一种面向驾驶工效设计的全风挡平视显示界面构建技术制造技术

一种面向驾驶工效设计的全风挡平视显示界面构建技术，属于人机系统设计与仿真技术领域。包括对全风挡HUD显示界面的驾驶工效设计需求进行分析，开展基于功能驱动的全风挡HUD显示界面工效设计需求定义；针对全风挡HUD显示界面的对象，确定全风挡HUD显示界面的各类显示对象的驾驶工效设计约束；在满足全风挡HUD各类显示对象的工效设计约束的基础上，构建全风挡HUD显示界面的对象库，对各个显示对象的各类编码方式进行参数化设计；对全风挡HUD显示界面的构建方案进行驾驶工效综合评价，使全风挡HUD显示界面满足驾驶工效需求。本发明专利技术对支持HUD应用过程中降低交通事故发生、提高驾驶安全性具有重要意义和应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种面向驾驶工效设计的全风挡平视显示界面构建技术
本专利技术属于人机系统设计与仿真的
，涉及一种面向驾驶工效设计的全风挡平视显示界面构建技术。
技术介绍
平视显示（HeadUpDisplay，简称HUD）20世纪50年代最早是为军机开发的一项新技术，之后逐渐开始在民机和汽车上得到应用。最初开发HUD的目的是作为军机的一种简单武器系统瞄准具，随着HUD性能的不断提高和功能的不断完善，其显示的信息种类和数量也不断发生变化，旨在使驾驶员不需要低头就能够看到其驾驶操纵所需要的重要信息，从而达到降低驾驶员低头查看仪表频率、减少丧失情景意识发生可能性的目的。典型的HUD系统主要由组合仪、投影装置、HUD计算机和HUD显示控制板等组成，平视显示界面是由HUD计算机生成、投影装置投射的并经组合仪反射的信息显示界面。平视显示界面的设计直接影响着驾驶员对HUD信息的感知和判断。目前，HUD主要针对在航空及汽车领域相应的应用环境条件，以小视域为主，对于全风挡的HUD涉及较少，由于全风挡HUD的大视域范围的特点，在工效设计的层面，缺少支持全风挡HUD界面的工效设计的有效技术手段，难以确定全风挡HUD界面对驾驶员行为绩效的影响程度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足，提供了一种面向驾驶工效设计的全风挡HUD显示界面构建技术。本专利技术的技术方案是：一种面向驾驶工效设计的全风挡平视显示界面构建技术，其特征在于：包括以下步骤：步骤A：对全风挡HUD显示界面的驾驶工效设计需求进行分析，开展基于功能驱动的全风挡HUD显示界面驾驶工效设计需求定义；步骤B：根据步骤A的需求定义，针对全风挡HUD显示界面的对象，确定全风挡HUD显示界面的各类显示对象的工效设计约束；步骤C：在满足全风挡HUD各类显示对象的工效设计约束的基础上，构建全风挡HUD显示界面的对象库，对各个显示对象的各类编码方式进行参数化设计；步骤D：对全风挡HUD显示界面的构建方案进行工效综合评价，使全风挡HUD显示界面满足驾驶工效需求。步骤A所述对全风挡HUD显示界面的驾驶工效设计需求进行分析，开展基于功能驱动的全风挡HUD显示界面工效设计需求定义包括以下步骤：(1)根据全风挡HUD的设计目标，建立HUD显示界面的工效设计目标；(2)以HUD显示界面的工效设计目标为顶层输入，按系统进行显示功能相关的信息分类和整合；(3)求解全风挡HUD信息显示的子功能，针对HUD显示界面各个显示对象建立功能技术矩阵，明确各个显示对象的可行的编码方式。步骤B所述根据步骤A的需求定义，针对全风挡HUD显示界面的对象，确定全风挡HUD显示界面的各类显示对象的工效设计约束包括以下步骤：(1)针对全风挡HUD信息显示的子功能，建立HUD显示界面各显示对象位置一致性的布局约束条件，使得各类显示功能在界面相对位置关系保持一致；(2)针对全风挡HUD信息显示的子功能，建立HUD显示界面各显示对象显示样式约束。步骤C所述在满足全风挡HUD各类显示对象的工效设计约束的基础上，构建全风挡HUD显示界面的对象库，对各个显示对象的各类编码方式进行参数化设计包括以下步骤：(1)构建全风挡HUD显示界面的对象库，在布局和显示样式约束范围内，对各个显示对象的各类编码方式进行参数化设计，使得各显示对象的编码方式可根据工效分析的需要进行更改，实现显示界面显示方案的快速重构；(2)针对对象库中的各显示对象，设计各个显示对象的行为和数据接口，使得各显示对象在得到仿真数据驱动时，按照预设的行为进行信息的动态显示；(3)生成全风挡HUD显示界面的对象代码，建立与各系统仿真模型的数据通信，实现仿真模型对显示东西的数据驱动。步骤D所述对全风挡HUD显示界面的构建方案进行工效综合评价，使全风挡HUD显示界面满足驾驶工效需求包括以下步骤：(1)基于显示界面的工效设计约束，确定全风挡HUD显示界面的工效评价指标集U={u1,…,ui,…,uk}和评价等级V={v1,…,vj,…,vm}；(2)针对评价等级的每一个等级，构造等级模糊子集后，对相应指标采用主、客观结合的评价方法，对指标集进行量化，确定各等级模糊子集的隶属度；(3)基于主观赋权法得到模糊权重向量集W={w1,…,wi,…,wk}，确定全风挡HUD显示界面的工效评价指标的权重值；(4)将模糊权向量与评价指标的模糊矩阵进行复合运算S=W×R，对全风挡HUD显示界面的工效设计方案进行综合评价并得到综合评价结果。所述信息包括速度信息、发动机信息、燃油信息、导航信息、通讯信息以及基于外环境标识指示无线传输的可读信息。所述HUD显示界面各显示对象显示样式约束包括信息显示亮度/对比度、色度、颜色、字符格式、显示频率及响应时间。所述设计各个显示对象的行为包括指针的旋转/摆转、指示数值的增减及指示符号根据情境的显隐藏。本专利技术的有益效果为：本专利技术涉及的全风挡平视显示界面构建技术弥补了在全风挡HUD大视域范围工效设计层面缺少支持全风挡HUD界面工效设计的有效技术手段，确定了全风挡HUD界面对驾驶员行为绩效的影响程度，在HUD应用过程中降低了交通事故的发生，提高了驾驶的安全性。附图说明图1为全风挡HUD信息显示的子功能结构图。图2为全风挡HUD显示界面功能技术矩阵图。图3为典型全风挡HUD显示界面的工效评价等级图。图4为各等级模糊子集的隶属度函数图。图5为评价指标的模糊矩阵图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明：本专利技术的一种面向驾驶工效设计的全风挡HUD显示界面构建技术，包括以下步骤：步骤A：对全风挡HUD显示界面的驾驶工效设计需求进行分析，开展基于功能驱动的全风挡HUD显示界面工效设计需求定义。步骤A具体包括以下步骤：(1)根据全风挡HUD的设计目标，建立HUD显示界面的工效设计目标；HUD显示界面的工效设计目标是对HUD显示界面的顶层要求，由于在驾驶操纵过程中，特别是在有信息判断、判断和做出动作时间限制要求的情境下，使得HUD显示界面既能显示HUD相关各系统的信息，又能使驾驶员的认知负荷、驾驶操纵效率和驾驶安全性得到保障。(2)以HUD显示界面的工效设计目标为顶层输入，按系统进行显示功能相关的信息分类和整合；全风挡HUD具有显示界面范围广、可显示信息量大的特点，显示信息分类是对可显示的系统信息进行分类，确保必要的信息得以在HUD上显示，可在全风挡HUD上显示的信息种类包括：速度信息、发动机信息、燃油信息、导航信息、通讯信息以及基于外环境标识指示无线传输的可读信息（如交通状况信息、警示标识信息等）等。(3)求解全风挡HUD信息显示的子功能，针对HUD显示界面各个显示对象建立功能技术矩阵，明确各个显示对象的可行的编码方式；全风挡HUD信息显示的子功能结构如图1所示，针对各子功能建立功能技术矩阵如图2所示。步骤B：根据步骤A的需求定义，针对全风挡HUD显示界面的对象，确定全风挡HUD显示界面的各类显示对象的驾驶工效设计约束。步骤B具体包括以下步骤：(1)针对全风挡HUD信息显示的子功能，建立HUD显示界面各显示对象位置一致性的布局约束条件，使得各类显示功能在界面相对位置关系保持一致；各类显示功能在界面相对位置关系保持一致是各显示对象在实现HUD功能过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向驾驶工效设计的全风挡平视显示界面构建技术，其特征在于：包括以下步骤：步骤A ：对全风挡HUD显示界面的驾驶工效设计需求进行分析，开展基于功能驱动的全风挡HUD显示界面工效设计需求定义；步骤B ：根据步骤A的需求定义，针对全风挡HUD显示界面的对象，确定全风挡HUD显示界面的各类显示对象的驾驶工效设计约束；步骤C：在满足全风挡HUD各类显示对象的驾驶工效设计约束的基础上，构建全风挡HUD显示界面的对象库，对各个显示对象的各类编码方式进行参数化设计；步骤D：对全风挡HUD显示界面的构建方案进行驾驶工效综合评价，使全风挡HUD显示界面满足驾驶工效需求。

【技术特征摘要】
1.一种面向驾驶工效设计的全风挡平视显示界面构建技术，其特征在于：包括以下步骤：步骤A：对全风挡HUD显示界面的驾驶工效设计需求进行分析，开展基于功能驱动的全风挡HUD显示界面工效设计需求定义；步骤A中所述工效设计需求定义包括以下步骤：(1)根据全风挡HUD的设计目标，建立HUD显示界面的工效设计目标；(2)以HUD显示界面的工效设计目标为顶层输入，按系统进行显示功能相关的信息分类和整合；(3)求解全风挡HUD信息显示的子功能，针对HUD显示界面各个显示对象建立功能技术矩阵，明确各个显示对象的可行的编码方式；步骤B：根据步骤A的需求定义，针对全风挡HUD显示界面的对象，确定全风挡HUD显示界面的各类显示对象的驾驶工效设计约束；步骤B中所述工效设计约束包括以下步骤：(1)针对全风挡HUD信息显示的子功能，建立HUD显示界面各显示对象位置一致性的布局约束条件，使得各类显示功能在界面相对位置关系保持一致；(2)针对全风挡HUD信息显示的子功能，建立HUD显示界面各显示对象显示样式约束；步骤C：在满足全风挡HUD各类显示对象的驾驶工效设计约束的基础上，构建全风挡HUD显示界面的对象库，对各个显示对象的各类编码方式进行参数化设计；步骤C中所述对各个显示对象的各类编码方式进行参数化设计包括以下步骤：(1)构建全风挡HUD显示界面的对象库，在布局和显示样式约束范围内，对各个显示对象的各类编码方式进行参数化设计，使得各显示对象的编码方式可根据工效分析的需要进行更改，实现显示界面显示方案的快速重构；(2)针对对象库中的各显示对象，设计各个显示对象的行为和数据接口，使得各显示对象在得到仿真数据驱动时，按...

【专利技术属性】
技术研发人员：张燕军，孙有朝，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32