Электромагнитная система обнаружения для операции парковки

 

Изобретение относится к системам обнаружения препятствий и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной для парковки автомобилей. Достигаемый технический результат - непрерывное обнаружение препятствий, приближающихся к транспортному средству на всем протяжения предохраняемой от столкновения части транспортного средства, от максимального расстояния до контакта без зоны отсутствия приема. Система содержит приемопередающее средство радиочастотного поля, состоящее из двух проводов или полос из электропроводящего материала, антенну, создающую радиочастотное поле, средство обнаружения изменений ближнего электромагнитного поля, производимых объектом, приближающимся к приемопередающему средству, а также средство, выполненное с возможностью сигнализации о присутствии и приближении постороннего объекта. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение связано с системой, способной обеспечивать сигнал тревоги, указывающий на присутствие препятствий любого рода вблизи части транспортного средства, которое должно защищаться.

Применение этой системы становится особенно полезным во время операции парковки и главным образом для зажиты задней части транспортного средства, труднее всего контролируемой с сидения водителя.

В связанной с заявкой области техники известно применение различных систем для использования при управлении транспортными средствами во время операции парковки.

Эти системы включают в себя средства, которые обнаруживают приближающиеся препятствия путем контролирования звуковыми или видимыми сигналами во всех случаях, в которых прямое восприятие водителя затруднено или невозможно.

Можно упомянуть некоторые примеры предыдущего уровня техники для использования с той же самой целью, с которой связано настоящее изобретение.

Например патент США N 4.278.962 основывается на использовании средств передачи и приема ультразвуковых волн. В этом случае электронная система включает в себя один или большее число передающих и принимающих датчиков-преобразователей, установленных снаружи автомобильного бампера, и электронный блок, электрически связанный с ними, который обеспечивает декодирование акустических волн, отражаемых препятствиями вблизи транспортного средства, и сигнализирование о приблизительном расстоянии цифровыми или аналоговыми средствами.

Такая система тем не менее не всегда способна распознавать действительное расстояние между ультразвуковым датчиком-преобразователем и обнаруженным препятствием, потому что количество отраженных ультразвуковых волн (один из параметров, на которых основывается система измерения расстояния) зависит от формы, плотности и отражательной способности препятствия.

Кроме того, ультразвуковая система, не способна обнаруживать препятствия, которые ближе 30-40 сантиметров вследствие физических пределов системы, которая основывается на измерении времени, затрачиваемого акустическими волнами для возвращения после отражения.

Известно также, что область обнаружения при использовании ультразвуковой системы имеет конфигурацию конической формы и по этой причине не способна защитить, например поверхность бампера на всем его протяжении, а только с угловым ограничением, отходящим от акустического датчика-преобразователя. По этой причине, для того, чтобы получить более полную защиту, необходимо использовать больше одного акустического датчика-преобразователя.

Кроме того, ультразвуковая система предшествующего уровня техники нуждается в использовании наружных датчиков (акустических датчиков-преобразователей), которые видимы и чувствительны к обращению и повреждению. Кроме того, у ультразвуковой системы относительно дороги ее компоненты (электронный блок, ультразвуковые датчики-преобразователи).

Цель настоящего изобретения состоит в преодолении проблем предшествующего уровня техники и в обеспечении практичной системы обнаружения препятствий, главным образом для транспортных средств, низкой стоимости, с легкой установкой, невидимых снаружи транспортного средства и способных дать сигнал тревоги, когда препятствие приближается к части транспортного средства, которая должна защищаться, со следующими преимуществами: - Обнаружение препятствий, приближающихся к транспортному средству с абсолютной непрерывностью для всего протяжения части, которая должна защищаться (например бампера).

- Обнаружение препятствий независимо от их физических свойств, таких, как форма, размеры, плотность и отражательная способность.

- Непрерывность обнаружения препятствий от максимального расстояния обнаружения до контакта без зоны отсутствия приема (30-40 сантиметров до контакта), которая отличает системы предшествующего уровня техники.

- Приращение чувствительности обнаружения при сокращении расстояния до препятствия, что гарантирует более быстрый сигнал тревоги для очень коротких перемещений приближения в непосредственной близости.

- Низкая стоимость.

С этой целью, согласно настоящему изобретению, электромагнитная система обнаружения отличается тем, что она использует в своем предпочитаемом воплощении приемопередающее средство, состоящее из двух проводов или полос из электропроводящего материала (антенны), связанных вместе, средство, способное генерировать электромагнитное поле (ближнее поле) с радиочастотой вокруг этого приемопередающего средства, средство, способное обнаруживать (демодулировать) изменения названного электромагнитного поля, вызванные объектом, который приближается к названному приемопередающему средству, средство, дающее акустический или видимый сигнал тревоги при наличии такого изменения электромагнитного поля.

Теперь изобретение в его предпочитаемом воплощении будет описываться более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых: фиг. 1 - это общая блок-схема аппаратуры предпочитаемого воплощения изобретения; фиг. 2 - это принципиальная схема электрической цепи аппаратуры предпочитаемого воплощения изобретения; фиг. 3 показывает пример автомобильной установки системы, цель настоящего изобретения, для использования в качестве средства управления парковкой транспортного средства на задней стороне транспортного средства; фиг. 4, 5 и 6 показывают соответственно схематическую конфигурацию сечения, вид сбоку и вид сверху электромагнитного поля обнаружения, генерируемого вокруг автомобильного бампера при применении предпочитаемого воплощения настоящего изобретения, используемого в качестве средства управления парковкой.

Обратитесь теперь к этим прилагаемым чертежам; аппаратура, использующая систему - объект настоящего изобретения - в своем предпочитаемом воплощении состоит главным образом из двух частей: одного электронного блока М и одного электромагнитного радиочастотного поля F. Подробнее на фиг. 1 At символизирует передающую антенну, соединенную с генератором радиочастоты T, Ar символизирует усилитель сигналов, a S - акустический модуль для сигнала, тревоги.

Электрическая схема с фиг. 2 является предпочитаемым примером применения общей блок-схемы с фиг. 1. В ней приемопередающее средство образуется двумя простыми связанными электрическими проводам, подобными, например, телевизионному плоскому антенному 300-омному кабелю.

На обоих чертежах схематически показано посредством F электромагнитное ближнее поле, которое, проходя вокруг названной передающей антенны At, охватывает названную принимающую антенну Ar, которая соединяется с названным блоком обнаружения R, где 1 и 2 - это, например, два германиевых диода, используемых для демодуляции амплитудного изменения электромагнитного сигнала, захваченного антенной Ar. С названным блоком обнаружения R соединяется через резистор 3 и конденсатор 4 названный усилитель A; функция резистора и конденсатора, состоит в отсекании непрерывной компоненты радиочастотного сигнала для того, чтобы передавать названному усилителю A, или лучше первому операционному усилителю 5, только переменную компоненту сигнала, вызванную изменением названного электромагнитного поля F. Таким образом можно получить режим самонастройки схемы для того, чтобы медленные изменения некоторых параметров (внешней температуры, напряжения источника питания, и характеристик длины и подключения антенны) не влияли на надежность электронной схемы.

Кроме того, названный усилитель A содержит, помимо нескольких резисторов и конденсаторов, резистор 6, который подает обнаруженный сигнал ко второму операционному усилителю 7 для дальнейшего усиления. Названный усилитель A соединяется с акустическим модулем S, который включает в себя транзистор 8, который обеспечивает выходной сигнал для акустического датчика-преобразователя 9 для слышимого сигнала тревоги.

Названная передающая антенна At соединяется с названным генератором радиочастоты T, который, в этом примере, содержит главным образом один транзистор 10 и одну катушку 11 для того, чтобы генерировать радиочастотные колебания, связанные со второй катушкой 12, но вместо этого может быть радиочастотный генератор свободных колебаний любого рода.

Описываемый теперь электронный блок заключен в модуле маленького размера, который может легко устанавливаться, например внутри транспортного средства, вблизи лампочки реверсивной зубчатой передачи, от которой может браться питание постоянным напряжением 12 вольт во время операции парковки (см. фиг. 3).

Названный модуль будет соединяться с двумя антеннами At и Ar, которые будут легко монтироваться, например, внутри пластикового бампера. С этой целью можно использлвать двухжильный электрический кабель, где расстояние между двумя жилами может быть не меньше 4-5 миллиметров.

Согласно настоящему изобретению, это предпочитаемое воплощение системы, устанавливаемое на транспортном средстве, обеспечивает, когда включается цепь, генерирование ближнего электромагнитного поля F вокруг передающей антенны At. Из-за близости проводящего материала транспортного средства и определенного расположения антенны At пространственная конфигурация этого электромагнитного ближнего поля выглядит так, как схематически показано на фиг. 4, 5 и 6. Принимающая антенна Ar, которая в этом случае погружена в названное электромагнитное поле, будет принимать этот радиочастотный сигнал постоянной амплитуды. Когда в это электромагнитное поле попадает любой объект, за исключением только веществ с очень низкой электрической проводимостью (стекло, керамика, пластик с чистыми поверхностями), будет возникать возмущение параметров поля, а следовательно будет вызываться уменьшение амплитуды колебаний, которое, в этом частном случае, будет направлено на принимающую антенну Ar и подано на модуль обнаружения R и преобразовано, с помощью названного усилителя A, в слышимый сигнал тревоги, производимый названным акустическим модулем S.

Надо оценить, что предыдущее описание относится к предпочитаемому воплощению изобретения, которое может модифицироваться различными способами без отклонения от духа и объема изобретения, которое может широко изменяться в характеристиках схем и в его области применений.

Например, объект системы настоящего изобретения мог бы использоваться в качестве детектора тела для использования в устройствах контроля за доступом, через которые нужно проходить, в качестве датчика близость для использования при открывании и закрывании дверей, для приведения в действие систем освещения иди тревоги и, кроме того, при использовании антенного кабеля соответствующей длины, для систем периметрической охраны.

Кроме того, при соответствующих усовершенствованиях основной электронной схемы она может использоваться в качестве устройства предупреждения для предварительно определенных расстояний приближения при движении транспортных средств или объектов.

Формула изобретения

1. Система электромагнитного обнаружения для операции парковки, главным образом для обнаружения препятствий во время операции парковки транспортных средств, содержащая приемопередающее средство для создания и приема радиочастотного поля, средство обнаружения изменений радиочастотного поля, производимых объектом, приближающимся к приемопередающему средству, средство, выполненное с возможностью сигнализации о присутствии и приближении объекта, отличающаяся тем, что приемопередающее средство предназначено для обнаружения изменений радиочастотного поля в ближней зоне и выполнено предпочтительно в виде двух проводов или полос из электропроводящего материала, используемых в качестве антенн, связанных вместе и используемых внутри тела, которое должно быть защищено по всей его длине.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство для создания радиочастотного поля состоит из электронного генератора, связанного с антенной.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что электронный генератор содержит только один транзистор, который будучи связан с первой катушкой генерирует радиочастотное колебание, которое индуктивно передается второй катушке, связанной с передающей антенной.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство обнаружения изменений радиочастотного поля содержит блок обнаружения, связанный с антенной, погруженной в это поле.

5. Система по п.1 или 4, отличающаяся тем, что блок обнаружения содержит два диода, которые демодулируют амплитуду сигнала, принятого антенной.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство, выполненное с возможностью сигнализации о присутствии и приближении объекта, является акустическим модулем, содержащим акустический датчик-преобразователь.

7. Система по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что сигнал, декодируемый акустическим датчиком-преобразователем, для преобразования в звук тревоги усилен электронным усилителем, содержащим первый и второй операционные усилители.

8. Система по любому из предыдущих пп.1 - 7, отличающаяся тем, что между блоком обнаружения и усилителем включены резистор и конденсатор, осуществляющие саморегулировку электронной схемы для устранения нестабильности и неправильной работы схемы из-за изменения наружной температуры, напряжения питания и антенных характеристик, таких, как их длина и конфигурация установки.

9. Система по любому из пп.1 - 8 отличающаяся тем, что все электронные компоненты заключены в модуле маленького размера, который расположен вблизи лампочки реверсивной зубчатой передачи транспортных средств и электрически соединен с лампочкой для подачи питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6