浅谈汽车仪表反光及炫目校核

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[摘要] 仪表作为汽车上最主要的信息输出系统，时时刻刻为驾驶员提供汽车状态，但白天仪表的炫目（反光）及夜晚仪表上发光件投影在玻璃将导致驾驶员看不清前方或者后视镜而造成交通事故，本文介绍了一款新的仪表如何从造型初期就确保不会产生炫目，为判定仪表造型可行性奠定基础。
　　[关键词] 仪表；炫目；投影；眼椭圆；反光；镜面成像
　　
　　作为现代社会最常用的交通工具，汽车在人们的日常生活中使用越来越频繁，人们对汽车的安全性能的要求越来越高。汽车在行驶过程中，驾驶员获得讯息的途径80%是通过视觉获得的，因此良好的视野是安全行驶的先决条件，而仪表的炫目，晚上车内发光体在玻璃上的成像（俗称“鬼影”）将严重影响驾驶员的视野，因此合理的仪表造型及安装角度是保证驾驶员良好视野的前提条件。
　　本文结合某款新车的仪表的炫目及“鬼影”校核方法，详细阐述如何在造型初期确保仪表不会产生炫目及“鬼影”。
　　1 产生炫目及“鬼影”的原因
　　1）光线通过仪表的反光面反光，直接进入驾驶员的眼睛区域，造成炫目，致使驾驶员无法专心驾驶，造成潜在危险。
　　2）夜晚仪表上的发光件会投影在前挡风上，驾驶员会在前挡上看到发光件的投影，影响驾驶员的视野，从而造成潜在危险。
　　3）夜晚仪表发光件同样会投影在前门玻璃看后视镜的区域，驾驶员在看后视的时候，也会看到反光件在前门玻璃上的投影，从而影响驾驶员的视野，造成潜在危险。
　　2 仪表炫目的确认方法
　　2.1主要原理
　　利用椭圆的特性，从一个焦点发出的光反射到周围就必须通过另一个焦点的特性（如图1）。利用此原理可设定不会有反光的仪表亮面。
　　2.2 目标
　　获得一个不会有炫目的仪表亮面（光的反射线不能进入95百分位假人的眼椭圆区域）
　　2.3 主要作法
　　① 从总布置图上获取相关信息，95百分位及99百分位眼椭圆。
　　② 从造型处获取仪表台、仪表上遮光罩、仪表下遮光罩及方向机柱饰盖的断面（通过驾驶员H点且与Y平面平行的断面）。
　　③ 在METER BEZEL（仪表下遮光罩）上寻找一点A作为椭圆的左焦点，具体选点要求如图2基本应用原理B向放大图。
　　④以仪表最下缘那个点做99百分位眼椭圆切线所得到切点作为椭圆的右焦点。
　　⑤ 以两焦点作为基准，考虑到仪表的型式（指针式或者显示屏LCD），参考仪表厂商提供的该型式仪表各个部件的尺寸(如图2)，可作出一个椭圆，由于焦点A是仪表下遮光板最靠外点，因此从下面的入射光线必须通过焦点A才能进入亮面区，利用椭圆的特性，这部分光线将通过椭圆的另外一个焦点，即可以用通过A点的直线与亮面的交点与焦点2直接连线，确认是否与95百分位假人的眼椭圆有交点；考虑到该椭圆是下曲线椭圆，因此从仪表下遮光射到仪表亮面上的光线将全数向下反射，而无法进入眼椭圆造成炫目。
　　⑥考虑到目前流行的车辆仪表的造型趋势，仪表的上下遮光板在仪表的两端都会比中间的小(即所谓的帽檐造型)，必须依照以下原则再进行判断：将仪表及方向机柱饰罩盖沿X轴方向投影到YZ平面上，如果方向机柱饰盖将仪表的边缘挡住（如图3左侧区域）则无须再做确认，若方向机柱饰盖无法完全遮挡仪表（如图3右侧区域），则须依照上述方法（①-⑤）在仪表的两侧重新再确认，以确保整个仪表面不会产生反光。
　　
　　由于仪表的亮面会影响整个仪表的感觉，若造型提供的亮面经上述方法确认会产生反光，而造型单位又非常在意仪表的整体感觉，在成本压力较小的情况下可以考虑采用仪表亮面蚀刻或者贴漫反射光膜的方法。
　　
　　图3 方向机柱饰罩设计原则
　　3 仪表在前档上“鬼影”的校核方法
　　3.1 主要原理
　　方法一：利用光的反射原理，即入射角等于反射角，来确定反射光线是否通过95百分位的眼椭圆。
　　方法二：利用光学成像原理，把前挡玻璃假想为镜子，作出眼椭圆在镜子中的影像，用成像的眼椭圆来判定“鬼影”是否会在玻璃的A或B区。
　　3.2 目标
　　调整仪表上遮光板的大小及仪表的安装角度最好能使“鬼影”发生区域在前挡比例的A、B区域之外
　　3.3 主要作法
　　方法一：
　　①将总布置中的相关数据取出，（主要包含95百分位假人眼椭圆、方向盘、仪表及仪表上遮光板等）（如图4）。
　　②以仪表的发光区域向上遮光板最外缘作直线作为入射光线，以玻璃作为反射面求作反射光线，若该直接与玻璃无交线则不需要确认。
　　③确认反射光线与95百分位的假人眼椭圆没有交线。
　　④由于新车型的上遮光板的造型都是采用“帽檐”，在仪表的两侧，“帽檐”会变小，更容易产生“鬼影”，因此须在仪表的两侧重复（①-③）以确保整个仪表不会产生“鬼影”。
　　方法二：
　　①依照GB 11555-1994来确定前挡玻璃的A、B区（作法请参照GB11555-1994 汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求）。
　　②将总布置中的相关数据取出，（主要包含95/99百分位假人眼椭圆、方向盘、仪表及仪表上遮光板，前档包含A/B区位置等）（如图5）。
　　③因成像的眼椭圆越靠车后，成像的眼椭圆与仪表的发光面之间的连线与前挡交点越靠车后，表明仪表亮区在前挡玻璃上的成像区越靠近A、B区，越有可能影响驾驶员的视野。因此在99百分位眼椭圆最上缘做一条水平线，与前挡玻璃取得一个交点C 点。
　　④以C点为切点，做玻璃的切线。
　　⑤以该切线为镜面，作出眼椭圆的镜像。
　　⑥以仪表亮区的最上缘点及最下缘点分别作眼椭圆的切线，与玻璃的交点组成的区域。
　　⑦由于新车型的上遮光板的造型都是采用“帽檐”，在仪表的两侧，“帽檐”会变小，更容易产生“鬼影”，因此须在仪表的两侧重复①-⑥步骤确认以确保整个仪表不会产生“鬼影”。
　　若在仪表与玻璃之间没有阻挡物（如仪表上遮光板），即直接投影在玻璃上就形成“鬼影”，因此仪表是否会在前挡玻璃上存在“鬼影”，主要取决于上遮光板的形状，如图4中的会产生与不会产生“鬼影”的两种上遮光板的设计。
　　
　　4 仪表在前门玻璃的“鬼影”确认
　　4.1 主要原理
　　利用光学成像原理，取得投影影像配合眼椭圆来确认是否会在前门玻璃上产生鬼影。
　　4.2 目标
　　不要在前门看后视镜的区域产生“鬼影”
　　4.3 主要作法
　　① 从总布置图上取得相关资料，取得95百分位假人的眼椭圆俯视位置、后视镜的位置。
　　② 以后视镜玻璃最外缘作眼椭圆切线，并取得与前门玻璃的交点，确定校核区域（两交点连线,由于前门的玻璃弧度较平，可把这条连线视同为直线来校核）。
　　③ 以该连线为镜面，取得仪表的影像。
　　④ 选择仪表影像最靠外点，作眼椭圆的切线，如果切线与左侧挡光板的影像有交线，则表明不会产生鬼影（如图6前门玻璃成像）。
　　
　　5 结论
　　以上方法仅仅是针对仪表的校核方法，在项目中除了校核仪表外，包含DVD屏幕、所有的发光零件及在仪表台上的镀铬件均须进行反光及鬼影的校核，该方法已经在东南V3车型上验证过，采用该方法可在造型及设计阶段就将反光及“鬼影”问题消除，避免在量产初期出现大量设计变更及模具修改，节省时间及费用。
　　 　　参考文献
　　[1] 温吾凡.汽车人体工程学[M].吉林：吉林科学技术出版社,1991.
　　[2] 陈家瑞.汽车构造[M].北京：人民交通出版社,2002..
　　[3] 王魁,刘文龙,卢金火, 等.CATIA V5 操作指南[M].北京:中国和平出版社, 2002.
　　[4] SAE J941-1997 (R)MOTOR VEHICLE DRIVER’S EYE LOCATIONS.
　　[5] SAE J1050-1994 (R)Describing and Measuring the D river’s Field of View.
　　[6] GB11555-1994 汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求即试验方法[S].

060102139

请教一下，因为前挡风玻璃面是个大曲面，数据模拟成像是怎么成像的？ 是将曲面近似成一个平面镜么？

小游侠

谢谢！有图就更好了！

小军军

谢谢，正在找这方面的资料

tintin533

060102139 发表于 19-9-2011 23:48
请教一下，因为前挡风玻璃面是个大曲面，数据模拟成像是怎么成像的？ 是将曲面近似成一个平面镜么？

文章中有提到：将前挡风玻璃看作成一个平面成像

蝎子娃娃

请问内后视镜该怎么校核呢

战斗在SX~ed

疑问 是不是一点鬼影都不允许在风挡上面出现？  现在很多车辆导航在仪表板上部没有帽檐的

060102139

战斗在SX~ed 发表于 1-4-2012 20:38
疑问 是不是一点鬼影都不允许在风挡上面出现？  现在很多车辆导航在仪表板上部没有帽檐的

准确的讲鬼影是不许出现在前风挡玻璃的A区上。

chaoguoniubi

是不是省略了 仪表“上遮光罩“的炫目校核。

老柴

有没有用catia校核的具体过程？
貌似UG做视野校核方便些

dcy3009

上班时间   马克一下  等到回家再看   谢谢楼主

yaowhut

这个东西没那么简单的，有些车仪表可以布置的没有炫目，但还要考虑安装问题，与其他内部件争空间，还有零件的成型问题……

yaowhut

yaowhut 发表于 28-8-2012 16:44
这个东西没那么简单的，有些车仪表可以布置的没有炫目，但还要考虑安装问题，与其他内部件争空间，还有零件 ...

还有仪表本身的视野是否足够，这个好像不同的主机厂是有自己的不同标准的……

Lost丿angel

用catia怎么做呢,求解？？

hb886.ok

楼主，这个没有图，能否把电子版的发给一下，谢谢!