【摘要】：隨著汽車質(zhì)量的日益提升,人們對駕駛舒適性的要求越來越高。在汽車產(chǎn)品的設計過程中,需要進行大量的人機工效分析,然而大多數(shù)的研究分析主要采用統(tǒng)計學方法,而這種方法費時又費力,且不易操作。因此,本文主要側(cè)重于多種關(guān)鍵技術(shù)的研究,基于多種數(shù)學方法建立相應的駕駛員運動學模型,通過驗證模型的結(jié)果來表明該種方法的可行性。首先,本文主要從一維和二維的角度對美國、加拿大、法國、日本和韓國這五個國家的人體尺寸的差異性進行了分析。在一維人體尺寸方面,分別從個體差異和群體差異進行了分析;在二維人體尺寸方面,建立并分析了上述五個國家人群的二維人體尺寸置信區(qū)間。通過分析表明了不同國家、不同種族的人體尺寸之間確實存在很大的差異性。其次,選取了人體尺寸中的us100、us94、us125作為預測因子,基于GS-RBF插值方法建立了各項人體尺寸的預測模型,對模型進行了誤差分析,并且與傳統(tǒng)的回歸模型進行了對比,結(jié)果表明對于相關(guān)度比較好的預測變量,RBF插值和回歸分析的預測效果均不錯,且RBF插值要好于回歸分析;當預測變量的相關(guān)度較差時,采用RBF插值方法可以大大提高預測精度。然后,基于UMTRI的生物科學實驗室提供的駕駛員手伸及數(shù)據(jù),利用回歸分析法,BP和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡法,GS-RBF和MQ-RBF插值方法分別建立了駕駛員的伸及姿勢角度以及伸及困難度的預測模型,并且對這幾種模型分別進行了驗證和對比,驗證結(jié)果表明了BP神經(jīng)網(wǎng)絡和徑向基函數(shù)插值方法均優(yōu)于回歸分析法,而傳統(tǒng)的回歸分析的預測效果又好于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡。且神經(jīng)網(wǎng)絡和RBF插值的預測精度與各自函數(shù)中的相關(guān)參數(shù)有關(guān),不同類型的樣本數(shù)據(jù)又會對應著不同的最佳參數(shù)值。另外,本文還選取人體尺寸(身高S、坐高H、BMI)以及目標點球坐標(、)作為自變量,利用GS-RBF插值方法建立了不同困難度下的駕駛員伸及能力界面,并且與SAE手伸及界面進行了對比,對比發(fā)現(xiàn)SAE手伸及界面的困難度處于中等水平。最后,基于CPM模型,通過仿真駕駛員的主要駕駛姿勢,得到了不同百分位的眼橢圓,計算了95th和99th百分位眼橢圓的相關(guān)參數(shù),并與SAE眼橢圓標準的參數(shù)進行了對比驗證,表明了99th眼橢圓的仿真結(jié)果要優(yōu)于95th的眼橢圓,同時表明本文的方法是可行的。
【圖文】：

portation Research Institute，，UMTRI）在開發(fā)碰撞駕駛員的姿勢和體表的數(shù)據(jù)，由此建立了機動車。美國汽車工程師協(xié)會（Society of Automotive E的不同百分位的人體統(tǒng)計數(shù)據(jù)制定了 J833 標準寸參見表 1.1，相關(guān)含義如圖 1.1 所示。表 1.1 SAE J833 定義的部分人體尺寸數(shù)據(jù) A B C D E F G H I 1550 1448 1220 160 160 84 362 351 78 21715 1605 1358 177 177 88 407 398 86 31880 1762 1496 194 194 92 452 445 94 3L M N O P Q R S T 250 221 165 25 696 96 83 64 398 1275 244 185 25 769 110 89 80 440 1300 267 205 25 842 124 95 96 482 2

測模型還需要去尋找更加合理，實用性強、預測精度高的建模方法。1.2.2 駕駛員手伸及研究現(xiàn)狀在汽車人機工程學的研究中，通常用實驗測量的方法來代表操作者的最大及能力。在操作環(huán)境的設計中，需要考慮駕駛員的實際伸及姿勢及能力。國內(nèi)對于手伸及的研究主要包括兩部分：實驗研究和數(shù)值仿真研究。而實驗研究主通過主觀性評價打分或者肌電信號的測試來進行人體伸及舒適性的研究。數(shù)值真研究有以下幾種方式：（1）在一些工程軟件中（如 RAMSIS、CATIA），可根據(jù)不同的百分位人體建立相應的手伸及界面（如圖 1.2）[19-20]；（2）吉林大的張茜通過建立人體的骨骼肌肉模型，根據(jù)不同伸及姿勢下的生物力學特性模人體的伸及姿勢[21]。（3）利用數(shù)學建模的方法，建立人體尺寸和伸及姿勢之的關(guān)系，進而得到駕駛員的伸及區(qū)域。該種方法可以將人體尺寸和伸及運動姿之間的關(guān)系用具體的函數(shù)關(guān)系表達，客觀性更強。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U462

【參考文獻】

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本文編號：2610147