一种大货车右转盲区警示装置

乔晓田 郭玉颖 王宪彬

摘要：为了减少货车在右转过程中因为内轮差而引起的交通事故，让人们更加直观的观察到大货车盲区，并引起重视，减少因盲区引起的事故发生的频率，保障人们出行和大货车行车的安全，提出了一种大货车右转盲区警示装置。该装置使用计算机编程精准计算盲区，使用激光照射盲区，使行人和非机动车辆远离危险区域，并安装报警装置，提醒司机注意已经进入盲区的行人和非机动车辆。

关键词：内轮差 右转 盲区 示警

中图分类号：U469.4

Abstract： In order to reduce the traffic accidents caused by the difference of the inner wheels during the right turn of the truck， let people observe the blind area of the large truck more intuitively， and pay attention to it， reduce the frequency of accidents caused by the blind area， and ensure the safety of people's travel and large trucks， a right turn blind area warning device for large trucks is is put forward in this paper. The device uses computer programming to accurately calculate blind areas， uses lasers to irradiate the blind areas， keep pedestrians and non-motor vehicles away from the dangerous areas， and install alarm devices to remind drivers to pay attention to pedestrians and non-motor vehicles that have entered the blind area.

Key Words： Inner wheel difference; Right turn; Blind area; Warning

国家统计局显示，货物运输中公路运输占总数的70%以上，2020年道路交通事故万车死亡人数为1.66万人，货车交通事故多发高发，且事故致死率很高，给人民群众和社会带来了巨大的损失，因此货车交通安全不可忽视。在大货车引发的交通事故中，由内轮差引发的交通事故损伤惨重，且事故频发。许多轿车司机，行人和非机动车辆对于大货车的盲区一知半解，通常都以为大型车辆驾驶室较高，视角不会受到限制，事实上，因为这些与生俱来的盲区，距离车辆越近往往就越看不到 [1] 。

货车右侧是盲区，日常行驶时，常碰到货车走在道路中间的线，有时快车道又有慢车阻挡，只能从货车的右侧超车，往往这时候极其容易发生交通事故，因为大型车辆车身较高，结构复杂，基本都是依靠前轮来转向，所以它在转弯时，前后轮并不在同一轨迹上。简单说就是，前轮可以绕过道路的某一物体，而后轮却绕不过去，这个盲区被称为内轮差[2-3]。内轮差造成视觉盲区导致盲区加大，极可能导致严重交通事故发生[4-5]。因此研究装置来降低事故发生率有重大实际意义。

1内轮差定义

建立内轮差问题的运动学理论分析模型[6-7]，如图1所示，取汽车底盘的工字型钢架为刚体研究对象，设车的前后轮间距为l，车的轴距d，汽车的最小转弯半径OA=r，D点代表内前轮，C点代表内后轮。忽略离心力所引起的车辆侧滑与轮胎变形所引起的侧向偏离对运动轨迹的影响。设车辆右转弯时，D点速度恒定为VD，根据内轮差的定义，内轮差m=OD-OC，根据勾股定理OC2+CD2=OD2，已知CD的长为l。在直角三角形中ABO中，OB2+AB2=OA2已知AB的长为l，OB=OC+BC，BC的长为d，则内轮差。

对于汽车而言，方向盘打到极限位置，外侧前轮距离转向中心（瞬心）的距离通常定义为最小弯半径r，如图1所示，在已知轮距d和轴距l的情况下，容易换算出最小的内前轮轨迹半径m min。

由公式可知，内轮差的大小与轴距、同轴轮距和转弯半径呈正相关。通过查阅不同车型的数据资料，将车身尺寸、最小转弯半径、内前轮最小转弯半径列于表1中。

2系统设计与实现

2.1硬件设计

硬件设计包括单片机系统，人体热释电红外感应模块，报警模块，灯光盲区投射警示装置，开关[8-9]。

单片机系统电路用于设计不同速度，不同轴距，轮距的内轮差，本系统采用51单片机开發板，STC89C52主芯片，通过编程，对大货车转弯时采集到的速度，弯矩等数据进行处理，得出内轮差的面积、范围，并输出到灯光盲区投射警示装置，主要系统流程如图2所示。

人体热释红外感应模块用于检测盲区内有无人员，本系统采用高灵敏度人体感应开关模块，基于红外线技术的检测模块，当有人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，输出高电平，人不离开感应范围活动，将持续输出高电平;人离开后，开关延时自动关闭负载[10-12]。灵敏度高，可靠性强，其主要系统流程如图3所示。

报警模块主要用蜂鸣器接人体热释红外感应模块输出，高电平触发，安装在驾驶室，用于提醒驾驶员及时停车，避免人员伤亡。

灯光盲区投射警示装置，大货车右侧盲区区域照亮，警示路人，机动车，非机动车等，避免其进入内轮差区域而被大货车卷入车轮下，其正视图如图4所示。

燈光盲区投射警示装置的主要程序系统流程如图5所示。

2.2软件设计

人体热释红外感应模块电路系统如图6所示。

3系统调试与测试

根据本系统电路原理图和系统流程图，对各部分系统模块烧录程序，并进行实物焊接，之后对其进行调试。

3.1初始状态调试

将焊接组装好的实物系统放在平整的桌面上，在保证周围无人的情况下，让车辆能依靠所设轨道的坡度缓慢向前行驶。

3.2人体热释电红外感应模块检查

打开装置开关，将手放在大货车右侧任意区域，观察蜂鸣器是否正常报警。

3.3灯源检查

打开装置开关，观察灯源是否正常亮灭。

4结语

该装置基于优化改善思想，综合考虑了目前各种盲区警示装置所存在的盲区检测范围不准确，不能引起除驾驶员外的交通参与者的警觉等现象，从而提出大货车右转盲区警示装置。通过研制本装置，基于大货车右转时各轮胎轨迹的变化，速度的变化，及大货车车体物理数据，使用人体感应模块，激光投射装置，蜂鸣器报警装置将大货车右转时的盲区标注明显，并及时提醒驾驶员盲区范围内有行人和骑乘者的出现，以便引起驾驶员，行人及骑乘者的警觉，以减少因此类交通事故发生而引起的人员伤亡，钱财损失，以及对家庭对社会的不可磨灭的影响，具有重要的意义。本装置适用于各类大型车辆安装，安装简单，使用方便，效果显著，成本低廉，具有极大的普适性和推广性，极具实际运用价值。

参考文献

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