无人机目前在各个国家中都成为了一大研究热点,关于无人机自主控制的技术越来越成熟,机械故障减少,由人为因素造成的事故比例正在逐年上升。因此,在无人机地面站的设计过程中,考虑人的因素显得尤其重要,良好的设计可以让飞行员工作更加舒适、操作更加省力、执行任务更加高效,从而保障无人机能够做到安全飞行、圆满完成任务。本文基于人因工程学相关理论,结合计算机仿真建模技术,对无人机地面站操控台的设计做了深入研究,主要内容有:基于CATIA建立了中国飞行员数字化人体模型。总结了中国飞行员的相关人体尺寸数据,引入了人体多刚体运动学模型的概念,以中国飞行员的人体尺寸数据为基础,通过CATIA平台的Human Builder模块和Human Measurements Editor模块,分别建立了第5百分位数、第50百分位数和第95百分位数的中国飞行员数字化人体模型,用于后续的仿真分析。对操控台的主要元件进行了参数设计,完成了三维建模。建立了方舱坐标系,计算得到了设计眼位的坐标;对显示装置的设计要求做了总结;通过人体坐姿生理学和坐姿生物力学的分析,得出了座椅的外观设计参数及位置可调整范围;通过手部运动特性的分析,得出了操纵杆的外观设计及动力学参数;通过下肢运动特性的分析,结合脚蹬力学推荐数值,得出了脚蹬的外观设计及动力学参数。基于改进粒子群算法以及Matlab建模仿真对地面站操控台的各元件进行了布局设计。基于视觉运动特性推导了眼位动态变化规律模型,提出了一种新的驾驶舱眼位调节方法;根据眼位动态变化规律模型,将显示装置布局准则中的可视性要求转化为约束条件,建立了显示装置布局计算模型;基于Logistic模型的基本思想对粒子群算法进行了改进,经测试证明改进后的算法求解精度更高,利用改进后的算法求解了显示装置布局计算模型,得到了显示装置的布局方案;在人体多刚体运动模型的基础上建立了人体运动学连杆模型,通过Matlab拟合出了中国飞行员手部和下肢操作的舒适性范围,以此为基础对操纵杆、脚蹬等元件的位置进行了布局设计。基于CATIA的Safe Work模块对布局方案的合理性进行了验证分析。对飞行员的视觉进行了虚拟仿真,通过分析飞行员工作时的视觉效果,从视觉舒适性的角度验证了操控台布局的合理性;通过RULA分析法,对飞行员的工作姿态进行了操作舒适性评价;仿真分析的结果分别从视觉舒适性和操作舒适性两个角度验证了操控台布局的合理性。