[發明專利]一種自適應人機界面配置方法

有效

• 申請號: 201811330359.X
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109558005B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 王崴;瞿玨;梁永強;楊潔;邱盎;丁日顯;蔡睿;胡波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明屬于人機工程學領域，公開了一種自適應人機界面配置方法，包括：基于腦電信號獲取用戶在人機交互過程中的認知負荷；基于眼動特征獲取用戶在人機交互過程中的認知水平，基于眼動特征獲取用戶在人機交互過程中的認知狀態，基于眼動特征獲取用戶在人機交互過程中的操作意圖，獲取用戶在人機交互過程中的交互時序；基于粗集理論為用戶自適應的配置人機界面，能夠對人機界面進行動態調整。

技術領域

本發明屬于人機工程學領域，尤其涉及一種自適應人機界面配置方法。

背景技術

人機操控界面是防空導彈、潛艇、航母、無人機等武器系統中擔負人機交互功能的重要操控系統，也是航天器、醫療設備、工業流水線等裝備中進行人機交互的核心。隨著技術的不斷發展，人機界面需要擔負的人機交互任務也在大幅度的增加，人機操控界面能否與操控人員的認知能力相適應，將直接影響裝備操作的效能和安全性。

傳統的固定式人機操控界面的特點是操控界面信息的顯示數量、顯示方式以及操控方式都是固定不變的。而人機交互任務中，不同認知水平用戶對于信息顯示數量的需求是不同的，不同時刻顯示界面各個區域對用戶的重要程度是不同的，不同交互狀態下界面信息的顯示方式對于用戶的感知效率也是不同的，這些動態變化的因素與固定式的人機界面是不相適應的。

發明內容

針對上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種自適應人機界面配置方法，能夠對人機界面進行動態調整，在合適的時機、以合適的方式、為操作人員提供最為有效的人機交互信息以及最為迅捷的操控方式。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種自適應人機界面配置方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1，基于腦電信號獲取用戶在人機交互過程中的認知負荷；所述認知負荷包含高等水平、中等水平和低等水平；

步驟2，基于眼動特征獲取用戶在人機交互過程中的認知水平，所述認知水平包含專家型、熟練型和新手型；

步驟3，基于眼動特征獲取用戶在人機交互過程中的認知狀態，所述認知狀態包含監視狀態、跟蹤狀態、決策狀態、應激狀態和脫環狀態；

步驟4，基于眼動特征獲取用戶在人機交互過程中的操作意圖，所述操作意圖用于指示用戶對人機界面感興趣的區域；

步驟5，獲取用戶在人機交互過程中的交互時序；

步驟6，根據用戶在人機交互過程中的認知負荷、認知水平、認知狀態、操作意圖和交互時序，基于粗集理論為用戶自適應的配置人機界面。

本發明技術方案的特點和進一步的改進為：

(1)所述步驟1具體包括：

獲取預先訓練得到的腦電信號與認知負荷的匹配規則；

實時采集用戶在人機交互過程中的腦電信號，獲取腦電信號中的Delta波、Theta波、Alpha波、Bata波分別在腦電波總頻段中的功率比例；

根據預先訓練得到的腦電信號與認知負荷的匹配規則，確定當前用戶的認知負荷為高等水平、中等水平或者低等水平。

(2)所述步驟2具體包括：

獲取預先訓練得到的眼動特征與認知水平的匹配規則；

實時采集用戶在人機交互過程中的眼動特征，獲取眼動特征中的注視時間、注視次數、眼跳幅度、掃視速度這四種特征參數；

根據預先訓練得到的眼動特征與認知水平的匹配規則，確定當前用戶的認知水平為專家型、熟練型或者新手型。

(3)所述步驟3具體包括：

獲取預先訓練得到的眼動特征與認知狀態的匹配規則；