ErgoSIM人機共駕智能駕駛模擬器系統

一、實驗室簡介

ErgoSIM人機共駕智能駕駛模擬器系統是北京津發科技股份有限公司基于“人-機-環境”和“人-信息-物理”系統理論，自主創新與配置的針對交通安全領域的智能交通研究的一種方法。

ErgoSIM人機共駕智能駕駛模擬器以ErgoLAB人車路環境測試云平臺為核心，通過實時同步采集多維度人、車、路、環境數據，分析不同環境與任務下人員的狀態，進而對智能系統進行評價優化。

二、實驗室構成

ErgoLAB人機共駕智能模擬實驗室由包含主控觀察室(Control Room)和若干間 駕駛模擬測試室(Simulation Testing Room)或者虛擬現實實驗室（VR/Simulation LAB）分別布置如下三大實驗平臺：1、交通場景編輯與自動駕駛仿真平臺主要布置在主控觀察室、2、基于駕駛模擬器的 多模態數據同步采集平臺分別布置在實驗測試室、3、多模態數據分析與人工智能應用平臺主要布置在主控觀察室。

1、人機共駕智能模擬實驗室(交通安全與駕駛行為研究方向、智能座艙HMI人機交互評估、自動駕駛仿真驗證評估、ADAS/AD算法仿真驗證、DMS測試)

2、車輛人機工程虛擬仿真實驗室（車輛人機工程設計與仿真、基礎人機工程研究：人體測量學與生物力學測試、HMI智能人機交互模擬測試、ADAS HUD人機界面工效測試）

3、駕駛行為試驗車（自然駕駛行為研究、自動駕駛測試驗證、、DMS測試）

ErgoSIM人機共駕智能駕駛模擬器系統由ErgoLAB人車路環境測試云平臺、ErgoLAB人車路環境綜合數據分析平臺、交通場景模擬與自動駕駛駕駛仿真驗證平臺、模擬仿真駕駛環境系統構成。

3交通場景模擬與自動駕駛駕駛仿真驗證平臺

Ansys VRX是一個全面的交通場景仿真軟件套件，包含實時車輛模型開發、實時動畫軟件開發、虛擬駕駛環境開發以及完備的解決方案。系統提供構建超逼真虛擬世界所需的所有工具和模型：交通場景模型、傳感器模型、駕駛員模型、TA 自動化測試、TADAS控制算法仿真集成、車輛模型、場景DEMO，以及完整的光環境模擬數據庫。

4模擬仿真駕駛環境系統

實車駕駛模擬座艙：具有真實的汽車駕駛室與主動力反饋系統以及操作控制，可支持6自由度平臺。

沉浸式仿真駕駛場景：以視景仿真實現”沉浸感、交互性“虛擬環境的構建，可實現180°-360°的視景輸出。真實的駕駛操縱感受：采用多自由度汽車行駛動力學模型，精確解算每一時刻車輛的運動姿態。

采用仿真數據庫驅動模擬環境，搭建環境模擬艙，進行聲、光、振動、微氣候等物理環境模擬，并同步采集與分析模擬環境下的多維度人機環境數據。

1ErgoLAB人車路環境測試云平臺

ErgoLAB人車路環境測試云平臺能同步采集人、車、路、環境的數據。駕駛員的視覺信息數據、駕駛員生理變化數據、駕駛員腦活動數據，腦電與近紅外、駕駛員行為績效數據、駕駛員動作捕捉數據、駕駛員狀態數據、道路環境數據、車輛數據、時空數據、生物力學數據等。

2ErgoLAB人車路環境綜合數據分析平臺

ErgoLAB人車路環境綜合數據分析平臺能對人、車、路、環境的數據進行定量化的分析。

1、行為分析系統

系統實現行為的自動編碼與手動編碼，數據統計包括基礎數據統計(發生時間、頻次等)、行為交互分析(兩種或多種行為同時發生的時間、次數、概率等)、行為順序效應分析(行為之間的多層次數據統計)，所有行為編碼數據均可進入時空分析。

2、動作捕捉分析系統

系統通過3D 數字虛擬人，監測各關節位置的Flexion/Extension彎曲/伸展、Abduction/Adduc- tion外展/內收、Rotation旋轉、AngularVelocity角速度等，實現對個體動作和姿勢的實時視覺反饋，并對風險姿勢動作自動進行預警。

3、時空行為分析

可得駕駛過程中可視化人跡地圖與時空熱力圖，可以直接呈現數據、表達現狀、預測趨勢。

4、車輛數據分析

車輛基礎數據分析，包括行駛軌跡、航向角、橫擺角速度、瞬時轉向半徑、道路坡度以及質心側偏角約束、摩擦圓約束等行駛穩定性分析。高級分析功能，綜合計算多種數據源進行汽車基本性能的測試分析、汽車穩定性測試分析、加速度測試分析以及方向盤、腳踏板等測試。

5、面部表情分析

實時自動編碼面部表情狀態，包括高興、悲傷、厭惡、恐懼等，監測頭部位置坐標，精確計算情感效價以及多種微表情數據，結合人工智能與機器學習算法， 進一步實現對操作人員的分心、疲勞、應激等狀態的自動識別以及特定條件下的預警反饋。

6、生理信后分析

生理分析系統包括HRV心率變異性分析軟件、EDA皮電分析軟件、RESP呼吸分析軟件、SKT皮溫分析軟件、EMG肌電分析軟件以及General一般性分析（環境數據、眼電數據等）軟件，并進行時域分析、頻域分析、非線性分析、可視化報告以及信號的特殊處理與統計分析。

7、眼動分析系統

系統包括眼動處理、眼動狀態分析（ 注視、掃視、眨眼等）、可視化分析（熱點圖、軌跡圖、3D圖等）、AOI數據統計、注視AOI的序列性可視化分析以及VR-Plugin虛擬場景的眼動交互數據統計。

8、腦電分析系統

腦電分析系統可實時監測個體的腦區熱圖，以及精確的信號處理與統計分析，包括時域數據（平均幅值、最大/最小幅值等），頻域數據（δ波、θ波、α 波、β波、γ波、自定義頻段），時-頻分析以及注意力指標、疲勞指標統計，如SMR波、α/β等。

9.近紅外分析系統

近紅外分析系統可實時檢查個體的腦血氧飽和度的變化，以及精確的信號處理與統計分析。

三、實驗室功能特點

1智能人機共駕過程中人-車-路-環境同步采集與分析ErgoSIM人機共駕智能駕駛模擬器能夠實現各種車-路-環境的搭建，結合ErgoLAB人機環境測試云平臺，能夠實現人機共駕過程中對人-車-路-環各維度的數據的同步采集與分析，為解決人機共駕過程中的相關問題提供助力。

2交通場景模擬與自動駕駛模擬仿真環境

自動高效的交通場景仿真，包含全面的交通場景仿真軟件套件，包含實時車輛模型開發、實時動畫軟件開發、虛擬駕駛環境開發，可實現不同形式的研究需要。

3結合智能算法的人員狀態識別

通過行為范式實驗的狀態誘發、或主觀問卷、量表評價結果，建立帶標簽的多通道客觀定量化數據，結合機器學習算法，進行模型的自定義訓練，實現人員情緒、認知、應激、負荷等狀態的智能識別。

四、定制開發與聯合實驗

津發科技具有完備的軟硬件研發團隊，支持聯合訂制開發，可與高校、科研院所等進行產學研合作，實現理論與算法結合轉化科技成果。公司同時具備專業的科研實驗團隊，團隊人員均具有專業研究背景，搭建產學研合作與資源共享實驗平臺，提供實驗設計-數據采集-數據處理-統計分析全流程的聯合科研與實驗服務。

五、廠家介紹

北京津發科技股份有限公司是高新技術企業、科技部認定的科技型中小企業和中關村高新技術企業，具備自主進出口經營權；自主研發的人因工程與工效學相關技術、產品與服務榮獲多項省部級科學技術獎勵、軟件著作權和省部級新技術新產品（服務）認證；通過了歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際認證和防爆認證。

津發科技設立人因工程專業的學術科研團隊、技術團隊及研發團隊，并通過多年與科研機構及高校的產學研合作，積累了人因與工效學領域多項核心技術，以及基于機器學習等人工智能算法的狀態識別和人機工效評價技術與研究方法等！津發科技的實驗室規劃建設技術團隊提供技術支持及售后服務，從實驗室建設的規劃與布局，到設備的培訓與指導，多角度的進行實驗室建設的全生命周期的服務。