[發明專利]一種三維筆式交互界面可用性評估方法

有效

• 申請號: 201710583425.3
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107391289B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 孫曉穎;康凱;陳建;燕學智;孫銘會;溫泉;劉國紅;于海洋;于嘉鑫
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00;G06F11/34
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種三維筆式交互界面可用性評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：搭建測試平臺，選取所要評估的交互界面，確定并選取界面評估單元；

步驟二：開始測試，劃分時間節點，采集三維筆式交互信息數據，提取以下數據：時間t，三維空間位置(x,y,z)，三維空間操作角度(α,β,γ)，操作正確率P，用戶肢體動作難度級別V；

步驟三：計算處理步驟二中所提取的數據，獲取各個界面評估單元四個評估指標交互效率，有效性，可理解性，交互復雜度的質量值；所述的獲取四個評估指標質量值，包括以下步驟：

(1)計算交互效率質量值，計算E₀到S內的位置變化矢量δ和S內第n個采樣區間之間的位置變化矢量δ_n＝(Δx,Δy,Δz)，計算向量夾角cosε＝δ_nδ/|δ_n||δ|，提取t’內任意兩個采樣點之間滿足的采樣區間的個數v，計算O＝vT/t’作為交互效率的質量值，T為六自由度采樣周期；

(2)計算可理解性質量值，計算t’內三維操作角度變化率提取第三維操作角度變化率最大值θ_max，提取t’_n內任意兩個采樣點之間滿足的采樣區間的個數u，計算H＝u T/t’作為可理解性的質量值；

(3)計算有效性質量值，測量界面評估單元完成所用次數m_n，計算得到所測量界面評估單元的操作正確率P_n＝1/m_n，m_n大于10次則另P_n＝0，取操作正確率P_n為有效性質量值；

(4)計算交互復雜度質量值，步驟如下：獲取指令動作操作時間t內繞三個軸的角度α、β、γ的值，通過計算選出三個值中變化最大的一個值，若此值落在(0,90)之間，則取U＝1，若此值落在[90,180)之間，則取U＝2，若此值落在[180,270)之間，則取U＝3，若此值落在[270,360)之間，則取U＝4，確定所測界面評估單元完成過程中的用戶肢體動作難度級別，所述用戶肢體動作難度級別，通過子任務完成過程中的用戶的操作行為進行確定：若完成過程中需要腳步移動，則用戶肢體動作難度級別V＝5；用戶肢體動作難度級別不為5的情況下，若完成過程中需要的肩關節運動，則用戶肢體動作難度級別V＝4；用戶肢體動作難度級別不為5或4的情況下，若完成過程中需要的肘關節運動，則用戶肢體動作難度級別V＝3；用戶肢體動作難度級別不為5或4或3的情況下，若完成過程中需要的腕關節運動，則用戶肢體動作難度級別V＝2；若完成過程中不需要腳步移動和的肩關節運動、肘關節運動或腕關節運動，腕關節運動，則得到交互復雜度質量值為UV(1≤UV≤20)；

步驟四：計算處理步驟三中獲取的各個界面評估單元的評估指標質量值，進行質量分級，獲得三維筆式交互界面可用性評估初步結果；

步驟五：針對步驟四中三維筆式交互界面可用性評估初步結果，采用層次分析法進行獲取上述評估指標重要性權值分別為0.2178，0.1170，0.1832，0.4832，進行重要性加權求和，獲得最終評估結果。

2.根據權利要求1所述的一種三維筆式交互界面可用性評估方法，其特征在于，步驟一所述的測試平臺包括主機和電子筆兩個部分：主機由三維定位模塊、主機電路、平板電視屏幕或白板組成，其中三維定位模塊是核心部分，由三個不在一條直線上的超聲傳感器構成三維超聲定位序列和兩個紅外傳感器，用于接收智能電子筆發射的紅外同步信號；電子筆包括微處理器、超聲驅動電路、紅外驅動電路、加速度陀螺儀、電源模塊、語音信號采集電路、藍牙通信芯片、按鍵電路組成。

3.根據權利要求1所述的一種三維筆式交互界面可用性評估方法，其特征在于，步驟一所述的確定并選取界面評估單元，其步驟如下：所述界面評估單元，通過對所評估界面的基本功能進行分解得到，將所評估界面功能分成兩大類：定位和操控，定位功能是指主要依據三維空間位置數據所完成的功能，操控功能是指主要依據三維角度信息和按鍵等信息針對界面對象進行操控的功能，界面評估單元這里是指依據所評估界面將定位和操控兩個功能下分成多個界面基本功能，將節目評估單元分成以下六個：定位功能包括漫游、筆跡書寫、筆跡識別三個界面評估單元，操控功能包括點選、旋轉、拖動三個界面評估單元。