魏小岡

摘 要：汽車A柱結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的視野盲區(qū)問題，對(duì)駕駛?cè)藛T造成較大的視野影響，特別是在高速行駛狀態(tài)下，一旦駕駛?cè)藛T對(duì)外界環(huán)境信息觀察不細(xì)致，當(dāng)A柱盲區(qū)出現(xiàn)障礙物或者行人的狀態(tài)時(shí)，在大腦短時(shí)間反應(yīng)到采取制動(dòng)操作時(shí)，汽車可能行駛出數(shù)十米，造成安全事故，對(duì)駕駛?cè)藛T、汽車、行人等，造成嚴(yán)重的損壞。為此，可針對(duì)汽車A柱盲區(qū)問題進(jìn)行分析，結(jié)合電子透明理念，設(shè)定出技術(shù)與設(shè)備、系統(tǒng)相結(jié)合的盲區(qū)消除系統(tǒng)，為駕駛?cè)藛T提供更為廣闊的視野面，令駕駛?cè)藛T可依據(jù)外界環(huán)境信息做出及時(shí)操控行為，降低安全事故的產(chǎn)生概率?；诖?，文章以汽車A柱盲區(qū)消除設(shè)計(jì)的必要性為切入點(diǎn)，對(duì)A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：電子透明理念 A柱盲區(qū)消除系統(tǒng) 傳感器

1 引言

汽車作為重要交通工具，在經(jīng)濟(jì)體系的逐步完善下，汽車的普及率得到極大提升，這也使得城區(qū)內(nèi)早晚高峰出現(xiàn)嚴(yán)重的道路阻礙或交通事故問題，對(duì)社會(huì)發(fā)展造成一定的影響。國(guó)家交通部門也正針對(duì)此類交通問題進(jìn)行政策制度、交通管理等方面的優(yōu)化，提高人員的駕駛能力，降低交通阻礙及事故的產(chǎn)生幾率。基于電子透明理念的A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)，則是搭載傳感器設(shè)備、操控系統(tǒng)等，采取外設(shè)安裝，建設(shè)出一個(gè)相對(duì)完整的圖像信息采集及傳輸體系，經(jīng)由數(shù)據(jù)表述，實(shí)現(xiàn)對(duì)A柱盲區(qū)的“消除”，為駕駛?cè)藛T提供更為全面的信息服務(wù)，增強(qiáng)駕駛的安全性。本文則是針對(duì)A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)進(jìn)行探討，僅供參考。

2 汽車A柱盲區(qū)消除設(shè)計(jì)的必要性

汽車A柱是整個(gè)汽車結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其不僅承接著碰撞力緩沖的作用，還對(duì)整體結(jié)構(gòu)起到一定的支撐效果，確保汽車的穩(wěn)定性與安全性。如圖1所示為A柱盲區(qū)，外部環(huán)境與內(nèi)部環(huán)境之間的視野差異圖，在圖中受到A柱盲區(qū)的干擾，駕駛?cè)藛T無法看清車輛左前方的行人，此時(shí)進(jìn)行左轉(zhuǎn)彎時(shí)極易引發(fā)安全事故。如圖2所示為A柱左方與右方的視野阻礙圖示。目前我國(guó)汽車駕駛?cè)藛T的位置一般在左側(cè)，這也使得在實(shí)現(xiàn)同等阻礙條件下，右側(cè)A柱的視野盲區(qū)面要小于左側(cè)住。如果在汽車結(jié)構(gòu)建設(shè)中將A柱盲區(qū)進(jìn)行消除的話，則可以整個(gè)駕駛環(huán)境提供更為廣闊的視野面，增加行駛的安全性。同時(shí)也是對(duì)顧客起到一定的防護(hù)效果。對(duì)于此，則需要針對(duì) A柱盲區(qū)問題進(jìn)行技術(shù)化解析，確保在消除過程中可以利用先進(jìn)的技術(shù)體系及設(shè)備，將A柱所存在的結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行取代，只有這樣才可以保證駕駛?cè)藛T可以在行駛過程中擁有更為良好的視野，提高安全駕駛性能。

3 基于電子透明理念的A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)思路

汽車A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)的建設(shè)，是利用傳感器及通訊技術(shù)等，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)A柱遮擋區(qū)域信息進(jìn)行成像處理，確保人員在駕駛室內(nèi)便可以了解到遮擋區(qū)域外部的信息，輔助駕駛，提高整體駕駛的安全性。本文針對(duì)盲區(qū)消除系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則是采用攝像頭作為道路信息的采集載體、通訊線路作為信息傳輸載體、車內(nèi)顯示器作為數(shù)據(jù)呈現(xiàn)載體，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)下，可以將外界信息同步關(guān)聯(lián)到內(nèi)部顯示器中，令駕駛?cè)藛T了解到路況信息。但是考慮到車輛在高速行駛中信息傳輸中存在一定的時(shí)間差問題，如果傳感器所接收到的信息在傳輸過程中存在零點(diǎn)幾秒的誤差，則汽車可能行使出幾十米的距離，此時(shí)將造成駕駛?cè)藛T反應(yīng)時(shí)間縮短的問題。對(duì)于此，在系統(tǒng)外應(yīng)設(shè)定一個(gè)外接雷達(dá)裝置，與攝像頭一起對(duì)外界信息進(jìn)行采集，避免數(shù)據(jù)采集遺漏的問題。如圖3所示為汽車A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖，圖4為控制電路設(shè)計(jì)圖示。

3.2 高清廣角攝像頭

汽車A柱結(jié)構(gòu)分為左右兩個(gè)區(qū)域，且兩側(cè)對(duì)于駕駛員所產(chǎn)生的盲區(qū)視野存在一定的差異性。一般而言，由于左側(cè)A柱距離駕駛?cè)藛T較近，其所產(chǎn)生的視野盲區(qū)更大，而右側(cè)相對(duì)于汽車人員的距離較遠(yuǎn)，在眼睛平視時(shí)，所產(chǎn)生的視野盲區(qū)較小。對(duì)此，在針對(duì) A柱結(jié)構(gòu)設(shè)定360°廣角攝像頭時(shí)，則需要安放兩個(gè)切點(diǎn)，且切點(diǎn)所采集到的視野信息可以與駕駛?cè)藛T，在駕駛過程中的視野需求相符合，進(jìn)一步解決A柱的干擾問題。

4 A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)硬件與實(shí)現(xiàn)

4.1 硬件裝配

在對(duì)汽車A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到不同類型汽車，在對(duì)A柱結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定時(shí)，存在一定的差異性，則需要充分考慮到不同硬件在裝配過程中，對(duì)于A柱結(jié)構(gòu)以及整個(gè)視野所呈現(xiàn)出的適用性，確保在硬件配置過程中，既不會(huì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)造成影響，同時(shí)也可最大限度將外界信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)絻?nèi)部顯示器中，提高實(shí)際觀測(cè)范疇。本文則是在左側(cè)A柱上鑲嵌一個(gè)攝像頭傳感器，考慮到傳感器在鑲嵌過程中，需要將整個(gè)A柱進(jìn)行孔位貫穿處理，其所產(chǎn)生的應(yīng)力效果將對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)造成一定的影響，甚至可能降低整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)于此，在攝像頭選取時(shí)，應(yīng)盡量選取與汽車A柱材料結(jié)構(gòu)相一致的攝像頭外表材料，然后進(jìn)行安裝與打磨處理，在調(diào)整攝像頭角度時(shí)，應(yīng)保證攝像頭所采集到的視野面，與駕駛?cè)藛T的人眼觀察視野相一致。在汽車A柱結(jié)構(gòu)上設(shè)置感應(yīng)雷達(dá)，感應(yīng)雷達(dá)的設(shè)定主要是在近距離范圍內(nèi)感測(cè)到車輛A柱結(jié)構(gòu)1.5～3米之間的距離，最大限度降低數(shù)據(jù)信息的傳輸時(shí)長(zhǎng)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)木珳?zhǔn)度。最后，將攝像頭傳感器與雷達(dá)傳感器進(jìn)行線路對(duì)接，并同步連接到顯示器上，設(shè)置好相應(yīng)的開關(guān)觸發(fā)點(diǎn)，在汽車行駛過程中駕駛?cè)藛T通過開關(guān)的啟停操作，及時(shí)觸發(fā)攝像頭及雷達(dá)裝置，進(jìn)行信息成像，真正達(dá)到電子信息技術(shù)為驅(qū)動(dòng)的透明化處理，規(guī)避A柱視野盲區(qū)問題。

4.2 單片機(jī)控制

單片機(jī)作為集成系統(tǒng)運(yùn)行的重要載體，其本身所起到的作用是將不同類別的信息集成到一個(gè)芯片中，通過綜合化處理，提高數(shù)據(jù)指令的對(duì)接效率，保證在最短時(shí)間內(nèi)可以將信息進(jìn)行相應(yīng)處理。這對(duì)于整個(gè)信息視頻影像呈現(xiàn)模式而言，可以及時(shí)將外界信息傳輸?shù)絻?nèi)部顯示器中，令駕駛?cè)藛T了解到A柱所造成視野盲區(qū)的環(huán)境。本文所采用的單片機(jī)是具有低功耗高性能的8位控制處理器AT89S52。

在實(shí)際運(yùn)行過程中，此類單片機(jī)的引腳可以直接兼容到存儲(chǔ)器系統(tǒng)中，同時(shí)在編程程序的應(yīng)用下，可以將整個(gè)嵌入式結(jié)構(gòu)深度運(yùn)用到系統(tǒng)運(yùn)行框架，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理效率。在實(shí)際控制過程中通過程序編寫，將雷達(dá)攝像頭以及開關(guān)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在電路載體的通訊及能源供應(yīng)下，確保整個(gè)系統(tǒng)可以起到數(shù)據(jù)傳輸與報(bào)警的功能。在單片機(jī)運(yùn)行過程中，不同通信接口之間的工作性能互不干擾，但是在單片機(jī)邏輯控制功能下，可以按照不同供類別的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類處理，例如影像信息的采集與傳輸、雷達(dá)裝置的信息采集與傳輸、顯示裝置的成像、開關(guān)裝置的驅(qū)動(dòng)模式等，在協(xié)同化的處理功能之下，可以快速、精準(zhǔn)的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位與組合，令駕駛?cè)藛T及時(shí)了解到外部環(huán)境信息。

5 結(jié)語

綜上所述，汽車A柱盲區(qū)消除系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，可將外界環(huán)境信息通過顯示器設(shè)備進(jìn)行同步呈現(xiàn)，充分實(shí)現(xiàn)透明化的視覺體驗(yàn)，降低汽車行駛過程中安全事故的產(chǎn)生概率。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮到不同汽車類型的A柱結(jié)構(gòu)，確保整個(gè)盲區(qū)消除系統(tǒng)落實(shí)的可行性，真正起到輔助駕駛的作用。

基金資助：重慶市教委2020年科學(xué)技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目：乘用車A柱盲區(qū)可視系統(tǒng)設(shè)計(jì)（項(xiàng)目編號(hào)：KJQN202004602）;重慶旅游職業(yè)學(xué)院校級(jí)課題：基于電子透明系統(tǒng)的A柱盲區(qū)駕駛員眉眼區(qū)域定位方法研究（項(xiàng)目編號(hào)：XJKT-2020-13）;重慶旅游職業(yè)學(xué)院入駐眾創(chuàng)空間大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目：科技賜予的萬能視覺—乘用車A柱盲區(qū)可視化系統(tǒng)開發(fā)（項(xiàng)目編號(hào)：2021ZC02）。

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