汽車(chē)加裝右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)方案

陳輝淦

(福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系，福建福州 350003)

截止到2016年，我國(guó)的汽車(chē)銷(xiāo)量已經(jīng)連續(xù)八年全球第一，車(chē)輛總數(shù)也已經(jīng)全球第一，但車(chē)輛原車(chē)基本上都不帶360°可視系統(tǒng)，最多只帶倒車(chē)可視系統(tǒng)。很多中低端車(chē)連倒車(chē)可視系統(tǒng)都不帶，車(chē)主只能在購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛后自行安裝車(chē)載導(dǎo)航(倒車(chē)可視系統(tǒng))。右前輪區(qū)域?qū)Χ鄶?shù)的車(chē)輛來(lái)說(shuō)都是盲區(qū)，車(chē)輛在通過(guò)比較狹窄的道路或人流量比較密集的地方時(shí)就有比較大的難度，存在一定的安全隱患。尤其是SUV、皮卡車(chē)的右前輪盲區(qū)更大。而加裝360°可視系統(tǒng)成本較高，線路改動(dòng)較大。針對(duì)上述問(wèn)題，本文將市面上的車(chē)載導(dǎo)航開(kāi)啟倒車(chē)影像視頻的控制方式分為兩種，分別提出相應(yīng)的加裝右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)的解決方案，以達(dá)到大大降低駕駛難度，提高安全性能，使駕駛員能更安全駕車(chē)的目的。

1 汽車(chē)車(chē)載導(dǎo)航開(kāi)啟影像視頻的控制方式

目前市面上汽車(chē)車(chē)載導(dǎo)航開(kāi)啟倒車(chē)影像視頻的控制方式分為兩種。一種是以日系、韓系、多數(shù)自主品牌的車(chē)型為代表的“視頻信號(hào)開(kāi)啟視頻”方式，此種倒車(chē)可視控制電路簡(jiǎn)圖如圖1所示。當(dāng)電門(mén)開(kāi)啟后，車(chē)輛掛入倒車(chē)擋，倒車(chē)擋開(kāi)關(guān)閉合，IG電流到倒車(chē)燈，倒車(chē)燈點(diǎn)亮；IG電流到倒攝像頭CV+上，倒車(chē)攝像頭通電，倒車(chē)攝像頭通電后，倒車(chē)攝像頭的CB+上就有視頻模擬信號(hào)輸出到車(chē)載導(dǎo)航CA+上。車(chē)載導(dǎo)航CA+收到倒車(chē)視頻信號(hào)輸入后，車(chē)載導(dǎo)航自動(dòng)將屏幕切換到顯示倒車(chē)視頻畫(huà)面。車(chē)載導(dǎo)航讀取視頻信號(hào)線上的信號(hào)，并在車(chē)載導(dǎo)航屏幕上顯示出來(lái)。另一種是以德系為代表的“CAN總線開(kāi)啟視頻”方式，此種倒車(chē)可視控制電路簡(jiǎn)圖如圖2所示。當(dāng)電門(mén)開(kāi)啟后，車(chē)輛掛入倒車(chē)擋，倒車(chē)擋開(kāi)關(guān)閉合，IG電流到倒車(chē)燈，倒車(chē)燈點(diǎn)亮；IG電流到倒攝像頭CV+上，倒車(chē)攝像頭通電，倒車(chē)攝像頭通電后，倒車(chē)攝像頭的CB+上就有視頻模擬信號(hào)輸出到車(chē)載導(dǎo)航CA+上；IG電流到發(fā)動(dòng)機(jī)電腦板BRK上，BRK上就產(chǎn)生蓄電池電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦板就判定車(chē)輛掛入倒車(chē)擋，并通過(guò)CAN總線向車(chē)載導(dǎo)航和儀表等發(fā)送倒車(chē)擋位信號(hào)。車(chē)載導(dǎo)航收到CAN總線發(fā)過(guò)來(lái)的倒車(chē)擋位信號(hào)后，自動(dòng)地將屏幕切換到顯示倒車(chē)視頻畫(huà)面，車(chē)載導(dǎo)航讀CA+線上的視頻信號(hào)，并在車(chē)載導(dǎo)航屏幕上顯示出來(lái)。

2 汽車(chē)加裝右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)方案

2.1 視頻信號(hào)開(kāi)啟視頻方式的加裝右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)方案

運(yùn)用視頻信號(hào)開(kāi)啟視頻方式加裝右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，成本也很低，改動(dòng)線路也較少，電路接線圖如圖3所示。只需加裝1個(gè)12V的1路常開(kāi)繼電器RLY1、1個(gè)12V的2路常開(kāi)2路常閉繼電器RLY2、1個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的小型攝像頭CAM2、1個(gè)三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)SW1和1個(gè)整流二極管D1。CAM2安裝在右前輪后視鏡下方，攝像頭朝向右前輪。CAM2實(shí)車(chē)安裝照片如圖4所示。D1安裝在原倒車(chē)燈到原倒車(chē)攝像頭CAM1的CV+上(圖3)。D1的作用是實(shí)現(xiàn)電流單向?qū)üδ埽乐巩?dāng)RLY1常開(kāi)觸頭閉合后，ACC的電流到倒車(chē)燈，使倒車(chē)燈亮起。

在圖3中，當(dāng)三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)(SW1)沒(méi)有被觸動(dòng)(即在中間位置2處)，RLY1和RLY2均不會(huì)有動(dòng)作。原倒車(chē)可視線路基本上跟加裝右前盲區(qū)可視系統(tǒng)之前一樣。當(dāng)電門(mén)開(kāi)啟后，掛入倒車(chē)擋，倒車(chē)擋開(kāi)關(guān)閉合。IG電流流經(jīng)倒車(chē)擋開(kāi)關(guān)至倒車(chē)燈，倒車(chē)燈點(diǎn)亮。同時(shí)IG電流流經(jīng)D1至倒車(chē)攝像頭CAM1的CV+，給倒車(chē)攝像頭供電。攝像頭得電后CB+會(huì)發(fā)出視頻模擬信號(hào)輸出，視頻模擬信號(hào)流經(jīng)RLY2的常閉觸頭至車(chē)載導(dǎo)航的CA+。車(chē)載導(dǎo)航收到視頻模擬信號(hào)后自動(dòng)切換到倒車(chē)視頻畫(huà)面，顯示右前輪攝像頭傳來(lái)的視頻畫(huà)像。

當(dāng)電門(mén)開(kāi)啟后，不論車(chē)輛在任何擋位、任何車(chē)速，只要將三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)(SW1)拔至位置1處。ACC電流經(jīng)RLY1繼電器線圈，經(jīng)三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)(SW1)位置1回負(fù)極。RLY1繼電器線圈得電，RLY1繼電器的常閉觸頭閉合。ACC電流經(jīng)RLY1常閉觸頭，流至倒車(chē)攝像頭，給倒車(chē)攝像頭供電。攝像頭得電后CB+會(huì)發(fā)出視頻模擬信號(hào)，視頻模擬信號(hào)流經(jīng)RLY2的常閉觸頭至車(chē)載導(dǎo)航的CA+。車(chē)載導(dǎo)航收到視頻模擬信號(hào)后自動(dòng)切換到倒車(chē)視頻畫(huà)面，顯示倒車(chē)攝像頭傳來(lái)的視頻畫(huà)像。因?yàn)镈1具有單向?qū)ㄗ饔?，所以倒?chē)燈不會(huì)被點(diǎn)亮。

當(dāng)電門(mén)開(kāi)啟后，不論車(chē)輛在任何擋位、任何車(chē)速，只要將三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)(SW1)拔至位置3處。ACC電流經(jīng)RLY2電器線圈，經(jīng)三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)(SW1)位置3回負(fù)極。RLY2繼電器的兩個(gè)常開(kāi)觸頭閉合，兩個(gè)常閉觸頭斷開(kāi)。ACC電流經(jīng)RLY2的1個(gè)常開(kāi)觸頭，流至右前攝像頭的CV+，給右前攝像頭供電。右前攝像頭得電后CB+會(huì)發(fā)出視頻模擬信號(hào)，視頻模擬信號(hào)流經(jīng)RLY2的另一個(gè)常開(kāi)觸頭至車(chē)載導(dǎo)航的CA+。車(chē)載導(dǎo)航收到視頻模擬信號(hào)后自動(dòng)切換到倒車(chē)視頻畫(huà)面，顯示倒車(chē)攝像頭傳來(lái)的視頻畫(huà)面。

2.2 CAN總線開(kāi)啟視頻方式的加裝右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)方案

采用CAN總線開(kāi)啟視頻方式加裝右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)，比視頻信號(hào)開(kāi)啟視頻方式的加裝右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)技術(shù)含量高一點(diǎn)，成本也高一點(diǎn)。但改動(dòng)的線路不多，電路接線圖如圖5所示。只須加裝視頻切換控制器、1個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的小型攝像頭CAM2、1個(gè)三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)SW1和1個(gè)整流二極管D1。CAM2安裝在右前輪后視鏡下方，攝像頭朝向右前輪，實(shí)車(chē)安裝的照片見(jiàn)圖4。D1安裝在原倒車(chē)燈攝像頭CAM1的CV+上。D1的作用是使電流單向?qū)?，?dāng)Q1導(dǎo)通，ACC電流向原倒車(chē)攝像頭的CV+供電，防止ACC電流到倒車(chē)燈，使倒車(chē)燈亮起。

當(dāng)電門(mén)開(kāi)啟后三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)(SW1)沒(méi)有被觸動(dòng)，即在中間位置2處，單片機(jī)使Q1、Q2、Q3、Q4均處于截止?fàn)顟B(tài)，并MCU進(jìn)入休眠模式。線路與之前沒(méi)有加裝右前輪可視攝像頭是差不多的。當(dāng)車(chē)輛電門(mén)打開(kāi)后，車(chē)輛掛入倒擋，擋開(kāi)關(guān)閉合，IG電流流經(jīng)倒車(chē)燈，點(diǎn)亮倒車(chē)燈。一路電流經(jīng)D1給CAM1供電，原倒車(chē)攝像頭CAM1發(fā)出倒車(chē)視頻信號(hào)，經(jīng)RLY2的常閉觸頭至車(chē)載導(dǎo)航CA+。另一路電流同時(shí)也流到發(fā)動(dòng)機(jī)電腦板BRK上，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦板判定車(chē)輛掛入倒擋，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)CAN總線將倒擋擋位信號(hào)發(fā)送至儀表、車(chē)載導(dǎo)航等。因Q3處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)CAN總線經(jīng)RLY2的常閉觸頭至車(chē)載導(dǎo)航。車(chē)載導(dǎo)航收到發(fā)動(dòng)機(jī)CAN總線發(fā)過(guò)來(lái)的倒擋信號(hào)，車(chē)載導(dǎo)航切換到倒車(chē)畫(huà)面，讀取倒車(chē)攝像頭的上視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟倒車(chē)攝像頭功能。

當(dāng)電門(mén)開(kāi)啟后，三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)(SW1)拔到位置1處。視頻切換控制器內(nèi)的單片機(jī)MCU產(chǎn)生中斷喚醒，使Q1、Q4導(dǎo)通，使Q2、Q3均處于截止?fàn)顟B(tài)。Q1導(dǎo)通后ACC電流至原倒車(chē)攝像頭的CV+上，給原倒車(chē)后視攝像頭供電；因二極管D1有單向?qū)ǖ淖饔?，從而阻止了ACC電流至倒車(chē)燈上。Q4導(dǎo)通后RLY2繼電器線圈得電，繼電器觸頭動(dòng)作，將車(chē)載導(dǎo)航的CAN-H、CAN-L聯(lián)到MCU-CAN-H、MCU-CAN-L上，MCU向MCU-CAN-H、MCU-CAN-L發(fā)出倒車(chē)的CAN信號(hào)[1]，使車(chē)載導(dǎo)航切換到倒車(chē)畫(huà)面，讀取倒車(chē)攝像頭上的視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟倒車(chē)攝像頭的功能。因Q4導(dǎo)通后RLY2繼電器線圈得電，繼電器觸頭動(dòng)作[2]，將車(chē)載導(dǎo)航的CAN-H、CAN-L跟原車(chē)CAN-H、CAN-L斷開(kāi)，車(chē)載導(dǎo)航不會(huì)讀取當(dāng)前車(chē)的擋位信號(hào)。

當(dāng)電門(mén)開(kāi)啟后，三擋船型視頻切換開(kāi)關(guān)(SW1)拔到位置3處。視頻切換控制器內(nèi)的單片機(jī)MCU產(chǎn)生中斷喚醒，使Q2、Q4導(dǎo)通，Q1、Q3均處于截止?fàn)顟B(tài)。Q2導(dǎo)通后ACC電流至右前輪攝像頭的CV+上，給原右前輪攝像頭供電。Q4導(dǎo)通后RLY2繼電器得電，繼電器觸頭動(dòng)作，將車(chē)載導(dǎo)航的CAN-H、CAN-L聯(lián)到MCU-CAN-H、MCU-CAN-L上，MCU向MCU-CAN-H、MCU-CAN-L發(fā)出倒車(chē)的CAN信號(hào)，使車(chē)載導(dǎo)航切換到倒車(chē)畫(huà)面，讀取倒右前輪攝像頭的上視頻信號(hào)CR+，開(kāi)啟右前輪盲區(qū)視頻信號(hào)。因Q4導(dǎo)通后RLY2繼電器線圈得電，繼電器觸頭動(dòng)作，將車(chē)載導(dǎo)航的CAN-H、CAN-L跟原車(chē)CAN-H、CAN-L斷開(kāi)，車(chē)載導(dǎo)航就讀不到發(fā)動(dòng)機(jī)電腦板發(fā)來(lái)的車(chē)輛當(dāng)前的實(shí)際擋位信號(hào)。

3 結(jié)語(yǔ)

駕車(chē)安全關(guān)乎駕駛員的切身利益，也關(guān)乎其他群體的人身安全。本文針對(duì)市面上兩種主要類型車(chē)輛右前輪區(qū)域?yàn)槊^(qū)，存在嚴(yán)重的安全隱患這一實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行分析、研究和改進(jìn)。使車(chē)輛右前輪盲區(qū)成為可視區(qū)域，削除了右前輪盲區(qū)導(dǎo)致的安全隱患，提高了駕車(chē)安全性能。此改進(jìn)方案操作簡(jiǎn)便、切實(shí)可行、安全可靠。經(jīng)測(cè)試，截至發(fā)稿日兩年多，筆者對(duì)這兩種車(chē)載導(dǎo)航倒車(chē)視頻控制汽車(chē)加裝的右前輪盲區(qū)可視系統(tǒng)，均未發(fā)現(xiàn)故障或異常現(xiàn)象，其性能可靠，具有一定的實(shí)用價(jià)值。