[发明专利]一种复杂系统人机界面可用性的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于人机交互领域，涉及一种复杂系统人机界面可用性的检测方法及系统。

背景技术

复杂系统人机界面是人机交互最重要的媒介，被广泛应用到战机船舶驾驶操纵、核电厂控制、战场指挥、汽车驾控等各种复杂的人机交互系统和环境之中，作为人机信息交互的重要载体和媒介，它是用户获取信息、决策判断的重要依据，同时也是信息系统能否实现精确、高效传递的关键因素。

    复杂系统人机界面设计的不合理性往往引起用户认知的差异以及决策判断的失误，最终导致发生重大操作事故。基于用户认知的差异性可以通过眼动信息进行判断，因此对于界面设计后的眼动质量评价，成为缩减事故发生概率的最有效的途径。通过对眼动资源投入特征、理解特征和复杂特征实施检测，实现对设计质量的控制和改进，从而优化复杂系统人机界面的眼动综合质量。

   眼动跟踪技术提供了一种可靠、有效、及时的视觉加工研究方法，目前被广泛应用于广告产品评估、用户行为分析、工效学研究、航天安全等领域。目前基于眼动跟踪技术的眼动指标评价主要针对两个及两个以上的界面开展比较性判断，同时也较少将眼动特征融合考虑，多从单特征进行眼动质量检测。基于现有眼动分析的质量检测方法，本发明创新性地将多个眼动特征融合，进行眼动综合质量判断；并从单方案设计界面考虑，这对多层级呈现信息的复杂人机界面，阐述眼动综合质量检测方法，在实际应用中可实施性高，解决单一设计方案的眼动综合质量优劣检测问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复杂系统人机界面可用性的检测系统的检测方法；获取人机界面中的不同任务信息特征；依据不同任务特征的不同安排，获取并计算处理处理可用性子特征检测值；实现对复杂系统环境下人机界面的可用性质量判断。

一种复杂系统人机界面可用性的检测系统的检测方法，包括以下步骤：

（1）任务信息提取。将界面信息按照信息操控、信息表现和信息显示进行提取，并进行不同任务特征的信息分类。

（2）眼动信息的信号采集。将提取的任务信息输入心理学实验软件中，按照不同分类进行记忆任务和搜索任务安排。通过计算处理处理机向用户依次呈现不同任务的安排，通过眼动追踪仪获取用户的眼动扫描和追踪数据，选取瞳孔直径、首次注视时间、注视时间、注视次数、回视时间、眨眼持续时间、眼跳幅度、眼跳时长。

（3）检测指标计算处理处理。根据眼动信号采集的眼动指标，计算处理处理可用性子特征的检测指标。

（4）可用性子特征的质量检测。根据（2）中可用性子特征检测指标的检测值，分析和计算处理处理可识别性、易理解性和复杂性的质量值。

（5）可用性质量检测。通过叠加融合可用性子特征的质量值，检测复杂系统人机界面可用性的优劣。

步骤（1）中所述的任务信息提取是面向复杂系统，提取方法更加符合人—任务—环境三者之间的信息自然流通特性。任务信息提取是指基于记忆、搜索任务和界面信息特征进行任务信息提取。首先以复杂系统人机界面为主体，根据其内部信息元素因子层次结构划分，分为信息操控A、信息表现B、信息显示C结构层次。其次按照信息操作方式，分为可以进行人为操作的各种系统功能按键与按钮信息与独立显示，不能进行人为操作的系统功能信息。按照信息表现方式，分为以图形化的方式描述系统信息、以文本数据的方式描述系统信息、以符号形式描述系统信息及以图形和文本结合的形式描述系统信息。按照信息显示方式，分为动态、静态及动静混合。根据记忆和搜索任务，对以上层次结构的信息进行分类并归入不同的任务信息。

步骤（2）中所述的眼动信息的信号采集及安排阶段，采用双任务双实验步骤，有利于去除数据获取时的干扰性，提高数据采集的有效性。具体包括以下步骤：

1）任务：在复杂系统综合显示界面前放置Hi-Speed型高精度眼动仪测试托架，iView PC测试计算处理处理机与Stimulus PC图像显示计算处理处理机通过TTL triggers进行同步通讯。依次完成2种任务安排范式：记忆任务和搜索任务。

A、记忆任务：首先指示被试在记忆界面时努力记住某一范围内信息，在检测界面中判断信息是否与记忆中的相同，然后开始呈现记忆界面20000ms，黑屏1000ms之后出现检测界面，被试做出相应的判断之后快速按下反应键。

B、搜索任务：首先指示被试需要在界面中快速搜索某一信息并作出相应判断，然后呈现搜索信息1000ms，黑屏1000ms之后呈现搜索界面，被试快速并准确地做出判断并按下相应按键。

 2）眼动信号采集：