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。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，則關鍵在于汽車外后視鏡的視野設計是否滿足法規要求，這一點對于汽車前期的總體設計至關重要。為了檢查汽車在前期設計時的后視野是否滿足法規的要求，本文是在基于Catia設計軟件的基礎上，利用鏡面反射原理，設計了一種校核汽車外后視鏡視野的簡便方法。

關鍵詞：外后視鏡 ?視野 ?法規 ?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、側方和下方等外部信息的工具。因此，當汽車后視鏡進行設計、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軟件基礎上，介紹了一種利用參數化設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量如表1。

1.2 外后視鏡的曲率半徑的相關規定

（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規定

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）滿足國家法規對車輛后視野范圍的要求;

（2）必須要大于法規要求的矩形的寬度。

1.4 后視野的相關要求

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，所測定車輛的總質量指的是空載質量與一個前排乘客質量（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，是根據鏡面的入射角等于反射角的工作原理。車輛側后方的車輛等物體本身會發光，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。駕駛員根據后視鏡反映的車輛后方情況，及時作出行車調整，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面，與后視野法規要求的區域做對比，得出外后視鏡的視野是否符合法規要求。以下為根據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化設置，以便后期調整。

3.2.2 法規校核視野范圍

根據法規的視野范圍，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;再根據得出的所有法規校核點（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，則滿足法規要求;若兩個三角形沒有完全被包含在視野范圍內，則不滿足法規要求，針對此情況，先調節鏡面旋轉角度，一般±7°以內，若調節角度仍無法滿足法規，則需要調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化設置，需要調整時，只需改變參數后直接進行更新，不用重復找點、重新繪圖等，大大提高了視野校核的效率。

4 ?結語

本文介紹了關于汽車外后視鏡視野的法規，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化，提高了外后視鏡的視野校核效率。

參考文獻

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