基于视觉感知强度的人机交互界面优化设计

摘要/Abstract

摘要： 为了提高人机交互界面的视觉舒适性和高效性，提出了一种基于视觉感知强度的人机交互界面优化设计方法。首先依据人眼视锥感知细胞的感知强度区域划分标准，建立人机交互界面感知强度划分模型;然后依据优序法的权重等级划分方法，科学度量视觉感知元素权重等级;最后在人机交互界面感知强度与感知元素重要度指标基础上，构建基于视觉感知强度的人机交互界面优化布置模型并用遗传算法求解该模型。刀具补偿操作界面的实例表明，该方法适用于人机交互界面优化布置设计。

关键词: 人机交互界面, 视觉感知强度, 遗传算法, 优化布置模型

Abstract: In order to improve the visual comfort and efficiency of HMI interface, an optimized method of HMI interface was proposed based on visual perception. Firstly, according to sensing intensity of cone cells, the partition model of HMI interface was established. Secondly, the priority grading method was scientifically used to measure the visual perceptional gradation. Finally, based on the sensing intensity of HMI interface and the importance index of perceptional elements, the optimal layout model of HMI interface was established on the basis of visual perception, and this model was solved by genetic algorithm. The examples of tool compensation interface show that this method is suitable for the optimal layout design of HMI interface.

Key words: human machine interaction(HMI) interface, visual perception, genetic algorithm, optimal layout model

中图分类号:

TH122

张宝, 丁敏, 李燕杰. 基于视觉感知强度的人机交互界面优化设计[J]. 中国机械工程.

Zhang Bao, Ding Min, Li Yanjie. Optimization Design of Human Machine Interaction Interface Based on Visual Perception[J]. China Mechanical Engineering.

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参考文献

[1]李乐山.人机界面设计[M].北京:科学出版社,2004.

[2]Hawkins F N. Human Factors in Flight [M]. 2nd ed. Sydney:Avebury Aviation, 1995.

[3]晏群,庄德红.数控机床人机界面及造型设计研究[J].机械设计,2013,30(12):111-113.

Yan Qun, Zhuang Dehong. Research on Human-Machine Interface and Modeling Design of the CNC Lathe[J]. Journal of Machine Design, 2013,30(12):111-113.

[4]张娜,王家民,杨延璞.人机界面形态元素布局设计美度意象的评价方法[J].机械科学与技术,2015,34(10):1-5.

Zhang Na, Wang Jiamin, Yang Yanpu. Evaluation Method of Aesthetic Image for Man-machine Interface Form Elements Layout Design[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2015, 34(10):1-5.

[5]宫勇,杨颖,张三元,等.图形面板布局特征对人机交互效率的影响[J].计算机辅助设计与图形学报,2012,24(9):1145-1150.

Gong Yong,Yang Ying, Zhang Sanyuan， et al. Effects of Graphical Panel Layout Characteristics on Human-computer Interactive Efficiency[J]. Journal of Computer-aided Design & Computer Graphics, 2012, 24(9):1145-1150.

[6]张云鹏.基于认识心理学知识的人机界面设计[J].计算机工程与应用,2005,41（30）:105-107.

Zhang Yunpeng. Human-computer Interface Design Based on Knowledge of Cognitive Psychology[J]. Computer Engineering and Applications, 2005,41（30）:105-107.

[7]宋正河,毛恩荣,周一鸣.机械系统人机界面优化设计模型的研究[J].机械设计与制造,2006(2):35-37.

Song Zhenghe, Mao Enrong, Zhou Yiming. Study on the Optimal Design of Human-machine Interface in Mechanical System[J]. Machinery Design & Manufacture, 2006(2):35-37.

[8]金晓萍,仇莹,毛恩荣,等.车辆人机界面布局优化推理系统研究[J].农业机械学报,2008,39(4):183-186.

Jin Xiaoping, Qiu Ying, Mao Enrong, et al. Study on the Optimal Layout Reasoning System of Human-machine Interface in Vehicles[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2008, 39(4):183-186.

[9]谢春兰.视觉注意模型及其在目标检测中的应用研究[D].重庆:重庆大学,2009.

[10]訾方.视觉注意机制及其在红外图像处理中的应用研究[D].西安:西北工业大学, 2005.

[11]Porat M, Zeevi Y Y. The Generalized Gabor Scheme of Image Representation in Biological and Machine Vision [J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 1988, 10(4): 452-468.

[12]张小之,朱传喜.多属性决策的广义等级偏好优序法[J].系统工程理论与实践,2013,33(11):2852-2858.

Zhang Xiaozhi, Zhu Chuanxi. Generalized Precedence Order Method with Ranking Preference for Multi-attribute Decision Making[J]. System Engineering-theory & Practice, 2013, 33(11):2852-2858.

[13]Xie Nan, Li Aiping. Reconfigurable Production Line Modeling and Scheduling Using Petri Nets and Genetic Algor [J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2006, 19(3):362-367.

[1]	孙永国, 金欣, 薛冬, 单建平, 石晓春. 基于NSGA-Ⅱ的滑油泵叶轮结构优化设计[J]. 中国机械工程, 2024, 35(03): 559-569.
[2]	李光保, 高栋, 路勇, 平昊, 周愿愿. 自适应卡尔曼滤波与PSO-GA-BP算法的机器人误差补偿[J]. 中国机械工程, 2023, 34(20): 2456-2465.
[3]	屈力刚, 苏岩, 邢宇飞. 基于SHO-NSGA混合算法的飞机油舱管路自动布局方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(15): 1864-1872.
[4]	郑堃, 练志伟, 顾新艳, 朱长建, 徐慧, 冯雪晴. 采用改进两点交叉算子的改进自适应遗传算法求解不相关并行机混合流水车间调度问题[J]. 中国机械工程, 2023, 34(14): 1647-1658，1671.
[5]	彭翔, 江浩浩, 郭玉良, 李吉泉, 易兵, 姜少飞, . 机翼蒙皮铺层顺序和材料布局协同优化[J]. 中国机械工程, 2023, 34(12): 1415-1424,1435.
[6]	张洪亮, 徐公杰, 鲍蔷, 潘瑞林. 考虑运输时间的分布式柔性作业车间绿色调度[J]. 中国机械工程, 2022, 33(21): 2554-2563,2645.
[7]	姜一啸, 吉卫喜, 何鑫, 苏璇. 基于改进非支配排序遗传算法的多目标柔性作业车间低碳调度[J]. 中国机械工程, 2022, 33(21): 2564-2577.
[8]	王东杰, 王鹏江, 李悦, 郭明泽, 郑伟雄, 沈阳, 吴淼. 掘进机截割臂自适应截割控制策略研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(20): 2492-2501.
[9]	邹喜红, 凌龙, 陈静, 王超, 苟林林, 蒋明聪, 袁冬梅. 用户关联的驱动桥试验场耐久性试验规范研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(14): 1670-1679.
[10]	章新, 睢志伟, 李占龙, 秦园, 王瑶, 董荻, 赵钧铎. 装载机驾驶室非线性减振系统试验与优化[J]. 中国机械工程, 2022, 33(13): 1529-1536.
[11]	张家骅, 李爱平, 刘雪梅. 行驶时间区间不确定的装配线物料配送路径规划[J]. 中国机械工程, 2021, 32(18): 2239-2246.
[12]	张峰峰, 张欣, 陈龙, 孙立宁, 詹蔚. 采用改进遗传算法优化神经网络的双目相机标定[J]. 中国机械工程, 2021, 32(12): 1423-1431.
[13]	刘念聪, 吴圣红, 谢京良, 杨程文, 刘保林, 蒋浩, 陈云. 车削奥氏体不锈钢时冷却参数对刀具振动和表面粗糙度的影响[J]. 中国机械工程, 2021, 32(11): 1321-1329.
[14]	张炜, 侯亮. 云平台数据驱动的产品与供应商资源主从协同优化[J]. 中国机械工程, 2021, 32(09): 1061-1072.
[15]	李西兴, 杨道明, 李鑫, 吴锐, . 基于混合遗传鲸鱼优化算法的柔性作业车间自动导引车融合调度方法[J]. 中国机械工程, 2021, 32(08): 938-950，986.