工效虚拟人建模技术与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1基本概念 1

1.1.1虚拟人 1

1.1.2工效学设计 3

1.1.3工效学评价 4

1.1.4工效虚拟人 5

1.2国内外研究概况 5

1.2.1人体几何形状建模 8

1.2.2动作（运动）或行为控制 9

1.2.3人体动作的心理认知机制 10

1.2.4基于工效虚拟人的产品（系统）工效学设计分析与评估方法 11

1.2.5小结 13

1.3工效学三定律 13

1.4主要研究内容 14

1.5工效虚拟人的应用 16

参考文献 19

第2章 人体尺寸建模 21

2.1基本测量项目 21

2.1.1人体测量的定义及分类 21

2.1.2基本测试指标 22

2.2测量基准面 23

2.2.1方位述语 23

2.2.2轴和面 24

2.3基本测量方法 24

2.4测量数据的分析与建模 26

2.5人体尺寸的经验公式 29

2.5.1人体尺寸差异分析 29

2.5.2常用的人体尺寸经验公式 31

2.5.3人体尺寸相关性的新思考 33

2.6 Hanavan人体尺寸模型 37

2.6.1概述 37

2.6.2模型内涵 38

参考文献 49

第3章 人体着装仿真建模 50

3.1服装的基本功能 50

3.2人体热平衡方程 53

3.2.1人体产热量 54

3.2.2通过皮肤表面的不显汗蒸发所散失的热量 55

3.2.3汗液通过皮肤表面蒸发所散失的热量 55

3.2.4通过呼吸产生的蒸发散热量 56

3.2.5通过呼吸产生的对流散热量 57

3.2.6通过服装的干热传热量 57

3.2.7通过服装外表面的辐射热交换量 57

3.2.8通过服装外表面的对流热交换量 57

3.2.9热平衡方程式的求解 58

3.3暖体假人仿真模型 58

3.3.1设计原理 59

3.3.2结构及特点 60

3.3.3主要技术指标 60

3.3.4仿真模型的调控品质 61

3.3.5试验模式 62

3.4出汗假人仿真模型 63

3.4.1设计原理 63

3.4.2系统构成 64

3.4.3主要技术指标 65

3.4.4出汗模拟 65

3.4.5仿真模型的调控品质 66

3.4.6试验模式 67

3.5燃烧假人仿真模型 69

3.5.1人体皮肤烧伤程度及特点 69

3.5.2仿真模型设计原理 70

3.5.3构成及特点 71

3.5.4主要技术指标 71

3.5.5试验过程方法 72

参考文献 73

第4章 虚拟人的运动建模 75

4.1运动建模流程 75

4.2虚拟人运动模型 76

4.2.1几何外观模型 76

4.2.2运动、动力学模型 76

4.3运动学计算基本理论 76

4.3.1欧拉角描述 77

4.3.2欧拉变换方程 77

4.3.3刚体运动基本公式 77

4.4动力学计算基本理论 78

4.4.1广义速率、偏速度及偏角速度 79

4.4.2广义主动力和广义惯性力 80

4.4.3 Kane方程 80

4.5运动建模实例 80

4.5.1航天员模型 80

4.5.2建模实例及模型描述 83

4.5.3计算过程 84

4.5.4结果及讨论 89

4.5.5建模验证 95

参考文献 101

第5章 工效虚拟人的视觉建模 102

5.1虚拟人的视觉特性表达方法 102

5.1.1人眼的视觉特性指标 102

5.1.2数据采集方法及设备 105

5.2人体视觉特性影响的因素分析 111

5.2.1头盔面窗对人体视觉特性的影响 111

5.2.2光学环境对人眼视觉特性的影响 111

5.2.3特因环境对人视觉特性的影响 112

5.2.4失重环境对人视觉特性的影响 113

5.3基于虚拟人视觉特性的图像生成技术 114

5.3.1基于立体视觉的图像生成 114

5.3.2观察运动物体时的视觉现象 114

5.3.3基于视敏度的人眼成像研究 115

5.3.4基于人眼对比度敏感视觉特性的图像生成 115

5.4基于虚拟人视觉特性的光学照明环境建模 116

5.4.1光学照明环境特性及设备 116

5.4.2光照模型仿真技术 117

5.4.3基于虚拟人眼特性的光照环境建模 119

参考文献 120

第6章 操作疲劳建模 121

6.1疲劳定义及其产生机制 121

6.2工效虚拟人疲劳评价的特点 123

6.3 NIOSH方程 124

6.3.1术语定义 125

6.3.2提举任务限制 126

6.3.3提举方程及其参数说明 127

6.3.4提举指数 129

6.4基于力变化的疲劳模型 130

6.5蹬踏动作的力-疲劳分析 131

6.5.1试验方案 132

6.5.2数据处理与分析 134

参考文献 140

第7章 工效虚拟人应用分析 142

7.1应用研究现状 142

7.1.1人机工程仿真发展概况 142

7.1.2人体建模方法 144

7.1.3人体建模商业软件 153

7.2 Jack软件 157

7.2.1 Jack软件概述 157

7.2.2虚拟人模型 158

7.2.3工效分析功能 162

7.2.4连接外部设备的动作驱动功能 164

7.2.5二次开发功能 164

7.3基于Jack软件的人机工效分析 165

7.3.1人机工效分析评价的一般概念 165

7.3.2人体模型本土化改造 167

7.3.3几何建模 174

7.3.4基于Jack软件的人机工效分析应用实例 179

7.4特种车辆人机界面适配性虚拟分析与评价软件开发 182

7.4.1需求分析 182

7.4.2人机界面适配性综合评价模型 184

7.4.3虚拟乘员人体模型建立 185

7.4.4三维几何模型建立 186

7.4.5人机交互模型建立 187

7.4.6综合评价软件系统实现 188

7.4.7综合评价软件在新型号设计中的应用 195

参考文献 195