SAEJ941眼椭圆中文翻译版

机动车辆驾驶员的眼睛位置机动车辆驾驶员的眼睛位置 前言前言 此被推荐实行的 SAE 标准介绍了眼椭圆 驾驶员眼睛位置的一种 统计表示法 它便于对机动车辆视野进行设计与评估 眼椭圆的应用包括后视 镜尺寸和位置 雨刮及除霜面积 车柱尺寸及位置 以及一般的外部视野 这 些应用在其他 SAE 标准及 ISO 标准中有讲解 这篇眼椭圆修订本是 SAE J941 自编制以来最有意义的一次修订 新的眼椭 圆与旧的眼椭圆不同之处有以下几个方面 a 俯视图和后视图中椭圆轴线与汽车轴线平行 b 侧视图中 X 轴的角度在前部向下倾斜角更大 c 95 99 的眼椭圆 1 x 轴增长了 7 5 18 9 mm 2 Y 轴减短了 44 6 63 6 mm 3 Z 轴增长了 7 4 10 1 mm d 眼椭圆中心定位在更高 更向后的位置 e 侧视图中眼椭圆中心位置是由一些参数 SgRP 转向轮位置 座椅坐垫 角度 及有无离合器踏板 组成的函数式确定 f 眼椭圆不再根据驾驶员座椅靠背角来确定 g 座椅前后行程小于 133mm 时的眼椭圆 x 轴长度与先前 SAE J941 中是一 样的 Y 轴 z 轴及眼椭圆中心的位置 则是依据本文中所给出的新的 方程式来确定 h P 点和 E 点的位置是根据俯视图中到后视镜及 A 柱的视野线来确定 但 要根据新的眼椭圆形状和位置进行调整 新增内容及附录 总结如下 a 美国人群按男女等比例混合后 95 及 99 人群在固定座椅情况下的眼椭 圆 附录 B b 身高和性别按任何比例混合后的人群 在可调座椅和固定座椅下的眼椭 圆的绘制步骤 附录 A 和 C c 切线眼椭圆与 inclusive 眼椭圆的对比图表 可用这些图表信息来创建 inclusive 眼椭圆 附录 D B 类车辆的眼椭圆和以前的 SAE J941 是一样的 附录 E 附录仅仅提供信息 并不是本文的标准化要求 目目 录录 1 范围 3 2 参考文献 3 3 名词解释 4 4 美国人群男女等比例 50 50 混合后 可调座椅时 95 和 99 眼椭 圆 6 4 1 眼椭圆轴长 6 4 2 眼椭圆轴的角度 6 4 3 眼椭圆中心位置 7 5 眼椭圆的确定步骤 A 类车辆 8 6 P 点和 E 点位置的确定步骤 A 类车辆 8 附录附录 A A 身高和性别按任何比例混合后的人群 可调座椅身高和性别按任何比例混合后的人群 可调座椅时时的眼椭圆的眼椭圆 10 10 A 1 椭圆轴的角度 10 A 2 椭圆中心参考位置 10 A 3 椭圆的轴长 10 A 4 最终的椭圆中心位置 12 A 5 所选世界人口的眼椭圆 12 附录附录 B B 男女等比例 男女等比例 5050 50 50 混合后的美国人群 混合后的美国人群 固定座椅下 固定座椅下 95 95 和和 99 99 眼椭眼椭 圆圆 15 15 B 1 背景 15 B 2 椭圆轴的角度 15 B 3 椭圆的轴长 16 B 4 椭圆中心位置 16 附录附录 C C 身高和性别按任何比例混合后的人群 固定座椅下的眼椭圆身高和性别按任何比例混合后的人群 固定座椅下的眼椭圆 18 18 C 1 轴的角度 18 C 2 轴的长度 18 C 3 椭圆中心位置 20 附录附录 D D 切线眼椭圆 切线眼椭圆 TangentTangent cutoffcutoff eyellipseseyellipses 和 和 眼椭圆 眼椭圆 inclusive inclusive eyellipses 21eyellipses 21 附录附录 E E B B 类车辆的眼椭圆类车辆的眼椭圆 24 24 1 1 范围范围 此被推荐实行的 SAE 标准介绍了如何在车内建立驾驶员眼睛的位置 一般用空间眼椭圆模型来表示 本文还提供了按 50 50 性别比例混合后的美国人群中 95 和 99 眼椭圆的创 建步骤 第 6 部分介绍了 P 点 用来建立在 SAE J1050 标准中所描述的直接和间 接视野时的左右眼点 定义 P 点是为了定义在第 4 部分中涉及到的可调座椅的 眼椭圆 本文适用于 A 类车辆 客车 多用途客运车 轻型卡车 在 SAE J1100 中 有定义 也适用于 B 类车辆 重卡 此类车辆眼椭圆与先前在 SAE J941 标准 中是一样的 附录仅仅提供了一些信息 并不是本文的标准化要求 2 2 参考文献参考文献 2 12 1 参考文献参考文献 以下文献形成了本文中的一部分 除非有其他说明 现都使 用的 SAE 最新版本 2 1 1SAE文献 Available from SAE 400 Commonwealth Drive Warrendale PA 15096 0001 SAE J826 定义和测量汽车座椅及乘坐空间时使用的设备 SAE J941 1997 机动车辆驾驶员眼睛位置 SAE J1050 机动车辆驾驶员及乘客头部位置 SAE J1100 机动车辆尺寸 SAE J1516 参考点的调节工具 SAE Paper 650464 汽车驾驶员眼睛位置 J F Meldrum 1965 SAE Paper 720200 驾驶员头部及眼睛位置 D C Hammond and R W Roe 1972 SAE Paper 75056 驾驶员眼睛 头 膝盖空间及座椅位置描述 R W Roe 1975 SAE Paper 852317 卡车驾驶员工作空间的描述 N L Philippart and T J Kuechenmeister 1985 SAE 第 712 页 2 22 2 相关联的文献相关联的文献 下面的文献仅仅用来提供一些信息 并非本文所必需的 2 2 1 SAE文献 Available from SAE 400 Commonwealth Drive Warrendale PA 15096 0001 SAE J1517 驾驶员所选座椅位置 SAE Paper 680105 眼椭圆及驾驶员前视野考虑因素 W A Devlin and R W Roe 1968 SAE Paper 980012 改善后的驾驶员眼椭圆模型的发展 M A Manary et al 1998 SAE SP 1358 M S Sanders 1983 U S Truck Driver Anthropometric and Truck Workspace Data Survey Final Report submitted to SAE Warrendale PA B E Shaw and M S Sanders 1984 Female U S Truck Driver Anthropometric and Truck Workspace Data Survey Final Report submitted to SAE Warrendale PA 2 2 2 其他文献 Available from UMTRI RIPC 2901 Baxter Road Ann Arbor MI 48109 2150 Email umtridocs umich edu 734 764 2171 W A Devlin 1975 Visibility Design Guide Proposed SAE Recommended Practice also ISO TC159 SC4 USA1 6 SAE Driver Vision Committee Troy MI 3 3 名词解释名词解释 3 1 eyellipse 是眼睛 eye 和椭圆 ellipse 两个词的缩写式 是用来描述眼 睛在空间上相对车辆内部参考点位置的一种统计表示法 见图 1 3 23 2 眼睛中点眼睛中点 是左 右眼点的中点 或者是驾驶员中心线与左 右眼椭圆 的中心连线的交点 3 33 3 切面切面 眼椭圆上的切面 说明 当以一个指定的角度投射或者投射到一个指定的目标时 切面一般 认为是一个视野平面 在二维视图中 视野平面被认为是一条视野线 见附录 D 中的图 D1 3 43 4 切线眼椭圆切线眼椭圆 如果用很多面来划分眼睛的位置 这些面所包络出来的边 界就构成了一个三维的眼椭圆 有 P 的眼睛位置点落在面的一边 则在另一边 就有 100 P 的眼睛位置点 见附录 D 3 53 5 P P 点点 描述驾驶员平面观察物体时眼睛高度上头部中心点的不同位置 见图 2 3 63 6 P1P1 P2P2 点点 定位眼睛的位置 用于测量车辆左右两侧的 A 柱双目障碍 见图 2 3 73 7 P3P3 P4P4 点点 定位眼睛的位置 用于测量驾驶员左右两侧的后视野范围 见图 2 3 83 8 E E 点点 表征驾驶员眼睛的中点 一般和 P 点一起用来描述每种特定的视 野 3 93 9 inclusiveinclusive 眼椭圆眼椭圆 在其边界内部包括了一定比例的驾驶员眼睛位置点 图图 2 2 相对于相对于 95 95 眼椭圆 座椅行程大于眼椭圆 座椅行程大于 133mm133mm 中眼点的 中眼点的 P P 点位置点位置 图图 3 3 P P 点及眼点点及眼点 3 103 10 SAESAE J826J826 和和 SAESAE J1100J1100 中的尺寸及定义中的尺寸及定义 a H 点 b 座椅参考点 R 点 c 踏板参考点 PRP d 踵点 AHP e H 点可变范围 f A19 座椅上升行程 g H30 座椅高度 h L6 踏板参考点到方向盘中点的距离 i A 类和 B 类车辆 4 4 男女等比例 男女等比例 5050 50 50 混合后的美国人群 可调座椅时的 混合后的美国人群 可调座椅时的 95 95 和和 99 99 眼椭圆眼椭圆 此类眼椭圆的使用人群见下表一 50 50 等比例混合的人群的眼椭圆用来设 计 A 类车辆 表一 参考人体测量学 性别平均身高 mm身高可变化值 男 175574 2 女 161868 7 按 50 50 男女等比例 95 和 99 的眼椭圆是按照4 1 4 2 1 中所给出 的数据表及等式来建立的 这些眼椭圆用于对驾驶员和前排外侧乘客的座椅进 行定位 4 14 1 轴长轴长 轴长数据见表 2 及图 4 表一 左右眼椭圆的轴长 正视图 座椅调节行程百分比X 轴长Y 轴长Z 轴长 95206 460 393 4 133 99287 185 3132 1 95 173 8 1 60 393 4 1 133 99 242 1 1 85 3132 1 1 座椅调节行程在 100 133 之间 眼椭圆的 X 轴长保留先前 SAE J941 标准中 的数值 对于这个比较短的座椅行程 没有去收集新的眼睛位置数据 4 24 2 轴的角度轴的角度 眼椭圆轴线在俯视图 Z 平面 和后视图 X 平面 中与车辆轴 线平行 但在侧视图 Y 平面 中前端是向下倾斜的 4 2 1 侧视图中椭圆轴线角度 在侧视图里眼椭圆的角度为 12 0 等式 1 式中 是一个角度 正值 在前部向下倾斜 并与水平线向下成 12 角 图图 4 4 可调座椅眼椭圆的三视图可调座椅眼椭圆的三视图 4 34 3 椭圆中心位置椭圆中心位置 等式 2 3 4 是用来计算眼椭圆中心位置的 见图 5 Xc L1 664 0 587 L6 0 176 H30 12 5t 等式 2 Ycl W20 32 5 等式 3 Ycr W20 32 5 等式 4 Zc H8 638 H30 等式 5 式中 L1 是加速踏板参考点的 X 坐标 L6 是方向盘中心点到加速踏板参考点在 X 方向上的距离 H30 是 R 点至踵点在 z 方向上的距离 t 是可变值 有离合器踏板时取 1 没有离合器踏板时取 0 W20 是 R 点的 y 坐标值 H8 是踵点的 z 坐标值 L1 H8 607 452 369 4 1 525 75 6 L1 H8 607 452 369 4 1 525 75 6 Xc Zc 244 8 Xc Zc 244 8 557 5 492 5 1083 557 5 492 5 1083 对于垂直方向可调的座椅 在可调的中间范围内 等式 2 和等式 5 会因为 H30 而有所调整 如果汽车商所定义的 R 点不在这个中间高度 眼椭圆垂直位 置的精确度将会降低 4 3 1 左右眼点及中眼点位置 左眼点 Ycl 和右眼点 Ycr 的距离为 65mm 中 眼点 Ycycl 在 W20 处的驾驶员的中心线上 图图 5 5 眼椭圆定位所需参数 侧视图轴的角度 及质心的定位参数眼椭圆定位所需参数 侧视图轴的角度 及质心的定位参数 5 5 A A 类车辆眼椭圆定位步骤类车辆眼椭圆定位步骤 5 15 1 确定座椅相关参数 A19 W20 H30 5 25 2 确定 H8 和 L6 5 35 3 根据生产车辆中含有离合器踏板车辆的百分比确定 t 值 如果 50 或者 更多的车辆使用离合器踏板 则 t 取 1 否则取 0 5 45 4 根据表 2 所给定的轴长绘制左右眼椭圆 根据等式 2 3 4 确定椭圆的 中心位置 5 55 5 根据等式 1 确定侧视图上眼椭圆 X 轴的前端的倾角 6 6 P P 点和点和 E E 点的定位步骤 点的定位步骤 A A 类车辆 类车辆 定义这些点是为了简化在俯视图中 涉及到头部及眼部运动的特殊视野要求时的眼椭圆的应用 见 SAE J1050 P 点表征了在俯视图中头部运动的中心位置 因此 左右眼点 E 点 能够根据 特殊的视野要求重新定位 这些都是在男女等比例混合时 95 眼椭圆中定义的 P 点 为了确定 P 点 需要建立到前方目标 A 柱或外部后视镜 的切线 每一 个 P 点都会使左右眼点能够更可能的接近 95 眼椭圆三维模型表面上的切点 P 点在 99 的眼椭圆中未变 6 16 1 P P 点点 这些点相对中眼点的位置用表 3 中的值来确定 见图 2 表表 3 3 P P 点到点到 95 95 眼椭圆的中眼点距离眼椭圆的中眼点距离 座椅可调行程P 点 X Y 左舵 Y 右舵 Z 133mm P10 7 3 7 3 20 5 133mm P226 2 20 6 20 6 20 5 133mm P3191 0 11 2 11 2 22 5 133mm P4191 0 11 2 11 2 22 5 133mm P116 3 7 3 7 3 20 5 133mm P239 2 20 6 20 6 20 5 133mm P3175 0 11 2 11 2 22 5 133mm P4175 0 11 2 11 2 22 5 说明 x 表示在中心后面 y 表示在中心右面 z 表示在中心上面 6 1 1 表 3 中的 x y z 值加到等式 2 3 4 中去能够得到 P 点在整车上的坐标 值 6 26 2 E E 点点 E 点相对于 P 点的位置见图 3 及下面的等式 Ex Px 98 等式 6 El Py 32 5 等式 7 Er Py 32 5 等式 8 Ez Pz 等式 9 其中 Px Py Pz 是指 P 点的 x y z 的坐标值 Ex Ez 是指左右眼点的 x z 坐标 El Er 分别为左右眼点的 y 坐标 附录附录 A A 身高和性别按任何比例混合后的人群 可调座椅时的眼椭圆身高和性别按任何比例混合后的人群 可调座椅时的眼椭圆 在此附录里面 因为潜在的人员身高分类不同 性别混合不同 或者所需 的眼椭圆包络线不同 所以介绍了不同于表 1 中所列驾驶人群的眼椭圆的构建 步骤 使用者 一般包含 25 到 75 女性 适用此附录里面所提供的等式 对 于女性中高个儿和矮个儿的驾驶者而言 此眼椭圆在侧视图中轴线的角度及椭 圆中心的 Z 坐标是不正确的 A 1A 1 轴的角度轴的角度 在俯视图 Z 平面 和后视图 X 平面 上眼椭圆的轴线与车 辆轴线平行 但是在侧视图中椭圆轴线向前倾斜一定的角度 侧视图中眼椭圆 的角度见等式 A1 见图 5 18 6 A19 等式 A1 A 2A 2 椭圆中心参考位置椭圆中心参考位置 参考中心根据等式 A2 A4 确定 这个适用于 NHANES III 中定义的人群及男女等比例 50 50 混合的人群 即平均身高为 1686mm 的使用者 Xcref L1 664 0 587 L6 0 176 H30 12 5t 等式 A2 Ycref W20 等式 A3 Zcref H8 638 H30 等式 A4 式中 L1 是 R 点的 X 坐标 L6 是方向盘中心点到 R 点在 X 方向上的距离 W20 是座椅中心线的 y 坐标值 H8 是踵点的 z 坐标值 H30 是 R 点至踵点的距离 在 z 方向上量取 t 是可变值 有离合器踏板时取 1 没有离合器踏板时取 0 如果座椅在垂直方向上可调 在可调的中间范围内 等式 A2 与 A4 中会因 为 H30 需要调整 如果制造商所定义的 R 点位置不在此中间高度 则眼椭圆的 垂直位置就不准确了 A 3A 3 轴的长度轴的长度 A A 3 13 1 X X 轴长 轴长 这里的侧视图轴长就是眼椭圆的 X 半轴长 并不是总长 见图 A1 和图 A2 所示 侧视图中驾驶员眼睛的定位与他们的身高因素 0 473 有关 例如 两个 驾驶员身高相差 10mm 则在侧视图上眼睛位置沿着轴线平均相差 4 73mm 高者 眼睛位置在后 类似的 两个平均身高相差 10mm 的人 在侧视图上眼椭圆中心 位置沿着轴线也平均相差了 4 73mm 计算侧视图轴长需要考虑眼睛位置的划分 一类是男性 一类是女性的 因为男女的平均身高不同 因此他们在侧视图沿 着轴线的平均位置相差也是不一样的 M 0 473 SM SR F 0 473 SF SR 式中 SM 男性平均身高 SR 参考身高 1686mm SF 女性平均身高 图图 A1A1 男 女眼椭圆中心点相对参考点在侧视图上的位置男 女眼椭圆中心点相对参考点在侧视图上的位置 图图 A2A2 眼椭圆眼椭圆 X X 轴的端点及长度轴的端点及长度 另外 还必须考虑潜在的身高变化 确定侧视图轴长的过程包括沿着此轴 线建立眼睛的位置 然后沿着此轴线找到椭圆的上下边缘的切点 在侧视图中 眼睛位置潜在的划分是两个正态分布的叠合 即男性和女性 为了简化边界计算 参考中心点一般被看作是坐标原点 沿着侧视图轴线 边界就计算与参考点偏距 首先 确定男性和女性眼椭圆中心位置 根据等式 A5 和 A6 计算 M 0 473 SM SR 等式 A5 F 0 473 SF SR 等式 A6 式中 M 和 F 是侧视图中沿着轴线 男 女眼睛的中心点相对参考中心的偏 距 SM 和 SF 是平均男 女身高 男 女参数分布的标准偏差用等式 A7 和 A8 来计算 式中 SdM 和 SdF 是沿着侧视图中椭圆轴线 男 女眼睛位置分布的标准偏 差 M 和 F 是男 女身高分布的标准偏差 两种方法和标准偏差定义了沿着侧视图中眼椭圆 X 轴线的两个有重叠的正 态分布 见图 A2 这些和等式 A9 和 A10 一起用来确定眼椭圆的上下边界及前 后边界 式中 PM 是男性在人口中的比例 CF 是沿着侧视图轴线 相对参考中心点的眼椭圆的前方边界 CM 是沿着侧视图轴线 相对参考中心点的眼椭圆的后方边界 是切线眼椭圆的百分点 是叠加正态分布 为了得出眼椭圆在侧视图中的上下边界 等式 A9 和 A10 必须解决 CF 和 CM 的迭代 将等式分解 在等式括号内出现两次的是男 女 的眼睛位置 沿着 侧视图轴线 分布上 下 边界 叠加正态分布反映了分布在椭圆上下边界的 下方或前方眼睛位置 在等式 A9 中 假如有 1 眼睛位置处于下切线下方的女 性比例 2 眼睛位置位于下切线下方的男性比例 然后两个比例以男女性在驾 驶人群中的相对比例组合成加权平均值 最后一步是计算 X 轴的长度 它是 CM 与 CF 的差值 X 轴长 CM CF 等式 A11 A 3 2A 3 2 Y Y 轴和轴和 Z Z 轴的长度轴的长度 因为身高的不同不会影响到椭圆 Y Z 轴的长度 所以他们的计算相对简单 唯一变化的是切线眼椭圆的百分点 顺着这两个轴 眼睛位置的分布是有固定偏差的正态分布 找到轴的端点很简单 大概就是利 用转化叠加正态分布来解决排除适当比例人群后的切点 具体见等式 A12 和 A13 Y 轴长 18 34 1 q 1 1 q 等式 A12 Z 轴长 28 39 1 q 1 1 q 等式 A13 A 4A 4 眼椭圆最终中心位置眼椭圆最终中心位置 眼椭圆 X 轴前后边界值的计算都是相对于眼椭圆 参考中心而言的 边界也许不是围绕参考中心对称的 因此 最终中心位置必 须根据等式 A14 到 A16 来确定 这些等式将最终的中心定位在顺着使用者中心 线 汽车侧视图轴线两切点的中点 Xc Xcref CF CM cos 2 等式 A14 Yc Ycref 等式 A15 Zc Zcref CF CM sin 2 等式 A16 A 5A 5 所选世界人口的眼椭圆所选世界人口的眼椭圆 表一中给出的身高值用在此附录中的等式中来 建立特殊人群的眼椭圆 警告 使用者通过这种方式得到的眼椭圆并未经过视 野测试的核实 表表 A1A1 人体测量学 人体测量学 1 1 国家国家性别性别平均身高平均身高身高标准偏差身高标准偏差平均座椅高度平均座椅高度 男男 1755175574 274 2919 5919 5 美国美国 女女 1618161868 768 7856 2856 2 男男 1672 71672 762 462 4901 3901 3 日本日本 女女 1544 81544 861 261 2838 4838 4 男男 1806 21806 28080944944 荷兰荷兰 女女 169016907070887887 1 日本数据由丰田汽车提供 荷兰数据由 TNO 提供 A 5 1A 5 1 轴长轴长 驾驶员的眼椭圆轴长 适用于男女等比例 50 50 座椅行程 大于 133mm 的情况 见表 A2 表表 A2A2 左右眼椭圆轴长 左右眼椭圆轴长 国家百分比X 轴长Y 轴长Z 轴长 95195 160 393 4 日本 99271 585 3132 1 95202 060 393 4 荷兰 99283 185 3132 1 说明 美国 日本 荷兰人口在 X 轴长度上的差距很小 所以表 A2 中所给出的 95 和 99 的眼椭圆能满足多种设计要求 A 5 2A 5 2 眼椭圆中心定位眼椭圆中心定位 与北美 欧洲人口相比 日本人平均身高较低 所 以一般的座椅位置都较高 因为有这些差别所以需要将他们眼椭圆的中心位置 进行调整 对日本驾驶员测量可以验证确定椭圆中心位置的等式 同样 由于北美平均身高比所参考的美国人口身高要高 所以眼睛位置也高 对这类人群也需要一个不同的确定眼椭圆中心位置的等式 A 5 2 1 在人体测量学基础上的估计 个严格按照人体测量学的方法 根据所求目标人群的平均座椅高度与美国座椅高度的比值来调整眼椭圆中心的 Z 坐标值 从 R 点开始测量 见如下等式 Zcref H8 H30 638 目标人群平均座椅高度 美国平均座椅高度 等式 A17 调整眼椭圆中心的 X 值 从 R 点开始测量 采用等式 A5 考虑了目标人群 及美国人口的平均身高的差异 见下面的等式 Xcref L1 12 5t 664 0 587 L6 0 176 H30 0 473 等式 A18 目标人群平均座椅高度 美国人口平均座椅高度 cos 表 A3 给出了椭圆中心相对美国人口眼椭圆中心的调整数值 男女等比例混 合 使用了表 A1 和等式 A17 和 A18 的人体测量值 表表 A3A3 眼椭圆中心位置的调整眼椭圆中心位置的调整 1 1 50 50 的男性 的男性 国家国家 X XY YZ Z 日本日本 36 360 0 13 13 荷兰荷兰 28280 02020 1 1 说明 正值表示在美国人群眼椭圆中心点的后上方 说明 正值表示在美国人群眼椭圆中心点的后上方 附录附录 B B 美国成人按照男女等比例 美国成人按照男女等比例 50 5050 50 混合中 混合中 95 95 和和 99 99 人群在固定座椅时的眼椭圆人群在固定座椅时的眼椭圆 B 1B 1 背景背景 没有可调的 H 点或靠背角的固定座椅的眼椭圆 眼椭圆中心的位 置可相对固定座椅的 H 点进行定位 唯一影响固定座椅眼椭圆定位的因素是座 椅靠背角 A40 座椅其他调整均认为按照厂商设计说明书上的位置定位 这类眼椭圆的使用者列在第 4 部分的表一当中 95 和 99 的眼椭圆按照 B 1 到 B 3 部分的列表及等式创建 除此比例之外的固定座椅的眼椭圆按照附 录 C 中的步骤创建 如果座椅有固定的靠背角 H 点可调一定的范围或者座椅 H 点和靠背角都 可调 则没有数据可用来选择或定位一个椭圆 图图 B1B1 固定座椅眼椭圆的侧视图轴线角度及椭圆中心位置固定座椅眼椭圆的侧视图轴线角度及椭圆中心位置 B 2B 2 轴线角度轴线角度 眼椭圆在正视图和后视图中轴线与汽车轴线平行 B 2 1B 2 1 侧视图中轴线的角度侧视图中轴线的角度 与可调座椅眼椭圆不同 固定座椅最长的轴为 Z 轴 Z 轴沿着椭圆中心点到 H 点的连线 称为 H 点与眼睛的连线 向后 倾斜 Z 轴的角度 取决于座椅靠背角 见等式 B1 和图 B1 0 719 A40 9 6 等式 B1 式中 是侧视图中眼椭圆的角度 在垂直高度上相后倾斜 A40 是座椅靠背角 座椅靠背角的尺寸编码取决于乘客座椅的位置 A40 2 是第二排乘客座椅 A40 3 是第三排座椅 在 SAE J1100 中有定义 B 3B 3 轴长轴长 轴长见图 B2 和表 B1 表表 B1B1 固定座椅眼椭圆轴长 固定座椅眼椭圆轴长 百分比X 轴长Y 轴长Z 轴长 9599 2104 1119 6 99140 4147 3164 3 图图 B2B2 固定座椅切线眼椭圆固定座椅切线眼椭圆 正视图正视图 B 4B 4 椭圆中心位置椭圆中心位置 等式 B2 B3 B4 是用来计算眼椭圆中心位置的 中眼点 Ycycl 的位置在与车辆轴线相距 W20 的座椅中心线上 见图 B1 侧视图中椭 圆中心位置根据以下等式定位 其中 L31 为 R 点的 X 坐标 H70 为 R 点的 Z 坐 标 Xc L31 640sin 等式 B2 Ycycl W20 等式 B3 Zc H70 640cos 等式 B4 R 点坐标编码的选择是根据乘客座椅的位置来定的 例如 L31 2 W20 2 H70 2 是参照第二排乘客座椅 L31 3 W20 3 H70 3 是参照第三排座椅确定的 B 4 1B 4 1 左右椭圆中心左右椭圆中心 左右眼椭圆中心相距 65mm 各自距中眼点 32 5mm 附录附录 C C 适合于所有不同身高及性别比例的固定座椅时的眼椭圆适合于所有不同身高及性别比例的固定座椅时的眼椭圆 当使用者与表一中的使用人群不同时 固定座椅时的眼椭圆计算必须按照此 附录中的等式计算 因为潜在的身高有区别 性别混合也不一样 C 1C 1 轴的角度轴的角度 眼椭圆在俯视图 Z 平面 和后视图 X 平面 中与车辆轴线 平行 但是在侧视图 Y 平面 中有一定的角度 C 1 1C 1 1 侧视图中眼椭圆的角度侧视图中眼椭圆的角度 Z 轴在垂直方向上的角度 取决于座椅靠 背角 见等式 C1 及图 B1 0 719 A40 9 6 等式 C1 式中 是眼椭圆在侧视图中的角度 在垂直高度方向上向后倾斜 A40 为后 背角 C 2C 2 轴长轴长 C 2 1C 2 1 眼椭圆眼椭圆 Z Z 轴的长度轴的长度 以下所考虑的内容是用来确定 Z 轴的长度的 C 2 1 1 男性和女性 H 点到眼睛的连线 的距离 这些值由所选男 女的 平均身高来计算 等式 C2 和 C3 用来计算 H 点到眼睛的连线 的距离 hM 104 3 0 317SM 等式 C2 hF 104 3 0 317SF 等式 C3 式中 SM 和 SF 分别指男 女的平均身高 hM 和 Hf 分别是男 女 H 点到眼睛的连线 的距离 C 2 1 2C 2 1 2 男 女 H 点到眼睛的连线 的标准偏差 根据等式 C4 和 C5 来计 算 H 点到眼睛的连线 长度的标准偏差 H 点到眼睛的连线 距离的平均偏 差和标准偏差定义了男 女两个叠加正态分布 这些分布是沿着固定座椅眼椭 圆的 Z 轴 其具体阐述了驾驶员人体测量影响到固定座椅眼椭圆的定位及其在 Z 轴上的尺寸的情形 式中 sdM sdF 男女性 顺着眼椭圆 Z 轴 H 点到眼睛的连线 距离的标准偏差 分别是男女身高的标准偏差 C 2 1 3 眼椭圆 Z 轴的边界及其长度 步骤和附录 A 中创建可调座椅眼椭圆 的步骤类似 和那个步骤一样 初步的 X 轴的长度 在这里是 Z 轴 是通过分 布的上下端点的极限值来确定的 为了计算 等式 C6 和 C7 必须解决 CF 和 CM 的迭代 1 q PM CF HM sdM 1 PM CF hF sdF 等式 C6 q PM CM HM sdM 1 PM CM hF sdF 等式 C7 式中 式中 PM 是男性人口比例 CF 是顺着 Z 轴椭圆的下边界 CM 是顺着 Z 轴椭圆的上边界 q 是切线眼椭圆的百分点 是叠加正态分布 眼椭圆 Z 轴的长度是 H 点到眼睛距离上下边界的差值 眼椭圆 Z 轴的长度 CM CF 等式 C8 C 2 2C 2 2 眼椭圆眼椭圆X X轴的长度轴的长度 X轴 在侧视图中垂直于Z轴 的长度 取决于H到 眼睛的连线相对垂直方向上的角度的变化 侧视图中的角度 是 H点到眼 睛连线 角度的平均值 H点到眼睛连线 角度通常为标准偏差为2 7度的分布 因此边界角度可以通过平均偏差 标准偏差2 7的正态分布计算出来 在各个 边界角度点处作与 H点到眼睛连线 等长的半径 终点在固定座椅眼椭圆X轴的 边界上 在图C1中 用ru和rl来描述半径 它们端点之间的长度就是X轴的长度 这个长度非常接近端点之间弧长 其值为两半径间的弧度与半径 H点到眼睛 连线 的平均值 的乘积 本段所描述的过程用C9算术方程式来表达 C 2 3 y轴长度 固定座椅下的眼椭圆的y轴与可调座椅眼椭圆相同 顺着Y 轴眼睛位置的分布是一个标准偏差为31 65mm的正态分布 忽略了人体测量学 Roe 1975 等式C10给出了眼椭圆百分点为q时y轴长的函数式 Yt 31 65 2 1 q 等式C10 图图C1C1 固定座椅眼椭圆侧视图 固定座椅眼椭圆侧视图 X X Z Z 轴及轴线角度 轴及轴线角度 C 3C 3 中心点位置中心点位置 固定座椅眼椭圆中心点位置是H点到眼椭圆边界连线两端 点的中点 方程式C11到C13给出了在整车坐标系下相对于R点的椭圆中心点的定 位 Xc CM CF Sin 2 等式C11 Yc 0 等式C12 Zc CM CF cos 2 等式C13 方程式C6到C13定义了任何人体在固定座椅时的所有参数 眼椭圆的形状 除了在后倾角度上有些小小的变化外 在所有车中是相同的 同样的人体 然 而可调座椅时的眼椭圆定义时是相对与踏板基准点而言的 固定座椅时的眼椭 圆的定义是相对于SgRP而言的 因为H点在座椅和靠背定了的情况下是固定的 参照附录B 附录附录D D 切线眼椭圆及切线眼椭圆及inclusiveinclusive眼椭圆眼椭圆 D 1D 1 切线眼椭圆切线眼椭圆 如果用很多面来划分眼睛的位置 这些面的边界 有P 的 眼睛位置点落在面的一边 则在另一边就有 100 P 的眼睛位置点 由此引 出了切线眼椭圆的定义 根据这个定义 侧视图上95 眼椭圆里包括不到95 的 眼睛所处的位置 为了更好的描述 请看图4的眼椭圆侧视图 如果在侧视图上 一平面是一条与95 眼椭圆上边缘相切的直线 则95 的眼睛所在的位置 不管 在椭圆外还是在椭圆内 都处在此切线的下方 5 的眼睛位置处在切线上方 此外 如果一个类似的平面与95 眼椭圆下边缘相切 则95 的眼睛所处的位置 不管在椭圆外还是在椭圆内 都处在此切向的上方 5 处在下方 图1 椭圆切线的描述 举个例子 在图1中 如果把切线看作是驾驶员到前风挡上黑边下边缘的视 线 或视平面 的话 则95 的驾驶员能够看到视线与水平线夹角范围内或更大 角度范围内的东西 5 的人能看到此角度范围内或更小角度所处的范围 受限 制 如果前方目标物在视线的上方 则5 的驾驶员将看不到 如果目标物在 视线上或视线下方 则至少有95 的驾驶员能够看见目标 因为这个原因 眼椭 圆被称作切线眼椭圆 前面章节和附录里面讲到的切线眼椭圆在SAE J1050里是用来描述驾驶员的 视线的 其在汽车设计上也是最普遍和最有效的方法 D 2D 2 inclusiveinclusive眼椭圆眼椭圆 对某些驾驶员眼睛位置的眼椭圆有一定的用处对某些驾驶员眼睛位置的眼椭圆有一定的用处 每个切线眼椭圆也是 inclusive 眼椭圆 它是驾驶员一定比例的眼睛位置 所在的范围 眼睛位置包含在眼椭圆内的人体所占比例总是少于切线眼椭圆的 所包含的比例 例如 95 的切线眼椭圆在两维边界内包含了 74 眼睛位置 三 维边界内包含了 56 的眼睛位置 表 D1 列出了大量 inclusive 眼椭圆及相应的 切线眼椭圆的比例 D2 1D2 1 可调座椅 可调座椅 inclusiveinclusive 眼椭圆眼椭圆的轴长的轴长 inclusive 眼椭圆的轴长见表 D1 中的最后三列 美国人口按男女等比例情况 表表 D1D1 切线眼椭圆及相应的切线眼椭圆及相应的 2 2 维和维和 3 3 维维 inclusive 眼椭圆的百分比 可调座椅的百分比 可调座椅 2 2 维 维 侧视图侧视图 3 3 维维 inclusive 眼椭圆 切线眼椭圆切线眼椭圆X X 轴长轴长Y Y 轴长轴长Z Z 轴长轴长 56 01 35 02 90 00 162 347 072 8 74 15 56 07 95 00 206 460 393 4 80 00 64 09 96 36 224 365 8101 9 87 18 75 00 97 87 252 174 3115 1 90 00 79 69 98 41 266 078 7121 8 93 32 85 60 99 00 287 185 3132 1 95 00 88 80 99 28 301 289 8139 0 95 61 90 00 99 38 307 391 7142 0 97 99 95 00 99 74 341 3102 5158 7 99 07 97 50 99 89 371 2112 1173 5 99 66 99 00 99 96 406 5123 5191 2 注 轴长指可调座椅眼椭圆 美国人口男女等比例情况 D2 2D2 2 固定座椅 固定座椅 inclusiveinclusive 眼椭圆眼椭圆的轴长的轴长 inclusive 眼椭圆的轴长见表 D2 的后三列 美国人口男女等比例情况 表表 D2D2 切线眼椭圆及相应的切线眼椭圆及相应的 2 2 维和维和 3 3 维维 inclusive 眼椭圆的百分比 固定座椅的百分比 固定座椅 2 2 维 维 侧视图侧视图 3 3 维维 nclusive 眼椭圆 切线眼椭圆切线眼椭圆X X 轴长轴长Y Y 轴长轴长Z Z 轴长轴长 56 01 35 02 90 00 77 281 194 9 74 15 56 07 95 00 99 2104 1119 6 80 00 64 09 96 36 108 2113 6129 6 87 18 75 00 97 87 122 3128 3144 9 90 00 79 69 98 41 129 5135 8152 8 93 32 85 60 99 00 140 4147 3164 3 95 00 88 80 99 28 147 7154 9172 2 95 61 90 00 99 38 150 9158 3175 5 97 99 95 00 99 74 168 8176 9194 1 99 07 97 50 99 89 184 6193 5210 4 99 66 99 00 99 96 203 5213 2229 7 注 轴长指固定座椅眼椭圆 美国人口男女等比例情况 D 3D 3 建立建立 inclusiveinclusive 眼椭圆眼椭圆的步骤的步骤 inclusive 眼椭圆的轴长反映了其他驾 驶员人群 或者不同的混合比例 可以由如下的情况确定 从表 D1 或 D 前三列 中可以看出 切线眼椭圆的百分比与 inclusiv