一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统及方法，由人机界面的操作任务，提取能够采用眼动交互的操作；对每个能够采用眼动交互的操作配置指令类型，每种指令类型配置多种指令输入方式，形成多个不同指令输入方式组合形成的测试任务；逐一执行测试任务，并计算完成每个测试任务的操作时间和任务完成率；选择任务完成率均值最高的测试任务对应的配置方式作为任务的人眼交互配置方式；如果存在相同的完成率均值，则选择其中操作时间最短的配置方式作为任务的人眼交互配置方式。通过实验对比分析，优化眼动交互方式，使得工效学实验分析过程规范可行。效学实验分析过程规范可行。效学实验分析过程规范可行。

【技术实现步骤摘要】
一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统及方法


[0001]本专利技术涉及新型人机交互
，尤其涉及一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统及方法。

技术介绍

[0002]眼动交互是人类最自然的交互方式之一，双手经常被占用，传统的手势交互在部分场合无法满足需求，眼动交互变得尤为重要。通过对眼动注视时间、位置、轨迹等指标的检测，可以帮助操作人员和设备或系统完成交互。
[0003]现有眼动交互尚处于概念阶段，对于什么类型的任务使用何种眼动交互方式并不明确，缺乏针对任务类型的眼动交互方式分析与专业研究。
[0004]人在自然状态中，经常会有一些无意的眼跳或是眨眼，这些无意的眼动在眼动交互中就会成为一个问题，它们会触发界面的变化，但事实上这些变化并不是用户真实的意图，这就导致了一定的误操作。
[0005]不适当的眼动交互方式也会导致操作者的不适，用户可能产生用眼疲劳等情况。
[0006]另一方面，哪一种操作的时效性更佳，现有技术没有做过相关研究，由于眼动交互造成的操作延时问题并没有得到解决。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析方法，通过客观数据分析结果比对眨眼、注视两种方式在眼动交互任务中适宜性，为眼动交互的选择提供科学支撑，根据操作时间和任务完成率的对比，给出不同任务类型下推荐的交互方式。
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供了一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统，包括：配置单元、眼动设备、操作控制单元以及分析单元；
[0009]配置单元，配置各种类型操作指令的输入方式；
[0010]所述眼动设备，用于采集操作者的眼部动作并输出至操作控制单元；
[0011]所述操作控制单元，基于操作者眼部动作输出对应的操作指令；
[0012]所述分析单元，接收所述操作控制单元发送的操作指令，执行操作指令，完成测试任务，计算测试任务执行的操作时间和任务完成率。
[0013]进一步地，所述操作指令的类型包括：点击按钮、选择目标以及信息录入操作；
[0014]各种类型操作指令的输入方式，可配置为眨眼k次、注视n秒，根据配置的各个指令输入方式形成测试任务，k可配置为2、3、4或5，n可配置为2～5秒。
[0015]进一步地，所述操作控制单元，根据眼部动作，获取对应的操作指令并计算该操作指令的时长，并发送给所述分析单元；
[0016]所述分析单元，将操作指令和执行任务中的对应指令进行对比，判断操作完成情况；
[0017]所述分析单元，基于操作指令的时长和操作完成情况，统计每种指令输入方式的时长均值和任务完成率均值，并存储在操作库中；所述分析单元，根据测试任务中各种指令输入方式对应的完成率均值和时长均值，预估测试任务的任务完成率和操作时间，并提供给配置人员。
[0018]进一步地，所述分析单元计算各种指令输入方式对应的时长均值和完成率均值，提供给配置人员作为选择指令输入方式的参考。
[0019]进一步地，还设置回放单元；
[0020]所述操作库，存储每种指令输入方式对应的多个眼动设备输入数据；按照指令输入方式以及操作目标位置进行存放；
[0021]所述回放单元，对于测试任务中的每个操作指令，按照指令输入方式以及操作目标所在位置，由所述操作库查找操作指令对应的眼动设备输入数据，将操作指令对应的眼动设备输入数据输入操作控制单元，回看操作人员眼动行为和操作行为。
[0022]另一方面提供一种利用所述的人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统进行工效学实验分析的方法，包括：
[0023]由人机界面的操作任务，提取能够采用眼动交互的操作；
[0024]对每个能够采用眼动交互的操作配置指令类型，每种指令类型配置多种指令输入方式，形成多个不同指令输入方式组合形成的测试任务；
[0025]逐一执行测试任务，并计算完成每个测试任务的操作时间和任务完成率；选择任务完成率均值最高的测试任务对应的配置方式作为任务的人眼交互配置方式；如果存在相同的完成率均值，则选择其中操作时间最短的配置方式作为任务的人眼交互配置方式。
[0026]进一步地，每种指令类型配置多种指令输入方式，包括：由工效学实验分析系统获取各种指令输入方式对应的时长均值；根据各种指令输入方式对应的时长均值，为每种指令类型选择时长均值最短的三种指令输入方式。
[0027]进一步地，每种指令类型配置多种指令输入方式，包括：根据测试任务中各种指令输入方式对应的任务完成率均值和时长均值，预估测试任务的任务完成率和操作时间，并提供给配置人员；如果预估的任务完成率低于所要求完成率，或者预估的操作时间超过所要求时长，配置人员重新配置指令输入方式。
[0028]进一步地，逐一执行测试任务，包括选择多个操作人员分别逐一执行测试任务；多个操作人员执行统一测试任务的操作时间均值，作为完成该测试任务的操作时间，任务完成率均值作为完成该测试任务的任务完成率。
[0029]进一步地，对于测试任务中的每个指令，按照指令输入方式以及操作目标所在位置由操作库查找对应的眼动设备输入数据，输入操作控制单元，回放操作人员眼动行为和操作行为。
[0030]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0031](1)本专利技术提供了一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统及方法，通过实验对比分析，优化眼动交互的交互方式，使得工效学实验分析过程规范可行。
[0032](2)本专利技术的人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统能够实现每种指令输入方式的配置和研究，便于选出最优的指令输入方式，优化实际操作任务的执行流程；基于整个任务给出评估结果，便于提高任务配置的合理性。
[0033](3)本专利技术的人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统能够实现数据回放，提高了实验的便捷性。
附图说明
[0034]图1是工效学实验分析系统组成示意图；
[0035]图2是工效学实验分析流程图。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0037]本专利技术一方面提供一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统，结合图1，包括配置单元、眼动设备、操作控制单元以、分析单元以及显示单元。
[0038]配置单元，配置各种类型操作指令的输入方式。
[0039]进一步地，各种类型操作指令的输入方式，可配置为眨眼k次、注视n秒，根据配置的各个指令输入方式形成测试任务，k可配置为2、3、4或5，n可配置为2～5秒。
[0040]所述眼动设备，用于采集操作者的眼睛状态并输出至分析单元。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统，其特征在于，包括：配置单元、眼动设备、操作控制单元以及分析单元；配置单元，配置各种类型操作指令的输入方式；所述眼动设备，用于采集操作者的眼部动作并输出至操作控制单元；所述操作控制单元，基于操作者眼部动作输出对应的操作指令；所述分析单元，接收所述操作控制单元发送的操作指令，执行操作指令，完成测试任务，计算测试任务执行的操作时间和任务完成率。2.根据权利要求1所述的人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统，其特征在于，所述操作指令的类型包括：点击按钮、选择目标以及信息录入操作；各种类型操作指令的输入方式，可配置为眨眼k次、注视n秒，根据配置的各个指令输入方式形成测试任务，k可配置为2、3、4或5，n可配置为2～5秒。3.根据权利要求2所述的人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统，其特征在于，所述操作控制单元，根据眼部动作，获取对应的操作指令并计算该操作指令的时长，并发送给所述分析单元；所述分析单元，将操作指令和执行任务中的对应指令进行对比，判断操作完成情况；所述分析单元，基于操作指令的时长和操作完成情况，统计每种指令输入方式的时长均值和任务完成率均值，并存储在操作库中；所述分析单元，根据测试任务中各种指令输入方式对应的完成率均值和时长均值，预估测试任务的任务完成率和操作时间，并提供给配置人员。4.根据权利要求3所述的人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统，其特征在于，所述分析单元计算各种指令输入方式对应的时长均值和完成率均值，提供给配置人员作为选择指令输入方式的参考。5.根据权利要求4所述的人机界面眼动交互方式的工效学实验分析系统，其特征在于，还设置回放单元；所述操作库，存储每种指令输入方式对应的多个眼动设备输入数据；按照指令输入方式以及操作目标位置进行存放；所述回放单元，对于测试任务中的每个操作指令，按照指令输入方式以及操作目标所在位置，由所述操作库查找操作指令对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岚岚，刘怡静，刘然，乐剑，彭超，黄婧，周颖伟，李宁，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院战争研究院，
类型：发明
国别省市：