ErgoVR CAVE虛擬現(xiàn)實人機交互測評實驗室

一、實驗室簡介

CAVE虛擬現(xiàn)實人機交互測評實驗室是北京津發(fā)科技股份有限公司基于“人-信息-物理"系統(tǒng)理論，自主創(chuàng)新與配置的大型沉浸式虛擬現(xiàn)實人機交互測評實驗室。實驗室以創(chuàng)新的“人-機-環(huán)境"數(shù)據(jù)云同步技術(shù)為核心，適用于多種研究領(lǐng)域，包括建筑設(shè)計與環(huán)境行為、工業(yè)工程與安全工程、工業(yè)設(shè)計與用戶體驗、軍工國防與裝備、經(jīng)濟管理與神經(jīng)營銷、交通安全與駕駛行為等。

實驗室以ErgoVR人機環(huán)境同步云平臺為核心，能夠?qū)?DMax、CATIA，UG/NX，Pro/E，SpaceClaim等軟件以及Unity3D、UE4、WorldViz Vizard等VR開發(fā)平臺，結(jié)合ErgoVR同步技術(shù)、虛擬現(xiàn)實與仿真技術(shù)、云架構(gòu)技術(shù)、藍牙傳輸技術(shù)、生物測量技術(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，能夠提供先進科學(xué)的虛擬現(xiàn)實人機交互測試研究與數(shù)據(jù)分析方法。

實驗室采用津發(fā)科技*自主研發(fā)的技術(shù)，具有多項國家發(fā)明與軟件著作權(quán)，通過了省部級新技術(shù)新產(chǎn)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。

二、實驗室建設(shè)方案

1. 實驗室方案

ErgoVR CAVE虛擬現(xiàn)實人機交互測評實驗室包括ErgoLAB人機環(huán)境測試云平臺、虛擬仿真系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實多人交互系統(tǒng)、以及ErgoVR人因分析引擎。虛擬現(xiàn)實測試室基于可視化三維模型，將數(shù)字化仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合，可以實現(xiàn)在不同仿真模擬環(huán)境下對建筑空間環(huán)境、設(shè)計元素、裝備設(shè)計等進行客觀定量的工效學(xué)分析與評價。

2. 系統(tǒng)組成

ErgoVR CAVE虛擬現(xiàn)實人機交互測評實驗室由人機環(huán)境同步定量采集子系統(tǒng)和人機環(huán)境同步定量分析子系統(tǒng)組成。同步定量采集子系統(tǒng)能夠?qū)崟r同步采集人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)，包括主觀評價、時空行為、眼動、生理、腦電、腦成像、交互行為、動作捕捉、面部表情等。同步定量分析子系統(tǒng)為采集到的所有數(shù)據(jù)提供專業(yè)的分析模塊，可進行多維度數(shù)據(jù)的同步和交叉分析。所有數(shù)據(jù)可實時上傳至云服務(wù)器，支持實驗設(shè)計與大數(shù)據(jù)的云管理、云共享與云協(xié)作。

通過多維度主客觀人因數(shù)據(jù)可進行進一步分析，研究個體的感知加工、注意分配、記憶水平、情緒喚醒、動作姿態(tài)、情景意識、舒適性、腦力負荷、體力疲勞等，進一步實現(xiàn)環(huán)境設(shè)計、建筑設(shè)計、空間布局、元素布局、色彩配置、流程設(shè)置等方面的優(yōu)化。

三、實驗室功能特點

1. 標準化虛擬現(xiàn)實人機交互實驗測試流程

實驗室能夠滿足虛擬現(xiàn)實環(huán)境下人機交互測試全流程的研究需要，覆蓋項目與被試信息管理-云實驗設(shè)計-主客觀多維度數(shù)據(jù)采集-大數(shù)據(jù)云存儲-多維度數(shù)據(jù)同步與交叉分析-測試報告生成與導(dǎo)出的實驗標準化測試全流程，保證項目的完整性以及測試結(jié)果的精準性。

2. 云項目管理與被試信息

完整的云項目管理涵蓋整個科學(xué)研究流程，包括云項目管理、實驗設(shè)計、同步記錄、數(shù)據(jù)回放、信號處理與分析、測試報告導(dǎo)出?？晒芾砼c編輯每位被試的相關(guān)信息，如性別、年齡、自定義屬性等，數(shù)據(jù)分析階段可通過被試信息篩選分析特定群體的認知、情緒狀態(tài)與行為特征。

3. 無縫對接虛擬現(xiàn)實開發(fā)引擎

支持使用Unity3D、UE4、WorldViz Vizard、Ansys VRXperience等VR開發(fā)平臺制作的產(chǎn)品原型，均可通過ErgoVR 人因分析引擎進行實時數(shù)據(jù)通訊，便捷地導(dǎo)入實驗設(shè)計系統(tǒng)進行人機交互分析，系統(tǒng)自動計算與識別所有模型。

4. 主客觀數(shù)據(jù)的交叉分析

實驗室*支持傳統(tǒng)的可用性測試研究方法，包括問卷、量表和行為范式等主觀評價方式。同時實驗室還可以采用定量的研究方法，在可用性測試過程中采集多維度數(shù)據(jù)實現(xiàn)客觀定量化評價，彌補了傳統(tǒng)測試評價方法中缺乏實時性、主觀性強、易受社會環(huán)境影響等因素。通過主客觀數(shù)據(jù)的交叉分析，能夠獲得用戶在測試過程中更加完整的狀態(tài)和行為信息。

5. 虛擬環(huán)境下多維度數(shù)據(jù)同步采集與分析

ErgoVR人因分析引擎：使用3D引擎將虛擬場景與ErgoVR人因分析引擎相結(jié)合，通過簡單的配置即可生成帶有VR分析功能的虛擬現(xiàn)實場景應(yīng)用程序。系統(tǒng)可實時采集用戶與虛擬場景交互下的多模態(tài)數(shù)據(jù)定量化反應(yīng)，包括時空軌跡數(shù)據(jù)、眼動數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、腦電數(shù)據(jù)、腦成像、生物力學(xué)、環(huán)境、動作捕捉數(shù)據(jù)、行為編碼及交互數(shù)據(jù)等。

6. 數(shù)據(jù)導(dǎo)出與測試報告

可用性測試需要形成專業(yè)且直觀的報告，測試結(jié)果可為產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)、市場、運營等多個部門提供參考或標準。ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺支持所有原始數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)以及可視化分析報告的導(dǎo)出。

7. 多通道技沉浸感

虛擬現(xiàn)實呈現(xiàn)技術(shù)，實現(xiàn)畫面的無縫拼接和融合，呈現(xiàn)身臨其境的3D沉浸感。整個實驗室空間均為行走虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的實驗場地，被試可以不受任何限制自由行走，模擬*真實世界的行為，采集的數(shù)據(jù)更真實。

8. 多人交互式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

支持多人在同一個虛擬現(xiàn)實場景中協(xié)同完成人機交互任務(wù)，并進行本地或云端人機環(huán)境數(shù)據(jù)同步的定量評價，測試者的交互動作均細致地呈現(xiàn)在同一個虛擬世界中，即時互動感大大增強。

9. 自主研發(fā)與定制化開發(fā)

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的人機環(huán)境定量評價為科研提供客觀數(shù)據(jù)支撐。自主研發(fā)的ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺，VR同步模塊基于沉浸式三維虛擬現(xiàn)實環(huán)境，實時同步采集多元數(shù)據(jù)并進行定量評價，客觀的定量統(tǒng)計分析結(jié)果對科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)支撐。支持定制化開發(fā)。

10. 模擬駕駛與仿真虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)人機交互

系統(tǒng)支持各類型駕駛模擬系統(tǒng)與模擬仿真場景的人機交互測評，以物理模型為基礎(chǔ)，支持攝像頭、雷達、激光雷達、GPS，以及V2V/V2I車通訊等多種應(yīng)用功能的開發(fā)應(yīng)用。支持模型在環(huán)MIL，軟件在環(huán)SiL，硬件在環(huán)HiL等多種使用模式。

四、科研支持與聯(lián)合實驗

津發(fā)科技具有完備的軟硬件研發(fā)團隊，支持聯(lián)合訂制開發(fā)，可與高校、科研院所等進行產(chǎn)學(xué)研合作，實現(xiàn)理論與算法結(jié)合轉(zhuǎn)化科技成果。公司同時具備專業(yè)的科研實驗團隊，團隊人員均具有專業(yè)研究背景，搭建產(chǎn)學(xué)研合作與資源共享實驗平臺，提供實驗設(shè)計-數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)處理-統(tǒng)計分析全流程的聯(lián)合科研與實驗服務(wù)。

五、廠家介紹

北京津發(fā)科技股份有限公司是高新技術(shù)企業(yè)、科技部認定的科技型中小企業(yè)和中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)，具備自主進出口經(jīng)營權(quán)；自主研發(fā)的人因工程與工效學(xué)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)榮獲多項省部級科學(xué)技術(shù)獎勵、國家發(fā)明、國家軟件著作權(quán)和省部級新技術(shù)新產(chǎn)品（服務(wù)）認證；通過了歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際認證和國家防爆認證。

津發(fā)科技設(shè)立人因工程專業(yè)的學(xué)術(shù)科研團隊、技術(shù)團隊及研發(fā)團隊，并通過多年與科研機構(gòu)及高校的產(chǎn)學(xué)研合作，積累了人因與工效學(xué)領(lǐng)域多項核心技術(shù)，以及基于機器學(xué)習(xí)等人工智能算法的狀態(tài)識別和人機工效評價技術(shù)與研究方法等，是國內(nèi)的人因工程技術(shù)創(chuàng)新中心！津發(fā)科技的實驗室規(guī)劃建設(shè)技術(shù)團隊提供的技術(shù)支持及售后服務(wù)，從實驗室建設(shè)的規(guī)劃與布局，到設(shè)備的培訓(xùn)與指導(dǎo)，多角度的進行實驗室建設(shè)的全生命周期的服務(wù)。