一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法与流程

本发明涉及氢能汽车外后视镜技术领域，尤其涉及一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法。

背景技术：

氢能汽车外后视镜是驾驶员在驾驶氢能汽车时观察后方路况或来车的必要工具，是安全驾驶所必须的，能够为驾驶员提供外后视镜视野，外后视镜视野是指驾驶员通过外后视镜得到的氢能汽车侧后方及周围环境的间接视野，从而起到为驾驶员提供驾驶辅助的作用。

在氢能汽车外后视镜设计的过程中，氢能汽车外后视镜的设计需要满足gb15084的视野法规要求，通常这一视野法规的校核需要借助专用软件模块，或者需要做大量辅助线来帮助判断是否满足法规要求，但专用软件模块费用昂贵，而人工辅助线校核通常又十分耗时，校核过程十分繁琐不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法。

本发明的实施例提供一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法，其特征在于，所述氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法包括以下步骤：

s1、建立三维直角坐标系，获得所述氢能汽车内部的驾驶员眼点e坐标为(xe,ye,ze)，外后视镜球心c坐标为(xc,yc,zc)，法规点a坐标为(xa,ya,za)，所述法规点a为法规区域内任意一点，所述法规区域位于所述外后视镜后方，地面法向量η为(a,b,c)，设所述法规点a在所述外后视镜上的第一成像点b坐标为(x,y,z)，所述法规点a正上方的无限远视点a’坐标为(xa’,ya’,za’)，所述无限远视点a’在所述外后视镜上的第二成像点b’坐标为(x’,y’,z’)，第一入射角为α1，第一反射角为β1，第一入射线向量为第一反射线向量为第一法线向量为n1，第二入射角为α2，第二反射角为β2，第二入射线向量为第二反射线向量为第二法线向量为n2，则：

所述第一入射线向量为(xa-x,ya-y,za-z)，

所述第一反射线向量为(xe-x,ye-y,ze-z)，

所述第一法线向量n1为(x-xc,y-yc,z-zc)，

所述第二入射线向量为(xa’-x’,ya’-y’,za’-z’)，

所述第二反射线向量为(xe-x’,ye-y’,ze-z’)，

所述第二法线向量n2为(x’-xc,y’-yc,z’-zc)，

s2、根据所述第一成像点b在所述外后视镜上，所述第一入射角α1等于所述第一反射角β1，所述第一入射线向量所述第一反射线向量和所述第一法线向量n1共面可得第一方程组

根据所述第一方程组求解所述成像点b的坐标(x,y,z)，若所述第一方程组有解则转s3；若所述第一方程组无解则所述外后视镜位置和尺寸不满足法规要求；

s3、根据所述第二成像点b’在所述外后视镜上，所述第二入射角α2等于所述第二反射角β2，所述第二入射线向量所述第二反射线向量和所述第二法线向量n2共面，所述第二入射线向量与地面平行，及aa’与所述地面法向量η平行可得第二方程组：

根据所述第二方程组求解所述a’坐标(xa’,ya’,za’)及所述点a’在所述外后视镜上的成像点b’坐标(x’,y’,z’)，若所述第二方程组有解则所述外后视镜位置和尺寸满足法规要求；若所述第二方程组无解则所述外后视镜位置和尺寸不满足法规要求。

进一步地，所述法规区域为四边形，所述法规点a为所述法规区域内任一点。

进一步地，所述外后视镜为半径为r的球面镜。

进一步地，步骤s2中，只需分别依次将所述法规区域的四个顶点坐标代入所述第一方程组中，只要有一个顶点代入所述第一方程组后，所述第一方程组无解，则所述外后视镜位置和尺寸不满足法规要求；若所述法规区域的四个顶点坐标分别代入所述第一方程组后，所述第一方程组均有解，则转s3。

进一步地，步骤s3中，只需分别依次将所述法规区域的四个顶点坐标代入所述第二方程组中进行验证，只要有一个顶点代入所述第二方程组后，所述第二方程组无解，则所述外后视镜位置和尺寸不满足法规要求；若所述法规区域的四个顶点坐标分别代入所述第二方程组后，所述第二方程组均有解，则所述外后视镜位置和尺寸满足法规要求。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法通过建立空间几何中的入射光线和反射光线，并根据光的反射定律建立约束方程组，通过求解此约束方程组，可以求得视野法规区域上的点和无限远处的点在外后镜镜面上的投影，从而方便判断外后视镜位置和尺寸是否满足法规要求。

附图说明

图1是本发明一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法的计算原理图一。

图2是本发明一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法的计算原理图二。

图中：1-法规区域，2-法规点a，3-第一入射线，4-第一入射角，5-外后视镜，6-外后视镜球心c，7-第一成像点b，8-第一反射线，9-眼点e，10-第一反射角，11-第一法线，12-无限远视点a’，13-第二入射线,14-第二入射角，15-第二成像点b’，16-第二反射线,17-第二反射角，18-第二法线，19-地面法向量。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图2，本发明的实施例提供了一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法，氢能汽车外后视镜视野法规数值校核系统包括法规区域1、外后视镜5及眼点e9，本实施例中所述法规区域1为四边形，所述外后视镜5是半径为r的球面镜，所述法规区域1位于所述外后视镜5后方，所述外后视镜5位于所述氢能汽车的左侧或右侧，所述眼点e9位于所述氢能汽车内，本实施例中所述法规区域1、所述外后视镜5和所述眼点e9位置固定。

所述氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法包括以下步骤：

s1、建立三维直角坐标系，获得已知点坐标，包括：驾驶员所述眼点e9坐标(xe,ye,ze)，所述外后视镜球心c6坐标(xc,yc,zc)，法规点a2坐标(xa,ya,za)，所述法规点a2为所述法规区域1内任一点，本实施例中为快速判断所述外后视镜5位置和尺寸是否满足法规要求，在计算时只需选取所述法规区域1的四个顶点进行计算即可，地面法向量15(a,b,c)，本实施例中所述地面法向量15由所述法规区域1上的四个顶点坐标求出。

假设未知参数，包括：设所述法规点a2在所述外后视镜5上的第一成像点b7坐标为(x,y,z)，所述法规点a2正上方的无限远视点a’12坐标为(xa’,ya’,za’)，所述无限远视点a’12在所述外后视镜5上的第二成像点b’15坐标为(x’,y’,z’)，第一入射角4为α1，第一反射角10为β1，第一入射线7向量为第一反射线8向量为第一法线11向量为n1，第二入射角14为α2，第二反射角17为β2，第二入射线13向量为第二反射线16向量为第二法线18向量为n2，则：

所述第一入射线7向量为(xa-x,ya-y,za-z)，

所述第一反射线8向量为(xe-x,ye-y,ze-z)，

所述第一法线11向量n1为(x-xc,y-yc,z-zc)，

所述第二入射线13向量为(xa’-x’,ya’-y’,za’-z’)，

所述第二反射线16向量为(xe-x’,ye-y’,ze-z’)，

所述第二法线18向量n2为(x’-xc,y’-yc,z’-zc)，

上述公式中，‖lin1‖表示所述第一入射线7向量的范数，‖lout1‖表示所述第一反射线8向量的范数，‖lin2‖表示所述第二入射线13向量的范数，‖lout2‖表示所述第二反射线16向量的范数，‖n1‖表示所述第一法线11向量n1的范数，‖n2‖表示所述第二法线18向量n2的范数。

s2、根据已知条件建立方程，包括：

根据所述第一成像点b7在所述外后视镜上，可得：

(x-xc)²+(y-yc)²+(z-zc)²＝r²(5)

根据反射定律即入射角等于反射角可知，所述第一入射角α1等于所述第一反射角β1，从而：

cosα1-cosβ1＝0(6)

根据所述第一入射线3向量所述第一反射线8向量和所述第一法线11向量n1共面，可得：

联合(5)、(6)、(7)可得第一方程组(8)：

分别依次将所述法规区域1的四个顶点坐标代入所述第一方程组(8)中，根据所述第一方程组(8)并结合方程(1)、(2)求解所述第一成像点b7的坐标(x,y,z)，只要有一个顶点代入所述第一方程组(8)后，所述第一方程组(8)无解，则所述外后视镜5位置和尺寸不满足法规要求；若所述法规区域1的四个顶点坐标分别代入所述第一方程组(8)后，所述第一方程组(8)均有解，则转s3，本实施例中可借助matlab快速求解所述第一方程组(8)；

s3、根据已知条件建立方程，包括：

根据所述第二成像点b’15在所述外后视镜5上，可得：

(x’-xc)²+(y’-yc)²+(z’-zc)²＝r²(9)

根据反射定律即入射角等于反射角可知，所述第二入射角α2等于所述第二反射角β2，从而：

cosα2-cosβ2＝0(10)

根据所述第二入射线13向量所述第二反射线16向量和所述第二法线18向量n2共面，可得：

根据所述第二入射线13向量与地面平行，可得：

a(xa’-x’)+b(ya’-y’)+c(za’-z’)＝0(12)

根据aa’与所述地面法向量19η平行，可得：

联合(9)、(10)、(11)、(12)、(13)可得第二方程组(14)：

分别依次将所述法规区域1的四个顶点坐标代入所述第二方程组(14)中进行验证，根据所述第二方程组(14)并结合方程(3)、(4)求解所述a’坐标(xa’,ya’,za’)及所述点a’在所述外后视镜5上的第二成像点b’15坐标(x’,y’,z’)，只要有一个顶点代入所述第二方程组(14)后，所述第二方程组(14)无解，则所述外后视镜5位置和尺寸不满足法规要求；若所述法规区域1的四个顶点坐标分别代入所述第二方程组(14)后，所述第二方程组(14)均有解，则所述外后视镜5位置和尺寸满足法规要求，本实施例中可借助matlab快速求解所述第二方程组(14)，同时所述氢能汽车的左右所述外后视镜5均可参考以上方法进行校核。

本发明的一种氢能汽车外后视镜视野法规数值校核方法通过建立空间几何中的入射光线和反射光线，并根据光的反射定律建立约束方程组，通过求解此约束方程组，便可求得视野法规区域上的点和无限远处的点在外后镜镜面上的投影，从而方便判断外后视镜位置和尺寸是否满足法规要求。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。