專利名稱：安裝于交通運輸工具的行車警示系統(tǒng)的制作方法
安裝于交通運輸工具的行車警示系統(tǒng)4支術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種安裝于一交通運輸工具的行車警示系統(tǒng)，特別是涉及一 種可判斷該交通運輸工具與一物體的相對位置以及距離并記錄相關(guān)行車狀 況的行車警示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當人們以汽車作為主要交通運輸工具時，對行車安全性與舒適性有了更 高標準要求，使得車內(nèi)搭載電子設(shè)備及電子系統(tǒng)更為普及。過去，在車內(nèi)或 車外設(shè)置反射鏡面(后照鏡、后視鏡)的最初構(gòu)想，主要目標便是降低車子對 外界發(fā)生撞擊可能性，求得增加汽車使用壽命，但事實上只憑三面后照鏡所 提供駕駛視野及訊息，恐怕也難以滿足駕駛者對于駕駛安全需求。舉例來說， 對于許多駕駛者或是新手駕駛而言，倒車入庫或路邊停車是一件非常痛苦的 事情。不過，倒車雷達設(shè)備正好可以協(xié)助駕駛者解決這個難題，運用雷達發(fā)射、反射、接收等原理，對駕駛者提供警示作用；因此，可以看到許多車用 電子廠商紛紛進入車用倒車雷達市場。 一般來說，車用倒車雷達是汽車停車 安全輔助用設(shè)備，能以聲音或者更為直接顯示告知駕駛者周圍障礙物情況， 解除了駕駛者在停車或啟動車輛時，前后左右視野不足所引起的困擾，并幫 助駕駛者避免視野死角或視線模糊等駕駛行為缺陷，提高駕駛安全性。目前市面上的倒車雷達一般都是利用超音波回饋的作用原理，是藉由傳 感器接收所發(fā)射超音波運算回饋時間，藉以得出車輛與障礙物距離，但礙于 音波于空氣中的衰減，故僅局限于短距離的碰撞防制為主，但于長距離防撞 的應(yīng)用，如車與車間距的計算，并無太大的效用。于現(xiàn)有技術(shù)方面，美國專 利US 4552456披露了利用許多光電組件以短波的發(fā)射與接受的時間差來達 到車輛測距的功能，然而此為一成本昂貴的設(shè)計，且并不具有掃描其它車輛 是否進入其警戒范圍的功能；美國專利US 5283622披露了利用反射光強度 的強弱變化來判斷車輛的距離，然而此一檢測方式受環(huán)境條件影響極大(如 霧氣等)，故并不適合用于汽車防撞，且其亦不具有掃描其它車輛是否進入其警戒范圍的功能；此外，美國專利US 5594413披露了一車輛測距的方法， 但其亦不具有掃描其它車輛是否進入其警戒范圍的功能。故如何設(shè)計出一具有長距離測距功能與可掃描其它車輛是否進入其警戒范圍功能的行車警示 系統(tǒng)，便為現(xiàn)今增進行車安全性所需努力的課題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種可判斷一交通運輸工具與一物體的相對位置以及距離 的行車警示系統(tǒng)，以解決上述的問題。本發(fā)明披露了一種安裝于一交通運輸工具的行車警示系統(tǒng)，其包含有一 第一繞射光柵， 一第一光源，用來投射光線至該第一繞射光柵，以于一物體 上形成一第一繞射圖案， 一影像擷取模塊，用來擷取該第一繞射圖案，以及 一控制模塊，電連接于該影像擷取模塊，用來依據(jù)該影像擷取模塊擷取該第 一繞射圖案的結(jié)果判斷該交通運輸工具與該物體的相對位置。本披露了 一種安裝于一交通運輸工具的行車警示系統(tǒng)，其包含有一第一 光源，用來投射光線至一物體，以于一物體上形成一第一圖案， 一第二光源， 用來投射光線至該物體，以于該物體上形成一第二圖案， 一影像擷取模塊， 用來擷取該第一圖案與該第二圖案，以及一控制模塊，電連接于該影像擷取 模塊，用來依據(jù)該影像擷取模塊擷取該第一圖案與該第二圖案的結(jié)果計算出 該交通運輸工具與該物體的距離。


圖1為本發(fā)明行車警示系統(tǒng)的功能方塊示意圖。圖2為第一繞射光柵接收光線且產(chǎn)生繞射圖案的光學(xué)示意圖。圖3為第一繞射圖案的示意圖。圖4為第一繞射圖案的亮度分布示意圖。圖5為第二繞射圖案的示意圖。圖6為本發(fā)明交通運輸工具與物體于不同相對位置的示意圖。 圖7為本發(fā)明第一中央亮帶與第二中央亮帶成像于感測組件的光學(xué)路徑 示意圖。圖8為本發(fā)明第一中央亮帶與第二中央亮帶成像于感測組件的示意圖。附圖符號說明10行車警示系統(tǒng)11交通運輸工具12第一繞射光柵14第一光源16第一光學(xué)模塊18物體20第一繞射圖案201第一中央亮帶202第一旁側(cè)亮帶203第二旁側(cè)亮帶22第二繞射光柵24第二光源26第二光學(xué)模塊28第二繞射圖案281第二中央亮帶282第三旁側(cè)亮帶283第四旁側(cè)亮帶30影像擷取模塊32感測組件34攝像單元36控制模塊38警示接口40存儲模塊42第一感測影像44第二感測影像Al第一警示范圍A2第二警示范圍距離Sl、S2、 Hl、 m具體實施方式
請參閱圖1，圖1為本發(fā)明一行車警示系統(tǒng)10的功能方塊示意圖，行車 警示系統(tǒng)IO可安裝于一交通運輸工具11內(nèi)，例如車輛等，行車警示系統(tǒng)10 包含有一第一繞射光柵12, —第一光源14,其可為一激光光源，用來投射 光線至第一繞射光柵12, —第一光學(xué)模塊16,用來將第一光源14所投射的 光線轉(zhuǎn)換為準平行的光束，以使該準平行的光束投射至第一繞射光柵12,以 于一物體18上形成一第一繞射圖案20，物體18可為一車輛， 一第二繞射光 柵22， 一第二光源24，用來投射光線至第二繞射光柵22, —第二光學(xué)模塊 26，用來將第二光源24所投射的光線轉(zhuǎn)換為準平行的光束，以使該準平行 的光束投射至第二繞射光柵22,以于物體18上形成一第二繞射圖案28，以 及一影像擷取模塊30,用來擷取第一繞射圖案20以及第二繞射圖案28,影 像擷取模塊30包含有一感測組件32,其可為一感光耦合組件(charge coupled device, CCD)或 一 互補金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal-oxidesemiconductor, CMOS)等，用來將光訊號轉(zhuǎn)換成電氣訊號，以及一攝像單元 34,用來分別接收第一繞射圖案20以及第二繞射圖案28所傳來的光線，以 于感測組件32上分別成像。行車警示系統(tǒng)10還包含有一控制模塊36,電連接于影像擷取模塊30, 用來依據(jù)影像擷取模塊30擷取第一繞射圖案20以及第二繞射圖案28的結(jié) 果判斷交通運輸工具11與物體18的相對位置， 一警示接口 38,電連接于控 制模塊36,控制模塊36可控制警示接口 38呈現(xiàn)一警示訊息，藉以警示物體 18進入交通運輸工具11的警示范圍，警示接口 38可以影像畫面或發(fā)出聲響 的形式來呈現(xiàn)該警示訊息，以及一存儲模塊40,電連接于控制模塊36，用 來儲存交通運輸工具11與物體18的相對位置的信息。請參閱圖2、圖3與圖4，圖2為第一繞射光柵12接收光線且產(chǎn)生繞射 圖案的光學(xué)示意圖，圖3為第一繞射圖案20的示意圖，圖4為第一繞射圖 案20的亮度分布示意圖，第一光源14所投射出的光線會經(jīng)由第一光學(xué)模塊 16轉(zhuǎn)換為準平行的光束，之后光束會被4殳射至第一繞射光柵12,通過第一 繞射光柵12所產(chǎn)生的繞射效應(yīng)會成像出繞射條紋，靠近中央的亮帶亮度最 大，越往兩側(cè)則亮度遞減，第一繞射圖案20包含有一第一中央亮帶201, 一一 第一旁側(cè)亮帶202，位于第一中央亮帶201的一側(cè)，以及一第二旁側(cè)亮帶203, 位于第一中央亮帶202的另一側(cè)。其實于第一旁側(cè)亮帶202與第二旁側(cè)亮帶 203的外側(cè)第一繞射圖案20還包含了其它亮度很小的亮帶，于此實施例中僅 采用此三個亮帶作為判斷交通運輸工具11與物體18的相對位置的依據(jù)，但 本發(fā)明不僅局限于使用此三個亮帶作為判斷的依據(jù)，亦可使用其它數(shù)目或位 置的繞射條紋作為判斷的依據(jù)。同理，請參閱圖5，圖5為第二繞射圖案28 的示意圖，第二繞射圖案28包含有一第二中央亮帶281, —第三旁側(cè)亮帶 282,位于第二中央亮帶281的一側(cè)，以及一第四旁側(cè)亮帶2S3，位于第二中 央亮帶281的另一側(cè)，第二繞射光柵22接收光線且產(chǎn)生繞射圖案的光學(xué)原 理以及第二繞射圖案28的成像原理與前述說明相同，故于此不再詳述。請參閱圖6,圖6為本發(fā)明交通運輸工具11與物體18于不同相對位置 的示意圖，可設(shè)計當物體18進入交通運輸工具11的一第 一警示范圍Al時(虛 線L1與L2所包圍出的區(qū)域)，第一繞射圖案20的第一旁側(cè)亮帶202或第二 旁側(cè)亮帶203會成像于物體18上，此時影像擷取模塊30于物體18上可擷 取到第 一旁側(cè)亮帶202或第二旁側(cè)亮帶203所傳來的光線，而傳輸一相對應(yīng)的訊號至控制模塊36，之后控制模塊36便會控制警示接口 38呈現(xiàn)警示訊息， 藉以提醒駕駛者物體18已經(jīng)進入第一警示范圍Al內(nèi)。同理，當物體18進 入交通運輸工具11的一第二警示范圍A2時(虛線L3與L4所包圍出的區(qū)域)， 第二繞射圖案28的第三旁側(cè)亮帶282或第四旁側(cè)亮帶283會成像于物體18 上，此時影像擷取模塊30于物體18上可擷取到第三旁側(cè)亮帶282或第四旁 側(cè)亮帶283所傳來的光線，而傳輸一相對應(yīng)的訊號至控制模塊36，之后控制 模塊36便會控制警示接口 38呈現(xiàn)警示訊息，藉以警示駕駛物體18已經(jīng)進 入第二警示范圍A2內(nèi)。由上可知，行車警示系統(tǒng)IO具有掃描其它車輛是否 進入其警戒范圍的功能，而警戒范圍的設(shè)定端視繞射圖案的中央亮帶與旁側(cè) 亮帶的距離(中央亮帶與旁側(cè)亮帶的距離與警戒范圍成正比)，而可藉由調(diào)整 繞射光柵的光柵寬度與光源所發(fā)射光線的波長來調(diào)整中央亮帶與旁側(cè)亮帶 的距離，進而達到調(diào)整行車警示系統(tǒng)10的掃描警示范圍的目的。請參閱圖7與圖8,圖7為本發(fā)明第一中央亮帶201與第二中央亮帶281 成像于感測組件32的光學(xué)路徑示意圖，圖8為本發(fā)明第一中央亮帶201與 第二中央亮帶281成像于感測組件32的示意圖，分別投影于物體18上的第 一中央亮帶201與第二中央亮帶281所發(fā)出的光線可經(jīng)由攝像單元34分別 成像于感測組件32，而分別產(chǎn)生一第一感測影像42以及一第二感測影像44。 而物體18與交通運輸工具11的攝像單元34的距離為Sl， Sl可視為物體 18與交通運輸工具11的距離，攝像單元34與感測組件32的距離為S2,第 一中央亮帶201與第二中央亮帶2S1的間距為Hl,且感測組件32所感測到 的第一感測影像42以及第二感測影像44的距離為H2，依據(jù)相似三角形的 幾何關(guān)系，可得出下列關(guān)系式H1/S1二H2/S2;S1=S2*H1/H2由于攝像單元34與感測組件32的距離S2以及第一中央亮帶201與第 二中央亮帶281的間距H1為定值，故可藉由量測出第一感測影像42以及第 二感測影像44的距離H2,而得出相對應(yīng)的物體18與交通運輸工具11的距 離Sl。如圖8所示，當?shù)谝桓袦y影像42以及第二感測影像44的距離H2越 大，則代表物體18與交通運輸工具11的距離Sl越近；反之，當?shù)谝桓袦y 影像42以及第二感測影像44的距離H2越小，則代表物體18與交通運輸工 具11的距離Sl越遠。藉由上述原理可量測出自身車輛與其它車輛或障礙物的距離，而達到測距的效果，且當交通運輸工具11與物體18的距離Sl小 于一閾值時，控制模塊36可控制警示接口 38呈現(xiàn)一警示訊息，藉以提醒駕 駛者車輛與其它物體過近，其于短距離的應(yīng)用類似于倒車雷達，而于長距離 的應(yīng)用則有提醒駕駛者保持安全車距的功效。此外，控制模塊36可將上述交通運輸工具11與物體18的相對位置的 信息以及交通運輸工具11與物體18的距離Sl的信息等儲存于存儲模塊40， 藉以作為交通運輸工具11的行車記錄數(shù)據(jù)，亦可提供實時路況的判別使用。而本發(fā)明第一繞射光柵12、第一光源14、第一光學(xué)模塊16、第二繞射 光柵22、第二光源24、第二光學(xué)模塊26,以及影像擷取模塊30可安裝于交 通運輸工具ll的任一側(cè)，例如安裝于交通運輸工具11的后方，藉以掃描后 方的來車與后方來車的車距，端視設(shè)計需求而定。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的行車警示系統(tǒng)利用判斷擷取繞射成像于被測 物的影像的影像擷取結(jié)果，來達到掃描其它車輛是否進入其警戒范圍以及短 距離與長距離測距的功能，故并無訊號于空氣中衰減或光強度感測受環(huán)境條 件影響極大的問題，而可精準地達到掃描與測距的功用，故可有效地增進行 車安全性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求所做的均等 變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1. 一種安裝于一交通運輸工具的行車警示系統(tǒng)，其包含有一第一繞射光柵；一第一光源，用來投射光線至該第一繞射光柵，以于一物體上形成一第一繞射圖案；一影像擷取模塊，用來擷取該第一繞射圖案；以及一控制模塊，電連接于該影像擷取模塊，用來依據(jù)該影像擷取模塊擷取該第一繞射圖案的結(jié)果判斷該交通運輸工具與該物體的相對位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的行車警示系統(tǒng)，其中該第一光源為一激光光源。
3. 如權(quán)利要求1所述的行車警示系統(tǒng)，其還包含一第一光學(xué)模塊，用來 將該第一光源所投射的光線轉(zhuǎn)換為準平行的光束。
4. 如權(quán)利要求1所述的行車警示系統(tǒng)，其中該第一繞射圖案包含有 一第一中央亮帶；一第一旁側(cè)亮帶，位于該第一中央亮帶的一側(cè)；以及 一第二旁側(cè)亮帶，位于該第一中央亮帶的另一側(cè)。
5. 如權(quán)利要求4所述的行車警示系統(tǒng)，其還包含一警示接口，其中當該 影像擷取模塊于該物體上擷取到該第 一旁側(cè)亮帶或該第二旁側(cè)亮帶時，該控制模塊控制該警示接口呈現(xiàn)一警示訊息，藉以警示該物體進入該交通運輸工 具的一第一警示范圍。
6. 如權(quán)利要求4所述的行車警示系統(tǒng)，其還包含有 一第二繞射光柵；以及一第二光源，用來投射光線至該第二繞射光柵，以于該物體上形成一第 二繞射圖案，該第二繞射圖案包含有； 一第二中央亮帶；一第三旁側(cè)亮帶，位于該第二中央亮帶的一側(cè)；以及 一第四旁側(cè)亮帶，位于該第二中央亮帶的另一側(cè)； 其中該控制模塊用來依據(jù)該影像擷取模塊擷取該第一中央亮帶與該第 二中央亮帶的結(jié)果判斷該交通運輸工具與該物體的距離。
7. 如權(quán)利要求6所述的行車警示系統(tǒng)，其中該影像擷取模塊包含有一 感測組件；以及一攝像單元，用來分別接收該第一中央亮帶與該第二中央亮帶所傳來的光線，以于該感測組件分別成像一第一感測影像以及一第二感測影像；其中該交通運輸工具與該物體的距離等于(該感測組件與該攝像單元的 距離)*(該第一中央亮帶與該第二中央亮帶的距離)/(該第一感測影像以及該 第二感測影像的距離)。
8. 如權(quán)利要求7所述的行車警示系統(tǒng)，其還包含一警示接口，其中當該 交通運輸工具與該物體的距離小于一閾值時，該控制模塊控制該警示接口呈 現(xiàn)一警示訊息。
9. 如權(quán)利要求6所述的行車警示系統(tǒng)，其還包含一警示接口，其中當該 影像擷取模塊于該物體上擷取到該第三旁側(cè)亮帶或該第四旁側(cè)亮帶時，該控 制模塊控制該警示接口呈現(xiàn)一警示訊息，藉以警示該物體進入該交通運輸工 具的一第二警示范圍。
10. 如權(quán)利要求1所述的行車警示系統(tǒng)，其還包含一存儲模塊，用來儲 存該交通運輸工具與該物體的相對位置的信息。
全文摘要
一種安裝于一交通運輸工具的行車警示系統(tǒng)，其包含有一第一繞射光柵，一第一光源，用來投射光線至該第一繞射光柵，以于一物體上形成一第一繞射圖案，一影像擷取模塊，用來擷取該第一繞射圖案，以及一控制模塊，電連接于該影像擷取模塊，用來依據(jù)該影像擷取模塊擷取該第一繞射圖案的結(jié)果判斷該交通運輸工具與該物體的相對位置。
文檔編號G01S17/00GK101271161SQ20071008841
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者林勇杉 申請人:光寶科技股份有限公司