基于三維人體掃描的客制化產(chǎn)品工效學(xué)評(píng)價(jià)技術(shù)與應(yīng)用.pdf

1、在物質(zhì)產(chǎn)品日益豐富的今天，產(chǎn)品的宜人性、可用性、以及產(chǎn)品使用過(guò)程中的工效問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。在此背景下，依照用戶的身體形態(tài)、情感喜好、個(gè)性需求等因素設(shè)計(jì)制造的“客制化產(chǎn)品”逐漸受到青睞?！翱椭苹a(chǎn)品”帶給人們生活更大的舒適性和便捷性，迎合了現(xiàn)代人的消費(fèi)觀念，是產(chǎn)品發(fā)展的重要方向之一。
　　 以人體形態(tài)信息為代表的用戶信息是“客制化產(chǎn)品”設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。如何能充分挖掘并準(zhǔn)確描述用戶信息，如何能有效利用用戶信息并可以對(duì)設(shè)計(jì)全流程提

2、供指導(dǎo)，如何能在產(chǎn)品生產(chǎn)制造前就對(duì)其是否符合用戶信息進(jìn)行評(píng)價(jià)與反饋，是當(dāng)前“客制化產(chǎn)品”設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　 本文將三維人體掃描技術(shù)和工效學(xué)評(píng)價(jià)方法引入“客制化產(chǎn)品”設(shè)計(jì)領(lǐng)域。在虛擬環(huán)境下建立工效學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，使用富含個(gè)體信息的三維人體掃描優(yōu)化模型和產(chǎn)品數(shù)字模型進(jìn)行操作過(guò)程的工效學(xué)仿真，并將產(chǎn)品工效學(xué)分析與評(píng)價(jià)的結(jié)果反饋設(shè)計(jì)。這一方面可以使得用戶信息能貫穿并影響整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)出最符合用戶個(gè)體特點(diǎn)的“客制化產(chǎn)品

3、”；另一方面，在數(shù)字模型階段就能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工效學(xué)仿真與評(píng)價(jià)分析，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、提高設(shè)計(jì)效率、節(jié)約設(shè)計(jì)資源。
　　 本文在總結(jié)“客制化產(chǎn)品”設(shè)計(jì)、三維人體掃描，工效學(xué)仿真評(píng)價(jià)等技術(shù)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，研究了以下內(nèi)容：
　　 (1)針對(duì)工效學(xué)仿真對(duì)三維人體模型的要求，研究了三維人體掃描技術(shù)，模型修復(fù)技術(shù)，提出基于“特征模板”的三維人體模型簡(jiǎn)化方法，使得人體模型在保持特征的前提下進(jìn)行合理簡(jiǎn)化；
　　 (2)針對(duì)“

4、大量客制化”對(duì)三維人體標(biāo)準(zhǔn)模型的要求，結(jié)合第二次全國(guó)人體尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)，研究了中國(guó)人體體型分類方法和分類參數(shù)的選擇，提出基于“聚類”結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化模型生成方法，使得統(tǒng)計(jì)學(xué)模型更為真實(shí)可信；
　　 (3)針對(duì)工效學(xué)操作過(guò)程仿真的要求，研究了姿勢(shì)預(yù)測(cè)方法以及服務(wù)于仿真過(guò)程可視化的皮膚變形技術(shù)。引入四元數(shù)插值方法優(yōu)化骨骼皮膚混合算法和關(guān)鍵幀插值算法；
　　 (4)對(duì)部分標(biāo)準(zhǔn)工效學(xué)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了針對(duì)中國(guó)人體型和生理特點(diǎn)的參數(shù)修正，使