物理環(huán)境測試聲環(huán)境工效學實驗室
一、系統(tǒng)概述
ErgoSIM聲環(huán)境模擬與聲品質工效學實驗室，可以提供聲環(huán)境模擬仿真、聲品質分析與聲環(huán)境工效學解決方案。支持ErgoVR虛擬現(xiàn)實環(huán)境、ErgoHMI智能座艙駕駛模擬器集成，您可以進行聲環(huán)境模擬、分析和設計聲源。打造沉浸式 3D 音景以改進您的產品或者基于錄音的仿真，CAE 仿真輸出或虛擬現(xiàn)實 (ErgoVR) 環(huán)境，同時結合ErgoLAB同步平臺進行主客觀的人-機-環(huán)境測試與分析與可視化評估報告生成。ErgoSIM聲環(huán)境模擬與聲品質工效學實驗室提供從聲音設計、聲音分析、聲品質主觀評估、聲環(huán)境工效學客觀測試和聲音合成為一體的高級解決方案。
二、系統(tǒng)組成與技術特點
1、ErgoLAB人機環(huán)境同步平臺：ErgoSIM SOUND 系統(tǒng)經專業(yè)設計，配備了仿真軟件和VR 平臺。通過集成仿真軟件和平臺的實時音頻生成技術，可在汽車、飛機和火車上進行聲環(huán)境人因設計創(chuàng)建生動的交互式 3D 音景。使用ErgoVR聲環(huán)境虛擬仿真平臺和津發(fā)科技ErgoLAB人機工效分析平臺，進行聲品質工效虛擬分析和人因環(huán)境評估，在產品設計階段對的方案可行性進行驗證，在設計前期發(fā)現(xiàn)、反饋和處理問題；
ErgoLAB人機環(huán)境測試云平臺定制開發(fā)的ErgoSIM聲光環(huán)境模擬仿真同步模塊,可以實現(xiàn)不同聲光仿真模擬環(huán)境對裝備及系統(tǒng)進行客觀定量的人因與工效學分析與人機交互評價，包含云項目管理支持云端測試；場景與實驗設計模塊可以自定義不同聲光環(huán)境或者駕駛模擬環(huán)境并支持跨平臺實驗設計，含PC終端、移動終端、VR終端等；主觀測試模塊包括自定義問卷、量表與實驗范式（系統(tǒng)包含常用量表與實驗范式以及數據常模，如NASA-TLX認知負荷量表、PANAS情緒效價量表、Stroop任務、MOT多目標追蹤、注意力訓練任務等）；人機環(huán)境同步采集模塊包含大腦認知反應（EEG/ERP腦電與事件相關電位、fNIRS高密度近紅外腦功能成像）、視覺（Eyetracking眼動軌跡與視線交互）、生理變化（HRV、EDA、RESP、EMG、PPG、SpO2、ECG、EOG、TEMP/SKT）、行為動作與面部表情變化（A/V行為觀察與表情音視頻、Motion動作捕捉）、生物力學（拉力、握力、捏力、壓力）、人機交互數據（包含如網頁終端界面交互行為數據以及對應的鍵盤操作，鼠標點擊、懸浮、劃入劃出等；移動終端界面交互行為數據以及對應的手指行為如點擊、縮放、滑動等；VR終端界面人機交互行為數據及對應的雙手操作拾取、丟棄、控制，VR空間行走軌跡）、物理環(huán)境數據（溫濕度、光照、噪聲、振動、大氣壓力）等客觀量化數據進行人因測試與工效學分析評價，幫助客戶提升研發(fā)設計能力，有效指導新產品的研發(fā)設計，高效、高精度預測產品性能，降低樣機數量和試驗次數，從而節(jié)省成本、縮短周期，大幅度提升產品的市場競爭力。
2、聲音分析和聲音質量
ErgoSIM SOUND 提供了一套專注于聲音感知的強大分析工具。ErgoSIM SOUND 可通過將聲音直接可視化顯示，且具備單擊放大控制功能，幫助為產品創(chuàng)建最佳聲音信號。借助ErgoSIM SOUND，您可在用戶面板上設立生物聲學測試，并獲得關于聲音的真實感知統(tǒng)計數據。借助以上功能，您可實現(xiàn)并交付最佳音效。您還可使用時頻顯示工具來評估聲音感知的方式并加以改進。
3、3D 聲音播放系統(tǒng)：ErgoSIM SOUND 具備先進的 3D 錄音和播放技術，可在預定義空間中高精度還原3D 聲音和原始音色。您可以探究聲音感知是如何在特定真實或虛擬場景下實現(xiàn)沉浸感*大化。
4、實時虛擬現(xiàn)實3D聲音，用于實時聲音回放和聲源空間化計算的軟件。可用于為虛擬現(xiàn)實平臺創(chuàng)造3D聲場。對播放的聲音進行實時空間化(虛擬空間定位)處理
5、心理聲學指標計算
●穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)和脈沖聲心理聲學指標
●響度ISO532B，尖銳度，波動度，粗糙度
●特殊響度，譜矩心，脈沖響度
●響度、尖銳度時間歷程
●非穩(wěn)態(tài)聲音的N5和N10
●EPNL(有效感覺噪聲級，飛機和直升機認證必需參數)
●dB SIL3 & 4(會話干擾度，用于飛機內部噪聲級測試)，dB PSIL(優(yōu)選語言干擾機)
●TNR和PR，用于純音聽覺評估
●響度均衡：評審試聽準備中的聲音文件歸一化
●舒適度表達式(多項式或Zwicker)：自定義舒適度表達式中的系數
6、聽音測試與主觀評價：創(chuàng)建、執(zhí)行和分析聽音測試與主觀評價實驗的專業(yè)工具，可度量和理解聲音對主觀感受的影響。3種試驗方法
●Direct Scaling
●Comparative Evaluation (MUSHRA)
●Absolute Category Rating
7、駕駛模擬器3D聲音引擎：可接收來自駕駛模擬器或虛擬現(xiàn)實平臺(硬件部分)的數據，并根據聲音數據庫，實時計算、生成、發(fā)出立體聲。
8、交互式聲音仿真軟件：ErgoSIM SOUND 系統(tǒng)經專業(yè)設計，配備了仿真軟件和 VR 平臺。通過集成仿真軟件和平臺的實時音頻生成技術，可在汽車、飛機和火車上創(chuàng)建生動的交互式 3D 音景。
9、引擎聲音設計：ErgoSIM SOUND 提供主動式音效設計 (ASD) 綜合解決方案，助力實現(xiàn)電動車輛 (EV) 和內燃引擎 (ICE) 車輛的引擎聲音增強 (ESE)。
10、結合Ansys Mechanical 仿真效果： 結合Ansys Mechanical 仿真效果，進行聲音修改，以及評估音量變化對組件的影響，然后將修改后的聲音嵌入到仿真系統(tǒng)，開展聲音質量研究。
三、實際工程應用：
●分析EV 引擎，實現(xiàn)電噪聲與電磁噪聲的分離。汽車制造商可以對會改變整體引擎聲音的設計修改進行快速測試。
●*美還原駕駛艙和客艙的聲音環(huán)境，并根據舒適度和安全要求進行優(yōu)化。同時，可以進行隔離和改進會造成起飛和飛行噪聲的聲音。
●適用于火車的生物聲學指標和閾值計算。然后，供應商可以將這些閾值集成至部件和組件的標準中。
●擅長聲源檢測。可基于評審團聽力測試進行聲音塑造，以獲得最佳客戶體驗。
四、同步方案
ErgoSIM聲環(huán)境模擬與聲品質工效學實驗室通過結合ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺可以實現(xiàn)在不同駕駛艙聲光環(huán)境條件下對智能化人機系統(tǒng)進行主觀和客觀定量的人機交互測試、人因與工效學分析與評價：通過ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺與廣泛的數據同步，包括常用的生理數據GSR皮膚電，呼吸和心率等、EEG腦電，眼動、fNIRS近紅外腦成像，人體動作，行為觀察、面部表情、生物力學、人機交互，以及其他物理環(huán)境數據均在同一個平臺軟件實時同步采集數據，實現(xiàn)極低延遲的同步水平同時確保您的整體方案的便攜性。
數據分析平臺：如果研究人員希望得到比實時觀察更深入、全面的結論， ErgoLAB平臺可提供數據后期分析的強大工具。
ErgoLAB人機環(huán)境同步平臺綜合統(tǒng)計分析模塊包含多維度人-機-環(huán)境數據綜合分析、EEG腦電分析與可視化、眼動分析與可視化、行為觀察實時編碼分析、面部表情分析與狀態(tài)識別、動作姿態(tài)傷害評估與工效學分析、交互行為分析（ErgoLAB/ErgoVR人機交互測試版本）、時空行為分析、車輛與駕駛行為分析（ErgoHMI駕駛版本）、HRV心率變異性分析、EDA/GSR皮電分析、RESP呼吸分析、EMG肌電分析、General通用信號分析（如TEMP/SKT皮溫/體溫分析、EOG眼電分析以及其他環(huán)境與生物力學信號分析）。系統(tǒng)具備專門的信號處理模塊以及開放式信號處理接口，可以直接導出可視化分析報告以及原始數據，支持第三方集成與定制開發(fā)。津發(fā)科技提供定制開發(fā)服務，與人因工程與工效學分析評價領域相關的算法模型、軟硬件產品與技術可深入研發(fā)，詳情咨詢津發(fā)科技！
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