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持续性过载条件下飞行员峡部裂腰椎的动力学响应及损伤预测 被引量:2
1
作者 靳萌萌 王家涛 +3 位作者 郭攀 周前祥 汪毅 张景飞 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期77-83,共7页
目的 在腰椎有限元模型构建及验证的基础上,对飞行员腰椎正常、L5单侧及双侧峡部裂模型动力学响应进行仿真计算和损伤预测,探究持续性飞行过载对飞行员腰椎正常及峡部裂状态下的影响。方法 基于腰椎CT图像,采用逆向工程软件和计算机辅... 目的 在腰椎有限元模型构建及验证的基础上,对飞行员腰椎正常、L5单侧及双侧峡部裂模型动力学响应进行仿真计算和损伤预测,探究持续性飞行过载对飞行员腰椎正常及峡部裂状态下的影响。方法 基于腰椎CT图像,采用逆向工程软件和计算机辅助工程(computer-aided engineering,CAE)技术建立人体腰椎精细的三维有限元模型;利用腰椎静态与动态体外实验验证模型的有效性;开展持续性过载条件下飞行员正常腰椎及峡部裂腰椎生物力学仿真分析,并结合动态响应指数(dynamic response index,DRI)损伤评价预测方法对脊柱损伤情况进行预测分析。结果 单侧及双侧峡部裂模型的L5椎体峡部最大应力分别为105.29、126.32 MPa,明显高于正常模型;峡部裂模型的L4~5和L5~S1节段椎间盘相比正常模型更易出现过早退行性改变;结合DRI脊柱损伤预测方法,正常腰椎、L5单侧及双侧峡部裂的脊柱损伤概率分别为0.001 4%、2.26%和3.21%,峡部裂发生后脊柱损伤概率明显升高。结论 峡部裂加重了飞行过载下腰椎峡部的负荷。研究结果为制定训练方案和防具开发提供更精确的数据支撑,保证飞行安全。 展开更多
关键词 腰椎峡部裂 持续性飞行过载 损伤预测 仿真分析
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基于EEG信号特征的脑力疲劳快速检测方法 被引量:4
2
作者 张朋 周前祥 +1 位作者 于洪强 王川 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期145-154,共10页
空间站飞行过程中航天员容易产生脑力疲劳,其是影响作业效率和引起失误的主要因素。为此,研究人体脑力疲劳的快速检测方法,将有利于保障在轨运行安全。脑电波(EEG)的特征变化能够反映出大脑疲劳状态,但现有EEG方法分析脑力疲劳时需要多... 空间站飞行过程中航天员容易产生脑力疲劳,其是影响作业效率和引起失误的主要因素。为此,研究人体脑力疲劳的快速检测方法,将有利于保障在轨运行安全。脑电波(EEG)的特征变化能够反映出大脑疲劳状态,但现有EEG方法分析脑力疲劳时需要多个导联的信号,这严重限制了其在空间站环境中的实际应用。通过地基实验,采用36 h睡眠剥夺的方式成功诱发出45名受试者的多种脑力疲劳状态。针对EEG信号的非平稳性,设计的8层db4小波变换结构,有效分解出了δ、θ、α和β脑节律波。先使用方差分析(ANOVA)和Logistic回归筛选出脑力疲劳敏感特征,再依据脑力疲劳敏感特征数量进一步筛选出脑力疲劳敏感导联,应用6个敏感导联的特征分别构建了随机森林回归模型。加权融合6个导联处的回归模型,形成脑力疲劳快速检测模型,其平均精确率高达85.25%。 展开更多
关键词 脑力疲劳 脑电波 脑电特征 随机森林 检测模型
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基于DELMIA的防暴车驾驶场景工效仿真分析
3
作者 姜维胜 林如宁 +1 位作者 周前祥 王长城 《计算机仿真》 北大核心 2023年第10期19-23,共5页
基于Delmia软件对高机动防暴车驾驶场景进行人-机仿真,对驾驶员的视域和上肢可达域进行了研究。在该软件的人体测量编辑模块中创建两组不同参数的人体模型,应用仿真法在该软件的人因工程模块中模拟高机动防暴车的驾驶场景。通过设定两... 基于Delmia软件对高机动防暴车驾驶场景进行人-机仿真,对驾驶员的视域和上肢可达域进行了研究。在该软件的人体测量编辑模块中创建两组不同参数的人体模型,应用仿真法在该软件的人因工程模块中模拟高机动防暴车的驾驶场景。通过设定两组人体模型的驾驶姿态,对比分析上肢可达域和视域范围得出驾驶员的最优身高、高机动防暴车的方向盘、换挡杆及控制按钮操纵元件和车窗的最优位置布局。以人因工程系统方法为指导,并以其作为设计驱动,在提高人机工效的同时,对高机动防暴车各元件的位置布局提供最优解决方案。 展开更多
关键词 人因工程 防暴车 视域 上肢可达域
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不同时长的睡眠剥夺对注意警觉功能的影响
4
作者 殷瑛 王家涛 周前祥 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第6期744-750,共7页
针对不同时长睡眠剥夺对注意警觉功能的影响,采用事件相关电位(ERP)技术,选取27名志愿者进行了睡眠剥夺前后自身对照实验研究。分别在清醒状态下、24 h完全睡眠剥夺后、36 h完全睡眠剥夺后完成精神运动警觉性(PVT)任务,同时采集脑电数... 针对不同时长睡眠剥夺对注意警觉功能的影响,采用事件相关电位(ERP)技术,选取27名志愿者进行了睡眠剥夺前后自身对照实验研究。分别在清醒状态下、24 h完全睡眠剥夺后、36 h完全睡眠剥夺后完成精神运动警觉性(PVT)任务,同时采集脑电数据。选用重复测量方差分析的方法比较睡眠剥夺前后P2、P3成分的波幅和潜伏期差异。研究表明,24 h睡眠剥夺和36 h睡眠剥夺造成了个体警觉功能的下降,个体完成PVT任务时的P2波幅显著下降(P<0.05),P3波幅显著下降(P<0.05),P3潜伏期显著延长(P<0.05)。24 h睡眠剥夺后P2、P3的波幅和潜伏期与36 h睡眠剥夺后无显著差异(P>0.05)。实验表明:完全睡眠剥夺会影响个体的注意警觉性,警觉注意力并非会随着剥夺时间的增加而线性下降,睡眠剥夺24 h后,个体的认知能力进入一个平台期,个体认知能力急速下降,大脑采用了代偿的活动模式以保证正常的认知活动。 展开更多
关键词 睡眠剥夺 注意 事件相关电位 警觉
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多源遥感影像信息融合研究现状与展望 被引量:34
5
作者 周前祥 敬忠良 姜世忠 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期89-94,共6页
遥感影像信息融合是近几年来国际上遥感领域的研究热点 ,也是解决多源遥感海量数据富集表示的有效途径。它可以增强多重数据分析处理能力 ,为大规模遥感应用研究提供一个良好的基础。本文首先介绍了国内外进行多源遥感影像信息融合的研... 遥感影像信息融合是近几年来国际上遥感领域的研究热点 ,也是解决多源遥感海量数据富集表示的有效途径。它可以增强多重数据分析处理能力 ,为大规模遥感应用研究提供一个良好的基础。本文首先介绍了国内外进行多源遥感影像信息融合的研究发展状况 ,提出存在的关键技术问题和解决办法。最后 。 展开更多
关键词 现状 信息融合 算法 图像处理 遥感影像
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不同光谱与空间分辨率遥感图像融合方法的理论研究 被引量:40
6
作者 周前祥 敬忠良 姜世忠 《遥感技术与应用》 CSCD 2003年第1期41-46,共6页
多源遥感图像的融合处理是提高已获取同一目标影像的光谱和空间分辨率的重要手段,它可以增强多重数据分析处理能力,为大规模遥感应用研究提供一个良好的基础。对目前国内外现有的理论研究方法作了总结,将其分为像素级、特征级和决策级融... 多源遥感图像的融合处理是提高已获取同一目标影像的光谱和空间分辨率的重要手段,它可以增强多重数据分析处理能力,为大规模遥感应用研究提供一个良好的基础。对目前国内外现有的理论研究方法作了总结,将其分为像素级、特征级和决策级融合3大类型,分别进行了详细的阐述,同时引用具体研究成果对一些方法作了对比。最后,提出了该领域未来的主要研究与发展方向以供讨论。 展开更多
关键词 光谱 空间分辨率 遥感图像融合 信息融合 小波变换
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最后接近段交会对接飞行器人机联合控制的仿真研究 被引量:5
7
作者 周前祥 曲战胜 +2 位作者 王春慧 程凌 连顺国 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1379-1383,共5页
建立了一套交会对接人、机联合控制特性仿真实验系统的方法,设定对接控制的精度要求,选用26名年龄在20~40岁的男性青年志愿者进行了最后接近段交会对接的人机联合控制实验。实验的评价指标为追踪飞行器姿控与推进发动机点火的累计时间... 建立了一套交会对接人、机联合控制特性仿真实验系统的方法,设定对接控制的精度要求,选用26名年龄在20~40岁的男性青年志愿者进行了最后接近段交会对接的人机联合控制实验。实验的评价指标为追踪飞行器姿控与推进发动机点火的累计时间以及对接任务的成功率。实验结果表明,当受试者完成控制不多于3个相对参数,而其余由自动控制来完成时所形成的人、机联合控制的成功率在88.24%以上。此外,经过充分训练后,也有二名受试者完成了全部相对位置和姿态参数的控制。因此,在设计两飞行器的交会对接任务时,若要考虑到航天员的参与作用,让其完成控制两航天器间的俯仰、偏航和滚转参数较为合适,并且可以节省燃料。如果让航天员承担全部的参数控制任务,这就要考虑两方面的条件,一是允许消耗足够多的燃料,二是操作时间没有限制。 展开更多
关键词 交会对接 人机结合 人工控制 功能分配 工作负荷
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虚拟现实技术的研究现状与进展 被引量:30
8
作者 周前祥 姜世忠 姜国华 《计算机仿真》 CSCD 2003年第7期1-4,93,共5页
虚拟现实技术是目前国内外进行计算机仿真应用研究的热点 ,它将多媒体技术向前与更深一步的推进 ,从而形成新型人 -机信息接口 (HumanComputerInterface ,HCI)方式。该文介绍了该技术本身的研究水平与应用领域的概况 ,根据系统构成的关... 虚拟现实技术是目前国内外进行计算机仿真应用研究的热点 ,它将多媒体技术向前与更深一步的推进 ,从而形成新型人 -机信息接口 (HumanComputerInterface ,HCI)方式。该文介绍了该技术本身的研究水平与应用领域的概况 ,根据系统构成的关键技术 ,探讨其未来的发展趋势。最后 。 展开更多
关键词 虚拟现实 计算机仿真 性能优化 多媒体
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工程系统设计方案多目标灰色关联度决策模型及其应用的研究 被引量:38
9
作者 周前祥 张达贤 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1999年第1期1-3,7,共4页
本文从模糊数学和灰色系统的基本理论出发,认为用灰色关联度分析方法来建立工程系统设计方案离散点多目标决策模型是可行的。文中首先提出最优方案关联度概念,据此构筑判断矩阵和决策模型。最后,结合具体实例进行研究,效果较好。
关键词 系统设计 多目标分析 决策方法 灰色系统
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虚拟乘员舱布局工效学设计中颜色匹配性的实验研究 被引量:5
10
作者 周前祥 曲战胜 +1 位作者 王春慧 姜国华 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期434-438,共5页
目的探讨长期空间飞行乘员舱布局中颜色匹配性的一般规律 ,为对其进行工效学设计与评价提供基础数据。方法搭建乘员舱布局虚拟现实工效学实验系统 ,按工效学一般原则设计一个颜色匹配性选择模板 ,选用不同年龄段且具有一定背景知识的专... 目的探讨长期空间飞行乘员舱布局中颜色匹配性的一般规律 ,为对其进行工效学设计与评价提供基础数据。方法搭建乘员舱布局虚拟现实工效学实验系统 ,按工效学一般原则设计一个颜色匹配性选择模板 ,选用不同年龄段且具有一定背景知识的专业人员参加实验 ,利用SPSS8.0软件对所选颜色的色调、饱和度、明度指标及配色总数进行统计分析。结果在对舱内视觉环境所涉及的主要布局颜色 (柜面、地板、大扶手、井字架等 8类 )选择后 ,每一次得到的整体颜色搭配色调总数的均值为 5种 ,并且色调总数服从正态分布。大约 5 0 %以上被试者对所给出的单项取色爱好基本认可 ,但其明度和饱和度均比模板中值略大一点。此外 ,颜色匹配选择虽然离散 ,却仍存在共同性。结论当进行长期飞行的载人航天器乘员舱内颜色匹配性工效学设计时 ,总体色调须突出冷、暖色调结合 ,同时搭配色调总数不宜过多 ,即控制在 5类以下 ,这时对人的心理认同感较好。 展开更多
关键词 工效学 虚拟现实 颜色匹配设计 乘员舱
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载人航天器乘员舱内颜色匹配性设计虚拟现实系统的研究 被引量:4
11
作者 周前祥 曲战胜 +1 位作者 姜国华 王春慧 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第9期1171-1174,共4页
设计宜人的乘员舱内装饰环境是提高载人航天器适居性,进而保证个系统安全可靠的重要途径之一。本文首先介绍所建立的虚拟现实系统的硬件组成,论述其软件设计方法和使用的主要算法。在此基础上,应用该系统进行了舱内颜色匹配性实验。最后... 设计宜人的乘员舱内装饰环境是提高载人航天器适居性,进而保证个系统安全可靠的重要途径之一。本文首先介绍所建立的虚拟现实系统的硬件组成,论述其软件设计方法和使用的主要算法。在此基础上,应用该系统进行了舱内颜色匹配性实验。最后,提出几点看法以供讨论。 展开更多
关键词 载人航天器 乘员舱 颜色匹配性设计 虚拟现实系统 工效学
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载人航天中人的失误分析及研究对策 被引量:5
12
作者 周前祥 敬忠良 姜世忠 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期52-57,共6页
文章首先将载人航天中产生人失误的原因分为三大类型 :载人航天器系统人机界面本身设计不当、生产加工与装配错误以及由人自身的局限性所引发的操作错误。在此基础上 ,详细论述了为防止航天员发生失误而采取的研究对策。最后 ,提出几点... 文章首先将载人航天中产生人失误的原因分为三大类型 :载人航天器系统人机界面本身设计不当、生产加工与装配错误以及由人自身的局限性所引发的操作错误。在此基础上 ,详细论述了为防止航天员发生失误而采取的研究对策。最后 ,提出几点建议以供讨论。 展开更多
关键词 载人航天 人机接口 航天员 人为失误 原因
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操作者全身疲劳的评价方法综述 被引量:15
13
作者 周前祥 王春慧 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期226-230,共5页
在人-机系统的工效学评价中,操作者的工作负荷对系统效能评价具有非常直接的意义,而操作者的身体疲劳又是确定其工作负荷的重要指标。本文对目前国内外有关肌肉疲劳发生机制、测量与评价方法以及研究展望进行了综述,归纳应解决的相关技... 在人-机系统的工效学评价中,操作者的工作负荷对系统效能评价具有非常直接的意义,而操作者的身体疲劳又是确定其工作负荷的重要指标。本文对目前国内外有关肌肉疲劳发生机制、测量与评价方法以及研究展望进行了综述,归纳应解决的相关技术问题,在此基础上,提出一些观点以供讨论。 展开更多
关键词 身体疲劳 工作负荷 生理信号 疲劳评价
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航天虚拟现实仿真技术的研究进展 被引量:11
14
作者 周前祥 曲战胜 《科技导报》 CAS CSCD 1998年第10期35-37,共3页
关键词 航天 虚拟现实 仿真技术 研究进展 航天器
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基于模糊因素的载人航天器乘员舱内人-机界面工效学评价研究 被引量:14
15
作者 周前祥 姜国华 《模糊系统与数学》 CSCD 2002年第1期99-103,共5页
载人航天器乘员舱内人 -机界面的工效学评价是决定能否进行载人空间飞行的重要依据之一 ,由于人 -机界面本身的复杂性 ,使得对其评价有一定的难度。本文在模糊理论的基础上 ,首先对舱内人 -机界面工效学评价各参数进行随机模糊分析 ,据... 载人航天器乘员舱内人 -机界面的工效学评价是决定能否进行载人空间飞行的重要依据之一 ,由于人 -机界面本身的复杂性 ,使得对其评价有一定的难度。本文在模糊理论的基础上 ,首先对舱内人 -机界面工效学评价各参数进行随机模糊分析 ,据此建立工效学模糊综合评价模型 ,最后进行了实例研究。结果表明 ,对于同一个评价对象 ,应用该方法更能接近实际。 展开更多
关键词 乘员舱 载人航天器 工效学评价 模糊分析 人机界面 随机模糊分析
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虚拟环境中人的操作判断及反应特性的实验研究 被引量:3
16
作者 周前祥 姜国华 +1 位作者 曲战胜 朱彦军 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期35-38,共4页
目的研究被试者头戴头盔显示器、着数据手套在虚拟环境中进行操作时的判断及反应特性 ,探索利用虚拟现实系统获取工效学实验数据的真实性 ,以增强虚拟环境应用的可信度 ,为虚拟现实技术在载人航天中深层次的应用 (如人机界面设计方案模... 目的研究被试者头戴头盔显示器、着数据手套在虚拟环境中进行操作时的判断及反应特性 ,探索利用虚拟现实系统获取工效学实验数据的真实性 ,以增强虚拟环境应用的可信度 ,为虚拟现实技术在载人航天中深层次的应用 (如人机界面设计方案模型的工效评价、虚拟训练 )提供数据支撑。方法利用自行开发与集成的虚拟现实实验系统 ,选定被试者并完成虚拟环境中人的操作判断及反应特性的实验设计。首先进行预实验 ,确定判断目标的差别等级和虚拟台体的高度 ,然后开始单因素的完全随机正式实验 ,同时设计主观问卷表对被试者进行虚拟效果的真实感调查。结果被试者戴头盔显示器、利用数据手套将虚拟乘员舱内抽屉中的小球放置在一台体上的作业时间服从均值 36.72s、方差 1 3.798s正态分布。调查显示 70 .2 %的被试者认为头盔显示器的立体效果明显 ,可以产生一种沉浸感 ,作业感受与真实世界一样。结论建立虚拟环境进行人机界面的工效评价或操作虚拟训练时 ,首先应使系统硬件能够模拟真实任务背景 ,关键是头盔显示器和数据手套的交互性满足需要。这样 ,人在其中的判断及反应操作与真实世界就可以类比 ,从而可保证评价或训练效果的有效性。 展开更多
关键词 虚拟现实 操作 判断 随机实验 作业时间
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工效虚拟人研究的最新进展 被引量:5
17
作者 周前祥 蔡刿 +1 位作者 王宏伟 赵志峰 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第5期6-9,共4页
产品的人机工程设计是考虑到其未来操作者的生理、心理因素,应用工效学的理论与方法去解决如何方便使用、降低操作失误问题,以达到人与机器完美地结合。因此,工效虚拟人是产品人机交互设计与评价仿真中必不可少的技术手段。首先对其目... 产品的人机工程设计是考虑到其未来操作者的生理、心理因素,应用工效学的理论与方法去解决如何方便使用、降低操作失误问题,以达到人与机器完美地结合。因此,工效虚拟人是产品人机交互设计与评价仿真中必不可少的技术手段。首先对其目前有关工效虚拟人的建模、运动控制、面部行为合成以及疲劳表达等方面的研究内容进行详细地分析。在此基础上,针对应用需求,论述了工效虚拟人的疲劳判定、动作规划等未来研究方向,最后,认为研究疲劳状态的判定经验方程,可作为工效虚拟人疲劳状态的判据。结合面部特征点的运动规律,实现面部疲劳表情显示。 展开更多
关键词 工效虚拟人 面部疲劳表情合成 工作负荷 动作规划
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高光谱遥感图像联合加权随机分类器的设计与应用 被引量:8
18
作者 周前祥 敬忠良 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期254-257,共4页
应用随机过程理论,提出一种针对决策融合的高光谱遥感图像自适应最小距离和K means聚类的加权联合随机分类器设计方法。在ENVI/IDL平台上对上海市某地区的OMIS图像进行分类处理,与经典的聚类法相比,从目视判断还是从定量评价分析,它可... 应用随机过程理论,提出一种针对决策融合的高光谱遥感图像自适应最小距离和K means聚类的加权联合随机分类器设计方法。在ENVI/IDL平台上对上海市某地区的OMIS图像进行分类处理,与经典的聚类法相比,从目视判断还是从定量评价分析,它可提高约10%的总体分类精度。 展开更多
关键词 高光谱 遥感图像 分类决策 聚类统计 最小距离分类
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遥感影像双线性插值小波融合方法 被引量:4
19
作者 周前祥 敬忠良 姜世忠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期547-550,共4页
在进行同一地物的具有高空间分辨率的全色影像和多光谱遥感图像融合时,应用双线性插值的方法对多光谱图像进行插值,使之等于全色图像的空间分辨率.在此基础上,对两幅影像分别实施小波变换,提出了小波系数的融合运算公式.同时,为了说明... 在进行同一地物的具有高空间分辨率的全色影像和多光谱遥感图像融合时,应用双线性插值的方法对多光谱图像进行插值,使之等于全色图像的空间分辨率.在此基础上,对两幅影像分别实施小波变换,提出了小波系数的融合运算公式.同时,为了说明本方法的可靠性,将其与近邻插值的小波变换、色彩变换(IHS)、Brovery变换等融合算法作了对比.仿真结果表明,该算法在提高影像空间分辨率的同时,图像的光谱信息损失最少,不失为一种较为理想的融合算法. 展开更多
关键词 遥感影像 小波变换 融合算法 双线性插值
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视场角设置对虚拟环境中目标判断的影响 被引量:3
20
作者 周前祥 姜国华 +1 位作者 曲战胜 朱彦军 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期292-295,共4页
目的探讨不同视场角参数对虚拟环境中目标判断的影响规律 ,找出最佳视场角参数。方法利用自行研制基于PC平台的虚拟现实 (VR)实验系统 ,选定 45名年龄在 2 3~ 5 8岁被试者并完成大小与角度判断的实验设计。首先进行 30 0人次的预实验 ... 目的探讨不同视场角参数对虚拟环境中目标判断的影响规律 ,找出最佳视场角参数。方法利用自行研制基于PC平台的虚拟现实 (VR)实验系统 ,选定 45名年龄在 2 3~ 5 8岁被试者并完成大小与角度判断的实验设计。首先进行 30 0人次的预实验 ,确定引起虚拟环境中目标判断差错的视场角及相应观察任务的差别等级 ,然后开始单因素、4水平的完全随机正式实验。结果方差分析表明 ,不同的虚拟环境视场角对目标判断的真实性有显著性影响 ,当视场角为 60°时 ,目标判断的正确率最大。结论利用VR技术进行载人航天器工效设计、操作训练或其它任务的研究时 ,应考虑视场角的作用 ,适合目标大小判断的视场角参数值宜取 60°。 展开更多
关键词 虚拟环境 视场角 目标判断 全随机实验
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