1、1/27汽车视野分析操作手册目录一、 前方视野分析二、 A 柱障碍角分析三、 前风窗刮刷面积分析四、 仪表视野分析五、 驾驶员对仪表板操纵件的视野分析六、 侧视野分析七、 B 柱障碍角和视角分析八、 后视野分析九、 360总视野分析十、 虚拟主观评价分析2/27一、前方视野分析1. 输入条件R点坐标,驾驶员靠背角度,风窗玻璃数据(含黑边),A 柱内外表面数据(含门窗框),侧门玻璃面数据,前机盖及风窗装饰件外表面数据,顶盖内饰前端表面数据，设计状态地面线，雨刮数据等.2. 校核风窗玻璃透明区域按 GB11562-1994汽车驾驶员前方视野要求及测量方法的要求，根据 R点和靠背角度，做出 V1、V
2、 2点和风窗玻璃的透明区域基准点 a b c和 a b c（如图 1所示）,再根据 ECE R43做出黑边最小范围（图 1中黄色线） ，仅当同时满足 a、b、c、a 、b 、c和黑边最小范围在风窗透明区域之内时，透明区域才能满足法规要求。V1V2baccba图13. 前视角校核a）将 V1、V 2点投影到 Y0平面得 V1、V 2点，过 V1点做 Z0平面的平行平面 Z面；b）Z面与挡风玻璃左黑边边界相交得交点 a点，做 a点与 V1点的连线，测出该线与 Y0平面的夹角前左视角；c）Y0 面与挡风玻璃上黑边边界相交得交点 b点，做 b点与 V1点的连线，测出该线与Z平面的夹角前上视角；d）Y0
3、 面与挡风玻璃下黑边边界相交得交点 c点，做 c点与 V2点的连线，测出该线与Z平面的夹角前下视角；法规要求，仅当同时满足左视角不小于 17、上视角不小于 7和下视角不小于 5的条件时，前视角才能满足要求。而实际前下视角需要综合考虑前方盲距的要求，前上视角需要综合考虑前方交通灯的影响。4. 前方盲距将前下视野线延长至设计地面线，交点与车头之间的距离即为前方盲距，不同车型的前方盲距要求不同，应根据相应类型车辆对标后确定或判定是否合适，见图 2。3/27图2前方盲距前方交通灯直径为 30cm 高度为 1m 的圆柱体。5. 前方交通灯指车头沿设计地面线向前 12m远，5m 高处的点，与 V1点的连线
4、应在可视范围之内，见图2。6. 前方儿童视野儿童视野指车辆结构必须能够使驾驶员在正常位置能看到图 3中标示区域内任意位置放置的直径为 30cm，高度为 1m的圆柱体。这个要求可以是驾驶员的直接视野看到，也可以是通过后视镜等其他装置的间接视野看到的。而前方儿童视野是指驾驶员在正常位置能看到在车辆前端的直径为 30cm，高度为 1m的圆柱体，如图 2所示。4/277. 前方 180 度视野在驾驶员前视野 180范围内，在通过 V1的水平面下方和通过 V2的三个平面（三个平面都和水平面向下成 4夹角，其中一个平面垂直于 Y基准平面，另两个平面垂直于 X基准平面）上方的范围内，除了 A柱、三角窗分隔条
5、、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它障碍，见图 4和图 5。图35/27图 4前方180 度视野图 5二、A 柱障碍角分析1. 输入条件R点坐标,驾驶员靠背角度, 座椅水平调节范围,风窗玻璃数据(含黑边),A 柱内外表面数据(含门窗框)等。2. 按 GB11562 的要求校核 A 柱障碍角A. 按 GB11562-1994的要求，根据 R点坐标、驾驶员靠背角度和座椅水平调节范围做出Pm、P1、P2 点以及 E1、E2、E3、E4 点。B. 根据 Pm点和 A柱内外表面数据确定 A柱上两个水平截面 S1和 S2：a) A柱 S1截面：从 Pm点向前作与水平面向上成
6、2的平面，过此平面与 A柱相交的最前点作水平截面；b) A柱 S2截面：从 Pm点向前作与水平面向下成 5的平面，过此平面与 A柱相交的最前点C. 将 S1、S2 截面投影在 P点所在的水平面内，双目障碍角在该平面内测量，如图 7所示。D. E1和 E2的连接线绕 P1旋转，使 E1至左 A柱的 S2截面外侧的切线与 E1，E2 连线成直角，从 E1向左 A柱的 S2截面外侧作切线和从 E2向左 A柱 S1截面内侧作切线，从 E2点作前一切线平行线，与后一切线所成的平面视野角度即为驾驶员（左）侧的 A柱双目障碍角（见图 7） 。E. E3和 E4的连接线绕 P2旋转，使 E4至右 A柱 S2截
7、面外侧的切线与 E3，E4 连线成直角，从 E3向右 A柱 S1截面内侧做切线和从风 E4向右 A柱 S2截面外侧作切线，从 E3点作后一切线平行线，与前一切线所成的平面视野角度即为乘员（右）侧的双目障碍角（见图6/277） 。图 6 A柱水平截面示意图 图 7双目障碍角测量示意图F. 每根 A柱双目障碍角不得超过 6。若两柱相对汽车纵向铅垂面是对称的，则右柱不需要再测量。另：若 A柱双目障碍角小于 3为最佳（此为经验值） 。3. 按 SAEJ1050 的要求校核 A 柱障碍角A. 按 SAEJ941-1997的要求，根据 R点坐标、驾驶员靠背角度和座椅水平调节范围做出 P点和 E点。位置定义
8、与国标有区别（具体定义见 SAEJ941-1997） ，可用 UG软件中的眼椭圆（eyellipse）命令来制作。B. 过 P1点在 A柱内外表面数据作一水平截面 S3，A 柱障碍角在此平面内测量；C. 过 E1作与 E1、E2 连线的垂直线外侧呈 30度的左眼视线，将左眼视线以及 E1和 E2的连接线绕 P1旋转，使左眼视线与 A柱的 S3截面外侧的相切，从 E2向左 A柱的 S3截面内侧作切线得右眼视线，左眼视线与右眼视线所成的平面视野角度即为驾驶（左）侧的 A柱双目障碍角（见图 8） 。D. 过 E4作与 E3、E4 连线的垂直线外侧呈 30度的右眼视线，将左眼视线以及 E3和 E4的连
9、接线绕 P2旋转，使左眼视线与 A柱的 S3截面外侧的相切，从 E3向左 A柱的 S3截面内侧作切线得左眼视线，左眼视线与右眼视线所成的平面视野角度即为非驾驶（右）侧的 A柱双目障碍角（参考图 8） 。7/27E. 按照 FORD 的 WCR (world customer requirement) Trustmark（用户信任度）标准，所得值驾驶侧需小于 7.5度，非驾驶侧小于 6度。无论车型对称与否，两边均需要进行验证。图 8 SAEJ1050 双目障碍角测量示意图三、风窗玻璃刮水器刮刷面积1. 输入条件V1、V 2点、风窗玻璃黑边线以及已布置好的雨刮数据。2. 挂刷面积校核A.按 GB1
10、1555-1994汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求及试验方法的第 5条要求，根据V1、V 2点和风窗玻璃黑边线，做出风窗玻璃的 A、B 区。B.按雨刮数据和风窗玻璃面做出风窗玻璃刮水器的刮刷范围。C.按 GB15085-1994汽车风窗玻璃刮水器、洗涤器的性能要求及试验方法中411 刮水器的刮刷面积应覆盖 A区域的 98以上，B 区域的 80以上的要求校核刮刷面积是否符合要求。见图 9。8/27四、仪表视野分析1. 输入条件驾驶员 R点、靠背角、座椅行程、方向盘三维数据（或简易数据）以及仪表数据。2. 仪表视野校核分析A. 根据驾驶员 R点、靠背角及座椅行程用 UG软件内的 Eyellipse命
11、令做出眼椭圆；B. 根据方向盘的三维数据勾勒出轮缘、轮毂及轮辐的轮廓曲线（方向盘简易数据，以方向盘的设计位置为准） ；C. 根据仪表数据确定仪表的平面；D. 为使驾驶员能够轻松自然地观察仪表，仪表盘中心和眼椭圆中心的连线 L3与水平面的夹角应该在 30范围内；E. 为保证仪表数字的正确读识，仪表盘平面要有恰当的倾角，仪表盘平面与直线 L3（仪表盘中心和眼椭圆中心的连线）的夹角一般控制在 9010范围内；图 99/27F. 用 UG软件内的 Instrument Panel Visibility命令做出仪表视野范围（如图 10所示） ，仪表盘应在可视范围之内；G. 在侧视图内根据 95%眼椭圆和
12、方向盘上轮缘的下边缘和轮辐的上边缘作出两条相切线，此切线的范围与仪表刻度盘的交线即为视表的可视区域（如图 11所示） ，仪表盘应在可视范围之内；H. 综合以上校核分析，可得出仪表位置是否符合要求。 图 10图 1110/27五、驾驶员对仪表板操纵件的视野分析1. 输入条件驾驶员 R点、靠背角、座椅行程（驾驶员眼椭圆）和仪表板外表面（含所有可视或操控件） 。2. 仪表板操纵件的视野分析A. 根据驾驶员 R点、靠背角及座椅行程用 UG软件内的 Eyellipse命令做出眼椭圆，若已有眼椭圆，省略此步；B. 做一点 O相对于眼椭圆的中点向后（x 向）22.9mm，向上（z 向）8.4mm；C. 过
13、0点作一水平向前的平面，以及向下 30和 40的平面。三个平面都与仪表板相交。D. 要求在行车过程中需要经常看的（如仪表、导航屏幕等）或操纵的（如风口，灯光控制开关等）最好能处于水平与 30平面内，最大不超过 40。六、侧视野分析1. 输入条件驾驶员 R点、靠背角、座椅行程（驾驶员眼椭圆）和乘客侧前后门的数据（主要是下 DLO线（腰线）处） 。2. 侧视野分析A. 根据驾驶员 R点、靠背角及座椅行程用 UG软件内的 Eyellipse命令做出眼椭圆，若已有眼椭圆，省略此步；B. 作一与 YZ平面垂直且与眼椭圆下面相切的平面，根据前门或后门的腰线调整此平面至与腰线不干涉的最大向下角度；C. 要求
14、前门的侧下视野5，后门（或三门车的后三角窗）的前半部分侧下视野5，后图 12304011/27半部分侧下视野4，见图 1314。图 13图 143. 侧儿童视野侧儿童视野与前方儿童视野类似，是指驾驶员在正常位置能看到在乘客侧车辆外的直径为30cm，高度为 1m的圆柱体，如图 15所示。12/27图 15七、B 柱障碍角和视角分析1. 输入条件驾驶员 R点、靠背角、座椅行程（驾驶员眼椭圆及眼点）和左右两侧 B柱处所有相关数据（含前、后门，门窗密封条以及 B柱护板等） 。2. B 柱障碍角分析A. 根据驾驶员 R点、靠背角及座椅行程用 UG软件内的 Eyellipse命令做出眼椭圆及眼点，若已有眼
15、椭圆和眼点，省略此步；B. 过 P4点做一平面平行于 XY平面，此平面作为 B柱障碍角分析的基准平面；C. 用以上基准平面截取右侧 B柱处所有相关数据得截面 S4；D. 在基准平面内将 E4L及 E4R绕 P4点向右侧旋转 45得 E4L及 E4R；E. 过 E4R点向+X 方向 51mm得 A点，向-X 方向 102mm得 B点；F. 过 A点作 S4截面后侧（+X 方向）的切线，过 B点作 S4截面前侧（-X 方向）的切线，两条切线之间的夹角即为 B柱障碍角，如图 16所示。13/273. B 柱视角分析A. 根据驾驶员 R点、靠背角及座椅行程用 UG软件内的 Eyellipse命令做出眼
16、椭圆，若已有99%眼椭圆，可省略此步；B. 作平行于 XY平面的两平面分别与 99%眼椭圆上下边缘相切；C. 用以上两平面截取左侧 B柱所有相关数据得截面 S5和 S6，如图 17所示；45图 16S4 截面14/27D. 在俯视图上过 99%眼椭圆后边缘作与 S5、S6 截面最前边缘相切的直线，与-Y 方向的夹角即为 B柱视角，如图 18所示。B 柱视角一般要求最小为 15，小车可适当放宽。八、后视野分析1. 输入条件驾驶员 R点，内外后视镜数据（含旋转中心，在整车坐标系下） ，整车俯视轮廓，带驾驶员（75KG）状态下的地面线，后风窗（带黑边） 。2. 内后视野分析2.1 内后视镜尺寸和曲率
17、要求A. 必须能在其反射面上绘出一个矩形，该矩形的高度为 40mm，底边长为 （如图 19所示） ，a尺寸的计算方法为：a（r 为镜面曲率半径） ；mra10599%眼椭圆 S5 截面S6 截面图 17图 18B 柱视角S5 截面S6 截面99%眼椭圆15/27B. 后视镜的反射面必须为平面镜或球状凸面镜；C. 内后视镜的曲率半径不得小于 1200mm。2.2 内后视镜位置分析A. 根据驾驶员 R点坐标及驾驶员眼点与 R点的相对坐标（0，32.5，635）确定驾驶员眼点OD、OE 点；B. 对于内后视镜，如果其外形的最低边界在过 OD、OE 点的前下视角为 1的前视平面以上，且内后视镜镜片最高
18、边界在过 OD、OE 点的前上视角为 15的前视平面以下时，内后视镜的布置高度合格。如图 20所示；2.3 内后视野校核A. 确定内后视镜的反射面中心和旋转中心，若现有数据上没有，可求出反射面的形心在反射面上的垂直投影点，作为反射面中心；确定内后视镜内侧距离反射面 12mm，且在过反射面中心的反射面垂线上的点为反射面转动中心；B. 在反射面中心位置绘出一个 2.1 A. 所述的矩形，另外根据反射面大小再绘制一个尽可能大的矩形；内后视镜上下视角界限内后视镜图 2040mm图 1916/27C. 过反射面转动中心做 X轴、Y 轴和 Z轴的平行线，以此三直线为轴线，设置三个方向的转角（2以内即可）
19、，做出转动后的后视镜反射面位置（反射面中心及以上绘制出的矩形随反射面转动） ，若有双球铰，可同时设置两个球铰各三个方向的转动；D. 根据驾驶员眼点 OD、OE 的坐标，在其后 60m远处的地面上绘制出一条以 Y0为中点，与 Y轴平行的长度为 20m的线段，作为法规限制线，如图 21所示，并将此线段按地面法线方向拉伸出一平面，拉伸高度为内后视镜面最高点距地面的高度，此面作为法规限制面；E. 作驾驶员眼点与反射面上最大矩形（旋转后）的四个角点之间的连线，然后作出这些连线过反射面的反射线并延长至法规限制面处；F. 若以上反射线所形成的区域无法覆盖法规要求区域，可调整 C.中的相应转角，直至反射线所形
20、成的区域完全覆盖法规要求区域；G. 通过几何作图法作出法规限制面相对与两个眼点在内后视镜反射面中的成像轮廓，若成像轮廓不再反射面内，可调整 C.中的相应转角，直至单眼成像或双眼成像轮廓在反射面内；H. 根据 F.和 G.内的调整角度确定后视镜的初始位置；I. 检查法规限制面相对于内后视镜反射面成像所形成的区域内被头枕、遮阳板、后风窗刮水器、加热元件、S3 类制动灯，或车身构件（如：纵向基准面附近对开门的后窗立柱）等部件的视野遮挡部分投影至法规校核限制面上看其遮挡率是否小于 15%；J. 若以上都能满足则认为内后视野满足要求，反之则不满足，需要重新布置后视镜的位置或其他结构优化设计。3. 外后视
21、野分析3.1 外后视镜尺寸和曲率要求A. 对于 M1、N1 类车适用的类外后视镜必须能在反射面上绘出以 为底边，高为 40mm的矩a形，与矩形高平行的长度为 70的线段（如图 22所示）, 的计算方法为：驾驶员眼点 图 2117/27（r 为镜面曲率半径）mra103B. 后视镜的反射面必须为平面镜或球状凸面镜；C. 类外后视镜的曲率半径不得小于 1200mm。3.2 外后视镜位置分析A. 外后视镜应能从车辆侧窗或前风窗玻璃刮水器刮刷到的区域中看到；B. 汽车驾驶员一侧的外后视镜必须安装在后视镜中心至驾驶员两眼点中心连线的铅垂平面与纵向基准平面的夹角不大于 55的范围内，另一侧的外后视镜必须安
22、装在后视镜中心与驾驶员两眼点中心连线的铅垂平面与纵向基准平面的夹角不大于 75的范围内，如图 23所示；图 22图 2318/27C. 当车辆满载，且外后视镜的底边距地面高度小于 1.8m时，其单侧外伸量不得大于车辆未装后视镜时测得的最大宽度 200mm，如图 23所示。3.3 外后视野分析A. 确定外后视镜的反射面中心和旋转中心，若现有数据上没有，可求出反射面的形心在反射面上的垂直投影点，作为反射面中心；确定外后视镜内侧距离反射面 10mm，且在过反射面中心的反射面垂线上的点为反射面转动中心；B. 在反射面中心位置绘出一个 3.1 A.所述的矩形和线段，另外根据反射面大小再绘制出一个尽可能大
23、的矩形；C. 过反射面转动中心做 Y轴和 Z轴的平行线，以此二直线为轴线，设置两个方向的转角（2以内即可） ，做出转动后的后视镜反射面位置（反射面中心及以上绘制出的矩形随反射面转动） ；D. 根据驾驶员眼点 OD、OE 的坐标，在其后 10m远处的地面上绘制出一条以车身左侧轮廓最宽处 Y坐标为起点，向-Y 方向长度为 2.5m的线段，在其后 20m远处的地面上绘制出一条以车身右侧轮廓最宽处 Y坐标为起点，向 Y方向长度为 4m的线段，以此两条线段作为法规限制线，如图 24所示，并将这两条线段各沿地面的法线方向拉伸一高度为反射面最高点离地高度的平面，此二平面作为法规限制面；图 24 左右外后视镜
24、的后视野（M1 及 N12t）E. 分别作出驾驶员眼点和左、右后视镜反射面上最大矩形（旋转后）的四个角点之间的连线，并作出这些连线过反射面的反射线并延长至法规限制面处；F. 若以上反射线所形成的区域无法覆盖法规要求区域，可调整 C.中的相应转角，直至反射线所形成的区域完全覆盖法规要求区域；G. 通过几何作图法作出法规限制面相对与两个眼点在左右两个后视镜反射面中的成像轮廓，驾驶员眼点右侧外后视镜左侧外后视镜19/27若成像轮廓不再反射面内，可调整 C.中的相应转角，直至单眼成像或双眼成像轮廓在反射面内；H. 若 F.和 G.内需要调整很大的角度才能满足要求，需要更改后视镜反射面的初始位置；I.
25、若以上都满足，则认为外后视镜满足国标要求，否则需要重新布置外后视镜位置或优化反射面曲率等结构方案；J. 若要校核是否满足欧标（EC）要求，只需将 D. 所述的范围修改为：以驾驶员眼点后 20m远处的地面上绘制一条以车身轮廓最宽处 Y坐标为起点，向车外方向长度为 4m的线段，以及驾驶员眼点后 4m远处的地面上绘制一条以车身轮廓最宽处 Y坐标为起点，向车外方向长度为 1m的线段，两条线段外端连线及以后的地面部门形成的区域为法规区域，如图25所示。 K. 对于儿童视野，需要从后视镜观察的区域如图 26所示，用以上右后视镜反射线所形成的区域与儿童视野后视区域所立 1m高的圆柱体是否相交或包含在内，若相
26、交则认为满足要求。图 26驾驶员眼点图 25地平面地平面20/27九、360总视野分析1. 输入条件驾驶员 R点、靠背角、座椅行程以及整车腰线以上数据。2. 360总视野分析A. 按 GB11562-1994的要求，根据 R点坐标、驾驶员靠背角度和座椅水平调节范围做出 Pm点；B. 在 Pm点处作一水平基准面作为 360总视野的分析平面；C. 用上步作出平面截出整车腰线以上数据的截面；D. 通过 Pm点作出与各立柱截面相切的射线，并量取各射线之间的角度，透明区域的角度之和为 360总视野，如图 27所示；E. 根据经验，360总视野不小于 296为最佳，当然也要跟同类车型进行对标分析。十、虚拟
27、主观评价分析1. 分析目的在项目初期，还没有模型或后期模型需要大改而只有相关数据的情况下，利用软件和三维图 2721/27数据对车辆所关心部位的直接视野进行模拟和评价，从而了解实际视野效果，判断视野是否满足要求。由于 RAMSIS软件中带有较详细的各地区人体尺寸，校核时可根据需要进行调节对不同尺寸的人体进行模拟评价，所以建议尽量采用 RAMSIS软件进行虚拟主观评价。在没有RAMSIS软件的前提下也可以根据相应信息，利用 CATIA自带的 Ergonomics Design & Analysis模组进行简单模拟分析。2. 输入条件驾驶员人体相关信息（特别是头部位置） ，驾驶员操控及位置约束相关
28、数据以及所要评价部位的所有相关表面数据。3. 利用 RAMSIS 软件进行分析A. 利用 RAMSIS BodyBuilder软件创建并保存目标区域各种人体，如图 28所示；22/27B. 进入 RAMSIS模块，载入刚创建的相关人体和 MANV34（汽车类）皮肤点，如图 29所示；C. 打开准备好的驾驶员操控及位置约束相关数据以及所要评价部位的所有相关表面数据，并将它们与刚创建的人体文件装配至一个装配文件中，如图 30所示；图 28图 2923/27D. 利用 Task Editor以及 Posture Calculation命令将人体约束在其正常驾驶位置或做相应观察动作时的姿态位置，如图
29、31所示；图 30图 3124/27E. 利用 Manikin View命令显示模拟视野，必要时可调整人体的视线角度来分析判断，如图32所示；4. 利用 CATIA 软件进行分析A. 利用 CATIA软件中的 Human Builder模块创建三维人体；B. 调整三维人体使其头部位于总布置图中人体头部位置，如图 33 所示；图 3225/27C. 在 Human Builder模块下使用 Open Vision Window获得内视野的虚拟效果，如图 34所示；D. 并调整头部转角（左右 30度以内）及视线转角（上下左右 15度以内） ，从各视图评估所图 33图 3426/27见部分区域的视野是否符合要求，如图 35所示。27/27图 35
