基于光反射的超大屏幕触控技术研究

通过介绍基于光反射的大屏幕定位方法,解释了视觉触控的实现原理,搭建了大屏幕触控系统。针对大尺寸超大屏幕的应用和平板显示屏幕的大型化趋势,研究了超大屏幕触控的小信号检测方法,包括位置选行方法、背景跟随方法和屏幕抗重压方法。实验证明,在不需要佩戴任何标记和传感器的条件下,基于光反射的超大屏幕触控系统能够在100英寸(1英寸=2.54 cm)的大屏幕上全屏绘图且不产生断笔与跳笔等现象,触控系统的设计也为大尺度真三维人机交互奠定了实物基础。     

激发点击的不同注视时间参数对眼控交互操作绩效的影响

目的在基于注视作为激发点击的眼控交互中,考察激发点击的不同注视时间(300ms、500ms、700ms、900ms)参数对任务操作绩效的影响,确定适宜的时间参数推荐值。方法 16名被试分别完成4种注视时间水平下的数字搜索并选中点击任务,采用任务完成率、任务完成时为指标比较不同注视时间水平下的绩效差异。结果 (1)如果把任务超时和误击均作为操作失败,任务完成率随注视时间的增加显著提升,当注视时间达到700ms后,不再发生显著的变化;如果仅以任务超时作为操作失败,则任务完成率在不同注视时间水平下均没有显著差异;(2)任务完成时随注视时间的增加显著增长,当注视时间达到500ms后,趋于稳定,不再发生显著的变化。结论综合考虑注视时间对任务完成率和任务完成时指标的影响,在基于注视作为激发点击的眼控交互中,700ms是适宜的参数推荐值。     

非线性扰动的切换系统的异步控制：模态依赖的平均驻留时间方法

研究了一类具有非线性扰动的切换系统的异步控制问题,异步是指控制器的切换相对于子系统的切换经历时间延迟。利用异步切换系统状态方程的解析解直接研究系统动力学,无需构造任何李雅普诺夫函数。提出了保证闭环系统在模态依赖平均驻留时间(MDADT)方案下指数稳定的充分条件。MDADT意味着每个子系统都有自己的平均驻留时间(ADT),这比ADT更具一般性。此外,利用线性矩阵不等式方法设计了异步切换控制器。最后,通过数值算例说明了该方法的有效性。     

基于LMI的旋转起重机鲁棒控制器设计

悬绳和荷载组成的振动系统的固有频率变化会对控制系统的稳定性和控制性能产生影响,因此针对此问题提出一种低复杂度的鲁棒控制器设计方法。首先,采用干扰观测器导出起重机的线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量以及旋转速度等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该线性模型设计一个含有积分器的状态反馈控制器,其增益通过线性矩阵不等式(LMI)优化算法求出,并且该控制器对于绳长变化具有鲁棒性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现在无测量绳长的传感器系统的情况下容易地操作起重机,从而大大地简化其结构和降低其安装成本。     

管理信息系统流程复杂度计算模型研究

管理信息系统业务流程的复杂度直接影响到整个测试工作的风险、资源需求和工作量核算等方面.为计算和评价该复杂度,针对管理信息系统业务流程的普遍特点,通过对影响流程复杂度的节点数量、流程环路复杂度和节点流转复杂度这三类因素进行剖析,提出了一种新的度量流程复杂度的计算模型,并通过三个流程范例来对该模型进行了适用性评价.在此模型...     

基于差距映射的变可信度近似模型构建方法

为缓解复杂工程产品设计优化中计算复杂度和计算精度之间的矛盾,结合最小二乘支持向量回归（least squares support vector regression，LSSVR）模型，提出一种基于差距映射的变可信度近似模型构建方法，即最小二乘支持向量回归差距映射（LSSVR with difference mapping framework，DMF-LSSVR）方法，以实现小样本条件下高精度近似模型的构建，并通过工程实例验证该方法的有效性。工程实例结果显示所提出的方法具有较高的预测精度,可为复杂工程产品的设计优化提供理论基础。     

晃动条件下触摸屏按键设计特征因素的可用性研究

目的研究晃动条件下触摸屏按键设计特征因素的可用性。方法根据人因实验与分析,采用晃动条件(3)×按键大小(4)×按键间距(2)×按键复杂度(4)四因子组内设计方式。受测者(N=24)在不同晃动条件下完成一系列离散和连续触屏按键输入任务。测量指标为触摸屏输入操作的可用性(包括输入绩效和感知任务难度)。实验数据采用重复测量的方差分析方法处理。结果各晃动条件下输入绩效基本保持一致,晃动条件对感知任务难度有显著影响。结论按键大小对任务完成时间和感知任务难度有显著影响,而按键间距对输入绩效和感知任务难度均无显著影响。除离散任务的正确率外,按键复杂度对其他任务的输入绩效和感知难度均有显著影响。实验结果对晃动条件下触摸屏按键的设计具有重要参考意义。     

心理认知视角下的任务复杂度对语言表现的影响

采用心理认知的视角研究任务复杂度和任务前的准备条件对于语言输出的影响.本实验采用3*2设计,即采用三种口语任务和两种任务执行条件.三种任务和两种任务执行条件分别造成不同的认知负担,结果发现任务复杂度对语言的准确度有显著影响,准备条件对于准确度和词汇密度有显著影响,但对于句式复杂度没有显著影响.     

静态双手拉车作业的肌肉疲劳分析与MET建模

目的为分析静态双手拉车作业肌肉疲劳的发展情况。方法设计双手拉车模拟试验,9名大学生参加试验,通过测量试验前后被试双手拉力大小(MVC、F),并记录试验时间(MET)和主观疲劳评价值(RPE),探讨两种脚部姿势下静态拉力作业肌肉疲劳发展过程;并依据试验数据建立疲劳的MET预测模型。结果拉车作业使双手的拉力显著下降;脚部姿势仅显著影响下肢RPE,对MVC、MET、F以及上肢和腰部RPE影响不显著;前腿的疲劳感显著高于后腿;所建MET预测模型与现有模型具有一致性,其预测值与实测值偏差较小。结论静态双手拉车作业会产生肌肉疲劳;脚部姿势对拉力大小不产生显著影响;所建MET模型能反映静态双手拉车的肌肉疲劳发展,能为设计拉车作业任务提供针对性依据。     

简化三阶矩拟正态变换及其在结构可靠度分析中的应用

针对三阶矩拟正态变换理论公式系数形式复杂及现有相关系数的转换公式适用范围未明确的问题,通过对公式系数进行简化和对相关系数的讨论,提出了独立随机变量和相关随机变量的简化三阶矩拟正态变换模型,并给出了相关系数转换公式的简明适用范围。通过将提出的简化三阶矩拟正态变换模型与一阶可靠度分析方法(FORM)结合,发展了随机变量分布未知条件下的可靠度分析方法,并采用数值算例验证了该方法的准确性和适用性。研究结果表明,所提出的简化三阶矩拟正态变换模型具有较高的准确性和适用性,能够与FORM分析方法结合,实现随机变量分布未知条件下的结构可靠度分析。     

触屏手机按键设计新参数-最小按键中心距研究

目的研究手机触屏中两个相邻按键之间的最小中心距离。方法记录不同按键中心距条件下,四个典型任务情景下(拇指离散、食指离散、拇指系列和食指系列)的输入操作绩效和主观评价结果,并由绩效结果来动态调整下一轮操作需要的按键中心距,反复循环直至获取最小中心距。结果拇指离散、拇指系列、食指离散和食指系列四个任务下的最小按键中心距分别为:4.17 mm、6.30 mm、3.38 mm和5.40 mm。结论研究中以按键中心距参数代替按键尺寸和按键间距这两个参数的方法不仅保证了界面设计的简单高效,而且研究结果同时兼顾了稳定性和用户任务操作上的差异性。因此,研究结果可以为以手机为代表的小型触屏界面中的按键及其布局的标准化设计提供科学依据。     

虚拟现实中多通道信息呈现方式的认知负荷定量研究

目的 针对虚拟现实体验系统中的不同信息呈现方式,对使用者交互效率影响难以确定及量化的问题,进行定量研究。方法 通过搭建虚拟现实场景,以信息呈现通道的类别与数量作为变量,展开跟踪–检测响应双任务实验;通过记录任务行为数据中的跟踪误差和响应时间,以及生理数据中的瞳孔直径大小,分析并讨论在不同通道刺激影响因素下的实验中,任务绩效及眼动生理反应变化规律;同时结合主观负荷评价数据,建立了基于BP神经网络的多通道认知负荷模型,以认知负荷作为交互效率的综合评价指标,量化任务执行效率。结果 信息呈现的通道类别及其数量对任务效率均有显著的影响。结论 信息呈现通道数量与任务绩效及生理反应呈一定程度的正相关;多个任务使用相同通道呈现信息会损害所有任务的绩效,增加认知负荷。模型输出的负荷值与主观认知负荷评估值吻合较好,相对误差为8.2%,验证了其有效性。     

基于心流理论的儿童智能手表交互界面设计研究

目的 以儿童为研究对象,探究可生成心流体验的儿童智能手表交互界面设计方法。方法 基于认知心理中的心流理论,通过ROSTCM6文本分析词频软件获取用户评价;结合儿童心理与行为特征,分析其使用智能手表过程中的交互触点,发现设计机会与意义;将心流理论的三个环节分解成具体设计要点,构建儿童智能手表设计方法;提出提供明确的目标和任务、呈现舒适的界面视觉、制定高效的操作交互、提供如临其境的情感体验等交互设计策略和指导思路。结果 通过用户测试,验证了心流框架的有效性与设计策略的合理性。结论 基于心流理论视角的儿童智能手表交互界面设计方案,有效提高了产品交互效率,在产品交互设计领域具有指导意义。     

交叉环单向循环搬运系统中交叉环位置的优化

目的为了提高交叉环单向循环搬运系统的搬运量和系统效率,优化交叉环设置位置。方法构建交叉环单向循环搬运系统的数学模型,对设置在不同位置的交叉环进行理论分析,并进行2种不同调度规则下交叉环的设置与搬运量关系的仿真实验。结果交叉环设置在不同位置时,在不同车辆数和不同调度规则的影响下,单位时间搬运量不同。通过理论分析,当交叉环设置于处理站点Sx和Sx+1的中间位置时,单位时间搬运量最多,系统搬运效率最高。结论交叉环设置在最优位置时可增加系统单位时间搬运量,提高系统效率,仿真实验结果证实了理论分析的正确性。     

Optimal specialization of a maintenance workforce

This article develops an analytical method for determining an optimal specialization strategy for a maintenance workforce. The method assumes that maintenance tasks are generated by a system of statistically identical machines that experience random malfunctions and require periodic service. The impact of alternative workforce structures on system performance is evaluated with a queueing network model. Markov decision analysis is employed to determine an optimal assignment of maintenance personnel to pending tasks as the network status varies over time. A linear programming algorithm is derived to enable simultaneous optimization of specific assignment decisions and the overall workforce structure. A manufacturing example demonstrates the applicability of the method to many industrial contexts. The method is also applied to the problem of maximizing military aircraft sortie generation subject to a constraint on maintenance personnel expenditure.     

Modification of Pointing Performance in Altered Gravitational Environments

The Fitts’ law describes a correlation between the time needed to complete basic tasks such as pointing movements and the level of knowledge of the specific target to be reached. While it has been largely proved in normal gravity, very few experiments have been carried out in altered gravitational conditions. In our experiment, four subjects were positioned in front of a panel where round targets were placed along a circumference. They carried out pointing movements towards the targets when these were switched on. The task time was acquired and processed off-line. In all the cases, the performance of each subject have been significantly modified in the altered gravitational environment and, in particular, hypergravity seems to affect motor performance more considerably than microgravity. Even if experiments involving several subjects and more complex tasks have to be carried out in order to confirm our findings, these results show that ergonomics could be strongly affected by the modification of gravity, especially during the first phase of exposure to gravity alteration.     

A criterion of applicability of the parabolic heat conduction equation

A criterion (K _MCV) of applicability of the parabolic heat conduction equation to isotropic materials is proposed that quantitatively determines the conditional boundary between linear and nonlinear regimes of nonequilibrium thermodynamics in the one-dimensional formulation of some heat transfer problems. The criterion is related to the heat flux relaxation time τ_r. Once this characteristic time is known, the condition K _MCV = 0 implies validity of the parabolic heat conduction equation. If τ_r is unknown, the adequacy of the parabolic heat conduction model can be judged from the absence of a temporal variation of the K _MCV/τ_r ratio under the main condition that the heat source power is independent of the time.     

智能家居人机交互绩效的实验分析——界面智能程度及任务认知模式的影响

以具有电脑使用经验的工科大学生为参与者,使用基于pc的智能家居用户界面原型,研究界面智能程度及任务认知模式对人机交互绩效的影响.研究结果表明界面智能程度和任务认知模式之间存在一个相对清晰的匹配关系:低等智能程度匹配技能型任务;中等智能程度匹配知识型任务;高等智能程度匹配规则型任务.界面智能程度和任务认知模式的匹配可以提高人机交互的绩效,降低执行时间和减少错误次数.     

Asynchronous stochastic learning curve effects in engineering-to-order customisation processes

As industrial technology progresses from tailored customisation and mass production all the way to mass customisation, the demand for faster order-to-delivery time keeps increasing, especially for those products that require lengthy customised engineering-to-order (ETO) tasks among multiple partners. Products such as commercial airplanes and ocean vessels, which have delivery demands before the integrated production system has reached a steady production pace, involve partners progressing through their engineering tasks at asynchronous stochastic learning curve (ASLC) rates. This paper aims to contribute to the research by revealing the novel ASLC model and addressing ETO-related processes. An application of the ASLC model in an ETO case study by using sanitised real production data is also presented.     

A case for information theory-based modelling of human multitasking performance

Technological advances have led to increased prevalence of human multitasking. Traditionally, multitasking performance is measured for each individual task, utilising multiple performance metrics. Recently, the human operator informatic model (HOIM) has been developed as a quantitative model of human–machine interaction capable of measuring multitasking performance with a single metric. In this study, we investigated the performance effects of both a different number of tasks and five different task combinations while maintaining a constant level of overall difficulty. Results indicate that, at a constant difficulty level, neither number of tasks nor task combination significantly affects multitasking performance, indicating the reliability of input baud rate as a measure of system complexity. No task interaction effects were found among the different tasks. This study demonstrates the application of information theory for modelling of human multitasking performance and makes a case for the use of the HOIM in future studies of human information processing.