一种汽车人机工程学视野校核的方法技术

本发明专利技术具体涉及一种校核精度高、后续人工校核工作量小、人工校核准确的汽车人机工程学视野校核的方法。所述的方法包括汽车参数设置、视野校核、人工校核；激光扫描装置只绘制与视野校核有关的模型参数，分析速度快；校核系统可以自动完成视野校核的全部内容，校核精度高，准确性好，且可以方便用于不同种类的汽车；人工校核步骤的测试精度和准确定高；人工校核的结果可以直接反馈给控制器完成修正，后续人工校核工作量少。

A method of checking the visual field of automobile Ergonomics

The invention relates to a method of checking the vision of automobile ergonomics with high precision, small manual checking work and accurate manual checking. The method includes vehicle parameter setting, vision check, manual check; laser scanning device to draw only the relevant model parameters and visual field, fast analysis; check system can automatically complete the contents of visual field check, high precision, good accuracy, and can be easily used for different types of cars; testing accuracy of artificial check step and accurate; artificial checking results can be directly fed to the controller to complete the correction, subsequent artificial checking work less.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车人机工程学视野校核的方法
本专利技术涉及汽车人机工程学测试领域，具体涉及一种汽车人机工程学视野校核的方法。
技术介绍
汽车人机工程学中的视野设计是一项非常重要的内容，是汽车主动安全的主要影响因素；为此，保证汽车驾驶员的视野需求，如对外界信号和指示牌、道路边界、通过车辆和道路行人的识别和信息获取，是汽车视野设计的任务。例如汽车前风挡玻璃的尺寸会对驾驶员的前向视野形成影响，A柱会造成驾驶员前向视野中一定角度的盲区，为了安全驾驶，这些因素都有相应的标准和规范；目前汽车视野的设计方式分为两种，一种是传统的作图法，其基本原理是将汽车侧视图、前视图、后视图绘制出来，然后在汽车侧视图中相应位置定位眼椭圆的位置，最后利用作图法计算出眼椭圆的视野区域范围，但是该方法过程繁琐，且人工作图校核的精度低，容易产生错误；另一种设计方式是将绘制好的汽车三维模型放入人机工程校核软件中，由软件自动生成视野，但是该方式对于后视镜进行视野范围校核时，只能选择后视镜位于某一个角度进行静态校核，而实际中使用的外后视镜和内后视镜的位置和旋转角度可调，这就造成了一定程度的误差，校核结果不准确；且汽车三维模型的绘制非常复杂，而进行视野校核时实际上不需要汽车整体的模型，只需要对视野造成遮挡的局部零件的造型即可，这又要求在导入人机工程校核软件前，需要预先汽车的三维模型进行简化，进一步增加了校核的工作量；上述两种方法在计算时都会与实际情况产生一些偏差，而在设计或校核阶段设计人员很难发现问题，也没有办法对校核情况进行有效的测试；因此往往在汽车视野设计工作完成后，还需要由测试人员坐入车中进行相应的测试，如对后挡风玻璃在正视图中上、下边界线是否符合要求，需要测试人员坐入车内，然后通过车内后视镜观察车后方物体，再由测试人员做出判断，这样的后续人工校核过程步骤繁琐，且为了保持结果正确，每个步骤精度要求很高，进一步增加了人工校核的难度；人眼在观察时还容易受到现场环境的影响，如光照亮度、标定物等因素，导致人工校核的结果也不理想。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种校核精度高、后续人工校核工作量小、人工校核准确的汽车人机工程学视野校核的方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种汽车人机工程学视野校核的方法，所述的方法包括以下步骤：汽车参数设置、视野校核、人工校核；所述的汽车参数设置步骤为：控制器在三维建模软件中以地面为水平面，以汽车左、右前轮中心连线所在的竖直面为横向面，以汽车纵向中心对称面为纵向面建立基准坐标系；将多轴机械手固定在驾驶员座椅上，将驾驶员座椅调整到最后，然后调整多轴机械手，使夹爪位于特定位置；车内第一激光扫描仪、车内第二激光扫描仪扫描驾驶员座椅靠背的倾角，控制器控制人工校核设备，使测试座椅的倾角与驾驶员座椅靠背的倾角一致；然后顺次进行以下步骤：a.车外第一激光扫描仪、车外第二激光扫描仪配合扫描出汽车A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的外侧轮廓参数及位置参数，以及车外后视镜的镜面尺寸参数及位置参数；所述控制器分别提取夹爪绕自身旋转中心点的位置、模拟光源中心点的位置，并标记在三维建模软件中，然后在三维软件中将第95百分的人体眼椭圆三维模型的中心点与模拟光源中心点重合，再将人体眼椭圆三维模型的表面离散成多个移动点位，以夹爪绕自身旋转的中心点为旋转点，将夹爪绕旋转点、面向汽车前方相对于纵向面左、右分别旋转90°的角度范围离散成多个旋转角点，然后将多个移动点位的坐标参数，以及多个旋转角点的角度参数发送给多轴机械手并控制其运动，使模拟光源的中心点第一次经过全部移动点位；经过每个移动点位时，夹爪绕旋转点向左、右方向各90°范围内分别转过全部旋转角点后，模拟光源再移动至下一个移动点位；所述模拟光源移动过程中夹爪始终保持水平状态；夹爪位于每一个旋转角点时，模拟光源上设置的车内第一激光扫描仪、车内第二激光扫描仪实时扫描车内的A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的内侧轮廓参数及位置参数，以及车内后视镜的镜面尺寸参数及位置参数；b.控制器将步骤a中激光扫描装置扫描的参数导入三维建模软件中，分别建立汽车A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的三维模型及各自的位置参数，以及车外后视镜、车内后视镜的三维模型及各自位置参数，形成视野校核用三维模型，然后将视野校核用三维模型通过中间软件转换成VR三维模型；所述的视野校核步骤包括顺次进行的以下步骤：c.模拟光源的中心点第二次经过全部移动点位；d.所述步骤c中，模拟光源在每个移动点位时，夹爪绕旋转点转过全部旋转角点后，模拟光源再移动至下一个移动点位；e.所述d步骤中，光线接收装置接收模拟光源位于每个旋转角点时发出的光线，并将此时光线接收装置受到照射的区域边界参数发送给控制器；f.所述步骤e中，控制器根据视野校核用三维模型、模拟光源所在移动点位的位置、夹爪的旋转角点的角度参数进行判断，如果模拟光源照射到车外后视镜或车内后视镜时，则进入步骤g，否则进入步骤h；g.当模拟光源照射到车外后镜时，控制器计算模拟光源在相应的某个移动点位的多个旋转角点中，所有可以照射到后向光电接收板的区域边界之和，并将该区域边界之和标记为车外后镜视区，然后将模拟光源运动到不同移动点位形成的多个车外后镜视区中面积最小的一个标记为第一间接视区；当模拟光源照射到车内后视镜时，控制器计算模拟光源在相应的某个移动点位的多个旋转角点中，所有可以照射到后向光电接收板的区域边界之和，并将该区域边界之和标记为车内后镜视区，然后将模拟光源运动到不同移动点位形成的多个车内后镜视区中面积最小的一个标记为第二间接视区；然后进入步骤i；h.控制器计算模拟光源在相应的某个移动点位的多个旋转角点中，所有可以照射到前向光电接收板的区域之和或可以照射到侧向光电接收板的区域之和分别标记为前向视区或侧向视区，并将多个移动点位的前向视区中面积最小的标记为第一直接视区，将多个移动点位的侧向视区中面积最小的标记为第二直接视区，第一直接视区与第二直接视区之和标记为直接视区；将模拟光源照射到A柱时前向光电接收板始终未接收到光线的区域记为A柱双目盲区；将模拟光源照射到B柱时侧向光电接收板始终未接收到光线的区域记为B柱双目盲区；然后进入步骤i；i.控制器将三维软件中的人体眼椭圆三维模型及位置参数导入VR软件中形成标准眼椭圆范围；然后进入步骤j；所述的人工校核步骤包括顺次进行的以下步骤；j.测试人员佩戴VR眼镜后坐在测试座椅上，眼睛水平目视前方，摄像头读取此时VR眼镜位置，控制器根据VR眼镜的位置计算出测试人员的人眼位置，当测试人员的人眼位置位于标准眼椭圆范围内时，则进入步骤k，否则提示重新调整坐姿，并重复j步骤；k.测试人员在VR空间中眼睛前后左右移动同时水平旋转头部，利用VR三维模型观察VR三维模型外侧特定位置的标定物，如果可以看到标定物，则进入步骤m；如果无法看到标定物，则进入步骤n；m.测试结束；n.所述控制器将此时测试人员的人眼位置添加到多个移动点位中，然后重新进行步骤c至步骤k。优选的，所述的步骤k中，若测试人员在观察时其人眼位置超过标准眼椭圆范围，则提示人眼范围超出，重新进行步骤k。优选的，所述步骤g中，夹爪旋转至某个旋转角点时，车外后视镜向左右、上下分别运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车人机工程学视野校核的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：汽车参数设置、视野校核、人工校核；所述的汽车参数设置步骤为：控制器(5)在三维建模软件中以地面为水平面，以汽车左、右前轮中心连线所在的竖直面为横向面，以汽车纵向中心对称面为纵向面建立基准坐标系；将多轴机械手(11)固定在驾驶员座椅上，将驾驶员座椅调整到最后，然后调整多轴机械手(11)，使夹爪(13)位于特定位置；车内第一激光扫描仪(51)、车内第二激光扫描仪(52)扫描驾驶员座椅靠背的倾角，控制器(5)控制人工校核设备(60)，使测试座椅(62)的倾角与驾驶员座椅靠背的倾角一致；然后顺次进行以下步骤：a.车外第一激光扫描仪(53)、车外第二激光扫描仪(54)配合扫描出汽车A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的外侧轮廓参数及位置参数，以及车外后视镜(21)的镜面尺寸参数及位置参数；所述控制器(5)分别提取夹爪(13)绕自身旋转中心点的位置、模拟光源(12)中心点的位置，并标记在三维建模软件中，然后在三维软件中将第95百分的人体眼椭圆三维模型的中心点与模拟光源(12)中心点重合，再将人体眼椭圆三维模型的表面离散成多个移动点位，以夹爪(13)绕自身旋转的中心点为旋转点，将夹爪(13)绕旋转点、面向汽车前方相对于纵向面左、右分别旋转90°的角度范围离散成多个旋转角点，然后将多个移动点位的坐标参数，以及多个旋转角点的角度参数发送给多轴机械手(11)并控制其运动，使模拟光源(12)的中心点第一次经过全部移动点位；经过每个移动点位时，夹爪(13)绕旋转点向左、右方向各90°范围内分别转过全部旋转角点后，模拟光源(12)再移动至下一个移动点位；所述模拟光源(12)移动过程中夹爪(13)始终保持水平状态；夹爪(13)位于每一个旋转角点时，模拟光源(12)上设置的车内第一激光扫描仪(51)、车内第二激光扫描仪(52)实时扫描车内的A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的内侧轮廓参数及位置参数，以及车内后视镜(22)的镜面尺寸参数及位置参数；b.控制器(5)将步骤a中激光扫描装置(50)扫描的参数导入三维建模软件中，分别建立汽车A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的三维模型及各自的位置参数，以及车外后视镜(21)、车内后视镜(22)的三维模型及各自位置参数，形成视野校核用三维模型，然后将视野校核用三维模型通过中间软件转换成VR三维模型；所述的视野校核步骤包括顺次进行的以下步骤：c.模拟光源(12)的中心点第二次经过全部移动点位；d.所述步骤c中，模拟光源(12)在每个移动点位时，夹爪(13)绕旋转点转过全部旋转角点后，模拟光源(12)再移动至下一个移动点位；e.所述d步骤中，光线接收装置(30)接收模拟光源(2)位于每个旋转角点时发出的光线，并将此时光线接收装置(30)受到照射的区域边界参数发送给控制器(5)；f.所述步骤e中，控制器(5)根据视野校核用三维模型、模拟光源(12)所在移动点位的位置、夹爪(13)的旋转角点的角度参数进行判断，如果模拟光源(12)照射到车外后视镜(21)或车内后视镜(22)时，则进入步骤g，否则进入步骤h；g.当模拟光源(12)照射到车外后镜(21)时，控制器(5)计算模拟光源(2)在相应的某个移动点位的多个旋转角点中，所有可以照射到后向光电接收板(33)的区域边界之和，并将该区域边界之和标记为车外后镜视区，然后将模拟光源(12)运动到不同移动点位形成的多个车外后镜视区中面积最小的一个标记为第一间接视区；当模拟光源(12)照射到车内后视镜(22)时，控制器(5)计算模拟光源(2)在相应的某个移动点位的多个旋转角点中，所有可以照射到后向光电接收板(33)的区域边界之和，并将该区域边界之和标记为车内后镜视区，然后将模拟光源(12)运动到不同移动点位形成的多个车内后镜视区中面积最小的一个标记为第二间接视区；然后进入步骤i；h.控制器(5)计算模拟光源(2)在相应的某个移动点位的多个旋转角点中，所有可以照射到前向光电接收板(31)的区域之和或可以照射到侧向光电接收板(32)的区域之和分别标记为前向视区或侧向视区，并将多个移动点位的前向视区中面积最小的标记为第一直接视区，将多个移动点位的侧向视区中面积最小的标记为第二直接视区，第一直接视区与第二直接视区之和标记为直接视区；将模拟光源(12)照射到A柱时前向光电接收板(31)始终未接收到光线的区域记为A柱双目盲区；将模拟光源(12)照射到B柱时侧向光电接收板(32)始终未接收到光线的区域记为B柱双目盲区；然后进入步骤i；i.控制器(5)将三维软件中的人体眼椭圆三维模型及位置参数导入VR软件中形成标准眼椭圆范围；然后进入步骤j；所述的人工校核步骤包括顺次进行的以下步骤；j.测试人员佩戴VR眼镜...

【技术特征摘要】
1.一种汽车人机工程学视野校核的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：汽车参数设置、视野校核、人工校核；所述的汽车参数设置步骤为：控制器(5)在三维建模软件中以地面为水平面，以汽车左、右前轮中心连线所在的竖直面为横向面，以汽车纵向中心对称面为纵向面建立基准坐标系；将多轴机械手(11)固定在驾驶员座椅上，将驾驶员座椅调整到最后，然后调整多轴机械手(11)，使夹爪(13)位于特定位置；车内第一激光扫描仪(51)、车内第二激光扫描仪(52)扫描驾驶员座椅靠背的倾角，控制器(5)控制人工校核设备(60)，使测试座椅(62)的倾角与驾驶员座椅靠背的倾角一致；然后顺次进行以下步骤：a.车外第一激光扫描仪(53)、车外第二激光扫描仪(54)配合扫描出汽车A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的外侧轮廓参数及位置参数，以及车外后视镜(21)的镜面尺寸参数及位置参数；所述控制器(5)分别提取夹爪(13)绕自身旋转中心点的位置、模拟光源(12)中心点的位置，并标记在三维建模软件中，然后在三维软件中将第95百分的人体眼椭圆三维模型的中心点与模拟光源(12)中心点重合，再将人体眼椭圆三维模型的表面离散成多个移动点位，以夹爪(13)绕自身旋转的中心点为旋转点，将夹爪(13)绕旋转点、面向汽车前方相对于纵向面左、右分别旋转90°的角度范围离散成多个旋转角点，然后将多个移动点位的坐标参数，以及多个旋转角点的角度参数发送给多轴机械手(11)并控制其运动，使模拟光源(12)的中心点第一次经过全部移动点位；经过每个移动点位时，夹爪(13)绕旋转点向左、右方向各90°范围内分别转过全部旋转角点后，模拟光源(12)再移动至下一个移动点位；所述模拟光源(12)移动过程中夹爪(13)始终保持水平状态；夹爪(13)位于每一个旋转角点时，模拟光源(12)上设置的车内第一激光扫描仪(51)、车内第二激光扫描仪(52)实时扫描车内的A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的内侧轮廓参数及位置参数，以及车内后视镜(22)的镜面尺寸参数及位置参数；b.控制器(5)将步骤a中激光扫描装置(50)扫描的参数导入三维建模软件中，分别建立汽车A柱、B柱、前挡风玻璃、车门玻璃、后挡风玻璃的三维模型及各自的位置参数，以及车外后视镜(21)、车内后视镜(22)的三维模型及各自位置参数，形成视野校核用三维模型，然后将视野校核用三维模型通过中间软件转换成VR三维模型；所述的视野校核步骤包括顺次进行的以下步骤：c.模拟光源(12)的中心点第二次经过全部移动点位；d.所述步骤c中，模拟光源(12)在每个移动点位时，夹爪(13)绕旋转点转过全部旋转角点后，模拟光源(12)再移动至下一个移动点位；e.所述d步骤中，光线接收装置(30)接收模拟光源(2)位于每个旋转角点时发出的光线，并将此时光线接收装置(30)受到照射的区域边界参数发送给控制器(5)；f.所述步骤e中，控制器(5)根据视野校核用三维模型、模拟光源(12)所在移动点位的位置、夹爪(13)的旋转角点的角度参数进行判断，如果模拟光源(12)照射到车外后视镜(21)或车内后视镜(22)时，则进入步骤g，否则进入步骤h；g.当模拟光源(12)照射到车外后镜(21)时，控制器(5)计算模拟光源(2)在相应的某个移动点位的多个旋转角点中，所有可...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子龙，赵一鸣，苏联勇，雷毅，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51