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ErgoVR车辆人机工程评价虚拟仿真

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类型 实验室方案 品牌 ErgoLAB

汽车座舱人机工效解决方案

随着机械装备智能化、自动化和信息化的高度发展,人的因素在产品设计与生产中的影响越来越大,人机和谐发展的问题也就越来越显得重要,人机工程学在产品设计的地位与作用愈显出其的重要性。

 判别产品符合人机工程学标准

  • 产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合

  • 产品是否顺手和好使用

  • 防止使用人操作时意外伤害和错用时产生的危险

  • 各操作单元是否实用

  • 各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认

  • 产品是否便于清洗、保养及修理


人机工程学在汽车设计中的应用

1基于人体感官的界面设计

例如,人的视觉有视角、视野、可视光波长范围、颜色分辨力、视觉灵敏度、定位错觉、运动错觉、视觉疲劳等特性,汽车的挡风玻璃、仪表板和仪表的设计就要充分考虑这些特性,使驾驶者能够得到足够的视区,能够迅速辨认各种信号,减少失误和视觉疲劳。交通标志的设计也应该采用大多数人能明辩的颜色和不易产生错觉的形状。

2基于人体形态的界面设计

不同地区和人种、不同年龄和性别都具有不同的身体尺寸,为不同地区和群体设计的汽车就要参考特定对象的人体参数,在现代社会条件下,以一种产品规格想占有不同地区的市场是很难的。人在生活和劳动中又具有各种不同的形态,人体在不同的姿态下工作,全身的骨头和关节处于不同的相对位置,全身的肌肉处于不同的紧张状态,心脏负担不同,疲劳程度也不同。设计一台机器首先要考虑采用什么身体形态来操纵,选定姿态后,还要考虑以最舒适的方式对人体进行支撑,并适当地布置被操作对象的位置,从而减少疲劳和误操作。例如司机在驾驶汽车的时候采用坐姿,坐椅的设计要符合人体骨骼的最佳轮廓,仪表的布置应在易于看到的地方,操纵杆/板的位置要在人体四肢灵活运动的范围内。

3基于力特性的界面设计

人体在不同的姿态下,用力的疲劳程度不同,操纵机器所需的力量应该选择在对应姿态下不易引起疲劳的范围内。例如转向助力器就是为了减轻操纵力而设计的。人体在不同的姿态下最大拉力、最大推力也不相同,例如坐姿下人腿的蹬力在过臀部水平线下方20度左右较大,操纵性也较好,所以刹车踏板就安装在这个位置上。人体在不同的姿态使用不同的肌肉群进行工作,动作的灵活性、速度和最高频率都不相同,例如腿的反复伸缩具有较低的频率,而手指则可以用较高的频率进行敲击。因此,对应不同的操纵频率应采用不同的动作方式来完成。

4基于人脑特性的界面设计

人脑对事物的认识和反应有自己的特点,体现在他的行为和对外界的反应中。人喜欢用直觉处理事情,不善于烦琐过程和精确的计算。对于协助人脑进行工作的计算机,如何进行人机界面的设计一直是热门的论题。无论是从低级语言到高级语言,到面向对象、面向任务的编程方式的发展,还是图形终端、鼠标定位、窗口系统、多媒体、可视化、虚拟现实等方面的进展,都体现了这个主题。近年来,人工智能已经在汽车上应用,车载电脑可以协助驾驶者认路、换档、避碰。


方案设备构成

  • ErgoVR人机环境测试云平台

  • CAVE人机交互虚拟现实环境

  • 作用力、反馈力测试系统

  • 动作捕捉系统

  • 行为观察分析系统

  • 认知与脑功能测试系统

  • 光环境仿真与视觉工效分析系统

  • 舒适度测试系统

  • 任务指令执行人机交互分析评估系统

  • 人因与工效学分析系统

  • 注意力测试系统

  • 眼动仪

  • 光环境测试系统

  • 声光环境仿真模拟系统

  • 人机工程分析系统

  • 脑电测量及生理记录分析系统

  • 各种人因测评测量工具及设备(不同专业有不同的配置)


简介

ErgoLAB人车路环境测试云平台是首创基于云架构的专业用于“以人为中心”的多模态数据同步采集和定量化分析平台,专注于驾驶心理行为研究、车辆行驶状态分析、交通道路环境数据采集以及自动驾驶与模拟仿真驾驶等研究内容。系统提供驾驶模拟仿真和实车测试两种解决方案,可实现在特定的驾驶模拟仿真环境以及各种复杂自然的条件下对人-车-路-环境数据的全方位采集与分析。实现人车路交互同步数据可视化,客观定量化分析人-车-路-环境的交互影响机理及其内在因果关系,有助于提升广度横向研究与深度纵向研究。

特点

  • 满足各种实验方案与研究需求:进行实车实路研究,提供改装车辆及外部交通环境数据采集,实现真正的“人-车-路”数据协同;支持驾驶模拟环境下的驾驶人因测试,提供驾驶模拟方案,包括模拟驾驶舱、视景投影和交通场景与物理照明仿真,实现“驾驶模拟”一站式解决方案。

  • 完整的云项目管理及研究流程:系统包含云项目管理、云实验设计、同步记录、数据回放、信号处理与统计分析,涵盖整个研究流程,满足各种课题项目。

  • 科学的信号处理与数据统计:系统具有科学的信号算法与处理流程,包含车辆分析、驾驶人状态识别、时空分析、生理分析、脑电分析、眼动分析、行为分析、动作姿态伤害评估以及表情与状态识别等,输出完整的数据统计与可视化报告。

  • 多模态数据同步采集与分析:支持多模态数据的实时同步与事后同步,包含车辆数据、道路与环境数据、生理、眼动、脑电、动作捕捉、行为观察与面部表情等数据的同步采集与综合分析。

  • 开放式设备接口与数据兼容:系统通过SDK/API/TTL等广泛的数据接口进行第三方设备或者数据同步,同时可以直接导入外部数据,与系统内数据进行同步分析,支持定制开发。

驾驶人分析平台

驾驶行为分析

  • 实时监测驾驶行为,包括鲁莽驾驶,超车换道检测,接打电话行为,跟车行为以及不同的驾驶风格识别等。同步分析不同的驾驶行为与客观身体数据反应的相关或因果关系。

驾驶状态分析

  • 驾驶人行为状态分析:主要由面部表情与行为观察分析组成,支持多神经网络同时运行以支持多任务,包括人脸检测、面部特征点检测、眼部状态检测、头部姿态三轴估计、视线矢量估计、人脸特征矢量提取与特定行为检测等。实时监测驾驶人的身份识别(人脸识别、活体检测)、疲劳检测(闭眼、打哈欠)、注意力分散检测(左顾右盼、低头抬头)、特定行为检测(抽烟、打电话)、视线追踪、表情识别等功能。

  • 驾驶人生理情绪状态分析:系统通过同步采集面部表情以及多个数据源,同步观察和分析所选择时间点或时间段内所有数据流之间的相关关系,包括心电数据、皮电数据、呼吸数据、脑电数据、瞳孔数据等,实时监测驾驶人的情绪反应与认知状态,包括紧张、愤怒、认知负荷、疲劳程度等。

车辆分析平台

车辆基础数据统计分析

  • 精确的车辆数据预处理模块,针对行驶轨迹、航向角、横摆角速度、纵向加速度等GPS与IMU数据进行滑动均值处理、小波降噪处理等;

  • 完全的衍生指标求解:分析方向盘转动角速度、瞬时转向半径、道路坡度、侧向速度、侧向加速度、质心侧偏角与轮胎滑移率等;

  • 行驶稳定性分析:包括Beta与R构成的稳定阈、侧向加速度变化范围、质心侧偏角约束、摩擦圆约束、轮胎侧偏角分析等行车稳定性分析。

车辆运行状态分析

  • 车辆行驶速度分析:平均行驶速度,最高行驶速度,速度分段统计,包括停车、低速、中速、高速,并以可视化图形展示;

  • 纵向加速度分析:纵向加速度分段情况,包括弱加减速、一般加减速、强加减速以及急加减速,统计对应运行状态发生次数与时刻;

  • 侧向加速度分析:侧向加速度>0.35g的情况,路段最大侧向加速度以及发生时刻、发生次数等数据统计;

  • 换道行为分析:包括换道标识,方向盘转角,换道参数统计等数据,包括平均换道速度、持续时间、换道速度波动等。

  • 以上数据参数均支持自定义输入,系统进行自动驾驶行为编码,并支持进入时空分析。


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