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飞机驾驶舱多通道人机交互设计研究

发布时间:2017-10-08 14:19

  本文关键词:飞机驾驶舱多通道人机交互设计研究


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【摘要】:飞行员对飞行情境的感知主要通过视觉通道,面对驾驶舱复杂而多变的信息呈现,视觉通道带宽长时间处于高负荷状态,容易出现错视、延时等问题。多通道人机交互技术的引入,可以调动飞行员听觉、触觉等感官辅助视觉的感知行为,减轻视觉通道负荷,提高信息感知的高效性和准确性。本课题以现代民航客机为对象,整理归纳了飞行驾驶常规任务程序,结合飞行员交互情境和认知资源有限理论进行了认知行为分析,并基于Petri网模型进行了驾驶任务分类。分别研究了视觉、听觉、触觉三个通道的特点和元素应用方式,阐明了各单通道的局限性和通道之间的相互作用。基于视觉、听觉、触觉对多通道人机交互的组合模式、应用环境、局限性进行了归纳,根据飞机驾驶任务特点建立了驾驶舱多通道人机交互设计改良原则。对飞机驾驶的四种典型任务提出了多通道改良设计的理论方案和分析,并利用E-prime对改良方案进行了实验设计评估,验证了飞机驾驶舱多通道人机交互设计的可行性和有效性。
【关键词】:飞机驾驶舱 飞行员 多通道人机交互 认知资源 E-prime
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V223.1
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第一章 绪论9-15
  • 1.1 研究的背景与意义9-10
  • 1.1.1 飞机驾驶舱人机交互界面发展史9-10
  • 1.1.2 飞机驾驶舱人因工学10
  • 1.2 研究现状10-13
  • 1.2.1 基于视、听、触的多通道交互技术研究概况10-12
  • 1.2.2 飞机驾驶舱人机交互研究概况12
  • 1.2.3 人机交互系统评价方法概况12-13
  • 1.3 研究目的和研究内容13-14
  • 1.4 课题创新点14
  • 1.5 技术路线14-15
  • 第二章 任务主导的飞机驾驶流程分析15-22
  • 2.1 飞机驾驶舱的人机环境分析15-16
  • 2.2 民航客机的驾驶任务归纳16-18
  • 2.2.1 研究机型概况16-17
  • 2.2.2 阶段性任务流程归纳17-18
  • 2.3 飞机驾驶任务中的认知类型分析18-20
  • 2.4 本章小结20-22
  • 第三章 多通道人机交互模式分析22-31
  • 3.1 当前飞机驾驶任务中的多通道人机交互分析22-24
  • 3.2 视、听、触的单通道人机交互的应用分析24-27
  • 3.2.1 视觉通道人机交互的应用及元素24-25
  • 3.2.2 听觉通道人机交互的应用及元素25-26
  • 3.2.3 触觉通道人机交互的应用及元素26-27
  • 3.3 基于视、听、触的多通道人机交互分析及组合27-29
  • 3.4 飞机驾驶舱多通道人机交互改良应用考量29-30
  • 3.5 本章小结30-31
  • 第四章 任务主导的飞机驾驶舱多通道人机交互改良设计31-42
  • 4.1 飞机驾驶任务的理论路径分析31-34
  • 4.2 飞机驾驶任务的多通道人机交互改良设计34-38
  • 4.2.1 针对视线广度较大任务的设计34-35
  • 4.2.2 针对反馈的延时性任务的设计35-36
  • 4.2.3 针对任务中异常感知的设计36-37
  • 4.2.4 针对不可量化操作的任务设计37-38
  • 4.3 飞机驾驶任务的多通道交互方式的优化路径分析38-41
  • 4.4 本章小结41-42
  • 第五章 飞机驾驶舱多通道人机交互设计绩效评估42-53
  • 5.1 评估方法概述42
  • 5.2 实验一:反馈延时性任务多通道设计评估42-47
  • 5.2.1 实验目的42
  • 5.2.2 实验设计及步骤42-45
  • 5.2.3 实验数据分析45-47
  • 5.3 实验二:视线广度较大任务多通道设计评估47-51
  • 5.3.1 实验目的47
  • 5.3.2 实验设计及步骤47-50
  • 5.3.3 实验数据分析50-51
  • 5.4 实验讨论51-52
  • 5.5 本章小结52-53
  • 第六章 总结与展望53-54
  • 6.1 课题总结53
  • 6.2 飞机驾驶舱多通道人机交互的发展预测53-54
  • 致谢54-55
  • 附录A 常规任务下的飞机驾驶流程及通道分析表55-75
  • 附录B 实验一原始数据75-76
  • 附录C 实验一统计结果76-77
  • 附录D 实验二原始数据77-78
  • 附录E 实验二统计结果78-79
  • 参考文献79-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号:994500

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