CN1266193A - 微电脑汽车可视雷达 - Google Patents

Abstract

微电脑汽车可视雷达,包括主机箱,超声波发射和接收电路,特点是还包括摄像传感器、终端显示器、单片机及脉冲发生电路、视频信号同步分离电路及视频信号字符叠加处理电路,其中超声波发射电路由超声波预调器、功率放大器与发射换能器组成,超声波接收电路由前置放大器与接收换能器,三级中放、检波、视放电路,同步及封闭电路组成。本发明能把车后全景生动展现出来,并将全景显示、距离显示溶于一体,司机一目了然,全天候使用,性能稳定可靠,适于各种车辆和船舶等使用。

Description

微电脑汽车可视雷达

本发明涉及一种可视雷达装置，特别是一种可用于各种机动车倒车、船舶靠岸等用途的微电脑控制的汽车(或船用)可视雷达。

目前道路交通事故逐渐增多，引发交通事故的原因很多，其中不乏在倒车时发生碰撞事故。这是由于汽车在倒车时，后视条件很差，司机往往是根据后视镜或直接目测来控制倒车过程，利用后视镜倒车时，无法正确判断物体的距离，目侧也不准，尤其在夜间、雨、雪天稍不留神就会发生碰撞事故。当有比汽车底盘矮或被汽车车厢后挡板遮挡住的物体时，使用后视镜或目测都显得不安全。随着科技的发展，人们也已在高级汽车中装有摄像设备，在监视器上显示汽车后方情况，但当行车空间窄小、位置要求精确或在夜间就无法使用这些设置。近几年，人们还开发了非视觉的方法来帮助司机处理这些情况，例如有的用远红外线与超声波探测报警装置，有的甚至也开发研制了采用防撞雷达装置，在一定的距离范围内，可发出报警声来确定车后障碍物距离，为汽车倒车或精确停车提供了较好解决手段。但这些装置，还难以将超声波测距技术、微型摄像技术以及最新的显示技术汇于一身，即还无法做到把车后全景生动直观地展现在驾驶员前面，无法将全景显示、距离显示溶为一体。

本发明的目的是要克服上述之不足，从而提供一种微电脑控制的汽车(或船用)可视雷达，它能将全景显示、距离显示溶为一体，使司机在驾驶室里就能看见车后全景和障碍物之间的距离，倒车、停车安全准确。

本发明是采用如下技术方案实现的：它主要包括主机箱(控制盒)，设有电源电路(1)的电源开关控制盒，与电源电路连接的超声波发射电路和接收电路(包括超声波收发换能器)，其特征是还包括(超小型)红外摄像传感器(7)、终端显示器(8)、单片机及脉冲发生电路(9)、视频信号同步分离电路(10)以及视频信号字符叠加处理电路(11)等组成，其中的超声波发射电路是由超声波预调器(2)，功率放大器与发射换能器(3)组成，其中的超声波接收电路是由带滤波器的前置放大器与接收换能器(4)，三级中放、检波、视放电路(视频放大电路)(5)，以及同步及封闭电路(6)组成。

本发明采用先进的计算机技术、超声波测距技术、微型摄像技术以及显示技术汇于一身，把车后全景生动地展现在驾驶员面前，并将全景显示、距离显示溶为一体，司机一目了然，全天候使用，性能稳定可靠，体积小，不仅对行车、倒车、停靠安全有重要意义，而且对轮船靠岸、可视防盗门报警、定位等，都具有远大的运用价值。

以下结合附图实施例对本发明的微电脑汽车(或船用)可视雷达的电路和工作原理作进一步详细说明。

图1是本发明的电路框图。

图2为本发明的电路原理图。

参照图1、图2可知，本发明的电路构成和连接还具有以下技术特征：

一、所述的超声波发射电路中的超声波预调器(2)由集成块N2产生基本时间脉冲，经电容器C8和触发器N3的脚4相接，触发器N3的脚7通过电容C11与门电路(三极管)1V1的基极相接，门电路1V1的集电极与(频率为40KC)振荡器N4的脚4相接，上述电路设计可达到控制发射脉冲宽度的目的，且具有电路集成度高的特点。所述的超声波发射电路中的功率放大器N11可以是由两个三极管(3DK7F、3DK9H)组成常规的达林顿电路构成(图略)，振荡器N4的脚3通过电容器C14与N11输入端(即第一只三极管〈3DK7F〉的基极)相接，N11输出端与发射换能器正端相接(即第二只三极管〈3DK9H〉集电极通过电阻与电源相接，集电极又通过电容器与做发射用的传感器<超声波发射换能器正端〉相接，图略)，由此可获得足够大的发射功率输出。

二、所述超声波接收电路中的带滤波器的前置放大器N12是与做接收用的传感器即接收换能器正极相接(用电缆短线相接安装在传感器小盒里，图略)，N12的脚7和三级中放、检波、视放电路(5)中的二极管1V4相接，又和第一级放大器N5的脚3相接。由于滤波器作用，设备抗干扰能力强。

三、在所述的超声波接收电路中的三级中放、检波、视放电路(5)中，其第一级放大器N5的脚6经电容器C17和第二级放大器N6的脚3相接，放大器N6的脚6经电容器C19和第三级放大器N7的脚3相接，放大器N7的脚6经电容C21和二极管1V5负极相接，二极管1V5经电阻和视频放大电路N8的脚2相接，另外又将视频放大器N8的脚1和超声波预调器(2)中触发器N3的脚11相接，经波形整形后，又经N3的脚10和单片机及脉冲发生电路(9)中的单片机D1的脚3相接以进行回波信号处理。

四、在所述的超声波接收电路中的同步及封闭电路(6)中的三极管1V2通过电容器C15与超声波预调器(2)中的触发器N3的脚6相接，触发器N3可输出一个同步正脉冲，N3的脚6又和单片机及脉冲发生电路(9)中的单片机D1的脚2相接。因N3的脚6与三极管1V2基极相接，使在发射脉宽内第一级放大器N5关闭，防止自发自收，提高了整机性能。

五、所述红外摄像传感器(7)的视频信号端与视频信号同步分离电路(10)中的电阻2R12相接，摄像传感器(7)为尺寸约40×55×28mm的超小型传感器，可视距离30米，昼夜可摄像，它安装在车体后部，通过电缆和安装在车内的主机盒相接(图略)。

六、所述终端显示器(8)的视频信号线经电容2C2同三极管2V3的发射极相接，2V3的基极是与视频信号字符叠加处理电路(11)中的字符叠加芯片D2的21脚相接。终端显示器(8)可由5.5寸电视机或5寸液晶显示器构成。显示器上既能显示出车后障碍物图像，例如人、电杆、河沟、石头、墙壁等，在显示器左上方又能显示出最近障碍物的实际距离数据，例如3、10米，使司机一目了然，很直观，当见到距离0.45米(可设定距离)时司机应该停车。

七、所述单片机及脉冲发生电路(9)中的单片机D1(为AT89C51)是作为本终端信号处理的CPU以及指令系统，其1、4、5脚分别与视频字符叠加处理电路(11)中的集成块D2的1、2、3端口分别相接。单片机D1的2、3脚分别与超声波预调器电路(2)中的触发器N3集成块的10、6脚相接，以便通过指令方式完成某一位置的字符叠加，实现测距数据同实况图像叠加，又用4线串行通讯接收CPU指令，达到同时显示的目的。

八、所述视频信号同步分离电路(10)中的电阻2R12同小型摄像传感器(7)的视频输出端相接，电阻2R12又经电容器2C19、2C20和三极管2V1基极相接，视频信号同步分离电路(10)通过电阻2R4、电容2C9与视频字符叠加处理电路(11)中的集成块D2脚17相接，在所述的视频字符叠加处理电路(11)中，集成块D2的脚24与三极管2V2的发射极相接，D2的脚24又通过2C12与摄像传感器(7)的视频输出端相接，集成块D2的11、12脚分别同晶振器B2的两端分别相接，再分别通过2C11、2C10接地，以完成测距数据的处理。

九、所述集成块N2、N3、N5、N8、N12、D1、D2、D3的型号可分别是NE555、CD4098、CA3140、LM358、CX20106、AT89C51、UPD6465、EL1881C等等。

本发明电源电路(1)的引出线和汽车蓄电池相接，该电路是DC-DC模块，效率高，稳压特性好，电源开关电路装在控制盒里，供司机操作，可设计24DC/12DC和12VDC/24DC两种电源控制盒，使用时任选用其中一种，以便供大汽车或小汽车等使用。本发明的电路工作原理过程如下超声波发射电路中通过方波振荡器N2(555)产生基本时间脉冲，经触发器N3产生一定脉冲宽度的正脉冲(由1V1三极管门电路控制振荡器调制脉冲宽度)，经过N11功率放大器放大的调制脉冲又通过电缆馈给发射换能器，最终把电信号变成超声波信号向空间发射出去。超声波接收电路及接收换能器将车后物体、人、墙等障碍物反射回来的回波信号接收后，经三级信号放大器N5、N6、N7放大(三级中放)，放大后的信号经二极管1V5检波，输出负脉冲，再经视频放大器N8放大到8V左右，输出到单片机D1中进行信号处理。一般倒车测距有效距离可达3m，开扩地可达6m，当剩下最近0.45m左右，司机见到此数据，为了安全，应该停车了。其中的摄像头采用超小型红外摄像传感器(7)，其将景物图象变成视频信号输出到主机盒的单片机中处理(可视距离可达30米)后，通过终端显示器(由5.5寸电视机或5寸液晶显示器构成)显示出来。由于主机中设有视频信号同步分离电路(10)以及UPD6465视频信号字符叠加处理电路(11)，使终端显示器(8)不仅可显示车后障碍物实际形状大小、并且还可显示出距离数据。

Claims (10)

1、一种微电脑汽车可视雷达，它包括主机箱，设有电源电路(1)的电源开关控制盒，与电源电路连接的超声波发射电路和接收电路，其特征是还包括红外摄像传感器(7)、终端显示器(8)、单片机及脉冲发生电路(9)、视频信号同步分离电路(10)以及视频信号字符叠加处理电路(11)组成，其中的超声波发射电路又是由超声波预调器(2)，功率放大器与发射换能器(3)组成，其中的超声波接收电路又是由带滤波器的前置放大器与接收换能器(4)，三级中放、检波、视放电路(5)，以及同步及封闭电路(6)组成。

2、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是所述的超声波发射电路中的超声波预调器(2)由集成块N2产生基本时间脉冲，经电容器C8和触发器N3的脚4相接，触发器N3的脚7通过电容C11与门电路1V1(三极管1V1)的基极相接，门电路1V1的集电极与振荡器N4的脚4相接，所述的超声波发射电路中的功率放大器N11是由两个三极管组成常规的达林顿电路构成，振荡器N4的脚3通过电容器C14与N11输入端相接，N11的输出端与做发射用的传感器即发射换能器的正端相接。

3、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是所述超声波接收电路中的带滤波器的前置放大器N12是与做接收用的传感器即接收换能器正极相接，N12的脚7和三级中放、检波、视放电路(5)中的二极管1V4相接，又和第一级放大器N5的脚3相接。

4、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是在超声波接收电路中的三级中放、检波、视放电路(5)中，其第一级放大器N5的脚6经电容器C17和第二级放大器N6的脚3相接，放大器N6的脚6经电容器C19和第三级放大器N7的脚3相接，放大器N7的脚6经电容C21和二极管1V5负极相接，二极管1V5经电阻和视放N8的脚2相接，视频放大器N8的脚1与超声波预调器(2)中触发器N3的脚11相接，经波形整形后，又经N3的脚10和单片机D1的脚3相接以进行回波信号处理。

5、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是在所述超声波接收电路中的同步及封闭电路(6)中的三极管1V2是通过电容器C15与超声波预调器(2)中的触发器N3的脚6相接，触发器N3可输出一个同步正脉冲，N3的脚6又和单片机D1的脚2相接。

6、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是所述红外摄像传感器(7)的视频信号端与视频信号同.步分离电路(10)中的电阻2R12相接，摄像传感器(7)安装在车体后部，通过电缆和安装在车内的主机箱控制盒相接。

7、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是所述终端显示器(8)的视频信号线经电容2C2同三极管2V3的发射极相接，2V3的基极是与视频信号字符叠加处理电路(11)中的字符叠加芯片D2的21脚相接，终端显示器(8)可由5.5寸电视机或5寸液晶显示器构成。

8、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是所述单片机及脉冲发生电路(9)中的单片机D1是做为本终端信号处理的CPU以及指令系统，其1、4、5脚分别与视频字符叠加处理电路(11)中的集成块D2的1、2、3端口分别相接，单片机D1的2、3脚分别与超声波预调器电路(2)中触发器N3集成块的10、6脚相接，以便通过指令方式完成某一位置的字符叠加，实现测距数据同实况图像叠加，又用4线串线通讯接收CPU指令，以实现同时显示。

9、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是所述视频信号同步分离电路(10)中的电阻2R12同小型摄像传感器(7)的视频输出端相接，电阻2R12又经电容器2C19、2C20和三极管2V1基极相接，视频信号同步分离电路(10)通过电阻2R4、电容2C9与视频字符叠加处理电路(11)中的集成块D2脚17相接，在所述的视频字符叠加处理电路(11)中，集成块D2的脚24与三极管2V2的发射极相接，D2的24脚又通过2C12与摄像传感器(7)的视频输出端相接，集成块D2的11、12脚分别同晶振器B2的两端分别相接，再分别通过2C11、2C10接地，以进行测距数据的处理。

10、根据权利要求1所述的微电脑汽车可视雷达，其特征是所述集成块N2、N3、N5、N8、N12、D1、D2、D3的型号可分别是NE555、CD4098、CA3140、LM358、CX20106、AT89C51、UPD6465、EL1881C。