本發明專利技術涉及一種模擬座艙人機工效測評系統及測評方法。模擬操作艙，模擬操作艙內的照明裝置及攝影裝置，安裝在模擬操作艙內的用于模擬儀表板的顯示裝置、模擬座艙外視景的顯示裝置、模擬操作板的顯示裝置，計算機系統，在模擬操作艙有操作員座椅，圍繞操作員座椅設置有數據采集裝置，數據采集裝置包括傳感器、眼動儀、紅外跟蹤儀、3D鼠標、數據手套；用于模擬儀表板的顯示裝置、模擬座艙外視景的顯示裝置、模擬操作板的顯示裝置、操作桿的操作面板、操作員座椅、各傳感器、眼動儀、紅外跟蹤儀、數據手套和3D鼠標均由計算機控制連接。本發明專利技術的優點可對比不同座艙布局和信息顯示環境下的人機工效，實現對各相關部件的人機工效檢查和輔助設計功能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種模擬座艙人機エ效測評系統及測評方法。
技術介紹
座艙作為人機接ロ，其設計的好壞，直接關系到操作員能否做出正確的判斷和決策以及能否合理的控制，從而保障產品的安全。早期的座艙的設計往往是由設計人員憑想象來進行設計，一般隨意性很大，而操作人員也根據設計人員設計制作的座艙進行操作，一般只要沒有發生大大的問題，座艙是不會再進行大的改進，而因此很多的安全隱患隱蔽座艙里，有時發生事故一般人們都是從操作者的失誤去尋找問題，而很少去聯系座艙的設計是否有誤。目前隨著新的顯示控制技術的不斷出現，自動化程度的日益廣泛化，新型多功能綜合顯示器的不斷推出，因此座艙的設計成了設計者關注的重點。 目前，座艙的設計時，人機エ效的評價日益得到關注，如在飛機座艙的設計中，按照以前的做法，是需要將真實的座艙實物做出來，并由飛行員進行模擬操作才能發現ー些基本問題，并加以改進，這樣在施工中還需要投入大量的人力物力，并且消耗大量的驗證時間。而目前的飛機模擬座艙得到廣泛的應用，它能夠利用各種新型的顯示裝置模擬飛機在飛行中的飛機艙外的環境，依靠液壓系統模擬飛機的姿態，并且在觸摸屏上模擬飛機座艙的操作按鈕，使飛行員在模擬座艙中模擬真實的飛行駕駛，一些座艙設計中的人機エ效問題在地面模擬階段就被發現并及時改進，通過軟件的改動，即可改變座艙的按鈕、顯示器、報警燈等的設置，大大節省了模擬座艙的實物制作時間。但是目前模擬座艙缺乏足夠的客觀數據和細致的定量描述，沒有完善的綜合指標體系和評價標準，基本上是靠檢驗者的感覺來進行模擬駕駛的性能，其最終的驗證需要在樣機搭建完成之后才能進行，那一旦飛機座艙的設計中含有重大人機エ效問題時，其后帶來的設計返エ將造成巨大的人力、物力的浪費。設計ー套座艙人機エ效測評系統及方法，對于減輕飛機重量、提高開發效率，促進設計部門エ效評價工作有著重要的現實意義與作用
技術實現思路
本專利技術的目的是解決現有技術中所存在問題，提供一種座艙模擬操縱試驗臺人機エ效測評系統及測評方法。本專利技術設計ー種座艙模擬操縱試驗臺人機エ效測評系統，包括模擬操作艙，模擬操作艙內的照明裝置及攝影裝置，安裝在模擬操作艙內的用于模擬儀表板的顯示裝置、模擬座艙外視景的顯示裝置、模擬操作板的顯示裝置，計算機系統，其特征在干在模擬操作艙有操作員座椅，圍繞操作員座椅設置有數據采集裝置，數據采集裝置包括傳感器、眼動儀、紅外跟蹤儀、3D鼠標、數據手套；用于模擬儀表板的顯示裝置、模擬座艙外視景的顯示裝置、模擬操作板的顯示裝置、布置有真實的按/旋鈕、操作桿的操作面板、操作員座椅、各傳感器、眼動儀、紅外跟蹤儀、數據手套和3D鼠標均由計算機控制連接；計算機系統包括有動力學仿真模快，虛擬視景仿真模塊，數據采集模塊，試驗分析模塊。其特征在于安裝在模擬操作艙內的用于模擬儀表板的顯示裝置、模擬座艙外視景的顯示裝置、模擬操作板的顯示裝置、布置有真實的按/旋鈕、操作桿的操作面板、操作員座椅的安裝底座上均設置有ニ維或三維移動裝置和/或一維或ニ維轉動裝置。其特征在于所述的用于模擬儀表板的顯示裝置和模擬操作板的顯示裝置為實際的儀表板和操作板。一種座艙人機エ效測評方法，其特征在干根據設計需要，確定用于模擬儀表板的顯示裝置、模擬座艙外視景的顯示裝置、模擬操作板的顯示裝置、布置有真實的按/旋鈕、操作桿的操作面板、操作員座椅的多維位置和或轉動位置，在試驗人員身體上需要檢測位移處安裝傳感器，手上套有數據手套，駕駛評估人員戴上眼動儀或者利用儀表臺上的固定眼動儀，計算機系統根據測評要求，動力學仿真模塊將模擬出各種駕駛狀態，并將對應的參數傳送到模擬儀表板的顯示裝置和模擬操作板的顯示裝置上，虛擬視景仿真模塊將模擬的外視景圖像傳送到模擬座艙外視景的顯示裝置上，試驗人員根 據所見到的模擬座艙外視景的顯示裝置上的圖像和模擬儀表板的顯示裝置所顯示的數據進行對應的手腳眼的操作，試驗人員身體各部位的移動及手指的動作及眼睛注視點的觀測數據由數據采集模塊采集，并由試驗分析模塊分析。基于任務及工作量的人機エ效評估方法，其包括了ー種試驗過程記錄與管理模塊，行為分析模塊，以及虛擬人體模型模塊；試驗過程記錄及管理模塊可以與數據采集系統相連，并將整個測試過程錄制下來(包含飛行過程、駕駛者眼動、手腳運動、測試者面部表情等)，虛擬人體模型軟件模塊可以提供部分用戶-系統交互數據，行為分析軟件模塊可以對以上記錄和計算的眼動、手動等行為進行編碼，同時將從數據采集系統提取的視頻文件，以及由信號合成的同步仿真文件處理后導入行為分析模塊后，綜合評判針對飛行操作的不同任務、座艙尺寸、顯示系統設計條件下的駕駛人員的工作量，從而給出科學和定量的設計方案的評估數據。本專利技術的優點包括 (1)提供ー種柔性顯控系統，可根據人體模型變更儀表臺、控制臺、推桿、座椅的位置。同時儀表顯示內容大小和位置也可調，可對比不同座艙布局和信息顯示環境下的人機エ效，實現對各相關部件的人機エ效檢查和輔助設計功能； (2)提供的儀表顯示系統和控制臺均采用了高質量的觸摸顯示屏，可以檢查在(外加)不同外界光線情況下，駕駛員對儀表和控制臺的視野、視距、眩光等的感受，可以對顯示信息的可讀性進行模擬檢查和感知；并通過對模擬信標和觸控按鈕等的操作來感知原設計方案的可達性；根據電動座椅位置和標準人體眼睛位置，得出人眼與各顯示屏的相對位置，作為評估的依據。(3)提供的人機エ效測評系統為基于工作量的人機エ效評估方法，其包括了ー種試驗過程記錄和管理模塊，可以將整個測試過程錄制下來，并對眼動、手動等行為編碼，同時從數據采集系統提取的文件被導入行為分析系統，會連同視頻一起被可視化，從而掲示人的內心世界，更好地理解外顯行為。(4)整個系統的計算機運行系統采用単一的工作站模式，與常規多電腦系統相比，具有更好的經濟性和數據調用性。(5)本試驗臺采用獨立的管理軟件，具有良好的兼容性，可以與多種動力學軟件，虛擬視景軟件，地球數據軟件等有接ロ，并有效管理。(6)除部分行為分析和數據處理需要単獨討論和離線進行，大部分測試和分析可以在試驗臺上實時進行。(7)系統具有獨立的數據溝通模式，也可以預留可以與整車或整機匹配的通訊模式，如CAN接ロ。附圖說明圖I為本專利技術的系統原理圖，圖2為本專利技術的模擬汽車駕駛的原理圖，圖3、4為本專利技術的模擬飛機駕駛的原理圖，圖5為本專利技術的測評原理圖。下面結合附圖和施工實例對本專利技術作詳細使用說明。具體實施例方式本專利技術的系統中有三大塊，由虛擬座艙硬件系統和駕駛仿真系統環境、人機エ效測評系統構成，虛擬座艙硬件系統包含有柔性顯示操控系統和柔性駕駛艙結構系統、數據采集系統，駕駛仿真系統環境包含有動力學仿真模塊和虛擬視景仿真模塊，人機エ效測評系包含虛擬人體模型和行為分析軟件、試驗過程記錄和管理模塊。 實施例I :汽車駕駛艙人機エ效測評系統 如圖2所示，虛擬座艙硬件系統包括由多臺液晶顯示屏拼接成的外景屏為模擬座艙外視景的顯示裝置1，前儀表臺為用于模擬儀表板的顯示裝置2，側控制臺為用于模擬控制電動后視鏡、電動搖窗機的模擬儀表板的顯示裝置3，中控儀表臺用于模擬空調控制、多媒體娛樂終端和導航的模擬儀表板的顯示裝置4，可調節位置及高低的電動座椅5，方向盤、離合器、剎車、油門、換檔桿采用真實器件為布置有真實的按/本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種座艙模擬操縱試驗臺人機工效測評系統，包括模擬操作艙，模擬操作艙內的照明裝置及攝影裝置，安裝在模擬操作艙內的用于模擬儀表板的顯示裝置、模擬座艙外視景的顯示裝置、模擬操作板的顯示裝置，計算機系統，其特征在于：在模擬操作艙有操作員座椅，圍繞操作員座椅設置有數據采集裝置，數據采集裝置包括傳感器、眼動儀、紅外跟蹤儀、3D鼠標、數據手套；用于模擬儀表板的顯示裝置、模擬座艙外視景的顯示裝置、模擬操作板的顯示裝置、布置有真實的按/旋鈕、操作桿的操作面板、操作員座椅、各傳感器、眼動儀、紅外跟蹤儀、數據手套和3D鼠標均由計算機控制連接；計算機系統包括有動力學仿真模塊，虛擬視景仿真模塊，數據采集模塊，試驗分析模塊。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：游路寧，李堅，金智義，徐曉紅，
申請(專利權)人：上海品銘機械工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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