飞机驾驶舱人机智能交互建模理论与设计方法

　　《飞机驾驶舱人机智能交互建模理论与设计方法》面向飞机驾驶舱人机交互智能化的发展趋势，遵循互补式人机智能交互技术向混合式人机智能交互技术的演进路线，从人机智能交互信息语义建模方法、人机智能交互网络建模方法、多模态人机智能交互设计方法（触控交互、语音交互、体感交互、眼动交互）、人机交互异常行为监测方法、人机交互意图识别方法、人机界面重构与负荷均衡方法、人机演化博弈与智能协作机制等方面，深入论述飞机驾驶舱人机智能交互的基本原理、建模理论、关键技术与设计方法，探讨多通道人机智能交互信息如何组织、多模态人机智能交互生态如何设计、人机系统决策冲突如何消解等问题，创建面向智能交互的飞机驾驶舱人机交互理论、模型与方法体系，为飞机驾驶舱人机智能交互设计、评估、适航验证与审定提供科学依据、理论支撑和解决途径。

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目录
第1章绪论001
1.1引言001
1.2国内外技术发展现状005
1.2.1多模态交互理论与方法005
1.2.2人机智能协作关键技术008
上篇互补式人机智能交互技术
第2章基于本体的人机智能交互信息语义建模方法013
2.1引言013
2.2人机智能交互场景要素定义013
2.3飞行员认知行为本体建模017
2.4系统功能行为本体建模021
2.5人机交互行为本体建模029
2.6人机交互情境本体建模036
第3章基于信息流的人机智能交互网络建模方法041
3.1引言041
3.2加权社会网络分析方法041
3.2.1加权社会网络分析流程042
3.2.2节点关系复杂度计算方法043
3.2.3复合关联矩阵构造方法046
3.3多通道智能交互模式转换规则049
3.4人机智能交互网络建模案例050
3.4.1网络数据采集与处理051
3.4.2网络统计特性分析057
3.4.3网络鲁棒性评估061
第4章飞机驾驶舱触控交互设计与评估方法065
4.1引言065
4.2触控交互信息脑电诱发机制065
4.2.1触控交互界面特征分析065
4.2.2脑电诱发机制实验分析067
4.3触控交互信息认知建模方法079
4.3.1触控交互任务的信息感知策略分析081
4.3.2触控交互任务的操作与认知流程082
4.3.3触控交互信息认知模型083
4.4基于模型的触控交互界面评价086
4.4.1实验与仿真的相关性分析086
4.4.2基于模型的交互绩效预测088
第5章飞机驾驶舱语音交互设计与评估方法090
5.1引言090
5.2飞机驾驶舱语音增强方法090
5.2.1驾驶舱环境噪声091
5.2.2无监督语音增强算法092
5.2.3降噪前后对比093
5.3语音交互情感识别模型096
5.3.1语音情感特征096
5.3.2语音情感识别模型099
5.3.3驾驶舱语音情感数据库103
5.4语音交互工作负荷评估方法104
5.4.1基于语音情感的工作负荷评估方法104
5.4.2语音交互辅助驾驶设计示例111
5.4.3语音交互工作负荷评估案例113
第6章飞机驾驶舱体感交互设计与评估方法117
6.1引言117
6.2行为识别图像预处理方法117
6.2.1复杂光照环境图像处理方法117
6.2.2图像坐标系投影映射机制122
6.3体感交互行为估计方法127
6.3.1飞行员肢体检测关键点检测数据集127
6.3.2飞行员肢体姿态估计方法130
6.3.3飞行员手部关键点检测方法138
6.4体感交互动作识别与验证方法141
6.4.1图网络结构概述142
6.4.2图时空网络模型142
6.4.3模型验证146
第7章飞机驾驶舱眼动交互设计与评估方法148
7.1引言148
7.2眼动交互基本原理与机制148
7.3眼动交互系统功能设计方法151
7.3.1眼动交互系统框架151
7.3.2眼动行为模型152
7.3.3眼动交互算法152
7.4眼动交互风险辨识与评估方法154
7.4.1眼动交互风险识别方法154
7.4.2眼动交互风险形成机理157
下篇混合式人机智能交互技术
第8章飞机驾驶舱人机交互异常行为监测方法171
8.1引言171
8.2飞行员异常操纵行为分类171
8.2.1改进的HTAHET方法171
8.2.2基于HTAHET方法的操纵行为分类172
8.2.3实例分析175
8.3人机交互行为实时监控机制177
8.3.1基于模糊集和时间线的飞行阶段识别方法177
8.3.2基于改进专家系统的飞行操作预测和异常对象监测方法178
8.4人机交互异常行为评估与验证187
8.4.1飞行阶段识别验证188
8.4.2飞行操作预测验证189
8.4.3异常对象监测验证191
第9章飞机驾驶舱人机交互意图识别方法193
9.1引言193
9.2人机交互意图表征方法193
9.3人机交互显式意图识别方法197
9.3.1基于动作数据的显式意图识别方法197
9.3.2基于生理数据的显式意图识别方法207
9.4人机交互隐式意图推理方法212
9.4.1显式和隐式操控意图关系212
9.4.2基于GASVM优化的HMM模型214
第10章飞机驾驶舱人机界面重构与负荷均衡方法224
10.1引言224
10.2基于视觉注意力的人机界面自适应布局方法224
10.2.1视觉注意力自适应分配模型224
10.2.2PFD界面自适应布局案例分析228
10.3基于优先级调度的人机界面智能重构方法230
10.3.1基于PSA的界面智能重构230
10.3.2人机界面智能重构案例分析232
10.4基于模糊控制的工作负荷均衡方法239
10.4.1工作负荷均衡模型239
10.4.2交互方式协调方法241
第11章飞机驾驶舱人机演化博弈与智能协作机制246
11.1引言246
11.2人机系统演化博弈建模方法246
11.2.1博弈模型参数的定义247
11.2.2博弈模型动力学演化机制249
11.2.3博弈模型稳定性机制250
11.3人机博弈与智能协作系统动力学模型252
11.3.1飞行员行为状态模块253
11.3.2人机系统决策性能模块256
11.3.3人机演化博弈模块259
11.4基于智能交互场景的实验验证261
11.4.1实验任务场景设计262
11.4.2人机博弈功能设计263
11.4.3实验样本选择268
11.4.4实验结果分析268
参考文献277