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和远mHuman整车人机解决方案

1. 车企发展与数字化转型

  随着数字化时代的到来,科技的进步推动着整个社会向数字化、智能化的方向发展。时至今日数字化已经深入到我们的日常生活与工作场景中,这也激活了市场拥抱变化的热情,促使各行业也衍生出了新生态、新模式、新产品、新业态和新体验,这也要求企业必须迎接更多空前的新机遇和新挑战。新一代电子信息技术的入局,对汽车产业产生了深刻的影响,从机电到智能网联,已发展成为多学科相互交织的网状产业生态,汽车俨然成为集人类智慧大成的科技艺术品。

伴随着技术的升级,市场经济的发展阶段持续更迭变化,车企对于管理的价值观也在转变,从关注产品过渡到关注用户,“以用户为中心”的理念会贯穿汽车产业的整个生命周期,关注客户价值、客户忠诚度、用户差异化、用户驾乘体验,所关注的对象从产品转移到人的感受本身,这对整车人机、用户体验等与人体感受相关的专业领域也提出了更高的要求。

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2. 传统整车人机评审现状

  在传统的整车研发流程中,在人机方面依靠主观体验验证发现的问题,主要都集中在SeatingBuck、试制车、实车等几个阶段。问题如果发生在实物样车阶段,有一部分问题是很难进行修改的,比如局部设计方案可能需要大改或者被推翻,而且修模、重新开模费用也很高,面对研发周期、研发费用等方面的压力,相较于行业竞品团队是缺乏竞争力的。但这并不是工程师能力不足的问题,问题的根因在于研发前期的数字样车阶段缺乏对虚拟样机的评审能力。

  团队缺乏新的评审方式。工程师只能通过自身的书本经验、项目经验、人机分析软件等方式进行评审验证,工程师很难通过平面的显示器,准确评审出在1:1的立体空间中,人在车内外会执行一些任务出现怎样的问题。

  SeatingBuck具有滞后性。SeatingBuck具备一定的主观评审支持能力,可以验证数据在某一时间点内的问题,但无法与研发数据进度实时匹配,数据与台架的不匹配导致只能支持局部评审的有效性,并不能反应出最新数据的问题。每个车型5~6轮的评审,相对来说验证是比较充分的,但缺乏与实车使用场景的结合,还是会遗留一部分问题,因此在主观评审能力上还存在一些不足,评审方式较为单一,需要其它方式进行补充。

  评审决策支撑不充分。由于没有完善的主观评审验证手段,且受限于研发前期没有实车,一部分问题在实车之前是无法进行确认的,导致在前期部分问题缺乏支撑,无法做出有效决策。

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[VR光学捕捉系统结合半实物台架]


3. 和远mHuman人机解决方案

  针对主机厂在人机评价中的现状,北京和远通过多个项目的探索和积累,规划出一套用XR技术进行人机评审的解决方案《mHuman-XR用户体验式虚拟样机验证平台》。整套方案包含动捕XR显示系统、主观人机验证系统、客观人机分析系统、柔性人机台架系统等四个部分。可支持研发流程前期的数据阶段,帮助用户建设虚拟样机的评审能力,开展人机相关的主客观评审验证,补足现有的验证手段,可适配于多种在研车型,辅助业务部门的前期评审决策。

mHuman方案总体架构如下:

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[mHuman-XR 方案架构]

  动捕及显示系统:由光学定位摄像头、光学全身动捕系统、光学动捕手套、高清VR/XR头显、无线VR头显组成。XR头显作为1:1虚拟环境的硬件显示载体,光学系统负责将真实人体姿态动作赋给虚拟人体,以进行整车人机的验证。

  主观人机验证系统:由TechViz虚拟样车评审软件、工程师目前使用的主流工程或工业设计软件组成。可以实现全身动捕数据的处理、XR立体模型和环境的显示等。

  客观人机分析系统:由和远自研的mHuman插件、结合专业的人机分析软件如DELMIA和Haption物理仿真插件。可以将主观人机验证记录的人体动作,导入专业的人机分析软件进行可视、可达性和疲劳度分析。

  柔性台架系统:主要由可升降底盘、可调节方向盘、可调节三踏板、可调节歇脚板、可调节座椅、HMI大屏悬挂装置等组成,可以根据车型数据自动调节到指定车型尺寸,并对齐R点。

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[mHuman-XR 建设方案效果图]


4. 和远mHuman建设方案价值

  mHuman可验证评审的人机业务场景包含:人机视野、驾乘空间、操作方便性、乘降性、储物空间等,满足可视、可达、可操作、疲劳度等多种验证能力。 

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[mHuman-XR 整车人机评价内容]

  可支持绝大多数主流设计软件,如CATIA V5、VRED、DELTAGEN、3DEXPERIENCE等,设计数据不需要执行导出导入等动作,可在原软件下直接投射出立体效果。XR结合业务进行验证的环节,可应用在研发前期,可以不必等到Seatingbuck才做主观人机验证,并且不受车型的限制,只要有车辆的工程数据,即可进行XR体验验证。


针对整车人机评价,需新增XR验证评审流程,XR相关的评审内容,可根据业务需求,设计6-10个轮次的验证,有效解决缺乏评审验证手段、受限于现有的研发流程、在前期无法支撑决策等问题。

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[基于业务流程的XR评审节点]


  提供研发早期的数据阶段,补足评审验证手段,将部分实物样车问题提前验证。台架可自由调节,适配用于多种车型,可适当减少Seatingbuck建造数量,节约成本。可直接在工程设计软件中投XR立体效果,不需要做数据处理,每日及用及评。增加沉浸感,比Seatingbuck从材质效果上,实现更接近实车的体验验证。

  未来可在此平台的基础上,扩展动态模拟驾驶功能,可以在动态的环境进行人机验证,包括动态驾驶状态下的视野评审、HMI交互验证等。也可结合心电、脑电等设备,配合XR头显中的眼动分析功能,对驾驶员喜好、HMI心理负荷验证、车内设计对驾驶员分心的影响等进行分析。