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信息显示与可见光通信的融合

信息显示与可见光通信的融合

作者：刘凯旋上海交通大学

学位级别：硕士

可见光通信是一种利用可见光波段(波长400到760nm)的光作为信息载体,在空间中直接传输光信号的通信方式。与蓝牙、红外通信、WIFI相似,可见光通信属于一种无线通信技术。最近几年,可见光通信引起了学术界和工业界的极大关注。可见光通... 详细信息

可见光通信是一种利用可见光波段(波长400到760nm)的光作为信息载体,在空间中直接传输光信号的通信方式。与蓝牙、红外通信、WIFI相似,可见光通信属于一种无线通信技术。最近几年,可见光通信引起了学术界和工业界的极大关注。可见光通信具有保密性强、连接方便、对人体无害、能提供足够的带宽等特点,对解决当前的频谱危机和在一些不适合射频信号进行传输的特殊地点(如水底、机舱、医院的MRI室等)进行通信具有重大意义。目前该技术已经被应用到室内定位、城市交通、物联网等诸多应用中。传统的可见光通信技术是利用LED的开和关作为“0”和“1”信号,将需要传送的信息编码成由信号“0”和“1”组成的比特流,通过调制器控制LED的开和关,从而将LED作为信号的发送源。由于LED的闪烁频率非常快,所以人眼无法察觉其迅速的明暗跳变。然而在接收端,利用光敏二极管则可以将人眼察觉不到的快速变化的光信号转换成电平高低不同的电信号,然后通过放大器、滤波器、模数转换装置和解调器,我们可以将信号源发送的数据恢复出来。高速刷新的显示设备和高速相机的日益普及,为将可见光通信与信息显示相结合这一新的想法提供了实现的可能和现实的土壤。心理视觉领域有一个广为人知的重要发现,即通常情况下人眼无法分辨出闪烁频率超过60Hz的物体。然而,目前主流的3D显示屏幕已经能至少达到120Hz的刷新率;商场、车站等公共场所常见的LED屏幕则甚至可以提供比此高几个量级的刷新率。利用这些生活中很普及和常见的显示设备,我们可以进行信号的调制,从而实现可见光通信,而不影响它们原先正常的显示功能。在接收端,我们借助于高速相机,则可以将调制在显示设备画面中的信号帧捕捉到并解码出来。本文首先提出了一套完整的将信息显示与可见光通信相融合的技术方案。该方案利用高速刷新的显示设备作为信号的发送端,在不影响其正常的信息显示功能的前提下,设计了一套切实可行的编解码方案,对其显示的每一帧画面上的像素点区域进行独立的信号调制,将其作为一个二维平面的多输入多输出(MIMO)信号发送阵列;同时借助于高速相机,捕捉加载信号的每一个原子帧,并将其中隐藏的数据信号恢复出来。此外,我们还设计了一套行之有效的同步方案,来解决相机与显示帧的同步问题。与此类课题的其他现有方案相比,本文提出的方案很好地考虑到了在实际应用中由于液晶的拖尾效应和相机的不同步造成的捕捉到的信号帧的混叠问题,通过分析和建模高速相机捕捉到的数据帧的混叠情况,我们可以修复被污染和损坏的数据,从而降低了信号传输的误码率,提高了系统的鲁棒性。同时,本文也参考了该领域其他研究方案的经验,提出了一套有效的信号隐藏的算法,将信息隐藏对显示设备的使用者造成的视觉干扰降低到最小。

关键词：信息显示可见光通信同步算法时域心理视觉调制 MIMO

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灭火救援辅助信息显示系统研究

灭火救援辅助信息显示系统研究

数字化控制系统信息显示特征对操纵员信息捕获绩效的影响及优化研究

2021中国消防协会科学技术年会

作者：刘玉宝孙广智应急管理部沈阳消防研究所

灭火救援辅助信息显示系统通过接收火灾自动报警系统的信息,实现建筑火灾发展蔓延状态的图形化显示,依据建筑消防设施的运行状态,提取生成支持灭火救援行动所需的辅助信息,有利于火灾现场迅速开展侦查、灭火、搜救等战斗任务,为火灾扑... 详细信息

灭火救援辅助信息显示系统通过接收火灾自动报警系统的信息,实现建筑火灾发展蔓延状态的图形化显示,依据建筑消防设施的运行状态,提取生成支持灭火救援行动所需的辅助信息,有利于火灾现场迅速开展侦查、灭火、搜救等战斗任务,为火灾扑救与人员疏散提供重要的信息与决策技术支持。

关键词：灭火救援信息显示消防控制室

来源： cnki会议评论

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中国安全生产科学技术 2016年第10期12卷 62-67页

作者：张力周易川贾惠侨洪俊湖南工学院人因工程与安全管理研究所湖南衡阳421002 南华大学人因研究所湖南衡阳421001

随着计算机技术和仪控技术的发展,数字化仪控系统逐步在大型控制室得到应用,主控室信息界面随之也出现了"巨量信息与有限显示"的矛盾。通过分析数字化主控室信息显示的特点,基于认知心理学的相关理论,通过实验研究信息显示率、信息提供... 详细信息

随着计算机技术和仪控技术的发展,数字化仪控系统逐步在大型控制室得到应用,主控室信息界面随之也出现了"巨量信息与有限显示"的矛盾。通过分析数字化主控室信息显示的特点,基于认知心理学的相关理论,通过实验研究信息显示率、信息提供率、数据更新率对操纵员信息捕获绩效的影响。实验结果表明:对操纵员信息捕获绩效影响最主要的因素是信息显示率,其次是信息提供率,最后是数据更新率;信息显示率与信息提供率对被试信息捕获绩效的影响具有较高的灵敏度,而数据更新率的变化对被试信息捕获绩效的影响并不显著;信息显示的最佳匹配组合是信息显示率为56.4 bit,信息提供率为9.4 bit,数据更新率为3 s。研究成果可为数字化主控室信息显示的设计提供理论基础。

关键词：数字化控制系统信息显示操纵员信息捕获

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基于视觉传达的网页界面信息显示系统设计

现代电子技术 2022年第2期45卷 125-128页

作者：张燕姚江常州大学江苏常州213000

为了解决传统信息显示系统存在的用户满意率低以及响应时间长的问题,文中设计一种基于视觉传达的网页界面信息显示系统。系统硬件分别由信息采集模块、信息导入模块、信息显示模块、素材管理模块和交互模块组成,各个模块之间紧密联系,... 详细信息

为了解决传统信息显示系统存在的用户满意率低以及响应时间长的问题,文中设计一种基于视觉传达的网页界面信息显示系统。系统硬件分别由信息采集模块、信息导入模块、信息显示模块、素材管理模块和交互模块组成,各个模块之间紧密联系,系统的运行能力得到提升。在系统硬件的支持下进行软件设计,采用激光扫描设备采集网页界面多角度图像,根据视觉传达理论分析网页界面的纹理、颜色特征,对全部图像进行配准,以配准结果为基础进行网页界面的几何建模,并将建模结果映射到交互过程中,显示网页界面信息,基于此实现基于视觉传达的网页界面信息显示系统设计。仿真实验结果表明,该系统的用户满意度高,网页界面信息显示情况少,且响应时间更短。

关键词：视觉传达网页界面信息显示信息导入素材管理交互空间多角度图像几何建模

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民用直升机驾驶舱信息显示与设计初探

直升机技术 2022年第3期 55-59页

作者：牟晓伟李治权何振亚中国航空研究院北京100129

随着电子技术和综合信息技术的发展以及航空电子产品集成化程度的不断提高,原来的分立式仪表驾驶舱设计逐渐被综合化显示系统所取代。直升机各个系统功能不断增强,让驾驶舱信息显示和控制变得更为复杂。针对几型较为先进的直升机,综合... 详细信息

随着电子技术和综合信息技术的发展以及航空电子产品集成化程度的不断提高,原来的分立式仪表驾驶舱设计逐渐被综合化显示系统所取代。直升机各个系统功能不断增强,让驾驶舱信息显示和控制变得更为复杂。针对几型较为先进的直升机,综合分析了直升机驾驶舱所显示的信息种类,对信息进行告警级别的分析;结合国内直升机设计经验和适航中所出现的问题,对重要信息进行了较为详细的分析和分类。对后续直升机驾驶舱信息的显示和设计提出了很好的参考建议。

关键词：直升机驾驶舱告警信息信息显示

基于认知心理学的数字化核电厂人机界面信息显示特征研究

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基于认知心理学的数字化核电厂人机界面信息显示特征研究

作者：阳武南华大学

学位级别：硕士

随着数字化控制系统在大型复杂工业系统中的逐步应用,工业系统主控室的信息显示发生了显著的变化,其中“巨量信息与有限显示”的矛盾引发新的人因问题。本文从核电厂数字化人机界面信息显示特征对操纵员认知行为的影响入手,以认知心理... 详细信息

随着数字化控制系统在大型复杂工业系统中的逐步应用,工业系统主控室的信息显示发生了显著的变化,其中“巨量信息与有限显示”的矛盾引发新的人因问题。本文从核电厂数字化人机界面信息显示特征对操纵员认知行为的影响入手,以认知心理学、人因工效学和交互设计等相关理论为指导,对数字化人机界面信息显示的特征进行了分析。人机任务中断是人机交互较为常见的一种现象,在事故工况条件下对操纵员及时获取人机界面上的关键信息,执行正确的规程具有重要的影响。信息的特征编码(如颜色、大小、位置等)对信息的传达具有影响,颜色编码是视觉信息显示的重要编码方式,人因工程学表明,颜色环境对人的生理和心理具有一定的影响。符合认知特性的信息编码对操纵员及时有效的获取关键信息、减少认知负荷和保障系统的安全运行具有重要的影响。本文通过对比核电厂数字化控制系统与传统模拟主控室的差异,发现数字化核电厂人机界面信息显示具有的新特征:(1)信息数量剧增,同一时刻显示的信息数量有限;(2)人机界面信息显示位置不固定,增加搜索、查询的动作;(3)由于数字化人机界面信息显示特征的变化,操纵员的作业方式也随之改变,造成新的人因问题。从认知心理学的角度出发,结合数字化主控室操纵员的行为特征,探究操纵员信息获取的模型,并分析在信息获取的过程中可能产生的人因问题。通过实验重点探究数字化人机界面监视任务过程中,在人机任务中断条件下,信息显示率和信息颜色编码对信息提供率这一信息显示特征的影响。实验结果表明在人机任务中断条件下:(1)信息显示率对信息提供率具有显著影响,随着信息显示率的增大,信息提供率会相应的降低;(2)在不同信息显示率水平下,信息颜色编码对信息提供率的影响不同。本文的研究能够进一步优化大型工业系统数字化人机界面的设计,减轻操纵员的认知负荷,提升人因可靠性。

关键词：人机界面信息显示操纵员认知

面向任务的现代飞机座舱人机界面信息显示机理研究

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面向任务的现代飞机座舱人机界面信息显示机理研究

作者：符积弘南京航空航天大学

学位级别：硕士

现代飞机系统模块功能变得越来越复杂,驾驶舱的飞行数据越来越多,驾驶舱显示信息量大幅增加,势必导致信息显示高度集成化问题的产生。人机界面显示信息量的增加会导致驾驶员的工作负荷增加,降低驾驶员的工作效率。现代飞机大屏显示设备... 详细信息

现代飞机系统模块功能变得越来越复杂,驾驶舱的飞行数据越来越多,驾驶舱显示信息量大幅增加,势必导致信息显示高度集成化问题的产生。人机界面显示信息量的增加会导致驾驶员的工作负荷增加,降低驾驶员的工作效率。现代飞机大屏显示设备显示方式变得更加灵活,现使用的人机界面显示信息准则已经不能支撑现代座舱人机界面的设计需求,并且现代的人机界面显示信息准则也缺乏人机工效的试验数据支撑。在不同任务下,驾驶员完成任务需要的飞行数据存在着差异,并且还带着主观成分,每个驾驶员关注的人机界面的信息侧重点也是存在差别。首先本文主要从认知模型的角度出发,主要针对不同的典型任务阶段下的现代座舱人机界面,例如巡航任务阶段,故障告警阶段等,做相应的原理性验证试验;以及驾驶舱人机工效角度对所提出的信息显示机理进行验证;提高人机界面设计的科学性和舒适性,并提供相应的人机工效数据理论参考。其次基于注意力分配模型,从提高驾驶员的人机工效的角度,采用新的座舱人机界面大屏信息显示,做相应的眼动以及脑电的试验,提供相应的试验数据,并分析在不同任务下的人机界面信息显示对于驾驶员的脑力负荷情况,为现代飞机座舱人机界面的信息显示设计提供参考依据。最后量化界面信息显示对人的认知的影响,建立驾驶员的主观评估注意力分配模型,采用并分析眼动仪来在不同任务阶段,注意力分配模型和驾驶员的眼动生理指标注视点的匹配情况,得到理论值和实验值的对比。通过对人机界面信息显示的模型的验证和人机功效学的试验,得到新型大屏显示信息分布的优化设计,可以降低驾驶员的脑力负荷,为人机显示界面的优化设计提供一定的理论指导。

关键词：人机界面信息显示注意力分配人机工效眼动

基于移动终端适配技术的网站页面信息显示方法

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自动化与仪器仪表 2019年第12期 126-129页

作者：文星中国南方电网超高压输电公司

针对传统网站页面信息显示方法分辨率差、适配性不强等问题,提出了一种新的网站页面信息显示方法,该显示方法融合了移动终端适配技术。设计了显示方法工作框架,根据工作框架介绍工作过程,首先对网站页面信息进行适配,然后提取有效信息,... 详细信息

针对传统网站页面信息显示方法分辨率差、适配性不强等问题,提出了一种新的网站页面信息显示方法,该显示方法融合了移动终端适配技术。设计了显示方法工作框架,根据工作框架介绍工作过程,首先对网站页面信息进行适配,然后提取有效信息,在重组界面进行重组,最后以动态响应和静态响应两种方法显示网站页面信息。与传统方法进行实验对比,结果表明,与传统显示方法相比,基于移动终端适配技术的网站页面信息显示方法具有更强的分配率,是传统方法分辨率的1.5倍,对安卓系统的适配性能够达到72%,对苹果系统的适配性能够达到68%,适配性高,性能更好。

关键词：移动终端适配技术网站页面信息显示

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数字化控制室信息显示对人因可靠性的影响

中国安全科学学报 2010年第9期20卷 81-85页

作者：张力杨大新王以群湖南工学院衡阳421002 南华大学人因研究所衡阳42100

数字化技术的应用使主控室内信息显示方式发生了重大变化。通过比较分析数字化主控室与传统主控室人机界面中信息显示方面各自的特征,发现人机界面数字化后,巨量信息与有限显示的矛盾非常突出,并伴随产生任务繁重但又是必须的界面管理任... 详细信息

数字化技术的应用使主控室内信息显示方式发生了重大变化。通过比较分析数字化主控室与传统主控室人机界面中信息显示方面各自的特征,发现人机界面数字化后,巨量信息与有限显示的矛盾非常突出,并伴随产生任务繁重但又是必须的界面管理任务,它们对人因可靠性产生了前所未有的影响,增加了新的人因失误源,可能出现新的人误模式。提出3个新的科学概念,即信息显示率、信息提供率和数据更新率,认为研究这3个概念之间的关系和它们对操纵员认知行为的影响,是解决巨量信息与有限显示矛盾的有效途径。

关键词：数字化控制室人机界面信息显示界面管理任务人因可靠性