本文關(guān)鍵詞：基于最優(yōu)控制的飛行眼動(dòng)策略研究

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【摘要】：飛機(jī)駕駛是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù),飛行員在執(zhí)行航班任務(wù)時(shí),高度依賴(lài)于視覺(jué)信息的有效獲得和高效提取,這就要求飛行員能夠在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)最大限度地從大量的顯示器和控制器中獲得或選擇正確的信息,使決策過(guò)程最優(yōu)化。對(duì)飛行員的最優(yōu)眼動(dòng)過(guò)程進(jìn)行研究,有助于揭示和了解飛行員的眼動(dòng)策略和眼動(dòng)規(guī)律,為改進(jìn)飛機(jī)駕駛艙的布局設(shè)計(jì),完善飛行員培訓(xùn)教程提供一定的理論指導(dǎo)。本文在對(duì)眼睛運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)和目前航空領(lǐng)域的眼動(dòng)研究現(xiàn)狀進(jìn)行收集和分析的基礎(chǔ)上,萃取出飛行員在執(zhí)行航班任務(wù)時(shí)的眼睛運(yùn)動(dòng)特征;在考慮運(yùn)動(dòng)消耗三要素(時(shí)間、準(zhǔn)確度和能量)的基礎(chǔ)上,結(jié)合飛行員眼動(dòng)特征,應(yīng)用最優(yōu)控制理論和眼睛動(dòng)力學(xué)模型,建立了飛行員最優(yōu)眼動(dòng)控制模型;采用極小值原理對(duì)模型進(jìn)行了求解,并用MATLAB軟件對(duì)模型進(jìn)行了計(jì)算和分析,得出了飛行員的最優(yōu)眼動(dòng)軌跡和最優(yōu)眼動(dòng)策略。實(shí)驗(yàn)選取10名被試在空客320駕駛艙模擬機(jī)上完成著陸任務(wù),同時(shí)使用FaceLAB4.0眼動(dòng)儀進(jìn)行眼動(dòng)追蹤,記錄被試飛行過(guò)程中的眼動(dòng)數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出被試的眼跳時(shí)間、眼跳幅度,探索被試在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中眼跳時(shí)間與眼跳幅度之間的關(guān)系,并與所建立的飛行員最優(yōu)眼動(dòng)控制模型的分析結(jié)果作比較,以此來(lái)檢驗(yàn)該模型的效度。研究結(jié)果表明:任何給定的眼跳幅度條件下,都有唯一的最優(yōu)眼跳時(shí)間使眼動(dòng)總消耗達(dá)到最小,并且此時(shí)的眼動(dòng)軌跡為最優(yōu)眼動(dòng)軌跡。同時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了模型的效度。該研究可以為飛機(jī)駕駛艙儀表布局的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：飛行員 極小值原理 眼睛動(dòng)力學(xué)模型 最優(yōu)眼動(dòng)控制模型 眼動(dòng)策略
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V323;V223.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國(guó)外眼動(dòng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)眼動(dòng)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 眼動(dòng)最優(yōu)化方面的研究現(xiàn)狀15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及研究目標(biāo)15-16
• 1.4 研究方案16-17
• 第二章 眼動(dòng)行為理論基礎(chǔ)17-24
• 2.1 眼球的生理構(gòu)造17-19
• 2.2 眼睛運(yùn)動(dòng)特征19-24
• 2.2.1 眼動(dòng)類(lèi)型19-20
• 2.2.2 眼動(dòng)軌跡與相關(guān)參數(shù)20-23
• 2.2.3 眼動(dòng)過(guò)程23-24
• 第三章 最優(yōu)控制理論24-28
• 3.1 最優(yōu)控制問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述24-26
• 3.2 極小值原理26-28
• 第四章 建立飛行員最優(yōu)眼動(dòng)控制模型28-37
• 4.1 眼睛動(dòng)力學(xué)模型28-30
• 4.1.1 眼球受力28-29
• 4.1.2 眼睛動(dòng)力學(xué)模型29-30
• 4.2 飛行員的眼動(dòng)行為分析30-32
• 4.3 建立模型的性能指標(biāo)32-34
• 4.4 建立飛行員最優(yōu)眼動(dòng)控制模型34-37
• 第五章 飛行員最優(yōu)眼動(dòng)控制模型分析37-44
• 5.1 眼動(dòng)主序分析方法37-38
• 5.2 飛行員最優(yōu)眼動(dòng)控制模型的分析38-41
• 5.3 基于飛行員最優(yōu)眼動(dòng)控制模型的討論41-42
• 5.4 飛行員最優(yōu)眼動(dòng)策略42-44
• 第六章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證44-56
• 6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)環(huán)境44-46
• 6.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù)及程序46-49
• 6.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析49-53
• 6.3.1 實(shí)驗(yàn)所得的眼動(dòng)數(shù)據(jù)49-51
• 6.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的提取及分析方法51-53
• 6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論53-56
• 第七章 結(jié)論與展望56-58
• 7.1 研究結(jié)論56
• 7.2 研究創(chuàng)新之處56-57
• 7.3 研究的局限與展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 致謝63-64
• 附錄64-68
• 作者簡(jiǎn)介68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫瑞山;汪傜;董\~;;基于非接觸式眼動(dòng)儀的模擬飛行中注視分析[J];人類(lèi)工效學(xué);2013年04期

2 馬強(qiáng);;卷積公式的推廣及應(yīng)用[J];江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào);2013年02期

3 王海燕;卞婷;薛澄岐;;基于眼動(dòng)跟蹤的戰(zhàn)斗機(jī)顯示界面布局的實(shí)驗(yàn)評(píng)估[J];電子機(jī)械工程;2011年06期

4 柳忠起;袁修干;樊瑜波;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的飛行績(jī)效評(píng)價(jià)模型[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2010年04期

5 柳忠起;袁修干;樊瑜波;劉偉;康衛(wèi)勇;;模擬飛機(jī)著陸飛行中專(zhuān)家和新手眼動(dòng)行為的對(duì)比[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2009年05期

6 康衛(wèi)勇;袁修干;柳忠起;董大勇;;瞳孔的變化與腦力負(fù)荷關(guān)系的試驗(yàn)分析[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2007年05期

7 柳忠起;袁修干;劉偉;康衛(wèi)勇;;飛行員注意力分配的定量測(cè)量方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2006年05期

8 柳忠起;袁修干;劉偉;康衛(wèi)勇;韓彥東;馬銳;;基于模擬飛行任務(wù)下的眼動(dòng)指標(biāo)分析[J];中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào);2006年02期

9 柳忠起,袁修干,劉偉,王睿;在模擬飛機(jī)降落過(guò)程中的眼動(dòng)分析[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2002年06期

10 劉偉,袁修干,莊達(dá)民,柳忠起;眼動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)及其在工效學(xué)中的應(yīng)用[J];航空學(xué)報(bào);2001年05期

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本文編號(hào)：878775