1. 目标
– 可视域验证：确保驾驶员视野覆盖法规（如SAE J941、ISO 4513）要求，优化A柱盲区、仪表盘可视性及后视镜布局。
– 操作舒适性验证：评估方向盘、踏板、中控面板等控件可达性及操作姿势舒适度，满足生物力学标准（如RULA、ISO 11226）。
2. 工具与模块
– CATIA V5/V6模块：
– Ergonomics Design & Analysis (ERA): 用于人体建模、动态姿势仿真。
– Human Builder & Human Activity Analysis: 创建百分位人体模型（5th/50th/95th），模拟操作动作。
– Sight Analysis: 可视域建模与视线投影。
– Reach & Mobility Analysis: 控件可达性及关节活动范围评估。
3. 验证流程
3.1 数据准备
– 驾驶舱CAD模型：导入完整内饰数字样机，包含座椅、方向盘、踏板、仪表盘等组件。
– 人体模型参数：
– 定义不同百分位驾驶员（性别、身高、体重、关节活动度）。
– 加载预设模板（如SAE标准人体模型）或自定义参数。
– 法规标准输入：SAE眼椭圆定位、ISO视野包络线等。
3.2 可视域分析
– 眼椭圆定位：
– 根据SAE J941设置驾驶员的眼椭圆（考虑座椅调节范围）。
– 匹配不同人体模型的眼球位置（如第5百分位女性至第95百分位男性）。
– 视锥生成：
– 使用Sight Analysis模块生成驾驶员双目视锥（水平视角±60°，垂直视角±15°）。
– 检查挡风玻璃、后视镜覆盖范围，识别盲区（如A柱遮挡率）。
– 关键区域检查：
– 验证仪表盘读数可视性（字符高度、反光抑制）。
– 通过光线投射评估HUD（抬头显示）投影清晰度。
3.3 操作舒适性分析
– 可达性测试：
– 使用Reach Analysis模拟驾驶员手部/脚部对方向盘、踏板、换挡杆的接触。
– 识别控件是否在人体模型最大伸展范围（第5百分位需可达，第95百分位无干涉）。
– 姿势舒适度评估：
– 利用Human Activity Analysis模拟驾驶姿势，检查关节角度（如肘部110°~130°，膝部90°~120°）。
– 应用RULA评分系统量化上肢疲劳风险，优化方向盘倾角与座椅高度。
– 动态操作验证：
– 模拟驾驶员进出车辆、调节座椅等动作，识别碰撞风险。
– 执行长时间驾驶姿势仿真（如30分钟持续操作），评估腰椎压力。
3.4 验证标准与输出
– 可视域合规：满足法规盲区角、仪表盘字符高度≥4mm（ISO 2575）。
– 舒适性阈值：RULA得分≤4（低风险）、关节扭矩在生物力学安全范围内。
– 输出报告：
– CATIA生成的视域盲区热力图、可达性覆盖区域图。
– 详细姿势评分表与优化建议（如方向盘偏移10mm以提升第5百分位舒适度）。
4. 优化与迭代
– 参数化调整：在CATIA中联动修改座椅导轨长度、方向盘位置等，实时验证改进效果。
– 多场景验证：测试极端工况（如高速转向时的头部转动视野、紧急刹车时的踏板力反馈）。
– 多学科协同：将人机分析结果反馈给总布置团队，指导硬点设计。
5. 案例应用
– 项目背景：某SUV车型驾驶舱优化。
– 问题：第5百分位女性驾驶员仪表盘可视性差，第95百分位男性膝盖接触中控台。
– CATIA方案：
1. 调整座椅H点（髋关节基准点）抬高5mm，扩大眼椭圆覆盖范围。
2. 中控台下部内收20mm，膝部空间增加15%。
– 结果：RULA评分降低30%，盲区面积减少22%。
6. 扩展应用
– 虚拟现实（VR）集成：将CATIA模型导入VR环境，进行沉浸式体验验证。
– 自动化脚本：通过CATIA CAA二次开发，批量生成多百分位分析报告。
结论：本方案通过CATIA人机工程学工具链，实现了驾驶舱设计的快速验证与优化，兼顾法规合规性与用户体验提升。
