一种新型低成本夜间通用驾驶仪的制作方法

1.本发明属于汽车夜视辅助装置技术领域，具体涉及一种新型低成本夜间通用驾驶仪。


背景技术：

2.近年来我国汽车行业高速发展和人民生活水平的提高，人均汽车占有量大大增加，于此同时，我国交通事故发生量也逐年升高，特别是夜间交通安全形势尤为严峻。而随着电子、测控及计算机软件技术的发展，夜视技术应运而生，夜视技术是近年来汽车行业内的重要配套技术之一，汽车夜视仪是从坦克夜视仪转移过来的技术，属于军事技术转为民用的产品的成功案例；夜视技术的最大受益者将是那些夜间汽车驾驶者，由于安全距离大大扩展，他们可以有更大的制动和反应余地。在夜视的屏幕上，公路的边沿、路中间的标线、公路上的物体以及路旁准备横穿公路的行人都能显示出来。相比于比汽车大灯能够发现更多的东西，驾驶者能够在夜间或弱光线的驾驶过程中将获得更高的预见能力，它能够针对潜在危险向驾驶者提供更加全面准确的视野，从而保证驾驶人员的驾驶安全性。
3.车载夜视装置同热像仪的原理相仿，都是通过传感器来捕捉像人或者动物这样带有热源的物体，将人们肉眼看不见的红外线转化成为可见光，并将影像传输到车载显示屏上。车载夜视装置也可以帮助驾驶者在夜间会车出现眩光时看清前方情况，给驾驶者带来了极大的安全感。
4.现有的汽车夜视系统主要应用的近红外技术，即是ccd技术，ccd技术成熟，批量性好。但虽然灵敏度不高，但是能够在普通民用市场得到广泛的推广和应用。现有的汽车夜视系统，一般采用长管状的结构，大量占用汽车内部的纵向空间，而造成驾驶员在驾驶位置可观察的范围内汽车夜视系统不容易安装，而在汽车夜视系统的安装过程中，需要改动驾驶室的空间结构，需要投入大量的人力物力进行驾驶室改造，因此，有必要设计一种通用性更强，成本更低的辅助驾驶的夜视装置。


技术实现要素：

5.为了解决现有的汽车夜视系统在汽车驾驶室中搭建过程中大量占用纵向空间的问题和以及通用性和成本较高的问题，本方案提供了一种新型低成本夜间通用驾驶仪。
6.本发明所采用的技术方案为：
7.一种新型低成本夜间通用驾驶仪，包括矩形外壳、镜头组件、图像传感器、pcba控制板块和显示屏；在矩形外壳的前侧设置有嵌装槽，显示屏嵌入安装在该嵌装槽内；在矩形外壳的背侧设置有物镜孔；矩形外壳内侧设置有镜片仓，镜头组件设置于该镜片仓内，镜头组件包括沿光传递方向先后设置的物镜、九十度反射镜、红外滤光片、镜筒和目镜；物镜设置于物镜孔处，九十度反射镜用于将光反射90度，红外滤光片用于阻挡非红外光，镜筒用于将红外滤光片与目镜隔开一定距离；图像传感器设置于目镜的一侧并电性连接pcba控制板块，pcba控制板块电性连接显示屏并将图像传感器采集的图像发送到显示屏上进行显示。
8.作为上述方案的备选结构或补充设计：所述矩形外壳内还设置有电池仓，所述电池仓具有顶部开口，在该顶部开口设置有电池仓盖，该电池仓盖转动连接到矩形外壳上并用以盖合或打开该顶部开口。
9.作为上述方案的备选结构或补充设计：在矩形外壳内还设置有主控仓，主控仓内设置有散热板、电源板块和所述pcba控制板块；在散热板上设置有用于安装电源板块和pcba控制板块的槽位，槽位的四周分别有多个翅片，翅片与散热板一体成型并用于散热。
10.作为上述方案的备选结构或补充设计：所述目镜固定在目镜调节组件上，该目镜调节组件包括第一调节螺钉、目镜固定环和目镜调节套；目镜调节套可滑动的设置于镜片仓内，目镜固定环通过的中心处固定所述目镜，目镜固定环连接在目镜调节套的一侧，第一调节螺钉的一端与目镜固定环远离目镜的一侧螺纹传动连接，第一调节螺钉的另一端穿过镜片仓的侧壁并伸出镜片仓外。
11.作为上述方案的备选结构或补充设计：所述目镜调节套呈方套状，且在目镜调节套的侧壁上设置有矩形孔，图像传感器位于目镜调节套内，且图像传感器的边沿处伸出矩形孔与镜片仓的侧壁固定连接。
12.作为上述方案的备选结构或补充设计：所述镜片仓内还设置有反射镜调节组件，该反射镜调节组件包括有反射镜调节块和反射镜调节螺杆，该反射镜调节块滑动连接在镜片仓与物镜孔相对的侧壁上，反射镜调节块呈l形，反射镜调节块的一端与物镜反射面的一侧相抵，物镜的反射面的另一侧通过扭矩弹簧转动连接到物镜孔的内侧。
13.作为上述方案的备选结构或补充设计：在物镜与九十度反射镜之间设置有第二平凸镜，在红外滤光片的出光侧设置有第一平凸镜。
14.作为上述方案的备选结构或补充设计：在红外滤光片与镜筒之间设置有第一偏振片和第二偏振片，第一偏振片位于第二偏振片出光侧，该第一偏振片的外侧连接有环形的偏振片套，该偏振片套的外沿呈圆形并能够带动第一偏振片同步转动，第一偏振片的转动轴方向平行于第二偏振片的出光方向。
15.作为上述方案的备选结构或补充设计：在第一偏振片与第二偏振片之间设置有聚光锥。
16.作为上述方案的备选结构或补充设计：在矩形外壳内设置有转动控制组件，该转动控制组件包括驱动电机、主动齿轮和中间齿轮，主动齿轮连接在驱动电机的转轴上并与中间齿轮啮合，在偏振片套上设置有环形齿纹，中间齿轮的一侧伸入镜片仓内并与环形齿纹啮合；在矩形外壳的背侧设置有光强度传感器，光强度传感器与pcba控制板块电性连接，并pcba控制板块根据光照强度控制第一偏振片与第二偏振片的相对夹角。
17.本发明的有益效果为：
18.1.本方案中的九十度反射镜结构能够将镜头组件的从驾驶室的纵向方向变换为横向方向，当镜头组件可以沿横向方向设置，从而使得其各个零部件的最短尺寸要求降低，从而降低镜头组件的各个零部件的生产加工难度和成本；
19.2.本方案中由于矩形外壳具有横向方向的长度，而宽度方向位于纵向方向上，从而使其在纵向上占用空间更少，而驾驶室中纵向方向上的空间有限并且平整的区域较少，而大多数汽车的汽车驾驶室中的前方都具有横向上平整的台面，因此，本方案中的矩形外壳沿横向方向摆放时，能够通用于大多数型号的汽车；
20.3.本方案中的通用驾驶仪器采用电池组进行独立供电，结构的整体性更强，能够自由摆放到汽车前侧的台面上，从而方便于移动和更换；
21.4.本方案中采用第一偏振片和第二偏振片，并且第一偏振片与第二偏振片的相对夹角能够根据光照强度进行相应的适配控制，当白天驾驶时，可以将第一偏振片和第二偏振片之间夹角调节为90
°
，当夜间在城外内驾驶时，可以将第一偏振片和第二偏振片之间夹角调节为0
°
；驱动电机可以根据光照强度的情况，控制第二偏振片的位置，从而调节进入的红外光的光照强度。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
23.图1是本方案中新型低成本夜间通用驾驶仪的外形结构图；
24.图2是本方案中夜间通用驾驶仪内部结构的俯视图；
25.图3是本方案中夜间通用驾驶仪内部结构的侧视结构图。
26.图中：1
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矩形外壳；1a
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物镜孔；1b
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散热栅孔；1c
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嵌装槽；2
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电池组；3
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第一调节螺钉；3a
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矩形孔；3b
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目镜固定环；3c
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目镜调节套；4
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图像传感器；5
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目镜；6
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镜筒；7
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第一偏振片；7a
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偏振片套；7b
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环形齿纹；8
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光强度传感器；9
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聚光锥；10
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第二偏振片；11
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第一平凸镜；12
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红外滤光片；13
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物镜；14
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第二平凸镜；15
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九十度反射镜；16
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反射镜调节块；17
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反射镜调节螺杆；18
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电源板块；19
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配重块；20
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pcba控制板块；21
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散热板；22
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显示屏；23
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电池仓盖；24
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液态填充囊；25
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驱动电机。
具体实施方式
27.下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。
28.实施例1
29.如图1至图3所示，本实施例设计了一种新型低成本夜间通用驾驶仪，包括矩形外壳1、镜头组件、图像传感器4、pcba控制板块20和显示屏22等结构。
30.矩形外壳1呈方盒状，在矩形外壳1的前侧设置有用于显示屏22嵌入安装的嵌装槽1c；在矩形外壳1的背侧的右端处设置有物镜孔1a，在矩形外壳1内设置有镜片仓、电池仓、主控仓和电机安装仓。电池仓、主控仓和电机安装仓均位于镜片仓靠近嵌装槽1c的一侧。
31.镜头组件设置于该镜片仓内，并且该镜头组件包括物镜13、九十度反射镜15、红外滤光片12、镜筒6和目镜5等部件，物镜13、九十度反射镜15、红外滤光片12、镜筒6和目镜5等沿着红外光的传递方向先后设置。物镜13嵌装到物镜孔1a内，并且该物镜13的入光侧呈凸面状，而物镜13的出光侧呈平面状。九十度反射镜15呈直角三角形状，该九十度反射镜15的斜面上涂覆有银镜反射层，当光照射到斜面上，能够发生九十度反射，从而将驾驶室前方沿汽车纵向方向的光线偏转为横向方向上。红外滤光片12呈薄片状，并且该红外滤光片12的主要作用是将红外光之外的光进行过滤，并保留红外光穿过该红外滤光片12。而镜筒6的主要作用是将红外滤光片12与目镜5隔开一定距离，从而方便于观察，同时也减少红外滤光片
12边沿逸散的光线对用于图像传感器4造成干扰。
32.在矩形外壳1内还设置有电池仓，所述电池仓具有顶部开口，在该顶部开口设置有电池仓盖23，该电池仓盖23转动连接到矩形外壳1上并用以盖合或打开该顶部开口，当电池仓盖23打开时，能够将电池组2装入到电池仓内，或者将电池仓的电池组2取出。电池组2的主要作用是为pcba控制板块20供电。
33.在矩形外壳1内还设置有主控仓，主控仓内设置有散热板21、电源板块18和所述pcba控制板块20；在散热板21上设置有用于安装电源板块18和pcba控制板块20的槽位，槽位的四周分别有多个翅片，翅片与散热板21一体成型并用于散热。电源板块18与电池仓中的电池组2电连接，该电源板块18的主要作用是对电池组2的电压进行适配，使得电压值符合pcba控制板块20的需求。
34.图像传感器4设置于目镜5的一侧并电性连接pcba控制板块20，pcba控制板块20电性连接显示屏22并将图像传感器4采集的图像发送到显示屏22上进行显示。图像传感器4的主要作用是将拍摄到的红外图像进行识别并转化为电信号，从而方便于从位于矩形外壳1前侧的显示屏22上进行显示。
35.本实施例中，利用九十度反射镜15结构能够将镜头组件的布置方向从驾驶室的纵向方向变换为横向方向，从而使得镜头组件可以沿横向方向设置，从而使得其各个零部件的最短尺寸要求降低，从而降低镜头组件的各个零部件的生产加工难度和成本，在调焦过程中其横向方向的布置方式能够保证调焦空间的富裕性，同时，在安装过程中由于具有足够的调焦空间，因此安装的精度要求能够被降低，即使安装精度不足时，也可以在1
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50mm的距离范围内径向调焦，进而有效的保证图像采集的清晰度。同时由于本方案的结构中调焦距离大大增加，并且搭配相应的平凸镜和目镜、物镜等结构能够搭配组合成望远镜，从而使得本实施例中的结构不仅适用于近距离的红外检测，还能够适用于中远距离的红外检测，视野范围和距离更大。
36.实施例2
37.如图1至图3所示，在实施例1的结构基础上，为了方便于目镜5的调焦，本实施例中将目镜5固定在目镜调节组件上。
38.目镜调节组件包括第一调节螺钉3、目镜固定环3b和目镜调节套3c；目镜调节套3c可滑动的设置于镜片仓内，目镜固定环3b通过的中心处固定所述目镜5，目镜固定环3b连接在目镜调节套3c的一侧，第一调节螺钉3的一端与目镜固定环3b远离目镜5的一侧螺纹传动连接，第一调节螺钉3的另一端穿过镜片仓的侧壁并伸出镜片仓外。所述目镜调节套3c呈方套状，且在目镜调节套3c的侧壁上设置有矩形孔3a，图像传感器4位于目镜调节套3c内，且图像传感器4的边沿处伸出矩形孔3a与镜片仓的侧壁固定连接。由于第一调节螺钉3与目镜调节套3c之间具有螺纹传动的关系，当旋转第一调节螺钉3时，目镜调节套3c能够前后移动，最终实现目镜5的焦距调节，由于镜头组件的各个部件均是沿着汽车行驶方向的横向方向布置的，从而极大的增加了调焦距离。
39.所述镜片仓内还设置有反射镜调节组件，该反射镜调节组件包括有反射镜调节块16和反射镜调节螺杆17，该反射镜调节块16滑动连接在镜片仓与物镜孔1a相对的侧壁上，反射镜调节块16呈l形，反射镜调节块16的一端与物镜13反射面的一侧相抵，物镜13的反射面的另一侧通过扭矩弹簧转动连接到物镜孔1a的内侧。
40.在物镜13与九十度反射镜15之间设置有第二平凸镜14，在红外滤光片12的出光侧设置有第一平凸镜11。
41.实施例3
42.在实施例1或实施例2的结构基础上，为了实现根据汽车驾驶过程中的光照环境对红外光的进入目镜5处的光强度进行调节，在红外滤光片12与镜筒6之间设置有第一偏振片7和第二偏振片10。
43.第一偏振片7位于第二偏振片10出光侧，该第一偏振片7的外侧连接有环形的偏振片套7a，该偏振片套7a的外沿呈圆形并能够带动第一偏振片7同步转动，第一偏振片7的转动轴方向平行于第二偏振片10的出光方向。在第一偏振片7与第二偏振片10之间设置有聚光锥9。并且第一偏振片7与第二偏振片10的相对夹角能够根据光照强度进行相应的适配控制，当白天驾驶时，驾驶室的视野范围比较个广，可以将第一偏振片7和第二偏振片10之间夹角调节为90
°
，从而使得光线不会被图像传感器4检测到，从而避免图像传感器4不会被强光损坏；而在夜间环境中，汽车在城市内驾驶时，此时由于不同公路路段的路灯强度不尽相同，因此，可以将第一偏振片7和第二偏振片10之间夹角调节为0
°‑
90
°
的任意夹角，具体夹角数值的选择可以根据实际光照强度的情况而定；当夜间在城外驾驶时，若所行驶路段的照明情况不足，可以将第一偏振片7和第二偏振片10之间夹角调节为0
°
；从而保证红外光能够充分到达图像传感器4处。
44.在矩形外壳1内设置有转动控制组件，该转动控制组件包括驱动电机25、主动齿轮和中间齿轮，主动齿轮连接在驱动电机25的转轴上并与中间齿轮啮合，在偏振片套7a上设置有环形齿纹7b，中间齿轮的一侧伸入镜片仓内并与环形齿纹7b啮合。在矩形壳体的背侧设置有光强度传感器8，光强度传感器8与pcba控制板块20电性连接，pcba控制板块20根据光照强度控制第一偏振片7与第二偏振片10的相对夹角，该驱动电机25可以根据光照强度的情况，控制第二偏振片10的位置，从而调节进入的红外光的光照强度。
45.此外，由于本实施例中新型低成本夜间通用驾驶仪在使用时是直接摆放到驾驶室的前侧的，而为了方便于摆放并避免在汽车在坎坷路段发生颠簸，设计了以下结构：在矩形外壳1的底部设置槽腔，在槽腔的内底部的中心处固定了配重块19，槽腔内还设置有液态填充囊24，该液态填充囊24的具有较厚的环形边，而液态填充囊24的中心处较薄，液态填充囊24内填充有非牛顿流体，在汽车平稳行驶过程中，该液态填充囊24能够贴合驾驶室前侧的台面上，而在突发颠簸时，由于液态填充囊24不会突然变形，从而在液态填充囊24中心处形成局部负压，从而有效的避免新型低成本夜间通用驾驶仪弹跳的情况发生。
46.上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。