[发明专利]一种座舱人机界面注意力分配计算方法

说明书

本发明提供了一种座舱人机界面注意力分配计算方法，充分参考了人目的驱动式和数据驱动式的注意力形成机制，结合座舱人机界面所提供的主要信息，提出了包含信息突显性、注意力转移难度、信息优先度和信息期望四个维度的人机界面注意力分配计算方法。本发明以操作员获取态势的主要来源——人机界面为切入点，将人机界面所提供信息从信息突显性、注意力转移难度、信息优先度和信息期望四个维度进行评价，通过评价结果来进行操作员注意力分配的预测。以上四个评价标准的选取结合了目的驱动式和数据驱动式的注意力形成机制，能够准确地表达出操作员注意力的形成过程，并对操作员的注意力分配进行合理的预测。

技术领域

本发明涉及座舱指挥控制领域，尤其是一种座舱的注意力分配计算方法。

背景技术

面对未来日益复杂的战场环境，操作员在执行作战任务时需克服态势复杂多变、数据实时更新和任务繁重紧迫等困难，为了防止操作员由于注意力分散而产生的态势缺失现象，飞机设计人员需要了解飞行员在人机界面的注意力分配情况，以便对人机界面的设计和布局进行进一步的优化。

目前，获取飞行员在人机界面的注意力分配的主要方法是通过实验评估。具体方法为：邀请多名经验丰富的飞行员在不同布局的人机界面下进行飞行实验，实验结束后，根据被试人员的主观感受来确定人机界面的注意力分配情况。这种方法的优点在于简单直观。但也存在着明显的缺点：注意力分配由主观评价得出，结果主观性太强，而且得出结果的过程无法进行量化。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种座舱人机界面注意力分配计算方法。本发明充分参考了人目的驱动式和数据驱动式的注意力形成机制，结合座舱人机界面所提供的主要信息，提出了包含信息突显性、注意力转移难度、信息优先度和信息期望四个维度的人机界面注意力分配计算方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

Step1：兴趣区域划分；

将人机界面划分为不同的兴趣区域(Area of Interest,AOI)，划分兴趣区域的标准为：①若人机界面由多块显示屏拼接而成，且每块显示屏仅有一个显示内容时，将每块显示屏划分为一个兴趣区域；②若人机界面仅有一块显示多个内容的显示屏时，根据不同显示内容进行兴趣区域划分；③当人机界面由多块显示屏拼接而成，且每块显示屏显示多个内容时，可根据显示屏划分，也可根据显示内容划分；假设人机界面被分成了n块兴趣区域，其中第i块表示为AOI_i；

Step2：AOI_i信息突显性因素C₁ⁱ量化；

信息突显性由以下四个量化指标加权求和得到，四个量化指标分别为：

1)兴趣区域面积占比第i块兴趣区域AOI_i占整个人机界面面积的比例；

2)信息色差AOI_i中信息的颜色与背景色的色差大小；

3)布局位置眼睛与第i块兴趣区域AOI_i中心点的连线和视线平视的夹角；

4)信息表示形式AOI_i中信息以文字、数字、列表、图形、图像形式表示；具体解释如下：文字包括汉字和英文字母；数字及阿拉伯数字0至9；列表即为表格，表格内的信息为文字和数字；图形是矢量的概念，由图元构成；图像是位图的概念，由像素构成；

四个指标的量化公式如下表所示：

表1

表2

最终，第i块兴趣区域AOI_i的信息突显性因素由以上四个量化指标加权求和得到，公式为：