汽车人机工程虚拟仿真
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• 对人从事某种工作的特定活动行为进行分析
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建立目标群体人体数据 建立用于分析的人体模型 设置人体模型的属性
7.2 人体模型的建立
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7.2.1 建立目标群体人体数据
• 在缺省情况下，CATIA人机工程模块中包含美国、 加拿大、法国、日本和韩国的人体数据
• 如果产品面向的目标群体是其他的国家和地区， 并且目标群体与上述国家的人体数据有明显差别 ，则应该根据目标群体的人体数据建立人体数据 文件，并将其加入到CATIA系统中
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7.2.1 建立目标群体人体数据
• 创建一个新人体数据文件（扩展名为 第一步 “.sws”），如：Chinese.sws • 在人体数据文件中输入目标群体人体数据特 第二步 征 • 将所建立的人体数据文件添加至CATIA中
第三步
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7.2.1 建立目标群体人体数据
• 数据格式
– 每 一 个 人 群 数 据 文 件 最 多 包 含 “ MEAN_STDEV M”、 “MEAN_STDEV F”、“CORR M”、“CORR F”四个字段，字段 后面为数据，其格式为：
<人体尺度变量> <均值> <标准差>
<人体尺度变量1> <人体尺度变量2> <相关系数>
– 数据文件格式示例（表中人体尺寸数据的单位是cm）：
MEAN_STDEV M us100 MEAN_STDEV F us100 CORR M us2 CORR F us2 END 177.0 165.0 us125 us125 6.1 5.9 0.772 0.773
• 当分析内容和目的明确的条件下，从中能够进一 步选出用于分析的人体模型，以减少分析工作量 • 例：分析轿车前方视野和头部空间
人体模型 分析内容 性别 上视野 前方视野 下视野 头部空间 女 男 5th百分位 95th百分位 矮 高
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身高等级 95th百分位
坐高 高
男
7.2.3 设置人体模型的属性
21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才 培养规划教材《汽车人机工程学》配套课件
第七章 汽车人机工程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ拟仿真
课件制作：任金东 2010年9月
目录
7.1 CATIA人机工程模块简介 7.2 人体模型的建立 7.3汽车人机工程虚拟仿真
7.1 CATIA人机工程模块简介
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CATIA V5
• CATIA （ Computer Aided Tri-dimensional Interface Application）是法国Dassault System公司开发的世界 主流的产品CAX/PDM/PLM一体化软件系统 • 其集成解决方案覆盖几乎所有的产品设计与制造领 域 • CATIA V5版本是IBM和Dassault System在为数字化企 业服务过程中不断探索的结晶，对产品概念设计、 详细设计、工程分析、工艺和制造、以及产品整个 生命周期中的使用和维护提供了一整套解决方案
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CATIA人机工程模块
• CATIA V5中的人机工程模块是商业人机工程软件 Safework的简化版本
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CATIA人机工程模块
• 根据一般应用要求，分成了4个部分：
– 人体建模（Human Builder）
• 在虚拟环境中建立和管理数字人体模型，并对产品进行简单的 人机工程分析
– 人体模型尺度编辑（Human Measurements Editor）
• 为了应用方便，以及功能上的需要，通常要设置 人体模型的属性 • 在CATIA图形界面内，鼠标右键单击产品树上的某 个人体模型，弹出右键菜单；选择“属性”菜单 项，弹出“属性”对话框
• 该对话框中的人体模型属性包括名称、外观颜色 、显示、视野、人体测量学、基准点、IK特性、关 节角度极限、首选关节角度、绑定等
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7.2.2 建立用于分析的人体模型
• 典型情况下
– RAMSIS将每种性别的人分为5th、50th和95th百分位三种 身高（甚至是五种） – 将坐高（躯干长度）分为高、中等、矮三种 – 将腰围分为大、中、小三种 – 单一性别的群体总共生成27个（或45个）人体模型
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7.2.2 建立用于分析的人体模型
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7.2.3 设置人体模型的属性
属性项
显示 渲染选项 视野显示 其它选项 视野类型 视野极限 视野距离 人群 性别 身高百分位 体重百分位 视线和头部 脊椎 骨盆 优化 注视 平衡
视野
人体测量 学
内容和选项 杆状肢体段、椭圆断面线、曲面、分辨率 视线、视野、视锥 显示重心、显示基准点 双眼、左右单眼总视野、左单眼、右单眼、立体 水平双眼、水平左右单眼总视野、垂直上极限、垂 直下极限、视锥 焦距 美国、加拿大、法国、日本、韩国 男、女
IK特性
保持视线方向 胸椎、腰椎 水平移动、垂直移动、横向转动、纵向转动 姿势得分、RULA得分 手 骨盆运动
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人体模型的定位 姿势评估 其它分析
4.汽车人机工程虚拟仿真
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7.3.1 人体模型的定位
• 人体模型的位置和姿势是影响工效分析结果的重 要因素
– 一方面，位置和姿势要根据设计参数来定位，并与设计 要求和意图相符，不合适的人体位置和姿势描述的作业 空间却与设计意图不符 – 另一方面，姿势的差异导致分析结果可能大相径庭，不 准确的姿势会使视野、操作力等分析结果和优化方向偏 离正确的方向 – 此外，姿势还必须与真人的姿势和习惯接近
• 通过对人体测量学参数进行编辑，使人体模型的尺度（群体、 性别、人体尺寸、质量）符合用户使用要求
– 人体姿势分析（Human Posture Analysis）
• 对关节自由度范围和当前姿势进行编辑，设置首选角度及其得 分，并对姿势进行分析和优化
– 人体活动分析（Human Activity Analysis）
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7.2.1 建立目标群体人体数据
• 当人体数据文件已经建立之后，在CATIA主菜单中选择“工具”→“选 项”菜单，弹出选项对话框。单击“Safework\Human Measurements Editor”选项，出现“Anthropometry”属性页
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7.2.2 建立用于分析的人体模型
• 进行产品的人机工程分析，建立合适的人体模型 至关重要 • 考虑一般应用情况，通常将群体分为男子和女子 两部分；对于每种性别，则根据身高的百分位、 坐高和腰围划分为不同的类型；据此建立一组用 于分析的人体模型
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建立目标群体人体数据 建立用于分析的人体模型 设置人体模型的属性
7.2 人体模型的建立
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7.2.1 建立目标群体人体数据
• 在缺省情况下，CATIA人机工程模块中包含美国、 加拿大、法国、日本和韩国的人体数据
• 如果产品面向的目标群体是其他的国家和地区， 并且目标群体与上述国家的人体数据有明显差别 ，则应该根据目标群体的人体数据建立人体数据 文件，并将其加入到CATIA系统中
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7.2.1 建立目标群体人体数据
• 创建一个新人体数据文件（扩展名为 第一步 “.sws”），如：Chinese.sws • 在人体数据文件中输入目标群体人体数据特 第二步 征 • 将所建立的人体数据文件添加至CATIA中
第三步
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7.2.1 建立目标群体人体数据
• 数据格式
– 每 一 个 人 群 数 据 文 件 最 多 包 含 “ MEAN_STDEV M”、 “MEAN_STDEV F”、“CORR M”、“CORR F”四个字段，字段 后面为数据，其格式为：
<人体尺度变量> <均值> <标准差>
<人体尺度变量1> <人体尺度变量2> <相关系数>
– 数据文件格式示例（表中人体尺寸数据的单位是cm）：
MEAN_STDEV M us100 MEAN_STDEV F us100 CORR M us2 CORR F us2 END 177.0 165.0 us125 us125 6.1 5.9 0.772 0.773
• 当分析内容和目的明确的条件下，从中能够进一 步选出用于分析的人体模型，以减少分析工作量 • 例：分析轿车前方视野和头部空间
人体模型 分析内容 性别 上视野 前方视野 下视野 头部空间 女 男 5th百分位 95th百分位 矮 高
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身高等级 95th百分位
坐高 高
男
7.2.3 设置人体模型的属性
21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才 培养规划教材《汽车人机工程学》配套课件
第七章 汽车人机工程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ拟仿真
课件制作：任金东 2010年9月
目录
7.1 CATIA人机工程模块简介 7.2 人体模型的建立 7.3汽车人机工程虚拟仿真
7.1 CATIA人机工程模块简介
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CATIA V5
• CATIA （ Computer Aided Tri-dimensional Interface Application）是法国Dassault System公司开发的世界 主流的产品CAX/PDM/PLM一体化软件系统 • 其集成解决方案覆盖几乎所有的产品设计与制造领 域 • CATIA V5版本是IBM和Dassault System在为数字化企 业服务过程中不断探索的结晶，对产品概念设计、 详细设计、工程分析、工艺和制造、以及产品整个 生命周期中的使用和维护提供了一整套解决方案
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CATIA人机工程模块
• CATIA V5中的人机工程模块是商业人机工程软件 Safework的简化版本
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CATIA人机工程模块
• 根据一般应用要求，分成了4个部分：
– 人体建模（Human Builder）
• 在虚拟环境中建立和管理数字人体模型，并对产品进行简单的 人机工程分析
– 人体模型尺度编辑（Human Measurements Editor）
• 为了应用方便，以及功能上的需要，通常要设置 人体模型的属性 • 在CATIA图形界面内，鼠标右键单击产品树上的某 个人体模型，弹出右键菜单；选择“属性”菜单 项，弹出“属性”对话框
• 该对话框中的人体模型属性包括名称、外观颜色 、显示、视野、人体测量学、基准点、IK特性、关 节角度极限、首选关节角度、绑定等
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7.2.2 建立用于分析的人体模型
• 典型情况下
– RAMSIS将每种性别的人分为5th、50th和95th百分位三种 身高（甚至是五种） – 将坐高（躯干长度）分为高、中等、矮三种 – 将腰围分为大、中、小三种 – 单一性别的群体总共生成27个（或45个）人体模型
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7.2.2 建立用于分析的人体模型
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7.2.3 设置人体模型的属性
属性项
显示 渲染选项 视野显示 其它选项 视野类型 视野极限 视野距离 人群 性别 身高百分位 体重百分位 视线和头部 脊椎 骨盆 优化 注视 平衡
视野
人体测量 学
内容和选项 杆状肢体段、椭圆断面线、曲面、分辨率 视线、视野、视锥 显示重心、显示基准点 双眼、左右单眼总视野、左单眼、右单眼、立体 水平双眼、水平左右单眼总视野、垂直上极限、垂 直下极限、视锥 焦距 美国、加拿大、法国、日本、韩国 男、女
IK特性
保持视线方向 胸椎、腰椎 水平移动、垂直移动、横向转动、纵向转动 姿势得分、RULA得分 手 骨盆运动
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人体模型的定位 姿势评估 其它分析
4.汽车人机工程虚拟仿真
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7.3.1 人体模型的定位
• 人体模型的位置和姿势是影响工效分析结果的重 要因素
– 一方面，位置和姿势要根据设计参数来定位，并与设计 要求和意图相符，不合适的人体位置和姿势描述的作业 空间却与设计意图不符 – 另一方面，姿势的差异导致分析结果可能大相径庭，不 准确的姿势会使视野、操作力等分析结果和优化方向偏 离正确的方向 – 此外，姿势还必须与真人的姿势和习惯接近
• 通过对人体测量学参数进行编辑，使人体模型的尺度（群体、 性别、人体尺寸、质量）符合用户使用要求
– 人体姿势分析（Human Posture Analysis）
• 对关节自由度范围和当前姿势进行编辑，设置首选角度及其得 分，并对姿势进行分析和优化
– 人体活动分析（Human Activity Analysis）
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7.2.1 建立目标群体人体数据
• 当人体数据文件已经建立之后，在CATIA主菜单中选择“工具”→“选 项”菜单，弹出选项对话框。单击“Safework\Human Measurements Editor”选项，出现“Anthropometry”属性页
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7.2.2 建立用于分析的人体模型
• 进行产品的人机工程分析，建立合适的人体模型 至关重要 • 考虑一般应用情况，通常将群体分为男子和女子 两部分；对于每种性别，则根据身高的百分位、 坐高和腰围划分为不同的类型；据此建立一组用 于分析的人体模型