人机虚拟样机解决方案
人机工程学是一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学、设计学和工程技术等多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。
人机分析的结果受人的生理和心理因素影响，分为主观评价和客观评价，主观评价通常采用体验，调查问卷的方式进行，客观评价采用仿真计算的方式出人机分析报告，进行设计校核。目前制造业已采用虚拟样机技术进行产品的研制与开发，在虚拟样机的基础上进行人机分析的评价已引起越来越多客户的重视，针对市场需求，和远推出iVPD人机虚拟样机解决方案。其整体架构如下图所示：
图1 虚拟制造人机分析应用框架
对于客观评价，目前市面上Delmia、3DExperience、Jack、Process Simulate Human等人机分析软件均内置相关评价指标，但是虚拟人姿态的调整是通过手动调节人体各关节的位置来实现的，此种方式需要的调整时间长，结果不自然。我公司推出的实时动捕技术+虚拟现实技术，可实时录制人体的姿态数据，驱动上述软件中的虚拟人，此方法调整时间短，结果自然可信。可支持第一人称和第三人称视角测试。
图2 实时动捕技术应用架构
对于主观评价，通过虚拟现实系统，为使用者提供逼真的沉浸式环境，给使用者以和虚拟样机共处一室的感觉，从而充分的调动起使用者的情绪，增强评价的严肃性。
本系统可采集人体姿态数据、实现人与虚拟样机的交互，系统内置交互编辑器，可方便的配置交互逻辑。可针对各种操作件布置方案的易用性进行评价。 通过在设计的过程中，增强人机工效方面的研究，可使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高，实现企业的可持续发展。
设备组成
动捕系统
LED动作捕捉式仿真实训通过光学动作捕捉摄像机、3D立体LED设备、交互3D眼镜和交互手柄等产品进行实训操作。实训过程中，不仅可以实现抓取移动、放大、缩小、360°全方位展示等基本功能，高度还原实际拆装场景和教学过程。
Ø 光学交互摄像头
配置光学交互摄像头，满足视频摄像/传播和动态图像捕捉等基本功能，简单易用、稳定可靠，具有良好的通用性、兼容性，内置大容量帧缓存，保证传输可靠与实时，超低延时触发电路设计，极速响应触发信号。
Ø 3D信号发射器
配置3D发射器，传输信号不再受限和干扰，眼镜和发射器一对一工作不受其他影响，眼镜和发射器同步无偏差，保证信号传输，还可通过调节适应不同3D显示设备。
Ø 三维交互手柄
配置三维交互手柄，按键功能齐全，操作反应灵敏，高精度6DOF交互手柄，定位速度快，使用流畅，为移动操作界面带来令人难以置信的沉浸感与自由度。
Ø 3D眼镜定位套件
配置带光学标记的3D眼镜，用于操作者与大屏进行实时互动，追踪操作者头部位置，实时调整3D显示画面视角，提升用户实时交互体验。
配置不带光学标记的3D眼镜，用于其他观看者，满足多人同时观看的需求，其他观看者佩戴后能够同步查看操作者的实时交互画面，适用于多人示教场景。
Ø LED大屏
Ø 应用优点：
Ø 1.显示尺幅大方便了对大尺度的研究对象进行观察
Ø 大尺幅的显示界面大大方便了我们对于大场景（如会场、战场、工厂等）的一比一还原能力，提升沉浸感，体验真实的历史事件与情景。为学院研究一些诸如景观设计、车辆工业设计等情景提供了便利的研究环境。
Ø 2.大尺幅可以提供超高分辨率的影像
Ø 高分辨率意味着可以显示更多的细节，高分辨率的影像不仅可以使画面显示更加细腻、同时也可以让观察者看到更多的内容细节。
Ø 3.方便教学，提升效率
Ø 可以实现一人操作、多人同时观看的教学效果，支持同时数十人上课，教师可以将复杂、抽象的教学内容在虚拟现实环境中呈现，学生可佩戴3D眼镜跟随教师的视角观看相应的场景，了解理论基础、生产场景、岗位实训等，增强课堂教学效果，提升课堂教学效率。
北京四维全景科技有限公司
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