乘用車寬視野后視鏡設(shè)計(jì)方案探究

時(shí)間:2022-10-20 11:06:21

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乘用車寬視野后視鏡設(shè)計(jì)方案探究

1寬視野后視鏡模型建立

將鏡面分為主視野區(qū)和副視野區(qū),模型如圖1所示(以靠近駕駛室的左側(cè)外后視鏡為研究對象)。其中副視野區(qū)1的主要用來擴(kuò)寬橫向視野,減少盲區(qū),方便駕駛員進(jìn)行變道等操作,而副視野區(qū)2主要擴(kuò)寬縱向視野,方便駕駛員倒車。

2寬視野后視鏡設(shè)計(jì)方案

2.1主視野區(qū)域?qū)挾?/p>

根據(jù)GB15804-2006規(guī)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(shù)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(cè)鏡片的最小視野寬度為80mm。

2.2副視野區(qū)域?qū)挾?/p>

2.2.1實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)建立。實(shí)驗(yàn)后視鏡的鏡面中心寬度約為180mm和中心高度約為120mm。以實(shí)驗(yàn)員A的眼點(diǎn)平行線與車身左側(cè)的縱向線的垂直交點(diǎn)為該實(shí)驗(yàn)地面的坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)。車身的縱向線為Y軸的正方向,圓點(diǎn)以左的車身的橫向線為X軸正方向,建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)系。在實(shí)驗(yàn)員眼點(diǎn)的位置可以確認(rèn)后視鏡能夠看到G點(diǎn)(2.5m,10m)。

2.2.2后視鏡左側(cè)副視野區(qū)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(yàn)確定小圓鏡拓寬視野的范圍。參照物1在不同坐標(biāo)所對應(yīng)視野情況如下:坐標(biāo)A1(1.8m,5.0m),在鏡面左側(cè)能看到整個(gè)參照物。坐標(biāo)A2(4.7m,5.0m),在小圓鏡左側(cè)能看到整個(gè)參照物。因此,在左側(cè)安裝小圓鏡比未安裝小圓鏡視野范圍在Y=5.0m處擴(kuò)大2.9m。坐標(biāo)A3(2.7m,7.0m),在鏡面左側(cè)能看到整個(gè)參照物。坐標(biāo)A4(5.2m,7.0m),在小圓鏡左側(cè)能看到整個(gè)參照物。因此,在左側(cè)安裝小圓鏡比未安裝小圓鏡視野范圍在Y=7.0m處擴(kuò)大2.5m。坐標(biāo)A5(5.0m,9.0m),參照物A在小圓鏡內(nèi)的圖像不清晰。所得結(jié)論:后視野左側(cè)副視野區(qū)的寬度為50mm的時(shí)候可以擴(kuò)大后視鏡的左側(cè)的視野范圍。距離后視鏡約5-7m的范圍內(nèi),安裝小圓鏡都能擴(kuò)大視野。距離后視鏡大于9米小圓鏡內(nèi)圖像不清晰。結(jié)合市場成熟的雙曲率后視鏡劃分方法,將整個(gè)鏡面外側(cè)約1/3的寬度劃分為副視野區(qū)。

2.2.3后視鏡下方副視野區(qū)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(yīng)的坐標(biāo)為(0,8.0m)。在30mm的平面鏡中能看到參照物2對應(yīng)的坐標(biāo)為(0,7.2m)。在40mm的平面鏡中能看到參照物2對應(yīng)的坐標(biāo)為(0,5.8m)。所得結(jié)論:隨著加裝平面鏡寬度逐漸增大,更能看清楚距離原點(diǎn)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(shí)現(xiàn)擴(kuò)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(qū)旋轉(zhuǎn)角度

在實(shí)驗(yàn)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(nèi)),現(xiàn)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(gè)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(shè)計(jì)結(jié)果

主視野區(qū)寬度為80mm,下方副視野區(qū)寬度為40mm,左側(cè)副視野區(qū)為鏡面1/3。

3結(jié)束語

文章提出乘用車視野后視鏡設(shè)計(jì)方案,將后視鏡劃分為主副區(qū)域,并采取不同曲率來擴(kuò)大視野。既能保證主視野區(qū)成像真實(shí)無畸變又能保證副視野區(qū)能夠擴(kuò)大視野范圍??拷{駛室的左側(cè)外后視鏡將其左側(cè)1/3劃分為副視野區(qū)域,下方選用40mm向駕駛員方向旋轉(zhuǎn)3°能夠?qū)⒑笠曠R視野擴(kuò)大到比較理想的效果。對于右側(cè)后視鏡,根據(jù)對稱原則,將其右側(cè)1/3劃分為副視野區(qū)域,下方選用40mm向駕駛員方向旋轉(zhuǎn)3°,亦能夠?qū)⒑笠曠R視野擴(kuò)大到比較理想的效果。

作者:張凱 單位:重慶交通大學(xué)