基于眼动跟踪技术的界面可用性评估

为解决因界面而造成的整体系统效率低下的问题,以认知学为理论基础,提出将眼动跟踪技术运用于界面可用性检测.首先讨论了眼动跟踪设备的优势与技术原理,然后以德国汉堡城市轻轨U4线站台界面的交互设计为例,描述眼动跟踪实验的流程.最后从眼动路径、热度、信息量、任务用时和注视频率等方面对新旧界面进行实验,以定量实验方法评估新旧界面的优劣.实验结果分析比较表明:新界面的各项实验检测数据都明显优于旧界面,更符合用户的需求和认知习惯;同时,眼动跟踪实验的可靠性高,数据结果比较精确,适合进一步推广应用,并为后续航电系统界面设计研究工作提供了一种有效的评估方法.     

基于不确定性的2D激光雷达和摄像机标定方法

为了解决2D激光雷达和摄像机标定受多解问题的困扰,提出基于不确定性的标定方法,通过改进真解选择机制来提高标定的置信度和准确度.首先,基于观测不确定性的似然度对多解的优劣进行评价,提高真解的置信度.其次,将激光点和边界直线的几何约束引入到真解选择的误差度量,提高真解的准确度.试验结果表明:在不同的棋盘格个数下,相比Francisco方法和Zhang方法,所提方法的有效解概率分别提高了2%~20%和30%~260%;在不同的噪声水平下,相比于Francisco方法和Zhang方法,所提方法的旋转矩阵精度提高了1°~5°和3°~14°.试验结果表明所提方法标定结果的可靠性和准确性更高.     

视线跟踪技术在人机交互中的研究

人们在观察外部世界时眼睛总是与其它人体活动自然协调地工作,并且眼动所需的认知负荷很低,人眼的注视包含着当前的任务状况以及人的内部状态等信息,因此眼注视是一种非常好的能使人机对话变得简便、自然的候选输入通道.本文介绍了视线跟踪的基本原理、方法,对视线跟踪作为人机交互通道所具有的特点进行了讨论,并指出了其在人机交互领域中的应用及前景.     

显示器画面排布和信息提示对监控效率的影响

基于眼动跟踪技术,通过实验操控和设计,记录被试在监控显示器分画面有无间隙下以及分画面的不同排布序列下的眼动数据。并结合调查问卷分析视觉搜索效率,探讨监控管理流程中是否给予监控人员提示对监控效率的影响。结果表明,采用有间隙的、水平序列的监控分画面排布时,监控人员发现问题画面的效率更高,被试对有间隙监控界面的平均注视时长（42 183 ms）显著小于无间隙界面的（53 480 ms）,对水平序列监控界面的平均注视时长（2 6899 ms）显著小于无间隙界面的（5 4925 ms）;在给予监控人员信息提示下,监控效率显著提高。建议企业从3方面优化监控管理流程:在监控界面各分界面之间留有间隙;监控界面的各分画面的序列方式采取水平向序列;监控管理流程中应对监控人员给予合适的提示。     

视线跟踪技术在人机交互中的研究

人们在观察外部世界时眼睛总是与其它人体活动自然协调地工作,并且眼动所需的认知负荷很低,人眼的注视包含着当前的任务状况以及人的内部状态等信息,因此眼注视是一种非常好的能使人机对话变得简便、自然的候选输入通道。本文介绍了视线跟踪的基本原理、方法,对视线跟踪作为人机交互通道所具有的特点进行了讨论,并指出了其在人机交互领域中的应用及前景。     

集装箱桥吊司机眼动疲劳度分析

为揭示港口集装箱桥吊司机眼睛疲劳规律,采用视线跟踪技术和智能优化算法相结合,分析桥吊司机操作过程中的眼动参数与驾驶疲劳之间相关性,运用眼动参数建立驾驶疲劳推断评判模型.设计了驾驶员实测操作实验方案,确定注视时间百分比、注视点数目为眼动测量指标,研究眼动测量指标与驾驶疲劳的相关性.分析驾驶员眨眼、注视、眼跳三种眼动形式实测数据与驾驶疲劳的线性与非线性变化关系,求得注视分布变异系数,得到注视分布变异系数与驾驶疲劳之间的关系.     

世界优秀男子三级跳远技术发展模式分析

应用灰色关联、数理统计等方法对第六届世锦赛男子三级跳远前 8名运动员比赛成绩及质心速度进行分析。结果显示 :现代男子三级跳远更趋于平衡式技术 ;第三跳远度是影响当今世界水平三级跳远成绩的最主要因素 ;优秀世界运动员三跳速度保持较好 ;三跳可供参考的最佳腾起角为 13.96° 0 .94°— 12 .35°±1.6 0°— 2 1.6 5°± 2 .2 4°。     

不同年龄组的视动性眼震在摄影眼震图中的表现

目的：为了解在摄影眼震图（ Ｖ Ｏ Ｇ） 中,年龄的增长对视动性眼震（ Ｏ Ｋ Ｎ） 的影响。方法：将９９ 名前庭功能正常的自愿者按不同年龄分３ 组,用 Ｖ Ｏ Ｇ 进行 Ｏ Ｋ Ｎ 检查,通过刺激整个视网膜所诱发的视动性眼震,用 Ｖ Ｏ Ｇ 记录。条纹刺激速度分别为２０ 、３５ 、５０（°）／ｓ,定量参数是“ｇａｉｎ”（ 眼球运动速度与刺激条纹速度的比值） 。结果：第１ 组和第２ 组间ｇａｉｎ 值无统计学差异,但第３ 组在刺激速度达５０（°）／ｓ 时,视动性眼震ｇａｉｎ 值明显下降。结论：临床上分析视动性眼震的结果时,必须考虑年龄这一因素。     

碱性成纤维细胞生长因子胶原罩对兔角膜穿透伤的影响

目的 :尝试一种新的用药方式———应用浸泡有碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF)的胶原罩治疗兔角膜穿透伤。方法 :实验兔 30只 ,随机分为 3组 ,每组 10只 ,在角膜中心各作一穿透性长 4mm切口。第 1组 :对照组 ;第 2组 :2 μg/mL的bFGF溶液滴眼组 ;第 3组 :bFGF胶原罩治疗组。结果 :测得各组角膜伤口承受压力的极限值有明显差异 (P <0 0 0 0 5 ) ,对照组为 (62 0 0± 8 2 5 )kPa ;bFGF滴眼组为 (10 2 0 0± 13 4 3)kPa ;bFGF胶原罩组为 (135 83± 9 85 )kPa。 3组外伤的修复 :bFGF胶原罩组效果最好 ,bFGF滴眼组次之 ,对照组最差。结论 :3组角膜伤口均为疤痕修复 ,以bFGF胶原罩组最好。     

电子显微镜成像质量与样品倾斜角度关系的数值化评价

提出用计算图像点扩散函数的等效面积(归一化点扩散函数值大于等于0 7071时所对应的自变量定义域的面积)的方法来评价电镜图像质量,用此方法对一组实际的用于三维重构的超高压电镜图像的质量进行了分析,从计算值上得出电子显微镜成像质量与样品倾斜角度的关系.在样品单轴旋转的条件下,随着样品倾斜角度的增加,电镜图像质量下降;倾斜角度大于60°时,图像质量急剧下降.30°、60°和70°时的点扩散函数的等效面积分别是0°时的2 5、4 5和11 7倍.这种镜像质量随样品倾斜角度(尤其是角度大于60°)增加而变差的效应,将限制通过增大样品倾斜角度范围来提高三维重构分辨率的效果,同时表明电镜三维重构中样品的倾斜存在最佳的角度范围.     

基于人工神经网络动态标定算法的低成本视线追踪系统

针对视线追踪系统成本高、标定算法复杂的问题,研究了一种低成本视线追踪系统.系统采用低成本网络摄像头,采集到的图像首先采用Haar-like特征与肤色结合算法来进行人脸检测,并利用主动表现模型算法和光流法定位并跟踪人脸特征点;然后利用梯度向量法进行瞳孔中心检测;为了提高系统精度和鲁棒性,提出了一种人工神经网络的动态标定算法.实验表明,视线追踪系统不仅具有很好的鲁棒性,而且具有较高的精度,在头部静止的情况下平均误差为1.34°,在头部运动的情况下平均误差为3.26°.      

基于眼动实验的飞机座舱界面字符编码分析

驾驶舱是飞机的命令中枢,驾驶舱显示界面的信息设计质量直接影响到飞行任务的完成,大多数飞行相关信息都以字符形式展现在飞机座舱界面上。为探究飞行员对不同字符编码元素的识别效率,通过飞机座舱界面字符编码、眼动追踪法及行为绩效评估法研究了飞机座舱界面字符大小、笔画宽度、字符间距对飞行员认知效率的影响。结果表明：从行为数据来看,字符字高6.5 mm的字符反应时最短。从眼动实验数据来看,字符字高6.5 mm的字符注视时间最短、注视百分比最小、使受试者瞳孔直径最小;从行为数据来看,字符笔画宽度400W3C的字符反应时最短。从眼动实验数据来看,字符笔画宽度400W3C的字符注视时间最短、注视百分比最小、使受试者瞳孔直径最小;从行为数据来看,字间距100的字符反应时最短。从眼动实验数据来看,字间距100的字符注视时间最短、注视百分比最小、字间距0的字符使受试者瞳孔直径最小。可见不同字符编码识别效率不同,字高6.5 mm、笔画宽度400W3C、字间距100的字符编码识别效率最高,该结论可用于飞机座舱界面的设计中。     

大地主题解算算法实现的边界问题及精度分析

针对大地主体解算算法在工程实现上存在大地线跨越±180°经线、赤道线以及穿越±90°极点时,计算失效的问题,通过引入边界突变讨论机制,提出了Bowring公式和Vincenty公式边界问题的工程实现方法。仿真结果表明,该方法解决了大地线跨越±180°经线、赤道线以及穿越±90°时,计算失效的问题,对边界突变具有较好的适应能力。在此基础上,进一步分析了上述两种大地主题解算算法在不同距离范围内的计算精度,并指出了算法各自分别适用的应用范围。     

一种主从摄像瞳孔实时精确检测系统

针对瞳孔实时精确检测,提出了一种主从摄像机随动跟踪人眼图像捕获系统用于捕获人眼图像.主摄像机用于定位人脸,从摄像机在云台控制下实时跟踪人眼区域并采集高分辨率人眼图像.为了提高系统的动态性能,针对来自主摄像机分辨率1280×960的人脸图像,采用了一种AdaBoost人脸检测与MOSSE目标跟踪的融合算法,实现了60 fps的人脸快速定位.采用语义分割网络对来自从摄像机的人眼图像进行瞳孔粗定位得到瞳孔感兴趣区域,对瞳孔感兴趣区域采用椭圆拟合算法进行瞳孔精检测.实验结果表明所提出的检测系统及方法可以实现18 fps的瞳孔检测,瞳孔图像有效像素可达2 500以上,检测重复性可达±1.06%.      

驾驶人注视点分布对预瞄时间求解精度的影响分析

预瞄是驾驶人模型中的重要环节,预瞄时间的准确性决定了驾驶人模型乃至整个模型的稳定性与精确性.为探究驾驶人注视点分布集中程度对预瞄时间求解精确度的影响.利用眼动仪采集驾驶人眼动数据,对驾驶人眼动数据进行处理得到注视点.利用注视点百分比表征驾驶人注视点分布集中程度,利用预瞄时间置信区间长度表征预瞄时间准确度.探究不同路段上的驾驶人注视点集中程度与预瞄时间求解精度之间的关系.研究表明：不同路段上,当注视矩阵中的元素大于一定值时,预瞄时间的置信区间长度在一定范围之内波动,同时在行驶过程中,驾驶人注视点集中程度越高,注视区域越固定,预瞄时间的求解精度越高.     

一种鲁棒的人眼光斑定位算法

光斑的检测和定位是视线跟踪系统中的一个重要环节,其定位精度直接影响视线跟踪系统的精度.目前常用的基于灰度二值化的光斑检测方法,容易受到光斑亮度变化和镜面反光等因素的影响.径向对称变换(RST)是一种有效的圆形目标检测技术,对上述干扰具有较好的鲁棒性,但计算代价偏高.为此提出了一种改进的径向对称变换(IRST),有效降低了算法的计算代价.在引入IRST实现光斑检测之后,再结合自适应二值化和重心法实现光斑的精确定位.实验结果表明,IRST算法的光斑检测鲁棒性明显高于基于灰度二值化的方法,而计算代价明显低于基于经典RST的光斑检测算法,最终的定位精度也优于其他同类算法.     

Web Database Query Interface Annotation Based on User Collaboration

A vision based query interface annotation meth od is used to relate attributes and form elements in form based web query interfaces, this method can reach accuracy of 82%. And a user participation method is used to tune the result; user can answer ＂yes＂ or ＂no＂ for existing annotations, or manually annotate form elements. Mass feedback is added to the annotation algorithm to produce more accurate result. By this approach, query interface annotation can reach a perfect accuracy.     

柑橘果园机器人仿生眼的目标跟踪与定位系统

针对传统柑橘园林机器人云台视野范围小、定位精度低等问题,在仿生眼平台上,提出一种基于连续自适应均值偏移(CAM shift)算法和变结构PID控制器相结合的目标跟踪方法。具体包括效仿人类眼颈的结构特点,设计一个4自由度的仿生眼视觉平台;建立仿生眼的成像模型,提出一种相机外参数自适应标定方法,以解决仿生眼平台外参数会随着相机位姿改变而不断变化的问题;提出基于CAM shift的仿生眼目标跟踪算法,成功实现了对于目标的持续跟踪;为提高仿生眼系统在饱和非线性特性下的动态响应性能,提出采用基于抗饱和(Anti-windup)的变结构自适应PID控制器来设计仿生眼控制系统。以柑橘为研究对象,在设计的仿生眼平台上开展试验。结果表明,本文方法左眼平均中心位置像素误差(CPE)为7.2,右眼CPE6.1,均小于设计所要求的CPE10,且每帧图像处理过程小于0.1s。系统能满足实际应用,具有较高的鲁棒性和准确性。     

飞机导管机器人焊接手眼关系标定

摘要： 针对目前国内航空飞机导管焊接主要采用手工钨极氩弧焊的现状,提出了导管数字化焊接思路,对该系统中涉及的机器人手眼关系标定进行了研究.通过在META焊缝跟踪传感器安装距离处建立摄像机坐标系,利用一台三坐标仪完成了机器人的手眼关系标定.结果表明：此标定方法精度为±0.4 mm,满足飞机导管数字化焊接的要求.     

The test freezing temperature of C2―C6 dicarboxylic acid: The important indicator for ice nucleation processes

The importance of organic compounds as significant constituents of atmospheric aerosols, and cloud condensation nuclei （CCN）, as well as players influencing the tropospheric oxidation and atmospheric energy budget, have been increasingly recognized. Low molecular weight dicarboxylic acids （LMW-DCAs） are significant identified portions of atmospheric condensed matter including aerosols, fog and clouds. Besides the photochemical transformation of DCA, the implication of organic matter in ice nucleation processes has been considered. In this study, we investigated the freezing temperature of pure and mixed （C2-C6） DCA solutions in ultra-pure water and tap water solution droplets using a freezing nucleus counter at different pH, and in different water ionic conditions. The mean freezing temperature of different mixture of LMW-DCA in ultra-pure and tap water solution droplets ranged from -24.1±2.8 to -21.3±3.9℃ and -10.2±2.2 to -9.5±2.2℃, respectively. The mean freezing temperature of the control （ultra-pure and tap） water droplets （-22.6±3.5℃, 11.2±2.4℃） was also measured. The results, and their implications in atmospheric chemistry and physics of the atmosphere will be discussed.