汽車內飾人機功效評估增強現(xiàn)實系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、在產(chǎn)品設計、開發(fā)過程中,產(chǎn)品是否符合人機工效學要求是影響產(chǎn)品開發(fā)周期和成本的重要因素之一,也是一個新產(chǎn)品可否得到用戶認可的一個至關重要的因素。最初的人機工效學分析是通過開發(fā)出實物樣機,進行反復評價和優(yōu)化,直到符合要求,然而制作樣機需要較長的時間和較高的成本。隨著技術的發(fā)展,出現(xiàn)了虛擬仿真技術,通過三維仿真人模型與虛擬產(chǎn)品進行交互,實現(xiàn)產(chǎn)品的人機工效學分析,然而建立逼真的虛擬場景模型需要花費很長時間,并且人體三維模型不夠真實。本文利用增強

2、現(xiàn)實技術,把虛擬物體精確的疊加在真實物體上,設計者可以直接參與產(chǎn)品設計的人機功效分析,使得評價過程能得到真實的感知與體驗。在深入分析增強現(xiàn)實技術、人機功效評估的研究現(xiàn)狀、特點及汽車內飾評估應用現(xiàn)狀的基礎上,提出采用增強現(xiàn)實技術在產(chǎn)品設計階段交互的對產(chǎn)品進行人機工效學評估的方案,并對其中的增強現(xiàn)實關鍵技術進行研究,最終開發(fā)了汽車內飾人機工效學分析的原型系統(tǒng),為汽車內飾評估提供一個新型有效的工具。首先,結合人機功效學方法,分析了在增強現(xiàn)實技

3、術在汽車內飾評估的實際應用,以及基于眼橢圓的對駕駛前方視野的可見性和儀表盤可見性的人機功效分析,提出了采用增強現(xiàn)實系統(tǒng)對汽車內飾可及性進行評估的總體實現(xiàn)方案。其次,對基于視覺的增強現(xiàn)實技術進行了深入的研究,建立了相機圖像數(shù)據(jù)采集接口,建立了相機內部參數(shù)、畸變參數(shù)的標定方法和標定算法,并設計了相應的標定臺對相機參數(shù)進行標定,設計了適合增強現(xiàn)實系統(tǒng)的圖像處理的基本算法;并基于相機的小孔成像原理,建立了基于標記物Marker的虛實物體注冊計算

4、模型,實現(xiàn)了基于視覺的增強現(xiàn)實物體注冊。再次,分析人機工效學評估增強現(xiàn)實的具體要求,提出并實現(xiàn)了采用多相機與光學位置注冊的混合注冊技術。通過光學位置跟蹤器快速、準確的跟蹤真實空間物體位置,從而提高注冊的精度,和系統(tǒng)的實時性。最后,在上述方法與技術研究的基礎上,集成項目組已有成果“應用系統(tǒng)開發(fā)通用虛擬現(xiàn)實軟件平臺(VR Flier)”,開發(fā)了靜態(tài)駕駛環(huán)境下基于增強現(xiàn)實的人機功效評估原型系統(tǒng),并對汽車內飾操作可及性和視野可見性的人機功效評估