複合式倒車雷達的製作方法

2023-05-08 23:57:41

專利名稱：複合式倒車雷達的製作方法
技術領域：
本發明是關於 一種複合式倒車雷達，尤指 一種有效整合影像擷取元件 與超聲波探頭，並配合訊號整合及影像處理技術，具有擴大駕駛人視野並 產生預警效果以確保行車安全的複合式倒車雷達。
背景技術：
為輔助汽車駕駛人順利完成路邊停車、倒車，或在行車過程中有效掌 握車後的狀況，在汽車車尾處加裝一攝影機，而將攝影機所拍攝影像傳送 到駕駛座前的顯示器供駕駛人掌握車外情況為一已知的技術。又倒車雷達 亦為已知的汽車輔助裝置，早年的倒車雷達是安裝在汽車的後保險杆上，在 駕駛人進行倒車時，利用超聲波反射原理判斷車尾與後方障礙物之間的距 離，以協助駕駛人完成停車或倒車動作，因此目前在汽車上安裝倒車雷達 是相當普遍的。事實上，倒車雷達搭配車後攝影機也是相當常見的，但在 實際運用上明顯缺乏有效的整合性規劃，例如倒車雷達是利用超聲波反射 原理配合蜂鳴器以不同頻率的聲響反應不同的距離，而車後攝影機所擷取 的影像則送至車內的顯示器上播放，就訊號而言，兩種裝置之間幾乎完全 獨立，駕駛人必須就二者提供的訊息分別反應及處理，其方便性即有明顯 不足。
再者，汽車行進過程中，有些狀況是既有輔助裝置無法協助處理的，如
圖7所示，由於一般轎車的車頭與駕駛座之間仍有一小段距離，當汽車行 經狹巷，並由狹巷前進到路口，則因車頭與駕駛座存在距離，無法即時得 知車頭處的狀況， 一旦路口另向上有其他汽車趨前，即可能造成駕駛人反 應不及，並釀成車禍。
又當汽車在轉彎角度過大的路段倒車，或者由比較狹窄的巷子裡退出 時，受前述因素影響，其危險性依然存在，如圖8所示，當汽車70在停車 場內彩L倒車離場，在此狀況下，該汽車70對後方狀況的掌控，完全依賴駕 駛座兩側所設左、右後視鏡71、 72提供的訊息，但由圖中可以明顯看出汽 車70的左、右後視鏡71、 72視線(如虛線區域所示)因受相鄰兩側停靠車 輛的阻擋，若有其他汽車由後方通道駛近，倒退中的汽車70又未能及時察 覺此一狀況，即可能發生追撞意外。
再者，汽車行駛的道路，經常因挖掘施工而產生坑洞，那一些坑洞對 於汽車而言輕則因顛陂造成不適，重則釀成事故，危及性命，因此駕駛人 對於行駛路面的狀況，亦不得不慎。由上述可知，汽車不論是行駛過程中或執行停放、倒車等動作時，駕駛 人必須關照的車外狀況十分複雜，若有實用且多元的輔助裝置，必能減輕 駕駛人的負擔及確保行車安全。
有鑑於上述現有的倒車雷達存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品 設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極加以 研究創新，以期創設一種新型的複合式倒車雷達，能夠改進一般現有的倒 車雷達，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經過反覆試作樣品 及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。

發明內容
本發明的目的在於，克服現有的倒車雷達存在的缺陷，而提供一種新 型的複合式倒車雷達，所要解決的技術問題是使其同時採用視訊設備與超 聲波探頭，並有效整合其訊號，針對不同的狀況和時機，提供不同的輔助 功能，對於駕駛人而言可以獲得多方面的協助，接著調入原文目的，非常 適於實用。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據
本發明提出的複合式倒車雷達，其包括有多個車前影像擷取元件，用以 分別擷取汽車前方、側前方的影像；至少一路面影像擷取元件，設於汽車 車頭處，用以擷取前方路面的彰像；多個車前超聲波探頭，分設於汽車的 車頭與車頭側邊處；多個車後影像擷取元件，用以分別擷取汽車後方、側
後方的影像；至少一路面影像擷取元件，設於汽車車頭處，用以擷取前方 路面的影像；多個車後超聲波探頭，分設於汽車的車尾與車尾側邊處；一 控制主機，具有一車速檢測端、 一檔位檢測端、多個輸入端以及多個輸出 端，其部分輸入端分別連接前列影像擷取元件及超聲波探頭；至少一車載顯 示器，與前述控制主機的一輸出端連接，以顯示各影像擷取元件擷取且經 過控制主機處理、選別的車外視訊。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 前述的複合式倒車雷達，其中所述的控制主機包括一控制單元、 一視 頻處理單元及一視頻疊加單元;.其中該控制單元具有多個輸入端，部分輸 入端分別與各個車前超聲波探頭、車後超聲波探頭連接，另其他輸入端用 以接收汽車的車速與檔位狀態；又控制單元具有多個輸出端，用以連接前 述警報器及視頻疊加單元連接；該視頻處理單元與前述控制單元連接，另具 有多個輸入端及輸出端，其中部分輸入端分別與車前、車後影像擷取元件 及路面影像擷取元件連接，另具有至少一輸出端通過視頻疊加單元與車載 顯示器連接。
前述的複合式倒車雷達，其中所述的^L頻處理單元又以一輸入端與觸
4控面板連接。
前述的複合式倒車雷達，其中所述的觸控面板設於車載顯示器上。 前述的複合式倒車雷達，其中所述的控制單元的輸入端分別連接一速 度檢測器及一檔位檢測器。
前述的複合式倒車雷達，其中所述的警報器為蜂鳴器或喇口八。 本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知，為達 到上述目的，本發明提供了一種複合式倒車雷達，其控制主機將根據輸入的 車速、排檔杆檔位進行判斷，以決定選擇顯示由車頭或車尾擷取的影像，例
如當汽車因趨近^^口而減速至一設定值以下時，控制主^M奪選^^啟動車 前影像擷取元件、車前超聲波探頭，此時各車前影像擷取元件將分別擷取 汽車前方、側前方的影像，由於其所在位置較駕駛座為前，因此駕駛人可 通過車載顯示器的分割畫面多角度地掌握前方的路況，以避免在路口發生 意外。在車前影像擷取元件擷取影像的同時，車前超聲波探頭亦在同步工 作，此時控制主機可根據車前超聲波探頭髮射、接收訊號的時間換算出汽 車與前方障礙物的距離，並將被轉換成數據，以疊加畫面方式顯示在車載 顯示器上；再者，若控制主機檢知汽車位在倒車檔，則控制主機將選擇啟 動車後影像擷取元件、車後超聲波探頭，其中，車後超聲波探頭將針對車 後及側後方進行障礙物檢測，在此同時，各車後影像擷取元件亦分別擷取 汽車後方、側後方的影像，並顯示在車載顯示器上，而超聲波探頭提供的 訊號，可供控制主機根據車後超聲波探頭髮射、接收訊號的時間換算出汽 車與後方障礙物的距離，經轉換成數據後疊加在車載顯示器的視訊畫面上。
藉由上述技術方案，本發明複合式倒車雷達具有下列優點及有益效果 利用前述設計，所有通過影像擷取元件、超聲波探頭擷取感測的車外資 訊，均將同時整合在車載顯示器上，駕駛人不論是行車中、通過路口或停倒 車時，均可獲得協助與支援。
綜上所述，本發明本發明是有關於一種複合式倒車雷達，主要是在汽 車的車頭及車尾處分設多個的影像擷取元件及超聲波探頭，該等影像擷取 元件及超聲波探頭分別與一控制主機連接，控制主機又分別連接一車速檢 測器、 一檔位檢測器，並在輸出端上設有一車載顯示器，該控制主機可根據 檢測所得的車速、檔位，選擇啟動車頭及/或車尾的影像擷取元件、超聲波 探頭，並將影像分割併疊加障礙物距離後在車載顯示器上播放，藉此擴大 駕駛人的視線範圍，以輔助其充分掌握座車周遭的環境狀況，確保行車安 全。
本發明具有上述優點及實用價值，其不論在裝置結構或功能上皆有較 大改進，在技術上有顯著的進步，並產生了好用及實用的效果，且較現有的 倒車雷達具有增進的突出功效，從而更加適於實用，並具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和 其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附 圖，詳細說明如下。


圖l是本發明複合式倒車雷達的電路方塊圖。
圖2是本發明複合式倒車雷達的車載顯示器上顯示分割畫面的示意圖。
圖3本發明複合式倒車雷達的車載顯示器上顯示影像疊加障礙物距離 數據的畫面示意圖。
圖4是本發明複合式倒車雷達的車載顯示器上顯示影像疊加倒車雷達 工作狀態標誌的畫面示意圖。
圖5是本發明複合式倒車雷達在巷口時的工作狀態示意圖。
圖6是本發明複合式倒車雷達在停車場時的工作狀態示意圖。
圖7是汽車趨近狹巷路口的視線死角示意圖。
圖8是汽車在停車場內倒車的視線死角示意圖。
10控制主才幾11控制單元
12碎見頻處理單元13視頻疊加單元
14速度檢測器15檔位;險測器
21車前超聲波探頭22車後超聲波探頭
30車載顯示器31車前影像擷取元件
32車後影像擷取元件33-路面影像擷取元件
41警報器42.觸控面板
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的複合式倒車雷達其具 體實施方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。為了方便說明，在以下 的實施例中，相同的元件以相同的編號表示。
首先請參閱圖1,其揭示有本發明一較佳實施例的電路方塊圖，主要由
一控制主機IO、多個車前超聲波探頭21、多個車後超聲波探頭22、多個車 前影像擷取元件31、 一個以上的車後影像擷取元件32、至少一路面影像擷 取元件33、至少一車載顯示器30及一警報器41所組成，另可進一步設有 一觸控面板42作為操作介面。其中
該控制主機10包括一控制單元11、 一視頻處理單元12及一視頻疊加單元13。
該控制單元11具有多個輸入端，其中部分輸入端分別與各個車前超聲 波探頭21、車後超聲波探頭22連接，另其他輸入端用以接收汽車的車速與 檔位狀態，於本實施例中，該控制單元11以部分輸入端分別連接一速度檢 測器14及一檔位檢測器15，前者用以檢測汽車車速，後者用以判斷汽車處 於行進或倒車狀態。又控制單元11至少具有一輸出端，用以連接前述警報 器41。
該視頻處理單元12除與前述控制單元11連接，亦具有多個輸入端及 輸出端，其中部分輸入端分別與車前、車後影像擷取元件31、 32及路面影 像擷取元件33連接，又以一輸入端與觸控面板42連接，另具有至少一輸 出端透過視頻疊加單元13與車載顯示器30連接。
該視頻疊加單元13除連接於視頻處理單元12與視頻疊加單元13之間 以外，亦與控制單元ll連接。
前述警報器41可為一蜂鳴器或喇叭。
由上述說明可了解本發明 一較佳實施例的電路構造，以下僅進一 步詳 述各元件的工作原理與功能
該車前、車後超聲波探頭21、 22在控制單元11的控制下發射超聲波 脈衝，並接收來自障礙物的反射波，由於超聲波以340m/s的速度在空氣中 傳送，當超聲波脈衝碰到障礙物後，部分超聲波信號會返回到車前、車後 超聲波探頭21、 22,車前、車後超聲波探頭21、 22將折返的反射信號轉換 為電信號送到控制單元11轉換成車頭、車尾與障礙物的相對距離。在本實 施例中，多個車前超聲波探頭21是分別安裝在車頭前端及鄰近車頭的兩側 位置，藉以感測車前方與側前方的障礙物；又各車後的超聲波探頭22是分 別安裝在車尾前端及鄰近車尾的兩側位置，藉以感測車後方與側後方的障 礙物。
該控制單元11是負責協調前述車前、車後超聲波探頭21、 22的工作 順序及處理其檢測結果，根據檢測結果驅動警報器40提示駕駛人。控制單 元11同時透過速度檢測器14及檔位檢測器15，檢測汽車車速及其檔位狀 態，當位於前進檔或空檔且車速小於10km/h時，控制單元11將啟動車前 超聲波探頭21工作，同時通過視頻處理單元12將車前影像擷取元件31的 視頻信號切換到車載顯示器30顯示；當位於倒車檔時，則啟動車後超聲波 探頭22工作，同時通過視頻處理單元12將車後影像擷取元件32的視頻信 號切換到車載顯示器30播放；當手剎車淨皮拉起時，車前、車後超聲波探頭 21、 22均停止工作。另控制單元ll可將車前、車後超聲波探頭21、 22的 檢測結果轉換成數據，再送至視頻疊加單元13疊加到視頻信號上，以同時 顯示在車載顯示器30上。該3見頻處理單元12的功能包括視頻選通、4見頻分割及合成，同時還可
產生標示倒車雷達工作情況的視頻信號，駕駛人並可將觸控面板42設在車 載顯示器30上，以控制視頻處理單元12的工作模式。當視頻處理單元12 工作在選通模式下時，在視頻控制單元的控制下可將多路輸入信號中的一 路選通到輸出端；當工作在分割或合成模式下時，在視頻控制單元的控制 下可將二路、三路、四路輸入信號合併為一路(合成後的畫面如圖2所示)。
如前所述，該視頻疊加單元13在控制單元11的控制下可將障礙物距 離疊加到視頻信號上若送到車載顯示器30的視頻信號中已經包含了倒車雷 達工作狀態標誌(如圖4右下角所示)的視頻信號，則視頻疊加單元13不再 疊加障礙物檢測數據。又視頻疊加單元13是根據內部存儲相應的字形檔以 顯示數據，而視頻疊加單元13是視頻處理單元12送來的視頻信號解碼為Y、 Cb、 Cr，然後通過電子開關將來自字形檔的數據資料和Y、 Cb、 Cr分量疊 加(加強/抑制Y、 Cb、 Cr信號的強度)，經過疊加的Y、 Cb、 Cr再恢復成 普通^L頻信號，並送到車載顯示器30顯示，如此一來，車載顯示器30不 僅可以分割或合成畫面來顯示車前或車尾影像擷取元件的擷取的影像，並 同時以疊加方式產生字幕(如圖3右下角所示)，同時提示駕駛人其座車的 車頭或車尾相距障礙物的實際距離。
由上述可知，本發明是在汽車車頭、車尾及接近車頭、車尾的車身兩 側內分設車前、車後影像擷取元件31、 32及車前、車後超聲波探頭21、 22， 其中車前、車後影像擷取元件31、 32的設置是用以擴大駕駛人對車前方與 車後方的視野範圍，由於車前、車後影像擷取元件31、 32分設於車頭、車 尾，其分別位於駕駛座的相對前後方，當汽車由狹巷駛出時(如圖5所示)，車 前影像擷取元件31將早於駕駛人擷取到路口的影像，並在車載顯示器30 上播放，其意味著駕駛人將可預先掌握到前方路口的狀況，避免與路口另 向來車發生擦碰撞意外。另外，當汽車在停車場進行倒車時，汽車車尾一 退出停車格(如圖6所示)，位於車尾處的車尾影像擷取元件32即已開始擷 取停車格外通道雙向的影像，並於車載顯示器30播放，因此駕駛人仍可預 先掌握後方通道的狀況。在此狀況下，不僅可協助駕駛人完成倒車動作並 確保行車安全。
再者，本發明進一步在汽車車頭處設一路面影像擷取元件33,其在汽 車正常行進的狀況下，擷取路面的影像送至控制主機IO後由車載顯示器30 播放，因而在行車過程中，可輔助監看路面狀況，避免受突出、凹陷的人 孔蓋或路面坑洞、障礙物所影響，進一步確保行車安全。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍 內。
權利要求
1.一種複合式倒車雷達，其特徵在於其包括有多個車前影像擷取元件，用以分別擷取汽車前方、側前方的影像；至少一路面影像擷取元件，設於汽車車頭處，用以擷取前方路面的影像；多個車前超聲波探頭，分設於汽車的車頭與車頭側邊處；多個車後影像擷取元件，用以分別擷取汽車後方、側後方的影像；至少一路面影像擷取元件，設於汽車車頭處，用以擷取前方路面的影像；多個車後超聲波探頭，分設於汽車的車尾與車尾側邊處；一控制主機，具有一車速檢測端、一檔位檢測端、多個輸入端及多個輸出端，其部分輸入端分別連接前列影像擷取元件及超聲波探頭；至少一車載顯示器，與前述控制主機的一輸出端連接，以顯示各影像擷取元件擷取且經過控制主機處理、選別的車外視訊。
2. 根據權利要求1所述的複合式倒車雷達，其特徵在於其中所述的控 制主機包括一控制單元、 一視頻處理單元及一視頻疊加單元；其中該控制單元具有多個輸入端，部分輸入端分別與各個車前超聲波探頭、 車後超聲波探頭連接，另其他輸入端用以接收汽車的車速與檔位狀態；又 控制單元具有多個輸出端，用以連接前述警報器及視頻疊加單元連接；該視頻處理單元與前述控制單元連接，另具有多個輸入端及輸出端，其 中部分輸入端分別與車前、車後影像擷取元件及路面影像擷取元件連接， 另具有至少一輸出端通過視頻疊加單元與車載顯示器連接。
3. 根據權利要求2所述的複合式倒車雷達，其特徵在於其中所述的視 頻處理單元又以 一輸入端與觸控面板連接。
4. 根據權利要求3所述的複合式倒車雷達，其特徵在於其中所述的觸 控面板設於車載顯示器上。
5. 根據權利要求2所述的複合式倒車雷達，其特徵在於其中所述的控 制單元的輸入端分別連接一速度檢測器及一檔位檢測器。
6. 根據權利要求1所述的複合式倒車雷達，其特徵在於其中所述的警 報器為蜂鳴器或喇p八。
全文摘要
本發明是有關於一種複合式倒車雷達，主要是在汽車的車頭及車尾處分設多個的影像擷取元件及超聲波探頭，該等影像擷取元件及超聲波探頭分別與一控制主機連接，控制主機又分別連接一車速檢測器、一檔位檢測器，並在輸出端上設有一車載顯示器，該控制主機可根據檢測所得的車速、檔位，選擇啟動車頭及/或車尾的影像擷取元件、超聲波探頭，並將影像分割併疊加障礙物距離後在車載顯示器上播放，藉此擴大駕駛人的視線範圍，以輔助其充分掌握座車周遭的環境狀況，確保行車安全。
文檔編號G01S15/08GK101515037SQ200810008330
公開日2009年8月26日 申請日期2008年2月22日 優先權日2008年2月22日
發明者李世雄 申請人:李世雄