探究组合仪表眩目和风窗投影规避系统

聂圆1，李桥2

（比亚迪汽车工业有限公司，广东深圳，518000）

[摘要]组合仪表，属于卡车数据信息重要的输出单元，能够为驾驶员提供整车当前的相关状态信息。但是，倘若组合仪表部位罩曲率及组合仪表的帽檐设计欠缺科学合理性，那么眩目及风窗投影等极易出现各种情况，这会致使驾驶员出现不适感，对驾驶安全造成威胁，严重情况下还会诱发严重的交通事故。所以，在卡车实施开发设计相关工作前期，对卡车组合仪表眩目及风窗投影规避系统积极落实相应设计优化工作较为必要。鉴于此，本文主要探讨卡车组合仪表眩目及风窗投影规避系统，仅供业内人士参考。

[关键词]风窗投影；眩目；组合仪表；规避系统

前言：

卡车驾驶员在驾驶过程当中，组合仪表往往起着重要的作用，如果设计上不够科学合理，则会对驾驶员自身安全造成威胁。因而，对卡车组合仪表眩目及风窗投影规避系统开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。

1、关于卡车组合仪表眩目及风窗投影规避系统总体架构概述

此次所开发设计的卡车组合仪表眩目及风窗投影规避系统，是以提升驾驶员自身驾驶感受，将安全隐患问题发生概率有效降低，保证驾驶安全为根本目的。整个系统架构当中，以原信息数据、数据转换、计算及优化为各个单元主[1]。针对原信息数据单元层面，其主要负责采集眩目及风窗投影所潜在的风险信息数据，包含着组合仪表相应发光面、表帽檐、表面罩、眼椭圆、风挡玻璃及各百分位的人体眼点等等；针对信息数据的转换单元，则是把原始信息数据转换成可计算数据的一个过程：组合仪表的帽檐位置每间隔20mm便选取光线的一个入射点，组合仪表整个发光区域内选定4个极限的发光点，将计算平面合理确定下来；针对计算单元及优化单元，即借助CATIA对所选光线的入射点实施眩目及风窗投影精准计算。而后，对存在着眩目及风窗投影的相应点实施设计优化。

2、系统应用

2.1在基础准备层面

原始信息数据单元，涉及组合仪表相应极限的发光点，该组合仪表的面罩、帽檐、眼椭圆、风挡玻璃，各百分位的人体眼点。组合仪表当中极限的发光点、眼椭圆、风挡玻璃、各百分位的人体眼点均是定值，设计基准并未改变。组合仪表的帽檐、面罩为设计变量，而优化对象属于此设计变量。所谓信息数据的转换单元，即把原始的信息数据转换成可计算数据的一个过程。组合仪表的帽檐1各边缘约300mm位置范围，由左至右，每间隔约20mm，选定光线的一个入射点，便于开展助组合仪表的眩目计算。组合仪表138*75整个发光区域内，选定4个极限的发光点，便于开展风窗投影相关计算工作。

2.2在眩目计算及其优化层面

在眩目计算及其优化层面上，总体思路应当是选定某个光线的入射点，该光线的入射点与组合仪整个表面部位罩曲线处于中点位置切点连线属于入射光线，其与水平方向呈54°射入至组合仪的表面罩部位，以切点为组合仪表面罩部位的曲线法线，促使入射光线经由法线对称，反射光线形成。确保组合仪表面罩部位曲线，其处于中点切点维持不变，对入射点予以调整，入射光线实际角度由组合仪表的帽檐部位54°逐渐调整至转向管柱的上护套22°；调整过程当中，反射光线逐渐进入至眼椭圆区，反射光线与眼椭圆间距为0mm，即光线的入射点位置有眩目产生，应当延长帽檐实际长度或对面罩曲率予以适当调整。那么，依照上述思路，积极开展眩目计算及其优化，便于实现卡车组合仪表眩目及风窗投影规避系统高效运行应用，详细如下：

一是，针对眩目计算层面。选取某个光线的入射点，该光线的入射点及组合仪整个表面部位罩曲线，两者处于中点位置切点连线，即入射光线，它与水平方向呈54°位置射入至组合仪的表面罩当中，以切点为该组合仪表部位罩曲线相应法线，确保入射光线能够通过法线呈对称状，形成反射光线。组合仪整个表面部位罩曲线处于中点位置的切点维持不变，对入射点予以合理调整，入射光线实际角度由组合仪表的帽檐54°位置调整至转向管柱的上护套22°位置；调整操作过程当中，反射光线逐渐进入至眼椭圆区，则反射光线、眼椭圆之间距离为0mm，光线的入射点则有眩目产生。对此，帽檐长度应适当延长，也可对面罩曲率予以合理调整[2]；二是，针对眩目优化层面。光线的入射点当中，各点向后延长约10mm。对面罩曲率予以合理调整，需要考虑到椭圆实际几何特性，经由椭圆焦点光线及椭圆曲线反射，再经另个焦点射出。该帽檐点为一个重要的焦点，该组合仪表面罩属于椭圆内部一段弧面，卡车驾驶员95%眼椭圆处于反射光线所在方向切点，则属于另个焦点，用于长半轴约400mm及短半轴约320mm椭圆，以此椭圆曲线为基础替代原有所设计的组合仪整个表面部位的罩曲线。实施优化前期，反射光线逐渐进入至眼椭圆区内，反射光线、眼椭圆之间间距为0mm，此光线的入射点位置有眩目产生。那么，经合理优化之后，此反射光线、眼椭圆之间的距离>0mm，可满足于实际的设计要求。同时，此光线的入射点位置不会有眩目产生，而所选取其余各光线的入射点不会有眩目产生，证明此次所设计的组合仪表面罩及其组合仪表的帽檐比较合理，不会产生眩目。

2.3在风窗投影的计算优化及对比分析层面

为确保从组合仪表所发出光线，处于外部环境当中光线不足这一情况下，前挡风玻璃部位不会有投影形成，则组合仪表所发出光线，应当确保照射至前挡风玻璃的光路被叶檐遮挡。实际操作步骤，即确定好极限位置相应发光点，选取5%、50%、95%不同百分位的眼点，以眼点及发光点连线、眼点垂线为基础，将反射平面合理确定下来，并以发光点及前挡风玻璃的曲线切点连线作为主要的入射光线，以切点为前挡风玻璃的曲线法线，而眼点及前挡风玻璃的曲线切点之间连线则是反射光线，入射光线及反射光线借助法线实现呈对称约束，此切点为发光点处于前挡风玻璃位置投影点。帽檐并未全部遮挡住反射光线，前挡风玻璃存在着投影现象[3]。同时，反射光线未被帽檐全部遮挡住，帽檐向后逐渐延长约10mm。在实施优化前期，1/4反射光线并未被帽檐全部遮挡住，前挡风玻璃存在投影现象。实施优化之后，此组合仪表所发出光线，照射至卡车前挡风玻璃的光路则全部被帽檐遮挡住，规避了投影现象。

3、结语

综上所述，卡车组合仪表眩目及风窗投影规避系统实际运行过程当中，借助计算单元及优化单元，能够促使射入及射出的组合仪表所产生光线得以减少，防止反射光线逐渐射入至人眼的椭圆区域当中，原有数据单元所潜在设计缺点可经虚拟设计予以有效规避掉，无需搭建实机开展验证分析，设计周期及其设计成本得以减少，应用效果显著，值得持续推广及应用开来。

参考文献：

[1]冯辛安,蓝凯,黄业欢.汽车组合仪表故障指示功能失效分析及优化[J].时代汽车,2022,000(004):175-176.

[2]杜军,梁壮,王继华,等.一种组合仪表安装固定机构,组合仪表与汽车,CN215398184U[P].2022.

[3]肖圳,何彦,李育锋,等.改进MDSMOTE与PSO-SVM在汽车组合仪表分类预测中的应用[J].工程设计学报,2022(001):20-27.