CN2237570Y - 汽车高速安全行驶智能测控仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车高速安全行驶智能测控仪，包括主控器和与之相连接的距离传感器、多普勒数字测速器和显示器，其中距离传感器(I)装有近红外发射器和象方远心光路接收器，主控器(III)装有微处理器和识别迎面来车的脉冲压缩编码及解码电路，微处理器输出端连接显示器(IV)，显示器面板上的柱状发光器直观显示出安全距离余量、前车加减速刹车力度，0-200米距离、车速数字显示和危险状态声光报警。

Description

汽车高速安全行驶智能测控仪

本实用新型涉及一种汽车安全行驶测控仪，尤其是由传感器，主控器，显示器组成的汽车高速安全行驶智能测控仪。

在公告号为CN2162398V等专利文献中公开了几种汽车安全行驶自动控制装置或智能控制器，它们多用红外线或超声波测距，车轮测速或里程表测速，这些方案难以区别前车反射信号或迎面来车、树木、护拦等产生的干扰信号，只适合低速行驶、近距离测控，无法满足高速公路上车速在80Km/小时、安全距离在200m内的高速安全行驶要求。

本实用新型的目的是提供一种即用於正常车速安全行驶，也用於高速公路上汽车高速安全行驶的智能测控仪，它应能在车速达80Km/小时以上，有效安全距离达200m远距离的对前车行驶状态给予监测，实时的进行智能化的分析计算和直观的显示，提示司机保持安全距离，作到高速安全行驶。

为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：包括主控器和与之相连的距离传感器、速度传感器、显示器，所说的距离传感器I由近红外发射器4、象方远心光路接收器5及其放大器6组成，所说的速度传感器II是与微处理器11相连的多普勒数字测速器12，所说的主控器III由产生发射信号的振荡器1、发射功率放大器3，脉冲压缩编码调制电路2、解码电路8、比相器7、缓冲放大器9、振荡器10和微处理器11组成，其中脉冲压缩编码调制电路的输出端与发射功率放大器3相连，该功率放大器3的输出信号分别送至近红外发射器4和比相器7，上述的象方远心光路接收器5接收的信号经接收放大器6放大后分别送至比相器7和解码电路8，经解码器确认的信号连至微处理器11，比相器7对来自发射和接收的信号进行相位比较，并由振荡器10进行数字距离转换，经缓冲器9与微处理器11相连，微处理器输出连至显示器14、声光报警器13和输出控制接口15。

所说的象方远心光路接收器5由装在镜筒20中的透镜组、装在镜筒20后端的可调基座22和固定在可调基座22上的雪崩光电二极管23组成，其中透镜组包括物镜16、场镜18和聚焦镜19，它们分别位于镜筒20的前端、中部和后部。

所说的脉冲压缩编码调制电路2是由编码器IC2、四-二与非门电路(54S03)、多位开关K1、电阻R1、R9，电容C1构成，其中电阻R1和电容C1相联中点接与非门A的输入端，振荡器IC1输出端接与非门A、B的输入端，编码器IC2的输出端和与非门A的输出端分别和与非门C的输入端相接，与非门C的输出端连接到发射功率放大器IC3的输入端b。

所说的多普勒数字测速器12是由多普勒测速传感模块IC11、放大器IC14，频移/速度数字转换器IC15和电阻R6、R7、R8、电容C3组成，多普勒测速模块IC11输出端经电阻R6连至放大器IC14的十输入端，又经电阻R8输出连至频移/速度数字转换器IC15的输入端，其输出端8根数据总线分别连至消隐显示输出器IC16和微处理器IC17，测定本车速在300公里/小时以下。

所说的显示器IV其面板26上装有开机指示灯27、声光报警指示器28、前车距离数字显示器29、前车加减速刹车力度柱状发光显示器30、安全距离余量柱状发光显示器31。

所说的显示器IV面板为T型26或长方型35、37、39。

所说的显示器IV壳体结构为弧型33、34、36或方型38。

由于采用了上述技术方案，提供了一种汽车高速安全行驶智能测控仪，测控车速在300公里/小时以下，测控距离200米以内，可自动建立跟车模式和刹车模式，进行自动的智能化的分析计算，直观显示前车距离、安全距离余量、本车速、前车加减速力度，当安全距离余量等于零时给予声光报警，提示司机减速或自动控制减速(留有输出控制接口)，在不同车速下保持足够的安全距离，提前预防因汽车高速行驶安全距离估计不准，前车行驶状态不明，天气能见度差，刹车反应时间迟钝等造成的碰撞事故，确保车辆高速安全行驶。

下面结合附图和实施例对本实用新型的内容作详细的描述。

图1是本实用新型汽车高速安全行驶智能测控仪结构图。

图2是图1智能测控仪电路方框图。

图3是图2智能测控仪电路图。

图4是图3中的脉冲压缩编码调制电路和解码电路图。

图5是图1智能测控仪象方远心光路接收器结构图。

图6是图1智能测控仪T型显示器面板结构图。

图7是图6智能测控仪显示器侧视图。

图8是图1智能测控仪立面弧型显示器立体图。

图9是图1智能测控仪斜面弧型显示器立体图。

图10是图1智能测控仪立面四方型显示器立体图。

图1是本实用新型智能测控仪结构图，距离传感器1由电缆40与主控器III连接，速度传感器II由电缆41与主控器III连接，主控器III由电缆42与显示器IV连接，距离传感器I上装有象方远心光路接收器5。

图2是本实用新型智能测控仪电路方框图，距离传感器I包括近红外发射器4，象方远心光路接收器5和接收放大器6。主控器III中的发射功率放大器3与距离传感器I中的近红外发射器4连接，象方远心光路接收器5与接收放大器6连接，接收放大的信号分别送至比相器7和解码电路8，解码确认信号送微处理器11，比相器7的输入端分别来自发射功率放大器3和接收放大器6，振荡器10与比相器7连接，比相器输出信号经缓冲器9与微处理器11相接。

本实用新型智能测控仪的工作原理如图2所示：振荡器1产生的高频振荡信号经脉冲压缩编码调制电路2送到发射功率放大器3，功率放大器3分别连到比相器7和近红外发射器4，由近红外发射器4向前方发射具有特定编码的调制信号，前方车的目标反射信号由象方远心光路接收器5接收后送接收放大器6，放大的信号分别送比相器7和解码电路8，经解码识别后与微处理器11相接。比相器7的输入端分别来自发射信号和接收信号经比相后得出与距离相应的相位差并由振荡器10进行距离数字转换，得出的距离数字经缓冲器9送微处理器11，多普勒数字测速器12测得的速度数字信号也送至微处理器11，微处理器11对输入的距离、速度和解码识别信号按照设定的数学模型进行自动分析计算，其计算结果输出到声光报警器13、显示器14和预设的输出控制接口15。

图3是智能测控仪电路的一个具体实施例。振荡器IC1为时基556电路，脉冲压缩编码调制由编码器IC2和四一二与非门电路54S03、电阻R1、电容C1构成，IC3为发射功率放大器，D1为近红外发射二极管，D2是象方远心光路接收器中的雪崩光电二极管。接收放大器由放大器IC4、电阻R2、R3、R4、R5，电位器W1、电容C2组成。比相器由四个与非门电路D、E、F、G和缓冲器IC5(54SL196)、IC6(54LS196)、IC7(54LS196)构成，振荡器IC9为时基555电路，微处理IC17为8031或8098。多普勒数字测速器由多普勒测速传感模块IC11、电容C3、放大器IC14，电阻R6、R7、R8，频移/速度数字转换器IC15组成，消隐显示输出器IC16为SN5439，三端稳压电路IC13为7812，消隐数据收发器IC12为54AS244，显示器13由柱状发光显示器件IC18、IC19和声光报警器IC20组成。

振荡器IC1的输出端分别连接与非门B和与非门A的输入端，与非门B的输出端接电阻R1，电阻R1和电容C1相接的中点接与非门A的输入端，其输出端接与非门C的输入端，与非门C的输出端接功率放大器IC3的输入端b，其输出接至近红外发射二极管D1，目标反射信号由象方远心光路接收器接收并由雪崩光电二极管D2转换成电信号，连至放大器IC4的输入端，其输出端经电容C2送至比相器与非门电路D，发射功率放大器IC3的另一输出端b′连至比相器与非门E和缓冲器IC5、缓冲器IC6、缓冲器IC7的清零端CR，与非门D输出端连接与非门E，同时连接解码器IC10的输入端，其输出端连至微处理器IC17的控制端Po，与非门E输出分别连接消隐数据收发器IC12的控制端IG和与非门F输入端，其输出连接与非门G的输入端，同时振荡器IC9输出连接与非门G的另一输入端，其输出连接相位/距离数字转换器IC5的输入端CP，输出8根数据总线将数字距离信号送微处理器IC17，相位/距离数字转换器IC5的溢出端CO与缓冲器IC6的脉冲输入端CP连接，缓冲器IC6的溢出端CO与缓冲器IC7的脉冲输入端CP连接，缓冲器IC7的溢出端CO连到显示器IC20的控制端，缓冲器IC6的8根输出数据总线与消隐数据收发器IC12输入端连接，其8根输出总线与消隐显示输出器IC16的输入端连接。

多普勒测速传感模块IC11输出端经电阻R6与放大器IC14的十端连接，经频移/速度数字转换集成电路IC15转换后由8根速度数据总线与消隐显示输出器IC16的另一输入端连接同时与微处理器IC17连接，消隐显示输出器IC16将距离、速度信号送发光显示器件IC20进行显示。R7为反馈电阻，电容C3接在多普勒测速模块IC11的第3和第5脚。微处理器IC17接收相位/距离数字转换器IC5输出端的8根总线送来的数字距离信号，解码器IC10送来解码识别确认信号，多普勒测速数字转换电路IC15送来的测速信号，然后由微处理器IC17按已设计的智能分析数学模型进行计算，得出不同车速下对应的安全距离存入内存，同时微处理器每时每刻的将测得的前车距离与内存中的安全距离比较，经换算得出本测控仪要显示给司机的安全距离余量，司机在这个安全状态下行驶是确保安全的，若安全距离显示不足即是危险状态，提前预先报警提示司机减速保持最佳安全距离回到安全行驶状态，显示器上还显示前车在远距离状态下的加减速力度(相当於前车刹车力度)，这种由距离传感器、速度传感器、微处理器、显示器等组成的测控仪，可自动建立高速行驶跟车模式和刹车模式并直观显示，具有智能化特点，可有效的提前预防事故，微处理器IC17还留有自动控制刹车减速的输出接口15，需要时也可以自动控制刹车装置。

图4是图3智能测控仪电路图中的脉冲压缩编码调制电路和解码电路图。由编码器IC2(型号为YYH26)、电阻R9(10K-1MΩ)和多位开关K1组成编码电路2，由四-二与非门电路54S03、电阻R1(20-800Ω)、电容C1(200P-1μ)组成脉冲压缩调制电路，编码器IC2的第1至第13脚与多位开关K1对应相接，第15至16脚接电阻R9，由图3中的高频振荡器IC1的输出端分别连接与非门B和与非门A的输入端，与非门B的输出端接电阻R1，电阻R1和电容C1相接点接与非门A的输入端，其输出端接与非门C的输入端，编码器IC2的输出端接与非门C的另一输入端，与非门C的输出端接图3中的发射功率放大器IC3的输入端b。高频振荡信号M送与非门电路A的输入端(1脚)和与非门B的输入端(4脚)，编码器IC2输出设定的本车编码信号送到与非门C的输入端(9脚)，与非门B的输出端(6脚)接电阻R1，电阻R1和电容C1相联的中点接与非门A的输入端，经电阻R1电容C1充放电脉冲压缩后送至与非门A的2脚，与非门A的输出端连接与非门C的另一输入端(10脚)，与非门C输出端(8脚)输出的为已压缩的编码调制信号N，并送至发射功率放大器IC3的输入端b。由解码器IC10(YYH28)、电阻R10(10K-1MΩ)、多位开关K2组成解码电路8。解码器IC10的第1至第13脚与多位开关K2对应相接，第15至第16脚接电阻R10，由图3中的与非门D的输出端连接解码器IC10的输入端，解码器IC10的输出端接至微处理器IC17的控制端Po，其中信号O为待解码信号，经解码器IC10识别后由输出端输出解码确认信号P，该信号送至微处理器IC17。这样可以有效的识别前车反射信号、迎面来车反射信号和树木、拦杆等干扰信号，提高测控仪的可靠性和抗干扰性。

图5是图1智能测控仪象方远心光路接收器5的结构图，镜筒20内的前端为物镜16，经隔离圈17安装有场镜18，之后是聚焦镜19，雪崩光电二极管23安装在可调基座22上，旋转可调基座22时，光电二极管23可前后移动，使光电二极管23处在透镜组的象方焦点上，可调基座22经固定螺母25与镜筒20相接，并由锁紧螺母21锁定，接收的信号由雪崩光电二极管输出端24连接到图3中的放大器IC4的输入端。该透镜组有效的提高信号接收灵敏度，保证前车在200m时反射的信号被接收放大，场镜18可进一步减小杂散光的干扰，象方远心光路接收器安装在传感I中，传感器I安装在车头对前方目标探测距离可达200m。

图6是图1智能测控仪显示器T型面板结构图，面板26上装有开机指示灯27、发光报警指示器件28、前车距离数字显示器29，前车加减速刹车力度柱状发光显示器30，安全距离余量柱状发光显示器31，壳体上装有固定装置32。

图7是图6智能测控仪显示器侧视图，其中编号：26-T型面板，32-壳体固定装置，33-弧型壳体。

图8是图1智能测控仪立面弧型显示器立体图，其中编号：34-弧型壳体，35-长方形显示器面板。

图9是图1智能测控仪斜面弧型显示器立体图，其中编号：36-弧型壳体，37-斜面长方型显示器面板。

图10是图1智能测控仪立面四方型显示器立体图，其中编号：38-方型壳体，39-长方型显示器面板。

显示器壳体结构和面板结构依安装车型的空间位置选用安装。

本实用新型根据实施例试制的样机，可以解决汽车高速安全行驶中的安全测控和直观显示，仪器集成度较高，制造成本较低，易安装使用，适合各种机动车辆安装，特别适合机动车辆在高速公路上高速安全行驶使用。

Claims (7)

1.一种汽车高速安全行驶智能测控仪，包括主控器和与之相连的距离传感器、速度传感器、显示器，其特征是：所说的距离传感器(I)由近红外发射器(4)、象方远心光路接收器(5)及其放大器(6)组成，所说的速度传感器(II)是与微处理器(11)相连的多普勒数字测速器(12)，所说的主控器(III)由产生发射信号的振荡器(1)、发射功率放大器(3)，脉冲压缩编码调制电路(2)、解码电路(8)、比相器(7)、缓冲放大器(9)、振荡器(10)和微处理器(11)组成，其中脉冲压缩编码调制电路的输出端与发射功率放大器(3)相连，该放大器(3)的输出信号分别送至近红外发射器(4)和比相器(7)，上述的象方远心光路接收器(5)接收的信号经接收放大器(6)放大后分别送至比相器(7)和解码电路(8)，经解码器确认的信号连至微处理器(11)，比相器(7)对来自发射和接收的信号进行相位比较，并由振荡器(10)进行数字距离转换，经缓冲器(9)与微处理器(11)相连，微处理器输出连至显示器(14)、声光报警器(13)和输出控制接口(15)。

2.根据权利要求1所述的智能测控仪，其特征在于：所说的象方远心光路接收器(5)由装在镜筒(20)中的透镜组、装在镜筒(20)后端的可调基座(22)和固定在可调基座(22)上的雪崩光电二极管(23)组成，其中透镜组包括物镜(16)、场镜(18)和聚焦镜(19)，它们分别位于镜筒(20)的前端、中部和后部。

3.根据权利要求1所述的智能测控仪，其特征在于：所说的脉冲压缩编码调制电路(2)是由编码器(IC2)、四-二与非门电路(54S03)、多位开关(K1)、电阻(R1、R9)、电容(C1)构成，其中电阻(R1)和电容(C1)相联中点接与非门(A)的输入端，振荡器(IC1)输出端接与非门(A、B)的输入端，编码器(IC2)的输出端和与非门(A)的输出端分别和与非门(C)的输入端相接，与非门(C)的输出端连接到发射功率放大器(IC3)的输入端b。

4.根据权利要求1所述的智能测控仪，其特征在于：所说的多普勒数字测速器(12)是由多普勒测速传感模块(IC11)、放大器(IC14)，频移/速度数字转换器(IC15)和电阻(R6、R7、R8)、电容(C3)组成，多普勒测速模块(IC11)输出端经电阻(R6)连至放大器(IC14)的十输入端，又经电阻(R8)输出连至频移/速度数字转换器(IC15)的输入端，其输出端8根数据总线分别连至消隐显示输出器(IC16)和微处理器(IC17)。

5.根据权利要求1所述的智能测控仪，其特征在于：所说的显示器(IV)其面板(26)上装有开机指示灯(27)、声光报警指示器(28)、前车距离数字显示器(29)、前车加减速刹车力度柱状发光显示器(30)、安全距离余量柱状发光显示器(31)。

6.根据权利要求1或5所述的智能测控仪，其特征在于：所说的显示器(IV)面板为T型(26)或长方型(35、37、39)。

7.根据权利要求1或5所述的智能测控仪，其特征在于：所说的显示器(IV)壳体结构为弧型(33、34、36)或方型(38)。

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