汽车驾驶室人机环境系统虚拟评价研究

论文摘要

对汽车驾驶室人—机—环境系统进行综合评价是提高行驶安全性、保障驾驶员健康和减少误操作的有效措施。本文提出了一种基于汽车驾驶室人—机—环境系统的评价方法并详述了其实现过程。综述了国内外汽车人机工程学的发展概况,分析了驾驶室人—机—环境系统评价的特点,比较了三种用于人—机—环境系统评价的方法,并在此基础上确立了研究的内容及方案。研究了汽车驾驶室人—机—环境系统的组成,包括人的因素、机的因素、环境因素以及各类因素之间的相互关系。结合国家和行业标准,提出了显示类、操纵类、车身类和环境类相应的主客观评价指标,建立了驾驶室人—机—环境系统的评价指标体系。将灰色理论方法应用于驾驶室人—机—环境系统的主观评价,推导了评价模型的函数关系,提出了量化评价结果的方法,并采用层次分析法计算了驾驶室人—机—环境系统各评价指标的权值。采用面向对象方法和UG二次开发技术,根据所建立的评价体系,开发了驾驶室人—机—环境系统综合评价软件,借助UG的建模、装配和分析等功能,实现了UG环境下汽车驾驶室设计与评价的实时交互。应用开发的评价软件对某型汽车驾驶室的人—机—环境系统进行了综合评价,得到了量化的评价结果,并对原设计提出了改进建议。本文的研究工作对简化评价过程、量化评价结果具有重要作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 汽车人机工程学概述
• 1.1.1 国外汽车人机工程发展概述
• 1.1.2 国内汽车人机工程发展概述
• 1.2 汽车人机工程学评价
• 1.2.1 驾驶室人机环境系统评价的特点
• 1.2.2 人机环境系统评价方法
• 1.3 课题研究的目的和意义
• 1.4 课题主要研究内容
• 第2章 灰色理论与层次分析法
• 2.1 灰色理论原理
• 2.2 灰色聚类
• 2.2.1 灰色聚类的算法
• 2.2.2 主观评价数学模型的建立
• 2.3 层次分析法
• 2.4 本章小结
• 第3章 汽车驾驶室人机环境因素研究
• 3.1 “人”的因素研究
• 3.1.1 人体尺寸和人体模型
• 3.1.2 人体姿势与布置
• 3.1.3 人体操纵范围
• 3.1.4 视觉特性、眼椭圆以及头部位置包络线
• 3.1.5 听觉、触觉及生物力学特性
• 3.2 “机”的因素研究
• 3.2.1 驾驶室总布置
• 3.2.2 车架结构
• 3.2.3 车身结构
• 3.2.4 汽车内饰结构
• 3.3 “环境”因素研究
• 3.3.1 振动环境
• 3.3.2 噪声环境
• 3.3.3 色彩环境
• 3.3.4 光照环境
• 3.3.5 湿热环境
• 3.4 综合因素
• 3.4.1 人—机关系
• 3.4.2 人—环关系
• 3.4.3 人—机—环关系
• 3.5 本章小结
• 第4章 评价体系的确立和评价指标的提出
• 4.1 汽车驾驶室人机环境评价指标体系的建立
• 4.2 显示类装置评价指标研究
• 4.2.1 客观评价指标
• 4.2.2 主观评价指标
• 4.3 操纵类装置评价指标研究
• 4.3.1 客观评价指标
• 4.3.2 主观评价指标
• 4.4 车身评价指标研究
• 4.4.1 客观评价指标
• 4.4.2 主观评价指标
• 4.5 环境评价指标研究
• 4.6 多因素评价指标
• 4.7 本章小结
• 第5章 评价软件的开发
• 5.1 前期规划
• 5.1.1 功能分析
• 5.1.2 模块划分
• 5.1.3 开发方法
• 5.2 开发过程
• 5.2.1 UG二次开发简介
• 5.2.2 UG二次开发框架的搭建
• 5.2.3 人体模型的创建
• 5.3 评价软件系统的实现
• 5.3.1 设置环境变量
• 5.3.2 菜单项与对话框的设计
• 5.3.3 实施评价的主要步骤
• 5.4 本章小结
• 第6章 评价实例
• 6.1 驾驶室人机环境系统的客观评价
• 6.1.1 人体模型的选择和安放
• 6.1.2 客观评价实例
• 6.2 汽车驾驶室人机环境主观评价
• 6.2.1 评价主体的选择
• 6.2.2 主观评价实例
• 6.3 驾驶室人机环境综合评价
• 6.4 评价结果的分析与改进意见
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录 主观评价问卷调查表