一种基于肌电测量的商用车乘降舒适性评价方法与流程

本发明涉及一种车辆舒适度评价方法，具体涉及一种商用车乘降舒适性评价方法。

背景技术：

随着现阶段人民生活水平的日益提高，汽车的舒适性已经成为评价汽车的一个指标，同样对于商用车来说舒适性也是目前大众所需求的，其中商用车的乘降舒适性是指在进入或离开商用车驾驶室时的便捷、舒适程度。就现在来说，目前还不存在一套完整的商用车乘降性进行准确、有效的客观评价体系，对于商用车来说一般的舒适性评价体系仅包含座椅舒适性以及方向盘的操纵舒适性等定义，且这些定义都是对于驾驶室内的舒适性而进行的定义。由于商用车驾驶室要比一般轿车驾驶室高度高，因此有必要将进入驾驶室和离开驾驶室时的舒适性也加入到总体的舒适性考量范围里。对乘降舒适性的评价多为通过主观评价对汽车人机设计数据进行评价，无法把客户主观的乘降感觉转化为有效、科学、具有强信服力、因果关系明确的量化指标。因此为改善并解决此问题需要一种商用车乘降舒适性评价方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有评价体系的不足，而提供一种基于肌电测量的商用车乘降舒适性评价方法，该方法操作方便、能量化商用车乘降性的指标、成本低、效率高。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种基于肌电测量的商用车乘降舒适性评价方法，包括以下步骤：

步骤一、选择若干商用车驾驶员作为受试者，选择受试者上下车过程身体的上下肢主要发力肌肉作为候选测试肌肉群，采用多通道生理记录仪肌电测试系统测量各受试者候选测试肌肉群的各块测试肌肉的激活状态；

步骤二、统计各受试者每块测试肌肉的激活程度，对每位受试者被测肌肉群中各块测试肌肉的激活程度取平均值，将所有受试者的特定块肌肉的激活程度平均值再取均值，以此得到每块测试肌肉的肌肉激活程度平均值；

步骤三、根据所述步骤二获得的每块测试肌肉的肌肉激活程度平均值，对各受试者的主要肌肉群进行选择，若某块测试肌肉的激活程度总平均值小于设定的阈值，则认定其为非主要肌群，剔除该块肌肉，最终确定用于商用车乘降舒适性评价的上下肢主要肌肉群；

步骤四、对所述步骤三选择出的主要肌肉群的权重进行设定；

步骤五、按照所述步骤四计算出的主要肌肉群的权重确定商用车乘降舒适性评价函数。

进一步地，所述步骤一中选择受试者上下车过程身体的主要发力肌肉作为候选测试肌肉群时，将受试者上肢的左上斜方肌、左中三角肌、左上冈肌、右上斜方肌、右中三角肌和右上冈肌，以及下肢的左比目鱼肌、右比目鱼肌、左腓肠肌、左股直肌、左腘绳肌、右腓肠肌、右股直肌、右腘绳肌作为候选测试肌肉群。驾驶人员在上下车时上肢主要的主要功效为拖拽身体，帮助身体稳定上车，为了评定车辆扶手位置安置是否恰当，选择左上斜方肌、左中三角肌、左上冈肌、右上斜方肌、右中三角肌和右上冈肌等作为乘降性评价的上肢肌肉群；对于下肢来说主要起交替攀登梯蹬的作用，为评定车辆阶层数以及高度差设置是否合理，选择右胫骨前肌、左右比目鱼肌、左右腓肠肌、左右股直肌、左右腘绳肌等作为乘降性评价的下肢肌肉群。

进一步地，所述步骤一中采用多道生理记录仪肌电测试系统测量各受试者候选测试肌肉群的各块测试肌肉的激活状态的具体过程为：将肌电信号采集电极片贴于所选测试肌肉上，然后将多通道生理记录仪肌电测试系统与电极片相连；结合各块被测肌肉的最大自主收缩状态标准化测试姿势，对每块被测肌肉最大自主收缩状态进行标定。

进一步地，所述步骤二的具体过程为：将商用车车门开启到最大程度，让受试者进行上、下车的动作，将受试者每登上一阶台阶作为记录节点，记录两节点之间的肌肉的肌电变化情况，多次重复上述过程，然后结合标定数据计算乘降过程中肌肉激活程度：肌肉激活程度＝当前肌肉肌电数值/肌肉最大发力时肌电标定值，多次测量结果的均值即为乘降过程中该受试者肌肉激活程度平均值，将所有测试者的指定块肌肉的激活程度平均值再取均值，得到该被测肌肉激活程度平均值，依次方式获得每块被测肌肉的肌肉激活程度平均值。

进一步地，所述步骤四中权重设定包括：针对选择好的主要肌群统计出上肢各块肌肉的平均激活程度分别为c₁、c₂、c₃、…c_n，则上肢的第一块肌肉的权重得分a₁为c₁/(c₁+c₂+c₃+…+c_n)，第二块肌肉的权重得分a₂为c₂/(c₁+c₂+c₃+…+c_n)，第n块肌肉的权重得分a_n为c_n/(c₁+c₂+c₃+…+c_n)；

下肢各块肌肉的平均激活程度分别为d₁、d₂、d₃、…d_n，则下肢的第一块肌肉的权重得分b₁为d₁/(d₁+d₂+d₃+…+d_n)，第二块b₂为d₂/(d₁+d₂+d₃+…+d_n)，第n块b_n为d_n/(d₁+d₂+d₃+…+d_n)。

进一步地，所述步骤五确定的乘降舒适性函数为：

F＝1/2(f₁+f₂)

其中，f₁为上肢乘降舒适性函数，f₁＝a₁x₁+a₂x₂+a₃x₃+…+a_nx_n；

f₂为下肢乘降舒适性函数，f₂＝b₁y₁+b₂y₂+b₃y₃+…+b_ny_n；

a₁、a₂、a₃、…a_n为上肢每块肌肉的权重得分；b₁、b₂、b₃、…b_n为下肢每块肌肉的权重得分。

评价商用车乘降性时，函数值越小，则说明该商用车扶手或梯蹬的阶层数与高度差设计更合理，乘降性越好。

本发明的有益效果：

本发明通过依次采用对实验人员安装测试装置并连接电脑、进行客观测量并计算肌肉激活程度、计算各块肌肉权重、汇总计算乘降舒适性分，这些步骤组成了一种商用车乘降舒适性评价方法，具有操作方便、评价准确、量化了乘降性能指标、成本低、效率高的优点。本发明通过设置肌肉电传感器对受试者的肌肉在乘降活动中的发力变化进行采集，根据先前测得的最大发力，具有定义准确、舒适性指量化、准确的优点。

附图说明

图1为一种基于肌电测量的商用车乘降舒适性评价方法流程图。

具体实施方式

下面将结合流程图对本专利进行具体说明。

一种基于肌电测量的商用车乘降舒适性评价方法，包括以下步骤：

步骤一、首先选择若干商用车驾驶员作为实验受试者。同时选择上下车过程身体的上下肢主要发力肌肉作为候选测试肌肉群，采用多通道生理记录仪肌电测试系统测量并分析候选测试肌肉群的激活状态。

驾驶人员在上下车时上肢主要的主要功效为拖拽身体，帮助身体稳定上车，为了评定车辆扶手位置安置是否恰当，选择左上斜方肌、左中三角肌、左上冈肌、右上斜方肌、右中三角肌和右上冈肌等作为乘降性评价的上肢肌肉群；对于下肢来说主要起交替攀登梯蹬的作用，为评定车辆阶层数以及高度差设置是否合理，选择右胫骨前肌、左右比目鱼肌、左右腓肠肌、左右股直肌、左右腘绳肌等作为乘降性评价的下肢肌肉群。因此，将受试者上肢的左上斜方肌、左中三角肌、左上冈肌、右上斜方肌、右中三角肌和右上冈肌，以及下肢的左比目鱼肌、右比目鱼肌、左腓肠肌、左股直肌、左腘绳肌、右腓肠肌、右股直肌、右腘绳肌作为候选测试肌肉群。

将肌电信号采集电极片贴于所选测试肌肉上，在每块肌肉上贴两块电极片，同时每个肌肉也应选取一个相应的标准点，此点为肌肉的节点或是没有肌肉的地方。因此每个被测肌肉应贴三个电极片以用于测量。然后将多通道生理记录仪肌电测试系统与电极片相连。一片连接于标准点，其他两片连接于肌肉。

结合各块被测肌肉的最大自主收缩(MVC)状态标准化测试姿势、动作，对所测量的每块肌肉最大自主收缩状态进行标定。每块肌肉最大发力至少3次，并记录最大发力过程各块肌肉的肌电强度信号，3次记录的均值作为标定值。

步骤二、对各受试者的候选测试肌肉群进行客观测量，并统计各受试者每块测试肌肉的激活程度，对每位受试者依次测试至少3次后得出被测肌肉群中各块测试肌肉的激活程度平均值。

将商用车车门开启到最大程度，让受试者以其最自然的方式进行上、下车的动作。记录人员将每登上一阶台阶作为记录节点，记录两节点之间的肌肉的肌电变化情况，为使结果更加准确将此过程重复3遍，同时为降低肌肉疲劳带来的影响，每次完成一次连续的上、下车运动时应隔3-5min让肌肉恢复休息。结合标定数据计算乘降过程中肌肉激活程度：肌肉激活程度＝当前肌肉肌电数值/肌肉最大发力时肌电标定值。三次测量结果的均值即为乘降过程中该被测者肌肉激活程度。将所有测试者的该块肌肉的激活程度均值再一次进行平均，所得值即为该肌肉激活程度平均值。

步骤三、根据步骤二每块测试肌肉多次测量得到的平均肌肉激活程度，对主要肌肉群进行选择。选择主要的肌肉群时，统计每个测试样本每块肌肉多次测量的平均肌肉激活程度，并不是测试的所有肌肉都会对乘降性的评价产生显著影响，若该块肌肉的激活程度总平均值小于10％，则认定其为非主要肌群，剔除该块肌肉。最终确定用于商用车乘降舒适性评价的上下肢主要肌肉群。

步骤四、对主要肌群的权重进行设定。乘降舒适性的好坏是在多块肌肉的协同影响下决定的。为了准确评价乘降舒适性，应确定主要肌肉群中每块肌肉对整体乘降舒适性的影响程度，根据多次测量的激活程度平均值计算其权重得分：

针对选择好的主要肌群统计出上肢各块肌肉的平均激活程度分别为c₁、c₂、c₃、…c_n，则上肢的第一块肌肉的权重得分a₁为c₁/(c₁+c₂+c₃+…+c_n)，第二块肌肉的权重得分a₂为c₂/(c₁+c₂+c₃+…+c_n)，第n块肌肉的权重得分a_n为c_n/(c₁+c₂+c₃+…+c_n)；同理下肢各块肌肉的平均激活程度分别为d₁、d₂、d₃、…d_n，则下肢的第一块肌肉的权重得分b₁为d₁/(d₁+d₂+d₃+…+d_n)，第二块b₂为d₂/(d₁+d₂+d₃+…+d_n)，第n块b_n为d_n/(d₁+d₂+d₃+…+d_n)；

步骤五、确定乘降舒适性函数。按照步骤四计算出权重得分后分别用公式得出商用车上肢乘降舒适性以及下肢乘降舒适性。汇总得到商用车乘降舒适性评价函数。步骤四中分别计算出上肢每块肌肉的权重得分a₁、a₂、a₃、…a_n，以及下肢每块肌肉的权重得分b₁、b₂、b₃、…b_n，分别用以下公式得出商用车上肢乘降舒适性f₁以及下肢乘降舒适性f₂。进而确定F为最终商用车乘降舒适性评价函数，其中，x₁、x₂、x₃、…x_n为各块肌肉激活程度的测试值。

f₁＝a₁x₁+a₂x₂+a₃x₃+…+a_nx_n,

f₂＝b₁y₁+b₂y₂+b₃y₃+…+b_ny_n

F＝1/2(f₁+f₂)

评价商用车乘降性时，商用车乘降舒适性评价函数F值越小，则说明该商用车乘降性越好，即商用车的扶手位置和阶层数以及高度差设计更合理。