一种基于眼椭圆模型的汽车内后视镜布置及校核方法

技术领域

本发明属于汽车设计人机工程技术领域，具体涉及一种基于眼椭圆模型的汽车内后视镜布置及校核方法。

背景技术

驾驶员视野直接影响汽车主动安全性，是整车总布置及造型设计要始终关注的基本方面，内后视镜视野在车辆并线、转弯及倒车时非常重要。常规布置方法为按照法规要求，布置位置满足法规要求即可，但法规仅要求通过眼点能够观察到后方60m处的20m直线段即可，仅能代表一个固定的位置能得到较为理想的视野，无法保证所有人都能调整到自己理想的内后视镜使用位置。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种基于眼椭圆模型的汽车内后视镜布置及校核方法，用于车辆设计阶段确定内后视镜布置位置及调节范围，以符合法规要求，同时满足不同身高及体重驾驶员调节需求，结合眼椭圆的特点，采用眼椭圆为基础进行内后视镜布置设计及校核，提供1个初始内后视镜设计位置和10个不同人体使用位置，在满足法规要求的基本前期下，能够更加真实地满足不同身高，不同尺寸的绝大多数驾驶员实际驾车使用后视镜的需求，具有良好使用视野，提高车辆实际使用舒适性。

一种基于眼椭圆模型的汽车内后视镜布置及校核方法，具体包括如下内容：

步骤1，根据所开发车型参数以及眼椭圆方程，建立人体布置模型及眼椭圆模型；

步骤2，根据前风挡玻璃及眼椭圆建立内后视镜建议布置区域；

步骤3，根据选定的内后视镜数据及建议布置区域初步布置内后视镜位置，并获得法规要求视野区；

步骤4，根据车型地面线及外廓尺寸，建立法规要求的理论视野区域；

步骤5，调整步骤3初步布置的内后视镜位置，使得理论视觉区域包含法规要求视野区，提取此时的内后视镜位置即为初始设计位置；

步骤6，提取内后视镜初始设计位置的旋转中心，并以该中心点建立XYZ旋转轴，提取左侧眼椭圆最左极限点作为视野参考点并按照步骤4做出镜面理论视觉区域；

步骤7，将内后视镜绕XYZ轴旋转，使镜面理论视觉区域包含法规要求视野区，提取此时内后视镜位置作为使用位置1；

步骤8，分别依次提取左侧眼椭圆最上、最下、最前、最后点作为参考点，重复步骤6-7，得到内后视镜的使用位置2-5；

步骤9，依次提取右侧眼椭圆最右、最上、最下、最前、最后点作为视野参考点，重复步骤6-7，得到内后视镜的使用位置6-10；

步骤10，提取10个后视镜的使用位置即为不同身高、不同尺寸驾驶员的内后视镜实际使用位置；

步骤11，提取内后视镜的原始设计位置和10个使用位置作为布置输出。

所述步骤2中，做出过95％眼椭圆上端的水平切线、同时做出与顶棚前端下沿和95％眼椭圆下沿同时相切的直线、前风挡玻璃与Y0面的交线，这三条线所围成的区域即为内后视镜布置建议区域，在此区域内初步布置内后视镜。

所述步骤3获得法规要求视野区具体为：以驾驶员座椅R点为基准向上平移得到驾驶员眼点，通过驾驶员眼点向后做出法规平面，在此平面内，做出空载载荷的地面与法规平面的交线，并从该交线上选取车辆纵向对称平面两侧各10m作为标准要求的视觉区域线，取内后视镜镜面最高点，沿空载地面线的方向向法规平面做投影，过投影点做与视觉区域线平行的直线段，将该直线段与视觉区域线两端相连接组成一个长方形，此区域即为法规要求视野区。

所述步骤4具体为：做出驾驶员眼点的虚拟眼点，即驾驶员眼点相对内后视镜镜片的对称点，通过虚拟眼点与内后视镜镜面四个顶点的连线，并延长至眼点后60m的横向平面内，做出眼点在此平面内的视觉区域，即为理论视觉区域。

本发明的有益效果：

眼椭圆是描述不同身材驾驶员眼睛在空间上相对车辆内部参考点位置的一种统计表示法，由于呈椭圆形，故称为眼椭圆，眼椭圆能够较好地反映实际驾驶员眼睛位置；本发明结合眼椭圆进行内后视镜的布置及校核，既能够满足法规要求，又能够很好的满足不同身高比例驾驶员实际调整使用内后视镜的要求，得到理想的视野范围，具有很好的人机适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图。

图2所示为人体布置及眼椭圆模型示意图。

图3所示为内后视镜初步建议布置区域示意图。

图4所示为满足法规要求的视觉区域示意图。

图5所示为内后视镜理论视觉区域示意图。

图6所示为内后视镜旋转中心及XYZ旋转轴示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例1

一种基于眼椭圆模型的汽车内后视镜布置及校核方法，涉及人体创建、眼椭圆模型建立、内后视镜镜片位置确定、内后视镜视野区域及确定内后视镜调节范围确定，具体包括如下内容：

明确整车坐标系的定义，保证车型的开发工作在同一坐标系下开展；

步骤1，如图2所示，根据所开发车型参数以及眼椭圆方程，建立人体布置模型及左右眼的眼椭圆模型；

步骤2，根据前风挡玻璃及眼椭圆建立内后视镜建议布置区域；

步骤3，如图4所示，根据选定的内后视镜数据及建议布置区域初步布置内后视镜位置，并获得法规要求视野区；

步骤4，根据车型地面线及外廓尺寸，建立法规要求的理论视野区域；

步骤5，调整步骤3初步布置的内后视镜位置，使得理论视觉区域包含法规要求视野区，提取此时的内后视镜位置即为初始设计位置；

步骤6，如图6所示，提取内后视镜初始设计位置的旋转中心，并以该中心点建立XYZ旋转轴，提取左侧眼椭圆最左极限点作为视野参考点并按照步骤4做出镜面理论视觉区域；

步骤7，将内后视镜绕XYZ轴旋转，使镜面理论视觉区域包含法规要求视野区，提取此时内后视镜位置作为使用位置1；

步骤8，分别依次提取左侧眼椭圆最上、最下、最前、最后点作为参考点，重复步骤6-7，得到内后视镜的使用位置2-5；

步骤9，依次提取右侧眼椭圆最右、最上、最下、最前、最后点作为视野参考点，重复步骤6-7，得到内后视镜的使用位置6-10；

步骤10，提取10个后视镜的使用位置即为不同身高、不同尺寸驾驶员的内后视镜实际使用位置；

步骤11，提取内后视镜的原始设计位置和10个使用位置作为布置输出，能够满足绝大多数驾驶员使用需求。

所述步骤2中，如图3所示，做出过95％眼椭圆上端的水平切线、同时做出与顶棚前端下沿和95％眼椭圆下沿同时相切的直线、前风挡玻璃与Y0面的交线，这三条线所围成的区域即为内后视镜布置建议区域，在此区域内初步布置内后视镜。

所述步骤3获得法规要求视野区具体为：以驾驶员座椅R点为基准向上平移635mm得到驾驶员眼点，通过驾驶员眼点向后60m做出法规平面，在此平面内，做出空载载荷的地面与法规平面的交线，并从该交线上选取车辆纵向对称平面两侧各10m作为标准要求的视觉区域线20m，取内后视镜镜面最高点，沿空载地面线的方向向法规平面做投影，过投影点做与视觉区域线平行的直线段，将该直线段与视觉区域线两端相连接组成一个长方形，此区域即为法规要求视野区。

如图5所示，所述步骤4具体为：做出驾驶员眼点的虚拟眼点，即驾驶员眼点相对内后视镜镜片的对称点，通过虚拟眼点与内后视镜镜面四个顶点的连线，并延长至眼点后60m的横向平面内，做出眼点在此平面内的视觉区域，即为理论视觉区域。

实施例2

明确整车坐标系的定义，保证车型的开发工作在同一坐标系下开展；

根据所开发车型情况建立人体布置模型及眼椭圆模型；

根据前风挡及眼椭圆建立内后视镜布置建议区域；

根据选定的内后视镜数据及建议布置区域初步布置内后视镜位置；

根据车型地面线及外廓尺寸，建立法规要求的视野区域；

根据R点确定驾驶员眼点并做出镜面理论视觉区域；

调整内后视镜位置使其镜面理论视觉区域包含法规要求视野区；

提取此时内后视镜位置作为初始设计位置；

提取内后视镜设计位置的旋转中心并建立XYZ旋转轴；

提取左眼椭圆最左点作为视野参考点并做出镜面理论视觉区域；

将内后视镜镜头设计位置绕XYZ轴旋转使镜面理论视觉区域包含法规要求视野区；

提取此时后视镜镜头位置作为使用位置1；

依次提取左侧眼椭圆最上、最下、最前、最后点作为参考点，重复上述步骤[010]、[011]、[012]，得到后视镜使用位置2，3，4，5；

依次提取右眼椭圆最右、最上、最下、最前、最后点作为视野参考点，重复上述步骤[010]、[011]、[012]，得到内后视镜使用位置6，7，8，9,10；

提取10个后视镜位置即为不同身高、不同尺寸驾驶员的内后视镜实际使用位置；

提取内后视镜设计位置和10个使用位置作为布置输出，能够满足绝大多数驾驶员使用需求。

具体实施如下：

如图2所示，根据所设计车型参数，根据眼椭圆方程，建立人体布置模型及左右眼椭圆模型。

如图3所示,做出过95％眼椭圆上端的水平切线、过顶棚前端下沿与95％眼椭圆下沿相切的直线、风挡玻璃与Y0。

面的交线，三条线所围成的区域即为内后视镜布置建议区域，在此区域内初步布置内后视镜。

如图4所示，以驾驶员座椅R点为基准向上平移635mm得到驾驶员眼点，通过驾驶员眼点向后60m做出法规平面，在此平面内，做出空载载荷的地面与此平面的交线，并在车辆纵向对称平面两各取10m，做出标准要求的视觉区域线，取内后视镜镜面最高点，沿空载地面线的方向向法规要求平面做投影，过投影点做与法规区域线平行的直线段，将两个直线段两端相连接组成一个长方形，此区域即为法规要求视野区。

如图5所示，做出驾驶员眼点的虚拟眼点，即驾驶员眼点相对镜片的对称点，通过虚拟眼点与后视镜镜面四个顶点的连线，并延长至眼点后60m的横向平面内，做出眼点在此平面内的视觉区域(理论视觉区域)。调整内后视镜布置位置是理论视觉区域包含法规要求视野区，此时的内后视镜位置即为初始设计位置。

如图6所示：提取设计位置内后视镜的旋转中心并建立XYZ旋转轴，提取左侧眼椭圆最左极限点，作为眼点参考点，根据图4所述方法建立此时的理论视觉区域，调整内后视镜绕XYZ旋转，使理论视觉区域包含法规要求视野区，提取此时得到的镜头位置作为使用位置1。

分别提取依次提取左侧眼椭圆最上、最下、最前、最后点作为参考点，重复上述步骤，得到后视镜使用位置2,3,4,5。

依次提取右侧眼椭圆最右、最上、最下、最前、最后点作为参考点，重复上述步骤，得到后视镜位置6,7,8，9,10。

取设计位置及10个使用位置作为内后视镜布置输出。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。