值，此值即為此次測(cè)距計(jì)得的時(shí)間，據(jù)公式測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速 (340)/2〇[〇〇31] 參圖4所示，LED數(shù)碼顯示管是一種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它具有8個(gè)LED顯示管，其中7個(gè)用于顯示字符，剩下的1個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn)，所以一般稱之為八段數(shù)碼管。對(duì)八段數(shù)碼顯示器的控制，可以應(yīng)用按時(shí)間向數(shù)碼管提供具有驅(qū)動(dòng)能力的位選和段選信號(hào)。
[0032]參圖5所示，蜂鳴器報(bào)警電路中，三極管的作用是用作開關(guān)，當(dāng)超聲波的探頭與障礙物的距離不同時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出不同頻率的聲音，電阻的作用是限流作用防止電流過(guò)大燒壞三極管。[〇〇33]為了測(cè)試蜂鳴器的報(bào)警效果，本發(fā)明根據(jù)車輛據(jù)障礙物的不同的距離進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下:[〇〇34]當(dāng)距離障礙物29cm時(shí)，各器件正常工作，數(shù)碼管顯示距離為29,蜂鳴器發(fā)出聲響， 但頻率較低。[〇〇35]當(dāng)距離障礙物19cm時(shí)，各器件正常工作，數(shù)碼管顯示距離為19,蜂鳴器發(fā)出聲響， 頻率明顯高于20cm以上，可以清晰分辨。[〇〇36]當(dāng)距離障礙物10cm時(shí)，各器件正常工作，數(shù)碼管顯示距離為10,蜂鳴器發(fā)出持續(xù)蜂鳴，聲音較大，可以使駕駛者的注意力完全集中。
[0037]上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0038]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車倒車測(cè)距儀，包括:單片機(jī)控制模塊、超聲波模塊、顯示模塊及報(bào)警模塊，所 述單片機(jī)控制模塊與所述超聲波模塊、顯示模塊及報(bào)警模塊電連接;所述單片機(jī)控制模塊 用于:向所述超聲波模塊發(fā)送信號(hào)，命令所述超聲波模塊發(fā)射聲波信號(hào)，接收所述超聲波模 塊返回的信號(hào)，并通過(guò)內(nèi)部計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)時(shí)器所記錄的時(shí)間計(jì)算車尾與障礙物的距 離;所述顯示模塊用于顯示所述距離;所述單片機(jī)控制模塊還用于判斷所述距離是否在預(yù) 設(shè)報(bào)警范圍內(nèi)，如果是，向所述報(bào)警模塊發(fā)送報(bào)警命令。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車倒車測(cè)距儀，其特征在于，所述顯示模塊為L(zhǎng)ED數(shù)碼 顯示管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車倒車測(cè)距儀，其特征在于，所述報(bào)警模塊為蜂鳴器或 語(yǔ)首t旲塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車倒車測(cè)距儀，其特征在于，所述蜂鳴器報(bào)警聲音的頻 率隨所述距離的減小而增高。
【文檔編號(hào)】G01S15/93GK106054197SQ201610320359
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月14日
【發(fā)明人】隋美麗, 呂江毅, 成林
【申請(qǐng)人】北京電子科技職業(yè)學(xué)院