[发明专利]一种驾驶员乘坐舒适性定量评价方法

说明书

本发明涉及一种驾驶员乘坐舒适性定量评价方法，采集状态固定的驾驶员多关节的角度后输入到驾驶员乘坐舒适性评价模型中，由驾驶员乘坐舒适性评价模型输出舒适性评分，驾驶员乘坐舒适性评价模型建立的步骤为首先量化舒适性评价并得到多关节的舒适性量化分数函数，然后基于多关节的舒适性量化分数函数得到舒适性最优的角度以确定各关节的权重系数，最后基于模糊理论根据多关节的舒适性量化分数函数及其权重系数建立驾驶员乘坐舒适性评价模型。本发明的一种驾驶员乘坐舒适性定量评价方法克服现有评价方法成本高、开发周期长且只能定性描述的缺陷，具有成本低、评价过程快捷且能够定量评价的优点。

技术领域

本发明属于驾驶室人机工程学领域，涉及一种驾驶员乘坐舒适性定量评价方法，特别涉及一种基于模糊理论采用遗传算法得到的驾驶员乘坐舒适性定量评价方法。

背景技术

近几年来随着汽车的日益普及，驾驶员的乘坐舒适性越来越被重视，乘坐舒适性是驾驶员与驾驶室良好匹配的重要内容，良好的乘坐舒适性不仅能给驾驶员带了良好驾驶体验，还可以有效缓解汽车驾驶员的疲劳，降低事故发生概率，已成为各大整车厂商和零部件厂商关注的热点之一，其中，驾驶员躯体的各个关节角度直接决定了驾驶员的坐姿，因而，驾驶员乘坐舒适性取决于驾驶员各个关节角度的舒适性。

目前驾驶员乘坐舒适性评价方法主要分为客观评价法和主观评价法两大类。客观评价法是通过测量一些与乘坐舒适性相关的物理量(振动速度、加速度等)，然后与相应的标准进行比较评价；主观评价是根据试验者的乘车感受来进行评价。在客观评价方面，Rebiffe等分析了驾驶员的乘坐过程，并通过人体生物力学模型模拟人驾驶时的姿势和位置，理论地推算出舒适的关节角度；滕俊章则在关节角度舒适性评估方法的基础上进行改进，提出了一种基于关节力矩的舒适度评估算法。在主观评价方面，刘建中和铃木近等应用心理测定法中的SD法，以车身振动、室内环境、乘员的心理及生理状况等为内容，对汽车乘坐舒适性进行了主观评价，同时，导入模糊理论中的模糊测度和模糊积分，构筑了汽车乘坐舒适性主观评价的阶层化模型。总体来说，这两种方法需要实物样机的支持，成本高，开发周期长；同时，对于涉及驾驶员乘坐舒适性方面的相关关系多为定性地描述分析，未能定量地给出所涉舒适性评价方面的相关关系。

因此，研究一种成本低、评价过程快捷且能够定量对舒适性进行评价的驾驶员乘坐舒适性评价方法极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术对驾驶员乘坐舒适性评价方法成本高、开发周期长且均为定性描述的缺陷，提供一种成本低、评价过程快捷且能够定量对舒适性进行评价的驾驶员乘坐舒适性评价方法，本发明首先引入遗传算法训练得到脚趾关节、踝关节、膝关节、臀关节、躯干关节、肩关节、肘关节、颈关节的舒适性量化分数函数，再根据各关节的舒适性量化分数函数确定各关节的最舒适角度进行全局优化匹配得到各关节的权重系数，最后基于模糊理论根据多关节的舒适性量化分数函数及权重系数建立驾驶员乘坐舒适性评价模型。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以解决：

一种驾驶员乘坐舒适性定量评价方法，采集状态固定的驾驶员多关节的角度后输入到驾驶员乘坐舒适性评价模型中，由驾驶员乘坐舒适性评价模型输出舒适性评分，所述多关节的角度包括膝关节前后及左右方向所能旋转的角度、臀关节前后及左右方向所能旋转的角度、躯干关节前后及左右方向所能旋转的角度和肩关节前后及上下方向所能旋转的角度；

所述驾驶员乘坐舒适性评价模型的建立步骤如下：

(1)量化舒适性评价并得到多关节的舒适性量化分数函数：对多关节从1开始进行顺序编号，逐关节计算舒适性量化分数函数，具体方法为：选取评测人员对不同状态的关节i(即编号为i的关节)进行舒适性量化打分，关节i的角度W_i随状态的变化而变化，运用遗传算法处理数据训练得到自变量为关节i的角度W_i、因变量为舒适性量化分数Z_i的舒适性量化分数函数f_i(W_i)；