汽车A柱盲区的消除与安全设计

吴磊　范例　王烨文

【摘 要】在车辆行驶过程中，因汽车A柱的存在而出现了一定范围的盲区，在弯道路段容易发生侧面碰撞的事故，影响行驶安全性。面对这一情况，驾驶员为了防止出现交通事故，往往侧身前倾对前方路况进行观察，特别是左前方，使得驾驶舒适性持续降低。所以，怎样消除A柱盲区，提高驾驶舒适性与安全性，是本文研究的关键。鉴于此，本研究作者结合自身所学知识，创新设计了消除汽车A柱盲区的方法，仅供参考。

【关键词】汽车A柱;盲区;安全

中图分类号： U463.83文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）16-0046-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.16.021

近年来，汽车的数量不断增长，我们对其依赖性也与日俱增。但是，随着汽车使用率的增加，交通施工逐年增长趋势明显，国家越来越重视交通事故，从政策层面加大了道路安全的监管力度，对交通法规予以了严格规定。对于驾驶员而言，驾驶证考试越来越严格，对驾车技术的要求也越来越高。但是，对于汽车工业而言，汽车安全技术尤为关键。所以，对汽车A柱盲区消除予以合理设计，以此来提高汽车行驶安全性，这对于保障驾驶员安全以及推动汽车工业可持续发展具有重大的现实意义。

1 研究背景

2017年10月25日，江某在驾车上班的过程中由于A柱盲区的影响，撞倒了路边工作的环卫工人，庆幸的是伤情并不严重;同年11月24日，新浪大连新闻报道了一起某品牌SUV汽车由于存在A柱盲区，驾驶员无法看清前方道路而引起了事故，导致出现人员伤亡的严重后果。基于此在所有发生的交通事故中，汽车A柱盲区是一个重要的原因，这点已经引起了我们的共识。研发汽车A柱盲区消除系统，属于汽车安全方面的里程碑成就，能够很好地解决汽车在实际行驶时特别是转弯的过程中发生的交通事故。所以，对汽车A柱盲区问题的解决，能够推动汽车安全技術的进一步发展。

2 汽车A柱盲区消除研究现状

汽车最早是由德国人卡尔·佛里特立奇·奔驰发明的，在其面市之后安全性就得到了人们的广泛关注[1]。而在汽车工业发展过程中，如何确保消除汽车行驶中遇到的各种风险，已经受到了广大工程师的高度重视。针对汽车A柱盲区来说，很多学者都进行了深入的研究，主要内容包括以下四点：其一，在汽车A柱上设计三角窗、倒车贴，虽然这可以在一定程度上起着控制事故几率的目的，不过存在很大缺陷，当A柱结构变化后，难以达到车身设计在结构强度方面的要求，进而不利于被动安全性能;其二，改变A柱的材料来促进其强度的提升，能够在满足A柱强度的基础上对A柱尺寸予以缩小;其三，在树脂玻璃当中填充三角形的硬质材料，并将其作为A柱的主要材料，进而实现A柱的透明化;其四，在车外安装摄像头，运用线路连接到车内，将等效显示器安装在A柱上，这样就能将车外的路况信息在显示器中显示出来。

3 汽车A柱盲区消除设计的必要性

对于汽车而言，A柱不仅起到支撑的作用，还能在发生碰撞时承受相当一部分的冲击，因此A柱的横截面积应越大越好，这样才能保证发生事故时驾驶室不会被压扁，增大司乘人员的存活率。但汽车A柱的横截面积越大，造成的视野盲区面积也越大，安全性越低，而驾驶员为了防止交通事故的发生，通常会侧身前倾对前方的路况进行观察，这严重影响了驾驶员的驾驶舒适性。所以，当前存在着汽车A柱横截面积大小选择的问题，为了能够解决此问题，设计师们仍在进行着不懈的努力。

4 汽车A柱盲区消除与安全设计

将高清曲面显示屏与电路、高清广角摄像头连接起来，以此来形成电路系统，让A柱盲区得到显示，避免影响到驾驶员的视线。在高清广角摄像头的支持下，能够输入被A柱遮挡的汽车方左、右两侧的影像，并转化为电信号，通过电路向影像显示设备进行传输。这样影像显示设备就能够将汽车A柱遮挡的路况信息同步给驾驶人员，方便其结合路况做出相应的操作，降低交通事故的发生。

4.1 控制电路的设计

4.2 高清广角摄像头安装位置及选取依据

汽车A柱盲区分为左、右两侧，两侧的盲区范围存在较大差异。因为驾驶员坐在汽车左侧，因此相比于右侧盲区，左侧盲区范围更大。汽车A柱左侧盲区是当驾驶员身体和车座垂直时，眼睛平视左侧A柱所形成的角的车外部分，右侧也是相同的道理。离车的距离越远，被遮挡的面积越大。结合数学几何原理，应在两条射线和A柱的切点位置安装高清广角摄像头，由于一共存在2个切点，可以将高清广角摄像头安装在两个切点之间，其刚好可以拍到驾驶员视线盲区内的路况。高清广角摄像头能够实现360°照射，汽车左右两侧均安装，这样既能解决A柱盲区对驾驶员视线造成的干扰，还能有效防止交通事故[2]的发生。

4.3 高清曲面显示屏尺寸的设定及原因

曲面显示屏能够拉近离摄影头较远位置的影像，因此驾驶员就可以看到非常清晰的画面。相关资料[3]显示，高清广角摄像头决定了曲面显示屏的实际面积，高清曲面显示屏的分辨率为1024*600，因而其屏幕大小最小为7寸。通过这种设计方式，能有效避免对驾驶员的视线造成干扰，保证汽车行驶的安全性。

5 汽车A柱盲区消除系统硬件与实现

5.1 硬件装配及布置

由于不同品牌汽车的A柱结构不一样，要想驾驶员视线不受影响，应该合理调整高清广角摄像头、车内显示器等设备的角度与位置。例如：在汽车左侧A柱中，应该根据高清广角摄像头大小在A柱上钻稍大于摄像头的孔，通过打磨确保符合摄像头安装的尺寸要求[4]，安装时，应该不断调整高清广角摄像头的角度，确保能够照到盲区内的所有路况，雷达的安装方式也是如此。将提前设置好程序的处理器与高清广角摄像头、雷达的数据传输线连接，触发点为转向灯开关。当转向灯开关打开后，高清广角摄像头和雷达将开始工作，并在转向中将A柱盲区内的路况影像显示出来。

5.2 运用单片机实现控制

5.2.1 单片机介绍

本系统主要运用了AT89S52单片机，此种单片机属于8位微控制器具的一种，优势在于功耗低，性能高，拥有8k字节，在系统中设定Flash存储器，AT89S52采用高密度非易失性存储器技术制造、80C51产品指令及程序存储器，促使这一系统更加灵活。

5.2.2 单片机控制的实现

在单片机编写程序的过程中，要充分考虑到市场中的倒车影像雷达装置的单片机程序，确保在转向灯开关被开启后，雷达发射电路、接收电路、摄像探头以及接收探头等都可以正常工作，并在单片机处理过程中，保证显示器电路和报警电路正常工作。

6 结语

经试验证明，不论车辆在直线行驶过程中，还是转弯时，本装置的工作均不会受到影响，且可将A柱盲区予以消除，就算有障碍物出现在摄像头不能观测之处，雷达也会发出警报，进而避免发生事故，可以说实用价值非常大。但在具体运用中也有相应的弊端存在，比如受路面不平的影响，让摄像头角度与位置发生改变;在高速超车时，报警装置会在对向来车时发出警报，引起一些不必要的麻烦;整体线路独立于整车系统，没有连接CAN总线[5];和车辆未充分融合等。上述种种均是本系统在设计上存在的问题，所以这一工作的提升空间还非常大，今后需进一步完善。汽车A柱盲区消除在以后的主动安全领域会起到至关重要的作用。未来，除了应达到高度集成与高度电子化的要求以外，还要充分考虑到人机结合，加强人眼视觉和显示器的联系。这样显示器就可以主动捕捉人眼球的运动，达到“人眼随动”的目的，最大限度地发挥出这套系统的作用。

【參考文献】

[1]张博，化有为，于丽.汽车A柱盲区消除系统设计[J].科技传播，2016，8（7）：1457.

[2]王敏，周树道，彭文星，等.基于超声波传感器的汽车盲区检测系统研究[J].自动化技术与应用，2017，36（3）：110-112.

[3]吴映辉，吴宇嘉.乘用车A柱盲区视窗系统研究与应用[J].公路与汽运，2016（6）：6-8.

[4]纵科展，凤鹏飞.汽车A柱的盲区消除与安全设计[J]. 科技风，2017（24）：7-7.

[5]王小留.A柱障碍角的优化研究[J].汽车实用技术，2018（6）：26-28.