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研究和创新

视角的变化可能会影响无人机的实际用途

图片来源:新西兰国防军。在知识共享许可下共享。点击查看更多信息。

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道格·吉兰
Stephen Cauffman

最近的一项研究发现,用户在利用无人机(UASs)的图像来寻找地面上物体的位置时遇到了困难。该发现突出了在紧急行动和其他应用中使用无人机系统技术所面临的挑战,同时为未来的技术和培训发展提供了指导。

北卡罗来纳州立大学博士生斯蒂芬·考夫曼说:“因为UASs在大多数普通飞机无法达到的高度运行,所以我们对周围环境有了新的空中视角。”考夫曼是一篇描述这项工作的论文的主要作者。“我们想知道人们在将这些观点融入他们对真实世界环境的感知方面做得有多好——这可能与安全或紧急响应行动等情况有关。

“例如,如果我们使用UASs识别故障点,我们在使用UASs的视觉信息在地图上指向正确地点方面做得如何?”

为了解决这个问题,研究人员让18名研究参与者评估城市环境的不同观点,其中包括多个物体。在一个场景中,向参与者展示了环境的鸟瞰图,然后是同一环境的地面视图,其中缺少一个物体。然后,参与者被要求说出失踪物体的位置。该研究还让参与者执行类似的任务,比较两张航空图像、两张地面图像和一张地面图像接着一张航空图像。

研究人员发现,比较两张鸟瞰图得到了最好的结果,但从鸟瞰图转换到地面视图对研究参与者构成了最大的挑战。当向参与者展示鸟瞰图和地面视图时,参与者至少要多花一秒钟的时间来估计失踪物体的位置——他们估计的距离是对比两张鸟瞰图时物体正确位置的四倍。

北卡罗来纳州立大学心理学教授、该论文的合著者道格·吉兰(Doug Gillan)说:“这告诉我们,在某些情况下,把大学应用到紧急响应中,不一定像人们想象的那么有用。”

考夫曼说:“它还为我们如何修改培训或界面设计,以提高无人机用户的性能提供了见解。”

“在这个领域还有很多工作要做,”考夫曼补充道。“我们已经开展了额外的工作,研究地标和视角在人们如何处理空中视觉信息方面的作用。”

这篇题为“天空中的眼睛:观察视角变化后的空间表现”的论文将于10月9日至14日在德克萨斯州奥斯汀举行的人为因素和人体工程学学会年会上发表。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

《天空之眼:视角变化下的空间表现研究》

作者: Stephen J. Cauffman和Douglas J. Gillan,北卡罗莱纳州立大学

提出了: 10月9日至14日在德克萨斯州奥斯汀举行的人类因素和人体工程学学会年会。

文摘:无人机系统(UASs)在应急响应和公共安全等民用领域越来越普遍。因此,UASs给人类用户带来了远程感知的问题(Eyerman, 2013)。本实验的目的是测试在城市环境中,结合空中和地面视角对物体位置的空间判断的影响。研究人员向参与者展示了一组随机排列的虚拟城市中物体的空中和地面图像,并要求他们对这组图像中缺失的物体的位置做出判断。收集响应时间和误差,误差用欧几里德距离公式计算。结果与之前的研究一致,并表明一致的试验(空中-空中和地面-地面)导致更少的错误和响应时间。刺激图像、反应图像、物体密度和刺激持续时间之间存在显著的四向交互作用。本研究的结果旨在为进一步了解UASs使用过程中可能发生空间误差的潜在原因提供基础,并为减少这些误差的接口设计实现提供依据。

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