一种摄像头角度可调的倒车影像系统论文和设计-宁方虎

全文摘要

本实用新型涉及汽车电子技术领域，提出了一种摄像头角度可调的倒车影像系统，其主要包括倒车影像控制单元、方向盘转角传感器、速度传感器、坡度传感器、水平调节电机、垂直调节电机、传动装置、摄像头、控制面板、显示单元；倒车影像控制单元可根据方向盘转角传感器、速度传感器、坡度传感器检测到的信号对摄像头的航向角和俯仰角进行自动调节，也可通过控制面板进行手动调节。本实用新型可通过自动或手动调节摄像头的角度，减小倒车转弯时弯道内侧的视觉盲区、扩大倒车上坡时摄像头的取景范围，提高了倒车安全性；同时，在特殊情况下，还可用于观察车辆后方场景，方便实用。

主设计要求

1.一种摄像头角度可调的倒车影像系统，其特征在于，主要包括倒车影像控制单元（1）、方向盘转角传感器（2）、速度传感器（3）、坡度传感器（4）、水平调节电机（5）、垂直调节电机（6）、传动装置（7）、摄像头（8）、控制面板（9）、显示单元（10），所述的倒车影像控制单元（1）的输入端分别与安装在转向管柱上的方向盘转角传感器（2）连接，检测方向盘的转动方向、转动角度和转速，与安装在变速器上的速度传感器（3）连接，检测车辆的行驶车速，与安装在车辆质心附近的坡度传感器（4）连接，检测道路的坡度，与安装在车辆尾部中央位置的摄像头（8）连接，采集车辆后方影像信息，与安装在车辆中控台上的控制面板（9）连接，检测驾驶员手动操作命令；所述的水平调节电机（5）、垂直调节电机（6）的输入端与倒车影像控制单元（1）的输出端连接，其输出端通过传动装置（7）与摄像头（8）的输入端连接；所述的倒车影像控制单元（1）的输出端还与安装在车辆中控台上用于图像显示的显示单元（10）连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种摄像头角度可调的倒车影像系统，其特征在于，所述的水平调节电机（5）、垂直调节电机（6）均采用步进电机，安装在车辆尾部，其上集成有驱动器，能够根据倒车影像控制单元（1）发送的脉冲信号控制电机的转动方向、转动角度和转速，进而通过传动装置（7）调节摄像头（8）的角度。

3.根据权利要求1所述的一种摄像头角度可调的倒车影像系统，其特征在于，所述的控制面板（9）由开\/关键、上\/下调键、左\/右调键、记忆键、确定\/取消键组成。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，具体地说是一种摄像头角度可调的倒车影像系统。

背景技术

倒车影像是一种常见的倒车辅助系统，当车辆挂倒挡行驶时，倒车影像系统会自动接通摄像头，并将摄像头采集到的车辆后方影像信息显示在显示屏上，方便驾驶员观察、掌握后方路况。摄像头作为倒车影像系统的重要部件，常固定安装在车辆尾部中央位置，朝向车辆的正后方，其角度不能调节；当车辆向正后方倒车行驶时，摄像头的取景范围能满足要求，但当车辆倒车转弯时，驾驶员往往更关注车辆侧后方的场景，会在弯道内侧产生视觉盲区；同时，当车辆倒车上坡时，会因坡度使摄像头的取景范围变小，因而，这会存在较大的安全隐患。

现有的申请号为201220366172.7的专利中，公开了一种角度可调的倒车摄像头装置，它能根据方向盘转角传感器的输出信号判断汽车倒车时的转弯方向，并通过水平调节电机自动调节倒车摄像头的航向角（倒车摄像头光轴在水平面上的投影与汽车纵轴线的夹角），但却不能实现倒车摄像头俯仰角（倒车摄像头光轴与水平面的夹角）的自动调节。此外，现有的倒车影像系统只在倒车时才使用，功能单一，有待进一步地开发。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种摄像头角度可调的倒车影像系统，可在倒车时自动或手动调节摄像头角度，又可在特殊情况下用于观察车辆后方场景。

一种摄像头角度可调的倒车影像系统，主要包括倒车影像控制单元、方向盘转角传感器、速度传感器、坡度传感器、水平调节电机、垂直调节电机、传动装置、摄像头、控制面板、显示单元，所述的倒车影像控制单元的输入端分别与安装在转向管柱上的方向盘转角传感器连接，检测方向盘的转动方向、转动角度和转速，与安装在变速器上的速度传感器连接，检测车辆的行驶车速，与安装在车辆质心附近的坡度传感器连接，检测道路的坡度，与安装在车辆尾部中央位置的摄像头连接，采集车辆后方影像信息，与安装在车辆中控台上的控制面板连接，检测驾驶员手动操作命令；所述的水平调节电机、垂直调节电机的输入端与倒车影像控制单元的输出端连接，其输出端通过传动装置与摄像头的输入端连接；所述的倒车影像控制单元的输出端还与安装在车辆中控台上用于图像显示的显示单元连接。

进一步地，所述的水平调节电机、垂直调节电机均采用步进电机，安装在车辆尾部，其上集成有驱动器，能够根据倒车影像控制单元发送的脉冲信号控制电机的转动方向、转动角度和转速，进而通过传动装置调节摄像头的角度。

进一步地，所述的控制面板由开\/关键、上\/下调键、左\/右调键、记忆键、确定\/取消键组成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可根据方向盘转角传感器的信号对摄像头航向角自动调节，以减小倒车转弯时弯道内侧的视觉盲区，并根据速度传感器和坡度传感器的信号对摄像头俯仰角自动调节，以扩大倒车上坡时摄像头的取景范围，提高了倒车安全性；同时，驾驶员也可根据个人习惯，通过控制面板手动调节摄像头，并将调节好的摄像头角度保存、记忆为不同状态，方便下次直接调用，更加人性化；此外，在雨雪天气等特殊情况下，驾驶员还可借助倒车影像系统直接观察车辆后方场景，无需下车察看，方便实用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的倒车转弯效果图。

图3是本实用新型的倒车上坡效果图。

其中，1、倒车影像控制单元，2、方向盘转角传感器，3、速度传感器，4、坡度传感器，5、水平调节电机，6、垂直调节电机，7、传动装置，8、摄像头，9、控制面板，10、显示单元。

具体实施方式

为加深对本实用新型的理解，下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种摄像头角度可调的倒车影像系统，主要包括倒车影像控制单元1、方向盘转角传感器2、速度传感器3、坡度传感器4、水平调节电机5、垂直调节电机6、传动装置7、摄像头8、控制面板9、显示单元10，倒车影像控制单元1的输入端分别与安装在转向管柱上的方向盘转角传感器2连接，检测方向盘的转动方向、转动角度和转速，与安装在变速器上的速度传感器3连接，检测车辆的行驶车速，与安装在车辆质心附近的坡度传感器4连接，检测道路的坡度，与安装在车辆尾部中央位置的摄像头8连接，采集车辆后方影像信息，与安装在车辆中控台上的控制面板9连接，检测驾驶员手动操作命令；水平调节电机5、垂直调节电机6的输入端与倒车影像控制单元1的输出端连接，其输出端通过传动装置7与摄像头8的输入端连接；倒车影像控制单元1的输出端还与安装在车辆中控台上用于图像显示的显示单元10连接。

水平调节电机5、垂直调节电机6均采用步进电机，安装在车辆尾部，其上集成有驱动器，能够根据倒车影像控制单元1发送的脉冲信号控制电机的转动方向、转动角度和转速，进而通过传动装置7调节摄像头8的角度。

摄像头8航向角和俯仰角的调节有自动调节和手动调节两种方式，其中，自动调节为默认调节方式，手动调节通过控制面板9进行操作。

控制面板9由开\/关键、上\/下调键、左\/右调键、记忆键、确定\/取消键组成，其中：

开\/关键：控制摄像头8手动调节方式的打开\/关闭。

上\/下调键：控制摄像头8俯仰角的上\/下调节，同时，也用于显示单元10的上\/下选择功能。

左\/右调键：控制摄像头8航向角的左\/右调节，同时，也用于显示单元10的左\/右选择功能。

记忆键：保存摄像头8的当前角度，同时，长按3秒打开已保存的摄像头8状态信息。

确定\/取消键：确定\/取消当前操作。

如图2、图3所示，本实用新型的工作原理如下：

当车辆挂倒挡行驶时，倒车影像系统自动开启，摄像头8的角度调节采用默认的自动调节方式，显示单元10显示摄像头8采集到的车辆后方影像信息，此时，方向盘转角传感器2检测驾驶员对方向盘转动方向、转动角度和转速的操作信号，并通过CAN网络发送给倒车影像控制单元1，倒车影像控制单元1据此发送相应的脉冲信号控制水平调节电机5的转动方向、转动角度和转速，进而通过传动装置7调节摄像头8的航向角，使摄像头8的取景范围由A变为B；同时，速度传感器3检测车辆的行驶车速，坡度传感器4检测道路的坡度，并通过CAN网络发送给倒车影像控制单元1，倒车影像控制单元1据此发送相应的脉冲信号控制垂直调节电机6的转动方向、转动角度和转速，进而通过传动装置7调节摄像头8的俯仰角，使摄像头8的取景范围由C变为D。

当驾驶员通过控制面板9上的开键打开摄像头8的手动调节方式时，可通过其上的左\/右调键控制水平调节电机5，进而通过传动装置7调节摄像头8的航向角；通过其上的上\/下调键控制垂直调节电机6，进而通过传动装置7调节摄像头8的俯仰角；同时，驾驶员可通过其上的记忆键将调节好的摄像头8角度保存、记忆为不同状态，以满足不同驾驶员的操纵习惯，在下次使用时可通过长按记忆键3秒，将各驾驶员已保存的状态信息打开并显示在显示单元10上，进而通过上\/下调键、左\/右调键选择、调用；此外，在雨雪天气等特殊情况下，驾驶员可通过控制面板9对摄像头8进行手动调节，并将车辆后方场景显示在显示单元10上。

设计图

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主设计要求

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