汽車(chē)內(nèi)飾人機(jī)功效評(píng)估增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)過(guò)程中,產(chǎn)品是否符合人機(jī)工效學(xué)要求是影響產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和成本的重要因素之一,也是一個(gè)新產(chǎn)品可否得到用戶(hù)認(rèn)可的一個(gè)至關(guān)重要的因素。最初的人機(jī)工效學(xué)分析是通過(guò)開(kāi)發(fā)出實(shí)物樣機(jī),進(jìn)行反復(fù)評(píng)價(jià)和優(yōu)化,直到符合要求,然而制作樣機(jī)需要較長(zhǎng)的時(shí)間和較高的成本。隨著技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了虛擬仿真技術(shù),通過(guò)三維仿真人模型與虛擬產(chǎn)品進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的人機(jī)工效學(xué)分析,然而建立逼真的虛擬場(chǎng)景模型需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間,并且人體三維模型不夠真實(shí)。本文利用增強(qiáng)

2、現(xiàn)實(shí)技術(shù),把虛擬物體精確的疊加在真實(shí)物體上,設(shè)計(jì)者可以直接參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人機(jī)功效分析,使得評(píng)價(jià)過(guò)程能得到真實(shí)的感知與體驗(yàn)。在深入分析增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)功效評(píng)估的研究現(xiàn)狀、特點(diǎn)及汽車(chē)內(nèi)飾評(píng)估應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段交互的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行人機(jī)工效學(xué)評(píng)估的方案,并對(duì)其中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,最終開(kāi)發(fā)了汽車(chē)內(nèi)飾人機(jī)工效學(xué)分析的原型系統(tǒng),為汽車(chē)內(nèi)飾評(píng)估提供一個(gè)新型有效的工具。首先,結(jié)合人機(jī)功效學(xué)方法,分析了在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技

3、術(shù)在汽車(chē)內(nèi)飾評(píng)估的實(shí)際應(yīng)用,以及基于眼橢圓的對(duì)駕駛前方視野的可見(jiàn)性和儀表盤(pán)可見(jiàn)性的人機(jī)功效分析,提出了采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾可及性進(jìn)行評(píng)估的總體實(shí)現(xiàn)方案。其次,對(duì)基于視覺(jué)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,建立了相機(jī)圖像數(shù)據(jù)采集接口,建立了相機(jī)內(nèi)部參數(shù)、畸變參數(shù)的標(biāo)定方法和標(biāo)定算法,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的標(biāo)定臺(tái)對(duì)相機(jī)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,設(shè)計(jì)了適合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的圖像處理的基本算法;并基于相機(jī)的小孔成像原理,建立了基于標(biāo)記物Marker的虛實(shí)物體注冊(cè)計(jì)算

4、模型,實(shí)現(xiàn)了基于視覺(jué)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)物體注冊(cè)。再次,分析人機(jī)工效學(xué)評(píng)估增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的具體要求,提出并實(shí)現(xiàn)了采用多相機(jī)與光學(xué)位置注冊(cè)的混合注冊(cè)技術(shù)。通過(guò)光學(xué)位置跟蹤器快速、準(zhǔn)確的跟蹤真實(shí)空間物體位置,從而提高注冊(cè)的精度,和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。最后,在上述方法與技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,集成項(xiàng)目組已有成果“應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)通用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺(tái)(VR Flier)”,開(kāi)發(fā)了靜態(tài)駕駛環(huán)境下基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的人機(jī)功效評(píng)估原型系統(tǒng),并對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾操作可及性和視野可見(jiàn)性的人機(jī)功效評(píng)估