基于生物學(xué)反應(yīng)的駕駛舒適度研究.pdf

1、舒適度在汽車駕駛中起著越來(lái)越重要的作用。不舒適的駕駛姿勢(shì)，不僅會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的身體病變，例如脊柱骨骼、消化和心血管系統(tǒng)疾病，尤其是腰痛，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起交通事故。因?yàn)樗緳C(jī)駕駛的時(shí)間較長(zhǎng)，尤其是出租車司機(jī)，每天駕駛操作8小時(shí)以上。舒適的、設(shè)計(jì)好的汽車室內(nèi)能夠減少笨拙的姿勢(shì)以及職業(yè)病的生成，并能刺激最佳的操作效能。因此，許多國(guó)家都積極開展有關(guān)駕駛舒適度的研究工作，尤其在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，此方面研究更為全面。 舒適度是人的主觀感受，它由心理和生

2、理兩方面的因素構(gòu)成。本文通過(guò)三個(gè)系列的實(shí)驗(yàn)，基于人體主觀心理感受和客觀生物物理測(cè)量，在我國(guó)首次對(duì)出租車駕駛員駕駛舒適度問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為人－車系統(tǒng)中人性化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 實(shí)驗(yàn)一引入意象尺度、口語(yǔ)分析等主觀評(píng)價(jià)方法，通過(guò)一系列的調(diào)查對(duì)駕駛舒適度影響因子進(jìn)行了研究，結(jié)果表明： (1)影響駕駛舒適度的主觀因子包括睡眠、駕駛時(shí)間、心情、身體狀況和疲勞等，客觀因子包括座椅舒適度、座椅的可調(diào)節(jié)性、振動(dòng)、噪音、機(jī)器外觀、駕駛室

3、空間、氣候控制、可視域、儀表盤和顯示、控制器以及控制方式、疲勞等。 (2)駕駛操作舒適度與舒適度客觀影響因子研究的結(jié)果基本吻合，即座椅舒適度、振動(dòng)、控制器以及控制方式、噪音等仍然是影響駕駛舒適度的主要因素。從總體來(lái)看，用戶對(duì)所駕駛過(guò)的汽車舒適度總體感覺(jué)為“一般”，略偏差。 (3)用戶對(duì)汽車座椅的舒適度總體感覺(jué)為“一般”，略偏差。影響座椅舒適度的因子主要包括：靠背形狀、靠背下支撐點(diǎn)和靠背上支撐點(diǎn)，其中以靠背下支撐點(diǎn)最為嚴(yán)重

4、。 實(shí)驗(yàn)二考察了人在靜態(tài)駕駛環(huán)境下的身體多個(gè)關(guān)節(jié)的舒適度角度。結(jié)果表明，在實(shí)際靜態(tài)駕駛環(huán)境中，人體各個(gè)關(guān)節(jié)的舒適度角度要小于實(shí)驗(yàn)室所測(cè)得的角度。 實(shí)驗(yàn)三借助sEMG技術(shù)對(duì)出租車司機(jī)進(jìn)行駕駛試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)頸伸肌、豎脊肌、多裂肌、股二頭肌的sEMG測(cè)量，對(duì)最大背伸肌力和耐力負(fù)荷進(jìn)行了研究，考察了駕駛員在動(dòng)態(tài)駕駛情況下的舒適度。結(jié)果表明： (1)隨著駕駛時(shí)間的增加，被試的耐力負(fù)荷持續(xù)時(shí)間持續(xù)降低；同時(shí)，被試的背伸肌力也隨

5、著減少。 (2)從全程的AEMG和MPF來(lái)看，差異性不大，這一原因可能是試驗(yàn)中受到被試主觀因素(如毅力、耐力)等的影響；通過(guò)對(duì)肌電信號(hào)以及數(shù)據(jù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)，被試的前20秒的數(shù)據(jù)和肌電信號(hào)比較好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較理想。 (3)通過(guò)對(duì)前20秒的AEMG、MPF的均數(shù)以及MPF的斜率進(jìn)行單因素方差分析，左、右側(cè)多裂肌前20秒sEMG信號(hào)特征指標(biāo)MPF的下降斜率受駕駛時(shí)間影響顯著，而其它肌肉的影響不明顯。試驗(yàn)表明，多裂肌可能是引

6、起駕駛員腰痛的主要原因。 (4)人體主觀舒適度感受和客觀試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析之間有很大的一致性。 (5)通過(guò)對(duì)主觀舒適度函數(shù)和客觀舒適度函數(shù)的整合分析，對(duì)腰部舒適度指數(shù)進(jìn)行了定義和規(guī)定，得到了腰部舒適度指數(shù)函數(shù)，用以指導(dǎo)和評(píng)價(jià)實(shí)際駕駛時(shí)的舒適度。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，本文提出了人機(jī)工程評(píng)價(jià)系統(tǒng)框架，并分析了其中的關(guān)鍵技術(shù)。在CAXA基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于舒適度的人機(jī)工程評(píng)價(jià)系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用到系統(tǒng)中，以支持虛擬設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、產(chǎn)品創(chuàng)新