ErgoSIM驾驶舱光环境工效学研究方案

ErgoSIM智能座舱光环境模拟仿真实验室

ErgoSIM智能座舱光环境模拟仿真实验室是北京津发科技股份有限公司基于“人-机器-环境”和“人-信息-物理”系统理论，自主创新配置的针对国防领域的科学性驾驶舱光环境工效学实验室。适用于不同驾驶舱照明分析、驾驶舱内部眩光分析、环境眩光分析等多种针对于驾驶舱光环境工效学的研究。实验室以ErgoLAB人机环境同步云平台为核心，通过实时同步采集人、及其以及环境的数据，分析不同光环境下驾驶员在驾驶舱中的任务绩效、认知负荷、情绪唤醒、疲劳性、舒适度等情况，以完成对于驾驶舱在不同光环境下的工效学研究以及对驾驶舱的设计评估与优化。实验室采用津发科技*自主研发技术，具有多项国家发明与软件著作权，通过了省部级新技术新产品认证，欧洲CE、美国FCC、欧盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多项国际管理体系认证。实验室结合了ErgoLAB同步技术、云架构技术、蓝牙传输技术、生物测量技术、物理环境模拟与仿真技术、眼动测量技术、脑成像技术等多种先进技术，以及多传感器融合、机器学习等多项前沿算法，提供了先进科学的驾驶舱光环境工效学研究与数据分析方法。

1.实验室布局

ErgoSIM智能座舱光环境模拟仿真实验室包含主控观察室和若干间光环境模拟工效学测试室。整个实验室布置五大试验平台：1. 光环境模拟系统以及光环境测量系统布置在测试室；2. 光环境模拟控制系统布置在主控观察室；3. 驾驶模拟系统布置在测试室；4. 人机环境多维度数据同步采集系统布置在测试室；5. 人机环境多维度数据分析与人工智能应用平台布置在主控观察室。

2.系统组成

ErgoSIM智能座舱光环境模拟仿真实验室由光环境模拟系统、人机环境多维度数据同步测试系统以及人机环境多维度数据分析与人工智能平台三部分组成。光环境模拟系统包含一般照明模拟、局部照明模拟、太阳光模拟、月亮光模拟、云层/环境反射光模拟、云雾/闪电模拟、光学属性采集、环境模拟控制系统以及光环境监测与测试系统。人机环境数据同步采集系统包括ErgoLAB人机环境同步云平台、生理记录系统、脑电测量系统、眼动追踪系统、近红外脑成像系统、生物力学测量系统、动作捕捉系统、时空行为采集系统、人体振动工效学分析系统、物理环境测试系统等。人机环境数据同步分析系统包括ErgoLAB人机工程分析系统、时空行为分析系统、交互行为分析系统、动作姿态工效学分析系统、EEG脑电分析模块、眼动高级分析模块、行为观察分析模块、面部表情追踪与分析模块、HRV心率变异性分析模块、EDA皮电反应分析模块、EMG肌电分析模块、RESP呼吸分析模块、General通用信号分析模块等。

1.驾驶舱眩光分析

眩光是引起视觉疲劳的重要原因之一，指视野中由于不适宜的亮度分布，或在空间、时间上存在亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。眩光来自视线方向或接近这一方向内存在的高亮度发光体和物体表面对高亮度发光体的镜面反射。眩光分为不舒适眩光和失能眩光两种，长时间的不舒适眩光会引起视觉疲劳和身体上的病症；失能眩光会严重影响视觉功能。在真实作战场景中，眩光的出现会大幅度地削减作战效果，且会对作战人员造成影响。通过模拟不同作战场景中的光环境，可以对战斗机、潜艇以及地面作战车辆的驾驶舱进行眩光分析，以便进一步优化驾驶舱设计，包括驾驶舱HMI以及内饰设计等等，减少驾驶舱内眩光现象的发生，确保作战人员的安全以及作战效率。

2.驾驶舱内部照明模拟与分析

在光线条件不足的条件下，或者是特殊作战场景中，需要驾驶舱内提供照明，为了确保驾驶舱内的照明不会影响人员操作以及对环境的观测，则需要进行驾驶舱内部照明模拟与分析。ErgoSIM智能座舱光环境模拟仿真实验室通过光环境模拟系统可以对驾驶舱内部照明情况进行模拟，并通过人机环境多维度数据同步测试系统以及人机环境多维度数据分析与人工智能平台进行测试与分析，以达到对驾驶舱内部照明情况的评测，并对驾驶舱内饰、HMI以及照明系统进行改进与优化。

3.环境照明模拟与分析

ErgoSIM智能座舱光环境模拟仿真实验室的光环境模拟系统可以完成对多种实际作战场景的光环境进行模拟，包括不同时间段照明情况、不同天气条件的照明情况等进行模拟，并使用人机环境多维度数据同步测试系统，以及人机环境多维度数据分析与人工智能平台进行测试与分析实现针对不同作战场景下的驾驶舱工效学分析。

4.主客观数据同步的人因研究

在驾驶舱光环境工效学研究过程中，实时同步主客观多维度数据，包括主观的问卷、量表、行为实验范式，客观的多通道数据，如眼动、生理、行为、脑电、生物力学、脑成像、动作姿态等，机器的数据，如模拟器数据、人机交互数据，以及环境的多种指标。可针对人员的认知能力、工作负荷、脑力疲劳、情绪状态等多种维度进行主客观数据结合的人因研究。

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