汽车大视野后视镜的理论建模与应用技术研究_王卫华_第章大视野后视镜的数学建模方

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1、武汉理工大学博士学位论文-15-武汉理工大学博士学位论文第2章大视野后视镜的数学建模方法研究按照将后视镜反射面分为主视野区和副视野区的思路，为找到大视野后视镜的数学模型，我们可运用如下建模理论和方法：一是对现有应用较好的、具有良好性能的汽车后视镜进行理论分析和研究,运用基于特征的反求技术找出相关性能^參数和技术指标.这涉及到反求工程的理论，以及数学建模的插值法、曲面拟合法、移动曲面拟合法等，ニ是依照国家强制标准，建立大视野后视镜的一般特征方程：n^T"21800,总质量超过2000%的M和#型汽车的占其中r满足^^1200，总质量不超过200

2、0%的和#型汽车f円的ハ、、，Lr2500，副视野区内的点，i

3、r/-r,

4、<0.30r，r/„-r/

5、s〇.15r，r/J/，r/

6、s〇.15r，r/7/+-r

7、s〇.15r.再运用解微分方程的网格法和无网格法进行分析求解.上述两方面的研究既相互独立，又相互联系，能互为补充，迭代、改进、优化，实现对模型的修正，达到设计大视野后视镜的目的.为此，我们需要澄清ー些基本概念，并对ー些基本理论进行阐述.2.1与后视镜有关的基本知识2.1.1后视镜的分类根据GB15084-94《汽车后视镜的性能和安装要求》，后视镜[7H1()]是ー种能在规定的视野内

8、，映出汽车后方清晰图像的装置（但不包括潜望镜这类复杂的光学系統）.按照安装位置不同，后视镜可以分为内后视镜和外后视镜，分别安装在汽车车身内部和外部.后视镜可分为三类：内后视镜列为I类，外后视镜列为II类和III类.2,1.2后视镜的尺寸要求内后视镜的最小尺寸（I类)：必须能在其反射面上绘出ー个矩形，该矩形的高度为40mm，底边长为a.a尺寸的计算方法如下：ド」^，式中:1+-15-武汉理工大学博士学位论文ra矩形的底边长度（mm);r内后视镜反射面的曲率半径（mm).外后视镜的最小尺寸（II类和III类V必须能在其反射面上绘出ー个高度为40m

9、m，底边长为a的矩形，和与该矩形的高平行的6线段.^和6的计算方法如表2-1所示.表2-1外后视镜最小尺寸后视镜的类别适用于汽车类型abM2、M3和#2、％170II%+誦r200III130a~,100070r注：表中r为外后视镜的曲率半径，单位为mm.2.1.3驾驶员的眼点通过汽车制造厂确定的驾驶员乘坐位置中心，作ー个平行于汽车纵向基准面的平面•从该平面内的驾驶员座椅7?点向上635mm，作垂直于该平面的一条直线段.在直线段与该平面交点的两侧各32.5mm处（总距离为65_)作两个点，即为驾驶员的眼点.2.1.4后视镜视野的测试方法汽车后

10、视镜(一般还含下视镜、侧下视镜）的后视野[1

11、]，也称间接视野，是指驾驶员通过后视镜间接观察到车外周围景物的范围，一般分为三种:驾驶员侧后视镜的后视野；乘员侧后视镜的后视野；内后视镜的后视野.测试方法是根据标准和法规对后视野的要求而定的.下面的几种方法是在进行后视野测试t12H16l实践中摸索出来的，各有优缺点.1)目视法目视法是在眼点位置设置眼点标记装置，测试人员在眼点标记位置通过后视镜观察目标物进行测试[17H19]的方法.眼点位置的确定必须准确，因为它是测试的基准.一般通过三维H点人体模型和三坐标测量仪，根据欧洲85/205/EEC或日

12、本JAS0Z011-78或美国SAEJ941规定的眼点位置的确定方法获得.目标物则置于后视野要求的地面的具有代表性的位置上.并且此目标物应具有一定的高度，一般不低于车上后视镜的高度.目视法的特点是简单、易行，缺点是包含有人为因素.由于测试人员的生理差別，容易出现误差，所以最好是由较熟练的人或多人反复测试.-15-武汉理工大学博士学位论文1)摄影法摄影法是通过照相机对车外的目标物在后视镜中的影像进行拍摄的方法.测试时，先确定眼点的位置，然后将照相机的胶卷中心放在所确定的眼点位置上进行拍摄.摄影法的优点是比较直观、较适合单眼的情況；缺点是照相机的

13、位置较难确定，且双眼的测试结果需要两个照片合成；另外，测试曲面镜的后视野容易出现误差.2)灯光投影法灯光投影法是在确定的眼点位置上放置模拟眼睛的点光源，通过后视镜的反射光照到屏幕上，通过测量、计算对后视野进行评价的方法.下面以侧后视镜后视野的测试[2()H23]过程，说明测试方法.(1)垂直平面测量(如图2-1所示）选择/)、£，即将投影屏幕放到距离眼点Z)及丑的位置上.然后测量//根据光学特征，可计算反射光与地面相交的位置，即ら.Lp=D^(h2xE)/(h2-h4)另外，为保证后视镜的正确安装位置，需测量最高反射光与水平面的夹角'，应使沒

14、バ0,即：ら^tan-1!^-/〇/£：](2)水平面测量(如图4-2所示）图2-2水平面测量选择D、£及ん测量15•可计算％.+ズ)(i?,-Z))/五同理，可进