汽車A柱盲區的消除與安全設計

吳磊　范例　王燁文

【摘 要】在車輛行駛過程中，因汽車A柱的存在而出現了一定范圍的盲區，在彎道路段容易發生側面碰撞的事故，影響行駛安全性。面對這一情況，駕駛員為了防止出現交通事故，往往側身前傾對前方路況進行觀察，特別是左前方，使得駕駛舒適性持續降低。所以，怎樣消除A柱盲區，提高駕駛舒適性與安全性，是本文研究的關鍵。鑒于此，本研究作者結合自身所學知識，創新設計了消除汽車A柱盲區的方法，僅供參考。

【關鍵詞】汽車A柱;盲區;安全

中圖分類號： U463.83文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）16-0046-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.16.021

近年來，汽車的數量不斷增長，我們對其依賴性也與日俱增。但是，隨著汽車使用率的增加，交通施工逐年增長趨勢明顯，國家越來越重視交通事故，從政策層面加大了道路安全的監管力度，對交通法規予以了嚴格規定。對于駕駛員而言，駕駛證考試越來越嚴格，對駕車技術的要求也越來越高。但是，對于汽車工業而言，汽車安全技術尤為關鍵。所以，對汽車A柱盲區消除予以合理設計，以此來提高汽車行駛安全性，這對于保障駕駛員安全以及推動汽車工業可持續發展具有重大的現實意義。

1 研究背景

2017年10月25日，江某在駕車上班的過程中由于A柱盲區的影響，撞倒了路邊工作的環衛工人，慶幸的是傷情并不嚴重;同年11月24日，新浪大連新聞報道了一起某品牌SUV汽車由于存在A柱盲區，駕駛員無法看清前方道路而引起了事故，導致出現人員傷亡的嚴重后果。基于此在所有發生的交通事故中，汽車A柱盲區是一個重要的原因，這點已經引起了我們的共識。研發汽車A柱盲區消除系統，屬于汽車安全方面的里程碑成就，能夠很好地解決汽車在實際行駛時特別是轉彎的過程中發生的交通事故。所以，對汽車A柱盲區問題的解決，能夠推動汽車安全技術的進一步發展。

2 汽車A柱盲區消除研究現狀

汽車最早是由德國人卡爾·佛里特立奇·奔馳發明的，在其面市之后安全性就得到了人們的廣泛關注[1]。而在汽車工業發展過程中，如何確保消除汽車行駛中遇到的各種風險，已經受到了廣大工程師的高度重視。針對汽車A柱盲區來說，很多學者都進行了深入的研究，主要內容包括以下四點：其一，在汽車A柱上設計三角窗、倒車貼，雖然這可以在一定程度上起著控制事故幾率的目的，不過存在很大缺陷，當A柱結構變化后，難以達到車身設計在結構強度方面的要求，進而不利于被動安全性能;其二，改變A柱的材料來促進其強度的提升，能夠在滿足A柱強度的基礎上對A柱尺寸予以縮小;其三，在樹脂玻璃當中填充三角形的硬質材料，并將其作為A柱的主要材料，進而實現A柱的透明化;其四，在車外安裝攝像頭，運用線路連接到車內，將等效顯示器安裝在A柱上，這樣就能將車外的路況信息在顯示器中顯示出來。

3 汽車A柱盲區消除設計的必要性

對于汽車而言，A柱不僅起到支撐的作用，還能在發生碰撞時承受相當一部分的沖擊，因此A柱的橫截面積應越大越好，這樣才能保證發生事故時駕駛室不會被壓扁，增大司乘人員的存活率。但汽車A柱的橫截面積越大，造成的視野盲區面積也越大，安全性越低，而駕駛員為了防止交通事故的發生，通常會側身前傾對前方的路況進行觀察，這嚴重影響了駕駛員的駕駛舒適性。所以，當前存在著汽車A柱橫截面積大小選擇的問題，為了能夠解決此問題，設計師們仍在進行著不懈的努力。

4 汽車A柱盲區消除與安全設計

將高清曲面顯示屏與電路、高清廣角攝像頭連接起來，以此來形成電路系統，讓A柱盲區得到顯示，避免影響到駕駛員的視線。在高清廣角攝像頭的支持下，能夠輸入被A柱遮擋的汽車方左、右兩側的影像，并轉化為電信號，通過電路向影像顯示設備進行傳輸。這樣影像顯示設備就能夠將汽車A柱遮擋的路況信息同步給駕駛人員，方便其結合路況做出相應的操作，降低交通事故的發生。

4.1 控制電路的設計

4.2 高清廣角攝像頭安裝位置及選取依據

汽車A柱盲區分為左、右兩側，兩側的盲區范圍存在較大差異。因為駕駛員坐在汽車左側，因此相比于右側盲區，左側盲區范圍更大。汽車A柱左側盲區是當駕駛員身體和車座垂直時，眼睛平視左側A柱所形成的角的車外部分，右側也是相同的道理。離車的距離越遠，被遮擋的面積越大。結合數學幾何原理，應在兩條射線和A柱的切點位置安裝高清廣角攝像頭，由于一共存在2個切點，可以將高清廣角攝像頭安裝在兩個切點之間，其剛好可以拍到駕駛員視線盲區內的路況。高清廣角攝像頭能夠實現360°照射，汽車左右兩側均安裝，這樣既能解決A柱盲區對駕駛員視線造成的干擾，還能有效防止交通事故[2]的發生。

4.3 高清曲面顯示屏尺寸的設定及原因

曲面顯示屏能夠拉近離攝影頭較遠位置的影像，因此駕駛員就可以看到非常清晰的畫面。相關資料[3]顯示，高清廣角攝像頭決定了曲面顯示屏的實際面積，高清曲面顯示屏的分辨率為1024*600，因而其屏幕大小最小為7寸。通過這種設計方式，能有效避免對駕駛員的視線造成干擾，保證汽車行駛的安全性。

5 汽車A柱盲區消除系統硬件與實現

5.1 硬件裝配及布置

由于不同品牌汽車的A柱結構不一樣，要想駕駛員視線不受影響，應該合理調整高清廣角攝像頭、車內顯示器等設備的角度與位置。例如：在汽車左側A柱中，應該根據高清廣角攝像頭大小在A柱上鉆稍大于攝像頭的孔，通過打磨確保符合攝像頭安裝的尺寸要求[4]，安裝時，應該不斷調整高清廣角攝像頭的角度，確保能夠照到盲區內的所有路況，雷達的安裝方式也是如此。將提前設置好程序的處理器與高清廣角攝像頭、雷達的數據傳輸線連接，觸發點為轉向燈開關。當轉向燈開關打開后，高清廣角攝像頭和雷達將開始工作，并在轉向中將A柱盲區內的路況影像顯示出來。

5.2 運用單片機實現控制

5.2.1 單片機介紹

本系統主要運用了AT89S52單片機，此種單片機屬于8位微控制器具的一種，優勢在于功耗低，性能高，擁有8k字節，在系統中設定Flash存儲器，AT89S52采用高密度非易失性存儲器技術制造、80C51產品指令及程序存儲器，促使這一系統更加靈活。

5.2.2 單片機控制的實現

在單片機編寫程序的過程中，要充分考慮到市場中的倒車影像雷達裝置的單片機程序，確保在轉向燈開關被開啟后，雷達發射電路、接收電路、攝像探頭以及接收探頭等都可以正常工作，并在單片機處理過程中，保證顯示器電路和報警電路正常工作。

6 結語

經試驗證明，不論車輛在直線行駛過程中，還是轉彎時，本裝置的工作均不會受到影響，且可將A柱盲區予以消除，就算有障礙物出現在攝像頭不能觀測之處，雷達也會發出警報，進而避免發生事故，可以說實用價值非常大。但在具體運用中也有相應的弊端存在，比如受路面不平的影響，讓攝像頭角度與位置發生改變;在高速超車時，報警裝置會在對向來車時發出警報，引起一些不必要的麻煩;整體線路獨立于整車系統，沒有連接CAN總線[5];和車輛未充分融合等。上述種種均是本系統在設計上存在的問題，所以這一工作的提升空間還非常大，今后需進一步完善。汽車A柱盲區消除在以后的主動安全領域會起到至關重要的作用。未來，除了應達到高度集成與高度電子化的要求以外，還要充分考慮到人機結合，加強人眼視覺和顯示器的聯系。這樣顯示器就可以主動捕捉人眼球的運動，達到“人眼隨動”的目的，最大限度地發揮出這套系統的作用。

【參考文獻】

[1]張博，化有為，于麗.汽車A柱盲區消除系統設計[J].科技傳播，2016，8（7）：1457.

[2]王敏，周樹道，彭文星，等.基于超聲波傳感器的汽車盲區檢測系統研究[J].自動化技術與應用，2017，36（3）：110-112.

[3]吳映輝，吳宇嘉.乘用車A柱盲區視窗系統研究與應用[J].公路與汽運，2016（6）：6-8.

[4]縱科展，鳳鵬飛.汽車A柱的盲區消除與安全設計[J]. 科技風，2017（24）：7-7.

[5]王小留.A柱障礙角的優化研究[J].汽車實用技術，2018（6）：26-28.