眼椭圆SAEJ941Word下载.docx

1、附录A身高与性别按任何比例混合后得人群，可调座椅时得眼椭圆 、1A、1椭圆轴得角度 、10A、2椭圆中心参考位置 10A、3椭圆得轴长 、A、4最终得椭圆中心位置 12A、 5所选世界人口得眼椭圆 12附录B男女等比例（50/50）混合后得美国人群,固定座椅下，95%与99%眼椭圆 、15B、 1 背景 、15B、2椭圆轴得角度 15B、3椭圆得轴长 16B、 4椭圆中心位置 16附录C身高与性别按任何比例混合后得人群，固定座椅下得眼椭圆 、18C、 1轴得角度 1 8C、2轴得长度 18C、3椭圆中心位置 20附录D切线眼椭圆（T a nge nt c utoff e y e 1 li p

2、s e s）与眼椭圆（inc1 u s i v e eyel 1 ipses） 2 1附录E B类车辆得眼椭圆 241、范围一此被推荐实行得SAE标准介绍了如何在乍内坐立驾驶员眼睛得位日, 一般用空间眼椭圆模斗来表不.本文还提供了按50/50性别比例混合后得芙国人群中93%与99%眼椭圆得 创建步骤。第6部分介绍了 P点一一用来建立在SAE J 1 03 0标准中所描述得直接 与间接视野时得左右眼点.定义P点就是为了定义在第4部分中涉及到得可调座 椅得眼椭圆。本文适用于A类车辆（客车、多用途客运车.轻型卡车），在SAE J 1 1 00 中有定义。也适用于B类车辆（重卡），此类车辆眼椭圆与先前

3、在SAE J9 4 1 标准中就是一样得。附录仅仅提供了一些信息.并不就是本文得标准化要求.2、参考文献2.1参考文献一-以下文献形成了本文中得一部分。除非有其她说明，现都使 用得SAE最新版本。2.1.1SAE 文献 Ava i lable f rom SAE, 400 mon wealth D r i ve, Warr e ndale,PA 150960 0 0 仁SAE J82 6 -一定义与测量汽车座椅及乘坐空间时使用得设备SAE J 94 1（1997）机动车辆驾驶员眼睛位置SA E J1 0 50-机动车辆驾驶员及乘客头部位置SAE J1100机动车辆尺寸SAE J I 516参考

4、点得调节工具SA E Paper 65046 4汽车驾驶员眼睛位置,J、F、Meldrum （ 1 96 5）SAE Paper 72020 0 驾驶员头部及眼睛位置，D、C、Hammon d an d R、W、Roe （1972）SAE Paper 75056一驾驶员眼睛、头、膝盖空间及座椅位置描述，R、W、Ro e （1 9 75）SAE Pa p er 85 2 317卡车驾驶员工作空间得描述，N、L、Phi 1 ippa rt a nd T、J、Kuechenmei s ter （I 9 85） （ S AE 第7 I 2 页）2 2相关联得文献一一下面得文献仅仅用来提供一些信息，并非

5、本文所必需 得.2o 2 o 1 SAE 文献 A v ail a b le from SAE 4 00 monwea 1 th Drive,Warrendale. PA 1509 6 -0001、SAE JI 517 驾驶员所选座椅位置SAE P aper 680 1 0 5眼椭圆及驾驶员前视野考虑因素，W、A、De vli n and R、W、Ro e （1 9 6 8 ）S AE Paper 98 0 0 12改善后得驾驶员眼椭圆模型得发展，M、A、Man a ry, e t a 1 （ 1 9 98） （SAE SP1358）M、S、Sanders （19 8 3 ）, UU S、 T

6、ruck Drive r An t h r o pometric and Truck W or k s pac e Data Surve y / Final Rep o rt submitt e d to SAE, War re nda 1 e, PAB、E、Shaw and M、S、S ande r s （1 9 84）, “FemalelLS. True k Driver Anthr opo metric and T r u c k W o rksp a ce Dat a S u rve y , ” Fin a I Rep o rt subm i tt e d t o SAE, Wa r

7、ren d a l e, PA22.2 其她文献一一A v a i lab 1 e from UMTRL RIPC, 290 I Baxter Roa d, Ann A r bor? M I 48 1 09 2 150、Emai 1 : ,734-764-2171.W、A、 Devlin （ 1 9 75）, “Vis i bi 1 i ty De s ig n Guide/ Propos e d SAE Rem e n ded Pract i ce （also, ISO/TC 1 5 9 / SC4 （ U SA1 ）6）, SAE Driver Visio n mittee, T r o

8、y , Ml3、 名词解释3、1 ey e llipse 就是眼睛e ye与椭圆ellipse两个词得缩写式，就是川来眼楼圆X：轴4见图1、图1典型的左、右眼椭圆空间模型羽3、2眼睛中点一一就 、右眼丿 中点，或者就是驾驶负中心线与左、右眼椭圆得中心连线得交点.3 3切面 眼椭圆上得切面说明：当以一个指定得角度投射或者投射到一个指定得U标时，切面一般认 为就是一个视野平面在二维视图中，视野平面被认为就是一条视野线。见附录 D中得图D1.3. 4 切线眼椭圆一一如果用很多面来划分眼睛得位置，这些面所包络出来 得边界就构成了一个三维得眼椭圆，有P%得眼睛位置点落在面得一边，则在另 一边就有（10

9、0-P） %得眼睛位置点见附录D、3、5 p点一一描述 观察物体时眼睛高度上头部中心点得不同位见图23、6 Pl、P2点一一定位眼睛得位置，用于测量车辆左右两侧得A柱双LI障 碍见图2、3、7 P3、P4点一一定位眼睛得位置，用于测量驾驶员左右两侧得后视野范围。见图2、3、8 E点一一表征驾驶员眼睛得中点 般与P点一起用来描述每种壮得视野。3、9 i nclu s i ve眼椭圆-一在其边界内部包括了一定比例得驾驶员眼睛位 置点。图2相对于95%眼椭圆（座椅行程大于133mm）中眼点得P点位置图3 P点及眼点3x 10 SAE J826与SAE J1100中得尺寸及定义a、 H点b 座椅参考点

10、，R点C、 踏板参考点（PRP）d、 踵点（AHPe、 H点可变范围f、 A19座椅上升行程g . H30座椅高度h.L 6踏板参考点到方向盘中点得距离i.A类与B类车辆4.男女等比例（5 0/50）混合后得美国人群,可调座椅时得95%与9 9%眼椭圆 此类眼椭圆得使用人群见下表一。30/ 5 0等比例混合得人群得眼椭圆用来 设计A类车辆。表一 参考人体测量学性别平均身离加血扌高可变化值男17 5 574、2女16 1 868、7按5 0 / 5 0男女等比例,95%与9 9%得眼椭圆就是按照4。、1 , 4。2 1 中所给出得数据表及等式来建立得。这些眼椭圆用于对驾驶员与询排外侧乘客得 座椅

11、进行定位。4. 1轴长一一轴长数据见表2及图4表一左右眼椭圆得轴长（正视图）価调节行程仃分比X轴1 3椭圆中心位置- -等式2, 31就是用来讣算眼椭圆中心位置得.见图ocXc二L1+664十0、587 （L6） -0 17 6（H30）-12、5 t （等式 2）Ycl二W203 2、5 （等式 3）Ycr=W20+3 2 5 （等式 4）Zc=H8 +63 8 +H30。（等式 5）L1就是加速踏板参考点得X坐标L6就是方向盘中心点到加速踏板参考点在X方向上得距离H3 0就是R点至踵点在z方向上得距离。t就是可变值。（有离合器踏板时取1,没冇离合器踏板时取0）W20就是R点得y坐标值H 8

12、就是錘点得z坐标值。L 1 H 8 =（-60 7,45 2 , 369、4, 1,-5 2 5, 7 5、6）-XcZc （244、8,-557、5, 4 92、5, 1 0 83）对于垂直方向可调得座椅，在可调得中间范围内，等式2与等式5会因为H 30而有所调整.如果汽车商所定义得R点不在这个中间高度，眼椭圆垂直位置得 精确度将会降低。4。3.1左右讯门及中眼点位置左眼点Ycl与右眼点Yer得距离为6 5 mm。 中眼点Ycycl,在W20处得驾驶员得中心线上。5.A类车辆眼椭圆定位步骤5、1确定座椅相关参数A 1 9, W20, H305、2确定H8与L65、3根据生产车辆中含有离合器踏

13、板车辆得白分比确定t值，如果5 0%或者 更多得车辆使用离合器踏板，则t取1,否则取0。5、4根据表2所给定得轴长绘制左右眼椭圆，根据等式2, 3, 4确定椭圆得中 心位置。5.5根据等式1确定侧视图上眼椭圆X轴得前端得倾角。6.P点与E点得定位步骤（A类车辆）一定义这些点就是为了简化在俯视图 中涉及到头部及眼部运动得特殊视野要求时得眼椭圆得应用。（见SAE J105 0 ）, P点表征了在俯视图中头部运动得中心位置，因此，左右眼点（E点）能够根据特 殊得视野要求重新定位。这些都就是在男女等比例混合时9 5%眼椭圆中定义得P 点。为了确定P点，需要建立到前方标（A柱或外部后视镜）得切线。每一个

14、P 点都会使左右眼点能够更可能得接近95%眼椭圆三维模型表面上得切点。P点在 99 %得眼椭圆中未变。6、1 P点一一这些点相对中眼点得位置用表3中得值来确定见图2表3 P点到95%眼椭圆得中眼点距离座椅可调行程P山XY （左舵）Y （右舵）Z133mmPl一7、3+7、320、5P22 6、2+20、6-20.6-20、513 3 mmP319 1.011、2-11、2+22、5P41 9 1、0+11.211. 2+ 22、516、3一20、53 9、2一20、620.5175、01 33mm+11、2说明:+ x表示在中心后面，+ y表示在中心右面,+ z表示在中心上面6.1. 1表3中

15、得x,y, z值加到等式2, 3, 4中去能够得到P点在整车上得坐 标值。6. 2 E点-一E点相对于P点得位置见图3及下面得等式：E x =Px98 等式 6El=Py-32、5 等式 7Er=Py+32、5 等式 8E z =Pz 等式9其中：Px, Py, P z就是指F点得x,y, z得坐标值，Ex, Ez就是指左右眼点得x, z坐标，El, Er分别为左右眼点得y坐标.附录A身高与性别按任何比例混合后得人群，可调座椅时得眼椭圆在此附录里面，因为潜在得人员身高分类不同，性别混合不同，或者所需得眼 椭圆包络线不同，所以介绍了不同于表1中所列驾驶人群得眼椭圆得构建步骤，。 使用者（一般包含

16、2 5%到7 5 %女性）适用此附录里面所提供得等式对于女性 中高个儿与矮个儿得驾驶者而言，此眼椭圆在侧视图中轴线得角度及椭圆中心得 Z坐标就是不正确得。A.1轴得角度一一在俯视图（Z平面）与后视图（X平面）上眼椭圆得轴线与车辆 轴线平行，但就是在侧视图中椭圆轴线向前倾斜一定得角度。侧视图中眼椭圆得 角度见等式A1、见图5、B 二 18、6-（A19） 等式 AlA、2椭圆中心参考位置一一参考中心根据等式A2-A4确定。这个适用于NIIANES III中定义得人群及男女等比例（5 0 /50）混合得人群即平均身高为1686mm得使 用者。Xc r ef=L 1+664+0、587 （L6）0、

17、176 （H30）12、 5t 等式A2Y c r ef二W20等式A3Zc r ef 二 H 8 + 638 + H 30等式A4LI就是R点得X坐标L6就是方向盘中心点到R点在X方向上得距离W 2 0就是座椅中心线得y坐标值H8就是踵点得z坐标值。H3 0就是R点至踵点得距离，在z方向上量取。t就是可变值.（有离合器踏板时取1,没有离合器踏板时取 0）如果座椅在垂直方向上可调，在可调得中间范围内，等式A2与A4中会因为H 3 0需要调整如果制造商所定义得R点位置不在此中间高度，则眼椭圆得垂直 位置就不准确了.A.3轴得长度A.3. 1 （X）轴长一一这里得侧视图轴长就就是眼椭圆得X半轴长，

18、并不就是总长。见图A1与图A2所示。侧视图中驾驶员眼睛得定位与她们得身高因素（0、47 3 ）有关。例如，两个 驾驶员身高相差1 0 mm,则在侧视图上眼睛位置沿着轴线平均相差4、73mm,高 者眼睛位置在后。类似得，两个平均身高相差1 0mm得人,在侧视图上眼椭圆中 心位置沿着轴线也平均相差了 4、73mm。计算侧视图轴长需要考虑眼睛位置得 划分，一类就是男性，一类就是女性得因为男女得平均身高不同，因此她们在侧 视图沿着轴线得平均位置相差也就是不一样得。M=0、473（SM-SR）F二 0、4 73（SF-SR）式中:SM二男性平均身高 SR=参考身高（1 6 8 6mm）SF二女性平均身高

19、图A 2 眼椭圆X轴得端点及长度列外,还必须考虑潜在得身高变化确定侧视图轴长得过程包括沿着此轴线 建立眼睛得位置，然后沿着此轴线找到椭圆得上下边缘得切点。在侧视图中眼睛 位置潜在得划分就是两个正态分布得叠合，即男性与女性.为了简化边界计算，参考中心点一般被瞧作就是坐标原点（沿着侧视图轴线）. 边界就计算与参考点偏距。首先，确定男性与女性眼椭圆中心位置，根据等式A5 与A6计算。等式A 5等式A6M=0、473 （SM-SR）F二0、473 （SF-SR）M与F就是侧视图中沿着轴线，男、女眼睛得中心点相对参考中心得 偏距。SM与S F就是平均男、女身高。男、女参数分布得标准偏差用等式A7与A8来

20、计算。（Eq. A7）s% = J（0473晶 4（41）7）2sdF = /0.473）怙7于（41.87）2 （Eq. AS）SdM与S d F就是沿着侧视图中椭圆轴线，男、女眼睛位置分布得标准偏差。oM与oF就是男、女身高分布得标准偏差.两种方法与标准偏差定义了沿着侧视图中眼椭圆X轴线得两个有重叠得正 态分布（见图A2）.这些与等式A9与A10 一起用来确定眼椭圆得上下边界及前 后边界。（Eq. A9）1-q 二 pM（CF - M）/sdM）（1 - （CF -F）/sdF）q = pM（CM - M）/sdM） + （1 - pM）（CM - F）/sdF） （Eq. A10）PM就

21、是男性在人口中得比例CF就是沿着侧视图轴线，相对参考中心点得眼椭圆得前方边界 C M就是沿着侧视图轴线，相对参考中心点得眼椭圆得后方边界 q就是切线眼椭圆得百分点就是叠加正态分布为了得出眼椭圆在侧视图中得上下边界，等式A9与A10必须解决CF与CM 得迭代将等式分解，在等式括号内出现两次得就是男（女）得眼睛位置（沿着侧 视图轴线）分布上（下）边界叠加正态分布反映了分布在椭圆上下边界得下方或 前方眼睛位置在等式A 9中，假如有1.眼睛位置处于下切线下方得女性比例， 2、眼睛位置位于下切线下方得男性比例，然后两个比例以男女性在驾驶人群 中得相对比例组合成加权平均值。最后一步就是计算X轴得长度（它就

22、是cM与CF得差值）X轴长=CM-CF 等式AllAo 3.2 Y轴与Z轴得长度一-因为身高得不同不会影响到椭圆Y、Z轴得长度， 所以她们得计算相对简单。唯一变化得就是切线眼椭圆得白分点顺着这两个轴， 眼睛位置得分布就是有固定偏差得正态分布。找到轴得端点很简单,丿（阴就就是 利用转化叠加正态分布来解决排除适比例人群后得切点。具体见等式A1 2与 A I 3.Y 轴长= 18、3 4 （|）一（）- Q） 等式A12 乙轴长=28、39 （J）1 （q）- 2838、4荷兰1806、 2809441690708871、日本数据山丰田汽车提供。荷兰数据iIitno提供。Ao 5. 1轴长一驾驶员得

23、眼椭圆轴长，适用于男女等比例（50/5 0 ），座椅行程 大于1 33mm得情况，见表A 2、表A2：左右眼椭圆轴长百分比X轴长Y轴长195、12 71、5202、060.39 928 3、18 5、3美国，日本，荷兰人口在X轴长度上得差距很小，所以表A 2中所给出得9 5%与9 9%得眼椭圆能满足多种设计要求。Ao 5.2眼椭圆中心定位一一与北美，欧洲人口相比，日本人平均身高较低，所 以一般得座椅位置都较高因为有这些差别所以需要将她们眼椭圆得中心位置进 行调整。对日本驾驶员测量可以验证确定椭圆中心位置得等式。同样，由于北美平均身高比所参考得美国人口身高要高，所以眼睛位置也高, 对这类人群也需

24、要一个不同得确定眼椭圆中心位置得等式。Ao 5o 2o 1 在人体测量学基础上得估计 一一个严格按照人体测量学得 方法，根据所求LI标人群得平均座椅高度与美国座椅高度得比值来调整眼椭圆中 心得Z坐标值（从R点开始测量）。见如下等式：Zc r ef = H8+H30+ 6 3 8 * （目标人群平均座椅高度/美国平均座椅高度） 等式A1 7调整眼椭圆中心得X值（从R点开始测量）釆用等式A5（考虑了 口标人群及 美国人口得平均身高得差异），见下面得等式：Xcref = Ll 12、5t+ 6 64+ 0、587 （L6）0、176 （H30） +0、4 73 法 等式Al 8（目标人群平均座椅高度一美国人口平均座椅高度）cos B表A 3给出了椭圆中心相对美国人口眼椭圆中心得调整数值（