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飞机驾驶舱光环境对视觉工效的影响研究

飞机驾驶舱光环境对视觉工效的影响研究

作者：曹元喆太原理工大学

学位级别：硕士

飞机驾驶舱是飞行员执行任务的主要操作空间,在飞行过程中,大部分的信息获取来自于视觉,对视觉工效的主要影响来自于驾驶舱中的光环境,不合理的驾驶舱光环境会导致飞行员产生视觉疲劳,造成信息误读、误操作,甚至更严重的飞行事故。因此... 详细信息

飞机驾驶舱是飞行员执行任务的主要操作空间,在飞行过程中,大部分的信息获取来自于视觉,对视觉工效的主要影响来自于驾驶舱中的光环境,不合理的驾驶舱光环境会导致飞行员产生视觉疲劳,造成信息误读、误操作,甚至更严重的飞行事故。因此在进行飞机驾驶舱设计时考虑飞行员的视觉工效,营造一个舒适科学的驾驶舱光环境,保障人、机和环境之间的相互协调具有非常重要的意义。本文对飞机驾驶舱光环境进行全面系统的研究,在实验室搭建了模拟机光环境实验平台,分析驾驶舱光环境的构成和主要视觉工效影响因素,结合人眼生理特性整理归纳研究对象,建立视觉工效评价指标,探究光环境对人眼视觉工效的影响规律,提出驾驶舱光环境的设计优化要点。本文主要开展了以下四个方面的工作:(1)分析了飞机驾驶舱光环境研究的基本状况:包括驾驶舱光环境研究现状、光环境基本构成、视觉工效影响因素等。总结归纳主要研究影响视觉工效因素为光环境的光照特性,并对照度与色温对视觉工效的影响展开实验研究。(2)分析人眼生理特性再结合人眼眼动指标和主观认知构建包含辨识效率、眼动情况和主观感受三方面的视觉工效评价指,通过视觉工效评价指标的研究方向设计关于光环境影响视觉工效相关因素的模拟实验。(3)分析了色温影响人眼视觉工效的基本情况,首先利用主观测评的方法测试5种色温背景下的人眼视觉舒适度和界面清晰度变化情况,并对实验数据进行直线内插法计算处理,得出在保障视觉舒适度与界面清晰度的驾驶舱工作光环境需要采用冷暖结合的色温背景,并确定色温背景的取值范围为3083.33k至4263.16k;其次利用任务绩效法测试5种色温背景下完成规定辨识任务成绩,得出4000k情况下的视觉绩效最佳,且符合主观测评确定的取值范围。(4)分析了照度影响人眼视觉工效的基本情况,利用眼动实验测量在4种不同照度情况下被试模拟飞行任务时的人眼生理数据,数据取自视觉工效评价指标包括;瞳孔直径大小、眼跳次数和眼动轨迹。对瞳孔直径大小做变异性(PDV)处理得出清醒状态下的变异性值范围为0.055至0.080,且在300lx照度下的视觉工效最佳;分析眼跳次数情况通过计算眼动数据中的眼跳占比得出300lx情况下占比为8.275%视觉工效最佳,其次为450lx情况下占比为8.280%;分析眼动轨迹数据得出眼动轨迹序号较少区间为350至750,且在450lx的情况下相对眼动轨迹最少视觉工效最佳。综合三个视觉工效评价指标得出最佳照度取值范围为300lx至450lx。

关键词：视觉工效光环境飞机驾驶舱眼动追踪主观测评

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根据视觉工效学对改进照明检测方法的探讨

广东建材 2023年第5期39卷 48-51页

作者：邱应超广东建粤工程检测有限公司

本文从人类工效学入手,先了解各个视觉状态以及其定义,引用了医学上普遍公认的人类视觉工作原理,理论和实际相结合,分析了现行的照明检测中包括监测点的选取位置、高度、角度等因素对人类工效学的影响,进而讨论了检测数据对使用方的实... 详细信息

本文从人类工效学入手,先了解各个视觉状态以及其定义,引用了医学上普遍公认的人类视觉工作原理,理论和实际相结合,分析了现行的照明检测中包括监测点的选取位置、高度、角度等因素对人类工效学的影响,进而讨论了检测数据对使用方的实际作用,并通过试验进行了验证。

关键词：视觉工效学视觉工效视觉环境空间工作面

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司钻控制房视觉工效评价研究

计算机工程与科学 2014年第8期36卷 1538-1543页

作者：邓丽余隋怀初建杰张婉玉西北工业大学工业设计研究所陕西西安710072 西南石油大学机电工程学院四川成都610500

针对传统视觉工效评价中人工计算和作图误差的问题,在分析人体视野特性的基础上,引入了汽车视野设计原理中的眼椭圆和H点,结合计算机辅助人机工程设计技术,建立了石油钻机司钻控制房视觉工效评价模型。以CATIA作为二次开发平台,采用VB... 详细信息

针对传统视觉工效评价中人工计算和作图误差的问题,在分析人体视野特性的基础上,引入了汽车视野设计原理中的眼椭圆和H点,结合计算机辅助人机工程设计技术,建立了石油钻机司钻控制房视觉工效评价模型。以CATIA作为二次开发平台,采用VB编制了司钻控制房视觉工效评价系统,实现了准确和快速定位不同百分位数人体模型眼位。最后,通过实例说明了系统的实用性,满足了司钻控制房人机界面布局可视化评估的要求。

关键词：眼椭圆 H点 CATIA 视觉工效司钻控制房

基于神经网络的RANN竞争模型在内饰视觉工效研究中的应用

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复旦学报（自然科学版） 2014年第5期53卷 626-630,635页

作者：魏冬冬陈迎春孙刚复旦大学力学与工程科学系上海200433 上海飞机设计研究所上海200232

研究驾驶舱内饰材质和光环境对飞行安全的影响具有深刻的意义和实际价值.通过人工神经网络方法分析飞机驾驶舱内装饰视觉工效,其中SOM网络对不同材质进行分类筛选,BP网络对不同属性之间的关系进行拟合和预测.在RANN模型的基础上,应用SO... 详细信息

研究驾驶舱内饰材质和光环境对飞行安全的影响具有深刻的意义和实际价值.通过人工神经网络方法分析飞机驾驶舱内装饰视觉工效,其中SOM网络对不同材质进行分类筛选,BP网络对不同属性之间的关系进行拟合和预测.在RANN模型的基础上,应用SOM网络对材质属性进行分类处理,从而提出了RANN竞争模型.RANN竞争模型能够设计出符合舒适度的材质种类,通过对比这两种模型的设计结果,可以发现应用RANN竞争模型对内饰不同属性和舒适度进行研究具有更高的效率,同时验证了此方法具有实际可行性.

关键词：驾驶舱视觉工效人工神经网络 BP SOM RANN竞争模型

计算机视觉显示终端操作员视觉工效的现场研究

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应用心理学 1992年第1期 34-40页

作者：许为王国香杭州大学心理学系

本研究采用问卷、访谈和现场测量等方法对15家单位计算机视觉显示终端(VDT)操作员的视觉作业进行了现场研究,了解从事终端作业对操作员视觉工效的影响,并探讨引起 VDT 操作员视觉不适症的各种因素。研究结果表明:(1)从事 VDT 作业会引... 详细信息

本研究采用问卷、访谈和现场测量等方法对15家单位计算机视觉显示终端(VDT)操作员的视觉作业进行了现场研究,了解从事终端作业对操作员视觉工效的影响,并探讨引起 VDT 操作员视觉不适症的各种因素。研究结果表明:(1)从事 VDT 作业会引起操作员各种视觉不适症,导致操作员视力下降,且操作员的视力受影响的程度与从事 VDT 作业的工龄有关;(2)影响 VDT 操作员视觉不适症的主要因素是:不适合的 VDT 作业环境照明,VDT 显示质量(眩光、闪烁和字符显示色)以及不适合的个人作业空间尺寸;(3)根据本研究结果,建议合理设计 VDT 作业环境和工作空间,提供 VDT 操作员一定的作业自主性,并对 VDT 操作员定期进行健康检查,一保护操作员健康和提高 VDT作业工效.

关键词：终端操作员视觉工效环境照明现场研究作业空间计算机视觉作业作业环境长时间显示质量

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几种下显字符视觉工效的实验研究

应用心理学 1993年第4期 1-7页

作者：许百华朱祖祥许跃进杭州大学心理学系

本研究采用实验法,对下视仪上飞机基准符、高度符、升降速度符的几种显示形式作了比较。实验结果表明:在静态判读条件下,飞机基准符采用双线显示的视效果优于单线显示;高度符与升降速度符在同一画面上显示时,“数一带”组合的显示格式... 详细信息

本研究采用实验法,对下视仪上飞机基准符、高度符、升降速度符的几种显示形式作了比较。实验结果表明:在静态判读条件下,飞机基准符采用双线显示的视效果优于单线显示;高度符与升降速度符在同一画面上显示时,“数一带”组合的显示格式优于“双带”显示格式;相同背景画面上,无论是读取高度信息还是读取升降速度信息,带式显示的判读反应时均比数字式显示的反应时长。

关键词：升降速度视觉工效反应时数字式判读实验研究显示格式背景画面下视显示器字符

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暗夜环境下飞机显示器多维度综合评价研究

照明工程学报 2024年第2期35卷 70-81页

作者：张泉清胡思琪姬赜陈天晨上海航空电器有限公司上海201101 照明人因工程重点实验室上海201101

随着航空电子技术的快速发展,飞机普遍采用新型大屏显示设备取代传统的仪器仪表,大屏幕、玻璃化是驾驶舱发展的重要特征。同时无论军机还是民机都有夜间飞行的任务需求,大屏显示在为飞行员带来诸多便利的同时,也引发了新的视觉质量问题... 详细信息

随着航空电子技术的快速发展,飞机普遍采用新型大屏显示设备取代传统的仪器仪表,大屏幕、玻璃化是驾驶舱发展的重要特征。同时无论军机还是民机都有夜间飞行的任务需求,大屏显示在为飞行员带来诸多便利的同时,也引发了新的视觉质量问题。本文以飞机主显示器为研究对象,通过光学仿真与人机工效实验相结合的方式,开展暗夜环境下显示设备的多维度综合评价研究。通过光学仿真,进行显示信息的直接眩光、可读可视性、以及显示屏幕在风挡上的反射眩光分析;通过人机工效实验,开展心理、生理、任务绩效等多维综合评价,从而为显示器的安装位置、亮度设定、眩光评测与设计优化提供参考。

关键词：眩光可读可视性驾驶舱显示设备视觉工效

快速捕捉目标情境下人机界面视觉工效评价指标体系研究

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包装工程 2020年第6期41卷 176-180页

作者：冯纾王军锋支锦亦蔡勇冯登明王文军唐星西南交通大学成都610031 深圳技术大学深圳518118 西南科技大学绵阳621010 四川长虹电器股份有限公司绵阳621000

目的:人机界面的视觉工效对整个人机界面的使用效率有较大影响,为了更好地评估人机界面的视觉工效,针对适用于人机交互过程中快速捕捉视觉目标并获取视觉信息这一任务情境的人机界面视觉工效评价指标体系进行研究,希望能为快速捕捉视觉... 详细信息

目的:人机界面的视觉工效对整个人机界面的使用效率有较大影响,为了更好地评估人机界面的视觉工效,针对适用于人机交互过程中快速捕捉视觉目标并获取视觉信息这一任务情境的人机界面视觉工效评价指标体系进行研究,希望能为快速捕捉视觉目标情境下人机界面视觉工效评价和人机界面优化迭代设计提供一定的参考。方法:该评价体系主要从辨识效率、眼动情况、主观感受三个方面拟定评价指标,通过改进德尔菲法对初步建立的十三项评价指标进行两轮咨询,最后筛选出十一项作为人机界面视觉工效评价指标体系。结论:该评价指标体系的建立为评估快速捕捉视觉目标情境下人机界面设计方案的视觉工效提供了一定参考,有利于对此情境下的人机界面进行评价与优化迭代设计。

关键词：人机界面视觉工效评价指标改进德尔菲法

飞机座舱内部装饰对飞行员视觉工效的影响研究

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飞机座舱内部装饰对飞行员视觉工效的影响研究

作者：谈卫南京航空航天大学

学位级别：硕士

飞机座舱作为飞行员与飞机的交互节点,对操纵安全性和舒适性均有较高的要求。目前飞机座舱研究中更多的关注功能设计,忽视了飞行员对于座舱情感性及内部装饰的设计需求,缺乏飞机座舱的内部装饰视觉工效的设计方法,在目前飞机座舱功能性... 详细信息

飞机座舱作为飞行员与飞机的交互节点,对操纵安全性和舒适性均有较高的要求。目前飞机座舱研究中更多的关注功能设计,忽视了飞行员对于座舱情感性及内部装饰的设计需求,缺乏飞机座舱的内部装饰视觉工效的设计方法,在目前飞机座舱功能性设计越来越完备的现状下需要进行飞机座舱内部装饰视觉工效设计方法的研究,从而提高飞行员的视觉舒适性继而提高视觉工效。主要的研究内容有如下方面:1.提出了一种飞机座舱内部装饰风格的量化分析方法。首先利用KJ法确定了飞机座舱图片的筛选准则,并筛选出各系飞机的座舱图片,其次基于形态分析法对飞机座舱内部装饰的设计要素进行分解,形成飞机座舱内部装饰设计要素结构图,然后基于灰色关联分析对飞机座舱内部装饰风格进行量化分析,以实例的方式说明了方法的可行性,为飞机座舱内部装饰设计提供参考。2.研究了基于感性工程学的内部装饰视觉工效设计方法,以内部装饰中的材质元素为例说明了该方法的可行性。首先介绍了感性工程学的定义,分析了座舱内部装饰设计过程中感性及意向的含义,研究了感性工程学的一般设计过程。结合感性工程学的设计过程提出了飞机座舱内部装饰中材质元素设计的设计方法,为座舱内部装饰的视觉舒适性设计方法提供理论支撑。3.设计了飞机座舱可视化部件色彩参数化仿真系统,能够记录被试输入/输出的信息,能够实时修改界面中元素的色彩属性,为座舱内部装饰及显示界面的视觉工效研究提供平台。对整个飞机座舱色彩参数化系统进行开发,给出了开发案例和记录信息的实例,说明了仿真系统的可行性。4.研究不同座舱主色调对飞行员视觉工效的影响,以被试对象的眼动变化为指标进行座舱主色调视觉工效实验,对实验结果进行分析,最终形成了如下的结论:蓝灰色主色调耗时最短、灰黑色注意力分配均衡且操纵自信度最高、绿灰色能使被试快速定位工作区。为座舱主色调的选取从趋势上提供参考。

关键词：飞机座舱内部装饰视觉工效风格分析感性工程学色彩参数化仿真系统座舱主色调