危險的視野盲區
下圖是汽車盲區分布圖,雖然B柱盲區最大,但從危險性角度看還是A柱最危險(因爲A柱盲區覆蓋面在行駛方向上,而B柱和C柱主要是一些不可逆危險)。
A柱是汽車結構之一,但它的存在讓很多司機困惱不已,因爲它所處的位置特別尴尬,在轉彎的時候會造成較大的視野盲區,在數米範圍內,藏著一個人是不會被發現的。每年很多起交通事故都是因此導致,問題就變得很有意義了。
會開車的人都知道坐在駕駛座上,總有一些視線死角必須要非常小心才能夠避開意外,尤其是座位左右兩邊的A柱。美國賓州的一位14歲少女Alaina Gassler,設計出了可以完善解決A柱死角的發明,獲得了Broadcom MASTERS(博通大師科技創新明日之星競賽)大賽冠軍,直接抱走冠軍獎金25,000美元。
利用投射原理讓A柱看起來就跟透明的一樣
透明A柱的原理
這位少女Alaina Gassler改善A柱死角的方式,使用的是投影的原理,在副駕駛座上安裝Webcam攝影機,將攝影機捕捉到的影像同步投影到車內的投影機,將影像投射到裝有特殊布料的內側A柱上,窗外動靜全部入鏡讓A柱猛一看變成透明的,透過網路連接到車內的投影機,再把影像投射到3D反光紙上,有如最後一塊拼圖一般,重現A住遮住的影像。大大減少駕駛人視線的死角,提升行車安全性。駕駛能夠毫無遮蔽的清晰看到外面景象。
不過利用錯覺讓A柱變透明的設計,其實早在2017年Toyota就已經利用另一種方式申請了專利,同樣也是使用光線折射的方式,將設計的裝置直接裝設在柱體上。
解決A柱視野盲區的方法
1、取消A柱
A柱的作用不單是讓車身更爲堅固,也起著承擔部分撞擊力,如果取消了A柱倒是不影響我們正常駕駛,但如果汽車發生事故遭到猛烈沖擊時,穩定性大大降低,車身更容易發生變形,對車內乘客造成較大的損傷,因此貿然取消A柱存在較大的安全隱患。
在汽車正面碰撞測試中,對A柱的強度要求極高。A柱和門檻屬于正面碰撞中關鍵受力路徑。而且在碰撞過程中,A柱不能有變形,否則A中內飾板的入侵、駕駛室的空間擠壓等,都會造成安全防護的不合格。
車輛正面碰撞受力傳遞路徑
所以,目前A柱材料都是選用大于900MPa的超高強度鋼。以寶馬五系爲例分析如下,
寶馬五系車身鋼材分布
鋼材因爲工藝成熟,成本可控,是目前最具可行性的高強度材料。鋼材之後,還有全鋁車身,碳纖維車身等也有應用。但這兩種材料同鋼材一樣,也無法做成透明的。所以A柱不是想去掉就能去掉的,以目前的造車技術來看,A柱是汽車上必不可少的配置之一。
2、镂空或倒Y形狀
沃爾沃在2001年推出郭一款名爲SCC(Safety Concept Car)的概念車。最大特點就是A柱采用了镂空設計。
據稱這種設計的原理就是格式塔效應,即腦補能力。駕駛員能通過數個不完整的畫面在大腦中形成接近于完整的畫面,將A柱盲區影響降低到最低。不過這項設計至今僅停留在概念車上。
3、三角窗設計
在A柱上開個三角窗以增大視野,這種設計常見于MPV以及一些法系車中。三角窗可以一定程度減小視覺盲區,但無法做到完全避免盲區。
4、影像技術
這是現今汽車安全技術的重點發展方向。爲此我們還爲它特別起了一個名字——主動安全技術。針對盲區問題,行業普遍做法是在車輛四周安裝攝像頭。捷豹路虎還在早前展示過一項名爲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 柱顯示屏默認關閉,當司機轉頭看向汽車一側時,系統會自動讓相應的A 柱變爲透明狀態。
現在OLED屏可以做成柔性屏,做成A柱的貼合形狀,直接貼到A柱上。用于顯示車外的實時外景。在車內有攝像頭,用于捕捉駕駛員的眼球位置,通過後台的算法來計算屏幕顯示的視角。在間接上,使駕駛員可以不受A柱視覺盲區的幹擾。
透明A柱理想效果
透明A柱爲什麽遲遲不能量産
目前市面上爲什麽沒有透明A柱的量産車呢?小編現在給大家分析下:
1、顯示材料在碰撞時會增加對乘客的傷害
原本的織物材料變成了屏幕。這就帶來了新的隱患,碰撞之後玻璃容易破裂對人體造成傷害,特別是 A 柱很多時候還需要承擔放置氣囊的作用。因此增加透明 A 柱一定需要進行整體內飾結構的重新設計。
2、後台運算能力不夠
如果想要讓駕駛員實現所見即所得,那麽畫面顯示的內容就需要和司機的動態視角實時匹配,而不是顯示固定視角,特別是駕駛員左右 A 柱的視角還存在一定區別。一旦出現顯示畫面和實際外界畫面疊加失誤,也有可能出現忽略行人的可能(行人爲直立圓柱體,橫向面積小,可能會在垂直畫面中被忽視)。
所以實現這樣的功能,需要駕駛員監測系統的配合。後台運算要足夠強大,減小運算延遲。其次,視頻顯示內容要與正常風擋玻璃看到的景物邊界吻合。否則會造成駕駛員視覺眩暈。背後的代價就是對算力要求很高,換言之也代表了更高昂的成本。
3、駕駛環境多變
由于車輛的駕駛環境會出現強光、夜晚、大霧等各種極端天氣,所以需要屏幕本身的顯示精度、屏幕表面的防眩光以及可視性都有很高的要求。一旦任何一個環節做不好,反而起到幹擾駕駛者視線的反作用。
4、透明 A 柱技術屬于癢點而非痛點
這類技術能在一定程度上滿足用戶的某些需求,但本質上還達不到徹底革新用戶體驗的作用。在汽車智能化的過程中,這樣的例子並不少,例如語音操控天窗、用車機打遊戲等等,都是類似的功能定義。
這類功能的實現,本質上也都是建立在汽車的核心能力升級之上,也就是汽車電子電氣架構升級、網聯化、自動駕駛技術等。
所以說研發過程中還是要分清主次,否則容易導致産品研發中把精力放在次要的地方,從技術變成産品,需要更商業化的思考。
總結
透明A柱作爲一項創新技術,如果配置在汽車上確實能解決A柱視野盲區問題,減少由此導致的交通事故。但其量産的實現傷仍有較長的路需要走,需要克服顯示屏材料問題,算法處理能力等,不過相信隨著科技的發展,這些問題也將逐一解決,透明A柱成爲汽車標配幫助駕駛者獲得更安全、更舒適的駕駛環境。