一種大貨車右轉盲區警示裝置

喬曉田 郭玉穎 王憲彬

摘要：為了減少貨車在右轉過程中因為內輪差而引起的交通事故，讓人們更加直觀的觀察到大貨車盲區，并引起重視，減少因盲區引起的事故發生的頻率，保障人們出行和大貨車行車的安全，提出了一種大貨車右轉盲區警示裝置。該裝置使用計算機編程精準計算盲區，使用激光照射盲區，使行人和非機動車輛遠離危險區域，并安裝報警裝置，提醒司機注意已經進入盲區的行人和非機動車輛。

關鍵詞：內輪差 右轉 盲區 示警

中圖分類號：U469.4

Abstract： In order to reduce the traffic accidents caused by the difference of the inner wheels during the right turn of the truck， let people observe the blind area of the large truck more intuitively， and pay attention to it， reduce the frequency of accidents caused by the blind area， and ensure the safety of people's travel and large trucks， a right turn blind area warning device for large trucks is is put forward in this paper. The device uses computer programming to accurately calculate blind areas， uses lasers to irradiate the blind areas， keep pedestrians and non-motor vehicles away from the dangerous areas， and install alarm devices to remind drivers to pay attention to pedestrians and non-motor vehicles that have entered the blind area.

Key Words： Inner wheel difference; Right turn; Blind area; Warning

國家統計局顯示，貨物運輸中公路運輸占總數的70%以上，2020年道路交通事故萬車死亡人數為1.66萬人，貨車交通事故多發高發，且事故致死率很高，給人民群眾和社會帶來了巨大的損失，因此貨車交通安全不可忽視。在大貨車引發的交通事故中，由內輪差引發的交通事故損傷慘重，且事故頻發。許多轎車司機，行人和非機動車輛對于大貨車的盲區一知半解，通常都以為大型車輛駕駛室較高，視角不會受到限制，事實上，因為這些與生俱來的盲區，距離車輛越近往往就越看不到 [1] 。

貨車右側是盲區，日常行駛時，常碰到貨車走在道路中間的線，有時快車道又有慢車阻擋，只能從貨車的右側超車，往往這時候極其容易發生交通事故，因為大型車輛車身較高，結構復雜，基本都是依靠前輪來轉向，所以它在轉彎時，前后輪并不在同一軌跡上。簡單說就是，前輪可以繞過道路的某一物體，而后輪卻繞不過去，這個盲區被稱為內輪差[2-3]。內輪差造成視覺盲區導致盲區加大，極可能導致嚴重交通事故發生[4-5]。因此研究裝置來降低事故發生率有重大實際意義。

1內輪差定義

建立內輪差問題的運動學理論分析模型[6-7]，如圖1所示，取汽車底盤的工字型鋼架為剛體研究對象，設車的前后輪間距為l，車的軸距d，汽車的最小轉彎半徑OA=r，D點代表內前輪，C點代表內后輪。忽略離心力所引起的車輛側滑與輪胎變形所引起的側向偏離對運動軌跡的影響。設車輛右轉彎時，D點速度恒定為VD，根據內輪差的定義，內輪差m=OD-OC，根據勾股定理OC2+CD2=OD2，已知CD的長為l。在直角三角形中ABO中，OB2+AB2=OA2已知AB的長為l，OB=OC+BC，BC的長為d，則內輪差。

對于汽車而言，方向盤打到極限位置，外側前輪距離轉向中心（瞬心）的距離通常定義為最小彎半徑r，如圖1所示，在已知輪距d和軸距l的情況下，容易換算出最小的內前輪軌跡半徑m min。

由公式可知，內輪差的大小與軸距、同軸輪距和轉彎半徑呈正相關。通過查閱不同車型的數據資料，將車身尺寸、最小轉彎半徑、內前輪最小轉彎半徑列于表1中。

2系統設計與實現

2.1硬件設計

硬件設計包括單片機系統，人體熱釋電紅外感應模塊，報警模塊，燈光盲區投射警示裝置，開關[8-9]。

單片機系統電路用于設計不同速度，不同軸距，輪距的內輪差，本系統采用51單片機開發板，STC89C52主芯片，通過編程，對大貨車轉彎時采集到的速度，彎矩等數據進行處理，得出內輪差的面積、范圍，并輸出到燈光盲區投射警示裝置，主要系統流程如圖2所示。

人體熱釋紅外感應模塊用于檢測盲區內有無人員，本系統采用高靈敏度人體感應開關模塊，基于紅外線技術的檢測模塊，當有人進入開關感應范圍時，專用傳感器探測到人體紅外光譜的變化，輸出高電平，人不離開感應范圍活動，將持續輸出高電平;人離開后，開關延時自動關閉負載[10-12]。靈敏度高，可靠性強，其主要系統流程如圖3所示。

報警模塊主要用蜂鳴器接人體熱釋紅外感應模塊輸出，高電平觸發，安裝在駕駛室，用于提醒駕駛員及時停車，避免人員傷亡。

燈光盲區投射警示裝置，大貨車右側盲區區域照亮，警示路人，機動車，非機動車等，避免其進入內輪差區域而被大貨車卷入車輪下，其正視圖如圖4所示。

燈光盲區投射警示裝置的主要程序系統流程如圖5所示。

2.2軟件設計

人體熱釋紅外感應模塊電路系統如圖6所示。

3系統調試與測試

根據本系統電路原理圖和系統流程圖，對各部分系統模塊燒錄程序，并進行實物焊接，之后對其進行調試。

3.1初始狀態調試

將焊接組裝好的實物系統放在平整的桌面上，在保證周圍無人的情況下，讓車輛能依靠所設軌道的坡度緩慢向前行駛。

3.2人體熱釋電紅外感應模塊檢查

打開裝置開關，將手放在大貨車右側任意區域，觀察蜂鳴器是否正常報警。

3.3燈源檢查

打開裝置開關，觀察燈源是否正常亮滅。

4結語

該裝置基于優化改善思想，綜合考慮了目前各種盲區警示裝置所存在的盲區檢測范圍不準確，不能引起除駕駛員外的交通參與者的警覺等現象，從而提出大貨車右轉盲區警示裝置。通過研制本裝置，基于大貨車右轉時各輪胎軌跡的變化，速度的變化，及大貨車車體物理數據，使用人體感應模塊，激光投射裝置，蜂鳴器報警裝置將大貨車右轉時的盲區標注明顯，并及時提醒駕駛員盲區范圍內有行人和騎乘者的出現，以便引起駕駛員，行人及騎乘者的警覺，以減少因此類交通事故發生而引起的人員傷亡，錢財損失，以及對家庭對社會的不可磨滅的影響，具有重要的意義。本裝置適用于各類大型車輛安裝，安裝簡單，使用方便，效果顯著，成本低廉，具有極大的普適性和推廣性，極具實際運用價值。

參考文獻

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