多模态数据融合的加工作业动态手势识别方法

为了解决单模态数据所提供的特征信息缺乏而导致的识别准确率难以提高、模型鲁棒性较低等问题,提出了面向人机交互的加工作业多模态数据融合动态手势识别策略。首先,采用C3D网络模型并在视频的空间维度和时间维度对深度图像和彩色图像两种模态数据进行特征提取;其次,将两种模态数据识别结果在决策层按最大值规则进行融合,同时,将原模型使用的Relu激活函数替换为Mish激活函数优化梯度特性;最后,通过3组对比实验得到6种动态手势的平均识别准确率为96.8%。结果表明:所提方法实现了加工作业中动态手势识别的高准确率和高鲁棒性的目标,对人机交互技术在实际生产场景中的应用起到推动作用。

基于模型的载人月球探测人机功能分配方法研究

针对载人月球探测任务飞行模式复杂、各阶段衔接紧密、活动间关联性强的特点,为确保人参与到系统中去,引入基于模型的系统工程(MBSE)对载人月球探测任务总体设计中人机功能分配进行设计与验证研究,提出了一种基于模型的载人月球探测人机功能分配方法。考虑载人月球探测活动中人机功能分配是一个不断反复、连续的决策过程,从人因需求指标体系出发,引入MBSE阐述载人月球探测任务系统建模方法,并基于系统模型实现月面科考载人月球车驾驶场景下的人机(航天员-月球车)功能分配合理化。通过模型化载人月球探测人机功能分配过程,合理分配人、机作业,使航天员处于合适的工作负荷状态,以简化系统设计、操作的复杂性,提高整个系统的机动灵活性和安全可靠性。

基于QN-MHP模型的SPO人机功能分配研究

为探究未来单一飞行员驾驶模式下的驾驶舱人机交互及功能分配方法,选取单发失效场景,利用QN-MHP模型对飞行员的工作负荷进行建模仿真,根据结果对人机交互及功能分配进行优化并重新建模仿真。研究结果表明:优化后的任务完成时间缩短,大脑复杂认知功能区、眼睛以及手臂利用率有所下降;通过对该分配方法进行实验验证,发现优化后飞行员在完成任务过程中平均瞳孔直径增大,平均扫视时间以及平均眨眼持续时间降低;QN-MHP模型适用于飞行员的工作负荷建模;优化后的SPO人机功能分配能够提高视觉搜索效率,降低工作负荷及个体疲劳程度。

人-机系统事故预防理论研究

分析人-机系统事故发生原因,剖析经典以人失误为主因的事故致因模型存在的不足,在该模型基础上增加"刺激"形成的原因,构建了改进事故致因模型。对两模型进行比较研究,指出人机工程学与防止事故的关系,提出了人机工程学防止事故的方法,并给出人机界面合理性主观评价检查表。研究及论证表明:预防人-机系统事故的本质在于有效防止人失误的发生,除安全管理措施以外,最重要的是人机工程学问题,笔者提出的基于人机工程学的人-机系统事故预防理论,对人-机系统事故的预防起到积极的指导作用。

驾驶员辅助系统的辅助级别判定

从驾驶员辅助系统与驾驶员的协作和协调角度,研究智能驾驶员辅助系统辅助级别判定的静态和动态判定方法、模型结构。提出了基于任务分解、功能划分的辅助级别判定原则和方法,建立了基于概率统计的效费评估模型,通过人机效费差值确定辅助级别。通过数学模型的模块化,在辅助系统人机接口中集成效费评估模型,实现了辅助级别的动态判定,为人机功能变自主权限管理提供依据。通过仿真试验验证了量化模型的工程合理性和可实现性。

作战无人机系统的人、机功能动态分配模拟仿真

研究了人的处境意识在作战无人机的任务管理和操作环节中的作用和地位,应用软件编程构建了目标判别任务条件下,基于人的监视效率变化的人-机界面自动调节环节。初步实现了作战无人机任务管理过程中的人、机功能动态分配仿真,并进行了模拟实验。结果表明具有自动调节功能的界面更有利于保持操作人员的处境意识水平。

载人潜器系统动态情况下的人-机功能分配智能运行模型研究

为了提高动态情况下的载人潜器系统人-机功能分配的合理性,提出一种应用智能化控制技术对载人系统的人-机功能分配模式进行识别的方法。通过研究系统总体设计时的人-机功能分配原则,利用人机工效学理论,完成常规静态情况下的人-机功能分配,并确定出动态情况下三种控制模式的运行机制;在此基础上,深入研究智能控制的实现技术,构建了用于指导载人潜器系统动态情况下的人-机功能分配策略的的混合智能系统运行模型。以载人潜器的运行实例进行该运行模型的验证,分析获取系统在动态情况下的人-机功能分配策略的自动运行过程,证明了该智能运行模型的有效性。

考虑驾驶权动态分配的共享转向系统鲁棒控制

驾驶员和自动驾驶系统的驾驶权之和被固定为1时,复杂场景下可能会出现车辆转向需求与共享转向控制(shared steering control,SSC)系统输出不匹配的问题,影响车辆行驶安全。为了解决这一问题,提出了一种驾驶权动态分配方法,并针对驾驶权分配系数和车辆参数不确定性设计了鲁棒控制器。首先,在并联式SSC系统框架的基础上,提出了包括驾驶员模型、轨迹跟踪控制器、驾驶权动态分配模型和车辆模型的SSC系统拓展框架。建立了驾驶员状态评估模型、车辆轨迹跟踪状态评估模型和驾驶权分配与决策模型;以驾驶员状态评估和车辆轨迹跟踪状态评估结果为决策依据,结合驾驶权分配模型计算结果,动态决策驾驶员与控制器的驾驶权分配系数。然后,考虑驾驶权分配系数和车辆模型参数的不确定性,设计了鲁棒反馈控制器。最后通过仿真验证了所提方法的有效性,仿真结果表明:所提SSC系统可以有效降低外部干扰和驾驶员误操作对车辆安全带来的影响,减小转向过程中驾驶员的驾驶负荷、心理负荷和控制器工作负荷。

直升机机组成员人机功能分配方法研究

目的:针对直升机人机功能分配特点开展深入系统的研究,建立任务负荷测量评价方法,提出直升机人机功能分配的方法及流程。方法:根据基于剩余能力的次任务负荷测量评价方法和任务执行过程中的负荷变化规律,设计了相应的实验流程,选取10名测试者共进行了51组相关实验,部分验证并确立了任务负荷的评价方法以及范围。结果:任务负荷测量评价实验的结果,部分验证了任务负荷测量评价方法的可行性和有效性;复杂作业任务负荷分析实验的结果,验证了任务负荷的累加性。结论:运用基于剩余能力的测量方法测量任务负荷水平是可行和有效的;复杂作业任务负荷水平可以通过测量其简单子任务的负荷水平,再通过累加原理计算得出;负荷指数应在一定范围内,否则作业任务质量明显下降。

防空反导雷达高作战效能人机系统设计方法

针对复杂信息系统与互联网产品在人机系统设计侧重点的区别,如何将功能需求转化为设计需求,突破传统粗放式设计,提高防空反导雷达人机协同和人机交互能力进行了探讨。提出了一种基于任务特征和时序、以效能为中心的设计思想和理论,给出了人机功能分配、智能辅助决策、台位分工、交互界面信息架构等影响人机系统作战效能关键环节的科学化设计新方法。实践表明,基于任务特征和时序、以效能为中心的设计理论和方法有效提升了武器装备人机系统的作战效能。该方法能够有效指导以防空反导雷达为代表的复杂信息系统的人机系统设计,并可为各类强时效性作战人机系统所广泛借鉴和采用。

长期载人航天中人机功能分配计算模型的探讨

为探讨长期载人航天中人机功能分配的机理，根据国内外相关文献，分析了长期航天中的人的工作任务及其工作能力的影响因素。在此基础上。

基于人机协同的无人系统自主性评估方法

针对智能无人系统的自主能力评价问题,开展了基于人机协同的无人系统自主性评估方法技术研究。首先,分析了现有自主性评估方法未充分考虑无人系统的内部模型表示和算法实现方式的不足,提出了将无人系统的感知与认知、决策与规划、行动与控制等三个基础能力维度的协同性和学习性作为其自主性评估的主要因素。其次,设计了包含人操控、人委派、人监督、混合主动、全自主等五个自主等级的自主性评估表,揭示了每个自主等级的协同性和学习性内涵。最后,提出了一种基于无人系统基础能力加权求和的无人系统综合自主等级量化计算方法,并且通过案例验证了自主等级量化参考表的有效性。所提出的方法有望广泛应用于各类无人系统的自主性评估。

军机人机功能动态分配方法研究

目前军机均为静态人机功能分配与设计,并未考虑人、机状态随着作战任务的执行会发生变化,当人的作业绩效或机的能力下降,静态分配无法实现人机能力的动态互补,从而严重影响装备作战效能。通过研究国内外人机功能动态分配原理,结合装备典型任务,建立功能动态分配的触发机制、分配决策时机与分配策略,给出军机人机功能动态分配方法,实现功能在装备运行的过程中,动态地在人与机之间进行分配,使人与机有机结合,通过人机协作的方式,确保飞行员的工作负荷合理,提高安全性,满足人机综合的绩效最优。

一种战斗机人机功能分配方法

人机功能分配的合理性影响飞行员与飞机的高效率协作,对战斗机实现人机优势互补、加速OODA (观察、调整、决策、行动)作战闭环有重要意义。基于运行场景分析,通过研究人与机的能力特征和人机交互信息流模型,提出了一种定性分析与定量评估相结合的人机功能权衡分配方法。分析飞机运行场景下,人的操作使用行为,识别关键任务,综合匹配人与机的认知-感知能力特征,对比关键任务中同一活动人机分别执行的利弊实现功能分配的优化。给出的人机功能分配的方法和模型,为解决战斗机复杂作战环境下提高人机适配问题提供了一种新的参考。

基于ULMADM的智能指挥控制系统决策分配方法

在智能指挥控制系统设计中,为了充分发挥指挥员与自动化系统的决策优势,需要将决策功能在两者之间进行合理分配.给出了指挥控制系统决策分配步骤,针对决策分配过程中属性值无法准确测度的特点,采用不确定性语言型多属性决策(ULMADM)方法,基于UEWAA算子确定决策功能的自动化等级范围,基于UEWAA算子和ULHA算子相结合的多属性群决策算法确定决策功能的自动化等级,算例表明ULMADM方法解决决策分配问题的可行性、有效性和通用性.