第4章 车辆人机学课件.ppt

第4章驾驶员的视野和视野障碍 4 1视野与视野障碍视野视野是头部和眼睛在规定的条件下 眼睛可觉察到的空间范围 视野用角度表示 光刺激的左眼 右眼和双眼的直接视野 GB T12984 色觉视野 视区将视野按辨认清晰度和速度 分为4个视区 直接视野 不用任何辅助装置能看到的视野 间接视野 用辅助装置看到的视野 单目视野 用一只眼睛所能看到的视野 双目视野 同时用两只眼睛都能看到的视野 是左 右单目视野的重迭部份 双边视野 分别用两只眼睛所能看到的总的视野 即至少有一只眼睛能看到的范围 其大小等于两个单目视野之和减去双目视野 边缘视野 指投向注视点的视线的外侧区域 其大小约为90 视野障碍双目障碍 在双目视野中的 使得其后有一左右眼都不能看到的区域的物体 单目障碍 仅一只眼睛能看到的 且其后有该眼不能看到的区域的物体 双目障碍 单目障碍使任一眼睛都不能看到其后的区域 障碍角 障碍所遮挡的视野角 障碍区 盲区 障碍所遮挡的区域 汽车驾驶员视野和视野障碍直接视野是指驾驶员坐在车内驾驶座椅上 可以转动头部 眼睛 通过车窗所能看到的范围 直接视野除了受到人体因素的限制外 主要受到车窗开口尺寸或汽车上的视野障碍的限制 驾驶员前方视野通常需确定双边视野 双边视野由左眼作的右边界和右眼作的左边界确定 直接视野障碍指在直接视野内的 使得其后有一左右眼都不能看到的区域的物体 驾驶员前方视野障碍通常需确定双目障碍 双目障碍由左眼作的左边界和右眼作的右边界确定 SAEJ1050RevJAN2003 A 只是眼睛转动的直接视野角 A B 头部转动的直接视野角 C 直接双目障碍角 D 间接双边视野角 E 间接视野障碍角 F 边缘视野 间接视野是指驾驶员坐在车内驾驶座椅上 可以转动头部 眼睛 通过后视镜所能看到的范围 通常需确定间接双边视野 间接视野障碍指在间接视野内的 使得其后有一左右眼都不能看到的区域的物体 间接视野障碍包括间接双目障碍和间接单目障碍 直接边缘视野驾驶员注视后视镜时 左 右 后视镜左 右 端外侧的90 的区域 视原点 头部中心点 P点 驾驶员头部在水平面上转动的转动中心 眼点 E点 代表驾驶员左 右眼睛位置的点 P点确定后 两个眼点E位置就确定了 眼点用以确定驾驶员的视野和视野障碍 视点 V点 眼椭圆上特定的切点 用以定义和确定直接视野 A B C均为V点 V点可直接画在坐标系内而不用眼椭圆 P1 P2 P3 P4由50 50男女混合的95th眼椭圆得到 P1 P2对应的眼点是在眼椭圆上距A立柱最近的眼点 用来确定A立柱形成的驾驶员双目视野障碍 对于左位制 P1用于左A立柱 P2用于右A立柱 P3 P4对应的眼点是在眼椭圆上距后视镜最远的眼点 用来确定后视镜的驾驶员间接视野 对于左位制 P3用于右后视镜 P4用于左后视镜 视线从E点 V点到目标点 或按给定角度的 代表驾驶员视线的直线 视线实际代表了在三维空间的视面 眼睛转动最大转动量 从正前方 向左 向右各30 由E点作视线 向左 右不得大于30 向上45 向下65 舒适转动量 从正前方 向左 向右各15 向上 向下各15 头部转动最大转动量 从正前方 向左 向右各60 舒适转动量 从正前方 向左 向右各45 4 2驾驶员的直接双边视野满足度用第95百分位眼椭圆切线作视野边缘线时 位于眼椭圆切线内侧的眼睛 95 能看到该视野边缘线内的物体 位于眼椭圆切线外侧的眼睛 5 不能看到该视野边缘线内的物体 用第95百分位眼椭圆 至少95 的驾驶员能看到两条视野边缘线内的物体 满足度为5 能同时看到视野两侧的物体的驾驶员不足95 视点的选择按双边视野的定义 在远离车窗边缘的眼椭圆上作视线 即视野的左 右边界线分别由右 左眼椭圆作出 眼点的选择按保证满足度的原则 即使得所作视野最小 在眼椭圆的靠近车窗边缘侧作切线 即左眼点选在左眼椭圆的右侧 右眼点选在右眼椭圆的左侧 头部转动眼睛转动30 后 视线还不能达到给定目标 就需转动头部 头部转动至视线达到给定目标即可 视野角分别作出双边视野的左 右边界 其夹角为其双边视野水平角 侧视图上 在眼椭圆的上下边作切线 其夹角为双边视野铅垂角 4 3驾驶员的直接双目障碍满足度离视野障碍越近的眼点 其视野障碍角最大 当用第95百分位眼椭圆上离A立柱最近的点作视野障碍角时 对于位于较远的眼睛 95 A立柱所遮挡的区域都不大于所确定的视野障碍角 用第95百分位眼椭圆 所作视野障碍角的满足度为95 头部转动眼睛转动30 后 视线还不能达到给定目标 就需转动头部 头部转动至视线达到给定目标即可 障碍角两视线平行或向前汇聚 无障碍角 两视线向前发散 其夹角为障碍角 A柱断面汽车A柱 含不透明的零件 在眼点高度处的水平截面 视点的选择在最靠近A柱断面的眼椭圆上取一眼点 在另一眼椭圆上取对应的眼点 或由P1 或P2 确定眼点 视线由左 右眼点分别朝A柱断面左 右侧边缘作视线 4 4驾驶员的间接双边视野视点的选择眼点的选择按保证满足度的原则 即所作视野最小 选择眼椭圆上离后视镜最远点处的眼点 视线由右眼点向镜子的左端作视线 由左眼点向镜子的右端作视线 再按反射原理 得视野的两条边界 头部转动眼睛转动30 后 视线还不能达到给定目标 就需转动头部 头部转动至视线达到给定目标即可 4 5驾驶员的间接视野障碍单目障碍 双目障碍的判断只要有1只眼睛只能看到物体的一侧 为单目障碍 两眼均能看到物体的两侧 为双目障碍 单目障碍角由1个眼点 镜像 朝物体两侧作视线 两视线的夹角就是单目障碍角 双目障碍角由左 右眼点 镜像 分别朝物体两侧作视线 两视线的发散角就是双目障碍角 4 6车内仪表板的视野障碍区双目障碍区内应避免布置重要的仪表 故需确定其区域 方向盘轮辋形成的双目障碍区特征障碍区左 右眼点取在左 右眼椭圆中心 在仪表板显示面上作出相应的双目障碍区 称为 特征障碍区 由于眼睛位置以所取眼点为中心分布 故用 特征障碍区 的形状近似代表所有位置上眼睛的双目障碍区形状 C 点 最严重障碍点 从左 右眼点的中间位置点 眼中点 过轮辋上端中心作视线 在显示面上得 C 点 亦称 最严重障碍点 C 点为所取眼点所对应的 特征障碍区 的位置特征 闭合曲线 最严重障碍区 从 眼中点椭圆 上 下 左 右点过轮辋上端中心作视线 在显示面上得一闭合曲线 椭圆1 2 3 4 所围区域亦称 最严重障碍区 眼椭圆内所有眼睛的 特征障碍区 的位置特征点都在 最严重障碍区 内 轮辋的双目障碍区将特征障碍区上的 C 点沿闭合曲线移动 特征障碍区扫过的区域即为轮辋的双目障碍区 满足度在双目障碍区内的目标 位于眼椭圆内的眼睛都有可能看不到 如果用第95百分位眼椭圆 至少有95 的驾驶员能看到在所确定的双目障碍区外的目标 方向盘轮毂 轮辐形成的双目障碍区以眼椭圆底部切点为视点 使双目障碍区最大 由左 右视点分别作出轮毂 轮辐在仪表显示面上的投影 即得左 右眼单目障碍区 左 右眼单目障碍区的重迭部分为双目障碍区 方向盘形成的视野障碍区方向盘形成的视野障碍区由轮辋形成的双目障碍区内和由轮毂 轮辐形成的双目障碍区2个部分组成 头部移动时的双目障碍区头部移动范围为一半圆区域 头部移动后 双目障碍区减小 头部移动距离M 根据双目障碍区位置变化量S 及仪表显示面至方向盘的距离P 方向盘至眼点的距离C来确定 M S C P头部移动后的双目障碍区形状近似不变 4 7轿车指示器及信号装置的位置 GB T17867 显示可见性的要求车速里程表显示区域在无头部移动时应可见 对于燃油液面高度指示器 在无头部移动时应可见其标志以及要求指示的燃油储油量等于或小于最大储油量的1 4那部分显示区域 显示区域其余部分在允许头部移动时也应是可见的 发动机油压指示器 发动机冷却液温度指示器 当指示为临界状态时 在无头部移动时 标志和要求显示区域的相应部分是可见的 显示区域的其余部分在允许头部移动时也应是可见的 蓄电池充电状况指示器 自动变速器指示器 如果安装在仪表板或转向柱上 的标志应是可见的 显示区域的其他部分在允许头部移动时也应是可见的 制动器 驻车制动器 远光信号 转向指示灯 车辆危急警告信号 安全带警报 被动约束装置状态指示器 机油压力 发动机冷却液温度 阻风门 燃油液面高度 蓄电池充电 自动变速器 如果安装在仪表盘或转向柱上 等信号装置中每一个单独的被照明区域 在无头部移动时应是可见的 每一个单独的照明区域应有足够的尺寸和 或亮度以引起操作者注意 显示区域的其他部分在允许头部移动时也应是可见的 4 8轿车驾驶员前方视野 GB11562 V点 表征驾驶员眼睛位置的点 用于检查汽车视野 P点 驾驶员眼睛高度上的头部中心点 以P1 P2驾驶员水平观察物体时P点的不同位置 Pm点指通过R点的纵向铅垂面与P1 P2连线的交点 E点 驾驶员眼睛的中心 简称 眼点 E1 E2 E3 E4 分别为头部中心点P在P1 P2 位置时的左右两只眼点 用于评价A柱视野障碍 P点位置修正值 P点坐标 V点坐标 坐标系以R点为原点 向后为 X 向右为 Y 向上为 Z 98 8 汽车前方视野要求 风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点连线所包围的面积 这些基准点是 V1点水平向前偏左17 的基准点a V1点向前沿铅垂面偏上7 的基准点b V2点向前沿铅垂面偏下5 的基准点c 在汽车纵向对称平面另一侧 增加3个与a b c三个基准点相对称的辅助基准点a b c 每根A柱双目障碍角不得超过6 E1 E3 和E2 E4 的连接线绕P1 P2 旋转 使E1 E4 至左 右 A柱的S2截面外侧的切线与E1 E3 E2 E4 连线成直角 从E1 E4 向左 右 A柱的S2截面外侧作切线和从E2 E3 向左 右 A柱S1截面内侧作切线 两切线所成的平面角度即为驾驶员左 右 侧的A柱双目障碍角 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 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 4 9驾驶员眼睛转动角速度及风窗玻璃下沿的设计高度光流分布视觉理论物体反射光的运动是光流 汽车驾驶员的光流分布 驾驶员眼睛转动角速度欲保持对目标的注视 就必须转动眼睛 以驾驶员两眼中点为原点 路面上的某目标的坐标为x y z 坐标原点至目标的距离为 眼睛在水平方向上的转角为 rad 在垂直方向上的转角为 rad 车速为V dx dt km h 有 tg 1 y x sin 1 z x x2 y2 z2 1 2r x2 y2 1 2V 3 6dx dt眼睛注视地面目标时的转动角速度 等角速曲线若已知车速V及驾驶员眼睛离地高度z 可绘制出等速行驶时驾驶员眼睛转动的等角速度曲线 眼睛转动角速度 与车速V成正比 V l00km h时的眼睛转动角速度 x 100V 100 某大客车车速为l00km h z 2 143m时驾驶员眼睛转动的等角速度曲线 角速度阈眼睛转动角速度对汽车驾驶员行车时的心理反应有直接关系 具体