车辆人机工程课件
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汽车人机工程学课件：汽车人机工程虚拟仿真-
汽車人機工程虛擬仿真
目錄
7.1 CATIA人機工程模組簡介 7.2 人體模型的建立 7.3汽車人機工程虛擬仿真
7.1 CATIA人機工程模組簡介
1
CATIA V5
• CATIA （ Computer Aided Tri-dimensional Interface Application）是法國Dassault System公司開發的世界 主流的產品CAX/PDM/PLM一體化軟體系統
<人體尺度變數> <均值> <標準差>
<人體尺度變數1> <人體尺度變數2> <相關係數>
– 數據檔格式示例（表中人體尺寸數據的單位是cm）：
MEAN_STDEV M
us100
177.0
6.1
MEAN_STDEV F
us100
165.0
5.9
CORR M
us2
us125
0.772
CORR F us2
下視野
頭部空間
性別
人體模型 身高等級
坐高
男
95th百分位 高
女
5th百分位 矮
男
95th百分位 高
1
7.2.3 設置人體模型的屬性
• 為了應用方便，以及功能上的需要，通常要設置 人體模型的屬性
• 在CATIA圖形介面內，滑鼠右鍵單擊產品樹上的某 個人體模型，彈出右鍵菜單；選擇“屬性”菜單 項，彈出“屬性”對話框
1
7.2.1 建立目標群體人體數據
• 创建一个新人体数据文件（扩展名为 第一步 “.sws”），如：Chinese.sws
• 在人体数据文件中输入目标群体人体数据特 第二步 征
目錄
7.1 CATIA人機工程模組簡介 7.2 人體模型的建立 7.3汽車人機工程虛擬仿真
7.1 CATIA人機工程模組簡介
1
CATIA V5
• CATIA （ Computer Aided Tri-dimensional Interface Application）是法國Dassault System公司開發的世界 主流的產品CAX/PDM/PLM一體化軟體系統
<人體尺度變數> <均值> <標準差>
<人體尺度變數1> <人體尺度變數2> <相關係數>
– 數據檔格式示例（表中人體尺寸數據的單位是cm）：
MEAN_STDEV M
us100
177.0
6.1
MEAN_STDEV F
us100
165.0
5.9
CORR M
us2
us125
0.772
CORR F us2
下視野
頭部空間
性別
人體模型 身高等級
坐高
男
95th百分位 高
女
5th百分位 矮
男
95th百分位 高
1
7.2.3 設置人體模型的屬性
• 為了應用方便，以及功能上的需要，通常要設置 人體模型的屬性
• 在CATIA圖形介面內，滑鼠右鍵單擊產品樹上的某 個人體模型，彈出右鍵菜單；選擇“屬性”菜單 項，彈出“屬性”對話框
1
7.2.1 建立目標群體人體數據
• 创建一个新人体数据文件（扩展名为 第一步 “.sws”），如：Chinese.sws
• 在人体数据文件中输入目标群体人体数据特 第二步 征
车辆人机工程课件
02
车辆人机工程的理论基础
人体测量学
01
人体测量学定义
人体测量学是对人体各部位尺寸的测量科学，涉及人体尺寸的测量、分
析和应用。
02
人体测量学在车辆设计中的重要性
人体测量学为车辆设计提供了重要的人体数据Байду номын сангаас这些数据对于座椅设计
、驾驶空间布局、进出空间等方面都有重要的指导意义。
03
常见的人体测量学数据
04
车辆人机工程的未来发展
人工智能与机器学习在车辆人机工程中的应用
自动化驾驶
利用人工智能和机器学习技术 ，实现车辆的自动化驾驶，降 低驾驶员的劳动强度，提高行
驶安全性。
智能座舱设计
通过机器学习算法对大量座舱数据 进行分析，实现座舱的智能化设计 ，提高乘客的舒适度和便捷性。
智能故障诊断
利用人工智能技术对车辆运行数据 进行实时分析，实现故障的早期发 现和预警，提高车辆的可靠性和维 修效率。
仪表盘设计
根据驾驶员的视觉和操作 习惯，设计合适的仪表盘 布局和显示方式，以提高 驾驶员的驾驶体验。
交通工程
道路设计
考虑车辆的行驶轨迹、速度和安全性等因素，以设计合适的 道路形状和尺寸。
交通信号设计
根据交通流量和安全考虑，设计合适的交通信号灯和标志， 以确保交通流畅和安全。
智能驾驶
人机交互设计
在智能驾驶系统中，需要考虑如何让驾驶员轻松地与车辆进行交互，例如通过语 音识别、手势识别等方式。
案例三：某城市交通规划中的人机工程应用
总结词
详细描述
该城市交通规划中的人机工程应用具有前瞻 性和创新性，通过人机工程的理念和方法对 城市交通规划进行了全面优化，提高了城市 交通的效率和安全性。
(完整)车辆人机学课件精品PPT资料精品PPT资料
用数第字5特0征百：分均位值人μ体，尺标寸准作差为σ产。品尺寸“设计按的”依据。减12mm 、“推”和“搬”减25mm，“取”（卡、票等） 确定了正常驾驶或乘坐的座椅最后位置减；20mm 。
➢ 心理修正量
考虑心理因素（如压抑感、恐惧感、美观等）而加的尺寸修正量。
产品功能尺寸的设定
产品最小功能尺寸＝人体尺寸百分位数＋功能修正量
车辆 人 机 工 程 学
人体尺寸在设计中的应用举例 城市客车扶手横杆高度的确定：
1.按乘客“抓得住”设计 男女通用，小尺寸设计（ⅡB型产品尺寸设计），选P5女， 由GB/T 13547查得“双臂功能上举高”(18~55岁）为1741mm， 加穿鞋修正量20mm，横杆高度应小于1761mm。
2.按乘客“不碰头”设计 男女通用，大尺寸设计（ⅡA型产品尺寸设计），选P95男， 由GB/T 10000查得“身高”(18~60岁）为1775mm， 加穿鞋修正量25mm、横杆半径15mm，横杆高度应大于1815mm。
车辆 人 机 工 程 学
GB/T 12985《在产品设计中应用人体尺寸百分位数正量：考虑穿鞋、戴帽、穿衣后的尺寸变化量。 考 模虑拟心胸理 部因 的素 部（ 分如 尺压 寸抑 、感质、 量恐 及惧 皮感 肤如、 的美 力：观 学着等 响） 应衣而 特修加 性的 。正尺量寸修：正坐量。姿的坐高、眼高、肩高、肘高加6mm,胸厚加 只用代表“小个”的人体尺寸百分位数10作m为m尺,臀寸下膝限距值的加设2计0依m据m。。
满模穿足拟鞋度 人 修可体正由坐量设姿：计的立依姿H点据的位的身置人高。体、百眼分高操位、作算肩得高4修4。、m正肘m高量、。：手功考能虑高、不会同阴高操等作，男动子作加2（5m如m，用女手子加指20、mm手。掌、手臂操作）引
第5章 车辆人机学课件
男女为90/10或95/5
X97.5=929.13－0.480 X95=922.49－0.494Z X90=903.03－0.485Z X50=855.31－0.509Z X10=785.36－0.492Z X5=762.17－0.485Z X2.5=732.26－0.461Z
X97.5=936.6＋0.613879Z－0.00186247Z2 X95=913.7＋0.672316Z－0.00195530Z2 X90=885.0＋0.735374Z－0.00201650Z2 X50=793.7＋0.903387Z－0.00225518Z2 X10=715.9＋0.968793Z－0.00228674Z2 X5=692.6＋0.981427Z－0.00226230Z2 X2.5=687.1＋0.895336Z－0.00210494Z2
车辆 人 机 工 程 学
B类车 头部位置线中心在汽车坐标系中的位置坐标用下述公式计算： 乘员男/女比例为50/50时：
X= X(ATRP)– 82.76 + 12.68 (A40) Y=W20 Z= Z(ATRP)+ 727.59– 3.57(A40)
乘员男/女比例为75/25时：
X= X(ATRP)– 108.55 + 13.65(A40) Y=W20 Z= Z(ATRP)+ 736.16– 3.82(A40) 式中， X(ATRP) 、Z(ATRP)为布置工具参 考点的坐标； A40为座椅靠背角，单位为(°)； 其余参数的单位为mm。
式中；CHX为R 男女驾驶员比为75/25时： 点至踏板踵点 x=4229.4784+(CHX)(-5.8753+0.0789(CX+(CZ)(-0.0473-(3.9×10-9)(H30)(CX))) 的水平距离； +(H30)(-2.3832+O.0351(CX)-0.0232(CZ))+(CX)(-64.3385-0.0002(CX)+0.0024(CZ)) CX为离合器踏 +(CZ)(39.678+0.0007(CZ)) 板表面中心点 z=12254.3381+(CHX)(-14.3121-0.0450(CX)+(CZ)(O.0692十(6.6×10-9)(H30)(CX))) 至踏板踵点的 +(H30)(-7.6863-O.0219(CX)+0.0326(CZ))+(CX)(37.9286-0.0009(CX)-0.0016(CZ)) 水平距离；CZ +(CZ)(-56.1338-0.0006(CZ)) 为离合器踏板 男女驾驶员比为90/10至95/5时: 表面中心点至 踏板踵点的垂 x=14601.7633+(CHX)(-17.7652+0.0081(CX)+(CZ)(0.0506-(8.6×10-9)(H30)(CX))) 直距离；H30为 +(H30)(-8.7461+0.0034(CX)+0.0243(CZ))+(CX)(-6.6220+(5.7×10-6)(CX) R点的高度，各 +O.0035(CZ))+(CZ)(-42.6080+0.0010(CZ)) 单位均为mm。 z=13495.0413+(CHX)(-15.2231-0.3160(CX)+(CZ)(0.1508+(3.4×10-8)(H30)(CX)))
汽车人机工程学ppt课件
驾驶员视野设计
v 前方视野 ☆ 驾驶员前方180º范围内直接视野：在通过V1的水平面下方 和通过V2的三个平面(三个平面都和水平面向下成4°夹角，其 中一个平面垂直于Y基准平面，另两个平面垂直于X基准平面) 上方的范围内，除了A柱、三角窗分隔条、车外无线电天线、后 视镜和风窗玻璃刮水器等造成的程学是20 世纪70 年代初迅速发展起来的一门新兴学 科,它从人的生理和心理出发,研究人-机- 环境相互关系和相互 作用的规律,并使人—机系统工作效能达到最佳。在汽车车身设 计中应用人体工程学,就是以人(驾驶员、乘客) 为中心,研究车 身设计(包括布置和设备等) 如何适应人的需要,创造一个舒适的、 操纵轻便的、可靠的驾驶环境和乘坐环境, 即设计一个最佳的人 —车—环境系统。
上下车方便性
v 车门立柱倾斜度
☆ 考虑上下车方便性，首先要考虑的是车门立柱是否符合要 求，下面图12给出了前座不能翻倒的轿车车身与座椅相对位 置的推荐值。当立柱倾斜度过低或者为0时，前后座入座都会 不舒适，如果将门立柱往后倾斜适当角度，则可以大大改善入 座离座的方便性，参考图13所示。
上下车方便性
上下车方便性
v 通道尺寸
☆对于后座的上下车方便性(图14、15)， H131 (后门槛至 地面的垂直距离)、 HY2 (R点到后车门上沿的垂直距离)、 L19 (后入口的足部空间，后门最大开度时内边缘或在门槛之 上102mm的立柱与前座椅最小距离)、 LX1 (前车门X方向最 大开度)、 LX2 (前车门对角最小距离)、 LX3 (后车门X方 向最大开度)有直接影响。一般而言，高度方向上的上下尺寸 不因级别而异，而长度方向的尺寸则因级别的不同而有不同的 要求，级别越高，尺寸越大。推荐值如下：L19>250mm H131<400mm HY2>750mm 。
车辆人机工程学ppt课件
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
百分位数
百分位数Pk将随机变量的总体或样本 的全部观测值分为两部分，有k%的观测 值等于和小于它，有(100- k) %的观测值 大于它。
百分位数是一种位置指标、一个界值。 人体尺寸用百分位数表示时，称人体 尺寸百分位数。
工
程
学
1.4 人机工程学的发展史
➢ 人机学的萌芽期：
《考工记》：“凡兵无过三其身。过三其身，弗能用也，而无己， 又以害人。”“故攻国之兵欲短，守国之兵欲长。”“凡兵，句 兵欲无弹，刺兵欲无蜎，是故句兵椑，刺兵抟。”“凡为弓，各 因其君之躬志虑血气。丰肉而短，宽缓以荼，若是者为之危弓， 危弓为之安矢。骨直以立，忿埶以奔，若是者为之安弓，安弓为 之危矢。”
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
“人机工程学” ➢ Ergonomics （欧）/工效学、人类工效学 ➢ Human Engineering（美）/人体工程学 ➢ Human Factors Engineering /人因工程学、人因学 ➢ Human Factors （美） /人因工程学、人因学 ➢ 人间工学(日） ➢ 工程心理学 ➢ 人机工程学、人机学、
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
人－机关系
➢ 人机系统功能分配研究：系统中人的功能与机
的功能之间的联系和制约条件，研究人、机之 间的功能分配方法。
车辆人机学介绍课件
操纵设备与界面
配备真实的车辆操纵设备（如方向盘、油门、刹车 等）和人机交互界面，以便于参与者进行实验操作 。
数据采集与分析
记录参与者在仿真驾驶过程中的操作数据、 驾驶表现、生理反应等，用于后续分析评估 。
实车驾驶实验
实验车辆准备 实验场地选择 实验流程设计 数据分析与结论
选择符合实验需求的实验车辆，安装相应的数据采集设备，如 摄像头、传感器等。
驾驶员操作特性与控制系统设计
操作便利性
根据驾驶员的操作习惯，优化车 辆控制系统的布局和操作流程， 降低驾驶员的操作难度和误操作
风险。
反馈提示
提供及时、准确的反馈提示（如 声音、光线、触感等），帮助驾 驶员确认操作结果和车辆状态，
提高驾驶安全性。
01
03
02 04
自定义功能
允许驾驶员根据个人喜好和驾驶 习惯，自定义部分控制功能，以 提高驾驶的舒适性和个性化体验 。
人体尺寸散布
考虑不同人群的身体尺寸散布，特别是与驾驶有关的部位（如身 高、腿长、臂长等），以确保驾驶员能够舒适地操作车辆。
座椅调节范围
根据人体尺寸数据，设计座椅的调节范围（前后、上下、倾角等） ，以适应不同驾驶员的坐姿需求。
车内空间布局
公道安排车内空间布局，保证驾驶员在行驶过程中不受拘束，同时 满足乘客的舒适性需求。
未来车辆人机学发展趋势
REPORTING
自动驾驶技术对人机学的影响
角色转变
在自动驾驶技术的影响下，驾驶员的角色逐渐从直接操作 者转变为监控者和决策者，人机交互的需求和方式也随之 改变。
交互减负
自动驾驶技术能够承担部分或全部的驾驶任务，减轻驾驶 员的负担，人机交互设计需要更加简洁高效，以应对紧急 情况。
汽车人机工程学课件xin
眼椭圆的长轴计算原理
2.眼椭圆的定位
眼椭圆定位包括：椭圆中 心位置和倾角。 影响眼椭圆定位的布置参 数：转向盘在前后方向相 对加速踏板基准点（PRP ）的距离（L6），座椅高 度（H30），变速类型和 座椅升程（A19）。
2002版SAE J941标准采用的是有关乘员眼睛位置 分布规律最新的研究成果，其眼椭圆不再根据设 计乘员躯干角度A40定位，而是认为：转向盘前后 位置和座椅高度是影响眼睛椭圆中心位置的主要 因素。新的定位方法采用更多、更准确的参数作 为定位因子，提高了灵活性和准确性。
5.3.2 A类车、行程可调节座 椅眼椭圆
什么是A类车和B类车
A类车通常包括小型乘用车 、多功能车、轻型皮卡等。
B类车通常包括载货汽车、 大客车、多功能车（MPV）
1.眼椭圆尺寸的计算
1）长轴长度Lx
研究表明，驾驶员眼睛位置沿椭圆长轴方向（Ax 方向）的部分与驾驶员身高呈现0.473的相关关系。 即，若两个驾驶员身高相差10mm，则其眼睛位 置与Ax方向相差4.73mm。令变量X=0.473（S-Sr） 表示眼睛在Ax方向的位置，S代表身高，Sr为参 考身高。由单一性别驾驶群体的身高成正态分布， 则男子和女子的眼睛的位置沿Ax方向各自呈正态 分布，如下图。
眼椭圆的用途
驾驶员眼睛在车内坐标系中的位置是进行视野 设计与校核的基准，它是视野设计的工具。驾驶员 眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科学的视 野原点基准。由于驾驶员身材、姿势及驾驶习惯的 差异，视野原点不可能是某个固定点，而是呈某种 形状的分布图形，不能简单的以平均身材驾驶员的 眼睛位置所在点作为汽车视野分析的视点基准。因 此，在试验测定和统计分析后，美国SAE推荐使用 标准眼椭圆这种统计概念的图形作为汽车视野设计 和校核的科学依据基准。
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点后方60m出的交通情况。
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 眼椭圆应用之轿车仪表板盲区
• 汽车行驶过程中，驾驶员需要经 常观察仪表板上的信息。在观察 时，驾驶员的视线会受到方向盘 的阻挡，方向盘的轮毂、轮辐和 轮缘在仪表板上形成相应的盲区 称之为仪表板盲区
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 轿车驾驶员的前方视野
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 眼睛保持向前直视，眼球和 头部均不转动时，单眼水平 视区为150º，即能看见直视 前视线一侧90º、另一侧60º 的区域。双眼视区为120º， 两单眼视区为180º
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 在垂直方向上双眼视区为： 直前视线上方50º-55º,下方 60º-70º，这样就构成了人眼 视锥，锥顶是瞳孔距的中点
车辆人机工程
车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第五个步骤： 对整车的安全性进行校核，校核内容包括车 内外凸出物的校核、安全带的校核、安全气 囊的布置、上下车方便性等方面。
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 驾驶员眼椭圆 • 汽车行驶时80%以上的交通信息是由驾驶员视觉
得到的，驾驶员的视觉通道是最重要的信息通道。
• 人动视力与静视力相比，在车速为50-60km/h时约 降低6%，全动视力降低更为严重。
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 眼睛和头部的转动角 • 驾驶员观察周围事物时，往往转动眼球或
头部，以扩大视区。眼睛与头部的转动角 度按照转动时是否舒适分为自然转动和勉 强转动
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
车辆人机工程
车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第三个步骤： 对驾驶员视野进行校核，首先要确定眼椭圆 的尺寸及位置，然后再校核驾驶员的上下视 野、前方视野、风挡玻璃刮刷面积及除霜部 位、遮阳板、内外后视镜、仪表板盲区及反 光等方面是否符合法规。
车辆人机工程
车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第四个步骤： 校核乘员操作舒适性，首先要对脚踏板进行 校核，以保证驾驶员舒适安全的操作。然后 需要确定手伸及面，以校核所有可操作件都 能被驾驶员方便的操作。此外还需要对足蹬 力及手操舵力、操纵件形状、信号显示进行 校核。
车辆人机工程
百分位
• 百分位表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之 几的人可适用，它是人体工程学中一条基本的设计原则。 百分位最简单分为三档：
• 第5 百分位、第50 百分位、第95 百分位。
• 有时，由于地域辽阔、自然环境复杂、人体差异较大等原 因，百分位的档数需要适当增多。
• 车身设计中一般采用5 %、50 %和95 %三种百分位的
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材的驾驶员按自己的 意愿将座椅调整到适意位置并以正常的驾驶姿势入 座后，他们的眼睛位置在车身坐标系中的统计分布 图形。由于统计分布图形呈椭圆状，因此被称为驾 驶员眼椭圆。
• 驾驶员眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科 学的视野原点基准。
车辆人机工程
眼椭圆
眼椭圆
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 人眼的视区
• 眼睛和头部不转动时的视区
• 只用左眼或右眼单独观察是所能看到的区域称为单
眼视区；用左眼或右眼单独观察到的两个单眼视区
的合成区称为两单眼视区；用左、右眼同时观察时
两眼都能看到的区域，即两单眼视区的重叠部分称
为双眼视区。
车辆人机工程
主要内容
• 车辆中的人机工程学
车辆人机工程
车辆中的人机工程学
• 车辆总布置人机工程设计的一般步骤 • 驾驶员眼椭圆与视野设计 • 驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置 • 视觉显示装置的设计 • 舒适驾驶的姿势研究 • 汽车座椅的设计
车辆人机工程
车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第一个步骤： 选定设计用的人体百分位。 设计中一般使用的百分位人体为中国5%女 性、50%男性、95%男性人体尺寸，另外也 可以使用其他国家人体尺寸(如SAE标准 SAEJ826)。
车辆人机工程
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
• 关于汽车驾驶员手伸及界面及其应用国际标准组织 已经制定了有关标准国际标准。
• ISO3958 对车内操作杆件、控制钮件、开关等的合 理布置及检验作了详细的说明。汽车驾驶员的手伸 及界面是指驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅中、身 系安全带、一手握住方向盘时另一手所能伸及的最 大空间界面。
人体尺寸。 • 分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。
车辆人机工程
车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第二个步骤：选定H点。 设计中根据加速踏板及地板及方向盘位置选择合 适的人体坐姿可以初步确定H点。通过不同百分 位的人体来确定前排座椅的前后及上下调节尺寸 。根据车身空间，通过对选定的人体布置及相关 校核初步确定后排乘客的坐姿及H点。前后排座 椅布置时还应对头部空间、肩部及肘部空间等方 面进行校核。
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 自然转动 • 眼睛和头部均无不舒适感。眼睛的自然转动角度
在水平方向上左右各为15º，垂直方向上上下均 为15º；头部自然转动角在水平方向上左右各为 45º，在垂直方向上上下均为30º。
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 勉强转动 • 眼睛和头部会有不适感。眼睛的勉强转动角度在
车辆人机工程
驾驶员眼圆与视野设计
• 在运动状态下，人的视野将缩小。车速为40km/h 时双眼视区为100º，其中能确认的范围为15º以下； 车速为75km/h时降为65º，100km/h时为40º。驾 驶员的眼睛和观察物体之间的视力关系分为人动视 力（驾驶员看标志）和全动视力（驾驶员看行驶中 的其他车辆）。
车辆人机工程
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
车辆人机工程
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
水平方向上左右各为30º，垂直方向上上下均为 45º；头部勉强转动角在水平方向上左右各为 60º，在垂直方向上上下均为50º。
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 眼椭圆应用于车内后视镜的要 求
• 根据SAE的规定，对于车内后 视镜的要求为
• 双眼水平后视角最小值为20º； • 垂直方向视角应能看见最后H
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 眼椭圆应用之轿车仪表板盲区
• 汽车行驶过程中，驾驶员需要经 常观察仪表板上的信息。在观察 时，驾驶员的视线会受到方向盘 的阻挡，方向盘的轮毂、轮辐和 轮缘在仪表板上形成相应的盲区 称之为仪表板盲区
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 轿车驾驶员的前方视野
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 眼睛保持向前直视，眼球和 头部均不转动时，单眼水平 视区为150º，即能看见直视 前视线一侧90º、另一侧60º 的区域。双眼视区为120º， 两单眼视区为180º
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 在垂直方向上双眼视区为： 直前视线上方50º-55º,下方 60º-70º，这样就构成了人眼 视锥，锥顶是瞳孔距的中点
车辆人机工程
车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第五个步骤： 对整车的安全性进行校核，校核内容包括车 内外凸出物的校核、安全带的校核、安全气 囊的布置、上下车方便性等方面。
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 驾驶员眼椭圆 • 汽车行驶时80%以上的交通信息是由驾驶员视觉
得到的，驾驶员的视觉通道是最重要的信息通道。
• 人动视力与静视力相比，在车速为50-60km/h时约 降低6%，全动视力降低更为严重。
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
• 眼睛和头部的转动角 • 驾驶员观察周围事物时，往往转动眼球或
头部，以扩大视区。眼睛与头部的转动角 度按照转动时是否舒适分为自然转动和勉 强转动
车辆人机工程
驾驶员眼椭圆与视野设计
车辆人机工程
车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第三个步骤： 对驾驶员视野进行校核，首先要确定眼椭圆 的尺寸及位置，然后再校核驾驶员的上下视 野、前方视野、风挡玻璃刮刷面积及除霜部 位、遮阳板、内外后视镜、仪表板盲区及反 光等方面是否符合法规。
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车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第四个步骤： 校核乘员操作舒适性，首先要对脚踏板进行 校核，以保证驾驶员舒适安全的操作。然后 需要确定手伸及面，以校核所有可操作件都 能被驾驶员方便的操作。此外还需要对足蹬 力及手操舵力、操纵件形状、信号显示进行 校核。
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百分位
• 百分位表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之 几的人可适用，它是人体工程学中一条基本的设计原则。 百分位最简单分为三档：
• 第5 百分位、第50 百分位、第95 百分位。
• 有时，由于地域辽阔、自然环境复杂、人体差异较大等原 因，百分位的档数需要适当增多。
• 车身设计中一般采用5 %、50 %和95 %三种百分位的
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驾驶员眼椭圆与视野设计
• 汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材的驾驶员按自己的 意愿将座椅调整到适意位置并以正常的驾驶姿势入 座后，他们的眼睛位置在车身坐标系中的统计分布 图形。由于统计分布图形呈椭圆状，因此被称为驾 驶员眼椭圆。
• 驾驶员眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科 学的视野原点基准。
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眼椭圆
眼椭圆
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驾驶员眼椭圆与视野设计
• 人眼的视区
• 眼睛和头部不转动时的视区
• 只用左眼或右眼单独观察是所能看到的区域称为单
眼视区；用左眼或右眼单独观察到的两个单眼视区
的合成区称为两单眼视区；用左、右眼同时观察时
两眼都能看到的区域，即两单眼视区的重叠部分称
为双眼视区。
车辆人机工程
主要内容
• 车辆中的人机工程学
车辆人机工程
车辆中的人机工程学
• 车辆总布置人机工程设计的一般步骤 • 驾驶员眼椭圆与视野设计 • 驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置 • 视觉显示装置的设计 • 舒适驾驶的姿势研究 • 汽车座椅的设计
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车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第一个步骤： 选定设计用的人体百分位。 设计中一般使用的百分位人体为中国5%女 性、50%男性、95%男性人体尺寸，另外也 可以使用其他国家人体尺寸(如SAE标准 SAEJ826)。
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驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
• 关于汽车驾驶员手伸及界面及其应用国际标准组织 已经制定了有关标准国际标准。
• ISO3958 对车内操作杆件、控制钮件、开关等的合 理布置及检验作了详细的说明。汽车驾驶员的手伸 及界面是指驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅中、身 系安全带、一手握住方向盘时另一手所能伸及的最 大空间界面。
人体尺寸。 • 分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。
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车辆总布置人机工程设计的一般步骤
• 第二个步骤：选定H点。 设计中根据加速踏板及地板及方向盘位置选择合 适的人体坐姿可以初步确定H点。通过不同百分 位的人体来确定前排座椅的前后及上下调节尺寸 。根据车身空间，通过对选定的人体布置及相关 校核初步确定后排乘客的坐姿及H点。前后排座 椅布置时还应对头部空间、肩部及肘部空间等方 面进行校核。
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驾驶员眼椭圆与视野设计
• 自然转动 • 眼睛和头部均无不舒适感。眼睛的自然转动角度
在水平方向上左右各为15º，垂直方向上上下均 为15º；头部自然转动角在水平方向上左右各为 45º，在垂直方向上上下均为30º。
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驾驶员眼椭圆与视野设计
• 勉强转动 • 眼睛和头部会有不适感。眼睛的勉强转动角度在
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驾驶员眼圆与视野设计
• 在运动状态下，人的视野将缩小。车速为40km/h 时双眼视区为100º，其中能确认的范围为15º以下； 车速为75km/h时降为65º，100km/h时为40º。驾 驶员的眼睛和观察物体之间的视力关系分为人动视 力（驾驶员看标志）和全动视力（驾驶员看行驶中 的其他车辆）。
车辆人机工程
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
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驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
水平方向上左右各为30º，垂直方向上上下均为 45º；头部勉强转动角在水平方向上左右各为 60º，在垂直方向上上下均为50º。
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驾驶员眼椭圆与视野设计
• 眼椭圆应用于车内后视镜的要 求
• 根据SAE的规定，对于车内后 视镜的要求为
• 双眼水平后视角最小值为20º； • 垂直方向视角应能看见最后H