Требуется обновление браузера.

Аппаратно-программный комплекс для проведения экспериментов по изучению работы человека-оператора в системах слежения


Просмотров: 855
2011 год
А.А.Огинский, Е.А.Бурлак, А.М.Набатчиков. Аппаратно-программный комплекс для проведения экспериментов по изучению работы человека-оператора в системах слежения // 60 Научно-техническая конференция. Сборник трудов. Ч.1. Информационные технологии и системы. Вычислительная техника. / Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики". – М.: 2011. – С. 87-91.
Мероприятие: 60 Научно-техническая конференция МИРЭА
УДК: 004:331.101.1
В настоящей статье рассмотрена проблема организации экспериментов по исследованию работы человека-оператора в режиме слежения при условии минимальных затрат времени на подготовку эксперимента и большое количество испытуемых. Описан способ автоматизации проведения экспериментов как с позиции уменьшения затрат на создание условий проведения новых экспериментов, так и с позиции увеличения удобства хранения и систематизации собранных данных. Рассмотрена структура программно-аппаратного комплекса и порядок его эксплуатации при проведении экспериментов по слежению.

Установка представляет собой ПЭВМ IBM PC c дополнительной периферией в виде устройств ввода и специальным программным обеспечением. Структурная схема комплекса показана на рис.1, а на рис.2 – использование комплекса человеком-оператором в ходе эксперимента.

В наших исследованиях использовался пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений – MATLAB (что, впрочем, не ограничивает возможности по использованию иных математических пакетов в качестве средств обработки экспериментальных данных). Для математической обработки экспериментальных данных были созданы специальные методы, позволяющие автоматизировать процесс от получения данных до вёрстки отчётов в виде html-документов.

Непосредственный сбор данных от устройств ввода и визуализацию процесса слежения для оператора реализовывал программный комплекс имитации слежения. Эксперименты в данной программной системе представлялись в виде совокупности файлов, содержащих в себе описание структуры эксперимента (параметров объектов, их взаимосвязей и взаимного влияния), числовые данные (дискретные модели сигналов, описания трёхмерных моделей и звуковых сигналов).

i1.png
Рис.1. Структурная схема комплекса

Структура эксперимента описывается при помощи специально разработанного авторами описательного языка. Такой подход позволяет быстро подготавливать новые эксперименты, не тратя дополнительное время на программирование на более абстрактных языках (что влечёт за собой необходимую квалификацию соответствующих кадров и большие затраты времени на конкретизацию), а также позволяет абстрагироваться от реализации и представить эксперимент в рамках более дружественной концепции. Собственный описательный язык программирования позволяет создать большое разнообразие экспериментов, варьируя связи между условными внутренними блоками эксперимента и внешними устройствами ввода/вывода (разнообразные джойстики, пульты, клавиатура, мышь, мониторы различных разрешений) и параметры блоков.

Программный комплекс позволяет проводить разнообразные эксперименты с целью оценки качества и характера управления, реализуемого человеком-оператором.

Для имитации трёхмерного слежения предусмотрены возможности управлять одновременно тремя координатами и графический анаглиф-вывод (с легко настраиваемыми параметрами).

Программа создана с максимальными возможностями для последующего расширения. На данный момент реализован набор блоков, наиболее значимые из которых:

  • устройства ввода координаты (мышь, джойстик, АРМ-Л, клавиатура, виртуальное устройство – с гибкой настройкой под эксперимент);
  • устройства ввода разовой команды (мышь, джойстик, клавиатура – с гибкой настройкой под эксперимент);
  • числовые данные (загрузка из файла, генератор белого нормального шума с возможностью последующей фильтрации сигнала и двумя методами задачи инициализирующей последовательности);
  • функции (Хевисайда, сумма гармоник, полином от времени, числовая последовательность, фильтрованный выход другой функции, последовательность импульсов, обратная связь);
  • объект слежения (с возможностью задать функции координат, цвет, размеры, трёхмерный образ - типовой примитив или загрузка из файла форматов *.X, *.B3D, *.3DS, параметры блендинга отдельных составляющих и прочее);
  • динамическое звено;
  • интерфейс оператора (с возможностью задать передаточную функцию машинной части, размеры, цвет и трёхмерный образ прицельной метки, устройства ввода и проч.);
  • преобразователи сигнала (ограничители амплитуды);
  • средства звуковой индикации рассогласований;
  • средства опроса и информирования испытуемого.

Для каждого эксперимента отдельно можно настроить сохраняемые в ходе эксперимента данные и ряд параметров. Все параметры имеют некие значения по умолчанию, что позволяет значительно сократить код описания эксперимента.

Программное обеспечение комплекса не предъявляет высоких требований, как к аппаратной составляющей комплекса, так и к конфигурации операционной системы.

i2.jpg
Рис.2. Человек-оператор в ходе эксперимента

В дальнейшем планируется расширение функционала комплекса путём введения новых синтаксических конструкций языка (например, директивы препроцессора кода эксперимента), добавлением новых объектов и новых параметров уже существующим.

Библиографический список


Файлы к скачиванию:

Комментарии

Инкогнито
  Загружаем captcha