改善汽车驾驶员视野探究

【摘要】汽车驾驶员的视野，对汽车驾驶员有效地发现车辆周边的不良因素，及时作出反应，有重要影响。研究汽车驾驶员视野问题，改善驾驶员视野，对维护交通安全有着重要意义。

【关键词】汽车驾驶员；视野；显示器；后视镜

人的视野分全视野及明确视野两种。全视野是指人向前方及向后方看时能看到的范围。向前方看的范围大约为120°—140°之间，而能看得清楚和能准确判别前方事物具体的特征的范围只有50°左右，这种能见范围称之为明确视野。至于距离多远的事物能看清楚则决定于驾驶员的视力。

上述的视野范围是指人处于晴朗天气下及静止状态时，如果环境光线弱或模糊，如雨雪或有雾天气或者夜间，那么视野范围变狭窄。在高速行驶的汽车上，驾驶员的视野变得更狭窄，当车速达到100km/h时，视野道路两旁的大部分事物都在视野范围之外。驾驶员视力的反应跟不上汽车的速度，容易造成判断上的错误，遇到紧急情况，驾驶员慌张更易造成交通事故。由此可见采用新技术及装备，改善驾驶员的视野，对减少交通事故是很重要的一个方面。“十次肇事九次快”通俗地反映了多数交通事故是由于车速高、驾驶员看不准，来不及反应造成的。社会生活的快节奏不容许靠降低车速保安全，而是要采用先进技术，改善驾驶员的视野，提高其观察的方便性及可靠性。改善人的视野分正常环境条件下及非正常环境条件下，正常环境条件下采用的新技术如平视显示器及先进的后视镜等。非正常环境条件可包括夜间及雨雪天等，采用的新技 术有先进的前照灯、增水挡风玻璃、红外线监视器、测距传感器及摄像机等。

一、平视显示器

驾驶员在操作时，既要观察前方道路上的事物，又要经常注意转向盘附近仪表盘上各种信息数据。需要经常改变眼睛观察角度，这既拖延了视觉的反应速度，又容易造成疲劳。于是开发和采用平视显示器，该装置依靠凸透镜、反射镜系统，把仪表盘上的信息数据变成驾驶员眼睛正前方挡风玻璃上的虚像。这样驾驶员在观察道路及仪表盘时，不必改变眼睛的高度，同时也不要求眼睛必须适应远近距离的视野。近距离视野容易引起疲劳，对年纪大的人尤其如此。

二、汽车外后视镜

汽车外后视镜是影响主动安全性的重要设备，长期以来外后视镜大都是采用平面镜或球状凸面镜，性能不能令人满意。因视野小盲区大而造成的交通事故，在我国约占整个交通事故总数的1/3。为了扩大视野和消除盲区，可以在原来的外后视镜上加曲率很大的凸面镜，或者采用多面不同安装角度的后视镜，或者采用两块不同曲率的后视镜。但是这些办法都可能使镜中的图像变形失真或图像不连贯等，使驾驶员难以正确地判断。在汽车后端安装摄像机，并在夜间利用红外技术，则是完善地解决后方视野的方案，但由于价格贵，在较长时间内不可能普遍推广使用。

清华大学开发的大视野汽车外视镜就是改进了外视镜性能的例子之一。这种大视野后视镜是根据光学原理及数学物理方法，通过计算机优化设计的一种变曲率的高次曲面镜。该外视镜具有如下特点：

1.镜面各个连续的横断面上的每一微元面的曲率，自内侧向外侧逐渐光滑地连续增大；

2.镜面各个连续的纵断面上的每一微元面的曲率，自上方向下方逐渐光滑地连续地增大；

3.曲率增大趋势沿各横断面和各纵断面不同；

4.每一横断面与纵断面交点处微元面上，有两个互相垂直的主方向曲率，其大小是不同的。根据汽车车身的情况，利用该技术可以设计、制造出既能扩大视野又不会产生驾驶员不能接受的变形。

另外，福特通过一个简单的方式解决了盲区问题。福特在其2009款Edge上面推出了全新的盲区消除后视镜。这个盲区消除后视镜的原理非常简单。

2008年秋天上市的2009款福特Edge是业界首次采用该项名为盲区消除后视镜技术的车型，这项技术是在传统的后视镜的外侧上角加装了一个小的凸镜，这个凸镜可以给驾驶员带来额外的视角，让驾驶员的后视角度更加开阔。

三、夜视辅助系统

夜间行车时，由于车灯照明范围的限制，驾驶员很可能没有发现路边或者前面较远处的行人或者动物，从而导致交通事故。如何改善驾驶员的视野，为驾驶员安全行车提供帮助是主动安全技术领域的一个重要内容。2008年4月上市的丰田皇冠混合动力版配备的一套名为NightView夜视系统，不仅可以识别夜间道路上的车辆情况，还新增加了行人检测功能，更大限度地避免了交通事故的发生。以前丰田的夜视系统都是将信息显示在位于前上方的显示器上。而新的夜视系统利用一个设置在仪表板上的1280X480像素的LCD显示屏，既可以显示车辆环保和运动模式下的油耗，又能利用红外线显示前方路况。车载计算机系统搜寻前方的行人。发现后利用屏幕右下端不断闪烁的人形图标提醒驾驶员前方有行人。目前夜视系统还只能对行人进行检测，但丰田希望未来能对动物，骑车人和其他移动物体进行检测。由于夜视系统需要对路边的行人进行辨识，需要一个处理过程，因此车辆的行驶速度和天气条件成为制约该系统正常发挥的因素，目前该系统只能在车速15～60km/h范围内工作，如果车速太快就来不及对捕捉到的图形进行处理，另外在某些情况下，大雨天，雨刷器工作将对系统造成干扰使其无法对行人进行辨识。

目前比较成熟的夜视辅助系统是奔驰S500车型配备的夜视辅助系统，它采用了创新性的红外技术，进一步降低了车辆在黑暗行驶情况下的事故风险。借助于2个大功率的红外前大灯，近光时将驾驶员的视野扩展至150m以上，且因为使用的是肉眼看不到的红外线，因此不会令迎面车辆中的驾驶员感觉不适。此外，在前车窗内部还安装有红外摄像机，它可记录前方道路的反射影像，并将影像在仪表板中显示出来，因此，无论是行人、骑车人、停驻车辆还是其他障碍物在夜视系统下均清晰可见。在现代，很多汽车公司研发出了具有以上多种功能的系统。多个铅笔大小的摄像机和三个可切换的视频显示屏为驾驶员提供了前、后视线，这样既 可方便停车时的操作，又可在拥挤的交通中提高行驶的安全性。

综合利用各种有利因素，提高驾驶员的视野宽泛，及时有效地对发生的障碍作出合理的反应，从而减少车辆事故的发生。

【参考文献】

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