一種汽車外后視鏡的視野校核方法

王明軍 劉波

摘 ? 要：鏡片是光學反射式汽車后視裝置中的核心組成部分，而鏡面又是鏡片最重要的部位，在汽車行駛時，特別是超車、并線、轉(zhuǎn)彎、倒車或高速行駛時，為了保證和提高汽車行駛的安全性，適應不同的行駛環(huán)境，后視鏡必須能夠正確鮮明的反映汽車后方的物象，具有足夠的后視視野，且后視范圍要盡可能的大，以減小視野盲區(qū)。因此，良好的視野是駕駛員安全行車的必要條件，而駕駛員是否能夠獲得良好的駕駛視野，則關(guān)鍵在于汽車外后視鏡的視野設(shè)計是否滿足法規(guī)要求，這一點對于汽車前期的總體設(shè)計至關(guān)重要。為了檢查汽車在前期設(shè)計時的后視野是否滿足法規(guī)的要求，本文是在基于Catia設(shè)計軟件的基礎(chǔ)上，利用鏡面反射原理，設(shè)計了一種校核汽車外后視鏡視野的簡便方法。

關(guān)鍵詞：外后視鏡 ?視野 ?法規(guī) ?校核

中圖分類號：U463 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0101-03

汽車外后視鏡作為一種駕駛員獲得間接視野的重要工具，是駕駛員坐在駕駛室座位上獲取汽車后方、側(cè)方和下方等外部信息的工具。因此，當汽車后視鏡進行設(shè)計、布置時，必須對其視野進行校核，保證外后視鏡布置符合法規(guī)的視野要求。鑒于目前視野校核過程大多都比較繁雜，本文基于Catia軟件基礎(chǔ)上，介紹了一種利用參數(shù)化設(shè)置的校核汽車外后視鏡視野的簡便方法。

1 ?外后視鏡的法規(guī)有下列要求（GB 15084-2013）

1.1 M1類車輛的外后視鏡的最少配置數(shù)量要求

針對M1類的車輛，能滿足視野要求的必裝視鏡的最少數(shù)量如表1。

1.2 外后視鏡的曲率半徑的相關(guān)規(guī)定

（1）Ⅱ類和Ⅲ類外后視鏡的曲率半徑≥1200mm;

（2）廣角外后視鏡（Ⅳ類）及補盲外后視鏡（Ⅴ類）的曲率半徑≥300mm。

1.3 外后視鏡的反射面尺寸的相關(guān)規(guī)定

后視鏡的反射面必須是平面或者球狀凸面。其尺寸要求如表2。

針對鏡片尺寸的大小，需要滿足如下條件：

（1）滿足國家法規(guī)對車輛后視野范圍的要求;

（2）必須要大于法規(guī)要求的矩形的寬度。

1.4 后視野的相關(guān)要求

后視野指的是在雙眼同時觀察下的總視野（見圖1）。對汽車的后視野進行測定時，所測定車輛的總質(zhì)量指的是空載質(zhì)量與一個前排乘客質(zhì)量（75kg）的總和。

說明：E-后視鏡;OD、OE-駕駛員的眼點;ID、IE 單眼的虛像;I-左、右單眼的總虛像;A-左眼的視角;B-右眼的視角;C-雙眼的視角;D-左、右單眼的總視角。

2 ?外后視鏡（Ⅲ類）的視野要求（GB 15084-2013）

外后視鏡的視野范圍應滿足以下兩個基本條件：

（1）駕駛員應可以看到從通過駕駛員兩眼點的垂面后方4m的點開始、寬1m、由平行于車輛垂直縱向中間平面，以及通過車輛的最遠點的平面所限定的水平路面。

（2）同時，駕駛員應可以看到4m寬，由平行于車輛垂直縱向中間平面并通過駕駛員一側(cè)車輛最遠點所界定的平面，并延伸至駕駛員眼點后方20m的水平路面。

3 ?外后視鏡的視野校核

3.1 外后視鏡的工作原理介紹

外后視鏡能夠正常工作，是根據(jù)鏡面的入射角等于反射角的工作原理。車輛側(cè)后方的車輛等物體本身會發(fā)光，并將光線投射到后視鏡的鏡面上，再利用鏡面的反射原理將光線反射到駕駛員的眼里。駕駛員根據(jù)后視鏡反映的車輛后方情況，及時作出行車調(diào)整，以保證行車安全。本文的視野校核基本思路是：以駕駛員的眼點為起點，作過后視鏡鏡面反射點的視野線，而鏡面的反射點需要從鏡面上獲取若干個（越多越好），通過反射點作出對應的反射線，再將反射線連接成視野校核需要用的包絡(luò)面，與后視野法規(guī)要求的區(qū)域做對比，得出外后視鏡的視野是否符合法規(guī)要求。以下為根據(jù)上面介紹的視野校核思路，利用CATIA軟件對外后視鏡的視野進行校核的一種簡便方法。

3.2 校核步驟

3.2.1 各校核要素的匯總

將整車的R點，駕駛員的左、右眼點、鏡面位置、左右側(cè)車門最大輪廓、地面線。將其中的R點、駕駛員眼點、地面線、鏡片位置以及鏡片邊界等進行參數(shù)化設(shè)置，以便后期調(diào)整。

3.2.2 法規(guī)校核視野范圍

根據(jù)法規(guī)的視野范圍，先做出左、右地平面各4個校核點，然后作過左、右各2個點地面法向線與過左、右外后視鏡鏡片最高點的地面平行面相交，得到左、右各另外2個的遠處校核點;再根據(jù)得出的所有法規(guī)校核點（左、右各6個），繪制出如圖2所示的左右各2個三角形視野校核范圍。

3.2.3 鏡片上取點

將鏡片邊緣曲線向內(nèi)偏移1.5mm，在此曲線上取20個點，以此20個點作為鏡面入射點，如圖3。

3.2.4 視野線繪制

（1）將眼點與鏡片上的取點連接，做入射線，如圖3。

（2）對鏡片上的取點做法線， 以入射線作為對象，參考各法線做對稱線（即我們需要的反射線）。

（3）將反射線延長，并將反射線做成面，得到外后視鏡鏡面的視野邊界，如圖4所示。

3.3 視野校核判定

如圖4所示，本文僅以駕駛員側(cè)外后視鏡視野校核為例來說明。若兩個三角形完全被包含在視野范圍內(nèi)，則滿足法規(guī)要求;若兩個三角形沒有完全被包含在視野范圍內(nèi)，則不滿足法規(guī)要求，針對此情況，先調(diào)節(jié)鏡面旋轉(zhuǎn)角度，一般±7°以內(nèi)，若調(diào)節(jié)角度仍無法滿足法規(guī)，則需要調(diào)整后視鏡的位置或改變鏡片的大小。由于校核過程對基本變量進行了參數(shù)化設(shè)置，需要調(diào)整時，只需改變參數(shù)后直接進行更新，不用重復找點、重新繪圖等，大大提高了視野校核的效率。

4 ?結(jié)語

本文介紹了關(guān)于汽車外后視鏡視野的法規(guī)，明確了外后視鏡（Ⅲ類）視野范圍要求，詳細介紹了一種基于CATIA軟件的汽車外視鏡視野校核方法，利用建模過程的參數(shù)化，提高了外后視鏡的視野校核效率。

參考文獻

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