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(xué)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(shí)，特別是超車、并線、轉(zhuǎn)彎、倒車或高速行駛時(shí)，為了保證和提高汽車行駛的安全性，適應(yīng)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(jì)是否滿足法規(guī)要求，這一點(diǎn)對(duì)于汽車前期的總體設(shè)計(jì)至關(guān)重要。為了檢查汽車在前期設(shè)計(jì)時(shí)的后視野是否滿足法規(guī)的要求，本文是在基于Catia設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)上，利用鏡面反射原理，設(shè)計(jì)了一種校核汽車外后視鏡視野的簡(jiǎn)便方法。

關(guān)鍵詞：外后視鏡 ?視野 ?法規(guī) ?校核

中圖分類號(hào)：U463 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(dāng)汽車后視鏡進(jìn)行設(shè)計(jì)、布置時(shí)，必須對(duì)其視野進(jìn)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(jiǎn)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(duì)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(bǔ)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(duì)鏡片尺寸的大小，需要滿足如下條件：

（1）滿足國(guó)家法規(guī)對(duì)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(shí)觀察下的總視野（見圖1）。對(duì)汽車的后視野進(jìn)行測(cè)定時(shí)，所測(cè)定車輛的總質(zhì)量指的是空載質(zhì)量與一個(gè)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(diǎn);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(yīng)滿足以下兩個(gè)基本條件：

（1）駕駛員應(yīng)可以看到從通過駕駛員兩眼點(diǎn)的垂面后方4m的點(diǎn)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(yuǎn)點(diǎn)的平面所限定的水平路面。

（2）同時(shí)，駕駛員應(yīng)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(yuǎn)點(diǎn)所界定的平面，并延伸至駕駛員眼點(diǎn)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(huì)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(shí)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(diǎn)為起點(diǎn)，作過后視鏡鏡面反射點(diǎn)的視野線，而鏡面的反射點(diǎn)需要從鏡面上獲取若干個(gè)（越多越好），通過反射點(diǎn)作出對(duì)應(yīng)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(duì)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(duì)外后視鏡的視野進(jìn)行校核的一種簡(jiǎn)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(diǎn)，駕駛員的左、右眼點(diǎn)、鏡面位置、左右側(cè)車門最大輪廓、地面線。將其中的R點(diǎn)、駕駛員眼點(diǎn)、地面線、鏡片位置以及鏡片邊界等進(jìn)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(gè)校核點(diǎn)，然后作過左、右各2個(gè)點(diǎn)地面法向線與過左、右外后視鏡鏡片最高點(diǎn)的地面平行面相交，得到左、右各另外2個(gè)的遠(yuǎn)處校核點(diǎn);再根據(jù)得出的所有法規(guī)校核點(diǎn)（左、右各6個(gè)），繪制出如圖2所示的左右各2個(gè)三角形視野校核范圍。

3.2.3 鏡片上取點(diǎn)

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

3.2.4 視野線繪制

（1）將眼點(diǎn)與鏡片上的取點(diǎn)連接，做入射線，如圖3。

（2）對(duì)鏡片上的取點(diǎn)做法線， 以入射線作為對(duì)象，參考各法線做對(duì)稱線（即我們需要的反射線）。

（3）將反射線延長(zhǎng)，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(gè)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(gè)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(duì)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(wú)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(duì)基本變量進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)置，需要調(diào)整時(shí)，只需改變參數(shù)后直接進(jìn)行更新，不用重復(fù)找點(diǎn)、重新繪圖等，大大提高了視野校核的效率。

4 ?結(jié)語(yǔ)

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(xì)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(xiàn)

[1] GB 15084-2013 機(jī)動(dòng)車輛 間接視野裝置性能和安裝要求[S].

[2] 劉志剛，潘菲.后視鏡布置及校核方法的研究[J].汽車電器，2009，48（6）：19-21.

[3] 李前軍，李燕茹.基于CATIA的卡車后視鏡視野校核[J].輕型汽車技術(shù)，2016（8）：7-12.

[4] 葛安林，任金東，黃金陵.汽車視野設(shè)計(jì)原理和方法研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2002（4）：148-151.