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        基于NX的汽車(chē)前方視野可視性評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究

        2017-05-30 05:36:14楊燦王彥平周喜格
        企業(yè)科技與發(fā)展 2017年5期
        關(guān)鍵詞:可視性視野汽車(chē)

        楊燦 王彥平 周喜格

        【摘 要】隨著人們對(duì)汽車(chē)安全性的要求越來(lái)越高,汽車(chē)安全駕駛也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。汽車(chē)視野與汽車(chē)的行駛安全性密切相關(guān),而汽車(chē)前方視野是汽車(chē)整體視野中最重要的組成,好的汽車(chē)前方視野設(shè)計(jì)能明顯減少交通事故發(fā)生的頻率。文章對(duì)汽車(chē)駕駛員前方視野進(jìn)行了綜合分析,并基于NX軟件計(jì)算出汽車(chē)前方視野可視性面積,按此可視面積計(jì)算整車(chē)前方視野可視性評(píng)價(jià)總分。按所得總分對(duì)汽車(chē)前方視野的優(yōu)異程度進(jìn)行分析,以更好地指導(dǎo)汽車(chē)前方視野區(qū)域零件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

        【關(guān)鍵詞】汽車(chē);視野;可視性;總布置

        【中圖分類(lèi)號(hào)】U463.82 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688(2017)05-0050-04

        隨著人們對(duì)汽車(chē)安全性要求越來(lái)越高,汽車(chē)安全駕駛也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。汽車(chē)視野性能與汽車(chē)的行駛安全性密切相關(guān),而汽車(chē)前方視野是汽車(chē)整車(chē)視野中最重要的組成,好的汽車(chē)前方視野設(shè)計(jì)能明顯減少交通事故發(fā)生的頻率。

        常規(guī)前方視野評(píng)價(jià)是將前方視野分為A柱障礙角、前擋風(fēng)玻璃透明區(qū)域、前門(mén)玻璃透明區(qū)域、外后視鏡遮擋、內(nèi)后視鏡遮擋5個(gè)部分進(jìn)行分開(kāi)的視野評(píng)估,各區(qū)域的視野重要程度和遮擋率不同,無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)前方視野的整體性評(píng)估。

        通過(guò)對(duì)汽車(chē)前方視野5個(gè)部分的綜合研究分析,基于NX軟件設(shè)計(jì)出以下汽車(chē)前方視野可視性評(píng)價(jià)系統(tǒng),按此評(píng)價(jià)系統(tǒng)可獲得整車(chē)前方視野可視性評(píng)價(jià)總分,基于此對(duì)汽車(chē)前方視野的優(yōu)異程度進(jìn)行分析,以更好地指導(dǎo)汽車(chē)前方視野區(qū)域零件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

        以某微型車(chē)為例,在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中由于窗臺(tái)線(xiàn)造型較高導(dǎo)致后視鏡較高,后期試驗(yàn)車(chē)出現(xiàn)駕駛員前方視野差的問(wèn)題,針對(duì)此問(wèn)題后期做一系列分析和改進(jìn),總結(jié)出以下汽車(chē)前方視野可視性評(píng)價(jià)系統(tǒng),并將此推廣至后續(xù)所有開(kāi)發(fā)車(chē)型。

        1 前方視野可視性投影面的準(zhǔn)備工作

        1.1 找準(zhǔn)駕駛員H點(diǎn)和眼點(diǎn)

        H點(diǎn):人體軀干與大腿相連的鉸接點(diǎn),簡(jiǎn)稱(chēng)胯點(diǎn)。眼點(diǎn):H點(diǎn)上方635 mm的點(diǎn)即為眼點(diǎn)。

        1.2 畫(huà)出駕駛員前方視野可視性投影面

        駕駛員前方視野可視性投影面是指在駕駛員眼點(diǎn)前方水平180°范圍內(nèi),以駕駛員眼點(diǎn)為中心做垂直于空載地面線(xiàn)的半徑為6 m的圓柱面(如圖1所示)。

        其中,駕駛員前方可視區(qū)域?yàn)轳{駛員視野通過(guò)汽車(chē)風(fēng)窗玻璃或其他透明表面向外可視區(qū)域。駕駛員前方不可視區(qū)域?yàn)轳{駛員視野被汽車(chē)A柱、內(nèi)后視鏡、外后視鏡及其他不透明零件遮擋的不可視區(qū)域(如圖2所示)。

        2 前方視野可視性總分計(jì)算方法

        駕駛員前方視野可視性總分計(jì)算應(yīng)包含對(duì)前方視野水平方向劃分、前方視野豎直方向劃分、前方視野可視性投影面區(qū)域劃分、前方視野可視性投影面各區(qū)域加權(quán)系數(shù)、前方視野可視性總分計(jì)算等步驟。

        2.1 前方視野水平方向劃分

        在駕駛員眼點(diǎn)所在水平面上,沿眼點(diǎn)水平向前方向做豎直面,以其左側(cè)21°、55°,右側(cè)25°、75°各做一個(gè)豎直面,對(duì)駕駛員前方視野進(jìn)行水平方向的劃分(如圖3所示)。

        2.2 駕駛員前方視野豎直方向劃分

        在駕駛員眼點(diǎn)所在豎直面上,沿眼點(diǎn)水平向前方向做水平面,以其向上12°、20°,向下5°、15°各做一個(gè)垂直于豎直面的平面,以此對(duì)駕駛員前方視野進(jìn)行豎直方向的劃分(如圖3所示)。

        2.3 前方視野可視性投影面區(qū)域劃分

        按上文對(duì)前方視野可視性投影面進(jìn)行區(qū)域劃分,劃分出A、B、C、D、E共5個(gè)區(qū)域(如圖3所示)。

        2.4 前方視野可視性投影面各區(qū)域加權(quán)系數(shù)

        根據(jù)駕駛員前方各區(qū)域重要程度,確定A、B、C、D、E區(qū)域加權(quán)系數(shù),各區(qū)域?qū)?yīng)加權(quán)系數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。

        3 前方視野可視性總分計(jì)算

        3.1 區(qū)域可視面積百分比

        各區(qū)域可視面積百分比應(yīng)按公式(1)計(jì)算:

        Pi=■×100%(1)

        式(1)中:i為指代A、B、C、D、E的其中一個(gè)區(qū)域;Pi為i所指代區(qū)域可視面積百分比,單位為%;Ki為i所指代區(qū)域可視區(qū)域面積,單位為mm2;Si為i所指代區(qū)域總面積,單位為mm2。

        3.2 各區(qū)域可視性得分

        A、B、C、D、E區(qū)域可視性得分應(yīng)按公式(2)計(jì)算:

        Ni=Pi×Wi×100%(2)

        式(2)中:i為指代A、B、C、D、E的其中一個(gè)區(qū)域;Ni為i所指代區(qū)域可視性得分;Pi為i所指代區(qū)域可視面積百分比,單位為%;Wi為i所指代區(qū)域加權(quán)系數(shù)。

        3.3 前方視野可視性總分計(jì)算

        前方視野可視性總分應(yīng)按公式(3)計(jì)算:

        Sc=Na+Nb+Nc+Nd+Ne(3)

        式(3)中:Sc為前方視野可視性總分;Na為A區(qū)域可視性得分;Nb為B區(qū)域可視性得分;Nc為C區(qū)域可視性得分;Nd為D區(qū)域可視性得分;Ne為E區(qū)域可視性得分。

        3.4 汽車(chē)前方視野可視性總分等級(jí)評(píng)定

        汽車(chē)前方視野可視性總分(Sc)的滿(mǎn)分為31分,實(shí)車(chē)測(cè)試前方視野可視性總分等級(jí)評(píng)定應(yīng)符合表2的規(guī)定。

        4 通過(guò)前方視野可視性總分分析零件設(shè)計(jì)改進(jìn)方向

        通過(guò)前方可視性總分評(píng)定某車(chē)型前方視野可視性是否達(dá)到目標(biāo)要求。通過(guò)某車(chē)型前方視野各區(qū)域?qū)?yīng)可視性面積比對(duì)前方A柱障礙角、前擋風(fēng)玻璃透明區(qū)域、前門(mén)玻璃透明區(qū)域、外后視鏡遮擋、內(nèi)后視鏡遮擋5個(gè)部分進(jìn)行細(xì)致分析。A區(qū)域可視性面積比較大,則汽車(chē)正前方視野較好,B區(qū)域可視性面積比影響的零件為汽車(chē)左側(cè)A柱,C區(qū)域則受右側(cè)A柱影響,D區(qū)域可視面積比由左側(cè)外后視鏡及駕駛員下視野來(lái)確定,E區(qū)域則由駕駛員上下視野即前擋風(fēng)玻璃處的內(nèi)后視鏡遮擋率來(lái)確定。在對(duì)比分析汽車(chē)各區(qū)域可視面積后,針對(duì)對(duì)應(yīng)區(qū)域零件進(jìn)行修改和調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)駕駛員前方視野可視性的優(yōu)化。

        5 汽車(chē)前方視野可視性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的NX應(yīng)用操作

        5.1 NX中前方視野可視性投影面制作

        以某車(chē)型駕駛員H點(diǎn)位置計(jì)算出駕駛員眼點(diǎn)位置,以眼點(diǎn)為中心做一個(gè)半徑為6 m的圓柱面。依據(jù)駕駛員前方視野重要度對(duì)圓柱面進(jìn)行區(qū)域劃分,做出駕駛員可視性投影面。

        5.2 駕駛員前方視野可視性區(qū)域投影

        抽取某車(chē)型前方視野范圍內(nèi)透明區(qū)域的邊線(xiàn),使用通過(guò)曲線(xiàn)拉伸面的命令將眼點(diǎn)與透明區(qū)域邊線(xiàn)連接成錐形面,錐形面范圍內(nèi)駕駛員前方可視區(qū)域,即駕駛員可以通過(guò)汽車(chē)向外觀(guān)看的區(qū)域。在駕駛員可視區(qū)域內(nèi)有外后視鏡、內(nèi)后視鏡等障礙物,將此類(lèi)障礙物邊緣線(xiàn)抽出,用通過(guò)曲線(xiàn)拉伸面的命令將障礙物邊緣線(xiàn)與眼點(diǎn)邊緣線(xiàn)連接成錐形面。將錐形面延長(zhǎng)至與可視性投影面相交,通過(guò)2個(gè)面的交線(xiàn)即可做車(chē)駕駛員前方可視性區(qū)域投影。

        5.3 駕駛員前方視野可視性總分計(jì)算

        依據(jù)可視性投影面上的可視面積和不可視面積,計(jì)算出各區(qū)域可視面積百分比,乘以各區(qū)域加權(quán)分?jǐn)?shù),得出各區(qū)域總分,將區(qū)域總分相加即得出某車(chē)型前方視野可視性總分。某車(chē)型A區(qū)域可視面積百分比為99%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)16,得分為15.91;B區(qū)域可視面積百分比為55%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)8,得分為4.37;C區(qū)域可視面積百分比為70%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)4,得分為2.81;D區(qū)域可視面積百分比為50%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)2,得分為1.01;E區(qū)域可視面積百分比為50%,乘以加權(quán)分?jǐn)?shù)1,得分為0.50。A、B、C、D、E區(qū)域得分總和為24.57分。即,某車(chē)型的前方視野可視性總分為24.57分(如圖4所示)。

        5.4 某車(chē)型汽車(chē)前方可視性總分等級(jí)評(píng)定結(jié)果

        汽車(chē)前方可視性總分(Sc)的滿(mǎn)分為31分,某車(chē)型前方可視性總分為24.57,處于評(píng)分表中良好水平,由此可判斷此車(chē)型前方可視性良好。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]張志波.汽車(chē)駕駛員前方視野測(cè)量即評(píng)價(jià)[J].汽車(chē)技

        術(shù),2013(4).

        [2]GB 11562—2014,汽車(chē)駕駛員前方視野要求及測(cè)試方法[S].

        [3]周曉明.H點(diǎn)及總布置關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2015(8).

        [4]SAE J1100—2009,(R)Motor Vehicle Dimensions[S].

        [責(zé)任編輯:鐘聲賢]

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