專利名稱：多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器的制作方法
技術領域：
本實用新型多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器屬于車輛信號裝置領域，特別是涉及一種車輛倒車指示器。
背景技術：
長期以來，汽車倒車后視不良一直是汽車駕駛員的一大難題，特別是在氣候環(huán)境惡劣，停車位置狹小情況下，容易出現碰撞?，F有的一種倒車提醒裝置，其利用超聲波發(fā)射接收的探測原理，在汽車倒車時，有蜂鳴器提示發(fā)聲，數碼管顯示障礙物的距離，但是不能具體詳細知道車尾的情況及車尾障礙物的方位、大小和形狀。而另一種裝有攝像頭的倒車裝置，駕駛員可以了解到車尾的情況，但不能精確地知道障礙物的距離，同時攝像頭存在死角。以上的倒車裝置都只是單方面的輔助駕駛員倒車。倒車時，駕駛員要在片刻間在視覺上判斷汽車尾部與障礙物的距離的同時，又要判斷汽車尾部的障礙物的方位、形狀，增大了駕駛員的工作難度。
實用新型的內容 本實用新型的目的在于避免現有技術的不足，而提供一種電路結構簡單，同時在視覺、聽覺上輔助駕駛員倒車的多功能屏幕顯示語言方位提小倒車指示器裝置。
本實用新型的目的是通過以下措施來達到的，駕駛員通過安裝在車后的攝像頭，所攝取到的車后的情況，傳送到屏幕顯示器顯示，以了解車后的環(huán)境，超聲波傳感器接收信號經過單片機運算、處理得到的障礙物的距離、方位通過電路連接，同時疊加顯示在攝像頭所攝畫面上，并通過語言提示電路，精確報讀出障礙物的方位及距離，從而提高駕駛員倒車安全性和準確性。它是由超聲波傳感器，攝像頭，屏幕顯示器，超聲波傳感器匹配電路，語言提示電路，超聲波發(fā)射和接收信號電路，視頻疊加電路，電源電路，單片機處理器組成。電源電路是電濾波、降壓、穩(wěn)壓電路組成，分別得到6伏和8伏支流電壓，為單片機處理器及各個電路提供直流穩(wěn)壓電源。攝像頭攝取畫面的信號，通過視頻疊加電路，輸出到屏幕顯示器，從而在屏幕顯示器上顯示出車后的環(huán)境。單片機處理器定時發(fā)送超聲波脈沖信號，經通道選擇將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給一個以上的超聲波探頭發(fā)出，超聲波探頭分別接收障礙物反射回來的信號，經過選頻、放大和比較電路，將信號輸送給單片機處理器，單片機處理器將分別輸入接收到的信號進行計算超聲波探頭與障礙物之間的距離，并比較各個超聲波探頭與障礙物之間的距離大小，得出障礙物與超聲波探頭最近的距離、方位，單片機輸出相應信號到視頻顯示疊加電路，在屏幕顯示屏上疊加顯示出距離數值，障礙物方位，同時單片機輸出相應的指令信號，控制語言提示電路，語言提示電路驅動屏幕顯示器的喇叭發(fā)出報警聲音，來提醒駕駛員。
本實用新型的電源電路是由汽車電瓶輸入，通過二極管和電感，電容的濾波、降壓、穩(wěn)壓，通過集成塊IC7后輸出8伏直流電壓，再經過電阻和電容的濾波、降壓、穩(wěn)壓，通過集成塊IC8后輸出6伏直流電壓。
超聲波發(fā)射是由單片機處理器IC1內置程序發(fā)出，經過雙D觸發(fā)集成塊IC6和集成塊IC10通道選擇開通將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給超聲波探頭，控制超聲波探頭的工作。每一個超聲波探頭通過超聲波探頭匹配電路與控制通道選擇的集成塊IC10相連，超聲波探頭匹配電路是由可調電感和三極管組成，三極管通過電阻與集成塊IC10相連，可調電感連接三極管和超聲波探頭，集成塊IC10通過二極管連接超聲波探頭。
超聲波的接收是由超聲波探頭和控制通道選擇的集成塊IC10，經過選頻與放大，放大集成塊IC5輸入到單片機處理器IC1。超聲波探頭探測到的信號經過二極管的濾波后輸入控制通道選擇的集成塊IC10，電信號從控制通道選擇的集成塊IC10的輸出腳連接在集成塊IC5組成的一級放大電路，再經過由集成塊IC5組成的二級選頻放大電路，濾掉干擾信號，再連接由集成塊IC5組成的三級放大電路，在集成塊IC5上連接可調電阻，調整三級放大電路的靈敏度，將放大的信號輸入到比較器集成塊IC5上，和基準電壓比較后輸出一個完整的方波。
視頻疊加電路是由集成塊IC2，電阻，電容，電感和三極管組成。攝像頭攝到的畫面信號通過IC2，輸出顯示在屏幕顯示器上。同時單片機運算、處理得到的障礙物的距離、方位信號，通過IC2處理，疊加在攝像頭所攝在屏幕顯示器顯示的畫面上。攝像頭信號經過三極管放大輸入到集成塊IC2，經過集成塊IC2的處理輸出，經過三極管放大，在三極管的射極輸入到屏幕顯示器，屏幕顯示器所顯示的畫面就是攝像頭所攝取的畫面。單片機IC1連接IC2，單片機運算處理所得障礙物的距離和方位的信號輸入給IC2，攝像頭信號和單片機IC1的信號經過IC2的處理，連同攝像頭信號一起從IC2輸出，經過C27，Q8，把障礙物的距離、方位疊加在攝像頭所攝的畫面上。
語言提示電路是由集成塊IC4，語音集成塊IC3，電阻和電容組成。單片機處理器IC1接收來的超聲波信號方波在單片機處理器IC1進行分別計算超聲波探頭與障礙物之間的距離，并比較各個超聲波探頭與障礙物之間的距離大小，根據障礙物的距離、方位、輸出相應的指令信號到語音集成塊IC3，再經過功放集成塊IC4放大處理，在屏幕顯示器的喇叭上發(fā)出語言提示，單片機處理器IC1發(fā)出距離最小數值的語音，同時報讀出具體的障礙物方位。
單片機處理器IC1內置控制程序，可以完成設置I/O的工作狀態(tài)，并且初始I/O，發(fā)送40KHZ的信號，接收輸入信號，把接收到的信號處理，將模擬信號轉換為數字信號，將數字信號寫入緩沖器，輸出信號到IC2，從而在屏幕顯示器上顯示出障礙物的距離和方位，控制語言提示。
當需要倒車時，倒車指示器開始通電工作，穩(wěn)壓電路提供給單片機處理器IC1和其它電路所需要的穩(wěn)定電壓，攝像頭將所攝到的情況，顯示在屏幕顯示器上，單片機處理器IC1內置控制程序發(fā)出超音頻脈沖信號，經通道選擇將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給每一個超聲波探頭，通過超聲波探頭匹配電路給超聲波探頭加上超音頻電壓，超聲波探頭發(fā)出超聲波，發(fā)出的超聲波遇障礙物反射，經超聲波探頭接收，取得電信號，經過多級放大，選頻，濾波輸入到比較器集成塊IC5上輸出一個完整的方波輸入到單片機處理器IC1進行數值處理，單片機處理器IC1循環(huán)掃描每一個通道，在一個循環(huán)中，單片機處理器IC1將接收輸入的方波信號進行處理，將模擬信號轉換為數字信號，將數字信號寫入緩沖器，進行運算和比較，得出在一個循環(huán)中的超聲波探頭與障礙物之間的距離，并比較各個超聲波探頭與障礙物之間的距離大小，得出最小的距離，單片機處理器IC1根據方位和距離發(fā)出信號到集成塊IC2，并將該數值和方位顯示在屏幕顯示器上，同時發(fā)出信號給語言提示電路，單片機處理器IC1輸出不同的脈沖信號驅動屏幕顯示器的喇叭，根據障礙物的方位和距離，發(fā)出與之相符的語言報警聲音，提醒駕駛員。
本實用新型是利用攝像頭和多組超聲波探頭，攝像頭安裝在汽車尾部，超聲波發(fā)射和接收信號電路設置多個超聲波探頭，單片機處理器定時發(fā)送超聲波脈沖信號，經通道選擇將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給多個超聲波探頭發(fā)出，多個超聲波探頭可以分別設置在汽車的前部、后部、及側面的各個部位。攝像頭設置在汽車后部。
本實用新型各功能電路結構簡單，性能穩(wěn)定，安裝及觀測方便，可以通過屏幕顯示屏顯示汽車尾部的情況與障礙物的距離和方位，同時用語言報讀障礙物的距離和方位，提高汽車在倒車時的安全，可廣泛應用于各種車輛倒車使用。


附圖1是本實用新型的電路結構示意圖。
附圖2是本實用新型的電路原理圖。
附圖3是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
如附圖1所示，本實用新型是利用攝像頭所攝取車后的情況，在屏幕顯示器上顯示，同時多組超聲波發(fā)射和接收信號，由單片機進行處理后，在屏幕顯示器上輸出顯示障礙物的距離、方位，并有語言報警提示。它是由攝像頭，語言提示電路，視頻疊加電路，超聲波發(fā)射和接收信號電路，電源電路，單片機處理器，超聲波探頭和超聲波探頭匹配電路組成。超聲波探頭通過超聲波探頭匹配電路控制，超聲波發(fā)射和接收信號電路設置4個超聲波探頭，單片機處理器定時發(fā)送超聲波脈沖信號，經通道選擇將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給4個超聲波探頭發(fā)出，4個超聲波探頭分別設置在汽車尾部的左邊一個，右邊一個，中部兩個。電源電路為單片機處理器及各個電路提供直流穩(wěn)壓電源，單片機處理器定時發(fā)送超聲波脈沖信號，超聲波發(fā)射電路發(fā)出給超聲波探頭，超聲波探頭接收障礙物反射回來的信號，將信號輸入給單片機處理器，單片機處理器將分別輸入接收到的信號進行計算超聲波探頭與障礙物之間的距離，并比較各個超聲波探頭與障礙物之間的距離大小，單片機依次輸出信號指令到語言提示電路進行語言提示，同時單片機處理器將該輸出信號所對應的超聲波探頭通過輸入到視頻疊加電路，在屏幕顯示器上顯示超聲波探頭的位置，確定超聲波探頭與障礙物之間最小距離的方位。攝像頭設置在汽車尾部的適當的位置。
如附圖2所示，本實用新型的電源電路4是由汽車電瓶輸入，通過二極管和電感，電容的濾波、降壓、穩(wěn)壓，通過穩(wěn)壓集成塊IC7(7808)后輸出8伏支流電壓，再經過電阻和電容的濾波、降壓、穩(wěn)壓，通過穩(wěn)壓集成塊IC8(7806)后輸出6伏支流電壓。
本實用新型的超聲波探頭匹配電路1設置有4個超聲波探頭J2、J3、J4和J5，4個超聲波探頭分別設置在汽車尾部的左邊一個，右邊一個，中部兩個。超聲波探頭J2通過超聲波探頭匹配電路與控制通道選擇的集成塊IC10(4052)相連，通過超聲波探頭匹配電路給超聲波探頭加上超音頻電壓，超聲波探頭匹配電路是由可調電感T1和三極管Q1組成，三極管Q1通過電阻與集成塊IC10(4052)的12腳相連，可調電感連接三極管和超聲波探頭，集成塊IC10(4052)通過二極管D1、D2連接超聲波探頭J2。
本實用新型的超聲波發(fā)射電路2是由單片機處理器IC1(PIC16C62B)內置程序由12腳發(fā)出，通過J1連接主機板電路，經過三極管Q5，連接集成塊IC10(4052)的13腳，通過匹配電路連接到超聲波探頭，發(fā)出超聲波信號。多個探頭是循環(huán)發(fā)出超聲波信號的，單片機處理器IC1(PIC16C62B)的17、18腳分別輸出高低電平，經過電阻、三極管、二極管，分別連接到觸發(fā)器集成塊IC6(MC14013B)上，集成塊IC6(MC14013B)與控制通道選擇的集成塊IC 10(4052)的10、9腳相連，得到集成塊IC10(4052)的9、10腳的電平組態(tài)，實現集成塊IC10的通道選擇開通，通過集成塊IC10(4052)通道選擇開通將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給4個超聲波探頭，控制超聲波探頭，超聲波探頭發(fā)出超聲波。
本實用新型的超聲波接收電路3是超聲波探頭發(fā)出的超聲波遇障礙物反射，經超聲波探頭接收，超聲波探頭探測到的信號經過二極管D1、D2的濾波后輸入控制通道選擇的集成塊IC10(4052)的1腳，由集成塊IC10(4052)的3腳輸出，此電信號是很微弱，并且是很雜亂電信號，經濾波、選頻、放大和比較電路處理，輸入給單片機處理器IC1。集成塊IC5(TL084)是具有放大的集成塊，IC5B、R14、C2和8伏的半電壓4伏組成的一級放大電路，一級放大電路使信號得到放大，同時濾掉低頻信號。再經過由IC5C、R15、R18、R19、C8、C9組成的二級選頻放大電路，二級選頻放大電路進一步將信號放大濾頻，只允許40KHZ的超聲波頻率通過，再放大，得到放大的40KHZ頻率的超聲波。再連接由IC5D、C12、R20和可調電阻W1組成的三級放大電路，三級放大電路進一步將信號放大，可調電阻W1調整放大電路的靈敏度。將放大的信號輸入到由IC5A、R21-R25、C13-C15和D7組成的比較電路上，比較后輸出一個完整的方波信號輸入給單片機處理器IC1。
如附圖3所示，本實用新型單片機處理器IC1(PIC16C62B)內置控制程序，可以完成設置I/O的工作狀態(tài)，并且初始各I/O口，發(fā)送40KHZ的信號，接收輸入信號，把接收到的信號處理，將模擬信號轉換為數字信號，將數字信號寫入緩沖器，接收來的超聲波信號方波在單片機處理器IC1(PIC16C62B)進行分別計算超聲波探頭與障礙物之間的距離，并比較各個超聲波探頭與障礙物之間的距離大小，選擇距離最小的信號輸出，通過屏幕顯示器顯示距離和方位，控制語言提示。
視頻疊加電路5是由單片機處理器IC1(PIC16C62B)，集成塊IC2(UPD6450)，集成塊IC2也可以采用UPD6453，電阻，電容，三極管和晶體振蕩器Y2組成。攝像頭信號從VideoIn連線輸入，經過電解電容C26，并且通過三極管Q7放大，從三極管射極輸入到集成塊IC2(UPD6450)的18腳，經過集成塊IC2的處理，從IC2的17腳輸出，經過C27，三極管Q8的放大，在三極管的射極輸入到屏幕顯示器，屏幕顯示器所顯示的畫面就是攝像頭所攝取的畫面。單片機IC1(PIC16C62B)的7、14、15、16腳分別連接IC2的1、2、3、4腳控制集成塊IC2，經過單片機運算處理所得障礙物的距離，方位的信號從IC1(PIC16C62B)的16腳輸出，通過IC2的4腳輸入給IC2，攝像頭信號和單片機IC1的信號經過IC2的處理，連同攝像頭信號一起從IC2的17腳輸出，經過C27，Q8，把障礙物的距離，方位疊加在攝像頭的畫面上。晶體振蕩器Y2，C32和C33提供時鐘脈沖信號給IC2?？烧{電阻R41、R42、R43分別調整IC2輸出障礙物距離數值、方位指示的色彩。
語言提示電路6是由單片機處理器IC1，集成塊IC4(LM386)，語音集成塊IC3(API840N)，屏幕顯示器的喇叭，電位器R54，電阻和電容組成，單片機處理器IC1(PIC16C62B)將接收來的超聲波信號方波進行分別計算超聲波探頭與障礙物之間的距離，并比較各個超聲波探頭與障礙物之間的距離大小，得出障礙物的方位、距離，同時將相應的指令信號輸出到語音集成塊IC3(API840N)，再經過功放集成塊IC4(LM386)放大處理，在喇叭上發(fā)出語言提示。聲音源在集成塊IC3(API840N)的8腳輸出，經過電位器R49、R50、C38、R54，連接到集成塊IC4的3腳，經過集成塊IC4的放大、處理，通過C34連接到屏幕顯示器的喇叭，報讀出聲音。電位器R54控制語音的大小。單片機處理器IC1的11腳連接R51，經過R52、R53、C37、R54、IC4、C41、喇叭，根據距離遠近，發(fā)出不同頻率的bi..bi..聲。
本實用新型在倒車時，通過屏幕顯示器觀察車后面的情況，障礙物的距離，方位，并發(fā)出語音方位左、中、右，報出距離數字語音從0.35米到2米等，可以根據需要報出其它語音提示。
本實用新型安裝，操作簡單。攝像頭安裝在汽車的尾部；四個超聲波傳感器分別安裝在汽車尾部的左邊一個，中間兩個，右邊一個；屏幕顯示器可通過調整，擺放在適當的位置。
權利要求1.一種多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，由探頭匹配電路，語言提示電路，超聲波發(fā)射和接收信號電路，電源電路，單片機處理器，攝像頭和屏幕顯示器組成，其特征是超聲波發(fā)射和接收信號電路是由一個以上的超聲波探頭，通道選擇，選頻、放大電路組成，單片機處理器定時發(fā)送超聲波脈沖信號，經通道選擇將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給一個以上的超聲波探頭發(fā)出，單片機處理器將分別輸入接收到的信號進行計算處理，比較，單片機處理器發(fā)出指令信號到語言提示電路和視頻疊加電路，視頻疊加電路是由集成塊IC2，電阻，電容，電感和三極管組成，攝像頭攝到的畫面信號通過IC2，輸出顯示在屏幕顯示器上，障礙物的距離、方位信號，通過IC2處理，疊加在攝像頭所攝在屏幕顯示器顯示的畫面上。
2.根據權利要求1所述的多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，其特征是通過集成塊IC10通道選擇開通將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給超聲波探頭，每一個超聲波探頭通過超聲波探頭匹配電路與控制通道選擇的集成塊IC10相連，超聲波探頭匹配電路是由可調電感和三極管組成，三極管通過電阻與集成塊IC相連，可調電感連接三極管和超聲波探頭。
3.根據權利要求1所述的多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，其特征是超聲波探頭探測到的信號經過二極管的濾波后輸入控制通道選擇的集成塊IC10，電信號從控制通道選擇的集成塊IC10的輸出腳連接在集成塊IC5B組成的一級放大電路，再經過由集成塊IC5C組成的二級選頻放大電路，再連接由集成塊IC5D組成的三級放大電路，將放大的信號輸入到比較器集成塊IC5A上，和基準電壓比較后輸出一個完整的方波，在集成塊IC5D上連接可調電阻W1。
4.根據權利要求1所述的多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，其特征是攝像頭信號經過三極管放大輸入到集成塊IC2，經過集成塊IC2的處理輸出，經過三極管放大，在三極管的射極輸入到屏幕顯示器，單片機IC1連接IC2，單片機運算處理所得障礙物的距離和方位的信號輸入給IC2，從IC2輸出，疊加在攝像頭所攝的畫面上。
5.根據權利要求1所述的多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，其特征是語言提示電路是由功放集成塊IC4，語音集成塊IC3，電阻和電容組成，信號輸出到語音集成塊IC4，再經過功放集成塊IC4放大處理，在屏幕顯示器的喇叭上發(fā)出語言提示，集成塊IC3連接電位器R54。
6.根據權利要求1所述的多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，其特征是單片機處理器IC1內置控制程序，設置I/O的工作狀態(tài)，發(fā)送40KHZ的信號，接收輸入信號，把接收到的信號處理，將模擬信號轉換為數字信號，將數字信號寫入緩沖器，控制視頻疊加電路，在攝像頭所攝在屏幕顯示器的畫面上疊加顯示障礙物的距離和方位，控制語言提示。
7.根據權利要求1所述的多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，其特征是超聲波發(fā)射和接收信號電路可以設置4個超聲波探頭，攝像頭安裝在汽車尾部適當位置。
8.根據權利要求1所述的多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，其特征是超聲波發(fā)射是由單片機處理器IC1內置程序發(fā)出，通過集成塊IC6與控制通道選擇的集成塊IC10的10、9腳相連，集成塊IC6觸發(fā)器，經過觸發(fā)集成塊IC6和通過集成塊IC10通道選擇開通將超聲波脈沖信號循環(huán)分配給4個超聲波探頭，超聲波探頭探測到的信號經過二極管D1、D2的濾波后輸入控制通道選擇的集成塊IC10的1腳，由IC10的3腳輸出，經由IC5輸入給單片機處理器IC1，IC5B組成的一級放大電路，再經過IC5C組成的二級選頻放大電路，再連接由IC5D組成的三級放大電路，在IC5D上連接可調電阻，將放大的信號輸入到比較器集成塊IC5A上，攝像頭信號經過電解電容C26，并且通過三極管Q7放大，從三極管射極輸入到集成塊IC2的18腳，經過集成塊IC2的處理，從IC2的17腳輸出，經過C27，三極管Q8的放大，在三極管的射極輸入到屏幕顯示器，單片機IC1的7、14、15、16腳分別連接IC2的1、2、3、4腳控制集成塊IC2，障礙物的距離，方位的信號從IC1的16腳輸出，通過IC2的4腳輸入給IC2，從IC2的17腳輸出，經過C27，Q8，把障礙物的距離，方位疊加在攝像頭的畫面上。
9.根據權利要求8所述的多功能屏幕顯示語言方位提示倒車指示器，其特征是晶體振蕩器Y2，C32和C33提供時鐘脈沖信號給IC2。
專利摘要本實用新型屏幕顯示語言提示倒車指示器屬于車輛信號裝置領域，它是由安裝在車后的攝像頭，由一個以上的超聲波探頭，通過單片機處理器控制超聲波探頭發(fā)射超聲波，單片機處理器將各個超聲波探頭接收到的電信號進行計算比較，得出最近障礙物的距離、方位，通過屏幕顯示器疊加顯示在通過攝像頭所得畫面上，語言提示發(fā)出報讀聲音，本實用新型各功能電路結構簡單，可以用語言提示及屏幕顯示汽車與障礙物的距離和方位，可廣泛應用于各種汽車倒車使用。
文檔編號B60R16/02GK2756492SQ0326729
公開日2006年2月8日 申請日期2003年7月4日 優(yōu)先權日2003年7月4日
發(fā)明者李鍵龍 申請人:嚴偉文