基于无人驾驶技术对汽车驾乘空间布置的研究

和昌静　李宣宏

摘要：本文介绍了无人驾驶汽车的概念、人机工程理论在汽车驾乘舱空间布置的应用，并从目前无人驾驶汽车的发展现状，来分析传统汽车人机工程参数对于无人驾驶汽车驾乘空间的布置相关研究。

关键词：无人驾驶；人机工程；驾乘空间布置

1.引言

在汽车的设计开发过程中，驾驶的舒适性研究永远都是必要而且是重中之重的一项内容，而人机工程就是目前可以综合平衡“人一机一环境”系统从而根据新产品的实际情况，进行合理的布置设计的一项重要应用，它不仅关系到能否有效利用车内空间及提高乘用舒适性。随着智能汽车研发技术的飞跃发展，无人驾驶概念不断升温，行业巨头加快了无人驾驶布局的大环境下，传统的汽车人机工程参数模型中驾乘空间的布置对于目前更注重车与车、车与人之间的交互通信的汽车开发理念应有所调整而更具适用性。

2.无人驾驶的定义

所谓无人驾驶技术，就是将汽车技术与IT技术相结合，通过数量较多、敏感度较高的传感器和其他相关信息采集设备，在汽车行驶过程中收集大量数据，并对数据加以分析判断并发出正确指令，引导车辆向前行进或停止。无人驾驶是人类的科技成就，是汽车工业的跨越和突破，又是一场“交通革命”，将影响未来城市格局。目前，一些著名IT公司也携手整车主机厂，陆续投入到了智能车的研制过程中，并且取得了显著的成果。

3.人机工程在汽车乘坐舒适性方面的应用

在汽车的开发过程中，必须根据车型的开发工程目标及定位，应用人机工程学进行合理的布置，确保整车尺寸、车内空间、驾驶员视野、操纵及乘坐舒适性。其中，与驾驶员乘坐舒适性相关的参数主要有头部空间尺寸、肩部空间尺寸、肘部空间尺寸、臀部空间尺寸、腿部空间尺寸、膝部空间尺寸等。

3.1常规汽车车内空间人机工程主要参数

3.1.1头部空间、肩部空间、肘部空间、臀部空间

头部空间受整车高度影响较大，是评价乘员内部空间舒适性的最重要指标之一，它直接影响客户对车辆的空间感受。肩部空间、肘部空间、臀部空间受整车宽度影响较大，它直接反应了乘员在车内获得的活动空间大小，见下表，图1。

3.1.2部空间、膝部空间

驾驶员腿部空间之间影响驾驶员的乘坐舒适性，腿部空间越大越舒适。驾驶员的小腿空间影响驾驶员碰撞安全性，腿部空间受仪表板影响较大。

3.2无人驾驶技术的驾乘新需求

互联汽车时代的到来，汽车中采用的智能技术不断增多，人们对于车内体验提出了新的需求，既围绕“安全”、“舒适”、“便捷”这几大元素来进行设计和应用。

下面将以奔驰公司已发布的奔驰VisionTokyo自动驾驶概念车以及大众集团发布的名为Sedric的无人驾驶概念电动车来进行分析。

2015年，东京车展，奔驰发布一款Vision Tokyo豪华版无人驾驶概念车。该车长宽高达到5220*2018*1524，短促的前后悬设计，内部空间十分充裕，前排座椅可实现右后旋转，以允许乘坐者面对面坐着。奔驰形容其座舱是一个“数字化的生存空间”。其内饰设计允许乘坐者通过手势、触摸显示屏和人眼传感探测等方式与车子进行互动。

2017年日内瓦国际车展，大众集团发布的一款名为Sedric，的无人驾驶概念电动车。与常规汽车不同的是，Sedric没有方向盘也没有脚踏板，而是完全依靠语音控制和自我识别来上路行驶，无论前进、转向还是刹车都完全不需要人为干涉。

与大众的Sedric的无人驾驶概车不同的是，奔驰Vision Tokyo自动驾驶概念车仍然为人类保持了手动驾驶的乐趣。

值得说明的是，对于奔驰Vision Tokyo无人驾驶汽车由于仍然保留手动驾驶，则需要遵循常规汽车内部空间进行布置。而对于大众Sedric无人驾驶汽车在开发过程中，由于不设置方向盘与踏板，既完全实现无人驾驶状态，则关于驾驶员姿态相关的空间要求则不需要进行相关参数设定（如上表L38、L33、L34、L35、L51、IA8等）。但总的来说，在开启无人驾驶模式下，由于车内乘坐人员坐姿以及位置相对常规非无人驾驶汽车有所改变，则需要增加相对的人机工程参数模型，如，可考虑增加设置前排考值A，乘員膝部空间B值，脚部空间最小距离等。

4.结语

就目前来看，不论是哪一种无人驾驶概汽车都更注重车内空间以及人机交互。并且，在驾驶方面，还有不同的更具方便性的新颖设计，从目前的“解放左脚”到实现“解放双手双脚”。从车内空间布置的角度来看，相比传统的驾乘舱布置必须满足的人机工程参数指标，在无人驾驶汽车中就显得有主次之分，特别是从人工驾驶到无人驾驶的过渡阶段，无人驾驶汽车会相应保留手动驾驶的乐趣，因此，传统人机工程车辆内部空间布置参数模型仍然完全适用于无人驾驶汽车，而对于开启无人驾驶模式下的无人驾驶汽车，车内空间要实现活动自由度高，功能性强，就必须要重新找出适用于满足此种情况下的最符合人类活动的最佳姿态，并重新设置符合^、机工程的驾乘舱内部空间布置参数。