[實用新型]數字式自動測距儀

無效

• 申請號: 92213384.0
• 申請日: 1992-03-13
• 公開（公告）號: CN2114837U
• 公開（公告）日: 1992-09-02
• 發明（設計）人: 鄭學文
• 申請（專利權）人: 鄭學文
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08
• 代理公司: 東南大學專利事務所
• 代理人: 樓高潮,顏軍

本實用新型是一種適合汽車倒車時使用的自動測距儀，屬于距離測量儀器技術領域。

現有的汽車倒車報警裝置，不論是聲、光指示，均只能告訴汽車司機汽車后面是否有阻礙物，而無法知道汽車離阻礙物有多少距離，倒車時只能靠司機回頭觀看，決定是否繼續倒車，不容易精確判斷倒車的距離，尤其碰到下雨、大霧或夜間工作，更加困難。因此，經常有倒車碰壞建筑物和傷人事故發生。

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種數字顯示式自動測距儀。汽車倒車時，司機只需在駕駛室觀看儀器上的數字顯示，就可知道汽車后面有無阻礙物，具體距離是多少，從而決定是否繼續倒車；若在倒車時突然有人或阻礙物出現，儀器也能在20ms內顯示出來。該儀器無論是白天還是黑夜，無論是晴天或陰雨天等，均能保證可靠地工作。

本實用新型利用超聲波作為發射源，通過測量超聲脈沖自發射到接收阻礙物反射回波所需的時間，再轉換成距離。若選取計數器時鐘脈沖周期T＝0.6ms，則所測距離S（分米）就等于計數器讀數N的數值。本實用新型由發射裝置、接收裝置和計時器組成，發射裝置由方波振蕩器、同步分頻器、功率放大器和超聲波發射傳感器構成，接收裝置由超聲波接收傳感器、放大器和濾波器構成，其特點是計時器由兩塊光電組合器構成，時鐘脈沖信號、同步分頻器的計時開始信號、濾波器的計數結束信號和顯示信號分別與計時器相連接。濾波器采用一塊雙D觸發器、一個二極管、一個電容和兩個電阻構成。為了簡化電路結構，縮小體積，計時器可采用一塊集成電路CL102構成。

本實用新型與現有技術相比，具有自動測距數字顯示清晰，精度高而可靠等特點，倒車時司機不需觀看后方，而只需根據儀器顯示的距離就能決定是否繼續倒車，自動測量的距離為0.1～3米，誤差可小于±0.1米。

圖1為本實用新型的結構方框示意圖；圖2為電路原理圖。

本實用新型可采取如附圖所示的方案實現。方波振蕩器（1）的脈沖周期為0.6ms，剛好是超聲波在空氣中往返0.1米所需的時間，它分兩路輸出，一路到計時器（5）作時鐘脈沖，另一路到32次同步分頻器（2），該同步分頻器決定測量距離范圍，一路輸出到計時器作為計時開始信號，另一路控制40KHZ方波振蕩器（3），使其工作并經功率放大器（4）去超聲波發射傳感器（8）；當超聲波接收傳感器（9）接收到阻礙物反射波后，轉換成電信號經放大器（6）送入濾波器（7），濾波器一端輸出計時結束信號給計時器，另一路輸出顯示信號給數碼管。兩個超聲波傳感器裝在汽車尾部，其它部件均裝在一個小盒子內，兩者之間用電纜線連接，小盒子安裝在汽車駕駛室內。方波振蕩器（1）和（3）可由一塊四一二輸入與非門電路Y1～4和電阻R1～4、電容C1～4構成，V_CC為電源，與非門電路中空著的輸入端可作為振蕩與否的控制端，低電平停振，高電平起振。32次同步分頻器（2）可由一塊16進制同步計數器74LS163和一塊雙D觸發器74LS74及電阻R5構成，雙D觸發器的一半為除2電路，另一半為單穩態電路。功率放大器（4）可由組成復合管的高頻三極管T1和T2、電阻R6和R7、電容C5構成，小功率管T1的β＞100、fT＞10MHZ、P＞200mW、BV_CC＞15V，功率管T2的β＞30、fT＞10MHZ、P＞5W、BVce＞15V。放大器（6）可由三個運算放大器TL084和電阻R8～15、電容C6～11構成，該帶通放大器的中心頻率為40KHZ，△f≈±2KHZ，放大倍數Kv≈2000，VEE為電源。濾波器（7）可由一塊雙D觸發器74LS74和二極管D、電容C12、電阻R16和R17構成，一個D觸發器組成雙穩態電路，一個控制端為時鐘輸入端CP，另一端為復位端R；另一個D觸發器組成單穩態電路，二極管可去除電平低于0.7V的噪聲干擾信號，CP必須大于1.2V才能工作。雙穩態電路一旦翻轉，以后的干擾就不起作用，雙穩態的另一狀態是依靠發射脈沖通過置零端實現去除發射脈沖的干擾。計時器（5）由二塊光電組合器件2×CL102構成，每塊電路由十進計數器、寄存器、譯碼驅動器和七段數碼管組成二位十進制數字。當距離小于0.7米時，音響就發出報警信號，它由四位比較器7485構成，當比較器預置B輸入端為0011，功能端置于A＜B，比較器的A輸入端的第一位和第二位接寄存器個位數的第二位和第三位，比較器的A輸入端的第三位和第四位接寄存器十位數的第一位和第二位，當寄存器的數小于07時，比較器通過KD482輸出信號，觸發音樂片（S）發音。超聲波發射和接收傳感器可采用國營九九九廠產品，其中心頻率為40KHZ±2KHZ，功率為1W。電纜可采用5米普通二芯屏蔽線。圖中C為電容，穩壓二極管可采用2CW51，晶體管T1和T2可采用3DG12和3DK10，電源電路由集成塊7805組成。