科创中国

行业领域

电子信息技术,软件

需求背景

汽车座椅是车辆乘员个体与整车主要的人机交互感知界面，乘员座椅系统的舒适性表现，是影响驾乘体验的重要因素，是一个多学科、多因素、复杂环境下的问题。汽车座椅舒适性的开发通常需要通过计算机辅助设计建立人体数字模型进行仿真模拟，再结合样机开发及实车匹配调试的经验与历史数据；本项目拟以有限元模型为基础，研究融合体压分布和生物力学载荷的坐姿人体数学模型，探索乘员体压分布等生物力学指标与坐姿舒适性间的联系，用于指导乘员座椅系统的舒适性研究及设计，从而开发出基于体压传感信息的汽车智能座椅系统，可以根据汽车行驶工况、乘员坐姿等信息实时的调整座椅姿态，为乘员提供最舒适的驾乘体验。

需解决的主要技术难题

基于体压传感信息的汽车智能座椅系统需要解决以下技术难题：

1. 传感器技术：需要选择合适的传感器来准确地感知乘客的体压分布，以便实时监测和记录座椅上的压力点。这可能涉及到压力传感器、压力敏感电阻、压电传感器等多种传感器技术的应用和集成。

2. 数据处理和分析：座椅传感器会产生大量的数据，需要开发有效的算法和方法来处理和分析这些数据。这包括数据采集、数据清洗、特征提取、模式识别等技术，以便准确地识别乘客的体压分布和姿势。

3. 座椅调整和控制：基于体压传感信息，智能座椅系统需要能够根据乘客的体压分布和姿势来自动调整座椅的位置、角度和硬度等参数，以提供最佳的乘坐体验。这涉及到座椅调节机构的设计和控制算法的开发。

4. 人机交互界面：智能座椅系统需要与乘客进行有效的交互，以了解其偏好和需求，并根据其反馈进行相应调整。因此，需要设计友好的人机交互界面，如触摸屏、语音识别、手势识别等，以方便乘客与座椅系统进行交互。

5. 安全和隐私保护：智能座椅系统需要确保乘客的安全和隐私。在座椅调整过程中，需要考虑乘客的身体状况和健康状况，以避免任何潜在的伤害。同时，座椅传感器所收集的个人生理数据需要得到保护和隐私保护，以避免被滥用或泄露。

6. 系统集成和优化：智能座椅系统需要与汽车的其他系统进行集成，如车辆控制系统、娱乐系统等。因此，需要解决系统集成的技术难题，并进行系统优化，以确保座椅系统的稳定性、可靠性和性能。

期望实现的主要技术目标

通过研究融合体压分布和生物力学载荷的坐姿人体数学建模，以有限元模型为基础研究人体生物力学建模的融合与统一，实现体压分布和脊椎力、肌肉力等人体生物力学信息的准确获取；将体压分布与人体生物力学指标相融合以研究坐姿人体静态舒适性，研究汽车座椅-人体耦合系统的舒适性建模方法，以3-5款典型汽车座椅为对象，开展体压分布测试、舒适性主观评价试验，结合数字模型，构建体压分布、主观感受与人体脊椎力、肌肉力等生物力学信息的联系。

本项目有望实现体压分布、生物力学载荷融合的坐姿人体数学建模，探索其在汽车座椅舒适性开发中的应用，为汽车乘员-座椅舒适性研究提供理论支撑，与智能多自由度座椅研发相结合，开发出基于体压传感信息的汽车智能座椅系统。

（1） 交付智能座椅系统一套

（2） 交付基于体压传感信号的智能座椅控制白盒算法

（3）建立汽车座椅-人体耦合系统模型，揭示系统与舒适度之间的映射关系；

（4）完成汽车乘员主客观舒适性试验报告； 

（5）发表SCI/EI论文≥2项；

（6）受理发明专利≥2项；

处理进度