第1章 武器装备人机工程概论 1
1.1人机工程的起源与发展 1
1.2武器装备人机工程发展概况 5
1.3武器装备人机工程研究目的 15
1.4武器装备人机工程研究内容 18
1.5武器装备人机工程研究方法 20
1.6人机工程在武器装备开发中的应用 23
习题与思考题 25
第2章 人的特性 26
2.1人体的构造与机能 26
2.2人体感知特性 27
2.2.1视觉特性 27
2.2.2听觉特性 36
2.2.3肤觉特性 38
2.2.4嗅觉和味觉特性 39
2.2.5本体感觉特性 40
2.2.6不同感觉的相互作用 41
2.3人的信息处理特性 43
2.3.1人的信息处理系统模型 43
2.3.2信号检测论 45
2.3.3警戒理论 49
2.3.4绝对判断 52
2.3.5人的应激 53
2.3.6人的失误 57
2.4人的运动与反应特性 64
2.4.1惯性特性 64
2.4.2关节特性 66
2.4.3运动特性 69
2.4.4施力特性 75
2.4.5反应特性 75
2.4.6加速度特性 79
2.4.7失重特性 81
习题与思考题 82
第3章 人体尺寸测量与统计 84
3.1人体尺寸测量基本知识 84
3.1.1人体测量基本术语 85
3.1.2人体尺寸测量方法 87
3.1.3人体尺寸测量仪器 88
3.2人体测量学统计函数 90
3.3人体尺寸测量数据的应用 94
3.3.1人体尺寸测量数据的应用方法 94
3.3.2人体主要参数的计算 99
3.3.3影响人体测量数据的因素 102
3.4设计用人体模板 104
3.5数字化三维人体模型 106
3.6人体尺寸测量标准简介 107
习题与思考题 110
第4章 武器装备操纵器与显示器设计 111
4.1操纵器与显示器的通用设计原则 111
4.1.1任务的适宜性 111
4.1.2自我描述性 112
4.1.3可控性 112
4.1.4与用户期望的一致性 113
4.1.5容错性 115
4.1.6适宜个性化和学习 115
4.2武器装备操纵器设计 115
4.2.1操纵器类型 115
4.2.2操纵器设计原则 116
4.2.3手持式武器装备操纵器设计原则 125
4.2.4与手持式武器装备相关的作业设计原则 131
4.2.5操纵器编码方法 132
4.3武器装备显示器设计 134
4.3.1显示器类型 134
4.3.2显示器设计原则 135
4.3.3视觉显示器设计 135
4.3.4听觉显示器设计 149
4.3.5触觉显示器设计 151
4.3.6显示器编码方法 152
习题与思考题 153
第5章 军用车辆人机工程设计 154
5.1概述 154
5.1.1军用车辆分类 154
5.1.2军用车辆基本结构 155
5.1.3军用车辆作业空间布置 157
5.2车辆乘员的视野 162
5.2.1 H点 162
5.2.2眼椭圆 163
5.2.3乘员视野 166
5.3军用车辆作业空间设计 172
5.3.1驾驶室空间设计 172
5.3.2战斗室空间设计 177
5.3.3显示器布置 177
5.3.4操纵器布置 180
5.4军用车辆安全防护措施 183
习题与思考题 186
第6章 武器装备作业空间设计 187
6.1作业空间设计要求 187
6.1.1物理方面要求 187
6.1.2社会方面要求 188
6.2作业区域及控制台设计 189
6.2.1手的作业区域 189
6.2.2脚的作业区域 191
6.2.3坐姿控制台设计 193
6.2.4立姿控制台设计 194
6.2.5开口尺寸与最小容身空间 195
6.3武器装备作业空间布置及属具设计 212
6.3.1作业空间布置原则 212
6.3.2飞机驾驶舱作业空间布置 213
6.3.3舰船舱室作业空间布置 219
6.4座椅设计 221
6.4.1坐姿对人体的影响 221
6.4.2座椅的设计原则 223
6.4.3飞行员和坦克驾驶员座椅设计 232
习题与思考题 237
第7章 环境因素对武器装备人机系统的影响 239
7.1热环境 239
7.1.1热环境对人体机能的影响 241
7.1.2减轻热环境对人体机能影响的方法 244
7.1.3热环境对武器装备的影响 245
7.2噪声环境 247
7.2.1噪声环境对人体机能的影响 247
7.2.2降低噪声的措施 250
7.2.3次声和超声的影响和防护 251
7.3振动和冲击环境 251
7.3.1振动对人和武器装备的影响 252
7.3.2冲击对人和武器装备的影响 254
7.3.3武器装备抗振动、抗冲击的主要技术措施与方法 255
7.3.4振动和冲击的防护 256
7.4光环境 257
7.4.1光的亮度与质量 257
7.4.2光环境对人的影响 259
7.4.3照明设计 260
7.5色彩环境 261
7.5.1色彩对人的心理影响 262
7.5.2武器装备色彩设计 263
7.6气体环境 265
7.6.1有害气体对人的影响及防护 266
7.6.2武器装备气体环境分析 269
7.7颗粒物环境 270
7.7.1颗粒物对人的危害及防护 271
7.7.2颗粒物对武器装备的危害及防护 274
7.8电磁环境 276
7.8.1电磁环境对人的影响及防护 277
7.8.2电磁环境对武器装备的影响及防护 282
7.9环境因素对潜艇的影响 284
7.9.1热环境对潜艇的影响 285
7.9.2噪声环境对潜艇的影响 288
7.9.3气体环境对潜艇的影响 291
7.9.4电磁环境对潜艇的影响 299
7.9.5居住和微生物环境对潜艇的影响 302
习题与思考题 304
第8章 人机系统设计 306
8.1人机系统 306
8.1.1人机系统概念 306
8.1.2人机系统分类 307
8.1.3人机系统功能 310
8.2人机系统的特性 311
8.2.1人机系统中人的特性 311
8.2.2人机系统中机的特性 314
8.2.3人与机的特性比较 318
8.3人机系统功能分配 321
8.3.1功能分配原则 321
8.3.2功能分配过程 322
8.3.3功能分配方法 325
8.4人机系统设计 330
8.4.1人机系统设计要求 330
8.4.2人机系统设计流程 330
习题与思考题 334
第9章 人机系统的评价 335
9.1人机系统评价的内容和特点 335
9.1.1人机系统评价的内容 335
9.1.2人机系统评价的特点 335
9.2检查表评价方法 337
9.3联系链评价方法 343
9.3.1联系链评价方法概述 343
9.3.2联系链评价方法应用举例 344
9.4灰色系统理论评价方法 344
9.4.1灰色系统概念 345
9.4.2灰色关联评价方法 348
9.4.3灰色聚类评价方法 351
9.5人工神经网络评价方法 359
9.5.1 RBF人工神经网络简介 359
9.5.2 RBF神经网络评价方法 361
习题与思考题 366
第10章 基于视景仿真技术的驾驶室显示设计 367
10.1视景仿真技术 367
10.1.1 GL Studio虚拟仪表开发方法 368
10.1.2 Vega Prime视景仿真开发方法 373
10.2驾驶室显示设计视景仿真 375
10.2.1基于GL Studio的仪表板仿真 375
10.2.2基于Vega Prime的场景仿真 379
习题与思考题 383
第11章 车辆人机工程人体模型开发 384
11.1虚拟人体模型的几何表达 384
11.1.1人体模型的几何建模方法 385
11.1.2面向人机工程的人体简化模型 385
11.2虚拟人体模型的运动描述 386
11.3虚拟人体模型的运动控制 390
11.3.1广义连杆变换矩阵 390
11.3.2人体模型正向运动控制的实现 393
习题与思考题 396
第12章 车辆驾驶室人机界面评价软件开发 397
12.1 UG软件及其二次开发功能简介 397
12.1.1 UG/Open API 398
12.1.2 UG/Open UIStyler 399
12.1.3 UG/Open MenuScript 400
12.2 UG/Open API开发框架的创建 401
12.3 UG开发框架中数据库的动态连接 404
12.4驾驶室人机界面评价软件的开发 406
12.4.1设置评价软件环境变量 406
12.4.2编辑评价软件菜单 407
12.4.3创建评价软件人机交互界面 408
12.4.4人体模型创建、姿势调整及评价 409
12.5驾驶室人机界面评价软件的应用 411
12.5.1驾驶员舒适性评价 411
12.5.2驾驶员可视域和可达域评价 413
习题与思考题 414
第13章 武器装备人机界面评价指标与权值 415
13.1人机界面的评价指标 415
13.1.1客观评价指标的提出 415
13.1.2主观评价指标的提出 422
13.2评价指标权值计算方法 424
13.2.1层次分析法 424
13.2.2软件用户界面评价指标权值计算 428
习题与思考题 439
第14章 主控制室人机界面综合评价软件开发 440
14.1客观评价开发环境 440
14.1.1开发模式的选择 440
14.1.2菜单与对话框设计 441
14.2主控制室人机界面评价人体模型开发 441
14.2.1面向对象方法 442
14.2.2主控制室人体模型的构造 445
14.3主观评价开发环境 446
14.3.1功能仿真界面的开发 446
14.3.2驱动关系的建立 448
14.4主控制室人机界面综合评价软件的主要功能与评价步骤 450
14.4.1主控制室人机界面综合评价软件的主要功能 450
14.4.2主控制室人机界面综合评价的主要步骤 450
习题与思考题 453
第15章 主控制室人机界面综合评价实例 454
15.1人机界面客观评价 454
15.1.1人体模型的选择 454
15.1.2人体模型的安放位置 455
15.1.3人机界面客观评价实例 455
15.2人机界面主观评价 458
15.2.1评价环境的选择 458
15.2.2评价主体的选择 458
15.2.3评价敏感度的设定 459
15.2.4人机界面主观评价实例 460
15.3主控制室人机界面的综合评价 463
15.4评价结果的分析与改进建议 463
15.4.1客观评价结果分析与改进建议 463
15.4.2主观评价结果分析与改进建议 466
习题与思考题 469
参考文献 470