汽车A柱盲区控制研究

汽车A柱盲区控制研究

谭绮晗

广西艾盛创制科技有限公司545000

摘要：由于汽车A柱盲区的存在，在驾驶员驾驶车辆进入弯道时，可能会导致侧面碰撞的事故，影响了驾驶的安全性；或者司机为了避免事故的发生通常需侧身前倾以观察前方（特别是左前方）路况，影响其驾驶的舒适性。通过安装摄像头和视窗等装置可以消除这个盲区，提高驾驶安全性和舒适性。

关键词：汽车A柱；盲区消除；控制

1国内研究现状

为了降低汽车A柱盲区引起的事故率，工程师们权衡利弊，巧妙的设计出了“三角窗”。使汽车不需要通过加宽汽车A柱，就可以加固稳定性，提升车身钢性，三角窗还具有扩大视野的作用，减少了视觉盲区。其缺点是多出的支柱还有可能因为强烈的撞击而伤害到驾驶员。汽车雷达的出现，有效的减少设备的剐蹭和交通事故的发生，在停车或者堵车的时候能够帮助新手驾驶员掌控路况，准确停泊车辆。但其有一个特别大的缺点，就是不停地报警，不管有没有障碍物，雷达系统都会不断的预报，影响驾驶者专心驾驶。因此，汽车A柱盲区的消除与安全设计还需要时间完善。

2A柱盲区的定义

什么是A柱，A柱就是前挡风玻璃与前门玻璃之间的夹角的支撑柱。当司机开车过程中，由于A柱加上前挡风玻璃的黑边宽度在一定程度上挡住司机视线，司机看不到的区域就是A柱视野盲区，每个汽车厂都在设计上尽量减少A柱视野盲区，目的就是为减少交通事故。但该问题依然存在，只是各厂家减少程度上不一样。

3A柱与驾驶员距离及A柱宽度对盲区的影响分析

众所周知，不同车型拥有不同的A柱，包括倾斜角度的不同以及宽窄度的不同等等。对盲区产生影响的主要是A柱的宽窄度，也就是说在驾驶员位置不变的情况下，A柱越宽所产生的盲区越大。另外如果A柱宽度不变的情况下，驾驶员距离A柱越近则A柱盲区越大。由于中国汽车驾驶员位置位于前排左侧所以左面的A柱相比右面的A柱产生的盲区要大一些。如图1所示。

图1左右A柱盲区及正常视野示意图

GB11562《汽车驾驶员前方视野要求及测量方法》要求，每根A柱双目障碍角不得超过6°，对于防弹车辆，该角度不超过10°。

4现有技术的汽车Ａ柱盲区控制方案

4.1汽车Ａ柱无盲区显示装置

公告号为ＣＮ203739757Ｕ的中国实用新型专利公开了“一种汽车Ａ柱无盲区显示装置”，其通过安装在Ａ柱内侧上的影像显示设备和安装在Ａ柱外侧的影像输入设备使Ａ柱透明化（见图2）。

图2汽车Ａ柱无盲区显示装置实景

该装置存在以下弊端：（1）因影像输入设备安装于Ａ柱外侧，易受雨水、尘土等的影响，无法全天候工作；（2）影像显示设备结构尺寸大，安装于Ａ柱内侧，影响汽车内饰美观；（3）特殊比例的ＬＥＤ液晶显示屏生产技术要求高，难以适应车型各异的Ａ柱，成本高；（4）过大的显示屏影像完全遮挡了Ａ柱，由于没有了Ａ柱作参照物，驾驶者无法直观判断车身在交通环境中的位置，容易产生错觉而引发交通事故；（5）影像输入设备安装在车外，其与车内影像显示设备布线安装调试较难，需使用专业工具，由专业人员利用专业技术来完成，不利于装置的推广普及；（6）平板式显示屏长度与Ａ柱相配合，安装于向后倾斜的Ａ柱上，由于屏幕可视视角的原因，驾驶者可能无法看清楚显示屏影像。

4.2乘用车Ａ柱盲区视窗系统

乘用车Ａ柱盲区视窗系统的设计基本思路：在Ａ柱开设一个“视窗”显示Ａ柱盲区的交通状况。“视窗”处于驾驶者正常驾驶位左右瞭望视线扫过的区域内，驾驶者通过“视窗”看清Ａ柱盲区的交通状况，同时以Ａ柱为参照物，判断车身所处的位置，保证行车安全。该系统既保证了对Ａ柱强度和刚度、车身外形美观的要求，又实时地呈现了Ａ柱盲区的景象，从而保证行车的安全性和舒适性。

4.2.1乘用车Ａ柱盲区测量

为了得到Ａ柱盲区的具体数据，以一汽轿车奔腾Ｂ50为样车进行实车测量（见图3和表1）。

M为驾驶员眼部点（）；∠BMC为左A柱盲区；∠DME为右A柱盲区角。

图3Ａ柱盲区实测数据（单位：ｍｍ）

表１Ａ柱盲区实测数据

Ａ柱盲区的测量方法如下：（1）将车身纵轴垂直于幕墙，车前保险杠距幕墙３６８０ｍｍ停放；（2）测量出处于正常驾驶位的驾驶者（身高１７００ｍｍ）眼部位置Ｍ点距幕墙的距离５９３０ｍｍ；（3）用激光笔从Ｍ点水平方向发出激光，光束通过Ａ柱边缘投射到幕墙上，分别得到点Ｂ、Ｃ、Ｄ和Ｅ；从Ｍ点发出激光，光束通过方向盘中心的铅锤位置投射到幕墙上，得到Ｆ点。

按１∶１５０的比例绘制图７，测出左Ａ柱盲区角为１８°左右，右Ａ柱盲区角１４°左右。依据图3，以安全隐患较大的左Ａ柱盲区为例进行测算，得到距车前纵向２７００ｍｍ、车左侧横向１７２０ｍｍ处，一个身高１７００ｍｍ双臂齐肩左右平伸的人会被左Ａ柱盲区完全覆盖，而这个距离和位置对于交通安全至关重要，特别是在转弯及在交叉路口行驶时极易导致交通事故。

考虑Ａ柱的倾斜角、仪表台形式、方向盘位置和上下车便利性等因素，显示屏的尺寸实测为水平宽度１００ｍｍ、垂直高度８０ｍｍ。按该数据可推算出显示屏规格为11.938~13.97ｃｍ。

4.2.2系统的基本组成及工作原理

如图4所示，该系统由显示屏支架组件、摄像头支架组件、信号传输线和电源线组成，通过摄像头摄取Ａ柱盲区的交通状况并转换为电信号，经信号传输线传送至显示屏，由显示屏再现交通路况景象，并呈现给驾驶者。

图4乘用车Ａ柱盲区视窗系统

１．左前显示屏支架组件；２．左前信号线；３．左前摄像头支架组件；４．电源线；５．右前显示屏支架组件；６．右前信号线；７．右前摄像头支架组件。

摄像头支架组件中，摄像头采用视角为50°左右的标准镜头，以保证所拍摄的影像与目视接近；支架采用粘结技术固定于前挡风玻璃车内侧上角或下角处；采用和万向球节柔性调节，使摄像头指向Ａ柱盲区；摄像头孔位于前挡风玻璃雨刷覆盖范围内，以适应车型各异的Ａ柱和规避雨水对拍摄清晰度的影响。

显示屏支架组件中，显示屏为ＬＥＤ背光液晶平板式，其长、宽尺寸与车型Ａ柱结构相匹配，采用13.97、11.938cm两种规格，该规格尺寸能与各车型相匹配。显示屏位于驾驶者眼部到Ａ柱的直线连线上，具体位置以显示屏刚好完全遮盖住Ａ柱盲区为准，达到视觉上的透视效果；支架采用粘结接技术固定于仪表台平面或前挡风玻璃上；采用鹅颈软管和万向球节的柔性调节，使显示屏正面朝向驾驶者眼部，实现可视性和舒适性的统一。

该系统采用汽车电源供电，电源线由汽车点烟器拾取电能，向并联的显示器支架供电。

4.2.3系统的应用及特点

如图5所示，实际应用中，该系统可为扫除Ａ柱盲区的安全隐患，保证行车舒适度和安全性发挥积极作用。

图5乘用车Ａ柱盲区视窗系统的应用

该系统的应用特点：（1）所有部件均安装在车内，不受气候等外界条件的影响，能全天候工作；（2）采用LED背光液晶显示屏，发热少，能长时间连续稳定工作；（3）采用视角为50°左右的标准摄像头，图像摄取与目视接近，视觉自然；（4）结构轻巧、美观，成本低，适合各种车型的自行安装；（5）驾驶者能透过显示屏“窗口”观察盲区景象，始终保持正常驾驶姿势，操作轻松自如，行车舒适、安全。

5结语

综上所述，文中所介绍的A柱消除装置能够起到一定的消除A柱盲区的作用，从而避免事故发生，有一定的实用价值。但其应用中还存在一些问题与不足之处，这一工作还有很大程度的提高空间，需要不断改进与完善。本文所做的一些分析总结，希望能为业内人士提供一定的参考。

参考文献：

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[2]廖术娟．基于电子透明理念的Ａ柱盲区消除系统研究［D］．成都：西南交通大学，2014.

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[5]王小留.A柱障碍角的优化研究[J].汽车实用技术，2018，（6）.