汽车视野安全的研究与进展

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汽车视野的安全对策
由于汽车安全标准和法规对汽车的性能作出
直接影响汽车视野 . 视野检测时把座椅调到最低 最后的位置, 以此为基础来确定驾驶员眼点位置, 再采取有关设备测得视野, 从而评价汽车视野的 好坏 . 目前, 我国的汽车驾驶员座椅主要有以下问 题: 布置过于靠外, 使得驾驶员的前左方视野极 小; 有些车辆的座椅布置过于靠后, 使得驾驶员的 前方 l80 范围内视野盲区极大; 座椅设计的高度 与车身高度不匹配, 也使得驾驶员的视野变坏 . 相 应的对策是: 在保证驾驶员的上下方便性及乘坐 舒适性的前提下, 减少座椅坐垫与靠背的倾角, 布 置座椅靠近汽车的前部, 选择适当的座椅高度, 在 与总布置不发生干涉的前提下, 将座椅靠近中间 一些 .
驾驶员在行车过程中如何在已有的车身环境中, 获得外界道路上的有关信息 . 其研究目的很多, 主 要有: 即驾驶员在行车时, 遇到 ! 生理反应测定, 各种各样的交通状况, 如转弯、 制动、 超车、 路面照 明情况变化等, 其生理上的各种反应, 如脑电波、 心率、 呼 吸、 眼球的运动轨迹等 . " 人眼的速度 — — —视野特性, 即人眼在不同的车速下集中精力 所看到的视野大小 . 研究表明: 静态时, 人的双单 眼视野范围为 180 , 车速在 40 km / h 时, 双单眼视 野则约为 100 , 75 km / h 时约为 65 , 100 km / h 时 约为 40 , 随着车速的增加视野明显变窄, 这种动 态行驶中的视野成为 “人动视野” , 因此, 在高速行 驶时, 要及时发现或躲避突然闯入的行人或物比 较困难 . #视认性, 即人眼对各种道路交通信号及 车内仪表显示的快速辨别能力 . $ 驾驶员行车时 的心理分析, 该项研究的目的是让驾驶员做到眼 到心到, 不致因为心理因素而造成视野的部分或 全部丧失, 导致交通事故 . 美国的视野研究工作则是着眼于如何快速获 得车辆行驶时的有关信息, 所以他们十分注重驾 驶员对仪表盘上所显示的信息的易读性, 以及方
第 22 卷第 2 期 2001 年 3 月
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江苏理工大学学报 (自 然 科 学 版) (NaturaI Science) JOurnaI Of Jiangsu University Of Science and TechnOIOgy
的应用与研究, 也就是按国家标准对汽车的视野 性能进行测试检验, 并对关键测试技术进行实验 研究 . 因为向厂家提供其汽车视野的各参数, 找出 问题所在, 具有现实意义 . 为满足测试工作需要, 中国汽车技术中心视野研究室开发了视野测试用 的专门软件, 配合三坐标测量仪, 能满意地完成视 野测试工作 . 此外, 汽车质量监督检验中心利用激 光经纬仪开发了一套激光视野测量仪, 也可满足 视野测试要求 . 另外, 我国的某些高校, 在视野设 计 CAD 方面也开展了研 究, 取得了若干研究成 果
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汽车视野的研究现状
由于汽车视野在汽车主动安全中所占的重要
地位, 使得各汽车制造厂家和研究机构投入了大 量的技术来研究汽车视野及相关性能 . 其中美国、 日本和欧洲是三大汽车生产国, 他们在汽车视野 方面的研究也具有代表性 . 在日本, 开展视野研究工作已有很长的时间,
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研究也相当全面, 其研究领域涉及医学、 生理学、
[6] 全面 我国的视野工作还仅限于测试技术 . 目前,
(l)扩大风窗玻璃的有效透明区的面积; 减 少风窗玻璃倾角并尽量使之靠近驾驶员的眼睛; 前后风窗玻璃向两侧围包 . 但在采取这些对策时, 应该综合考虑该措施对其他汽车安全性能的影 响 . 研究表明: 对于平头车为了扩大风窗面积, 可 将风窗玻璃的下沿适当降低, 但若降得过低, 则该 车的动态视野不佳, 驾驶员会产生疲劳、 眩晕和恐 慌等感觉 . 另外, 风窗玻璃离开驾驶员眼睛的最小 距离应能保证风窗玻璃与方向盘前缘之间的最小 间隙不小于 80 mm, 以允许驾驶员在冬季戴上厚 手套仍能方便自如地转动方向盘 . (2)减小立柱的投影长度 . 为了减少或消除 立柱对视野的妨碍, 立柱相对于驾驶员眼点的投 影长 度 应 尽 可 能 小 于 驾 驶 员 的 瞳 距 (一 般 为 65 mm) . 在投影长度大于或等于驾驶员两眼之间 的距离时, 则双单眼视野的视野盲区不可能消除; 当投影长度小于驾驶员的瞳距时, 则在汽车前方 的某一点, A 立柱所造成的视野盲区就得以消除 . 在实际的应用中, 为了保证汽车的被动安全, 设计 时需确保车身结构的牢固可靠以保证发生碰撞事 故后乘员的安全空间不受侵犯, 其中一个重要举 措就是增加立柱的截面面积, 因此在增加立柱的 截面积的同时就应该考虑到其对视野的影响, 力 求在满足强度要求的条件下, 使立柱截面积尽可 能小 . (3)对发动机罩盖采取措施, 如降低其高度, 缩短其长度, 以确保驾驶员有足够的前方倾斜角 和视野 . 另外为了保证发生故障时的驾驶员视野, 对发动机罩盖也要采取相应的措施, 详见下文 . !"! 座椅布置 驾驶员座椅是汽车视野检测的基础, 其位置
[1, 2] 野 即 . 研究工作强调驾驶员个人的积极作用,
当今世界是汽车工业高度发达的世界, 汽车 安全、 节能与环保成为汽车工业发展的三大问题 . 毫无疑问, 汽车安全是三大问题中最重要、 最根本 的问题, 是其他问题的基础 . 根据美国联邦机动车 安全法规 ( FMVSS) , 把汽车安全划分为主动安全、 被动安全和事故发生后的安全性 . 其中主动安全 包括了汽车灯光、 汽车视野、 驾驶操作性、 操纵稳 定性、 汽车制动系、 汽车轮胎和轮辋等, 几乎涉及 了汽车本身性能的所有方面 . 首当其冲, 汽车视野 安全在整个主动安全性中占有相当重要的地位 . 众所周知驾驶员在驾驶过程中, 有 80% 的信息是 靠视觉得到的 . 特别是随着汽车工业的发展和汽 车拥有量的急剧增加, 尤其高速公路的增多, 确保 良好的视野是预防交通事故的必要条件 .
[收稿日期]2000 - 08 - 26 [作者简介]王 昊 (1972 - ) , 男, 江苏泗洪人, 江苏理工大学助教, 硕士生 .
第2期


汽车视野安全的研究与进展
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向盘对驾驶员造成的相对于仪表盘的视野障碍 . 显示仪表的易读性则是由判读时间、 误读率与显 示方式的关系决定的, 研究表明: 模糊指针表示优 于数字显示; 图形优于符号 . 此外, 文字的线条粗 细、 文字的高度比如何选择等也是易读性的研究 内容 . 欧洲的视野研究则更为直接, 其研究重点是 车辆静止时, 驾驶员在正常驾驶位置时因为车身 结构因素造成的视野障碍 . 他们的研究目的则是 直接为设计、 生产服务的, 如车前板制件 (发动机 罩盖、 翼子板等) 、 车顶支撑立柱 (主要是针对 A 立柱) 以及内外后视镜等如何设计才能更好地满 足或改善视野性能 . 我国对视野安全问题也非常重视, 在我国汽 车标准体系中, 强制性执行标准的前五项均为视 野及视野相关类项目, 但视野的研究工作还很不
了要求, 因此在汽车规划设计阶段, 就应对影响安 全的各项因素进行全面控制, 以确保生产出的汽 车满足各法规的要求 . 视野安全也是如此 . 另外, 汽车视野与其他的汽车性能是相互依靠、 相互影 响和相互制约的 . 因此, 在改进汽车视野性能时还 应该保持其他的汽车性能不被破坏 . 当这种破坏 不可避免时, 应该综合考虑得失 . !" # 车身设计 汽车的车身结构是其他安全设施的基础, 特 别是被动安全中的各种乘员约束系统的基础 . 汽 车车身对视野的影响同样是很重要的 . 因此在设 计阶段就应该考虑保证汽车视野的要求
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后视镜设计 汽车后视镜是驾驶员观测汽车后方视野的必
人的最优视区 . 一般仪表允许安排在 20 ~ 40 的 视野范围内 . 40 ~ 60 的范围内只允许安排次要的
[5] 仪表 .
要装置, 其对于行车安全是十分重要的 . 在美欧日 等国家均对后视镜的后视野做出规定 . 传统的后视镜设计往往曲率半径和失真率综 合考虑不当 . 后视镜曲率半径过大, 失真率小, 但 不能提供足够的汽车视野; 曲率半径过小, 视野范 围开阔了, 但失真率过大, 驾驶员无法判断真实情 况 . 解决的对策是设计变曲率后视镜 . 设计的基本 思想是: 对于反射路面的镜面, 采用大的曲率半 径, 以保证物体清晰和较强的真实感; 对于反射路 旁景物的镜面, 采用小的曲率半径, 以得到更大的 视野范围 . 除了曲率半径和失真率之外, 后视镜设计时 还应该考虑其他基本要求, 如: 视野角度、 有效面 积、 耐气候性以及缓冲性能等 . 另外, 随着汽车性能的提高, 汽车后视镜的功 能也在不断地发展和完善, 主要有: 可以远距离调 节后视镜角度的后视镜、 可以进行加热除雾的后 视镜、 可以除灰的后视镜、 带有清洗甩水装置的后 视镜、 防止眩目的后视镜、 新型多曲面无盲区的后 视镜等 2. 4 . 恶劣天气视野保持
VOI. 22 NO. 2 Mar. 2001
汽车视野安全的研究与进展

[摘Baidu Nhomakorabea

(江苏理工大学汽车与交通工程学院, 江苏 镇江 212013)
要]汽车视野是汽车主动安全的主要内容之一, 对汽车的行车安全具有非常重要的作
用 . 本文首先介绍了汽车工业发达国家以及我国在汽车视野方面的最新研究动态与技术现状 . 作为重点, 从多种不同的角度详细地总结了改进汽车视野安全性能的主要对策和措施, 同时考 虑了在改进汽车视野时应该注意与其它汽车安全项目相互协调 . 然后, 对汽车视野方面今后的 发展趋势进行了展望 . 最后, 笔者比较了美、 日、 欧三大汽车安全法规在视野方面的不同, 并指 出我国汽车安全法规的特点和不足 . [关键词]汽车;安全;视野 [中图分类号]U461.91 [文献标识码]D [文章编号]1007 - 1741 (2001) 02 - 0046 - 05 心理学等学科, 并且充分地把视野研究与这些学 科结 合 起 来, 从各个不同角度来研究汽车视
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方向盘障碍是指方向盘处于中性位置 (转向 角为 0 ) 时, 驾驶员投向仪表盘的视线被方向盘轮 毂和轮辐所隔断的现象 . 对于方向盘障碍, 改善措 施则是适当布置方向盘轮辐的位置, 并选择适当 的方向盘轮毂尺寸, 使它们所挡住的驾驶员视线 范围尽可能小 . 2.6 发生故障时视野保持 前风窗玻璃采用区域钢化玻璃或夹层玻璃, 可以改进汽车发生碰撞时的碎后视野的瞬时保持 能力, 从而使驾驶员能够紧急停稳车辆 . 当然, 这 种措施同时还可以防止碰撞时破碎的玻璃碎片划 伤驾驶员 . 对于发动机前置的轿车或长头货车, 若其发 动机罩的开启方式为前开启, 则在行驶过程中一 旦出现自开, 在气动力的作用下, 会增加自开角 度, 从而使驾驶员的前方视野瞬时完全丧失, 很可 能会产生严重的交通事故 . 此外, 向后翻的罩盖也 可能将前风窗玻璃打碎, 造成驾驶员和其他成员 的伤害 . 因此罩盖的锁紧机构工作必须可靠, 还要 求必须具有全锁位置和半锁位置 . 2.7 增强夜间视野的对策 交通事故伤亡人数每年均在增加, 而夜间发 生的事故约为白天的 3 倍 . 因此夜间行车, 为了增 强行驶视野, 确保行车安全, 汽车必须配备各种灯 具 . 有用于夜间外部照明, 增强本车行驶前方视野 的前照灯、 辅助前照灯和前侧位灯; 有向道路的其 他使用者传递信息的转向信号灯、 制动灯、 驻车 灯、 后侧位灯、 中侧位灯、 示阔灯以及回射反射器, 有两者兼而有之的倒车灯; 有在恶劣天气下用于 增强视野和警示其他道路使用者的前、 后雾灯 . 因 此在汽车设计和使用中保证这些灯具特别是前照 灯应具备正确的配光性能, 并且改善它们的使用 性能 . 改进设计前照灯是增强夜间视野最重要的举 措 . 为了保证夜间视野, 首先, 设计时要保证前照 灯的正确的配光性能, 前照灯有近光和远光两种 不同的光束 . 近光是会车或尾随前车时使用的近 距离照明光束; 而远光是正常行驶时使用的远距 离光束 . 要求前照灯的配光性能是远光、 近光都 有良好的照明并且近光不眩目 . GB4599 - 94 《汽 车前照灯配光性能》 对各类汽车的前照灯的配光
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