基于驾驶员肌肉力仿真分析的驾驶舒适性研究

发布时间：2017-08-03 23:04

  本文关键词：基于驾驶员肌肉力仿真分析的驾驶舒适性研究

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【摘要】：随着科技的进步与汽车工业的快速发展,人们对于汽车综合性能的要求也越来越高,在以往经济、安全、稳定的基础上,汽车驾驶过程中的舒适性愈来愈受到人们的广泛关注。舒适的汽车设计能够有效减少人们在驾驶过程中的疲劳以及不适,并提高驾驶作业效率。随着生物力学的快速发展,越来越多的专家学者将生物力学应用于汽车人机工程领域。本文从生物力学角度,对汽车驾驶舒适性展开研究,通过肌肉力预测方法,分析驾驶员驾驶过程中肢体的肌肉力变化,构建基于肌肉力的驾驶舒适性评价模型。为探究驾驶员驾驶过程中的肌肉力,总结现有的肌肉力预测方法,选取最主要的两种肌肉力预测方法进行详细分析,并针对驾驶过程分别规划实验进行实例分析。通过人体上肢骨骼肌肉模型对驾驶员转向操纵过程中上肢的肌肉力进行研究。开展实车原地转向实验,采集实验者转向操纵过程中的运动学数据和动力学数据；建立人体上肢骨骼肌肉模型,对转向操纵过程进行仿真分析；计算上肢各肌肉的肌肉力,分析转向操纵过程上肢各肌肉的肌肉力变化。通过表面肌电信号对驾驶员踏板操纵过程中下肢的肌肉力进行研究。利用模拟踏板装置进行踏板操纵实验,采集实验者在踏板操纵过程中的表面肌电信号；对表面肌电信号进行时域与频域分析,提取特征指标；根据平均频率及均方根值计算肌肉力,分析踏板操纵过程中下肢主要肌肉的肌肉力变化。在肌肉力数据的基础上,构建舒适性评价指标,建立驾驶舒适性评价模型。在此基础上,分别对转向操纵过程及踏板操纵过程进行驾驶舒适性评价。课题研究结果可为人-车系统中的人性化设计提供理论依据。
【关键词】：汽车驾驶 舒适性 生物力学 肌肉力
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.4
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• abstract9-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 驾驶舒适性综述15-18
• 1.2.1 姿势舒适性16
• 1.2.2 振动舒适性16-17
• 1.2.3 操纵舒适性17-18
• 1.3 肌肉力研究综述18-19
• 1.4 研究概况19-21
• 1.4.1 论文主要研究内容20
• 1.4.2 论文的组织结构20-21
• 1.5 本章小结21-22
• 第二章 肌肉力预测方法22-28
• 2.1 基于骨骼肌肉模型的肌肉力预测22-26
• 2.1.1 人体骨骼肌肉模型22-23
• 2.1.2 肌肉力仿真分析23-25
• 2.1.3 OpenSim介绍25-26
• 2.2 基于表面肌电信号的肌肉力预测26-27
• 2.2.1 表面肌电信号26
• 2.2.2 肌肉力预测26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 基于骨骼肌肉模型的驾驶员转向操纵过程研究28-47
• 3.1 实验方案设计28-30
• 3.1.1 实验对象28-29
• 3.1.2 实验环境与设备29
• 3.1.3 实验设计与实验动作29-30
• 3.2 数据处理30-31
• 3.3 人体上肢骨骼肌肉模型31-33
• 3.4 转向操纵过程肌肉力计算33-39
• 3.4.1 顺时针转向操纵过程33-36
• 3.4.2 逆时针转向操纵过程36-39
• 3.5 转向操纵过程肌肉力分析39-46
• 3.5.1 转向操纵过程肌肉力对比分析39-41
• 3.5.2 转向操纵过程肌肉贡献率41-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 基于表面肌电信号的驾驶员踏板操纵过程研究47-56
• 4.1 实验方案设计47-49
• 4.1.1 实验对象47
• 4.1.2 实验环境与设备47
• 4.1.3 实验设计与实验动作47-49
• 4.2 踏板操纵过程中表面肌电信号分析49-52
• 4.2.1 频域分析49-50
• 4.2.2 时域分析50-52
• 4.3 踏板操纵过程肌肉力计算52-53
• 4.4 踏板操纵过程肌肉力分析53-55
• 4.4.1 踏板操纵过程肌肉力对比分析53-54
• 4.4.2 踏板操纵过程肌肉贡献率54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 基于肌肉力的驾驶舒适性评价模型56-61
• 5.1 舒适性评价模型56-57
• 5.1.1 舒适性评价指标56
• 5.1.2 舒适性评价模型56-57
• 5.2 基于肌肉力的转向操纵舒适性评价模型57-59
• 5.3 基于肌肉力的踏板操纵舒适性评价模型59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 全文工作总结61-62
• 6.2 未来工作展望62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况67

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1 Peter K，

本文编号：616698