汽車後視景像監視儀的製作方法
2023-06-06 05:20:41
專利名稱：汽車後視景像監視儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於汽車駕駛員觀察監視車後狀況的後視監視儀，具體屬於機動車輛附屬控制機構的配置。
目前汽車司機基本上是通過後視鏡來觀察汽車後部的情況，由於這些後視鏡缺乏理想的視場角度，從而起不到很好的車尾監測作用。人們從各個方面對後視鏡進行了改進，以擴大視場角，但是仍然達不到最理想的效果，而且後視鏡的最大缺陷是在光線不好或夜間時便會失去作用。現在出現的一些車尾監測儀多數屬於測距型報警系統，只能提供出目標物與車尾的距離數據，而不能直觀地顯示目標物圖形，給駕駛員的判斷帶來一定的困難，應用不方便。
本實用新型的目的是提供一種具有夜視功能，有較大視場角，能夠同時提供目標物圖像和距離的汽車後視景像監視儀。
在本實用新型的技術方案中，監視儀除了包括安裝在車尾的攝像裝置6和安裝在駕駛室內的監視器8外，還包括一個用於設定系統工作狀態的功能控制器2，一個用於實現監視器電視接收與監視相互轉換的天線自動轉換器7，提供熄火信號的熄火探測器1、提供倒車信號的倒車信號器3以及控制並提供給攝像裝置工作電壓的電源轉換及控制器5和電源4；電源轉換及控制器5接收倒車信號器3的倒車信號Zx、功能控制器2提供的指令信號Px以及Q點信號並進行邏輯處理後將產生的運動信號T分別提供給天線自動轉換器7和功能控制器2並通過功能控制器2將運動信號T傳給熄火探測器1；熄火探測器1提供給功能控制器2熄火信號X；天線自動轉換器7根據接收到的運動信號T確定監視器8接收由攝像裝置6經天線自動轉換器7通過視頻信號傳輸電纜傳輸的監視信號或接收由天線傳入的電視信號；電源轉換及控制器5將電源4提供的電壓轉換成攝像裝置工作電壓並提供給攝像裝置6；功能控制器2控制監視器8以保證圖像正立。
上述攝像裝置6的外部是一個保溫殼10，攝像器12安置在保溫殼10內並且在保溫殼10的前部攝像器12的鏡頭前有一個保護鏡13，視頻信號傳輸電纜16從保溫殼10的後部進入並連接攝像器12；保溫殼10設置在減振墊14上。攝像裝置6還設有溫度控制及自動加溫器11，用電源線15從保溫殼10後部與電源相連。
監視器8為電視顯示器或液晶顯示器，並且監視器還配置有距離提示裝置。所說的距離提示裝置是設在顯示屏幕上的距離提示線或者是紅外測距儀。
熄火探測器1包括有熄火傳感器和熄火判別電路，熄火判別電路由反相器D6(CD40106)、單穩觸發器D4(CD4538)、觸發器D5(CD4013)和電阻R31、R32、電容C31組成，熄火傳感器信號XX經D6反相後輸入D4的4腳；D4的2腳通過R31與3、5腳相連後接電源電壓VDD，D4的2腳通過C31與1腳相連並接地，D4的7腳接D5的3腳；D5的5腳接電源電壓VDD，4腳通過電阻R32與6腳相連並接地；運動信號T輸入D5的4腳，D5的2腳輸出熄火信號X。
功能控制器2由集成電子開關SW1、SW2(CD4066)、二個反相器D6(CD40106)、兩個與非門D7(CD4023)、雙聯三組開關K和電阻R33組成，汽車運動信號T、熄火信號X和開關K的Q點信號同時輸入D7的三個輸入端，D7的輸出端經D6反相後輸入SW1、SW2的控制端3腳；K的C、D點分別連SW1、SW2的1腳，C1、D1點分別連SW1、SW2的2腳；K的C1點和D2點連監視器負載線圈的B接線點，C2點、D1點連負載線圈的A接線點；K的P點引出指令信號Px，Q點通過電阻R33接電源電壓VDD，E點接地。
天線自動轉換器7由集成電子開關SW3、SW4、SW5、SW6(CD40666)和反相器D6(CD40106)組成，運動信號T分別輸入SW4、SW6的3腳和D6的輸入端，D6的輸出端連SW3、SW5的3腳，電視信號輸入SW3和SW5的1腳，攝像器監視信號輸入SW4、SW6的1腳，SW3、SW4、SW5、SW5的2腳相連並連接監視器8。
電源轉換及控制器5包括有電源轉換電路和電源控制電路，其中電源控制電路中的運動信號T產生電路由與非門D1、D8(CD4011)、電阻R18、R19、R34組成，D1的8、9腳分別通過電阻R18、R19連電源電壓VDD，指令信號Px輸入D1的8腳，倒車信號Zx輸入D1的9腳，D1的輸出端10腳連D8的5腳，K的Q點信號通過電阻R34輸入D8的6腳，D8的4、8、9腳相連，10腳與觸發器D2(CD4013)的10腳相連，D1的10腳連D2的8腳，運動信號T由D8的10腳處引出。
與
背景技術：
相比，本實用新型所顯示的優點有1、本系統具有自動監視、強制監視以及電視接收等多種功能，系統技術先進，功能齊全。
2、具有電源欠壓、超壓、過流的自動保護功能，可靠性高。
3、能夠提供同向、正立的車後目標物圖像及距離，圖像清晰、可靠。
4、攝像裝置結構合理、安裝方便，減振性好。
5、採用了CCD取景器作為攝像器，具有夜視功能，可以晝夜工作，而且視場角較大。
6、具有溫度控制及自動加溫功能，擴展了工作溫度範圍，可達一25～65℃。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1是本實用新型的系統組成框圖；圖2是
圖1中攝像裝置6的結構示意圖；圖3是圖2中溫度控制及自動加溫器11的電路圖；圖4是
圖1中功能控制器2的電路圖；圖5是
圖1中天線自動轉換器7的電路圖；圖6是
圖1中熄火探測器1的電路圖；圖7是
圖1中電源轉換及控制器5的電源轉換電路圖；圖8是
圖1中電源轉換及控制器5的電源控制電路圖。
在
圖1顯示的框圖中，電源轉換及控制器5將電瓶電源4提供的電壓轉換成不同要求的電壓後分別提供給攝像裝置6、功能控制器2、熄火探測器1和監視器8。電源轉換及控制器5接受功能控制器2的指令信號Px、倒車信號器3的倒車信號Zx以及Q點信號並向功能控制器2、熄火探測器1和天線自動轉換器7提供運動信號T，功能控制器2還接受熄火探測器1的熄火信號X。監視器8接受攝像裝置6的監視信號或者天線自動轉換器7接收的電視信號。監視器8還接受功能控制器12的控制以保證圖像正立並與視覺一致。
圖2給出了攝像裝置6的結構示意圖，其外部是一個前端開口的方形保溫殼10，攝像器12安置在保溫殼10內並用一塊保護鏡13封住保溫殼10的開口以保護攝像鏡頭，保護鏡13用鋼化玻璃製成。視頻信號傳輸電纜16從保溫殼10的後部進入並連接攝像器12。在保溫殼10的下部設置有減振墊14以減緩汽車運動對攝像器12的振動。
攝像器12選用IMC—5SC型黑白CCD取景器，靈敏度0.3勒，視場角65°(垂直)×88°(水平)×11 5°(對角)，CCD掃描，工作溫度—10℃～65℃，可自動調焦，具有夜視功能。
為了擴展攝像器12的低溫(＜-10°)工作範圍，在保溫殼10內還專門設置了溫度控制及自動加溫器11，並通過電源線15連接電源。
溫度控制及自動加溫器的電路如圖3所示，負溫度係數熱敏電阻Rt的一端接電源電壓VDD，另一端與三極體B的基極相連，三極體B的集電極接二極體Vt的正端，Vt的負端接電源電壓VDD，繼電器J3(JRX-13F型)的兩端分別與電源電壓VDD和三極體B的集電極相連，電位器Wt的兩端分別連接三極體B的基極和發射極，B的發射極接地，加熱電阻RL的一端通過常開開關j3與電源電壓VDD相連，另一端接地。
該電路的工作原理為熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的升高而降低，當溫度高於-10℃時，Rt阻值較小，與電位器Wt分壓，使θ點電位較高，三極體B導通，繼電器J3吸合，常開開關j3斷開，加熱電阻RL斷電停止加熱；當溫度低於-10℃時，Rt阻值較大，與Wt分壓後使θ點電位變低，三極體B截止，J3斷開，j3接通電源，RL開始加熱，從而達到自動控溫、升溫和擴大工作範圍的目的。使用該電路可使攝像器12的工作溫度擴展至-25℃。
在汽車熄火探測器電路圖(圖6)中，由安裝在車上的熄火傳感器提供的信號「XX」經反相器D6(CD40106)反相後輸入單穩觸發器D4(CD4538)的4腳，D4的2腳通過電阻R31與3、5腳相連後接電源電壓VDD，同時2腳通過電容C31與1腳相連後接地，D4的輸出端7腳接觸發器D5(CD4013)的輸入端3腳，D5的5腳接電源電壓VDD，4腳通過電阻R32與6腳相連並接地，由電源判別電路提供的汽車運動信號T通過功能控制器後輸入D5的4腳，D5的輸出端2腳輸出汽車熄火信號X。
熄火傳感器選用霍爾磁電傳感器HKO38，由探頭和永久磁體組成。汽車發動，熄火傳感器提供脈衝信號XX，由D6反相併經D4作用後提供一個高電平，然後由D5整形後給出高電平「1」的汽車熄火信號X；當汽車熄火時則輸出低電平信號「0」；如果D54腳輸入的運動信號是高電平「1」時，熄火信號X始終保持高電平「1」狀態。熄火信號X提供給功能控制器2。
功能控制器2的電路圖如圖4所示，其中虛線框內為雙聯三組開關K。該電路對稱包括兩個與非門D7(CD4023)和兩個反相器D6(CD40106)。熄火信號X和運動信號T分別輸入D7的二個端入端，D7的另一個輸入端接K的Q點，D7的輸出端經D6反相後分別接集成電子開關SW1、SW2(CD4066)的控制端3腳。A、B點是監視器負載線圈的兩個接線點，其中A點與K的C2點和D1點連接，B點與K的C1點和D2點連接。K的C、D點分別接SW1、SW2的1腳，C1、D1點分別接SW1、SW2的2腳，P點輸出指令信號Px，Q點通過電阻R33與電源電壓VDD相連，E點接地。
當K撥到上檔時C、C1、B點相連，D、D1、A點相連，P點通過E點接地，Px輸出低電平「0」，此時為攝像器CCD工作狀態。當K撥到下檔時，C、C2、A點相連，D、D2、B點相連，Q點通過E點接地，Px輸出高電平「1」，此時為電視接收狀態。當K撥到中擋時，為自動轉換狀態，若T、X、Q點均為高電平「1」時，D7輸出低電平「0」，經D6反相變為高電平輸入SW1、SW2的3腳，使SW1、SW2導通，攝像器工作，若其中一個信號為低電平，SW1、SW2截止，攝像器停止工作，自動轉換為電視接收信號。
當倒車時，倒車信號器提供一個低電平「0」的倒車信號Zx，而當汽車前行或停止時，提供的倒車信號Zx均為高電平「1」。
電源轉換及控制器5包括電源轉換電路和電源控制電路兩個部分，圖7給出了電源轉換的電路圖，電容C1並聯在電瓶電源的兩端，電容C2通過雙聯開關K1與C1並聯。電容C2的正極通過保險BX連接電阻R1，負極連接電感L和二極體V1的正極，V1的負極接在BX與R1的接點處。電容C3、C6並聯在R1與L之間，電源轉換器W(7805)的輸入端1腳與二極體V2的負極和電容C4的正極相連，輸出端3腳連電容C5的正極，在R1與C3的接點處連接電阻R2和二極體V2的正極，R2另一端接發光二極體V3的正極，V3的負極、C4、C5負極，W的2腳連在L與C3的接點處並接地，V2的正極接常開開關j1，j1的另一端分別連電阻R3和電容C7的正極，R3另一端通過發光二極體V4與C7負極相連並接地，常開開關j2與j1串聯，j1、j2接點處連接電容C8，C8串聯二極體V5的負極，V5正極通過電容C9連在j2另一端，電阻R4並聯在V5兩端，V5的正極連電容C10負極和發光二極體V6負極，V6的正極通過電阻R5與C10正極連接並連接j2。在雙聯開關K1處引出電源電壓VDD，該電壓提供給熄火探測器1、功能控制器2和監視器8使用，在W的3腳與地之間引出比較電壓VBB，該電壓用於控制電路中電壓比較使用，C10兩端引出工作電壓Vcc，該電壓專門提供給攝像裝置6使用。
要獲得工作電壓Vcc，須使常開開關j1、j2閉合，而j1、j2的通斷則受電源控制電路的控制。圖8是電源控制電路的電路圖，圖中，運算放大器F1、F3(LM3587)的負輸入端、F2、F4(LM3587)的正輸入端相連並接比較電壓VBB，F1的正端、F2的負端、F3的正端、F4的負端分別通過電阻R6、R8、R10、R12接電源電壓VDD，同時分別通過可調電阻R7、R9、R11、R13接地。F1、F2的輸出端接二輸入與非門D1(CD4011)的12、13腳，D1的5、6、11腳連在一起，4腳接觸發器D2(CD4013)的6腳並通過電阻R14接地，F3、F4的輸出端接D1的1、2腳，D1的3腳接D2的4腳並通過電阻R15接地。D2的3、5腳接電源電壓VDD，1、2腳分別通過電阻R14、R17通入驅動器D3(MC1413)的1、3腳，在D3的13腳與VDD之間連有繼電器J1，11腳與VDD之間連有報警器BJ，二極體V7並聯在J1的兩端，負極與VDD相連。以上為一個保護電路。
電源電壓VDD分別通過電阻R18、R19接D1的8、9腳，D1的10腳分別連接與非門D8(CD4011)的5腳和D2的8腳，倒車信號Zx由D1的9腳輸入，指令信號由D1的8腳輸入，Q點信號通過電阻R34輸入D8的6腳，D8的4、8、9腳相連，10腳連D2的10腳，運動信號T由D8的10腳輸出。電源電壓VDD連D2的9、11腳，D2的8腳通過電阻R20接地，10腳通過電阻R21接地，13腳通過電阻R22接D3的4腳，D3的10腳接二極體V8的正極和繼電器J2的一端，J2的另一端接二極體V8的負極並接電源電壓VDD，以上電路控制J2的通斷。
閉合開關K1，給系統供電，發光二極體V1發光，當系統電路過載、極性接錯、脈衝幹擾超壓、過壓時，保護電路均可起到保護作用。只有當電壓在11～13V之間，才使J1吸合，控制常開開關j1閉合，同時發光二極體V4發光，正常工作，當電壓＜10.5V或＞13.8V時，J1斷開，控制常開開關j1打開，停止工作，V4不亮，同時報警器BJ報警。當運動信號T處為高電平「1」時，繼電器J2吸合，控制常開開關j2閉合，同時發光二極體V6發光，攝像器得到電源工作，當T為低電平「0」時，J2斷開，j2打開，攝像器電源斷開，停止工作。
在天線自動轉換器電路圖(圖5)中，電視信號輸入集成電子開關SW3、SW5(CD4066)的1腳，攝像器監視信號通過信號傳輸電纜輸入集成電子開關SW4、SW6(CD4066)的1腳，運動信號T輸入SW4、SW6的3腳，同時經D6反相後輸入SW3、SW6的3腳。SW3、SW4、SW5、SW6的2腳連接並通過信號傳輸電纜接監視器8。
其工作原理為，當汽車運動信號T為高電平「1」時，SW4、SW6導通，監視信號通過SW4、SW5輸入監視器，當T為低電平「0」時，經D5反相變為高電平「1」輸入SW3、SW5、使SW3、SW5導通，電視信號通過SW3、SW5輸入監視器，從而實現監視器工作的自動轉換。
監視器8可以採用電視顯示器或者液晶顯示器，並設有距離提示裝置。
一種顯示距離的方式是在顯示屏幕上設有距離提示線，根據提示線判斷目標物距離，另一種方式是安裝有一臺紅外測距儀，將數據直接顯示在屏幕上。
整個監視系統的工作原理可以從下面的表中看出
當功能控制器撥到上檔時，P點與E點相連接地，恆定輸出低電平的指令信號Px，無論Zx為何信號，D110腳均輸出高電平「1」，由於Q點為恆定高電平「1」，於是D34腳輸出的低電平「0」經反相後輸出高電平「1」的運動信號T，因此上檔位置是強制攝像器監視狀態，無論汽車處於何種狀態，監視器均顯示車後狀況。
當功能控制器撥到下檔時，Q點與E點相連接地，恆定輸出低電平信號，無論PX、Zx為何信號，D84腳均輸出高電平「1」，經反相後輸出低電平「0」的運動信號T，因此下擋位置是強制電視接收狀態，無論汽車處於何種狀態，監視器均顯示電視圖像。
當功能控制器撥到中擋時，Px、Q均恆定為高電平「1」，當汽車倒車時，Zx為低電平「0」，D110腳輸出高電平「1」，D34腳輸出低電平「0」，經反相後得到高電平「1」的運動信號T，監視器處於監視狀態，當汽車前進或熄火時，Zx為高電平「1」，D110腳輸出低電平「0」，D34腳輸出高電平「1」經反相後得到低電平「0」的運動信號T，監視器處於電視狀態，因此中擋位置是自動轉換狀態。
權利要求1.汽車後視景像監視儀，它包括安裝在車尾的攝像裝置6和安裝在駕駛室內的監視器8，其特徵是它還包括一個用於設定系統工作狀態的功能控制器2、一個用於實現監視器電視接收與監視相互轉換的天線自動轉換器7、提供熄火信號的熄火探測器1、提供倒車信號的倒車信號器3以及控制並提供給攝像裝置工作電壓的電源轉換及控制器5和電源4；電源轉換及控制器5接收倒車信號器3的倒車信號Zx、功能控制器2提供的指令信號Px和Q點信號，同時將運動信號T分別提供給天線自動轉換器7和功能控制器2並通過功能控制器2將運動信號T傳給熄火探測器1；熄火探測器1提供給功能控制器2熄火信號X；天線自動轉換器7根據接收到的運動信號T確定監視器8接收由攝像裝置6經天線自動轉換器7通過視頻信號傳輸電纜傳輸的監視信號或接收由天線傳入的電視信號；電源轉換及控制器5將電源4提供的電壓轉換成攝像裝置工作電壓並提供給攝像裝置6；功能控制器2控制監視器8以保證圖像正立。
2.根據權利要求1所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的攝像裝置6的外部是一個保溫殼10，攝像器12安置在保溫殼10內並且在保溫殼10的前部攝像器12的鏡頭前有一個保護鏡13，視頻信號傳輸電纜16從保溫殼10的後部進入並連接攝像器12；保溫殼10設置在減振墊14上。
3.根據權利要求1或2所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的攝像裝置6還設有溫度控制及自動加溫器11，用電源線1 5從保溫殼10後部與電源相連。
4.根據權利要求1所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的監視器8為電視顯示器或液晶顯示器，並且監視器還配置有距離提示裝置。
5.根據權利要求4所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的距離提示裝置是設在顯示屏幕上的距離提示線。
6.根據權利要求4所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的距離提示裝置為紅外測距儀。
7.根據權利要求1所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的熄火探測器1包括有熄火傳感器和熄火判別電路，熄火判別電路由反相器D6(CD40106)、單穩觸發器D4(CD4538)、觸發器D5(CD4013)和電阻R31、R32、電容C31組成，熄火傳感器信號XX經D6反相後輸入D4的4腳；D4的2腳通過R31與3、5腳相連後接電源電壓VDD，D4的2腳通過C31與1腳相連並接地，D4的7腳接D5的3腳；D5的5腳接電源電壓VDD，4腳通過電阻R32與6腳相連並接地；運動信號T輸入D5的4腳，D5的2腳輸出熄火信號X。
8.根據權利要求1所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的功能控制器2由集成電子開關SW1、SW2(CD4066)、二個反相器D6(CD40106)、兩個與非門D7(CD4023)、雙聯三組開關K和電阻R33組成，汽車運動信號T、熄火信號X和開關K的Q點信號同時輸入D7的三個輸入端，D7的輸出端經D6反相後輸入SW1、SW2的控制端3腳；K的C、D點分別連SW1、SW2的1腳，C1、D1點分別連SW1、SW2的2腳；K的C1點和D2點連監視器負載線圈的B接線點，C2點、D1點連負載線圈的A接線點；K的P點引出指令信號Px，Q點通過電阻R33接電源電壓VDD，E點接地。
9.根據權利要求1所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的天線自動轉換器7由集成電子開關SW3、SW4、SW5、SW6(CD4066)和反相器D6(CD40106)組成，運動信號T分別輸入SW4、SW6的3腳和D6的輸入端，D6的端出端連SW3、SW5的3腳，電視信號輸入SW3和SW6的1腳，攝像器監視信號輸入SW4、SW6的1腳，SW3、SW4、SW5、SW5的2腳相連並連接監視器8。
10.根據權利要求1所述的汽車後視景像監視儀，其特徵是所說的電源轉換及控制器包括有電源轉換電路和電源控制電路，其中電源控制電路中的運動信號T產生電路由與非門D1、D8(CD4011)、電阻R18、R19、 R34組成，D1的8、9腳分別通過電阻R18、 R19連電源電壓VDD，指令信號Px輸入D1的8腳，倒車信號ZX輸入D1的9腳，D1的輸出端10腳連D8的5腳，K的Q點信號通過電阻R34輸入D8的6腳，D8的4、8、9腳相連，10腳與D觸發器D2(CD4013)的10腳相連，D1的10腳連D2的8腳，運動信號T由D8的10腳處引出。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車後視監視儀，本實用新型的監視儀除了包括安裝在車尾的攝像裝置6和安裝在駕駛室內的監視器8外，還包括一個用於設定系統工作狀態的功能控制器2，一個用於實現監視器電視接收與監視相互轉換的天線自動轉換器7，提供熄火信號的熄火探測器1、提供倒車信號的倒車信號器3以及控制並提供給攝像裝置工作電壓的電源轉換及控制器5和電源4。本系統具有自動監視、強制監視以及電視接收等功能，能夠提供同向、正立的車後目標物圖像及距離，具有夜視功能，可以晝夜工作。
文檔編號B60R1/00GK2224126SQ9521039
公開日1996年4月10日 申請日期1995年5月11日 優先權日1995年5月11日
發明者狄邦達, 王雅平, 段傑奇, 賈麗梅 申請人:狄邦達, 王雅平, 段傑奇, 賈麗梅