基于虚拟人的航天测发任务人机工效评价软件开发

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摘要在航天测发的过程中为了减少人员潜在的伤亡和金钱的花费，通过虚拟现实技术的使用，让虚拟人在其中进行各种仿真和训练。利用传感器获取的人体的空间位置和欧拉角可以进行运动的分析。本文主要对人体前臂、上臂和腕部的运动进行仿真，这些上肢的运动可以利用快速上肢评价算法进行评价，同时也要考虑到人们在现实世界的运动经验，最终利用人机工效学方法对人体舒适性进行评价。本文主要考虑在攀爬梯子过程中梯子倾角和人体姿态对于人体运动的影响，还有重物的托举中物体质量和人体上臂所举高度对于人体运动的影响。42787

关键词航天测发虚拟人快速上肢评价算法人机工效学评价

毕业论文设计说明书外文摘要

Title Development of ergonomics evaluation software for space mission based on Virtual Human

Abstract

In order to reduce the potential casualties and the cost of money in the process of space flight, through the use of virtual reality technology, the virtual human in which conduct a variety of simulation and train. Using the sensor to obtain the spatial position of the body and the Euler angles can analyze motion. This paper focuses on the forearm、upper arm and wrist motion simulation , these upper limb movements can use quickly evaluate upper extremity evaluation algorithm to evaluate, while also taking into account the experience of the movement of people in the real world. Finally using ergonomics evaluation evaluate human comfort. In this paper, the main consideration is of ladder inclination and body posture for body movement influence in the process of climbing the ladder, and the mass of the object and the height of the human arm can also influence the human motion in the process of heavy lifts.

Keywords space measurement virtual human rapid upper limb assessment ergonomics evaluation

1 引言 1

1.1 研究现状 1

1.2 研究结果和结论 1

2上肢运动分析 3

2.1 人体上肢生理结构 3

2.1.1 人体结构 3

2.1.2 人体的运动 3

2.2 人体测量学专业术语 3

2.3 人体快速上肢评估 4

2.3.1 人体上臂分析 4

2.3.2 人体前臂分析 5

2.3.3 人体手腕分析 6

2.3.4 算法表 6

3人机工效学 8

3.1 人体肌肉疲劳分析 8

3.2 运动经验分析 8

3.3 人机工效学 9

3.4 场景分析 10

4 程序实现 16

4.1 人体上肢数据处理 16

4.2 攀爬梯子和托举 18

4.3人机工效学算法实现 22

4.4结果 24

结论 27

致谢 28

参考文献 29

1 引言

航天领域是衡量一个国家工业实力的硬性指标，而其高额的花费以及对于人身安全的影响特别需要考虑。但随着计算机科学技术的发展，通过各种现实采集器如高清晰摄像头、各种热光感应器的利用，对于现实世界人体各种动作的捕捉越来越迅捷，且其捕捉精度越来越高，结合虚拟现实技术，让训练员进行模拟，既起到锻炼的作用，又减少了金钱的花费，同时对于人身安全有了切实的保障，这是行之有效的。运用人机工效学方法对训练进行分析能够实时的掌握和确定航天测发人员这段时间的训练成果，同时对其下一阶段的目标制定有着确切的掌握。

1.1 研究现状

得益于神经学、生物学、计算机科学、人机工效学的发展，这些学科的交叉应用使得对现实世界的仿真，对于现实世界各种行为模式进行规范化、高效化、完备化等，这些深深的变革了人们的认识。