全數位化倒車雷達的製作方法

2023-05-30 13:44:11 1

專利名稱：全數位化倒車雷達的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於汽車上對倒車時的車尾障礙物進行距離提示的裝置，俗稱倒車雷達，更具體地說，涉及一種全數位化倒車雷達。
背景技術：
倒車雷達是汽車上常用的一種電子產品，如圖1所示，現有的倒車雷達主要由超聲波探頭1、主機2、顯示器3、蜂鳴器4、及相應的連接電纜5、6、7等組成。在汽車倒車時，裝在車尾的探頭可檢測其自身與車後障礙物之間的距離，然後通過顯示器該距離數據，並通過蜂鳴器進行聲音提示(通常是距離越小時提示聲的節奏越密集)。
在現有的倒車雷達中，不論其顯示器是採用何種方式，其探頭傳感器信號的採集、傳輸、放大等處理仍使用的是模擬技術。在檢測車尾障礙物時，要通過模擬超聲波傳感探頭1把接收到的微弱反射信號經過長約兩米左右的屏蔽電纜5傳送到主機進行放大、運算和比較，再經過多芯電纜6把所得的距離數據送到顯示器進行顯示。由於主機的體積較大，通常將其安裝在車尾箱或其它適當位置。
由於汽車的工作環境比較惡劣，再加上汽車本身的電子電路(如點火線圈)會產生很大的電磁幹擾，所以會對倒車雷達的造成較大幹擾，由於現有倒車雷達中需通過較長的電纜來傳遞的模擬信號，即使採用屏蔽電纜，其幹擾仍然比較嚴重；同時，由於其主機使用高增益放大器，很容易受到電磁輻射及電源紋波的幹擾，從而會造成距離檢測不準確、顯示數據混亂等情況。
另外，在現在倒車雷達中，每一路探頭的誤差補償都需要在主機上進行調整，如果某一個探頭損壞需要更換時，就需要打開主機進行調整，嚴重時可能還得將主機一起換掉，可見其維修保養工作非常不方便。
實用新型內容針對現有技術的上述缺陷，本實用新型要解決現有模擬倒車雷達抗幹擾能力差的問題，並提供一種抗幹擾能力強、穩定性高的全數位化倒車雷達。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種全數位化倒車雷達，包括主控電路、顯示器、以及一個或多個探頭；其中，所述主控電路與顯示器裝在同一個主控顯示殼體內；在主控電路中設有主控處理器及與之連接的數據發送電路和數據接收電路；在每一個探頭中設有超聲波振子、探頭處理器、以及連接在兩者之間發射驅動電路和探頭接收電路；所述主控處理器可通過數據發送電路向各個探頭處理器發出控制數據，每一個探頭中的探頭處理器可根據該控制數據來控制發射驅動電路工作，從而驅動超聲波振子發出超聲波；每一個探頭中的探頭接收電路可從超聲波振子接收反射信號並送入所述探頭處理器進行放大和模/數轉換處理，所述數據接收電路可接收各個探頭處理器上傳的數據並傳送到所述主控處理器，所述主控處理器可根據收到的數據進行分析對比得出相應的距離數據，並傳送到所述顯示器進行顯示。
為進一步解決現有倒車雷達安裝、維修保養比較麻煩的問題，本實用新型中，可在每一個探頭的中增設用於對該探頭的檢測誤差進行補償調整的誤差調整電路，把每個探頭的性能調整到一樣，從而在安裝、更換探頭後無須再做任何調整。另外，還可在所述主控電路中增設用於發出聲音提示的蜂鳴器。
本實用新型中，可將每一個探頭中的超聲波振子、發射驅動電路、探頭接收電路、以及探頭處理器被裝在一個密封防水的探頭殼體中，並從所述探頭殼體的尾部引出一對探頭信號線，該探頭信號線另一端連接一個第一防水連接器；相應地，在所述主控電路中還設有一個可與各個探頭連接、並可從汽車上引入工作電源的主控接插件；所述各個探頭與主控接插件之間則通過傳輸線束連接，所述傳輸線束中設有一對電源線、多對探頭連接線、一個密封塊、一根多芯電纜、以及一個可與所述主控接插件配合的線束接插件；所述密封塊的第一端分別與所述電源線和各對探頭連接線的第一端連接，並將電源線與探頭連接線的接地信號線並聯到同一根接地信號線；所述多芯電纜連接在所述密封塊的第二端與線束接插件之間；在每一對探頭連接線的第二端設有與所述第一防水連接器配合的第二防水連接器。
本實用新型中，還可在每一個探頭殼體上套一個安裝支架，所述支架上設有四個鎖鎖片，在其中兩個鎖緊片的內側設有細齒結構；在所述探頭殼體的兩側也設有可與鎖緊片上的細齒結構相互配的細齒結構。
由上述方案可知，本實用新型的全數位化倒車雷達具有以下優點1)每一個探頭要先把採集到模擬信號轉換處理成數位訊號才通過傳輸線束傳送給主控電路，主控電路採用數字方式對所述數位訊號進行加工處理，最終通過數字方式顯示結果。由於傳輸線束中傳送的是數位訊號而不是模擬信號，處理方式也採用數字方式，所以其抗幹擾能力大大增強；2)由於其主控電路體積小巧並被裝在了顯示器的殼體中，所以可省去傳統倒車雷達中體積較大的主機，少佔空間並便於安裝；3)誤差調整可在各個探頭內進行而不需要在主控電路中進行，從而便於安裝、維修保養；4)探頭與傳輸線束之間為密封防水連接，可進一步提高產品的穩定性和使用壽命。


下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是現有倒車雷達的結構示意圖；圖2是本實用新型一個優選實施例中倒車雷達的原理框圖；圖3是和圖4是本實用新型一個優選實施例中探頭的左視圖和主視圖；圖5和圖6是圖4中所示探頭殼體的右視圖和主視圖；圖7是圖4中所示支架的主視圖；圖8是與圖4所示探頭配合的傳輸線束的主視圖；圖9和圖10是與圖4中所示探頭配合的主控顯示裝置的主視圖和左視圖；圖11是本實用新型一個優選實施例中探頭的電路圖；圖12是本實用新型一個優選實施例中主控電路及顯示器的電路圖。
具體實施方式
本實用新型全數位化倒車雷達的原理如圖2所示，從圖中可以看出，該倒車雷達由數字探頭、傳輸線束、主控顯示裝置三大部分組成，在主控顯示裝置設有主控電路和LCD(液晶顯示器)，當然，也可用其它顯示器件來取代其中的LCD。在主控電路中設有主控處理器、數據發送電路、數據接收電路、電源電路以及蜂鳴器；在每一個探頭中設有超聲波振子、探頭處理器、發射驅動電路、探頭接收電路、以及電源電路。倒車時，主控處理器會通過數據發送電路向各個探頭處理器發出控制數據，再由各個探頭中的探頭處理器根據該控制數據來控制發射驅動電路工作，從而驅動超聲波振子發出超聲波；同時，各個探頭中的探頭接收電路會從超聲波振子接收反射信號，並送入探頭處理器進行放大、模/數轉換處理，然後由數據接收電路接收各個探頭處理器上傳的數據並送到主控處理器，再由主控處理器根據收到的數據進行分析對比得出相應的距離數據，再傳送到顯示器進行顯示。
本實用新型的一個優選實施例中，全數位化倒車雷達的結構如圖3至圖10所示，其中每一個探頭的電路器件被裝在一個密封防水的探頭殼體10中，從探頭殼體的尾部引出有一對探頭信號線12，探頭信號線的另一端連接有一個防水連接器13。安裝時，先在汽車的保險槓上打孔，然後把專用支架11插入、再將探頭殼體10由外向內插入。從圖中可以看出，探頭殼體的兩側設有倒齒22，在支架的兩個鎖緊片內側也設有對應的細齒結構(未在圖中畫出)，兩者相互配合，可將探頭牢牢固定在安裝孔處。這種安裝方式克服了傳統探頭通過橡膠圈與安裝孔配合可能因橡膠老化變形而形成縫隙、在顛簸環境中很容易鬆動等問題。
從圖8中可以看出，傳輸線束由一對電源線19、四對探頭連接線15、一個密封塊16、一根多芯電纜17、以及一個線束接插件18組成，在每一對探頭連接線的左端接有一個防水連接器14；防水連接器13與防水連接器14之間可相互配合，達到密封防水的目的。其中的電源線19用於從汽車上引入電源，由於電源線與探頭連接線中的接地信號線在密封塊內被並聯到同一根接地信號線，所以在多芯電纜中只需要6根線芯即可，相應地，線束接插件18為6腳接插件。從圖10中可以看出，在主控顯示殼體20的側面設有一個主控插件21，它可與線束接插件18配合，實現以引入電源並實現與探頭之間的數據傳送。從圖9中可以看出，顯示屏中不但可通過數字方式顯示當前的最近距離，還可通過左側汽車模型顯示出該最近距離是哪一個探頭所檢測出來的。
本實用新型一個優選實施例中，探頭的電路如圖11所示，其中的U1是專用的探頭控制處理器晶片UWE02；UW1是超聲波振子；升壓變壓器T1、三極體Q1、和電阻R9組成發射驅動電路，通過調節TI可調整諧振頻率，從而可在每一個探頭中進行誤差調整；電阻R1、鉗位三極體Q2和電容C1則組成探頭接收電路，其接收到的信號送到U1進行放大處理再轉換成數位訊號，再經電容C4輸出；其中的電阻R10、整流三極體Q3、電容C5、C6則組成供電電路，從圖中11可以看出，探頭的電源及數據信號是由同一對信號線來傳送的。
與前述探頭配合的主控顯示電路如圖12所示，其中，從汽車引入的電源經接插件P1的第一腳輸入，再經上部的兩個穩壓電壓進行處理，第一個穩壓電壓通過U3分別向各個探頭提供工作電源，第二個穩壓電路則為主控顯示裝置提供工作電源。其中的U1是專用的主控處理器晶片UWE01；電平轉換晶片U2和驅動晶片U3組成發送電路，把U1發出的數據命令發送給四個探頭，模擬開關晶片U5是數據接收電路，U5在U1的控制下，分別選通一路數據，依次把四個探頭送來的數據送到U1，再由U1進行高速採樣，並進行智能化比較、判斷，得出相應的距離數據，從而驅動LCD進行顯示。
本實用新型的全數位化倒車雷達除了具有前述抗幹擾能力強、維修保養方便、安裝可靠牢固、防塵防水能力強等優點之外，還克服了傳統倒車雷達因其主機採用高增益模擬放大器而導致的穩定性易受環境影響的缺點。當然，還可將其中的探頭安裝在汽車的前部，從而可檢測汽車與前部障礙物之間的距離。
權利要求1.一種全數位化倒車雷達，包括主控電路、顯示器、以及一個或多個探頭；其特徵在於所述主控電路與顯示器裝在同一個主控顯示殼體內；在主控電路中設有主控處理器及與之連接的數據發送電路和數據接收電路；所述顯示器與所述主控處理器連接；在每一個探頭中設有用於發出超聲波信號並接收反射回來的超聲波信號的超聲波振子，還設有探頭處理器，以及連接在所述超聲波振子與探頭處理器之間的發射驅動電路和探頭接收電路；所述主控處理器中的數據發送電路和數據接收電路分別通過傳輸線與向各個探頭處理器連接。
2.根據權利要求1所述的全數位化倒車雷達，其特徵在於，在每一個探頭中還設有可對該探頭的檢測誤差進行補償調整的誤差調整電路。
3.根據權利要求2所述的全數位化倒車雷達，其特徵在於，在所述主控電路中還設有用於發出聲音提示的蜂鳴器。
4.根據權利要求3所述的全數位化倒車雷達，其特徵在於，每一個探頭中的超聲波振子、發射驅動電路、探頭接收電路、以及探頭處理器被裝在一個密封防水的探頭殼體中，從所述探頭殼體的尾部引出有一對探頭信號線，該探頭信號線另一端連接一個第一防水連接器。
5.根據權利要求4所述的全數位化倒車雷達，其特徵在於，在所述主控電路中還設有一個可與各個探頭連接、並可從汽車上引入工作電源的主控接插件。
6.根據權利要求5所述的全數位化倒車雷達，其特徵在於，所述各個探頭與主控接插件之間通過傳輸線束連接；所述傳輸線束中設有一對電源線、多對探頭連接線、一個密封塊、一根多芯電纜、以及一個可與所述主控接插件配合的線束接插件；所述密封塊的第一端分別與所述電源線和各對探頭連接線的第一端連接，並將電源線與探頭連接線的接地信號線並聯到同一根接地信號線；所述多芯電纜連接在所述密封塊的第二端與線束接插件之間；在每一對探頭連接線的第二端設有與所述第一防水連接器配合的第二防水連接器。
7.根據權利要求6所述的全數位化倒車雷達，其特徵在於，在每一個探頭殼體上還套有一個安裝支架，所述支架上設有四個鎖鎖片，在其中兩個鎖緊片的內側設有細齒結構；在所述探頭殼體的兩側也設有可與鎖緊片上的細齒結構相互配的細齒結構。
專利摘要本實用新型涉及一種全數位化倒車雷達，解決了現有採用模擬技術的倒車雷達抗幹擾能力差、穩定性差等問題，該倒車雷達由主控電路、顯示器以及多個數字式探頭組成，其中主控電路與顯示器被裝在同一個主控顯示殼體內；所述數字式探頭其中設有發射驅動電路、探頭接收電路和探頭處理器，每一個探頭會通過其探頭處理器把採集到模擬信號轉換處理成數位訊號之後才傳送給主控電路，由於傳輸線束中傳送的是數位訊號而不是模擬信號，所以其抗幹擾能力大大增強；此外，在每個探頭內部還設有可對該探頭的檢測誤差進行補償調整的誤差調整電路，在安裝、更換探頭時無須對主控電路做任何調整。這種倒車雷達具有抗幹擾能力強、維修保養方便、防塵防水能力強等優點。
文檔編號B60R16/02GK2728851SQ20042004646
公開日2005年9月28日 申請日期2004年5月27日 優先權日2004年5月27日
發明者孫勇 申請人:深圳市勇威電子有限公司