專利名稱：機(jī)動(dòng)車輛行駛狀況記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)動(dòng)車輛行駛記錄裝置，尤其是一種利用攝像頭和與其配 合的記錄裝置對(duì)汽車行車狀況進(jìn)行監(jiān)視和自動(dòng)記錄的俗稱汽車黑匣子的裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代社會(huì)中，汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，已成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨之而來(lái)的是 交通事故的逐漸增多。在突發(fā)事件到來(lái)時(shí)，當(dāng)事人不能判斷到底是誰(shuí)違規(guī)，而交警也 只能根據(jù)雙方的陳述來(lái)處理，難免產(chǎn)生不公平的結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)?來(lái)越注重機(jī)動(dòng)車黑匣子的推廣使用，它使得在發(fā)生事故后進(jìn)行調(diào)查取證時(shí)，有行車記 錄資料可以提供準(zhǔn)確可靠的事實(shí)依據(jù)，這就大大減輕公安、交警的工作量，也減少了 事故處理時(shí)人為的不公正性。目甜汽車上的行駛記錄裝置大多采用攝像頭加磁帶錄像機(jī)或攝像頭加PC機(jī)模式，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作成本高、難以得到推廣應(yīng)用，而且由于車輛在行駛中產(chǎn)生的 震動(dòng)以及點(diǎn)火系統(tǒng)的脈沖干擾和電源電壓的大幅度波動(dòng)等惡劣的環(huán)境下，非常容易造 成記錄數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤或丟失。在車輛發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，由于沒(méi)有可靠的保護(hù)外殼，記錄 介質(zhì)有可能在撞擊、燃燒或水浸中滅失。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要克服已有技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、工作可靠、在車輛發(fā)生事故時(shí)能完好保存行車狀態(tài)記錄的裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種機(jī)動(dòng)車輛行駛狀況記錄裝置，包括攝像頭，匣體以及固定裝置，攝像頭與匣 體通過(guò)調(diào)節(jié)裝置鉸接，所述的匣體內(nèi)置有視頻記錄保存裝置，其特征是所述的視頻 記錄保存裝置包括由嵌入式微處理器或單片機(jī)與視頻壓縮芯片組成的視頻壓縮處理 裝置、以及由硬盤、閃存裝置或存儲(chǔ)卡構(gòu)成的數(shù)據(jù)保存載體，所述的嵌入式微處理器 或單片機(jī)與視頻壓縮芯片以及硬盤、閃存裝置或存儲(chǔ)卡通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線連接。本實(shí)用新型目的還可以采取以下措施來(lái)達(dá)到
所述的匣體由防爆層、隔熱層和防水層組成。所述的固定裝置與機(jī)動(dòng)車輛的連接處還設(shè)置彈簧和橡膠減振元件。 所述的視頻記錄保存裝置可以是數(shù)字錄像裝置。所述的攝像頭包括監(jiān)視車輛前面情況的攝像頭、監(jiān)視車輛后面情況的攝像頭以及 監(jiān)視車輛內(nèi)部情況的攝像頭。所述的視頻記錄保存裝置還有連接掌上電腦PDA的接口。由于本實(shí)用新型采取了上述的技術(shù)措施，它與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 體積小、低功耗、集成度高，成本低；2、 脫離PC的嵌入式操作系統(tǒng)和專業(yè)視頻處理芯片，不受病毒和斷電的困擾，確 保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3、 更換、保存數(shù)據(jù)簡(jiǎn)便，防塵防震；4、 匣體具有防火、抗沖擊、防水和抗震動(dòng)的作用。因此，即使車輛發(fā)生爆炸、 起火、落水等情況亦能保證存儲(chǔ)在黑匣子內(nèi)的數(shù)據(jù)不丟失，為了故分析提供可靠的數(shù) 據(jù)。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例匣體部分的俯視放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例視頻記錄保存裝置的電氣連接方框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。參照附圖，本實(shí)用新型包括攝像頭l、匣體4以及固定裝置3。攝像頭l與匣體 4通過(guò)調(diào)節(jié)裝置5鉸接。調(diào)節(jié)裝置5的底座6固定在匣體4的底座連接板9上?？梢?通過(guò)操縱調(diào)節(jié)裝置5調(diào)節(jié)攝像頭的高低和角度。匣體4內(nèi)設(shè)置有視頻記錄保存裝置7。 攝像頭1通過(guò)數(shù)據(jù)線2連接視頻記錄保存裝置7。攝像頭1采用CCD攝像頭，可選用 臺(tái)灣MINTR0N公司73-1IP型低照度攝像頭或MK-0326A微型攝像頭，以便保證在低 照度下及黃昏、清晨或夜間行車事故現(xiàn)場(chǎng)錄像的清晰度和圖像質(zhì)量。在車輛上至少設(shè) 有前行方向上的攝像頭。也可以設(shè)置后視方向的攝像頭。如果設(shè)置多個(gè)攝像頭，則攝
像頭調(diào)節(jié)裝置5的底座6不固定在匣體4的底座連接板9上，可選擇車內(nèi)的合適位置 固定。在長(zhǎng)途客車上使用時(shí)，還可設(shè)置監(jiān)控記錄客車內(nèi)部情況的攝像頭。視頻記錄保 存裝置7中的視頻壓縮處理裝置由嵌入式微處理器和視頻壓縮芯片組成。嵌入式微處 理器可以采用Intel公司的StrongARM SA-1110微處理器。Intel公司的SA-1110是 一款通用RISC微處理器。它將16KB的指令Cache、8KB的數(shù)據(jù)Cache、一個(gè)小型Cache、 一個(gè)寫緩存、 一個(gè)讀緩存、 一個(gè)內(nèi)存管理單元(MMU)集成在一個(gè)芯片中。它與ARMV4 結(jié)構(gòu)的處理器在軟件上兼容，也可以使用一些支持ARM的芯片，如1/0、內(nèi)存以及視 頻設(shè)備。1.2 SA-1110微處理器SA-U10配置了功能強(qiáng)大的外圍邏輯電路，可以分為幾個(gè)模塊(1) 內(nèi)存和PCMCIA控制模塊(MPCM)支持R0M、同步掩膜ROM (SMR0M)、 Flash、 DRAM SDRAM、 SRAM、 SRAM-like可 變延遲I/O以及PCMCIA控制信號(hào)。(2) 系統(tǒng)控制系模塊(SCM)28個(gè)通用l/0端口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、Watchdog及內(nèi)部時(shí)鐘、電源管理控制器，中斷 控制器、重啟控制器、兩個(gè)晶振(3.686MHz和32.768kHz)。(3) 外圍控制模塊(PCM)6通道DMA控制器、LCD控制器、16550UART、紅外串行端口 (115kbps、 4Mbps)、 同步串行接口 (USB1100、 UCB1200、 SPI， TI， yWire)、通用串行總線(USB)設(shè)備 控制器。2基于SA-1110的視頻數(shù)據(jù)釆集與壓縮系統(tǒng) 2. 1系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由一片A/D芯片(采用Philip公司的SAA7113)、 一片MJPEG壓縮芯片 (采用Z0RAN公司的ZR36060)、 一片高速FIF0(采用IDT公司的IDT72V271LA)、 一 片邏輯控制芯片(Xilinx公司)及基于StrongA服SA-1110上的嵌入式操作系統(tǒng)(采 用Intel公司的Assabet)組成。A/D芯片、MJPEG壓縮芯片及FIFO要完成4路攝像 頭的輸入轉(zhuǎn)換、MJPEG壓縮及數(shù)據(jù)緩存。CPLD控制中斷請(qǐng)求及某些片選信號(hào)。A/D芯 片和MJPEG壓縮芯片的工作均由基于SA-1110的嵌入式操作系統(tǒng)完成。2. 2系統(tǒng)工作流程模擬輸入部分?jǐn)z像頭將采集到的模擬數(shù)據(jù)發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行視頻解碼，模擬電路需要提供A/D轉(zhuǎn)換芯片所需要的時(shí)鐘頻率24. 576MHz， A/D轉(zhuǎn)換芯片將用此 頻率來(lái)同步JMJPEG壓縮芯片。模擬電路部分還包括對(duì)攝像頭焦距的控制電路。視頻壓縮部分:MJPEG壓縮芯片將A/D轉(zhuǎn)換芯片輸入的YUV格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行MJPEG 格式的壓縮。MJPEG由JPEG圖像連接組成，相對(duì)JPEG圖像每幅都有自己的量化表和 Huffman碼表。MJPEG可以僅使用一張量化表和Huffman碼表對(duì)連續(xù)幾十幀甚至上百 幀圖像進(jìn)行壓縮，僅當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生丟失時(shí)才需要重新載入量化表和Huffman碼表。這一 優(yōu)點(diǎn)大大降低了系統(tǒng)視頻解碼時(shí)所需要的開(kāi)銷。而且，MJPEG可以分幀存儲(chǔ)，這給數(shù) 據(jù)的管理和回放來(lái)了方便。邏輯譯碼電路邏輯譯碼電路需要完成中斷請(qǐng)求的譯碼以及片選信號(hào)的譯碼， 并提供降頻的時(shí)鐘信號(hào)等。系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理當(dāng)嵌入式操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，首先對(duì)子系統(tǒng)供電，將視頻采集系 統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序載入設(shè)備管理器(Device Manager),然后由應(yīng)用程序調(diào)用MDD層的初 始化函數(shù)完成如下工作(1) 通過(guò)I2C總線讀寫A/D轉(zhuǎn)換芯片寄存器進(jìn)行初始化；(2) 通過(guò)地址及數(shù)據(jù)總線對(duì)MJPEG壓縮芯片進(jìn)行初始化處理，裝入壓縮需要的 量化表及Huffman碼表；(3) 初始化邏輯譯碼電路。初始化完成后，系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)及通道切換都要通過(guò)中斷請(qǐng)求來(lái)完成的。對(duì)于嵌 入式操作系統(tǒng)來(lái)講，此工作方式是合理的。因?yàn)榛赟A-lllO的嵌入式操作系統(tǒng)速度 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于A/D轉(zhuǎn)換芯片和MJPEG壓縮芯片的工作速度，中斷請(qǐng)求及中斷服務(wù)不會(huì)給系 統(tǒng)帶來(lái)很大的負(fù)荷。系統(tǒng)采用A/D轉(zhuǎn)換芯片和MJPEG壓縮專用芯片進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)處理， 也就說(shuō)對(duì)多個(gè)攝像頭來(lái)講，只能分時(shí)地占用這些資源，這就要靠嵌入式操作系統(tǒng)來(lái)完 成對(duì)通道選擇的控制及緩存數(shù)據(jù)的讀取。對(duì)A/D轉(zhuǎn)換芯片來(lái)說(shuō)，每完成一幀圖像的轉(zhuǎn)換，將輸入切換到另一個(gè)攝像頭上， 開(kāi)始接受下一個(gè)攝像頭的模擬數(shù)據(jù)(這一功能由SA-1110對(duì)I2C類型的A/D芯片進(jìn)行 控制而實(shí)現(xiàn))。因此它源源不斷地傳出輪流時(shí)分的多個(gè)攝像頭的視頻信息。MJPEG壓 縮芯片則僅僅負(fù)責(zé)將收到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，并將結(jié)果寫入緩存FIF0。 當(dāng)子系統(tǒng)IH常工作后，整個(gè)系統(tǒng)是中斷驅(qū)動(dòng)的。有如下兩種中斷(1) MJPEG芯片對(duì)一幅圖片壓縮完成這意味著一路攝像頭輸入的圖像己經(jīng)完成。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行通道選擇，將A/D 芯片的輸入切換到另一臺(tái)攝像頭上。這樣，下一幀圖像就是另一路攝像頭輸入的，從 而完成了攝像頭對(duì)A/D轉(zhuǎn)換芯片的時(shí)分復(fù)用。這一操作通過(guò)I2C總線完成，通過(guò)對(duì) A/D芯片內(nèi)部寄存器的修改，切換A/D模擬輸入的通道。(2) FIF0半滿指示這意味著緩存正等待操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)移走，以便新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。系統(tǒng)將通過(guò)數(shù)據(jù) 總線將FIFO中的數(shù)據(jù)讀入指定緩存。至此，視頻數(shù)據(jù)采集過(guò)程已經(jīng)完成。接下來(lái)是對(duì)數(shù)據(jù)的處理，包括分辨數(shù)據(jù)源(攝 像頭)、UDP打包處理進(jìn)行存盤。數(shù)據(jù)的保存載體主要采用閃存裝置和CF存儲(chǔ)卡，它們具有體積小、價(jià)格低、防 塵防震、便于數(shù)據(jù)交換等特點(diǎn)。如果用于長(zhǎng)途客車內(nèi)部監(jiān)控記錄時(shí)，則要使用硬盤保 存數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)所采用的數(shù)據(jù)保存載體的容量設(shè)定記錄圖像的刷新時(shí)間，如果使用閃 存或CF存儲(chǔ)卡可采用每15分鐘更新一次數(shù)據(jù)的方法，以保存車輛在事故發(fā)生前15 分鐘的行駛狀況數(shù)據(jù)。這一過(guò)程也由嵌入式操作系統(tǒng)完成。為便于及時(shí)讀取瀏覽記錄 的數(shù)據(jù)，設(shè)置了掌上電腦PDA的接口 8，可采用USB接口或紅外數(shù)據(jù)交換接口。上述 嵌入式微處理器的功能也可以采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，原理與嵌入式操作系統(tǒng)相同。釆用 北京百目技術(shù)有限公司生產(chǎn)的極目視頻傳輸單板是一種簡(jiǎn)單的方案。傳輸板將音視頻 采集、壓縮及傳輸?shù)戎T多功能集成于小巧的電路板上(137X106mm)，是通電即用的獨(dú) 立裝置，完全脫離PC機(jī)，遇突發(fā)干擾不死機(jī)，可自動(dòng)復(fù)位恢復(fù)工作，具有較高的可 靠性。這時(shí)，攝像頭可以采用數(shù)碼攝像頭，視頻記錄保存裝置中的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換部分 也可以省去。視頻記錄保存裝置中的數(shù)據(jù)的保存載體也可以采用數(shù)字錄像裝置作為視 頻記錄保存裝置，如臺(tái)灣生產(chǎn)的DEITECH嵌入式數(shù)字硬盤監(jiān)控錄像機(jī)。為保證車輛在發(fā)生爆炸、起火、落水等情況時(shí)存儲(chǔ)在黑匣子內(nèi)的數(shù)據(jù)不丟失，本 實(shí)用新型的匣體4由防爆層、隔熱層和防水層組成。匣體4的外層為金屬防爆層10， 可用合金鋼等金屬材料制成。中間層為隔熱層9，可用石棉類材料制成。內(nèi)層為防水 層ll，采用如氧化鋁、氧化鈉等高溫非金屬陶瓷材料制成。
為保證本實(shí)用新型的硬盤在車輛行駛的顛簸條件下可靠地工作，在匣體4的固 定裝3置與機(jī)動(dòng)車輛的連接處設(shè)置了彈簧和海綿橡膠襯墊。彈簧能承受車輛行駛時(shí)來(lái) 自各個(gè)方向的顛簸震動(dòng)，海綿橡膠襯墊對(duì)高頻振動(dòng)起緩沖作用。
權(quán)利要求1、一種機(jī)動(dòng)車輛行駛狀況記錄裝置，包括攝像頭(1)，匣體(4)以及固定裝置(3)，攝像頭(1)與匣體(4)通過(guò)調(diào)節(jié)裝置(5)鉸接，所述的匣體(4)內(nèi)設(shè)置有視頻記錄保存裝置(7)，其特征是所述的視頻記錄保存裝置(7)包括由嵌入式微處理器或單片機(jī)與視頻壓縮芯片組成的視頻壓縮處理裝置、以及由硬盤、閃存裝置或存儲(chǔ)卡構(gòu)成的數(shù)據(jù)保存載體，所述的嵌入式微處理器或單片機(jī)與視頻壓縮芯片以及硬盤、閃存裝置或存儲(chǔ)卡通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)動(dòng)車輛行駛狀況記錄裝置，其特征是所述的匣體(4) 由防爆層(10)、隔熱層(9)和防水層(11)組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車輛行駛狀況記錄裝置，其特征是所述的固定裝置 (3)與機(jī)動(dòng)車輛的連接處還設(shè)置有彈簧和橡膠減振元件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車輛行駛狀況記錄裝置，其特征是所述的攝像頭(1)為多路攝像頭，其中包括監(jiān)視車輛前面、后面以及車廂內(nèi)部情況的攝像頭。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)動(dòng)車輛行駛狀況記錄裝置，其特征是所述的視頻記錄保存裝置還有連接掌上電腦PDA的接口 (8)。
專利摘要本實(shí)用新發(fā)型公開(kāi)了一種機(jī)動(dòng)車輛行駛狀況記錄裝置。包括攝像頭，攝像頭與匣體通過(guò)調(diào)節(jié)裝置鉸接，所述的匣體內(nèi)置有視頻記錄保存裝置，其特征是所述的視頻記錄保存裝置包括由嵌入式微處理器或單片機(jī)和視頻壓縮芯片組成的視頻壓縮裝置以及硬盤、閃存裝置和CF卡。本實(shí)用新型具有體積小、低功耗、集成度高，成本低，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，更換、保存數(shù)據(jù)簡(jiǎn)便，防塵防震，匣體具有防火、抗沖擊、防水和抗震動(dòng)等特點(diǎn)，適合各種機(jī)動(dòng)車輛作為行駛狀況的記錄裝置，為在發(fā)生交通事故后提供可靠的監(jiān)視記錄數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G07C5/08GK201051273SQ20072011012
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者周毅民 申請(qǐng)人:周毅民