ErgoLAB單兵裝備系統(tǒng)人機工效試驗研究方案

ErgoLAB單兵裝備系統(tǒng)人機工效試驗研究方案是北京津發(fā)科技股份有限公司基于“人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程"與人因工程理論，自主創(chuàng)新與配置的科學人機工效測試方案，適用于裝備研制和開發(fā)全生命周期，能夠?qū)⑷艘蚬こ痰姆椒ㄈ谌朐谘b備設(shè)計與生產(chǎn)的各個階段，實現(xiàn)“以人為中心"的裝備設(shè)計測評與優(yōu)化。實驗室結(jié)合虛擬仿真、數(shù)字建模、動作捕捉、生理測量、主觀測評、行為觀察、眼動追蹤等技術(shù)，可實現(xiàn)基于任意物理裝備的科學定量化人機工效測試。方案以ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺為核心，是津發(fā)科技*自主研發(fā)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。方案結(jié)合了ErgoLAB同步技術(shù)、云架構(gòu)技術(shù)、藍牙傳輸技術(shù)、生物測量技術(shù)、虛擬現(xiàn)實與仿真技術(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、機器學習等多項前沿算法，提供了先進科學的可用性測試研究與數(shù)據(jù)分析方法。

1.實驗室布局

ErgoLAB單兵裝備系統(tǒng)人機工效試驗研究方案分為主控室和若干間測試室。其中主控室布置有ErgoLAB人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能應(yīng)用平臺；測試室根據(jù)研究需求分為標準實驗測試室、虛擬現(xiàn)實測試室、物理模擬測試室等，并布置有ErgoLAB人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集平臺。

2.系統(tǒng)組成

ErgoLAB單兵裝備系統(tǒng)人機工效試驗研究方案由ErgoSIM裝備數(shù)字仿真平臺、ErgoVR虛擬現(xiàn)實平臺、ErgoLAB人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集平臺、ErgLAB人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)綜合分析與人工智能應(yīng)用平臺組成。ErgoSIM裝備數(shù)字仿真平臺可在裝備設(shè)計的早期階段，通過數(shù)字建模、虛擬仿真技術(shù)等，對裝備實現(xiàn)人機工效測評，如可視性、可達性、舒適性等。研究人員可根據(jù)中國人體尺寸數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建虛擬人，虛擬人在虛擬仿真環(huán)境中與數(shù)字樣機進行人機交互，在人機交互過程中采集人的動作與行為數(shù)據(jù)并進行人機工效分析；在此基礎(chǔ)上，還可采用沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)及虛擬交互設(shè)備，如動作捕捉系統(tǒng)、手套等，為人機工效分析及驗證提供了沉浸式的虛擬應(yīng)用環(huán)境。

ErgoVR虛擬現(xiàn)實平臺能夠?qū)?shù)字裝備在虛擬環(huán)境中呈現(xiàn)，實現(xiàn)真實人員與虛擬裝備交互過程中同步采集多維度人因數(shù)據(jù)，實現(xiàn)定量化的虛擬裝備人機工效測評。平臺可根據(jù)研究需求搭建CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、可穿戴行走虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、多人交互虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)等，并通過津發(fā)科技自主研發(fā)的ErgoVR人因分析引擎，直接對接數(shù)字裝備VR原型，實現(xiàn)基于三維虛擬現(xiàn)實裝備原型的研究。

ErgoLAB人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集平臺能夠在人員與裝備交互過程中實時同步采集主客觀多維度數(shù)據(jù)，包括動作捕捉、行為視頻、眼動追蹤、生理測量、主觀評價等。

ErgLAB人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)綜合分析與人工智能應(yīng)用平臺能夠?qū)Σ杉降亩嗑S度數(shù)據(jù)進行專業(yè)的信號處理與統(tǒng)計分析，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一鍵式批量化處理，并輸出相應(yīng)數(shù)據(jù)指標與可視化分析報告；還可結(jié)合數(shù)據(jù)采集和分析平臺的測試流程、多維度數(shù)據(jù)源以及所提取的特征值，可對機器學習模型進行訓練，完成包括人員狀態(tài)識別與預(yù)警、智能交互方式開發(fā)、人機環(huán)境系統(tǒng)自適應(yīng)等應(yīng)用的開發(fā)。

1.覆蓋裝備研制全流程的人機工效測評

在裝備的數(shù)字樣機、虛擬樣機、物理樣機等不同研制階段，結(jié)合虛擬仿真、VR原型測評、多維度人機環(huán)境數(shù)據(jù)同步等技術(shù)，實現(xiàn)科學定量的人機工效測評，降低研發(fā)成本、縮短評估周期。

2.基于數(shù)據(jù)庫與生理測量的仿真人因分析

可基于中國標準人體尺寸數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)裝備的虛擬仿真人因評估；同時還可結(jié)合動作捕捉、生理測量等設(shè)備，采用真實人體動作與生理數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，進行仿真或虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的人機工效測試。

3.基于虛擬現(xiàn)實的裝備定量化人因測評

結(jié)合自主研發(fā)的ErgoVR人因分析引擎，可直接對接VR原型并采集人員與虛擬裝備交互過程中的多維度數(shù)據(jù)，突破了傳統(tǒng)的純仿真或者單純的虛擬場景交互體驗的弊端，真正實現(xiàn)了基于虛擬裝備的定量化人機工效測評。

4.多維度人機環(huán)境數(shù)據(jù)同步采集與分析

實驗室可基于ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺，實現(xiàn)在實驗室、虛擬現(xiàn)實、真實現(xiàn)場等多種環(huán)境下，多維度人、機、環(huán)境數(shù)據(jù)的實時同步采集與數(shù)據(jù)可視化；平臺提供專業(yè)的信號處理與數(shù)據(jù)分析功能，研究人員能夠分析人員與裝備交互過程中的疲勞度、舒適性、注意力分布等情況，一方面可為物理裝備測評提供依據(jù)，另一方面還可進一步建立完整的裝備評價指標體系。

依托實驗室建設(shè)，津發(fā)科技可提供科研支持與聯(lián)合實驗服務(wù)，旨在將新的技術(shù)與方法與可用性測試研究相結(jié)合，助推領(lǐng)域成果產(chǎn)出與落實；結(jié)合產(chǎn)學研合作模式，促進行業(yè)、領(lǐng)域、專業(yè)更多的新技術(shù)新產(chǎn)品孵化。在人機交互與可用性測試領(lǐng)域，津發(fā)科技曾合作過全國多所高校和企業(yè)用戶進行科研支持或聯(lián)合實驗，發(fā)表中英文論文數(shù)十余篇。

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相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)榮獲多項省部級科學技術(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)學研合作，積累了人因與工效學領(lǐng)域多項核心技術(shù)，以及基于機器學習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)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)備的培訓與指導，多角度的進行實驗室建設(shè)的全生命周期的服務(wù)。