ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實驗室

　　一、實驗室簡介

　　ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實驗室是北京津發(fā)科技股份有限公司基于“人-機器-環(huán)境”和“人-信息-物理”系統(tǒng)理論，自主創(chuàng)新配置的針對軍工國防領(lǐng)域的科學(xué)性駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實驗室。適用于不同駕駛艙照明分析、駕駛艙內(nèi)部眩光分析、環(huán)境眩光分析等多種針對于駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)的研究。實驗室以ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺為核心，通過實時同步采集人、及其以及環(huán)境的數(shù)據(jù)，分析不同光環(huán)境下駕駛員在駕駛艙中的任務(wù)績效、認(rèn)知負(fù)荷、情緒喚醒、疲勞性、舒適度等情況，以完成對于駕駛艙在不同光環(huán)境下的工效學(xué)研究以及對駕駛艙的設(shè)計評估與優(yōu)化。實驗室采用津發(fā)科技完全自主研發(fā)專利技術(shù)，具有多項國家發(fā)明專利與軟件著作權(quán)，通過了省部級新技術(shù)新產(chǎn)品認(rèn)證，歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際管理體系認(rèn)證。實驗室結(jié)合了ErgoLAB同步技術(shù)、云架構(gòu)技術(shù)、藍牙傳輸技術(shù)、生物測量技術(shù)、物理環(huán)境模擬與仿真技術(shù)、眼動測量技術(shù)、腦成像技術(shù)等多種先進技術(shù)，以及多傳感器融合、機器學(xué)習(xí)等多項前沿算法，提供了先進科學(xué)的駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)研究與數(shù)據(jù)分析方法。

　　二、實驗室建設(shè)方案

　　1.實驗室布局

　　ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實驗室包含主控觀察室和若干間光環(huán)境模擬工效學(xué)測試室。整個實驗室布置五大試驗平臺:1. 光環(huán)境模擬系統(tǒng)以及光環(huán)境測量系統(tǒng)布置在測試室；2. 光環(huán)境模擬控制系統(tǒng)布置在主控觀察室；3. 駕駛模擬系統(tǒng)布置在測試室；4. 人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)布置在測試室；5. 人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能應(yīng)用平臺布置在主控觀察室。

　　2.系統(tǒng)組成

　　ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實驗室由光環(huán)境模擬系統(tǒng)、人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步測試系統(tǒng)以及人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能平臺三部分組成。光環(huán)境模擬系統(tǒng)包含一般照明模擬、局部照明模擬、太陽光模擬、月亮光模擬、云層/環(huán)境反射光模擬、云霧/閃電模擬、光學(xué)屬性采集、環(huán)境模擬控制系統(tǒng)以及光環(huán)境監(jiān)測與測試系統(tǒng)。人機環(huán)境數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)包括ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺、生理記錄系統(tǒng)、腦電測量系統(tǒng)、眼動追蹤系統(tǒng)、近紅外腦成像系統(tǒng)、生物力學(xué)測量系統(tǒng)、動作捕捉系統(tǒng)、時空行為采集系統(tǒng)、人體振動工效學(xué)分析系統(tǒng)、物理環(huán)境測試系統(tǒng)等。人機環(huán)境數(shù)據(jù)同步分析系統(tǒng)包括ErgoLAB人機工程分析系統(tǒng)、時空行為分析系統(tǒng)、交互行為分析系統(tǒng)、動作姿態(tài)工效學(xué)分析系統(tǒng)、EEG腦電分析模塊、眼動高級分析模塊、行為觀察分析模塊、面部表情追蹤與分析模塊、HRV心率變異性分析模塊、EDA皮電反應(yīng)分析模塊、EMG肌電分析模塊、RESP呼吸分析模塊、General通用信號分析模塊等。

　　三、實驗室功能應(yīng)用

　　1.駕駛艙眩光分析

　　眩光是引起視覺疲勞的重要原因之一，指視野中由于不適宜的亮度分布，或在空間、時間上存在極端的亮度對比，以致引起視覺不舒適和降低物體可見度的視覺條件。眩光來自視線方向或接近這一方向內(nèi)存在的高亮度發(fā)光體和物體表面對高亮度發(fā)光體的鏡面反射。眩光分為不舒適眩光和失能眩光兩種，長時間的不舒適眩光會引起視覺疲勞和身體上的病癥；失能眩光會嚴(yán)重影響視覺功能。在真實作戰(zhàn)場景中，眩光的出現(xiàn)會大幅度地削減作戰(zhàn)效果，且會對作戰(zhàn)人員造成影響。通過模擬不同作戰(zhàn)場景中的光環(huán)境，可以對戰(zhàn)斗機、潛艇以及地面作戰(zhàn)車輛的駕駛艙進行眩光分析，以便進一步優(yōu)化駕駛艙設(shè)計，包括駕駛艙HMI以及內(nèi)飾設(shè)計等等，減少駕駛艙內(nèi)眩光現(xiàn)象的發(fā)生，確保作戰(zhàn)人員的安全以及作戰(zhàn)效率。

　　2.駕駛艙內(nèi)部照明模擬與分析

　　在光線條件不足的條件下，或者是特殊作戰(zhàn)場景中，需要駕駛艙內(nèi)提供照明，為了確保駕駛艙內(nèi)的照明不會影響人員操作以及對環(huán)境的觀測，則需要進行駕駛艙內(nèi)部照明模擬與分析。ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實驗室通過光環(huán)境模擬系統(tǒng)可以對駕駛艙內(nèi)部照明情況進行模擬，并通過人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步測試系統(tǒng)以及人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能平臺進行測試與分析，以達到對駕駛艙內(nèi)部照明情況的評測，并對駕駛艙內(nèi)飾、HMI以及照明系統(tǒng)進行改進與優(yōu)化。

　　3.環(huán)境照明模擬與分析

　　ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實驗室的光環(huán)境模擬系統(tǒng)可以完成對多種實際作戰(zhàn)場景的光環(huán)境進行模擬，包括不同時間段照明情況、不同天氣條件的照明情況等進行模擬，并使用人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步測試系統(tǒng)，以及人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能平臺進行測試與分析實現(xiàn)針對不同作戰(zhàn)場景下的駕駛艙工效學(xué)分析。

　　4.主客觀數(shù)據(jù)同步的人因研究

　　在駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)研究過程中，實時同步主客觀多維度數(shù)據(jù)，包括主觀的問卷、量表、行為實驗范式，客觀的多通道數(shù)據(jù)，如眼動、生理、行為、腦電、生物力學(xué)、腦成像、動作姿態(tài)等，機器的數(shù)據(jù)，如模擬器數(shù)據(jù)、人機交互數(shù)據(jù)，以及環(huán)境的多種指標(biāo)?？舍槍θ藛T的認(rèn)知能力、工作負(fù)荷、腦力疲勞、情緒狀態(tài)等多種維度進行主客觀數(shù)據(jù)結(jié)合的人因研究。