基于無人駕駛技術對汽車駕乘空間布置的研究

和昌靜　李宣宏

摘要：本文介紹了無人駕駛汽車的概念、人機工程理論在汽車駕乘艙空間布置的應用，并從目前無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，來分析傳統(tǒng)汽車人機工程參數(shù)對于無人駕駛汽車駕乘空間的布置相關研究。

關鍵詞：無人駕駛；人機工程；駕乘空間布置

1.引言

在汽車的設計開發(fā)過程中，駕駛的舒適性研究永遠都是必要而且是重中之重的一項內(nèi)容，而人機工程就是目前可以綜合平衡“人一機一環(huán)境”系統(tǒng)從而根據(jù)新產(chǎn)品的實際情況，進行合理的布置設計的一項重要應用，它不僅關系到能否有效利用車內(nèi)空間及提高乘用舒適性。隨著智能汽車研發(fā)技術的飛躍發(fā)展，無人駕駛概念不斷升溫，行業(yè)巨頭加快了無人駕駛布局的大環(huán)境下，傳統(tǒng)的汽車人機工程參數(shù)模型中駕乘空間的布置對于目前更注重車與車、車與人之間的交互通信的汽車開發(fā)理念應有所調整而更具適用性。

2.無人駕駛的定義

所謂無人駕駛技術，就是將汽車技術與IT技術相結合，通過數(shù)量較多、敏感度較高的傳感器和其他相關信息采集設備，在汽車行駛過程中收集大量數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)加以分析判斷并發(fā)出正確指令，引導車輛向前行進或停止。無人駕駛是人類的科技成就，是汽車工業(yè)的跨越和突破，又是一場“交通革命”，將影響未來城市格局。目前，一些著名IT公司也攜手整車主機廠，陸續(xù)投入到了智能車的研制過程中，并且取得了顯著的成果。

3.人機工程在汽車乘坐舒適性方面的應用

在汽車的開發(fā)過程中，必須根據(jù)車型的開發(fā)工程目標及定位，應用人機工程學進行合理的布置，確保整車尺寸、車內(nèi)空間、駕駛員視野、操縱及乘坐舒適性。其中，與駕駛員乘坐舒適性相關的參數(shù)主要有頭部空間尺寸、肩部空間尺寸、肘部空間尺寸、臀部空間尺寸、腿部空間尺寸、膝部空間尺寸等。

3.1常規(guī)汽車車內(nèi)空間人機工程主要參數(shù)

3.1.1頭部空間、肩部空間、肘部空間、臀部空間

頭部空間受整車高度影響較大，是評價乘員內(nèi)部空間舒適性的最重要指標之一，它直接影響客戶對車輛的空間感受。肩部空間、肘部空間、臀部空間受整車寬度影響較大，它直接反應了乘員在車內(nèi)獲得的活動空間大小，見下表，圖1。

3.1.2部空間、膝部空間

駕駛員腿部空間之間影響駕駛員的乘坐舒適性，腿部空間越大越舒適。駕駛員的小腿空間影響駕駛員碰撞安全性，腿部空間受儀表板影響較大。

3.2無人駕駛技術的駕乘新需求

互聯(lián)汽車時代的到來，汽車中采用的智能技術不斷增多，人們對于車內(nèi)體驗提出了新的需求，既圍繞“安全”、“舒適”、“便捷”這幾大元素來進行設計和應用。

下面將以奔馳公司已發(fā)布的奔馳VisionTokyo自動駕駛概念車以及大眾集團發(fā)布的名為Sedric的無人駕駛概念電動車來進行分析。

2015年，東京車展，奔馳發(fā)布一款Vision Tokyo豪華版無人駕駛概念車。該車長寬高達到5220*2018*1524，短促的前后懸設計，內(nèi)部空間十分充裕，前排座椅可實現(xiàn)右后旋轉，以允許乘坐者面對面坐著。奔馳形容其座艙是一個“數(shù)字化的生存空間”。其內(nèi)飾設計允許乘坐者通過手勢、觸摸顯示屏和人眼傳感探測等方式與車子進行互動。

2017年日內(nèi)瓦國際車展，大眾集團發(fā)布的一款名為Sedric，的無人駕駛概念電動車。與常規(guī)汽車不同的是，Sedric沒有方向盤也沒有腳踏板，而是完全依靠語音控制和自我識別來上路行駛，無論前進、轉向還是剎車都完全不需要人為干涉。

與大眾的Sedric的無人駕駛概車不同的是，奔馳Vision Tokyo自動駕駛概念車仍然為人類保持了手動駕駛的樂趣。

值得說明的是，對于奔馳Vision Tokyo無人駕駛汽車由于仍然保留手動駕駛，則需要遵循常規(guī)汽車內(nèi)部空間進行布置。而對于大眾Sedric無人駕駛汽車在開發(fā)過程中，由于不設置方向盤與踏板，既完全實現(xiàn)無人駕駛狀態(tài)，則關于駕駛員姿態(tài)相關的空間要求則不需要進行相關參數(shù)設定（如上表L38、L33、L34、L35、L51、IA8等）。但總的來說，在開啟無人駕駛模式下，由于車內(nèi)乘坐人員坐姿以及位置相對常規(guī)非無人駕駛汽車有所改變，則需要增加相對的人機工程參數(shù)模型，如，可考慮增加設置前排考值A，乘員膝部空間B值，腳部空間最小距離等。

4.結語

就目前來看，不論是哪一種無人駕駛概汽車都更注重車內(nèi)空間以及人機交互。并且，在駕駛方面，還有不同的更具方便性的新穎設計，從目前的“解放左腳”到實現(xiàn)“解放雙手雙腳”。從車內(nèi)空間布置的角度來看，相比傳統(tǒng)的駕乘艙布置必須滿足的人機工程參數(shù)指標，在無人駕駛汽車中就顯得有主次之分，特別是從人工駕駛到無人駕駛的過渡階段，無人駕駛汽車會相應保留手動駕駛的樂趣，因此，傳統(tǒng)人機工程車輛內(nèi)部空間布置參數(shù)模型仍然完全適用于無人駕駛汽車，而對于開啟無人駕駛模式下的無人駕駛汽車，車內(nèi)空間要實現(xiàn)活動自由度高，功能性強，就必須要重新找出適用于滿足此種情況下的最符合人類活動的最佳姿態(tài)，并重新設置符合^、機工程的駕乘艙內(nèi)部空間布置參數(shù)。