摘要
本文提供了一种评估方法，用于分析汽车座椅的舒适区间。根据区间参数结构的理论和分析程序，基于大量汽车座椅舒适主观评价测试的人体压力数据和评估结果，可以建立汽车座椅舒适测试的客观数据与主观评价分数之间的不确定数学关系。这种数学关系被称为区间关系。作者建立了包含大量测试结果的座椅评估数据库，并应用数学模型开发了座椅舒适区间评估方法。对评估方法的可行性和有效性进行的分析结果证明，它可以提供更可靠的座椅舒适评估结果。座椅设计工程师可以使用该方法来取代复杂的手动座椅评估过程。同时，舒适评分为汽车座椅的设计和改进提供了理论指导。
前言
汽车行业已经发展了一百多年，其性能一直在突破极限。但无论汽车如何发展，汽车始终是为人服务的，对汽车的评价本质上是主观的。汽车座椅舒适评价也是其中典型的一种，中国的汽车座椅厂非常重视引进国外先进的座椅生产制造技术、加工设备和生产材料，甚至完全模仿其外形，但与座椅设计相关的研究概念和研究也非常有限
基于上述要求，本文提出了一种符合中国人体特征的汽车座椅舒适评价方法。首先，根据中国的座椅舒适主观评价测试获得大量的主观评价数据和座椅压力数据，然后通过分类和筛选形成代表性的主观评价数据库。然后，对数据进行数值分析，通过数学方法进行客观评价，即形成座椅舒适功能。
最后，根据数据库中的人体压力数据、座椅样本数据和评价分数数据的关联函数，将它们整合成一种座椅舒适评价方法，并形成了相应的软件。通过这个软件，座椅制造商可以快速获得座椅舒适评分，从而节省了外聘人员评估的时间和成本，确保评分符合中国人的体质特征和驾驶习惯的综合推导。
座椅舒适测试台包含一个驾驶模拟器。其中，主要的测试设备是矩侨工业（Jq industries）压力分布测试系统，如图2所示。它可以测试身体和座椅接触面的压力分布和压力数据。评价时，左手握住方向盘9点钟位置，右手握住方向盘3点钟位置，手掌稍微用力，拇指自然放置。脚放在离合器踏板上和油门踏板上。
测试评价表主要由受试者填写，包括受试者的信息，主要内容是受试者的主观评价结果。背部评分：从背部到腰部到大腿前部，共计1-9个区域得分。如图3所示。实验者询问这些区域的舒适感受，并给出综合评分。臀部评分：相同感受的10-15区域，如图3所示。实验者询问这些区域的舒适感受，并给出综合评分。
人体压力分布的评价指标 座椅舒适评价的客观数据主要是通过压力垫和靠背垫测量的压力分布云图。总结了云图的共同特征，硬质垫的最大压力越大。然而，对于相同材料的座椅，由于表面形状的差异，导致压力传感器的数量不同，平均压力也不同。这也反映了座椅形状与人体压力之间的复杂关系。这一点在座椅设计工程师中得到普遍认可
此外，从图4中可以看出，即使是同一个人的臀部或背部压力也不完全对称。在测量过程中会出现峰值。但在整个实验过程中，测量到的座椅评分和压力数据的关联基本一致。利用这种一致性，我们尝试让评价者坐下并在实验中停留一段时间以收集数据。实验证明，这样做可以更好地保证压力分布与座椅形状之间的关系的一致性。因此，座椅舒适性测试所需的实验时间要求实验者至少保持5分钟以上以确保数据准确性。背部数据也是如此。
个人的身材和体重各不相同。座椅舒适性实验发现，身体的体重与压力变化和评分结果直接相关。经过数据处理和分析，这种差异也应该得到体现。实验证明，无论实验者的体重指数（BMI）属于哪种类型，压力变化的程度和评分结果都与之更密切相关。然而，不同指标的形状变化情况仍然存在差异。因此，应根据不同的形状指标设计不同的评价方法。根据国际BMI算法，我们将实验者分为三个类别：瘦弱型：BMI < 18.5；正常型：BMI = [18.5-24.99]；肥胖型：BMI > 25。
数据库建立 我们总结了所有座椅评价者的压力云数据和主观评分结果，并形成了数据库。根据对过去评价的座椅的评估，筛选出所有云图和评分存在较大差异的评价结果。这样，剩下的数据更可靠，可以对应统计结果的评分和压力。然后，根据不同指标的实验对象形状，按照高低顺序对数据进行排序。
这个数据库主要用于为座椅开发者提供座椅数据的参考。更重要的是，我们可以利用这些实验数据找到座椅舒适评价的重要方面，并相应地形成座椅舒适评价方法。座椅舒适区间评价方法 根据人体BMI标准，我们将人分为三组，分别建立评价方法。需要注意的是，尽管这三组数据是不同的，但方法是相同的。
在同一组的人中所有的压力云图，无论是压力点的数量还是压力值都是不同的。因此，在评价中需要使用规范化方法对数据进行统一规范。
在评价中，我们采用了间隔方法来测量数据的间隔，即考虑到测试过程的不确定性，然后修正评价结果。数据处理如下：
步骤1：规范化。 由矩侨工业压力传感器测量的数据是每个点处压力传感器测量到的压力数据。设定不为零的压力点的数量。将这些数据转化为压力值与最大压力值之比，以将其规范化。
步骤2：评价结果修正。 使用间隔方法来考虑测试过程中的不确定性，根据数据的规范化值，确定评价结果的区间范围，并进行修正。修正后的评价结果可以提供更可靠的座椅舒适性评价。通过这种座椅舒适间隔评价方法，可以考虑到测试过程的不确定性，并对数据进行规范化和修正，从而提供更准确可靠的座椅舒适性评价结果。最大压力值将比例值从0.1到1分成10个段，计算在这10个段中的压力点的数量 [0.0-0.1, 0.1-0.2, …, 0.9-1]，然后将这些值除以具有压力值的传感器的数量，转化为总压力数量的比例。
步骤3：形成基本评价指标曲线。 在各个压力间隔中的点的比例对应形成一个二维折线。采用样条曲线拟合方法，将其拟合成一个近似该折线的二维函数曲线，即基本评价指标曲线函数。
步骤4：建立评价标准曲线库。 座椅评分在1到10之间，按照传统方法舒适度评价过的参考座椅按照1-10进行排序。然后根据人体BMI算法对三类体型进行选取实验人员座椅，并测量压力云。最后，通过以上步骤和第二步建立的基本评价指标曲线，在不同评分下形成评价标准曲线库。
步骤5：基本评分 根据BMI将测量到的座椅进行分类。计算机根据第一步和第二步形成的测试曲线，与10个基本评价指标曲线的一致性进行比较。其中，Cov表示两个函数的协方差，Var表示两个函数的方差。r值越小，一致性越好。因此，与基本评价指标曲线一致性更高的曲线所对应的座椅基本评分即为得分。
步骤5：间隔修正 由于参考座椅评分为1-10的整数分数，测量到的座椅评价曲线与标准曲线存在差异。这种差异是座椅舒适性评分修正的基础。以基本评价标准曲线为中心线，以0.25为间隔半径带，建立间隔函数。检查测试曲线的整体曲线是否在该曲线内，评价分数在评分基础上进行修正。
修正原则：每增加0.025的间隔半径，减去0.1分，下限为0.5。每减少0.025的间隔半径，加上0.1分，上限为-0.5。修正后的评分即为被测座椅的初始舒适性评分。
根据上述人体BMI标准的选择方法，选择三种体型的人，按照第4和第5步进行评分，取平均分。这个评分即为被测座椅的最终舒适性评分。
结论
本文提出了一种座椅舒适间隔评价方法，通过规范化的方式解决了不同人体（BMI）类型的不同评分下压力数据变化较大的问题。同时，在传统评分的基础上引入了区间参数修正函数，使评分更加科学。根据所开发的方法开发相应的软件，实际应用发现，使用中文描述舒适性更加直观。该软件还可以记录实际应用过程和重要数据，如图5所示。通过对软件的实际使用进一步证明，座椅舒适间隔评价方法具有良好的工程应用价值。
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