倒车多媒体可视测距终端的设计与实现

摘　要: 本文描述了一种新型汽车倒车雷达产品(倒车多媒体可视测距终端)硬/软件的开发和设计。首先介绍了它与现行产品相比的优势及工作原理，它以通用车载电视为显示平台，结合红外倒车测距模块，字符叠加模块，主控制模块进行硬件设计和软件开发。
关键词：超声波测距；后视摄像系统；字符叠加信号处理

引言
    目前，倒车已出现两种新技术: 超声波测距和后视摄像。

    倒车雷达和后视摄像各有利弊，前者具有确切判断距离的优点，但对车后方的水沟、山崖、凸出的钢筋、竹杆等，超声波无法感应，这也是倒车安全上的死角；后者图像直观真实，但无法获得精确的距离。如何把两者的优点结合起来，消除两者的缺点是倒车多媒体可视测距终端解决的重点难题。

    倒车多媒体可视测距终端运用了最新的超声波测距技术、字符产生和叠加技术、视频显示技术，实现了倒车测距和图像监视功能的组合，是一种用于检测车后物距和监视车后图像的电子设备,其有三大功能：

第一功能：超声波测距-------嵌入式超声波测距，使泊车测距精确。
第二功能：后视摄像系统------拍摄车后景物图像，直观无死角。
第三功能：车载电视------显示车后景物图像和车后障碍物距离，并可连接VCDDVD,收看电视节目,提供娱乐休闲。

硬件电路设计
    倒车多媒体可视测距终端由开关电源、超声波探头、超声波测距、OSD显示控制器、摄像探头、车载电视6部分组成(见图1)，OSD显示控制器由微处理器W87E58、字符叠加器uPD6453、时钟芯片DS12C887、键盘、超声波测距接口电路CON4 、字符叠加接口CON2、RS-485接口电路、指示灯D1和D4、蜂鸣驱动电路S2和蜂鸣器U5驱动器以及切换电路组成。时钟芯片用于产生时间信号，通过并行总线进入CPU；超声波测距信号通过接口CON4进入CPU；字符叠加信号由CPU输出给字符叠加控制器，由字符叠加控制器完成时间、距离信息与视频的叠加。键盘用于时间的调整和功能设定；指示灯D1和D4用于指示工作状态；蜂鸣电路用于报警。

图1 倒车测距监视器组成框图

    倒车多媒体可视测距终端工作原理为：将来自于汽车尾部保险杠安装的超声波信号接入OSD显示控制器，同时将视频监视子系统中的摄像探头信号接入OSD显示控制器，通过安装在汽车内部的OSD显示控制器的自动切换电路、字符叠加器 、微处理器，将OSD显示控制器的输出再接入监视器，这样实现自动切换图像、监视、超声波倒车测距、自动报警等功能。OSD显示叠加器使用了OSD专用芯片，来实现字符叠加：输入的视频信号先进行同步分离，分离出行、场同步信号作为OSD的基准信号，然后，OSD芯片输出红基色电压Vr、绿基色电压Vg、兰基色电压Vb信号进行编码，编码后产生的视频信号与输入的视频信号同步。两路视频信号进行高速切换，切换的键控脉冲是信号，即只要有字符信号，就切换到字符信号编码的视频信号上去，结果在输入的视频信号的图像上抠像，抠去部分由字符信号取代。

    它的优点是：可安装在任何一种车辆上作倒车用。倒车时，司机不用打开车门，即可从监视器中清晰可见车后景物；CCD彩色或黑白广角摄像探头，角度为80°，水平距离为0.3~1.5米；后景是正像显示，无畸变，无几何失真；工作电压为DC12V，可与汽车电源共用。

系统软件设计
    倒车多媒体可视测距终端的OSD显示控制器中采用微处理器W87E58,软件采用C语言编程。车后图像和测距数据流向如图2所示。

图２  信息流程图

    限于篇幅，程序代码就不在这里详述了。

结语
    本倒车测距多媒体终端具备的功能强,测距准确,已经开发成功并运用在车辆中。

参考文献：
1 何立民编.MCS-51 系列单片机应用设计---系统配置与接口技术.北京:航空航天大学出版社,1990.