基于NX的汽車前方視野可視性評價系統研究

楊燦 王彥平 周喜格

【摘 要】隨著人們對汽車安全性的要求越來越高，汽車安全駕駛也越來越受到人們的關注。汽車視野與汽車的行駛安全性密切相關，而汽車前方視野是汽車整體視野中最重要的組成，好的汽車前方視野設計能明顯減少交通事故發生的頻率。文章對汽車駕駛員前方視野進行了綜合分析，并基于NX軟件計算出汽車前方視野可視性面積，按此可視面積計算整車前方視野可視性評價總分。按所得總分對汽車前方視野的優異程度進行分析，以更好地指導汽車前方視野區域零件的設計和開發。

【關鍵詞】汽車；視野；可視性；總布置

【中圖分類號】U463.82 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）05-0050-04

隨著人們對汽車安全性要求越來越高，汽車安全駕駛也越來越受到人們的關注。汽車視野性能與汽車的行駛安全性密切相關，而汽車前方視野是汽車整車視野中最重要的組成，好的汽車前方視野設計能明顯減少交通事故發生的頻率。

常規前方視野評價是將前方視野分為A柱障礙角、前擋風玻璃透明區域、前門玻璃透明區域、外后視鏡遮擋、內后視鏡遮擋5個部分進行分開的視野評估，各區域的視野重要程度和遮擋率不同，無法實現對汽車前方視野的整體性評估。

通過對汽車前方視野5個部分的綜合研究分析，基于NX軟件設計出以下汽車前方視野可視性評價系統，按此評價系統可獲得整車前方視野可視性評價總分，基于此對汽車前方視野的優異程度進行分析，以更好地指導汽車前方視野區域零件的設計和開發。

以某微型車為例，在前期設計過程中由于窗臺線造型較高導致后視鏡較高，后期試驗車出現駕駛員前方視野差的問題，針對此問題后期做一系列分析和改進，總結出以下汽車前方視野可視性評價系統，并將此推廣至后續所有開發車型。

1 前方視野可視性投影面的準備工作

1.1 找準駕駛員H點和眼點

H點：人體軀干與大腿相連的鉸接點，簡稱胯點。眼點：H點上方635 mm的點即為眼點。

1.2 畫出駕駛員前方視野可視性投影面

駕駛員前方視野可視性投影面是指在駕駛員眼點前方水平180°范圍內，以駕駛員眼點為中心做垂直于空載地面線的半徑為6 m的圓柱面（如圖1所示）。

其中，駕駛員前方可視區域為駕駛員視野通過汽車風窗玻璃或其他透明表面向外可視區域。駕駛員前方不可視區域為駕駛員視野被汽車A柱、內后視鏡、外后視鏡及其他不透明零件遮擋的不可視區域（如圖2所示）。

2 前方視野可視性總分計算方法

駕駛員前方視野可視性總分計算應包含對前方視野水平方向劃分、前方視野豎直方向劃分、前方視野可視性投影面區域劃分、前方視野可視性投影面各區域加權系數、前方視野可視性總分計算等步驟。

2.1 前方視野水平方向劃分

在駕駛員眼點所在水平面上，沿眼點水平向前方向做豎直面，以其左側21°、55°，右側25°、75°各做一個豎直面，對駕駛員前方視野進行水平方向的劃分（如圖3所示）。

2.2 駕駛員前方視野豎直方向劃分

在駕駛員眼點所在豎直面上，沿眼點水平向前方向做水平面，以其向上12°、20°，向下5°、15°各做一個垂直于豎直面的平面，以此對駕駛員前方視野進行豎直方向的劃分（如圖3所示）。

2.3 前方視野可視性投影面區域劃分

按上文對前方視野可視性投影面進行區域劃分，劃分出A、B、C、D、E共5個區域（如圖3所示）。

2.4 前方視野可視性投影面各區域加權系數

根據駕駛員前方各區域重要程度，確定A、B、C、D、E區域加權系數，各區域對應加權系數應符合表1的規定。

3 前方視野可視性總分計算

3.1 區域可視面積百分比

各區域可視面積百分比應按公式（1）計算：

Pi=■×100%（1）

式（1）中：i為指代A、B、C、D、E的其中一個區域；Pi為i所指代區域可視面積百分比，單位為%；Ki為i所指代區域可視區域面積，單位為mm2；Si為i所指代區域總面積，單位為mm2。

3.2 各區域可視性得分

A、B、C、D、E區域可視性得分應按公式（2）計算：

Ni=Pi×Wi×100%（2）

式（2）中：i為指代A、B、C、D、E的其中一個區域；Ni為i所指代區域可視性得分；Pi為i所指代區域可視面積百分比，單位為%；Wi為i所指代區域加權系數。

3.3 前方視野可視性總分計算

前方視野可視性總分應按公式（3）計算：

Sc=Na+Nb+Nc+Nd+Ne（3）

式（3）中：Sc為前方視野可視性總分；Na為A區域可視性得分；Nb為B區域可視性得分；Nc為C區域可視性得分；Nd為D區域可視性得分；Ne為E區域可視性得分。

3.4 汽車前方視野可視性總分等級評定

汽車前方視野可視性總分（Sc）的滿分為31分，實車測試前方視野可視性總分等級評定應符合表2的規定。

4 通過前方視野可視性總分分析零件設計改進方向

通過前方可視性總分評定某車型前方視野可視性是否達到目標要求。通過某車型前方視野各區域對應可視性面積比對前方A柱障礙角、前擋風玻璃透明區域、前門玻璃透明區域、外后視鏡遮擋、內后視鏡遮擋5個部分進行細致分析。A區域可視性面積比較大，則汽車正前方視野較好，B區域可視性面積比影響的零件為汽車左側A柱，C區域則受右側A柱影響，D區域可視面積比由左側外后視鏡及駕駛員下視野來確定，E區域則由駕駛員上下視野即前擋風玻璃處的內后視鏡遮擋率來確定。在對比分析汽車各區域可視面積后，針對對應區域零件進行修改和調整，以實現駕駛員前方視野可視性的優化。

5 汽車前方視野可視性評價系統的NX應用操作

5.1 NX中前方視野可視性投影面制作

以某車型駕駛員H點位置計算出駕駛員眼點位置，以眼點為中心做一個半徑為6 m的圓柱面。依據駕駛員前方視野重要度對圓柱面進行區域劃分，做出駕駛員可視性投影面。

5.2 駕駛員前方視野可視性區域投影

抽取某車型前方視野范圍內透明區域的邊線，使用通過曲線拉伸面的命令將眼點與透明區域邊線連接成錐形面，錐形面范圍內駕駛員前方可視區域，即駕駛員可以通過汽車向外觀看的區域。在駕駛員可視區域內有外后視鏡、內后視鏡等障礙物，將此類障礙物邊緣線抽出，用通過曲線拉伸面的命令將障礙物邊緣線與眼點邊緣線連接成錐形面。將錐形面延長至與可視性投影面相交，通過2個面的交線即可做車駕駛員前方可視性區域投影。

5.3 駕駛員前方視野可視性總分計算

依據可視性投影面上的可視面積和不可視面積，計算出各區域可視面積百分比，乘以各區域加權分數，得出各區域總分，將區域總分相加即得出某車型前方視野可視性總分。某車型A區域可視面積百分比為99%，乘以加權分數16，得分為15.91；B區域可視面積百分比為55%，乘以加權分數8，得分為4.37；C區域可視面積百分比為70%，乘以加權分數4，得分為2.81；D區域可視面積百分比為50%，乘以加權分數2，得分為1.01；E區域可視面積百分比為50%，乘以加權分數1，得分為0.50。A、B、C、D、E區域得分總和為24.57分。即，某車型的前方視野可視性總分為24.57分（如圖4所示）。

5.4 某車型汽車前方可視性總分等級評定結果

汽車前方可視性總分（Sc）的滿分為31分，某車型前方可視性總分為24.57，處于評分表中良好水平，由此可判斷此車型前方可視性良好。

參 考 文 獻

[1]張志波.汽車駕駛員前方視野測量即評價[J].汽車技

術，2013（4）.

[2]GB 11562—2014，汽車駕駛員前方視野要求及測試方法[S].

[3]周曉明.H點及總布置關鍵參數設計[J].企業科技與發展，2015（8）.

[4]SAE J1100—2009，（R）Motor Vehicle Dimensions[S].

[責任編輯：鐘聲賢]