【摘要】：越來越多的領(lǐng)域采用無人機(jī)來完成日常生活和工作。然而人們對(duì)其操作仍不夠熟練,從而導(dǎo)致事故頻發(fā)。為提高無人機(jī)安全操作,相關(guān)人員提出了各方面的建議。其中,改善人機(jī)交互界面是保證航空安全的有效手段之一。地面控制站由各種人機(jī)交互界面構(gòu)成,無人機(jī)操作員在其中執(zhí)行對(duì)飛行器的各項(xiàng)操作,而飛行姿態(tài)顯示界面是各項(xiàng)操作中尤為重要的顯示系統(tǒng)。同時(shí),以往研究者認(rèn)為異常飛行姿態(tài)是導(dǎo)致航空事故發(fā)生的重要因素之一。因此,本研究將研究重點(diǎn)聚焦于無人機(jī)操作員對(duì)飛行姿態(tài)的操作這一環(huán)節(jié),并將操作員對(duì)異常飛行姿態(tài)進(jìn)行恢復(fù)的操作作為評(píng)價(jià)姿態(tài)顯示界面的標(biāo)準(zhǔn),從人類工效學(xué)角度出發(fā)對(duì)飛行姿態(tài)顯示界面進(jìn)行實(shí)證研究,并利用心理學(xué)理論層面分析各種飛行姿態(tài)顯示界面發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的內(nèi)在原理。本研究的相關(guān)實(shí)驗(yàn)施測(cè)于有無飛行經(jīng)驗(yàn)的兩大群體(飛行學(xué)員與普通大學(xué)生)。實(shí)驗(yàn)一主要探討飛行姿態(tài)界面中參考框架(MA、MH)對(duì)恢復(fù)異常飛行姿態(tài)操作的影響。實(shí)驗(yàn)二在實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上增加新型顯示樣式,探究?jī)煞N參考框架(MA、MH)與三種顯示樣式(CON、CMD、PAS)對(duì)恢復(fù)異常飛行姿態(tài)操作的共同影響,以得出最具優(yōu)勢(shì)的搭配方案。實(shí)驗(yàn)三為探究形象化顯示樣式(PAS)是否具備同主觀上的優(yōu)勢(shì),采用繼時(shí)性呈現(xiàn)多種顯示樣式的設(shè)計(jì)方案,即將CON顯示樣式與形象化顯示樣式(PAS)共同呈現(xiàn)的顯示樣式。通過比較單一顯示樣式(CON顯示樣式或PAS顯示樣式)和繼時(shí)性顯示樣式(CON-PAS-CON顯示樣式或PAS-CON-PAS顯示樣式)下被試恢復(fù)異常飛行姿態(tài)的操作差異,以探究最佳的飛行姿態(tài)呈現(xiàn)方案。實(shí)驗(yàn)一(a)的結(jié)果為兩種參考框架的總反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)具有顯著差異,兩類群體的總反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)也具有顯著差異。實(shí)驗(yàn)一(b)的反應(yīng)時(shí)結(jié)果表明旋轉(zhuǎn)角度的主效應(yīng)顯著差異,并且參考框架和旋轉(zhuǎn)角度的交互作用顯著。正確數(shù)結(jié)果表明參考框架、旋轉(zhuǎn)角度的主效應(yīng)顯著,且參考框架和旋轉(zhuǎn)角度的交互作用顯著。實(shí)驗(yàn)二(a)的總反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)結(jié)果表明顯示樣式、參考框架的主效應(yīng)顯著,不同經(jīng)驗(yàn)被試的總反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)也具有顯著差異,且顯示樣式和參考框架的交互作用顯著。實(shí)驗(yàn)二(b)的反應(yīng)時(shí)結(jié)果表明旋轉(zhuǎn)角度的主效應(yīng)顯著。另外,顯示樣式與參考框架的交互作用顯著,參考框架與旋轉(zhuǎn)角度的交互作用顯著。正確數(shù)結(jié)果表明顯示樣式、參考框架的主效應(yīng)顯著,旋轉(zhuǎn)角度的主效應(yīng)顯著,且顯示樣式與參考框架、顯示樣式和旋轉(zhuǎn)角度和參考框架與旋轉(zhuǎn)角度的交互作用顯著。實(shí)驗(yàn)三的結(jié)果表明四種繼時(shí)性顯示樣式的主效應(yīng)顯著,反應(yīng)時(shí)差值的主效應(yīng)顯著。本研究綜合上述實(shí)驗(yàn)得出以下建議:(1)良好的飛行姿態(tài)顯示界面能夠適用于各種經(jīng)驗(yàn)水平的無人機(jī)操作員。(2)對(duì)于參考框架(MA、MH)而言,MA參考框架的優(yōu)勢(shì)在于提高無人機(jī)操作員的恢復(fù)反應(yīng)時(shí)間和簡(jiǎn)單任務(wù)操作,而MH參考框架的優(yōu)勢(shì)在于提高無人機(jī)操作員執(zhí)行的正確恢復(fù)數(shù)量和多任務(wù)操作。(3)對(duì)于顯示樣式而言,相比于傳統(tǒng)的狀態(tài)顯示樣式(CON),新型顯示樣式(CMD、PAS)基于注意理論和視覺符號(hào)理論,具備一定程度的優(yōu)勢(shì)。(4)參考框架與顯示樣式之間存在多種適配方案。有效的飛行姿態(tài)顯示界面有 CMD-MA、CMD-MH、PAS-MA 和 CON-MA。(5)相比于傳統(tǒng)的狀態(tài)顯示樣式,繼時(shí)性顯示樣式存在操作優(yōu)勢(shì),最具優(yōu)勢(shì)的顯示樣式為PAS-CON-PAS顯示樣式,其具備了狀態(tài)顯示樣式(CON)和形象化顯示樣式(PAS)的優(yōu)點(diǎn)且抵消了二者的不足。
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V328
【圖文】：

置角度之間差異顯著（ｐ＝．００４，邋／Ｋ．００１），７５度與兩個(gè)倒置角度之間差異顯著逡逑（尸．００１，邋／Ｋ．００１）。隨著旋轉(zhuǎn)角度的增加，ＭＨ參考框架中的反應(yīng)時(shí)的增加幅度逡逑較大，而ＭＡ參考框架中的反應(yīng)時(shí)增加幅度較為緩慢。如圖１所示，當(dāng)飛行姿態(tài)逡逑處于非倒置飛行姿態(tài)（４５度和７５度）時(shí)，ＭＡ參考框架的反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)于ＭＨ參考框逡逑架的反應(yīng)時(shí)，但當(dāng)角度增加至１０５度時(shí)，被試對(duì)于ＭＨ參考框架的反應(yīng)肘顯著增逡逑加，導(dǎo)致倒置（１０５度和１３５度）的姿態(tài)旋轉(zhuǎn)角度下，ＭＨ參考框架的反應(yīng)時(shí)高于逡逑ＭＡ參考框架的反應(yīng)時(shí)。有關(guān)飛行姿態(tài)旋轉(zhuǎn)角度的多重比較分析得出在不同旋轉(zhuǎn)角逡逑度下被試的反應(yīng)時(shí)具有顯著差異（ａｌｌ／Ｋ．０５）

９９產(chǎn)４．２８８，ｐ＝．０１８，邋〃２＝．１１５），簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)得出ＭＡ參考框架下４５度與兩個(gè)倒置逡逑角度之間差異顯著（ａｌｌ戶＜．００１邋），７５度與兩個(gè)倒置角度之間差異顯著（戶＝．00７，逡逑；７＝．００４）。如圖２，兩種參考框架對(duì)應(yīng)的恢復(fù)正確數(shù)都會(huì)隨著飛行姿態(tài)旋轉(zhuǎn)角度的逡逑增加而逐漸降低，但相比于ＭＨ參考框架，被試在ＭＡ參考框架中，旋轉(zhuǎn)角度的逡逑增大（當(dāng)增大至倒置飛行姿態(tài)時(shí)）會(huì)更大程度導(dǎo)致正確恢復(fù)數(shù)的減少，在小角度逡逑旋轉(zhuǎn)角度（非倒置飛行姿態(tài)）時(shí)，兩種參考框架的正確數(shù)無較大差異。有關(guān)飛行逡逑姿態(tài)旋轉(zhuǎn)角度的多重比較分析得出在不同旋轉(zhuǎn)角度下被試的正確恢復(fù)數(shù)具有顯著逡逑差異（ａｌｌ／？＜．０１），但兩個(gè)處于倒置旋轉(zhuǎn)角度的飛行姿態(tài)間正確數(shù)差異不顯著逡逑（ｐ＝．０９９）。逡逑２４逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 李德仁;李明;;無人機(jī)遙感系統(tǒng)的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2014年05期

2 游旭群;姬鳴;;航線飛行能力傾向選拔測(cè)驗(yàn)的編制[J];心理研究;2008年01期

3 易華輝;宋筆鋒;王遠(yuǎn)達(dá);;無人機(jī)控制站人機(jī)界面設(shè)計(jì)可靠性的綜合評(píng)判[J];人類工效學(xué);2006年01期

4 劉志華,陳彩琦,金志成;選擇性注意的理論及其發(fā)展趨勢(shì)——認(rèn)知神經(jīng)研究[J];心理科學(xué);2003年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 羅軍軍;無人機(jī)遙測(cè)遙控地面站系統(tǒng)研究[D];南昌航空大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2721292