[发明专利]一种座舱工程虚拟评估装置

说明书

本申请提供一种座舱工程虚拟评估装置，包括运行仿真平台，用于根据座舱设计方案生成虚拟仿真座舱模型并根据受测人员虚拟输入操作驱动虚拟座舱载具运动，以及根据受测人员分析结果调整座舱模型上布置的载具状态信息和载具运动信息以更新座舱模型；以及虚拟现实装置，用于提供受测人员输入虚拟操纵的虚拟驾驶三维场景，并向运行仿真平台输入虚拟操纵信息；以及分析评估模块，分别与虚拟仿真平台及动作捕捉装置连接，根据接收的受测人员操纵信息、运行仿真平台形成座舱模型和/或更新的座舱模型，以多种评估模式所结合的方式对座舱进行评估，直至评估结果符合要求则为最终座舱模型。本装置无需座舱实物即可直观便捷的对驾驶舱布置人效工程进行评估。

技术领域

本申请属于计算机仿真应用技术领域，更具体地，涉及一种座舱工程虚拟评估装置。

背景技术

飞机驾驶舱、军用车辆驾驶舱、特殊工程机械等驾驶舱的设计合理性，往往需要大量有丰富操纵经验的驾驶员进行评估。

过去，在此类驾驶舱室的方案设计阶段，需要邀请具有丰富操纵经验的驾驶员依据驾驶舱图纸和报告形式进行方案的评估，或者使用造价高昂的实物仿真座舱进行评估，提出改进意见。但是，采用图纸和报告形式评估的问题在于：其一，驾驶员缺乏对驾驶舱室空间的直观感受，难以在方案设计阶段对舱室可达性和便捷性进行评估；其二，难以提供驾驶员一个贴近使用实况的环境，供其根据自身经验对驾驶舱布置提供合理建议；其三，具有丰富操纵经验的驾驶员往往在各自岗位承担重要工作，组织集中会议评审难度较大。因此，不少驾驶舱室设计单位采用尺寸外形和真实舱室方案一致的、包含完整硬件的驾驶舱仿真舱段和相应的运行仿真环境的模拟样机进行方案评估；这种评估形式虽然能提供一个贴近使用实况的可达性、便捷性评估环境，但需建设驾驶舱舱段和仿真系统的造价昂贵，设计制造周期长。

CN106874570中公开了一种虚拟显示座舱工程模拟器，通过搭建虚拟现实设备、运动学平台、计算平台硬件平台以及集座舱设计、仿真模拟、分析评估在内的座舱模拟运行程序，构建了一整套通过虚拟系统来设计、仿真验证的方法。该模拟器在对座舱模型进行评估的方式较为简单，且需搭建六自由度平台，极大地限制了座舱模拟器的适用空间。

发明内容

本申请的目的包括提供一种座舱工程虚拟评估装置，例如，以改善上述问题。

本申请的实施例可以这样实现：

本申请实施例提供一种座舱工程虚拟评估装置，包括：

动作捕捉装置，用于采集及分析识别受测人员操纵信息；

以及

运行仿真平台，用于根据座舱设计方案生成虚拟仿真座舱模型并根据受测人员虚拟输入操作驱动虚拟座舱载具运动，以及根据受测人员分析结果调整座舱模型上布置的载具状态信息和载具运动信息以更新座舱模型；

以及

虚拟现实装置，用于提供受测人员输入虚拟操纵的虚拟驾驶三维场景，并向运行仿真平台输入虚拟操纵信息；

以及

分析评估模块，分别与虚拟仿真平台及动作捕捉装置连接，根据接收到的受测人员操纵信息、运行仿真平台形成座舱模型和/或更新后的座舱模型，以静态评估、动态评估、任务评估多种评估模式所结合的方式对座舱进行评估，直至评估结果符合要求则确定为最终座舱模型。

进一步地，所述虚拟现实装置通过建立人体模型库、座舱模型库、场景模型库三库融合的方式来构建受测人员交互体验的模拟驾驶场景。

进一步地，所述人体模型库是收集人体身体关节节点以及关节节点在空间中的位置和角度并转化为下级关节相对于上级关节的位置和角度模型信息，为动作捕捉装置提供人体驱动模型，以及为受测人员在虚拟驾驶三维场景视觉感受。