台湾高山族织锦菱形纹样结构视觉评价研究

为提高当代青年对传统文化的接受和认同感,推动台湾高山族服饰文化传承与创新,以台湾高山族织锦 菱形纹样为研究对象,对其进行视觉评价研究,筛选出符合当代青年审美喜好的织锦纹样结构。运用眼动实验评 价和主观问卷评价相结合的方法,获得被试者的眼动数据和主观评分。结果表明,不同菱形纹样结构对被试者的 平均注视时间、注视次数和主观评分影响显著;男性和女性被试者对织锦菱形纹样结构的视觉评价结果略有差异; 眼动实验评价与主观问卷评价大体具有相同的趋势;对称均衡、构图丰富、比例和谐的纹样结构较受被试者喜爱 和关注。     

交通标志文字信息驾驶员眼动视认特性

以不同字数、不同间距、不同方向的文字序列为刺激物,以眼动仪为主要试验仪器对驾驶员视认交通标志文字信息的眼动特征进行了分析,并得到了全局关注和特定信息搜索2种视认方式下不同字数文字信息的注视时间,采用响应面法回归了不同条件下的眼跳速度方程,对比了注视时间和眼跳时间的比例关系,发现眼跳时间大约为注视时间的1/5.     

基于眼动分析的车内信息显示位置设计

为了提高车内信息显示设计的安全性,针对车内信息显示的位置设计进行研究. 研究选取5个常见的车内信息显示设备的安放位置,依据驾驶员视觉行为与驾驶安全之间的关系,设计模拟驾驶员驾驶汽车时信息读取任务的眼动实验. 通过实验数据的分析比较可知,不同的车内信息显示位置会对驾驶员读取信息时的注视频率、注视数据在兴趣区域（AOI）内的分布产生显著影响. 分析和比较被试者完成信息读取任务时的注视频率、AOI内注视时间百分比、AOI内注视点百分比的均值可知,在实验选取的5个车内信息显示位置中位置3的数据均最高. 说明被试者读取实验位置3的信息时精力更集中,实验位置3对被试者产生视线偏离的影响最小. 由于驾驶员视线偏离会造成分心驾驶,威胁驾驶安全,车内信息显示位置设计会对驾驶安全产生一定的影响.     

空中交通管制专家与新手眼动行为的统计分析研究

数据科学的迅速发展促进了心理学、管理学等各学科研究范式的转变。通过对实证数据的深入研究，能够发现传统方法不能发现的规律。该文以管制员眼动行为为研究对象，通过faceLAB眼动仪采集不同级别管制员的眼动行为数据，综合统计分析方法和MF-DFA时间序列分析方法对数据进行了深入分析，探讨不同级别管制员在信息获取行为上的差异。分析结果表明:1）专家比新手具有更长的平均注视持续时间、更少的注视点、更少的平均扫视持续时间和更小的扫视幅度；2）管制员的注视持续时间、扫视持续时间和扫视幅度的时间序列有多重分形特征，多重分形奇异谱图表明新手的波动强度大于专家。研究结果说明管制员的信息获取行为具有差异性，管制经验对管制员行为特征具有显著影响。     

中小学网球运动员眼动特征的实验研究

应用Eyelink Ⅱ眼动仪对中小学生专业网球运动员与普通网球爱好者判断网球落点图片的眼动特征进行比较,结果发现,运动水平越高其决策速度越快,准确性越高.中小学生网球运动员的决策准确性随着年龄的增长而提高,其眼动模式更有效化,具体表现为注视次数、注视时间、眼跳距离等眼动指标的提高,即能更快、更有效地注视到网球信息.中小学生运动员决策能力随年龄的差异实质是"信息获取-信息加工-采取行动"三者整合的差异.     

基于应激响应的驾驶人视觉特性

为了研究应激情况下驾驶人的视觉特性,分析了不同应激场景下驾驶人的眼动数据。采取动态聚类方法划分注视区域,选取了合适的视觉特性指标作为分析指标。运用主成分分析法及统计分析方法研究了被试驾驶人眼动数据,得到了基于应激响应的驾驶人视觉特性。试验结果表明:驾驶人在应激场景下视觉分配较为集中,遇到应激场景时,驾驶人更习惯于从前方近处区域作为获取交通信息的主要区域,当场景中出现移动的目标物时,驾驶人会根据目标物的移动范围选取1~2个相关的辅助区域进行信息获取的补充。同时,驾驶人对主要区域以注视为主,辅助区域以扫视为主。     

照明对“本本族”驾驶人生理特性影响分析

为探寻"本本族"驾驶人安全行车的驾驶操作,针对光线突变时生理特性的变化展开研究.借助UC-winroad软件和模拟驾驶仪搭建的平台,要求被试者在突发照明场景下进行模拟驾驶试验,同时采用眼动仪、MP150收集驾驶人生理参数.分析能够反映驾驶负荷的脑电信号(α+θ)/β、RR间期平均值和瞳孔面积变化情况,然后建立基于驾驶人脑电波、心率增长率、单次注视持续时间和瞳孔面积变化率在明适应过程中的驾驶负荷模型,以研究不同视觉及生理指标对驾驶负荷的影响程度.研究结果表明:"本本族"驾驶人会对突发照明更快地作出反应,但会产生更大的驾驶负荷,需要更长的适应时间.     

颜色对图标视觉搜索效率影响的眼动研究

为了考察颜色数量和颜色一致性对图标视觉搜索效率的影响,实验要求21名被试完成一项图标搜索实验,记录被试的行为数据和眼动数据.研究结果发现,颜色数量会影响图标的搜索效率,单色图标在搜索时间和注视次数两项指标上明显小于双色图标与三色图标.颜色一致性对图标搜索效率的影响更加明显,行为数据和眼动数据均表明,颜色不一致时图标搜索效率明显更高,且颜色数量越少,搜索效率越高.以上结果表明,增加颜色数量会在一定程度上降低图标的视觉搜索效率;利用颜色增大图标之间的差异,能够更有效地提升图标的视觉搜索效率.     

城市不同道路线形下的驾驶人注视特性

为研究城市不同道路线形下的驾驶人注视特性,采用FaceLAB5非接触式眼动仪采集了城市道路实车试验条件下驾驶人的眼动数据,应用层次分析法筛选出表征注视特性的眼动指标(注视和眼跳),在把驾驶人注视区划分为5个区域的基础上,对比分析了不同道路线形下驾驶人注视点及注视转移在各区域中的分布规律。研究发现:不同道路线形下,驾驶人50%以上的关注落在远方和前方区域中,左侧区域几乎相同;直行路段对左侧区域的关注约是右侧区域的3倍;转弯路段对右侧区域的关注约是直行路段的3倍。研究结果既能为驾驶人培训提供指导,也为道路线形的设计及判断驾驶人是否有转弯意图提供了理论依据。     

Comprehensive Assessment of Pilot Mental Workload in Various Levels

飞行员不同脑力负荷水平综合评估

杨坤¹, 冯传宴^{1, 2*}, 白杰¹

（1 中国民航大学 民用航空器适航与维修重点实验室,天津 300300;

2 北京航空航天大学 航空科学与工程学院,北京 100191）

创新点说明：

提出了基于眼动、绩效、主观指标的飞行员脑力负荷综合评估模型。

研究目的：

通过呈现动态飞行模拟环境,记录并分析被试在不同脑力负荷水平下的主观、绩效及生理参数变化,选取多方面指标分析并进行评估建模。

研究方法：

选择16名中国民航大学新手模拟飞行员,基于飞行模拟仿真平台、眼动仪、飞行摇杆等开展实验研究。实验采用的眼动仪为Tobii TX300型,采样率300 Hz,记录注视、扫视、眨眼三方面的眼指标生理数据。实验开始前,每位实验对象均需在飞行模拟仿真平台上进行适应性飞行任务训练和N-back任务培训（要求达到一定的准确率）,整个培训时长约30 min。培训结束后,开始眼动校标,完成后开始正式实验。

被试均需要操纵飞行摇杆,依靠HUD完成包括起飞、爬升、巡航、进近、着陆在内的五边飞行任务,实验要求被试者在飞行模拟过程的巡航阶段完成监控HUD上的航向、高度、空速、飞行姿态等主要飞行参数的监视主任务,同时需要对呈现的N-back任务做出反应。对应的 N-back任务,依据N-back设置呈现出低、中、高三种脑力负荷水平,每次N-back任务时间为2 min,N-back任务间隔为30 s,整个实验过程在20 min左右。

结果：

实验结果表明,注视频率、注视总时间、眨眼率、平均瞳孔直径与脑力负荷变化联系紧密,N-back任务正确率和NASA-TLX得分能够很好地评估脑力负荷状态。

结论：

1） 针对飞行视觉相关任务结合听觉认知负荷,眼指标的平均注视时间、扫视频率、扫视总时间变化并不显著,注视频率、眨眼率和平均瞳孔直径与脑力负荷变化联系紧密;

2） 基于HUD的视觉相关任务结合听觉N-back认知任务可以很好地实现对高、低脑力负荷水平的划分,NASA-TLX得分、N-back任务正确率、注视频率、和瞳孔直径在高、低脑力负荷水平变化显著;

3） 相关性分析表明,随着脑力负荷的变化,眼指标的注视、扫视和眨眼指标之间具有一定的相关;其中,平均注视时间与扫视频率、扫视总时间高度负相关;扫视频率与扫视总时间高度正相关;

4）综合注视频率的生理评估、主观的NASA-TLX量表、任务绩效指标的N-back正确率进行分类建模,分别得到了基于Fisher判别的投影函数和分类结果散点图,分类结果比较理想,另外建立了基于Bayes判别的判别模型,其对飞行任务中视觉任务的脑力负荷水平的初始验证和交叉验证的判别和预测准确率分别为93.75%和87.50%,能够很好地实现对不同脑力负荷状态的判别。

关键词：脑力负荷;注视频率; Bayes判别法