ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實(shí)驗(yàn)室

　　一、實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介

　　ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實(shí)驗(yàn)室是北京津發(fā)科技股份有限公司基于“人-機(jī)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(duì)軍工國(guó)防領(lǐng)域的科學(xué)性駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)于駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)的研究。實(shí)驗(yàn)室以ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺(tái)為核心，通過(guò)實(shí)時(shí)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(jī)效、認(rèn)知負(fù)荷、情緒喚醒、疲勞性、舒適度等情況，以完成對(duì)于駕駛艙在不同光環(huán)境下的工效學(xué)研究以及對(duì)駕駛艙的設(shè)計(jì)評(píng)估與優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)室采用津發(fā)科技完全自主研發(fā)專(zhuān)利技術(shù)，具有多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利與軟件著作權(quán)，通過(guò)了省部級(jí)新技術(shù)新產(chǎn)品認(rèn)證，歐洲CE、美國(guó)FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項(xiàng)國(guó)際管理體系認(rèn)證。實(shí)驗(yàn)室結(jié)合了ErgoLAB同步技術(shù)、云架構(gòu)技術(shù)、藍(lán)牙傳輸技術(shù)、生物測(cè)量技術(shù)、物理環(huán)境模擬與仿真技術(shù)、眼動(dòng)測(cè)量技術(shù)、腦成像技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)，以及多傳感器融合、機(jī)器學(xué)習(xí)等多項(xiàng)前沿算法，提供了先進(jìn)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(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

　　1.實(shí)驗(yàn)室布局

　　ErgoSIM駕駛艙光環(huán)境工效學(xué)實(shí)驗(yàn)室包含主控觀察室和若干間光環(huán)境模擬工效學(xué)測(cè)試室。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室布置五大試驗(yàn)平臺(tái):1. 光環(huán)境模擬系統(tǒng)以及光環(huán)境測(cè)量系統(tǒng)布置在測(cè)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(cè)試室；4. 人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)布置在測(cè)試室；5. 人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能應(yīng)用平臺(tái)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(shí)驗(yàn)室由光環(huán)境模擬系統(tǒng)、人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步測(cè)試系統(tǒng)以及人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能平臺(tái)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(yáng)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(cè)與測(cè)試系統(tǒng)。人機(jī)環(huán)境數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)包括ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺(tái)、生理記錄系統(tǒng)、腦電測(cè)量系統(tǒng)、眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)、近紅外腦成像系統(tǒng)、生物力學(xué)測(cè)量系統(tǒng)、動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、時(shí)空行為采集系統(tǒng)、人體振動(dòng)工效學(xué)分析系統(tǒng)、物理環(huán)境測(cè)試系統(tǒng)等。人機(jī)環(huán)境數(shù)據(jù)同步分析系統(tǒng)包括ErgoLAB人機(jī)工程分析系統(tǒng)、時(shí)空行為分析系統(tǒng)、交互行為分析系統(tǒng)、動(dòng)作姿態(tài)工效學(xué)分析系統(tǒng)、EEG腦電分析模塊、眼動(dòng)高級(jí)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(hào)分析模塊等。

　　三、實(shí)驗(yàn)室功能應(yīng)用

　　1.駕駛艙眩光分析

　　眩光是引起視覺(jué)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(shí)間上存在極端的亮度對(duì)比，以致引起視覺(jué)不舒適和降低物體可見(jiàn)度的視覺(jué)條件。眩光來(lái)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(duì)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(zhǎng)時(shí)間的不舒適眩光會(huì)引起視覺(jué)疲勞和身體上的病癥；失能眩光會(huì)嚴(yán)重影響視覺(jué)功能。在真實(shí)作戰(zhàn)場(chǎng)景中，眩光的出現(xiàn)會(huì)大幅度地削減作戰(zhàn)效果，且會(huì)對(duì)作戰(zhàn)人員造成影響。通過(guò)模擬不同作戰(zhàn)場(chǎng)景中的光環(huán)境，可以對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)、潛艇以及地面作戰(zhàn)車(chē)輛的駕駛艙進(jìn)行眩光分析，以便進(jìn)一步優(yōu)化駕駛艙設(shè)計(jì)，包括駕駛艙HMI以及內(nèi)飾設(shè)計(jì)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(chǎng)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(huì)影響人員操作以及對(duì)環(huán)境的觀測(cè)，則需要進(jìn)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(shí)驗(yàn)室通過(guò)光環(huán)境模擬系統(tǒng)可以對(duì)駕駛艙內(nèi)部照明情況進(jìn)行模擬，并通過(guò)人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步測(cè)試系統(tǒng)以及人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試與分析，以達(dá)到對(duì)駕駛艙內(nèi)部照明情況的評(píng)測(cè)，并對(duì)駕駛艙內(nèi)飾、HMI以及照明系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)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(shí)驗(yàn)室的光環(huán)境模擬系統(tǒng)可以完成對(duì)多種實(shí)際作戰(zhàn)場(chǎng)景的光環(huán)境進(jìn)行模擬，包括不同時(shí)間段照明情況、不同天氣條件的照明情況等進(jìn)行模擬，并使用人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步測(cè)試系統(tǒng)，以及人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試與分析實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同作戰(zhàn)場(chǎng)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(guò)程中，實(shí)時(shí)同步主客觀多維度數(shù)據(jù)，包括主觀的問(wèn)卷、量表、行為實(shí)驗(yàn)范式，客觀的多通道數(shù)據(jù)，如眼動(dòng)、生理、行為、腦電、生物力學(xué)、腦成像、動(dòng)作姿態(tài)等，機(jī)器的數(shù)據(jù)，如模擬器數(shù)據(jù)、人機(jī)交互數(shù)據(jù)，以及環(huán)境的多種指標(biāo)。可針對(duì)人員的認(rèn)知能力、工作負(fù)荷、腦力疲勞、情緒狀態(tài)等多種維度進(jìn)行主客觀數(shù)據(jù)結(jié)合的人因研究。