基于Solidworks的人机工程学CAD二次开发

基于Solidworks造型平台,以VC++为二次开发工具研制了产品形态的人机工程学CAD软件。实现了人机工程学标准人体数据的查询、辅助设计人体模型的建立和人机信息的实时获取,并实现了通过人体模型对产品尺寸进行驱动设计的方法。文章介绍了该人机CAD软件模块的基本功能和结构,论述了各工具集具体功能的实现方法。     

基于H-anim的数字化人机设计研究*

为实现数字化人机工程,引入数字化人体模型来统一表达人机测量尺度、肢体动作特征和作业空间范围等人机要素,并提出基于H-anim的数字化人体建模方法,结合VRML原型节点建立了三维的,具有真实感的人体尺寸模型,利用EAI技术仿真人体动作行为。最后,以机床为对象,构建了计算机辅助人机设计系统,实现了操作空间的可见性、可及性与宜人性人机评价。     

面向人机工程学设计的参数化人体建模系统

在Unigraphics平台上利用OpenGRIP、OpenAPI和UIStyler等技术开发了用于产品人机工程学设计的参数化人体建模系统。论述了参数化人体模型的结构设计与建模方法,介绍了本建模系统基本功能和运行机制,以及开发工具、开发思路和技术路线,并对本系统在具体的人机工程学设计中的应用进行了详细介绍。     

基于尺寸建立个性化人体模型的方法

近年来,人体模型定制已成为计算机图形学领域的重要研究课题之一。文中提出一种基于少量人体尺寸生成个性化人体模型的方法——分块优化法。首先,根据MPI人体扫描模型数据库获得人体外形形变参数与尺寸参数,采用线性相关分析方法实现由若干尺寸恢复完整人体尺寸集。其次,通过参数优化的线性回归方法分析各部位三维人体外形参数与二维尺寸数据之间的关系,并根据输入尺寸对人体模型进行进一步精调。实验表明,上述方法能够生成准确反映人体外形的人体模型。     

面向座椅舒适性分析的三维人体参数化建模

应用三维坐姿人体模型可在座椅的设计阶段高效精确地进行座椅几何舒适性分析.参照二维坐姿人体模板拟定三维坐姿人体模型的结构要素,采用基于特征造型的方法构建三维人体模型.采用基于原型模型的参数化建模方法,实现对三维坐姿人体模型的参数化驱动.通过"人-椅"模型的几何匹配,自动精确提取坐姿人体模型的姿态角度,对比人体坐姿标准舒适...     

面向工业设计的人体模型参数化研究

以人体测量学理论、人体尺寸国家标准、中国人解剖学数值为依据，建立了人体尺寸数据库，开发了以C Builder为编程环境的、面向工业设计用的参数化人体模型生成系统．分析了STL文件格式，编制了该系统与UG，3DSMAX等三维造型软件的接口程序．最后，利用该系统生成的人体模型来检测由UG制作的赛车驾驶室与人体尺寸是否协调．     

飞行员数字化三维人体模型研究

根据直升机仿真系统的特点,简化飞行员人体机械模型,列出参数化飞行员人体模型有限点测量数据变量,在CATIA V5软件平台上建立了数字化人体曲面几何模型.在此基础上建立运动学模型,可以应用于直升机人机工效设计和训练模拟等方面.     

基于国标人体测量学数据的虚拟人缩放方法

具有准确人体测量学数据的虚拟人模型在虚拟制造和虚拟维修领域有重要的理论和现实意义。此外,根据某些人体测量学数据,参照典型的人体模型生成特定的虚拟人,即实现人体模型的参数化控制,对于合理地进行人机功效分析也有重要的应用价值。该文在分析我国成年人体测量学数据标准的基础上,通过研究Jack软件中人体模型表示方法和人体测量学数据之间的映射关系,提出了一种基于人体测量学数据的人体模型动态缩放方法。利用该方法在Jack软件中建立了基于国标人体测量学数据的人体模型动态缩放子系统。     

Kinect动作捕捉到Gazebo人体模型数据转换的研究与开发

人机协作中人与机器人之间没有物理防护栅,存在碰撞风险,研究通过Kinect采集人体运动,在仿真软件Gazebo中分析工作空间中人与机器人之间的关系来防止碰撞。由于Kinect人体模型与Gazebo人体模型存在差异,将Kinect采集的人体运动数据以四元数形式存储在CSV文件中,通过编制转换软件,从而能够正确驱动Gazebo中人体模型运动,为将来实现人机协作的仿真研究奠定基础。     

浅析虚拟现实技术在座椅设计人机工效分析中的应用

针对当前座椅设计时进行人机分析时存在的周期长、投入大的不足,将虚拟现实技术应用到座椅设计当中。井以JACK软件为例。对虚拟现实技术在座椅设计人机工效分析中的应用进行实例验证。结果表明：虚拟现实技术能够有效地加快座椅设计的开发进程,提高了人机分析的效率,满足了座椅设计人机研究的需求,具有较高的先进性与实用性。     

民机驾驶舱布局流程设计及应用

为减少民机驾驶舱设计迭代次数,提高设计质量和效率,提出了一种民机驾驶舱布局的设计流程。结合适航要求和人机工效分析方法,对飞行员眼位、人体尺寸、内部视界和外部视界、飞行员坐姿、座椅和脚蹬调节行程、中控台尺寸及其它关键部件位置进行了分析和研究。最后,应用提出的民机驾驶舱布局流程进行了公务机驾驶舱布局设计。结果表明,设计的民机驾驶舱布局流程能够快速实现预期设计目标,提高了设计效率,对民机驾驶舱设计具有指导意义。     

基于CATIA知识工程的车身总布置参数化人体模型

本文使用CATIA软件参数化及知识工程技术,将人体模型知识通过CATIA知识工程技术与人体模型产品融合起来,建立基于知识工程的车身总布置参数化人体模型,并给出了设计应用实例。结果表明建立的人体模型完全可以满足车身总布置设计的需要,提高了设计质量和设计效率,并在一定程度上实现了设计的智能化。     

基于虚拟模型的车辆座椅优化研究

本文以车辆座椅的靠背曲面作为研究对象，目的在于寻求一种更加适合人体背部曲面的座椅方案以提高现有车辆座椅舒适度。综合运用人机工程学、三次均匀B样条曲线能量法和机械工程的多学科优化理论，设计出符合人机工程学且曲面光顺的车辆座椅。利用MATLAB软件对曲面曲率进行有限元分析和优化，根据优化后的曲面建立车辆座椅的虚拟模型。     

服装CAD中三维人体模型的参数化研究

针对三角网格曲面表示的3D人体模型缺少语义信息，提出一种3D人体模型的参数化方法：首先通过三角面片求交的采样策略得到采样点，然后使用B样条曲线构造人体轮廓线，最后由用户交互得到3D人体模型的参数化信息，建立3D人体模型的参数化模板．这样，在参数化人体模型模板的基础上，可以根据用户所输入的特定人体参数信息，动态地调整轮廓线和重建人体模型体表曲面，快速生成逼真的3D人体模型，从而满足服装CAD中根据用户身材尺寸大小定制服装的应用需求．     

基于VRML三维人体模型的控制实现

虚拟现实技术对三维人体的建模和控制是目前人们关注的焦点,基于VRML三维人体模型的建模和控制可以大大提高人体建模的性能;在基于VRML三维人体体型的设计中,提出了人体模型的控制变化思想,并运用到实际的软件设计工作中,实现了对三维人体模型的控制变化并得到相应的新的人体模型。     

面向服装CAD的多因素驱动人体模型变形技术研究

在以人体模型为基础的3维服装CAD系统中,为了获得设计师所需形体尺寸各异的人体模型,提出了一种多因素驱动人体模型变形的方法.该方法将人体模型的变形驱动因素分为尺寸因素、姿态因素和局部体形因素3类,并相应地提出了尺寸驱动、姿态驱动及局部体形驱动的人体模型变形算法.其中尺寸驱动采用基于截面环的 算法和基于模板插值的算法,通过对人体特征尺寸进行改变来驱动人体变形;姿态驱动是通过关节变形算法来实现特定姿态的变形,并通过建立姿态库,以实现快速姿态匹配;局部体形驱动包括基于特征面尺寸和基于特征面形状的调整,以得到具有局部特征的人体.实例表明,该方法可对已有的人体进行快速变形,以获得用户所需的人体模型,从而满足了服装CAD中对人体模型的多样性需求.     

面向服装设计的人体建模及人体参数化*

利用人体曲面重构法构建人体参数化模型,并对人体参数化模型进行参数化变形。人体曲面重建分为预处理和曲面生成两个步骤。预处理包括坐标调整、特征识别,然后利用人体切片技术和曲面光顺技术得到人体曲面和人体参数化模型。对参数化人体模型施加尺寸变形和插值变形两种参数化变形手段,得到个性化人体和系列化人体,从而为服装设计提供很好的模型支撑。     

服装CAD中个性化三维人体建模

针对三维服装仿真中对各种不同体态特征的人体模型的需求,给出了一种个性化三维人体建模方法。首先对一系列具有不同特征尺寸的成年女性的人体扫描数据进行简化处理,建立具有一致拓扑的人体模型;然后根据不同人体的对应数据点及其相应的特征尺寸,生成各个简化数据点随特征尺寸变化的规律。利用此变化特性,对参考人体模型进行变形得到新尺寸下的人体模型。该方法已在所开发的三维虚拟试衣系统实现,并取得了较为理想的试验效果。     

基于VRML的手语合成系统中人体模型的运动实现

人体建模技术是实现手语合成系统的前提,采用VRML(V irtualRealityModeling Language)三维人体建模技术可以提高人体建模的性能,为手语合成系统打下良好的基础。在基于VRML三维人体模型的设计中,分析了人体模型的控制变化原理及仿射变换方法;采用线框模型实现了三维人体模型的建立,运用仿射变换方法实现人体模型的手臂控制运动。实验结果证明该方法可行有效。     

包装容器造型人机分析

对包装容器造型设计进行了人机分析及应用,分析了包装容器造型设计中的人体测量尺寸问题、握力问题、使用动作和功能以及容器材料和色彩问题。通过包装容器造型人机分析为人机工程学在包装容器造型设计中的运用提供了研究方向。