第三讲 人机工程学驾驶员视野精讲

(1)适合于美国人的A类车可调节座椅眼椭圆定位公式，有经验得出 12度， 人数据代入可有 水平面为定位基准计算公式为 X c 664 0.587 L6 - 0.176H30 - 12.5t Ycl W 20 32.5 Ycr W 20 32.5 Z c 638 H 30 H 30为座椅高度，t为变速器类型，有离合踏板为1否则为0
驾驶员视野
（1）驾驶员的眼睛位置范围大致呈椭圆形 分布，相应提出眼椭圆的概念 （2）眼椭圆代表了人体实际眼睛位置的范 围 （3）眼椭圆一般分为90百分位，95百分位 和100百分位，50%百分位，5%百分位等
1：二维正态分布
2 ：驾驶员眼睛转动角速度的坐标系
图3-2 眼椭圆
车身分类
车身分为a,b两类车型，a类车包括轿车、旅行车、多用 途车、轻型货车，b类车主要是指商用车，随着对车身 舒适性要求提高，设计多样化，这种区别越来越不明显。
驾驶员视野
驾驶员眼睛位置数据的分布检验 一般可用摄影法获得驾驶员眼睛位置在车身坐标系中 的分布，下图是从驾驶员侧面的照像机拍摄所得到的 眼睛位置散点图，该散点图反映了驾驶员左右眼在车 身侧视图上的分布情形，图上方格内的数字表示在该 位置上驾驶员的眼睛数，为查明数据分布的属性，对 散点图需进行统计分析。由于人体特征点在车身坐标 系中的分布往往具有正态性，因此可从二元正态分布 着手试验。
1:人—机—环境之间的关系：相互依存；相互作用；相互制约。
2:人机工程学的特点：学科边界模糊 3:学科内容综合性强；涉及面广。 4:人机工程学的研究对象：人—机—环境系统的整体状态和过 程。 5:人机工程学的任务：使机器的设计和环境条件的设计适应于 人，以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适，心情愉 快，充分发挥人、机效能，使整个系统获得最佳经济效益和社 会效益。 6：产品功能尺寸是指相对某项产品功能，对人体参量做修正 的尺度，而最佳产品功能能尺寸是指：人体尺寸参量 +功能修 正量+心理修正量。
汽车前上方视区的界限
H h tan ( ) SL
1
驾驶员视野
车速(km/h)
20 40 60 80
最小上方视角
18°30´ 6°40´ 3°22 2°
为看清信号灯所必须的最小上方视角
驾驶员视野
2：驾驶员下视野
根据汽车运行的环境将驾驶员视区分开讨论 (1)在高速道路上。 (2)在市区行驶。
3）定位SgRP, 确定H点的轨迹线，SgRP对于PRP位置为：
பைடு நூலகம்
SgRP 913.7 0.67231( H 30) 0.0019553( H 30) 2
4)定位HPD，将HPD的H点与SgRP重合，保持HPD的座垫角A27 - 1，躯干
角A40 1，腰部支撑角L18 - 1，和侧向中心线位置W20 - 1与目标值一致，选
人体样板定位
HPM和HPD用以建立乘员布置关键点和尺寸，下面以HPD来涉及乘员
位置为例(usa : 95th)：可参照SAEJ 826
1）确定关键目标值；
2）定位鞋，将鞋底的中心线和自由状态加踏板对齐，鞋底BOF与踏板
表面接触(接触点PRP），鞋底HOS和压塌的地毯表面接触(接触点AHP）
此时鞋底面与水平面的夹角定义为踏板倾角( A47);
A40 5-40 11-18
H30
TH17
TL23 >100 >100
W9 <450 450-560
127-405 0-50 405-530 0
硬点标注说明
前缀
含义 编号
L
长度 1-99
W
宽度
H
高度
A
角度 400-599
TL
TH
100-199 200299 外部尺 寸
分别为H点行 程长度尺寸 和高度尺寸
图3-17 人垂直方向的视野范围
驾驶员视野
1：视野边缘上，对象超过垂直70~80°，水平5060°将对形状感觉模糊，在水平30~40°，垂直 （上30下40°）能清楚辨识。最清楚是18度， 一般不要在35度区域内设置障碍物。
2：观察仪表视距范围一般为700~760mm
3：眼睛自然转动范围水平各15°上下15°，勉强 转动范 围左右30°，上45°向下65°而头部自 然转动左右各45°，上下各30°，头部勉强转 动范围左右60°，上下各50°
大腿为456，小腿长度为459。
驾驶员视野
视切比P
O
视线
Ⅰ区 Ⅱ区
区含眼睛数 p= 区含眼睛数+区不含眼睛数
95%眼椭圆
图3-3 眼椭圆的意义
图3-4 眼椭圆轮廓线的画法
驾驶员视野
眼椭圆样板（95th为例）： （1）中心坐标，可根据图表查出眼椭圆中心的位置 （2）眼椭圆的长短轴，长轴俯视和侧视相差不大， 倾角几乎相等，长短轴的数据查表而得出 （3）方位角，长轴倾斜，在侧视图上长轴和 x-x的 倾角为-6.4度（前低后高），在俯视图上倾角为 5.4度。x-x y-y（俯视）、x-x z-z (侧视)轴线在 座椅靠背角为25的时，眼椭圆位置线就是上述水 平和垂直工作线（基础线），随着座椅移动和背 靠角变化，位置线也变化，其位置线坐标由表查 出。
眼椭圆定位（A类）



在俯视图像XX-YY-ZZ中在Z平面上定位有 C=0.85A+0.075B（A类） C=0.15（A-B）（B类） A为转向盘中心到汽车纵向对称中心的距离 B为内饰表面的最短距离
(1)椭圆倾角计算：椭圆的三轴线相互垂直，轴线A y方向平行于汽车坐标轴方向 对于A类坐标可以调节的眼椭圆长轴A x与水平面的夹角应根据H点的 调节轨迹倾角A19计算： 18.6 - A19 （2）椭圆中心计算：椭圆中心三坐标分量X c , Yc和Zc分别以PRP，y零平面和过AHP 水平面为定位基准计算公式为 CM CF X 664 0 . 587 L6 0 . 176 H30 12 . 5 t cos c 2 Ycl W 20 32.5 Ycr W 20 32.5 CM CF Z c 638 H 30 cos 2 H 30为座椅高度，t为变速器类型，有离合踏板为1否则为0 L6为方向盘中心岛PRP的前后距离，CM，CF为男女眼镜分布的 上下1 - p点
(3)在山区行驶。
驾驶员视野
3：驾驶员后视野 (1) 在公路，尤其是高速公路多车道超车或换 道行驶时，通过内外后视镜可向驾驶员提 供左右两侧及后方的交通状况信息。 (2) 在市区繁华街道行驶时，车内外后视境、 下视镜可向驾驶员提供汽车周围行人、自 行车、摩托车、各种障碍物及其交通情况 的信息。 (3) 在汽车倒车时．驾驶员通过内外后视镜可 观察到汽车后部、侧面的障碍物及交通状 况
为固定座椅眼椭圆侧视图倾角
修正值说明
TL23 Ｘｈ Ｚｈ ＴＬ２３ Ｘｈ Ｚｈ
＞１３３
９０．６
５２．６
０
８５．４
４２
＜＝１３ ３
８９．５
４５．９
图3-7 眼椭圆在车身视图上的定位
驾驶员视野


一般上视角不得小于10度 下视角不得小于20度 最小视角应能看到前方15米远5米高的信号 灯
图3-16 人水平方向的视野范 围
驾驶员视野
2：H点和R点 （1） H点是人体身躯和大腿的交接点， H点人体 模型是一种确定车身实际位置的人体模型，H点人 体模型包括背板部，座板部和足部 。R点是座椅设 计的参考点(SgPR) ，即将座椅调至最后最低时的 人体胯点。以R点作为设计参考点设计，制出样车 后，将座椅调至最后最低的位置，再测胯点，此时 的胯点为H点 。 （2）我国的标准为GB/11559，国际标准为ISO6549 。 （3）将H点人体模型放在汽车座椅上，模型上H点 实际位置就是汽车实际H点的位置。
H点行 内部尺 程高度 寸 尺寸
行李箱 货车等尺 尺寸 寸
人机工程学关键装置定义
H点装置用于测量车内布置的关键参考点和尺寸，有两种装置来 定义H点，即H点测量装置HPM以及H点设计装置HPD，在两 种装置上定义了设计和人机关系的参考线，包括H点D点K点躯 干线、腿线、座垫线等。 H点：人体大腿和躯干的铰接点，不同场合表现形式不一样。 设计H点：借助HPD按照程序建立的H点，用来表达乘坐的位 置 乘坐参考点：对于指定乘坐位置而言，这是一个特殊的设计H 点：在设计初期就定义的参考点 虽然在可调座椅的H点调节轨迹上有很多设计H点，但只有唯一 的一个SgRP点 设计参考点用于定位一些不知工具，定义许多关键尺寸 实际H点，将HPM按照步骤放在实车座椅上所测出的H点
图3-18 人的色彩视野范围
图3-19 眼睛和头部的转动范围
驾驶员视野
1．汽车前上方视区界限
汽车前上方视区界限受前窗上横框位置的限 制，上方视区大小应保证在十字路口处能看 到信号灯，同时还要能够避免太阳光线等的 刺眼作用，要根据这两种情况综合考虑，妥 善处理。为了看清信号灯所需的最小视角， 取决于汽车制动后，车头距信号灯的炬离， 这段距离必须保证驾驶员能够看清信号。 α— 前上方最小视角，（°）； h— 驾驶员眼睛距地面的高度，m ； s— 可能的制动距离，m； L— 驾驶员眼睛与车头之间的距离，m ； H— 信号灯的高度，m ；
图中L是驾驶员眼椭圆定位线。图中的垂直工作线通过最后 (95%百分位)H点,水平工作线离最后H点的高度为635mm。 座椅靠背角为25°时,眼椭圆自身坐标中心正好与垂直、水平 工作线的交点重合。靠背角小于25°时,眼椭圆的位置偏向前 上方;大于25°时,偏向后下方。图中为眼椭圆及其定位线在 车身侧视图中的位置。眼椭圆的建立为司机室的布置和设计提 供了基础 。
（2）椭圆中心计算：椭圆中心三坐标分量X c , Yc和Zc分别以PRP，y零平面和过