乘用車寬視野后視鏡設計方案

張凱

摘 要：為了減小視野盲區，輔助駕駛員更好的判斷周圍狀況，提高行駛安全性，研究一種大視野、低失真的后視鏡對減少交通事故帶來的損失有重要意義。文章提出將后視鏡鏡面分為主視野區和副視野區的設想，通過建立數學模型的方法對該模型進行理論分析。通過對后視鏡鏡面進行區域劃分，使不同的區域發揮不同的作用，提高后視鏡視野的利用率，在行車和倒車過程都能起到擴大視野的功效。

關鍵詞：后視鏡；寬視野；區域劃分

緒論

如果駕駛人對周圍環境的觀察不夠充分或出現偏差，容易由于判斷失誤釀成交通事故[1]。因此設計一款能夠拓寬視野的后視鏡，基本解決目前乘用車后視鏡視野不足的問題。將現有后視鏡劃分為不同區域，使不同區域發揮不同作用，提高后視鏡視野的利用率，就可以拓寬后視鏡視野，提高汽車行駛安全性。

1 寬視野后視鏡模型建立

將鏡面分為主視野區和副視野區，模型如圖1所示（以靠近駕駛室的左側外后視鏡為研究對象）[2]。

其中副視野區1的主要用來擴寬橫向視野，減少盲區，方便駕駛員進行變道等操作，而副視野區2主要擴寬縱向視野，方便駕駛員倒車。

2 寬視野后視鏡設計方案

2.1 主視野區域寬度

根據GB15804-2006規定，M1類外后視鏡的反射面曲率半徑不得小于1200mm。目前市面上多數小型車輛的外后視鏡曲率半徑在1400～1600mm之間。選定鏡片曲率半徑為1600mm。由公式a=130/（1+1000/r），可確定左側鏡片的最小視野寬度為80mm[3]。

2.2 副視野區域寬度

2.2.1 實驗坐標建立。實驗后視鏡的鏡面中心寬度約為180mm和中心高度約為120mm。以實驗員A的眼點平行線與車身左側的縱向線的垂直交點為該實驗地面的坐標原點（0，0）。車身的縱向線為Y軸的正方向，圓點以左的車身的橫向線為X軸正方向，建立一個實驗坐標系。在實驗員眼點的位置可以確認后視鏡能夠看到G點（2.5m，10m）。

2.2.2 后視鏡左側副視野區的寬度。選用小圓鏡SR150，鏡面直徑50mm，高低坡度1.8cm-0.9cm，通過試驗確定小圓鏡拓寬視野的范圍。參照物1在不同坐標所對應視野情況如下：

坐標A1（1.8m，5.0m），在鏡面左側能看到整個參照物。坐標A2（4.7m，5.0m），在小圓鏡左側能看到整個參照物。因此，在左側安裝小圓鏡比未安裝小圓鏡視野范圍在Y=5.0m處擴大2.9m。

坐標A3（2.7m，7.0m），在鏡面左側能看到整個參照物。坐標A4（5.2m，7.0m），在小圓鏡左側能看到整個參照物。因此，在左側安裝小圓鏡比未安裝小圓鏡視野范圍在Y=7.0m處擴大2.5m。

坐標A5（5.0m，9.0m），參照物A在小圓鏡內的圖像不清晰。

所得結論：后視野左側副視野區的寬度為50mm的時候可以擴大后視鏡的左側的視野范圍。距離后視鏡約5-7m的范圍內，安裝小圓鏡都能擴大視野。距離后視鏡大于9米小圓鏡內圖像不清晰。結合市場成熟的雙曲率后視鏡劃分方法，將整個鏡面外側約1/3的寬度劃分為副視野區[4]。

2.2.3 后視鏡下方副視野區寬度。Y方向的最小鏡面寬度是120mm，依此確定的最小視野寬度是80mm。因此，以剩余的40mm作為最大寬度，用平面鏡裁出長度為150mm寬度分別為20mm、30mm和40mm的長條，并將它們粘貼在后視鏡下方，所得視野情況如下：

在20mm的平面鏡中能看到參照物2對應的坐標為（0，8.0m）。在30mm的平面鏡中能看到參照物2對應的坐標為（0，7.2m）。在40mm的平面鏡中能看到參照物2對應的坐標為（0，5.8m）。

所得結論：隨著加裝平面鏡寬度逐漸增大，更能看清楚距離原點越近的視野。加裝20mm平面鏡顯示在Y=8.0m處的圖像，輔助倒車作用不佳。加裝寬度為30mm和40mm平面鏡在Y=7.2m和Y=5.8m處視野較為開闊，可以實現擴大視野效果。加裝40mm平面鏡效果最佳。

2.4 寬視野后視鏡下方副視野區旋轉角度

在實驗Y軸上（0，5m）處放參照物3（0，4m）處放參照物4（不在視野范圍內），現將鏡片寬度為20mm、30mm和40mm的長條垂直粘貼在后視鏡下方。然后慢慢將鏡片向駕駛員方向抬起一個角度直到能看到參照物4的完整圖像為止。

2.5 寬視野后視鏡設計結果

3 結束語

文章提出乘用車寬視野后視鏡的設計方案，將后視鏡劃分為主副區域，并采取不同曲率來擴大視野。既能保證主視野區成像真實無畸變又能保證副視野區能夠擴大視野范圍?？拷{駛室的左側外后視鏡將其左側1/3劃分為副視野區域，下方選用40mm向駕駛員方向旋轉3°能夠將后視鏡視野擴大到比較理想的效果。對于右側后視鏡，根據對稱原則，將其右側1/3劃分為副視野區域，下方選用40mm向駕駛員方向旋轉3°，亦能夠將后視鏡視野擴大到比較理想的效果。

參考文獻

[1]王宜.淺談外后視鏡自動折疊系統設計及故障解決對策[J].科技創新與應用，2012，12

[2]葛如海，高宏范.基于.ABAQUS的汽車后視鏡視野穩定性仿真分析[J].重慶交通大學（自然科學版），2013，2.

[3]邱翔，李萍.小型汽車外后視鏡的設計[J].裝備制造技，2010，1.

[4]毛文煒，王東生，殷純永，等.Bézier曲面后視鏡[J].清華大學學報（自然科學版），1998，38（2）：62-64.