_
_________________________________________________________________________________________________________________________________________ S
A E T e c h n i c a l S t a n d a r d s
B o a r d R u l e s p r o v i d e t h a t : “T h i s r e p o r t i s p u b l i s h e d b y S A E t o a d v a n c e t h e s t a t e o f t e c h n i c a l a n d e n g i n e e r i n g s c i e n c e s . T h e u s e o f t h i s r e p o r t i s e
n t i r e l y v o l u n t a r y , a n d i t s a p p l i c a b i l i t y a n d s u i t a b i l i t y f o r a n y p a r t i c u l a r u s e , i n c l u d i n g a n y p a t e n t i n f r i n g e m e n t a r i s i n g t h e r e f r o m , i s t h e s o l e r e s p o n s i b i l i t y o f t h e u s e r .” S
A E r e v i e w s e a c h t e c h n i c a l r e p o r t a t l e a s t e v e r y f i v e y e a r s a t w h i c h t i m e i t m a y b e r e a f f i r m e d , r e v i s e d , o r c a n c e l l e d . S A E i n v i t e s y o u r w r i t t e n c o m m e n t s a n d s u g g e s t i o n s . C
o p y r i g h t ? 2008 S A E I n t e r n a t i o n a l A l l r i g h t s r e s e r v e d . N o p a r t o f t h i s p u b l i c a t i o n m a y b e r e p r o d u c e d , s t o r e d i n a r e t r i e v a l s y s t e m o r t r a n s m i t t e d , i n a n y f o r m o r b y a n y m e a n s , e l e c t r o n i c , m e c h a n i c a l , p
h o t o c o p y i n g , r e c o r d i n g , o r o t h e r w i s e , w i t h o u t t h e p r i o r w r i t t e n p e r m i s s i o n o f S A E . T O P L A C E A D O C U M E N T O R D E R : T e l : 877-606-7323 (i n s i d e U S A a n d C a n a d a )
T
e l : 724-776-4970 (o u t s i d e U S A ) F
a x : 724-776-0790 E m a i l : C u s t o m e r S e r v i c e @s a e .o r g S A E W E B A D D R E S S :
h t t p ://w w w .s a e .o r g
J 941 J A N 2008
S
U R F A C E V E H I C L E R E C O M M E N D E D P
R A C T I C E I
s s u e d
1965-11 R e v i s e d 2008-01
S u p e r s e d i n g J 941 S E P 2002
M
o t o r V e h i c l e D r i v e r s ’ E y e L o c a t i o n s
R
A T I O N A L E F
i x e d s e a t e y e l l i p s e s a n d t h e i r l o c a t i n g e q u a t i o n s g i v e n i n A p p e n d i c e s B a n d C w e r e m o d i f i e d b a s e d o n n e w d a t a f o r s e c o n d r o w p a s s e n g e r e y e l o c a t i o n s p r e s e n t e d b y U M T R I . I n g e n e r a l t h e n e w c e n t r o i d i s l o w e r b y a b o u t 20 m m a n d f o r w a r d b y 10 m m c o m p a r e d t o S A E J 941:2002. T h e n e w e q u a t i o n s a l s o r e s u l t i n s m a l l c h a n g e s t o t h e l e n g t h o f t h e e l l i p s e X
a n d Z a x e s . O
t h e r c h a n g e s i n c l u d e :
– p r o v i d i n g a p r o c e d u r e i n A p p e n d i x B f o r l o c a t i n g a n e y e l l i p s e i n a s e c o n d r o w s e a t t h a t h a s a d j u s t a b l e s e a t t r a c k t r a v e l o r a
d j u s t a b l
e b a c k a n g l e – e x t e n d i n g t h e a p p l i c a b i l i t y o
f A p p e n d i x A f r o m a d r i v e r p o p u l a t i o n h a v i n
g 25% f e m a l e s t o o n e
h a v
i n g o n l y 10% f e m a l e s – d e t e r m i n i n g t h e X l o c a t i o n o f t h e e y e l l i p s e c e n t r o i d b a s e d o n a b a l l o f f o o t r e f e r e n c e p o i n t (B O F R P ) r a t h e r t h a n P R P –
e d i t o r i a l c l a r i
f i c a t i o n s F
O R E W O R D T
h i s S A E R e c o m m e n d e d P r a c t i c e d e s c r i b e s t h e e y e l l i p s e , a s t a t i s t i c a l r e p r e s e n t a t i o n o f d r i v e r e y e l o c a t i o n s , w h i c h i s u s e d t o f a c i l i t a t e d e s i g n a n d e v a l u a t i o n o f v i s i o n i n m o t o r v e h i c l e s . E x a m p l e s o f e y e l l i p s e a p p l i c a t i o n s i n c l u d e r e a r v i e w m i r r o r s i z e a n d p l a c e m e n t , w i p e d a n d d e f r o s t e d a r e a s , p i l l a r s i z e a n d l o c a t i o n , a n d g e n e r a l e x t e r i o r f i e l d o f v i e w . T h e s e a
p p l i c a t i o n s a r e c o v e r e d i n o t h e r S A E a n d I S O p r a c t i c e s . T h e 2002 r e v i s i o n o f t h e e y e l l i p s e w a s t h e m o s t s i g n i f i c a n t u p d a t e t o S A E J 941 s i n c e i t s i n c e p t i o n . T h e 2002 e y e l l i p s e s d
i f f e r e d f r o m t h e p r e v i o u s e y e l l i p s e s i n t h e f o l l o w i n g w a y s : a
. T h e a x i s a n g l e s i n p l a n v i e w a n d r e a r v i e w a r e p a r a l l e l t o v e h i c l e g r i d . b
. T h e s i d e v i e w X a x i s a n g l e i s t i p p e d d o w n m o r e a t t h e f r o n t . c . F o r t h e 95t h p e r c e n t i l e e y e l l i p s e (99t h s h o w n i n p a r e n t h e s e s ): 1
. T h e X a x i s l e n g t h i s 7.5 (18.9) m m l o n g e r . 2. T h e Y a x i s i s 44.6 (63.6) m m s h o r t e r . 3. T h e Z a x i s i s 7.4 (10.1) m m l o n g e r . d
. T h e c e n t r o i d l o c a t i o n i s g e n e r a l l y h i g h e r a n d m o r e r e a r w a r d .
S
A E J 941 R e v i s e d J A N 2008 - 2 -
e
. T h e c e n t r o i d l o c a t i o n i n s i d e v i e w i s a f u n c t i o n o f p a c k a g i n g g e o m e t r y (S g R P , s t e e r i n g w h e e l l o c a t i o n , s e a t c u s h i o n a
n g l e , a n d t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f a c l u t c h p e d a l ). f
. T h e e y e l l i p s e i s n o l o n g e r p o s i t i o n e d a c c o r d i n g t o t h e d r i v e r s ’ d e s i g n t o r s o a n g l e . g . T h e e y e l l i p s e f o r s e a t t r a c k s s h o r t e r t h a n 133 m m i n l e n g t h h a s a n X a x i s l e n g t h u n c h a n g e d f r o m t h e p r i o r S A E J 941. T h e Y a n d Z a x i s l e n g t h s , a n d t h e c e n t r o i d l o c a t i o n , a r e b a s e d o n t h e n e w v a l u e s / e q u a t i o n s g i v e n i n t h i s d o c u m e n t . h . N e c k p i v o t (P ) a n d e y e (E ) p o i n t s a r e b a s e d o n t h e p r e v i o u s p l a n v i e w s i g h t l i n e s t o r e a r v i e w m i r r o r s a n d A -p i l l a r s , b u t a
r e a d j u s t e d t o t h e s h a p e a n d l o c a t i o n o f t h e n e w e y e l l i p s e s . N
e w a d d i t i o n s , i n c o r p o r a t e d a s a p p e n d i c e s t o t h i s d o c u m e n t , a r e s u m m a r i z e d a s
f o l l o w s : a . F i x e d s e a t e y e l l i p s e s f o r a n a d u l t u s e r p o p u l a t i o n a t a 50/50
g e n d e r m i x a n d 95t
h a n d 99t h p e r c e n t
i l e t a n g e n t c u t o f f s (
A p p e n d i x
B ). b . A p r o c e d u r e f o r c a l c u l a t i n g a d j u s t a b l e a n d f i x e d s e a t e y e l l i p s e s f o r a n y u s e r p o p u l a t i o n s t a t u r e a n d g e n d e r m i x a t s
e l e c t e d p e r c e n t i l e t a n g e n t c u t o
f f s . (A p p e n d i c e s A a n d C ). c . T a b l e s p r o v i d i n
g c o m p a r i s o n s b e t w e e n t a n g e n t c u t o f f e y e l l i p s e s a n d i n c l u s i v e e y e l l i p s e s . A n i n c l u s i v e e y e l l i p s e c a n b e c
o n s t r u c t e d u s i n g t h e s e t a b l e s (A p p e n d i x D ). E
y e l l i p s e s f o r C l a s s B v e h i c l e s a r e u n c h a n g e d f r o m p r i o r v e r s i o n s o f S A E J 941 (A p p e n d i x E ). A p p e n d i c e s a r e i n f o r m a t i v e o n l y a n d a r e n o t n o r m a t i v e r e q u i r e m e n t s o f t h i s d o c u m e n t . T
A B L E O F C O N T E N T S 1
. S
C O P E (4)
2
. R E F E R E N C E S ..............................................................................................................................................4 2.1 A p p l i c a b l e P u b l i c a t i o n s .................................................................................................................................4 2.1.1 S A E P u b l i c a t i o n s ...........................................................................................................................................4 2.2 R e l a t e d P u b l i c a t i o n s .....................................................................................................................................4 2.2.1 S A E P u b l i c a t i o n s ...........................................................................................................................................4 2.2.2 O t h e r P u b l i c a t i o n . (5)
3. D
E F I N I T I O N S ...............................................................................................................................................5 3.1 E y e l l i p s e ........................................................................................................................................................5 3.2 C y c l o p e a n E y e o r M i d -E y e P o i n t ..................................................................................................................6 3.3 T a n g e n t C u t o f f P l a n e ....................................................................................................................................6 3.4 T a n g e n t C u t o f f E y e l l i p s e ...............................................................................................................................6 3.5 N e c k P i v o t P o i n t s (P p o i n t s ).........................................................................................................................6 3.6 N e c k P i v o t s , P 1 a n d P 2................................................................................................................................6 3.7 N e c k P i v o t s , P 3 a n d P 4................................................................................................................................6 3.8 E y e P o i n t s (E p o i n t s ).....................................................................................................................................6 3.9 I n c l u s i v e E y e l l i p s e .........................................................................................................................................8 3.10 D
i m e n s i o n s a n d D e f i n i t i o n s i n S A E J 826 a n d S A E J 1100...........................................................................8 4. A
D J U S T A B L
E S E A T 95T H A N D 99T H P E R C E N T I L E T A N G E N T C U T O
F F E Y E L L I P S E S F O R A 50/50 M A L E /F E M A L E
G E N D E R M I X .....................................................................................................................9 4
.1 A x i s L e n g t h s ..................................................................................................................................................9 4.2 A x i s A n g l e s .................................................................................................................................................10 4.2.1 S i d e V i e w A n g l e , β......................................................................................................................................10 4.3 C e n t r o i d L o c a t i o n s ......................................................................................................................................10 4.3.1 L e f t , R i g h t , M i d -E y e C e n t r o i d s .. (12)
-
-`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S A E J941R e v i s e d J A N2008-3-
5.E Y E L L I P S E L O C A T I N G P R O C E D U R E,C L A S S A V E H I C L E S (12)
6.N E C K P I V O T(P)A N D E Y E(E)P O I N T S:L O C A T I N G P R O C E D U R E,C L A S S A V E H I C L E S (12)
6.1N e c k P i v o t(P)P o i n t s (12)
6.2E y e(E)P o i n t s (13)
7.N O T E S (13)
7.1M a r g i n a l I n d i c i a (13)
A P P E N D I X A-A D J U S T A
B L E S E A T T A N G E N T
C U T O F F E Y E L L I P S E S F O R A N Y U S E R P O P U L A T I O N
S T A T U R E D I S T R I B U T I O N A N D G E N D E R M I X[I N F O R M A T I V E] (14)
A P P E N D I X B-F I X E D S E A T95T H A N D99T H P E R C E N T I L E T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E S F O R A N
A D U L T P O P U L A T I O N A T A50/50G E N D E R M I X[I N F O R M A T I V E] (19)
A P P E N D I X C-F I X E D S E A T T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E S F O R A N Y U S E R P O P U L A T I O N
S T A T U R E D I S T R I B U T I O N A N D G E N D E R M I X[I N F O R M A T I V E] (22)
A P P E N D I X D-T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E S A N D I N C L U S I V E E Y E L L I P S E S[I N F O R M A T I V E] (26)
A P P E N D I X E-E Y E L L I P S E S F O R C L A S S B V E H I C L E S[I N F O R M A T I V E] (29)
A P P E N D I X F-B A C K G R O U N D F O R T H I S R E V I S I O N O F S A E J941[I N F O R M A T I V E] (33)
F I
G U R E1-T Y P I C A L T
H R E E-D
I M E N S I O N A L T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E S F O R T H E L E F T
A N D R I G H T E Y E S (5)
F I
G U R E2-P-P O I N T L O C A T I O N S R E L A T I V E T O95T
H P E R C E N T
I L E E Y E L L I P S E M I D-E Y E C E N T R O I D
W I T H S E A T T R A C K T R A V E L>133m m (7)
F I G U R E3-N E C K P I V O T P O I N T A N D A S S O C I A T E D E Y E P O I N T S (8)
F I G U R E4-A D J U S T A B L E S E A T T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E F O R O N E E Y E,T H R E E V I E W S (10)
F I G U R E5-E Y E L L I P S E P A C K A G E F A C T O R S,S I D E V I E W A X I S A N G L E,A N D C E N T R O I D L O C A T I O N (11)
F I
G U R E A1-S I D E V I E W L O C A T I O N O F T
H E M A L E A N D F E M A L E E Y E C E N T R O
I D S R E L A T I V E T O T H E R E F E R E N C E
C E N T R O I D (15)
F I G U R E A2-D E T E R M I N A T I O N O F E Y E L L I P S E X-A X I S E N D P O I N T S A N D L E N G T H (15)
F I G U R E B1-F I X E D S E A T E Y E L L I P S E S I D E V I E W A X I S A N G L E A N D C E N T R O I D L O C A T I O N (19)
F I G U R E B2-F I X E D S E A T T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E F O R O N E E Y E-T R U E V I E W S (20)
F I G U R E C1-F I X E D S E A T E Y E L L I P S E S I D E V I E W,(X,Z)-A X I S A N D A X I S A N G L E,δ (24)
F I G U R E D1-T W O D I M E N S I O N A L T A N G E N T C U T O F F D E S C R I P T I O N (26)
F I G U R E E1-E Y E L L I P S E L O C A T I O N I N C L A S S B V E H I C L E S (30)
T A B L E1-R E F E R E N C E A N T H R O P O M E T R Y(N H A N E S I I I) (9)
T A B L E2-L E F T A N D R I G H T E Y E L L I P S E A X I S L E N G T H S(T R U E V I E W) (9)
T A B L E3-N E C K P I V O T P O I N T S R E L A T I V E T O T H E95T H P E R C E N T I L E E Y E L L I P S E M I D-E Y E C E N T R O I D (12)
T A B L E A1-P O P U L A T I O N A N T H R O P O M E T R Y (17)
T A B L E A2-L E F T A N D R I G H T E Y E L L I P S E A X I S L E N G T H S(m m) (18)
T A B L E A3-C H A N G E I N E Y E L L I P S E C E N T R O I D L O C A T I O N(50%M A L E P O P U L A T I O N) (18)
T A B L E B1-F I X E D S E A T E Y E L L I P S E A X I S L E N G T H S (20)
T A B L E D1-T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E P E R C E N T I L E S A N D C O R R E S P O N D I N G2-D A N D3-D
I N C L U S I V E E Y E L L I P S E P E R C E N T I L E S,A D J U S T A B L E S E A T (27)
T A B L E D2-T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E P E R C E N T I L E S A N D C O R R E S P O N D I N G2-D A N D3-D
I N C L U S I V E E Y E L L I P S E P E R C E N T I L E S,F I X E D S E A T (27)
T A B L E E1-L E N G T H O F3A X E S I N T R U E V I E W F O R T H E F O U R E Y E L L I P S E S(m m) (29)
T A B L E E2-R A N G E O F D R I V E R W O R K S P A C E D I M E N S I O N S-C L A S S B V E H I C L E S (29)
--`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S
A E J 941 R e v i s e d J A N 2008 - 4 -
1. S C O P E T h i s S A E R e c o m m e n d e d P r a c t i c e e s t a b l i s h e s t h e l o c a t i o n o f d r i v e r s ’ e y e s i n s i d e a v e h i c l e . E l l i p t i c a l (e y e l l i p s e ) m o d e l s i n t
h r e e d i m e n s i o n s a r e u s e d t o r e p r e s e n t t a n g e n t c u t o f f p e r c e n t i l e s o f d r i v e r e y e l o c a t i o n s . P r o c e d u r e s a r e p r o v i d e d t o c o n s t r u c t 95t h a n d 99t h p e r c e n t i l e t a n g e n t c u t o f f e y e l l i p s e s f o r a 50/50 g e n d e r m i x , a d u l t u s e r p
o p u l a t i o n . N e c k p i v o t (P ) p o i n t s a r e d e f i n e d i n S e c t i o n 6 t o e s t a b l i s h s p e c i f i c l e f t a n d r i g h t e y e p o i n t s f o r d i r e c t a n d i n d i r e c t v i e w i n g t
a s k s d e s c r i
b e d i n S A E J 1050. T h e s e P p o i n t s a r e d e f i n e d o n l y f o r t h e a d j u s t a b l e s e a t e y e l l i p s e s d e f i n e d i n S e
c t i o n 4. T h i s
d o c u m
e n t a p p l i e s t o C l a s s A V e h i c l e s (P a s s e n g e r C a r s , M u l t i p u r p o s e P a s s e n g e r V e h i c l e s , a n d L i g h t T r u c k s ) a s d e
f i n e d i n S A E J 1100. I t a l s o a p p l i e s t o C l a s s B v e h i c l e s (H e a v y T r u c k s ), a l t h o u
g
h t h e s e e y e l l
i p s e s h a v e n o t b e e n u p d a t e d f
r o m p r e v i o u s v e r s i o n s o f S A E J 941. T
h e a p p e n d i c e s a r e p r o v i d e d f o r i n f o r m a t i o n o n l y a n d a r e n o t a r e q u i r e m e n t o f t h i s d o c u m e n t . 2
. R E F E R E N C E S 2
.1 A p p l i c a b l e P u b l i c a t i o n s T
h e f o l l o w i n g p u b l i c a t i o n s f o r m a p a r t o f t h i s s p e c i f i c a t i o n t o t h e e x t e n t s p e c i f i e d h e r e i n . U n l e s s o t h e r w i s e i n d i c a t e d , t h e l
a t e s t i s s u e o f S A E p u
b l i
c a t i o n s s h a l l a p p l y . 2
.1.1 S
A E P u b l i c a t i o n s A
v a i l a b l e f r o m S A E I n t e r n a t i o n a l , 400 C o m m o n w e a l t h D r i v e , W a r r e n d a l e , P A 15096-0001, T e l : 877-606-7323 (i n s i d e U S A a
n d C a n a d a ) o r 724-776-4970 (o u t s i d e U S A ), w w w .s a e .o r g . S
A E J 826 D
e v i c e s
f o r U s e i n D e f i n i n
g a n d M e a s u r i n g V e
h
i c l e S e a t i n g A c c o m m o d a t i o n S A E J 1100 M
o t o r V e h i c l e D i m e n s i o n s S A E J 1516 A c c o m m o d a t i o n T o o l R e f e r e n c e P o i n t S A E J 4002 H -P o i n t M a c h i n e (H P M -I I ) S p e c i f i c a t i o n s a n d P r o c e d u r e f o r H -P o i n t D e t e r m i n a t i o n —A u d i t i n g V e h i c l e S e a t s S A E J 4004 P
o s i t i o n i n g t h e H -P o i n t D e s i g n T o o l —S e a t i n g R e f e r e n c e P o i n t a n d S e a t T r a c k L e n g t h 2
.2 R
e l a t e d P u b l i c a t i o n s T h e
f o l l o w i n
g p u b l i c a t i o n s a r e p r o v i d e d f o r i n f o r m a t i o n p u r p o s e s o n l y a n d a r e n o t a r e q u i r e d p a r t o f t
h
i s s p e c i f i c a t i o n . 2.2.1 S A E P u b l i c a t i o n s A
v a i l a b l e f r o m S A E I n t e r n a t i o n a l , 400 C o m m o n w e a l t h D r i v e , W a r r e n d a l e , P A 15096-0001, T e l : 877-606-7323 (i n s i d e U S A a
n d C a n a d a ) o r 724-776-4970 (o u t s i d e U S A ), w w w .s a e .o r g . S
A E J 1050 D
e s c r i b i n g a n d M e a s u r i n g t h e D r i v e r ’s F i e l d o
f V i e w S A E J 1517 D
r i v e r S e l e c t e d S e a t P o s i t i o n S A E P a p e r 650464 A u t o m o b i l e D r i v e r E y e P o s i t i o n , J . F . M e l d r u m (1965) S A E P a p e r 680105 T h e E y e l l i p s e a n d C o n s i d e r a t i o n s i n t h e D r i v e r ’s F o r w a r d F i e l d o f V i e w , W . A . D e v l i n a n d R . W . R o e (
1968) -
-`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S A E J941R e v i s e d J A N2008-5-S A E P a p e r720200D r i v e r H e a d a n d E y e P o s i t i o n s,D.C.H a m m o n d a n d R.W.R o e(1972)
S A E P a p e r750356D e s c r i b i n g t h e D r i v e r’s W o r k s p a c e E y e,H e a d,K n e e,a n d S e a t P o s i t i o n s,R.W.R o e(1975)
S A E P a p e r852317D e s c r i b i n g t h e T r u c k D r i v e r W o r k s p a c e,N.L.P h i l i p p a r t a n d T.J.K u e c h e n m e i s t e r(1985)(i n S A E S P-712)
S A E P a p e r980012D e v e l o p m e n t o f a n I m p r o v e d D r i v e r E y e P o s i t i o n M o d e l,M.A.M a n a r y,e t a l(1998)(i n S A E S P-1358)
M.S.S a n d e r s(1983),“U.S.T r u c k D r i v e r A n t h r o p o m e t r i c a n d T r u c k W o r k s p a c e D a t a S u r v e y,”F i n a l R e p o r t s u b m i t t e d t o S A E,W a r r e n d a l e,P A
B.E.S h a w a n d M.S.S a n d e r s(1984),“F e m a l e U.S.T r u c k D r i v e r A n t h r o p o m e t r i c a n d T r u c k W o r k s p a c e D a t a S u r v e y,”
F i n a l R e p o r t s u b m i t t e d t o S A E,W a r r e n d a l e,P A
2.2.2O t h e r P u b l i c a t i o n
A v a i l a b l e f r o m U M T R I,R I P C,2901
B a x t e r R o a d,A n n A r b o r,M I48109-2150,T e l:734-764-6504,w w w.u m t r i.u m i c h.e d u.
W.A.D e v l i n(1975),“V i s i b i l i t y D e s i g n G u i d e,”P r o p o s e d S A E R e c o m m e n d e d P r a c t i c e(a l s o,I S O/T C159/S C4(U S A1)6), S A E D r i v e r V i s i o n C o m m i t t e e,T r o y,M I
3.D E F I N I T I O N S
3.1E y e l l i p s e
A c o n t r a c t i o n o f t h e w o r d s e y e a n d e l l i p s e u s e d t o d e s c r i b e t h e s t a t i s t i c a l d i s t r i b u t i o n o f e y e l o c a t i o n s i n t h r e e-d i m e n s i o n a l s p a c e l o c a t e d r e l a t i v e t o d e f i n e d v e h i c l e i n t e r i o r r e f e r e n c e p o i n t s.S e e F i g u r e1.
F I
G U R E1-T Y P I C A L T
H R E E-D
I M E N S I O N A L T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E S
F O R T H E L E F T A N D R I
G
H T E Y E S
--`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S A E J941R e v i s e d J A N2008-6-3.2C y c l o p e a n E y e o r M i d-E y e P o i n t
M i d p o i n t b e t w e e n l e f t a n d r i g h t e y e p o i n t s a n d/o r l e f t a n d r i g h t e y e l l i p s e c e n t r o i d s a t c e n t e r l i n e o f o c c u p a n t.
3.3T a n g e n t C u t o f f P l a n e
P l a n e t a n g e n t t o a n e y e l l i p s e.
N O T E:W h e n p r o j e c t e d a t a s p e c i f i e d a n g l e o r t o a s p e c i f i c t a r g e t,a t a n g e n t c u t o f f p l a n e m a y b e c o n s i d e r e d a s i g h t p l a n e.
I n a t w o-d i m e n s i o n a l v i e w,a s i g h t p l a n e m a y b e c o n s i d e r e d a s i g h t l i n e.S e e F i g u r e D1i n A p p e n d i x D.
3.4T a n g e n t C u t o f f E y e l l i p s e
T h r e e d i m e n s i o n a l e y e l l i p s e d e r i v e d a s t h e p e r i m e t e r o f a n e n v e l o p e f o r m e d b y a n i n f i n i t e n u m b e r o f p l a n e s d i v i d i n g t h e e y e l o c a t i o n s s o t h a t P p e r c e n t o f t h e e y e s a r e o n o n e s i d e o f t h e p l a n e a n d(100–P)p e r c e n t a r e o n t h e o t h e r.S e e A p p e n d i x D.
3.5N e c k P i v o t P o i n t s(P p o i n t s)
P o i n t s a b o u t w h i c h a d r i v e r’s h e a d t u r n s o n a h o r i z o n t a l p l a n e.S e e F i g u r e2.
3.6N e c k P i v o t s,P1a n d P2
N e c k(h e a d)p i v o t p o i n t s u s e d t o p o s i t i o n e y e p o i n t s f o r m e a s u r i n g t h e d r i v e r b i n o c u l a r o b s t r u c t i o n d u e t o A-p i l l a r s a t t h e l e f t a n d r i g h t s i d e o f t h e v e h i c l e.S e e F i g u r e2.
3.7N e c k P i v o t s,P3a n d P4
N e c k(h e a d)p i v o t p o i n t s u s e d t o p o s i t i o n e y e p o i n t s f o r m e a s u r i n g d r i v e r f i e l d o f v i e w f r o m r e a r v i e w m i r r o r s l o c a t e d t o t h e l e f t a n d r i g h t o f t h e d r i v e r.S e e F i g u r e2.
3.8E y e P o i n t s(E p o i n t s)
T w o p o i n t s r e p r e s e n t i n g t h e l e f t a n d r i g h t e y e s o f t h e d r i v e r,u s e d i n c o n j u n c t i o n w i t h a N e c k P i v o t P o i n t t o d e s c r i b e s p e c i f i c v i e w i n g t a s k s.S e e F i g u r e3.
S
A E J
94
1 R e
v i
s e d
J A N
20
08
- 7 -
F
I G U R E 2 - P P O I N T L O C A T I O N S R E L A T I V E T O 95T H P E R C E N T I L E E Y E L L I P S E M
I D -E Y E C E N T R O I D W I T H S E A T T R A C K T R A V E L >133 m m -
-`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S A E J941R e v i s e d J A N2008-8-
F I
G U R E3-N E C K P I V O T P O I N T A N D A S S O C I A T E D E Y E P O I N T S
3.9I n c l u s i v e E y e l l i p s e
E y e l l i p s e t h a t c o n t a i n s a s p e c i f i e d p e r c e n t a g e o f d r i v e r s’e y e s i n s i d e i t s b o u n d a r i e s.
3.10D i m e n s i o n s a n d D e f i n i t i o n s i n S A E J826a n d S A E J1100
a.H-P O I N T
b.S E A T I N G R E F E R E N C E P O I N T,S g R P
c.B A L L O F F O O T R E F E R E N C E P O I N T(B O F R P)
d.A C C E L E R A T O R H E E L P O I N T(A H P)
e.H-P O I N T T R A V E L P A T H,T L23,T H23
f.A19—S E A T T R A C K R I S E
g.H30—S E A T H E I G H T
h.L6—B A L L O F F O O T R E F E R E N C E P O I N T(B O F R P)T O S T E E R I N G W H E E L C E N T E R
i.C L A S S A a n d C L A S S B V E H I C L E S
--`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S
A E J 941 R e v i s e d J A N 2008 - 9 -
4
. A D J U S T A B L E S E A T 95T H A N D 99T H P E R C E N T I L E T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E S F O R A 50/50 M
A L E /F E M A L E G E N D E R M I X T h e s e e y e l l i p s e s a r e b a s e d o n t h e u s e r p o p u l a t i o n s d e s c r i b e d i n T a b l e 1. D r i v e r e y e l l i p s e s f o r a 50/50 g e n d e r m i x s h a l l b e u
s e d f o r d e s i g n i n g C l a s s A v e h i c l e s . T
A B L E 1 - R E F E R E N C E A N T H R O P O M E T R Y (N H A N E S I I I )(
1)
G
e n d e r
M
e a n S t a t u r e m m S
t a n d a r d D e v i a t i o n o f S
t a t u r e m m M a l e s 1755 7
4.2 F e m a l e s 1618 68.7 1
. S o u r c e : U .S . N a t i o n a l H e a l t h a n d N u t r i t i o n E x a m i n a t i o n S u r v e y (N H A N E S I I I ). H e i g h t f o r m a l e s (a n d f e m a l e s ) 20 y e a r s a n d o l d e r , n u m b e r o f e x a m i n e d p e r s o n s , s t a n d a r d e r r o r o f t h e m
e a n , a n d s e l e c t e d p e r c e n t i l e s , b y e t h n i c i t y /r a c e , a g e : U n i t e d S t a t e s , 1988-1994, o b t a i n e d
f r o m h t t p ://w w w .c d c .
g o v /n c
h s /. S t a n d a r d d e v
i a t i o n s f o r e a c h g e n d e r w e r e e s t i m a t e d b y d i v i d i n g t h e d i f f e r e n c e b
e t w e e n t h e 95t h a n d 5t h p e r c e n t i l e s b y t h e d i
f f e r e n c e i n z s c o r e s (3.29). T
h e 95t h a n d 99t h p e r c e n t i l e t a n g e n t c u t o f f e y e l l i p s e s f o r a 50/50 g e n d e r m i x a r e c o n s t r u c t e d f r o m t a b l e s a n d e q u a t i o n s g
i v e n i n 4.1 t h r o u g h 4.2.1. T h e s e e y e l l i p s e s a r e a p p l i c a b l e t o d r i v e r a n d f r o n t o u t b o a r d p a s s e n g e r s e a t l o c a t i o n s . 4
.1 A x i s L e n g t h s A
x i s l e n g t h s a r e g i v e n i n T a b l e 2. S e e F i g u r e 4. T
A B L E 2 - L E F T A N D R I G H T E Y E L L I P S E A X I S L E N G T H S (T R U E V I E W ) S
e a t T r a c k T r a v e l (
T L 23)
P
e r c e n t i l e
X
A x i s L e n g t h s
Y
A x i s L e n g t h s
Z
A x i s L e n g t h s >
133 9
5 2
06.4 6
0.3 9
3.4 99 287.1 85.3 132.1 1-133 95 173.8(1) 60.3 93.4 99 242.1(1) 85.3 132.1 1
. F o r s e a t t r a c k t r a v e l s o f 100 t o 133 m m , t h e e y e l l i p s e X a x i s l e n g t h w a s r e t a i n e d f r o m t h e p r i o r S A E J 941. N o n e w e
y e p o s i t i o n d a t a w a s c o l l e c t e d f o r t h e s e s h o r t e n e d s e a t t r a c k t r a v e l s .
-
-`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S A E J941R e v i s e d J A N2008-10-
F I
G U R E4-A D J U S T A B L E S E A T T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E F O R O N E E Y E,T
H R E E V
I E W S
4.2A x i s A n g l e s
T h e e y e l l i p s e i s a l i g n e d w i t h t h e v e h i c l e a x e s i n p l a n v i e w(Z-p l a n e)a n d r e a r v i e w(X-p l a n e),b u t i t i s t i l t e d d o w n a t t h e f r o n t i n s i d e v i e w(Y-p l a n e).
4.2.1S i d e V i e w A n g l e,β
I n s i d e v i e w t h e a n g l e o f t h e e y e l l i p s e i s
0.12=β(E q.1) w h e r e:
βi s i n d e g r e e s(p o s i t i v e,t i p p e d d o w n a t t h e f r o n t f r o m h o r i z o n t a l)
4.3C e n t r o i d L o c a t i o n s
E q u a t i o n s2t h r o u g h5a r e u s e d t o c a l c u l a t e t h e e y e l l i p s e c e n t r o i d l o c a t i o n.S e e
F i g u r e5.
=(E q.2)
–
++
–12.5t
X c L16640.587L6()0.176H30
()
=(E q.3)
Y c l W2032.5
–
--`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S A E J941R e v i s e d J A N2008-11-
=(E q.4)
+
Y c r W2032.5
=(E q.5)
Z c H8638H30
++
w h e r e:
L1i s t h e B O F R P x c o o r d i n a t e,
L6i s s t e e r i n g w h e e l c e n t e r t o B O F R P x
H30i s t h e z c o o r d i n a t e o f t h e S g R P,m e a s u r e d v e r t i c a l l y f r o m A H P
t i s t r a n s m i s s i o n t y p e(1w i t h c l u t c h p e d a l,0w i t h o u t c l u t c h p e d a l)
W20i s S g R P y c o o r d i n a t e a n d
H8i s A H P z c o o r d i n a t e
F o r s e a t s w i t h v e r t i c a l a d j u s t m e n t,E q u a t i o n s2t o5w e r e d e v e l o p e d w i t h H30(a n d S g R P)p o s i t i o n e d a t t h e m i d d l e o f t h e v e r t i c a l a d j u s t m e n t r a n g e.T h e m i d d l e o f t h e v e r t i c a l a d j u s t m e n t r a n g e d e f i n e s a n H-p o i n t t r a v e l p a t h t h a t i s m i d w a y b e t w e e n(a n d p a r a l l e l t o)t h e u p p e r a n d l o w e r f o r e/a f t H-p o i n t t r a v e l p a t h s(F i g u r e5).I f m a n u f a c t u r e r s d e f i n e t h e i r S g R P s o i t i s n o t o n t h i s m i d-h e i g h t H-p o i n t t r a v e l p a t h,t h e a c c u r a c y i n l o c a t i n g t h e v e r t i c a l p o s i t i o n o f t h e e y e l l i p s e u s i n g t h e m a n u f a c t u r e r’s H30d i m e n s i o n i n E q u a t i o n5w i l l b e r e d u c e d.
F I
G U R E5-E Y E L L I P S E P A C K A G E F A C T O R S,S I D E V I E W A X I S A N G L E,A N D C E N T R O I D L O C A T I O N
S
A E J 941 R e v i s e d J A N 2008 - 12 -
4.3.1 L
e f t , R i g h t , M i d -E y e C e n t r o i d s T
h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e l e f t e y e c e n t r o i d , Y c l , a n d r i g h t e y e c e n t r o i d , Y c r , i s 65 m m . T h e m i d -e y e (c y c l o p e a n e y e ), Y c y c l , i s l
o c a t e d o n t h e o c c u p a n t c e n t e r l i n e a t W 20. 5
. E Y E L L I P S E L O C A T I N G P R O C E D U R E , C L A S S A V E H I C L E S 5
.1 D
e t e r m i n e s e a t c h a r a c t e r i s t i c s A 19, W 20, H 30, T L 23. 5.2 D
e t e r m i n e H 8 a n d L 6. 5.3 D e t e r m i n e t b a s e d o n t h e p e r c e n t a g e o
f v e h i c l e p r o d u c t i o n t h a t h a s a c l u t c h p e d a l . I f 50% o r m o r e o f a n t i c i p a t e d p
r o d u c t i o n h a s a c l u t c h p e d a l , s e t t =1. O t h e r w i s e , s e t t =0. 5.4 C o n s t r u c t i d e n t i c a l l e f t a n d r i g h t e y e l l i p s e s b a s e d o n t h e a x e s g i v e n i n T a b l e 2. L o c a t e t h e c e n t r o i d s u s i n g E q u a t i o n s 2
t h r o u g h 5. 5
.5 T i l t t h e f r o n t o f t h e e y e l l i p s e X a x i s d o w n i n s i d e v i e w a c c o r d i n g t o E q u a t i o n 1. 6
. N E C K P I V O T (P ) A N D E Y E (E ) P O I N T S : L O C A T I N G P R O C E D U R E , C L A S S A V E H I C L E S 1 T h e s e p o i n t s a r e d e f i n e d t o s i m p l i f y a p p l i c a t i o n o f t h e e y e l l i p s e f o r s p e c i f i c v i e w i n g t a s k s r e q u i r i n g h e a d a n d e y e r o t a t i o n i n p l a n v i e w . (S e e S A E J 1050.) N e c k p i v o t (P ) p o i n t s p r o v i d e a p l a n v i e w h e a d r o t a t i o n p i v o t c e n t e r s o t h e l e f t a n d r i g h t e y e (E ) p o i n t s c a n b e r e p o s i t i o n e d f o r t h e s e s p e c i f i c v i e w i n g t a s k s . T h e s e P p o i n t s a r e d e r i v e d f r o m a 95t h p e r c e n t i l e , 50/50 g e n d e r m i x e y e l l i p s e . T o d e t e r m i n e t h e P p o i n t s , t a n g e n t s w e r e c o n s t r u c t e d t o a f o r w a r d t a r g e t (A -p i l l a r o r e x t e r i o r r e a r v i e w m i r r o r ). E a c h P p o i n t w a s d e r i v e d s o t h a t i t s l e f t a n d r i g h t e y e p o i n t s w e r e a s c l o s e a s p o s s i b l e t o a t a n g e n t p o i n t o
n t h e s u r f a c e o f a 3D 95t h p e r c e n t i l e e y e l l i p s e s . P p o i n t s w e r e n o t d e v e l o p e d f o r t h e 99t h p e r c e n t i l e e y e l l i p s e . 6
.1 N e c k P i v o t (P ) P o i n t s L
o c a t e t h e s e p o i n t s r e l a t i v e t o t h e c y c l o p e a n (m i d -e y e ) e y e l l i p s e c e n t r o i d u s i n g v a l u e s g i v e n i n T a b l e 3. S e e F i g u r e 2. T
A B L E 3 - N E C K P I V O T P O I N T S R E L A T I V E T O T H E 95T H P E R C E N T I L E E
Y E L L I P S E M I D -E Y E C E N T R O I D S
e a t T r a c k T
r a v e l (T L 23) N e c k P i v o t P o i n t (P p o i n t s )
X Y (
L e f t -h a n d d r i v e ) Y (
R i g h t -h a n d d r i v e )
Z >
133 m m P
1 0 –
7.3 +
7.3 –20.5 >133 m m P 2 26.2+20.6 –20.6 –20.5 >133 m m P 3 191.0–11.2 +11.2 +22.5 >133 m m P 4 191.0+11.2 –11.2 +22.5
<
133 m m P 1 16.3–7.3 +7.3 –20.5 <133 m m P 2 39.2+20.6 –20.6 –20.5 <133 m m P 3 175.0–11.2 +11.2 +22.5 <133 m m P 4 175.0+11.2 –11.2 +22.5 N
o t e t h a t + v a l u e s o f X a r e r e a r w a r d o f t h e c e n t r o i d , + v a l u e s o f Y a r e r i g h t o f t h e c e n t r o i d , a n d + v a l u e s o f Z a r e a b o v e t h e c
e n t r o i d .
1
P
p o i n t s c i t e d i n r e g u l a t i o n s w i l l b e d i f f e r e n t f r o m t h o s e i n 6.1 i f t h e r e g u l a t i o n s a r e b a s e d o n o l d e r v e r s i o n s o f t h i s s t a n d a r d . U s e t h e r e g u l a t o r y P p o i n t s f
o r c o m p l i a n c e p u r p o s e s .
S A E J941R e v i s e d J A N2008-13-6.1.1T h e X,Y,a n d Z v a l u e s i n t h e T a b l e3m a y b e a d d e d t o E q u a t i o n s2,3,4,a n d5,r e s p e c t i v e l y,t o o b t a i n P p o i n t
l o c a t i o n s r e l a t i v e t o v e h i c l e g r i d.
6.2E y e(E)P o i n t s
P o s i t i o n t h e e y e(E)p o i n t s r e l a t i v e t o t h e P p o i n t s a s s h o w n i n F i g u r e3a n d t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n s:
E x=P x–98(E q.6)
E l=P y–32.5(E q.7)
E r=P y+32.5(E q.8)
E z=P z(E q.9) w h e r e:
P x,P y,a n d P z i s t h e(x,y,z)c o o r d i n a t e o f t h e P p o i n t,
E x,E z i s t h e(x,z)c o o r d i n a t e f o r t h e l e f t a n d r i g h t e y e p o i n t,
E l a n d E r a r e t h e y-c o o r d i n a t e o f t h e l e f t e y e a n d r i g h t e y e,r e s p e c t i v e l y.
7.N O T E S
7.1M a r g i n a l I n d i c i a
T h e c h a n g e b a r(l)l o c a t e d i n t h e l e f t m a r g i n i s f o r t h e c o n v e n i e n c e o f t h e u s e r i n l o c a t i n g a r e a s w h e r e t e c h n i c a l r e v i s i o n s h a v e b e e n m a d e t o t h e p r e v i o u s i s s u e o f t h e r e p o r t.A n(R)s y m b o l t o t h e l e f t o f t h e d o c u m e n t t i t l e i n d i c a t e s a c o m p l e t e r e v i s i o n o f t h e r e p o r t.
P R E P A R E D B Y T H E S A E D R I V E R V I S I O N S T A N D A R D S C O M M I T T E E
S A E J941R e v i s e d J A N2008-14-
A P P E N D I X A-A D J U S T A
B L E S E A T T A N G E N T
C U T O F F E Y E L L I P S E S F O R A N Y U S E R P O P U L A T I O N
S T A T U R E D I S T R I B U T I O N A N D G E N D E R M I X[I N F O R M A T I V E]
I n t h i s A p p e n d i x,a p r o c e d u r e i s g i v e n f o r c o n s t r u c t i n g e y e l l i p s e s f o r d r i v e r p o p u l a t i o n s t h a t a r e d i f f e r e n t f r o m t h e s t a n d a r d p o p u l a t i o n l i s t e d i n T a b l e1,e i t h e r b e c a u s e t h e u n d e r l y i n g s t a t u r e d i s t r i b u t i o n i s d i f f e r e n t,t h e g e n d e r m i x i s d i f f e r e n t,o r a d i f f e r e n t t a n g e n t c u t o f f c o n t o u r i s d e s i r e d.T h e u s e r c a n a p p l y t h e e q u a t i o n s g i v e n i n t h i s a p p e n d i x f o r g e n d e r m i x e s c o n t a i n i n g10%t o75%f e m a l e s.F o r l a r g e r o r s m a l l e r p e r c e n t a g e s o f f e m a l e s i n t h e d r i v e r p o p u l a t i o n,t h e e y e l l i p s e s i d e v i e w a x i s a n g l e a n d c e n t r o i d z l o c a t i o n w i l l b e i n c o r r e c t.
A.1A X I S A N G L E S
T h e e y e l l i p s e i s a l i g n e d w i t h t h e v e h i c l e a x e s i n p l a n v i e w(Z-p l a n e)a n d r e a r v i e w(X-p l a n e),b u t i t i s t i l t e d i n s i d e v i e w (Y-p l a n e).I n s i d e v i e w t h e a n g l e o f t h e e y e l l i p s e i s g i v e n i n E q u a t i o n A1.S e e F i g u r e5.
=β(E q.A1)
)19A(6.18?
w h e r e:
A19i s t h e s e a t t r a c k r i s e
A.2R E F E R E N C E C E N T R O I D L O C A T I O N
T h e r e f e r e n c e c e n t r o i d,c a l c u l a t e d u s i n g E q u a t i o n s A2t h r o u g h A4,i s b a s e d o n a d r i v e r p o p u l a t i o n d e f i n e d b y N H A N E S I I I a n t h r o p o m e t r y a n d c o n s i s t i n g o f50%m a l e s a n d50%f e m a l e s(T a b l e1).T h e m e a n s t a t u r e f o r t h e r e f e r e n c e p o p u l a t i o n i s 1686m m.
–
=(E q.A2)
++
–12.5t
()
X c r e f L16640.587L6()0.176H30
=(E q.A3)
Y c r e f W20
=(E q.A4)
Z c r e f H8638H30
++
w h e r e:
L1i s t h e x c o o r d i n a t e o f t h e B O F R P
L6i s s t e e r i n g w h e e l c e n t e r t o B O F R P x d i s t a n c e
W20i s t h e y c o o r d i n a t e o f t h e s e a t c e n t e r l i n e
H8i s t h e z c o o r d i n a t e o f t h e A H P
H30i s t h e z-c o o r d i n a t e o f t h e S g R P,m e a s u r e d v e r t i c a l l y f r o m A H P z a n d
t i s t h e t r a n s m i s s i o n t y p e(1w i t h c l u t c h p e d a l,0w i t h o u t c l u t c h p e d a l)
F o r s e a t s w i t h v e r t i c a l a d j u s t m e n t,E q u a t i o n s A2t o A4w e r e d e v e l o p e d w i t h H30d e f i n e d f r o m t h e m i d-h e i g h t H-p o i n t t r a v e l p a t h(F i g u r e5).I f m a n u f a c t u r e r s d e f i n e t h e i r S g R P a t a v e r t i c a l p o s i t i o n t h a t i s n o t o n t h e m i d-h e i g h t t r a v e l p a t h,t h e a c c u r a c y i n l o c a t i n g t h e v e r t i c a l p o s i t i o n o f t h e e y e l l i p s e w i l l b e r e d u c e d.
A.3A X I S L E N G T H S
A.3.1X A x i s L e n g t h
I n t h i s s e c t i o n t h e t e r m s i d e v i e w a x i s l e n g t h r e f e r s t o t h e t r u e l e n g t h o f t h e e y e l l i p s e X a x i s,n o t t h e h o r i z o n t a l l e n g t h i n s i d e v i e w.F i g u r e s A1a n d A2i l l u s t r a t e t h e c a l c u l a t i o n o f s i d e v i e w a x i s l e n g t h.
S
A E J 941 R e v i s e d J A N 2008 - 15 -
F
I G U R E A 1 - S I D E V I E W L O C A T I O N O F T H E M A L E A N D F E M A L E E Y E C E N T R O I D S R
E L A T I V E T O T H E R E
F E R E N C E C E N T R O I D
F
I G U R E A 2 - D E T E R M I N A T I O N O F E Y E L L I P S E X A X I S E N D P O I N T S A N D L E N G T H T
h e l o c a t i o n o f d r i v e r s ’ e y e s a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s i s r e l a t e d t o t h e i r s t a t u r e b y a f a c t o r o f 0.473. T h a t i s , t w o d r i v e r s w i t h s t a t u r e d i f f e r i n g b y 10 m m w i l l , o n a v e r a g e , h a v e e y e s l o c a t e d 4.73 m m a p a r t a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s , w i t h t h e t a l l e r d r i v e r r e a r w a r d . S i m i l a r l y , t w o p o p u l a t i o n s w i t h m e a n s t a t u r e d i f f e r i n g b y 10 m m w i l l , o n a v e r a g e , h a v e e y e l l i p s e c e n t r o i d s l o c a t e d 4.73 m m a p a r t a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s . C a l c u l a t i o n o f s i d e v i e w a x i s l e n g t h t a k e s i n t o a c c o u n t t h e e y e l o c a t i o n d i s t r i b u t i o n s o f t w o s u b -p o p u l a t i o n s o f e a c h d r i v e r p o p u l a t i o n , o n e f o r m a l e s a n d o n e f o r f e m a l e s . B e c a u s e m a l e s a n d f
e m a l e s d i
f f e r i n a v e r a
g e s t a t u r e , t
h e
i r d i s t r i b u t i o n s w i l l a l s o d i f f e r i n a v e r a g e l o c a t i o n a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s . -
-`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S
A E J 941 R e v i s e d J A N 2008 - 16 -
I
n a d d i t i o n , t h e v a r i a b i l i t y o f t h e u n d e r l y i n g s t a t u r e d i s t r i b u t i o n s m u s t b e t a k e n i n t o a c c o u n t . T h e p r o c e s s o f d e t e r m i n i n g e y e l l i p s e X a x i s l e n g t h i n v o l v e s c o n s t r u c t i n g t h e p o p u l a t i o n e y e l o c a t i o n d i s t r i b u t i o n a l o n g t h a t a x i s a n d t h e n f i n d i n g t h e u p p e r a n d l o w e r c u t o f f p o i n t s t h a t r e p r e s e n t t h e b o u n d a r i e s o f t h e e y e l l i p s e a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s . T h e u n d e r l y i n g d
i s t r i b u t i o n o f e y e l o c a t i o n s i n s i d e v i e w i s a m i x t u r e o f t w o n o r m a l d i s t r i b u t i o n s , o n e f o r m a l e s a n d o n e f o r f e m a l e s . T o s i m p l i f y c a l c u l a t i o n o f t h e b o u n d a r i e s , t h e r e f e r e n c e c e n t r o i d w i l l b e t r e a t e d a s t h e z e r o p o i n t a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s , a n d t h e b o u n d a r i e s w i l l b e c a l c u l a t e d a s o f f s e t s f r o m t h e r e f e r e n c e . F i r s t , t h e c e n t e r s o f t h e m a l e a n d f e m a l e d i s t r i b u t i o n s (
r e l a t i v e t o t h e r e f e r e n c e ) s h o u l d b e c a l c u l a t e d u s i n g E q u a t i o n s A 5 a n d A 6.
M
0.473S M S R –()=
(E q . A 5)
F 0.473S F S R –()= (E q . A 6) w
h e r e : M a n d F a r e t h e m e a n m a l e a n d f e m a l e e y e c e n t r o i d s a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s , r e l a t i v e t o t h e r e f e r e n c e c e n t r o i d S
M a n d S F a r e t h e m e a n m a l e a n d f e m a l e s t a t u r e S R i s t h e m e a n s t a t u r e o f t h e r e f e r e n c e d r i v e r p o p u l a t i o n T
h e s t a n d a r d d e v i a t i o n o f e a c h c o m p o n e n t d i s t r i b u t i o n i s c a l c u l a t e d u s i n g E q u a t i o n s A 7 a n d A 8.
s
d M 0.473(
)2
σM 241.87()2
+=
(
E q . A 7) s d
F 0.473(
)2σF 241.87()2+=
(E q . A 8) w
h e r e : s d M a n d s d F a r e t h e s t a n d a r d d e v i a t i o n o f t h e m a l e a n d f e m a l e e y e l o c a t i o n d i s t r i b u t i o n s a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s , σ
M a n d σF a r e t h e s t a n d a r d d e v i a t i o n s o f t h e m a l e a n d f e m a l e s t a t u r e d i s t r i b u t i o n s . T h e t w o m e a n s a n d s t a n d a r d d e v i a t i o n s d e f i n e t w o o v e r l a p p i n g n o r m a l d i s t r i b u t i o n s a l o n g t h e s i d e v i e w e y e l l i p s e X a x i s (F i g u r e A 2). T h e s e c a n t h e n b e u s e d w i t h E q u a t i o n s A 9 a n d A 10 t o d e t e r m i n e l o w e r (f o r w a r d ) a n d u p p e r (r e a r w a r d ) e
y e l l i p s e b o u n d a r i e s .
1
q –p M ΦC F M –()s d M ?()1p M –()ΦC F F –()s d F ?()+=
(
E q . A 9)
q
p M ΦC M M –()s d M ?()1p M –()ΦC M F –()s d F ?()+= (E q . A 10) w
h e r e : p M i s t h e p r o p o r t i o n o f m a l e s i n t h e p o p u l a t i o n C F i s t h e f o r w a r d b o u n d a r y o f t h e e y e l l i p s e a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s , r e l a t i v e t o t h e r e f e r e n c e c e n t r o i d C M i s t h e r e a r w a r d b o u n d a r y o f t h e e y e l l i p s e a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s , r e l a t i v e t o t h e r e f e r e n c e c e n t r o i d q
i s t h e e y e l l i p s e c u t o f f p e r c e n t i l e a n d Φ i s t h e c u m u l a t i v e n o r m a l d i s t r i b u t i o n T o f i n d t h e u p p e r a n d l o w e r b o u n d a r i e s o f t h e e y e l l i p s e a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s , E q u a t i o n s A 9 a n d A 10 m u s t b e s o l v e d i t e r a t i v e l y f o r C F a n d C M . B r e a k i n g t h e e q u a t i o n d o w n , t h e p o r t i o n i n s i d e p a r e n t h e s e s t h a t a p p e a r s t w i c e i n e a c h e q u a t i o n i s t h e z -s c o r e o f t h e l o w e r o r u p p e r b o u n d a r y w i t h r e s p e c t t o t h e m a l e o r f e m a l e e y e p o s i t i o n d i s t r i b u t i o n (a l o n g t h e s i d e v i e w a x i s ). T h e c u m u l a t i v e n o r m a l d i s t r i b u t i o n r e t u r n s t h e p r o p o r t i o n o f t h e d i s t r i b u t i o n t h a t l i e s b e l o w (f o r w a r d ) o f t h e u p p e r o r l o w e r b o u n d a r y . I n E q u a t i o n A 9, f o r e x a m p l e , t h e r e i s a n e x p r e s s i o n f o r t h e p r o p o r t i o n o f t h e f e m a l e p o p u l a t i o n w h o s e e y e s l i e b e l o w t h e l o w e r c u t o f f , a n d a n e x p r e s s i o n f o r t h e p r o p o r t i o n o f t h e m a l e p o p u l a t i o n w h o s e e y e s l i e b e l o w t h e l o w e r c u t o f f . T h e s e p r o p o r t i o n s a r e t h e n c o m b i n e d i n a w e i g h t e d a v e r a g e b a s e d o n t h e r e l a t i v e p r o p o r t i o n s o f m a l e s a
n d f e m a l e s i n t h e d r i v e r p o p u l a t i o n . -
-`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S
A E J 941 R e v i s e d J A N 2008 - 17 -
T
h e l a s t s t e p i s t o c o m p u t e X a x i s l e n g t h , w h i c h i s s i m p l y t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n C M a n d C F .
X
a x i s _l e n g t h = C M – C F (
E q . A 11) A .3.2 Y
a n d Z A x i s L e n g t h s S
i n c e s t a t u r e d i s t r i b u t i o n d o e s n o t a f f e c t a x i s l e n g t h a l o n g t h e o t h e r t w o a x e s , t h e i r c a l c u l a t i o n i s r e l a t i v e l y s i m p l e . T h e o n l y v a r i a b l e i s t h e e y e l l i p s e c u t o f f p e r c e n t i l e . T h e d i s t r i b u t i o n s a l o n g t h e s e t w o a x e s a r e m o d e l e d a s s i n g l e n o r m a l d i s t r i b u t i o n s w i t h f i x e d s t a n d a r d d e v i a t i o n s . F i n d i n g t h e a x i s e n d p o i n t s i s s i m p l y a m a t t e r o f u s i n g t h e i n v e r s e n o r m a l c u m u l a t i v e d i s t r i b u t i o n t o s o l v e f o r t h e c u t o f f p o i n t s t h a t e x c l u d e t h e a p p r o p r i a t e p r o p o r t i o n o f t h e p o p u l a t i o n . E q u a t i o n s A
12 a n d A 13 c o n t a i n t h e s p e c i f i c f o r m u l a s .
Y
a x i s _l e n g t h = 18.34 Φ1–
q (
)Φ1–1q –()–() (
E q . A 12) Z
a x i s _l e n g t h = 28.39 Φ1–q ()Φ1–
1q –()–() (E q . A 13) w
h e r e : q i s t h e e y e l l i p s e c u t o f f p e r c e n t i l e a n d Φ-1 i s t h e i n v e r s e c u m u l a t i v e n o r m a l d i s t r i b u t i o n A
.4 F
I N A L C E N T R O I D L O C A T I O N T
h e f o r w a r d a n d r e a r w a r d b o u n d a r i e s o f t h e e y e l l i p s e X a x i s w e r e c o m p u t e d r e l a t i v e t o t h e e y e l l i p s e r e f e r e n c e c e n t r o i d . T h e b o u n d a r i e s m a y n o t b e s y m m e t r i c a l a r o u n d t h e r e f e r e n c e c e n t r o i d l o c a t i o n . T h u s , t h e f i n a l c e n t r o i d m u s t b e c o m p u t e d a c c o r d i n g t o E q u a t i o n s A 14 t h r o u g h A 16. T h e s e e q u a t i o n s p l a c e t h e f i n a l c e n t r o i d i n v e h i c l e g r i d a t t h e m i d p o i n t b e t w e e n t
h e t w o s i d e v i e w a x i s c u t o f f p o i n t s , a n d a l o n g t h e c e n t e r l i n e o f o c c u p a n t .
x
c x c r e f C F C M +(
)2
----------------------------βc o s += (
E q . A 14) y
c y c
r e f = (E q . A 15) z
c z c r e f C F C M +(
)2
----------------------------βs i n += (E q . A 16) A .5 E
Y E L L I P S E S F O R S E L E C T E D W O R L D P O P U L A T I O N S S
t a t u r e v a l u e s g i v e n i n T a b l e A 1 m a y b e u s e d t o c o n s t r u c t e y e l l i p s e s f o r t h e s p e c i f i e d p o p u l a t i o n s b y u s i n g t h e e q u a t i o n s g i v e n i n t h i s a p p e n d i x . T h e u s e r i s c a u t i o n e d t h a t e y e l l i p s e s d e r i v e d i n t h i s w a y h a v e n o t b e e n v e r i f i e d w i t h f i e l d t e s t i n g . T
A B L E A 1 - P O P U L A T I O N A N T H R O P O M E T R Y (
1)
C
o u n t r y
G
e n d e r M
e a n S t a t u r e (m m ) S
t a n d a r d D e v i a t i o n o f S t a t u r e (
m m ) M
e a n S e a t e d H e i g h t (
m m ) U
S A (r e f e r e n c e ) M a l e s 1755 7
4.2 9
22.1
F e m a l e s 1618 68.7 859.7 J a p a n M a l e s 1672.7 62.4 901.3
F e m a l e s 1544.8 61.2 838.4 N e t h e r l a n d s M a l e s 1806.2 80 944
F e m a l e s 1690 70 887 1
. D a t a f o r J a p a n s u p p l i e d b y T o y o t a . D a t a f o r N e t h e r l a n d s s u p p l i e d b y T N O . D a t a f o r U S A i s f r o m N H A N E S I I I . -
-`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---
S A E J941R e v i s e d J A N2008-18-A.5.1A x i s L e n g t h s
E y e l l i p s e a x i s l e n g t h s f o r a d r i v e r p o p u l a t i o n c o n s i s t i n g o f a n e q u a l n u m b e r o f m a l e s a n d f e m a l e s,a n d a s e a t t r a c k l e n g t h >133m m,a r e g i v e n i n T a b l e A2.
T A B L E A2-L E F T A N D R I G H T E Y E L L I P S E A X I S L E N G T H S(m m)
C o u n t r y P e r c e n t i l e X A x i s L e n g t h s Y A x i s L e n g t h s Z A x i s L e n g t h s
J a p a n95195.160.393.4
99271.585.3132.1
N e t h e r l a n d s95202.060.393.4
99283.185.3132.1
R e f e r e n c e(T a b l e1)95206.460.393.4
99287.185.3132.1
N o t e t h a t t h e d i f f e r e n c e i n X a x i s l e n g t h s a m o n g t h e r e f e r e n c e p o p u l a t i o n,J a p a n,a n d N e t h e r l a n d s p o p u l a t i o n s i s v e r y s m a l l,i n d i c a t i n g t h a t t h e95t h o r99t h p e r c e n t i l e e y e l l i p s e s g i v e n i n T a b l e2a r e s u f f i c i e n t f o r m o s t d e s i g n p u r p o s e s.
A.5.2C e n t r o i d L o c a t i o n
C o m p a r e d t o N o r t h A m e r i c a n a n d E u r o p e a n p o p u l a t i o n s,J a p a n e s e a r e s h o r t e r i n a v e r a g e s t a t u r e,a n d h a v e a l a r g e r a v e r a g e r a t i o o f s i t t i n g h e i g h t t o s t a t u r e.T h e s e a n t h r o p o m e t r i c d i f f e r e n c e s w i l l l i k e l y r e q u i r e a n a d j u s t m e n t t o t h e l o c a t i o n o f t h e i r e y e l l i p s e c e n t r o i d.T e s t i n g w i t h J a p a n e s e d r i v e r s i s n e c e s s a r y t o d e r i v e o r v a l i d a t e a n e q u a t i o n f o r l o c a t i n g t h e c e n t r o i d.
S i m i l a r l y,b e c a u s e t h e N e t h e r l a n d s p o p u l a t i o n i s t a l l e r o n a v e r a g e t h a n t h e r e f e r e n c e(U S A)p o p u l a t i o n,r e s u l t i n g i n h i g h e r s e a t e d e y e h e i g h t s,a d i f f e r e n t e q u a t i o n f o r l o c a t i n g t h e e y e l l i p s e c e n t r o i d m a y a l s o b e n e e d e d f o r t h a t p o p u l a t i o n.
A.5.2.1E s t i m a t e b a s e d o n A n t h r o p o m e t r y
O n e a p p r o a c h,b a s e d s t r i c t l y o n a n t h r o p o m e t r y,i s t o a d j u s t t h e e y e l l i p s e c e n t r o i d Z v a l u e(f r o m S g R P)p r o p o r t i o n a t e t o t h e r a t i o o f a v e r a g e s e a t e d h e i g h t s o f t h e t a r g e t c o u n t r y’s p o p u l a t i o n t o s e a t e d h e i g h t s o f t h e r e f e r e n c e p o p u l a t i o n,a s f o l l o w s:
Z c r e f=H8+H30+638*(t a r g e t p o p u l a t i o n m e a n s e a t e d h e i g h t/r e f e r e n c e p o p u l a t i o n m e a n s e a t e d h e i g h t)(E q.A17)
A d j u s t t h e e y e l l i p s e c e n t r o i d X v a l u e f r o m t h e
B O F R P u s i n g E q u a t i o n A5(w h i c h i s b a s e d o n t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n a v e r a g e s t a t u r e o f t h e t a r g e t p o p u l a t i o n a n d a v e r a g e s t a t u r e o f t h e r e f e r e n c e p o p u l a t i o n),a s f o l l o w s:
X c r e f=L1–12.5t+[664+0.587(L6)–0.176(H30)]+0.473*
(t a r g e t p o p u l a t i o n m e a n s t a t u r e–r e f e r e n c e p o p u l a t i o n m e a n s t a t u r e)*c o sβ(E q.A18)
T a b l e A3g i v e s t h e a d j u s t m e n t s i n c e n t r o i d l o c a t i o n f r o m t h e r e f e r e n c e c e n t r o i d f o r a p o p u l a t i o n h a v i n g a n e q u a l m i x o f m a l e s a n d f e m a l e s,u s i n g a n t h r o p o m e t r y v a l u e s f r o m T a b l e A1a n d E q u a t i o n s A17a n d A18.
T A B L E A3-C H A N G E I N E Y E L L I P S E C E N T R O I D L O C A T I O N(1)
(50%M A L E P O P U L A T I O N)
C o u n t r y X Y Z
J a p a n–370–15
N e t h e r l a n d s29018
1.N O T E:P o s i t i v e n u m b e r s a r e r e a r w a r d a n d u p f r o m r e f e r e n c e c e n t r o i d.
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S A E J941R e v i s e d J A N2008-19-
A P P E N D I X B-F I X E D S E A T95T H A N D99T H P E R C E N T I L E T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E S F O R A N
A D U L T P O P U L A T I O N A T A50/50G E N D E R M I X[I N F O R M A T I V E]
B.1B A C K G R O U N D
F i x e d s e a t e y e l l i p s e s a p p l y t o s e a t e d p o s i t i o n s w i t h n o H-p o i n t o r t o r s o a n g l e a d j u s t m e n t.T h e e y e l l i p s e c e n t r o i d i s l o c a t e d r e l a t i v e t o t h e f i x e d s e a t H-p o i n t(S g R P).T h e o n l y v e h i c l e f a c t o r a f f e c t i n g l o c a t i o n o f t h e f i x e d s e a t e y e l l i p s e i s t h e t o r s o a n g l e,A40.O t h e r s e a t a d j u s t m e n t s a r e a s s u m e d f i x e d a t t h e m a n u f a c t u r e r s d e s i g n s p e c i f i c a t i o n s.
T h e s e e y e l l i p s e s a r e b a s e d o n t h e u s e r p o p u l a t i o n s d e s c r i b e d i n T a b l e1,S e c t i o n4.T h e95t h a n d99t h p e r c e n t i l e e y e l l i p s e s a r e c o n s t r u c t e d f r o m t a b l e s a n d e q u a t i o n s d e s c r i b e d i n S e c t i o n s B.2a n d B.3.F i x e d s e a t e y e l l i p s e s f o r o t h e r p e r c e n t i l e t a n g e n t c u t o f f s a n d g e n d e r m i x e s c a n b e c a l c u l a t e d u s i n g p r o c e d u r e s i n A p p e n d i x C.
F I
G U R E B1-F I X E D S E A T E Y E L L I P S E S I D E V I E W A X I S A N G L E A N D C E N T R O I D L O C A T I O N
S A E J941R e v i s e d J A N2008-20-B.2A X I S A N G L E S
T h e e y e l l i p s e i s a l i g n e d w i t h t h e v e h i c l e a x e s i n p l a n v i e w(Z-p l a n e)a n d r e a r v i e w(X-p l a n e).
B.2.1S i d e V i e w A x i s A n g l e
U n l i k e t h e a d j u s t a b l e s e a t e y e l l i p s e,t h e l o n g e r p r i m a r y a x i s o f t h e f i x e d s e a t e y e l l i p s e i s t h e Z a x i s.T h i s p r i m a r y Z a x i s i s t i l t e d b a c k f r o m v e r t i c a l a l o n g a l i n e f r o m t h e c e n t r o i d t o t h e H-p o i n t c a l l e d t h e“H-p o i n t t o e y e l i n e”.T h e a n g l e o f t h e e y e l l i p s e Z a x i s f r o m v e r t i c a l,δ,d e p e n d s o n t h e d e s i g n t o r s o a n g l e.S e e E q u a t i o n B1a n d F i g u r e B1.
δ=0.698*(A40)–9.09(E q.B1) w h e r e:
δi s t h e s i d e v i e w a n g l e o f t h e e y e l l i p s e Z a x i s i n d e g r e e s(p o s i t i v e,t i p p e d b a c k a t t h e t o p f r o m v e r t i c a l)a n d A40i s t h e t o r s o a n g l e
T h e d i m e n s i o n c o d e f o r t o r s o a n g l e d e p e n d s o n t h e p a s s e n g e r s e a t p o s i t i o n u n d e r s t u d y.A40-2r e f e r s t o p a s s e n g e r s e c o n d r o w s e a t i n g a n d A40-3r e f e r s t o p a s s e n g e r t h i r d r o w s e a t i n g a s d e f i n e d i n S A E J1100.
B.3A X I S L E N G T H S
A x i s l e n g t h s a r e p i c t u r e d i n F i g u r e B2a n d g i v e n i n T a b l e B1.
T A B L E B1-F I X E D S E A T E Y E L L I P S E A X I S L E N G T H S
P e r c e n t i l e X A x i s L e n g t h s Y A x i s L e n g t h s Z A x i s L e n g t h s
9593.5104.1130.7
99132.3147.3179.0
F I
G U R E B2-F I X E D S E A T T A N G E N T C U T O F F E Y E L L I P S E F O R O N E E Y E-T R U E V I E W S
--`,```,,,```,,`,`,,,,,,``,`,`,,-`-`,,`,,`,`,,`---