动作捕捉实现的人机交互工作负荷评价方法

作     者：郭庆 邓子毅 程胜龙 刘昕杰 Guo Qing;Deng Ziyi;Cheng Shenglong;Liu Xinjie

作者机构：中国民航大学航空工程学院天津300300 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2020年第32卷第10期

页      面：1697-1706页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主　　题：动作捕捉 虚拟人 机务维修 工作负荷 

摘      要：为了定性定量地评估民航机务维修人员在工作过程中承受的工作负荷,提出基于动作捕捉技术的人机交互工作负荷的评价方法.首先根据动作数据以及人体参数创建数字虚拟人,并根据欧拉四元数运算规则驱动虚拟人在虚拟空间中运动;然后采用逆动力学与Roberson-Wittenburg方法推导虚拟人在执行维修任务过程中所承受的关节力,并用人体的实际用力与人体的最大可用力的比值来衡量维修人员在维修过程中与维修对象交互时产生的工作负荷;再使用动作捕捉设备,针对4个常见的机务维修任务在停机坪上进行维修工作实验,获取相应的动作数据并计算出相应的工作负荷.实验结果表明,文中方法可以快速地计算出实验人员在进行维修作业时的工作负荷,并且其计算结果与人的主观反馈一致.