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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种基于驾驶人手部可触及性和视觉交互的汽车中控屏主界面布局优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119377067B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411501089.X，技术领域涉及：G06F11/34；该发明授权一种基于驾驶人手部可触及性和视觉交互的汽车中控屏主界面布局优化方法是由王琳虹;汤淏林;别一鸣;王博;邓众;季金华设计研发完成，并于2024-10-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于驾驶人手部可触及性和视觉交互的汽车中控屏主界面布局优化方法在说明书摘要公布了：一种基于驾驶人手部可触及性和视觉交互的汽车中控屏主界面布局优化方法，本发明属于汽车人机工程技术领域，具体涉及汽车中控屏主界面布局优化方法。本发明的目的是为解决采用现有方法对汽车中控屏主界面布局未考虑驾驶人手部和眼部指标，致使汽车中控屏主界面布局准确性低的问题。过程为：建立汽车驾驶舱空间三维坐标系；采集驾驶人在不同中控屏主界面布局执行触控任务时的驾驶人手部绩效指标；同时采集驾驶人眼动指标；计算汽车中控屏主界面布局手部可触及性测评分数；计算汽车中控屏主界面布局视觉交互测评分数；计算每个汽车中控屏主界面布局的综合测评分数；选取综合测评分数最高值对应的中控屏主界面布局为最优主界面布局。

本发明授权一种基于驾驶人手部可触及性和视觉交互的汽车中控屏主界面布局优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于驾驶人手部可触及性和视觉交互的汽车中控屏主界面布局优化方法，其特征在于：所述方法具体过程为： 步骤一、建立汽车驾驶舱空间三维坐标系； 采集驾驶人在不同中控屏主界面布局执行触控任务时的驾驶人手部绩效指标；同时采集驾驶人眼动指标； 步骤二、根据驾驶人手部绩效指标拟合菲兹定律量化公式，并计算汽车中控屏主界面布局手部可触及性测评分数；具体过程为： 步骤二一、确定驾驶人各部位舒适性角度范围；具体过程为： 驾驶人肩部相对于铅锤面的夹角α的舒适性角度范围为20°≤α≤30°°； 驾驶人上臂相对于铅锤面的夹角α的舒适性角度范围为10°≤α≤45°； 驾驶人前臂相对于上臂的夹角α的舒适性角度范围为80°≤α≤120°； 驾驶人手部相对于前臂的夹角α的舒适性角度范围为170°≤α≤190°； 步骤二二、基于驾驶人各部位舒适性角度范围得到手臂舒适性活动半径的最小值R、手臂舒适性活动半径的最大值R、手臂可触控活动半径R 基于手臂舒适性活动半径的最小值R、手臂舒适性活动半径的最大值R、手臂可触控活动半径R，得到手部可触及性最佳交互区、手部可触及性可触控区、手部可触及性最差交互区； 具体过程为： 步骤二二一、首先选取中国成年男性静态人体尺寸第5分位数作为参考依据，驾驶人保持驾驶姿势时，将驾驶人各部位在各自对应的舒适性角度范围下进行水平面长度投影值叠加的最小值与最大值分别作为手臂舒适性活动半径的最小值与最大值；将驾驶人手臂完全伸直时的长度作为手臂可触控活动半径； 式中，R1为手臂舒适性活动半径的最小值，R2为手臂舒适性活动半径的最大值，R3为手臂可触控活动半径； l1为中国成年男性静态人体尺寸第5分位数上臂的长度； l2为中国成年男性静态人体尺寸第5分位数前臂的长度； l3为中国成年男性静态人体尺寸第5分位数手部的长度； 步骤二二二、基于手臂舒适性活动半径的最小值R1、手臂舒适性活动半径的最大值R2、手臂可触控活动半径R3，得到手部可触及性最佳交互区、可触控区、最差交互区； 具体过程为： 最佳交互区：以驾驶员右侧肩点靠在椅背上的位置为球心，手臂舒适性活动半径的最小值R1在中控屏上的球面弧线和手臂舒适性活动半径的R2在中控屏上的球面弧线分别作为左右两侧边界线；以中控屏顶部和底部作为上下两侧边界线；左右两侧边界线和上下两侧边界线围成的中间区域为最佳交互区； 可触控区：以驾驶员右侧肩点靠在椅背上的位置为球心，手臂舒适性活动半径的最大值R2在中控屏上的球面弧线和手臂可触控活动半径R3在中控屏上的球面弧线分别作为左右两侧边界线；以中控屏顶部和底部作为上下两侧边界线；左右两侧边界线和上下两侧边界线围成的中间区域为可触控区； 最差交互区：以驾驶员右侧肩点靠在椅背上的位置为球心，手臂可触控活动半径R3在中控屏上的球面弧线作为左侧边界线，中控屏右边框作为右侧边界线；以中控屏顶部和底部作为上下两侧边界线；左右两侧边界线和上下两侧边界线围成的中间区域为最差交互区； 步骤二三、选取中控屏主界面布局应用图标中心点距离驾驶人右侧肩点最近的前nmax个位置进行测评； 所述中控屏主界面布局应用图标中心点距离驾驶人右侧肩点最近的前nmax个位置位于最佳交互区和可触控区内； 步骤二四、采用菲兹定律量化公式对驾驶人在最佳交互区和可触控区执行交互时手指位移量、手部抵达中控屏指定布局测评应用图标位置的时间以及应用图标面积进行线性拟合，得到最佳交互区和可触控区的菲兹定律量化公式线性拟合结果； 步骤二五、对步骤二四得到的最佳交互区和可触控区的菲兹定律量化公式线性拟合结果进行验证分析； 步骤二六、计算位于最佳交互区和可触控区的单个布局测评应用图标测评得分scoα、scoβ； 步骤二七、基于单个布局测评应用图标测评得分scoα、scoβ，计算汽车中控屏主界面布局手部测评总分数scototh-1； 所述步骤二四中采用菲兹定律量化公式对驾驶人在最佳交互区和可触控区执行交互时手指位移量、手部抵达中控屏指定布局测评应用图标位置的时间以及应用图标面积进行线性拟合，得到最佳交互区和可触控区的菲兹定律量化公式线性拟合结果；具体过程为： 步骤二四一、根据驾驶人在最佳交互区执行交互时手指位移量、手部抵达中控屏指定布局测评应用图标位置的时间以及应用图标面积，按照菲兹定律量化公式进行线性拟合，得到驾驶人在最佳交互区执行交互时手指从方向盘握把处移动到汽车中控屏指定布局测评应用图标位置的时间Th1 菲兹定律量化公式表达式为： 式中，D为驾驶人在最佳交互区执行交互时手指从方向盘握把处移动到汽车中控屏指定布局测评应用图标的位移量； 为汽车中控显示器被驾驶人在最佳交互区触屏点击的布局测评应用图标热区面积； 为最佳交互区驾驶人进行触屏交互前的准备时间； 为最佳交互区驾驶人执行交互时，手指移动的距离和应用图标热区面积对手部交互时间的影响程度； 最佳交互区菲兹定律量化公式线性拟合结果如下： 步骤二四二、根据驾驶人在可触控区执行交互时手指位移量、手部抵达中控屏指定布局测评应用图标位置的时间以及应用图标面积，按照菲兹定律量化公式进行线性拟合，得到驾驶人在可触控区执行交互时手指从方向盘握把处移动到汽车中控屏指定布局测评应用图标位置的时间Th2 菲兹定律量化公式表达式为： 式中， D2为驾驶人在可触控区执行交互时手指从方向盘握把处移动到汽车中控屏指定布局测评应用图标的位移量； S2为汽车中控显示器被驾驶人在可触控区触屏点击的布局测评应用图标热区面积； a2为可触控区驾驶人进行触屏交互前的准备时间； b2为可触控区驾驶人执行交互时，手指移动的距离和应用图标热区面积对手部交互时间的影响程度； 可触控区菲兹定律量化公式线性拟合结果如下： 步骤三、根据驾驶人眼动指标拟合席克定律量化公式，并计算汽车中控屏主界面布局视觉交互测评分数；具体过程为： 步骤三一、推导布局测评应用图标位置相对于驾驶人双眼中心处的扫视角度；具体过程为： 设汽车驾驶舱空间三维坐标系下驾驶人双眼中心处V距离方向盘中心点的三维坐标距离为x2,y2,z2，设汽车中控屏上某一指定布局测评应用图标的中心点位置K在驾驶舱三维坐标系的坐标为x2+x0,y2+y0,z2+z0，得到汽车中控屏上某一指定布局测评应用图标的中心点位置K点相对于V点的垂直扫视角度θh以及水平扫视角度θv： 其中，x0、y0、z0为汽车中控屏上某一指定布局测评应用图标的中心点位置K点相对于驾驶人双眼中心处Vx2,y2,z2点的三维坐标距离 进而得到总扫视角度θ： 步骤三二、根据驾驶人对中控屏上不同位置的布局测评应用图标进行视线搜寻时扫视时间、注视时间以及图标位置相对于驾驶人双眼中心处的扫视角度，按照席克定律量化公式进行线性拟合，得到视觉搜寻时间； 席克定律量化公式表达式为： 式中，Te为视觉搜寻时间，a*为人体视觉反应时间的均值，θ为扫视角度，k为扫视角度对视觉搜寻时间的线性影响因子，c为对选项认识的处理时间，n为界面上应用图标的数量； 席克定律量化公式线性拟合结果如下： 步骤三三、对步骤三二得到的线性拟合结果进行验证分析；具体过程为： 对步骤三二得到的线性拟合结果进行R2检验； 设置阈值0.8，当R2大于0.8时，R2检验通过；当R2小于等于0.8时，R2检验未通过； 若R2检验通过，则直接将扫视角度对视觉搜寻时间的线性影响因子k作为最终参数，执行步骤三四； 若R2检验未通过，需要对扫视角度对视觉搜寻时间的线性影响因子k进行非线性变换，直至通过R2检验，对应的变换后扫视角度对视觉搜寻时间的线性影响因子k作为最终参数，执行步骤三四； 所述非线性变换为对数变换、平方根变换或倒数变换； 步骤三四、计算汽车中控屏主界面中单个布局测评图标对应的视觉测评得分scoδ；具体过程为： 得到视觉测评表达式中视线搜寻时间的最大值与最小值Temin、Temax： 式中，a*为人体视觉反应时间的均值，θmax、θmin分别为布局测评应用图标中心点相对于双眼中心处的最大与最小扫视角度，nummax、nummin分别为界面应用图标数量的最大与最小值，c为对选项认识的处理时间； 根据搜寻时间的最大值与最小值Temin、Temax对视线搜寻时间Te进行归一化，从而得到视觉交互测评量化公式为： 式中，scoδ为单个布局测评图标对应的视觉测评得分，nmax为参与布局测评的应用图标最大数量值； 步骤三五、通过加和单个布局测评图标对应的视觉测评得分scoδ得到汽车中控屏主界面布局视觉交互测评总分数scotot-2： 式中，n3为视觉交互试验测评的汽车中控屏主界面布局数量； 步骤四、计算每个汽车中控屏主界面布局的综合测评分数； 选取所有汽车中控屏主界面布局的综合测评分数最高值对应的中控屏主界面布局为最优主界面布局。

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