(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210961289.8 (22)申请日 2022.08.10 (71)申请人 中国舰船研究设计中心 地址 430064 湖北省武汉市武昌区张之洞 路268号 (72)发明人 余子斌　许治梭　夏伟　闫国强　 刘义军　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 胡建平　张宇 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于人因工程的水下载人航行器指挥 舱虚拟评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于人因工程的水下载 人航行器指挥 舱虚拟评估 方法， 属于船舶总体设 计领域， 包括： 根据首轮指挥舱设计图纸， 建立初 步的指挥 舱三维数字模型； 通过分析舱室设计标 准， 设计裁剪出指挥舱人机环境评估准则； 建立 艇员人体模型， 在三维数字环境中， 通过定量测 量， 并按指挥 舱人机环境评估准则进行各项指标 内容的评估， 从而找出人因不符合项， 指明修改 方向； 将指挥舱三维数字模型导入DELMIA环境， 根据指挥 舱人员典型作业任务编辑作业动作， 按 照人机环 境评估准则评估是否满足设计要求。 可 以在方案设计之初对水下载人航行器指挥舱数 字模型开展人因工程评估， 及早发现设计问题， 避免后期进行牵连工程过大的改动。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115392004 A 2022.11.25 CN 115392004 A 1.一种基于人因工程的水 下载人航行器指挥舱虚拟评估方法， 其特 征在于， 包括： (1)根据首轮指挥舱设计图纸， 建立初步的指挥舱 三维数字模型； (2)通过分析舱室设计标准， 设计裁剪出指挥舱人机环境评估准则， 指导指挥舱的人机 环境设计和优化； (3)按照指挥舱人机环境评估准则， 基于指挥舱三维数字模型， 根据用户数据， 建立艇 员人体模 型， 在三维数字环境中， 通过定量测量， 并按指挥 舱人机环境评估准则进 行各项指 标内容的评估， 从而找出 人因不符合项， 指明修改方向； (4)将指挥舱三维数字模型导入DELMIA环境， 根据指挥舱人员典型作业任务编辑作业 动作， 按照人机环境评估准则评估是否满足设计要求。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述指挥舱人机环境评估准则的内容包 括： 空间布置、 空间高度、 显示设计、 台面布置、 舱门设计合理性、 控制台、 座椅 设计及工作环 境。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 步骤(3)中， 按指挥舱人机环境评估准 则进行各项指标内容的评估， 包括： 模拟人体模型在指挥舱中的视域及信息可视性， 以进行视域评估； 按指挥舱人机环境评估准则对指挥舱主通道通达性进行评估、 指挥舱内维修空间进行 评估、 布置 于指挥舱的显控台进行评估、 门评估及座椅评估。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 模拟人体模型在指挥舱中的视域及信 息可 视性， 以进行视域评估， 包括： 人眼看向职责相关最边缘显示屏幕边缘的最佳视野与人体正中间的夹角不大于55度， 人眼看向屏幕上方边缘的最佳垂 直观察视野与视平线夹角应小于65度， 根据评判人体模型 身高、 距离对字符可读性进行评估。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 步骤(4)包括： 采用DELMIA提供Human  Task Simulation工具仿真控制室艇员人体模型 的作业， 模拟 人体模型在指挥舱指挥控制作业过程中视域的变化及信息可视性， 以进行视域评估； 模拟 多个人体模型按照设定的指挥控制作业过程中， 在指挥舱内的通行是否满足无碰撞要求， 以进行通达性评估； 模拟各作业过程中， 操作人员对所负责操控区域操控面板及机械 设备、 表盘的可触及性， 以进 行操控区域可触及性评估， 并评估操纵过程中的人体舒适度； 模拟制 定故障工况下人体模型从预设起点区域行进到指定维修区域的可通达性及维修操作的可 行性， 以进行维修空间动态仿真评估。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115392004 A 2一种基于人因工 程的水下 载人航行器指挥舱虚拟评估方 法 技术领域 [0001]本发明属于船舶总体设计领域， 适用于船舶行业， 更具体地， 涉及一种结合三维数 字模型与人因工程理论进行 水下载人航行器指挥舱的定量虚拟评估方法。 背景技术 [0002]水下载人航行器指挥舱是航行器最重要的活动场所。 受排水量限制， 指挥舱区域 通常比较狭小， 却需要 大量人员与显控设备共同完成指挥控制任务， 人员走动与交流频繁。 区分于空间比较大 的舱室设计场合， 用户对水下载人航行器指挥舱通道的设置、 台位的布 置合理与否非常敏感， 体验效果区分巨大， 且在过往传统的设计过程中， 通常通过在方案评 审阶段邀请用户方对方案进行理解并提出建议， 此时尚无具体的指挥舱室原型为用户提供 切身体验， 用户量化感官理解不够， 很难提出具体深入的指挥舱设计缺点与建议。 通常， 用 户能够接触到实际指挥舱是在施工设计完成阶段， 此时通过邀请用户进行体验， 并提出体 验意见进行修改， 但指挥舱通道结构、 主要管路、 线缆及设备在此阶段均已施工完成， 可以 改进的空间很小， 有时只能在下一个型号中进行设计优化， 因而有时难以全面落实用户需 求。 从上述描述中可以看出， 指挥舱室完工完整性越高， 用户越能获取定量化的直观感受， 从而提出 的意见建议越具体， 与此同时， 指挥舱室完成程度越高， 可修改的余地越小， 越难 以满足大的用户颠 覆性修改建议。 发明内容 [0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提出了一种基于人因工程的水下载 人航行器指挥舱虚拟评估方法， 可以在方案设计之初对水下载人航行器指挥舱数字模型开 展人因工程评估， 及早发现设计问题， 避免后期进行牵连工程过 大的改动。 [0004]为实现上述目的， 本发明提供了一种基于人因工程的水下载人航行器指挥舱虚拟 评估方法， 包括： [0005](1)根据首轮指挥舱设计图纸， 建立初步的指挥舱 三维数字模型； [0006](2)通过分析舱室设计标准， 设计裁剪出指挥舱人机环境评估准则， 指 导指挥舱的 人机环境设计和优化； [0007](3)按照指挥舱人机环境评估准则， 基于指挥舱三维数字模型， 根据用户数据， 建 立艇员人体模型， 在三 维数字环境中， 通过定量测量， 并按指挥舱人机环境评估准则进行各 项指标内容的评估， 从而找出 人因不符合项， 指明修改方向； [0008](4)将指挥舱三维数字模型导入DELMIA环境， 根据指挥舱人员典型作业任务编辑 作业动作， 按照人机环境评估准则评估是否满足设计要求。 [0009]在一些可选的实施方案中， 所述指挥舱人机环境评估准则的内容包括： 空间布置、 空间高度、 显示设计、 台面布置、 舱门设计合理性、 控制台、 座椅设计及工作环境。 [0010]在一些可选的实施方案中， 步骤(3)中， 按指挥舱人机环境评估准则进行各项指标 内容的评估， 包括：说　明　书 1/5 页 3 CN 115392004 A 3