CN114801997B - 一种乘用车电子后视镜系统及观测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乘用车电子后视镜系统及观测方法，包括承载底座、导向臂、承载头、监控摄像头、透明护板、辅助驱动电路及主控电路，承载底座前端面通过转台机构与导向臂后端面铰接，导向臂前端面与承载头侧表面间通过转台机构铰接，承载头前端面及后端面均设承载槽，每个承载槽内均设一个监控摄像头，透明护板包覆在承载槽前端面及后端面外，辅助驱动电路嵌于承载底座内，并与主控电路、监控摄像头电气连接。其观测方法包括系统预设及后视观测作业等两个步骤。本发明可有效消除车辆盲区，且可有效适应多种结构车辆及使用环境的需要，同时在运行中无惧雨雪等恶劣天气及夜晚等采光条件不足丝毫不影响，清晰度高，从而极大的提高车辆运行时的安全性。

Description

一种乘用车电子后视镜系统及观测方法

技术领域

本发明涉及一种乘用车电子后视镜系统及观测方法，属于汽车设备技术领域。

背景技术

车辆在运行中，主要是通过后视镜实现对车身周边环境及障碍物进行识别判断，但在实际使用中发现，当前的后视镜设备使用时，由于结构相对固定，易导致车辆周边存在大量的视觉盲区，或因光学反射、折射等原因，导致驾驶人员无法通过后视镜直接精确判断车俩与外部障碍物间的位置关系，从而严重影响了车辆运行安全性，这一问题在大货车等大型车辆上尤为突出；同时当前的后视镜设备在使用中，极易受到外部环境采光条件隐形、雨雪等恶劣环境影响，从而进一步导致车辆驾驶人员无法通过后视镜准确清楚的进行车辆与车身外侧障碍物识别及判断。

因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的车用后视镜设备，以满足实际使用的需要。

发明内容

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种乘用车电子后视镜系统及方法。

一种乘用车电子后视镜系统，包括承载底座、导向臂、承载头、监控摄像头、照明灯、电热丝、透明护板、微波测距仪、辅助驱动电路及主控电路，承载底座为闭合腔体结构，其前端面通过转台机构与导向臂后端面铰接，且导向臂轴线与承载底座前端面呈0°—120°夹角，导向臂前端面与承载头侧表面间通过转台机构铰接，承载头轴线与导向臂轴线垂直分布并相交，且承载头轴线与水平面呈0°—180°夹角，承载头为轴向截面呈矩形的柱状结构，其前端面及后端面均设一个与其同轴分布的承载槽，且每个承载槽内均设一个与承载槽同轴分布的监控摄像头，承载槽的前端面及后端面均设至少一个光轴与监控摄像头轴线平行分布的照明灯，透明护板包覆在承载槽前端面及后端面外，并与承载槽构成闭合腔体结构，电热丝为与承载槽同轴分布的闭合环状结构，且每个承载槽内均设至少两条相互并联的电热丝，各电热丝嵌于承载槽侧壁内并沿承载槽轴线方向分布，微波测距仪若干，其中各承载槽对应的承载头下端面位置处设一个微波测距仪，承载头外侧面位置设至少两个沿承载头轴线方向均布的微波测距仪，且各微波测距仪轴线均与承载头轴线相交并呈0°—60°夹角，辅助驱动电路嵌于承载底座内，并与主控电路、监控摄像头、照明灯、电热丝、微波测距仪电气连接，主控电路嵌于车辆中控台内并与车辆行车电脑电气连接。

进一步的，所述的承载底座为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载底座设至少四个环绕承载底座轴线分布的连接螺孔，后端面设弹性垫块，所述承载底座前端面另设至少一个光轴与其前端面垂直分布的照明灯，且照明灯与辅助驱动电路电气连接，所述承载底座上端面及下端面均设至少一个定位夹具，各定位夹具与承载底座间通过铰链铰接，且各定位夹具均位于承载头前方。

进一步的，所述的导向臂包括承载柱、主扰流板、辅助扰流板、弹性支撑架、弹片，所述承载柱轴向截面呈矩形的柱状结构，承载柱内设与其同轴分布的布线腔，所述主扰流板为与承载柱同轴分布的槽状结构，包覆在承载柱前端面外并于承载柱前端面间通过若干沿承载柱轴线方向分布的弹片连接，所述辅助扰流板若干，沿承载柱轴线方向分布并对称分布在承载柱轴线上方及下方，各辅助扰流板下表面均通过至少一个弹性支撑架与承载柱外表面连接，且辅助扰流板外表面与主扰流板外表面间平齐分布，且对称分布在承载柱上端面及下端面位置的辅助扰流板上表面间呈0°—60°夹角，所述辅助扰流板前端面与主扰流板后端面间通过柔性连接带连接，后端面与承载柱后端面通过柔性连接带连接，且主扰流板、辅助扰流板间构成轴线与承载柱轴线平行分布的空心柱状腔体结构。

进一步的，所述辅助扰流板中，对称分布在承载柱上端面及下端面位置的辅助扰流板的后端面与承载柱后端面间通过弹簧连接，且弹簧两端分别与承载柱及辅助扰流板下端面铰接，其轴线与承载柱轴线垂直分布，并与承载柱后端面间呈10°—60°夹角。

进一步的，所述弹性支撑架为弹片、弹性铰链及多连杆支杆中的任意一种。

进一步的，所述承载头前端面、后端面及外侧面另均设一个红外传感器，且各红外传感器间构成一个以承载头中点为圆心，圆心角不小于120°的扇形检测区。

进一步的，所述承载头与转台机构连接位置，与承载头前端面间间距不大于承载头长度的30%，且承载头外表面另设与辅助驱动电路电气连接的亮度传感器、温湿度传感器。

进一步的，所述辅助驱动电路及主控电路均为以DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统。

一种乘用车电子后视镜系统的观测方法，包括如下步骤：

S1，系统预设，首先将主控电路安装至车辆的中控台内并与行车电脑电路电气连接，然后对承载底座、导向臂、承载头、监控摄像头、照明灯、电热丝、透明护板、微波测距仪、辅助驱动电路进行装配，得到后视观测机构，并将后视观测机构通过承载底座安装至车辆后视镜位置处，同时使辅助驱动电路与主控电路间电气连接，最后通过车辆操控系统，一方面驱动视观测机构的监控摄像头运行，另一方面驱动视观测机构的各转台机构运行，通过转台机构调整监控摄像头的工作位置，使监控摄像头的视场覆盖车辆运行后视范围，并将视频信号通过车辆的显示设备进行显示；

S2，后视观测作业，完成S1步骤后，在车辆运行中，随车辆运行同步驱动后视观测机构运行，由后视观测机构的监控摄像头对车辆前方及后方盲区位置进行视频监测，通过微波测距仪同时对车辆前方及后方盲区位置内的物体进行测距，同时驱动后视观测机构的亮度传感器、温湿度传感器运行，对车辆运行的环境状态进行检测，并根据外部环境一方面驱动照明灯对观测范围进行补光照明作业、另一方面驱动电热丝对承载头加热处理，进行融冰除雾作业。

进一步的，所述S1和S2步骤中，后视观测机构在处于待机状态下，通过后视观测机构的转台机构，调节后视观测机构的导向臂、承载头轴线同时与承载底座前端面平行分布。

本发明较传统的后视镜系统，拥有更宽阔的视野，可有效消除车辆盲区，且结构调整灵活方便，可有效适应多种结构车辆及使用环境的需要，同时在运行中无惧雨雪等恶劣天气及夜晚等采光条件不足丝毫不影响，清晰度高，并可全面获得车辆周围环境状况信息，同时另可对车辆周边物体进行精确识别定位，从而极大的提高车辆运行时的安全性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明系统结构示意图；

图2为导向臂横断面结构示意图；

图3为承载头侧视局部结构示意图；

图4为本发明方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—图3所示，一种乘用车电子后视镜系统，包括承载底座1、导向臂2、承载头3、监控摄像头4、照明灯5、电热丝6、透明护板7、微波测距仪8、辅助驱动电路9及主控电路10，承载底座1为闭合腔体结构，其前端面通过转台机构11与导向臂2后端面铰接，且导向臂2轴线与承载底座1前端面呈0°—120°夹角，导向臂2前端面与承载头3侧表面间通过转台机构11铰接，承载头3轴线与导向臂2轴线垂直分布并相交，且承载头3轴线与水平面呈0°—180°夹角，承载头3为轴向截面呈矩形的柱状结构，其前端面及后端面均设一个与其同轴分布的承载槽12，且每个承载槽12内均设一个与承载槽12同轴分布的监控摄像头4，承载槽12的前端面及后端面均设至少一个光轴与监控摄像头4轴线平行分布的照明灯5，透明护板7包覆在承载槽12前端面及后端面外，并与承载槽12构成闭合腔体结构，电热丝6为与承载槽12同轴分布的闭合环状结构，且每个承载槽12内均设至少两条相互并联的电热丝6，各电热丝6嵌于承载槽12侧壁内并沿承载槽12轴线方向分布，微波测距仪8若干，其中各承载槽12对应的承载头3下端面位置处设一个微波测距仪8，承载头3外侧面位置设至少两个沿承载头3轴线方向均布的微波测距仪8，且各微波测距仪8轴线均与承载头3轴线相交并呈0°—60°夹角，辅助驱动电路9嵌于承载底座1内，并与主控电路10、监控摄像头4、照明灯5、电热丝6、微波测距仪8电气连接，主控电路10嵌于车辆中控台内并与车辆行车电脑电气连接。

本实施例中，所述的承载底座1为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载底座1设至少四个环绕承载底座轴线分布的连接螺孔13，后端面设弹性垫块14，所述承载底座1前端面另设至少一个光轴与其前端面垂直分布的照明灯5，且照明灯5与辅助驱动电路9电气连接，所述承载底座1上端面及下端面均设至少一个定位夹具15，各定位夹具15与承载底座1间通过铰链铰接，且各定位夹具15均位于承载头3前方。

本新型在与车辆安装时，一方面通过连接螺孔实现安装作业；另一方面通过弹性垫块实现对承载底座与车身间弹性紧固连接，降低机械振动造成的连接结构不稳、松脱风险；另一方面通过设置的定位夹具，可实现在安装运行中，同步与车辆原有的传统后视镜设备进行连接，进一步提高承载底座安装稳定性的同时，另可为监控摄像头进行视场范围调节时提供参控基准面。

重点说明的，所述的导向臂2包括承载柱21、主扰流板22、辅助扰流板23、弹性支撑架24、弹片25，所述承载柱21轴向截面呈矩形的柱状结构，承载柱21内设与其同轴分布的布线腔26，所述主扰流板22为与承载柱21同轴分布的槽状结构，包覆在承载柱21前端面外并于承载柱21前端面间通过若干沿承载柱21轴线方向分布的弹片25连接，所述辅助扰流板若23干，沿承载柱21轴线方向分布并对称分布在承载柱21轴线上方及下方，各辅助扰流板23下表面均通过至少一个弹性支撑架24与承载柱21外表面连接，且辅助扰流板23外表面与主扰流板22外表面间平齐分布，且对称分布在承载柱21上端面及下端面位置的辅助扰流板23上表面间呈0°—60°夹角，所述辅助扰流板23前端面与主扰流板22后端面间通过柔性连接带27连接，后端面与承载柱21后端面通过柔性连接带27连接，且主扰流板22、辅助扰流板23间构成轴线与承载柱21轴线平行分布的空心柱状腔体结构。

进一步优化的，所述辅助扰流板23中，对称分布在承载柱21上端面及下端面位置的辅助扰流板23的后端面与承载柱21后端面间通过弹簧28连接，且弹簧28两端分别与承载柱21及辅助扰流板23下端面铰接，其轴线与承载柱21轴线垂直分布，并与承载柱21后端面间呈10°—60°夹角。

进一步优化的，所述弹性支撑架24为弹片、弹性铰链及多连杆支杆中的任意一种。

通过设置的主扰流板、辅助扰流板、弹性支撑架、弹片，一方面可有效降低车辆高速运行时导向臂造成的风阻干扰，防止因风阻过大而造成的承载头定位不稳情况发生；另一方面实现对外力冲击进行导向、分流，降低外力冲击对导向臂造成的损害。

本实施例中，所述承载头3前端面、后端面及外侧面另均设一个红外传感器16，且各红外传感器16间构成一个以承载头中点为圆心，圆心角不小于120°的扇形检测区。

通过设置的红外传感器，可实现对监控摄像头视场范围内的人体进行快速识别。

同时，所述承载头3与转台机构11连接位置，与承载头3前端面间间距不大于承载头3长度的30%，且承载头3外表面另设与辅助驱动电路9电气连接的亮度传感器17、温湿度传感器18。

通过设置的亮度传感器、温湿度传感器可有效实现对车辆运行时的外部采光环境识别，尤其是对夜晚环境及夜晚运行时强光照射干扰情况的识别，同时可实现对车辆运行时受到降雨、降雪、冰冻及雾气干扰状态识别，便于及时通过电热丝进行烘干干燥，防止水雾造成的监控摄像头图像采集模糊情况发生。

本实施例中，所述辅助驱动电路9及主控电路10均为以DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统。

一种乘用车电子后视镜系统的观测方法，包括如下步骤：

S1，系统预设，首先将主控电路安装至车辆的中控台内并与行车电脑电路电气连接，然后对承载底座、导向臂、承载头、监控摄像头、照明灯、电热丝、透明护板、微波测距仪、辅助驱动电路进行装配，得到后视观测机构，并将后视观测机构通过承载底座安装至车辆后视镜位置处，同时使辅助驱动电路与主控电路间电气连接，最后通过车辆操控系统，一方面驱动视观测机构的监控摄像头运行，另一方面驱动视观测机构的各转台机构运行，通过转台机构调整监控摄像头的工作位置，使监控摄像头的视场覆盖车辆运行后视范围，并将视频信号通过车辆的显示设备进行显示；

S2，后视观测作业，完成S1步骤后，在车辆运行中，随车辆运行同步驱动后视观测机构运行，由后视观测机构的监控摄像头对车辆前方及后方盲区位置进行视频监测，通过微波测距仪同时对车辆前方及后方盲区位置内的物体进行测距，同时驱动后视观测机构的亮度传感器、温湿度传感器运行，对车辆运行的环境状态进行检测，并根据外部环境一方面驱动照明灯对观测范围进行补光照明作业、另一方面驱动电热丝对承载头加热处理，进行融冰除雾作业。

本实施例中，所述S1和S2步骤中，后视观测机构在处于待机状态下，通过后视观测机构的转台机构，调节后视观测机构的导向臂、承载头轴线同时与承载底座前端面平行分布，从而防止剐蹭等外力干扰对后视观测机构造成的损害。

本发明较传统的后视镜系统，拥有更宽阔的视野，可有效消除车辆盲区，且结构调整灵活方便，可有效适应多种结构车辆及使用环境的需要，同时在运行中无惧雨雪等恶劣天气及夜晚等采光条件不足丝毫不影响，清晰度高，并可全面获得车辆周围环境状况信息，同时另可对车辆周边物体进行精确识别定位，从而极大的提高车辆运行时的安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种乘用车电子后视镜系统，其特征在于：所述的乘用车电子后视镜系统包括承载底座、导向臂、承载头、监控摄像头、照明灯、电热丝、透明护板、微波测距仪、辅助驱动电路及主控电路，所述承载底座为闭合腔体结构，其前端面通过转台机构与导向臂后端面铰接，且导向臂轴线与承载底座前端面呈0°—120°夹角，所述导向臂前端面与承载头侧表面间通过转台机构铰接，所述承载头轴线与导向臂轴线垂直分布并相交，所述承载头为轴向截面呈矩形的柱状结构，其前端面及后端面均设一个与其同轴分布的承载槽，且每个承载槽内均设一个与承载槽同轴分布的监控摄像头，承载槽的前端面及后端面均设至少一个光轴与监控摄像头轴线平行分布的照明灯，所述透明护板包覆在承载槽前端面及后端面外，并与承载槽构成闭合腔体结构，所述电热丝为与承载槽同轴分布的闭合环状结构，且每个承载槽内均设至少两条相互并联的电热丝，各电热丝嵌于承载槽侧壁内并沿承载槽轴线方向分布，所述微波测距仪若干，其中各承载槽对应的承载头下端面位置处设一个微波测距仪，承载头外侧面位置设至少两个沿承载头轴线方向均布的微波测距仪，且各微波测距仪轴线均与承载头轴线相交，所述辅助驱动电路嵌于承载底座内，并与主控电路、监控摄像头、照明灯、电热丝、微波测距仪电气连接，所述主控电路嵌于车辆中控台内并与车辆行车电脑电气连接；

所述的导向臂包括承载柱、主扰流板、辅助扰流板、弹性支撑架、弹片，所述承载柱轴向截面呈矩形的柱状结构，承载柱内设与其同轴分布的布线腔，所述主扰流板为与承载柱同轴分布的槽状结构，包覆在承载柱前端面外并于承载柱前端面间通过若干沿承载柱轴线方向分布的弹片连接，所述辅助扰流板若干，沿承载柱轴线方向分布并对称分布在承载柱轴线上方及下方，各辅助扰流板下表面均通过至少一个弹性支撑架与承载柱外表面连接，且辅助扰流板外表面与主扰流板外表面间平齐分布，且对称分布在承载柱上端面及下端面位置的辅助扰流板上表面间呈0°—60°夹角，所述辅助扰流板前端面与主扰流板后端面间通过柔性连接带连接，后端面与承载柱后端面通过柔性连接带连接，且主扰流板、辅助扰流板间构成轴线与承载柱轴线平行分布的空心柱状腔体结构；

所述辅助扰流板中，对称分布在承载柱上端面及下端面位置的辅助扰流板的后端面与承载柱后端面间通过弹簧连接，且弹簧两端分别与承载柱及辅助扰流板下端面铰接，其轴线与承载柱轴线垂直分布，并与承载柱后端面间呈10°—60°夹角。

2.根据权利要求1所述的一种乘用车电子后视镜系统，其特征在于：所述的承载底座为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载底座设至少四个环绕承载底座轴线分布的连接螺孔，后端面设弹性垫块，所述承载底座前端面另设至少一个光轴与其前端面垂直分布的照明灯，且照明灯与辅助驱动电路电气连接，所述承载底座上端面及下端面均设至少一个定位夹具，各定位夹具与承载底座间通过铰链铰接，且各定位夹具均位于承载头前方。

3.根据权利要求1所述的一种乘用车电子后视镜系统，其特征在于：所述弹性支撑架为弹片、弹性铰链及多连杆支杆中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种乘用车电子后视镜系统，其特征在于：所述承载头前端面、后端面及外侧面另均设一个红外传感器，且各红外传感器间构成一个以承载头中点为圆心，圆心角不小于120°的扇形检测区。

5.根据权利要求1所述的一种乘用车电子后视镜系统，其特征在于：所述承载头与转台机构连接位置，与承载头前端面间间距不大于承载头长度的30%，且承载头外表面另设与辅助驱动电路电气连接的亮度传感器、温湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种乘用车电子后视镜系统，其特征在于：所述辅助驱动电路及主控电路均为以DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统。

7.根据权利要求1所述的一种乘用车电子后视镜系统的观测方法，其特征在于，所述的乘用车电子后视镜系统的观测方法包括如下步骤：

S1，系统预设，首先将主控电路安装至车辆的中控台内并与行车电脑电路电气连接，然后对承载底座、导向臂、承载头、监控摄像头、照明灯、电热丝、透明护板、微波测距仪、辅助驱动电路进行装配，得到后视观测机构，并将后视观测机构通过承载底座安装至车辆后视镜位置处，同时使辅助驱动电路与主控电路间电气连接，最后通过车辆操控系统，一方面驱动视观测机构的监控摄像头运行，另一方面驱动视观测机构的各转台机构运行，通过转台机构调整监控摄像头的工作位置，使监控摄像头的视场覆盖车辆运行后视范围，并将视频信号通过车辆的显示设备进行显示；

S2，后视观测作业，完成S1步骤后，在车辆运行中，随车辆运行同步驱动后视观测机构运行，由后视观测机构的监控摄像头对车辆前方及后方盲区位置进行视频监测，通过微波测距仪同时对车辆前方及后方盲区位置内的物体进行测距，同时驱动后视观测机构的亮度传感器、温湿度传感器运行，对车辆运行的环境状态进行检测，并根据外部环境一方面驱动照明灯对观测范围进行补光照明作业、另一方面驱动电热丝对承载头加热处理，进行融冰除雾作业。

8.根据权利要求7所述的观测方法，其特征在于：所述S1和S2步骤中，后视观测机构在处于待机状态下，通过后视观测机构的转台机构，调节后视观测机构的导向臂、承载头轴线同时与承载底座前端面平行分布。

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