基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法技术方案

本发明专利技术涉及系统评估领域，且公开了基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，第一阶段为对现有系统的可用性评估；第二阶段为新开发的系统人机交互界面的可用性评估和界面信息结构优化模型的构建，第一阶段根据现有指控系统界面，分析原型系统界面中存在的问题，对用户认知造成的具体影响，归纳典型界面，运用眼动实验、美度评价等科学的手段测评指控系统界面原型，得到较为准确科学的原型评价数据，最终生成现有电指控系统人机交互界面原型测评报告，并列举所要改进的要素，提出合理性建议。建议。建议。

【技术实现步骤摘要】
基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法


[0001]本专利技术涉及系统评估领域，具体为基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法。

技术介绍

[0002]近年来，指控系统迎来了快速发展，尽管事故发生概率很低，但一旦发生对生态环境和人体健康将可能产生毁灭性的后果。而事故的救援，本身就是一个复杂多维度的处置过程，其指控系统是典型的“复杂系统”，为提高工业指控系统数字界面的人机交互效率，需对其任务网络、人机功能分配进行顶层系统地研究、规划和设计。
[0003]现行指挥控制系统，已能基本满足用户的日常需求，但其系统设计之初未使用“以人为中心设计过程”的设计方法，导致需求与功能间存在矛盾，无法完整的满足用户的所有需求，例如：系统组织层级中权限设置不合理，组长无法下放权限给组员进行必要操作，导致组员需要临时登录组长的ID账户或在组长的工位上进行操作；系统的审批权限设置不合理，领导只有同意、否决权，没有修改权；系统的处置上报形式设计的也不合理，处置人员只有打开、关闭某项目的权利，没有结构化上传进度或按实际情况进行数据上传的权利。以人因工程理念及方法作为设计指导思想，通过建立人机环交互可用性评价方法和标准，利用用户调研、访谈、可用性测试等方法，实现对多级的决策和响应过程的人机环的评估，查找现存的薄弱事项，对后续软件平台的开发进行指导，为此我们提出了基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，解决了上述的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述所述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，包括以下步骤：
[0008]第一步：深入了解原型系统，针对现有系统功能与用户群体需求分析；
[0009]第二步：态势界面信息层级分析；
[0010]第三步：对界面的规划排布与构成的元素进行分析，对现有的原型元素进行解构，发现问题逐条罗列并详细分析每个问题产生的原因及可能的解决方法；
[0011]第四步：基于用户进行现场调研访谈；
[0012]第五步：实验测评，对得到的评价数据进行定性和定量分析，撰写软件界面测评及研究报告；
[0013]第六步：基于典型任务的用户访谈结果、界面美度分析、用户多维可用性测试以及眼动追踪测评、脑电测评五个方面进行，提取相应的量化评价指标并形成测试报告；
[0014]第七步：拟使用的可用性评估方法和量表；
[0015]第八步：进行两个阶段拟完成实验实验方案，为新开发的系统人机交互界面的界面信息结构优化模型的构建；
[0016]第九步：基于用户访谈结果、界面可用性评估量表以及界面美度分析为新开发的系统人机交互界面的界面信息结构做出评估报告。
[0017]优选的，所述第二步的具体内容为：对需要传达给用户的信息进行分析，根据人机界面设计标准和设计原则分析现有系统界面信息层级设计是否存在问题，分析信息，结合用户需求分析，使用习惯等对所要呈现的信息进行分类，然后按类规整，整理出逻辑合理、清晰明确的态势信息层次。
[0018]优选的，所述第七步包括以下步骤：
[0019]S1：主观评估，采用录像记录法将用户的任务完成过程录制下来以备后面回顾测试和做进一步分析，最终形成用户调研访谈报告；
[0020]S2：客观评估方法，眼动追踪，采用脑电实验来做可用性测试，对改进后和改进前典型任务界面的脑力负荷、完成任务的反应时、正确率等进行测量，结合EEG节律信息和用户行为数据进行评价分析；
[0021]S3：做出系统可用性量表以及软件可用性测量量表。
[0022]优选的，所述第八步中第一阶段拟完成实验实验方案包括以下内容：
[0023]S1：认知负荷实验，对现有界面和改进后界面设计和方案在使用时的认知负荷进行测量；
[0024]S2：态势感知实验，将根据操作员的操作任务设置实验任务，要求被试对相关显示信息进行反应操作，做出对信息理解程度的选择，通过行为学实验的结果指标对显示界面设计方案不同阶段的态势感知的感知性、可理解性和可判断性进行评测；
[0025]S3：界面美度指标评价；
[0026]第二阶段拟完成实验实验方案包括：
[0027]S1：第一次认知负荷实验，对现有界面和改进后界面设计和方案在使用时的认知负荷进行测量；
[0028]S2：第二次认知负荷实验，通过脑电试验，对现有界面和改进后界面设计和方案在使用时的认知负荷进行测量；
[0029]界面美度指标评价从平衡、比例、简洁、呼应四个方面建立界面的13个美度量化指标的计算方法，对界面元素的美度进行评价。
[0030]优选的，所述界面平衡美度主要通过平衡度、中心协调度和对称度3个指标加以表征，分别考察界面对称轴两侧的体量平衡、界面元素与中心点之间的平衡关系，以及界面横向、纵向和轴间元素的对称关系。
[0031]界面比例美度主要通过次序感、整体度和优势度3个指标加以表征，分别考察界面布局符合理想引导规律的程度、界面布局的紧凑程度以及与理想的界面信息布局的差异程度。
[0032]界面简洁美度主要通过简单度、密集度和经济性3个指标加以表征，分别考察界面的对齐程度、界面与最优松紧度之间的差异程度以及界面元素规格的差异化。
[0033]界面呼应美度主要通过凝聚度、节奏感和比例美感3个指标加以表征，分别考察界
面元素、元素群和框架间的相似程度、界面四象限布局元素间的统一以及界面常用美学比例之间的差异性。
[0034]优选的，所述界面平衡度的计算方法为：
[0035][0036][0037]界面整体的平衡感由x轴和y轴上的两个平衡度共同决定，其中，L、R、T、B分别表示界面空间的左、右、上和下部分，a
ij
表示物体i在j部分的面积；d
ij
表示物体中心线和界面中心线间的距离，同时n
j
表示某一部分包含的物体数；
[0038]定义界面中心协调度的计算方法为：
[0039][0040]界面整体的中心协调感由x轴和y轴上的两个中心协调度共同决定，其中，(x
i
,y
i
)和(x
c
,y
c
)分别表示物体i和界面中心的坐标，a
i
是物体的面积；b
frame
和h
frame
是界面的宽度和高度，同时n是界面中的物体数，其中，|x
i
‑
x
c
|和|y
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y
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|的最大值为b
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/2和h
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[0041]定义界面对称度的计算方法为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：深入了解原型系统，针对现有系统功能与用户群体需求分析；第二步：态势界面信息层级分析；第三步：对界面的规划排布与构成的元素进行分析，对现有的原型元素进行解构，发现问题逐条罗列并详细分析每个问题产生的原因及可能的解决方法；第四步：基于用户进行现场调研访谈；第五步：实验测评，对得到的评价数据进行定性和定量分析，撰写软件界面测评及研究报告；第六步：基于典型任务的用户访谈结果、界面美度分析、用户多维可用性测试以及眼动追踪测评、脑电测评五个方面进行，提取相应的量化评价指标并形成测试报告；第七步：拟使用的可用性评估方法和量表；第八步：进行两个阶段拟完成实验实验方案，为新开发的系统人机交互界面的界面信息结构优化模型的构建；第九步：基于用户访谈结果、界面可用性评估量表以及界面美度分析为新开发的系统人机交互界面的界面信息结构做出评估报告。2.根据权利要求1所述的基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，其特征在于：所述第二步的具体内容为：对需要传达给用户的信息进行分析，根据人机界面设计标准和设计原则分析现有系统界面信息层级设计是否存在问题，分析信息，结合用户需求分析，使用习惯等对所要呈现的信息进行分类，然后按类规整，整理出逻辑合理、清晰明确的态势信息层次。3.根据权利要求1所述的基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，其特征在于：所述第七步包括以下步骤：S1：主观评估，采用录像记录法将用户的任务完成过程录制下来以备后面回顾测试和做进一步分析，最终形成用户调研访谈报告；S2：客观评估方法，眼动追踪，采用脑电实验来做可用性测试，对改进后和改进前典型任务界面的脑力负荷、完成任务的反应时、正确率等进行测量，结合EEG节律信息和用户行为数据进行评价分析；S3：做出系统可用性量表以及软件可用性测量量表。4.根据权利要求1所述的基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，其特征在于：所述第八步中第一阶段拟完成实验实验方案包括以下内容：S1：认知负荷实验，对现有界面和改进后界面设计和方案在使用时的认知负荷进行测量；S2：态势感知实验，将根据操作员的操作任务设置实验任务，要求被试对相关显示信息进行反应操作，做出对信息理解程度的选择，通过行为学实验的结果指标对显示界面设计方案不同阶段的态势感知的感知性、可理解性和可判断性进行评测；S3：界面美度指标评价，界面美度指标评价从平衡、比例、简洁、呼应四个方面建立界面的13个美度量化指标的计算方法，对界面元素的美度进行评价。5.根据权利要求1所述的基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，其特征在于：所述第八步中第二阶段拟完成实验实验方案包括：
S1：第一次认知负荷实验，对现有界面和改进后界面设计和方案在使用时的认知负荷进行测量；S2：第二次认知负荷实验，通过脑电试验，对现有界面和改进后界面设计和方案在使用时的认知负荷进行测量。6.根据权利要求4所述的基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，其特征在于：所述界面平衡美度主要通过平衡度、中心协调度和对称度3个指标加以表征，分别考察界面对称轴两侧的体量平衡、界面元素与中心点之间的平衡关系，以及界面横向、纵向和轴间元素的对称关系。界面比例美度主要通过次序感、整体度和优势度3个指标加以表征，分别考察界面布局符合理想引导规律的程度、界面布局的紧凑程度以及与理想的界面信息布局的差异程度。界面简洁美度主要通过简单度、密集度和经济性3个指标加以表征，分别考察界面的对齐程度、界面与最优松紧度之间的差异程度以及界面元素规格的差异化。界面呼应美度主要通过凝聚度、节奏感和比例美感3个指标加以表征，分别考察界面元素、元素群和框架间的相似程度、界面四象限布局元素间的统一以及界面常用美学比例之间的差异性。7.根据权利要求6所述的基于眼动与脑电技术的指控系统界面可用性评估方法，其特征在于：所述所述界面平衡度的计算方法为：征在于：所述所述界面平衡度的计算方法为：界面整体的平衡感由x轴和y轴上的两个平衡度共同决定，其中，L、R、T、B分别表示界面空间的左、右、上和下部分，a
ij
表示物体i在j部分的面积；d
ij
表示物体中心线和界面中心线间的距离，同时n
j
表示某一部分包含的物体数；定义界面中心协调度的计算方法为：界面整体的中心协调感由x轴和y轴上的两个中心协调度共同决定，其中，(x
i
,y
i
)和(x
c
,y
c
)分别表示物体i和界面中心的坐标，a
i
是物体的面积；b
frame
和h
frame
是界面的宽度和高度，同时n是界面中的物体数，其中，|x
i
‑
x
c
|和|y
i
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋盂贵，李海波，戴世玮，彭伟文，
申请(专利权)人：深圳人因工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：