一种自由曲面大视场低畸变汽车后视镜的实现方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109752843A(43)申请公布日2019.05.14(21)申请号201910166388.5(22)申请日2019.03.06(71)申请人西安自由曲面光电科技有限公司地址710000陕西省西安市雁塔区高新区丈八街办高新一路16号创业大厦c座8楼856(72)发明人任文贞(74)专利代理机构山东博睿律师事务所37238代理人曲成武(51)Int.Cl.G02B27/00(2006.01)B60R1/08(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图5页(54)发明名称一种自由曲面大视场低畸变汽车后视镜的实现方法(57)摘要本发明提出了一种自由曲面大视场低畸变汽车后视镜的实现方法，包括：建立人眼视线方向和目标观察位置的离散化映射关系；采用数值方法求解所述后视镜表面所有离散特征点的坐标和法线矢量，并通过插值方法将所述离散特征点拟合为光滑的自由曲面，得到后视镜的初始面型；对所述初始面型的参数变量进行优化，使特征光线追迹的实际目标位置接近预设目标位置，从而获得自由曲面大视场低畸变汽车后视镜的三维模型，根据三维模型制造所述自由曲面大视场低畸变汽车后视镜。本发明设计效率高，实现的自由曲面后视镜具有视场大、畸变小的优点，可有效解决目前各型车辆后视盲区的问题。CN109752843ACN109752843A权利要求书1/3页1.自由曲面大视场低畸变汽车后视镜的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立人眼视线方向和后视镜中目标观察位置的离散化映射关系；S2，采用数值方法求解后视镜表面所有离散特征点的坐标和法线矢量，并通过插值方法将所述离散特征点拟合为光滑的自由曲面，得到后视镜的初始面型；S3，对所述初始面型的参数变量进行优化，使特征光线追迹的实际目标位置接近预设目标位置，获得自由曲面大视场低畸变汽车后视镜的三维模型，根据三维模型制造所述自由曲面大视场低畸变汽车后视镜。2.根据权利要求1所述的自由曲面大视场低畸变汽车后视镜的实现方法，其特征在于，所述S1包括：S11，以人眼位置为坐标原点O，以水平观察方向为x轴、垂直观察方向为y轴、正前观察方向为z轴建立直角坐标系xyz；S12，给定人眼在x和y方向的半视场角分别为θxmax和θymax，在人眼正前方z＝Hs处建立一个虚拟的矩形观察窗S＝{(xs,ys,Hs)|-Ls/2≤xs≤Ls/2,-Ws/2≤ys≤Ws/2}，其中Ls和Ws分别为观察窗的长度和宽度，且满足Ls＝2×Hs×tan(θxmax)、Ws＝2×Hs×tan(θymax)；S13，分别沿x和y方向对矩形观察窗S进行离散，得到一组网格点Si,j＝{(xsi,ysj,Hs)|xsi＝-Ls/2+(i-1)×Δhsx,ysj＝-Ws/2+(j-1)×Δhsy,i＝1,2,…,M,j＝1,2,…,N}，其中M和N分别是x和y方向上的格点数量，Δhsx和Δhsy分别为x和y方向上的步长，且Δhsx＝Ls/(M-1)、Δhsy＝Ws/(N-1)，得到一组离散特征光线Ri,j，其入射方向即视线方向矢量为Ini,j＝(xsi,ysj,Hs)/|(xsi,ysj,Hs)|；S14，给定后视镜镜面中心高度d，目标观察平面与镜面中心点P0的距离-Ht，目标观察平面中心点T0与镜面中心点P0的连线T0P0与z轴的夹角且目标观察平面的法线方向Nt与T0P0相同，且S15，以目标观察平面中心点T0为原点、以目标观察平面法线方向Nt为z’轴、以与y轴平行的方向为y’轴、以与y’z’平面垂直的方向为x’轴，在目标观察平面建立局部直角坐标系x’y’z’；S16，分别给定目标观察平面在x’和y’方向的半视场角βxmax和βymax，则在局部坐标系x’y’z’下目标观察平面可以表示为T’＝{(xt’,yt’,0)|-Lt/2≤xt’≤Lt/2,-Wt/2≤yt’≤Wt/2}，其中Lt和Wt分别是目标观察平面在x’方向的长度和在y’方向的宽度，且Lt＝2×Ht×tan(βxmax)、Wt＝2×Ht×tan(βymax)；S17，分别沿x’和y’方向对目标观察平面进行离散，得到一组网格点Ti,j’＝{(xti’,ytj’,0)|xti’＝-Lt/2+(i-1)×Δhtx,ytj’＝-Wt/2+(j-1)×Δhty,i＝1,2,…,M,j＝1,2,…,N}，其中Δhtx和Δhty分别为x’和y’方向上的步长，且Δhtx＝Lt/(M-1)、Δhty＝Wt/(N-1)；S18，将局部坐标系x’y’z’下的目标网格点Ti,j’转换至xyz坐标系，得到xyz坐标系下的目标网格点Ti,j＝(xti,ytj,zti)，其中ytj＝ytj’，S19，将离散化的人眼视线方向Ini,j与目标观察平面位置