TWI465356B - 車用監測裝置及車用監測系統 - Google Patents

車用監測裝置及車用監測系統 Download PDF

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Description

車用監測裝置及車用監測系統
本發明涉及一種車用監測裝置及車用監測系統，尤其涉及一種具有影像感應功能及測距功能之車用監測裝置及車用監測系統。
習知汽車通常設置車用影像裝置或測距裝置，來感測車輛前方或後方之障礙物，以避免碰撞發生。然，目前車用影像裝置與測距裝置係獨立設置，且車用影像裝置所產生之影像為二維影像，而無法明確感測障礙物之距離；測距裝置雖可感測障礙物距離，卻不能生成影像。
鑒於以上內容，有必要提供一種可同時感應障礙物影像及感測障礙物距離之車用監測裝置及車用監測系統。
一種車用監測裝置，包括一殼體；一影像感應模組；一超音波產生模組，包括一壓電元件，用於產生超音波及接收回波；一電路板，收容於該殼體內；設於該電路板上之一影像檢測元件及一超音波檢測元件，該影像檢測元件與該影像感應模組連接，用於檢測影像訊號，該超音波檢測元件與該超音波產生模組連接，用於檢測該壓電元件產生之電壓訊號；及一端子組件，與該電路板連接，用於輸出該影像訊號及該電壓訊號。
一種車用監測系統，包括一殼體；一影像感應模組；一超音波產生模組，包括一壓電元件，用於產生超音波及接收回波；一電路板，收容於該殼體內；設於該電路板上之一影像檢測元件及一超音波檢測元件，該影像檢測元件與該影像感應模組連接，用於檢測影像訊號，該超音波檢測元件與該超音波產生模組連接，用於檢測該壓電元件產生之電壓訊號；一端子組件，與該電路板連接，用於輸出該影像訊號及該電壓訊號；一測距單元，用於控制該超音波產生模組發射超音波或接收回波，並接收該超音波產生模組產生之電壓訊號以獲取障礙物距離；及一影像處理單元，接收該端子組件輸入之影像訊號以形成影像。
上述車用監測裝置將影像感應模組與超音波產生模組相結合，可同時獲取障礙物之影像及距離，有利於駕駛員根據獲得之資訊作出正確判斷，提升駕駛安全性。另，上述將影像感應模組與超音波產生模組相結合之車用監測裝置還具有結構緊湊之優點。
100‧‧‧車用監測裝置
11‧‧‧殼體
12‧‧‧影像感應模組
13‧‧‧超音波產生模組
14‧‧‧電路板
141‧‧‧影像檢測元件
143‧‧‧超音波檢測元件
16‧‧‧端子組件
112‧‧‧筒體
113‧‧‧金屬前蓋
114‧‧‧後端蓋
1131‧‧‧入光孔
1141‧‧‧通孔
121‧‧‧鏡筒
122‧‧‧光學鏡片
123‧‧‧光學感應器
131‧‧‧壓電元件
134‧‧‧導線
200‧‧‧車用監測系統
22‧‧‧測距單元
23‧‧‧影像處理單元
221‧‧‧計時電路
222‧‧‧發射控制電路
223‧‧‧接收控制電路
圖1係採用本發明實施方式之車用監測裝置之立體組裝圖。
圖2係圖1所示車用監測裝置之立體分解圖。
圖3係沿圖1中III-III線之剖視圖。
圖4係本發明實施方式車用監測系統之功能模塊圖。
請參閱圖1至圖3，本發明實施方式之車用監測裝置100包括一殼體11、一影像感應模組12、一超音波產生模組13、收容於殼體11內之一電路板14、設於電路板14上之影像檢測元件141及超音波 檢測元件143，以及一與電路板14連接之端子組件16。
殼體11包括一筒體112、形成於筒體112一端之金屬前蓋113，以及密封連接於筒體112另一端之後端蓋114。金屬前蓋113呈片狀，並沿筒體112徑向延伸。金屬前蓋113中部開設一入光孔1131，外部光線可通過該入光孔1131入射至筒體112內。後端蓋114開設一通孔1141，供端子組件16穿設。
影像感應模組12用於接收從入光孔1131入射之光線，以感應障礙物之影像，其包括一鏡筒121、收容於鏡筒121內之光學鏡片122，以及接收從該光學鏡片122入射之光線之光學感應器123。
本實施方式中，鏡筒121形成於筒體112內與入光孔1131相對，並與金屬前蓋113相連接。複數光學鏡片122依次平行設置於鏡筒121內。光學感應器123感應經光學鏡片122入射至光線，並生成影像訊號。
超音波產生模組13用於產生超音波，藉由感測超音波遇障礙物後之反射回波，可獲取障礙物之距離。超音波產生模組13包括一壓電元件131，用於產生超音波及接收回波。壓電元件131優選由壓電陶瓷製成。本實施方式中，壓電元件131呈環狀，並環繞入光孔1131以及該鏡筒121。壓電元件131與金屬前蓋113黏接，當對壓電元件131施加高頻電壓時，壓電元件131產生振動而形成超音波，當發射之超音波遇障礙物反射而產生回波，該壓電元件131可接收該回波，並產生電壓訊號。
電路板14設於鏡筒121內，影像檢測元件141及超音波檢測元件143設於電路板14。可以理解，電路板14上還可設置其他電子元 件。影像檢測元件141與影像感應模組12電連接，用於獲取光學感應器123產生之影像訊號。超音波檢測元件143與超音波產生模組13電連接，用於獲取壓電元件131產生之電壓訊號。壓電元件131與電路板14藉由導線134電連接。
端子組件16用於輸出影像感應模組12產生之影像訊號及超音波產生模組13產生之電壓訊號。端子組件16一端連接至電路板14，另一端為可與設於汽車內部之主控制裝置，如車身控制器(BCM)相連接之數據介面，以將影像訊號及電壓訊號傳送至主控制裝置。
上述影像感應模組12及超音波產生模組13均可密封收容於筒體112內，結構緊湊，還可避免受濕氣與灰塵影響，有利於提升測量精確性。
圖4所示為應用上述車用監測裝置100之本發明實施方式之車用監測系統200。
車用監測系統200包括一車用監測裝置100，一測距單元22及一影像處理單元23。
測距單元22與車用監測裝置100及影像處理單元23相連接，其用於控制超音波產生模組13發射超音波或接收回波，並接收超音波產生模組13產生之電壓訊號以獲取障物距離。
測距單元22包括計時電路221、發射控制電路222以及接收控制電路223。計時電路221用於測量超音波發出至被反射接收之時間間隔，測距單元22根據該時間間隔及超音波之傳播速度，以獲取障礙物距離。發射控制電路222用於控制對壓電元件131施加電壓，以使壓電元件131產生超音波。接收控制電路223用於檢測超音波 回波訊號，以控制計時電路221計時。
影像處理單元23與車用監測裝置100及測距單元22相連接，以獲取端子組件16輸入之影像訊號及測距單元22產生之距離訊號，以輸出影像及相應距離數據。
本發明車用監測系統200可同時獲取障礙物之影像及距離，且可安裝於車體之多個位置。當安裝於車輛後方時，在倒車時可獲得車輛後方障礙物影像及距離，以避免車輛倒車時發生碰撞；當安裝於車輛前方時，可獲得車輛前方車輛及行人之影像及距離；當安裝於車輛頂部時，可同時獲取隧道高度及影像，避免發生碰撞。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
11‧‧‧殼體
12‧‧‧影像感應模組
13‧‧‧超音波產生模組
14‧‧‧電路板
141‧‧‧影像檢測元件
143‧‧‧超音波檢測元件
16‧‧‧端子組件
112‧‧‧筒體
113‧‧‧金屬前蓋
114‧‧‧後端蓋
1131‧‧‧入光孔
1141‧‧‧通孔
121‧‧‧鏡筒
122‧‧‧光學鏡片
123‧‧‧光學感應器
131‧‧‧壓電元件
134‧‧‧導線

Claims (15)

  1. 一種車用監測裝置，包括：一殼體；一影像感應模組；一超音波產生模組，包括一壓電元件，用於產生超音波及接收回波；一電路板，收容於該殼體內；設於該電路板上之一影像檢測元件及一超音波檢測元件，該影像檢測元件與該影像感應模組連接，用於檢測該影像感應模組產生之影像訊號，該超音波檢測元件與該超音波產生模組連接，用於檢測該壓電元件產生之電壓訊號；及一端子組件，與該電路板連接，用於輸出該影像訊號及該電壓訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之車用監測裝置，其中該殼體具有一入光孔，該影像感應模組收容於該殼體內，用於接收從該入光孔入射之光線。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之車用監測裝置，其中該壓電元件環繞該入光孔。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之車用監測裝置，其中該影像感應模組包括一鏡筒、收容於該鏡筒內之光學鏡片，以及用於接收從該光學鏡片入射之光線並產生影像訊號之光學感應器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之車用監測裝置，其中該壓電元件環繞該鏡筒。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之車用監測裝置，其中該壓電元件呈環狀。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之車用監測裝置，其中該壓電元件由壓電陶瓷製成。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之車用監測裝置，其中該殼體包括一筒體、形成於該筒體一端之金屬前蓋，以及密封連接於該筒體另一端之後端蓋，該壓電元件與該金屬前蓋結合。
  9. 一種車用監測系統，包括：一殼體；一影像感應模組；一超音波產生模組，包括一壓電元件，用於產生超音波及接收回波；一電路板，收容於該殼體內；設於該電路板上之一影像檢測元件及一超音波檢測元件，該影像檢測元件與該影像感應模組連接，用於檢測該影像感應模組產生之影像訊號，該超音波檢測元件與該超音波產生模組連接，用於檢測該壓電元件產生之電壓訊號；一端子組件，與該電路板連接，用於輸出該影像訊號及該電壓訊號；一測距單元，用於控制該超音波產生模組發射超音波或接收回波，並接收該超音波產生模組產生之電壓訊號以獲取障礙物距離；及一影像處理單元，接收該端子組件輸入之影像訊號以形成影像。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之車用監測系統，其中該殼體具有一入光孔，該影像感應模組收容於該殼體內，用於接收從該入光孔入射之光線並成像，該壓電元件環繞該入光孔。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之車用監測系統，其中該影像感應模組包括一鏡筒、收容於該鏡筒內之光學鏡片，以及接收從該光學鏡片入射之光線並成像之光學感應器，該壓電元件環繞該鏡筒。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之車用監測系統，其中該壓電元件呈環狀。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之車用監測系統，其中該壓電元件由壓電陶瓷製成。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之車用監測系統，其中該影像處理單元與該影像感應模組及該測距單元相連接，以接收該影像信號並與該測距單元獲得之障礙物距離相結合。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之車用監測系統，其中該測距單元包括計時電路、發射控制電路以及接收控制電路，該計時電路用於測量超音波發出至被反射接收之時間間隔，該測距單元根據該時間間隔及超音波之傳播速度，以獲取障礙物距離，該發射控制電路用於控制對該壓電元件施加電壓，以使該壓電元件產生超音波，該接收控制電路用於檢測超音波回波訊號。
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