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基于航向角的汽车后视镜转动规律研究 　　摘要：减小后视镜视野盲区是提高驾驶员行车安全的重要措施，目前对随动后视镜的研究大多基于车轮或方向盘的转动来改变后视镜角度，提出基于航向角的后视镜随动方案。文章以铃木羚羊舒适型为测试车型，得到在交叉口路段汽车后视镜随航向角的变化规律。结果表明，该方案可以调节后视镜的视野范围，为随动后视镜的研究提供新的解决方案 关键词：行车安全；随动后视镜；汽车航向角；CAD仿真模拟；回归分析 文献标识码：A 中图分类号：U463 文章编号：1009-2374（2016）29-0023-04 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.29.010 汽车后视镜作为增大驾驶员视野的有效构件，虽然规格不同，但都存在视野盲区，而盲区和视差常常是造成车祸的主要原因之一。近5年的交通事故统计资料显示，每年约有33%的交通事故都可以归咎于后视镜视野盲区或是视距不足。尤其当车辆行驶到交叉路口，驾驶员通过后视镜只能观察同水平线上车辆的后方视野，无法看到侧方同向来车，因此对随动后视镜的研究显得尤为重要。目前，国内外大多都是研究通过汽车车轮的转动或者是方向盘的转动来控制汽车后视镜转角，但这些研究都忽视了方向盘刚转动时，由于车身具有相对滞后性，后视镜暂时是不需要转动这种情况，于是提出基于航向角的后视镜随动方案 1 后视镜转角与视野范围的关系 1.1 视野范围实车测试 为了更充分地探究汽车后视镜转动角度与视野范围β之间的关系，通过进行多次实地测量，并对大量的实验数据进行整理分析，进而得出汽车后视镜转动角度α与视野范围β之间的关系 选择铃木羚羊（舒适型）类别的汽车，用测量仪器，包括精密量角器、卷尺、障碍物标志等工具，分别对汽车左右后视镜视野范围进行测量，具体步骤如下：（1）基本信息：羚羊（舒适型）汽车的相关参数，车身长4.1m、车宽1.6m，后视镜距车头距离为1.4m；（2）装置安装：将卷尺固定在左（右）后视镜与车身连接处，视野标志人员操作障碍标志物，移动到距离后视镜约14～16m处；（3）后视镜调整至初始行车位置：左侧外后视镜调整，将地平线置于后视镜的中线位置，将车身的边缘调整至占据镜面影像的1/4。右侧外后视镜调整，将地平线置于后视镜的2/3，车身的边缘调到占据镜面影像的1/4；（4）测量视野：视野标志人员远离车身，直至刚刚消失在驾驶员后视镜视野范围内，记为后视镜的最大视野角度β0；（5）改变后视镜角度：将左（右）后视镜向外转动2.5°后，视野标志人员远离车身，直至刚刚消失在驾驶员后视镜视野范围内，记为后视镜的最大视野角度βmax。视野标志人员再靠近车身，直至刚刚消失在驾驶员后视镜视野范围内，记为后视镜的最小视野角度βmin；（6）重复步骤（5），直至后视镜能够转动到最大转角。按照同样的步骤，再进行多次测量，减少或避免偶然误差 1.2 建立视野范围模型 1.2.1 基于眼椭圆方法的眼点位置确定。驾驶员的视野范围是指驾驶员坐在车内驾驶座椅上，在受到汽车上遮挡视线的物体的限制下，可以转动眼球或头部以及身体，所能看到的范围一般选用双边视野。此外，因为不同车型的后视镜的大小、形状、材料、曲率等都不尽相同，同时驾驶员的身材，包括个人驾驶习惯以及座位调整都不同，因此不同驾驶员的后视镜视野范围有一定的差异。为了能够准确得到后视镜的视野范围会出现视野范围，选用眼椭圆来确定眼点。眼椭圆是描述不同身材驾驶员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 1.2.2 模型的建立。运用了上述找寻驾驶员眼点的方法，并利用光学原理，将驾驶员眼点看作光源，其发出的无数条光线都会经后视镜反射得到反射光线。找到眼点光源对于后视镜平面的对称点，连接对称点和后视镜平面的点，得到反射光线，其边界反射光线与车身的夹角即为驾驶员视野；让后视镜逐渐旋转一定角度，改变视野，求出驾驶员外视野角度与内视野角度随后视镜角度变化的变化规律，如图1所示 具体方法如下： 第一，视大地为一理想平面，建立坐标系 第二，检测出若干汽车后视镜的点坐标，拟合出后视镜的平面方程或 第三，为了模拟后视镜绕Z轴旋转后，后视镜平面方程的变化，引入后视镜旋转矩阵， 表示后视镜上一点经旋转后变为 第四，根据驾驶员的座位和驾驶习惯确定眼点坐标即为光源坐标 第五，光源点射出无数条入射光线，经后视镜反射，利用光学原理找到光源点关于后视镜的对称点，后视镜的法线系方程为： 第六，代入，得到对称点P的坐标y： 第七，求出边界反射光线方程： 第八，求解边界反射光线与车身的夹角，即视野角度： 由此可得，在数学模型下，视野范围与后视镜角度的规律关系 1.3 结果分析 通过实际车辆进行汽车后视