[发明专利]一种自适应人机界面配置方法

说明书

本发明属于人机工程学领域，公开了一种自适应人机界面配置方法，包括：基于脑电信号获取用户在人机交互过程中的认知负荷；基于眼动特征获取用户在人机交互过程中的认知水平，基于眼动特征获取用户在人机交互过程中的认知状态，基于眼动特征获取用户在人机交互过程中的操作意图，获取用户在人机交互过程中的交互时序；基于粗集理论为用户自适应的配置人机界面，能够对人机界面进行动态调整。

技术领域

本发明属于人机工程学领域，尤其涉及一种自适应人机界面配置方法。

背景技术

人机操控界面是防空导弹、潜艇、航母、无人机等武器系统中担负人机交互功能的重要操控系统，也是航天器、医疗设备、工业流水线等装备中进行人机交互的核心。随着技术的不断发展，人机界面需要担负的人机交互任务也在大幅度的增加，人机操控界面能否与操控人员的认知能力相适应，将直接影响装备操作的效能和安全性。

传统的固定式人机操控界面的特点是操控界面信息的显示数量、显示方式以及操控方式都是固定不变的。而人机交互任务中，不同认知水平用户对于信息显示数量的需求是不同的，不同时刻显示界面各个区域对用户的重要程度是不同的，不同交互状态下界面信息的显示方式对于用户的感知效率也是不同的，这些动态变化的因素与固定式的人机界面是不相适应的。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自适应人机界面配置方法，能够对人机界面进行动态调整，在合适的时机、以合适的方式、为操作人员提供最为有效的人机交互信息以及最为迅捷的操控方式。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种自适应人机界面配置方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，基于脑电信号获取用户在人机交互过程中的认知负荷；所述认知负荷包含高等水平、中等水平和低等水平；

步骤2，基于眼动特征获取用户在人机交互过程中的认知水平，所述认知水平包含专家型、熟练型和新手型；

步骤3，基于眼动特征获取用户在人机交互过程中的认知状态，所述认知状态包含监视状态、跟踪状态、决策状态、应激状态和脱环状态；

步骤4，基于眼动特征获取用户在人机交互过程中的操作意图，所述操作意图用于指示用户对人机界面感兴趣的区域；

步骤5，获取用户在人机交互过程中的交互时序；

步骤6，根据用户在人机交互过程中的认知负荷、认知水平、认知状态、操作意图和交互时序，基于粗集理论为用户自适应的配置人机界面。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)所述步骤1具体包括：

获取预先训练得到的脑电信号与认知负荷的匹配规则；

实时采集用户在人机交互过程中的脑电信号，获取脑电信号中的Delta波、Theta波、Alpha波、Bata波分别在脑电波总频段中的功率比例；

根据预先训练得到的脑电信号与认知负荷的匹配规则，确定当前用户的认知负荷为高等水平、中等水平或者低等水平。

(2)所述步骤2具体包括：

获取预先训练得到的眼动特征与认知水平的匹配规则；

实时采集用户在人机交互过程中的眼动特征，获取眼动特征中的注视时间、注视次数、眼跳幅度、扫视速度这四种特征参数；

根据预先训练得到的眼动特征与认知水平的匹配规则，确定当前用户的认知水平为专家型、熟练型或者新手型。

(3)所述步骤3具体包括：

获取预先训练得到的眼动特征与认知状态的匹配规则；