ErgoVR CAD數(shù)字樣機虛擬現(xiàn)實仿真人機工效分析研究
一、研究簡介
ErgoVR CAD數(shù)字樣機虛擬現(xiàn)實仿真人機工效分析研究是北京津發(fā)科技股份有限公司自主創(chuàng)新與配置的人機工效虛擬仿真技術(shù)，通過將數(shù)字仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)在裝備研制不同階段的定量化人因測評與驗證。自主研發(fā)的ErgoVR人因分析引擎可對接CAD模型，實現(xiàn)數(shù)字樣機在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的呈現(xiàn)與交互，并在人員與虛擬樣機交互過程中同步采集與分析多維度人機環(huán)境數(shù)據(jù)，實現(xiàn)基于主客觀數(shù)據(jù)的定量化測評。
研究用津發(fā)科技自主研發(fā)技術(shù)，具有多項發(fā)明與軟件著作權(quán)，通過了省部級新技術(shù)新產(chǎn)品認(rèn)證，歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際管理體系認(rèn)證。研究結(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(xué)習(xí)等多項前沿算法，提供了先進科學(xué)的人機工效研究方法。
二、實驗室建設(shè)方案
1.實驗室布局
實驗室包含主控和測試室，其中測試室布置有虛擬現(xiàn)實平臺與人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)采集平臺，主控室布置有人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析平臺及人工智能應(yīng)用平臺。
2.系統(tǒng)組成
（1）虛擬現(xiàn)實平臺
根據(jù)研究需求，可搭建CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實平臺、可穿戴行走虛擬現(xiàn)實平臺以及多人交互虛擬現(xiàn)實平臺。
CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實平臺
可穿戴行走虛擬現(xiàn)實平臺與多人交互虛擬現(xiàn)實平臺
（2）人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)采集平臺
采用自主研發(fā)ErgoVR人因分析引擎，直接對接CAD模型或VR模型，實現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下進行人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)的同步采集。
（3）人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析平臺
內(nèi)置數(shù)據(jù)分析模塊，可進行多維度數(shù)據(jù)的信號處理與數(shù)據(jù)分析，輸出所有原始數(shù)據(jù)、處理后數(shù)據(jù)與可視化報告。
（4）人工智能應(yīng)用平臺
基于標(biāo)準(zhǔn)的人因測試與數(shù)據(jù)采集流程，多維度數(shù)據(jù)結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法，可實現(xiàn)人員狀態(tài)的實時監(jiān)測與預(yù)警、實時人機交互控制與人機環(huán)境系統(tǒng)的自適應(yīng)等。
三、實驗室功能特點
1.直接對接CAD仿真模型
完全兼容與主流CAD軟件，如CATIA、UG/NX、Pro/E、SpaceClaim等，既可在仿真環(huán)境中直接進行人機工效測評，還可將數(shù)字樣機在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中呈現(xiàn)，并同步采集與分析人-機-環(huán)境主客觀多維度數(shù)據(jù)，進行定量化人因測評。
2.光學(xué)仿真及視覺工效學(xué)評估
提供材質(zhì)屬性數(shù)據(jù)庫、照明燈具與光源數(shù)據(jù)庫、天空光環(huán)境數(shù)據(jù)庫、材質(zhì)數(shù)據(jù)采集儀等，實現(xiàn)專業(yè)的光學(xué)仿真及基于人眼生理模型的視覺工效學(xué)評估，提供基于CIE 145:2002標(biāo)準(zhǔn)的可視性與可讀性分析。
3.基于虛擬樣機的定量化人因測評
通過基于自主技術(shù)研發(fā)的ErgoVR人因分析引擎，直接對接VR原型。在人員與虛擬樣機交互過程中，同步采集個體主觀評價、眼動、人機交互、生理、腦電、腦成像、行為、動作姿態(tài)以及VR原型、物理環(huán)境等多維度數(shù)據(jù)，并通過專業(yè)的數(shù)據(jù)分析模塊進行處理與統(tǒng)計，形成針對不同維度的定量化人因測評報告。
4.多人交互虛擬現(xiàn)實測試
基于ErgoLAB云架構(gòu)技術(shù)，實現(xiàn)多人在同一虛擬場景下的協(xié)同任務(wù)，并在任務(wù)過程中進行多人數(shù)據(jù)的同步采集。測試項目和數(shù)據(jù)可通過局域網(wǎng)共享，實現(xiàn)異地的聯(lián)合測試與數(shù)據(jù)分析。
四、科研支持與聯(lián)合實驗
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)與方法與航空航天人因研究相結(jié)合，助推領(lǐng)域成果產(chǎn)出與落實；結(jié)合產(chǎn)學(xué)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。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科技型中小企業(yè)，具備自主進出口經(jīng)營權(quán)；自主研發(fā)的因工程與工效學(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、發(fā)明、軟件著作權(quán)和省部級新技術(shù)新產(chǎn)品（服務(wù)）；通過了歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際和防爆。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)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(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)。
