基于中国人体的手伸及界面构建与应用研究
国外对驾驶员手伸及界面研究较为成熟，《SAE J287 Driver Hand Control Reach》标准自1976年制定至今，已历经多次修订，标准中提出了一种驾驶员手伸及界面模型，并用“G”参数来综合评价。数据采集时，驾驶员系上定长度的安全带，抓住测量杆的末端并尽可能地向前推，同时杆件向侧向移动，扫过驾驶员前面的空间，经过对测试数据的分析处理，得到驾驶员的手伸及界面，该手伸及界面考虑了95%的驾驶员都能触及到位于手伸及界面内的目标按钮。
SAE标准的局限性
（1） 国内目前的手伸及区域完全参考SAE相关标准。众所周知，中国人普遍躯干长，但四肢偏短，因此基于美国人体分析得到的手伸及界面不符合中国人实际的可达廓面。
（2） SAE标准中只考虑了3种手伸及姿势（单指、三指及抓握），而随着汽车交互方式的多样性，中控大屏控制、手势控制越来越多的搭载，因此有必要增加其它手部动作的研究。
（3） SAE标准采集数据时仅考虑了驾驶员尽力向前时的姿态而形成的最大廓面，但在驾驶过程中仅按照最大廓面布置是有安全隐患的，因此有必要对不同伸及困难度下的手伸及界面进行研究。
中国人体手伸及界面构建研究
运用自主研发并设计制作的基于球坐标系的手伸及人机试验台架（已授权实用新型专利、发明专利正在审核中），科学选择样本，并结合VICON光学运动捕捉系统采集三种困难度下的六种手部动作手伸及数据，建立不同困难度下的手伸及界面。
图1 手伸及试验场景图
困难度定义
困难度 | 定义 | 打分 |
简单 | 不需要躯干参与 | 1 |
中等 | 略微需要上躯干参与，下躯干（尤其是骨盆）基本不参与 | 2 |
困难 | 需要整个躯干，尤其是骨盆参与，但是仍要保证臀部坐在座椅上 | 3 |
手部动作
由于动态捕捉设备1秒中采集10帧数据，因此数据处理难度很大，历时几个月的分析处理，最终得到了基于中国人体的不同困难度下的伸及界面。
图2 不同困难度下驾驶员伸及界面（以食指为例）
图3 SAE与中国人体单指手伸及界面对比图
基于中国人体手伸及界面，可为中控触屏、中控旋钮、座椅调节手柄变速杆、内后视镜、车门扶手、手势控制布置设计提供基础数据支撑。
