基于态势感知的视觉注意工效研究

发布时间：2020-05-25 12:04

【摘要】：随着信息获取和传播技术的不断发展,各种多媒体人机交互技术的不断进步,当前人类已经开始进入一个信息爆炸的时代。人类认知系统的发展越来越难以跟上信息增长的速度,如何在这些越来越多的信息中提取关键信息进而作出有效决策,对人们的日常生活和进行各种工作任务作业都至关重要。注意是一种资源聚焦的过程,使认知系统关注某部分内容,而忽略掉另一部分内容。在进化过程中人类为了适应环境逐渐发展出了注意机制来从各种类型的信息从选择性的提取某些信息,从而应对这些超过自身认知系统处理能力的海量信息,态势感知水平是影响人类有效进行感知、理解进而作出预测和决策的关键因素,注意在态势感知中起着至关重要的作用。本文对注意机制模型和态势感知理论进行了分析研究,然后在此基础上对无人机操控员执行任务和在目标搜索任务中的视觉注意进行了工效学的实验研究,并结合实验结果探究了视觉注意和任务中的相关影响因素的关系。本文首先进行了态势感知和注意理论的发展趋势和近年来的发展和现状概述,分析了态势感知模型近年的发展,并对其中的经典模型进行了重点分析,然后分析了认知科学中的注意机制,梳理了其中的经典模型的理论和发展脉络。然后进行了无人机操控员任务过程中注意力的眼动实验,分析了不同类型任务中无人机操控员的眼动特征变化,对自上而下注意机制中基于空间位置的引导进行了研究。然后,进行了视觉任务中的注意引导研究实验,分别进行了在无任务情况下、有任务无视觉工作记忆负荷情况下及有任务有视觉工作记忆负荷情况下的实验,结合这些实验,分析了显著性、空间位置因素、视觉工作记忆容量及视觉工作记忆负荷负荷对视觉任务的影响。
【图文】：

态势感知,三级模型

恩兹利的态势感知三级模型，是当前的态势感知相关理论模型中非常受欢逡逑迎的一个模型。态势感知三级模型将态势感知描述为一个大的遵循感知、决逡逑策、执行过程的信息处理系统中的一个组成部分。根据该模型，态势感知的获逡逑取和维持受个人因素（如经验、训练、工作量）、任务因素（如任务难度、复杂逡逑性）和系统因素（如界面设计）等的影响。逡逑在三级模型中，第一级是感知，负责感知周围环境中任务相关元素的状逡逑态，属性以及动态变化，在此阶段，仅仅感知数据而不进行数据的进一步处逡逑理。第二级是理解，负责对一级态势感知中获取数据的解释，在这个阶段决策逡逑者将理解感知过程中获得的元素与任务和目标的相关性。在理解层决策者形成逡逑环境的整体图景，并理解物体和事件的重要性。第三级是预测，是态势感知的逡逑最高级，负责预测系统和环境中的元素的未来状态。例如，空军飞行员根据感逡逑知和理解到的相关信息（例如位置、目标等）和经验预测战斗机采用何种方式逡逑攻击。对于不同的环境和任务类型，会有不同的态势元素的感知、理解和预测逡逑的需求。逡逑

活动理论,态势感知,功能模块,模型

涉及对外部世界或环境的内部表征。第二阶段为执行阶段，包括一个通过逡逑指定决策和执行来实现预期目标的过程。最后是评估阶段，涉及通过信息反馈逡逑评估状况，通过反馈又会影响执行和定向阶段。活动的功能模型如图２－２所逡逑不。逡逑７．过柱经猃逦逦逦邋６．评价的标Ｓ逡逑！逦本逡逑逦逦逦逡逑逦邋逦Ｓ■束７ｉ邋表逡逑（（——邋：逦逡逑．一．…．一一．￣．．．！＾邋｜——逦１邋５．指向住／探赏诖行为＾＿邋“逡逑「逦邋Ｔ邋？邋Ｔ邋%煎五危省叔危保义希澹恚礤澹″危掊澹保淙胄畔㈠危汉校海剑颍掊义希″澹卞蹇谛腻危赍澹囊庖邋危铡嬷鞴廴显谥械哪勘昵桑卞义希戾危五危叔我唬邋澹海у骞厝挝瘛蹉义稀板呜掊喂悖我诲危叔义希濉掊危掊义希洛澹垮五义希澹危蹋＃澹斟澹椋殄义稀秲V亏；逦＾逦逡逑４逡逑图２－２活动理论模型逡逑活动理论模型包括８个功能模块，每个功能模块在态势感知的产生和维护逡逑中都具有特定的作用，并且这些功能模块的定位是为了实现态势感知。模块１逡逑是输入信息模块，它的解释受个人目标图景模块（模块２）及当前状态的概念逡逑模型（模块８）和过往经验模块（模块７）的影响。这种解释会修改个人目标和逡逑经验及当前状态的概念模型模块。然后基于其对任务目标的重要性和个人任务逡逑目标（模块４）来识别（模块３）关键环境特征
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TB18

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