ErgoSIM駕駛艙光環境工效學研究方案

ErgoSIM駕駛艙光環境工效學研究方案是北京津發科技股份有限公司基于“人-機器-環境"和“人-信息-物理"系統理論，自主創新配置的針對軍工國防領域的科學性駕駛艙光環境工效學實驗室。適用于不同駕駛艙照明分析、駕駛艙內部眩光分析、環境眩光分析等多種針對于駕駛艙光環境工效學的研究。方案以ErgoLAB人機環境同步云平臺為核心，通過實時同步采集人、及其以及環境的數據，分析不同光環境下駕駛員在駕駛艙中的任務績效、認知負荷、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境下的工效學研究以及對駕駛艙的設計評估與優化。方案采用津發科技*自主研發技術，具有多項國家發明與軟件著作權，通過了省部級新技術新產品認證，歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際管理體系認證。方案結合了ErgoLAB同步技術、云架構技術、藍牙傳輸技術、生物測量技術、物理環境模擬與仿真技術、眼動測量技術、腦成像技術等多種先進技術，以及多傳感器融合、機器學習等多項前沿算法，提供了先進科學的駕駛艙光環境工效學研究與數據分析方法。

1.實驗室布局

ErgoSIM駕駛艙光環境工效學研究方案包含主控觀察室和若干間光環境模擬工效學測試室。整個實驗室布置五大試驗平臺：1. 光環境模擬系統以及光環境測量系統布置在測試室；2. 光環境模擬控制系統布置在主控觀察室；3. 駕駛模擬系統布置在測試室；4. 人機環境多維度數據同步采集系統布置在測試室；5. 人機環境多維度數據分析與人工智能應用平臺布置在主控觀察室。

2.系統組成

ErgoSIM駕駛艙光環境工效學研究方案由光環境模擬系統、人機環境多維度數據同步測試系統以及人機環境多維度數據分析與人工智能平臺三部分組成。光環境模擬系統包含一般照明模擬、局部照明模擬、太陽光模擬、月亮光模擬、云層/環境反射光模擬、云霧/閃電模擬、光學屬性采集、環境模擬控制系統以及光環境監測與測試系統。人機環境數據同步采集系統包括ErgoLAB人機環境同步云平臺、生理記錄系統、腦電測量系統、眼動追蹤系統、近紅外腦成像系統、生物力學測量系統、動作捕捉系統、時空行為采集系統、人體振動工效學分析系統、物理環境測試系統等。人機環境數據同步分析系統包括ErgoLAB人機工程分析系統、時空行為分析系統、交互行為分析系統、動作姿態工效學分析系統、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。

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存在的高亮度發光體和物體表面對高亮度發光體的鏡面反射。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；失能眩光會嚴重影響視覺功能。在真實作戰場景中，眩光的出現會大幅度地削減作戰效果，且會對作戰人員造成影響。通過模擬不同作戰場景中的光環境，可以對戰斗機、潛艇以及地面作戰車輛的駕駛艙進行眩光分析，以便進一步優化駕駛艙設計，包括駕駛艙HMI以及內飾設計等等，減少駕駛艙內眩光現象的發生，確保作戰人員的安全以及作戰效率。

2.駕駛艙內部照明模擬與分析

在光線條件不足的條件下，或者是特殊作戰場景中，需要駕駛艙內提供照明，為了確保駕駛艙內的照明不會影響人員操作以及對環境的觀測，則需要進行駕駛艙內部照明模擬與分析。ErgoSIM駕駛艙光環境工效學研究方案通過光環境模擬系統可以對駕駛艙內部照明情況進行模擬，并通過人機環境多維度數據同步測試系統以及人機環境多維度數據分析與人工智能平臺進行測試與分析，以達到對駕駛艙內部照明情況的評測，并對駕駛艙內飾、HMI以及照明系統進行改進與優化。

3.環境照明模擬與分析

ErgoSIM駕駛艙光環境工效學研究方案的光環境模擬系統可以完成對多種實際作戰場景的光環境進行模擬，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，并使用人機環境多維度數據同步測試系統，以及人機環境多維度數據分析與人工智能平臺進行測試與分析實現針對不同作戰場景下的駕駛艙工效學分析。

4.主客觀數據同步的人因研究

在駕駛艙光環境工效學研究過程中，實時同步主客觀多維度數據，包括主觀的問卷、量表、行為實驗范式，客觀的多通道數據，如眼動、生理、行為、腦電、生物力學、腦成像、動作姿態等，機器的數據，如模擬器數據、人機交互數據，以及環境的多種指標。可針對人員的認知能力、工作負荷、腦力疲勞、情緒狀態等多種維度進行主客觀數據結合的人因研究。

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