人机界面中的外围视觉制造技术

本发明专利技术涉及人机界面中的外围视觉。一种用于管理图形人机界面的计算机实施的方法，该方法包括以下步骤：在界面处接收与用户的眼球位置和凝视方向有关的信息；接收用户的生理信息；基于所接收的生理信息来确定认知负荷的水平；基于凝视方向和/或确定的认知负荷的水平来调节界面的显示装置。一些改进方式描述了显示区域的管理，显示区域例如视网膜中央凹区域和外围区域，一个或多个显示装置的选择，从消息显示到当前凝视位置的距离的管理，消息的关键性的管理，各种用于吸引注意力的图形技术，航空电子设备中的飞行环境的管理，视觉密度的管理等。描述了一些系统方面，虚拟和/或增强现实。

Peripheral Vision in Human-Machine Interface

【技术实现步骤摘要】
人机界面中的外围视觉
本专利技术一般涉及显示方法和系统的
，更具体地涉及飞行器驾驶舱中的多模式界面的

技术介绍
在现代飞行器的驾驶舱中，飞行员接收并操控大量信息。在某些情况下(例如，飞行环境或任务类型)，飞行员可能会信息过载，以至于他没有响应航空电子系统传达的要求。在某些情况下，飞行员甚至可能无法感知刺激。具体而言，因其它任务而过载或分心的飞行员可能不会注意到系统可能向他呈现的重要信息。在航空史上，此前曾发生过这样的情况：飞行员在压力的影响下没有感知到音频警告。结果可能是严重的。此外，人机界面正在变得越来越复杂。因此，特别是出于安全性和/或航空安全性的目的，对人机界面(在广义上，也就是说以多模式方式，即涉及各种传感器功能)的改善管理的需求不断增加。现有的航空电子系统通过音频警告或特定语音消息向飞行员通知系统故障。有时会冗余使用额外的光指示器。当接收到数据链消息(例如，来自空中交通管制的消息)时，可以在驾驶舱中广播音频信号，并且专业人机界面可以用信号通知消息的到达。然后飞行员能够做出反应，特别是通过与位于驾驶舱中的界面装置的触摸交互(例如，通过实体键盘来发送消息)。这些现有的解决方案呈现出缺陷或不足。已公开的关于人机界面的文献很多，但是仍没有部分触及具体的航空方面，至少在最近的方面是这样。标题为“用于维持情景感知和空间定向的飞行器视觉系统和方法(Aircraft-visionsystemsandmethodsformaintainingsituationalawarenessandspatialorientation)”的专利文献US2016272340公开了特别是在困难条件下用于维持飞行员的情景感知和空间定向的显示系统和方法。具有视觉标记的图像被投影到视野的外围区域中，使得这些标记刺激飞行员的外围视觉。这种方法具有局限性。需要用于管理外围视野的显示装置的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于管理图形人机界面的计算机实施的方法，方法包括以下步骤：在界面处接收与眼球的位置和用户的凝视方向有关的信息；接收用户的生理信息；基于所接收的生理信息来确定认知负荷的水平；基于凝视方向和/或确定的认知负荷的水平来调节界面的显示装置。一些改进方式描述了显示区域(视网膜中央凹(foveal)区域和外围区域)的管理，一个或多个显示装置的选择，从消息显示到当前凝视位置的距离的管理，消息的关键性的管理，各种用于吸引注意力的图形技术，航空电子设备中的飞行环境的管理，视觉密度的管理等。描述了一些系统方面(虚拟和/或增强现实)。一般而言，所提供的示例简化了人机交互，特别是减轻了有时重复且通常很复杂的飞行员的繁琐操控，同样地提高了他专注于实际领航的能力。这些操控和操作通常发生在紧急情况或需要快速反应的情况中。为驾驶或领航所提供的认知努力被优化，或者更准确地，被重新分配给对于领航目标更有用的认知任务。换句话说，与本专利技术的某些方面相关的技术效果对应于人机界面的用户的认知负荷的减小。根据本专利技术的改进和精炼是有利的，因为它们在人机交互的环境下降低了人为错误的风险(例如，关键数据的删除风险或未考虑的这些风险等)。因此，本专利技术的实施方案有助于提高安全性和航空安全性(更一般地，车辆驾驶的安全性)。一些实施方案使得可以基于飞行员所经受的认知负荷(例如，不会干扰他当前的任务)在视觉上对于特定的事件警告或通知飞行员。相比之下，现有的解决方案是固定的或静态的，因为它们没有考虑到飞行员的认知负荷(在高工作负荷期间可能无法感知音频警告，例如因为外围视觉可能减弱，所以消息或指示灯可能会离开飞行员的视野)。此外，一些实施方案可以在视觉上对于特定的事件警告或通知飞行员，而不管他在看哪里。因此，本专利技术的实施方案优化了飞行员视野的需求和使用。在一些有利的实施方案中，根据本专利技术的人机界面能够通过凝视部分地或完全地被控制。例如，飞行员可以在不利用他的手而只利用他的凝视来与界面交互。例如，他可以响应(确认或否认)来自界面的问题或请求。他也可以发起一个动作。这种交互技术更安全，因为它允许飞行员将手保持飞行器控制。相比之下，现有技术中已知的方法需要最小的触摸干预，即使飞行员有时不能使用他的手(例如当他保持他的飞行器控制时)。通过将显示方法扩展到增强和/或虚拟现实环境，本专利技术允许新的交互可能性。相反，根据航空电子现有技术的人机界面通常是针对(有限的或甚至受限制的)显示格式设计的。新的增强或虚拟交互可能性可以重新定义人机界面本身。例如，可以最佳地和更集中地利用用户的视野。机器和人之间可能存在实际的交互式对话，例如以便保持高水平的注意力或最佳地利用后者。在这种情况下，通过优化该视觉区域的使用，本专利技术的实施方案可以增加在视野外围使用的或能够使用的显示表面积。在本专利技术的一个有利的实施方案中，用于显示信息的最佳位置是实时选择的，尤其是基于飞行员的凝视。在本专利技术的一个有利的实施方案中，移动的图标或符号显示在飞行员的外围视场中，在离取决于他的认知负荷的一距离处。在本专利技术的一个有利的实施方案中，界面能够通过凝视来控制。附图说明本专利技术的各个方面和优点将出现在本专利技术的一个优选但非限制性的实施方案的描述中，参考下图：图1示出了在航空电子设备的特定环境中的示例性人机界面，该界面由根据本专利技术的方法操控；图2示出了一个具体的显示系统；图3示出了根据本专利技术方法的步骤的示例；图4描述了一个特定的实施方案；图5示出了根据本专利技术的一个特定的实施方案的管理消息的示例。具体实施方式根据本专利技术的实施方案，飞行器可以是商用、军用或货运飞机，自主或遥控无人驾驶飞机，直升机或者能够使用人机界面的任何其它运输工具。本专利技术不限于航空应用：实施方案可以适用于其它类型的车辆(例如，汽车、卡车、大客车、火车、船等)。由本专利技术操控的术语“显示装置”表示散布或插置于用户(例如，外科医生、飞行员、计算机科学家等)的视觉系统(即，眼睛)与其外部环境(因此形成“视觉背景”)之间的任何显示系统。“视野”字面上表示眼睛看到的空间部分。眼睛在这个空间区域中感知光、颜色、形状、纹理等。通过扩展，两只眼睛立体感知一部分空间。视觉可以是各种类型：单眼或双眼。该视野包括多个区域。最大视敏度对应于视网膜中央凹(foveal)区域；其它区域可以阅读、符号识别和颜色辨别。驾驶员或飞行员的视野随着眼球运动而变化：例如，视野随着速度而减小(实际上意味着眼睛变得不那么灵活)。在本文档的其余部分中，表述“凝视位置”表示视网膜中央凹视觉的中心(视锥感知的区域的中心)。“外围”视觉表示人类视觉的特征。关于视网膜中央凹视觉，眼睛在定像点停止200至400毫秒，以便获得高分辨率的细节。视网膜中央凹视觉收集详细但缓慢的分析(每秒3到4个“图像”)。相比之下，外围视觉非常快速地(每秒高达100个“图像”)收集视野的更多全局(或者甚至扭曲了的)印象。因此，外围视觉可以超快速地感知运动。这种检测运动的能力在向极端外围地方向增加。据估计，外围视觉覆盖超过99％的视野，一半与视神经相关，一半与视觉皮层相关。视敏度在视网膜中央凹区域最大(“视野”为5°FOV，凝视方向为立体角)。通常在超过视网膜中央凹区域(10°FOV)的区间内进行阅读。符号识别通常在20°FOV的区间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管理包括多个显示装置的人机界面的计算机实施的方法，其包括以下步骤：‑在人机界面接收与用户的眼球位置和凝视方向有关的信息；‑接收用户的生理信息；‑基于所接收的生理信息从多个预定水平中确定认知负荷的水平；‑基于凝视方向和确定的认知负荷的水平来调节人机界面的显示装置。

【技术特征摘要】
2018.02.12 FR 18001251.一种用于管理包括多个显示装置的人机界面的计算机实施的方法，其包括以下步骤：-在人机界面接收与用户的眼球位置和凝视方向有关的信息；-接收用户的生理信息；-基于所接收的生理信息从多个预定水平中确定认知负荷的水平；-基于凝视方向和确定的认知负荷的水平来调节人机界面的显示装置。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括以下步骤：在人机界面的外围，离用户的凝视所指向的人机界面的位置可配置距离处显示图形消息。3.根据权利要求2所述的方法，所述距离取决于认知负荷和/或与消息相关联的优先级。4.根据权利要求3所述的方法，所述距离随时间减小。5.根据前述权利要求的任一项所述的方法，图形消息利用图形技术显示，所述图形技术包括平移运动和/或旋转，例如振动，这些运动和/或旋转取决于消息的内容。6.根据权利要求1所述的方法，调节显示装置的步骤包括从形成人机界面的显示装置中选择一个或多个显示装置的步骤。7.根据权利要求1所述的方法，所述生理信息包括一个或多个参数，所述参数包括：心率、心率变异性、呼吸速率、眼球运动、凝视定像、瞳孔扩张、皮质醇水平、皮肤温度、皮肤电导率、副交感神经系统活动的一个或多个标记、心电图信号、脑电图信号、脑磁图信号、fNIR信号或fMRI信号。...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·拉丰，A·巴伊，S·多特，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR