车辆人机学件课件.ppt

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1、车辆人机学件车辆人机学件第1页，此课件共27页哦n视区视区将视野按辨认清晰度和速度，分为将视野按辨认清晰度和速度，分为4个视区。个视区。视区视区 范围范围辨认效果辨认效果铅垂方向铅垂方向水平方向水平方向中心视区中心视区 1.53 1.53辨别形体最清楚辨别形体最清楚最佳视区最佳视区 视水平线下视水平线下15 20在短时间内能辨认清楚形体在短时间内能辨认清楚形体有效视区有效视区 上上10,下下30 30需集中精力才能辨认清楚形体需集中精力才能辨认清楚形体最大视区最大视区 上上60,下下30 120可感到形体存在可感到形体存在,但轮廓不清楚但轮廓不清楚第2页，此课件共27页哦直接视野：直接视野：不

2、用任何辅助装置能看到的视野。不用任何辅助装置能看到的视野。间接视野：间接视野：用辅助装置看到的视野。用辅助装置看到的视野。单目视野：单目视野：用一只眼睛所能看到的视野。用一只眼睛所能看到的视野。双目视野：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。部份。双边视野：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。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。其大小等于两个单目视野之和减去双目视野。边缘视野：边缘视野：指投向注视点的视线的外

3、侧区域。其大小约为指投向注视点的视线的外侧区域。其大小约为90。第3页，此课件共27页哦n视野障碍视野障碍双目障碍：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。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：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。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。双目障碍、单目障碍使任一眼睛都不能看到其后的区域。l障碍角：障碍角：障碍所遮挡的视野角。障碍所遮挡的视野角。l障碍区障碍区(盲区盲区)：障碍所遮挡的区域。障碍所遮挡的区域。第4页，

4、此课件共27页哦n汽车驾驶员视野和视野障碍汽车驾驶员视野和视野障碍直接视野直接视野l是指驾驶员坐在车内驾驶座椅上，可以转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。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要受到车窗开口尺寸或汽车上的视野障碍的限制。的限制。l驾驶员前方视野通常需确定双边视野。驾驶员前方视野通常需确定双边视野。l双边视野由左眼作的右边界和右眼作的双边视野由左眼作的右边界和右眼作的左边界确定。左边界确定。直接视野障碍直接视野障碍l指在直接视野内的，

5、使得其后有一左右眼指在直接视野内的，使得其后有一左右眼都不能看到的区域的物体。都不能看到的区域的物体。l驾驶员前方视野障碍通常需确定双目障驾驶员前方视野障碍通常需确定双目障碍。碍。l双目障碍由左眼作的左边界和右眼作的双目障碍由左眼作的左边界和右眼作的右边界确定。右边界确定。（SAE J1050 Rev JAN2003）第5页，此课件共27页哦A A：只是眼睛转动的直接视野角；：只是眼睛转动的直接视野角；A AB B：头部转动的直接视野角；：头部转动的直接视野角；C C：直接双目障碍角；：直接双目障碍角；D D：间接双边视野角；：间接双边视野角；E E：间接视野障碍角；：间接视野障碍角；F F：

6、边缘视野。：边缘视野。间接视野间接视野l是指驾驶员坐在车内驾驶座椅上，是指驾驶员坐在车内驾驶座椅上，可以转动头部、眼睛，通过后视可以转动头部、眼睛，通过后视镜所能看到的范围。镜所能看到的范围。l通常需确定间接双边视野。通常需确定间接双边视野。间接视野障碍间接视野障碍l指在间接视野内的，使得其后有指在间接视野内的，使得其后有一左右眼都不能看到的区域的物一左右眼都不能看到的区域的物体。体。l间接视野障碍包括间接双目障碍间接视野障碍包括间接双目障碍和间接单目障碍。和间接单目障碍。直接边缘视野直接边缘视野l驾驶员注视后视镜时，左（右）驾驶员注视后视镜时，左（右）后视镜左（右）端外侧的后视镜左（右）端外

7、侧的90的的区域。区域。第6页，此课件共27页哦n视原点：视原点：头部中心点（头部中心点（P点）：点）：驾驶员头部在水平面上转动的转动中心。驾驶员头部在水平面上转动的转动中心。眼点（眼点（E点）：点）：代表驾驶员左、右眼睛位置的点。代表驾驶员左、右眼睛位置的点。P点确定后，两个眼点点确定后，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位置就确定了。眼点用以确定驾驶员的视野和视野障碍。障碍。视点（视点（V点）：点）：眼椭圆上特定的切点。用以定义和确定直接视野。眼椭圆上特定的切点。用以定义和确定直接视野。A A、B B、C C均为均为V V点。点。V V点可直接画在坐点可直接画在坐标系内

8、而不用眼椭圆。标系内而不用眼椭圆。第7页，此课件共27页哦座椅水平座椅水平调节量量头部中心点部中心点(P点点)XY(左位制左位制)Y(右位制右位制)Z133 mmP107.3+7.320.5P226.2+20.620.620.5P3191.011.2+11.2+22.5P4191.0+11.211.2+22.5133 mmP116.37.3+7.320.5P239.2+20.620.620.5P3175.011.2+11.2+22.5P4175.0+11.211.2+22.5注：注：X的正号向后；的正号向后；Y的正号向右；的正号向右；Z的正号向上。的正号向上。P1、P2、P3、P4由由50/5

9、0男女混合的男女混合的95th眼椭圆得到。眼椭圆得到。P1、P2对应的眼点是在眼椭圆上距对应的眼点是在眼椭圆上距A立柱最近的眼点，用来确定立柱最近的眼点，用来确定A立柱形成的驾驶员立柱形成的驾驶员双目视野障碍。双目视野障碍。l对于左位制，对于左位制，P1用于左用于左A立柱，立柱，P2用于右用于右A立柱。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。野。l对于左位制，对于左位制，P3用于右后视镜，用于右后视镜，P4用于左后视镜。用于左后视镜。第8页，此课件共27页哦n视线视线从从E点

10、、点、V点到目标点、或按给定角度的，代表点到目标点、或按给定角度的，代表驾驶员视线的直线。驾驶员视线的直线。视线实际代表了在三维空间的视面。视线实际代表了在三维空间的视面。n眼睛转动眼睛转动最大转动量：最大转动量：l从正前方，向左、向右各从正前方，向左、向右各30；由由E点作视线，向左、右不得大于点作视线，向左、右不得大于3030。l向上向上45，向下，向下65。舒适转动量：舒适转动量：l从正前方，向左、向右各从正前方，向左、向右各15，l向上、向下各向上、向下各15。n头部转动头部转动最大转动量：最大转动量：从正前方，向左、向右各从正前方，向左、向右各60。舒适转动量：舒适转动量：从正前方，

11、向左、向右各从正前方，向左、向右各45。第9页，此课件共27页哦4.2驾驶员的直接双边视野驾驶员的直接双边视野满足度满足度l用第用第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不能看到该视野边缘线内的物体。线内的物体。l用第用第95百分位眼椭圆，至少百分位眼椭圆，至少95%的驾驶员能看到两条视野边缘线内的物体，满足度为的驾驶员能看到两条视野边缘线内的物体，满足度为5%。l能同时看到视野

12、两侧的物体的驾驶员不足能同时看到视野两侧的物体的驾驶员不足95%。第10页，此课件共27页哦视点的选择视点的选择 l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。边界线分别由右、左眼椭圆作出。l眼点的选择按保证满足度的原则，即使得所作视野最小。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。侧，右眼点选在右眼椭圆的左侧。第11页，此课件共27

13、页哦头部转动头部转动l眼睛转动眼睛转动30后，视线还不能达到给定目标，就需转动头部。后，视线还不能达到给定目标，就需转动头部。l头部转动至视线达到给定目标即可。头部转动至视线达到给定目标即可。视野角视野角l分别作出双边视野的左、右边界，其夹角为其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双边视野水平角。l侧视图上，在眼椭圆的上下边作切线，其夹角为侧视图上，在眼椭圆的上下边作切线，其夹角为双边视野铅垂角双边视野铅垂角。第12页，此课件共27页哦4.3 驾驶员的直接双目障碍驾驶员的直接双目障碍满足度满足度l离视野障碍越近的眼点，其视野障碍角最大。离视野障碍越近的眼点，其视野障碍角最大。

14、l当用第当用第95百分位眼椭圆上离百分位眼椭圆上离A立柱最近的点作视野障碍角时，对于位于立柱最近的点作视野障碍角时，对于位于较远的眼睛较远的眼睛(95%)，A立柱所遮挡的区域都不大于所确定的视野障碍角。立柱所遮挡的区域都不大于所确定的视野障碍角。l用第用第95百分位眼椭圆，百分位眼椭圆，所作所作视野障碍角的满足度为视野障碍角的满足度为95%。第13页，此课件共27页哦头部转动头部转动l眼睛转动眼睛转动30 后，视线还不能达后，视线还不能达到给定目标，到给定目标，就需转动头部。就需转动头部。l头部转动至视线达到给定目标即可。头部转动至视线达到给定目标即可。障碍角障碍角l两视线平行或向前汇聚，无障

15、碍角。两视线平行或向前汇聚，无障碍角。l两视线向前发散，其夹角为障碍两视线向前发散，其夹角为障碍角。角。A柱断面柱断面l汽车汽车A柱（含不透明的零件）在眼点高度处的水平截面。柱（含不透明的零件）在眼点高度处的水平截面。视点的选择视点的选择 l在最靠近在最靠近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。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。l或由或由P1（或（或P2）确定眼点。）确定眼点。视线视线l由左、右眼点分别朝由左、右眼点分别朝A柱断面左、右侧边缘作视线。柱断面左、右侧边缘作视线。第14页，此课件共27页哦4.4 驾驶员的间接双边视野驾驶员的间接双边视野视点的选

16、择视点的选择 l眼点的选择按保证满足度的眼点的选择按保证满足度的原则，即所作视野最小。选原则，即所作视野最小。选择眼椭圆上离后视镜最远点择眼椭圆上离后视镜最远点处的眼点。处的眼点。视线视线l由右眼点向镜子的左端作视线，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。由左眼点向镜子的右端作视线。再按反射原理，得视野的两条再按反射原理，得视野的两条边界。边界。头部转动头部转动l眼睛转动眼睛转动30后，视线还不能后，视线还不能达到给定目标，就需转动头达到给定目标，就需转动头部。部。l头部转动至视线达到给定目标头部转动至视线达到给定目标即可。即可。第15页，此课件共27页哦4.5 驾驶员的间接

17、视野障碍驾驶员的间接视野障碍单目障碍、双目障碍的判断单目障碍、双目障碍的判断l只要有只要有1只眼睛只能看到物体的一侧，为单目障碍。只眼睛只能看到物体的一侧，为单目障碍。l两眼均能看到物体的两侧，为双目障碍。两眼均能看到物体的两侧，为双目障碍。单目障碍角单目障碍角l由由1个眼点（镜像）个眼点（镜像）朝物体两侧作视线，朝物体两侧作视线，两视线的夹角就是单两视线的夹角就是单目障碍角。目障碍角。双目障碍角双目障碍角l由左、右眼点（镜像）由左、右眼点（镜像）分别朝物体两侧作视分别朝物体两侧作视线，两视线的发散角线，两视线的发散角就是双目障碍角。就是双目障碍角。第16页，此课件共27页哦4.6 车内仪表板

18、的视野障碍区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。双目障碍区内应避免布置重要的仪表，故需确定其区域。第17页，此课件共27页哦n方向盘轮辋形成的双目障碍区方向盘轮辋形成的双目障碍区特征障碍区特征障碍区l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，称为障碍区，称为“特征障碍区特征障碍区”。由于眼睛位置以所取眼点为中心分布，由于眼睛位置以所取眼点为中心分布，故用故用“特征障碍区特征障碍区”的形的形状近似代表所有位置上眼睛的双目障碍区形状。状近似代表所有位置上眼睛的双目障碍区形状

19、。“C”点（最严重障碍点）点（最严重障碍点）l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，在显示面上得上得“C”点，亦称点，亦称“最严重障碍点最严重障碍点”。“C”点为所取眼点所对应的点为所取眼点所对应的“特征障碍区特征障碍区”的位置特征。的位置特征。第18页，此课件共27页哦闭合曲线（最严重障碍区）闭合曲线（最严重障碍区）l从从“眼中点椭圆眼中点椭圆”上、下、左、右点过轮辋上端中心作视线，在显示面上、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（椭圆上得一闭合曲线（椭圆1234），所围区域亦称），所围

20、区域亦称“最严重障碍区最严重障碍区”。眼椭圆内所有眼睛的眼椭圆内所有眼睛的“特征障碍区特征障碍区”的位置特征点都在的位置特征点都在“最严重障碍区最严重障碍区”内。内。轮辋的双目障碍区轮辋的双目障碍区l将特征障碍区上的将特征障碍区上的“C”C”点沿闭合曲线移动，特征障碍区扫过的区域即点沿闭合曲线移动，特征障碍区扫过的区域即为轮辋的双目障碍区。为轮辋的双目障碍区。满足度满足度l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。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。l如果用第如果用第95百分位眼椭圆，至少有百分位眼椭圆，至少有95%的驾驶员能看到在所确定的双目的驾驶员能看到在

21、所确定的双目障碍区外的目标。障碍区外的目标。第19页，此课件共27页哦n方向盘轮毂、轮辐形成的方向盘轮毂、轮辐形成的双目障碍区双目障碍区以眼椭圆底部切点为视点，以眼椭圆底部切点为视点，使双目障碍区最大。使双目障碍区最大。由左、右视点分别作出轮由左、右视点分别作出轮毂、轮辐在仪表显示面上毂、轮辐在仪表显示面上的投影，即得左、右眼单的投影，即得左、右眼单目障碍区。目障碍区。左、右眼单目障碍区的重左、右眼单目障碍区的重迭部分为双目障碍区。迭部分为双目障碍区。n方向盘形成的视野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辋形成的双目障碍区内

22、和由轮毂、轮辐形成的双目障碍区毂、轮辐形成的双目障碍区2 2个部分组成。个部分组成。第20页，此课件共27页哦n头部移动时的双目障碍区头部移动时的双目障碍区头部移动范围为一半圆区域。头部移动范围为一半圆区域。头部移动后，双目障碍区减小。头部移动后，双目障碍区减小。头部移动距离头部移动距离M，根据双目障碍区位置变化量，根据双目障碍区位置变化量S，及仪表显示面至方向，及仪表显示面至方向盘的距离盘的距离P、方向盘至眼点的距离、方向盘至眼点的距离C来确定：来确定：MSC/P头部移动后的双目障碍区形状近似不变。头部移动后的双目障碍区形状近似不变。第21页，此课件共27页哦4.7 轿车指示器及信号装置的位

23、置轿车指示器及信号装置的位置(GB/T17867)n显示可见性的要求显示可见性的要求车速里程表车速里程表显示区域在无头部移动时应可见。显示区域在无头部移动时应可见。对于对于燃油液面高度指示器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，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或小于最大储油量的14那部分显示区域，显示区域其余部分在允许头部移动那部分显示区域，显示区域其余部分在允许头部移动时也应是可见的。时也应是可见的。发动机油压指示器发动机油压指示器、发动机冷却液温度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，当

24、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。应是可见的。蓄电池充电状况指示器蓄电池充电状况指示器、自动变速器指示器自动变速器指示器（如果安装在仪表板或转向柱上）（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。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、

25、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柱上）等信号装置中每一个单独的被照明区域单独的被照明区域，在无头部移动时应是可见的。，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。的其他部分在允许头部移动时

26、也应是可见的。第22页，此课件共27页哦4.8 轿车驾驶员前方视野（轿车驾驶员前方视野（GB11562）V点：点：表征驾驶员眼睛位置的点。用于检查汽车视野。表征驾驶员眼睛位置的点。用于检查汽车视野。P点：点：驾驶员眼睛高度上的头部中心点。以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驾驶员水平观察物体时P点的点的不同位置。不同位置。Pm点指通过点指通过R点的纵向铅垂面与点的纵向铅垂面与P1、P2连线的交点。连线的交点。E点：点：驾驶员眼睛的中心（简称驾驶员眼睛的中心（简称“眼点眼点”）。）。E1，E2（E3，E4）分别为头部）分别为头部中心点中心点P在在P1（P2）位置时的左

27、右两只眼点。用于评价）位置时的左右两只眼点。用于评价A柱视野障碍。柱视野障碍。P点点XYZP13520627P26347627Pm43.360627V点点XYZV1685665V2685589座椅水平座椅水平调节调节范范围围X108120121132133145146158158以上以上1322324248靠背角靠背角()水平坐水平坐标标X垂直坐垂直坐标标Z518628617727716727815727914726P点位置修正值点位置修正值P点坐标点坐标V点坐标点坐标 坐标系以坐标系以R点为原点，向后为点为原点，向后为X，向，向右为右为Y，向上为，向上为Z。(98.8)第23页，此课件共27

28、页哦汽车前方视野要求：汽车前方视野要求：l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。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。这些这些基准点是：基准点是：V1点水平向前偏左点水平向前偏左17的基准点的基准点a；V1点向前沿铅垂面偏上点向前沿铅垂面偏上7的基准点的基准点b；V2点向前沿铅垂面偏下点向前沿铅垂面偏下5的基准点的基准点c；在汽车纵向对称平面另一侧，增加在汽车纵向对称平面另一侧，增加3个与个与a，b，c三个基准点相对称三个基准点相对称的辅助基准点的辅助基准点a，b，c。第24页，此课件共27页哦l每根每根A柱双目障碍角不得超过柱双目障碍角不得超过6。E1(E

29、3)和和E2(E4)的连接线绕的连接线绕P1(P2)旋转，使旋转，使E1(E4)至左至左(右右)A柱的柱的S2截面截面外侧的切线与外侧的切线与E1(E3)，E2(E4)连线成直角，从连线成直角，从E1(E4)向左向左(右右)A柱的柱的S2截面截面外侧作切线和从外侧作切线和从E2(E3)向左向左(右右)A柱柱S1截面内侧作切线，两切线所成的平面角截面内侧作切线，两切线所成的平面角度即为驾驶员左度即为驾驶员左(右右)侧的侧的A柱双目障碍角。柱双目障碍角。第25页，此课件共27页哦l在驾驶员前视野在驾驶员前视野180范围内，在通过范围内，在通过V1的水平面下方和通过的水平面下方和通过V2的三个平面的

30、三个平面（三个平面都和水平面向下成（三个平面都和水平面向下成4夹角，其中一个平面垂直于夹角，其中一个平面垂直于Y基准平面，基准平面，另两个平面垂直于另两个平面垂直于X基准平面）基准平面）上方的范围内，上方的范围内，除了除了A柱、三角窗分隔条、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，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，不得有其它障碍不得有其它障碍。第26页，此课件共27页哦4.9 驾驶员眼睛转动角速度及风窗玻璃下沿的设计高度驾驶员眼睛转动角速度及风窗玻璃下沿的设计高度n光流分布视觉理论光流分布视觉理论物体反射光的运动是光流。物体反射光的运动是光流。汽车驾驶员的光流分布汽车驾驶员的光流分布第27页，此课件共27页哦