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第1章 武器装备人机工程概论1

1.1人机工程的起源与发展1

1.2武器装备人机工程发展概况5

1.3武器装备人机工程研究目的15

1.4武器装备人机工程研究内容18

1.5武器装备人机工程研究方法20

1.6人机工程在武器装备开发中的应用23

习题与思考题25

第2章 人的特性26

2.1人体的构造与机能26

2.2人体感知特性27

2.2.1视觉特性27

2.2.2听觉特性36

2.2.3肤觉特性38

2.2.4嗅觉和味觉特性39

2.2.5本体感觉特性40

2.2.6不同感觉的相互作用41

2.3人的信息处理特性43

2.3.1人的信息处理系统模型43

2.3.2信号检测论45

2.3.3警戒理论49

2.3.4绝对判断52

2.3.5人的应激53

2.3.6人的失误57

2.4人的运动与反应特性64

2.4.1惯性特性64

2.4.2关节特性66

2.4.3运动特性69

2.4.4施力特性75

2.4.5反应特性75

2.4.6加速度特性79

2.4.7失重特性81

习题与思考题82

第3章 人体尺寸测量与统计84

3.1人体尺寸测量基本知识84

3.1.1人体测量基本术语85

3.1.2人体尺寸测量方法87

3.1.3人体尺寸测量仪器88

3.2人体测量学统计函数90

3.3人体尺寸测量数据的应用94

3.3.1人体尺寸测量数据的应用方法94

3.3.2人体主要参数的计算99

3.3.3影响人体测量数据的因素102

3.4设计用人体模板104

3.5数字化三维人体模型106

3.6人体尺寸测量标准简介107

习题与思考题110

第4章 武器装备操纵器与显示器设计111

4.1操纵器与显示器的通用设计原则111

4.1.1任务的适宜性111

4.1.2自我描述性112

4.1.3可控性112

4.1.4与用户期望的一致性113

4.1.5容错性115

4.1.6适宜个性化和学习115

4.2武器装备操纵器设计115

4.2.1操纵器类型115

4.2.2操纵器设计原则116

4.2.3手持式武器装备操纵器设计原则125

4.2.4与手持式武器装备相关的作业设计原则131

4.2.5操纵器编码方法132

4.3武器装备显示器设计134

4.3.1显示器类型134

4.3.2显示器设计原则135

4.3.3视觉显示器设计135

4.3.4听觉显示器设计149

4.3.5触觉显示器设计151

4.3.6显示器编码方法152

习题与思考题153

第5章 军用车辆人机工程设计154

5.1概述154

5.1.1军用车辆分类154

5.1.2军用车辆基本结构155

5.1.3军用车辆作业空间布置157

5.2车辆乘员的视野162

5.2.1 H点162

5.2.2眼椭圆163

5.2.3乘员视野166

5.3军用车辆作业空间设计172

5.3.1驾驶室空间设计172

5.3.2战斗室空间设计177

5.3.3显示器布置177

5.3.4操纵器布置180

5.4军用车辆安全防护措施183

习题与思考题186

第6章 武器装备作业空间设计187

6.1作业空间设计要求187

6.1.1物理方面要求187

6.1.2社会方面要求188

6.2作业区域及控制台设计189

6.2.1手的作业区域189

6.2.2脚的作业区域191

6.2.3坐姿控制台设计193

6.2.4立姿控制台设计194

6.2.5开口尺寸与最小容身空间195

6.3武器装备作业空间布置及属具设计212

6.3.1作业空间布置原则212

6.3.2飞机驾驶舱作业空间布置213

6.3.3舰船舱室作业空间布置219

6.4座椅设计221

6.4.1坐姿对人体的影响221

6.4.2座椅的设计原则223

6.4.3飞行员和坦克驾驶员座椅设计232

习题与思考题237

第7章 环境因素对武器装备人机系统的影响239

7.1热环境239

7.1.1热环境对人体机能的影响241

7.1.2减轻热环境对人体机能影响的方法244

7.1.3热环境对武器装备的影响245

7.2噪声环境247

7.2.1噪声环境对人体机能的影响247

7.2.2降低噪声的措施250

7.2.3次声和超声的影响和防护251

7.3振动和冲击环境251

7.3.1振动对人和武器装备的影响252

7.3.2冲击对人和武器装备的影响254

7.3.3武器装备抗振动、抗冲击的主要技术措施与方法255

7.3.4振动和冲击的防护256

7.4光环境257

7.4.1光的亮度与质量257

7.4.2光环境对人的影响259

7.4.3照明设计260

7.5色彩环境261

7.5.1色彩对人的心理影响262

7.5.2武器装备色彩设计263

7.6气体环境265

7.6.1有害气体对人的影响及防护266

7.6.2武器装备气体环境分析269

7.7颗粒物环境270

7.7.1颗粒物对人的危害及防护271

7.7.2颗粒物对武器装备的危害及防护274

7.8电磁环境276

7.8.1电磁环境对人的影响及防护277

7.8.2电磁环境对武器装备的影响及防护282

7.9环境因素对潜艇的影响284

7.9.1热环境对潜艇的影响285

7.9.2噪声环境对潜艇的影响288

7.9.3气体环境对潜艇的影响291

7.9.4电磁环境对潜艇的影响299

7.9.5居住和微生物环境对潜艇的影响302

习题与思考题304

第8章 人机系统设计306

8.1人机系统306

8.1.1人机系统概念306

8.1.2人机系统分类307

8.1.3人机系统功能310

8.2人机系统的特性311

8.2.1人机系统中人的特性311

8.2.2人机系统中机的特性314

8.2.3人与机的特性比较318

8.3人机系统功能分配321

8.3.1功能分配原则321

8.3.2功能分配过程322

8.3.3功能分配方法325

8.4人机系统设计330

8.4.1人机系统设计要求330

8.4.2人机系统设计流程330

习题与思考题334

第9章 人机系统的评价335

9.1人机系统评价的内容和特点335

9.1.1人机系统评价的内容335

9.1.2人机系统评价的特点335

9.2检查表评价方法337

9.3联系链评价方法343

9.3.1联系链评价方法概述343

9.3.2联系链评价方法应用举例344

9.4灰色系统理论评价方法344

9.4.1灰色系统概念345

9.4.2灰色关联评价方法348

9.4.3灰色聚类评价方法351

9.5人工神经网络评价方法359

9.5.1 RBF人工神经网络简介359

9.5.2 RBF神经网络评价方法361

习题与思考题366

第10章 基于视景仿真技术的驾驶室显示设计367

10.1视景仿真技术367

10.1.1 GL Studio虚拟仪表开发方法368

10.1.2 Vega Prime视景仿真开发方法373

10.2驾驶室显示设计视景仿真375

10.2.1基于GL Studio的仪表板仿真375

10.2.2基于Vega Prime的场景仿真379

习题与思考题383

第11章 车辆人机工程人体模型开发384

11.1虚拟人体模型的几何表达384

11.1.1人体模型的几何建模方法385

11.1.2面向人机工程的人体简化模型385

11.2虚拟人体模型的运动描述386

11.3虚拟人体模型的运动控制390

11.3.1广义连杆变换矩阵390

11.3.2人体模型正向运动控制的实现393

习题与思考题396

第12章 车辆驾驶室人机界面评价软件开发397

12.1 UG软件及其二次开发功能简介397

12.1.1 UG/Open API398

12.1.2 UG/Open UIStyler399

12.1.3 UG/Open MenuScript400

12.2 UG/Open API开发框架的创建401

12.3 UG开发框架中数据库的动态连接404

12.4驾驶室人机界面评价软件的开发406

12.4.1设置评价软件环境变量406

12.4.2编辑评价软件菜单407

12.4.3创建评价软件人机交互界面408

12.4.4人体模型创建、姿势调整及评价409

12.5驾驶室人机界面评价软件的应用411

12.5.1驾驶员舒适性评价411

12.5.2驾驶员可视域和可达域评价413

习题与思考题414

第13章 武器装备人机界面评价指标与权值415

13.1人机界面的评价指标415

13.1.1客观评价指标的提出415

13.1.2主观评价指标的提出422

13.2评价指标权值计算方法424

13.2.1层次分析法424

13.2.2软件用户界面评价指标权值计算428

习题与思考题439

第14章 主控制室人机界面综合评价软件开发440

14.1客观评价开发环境440

14.1.1开发模式的选择440

14.1.2菜单与对话框设计441

14.2主控制室人机界面评价人体模型开发441

14.2.1面向对象方法442

14.2.2主控制室人体模型的构造445

14.3主观评价开发环境446

14.3.1功能仿真界面的开发446

14.3.2驱动关系的建立448

14.4主控制室人机界面综合评价软件的主要功能与评价步骤450

14.4.1主控制室人机界面综合评价软件的主要功能450

14.4.2主控制室人机界面综合评价的主要步骤450

习题与思考题453

第15章 主控制室人机界面综合评价实例454

15.1人机界面客观评价454

15.1.1人体模型的选择454

15.1.2人体模型的安放位置455

15.1.3人机界面客观评价实例455

15.2人机界面主观评价458

15.2.1评价环境的选择458

15.2.2评价主体的选择458

15.2.3评价敏感度的设定459

15.2.4人机界面主观评价实例460

15.3主控制室人机界面的综合评价463

15.4评价结果的分析与改进建议463

15.4.1客观评价结果分析与改进建议463

15.4.2主观评价结果分析与改进建议466

习题与思考题469

参考文献470