[发明专利]一种汽车驾驶员转向操纵舒适性评价系统及方法

权利要求书

1.一种汽车驾驶员转向操纵舒适性评价系统，其特征在于：它包括一汽车驾驶员运动学和动力学参数测试单元，以及一数据处理分析单元；

所述汽车驾驶员运动学和动力学参数测试单元包括三维可调驾驶室模拟平台模块、转向盘阻力矩模拟模块、转向盘转角和转矩测试模块、人体运动学测试模块；其中，所述三维可调驾驶室模拟平台模块包括用来模拟汽车驾驶室的人机界面的三维可调座椅、三维可调转向盘和三维可调踏板；

所述转向盘阻力矩模拟模块包括一上端与所述三维可调转向盘相连的转向管柱，所述转向管柱下端通过涡轮蜗杆结构与一路感电机相连；同时，所述转向盘阻力矩模拟模块通过所述三维可调转向盘与一测力方向盘连接，所述测力方向盘与所述转向盘转角和转矩测试系统连接；

所述人体运动学测试模块连接若干台摄像机，并通过粘贴在被测驾驶员上肢的反光标志点及所述摄像机来获取被测驾驶员上肢的运动学数据；

所述数据处理分析单元连接所述转向盘转角和转矩测试模块以及所述人体运动学测试模块；所述数据处理分析单元包括一用于对所述转向盘转角和转矩测试模块以及所述人体运动学测试系统采集到的运动学数据和动力学数据进行数字滤波的数据滤波模块，一用于对所述数据滤波模块滤波后的数据进行运动学评价和动力学评价的数据分析模块，以及一用于对所述数据分析模块中的运动学和动力学评价指标值进行打分的舒适性评价模块。

2.如权利要求1所述的一种汽车驾驶员转向操纵舒适性评价系统，其特征在于：所述数据滤波模块采用四阶巴特沃斯波器，同时在滤波时调用零相移数字滤波函数以实现零相位滤波，且截止频率选择在5Hz～10Hz。

3.如权利要求1或2所述的一种汽车驾驶员转向操纵舒适性评价系统，其特征在于：所述数据分析模块中预置有运动学评价指标和动力学评价指标：所述运动学评价指标包括距离指标、平顺性指标、急动度指标、能量指标、关节角度的偏移指标以及不舒适度指标；所述动力学评价指标包括关节力矩指标和关节做功指标。

4.一种采用如权利要求1到3任一项所述系统的汽车驾驶员转向操纵舒适性评价方法，其包括以下步骤：

1)调整好汽车驾驶模拟环境参数后，被测驾驶员进入三维可调驾驶室模拟平台模块，通过调整三维可调驾驶室模拟平台模块的三维可调座椅、三维可调转向盘和三维可调踏板实现汽车驾驶室人机界面的模拟；

2)转向盘阻力矩模拟模块模拟转向操纵时转向盘的阻力矩，并通过路感电机对三维可调转向盘施加转向阻力矩，以模拟真实的驾驶路感；同时，转向盘转角和转矩测试模块测量被测驾驶员进行转向操纵时的手力矩和三维可调转向盘转角大小，从而实时采集被测驾驶员进行转向操纵时的动力学数据；

3）人体运动学测试模块通过粘贴在被测驾驶员上肢的反光标志点及布置在室内的摄像机来获取被测驾驶员上肢的运动学数据，包括被测驾驶员上肢各关节点的三维坐标和上肢各关节的关节角度；

4)数据滤波模块对采集到的运动学数据和动力学数据进行数字滤波，并通过数据分析模块中预置的运动学评价指标和动力学评价指标对滤波后的数据进行运动学评价和动力学评价；

5)通过舒适性评价模块对数据分析模块中的运动学和动力学评价指标值进行打分，求出所有评价指标值的总分值，最终评价指标总分值和舒适性评价集给出最终的舒适性评价结果。