人机工程学驾驶员视野分析.pptx

汽车人机工程学研究的方向归纳如下：汽车人机工程学研究的方向归纳如下：1:工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷。2:工作环境的研究，包括各种工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。3:工作空间、工具装备、安全性能、舒适性能人机工程学的研究。1:人机环境之间的关系：相互依存；相互作用；相互制约。2:人机工程学的特点：学科边界模糊3:学科内容综合性强；涉及面广。4:人机工程学的研究对象：人机环境系统的整体状态和过程。5:人机工程学的任务：使机器的设计和环境条件的设计适应于人，以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适，心情愉快，充分发挥人、机效能，使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。6：产品功能尺寸是指相对某项产品功能，对人体参量做修正的尺度，而最佳产品功能能尺寸是指：人体尺寸参量+功能修正量+心理修正量。驾驶员视野1 1：百分位概念：百分位概念（1 1）群体数量小于或低于某个相对指标的概率）群体数量小于或低于某个相对指标的概率（2 2）人体身高符合高斯分布规律）人体身高符合高斯分布规律（3 3）将高斯分布图按横坐标尺寸划分成）将高斯分布图按横坐标尺寸划分成100100等份，等分项相对应等份，等分项相对应的概率为某百分位的概率为某百分位（4 4）比如有低于）比如有低于1730mm1730mm的人口占总人口的人口占总人口50%50%，50%50%的百分的百分位为位为1730 1730 1730（50%）图3-1人的身高分布状况驾驶员视野2 2：H H点和点和R R点点 （1 1）H H点是人体身躯和大腿的交接点，点是人体身躯和大腿的交接点，H H点人体点人体模型是一种确定车身实际位置的人体模型，模型是一种确定车身实际位置的人体模型，H H点人点人体模型包括背板部，座板部和足部体模型包括背板部，座板部和足部 。R R点是座椅设点是座椅设计的参考点计的参考点(SgPR)(SgPR)，即将座椅调至最后最低时的，即将座椅调至最后最低时的人体胯点。以人体胯点。以R R点作为设计参考点设计制出样车点作为设计参考点设计，制出样车后，将座椅调至最后最低的位置，再测胯点，此时后，将座椅调至最后最低的位置，再测胯点，此时的胯点为的胯点为H H点点 。（2 2）我国的标准为）我国的标准为GB/11559GB/11559，国际标准为，国际标准为ISO-ISO-6549 6549。（3 3）将）将H H点人体模型放在汽车座椅上，模型上点人体模型放在汽车座椅上，模型上H H点点实际位置就是汽车实际实际位置就是汽车实际H H点的位置。点的位置。驾驶员视野 驾驶员眼睛位置数据的分布检验驾驶员眼睛位置数据的分布检验驾驶员眼睛位置数据的分布检验驾驶员眼睛位置数据的分布检验 一般可用摄影法获得驾驶员眼睛位置在车身坐标系中一般可用摄影法获得驾驶员眼睛位置在车身坐标系中的分布，下图是从驾驶员侧面的照像机拍摄所得到的眼的分布，下图是从驾驶员侧面的照像机拍摄所得到的眼睛位置散点图，该散点图反映了驾驶员左右眼在车身侧睛位置散点图，该散点图反映了驾驶员左右眼在车身侧视图上的分布情形，图上方格内的数字表示在该位置上视图上的分布情形，图上方格内的数字表示在该位置上驾驶员的眼睛数，为查明数据分布的属性，对散点图需驾驶员的眼睛数，为查明数据分布的属性，对散点图需进行统计分析。由于人体特征点在车身坐标系中的分布进行统计分析。由于人体特征点在车身坐标系中的分布往往具有正态性，因此可从二元正态分布着手试验。往往具有正态性，因此可从二元正态分布着手试验。驾驶员视野 （1）驾驶员的眼睛位置范围大致呈椭圆形分布，相应提出眼椭圆的概念 （2）眼椭圆代表了人体实际眼睛位置的范围 （3）眼椭圆一般分为90百分位，95百分位和100百分位，50%百分位，5%百分位等1：二维正态分布2：驾驶员眼睛转动角速度的坐标系：驾驶员眼睛转动角速度的坐标系图3-2眼椭圆车身分为车身分为a,b两类车型，两类车型，a类车包括轿车、旅行车、多用类车包括轿车、旅行车、多用途车、轻型货车，途车、轻型货车，b类车主要是指商用车，随着对车身舒类车主要是指商用车，随着对车身舒适性要求提高，设计多样化，这种区别越来越不明显适性要求提高，设计多样化，这种区别越来越不明显。A40A40A40A40H30H30H30H30TH17TH17TH17TH17TL23TL23TL23TL23W9W9W9W95-405-405-405-40127-405127-405127-405127-4050-500-500-500-50100100100100450450450100100100100450-560450-560450-560450-560车身分类前缀前缀前缀前缀L L L LW W W WH H H HA A A ATLTLTLTLTHTHTHTH含义含义含义含义长度长度长度长度宽度宽度宽度宽度高度高度高度高度角度角度角度角度分别为分别为分别为分别为H H H H点行点行点行点行程长度尺寸程长度尺寸程长度尺寸程长度尺寸和高度尺寸和高度尺寸和高度尺寸和高度尺寸编号编号编号编号1-991-991-991-99100-199100-199100-199100-199 200-200-200-200-299299299299400-599400-599400-599400-599H H H H点行点行点行点行程高度程高度程高度程高度尺寸尺寸尺寸尺寸内部尺内部尺内部尺内部尺寸寸寸寸外部尺外部尺外部尺外部尺寸寸寸寸 行李箱行李箱行李箱行李箱尺寸尺寸尺寸尺寸货车等尺货车等尺货车等尺货车等尺寸寸寸寸硬点标注说明人机工程学关键装置定义H H点装置用于测量车内布置的关键参考点和尺寸，有两种装置来点装置用于测量车内布置的关键参考点和尺寸，有两种装置来定义定义H点，即点，即H点测量装置点测量装置HPM以及以及H点设计装置点设计装置HPD，在两，在两种装置上定义了设计和人机关系的参考线，包括种装置上定义了设计和人机关系的参考线，包括H点点D点点K点躯点躯干线、腿线、座垫线等。干线、腿线、座垫线等。H H点：人体大腿和躯干的铰接点，不同场合表现形式不一样。点：人体大腿和躯干的铰接点，不同场合表现形式不一样。设计设计H点：借助点：借助HPD按照程序建立的按照程序建立的H点，用来表达乘坐的位置点，用来表达乘坐的位置乘坐参考点：对于指定乘坐位置而言，这是一个特殊的设计乘坐参考点：对于指定乘坐位置而言，这是一个特殊的设计H点：在设计初期就定义的参考点点：在设计初期就定义的参考点虽然在可调座椅的H点调节轨迹上有很多设计H点，但只有唯一的一个SgRP点设计参考点用于定位一些不知工具，定义许多关键尺寸实际H点，将HPM按照步骤放在实车座椅上所测出的H点图3-5H点人体模型1脚量角器2小腿砝码3大腿砝码4横向水平仪5胯部量角器6靠背量角器7靠背角水平仪8躯干砝码及挂轴9头部空间控针10背板11臀部砝码12坐板13H点驱轴人机工程学人体关键参数定义n nHOSHOS：H H点装置鞋跟端点，用于定义点装置鞋跟端点，用于定义AHPAHP和和FRPFRPn nAHPAHP：脚跟与地板表面的交点：脚跟与地板表面的交点n nBOFBOF：鞋底表面一点，与踵点相距：鞋底表面一点，与踵点相距200mm200mm。n n地板参考地板参考FRPFRP点，将点，将H H点装置的鞋按照规则定位后，点装置的鞋按照规则定位后，HOSHOS与地板的交点。（不适用于右脚）与地板的交点。（不适用于右脚）n n踏板参考点踏板参考点PRPPRP，鞋定位后，加速踏板表面和，鞋定位后，加速踏板表面和BOFBOF的接触的接触点点n n实际实际H H点，将点，将HPMHPM按照步骤放在实车座椅上所测出的按照步骤放在实车座椅上所测出的H H点点n nD D点：坐姿状态下装置臂部的最低点点：坐姿状态下装置臂部的最低点n nK K点，大腿和小腿的交接点点，大腿和小腿的交接点n n躯干线：定义躯干的线段躯干线：定义躯干的线段n n腿线：定义腿部的线段腿线：定义腿部的线段n n座垫线：定义座垫角度的直线座垫线：定义座垫角度的直线人体样板定位驾驶员视野视切比P视线O95%眼椭圆区区图3-3眼椭圆的意义图3-4眼椭圆轮廓线的画法驾驶员视野眼椭圆样板（眼椭圆样板（95th95th为例）：为例）：（1 1）中心坐标，可根据图表查出眼椭圆中心的位置）中心坐标，可根据图表查出眼椭圆中心的位置（2 2）眼椭圆的长短轴，长轴俯视和侧视相差不大，）眼椭圆的长短轴，长轴俯视和侧视相差不大，倾角几乎相等长短轴的数据查表而得出倾角几乎相等，长短轴的数据查表而得出（3 3）方位角，长轴倾斜，在侧视图上长轴和）方位角，长轴倾斜，在侧视图上长轴和 x-x x-x的的倾角为倾角为-6.4-6.4度（前低后高），在俯视图上倾角为度（前低后高），在俯视图上倾角为5.45.4度。度。x-x y-yx-x y-y（俯视）、（俯视）、x-x z-z(x-x z-z(侧视侧视)轴线在轴线在座椅靠背角为座椅靠背角为2525的时，眼椭圆位置线就是上述水的时，眼椭圆位置线就是上述水平和垂直工作线（基础线），随着座椅移动和背平和垂直工作线（基础线），随着座椅移动和背靠角变化，位置线也变化，其位置线坐标由表查靠角变化，位置线也变化，其位置线坐标由表查出。出。图中L是驾驶员眼椭圆定位线。图中的垂直工作线通过最后(95%百分位)H点,水平工作线离最后H点的高度为635mm。座椅靠背角为25时,眼椭圆自身坐标中心正好与垂直、水平工作线的交点重合。靠背角小于25时,眼椭圆的位置偏向前上方;大于25时,偏向后下方。图中为眼椭圆及其定位线在车身侧视图中的位置。眼椭圆的建立为司机室的布置和设计提供了基础。n n在俯视图像XX-YY-ZZ中在Z平面上定位有n nC=0.85A+0.075B（A类）n nC=0.15（A-B）（B类）n nA为转向盘中心到汽车纵向对称中心的距离n nB为内饰表面的最短距离眼椭圆定位（A类）图36眼椭圆定位线修正值说明TL23TL23图3-7眼椭圆在车身视图上的定位驾驶员视野n n一般上视角不得小于10度n n下视角不得小于20度n n最小视角应能看到前方15米远5米高的信号灯图3-16人水平方向的视野范围图3-17人垂直方向的视野范围驾驶员视野1：视野边缘上，对象超过垂直7080，水平50-60将对形状感觉模糊，在水平3040，垂直（上30下40）能清楚辨识。最清楚是18度，一般不要在35度区域内设置障碍物。2：观察仪表视距范围一般为700760mm3：眼睛自然转动范围水平各15上下15，勉强转动范 围左右30，上45向下65而头部自然转动左右各45，上下各30，头部勉强转动范围左右60，上下各50图3-18人的色彩视野范围图3-19眼睛和头部的转动范围驾驶员视野 汽车前上方视区的界限 1汽车前上方视区界限汽车前上方视区界限受前窗上横框位置的限制，上方视区大小应保证在十字路口处能看到信号灯，同时还要能够避免太阳光线等的刺眼作用，要根据这两种情况综合考虑，妥善处理。为了看清信号灯所需的最小视角，取决于汽车制动后，车头距信号灯的炬离，这段距离必须保证驾驶员能够看清信号。前上方最小视角，（）；h 驾驶员眼睛距地面的高度，m；s 可能的制动距离，m；L 驾驶员眼睛与车头之间的距离，m；H 信号灯的高度，m；驾驶员视野 车速车速(km/h)(km/h)最小上方视角最小上方视角 20201830183040406406406060322 322 80 80 2 2 为看清信号灯所必须的最小上方视角 驾驶员视野 2 2：驾驶员下视野根据汽车运行的环境将驾驶员视区分开讨论(1)在高速道路上。(2)在市区行驶。(3)在山区行驶。驾驶员视野3：驾驶员后视野(1)在公路，尤其是高速公路多车道超车或换道行驶时，通过内外后视镜可向驾驶员提供左右两侧及后方的交通状况信息。(2)在市区繁华街道行驶时，车内外后视境、下视镜可向驾驶员提供汽车周围行人、自行车、摩托车、各种障碍物及其交通情况的信息。(3)在汽车倒车时驾驶员通过内外后视镜可观察到汽车后部、侧面的障碍物及交通状况 驾驶员视野 视野：分为动视野和静视野，动视野比静视野 水平方向宽15度左右，动视野和以下几个因素相 关：（1）车速，车速越大，视野越小，但是前方注 意点越远；（2）和视觉目标相关，绿色视野最小，红色较 大，白色最大；（3）和光线相关，光线柔和适度，则视野也越 大 （4）和视力相关，视力最佳范围在18度的锥角 之内 驾驶员视野 视力：视力分为按运动状态分为动视力和静视力车速（km/h）：看清标志的距离（m）60240 80160动视力随着汽车速度的提高，明显下降驾驶员视野物体颜色物体颜色白白黑黑红红灰灰绿绿发现颜色距离发现颜色距离82.582.542.542.567.867.866.366.367.367.3确认某物体距离确认某物体距离42.942.918.818.847.247.236.436.436.436.4断定其移动方向断定其移动方向19.019.09.69.624.024.017.017.017.817.8夜间驾驶员的辨认距离驾驶员视野 色彩感觉：红色刺激性强，易见性高；黄色有最高的明亮度；绿色温柔、平静，有安全感（标志、信号设置的依据）信号 标志 作业（1）在设计中用第95百分位的男子人体型确定最后设计H点，而第5 百分位的女子人体模型设计最前H点的原因是什么。（2）车身主图板应该反应那些内容？（3）车身主模型作用是什么？