危险的视野盲区
下图是汽车盲区分布图,虽然B柱盲区最大,但 从危险性角度看还是A柱最危险(因为A柱盲区覆盖面在行驶方向上,而B柱和C柱主要是一些不可逆危险)。
A柱是汽车结构之一,但它的存在让很多司机困恼不已,因为它所处的位置特别尴尬,在转弯的时候会造成较大的视野盲区,在数米范围内,藏着一个人是不会被发现的。每年很多起交通事故都是因此导致,问题就变得很有意义了。
会开车的人都知道坐在驾驶座上,总有一些视线死角 必须要非常小心才能够避开意外,尤其是座位左右两边的A柱。美国宾州的一位14岁少女Alaina Gassler,设计出了可以完善解决A柱死角的发明,获得了Broadcom MASTERS(博通 大师科学技术创新明日之星竞赛)大赛冠军,直接抱走冠军奖金25,000美元。
▲利用投射原理让A柱看起来就跟透明的一样
透明A柱的原理
这位少女Alaina Gassler改善A柱死角的方式,使用的是投影的原理,在副驾驶座上安装Webcam摄影机,将摄影机捕捉到的影像同步投影到车内的投影机,将影像投射到装有特殊布料的内侧A柱上,窗外动静全部入镜让A柱猛一看变成透明的,透过网路连接到车内的投影机,再把影像投射到3D反光纸上,有如最后一块拼图一般,重现A住遮住的影像。大幅度减少驾驶人视线的死角,提升行车安全性。驾驶能够毫无遮蔽的清晰看到外面景象。
不过利用错觉让A柱变透明的设计,其实早在2017年Toyota就已经利用另一种方式申请了专利,同样也是使用光线折射的方式,将设计的装置直接装设在柱体上。
解决A柱视野盲区的方法
1、取消A柱
A柱的作用不单是让车身更为坚固,也起着承担部分撞击力,如果取消了A柱倒是不影响我们正常驾驶,但如果汽车发生事故遭到猛烈冲击时,稳定性大幅度的降低,车身更容易发生变形,对车内乘客造成较大的损伤,因此贸然取消A柱存在较大的安全风险隐患。
在汽车正面碰撞测试中,对A柱的强度要求极高。A柱和门槛属于正面碰撞中关键受力路径。而且在碰撞过程中,A柱不能有变形,否则A中内饰板的入侵、驾驶室的空间挤压等,都会造成安全防护的不合格。
▲车辆正面碰撞受力传递路径
所以,目前A柱材料都是选用大于900MPa的超高强度钢。以宝马五系为例分析如下,
▲宝马五系车身钢材分布
钢材因为工艺成熟,成本可控,是目前最具可行性的高强度材料。钢材之后,还有全铝车身,碳纤维车身等也有应用。但这两种材料同钢材一样,也无法做成透明的。所以A柱不是想去掉就能去掉的,以目前的造车技术来看,A柱是汽车上必不可少的配置之一。
2、镂空或倒Y形状
沃尔沃在2001年推出郭一款名为SCC(Safety Concept Car)的概念车。最大特点就是A柱采用了镂空设计。
据称这种设计的原理就是格式塔效应,即脑补能力。驾驶员能通过数个不完整的画面在大脑中形成接近于完整的画面,将A柱盲区影响降低到最低。不过这项设计至今仅停留在概念车上。
3、三角窗设计
在A柱上开个三角窗以增大视野,这种设计常见于MPV以及一些法系车中。三角窗可以某些特定的程度减小视觉盲区,但无法做到完全避免盲区。
4、影像技术
这是现今汽车安全技术的重点发展趋势。为此我们还为它特别起了一个名字——主动安全技术。针对盲区问题,行业普遍做法是在车辆四周安装摄像头。捷豹路虎还在早前展示过一项名为360 Virtual Urban Windscreen(360°虚拟城市风挡)的新技术。它利用增强现实技术,平时A 柱显示屏默认关闭,当司机转头看向汽车一侧时,系统会自动让相应的A 柱变为透明状态。
现在OLED屏可以做成柔性屏,做成A柱的贴合形状,直接贴到A柱上。用于显示车外的实时外景。在车内有摄像头,用于捕捉驾驶员的眼球位置,通过后台的算法来计算屏幕显示的视角。在间接上,使驾驶员可以不受A柱视觉盲区的干扰。
▲透明A柱理想效果
透明A柱为什么迟迟不能量产
目前市面上为什么没有透明A柱的量产车呢?小编现在给大家分析下:
1、显示材料在碰撞时会增加对乘客的伤害
原本的织物材料变成了屏幕。这就带来了新的隐患,碰撞之后玻璃容易破裂对人体造成伤害,特别是 A 柱很多时候还需要承担放置气囊的作用。因此增加透明 A 柱一定有必要进行整体内饰结构的重新设计。
2、后台运算能力不够
如果想要让驾驶员实现所见即所得,那么画面显示的内容就需要和司机的动态视角实时匹配,而不是显示固定视角,特别是驾驶员左右 A 柱的视角还存在一定区别。如果出现显示画面和实际外界画面叠加失误,也有一定的可能出现忽略行人的可能(行人为直立圆柱体,横向面积小,可能会在垂直画面中被忽视)。
所以实现这样的功能,需要驾驶员监测系统的配合。后台运算要足够强大,减小运算延迟。其次,视频显示内容要与正常风挡玻璃看到的景物边界吻合。否则会造成驾驶员视觉眩晕。背后的代价就是对算力要求很高,换言之也代表了更高昂的成本。
3、驾驶环境多变
由于车辆的驾驶环境会出现强光、夜晚、大雾等各种极端天气,所以需要屏幕本身的显示精度、屏幕表面的防眩光以及可视性都有很高的要求。一旦任何一个环节做不好,反而起到干扰驾驶者视线的反作用。
4、透明 A 柱技术属于痒点而非痛点
这类技术能在某些特定的程度上满足用户的某些需求,但本质上还达不到彻底革新使用者真实的体验的作用。在汽车智能化的过程中,这样的例子并不少,例如语音操控天窗、用车机打游戏等等,都是类似的功能定义。
这类功能的实现,本质上也都是建立在汽车的核心能力升级之上,也就是汽车电子电气架构升级、网联化、无人驾驶技术等。
所以说研发过程中还是要分清主次,否则容易导致产品研发中把精力放在次要的地方,从技术变成产品,需要更商业化的思考。
总结
透明A柱作为一项创新技术,如果配置在汽车上确实能解决A柱视野盲区问题,减少由此导致的交通事故。但其量产的实现伤仍有较长的路需要走,需要克服显示屏材料问题,算法处理能力等,不过相信随着科技的发展,这样一些问题也将逐一解决,透明A柱成为汽车标配帮助驾驶者获得更安全、更舒适的驾驶环境。
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