[發(fā)明專利]一種基于眼動數(shù)據(jù)的管制員注意力分配評估方法

在審

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• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111178706A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王艷軍;林思遠(yuǎn);胡明華;張美玉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F3/01;G06Q50/30
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

1.一種基于眼動數(shù)據(jù)的管制員注意力分配評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，采集管制員在執(zhí)行管制過程中不同航空器數(shù)量場景下的眼動數(shù)據(jù)，包括瞳孔直徑、眨眼頻率、視線與屏幕的交點坐標(biāo)；

步驟2，對步驟1采集的眼動數(shù)據(jù)進(jìn)行去燥處理，刪除存在缺失或異常的數(shù)據(jù)；

步驟3，采用眼動算法將經(jīng)過去燥處理后的數(shù)據(jù)區(qū)分為注視組和掃視組，并計算得到每個注視組的注視中心坐標(biāo)、注視開始時間和注視持續(xù)時間，計算得到每個掃視組的掃視持續(xù)時間、掃視開始時間和掃視角速度；

步驟4，從注視組和掃視組中選擇反映管制員注意力分配的眼動指標(biāo)，即注視持續(xù)時間、掃視持續(xù)時間、掃視角速度，并多重分形去趨勢波算法分析選取的眼動指標(biāo)的變化特征，根據(jù)變化特征對管制員注意力分配進(jìn)行評估。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于眼動數(shù)據(jù)的管制員注意力分配評估方法，其特征在于，步驟1所述采集管制員在執(zhí)行管制過程中不同航空器數(shù)量場景下的眼動數(shù)據(jù)，是通過faceLAB眼動儀進(jìn)行采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于眼動數(shù)據(jù)的管制員注意力分配評估方法，其特征在于，所述步驟3的具體過程為：

步驟31，選取經(jīng)過去燥處理后的視線與屏幕的交點坐標(biāo)作為眼動算法的數(shù)據(jù)，設(shè)置兩個空間參數(shù)，包括定界距離d₁和聚簇距離d₂，設(shè)置一時間參數(shù)，為最小注視持續(xù)時間mt，其中，d₁＝0.01m，s_xa、s_ya分別表示經(jīng)過去燥處理后的視線與屏幕的交點坐標(biāo)中所有橫、縱坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差，mt＝50ms；

步驟32，將經(jīng)過去燥處理后的視線與屏幕的交點坐標(biāo)記為(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_M,y_M)，設(shè)置第一個坐標(biāo)(x₁,y₁)為第一個聚類簇的起點和均值點；

步驟33，對于后續(xù)每個坐標(biāo)，計算坐標(biāo)與當(dāng)前均值點之間的歐幾里得距離，當(dāng)歐幾里得距離＜定界距離d₁時，則將該坐標(biāo)歸到當(dāng)前聚類簇中，并對均值點坐標(biāo)進(jìn)行更新，新的均值點坐標(biāo)的橫、縱軸分別對應(yīng)為當(dāng)前聚類簇中所有坐標(biāo)的橫、縱軸的均值；當(dāng)歐幾里得距離≥定界距離d₁時，當(dāng)前聚類簇聚類完成，轉(zhuǎn)入步驟34；

步驟34，將歐幾里得距離≥定界距離d₁對應(yīng)的坐標(biāo)設(shè)置為下一個聚類簇的起點和均值點，對后續(xù)每個坐標(biāo)重復(fù)步驟33-34，直至遍歷完所有坐標(biāo)，則完成初步區(qū)分；

步驟35，根據(jù)初步區(qū)分結(jié)果，將每個聚類簇視為一個注視組，將簇中所有坐標(biāo)的橫、縱軸均值作為該簇均值點坐標(biāo)的橫、縱軸，計算簇中各坐標(biāo)與均值點坐標(biāo)之間的歐幾里得距離，將歐幾里得距離＞聚簇距離d₂對應(yīng)的坐標(biāo)去除后，計算該簇中心點坐標(biāo)，中心點坐標(biāo)的橫、縱軸即為去除歐幾里得距離＞聚簇距離d₂對應(yīng)的坐標(biāo)后剩余坐標(biāo)的橫、縱軸的均值，用(x_f,y_f,st_time_f,dur_time_f)表示每個聚類簇，其中，x_f、y_f分別為注視組中心點坐標(biāo)的橫、縱軸，st_time_f表示注視開始時間，dur_time_f表示注視持續(xù)時間；

步驟36，若某注視組的注視持續(xù)時間＜最小注視持續(xù)時間mt，則將該注視組轉(zhuǎn)為掃視組，用(sac_time_s,st_time_s,ang_velocity_s)表示每個掃視組，其中，sac_time_s表示掃視持續(xù)時間，st_time_s表示掃視開始時間，ang_velocity_s表示掃視角速度，區(qū)分結(jié)束。