一种汽车外后视镜的视野校核方法
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摘 要：镜片是光学反射式汽车后视装置中的核心组成部分，而镜面又是镜片最重要的部位，在汽车行驶时，特别是超车、并线、转弯、倒车或高速行驶时，为了保证和提高汽车行驶的安全性，适应不同的行驶环境，后视镜必须能够正确鲜明的反映汽车后方的物象，具有足够的后视视野，且后视范围要尽可能的大，以减小视野盲区。因此，良好的视野是驾驶员安全行车的必要条件，而驾驶员是否能够获得良好的驾驶视野，则关键在于汽车外后视镜的视野设计是否满足法规要求，这一点对于汽车前期的总体设计至关重要。为了检查汽车在前期设计时的后视野是否满足法规的要求，本文是在基于Catia设计软件的基础上，利用镜面反射原理，设计了一种校核汽车外后视镜视野的简便方法。
关键词：外后视镜 视野 法規 校核
中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）02（b）-0101-03
汽车外后视镜作为一种驾驶员获得间接视野的重要工具，是驾驶员坐在驾驶室座位上获取汽车后方、侧方和下方等外部信息的工具。因此，当汽车后视镜进行设计、布置时，必须对其视野进行校核，保证外后视镜布置符合法规的视野要求。鉴于目前视野校核过程大多都比较繁杂，本文基于Catia软件基础上，介绍了一种利用参数化设置的校核汽车外后视镜视野的简便方法。
1 外后视镜的法规有下列要求（GB 15084-2013）
1.1 M1类车辆的外后视镜的最少配置数量要求
针对M1类的车辆，能满足视野要求的必装视镜的最少数量如表1。
1.2 外后视镜的曲率半径的相关规定
（1）Ⅱ类和Ⅲ类外后视镜的曲率半径≥1200mm;
（2）广角外后视镜（Ⅳ类）及补盲外后视镜（Ⅴ类）的曲率半径≥300mm。
1.3 外后视镜的反射面尺寸的相关规定
后视镜的反射面必须是平面或者球状凸面。其尺寸要求如表2。
针对镜片尺寸的大小，需要满足如下条件：
（1）满足国家法规对车辆后视野范围的要求;
（2）必须要大于法规要求的矩形的宽度。
1.4 后视野的相关要求
后视野指的是在双眼同时观察下的总视野（见图1）。对汽车的后视野进行测定时，所测定车辆的总质量指的是空载质量与一个前排乘客质量（75kg）的总和。
说明：E-后视镜;OD、OE-驾驶员的眼点;ID、IE 单眼的虚像;I-左、右单眼的总虚像;A-左眼的视角;B-右眼的视角;C-双眼的视角;D-左、右单眼的总视角。
2 外后视镜（Ⅲ类）的视野要求（GB 15084-2013）
外后视镜的视野范围应满足以下两个基本条件：
（1）驾驶员应可以看到从通过驾驶员两眼点的垂面后方4m的点开始、宽1m、由平行于车辆垂直纵向中间平面，以及通过车辆的最远点的平面所限定的水平路面。
（2）同时，驾驶员应可以看到4m宽，由平行于车辆垂直纵向中间平面并通过驾驶员一侧车辆最远点所界定的平面，并延伸至驾驶员眼点后方20m的水平路面。
3 外后视镜的视野校核
3.1 外后视镜的工作原理介绍
外后视镜能够正常工作，是根据镜面的入射角等于反射角的工作原理。车辆侧后方的车辆等物体本身会发光，并将光线投射到后视镜的镜面上，再利用镜面的反射原理将光线反射到驾驶员的眼里。驾驶员根据后视镜反映的车辆后方情况，及时作出行车调整，以保证行车安全。本文的视野校核基本思路是：以驾驶员的眼点为起点，作过后视镜镜面反射点的视野线，而镜面的反射点需要从镜面上获取若干个（越多越好），通过反射点作出对应的反射线，再将反射线连接成视野校核需要用的包络面，与后视野法规要求的区域做对比，得出外后视镜的视野是否符合法规要求。以下为根据上面介绍的视野校核思路，利用CATIA软件对外后视镜的视野进行校核的一种简便方法。
3.2 校核步骤
3.2.1 各校核要素的汇总
将整车的R点，驾驶员的左、右眼点、镜面位置、左右侧车门最大轮廓、地面线。将其中的R点、驾驶员眼点、地面线、镜片位置以及镜片边界等进行参数化设置，以便后期调整。
3.2.2 法规校核视野范围
根据法规的视野范围，先做出左、右地平面各4个校核点，然后作过左、右各2个点地面法向线与过左、右外后视镜镜片最高点的地面平行面相交，得到左、右各另外2个的远处校核点;再根据得出的所有法规校核点（左、右各6个），绘制出如图2所示的左右各2个三角形视野校核范围。
3.2.3 镜片上取点
将镜片边缘曲线向内偏移1.5mm，在此曲线上取20个点，以此20个点作为镜面入射点，如图3。
3.2.4 视野线绘制
（1）将眼点与镜片上的取点连接，做入射线，如图3。
（2）对镜片上的取点做法线， 以入射线作为对象，参考各法线做对称线（即我们需要的反射线）。
（3）将反射线延长，并将反射线做成面，得到外后视镜镜面的视野边界，如图4所示。
3.3 视野校核判定
如图4所示，本文仅以驾驶员侧外后视镜视野校核为例来说明。若两个三角形完全被包含在视野范围内，则满足法规要求;若两个三角形没有完全被包含在视野范围内，则不满足法规要求，针对此情况，先调节镜面旋转角度，一般±7°以内，若调节角度仍无法满足法规，则需要调整后视镜的位置或改变镜片的大小。由于校核过程对基本变量进行了参数化设置，需要调整时，只需改变参数后直接进行更新，不用重复找点、重新绘图等，大大提高了视野校核的效率。
4 结语
本文介绍了关于汽车外后视镜视野的法规，明确了外后视镜（Ⅲ类）视野范围要求，详细介绍了一种基于CATIA软件的汽车外视镜视野校核方法，利用建模过程的参数化，提高了外后视镜的视野校核效率。
参考文献
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