CN1383000A - 可与摄象结合监测目标距离的装置及方法 - Google Patents

Abstract

可与摄象结合监测目标距离的装置,包括监视器、视频数字信号和音频信号控制器、超声波信号驱动及接收器以及超声波传感器,视频数字信号和音频信号控制器由单片机及主时钟振荡器、数字信号输入阻抗匹配电路、字符点阵时钟频率振荡器、声音输出阻抗匹配电路、输出阻抗匹配电路和输入阻抗匹配电路组成,视频数字信号和音频信号控制器接收监视器输出的场同步信号及行同步信号,读取连接超声波传感器的超声波信号驱动及接收器输出的调制后的回声脉冲信号,输出屏幕显示信号和音频信号到监视器。

Description

可与摄象结合监测目标 距离的装置及方法

                          技术领域

本发明涉及一种监测装置及监测方法，特别涉及一种可与摄象结合监测目标距离的装置及方法。

                          背景技术

现有的监测距离的装置，如超声波测距雷达只能测量目标的距离，对需要同时了解目标的形状和距离时，就无法满足要求。例如，在汽车倒车时，由于受视野的限制，会发生碰撞等事故，尤其是大客车、箱型货车，如果无人指挥，就无法倒车。当前市场上已有的车辆是在其后部安装一摄象头，可将汽车后面的情况通过监测装置的屏幕显示出来，也有安装超声测距的倒车雷达，通过监测装置可显示车后面障碍物的距离。但是，它们都存在一定的缺陷，即摄象系统虽然能够反映出车后面的障碍物，却无法知道最近障碍物的距离；而倒车雷达虽然可以知道最近障碍物的距离但是无法直观地了解是何种障碍物以及该障碍物的形状。再如，民用船只或游艇停泊时同样存在这样的问题。

                          发明内容

本发明的目的就是提供一种可与摄象结合监测目标距离的装置及方法，通过该监测装置及方法不仅能够测定目标的距离，而且在需要时可结合摄象装置看到目标的形状。

为实现所述目的，本发明所提供的可与摄象结合监测目标距离的装置包含监视器、视频数字信号和音频信号控制器、超声波信号驱动及接收器以及超声波传感器，所述视频数字信号和音频信号控制器是由单片机以及主时钟振荡器、数字信号输入阻抗匹配电路、字符点阵时钟频率振荡器、声音输出阻抗匹配电路、输出阻抗匹配电路和输入阻抗匹配电路构成的外围设备所组成，所述视频数字信号和音频信号控制器分别接收监视器输出的场同步信号及行同步信号，读取与超声波传感器相连接的所述超声波信号驱动及接收器输出的调制后的回声脉冲信号，并将屏幕显示信号和音频信号分别输入监视器。

本发明还提供一种可与摄象结合监测目标距离的装置，该装置包括监视器、视频数字信号和音频信号控制器、超声波信号驱动及接收器以及超声波传感器，其中所述视频数字信号和音频信号控制器是由单片机以及主时钟振荡器、数字信号输入阻抗匹配电路、字符点阵时钟频率振荡器、声音输出阻抗匹配电路和输出阻抗匹配电路构成的外围设备所组成，所述视频数字信号和音频信号控制器读取与超声波传感器相连接的所述超声波信号驱动及接收器输出的调制后的回声脉冲信号，并将屏幕显示信号和音频信号分别输入监视器。

本发明所述装置中的监视器如果连接有摄象装置，当测距时同时启动，则可将摄取的图象信号输入监视器并与数字信号同时显示在屏幕上。

本发明所提供的可与摄象结合监测目标距离的方法包含如下步骤：通过超声波信号驱动及接收器经超声波传感器发射超声波信号；通过视频数字信号和音频信号控制器读取超声波信号驱动及接收器输出的调制后的回声脉冲信号；将读取的信号转换成相应的数字信号值及音频信号；将已转换的数字信号值与所设定的安全距离、远距离段、中距离段、近距离段和警示距离值进行比较；当已转换的数字信号值大于远距离段时，将安全距离相应颜色的SAFE字样显示在监视器的显示屏上；当已转换的数字信号值在远距离段内时，将远距离段相应颜色的距离值数字显示在监视器的显示屏上；当已转换的数字信号值在中距离段上时，将中距离段相应颜色的距离值数字显示在监视器的显示屏上，并发出相应频率的声音；当已转换的数字信号值在近距离段内时，将近距离段相应颜色的距离值数字显示在监视器的显示屏上，并发出相应比中距离段频率高的声音；当已转换的数字信号值小于近距离段时，将相应颜色的警示信号STOP显示在监视器的显示屏上，并发出相应高频率的急促声音。

本发明的方法还包括将摄象装置的图象信号显示在监视器的屏幕上，从而使监视器显示屏幕上不仅有相应目标距离的数字信号，而且还有目标的图象信号。

通过本发明所提供的可与摄象结合监测目标距离的装置及方法，根据需要可单独监测目标的距离也可结合摄象装置同时监测目标的形状及距离。特别在汽车、船只或游艇等上安装本发明的装置，将可使驾驶员根据监视器显示屏幕所显示的障碍物的形状及距离，独立的进行安全有效的倒车或停泊的过程。

为使本发明的目的，特征和效果更加明显，下面将通过本发明的优选实施例并结合附图进行详细说明。

                           附图说明

图1是本发明的可与摄象结合监测目标距离的装置的电路方框示意图。

图2是本发明的可与摄象结合监测目标距离的装置中的视频数字信号和音频信号控制器的电路结构示意图。

图3是本发明与摄象装置结合的电路方框示意图。

图4是本发明用于汽车倒车时的一种具体电路结构图。

图5是本发明的可与摄象结合监测目标距离的方法的流程图。

图6是本发明的可与摄象结合监测目标距离装置的另一实施电路方框示意图。

图7是图6中的视频数字信号和音频信号控制器的电路结构示意图。

图8是图6所示结构与摄象装置结合的电路方框示意图。

图9是图6所述装置用于汽车例车时的一种具体电路结构图。

                         具体实施方式

参照图1，说明本发明的可与摄象结合监测距离的装置是由监视器1、视频数字信号和音频信号控制器2、超声波信号驱动及接收器3、超声波传感器4和电源5组成。视频数字信号和音频信号控制器2分别接收来自监视器1的场同步信号及行同步信号，读取与超声波传感器4相连接的超声波信号驱动及接收器3输出的经调制后的回声脉冲信号，并将屏幕显示信号和相应一定距离的音频信号分别输入监视器1中。

参照图2，说明本发明的可与摄象结合监测距离的装置中的视频数字信号和音频信号控制器2是由单片机6及主时钟振荡器7、数字信号输入阻抗匹配电路8、字符点阵时钟频率振荡器9、声音输出阻抗匹配电路10、输出阻抗匹配电路11和输入阻抗匹配电路12构成的外围设备所组成。声音输出阻抗匹配电路10与监测器的音频输入端连接，以便随距离变化发出相应频率的声音。

图3是本发明与摄象装置结合的电路方框示意图。说明本发明装置中的监视器1可以连接一个摄象装置13，当需要了解目标的形状时，启动该摄象装置13，使图象信号与来自视频数字信号和音频信号控制器2的距离数字值同时显示在监视器1的显示屏幕上。同时随着目标的靠近产生警示信号。

图4是用于汽车倒车时的一种可与摄象结合监测障碍物距离的装置的具体实施例电路的结构图。其中，视频数字信号和音频信号控制器中所用的单片机的型号为M37274。

图5是本发明的可与摄象结合监测目标距离的方法的流程图。说明当本发明的可与摄象结合监测目标距离的装置的工作过程。当本发明的装置启动后S01；通过超声波信号驱动及接收器3经超声波传感器4发射超声波信号S02；通过视频数字信号和音频信号控制器2读取由超声波信号驱动及接收器3输出的经调制后的相应距离值的回声脉冲信号S03；将读取的信号转换成相应的数字信号值和音频信号S04；根据所设定的安全距离、远距离段、中距离段、近距离段和警示距离值，将已转换的数字信号值与所设定的距离值进行比较S05；当已转换的数字信号值大于远距离段时，将安全距离相应颜色的SAFE字样显示在监视器的显示屏上S06；当已转换的数字信号值在远距离段内时，将远距离段相应颜色的距离值数字显示在监视器的显示屏上S07；当已转换的数字信号值在中距离段上时，将中距离段相应颜色的距离值数字显示在监视器的显示屏上，并发出相应频率的声音S08；当距离值在近距离段内时，将近距离段相应的距离值数字显示在监视器的显示屏上，并发出相应比中距离段频率高的声音S09；当已转换的数字信号值小于近距离段时，将相应颜色的警示信号STOP显示在监视器的显示屏上，并发出相应高频率的急促声音S10。

在将本发明用于汽车倒车监测车后面的障碍物时，就可将图3所示的结构安装在汽车上，从而在汽车倒车时，从监测器屏幕上可同时得知车后障碍物的形状和距离，且可根据预计的情况将预定的远距离段、中距离段和近距离段设定在例如1米、0.7米和0.3米。随着汽车倒车的进行，测距过程反复执行，也就是说，测距信号将不断的显示在显示有障碍物图象的显示屏幕上，并通过不同的声音来提醒驾驶员何时应当采取刹车措施。

在测距过程中，数据的采集是来源于超声测距的输出部分，并由软件判断其所代表的数字。单片机根据所采集的数据进行运算、处理，数字信号到指定字库区域选取显示字库符号。并依据位置信号确定发往屏幕上的位置，这些信号实际上确定了字符显示的行数(垂直位置)及在每行上距同步位置的间距(水平位置)，字符形状是通过单片机的输出，高电平代表亮，低电平代表暗，分别加到监视器的R.G.B.控制电路上，以显示相应的色彩及数字，并可在结合摄象的情况下，在显示屏上形成具有数字的摄象图象。

为了有效警示，在不同距离段用不同颜色的数字显示，并用不同频率的声音(音调和间隔长短)提示。

本发明中，采集到的数字送入屏幕显示后，在没有新数字来临就始终显示原有数字，因此不会有闪烁的感觉，减少监测人员由于屏幕闪烁造成的视觉疲劳。

图6-9是说明本发明可与摄象结合监测距离装置的另一实施例及其有关结构的具体示意图。图6-9的装置与图1-4的装置除所述监测器1采用的显示装置不同外，其它部分都相同。在图1-4的监视器1中，采用的是显象管显示，在图6-9的监视器1中，采用的是液晶显示。因此，在本发明所述装置中的视频数字信号和音频信号控制器2与监视器1之间的电路连接有所不同，但这种连接的改变对所属领域的技术人员来说是公知技术，在此不再赘述，详细电路如图9所示。

更具体地说，当监视器1中采用液晶显示时，本发明的监测距离的装置包括监视器1、视频数字信号和音频信号控制器2、超声波信号驱动及接收器3以及超声波传感器4，其中所述视频数字信号和音频信号控制器2是由单片机6以及主时钟振荡器7、数字信号输入阻抗匹配电路8、字符点阵时钟频率振荡器9、声音输出阻抗匹配电路10和输出阻抗匹配电路11构成的外围设备所组成，所述视频数字信号和音频信号控制器2读取与超声波传感器4相连接的所述超声波信号驱动及接收器3输出的调制后的回声脉冲信号，并将屏幕显示信号和音频信号分别输入监视器1。如图6-8所示。

利用图6所述可与摄象结合监测距离的装置的监测距离的方法与利用图1的装置测距的方法相同，如图5所示及上文中参照图5的说明部分，在此不再重复。

Claims (10)

1.一种可与摄象结合监测目标距离的装置，其特征在于该装置包括监视器、视频数字信号和音频信号控制器、超声波信号驱动及接收器以及超声波传感器，其中所述视频数字信号和音频信号控制器是由单片机以及主时钟振荡器、数字信号输入阻抗匹配电路、字符点阵时钟频率振荡器、声音输出阻抗匹配电路、输出阻抗匹配电路和输入阻抗匹配电路构成的外围设备所组成，所述视频数字信号和音频信号控制器分别接收监视器输出的场同步信号及行同步信号，读取与超声波传感器相连接的所述超声波信号驱动及接收器输出的调制后的回声脉冲信号，并将屏幕显示信号和音频信号分别输入监视器。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述组成视频数字信号和音频信号控制器的单片机的型号为M37274。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述监视器连接有摄象装置。

4.根据权利要求3所述的装置，该装置安装在汽车上，通过所述视频数字信号和音频信号控制器和摄象装置将车后障碍物的形状及距离显示在所述监视器屏幕上。

5.一种可与摄象结合监测目标距离的装置，其特征在于该装置包括监视器、视频数字信号和音频信号控制器、超声波信号驱动及接收器以及超声波传感器，其中所述视频数字信号和音频信号控制器是由单片机以及主时钟振荡器、数字信号输入阻抗匹配电路、字符点阵时钟频率振荡器、声音输出阻抗匹配电路和输出阻抗匹配电路构成的外围设备所组成，所述视频数字信号和音频信号控制器读取与超声波传感器相连接的所述超声波信号驱动及接收器输出的调制后的回声脉冲信号，并将屏幕显示信号和音频信号分别输入监视器。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述组成视频数字信号和音频信号控制器的单片机的型号为M37274。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其中所述监视器连接有摄象装置。

8.根据权利要求7所述的装置，该装置安装在汽车上，通过所述视频数字信号和音频信号控制器和摄象装置将车后障碍物的形状及距离显示在所述监视器屏幕上。

9.一种可与摄象结合监测目标距离的方法，该方法包含如下步骤：

通过超声波信号驱动及接收器经超声波传感器发射超声波信号；

通过视频数字信号和音频信号控制器读取超声波信号驱动及接收器输出的调制后的回声脉冲信号；

将读取的信号转换成相应的数字信号值及音频信号；

将已转换的数字信号值与所设定的安全距离、远距离段、中距离段、近距离段和警示距离值进行比较；

当已转换的数字信号值大于远距离段时，将安全距离相应颜色的SAFE字样显示在监视器的显示屏上；

当已转换的数字信号值在远距离段内时，将远距离段相应颜色的距离值数字显示在监视器的显示屏上；

当已转换的数字信号值在中距离段上时，将中距离段相应颜色的距离值数字显示在监视器的显示屏上，并发出相应频率的声音；

当已转换的数字信号值在近距离段内时，将近距离段相应颜色的距离值数字显示在监视器的显示屏上，并发出相应比中距离段频率高的声音；

当已转换的数字信号值小于近距离段时，将相应颜色的警示信号STOP显示在监视器的显示屏上，并发出相应高频率的急促声音。

10.根据权利要求9所述的方法，其中还包括将接收来自摄象装置的图象信号显示在所述监视器的屏幕上。

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