BRPI0615546A2 - método de processamento de dados e sistema de processamento de dados - Google Patents

Abstract

MéTODO DE PROCESSAMENTO DE DADOS E SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE DADOS. A invenção refere-se a um método de processamento de dados representativos de uma interação entre um utilizador (12) e seu ambiente de trabalho (14), caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: - captura (E1) de dados representativos da posição ao longo do tempo do olhar do utilizador sobre elementos visuais de uma cena visual que faz parte de seu ambiente de trabalho, durante a interação entre o utilizador e pelo menos um elemento de interface do ambiente de trabalho, sendo a captura destes dados efetuada por um aparelho optométrico, - processamento (E3) de dados assim capturados em vista de determinar pelo menos um motivo visual compreendendo uma seqüência de elementos visuais que se repetem várias vezes ao longo do tempo.

Description

"MÉTODO DE PROCESSAMENTO DE DADOS E SISTEMA DEPROCESSAMENTO DE DADOS"

A invenção refere-se a um método e um sistema deprocessamento de dados representativos de uma interaçãoentre um utilizador e seu ambiente de trabalho.

Em diferentes setores (aeronáutico, espacial,automobilístico, marítimo, etc.), a interação de umutilizador pilotando um veículo aéreo, espacial,terrestre ou marítimo, com seu ambiente a bordo doveículo é especialmente estudada, tanto do lado humanoquanto do lado máquina, a fim de melhorar, por exemplo, ainterface entre o piloto e seu ambiente de bordo (painéisde instrumentos, etc.) ou os procedimentos de pilotagem(por exemplo, os procedimentos de vôo em um avião).

Assim, são feitos estudos para melhorar a ergonomia destainterface para conforto e segurança para o utilizador e,conseqüentemente, segurança para os passageirostransportados.

Procura-se, ' por exemplo, melhorar os elementos deinterface do painel de controle do veículo (por exemplo,os instrumentos de pilotagem e de navegação em um avião)a fim de que forneçam ao piloto mais informações,informações apresentadas de maneira mais ergonômica,informações mais confiáveis, gerando para este último omenos cansaço e stress possível.

Neste contexto de estudo da interação piloto-ambiente debordo do veículo, ou mais geralmente da interaçãoutilizador-ambiente de trabalho, seria útil dispor de umanova maneira de estudar esta interação.

Para tal, a presente invenção visa um método deprocessamento de dados representativos de uma interaçãoentre um utilizador e seu ambiente de trabalho,caracterizado pelo fato de compreender as seguintesetapas:

- captura de dados representativos da posição ao longo dotempo do olhar do utilizador sobre elementos visuais deuma cena visual que faz parte de seu ambiente detrabalho, durante a interação entre o utilizador e pelomenos um elemento de interface do ambiente de trabalho,sendo a captura destes dados efetuada por um aparelhooptométrico,

- processamento de dados assim capturados em vista dedeterminar pelo menos um motivo visual compreendendo umaseqüência de elementos visuais que se repetem váriasvezes ao longo do tempo.

Determinam-se assim um ou mais motivos visuais que serepetem durante o cenário a partir de dados optométricoscolhidos sobre um utilizador (por exemplo, um piloto) queestá interagindo com pelo menos um elemento de interfacede seu ambiente de trabalho (por exemplo, um veículo) emum cenário de utilização deste último.Os elementos visuais de uma cena visual são, por exemplo,os elementos de interface do ambiente de trabalho (porexemplo, elementos de interface do painel de controle deum veículo), zonas de vários destes elementos e/ou zonasdiferentes de um mesmo elemento de interface e/ouinformações visuais (estáticas ou dinâmicas) fornecidaspelos elementos de interface.

Para um piloto de aeronave, os elementos visuais tambémpodem englobar o visual exterior.

0 ou os motivos visuais determinados pela invençãofornecem informações de grande valor que podem ser

utilizadas, por exemplo, para:

validar procedimentos de utilização existentes doveículo (por exemplo, procedimentos de vôo em um avião);propor modos de utilização se forem determinados

motivos idênticos para a maioria dos utilizadores;

- avaliar os utilizadores;

descobrir modos de utilização dos elementos deinterface, por exemplo, instrumentos do painel decontrole, e do veículo, e da tomada de informações nacena visual exterior (taxiway, painéis de sinalização,presença de veículos, pedestres, etc.);

- compreender melhor os resultados obtidos com outrosmétodos de avaliação da interação utilizador-elementos deinterface e de ambiente do veículo em geral.

Notar-se-á que este processamento qualitativo de dadospode ser efetuado com a única finalidade de determinartodos os motivos visuais quaisquer que sejam, ou entãomotivos visuais específicos.

Também é possível efetuar o processamento qualitativopara determinar um motivo visual com um ou mais elementosvisuais que satisfaçam pelo menos um critériopredeterminado.

Assim, por exemplo, pode-se procurar em um instrumento denavegação de uma aeronave motivos visuais compreendendocomo elementos visuais o fim de trajetória futura daaeronave.

Segundo uma característica, o método compreende uma etapaprévia de processamento estatístico dos dados capturados,e a etapa de processamento dos dados em vista dedeterminar pelo menos um motivo visual é efetuada emfunção do resultado da etapa de processamentoestatístico.

Este processamento estatístico permite efetuar umaseleção entre os dados optométricos capturados e, assim,facilitar o processamento qualitativo de dados uma vezque este último é então efetuado sobre dados capturadosque foram processados estatisticamente (processamentoquantitativo).

0 processamento qualitativo ocasiona, portanto, um tempode cálculo diminuído e um volume de calculo reduzido.

Segundo uma característica, a etapa do processamentoestatístico dos dados capturados fornece o número deocorrências de alguns dos elementos visuais olhados peloutilizador ao longo do tempo.

Desta forma, efetua-se uma seleção dos elementos visuaisem função de sua importância e/ou seu interesse para outilizador.

Segundo uma característica, o processamento de dados emvista de determinar pelo menos um motivo visual éefetuado a partir dos elementos visuais cujo número deocorrências está entre os mais elevados.

O processamento estatístico permite determinar oselementos visuais da cena visual mais olhados peloutilizador no cenário ou no modo de utilização definidopara seu ambiente de trabalho, por exemplo, seu veículo.Também é possível realizar o processamento de dados apartir de elementos visuais que atendem a outro critério.Segundo uma característica, a etapa de captura de dadosfornece dados sobre o comportamento visual do utilizadorassociado a pelo menos alguns dos elementos visuaisolhados pelo utilizador ao longo do tempo.

Levando-se em conta o comportamento visual do utilizadordurante o processamento qualitativo de dados, obtém-se ummotivo visual mais refinado, pois portador de um maiornúmero de informações.

De fato, sabe-se de que maneira o utilizador olhou tal outal elemento visual, ou seja, por fixação, varredura ouseguimento. Assim é possível utilizar o comportamentovisual do utilizador (registrado pelo aparelhooptométrico) como critério para determinar a importânciade um dado elemento visual em relação a outro elementovisual.

Segundo uma característica, a etapa de captura dos dadosé efetuada durante um intervalo de tempo determinado.

Os dados são colhidos por um período temporal deobservação durante o desenvolvimento de um cenário ou deum modo de utilização do ambiente de trabalho doutilizador, por exemplo, seu veículo ou uma tela decomputador.

Segundo uma característica, a etapa de captura dos dadosé efetuada no quadro de um cenário ligado aodesenvolvimento de um procedimento determinado deutilização do ambiente de trabalho do utilizador (porexemplo, modo de utilização de um veículo, de uma tela oude um telefone portátil).

Coloca-se assim o utilizador (por exemplo, o piloto) emuma situação determinada a fim de avaliar sua interaçãocom um ou mais elementos de interface de seu ambiente detrabalho (por exemplo, painel de controle do veículo)segundo uma análise optométrica.

Segundo uma característica, o utilizador é um piloto deum veículo interagindo com os elementos de interface deum painel de controle do veículo. Por exemplo, quando semodeliza a cabine de pilotagem de um avião e que os dadosoptométricos são colhidos a partir do modelo elaborado,então a determinação dos motivos visuais pode serutilizada para validar/ aperfeiçoar o modelo.Segundo uma característica, o veículo é um veículoautomóvel.

A invenção também tem por objeto um sistema deprocessamento de dados representativos de uma interaçãoentre um utilizador e seu ambiente de trabalho,caracterizado pelo fato de compreender:

um aparelho de captura de dados optométricosrepresentativos da posição ao longo do tempo do olhar doutilizador sobre elementos visuais de uma cena visual quefaz parte de seu ambiente de trabalho, durante ainteração entre o utilizador e pelo menos um elemento deinterface do ambiente de trabalho.

- meios de processamento de dados assim capturados emvista de determinar pelo menos um motivo visualcompreendendo uma seqüência de elementos visuais que serepetem várias vezes ao longo do tempo.

Este sistema apresenta os mesmos aspectos e vantagens queaqueles mencionados acima relativamente ao método e,portanto, não serão relembrados aqui.

Outras características e vantagens ressaltarão durante adescrição a seguir, dada unicamente a título de exemplonão limitativo, em referência aos desenhos em que:

a figura 1 representa um algoritmo do método deprocessamento de dados de acordo com a invenção;

- a figura 2 é uma representação esquemática do sistemade processamento de dados de acordo com a invenção;- a figura 3 é uma representação esquemática do optômetro16 representado na figura 2;

- a figura 4 é um exemplo de tela de visualização queservirá de base para os exemplos de realização dasfiguras anteriores;

- a figura 5 é um histograma representando o número deocorrências em função do tipo de evento que aparece natela da figura 4;

- a figura 6 ilustra de maneira esquemática a detecção demotivos visuais;

- a figura 7 ilustra a representação esquemática na telada figura 4 de um motivo visual detectado na figura 6;

- a figura 8 ilustra de maneira esquemática a detecção demotivos visuais (sem comportamentos visuais);

- a figura 9 ilustra a representação esquemática na telada figura 4 de um motivo visual detectado na figura 8;

- a figura 10 ilustra de maneira esquemática a detecçãode motivos visuais com os comportamentos visuaisassociados;

- a figura 11 ilustra a representação esquemática na telada figura 4 de um motivo visual detectado na figura 10.

A invenção encontra uma aplicação particularmenteinteressante nas cabines de pilotagem de aeronavesavaliando as interações visuais entre o piloto(utilizador) e um ou mais instrumentos de bordo (ambientede trabalho) pela captura de pelo processamento de dadosoptométricos.

Um algoritmo geral do método de acordo com a invenção érepresentado na figura 1 em três principais etapas.Durante uma primeira etapa El, procede-se a uma capturade dados optométricos por um aparelho optométrico queserá detalhado posteriormente em referência às figuras 2 e 3.

Estes dados traduzem a posição ao longo do tempo do olhar(percurso visual) do piloto sobre elementos visuais deuma cena visual que faz parte do ambiente de trabalho dopiloto, durante a interação do piloto com um ou maiselementos de interface de uma cabine de pilotagem deavião.

Mais particularmente, a captura destes dados permitiráseguir o olhar do piloto que percorre um ou maisinstrumentos de bordo da cabine de pilotagem, eidentificar os elementos visuais que atraíram a atençãodo piloto. Detalhar-se-á posteriormente um exemplo noqual os dados optométricos são representativos da posiçãodo olhar do piloto percorrendo diferentes elementosvisuais de um mesmo instrumento de bordo.

O algoritmo da figura 1 compreende uma segunda etapa E2durante a qual se procede ao processamento quantitativodos dados optométricos previamente capturados.

Esta etapa, que às vezes pode ser omitida, permiteefetuar um processamento estatístico dos dadosoptométricos fornecendo, por exemplo, sob forma dehistogramas, o número de ocorrências de alguns elementosvisuais, e até de todos os elementos visuais olhados pelopiloto ao longo do tempo.

Assim, por exemplo, este processamento estatísticopermite determinar que o piloto olhou a trajetória doavião no ar 56 vezes e a projeção desta trajetória nosolo 15 vezes.

Este processamento, por exemplo, é efetuado por umprograma de seleção estatística chamado "The Observer"distribuído pela empresa Noldus Information TechnologyBV, Wagenigen, Holanda.

Para maiores informações relativas a este programa, pode-se consultar o site www.noldus.com.

Neste programa, fornecem-se como entrada os dadosoptométricos registrados bem como o protocoloexperimental, ou seja, os elementos visuais da cenavisual olhada pelo piloto e os comportamentos visuaisdeste último que se traduzem, por exemplo, por fixações,varreduras ou seguimentos.

Todavia, notar-se-á que nem sempre é necessário levar emconta o comportamento visual do piloto no processamentodos dados a seguir.

Notar-se-á, durante a etapa E2, que os elementos visuaise os comportamentos fornecidos ao módulo de processamentoquantitativo também podem ser provenientes de um modelocognitivo estabelecido a partir da cabine de pilotagem doavião.

0 algoritmo da figura 1 compreende em seguida umaterceira etapa E3 de processamento qualitativo dos dados,seja dos dados optométricos capturados sem oprocessamento quantitativo da etapa E2, seja dos dadosoptométricos capturados e processados quantitativamentedurante a etapa E2.

0 tratamento qualitativo de dados permite determinar,segundo o ou os critérios predeterminados escolhidos, umou mais motivos visuais constituídos de uma seqüência deelementos visuais da cena visual, motivos que se repetemidenticamente várias vezes durante um intervalo de tempodeterminado (período de observação).

Assim, quando não se efetua processamento quantitativoprévio, é possível tentar obter todos os motivos visuaisque se produzem durante o intervalo de tempo determinadosem levar em conta critérios específicos.

Todavia, é possível determinar o ou os motivos visuaisque contenham um ou mais elementos visuais determinados afim de, por exemplo, avaliar a utilidade de umainformação fornecida ao piloto sobre um instrumento emfase de concepção.

Quando se leva em conta o resultado da etapa deprocessamento estatístico E2, também é possíveldeterminar um ou mais motivos visuais contendo elementosvisuais determinados, por exemplo, um elemento visualrelativo à projeção da trajetória do avião no solo.Também se podem procurar motivos visuais que contenhamelementos visuais com um significado estatístico.

Assim, por exemplo, podem-se procurar os motivos visuaisque contenham o elemento visual que aparece o maiornúmero de vezes ao longo do tempo (maior número deocorrências) ou os dois ou três primeiros elementosvisuais respondendo a esta definição.

Também se pode escolher procurar motivos visuais quecontenham elementos visuais com outro significadoestatístico como, por exemplo, aqueles que são o menosolhado pelo piloto.

O processamento qualitativo da etapa E3 pode serexecutado por um programa chamado "Theme" distribuídopela empresa Noldus mencionada acima.

Este programa baseia-se notadamente sobre um algoritmo debusca de uma seqüência de eventos começando por buscar,em um intervalo de tempo determinado, um primeiro eventoespecífico.

Este programa busca em seguida o aparecimento, duranteeste intervalo de tempo, de um segundo evento que sucedeao primeiro evento e que se produz em um tempodeterminado após o aparecimento do primeiro evento(define-se assim um segundo intervalo de tempo inferiorao primeiro intervalo de tempo).

Assim que se identificou uma dupla de primeiro e segundoeventos produzindo-se dentro do segundo intervalo detempo, procede-se então da mesma maneira procurando oaparecimento de um terceiro evento durante o primeirointervalo de tempo, que também aparece após o segundoevento em um tempo determinado (terceiro intervalo detempo) após o aparecimento do segundo evento.Procede-se assim repetidamente para identificar asseqüências de evento.

Para maiores informações o leitor poderá consultar oartigo intitulado "Discovering hidden time patterninterface behavior: T-patterns ant their detection" deMagnus S. Magnusson, Behavior Research Methods,Instruments & Computers 2000, 32(1), 93-1 10, pp.93-110.De modo preferido, efetua-se este processamentoqualitativo da etapa E2 em várias subetapas:

1. busca dos motivos visuais que contenham um elementovisual N proveniente do processamento estatístico (N=I,-2, 3...); esta busca se faz sobre um elemento por vez;2. quando se obtém estes motivos, efetua-se oprocessamento qualitativo seguinte:

a) levam-se em conta os dados relativos aoscomportamentos visuais (enriquecimento da base de dados);

b) entre os motivos visuais identificados na primeiraetapa que compreendem o elemento N, leva-se em conta ocomportamento visual para procurar apenas os motivospertinentes compostos dos elementos N, MeR, sendo, porexemplo, os outros motivos considerados poucosignificativos.

As diferentes etapas do algoritmo da figura 1 sãoexecutadas por meios de processamento de dados (unidadecentral) em relação com os meios de captura dos dados ede armazenamento destes dados (base de dados, memória,etc. ) .

Como representado nas figuras 2 e 3, o aparelhooptométrico 10 permite registrar a posição do olhar dopiloto 12 sobre uma cena visual, permitindo assim seguiros diferentes elementos visuais percorridos pelo olhar dopiloto sobre os elementos de interface da cabine depilotagem, tais como um instrumento de bordo 14, bem comosobre o visual externo. Este instrumento será descritoposteriormente em referência à figura 4.

0 aparelho optométrico 10 compreende um dispositivoanalógico 16, ou seja, o optômetro, que registra osmovimentos do olho do piloto e fornece os dadosoptométricos aos meios de processamento 17 mencionadosacima em referência ã descrição da figura 1.

0 optômetro compreende vários elementos representados nafigura 3, a saber, uma câmera 18 que registra osmovimentos do olho, uma fonte infravermelha 2 0 que emiteum raio infravermelho no olho e uma câmera 22 queregistra a cena visual vista pelo piloto.

Assim, os dados de vídeo capturados pela câmera 18 queregistra os movimentos do olho e os dados de vídeocapturados pela câmera 22 que registram a cena visualvista pelo piloto são superpostos por uma unidade deprocessamento de dados de vídeo 24 e a posição do olhardo piloto em tempo real é representada por um ponteiro 26(por exemplo, um círculo ou uma retícula) que se deslocasobre a cena visual que o piloto olha no momento em que érealizado o registro.

A utilização do optômetro apenas, apesar de suficientepara o visual externo, não traz precisões suficientesquando se deseja registrar detalhes especialmenteprecisos do percurso visual do piloto, por exemplo, aleitura de textos ou a tomada de informações sobre zonasespecíficas de uma tela tal como a do instrumento 14.Assim, associa-se o optômetro a um gerador de campomagnético 28 para uma precisão máxima (figura 32).

0 gerador de campo magnético 28 é utilizado comoreferencial no espaço em três dimensões para captar aposição da cabeça do piloto em relação às coordenadas dasdiferentes superfícies e planos que compõem o ambientereal do mesmo. Para tal, as superfícies e planosconsiderados são aqueles que correspondem às telas e aospainéis de comando da cabine de pilotagem e queconstituem regiões de interesse podendo ser decompostaselas mesmas em zonas e subzonas de interesse com se viuanteriormente para cada elemento de interface. Ascoordenadas correspondentes a estas diferentessuperfícies e planos são medidas e registradas no modelo3D do ambiente do piloto.

Para analisar os movimentos da cabeça do piloto 12,utilizam-se então um gerador de campo magnético 28 e umreceptor 3 0 fixado na cabeça do piloto pelo intermediáriode um capacete 32 e estes elementos combinados aodispositivo analógico precitado 16 (optômetro) permitemobter uma precisão máxima da posição do olhar doutilizador sobre os elementos visuais de uma cena visualtal como o que é mostrada no instrumento de bordo 14.

Mais particularmente, o receptor 30 fixado na cabeça dopiloto fornece a posição exata da cabeça no modelo emtrês dimensões.

A distância entre este receptor de cabeça 30 e a câmera22 que registra a cena visual, bem como a distância entreo receptor de cabeça 30 e os olhos do piloto 12 são emseguida introduzidas no modelo em três dimensões. Aprimeira das distâncias precitadas é necessária paraefetuar a calibração da câmera em relação à cena visual ea segunda destas distâncias é necessária para calibrar odispositivo analógico (optômetro).

Notar-se-á que a adaptação do aparelho optométrico 10precitado (figura 2) na cabine de pilotagem em vista detrazer uma precisão máxima, combinando dados fornecidospela posição da cabeça do piloto e aqueles fornecidospela posição de seu olhar, leva em conta o estudogeométrico da cabine de pilotagem e o estudo da posturado piloto 12.

Ao efetuar o estudo geométrico da cabine de pilotagem, oCliente percebeu que, para implantar o gerador de campomagnético 28 sobre um suporte na cabine de pilotagem,convinha assegurar-se que a distância entre o gerador 28e qualquer superfície metálica fosse suficientementegrande para reduzir ao mínimo as interferênciasmagnéticas com o aparelho optométrico que poderiam seproduzir.

Por outro lado, durante a configuração dos diferenteselementos que constituem o aparelho optométrico 10 dentroda cabine de pilotagem, o Cliente constatou que adistância entre o gerador de campo magnético 28 e oreceptor 30 da posição da cabeça do piloto deveria seestritamente inferior à distância entre o receptor 30 daposição da cabeça do piloto e qualquer superfíciemetálica, novamente para reduzir ao máximo asinterferências magnéticas.

Convém notar que o estudo da postura do piloto 12 permitedefinir os limites de seu volume de movimento e,portanto, as distâncias entre o receptor de cabeça e afonte de campo magnético.Graças ao aparelho optométrico 10, é possível registrarde maneira muito precisa os movimentos oculares(comportamentos visuais do piloto) tais como fixação,varredura e seguimento, que caracterizam o modo como opiloto olha os elementos específicos de uma cena visualaeronáutica (instrumentos de bordo e visual exterior) talcomo a que se desenvolve sobre o instrumento 14.

Os elementos constitutivos de um aparelho optométrico 10,a saber, o dispositivo analógico 16, o gerador de campomagnético 28 e o capacete 32 com o receptor de cabeça 30podem ser encontrados na empresa Senso-Motric InstrumentsGmbH, Warthestrasse 21, D-14513 Teltow, Alemanha.Para maiores informações o leitor poderá consultar o sitewww.smi.de.

0 instrumento de bordo 14 representado nas figuras 2 e 3apresenta-se sob a forma de uma tela de visualizaçãorepresentado de maneira mais detalhada na figura 4.

A tela 40 da figura 4 representa uma imagem de síntese emtrês dimensões para visualizar a posição da aeronave bemcomo o ambiente no qual evolui esta aeronave.

Esta imagem de síntese é elaborada segundo um ponto devista exterior à aeronave e a exibição desta imagem desíntese sobre a tela de visualização 40 situada na cabinede pilotagem da aeronave permite melhorar a consciênciado piloto sobre a situação efetiva desta aeronave.

Esta tela de visualização pode ser uma tela específica ouuma tela preexistente na aeronave, como por exemplo, umatela de navegação do instrumento de bordo ND ("NavigationDisplay").

Nesta imagem de síntese, são utilizados vários elementosfigurativos ou símbolos: um símbolo 42 representando aaeronave (símbolo de avião) e indicando a localizaçãodesta última, uma representação 44 ilustrando o terrenoacima do qual evolui a aeronave, um traço vertical dereferência 4 6 entre o símbolo 42 de aeronave e suaprojeção vertical sobre o terreno 44 e um traçado 48representando a trajetória futura da aeronave.O símbolo 42 é fixo na imagem em três dimensões e forneceao piloto uma representação permanente e imediata quandoo piloto olha para a tela de visualização 40.

O terreno 44 é móvel e se desenvolve bem como o relevo aoredor da maquete da aeronave.

O símbolo 42 representa as atitudes reais da aeronave derolagem, arfagem e guinada. Estas informações sãoindicadas qualitativamente pelo símbolo que se inclinasegundo os três eixos.

A imagem de síntese em três dimensões também compreendeum símbolo 50 representado na interseção do traçovertical 46 e do terreno 44 a fim de permitir umavisualização da projeção vertical da aeronave sobre oterreno (projeção no solo do símbolo do avião).

Notar-se-á, além disso, que o traço vertical 46compreende uma escala 52 (escada de papagaio) constituídade graduações horizontais 52A situadas sobre este traçovertical de maneira a indicar distâncias predeterminadassob a aeronave.

Também se encontram como informação na tela 4 0 um traçado54 representando a projeção vertical sobre o terreno 44da trajetória futura 48 da aeronave (trajetória projetadano solo), uma variedade de traços verticais 56 (traçosverticais de suporte da trajetória) entre pontos 58situados no traçado 48 representando a trajetória futurada aeronave, e as projeções verticais 60 correspondendo aestes pontos sobre o terreno.

Por exemplo, os pontos 58 correspondem à posição previstapara a aeronave em diferentes intervalos de tempo ou dedistância.

Notar-se á que a imagem de síntese também compreende umaescala de rumo 62 representada acima de linha dehorizonte 64.

Por outro lado, a imagem de síntese compreendeinformações complementares, por exemplo, que são exibidassobre uma faixa de exibição 66 na tela de visualizaçãoacima da representação em três dimensões. Estasinformações complementares podem notadamente corresponderà transferência de informações habitualmente exibidas emuma tela de exibição de navegação ND tais como o vento(direção e força), a velocidade da aeronave, o próximoponto de rota, etc.

Para mais detalhes sobre a imagem de síntese representadana figura 4, o leitor poderá consultar o pedido depatente europeu EP 1 460 384.

Serão agora ilustradas, por meio de exemplos, as etapasE2 e E3 do algoritmo da figura 1 em referênciarespectivamente ao processamento quantitativo e aoprocessamento qualitativo de dados colhidos pelo aparelhooptométrico representado nas figuras 2 e 3, para umpiloto que olha um cenário que se desenvolve noinstrumento de bordo representado na figura 4.

Segundo o cenário considerado, o piloto é colocado nocontexto de um cenário ligado ao desenvolvimento de umprocedimento de vôo correspondendo a uma fase deaproximação de uma zona montanhosa.

O piloto olha para o cenário que se desenvolve na frentedos seus olhos sobre a imagem de síntese do tipo daquelarepresentada na figura 4, e o aparelho optométricoregistra os movimentos dos olhos do piloto sobre a imagemde síntese durante um intervalo de tempo determinadocorrespondendo ao tempo de desenvolvimento do cenário.

Este intervalo de tempo tem uma duração de, por exemplo,15 minutos.

Ao fornecer ao programa de processamento quantitativo dedados (etapa E2 da figura 1) o cenário considerado, bemcomo os diferentes elementos visuais ou eventos queaparecem na imagem de síntese do instrumento de bordoconsiderado, é possível efetuar uma análise estatísticados dados optométricos capturados pelo aparelhooptométrico 10, e os resultados desta análise estatísticasão ilustradas na figura 5 sob a forma de um histogramarepresentando o número de ocorrências ou aparecimentos decada um dos 17 eventos indicados.Cada um destes eventos corresponde a um elemento visualda cena visual que se desenvolveu sob os olhos do pilotoe para qual este último olhou.

Este processamento faz aparecer os elementos estatísticosmais significativos e os menos significativos e,especialmente, mostra que o elemento mais olhado pelopiloto, ou seja, o elemento considerado por este últimocomo o mais importante durante o desenvolvimento da cenavisual, é o fim de trajetória uma vez que aparece 34vezes durante o intervalo de tempo de observação.

0 elemento visual correspondente aos cumes do fundo àdireita é o evento que vem em segunda posição por ordemde importância para o piloto uma vez que aparece 21 vezesdurante o período de observação.

A importância dada a estes dois primeiros elementosexplica-se pelo fato que, no cenário considerado, o aviãodeve aterrissar em uma região montanhosa localizada, naimagem de síntese, no fundo à direita em relação àtrajetória do avião representada.

Também se constata em função dos resultados desteprocessamento estatístico que os elementos visuais oueventos de número 16 e 17 estão em última posição com omesmo número de ocorrências e se referem respectivamenteà projeção no solo do símbolo do avião e aos cumes domeio à esquerda.

Após efetuar uma análise estatística dos elementosvisuais da cena visual que o piloto olhou, passa-se paraa etapa E3 da figura 1 para efetuar um processamentoqualitativo dos dados previamente processadosestatisticamente.

Assim, procuraram-se as seqüências estruturadas deelementos visuais da cena visual que se repetemidenticamente pelo menos uma vez durante o intervalo detempo de observação (motivos visuais).

Quando se possuem informações estatísticas e, maisespecialmente, informações sobre a importância dada aoseventos pelo piloto, é possível efetuar uma busca destasseqüências ou sucessões estruturadas de elementos visuais(motivos visuais) a partir da importância detectada paraalguns elementos visuais.

Também é possível procurar um ou mais motivos visuais quefazem intervir elementos visuais satisfazendo a umcritério outro que a importância do elemento visualconsiderado, por exemplo, a pertinência das cores natomada de informações.

Durante o processamento qualitativo de dados cujosresultados são ilustrados nas figuras 6 e 7, não se levouem conta o comportamento visual do piloto e os motivosvisuais determinados são assim considerados motivossimples.

Assim, na figura 6, representaram-se os diferenteselementos visuais ou eventos que deveriam estar entre oou os motivos visuais procurados.São os elementos seguintes:

-traços verticais de suporte de trajetória,

-fim de trajetória,

-cumes do fundo à esquerda,

-trajetória projetada no solo,

-símbolo do avião.

Os elementos em pares correspondem aos submotivosencontrados pelo programa de processamento qualitativomencionado acima.

Notar-se-á que, em primeiro lugar, com o programa deprocessamento qualitativo, procuraram-se os elementosvisuais que continham o fim de trajetória. Depois, oprocessamento permitiu detectar, durante o período de

3 0 observação, o aparecimento sucessivo do evento relativo

aos traços verticais de suporte de trajetória e orelativo ao fim de trajetória com, como restriçãoadicional, a ocorrência do evento relativo ao fim detrajetória em um intervalo de tempo determinado35 suficientemente pequeno em relação à ocorrência do eventorelativo aos traços verticais de suporte de trajetória.Do lado direito da figura 6, representou-se sobre linhasparalelas 100, 102, 104, 106 e 108 dispostas umas acimadas outras, por pontos, o aparecimento dos eventosconsiderados em relação a cada linha e em referência auma escala de tempo 110 expressa em décimos de segundopor pontos.

Assim, o processamento qualitativo de dados faz aparecerum mesmo motivo visual que se repete identicamente trêsvezes, identificado pelas referências 112, 114 e 116, noqual o primeiro evento relativo aos traços verticais desuporte de trajetória é diretamente seguido pelo segundoevento relativo ao fim de trajetória.

Da mesma forma, o processamento qualitativo de dadosprocede de maneira idêntica com os eventos de número 4 e5relativos respectivamente à trajetória projetada nosolo e ao símbolo do avião, e permite identificar,durante o período de observação considerado, um mesmomotivo visual que se repete três vezes, identificadopelas referências 118, 120 e 122, no qual aparecemsucessivamente a trajetória projetada no solo e o símbolodo avião.

Acrescentando o último evento relativo aos cumes no fundoà esquerda que deve aparecer como terceiro elemento, apóssucessivamente os traços verticais de suporte detrajetória e o fim de trajetória (1 e 2) e antes doseventos sucessivos relativos à trajetória projetada nosolo e ao símbolo do avião (4 e 5) , o processamentoqualitativo de dados permite determinar o motivo visualque se repete de maneira idêntica duas vezes,identificado pelas referências 124 e 126. Este motivocorresponde a uma seqüência ou sucessão estruturada deelementos visuais que o piloto olhou duas vezes durante operíodo de observação determinado.

Representou-se na figura 7 a tela de exibição do tipodaquela ilustrada na figura 4 que representa a imagem desíntese do avião durante o desenvolvimento do cenário queo piloto olhou.

A imagem de síntese representada na tela 4 0 da figura 7mostra o motivo visual 124 da figura 6 que se produz demaneira muito rápida no tempo, como se pode julgar pelaescala de tempo 110 da figura 6.

Assim, o primeiro evento ou elemento visual olhado pelopiloto neste motivo é o elemento n° 1 que representa ostraços verticais de suporte de trajetória situados nofundo ta tela.

O segundo elemento olhado é o do fim de trajetória doavião, o terceiro corresponde aos cumes no fundo àesquerda, e em seguida o piloto olha para a trajetóriaprojetada no solo (elemento 4) para voltar finalmente aosímbolo do avião (elemento 5).

O motivo visual assim determinado é de comprimento 5 umavez que engloba cinco elementos visuais da cena visual,enquanto o nível deste motivo visual, ou seja, o númerode níveis hierárquicos, é 3.

O nível hierárquico de um motivo visual corresponde aonúmero de imbricações de submotivos presentes nestemotivo que são representados como segue:

Nível 1: (a,b)Nível 2: (a,(b,c))Nível 3: (a,(b, (c,d)))

onde (x,y) designa um motivo de nível 1.

Notar-se-á que os elementos visuais 1 e 2 formam umsubmotivo visual de nível 1, assim como os elementos 4 e5, e que o submotivo visual constituído destes doiselementos 4 e 5 combinados ao elemento visual 3 forma ummotivo visual de nível 2.

A determinação de tal motivo visual permite, por exemplo,identificar aspectos importantes que devem serconsiderados durante a formação de futuros pilotos.Convém notar no exemplo de realização acima, que seseguiu o percurso visual do piloto sobre uma mesma telade visualização, porém também se pode proceder de maneirasimilar apresentando ao piloto um cenário em que ele deveolhar para dois ou mais mostradores/ instrumentos debordo.É possível assim, após ter constatado que o olhar dopiloto efetua vai-e-vens incessantes de um mostrador paraoutro, conceber um novo mostrador reunindo os elementosvisuais ou eventos olhados pelo piloto durante estes vai-e-vens visuais sucessivos.

Será descrito agora outro exemplo de realização mostrandode maneira comparativa os resultados obtidos sem levar emconta o comportamento visual do piloto e levando em contao comportamento visual deste último em referência àsfiguras 8 a 11.

Neste exemplo, considerou-se o motivo visual seguinte:

- traços verticais de suporte de trajetória,

- fim de trajetória,

- escada de papagaio.

O motivo visual contendo estes elementos visuais foiencontrado pelo programa de processamento qualitativodurante a busca de motivos que continham o elemento fimde trajetória, selecionados a partir dos resultados doprocessamento estatístico prévio.

De maneira idêntica ao que foi descrito em referência àfigura 6, uma linha temporal foi representada em relaçãoa cada um dos elementos visuais ou eventos, erepresentou-se, em função da escala de tempo 110, oaparecimento de cada um destes eventos na linhacorrespondente 130, 132 e 134.

O processamento qualitativo de dados foi primeiroaplicado aos dados que agrupam os dois elementosrelativos aos traços verticais de suporte de trajetória eao fim de trajetória, a fim de procurar motivos visuaiscompreendendo estes dois elementos sucessivos.

O processamento qualitativo de dados permitiu assimdeterminar as três ocorrências 136, 138 e 140 do mesmomotivo visual, indicadas na figura 8.

No processamento qualitativo de dados, acrescentou-se emseguida a escada de papagaio, o que permitiu identificaras duas ocorrências 142 e 144 do mesmo motivo visual,constituídas cada uma de sucessão temporal dos eventos ouelementos visuais seguintes:

- traços verticais de suporte de trajetória,

- fim de trajetória, e

- escada de papagaio.

Em seguida, representou-se na tela de visualização 40 dafigura 9 o motivo visual 142 que liga os elementosvisuais escolhidos sucessivos olhados pelo piloto duranteo intervalo de tempo de observação.

O motivo visual 142 reproduz-se identicamente e após umintervalo de tempo em 144.

Constata-se que o motivo visual determinado é decomprimento 3 e de nível 2, com um submotivo visual denível 1 (motivo visual 136) que aparece uma vez demaneira independente (além do motivo 142).

Nesta primeira etapa de análise qualitativa, durante oprocessamento, não se levaram um conta dados optométricoscorrespondendo ao comportamento visual do piloto, o quepermitiu encontrar os motivos visuais simples descritosacima.

Em uma segunda etapa, acrescentam-se os dados quecorrespondem ao comportamento visual do piloto (podendocorresponder, por exemplo, a uma varredura do olhar, auma fixação longa ou a uma fixação curta) e procuram-seos motivos visuais que contenham os elementos visuais dosmotivos visuais encontrados anteriormente.

Na figura 10, reproduziram-se os resultados de umprocessamento qualitativo aplicado aos dados que são oseventos relativos aos elementos de um motivo encontradoanteriormente. Estes elementos são os traços verticais desuporte de trajetória, o fim de trajetória e a escada depapagaio.

Detectando motivos visuais compreendendo os elementosvisuais precitados e levando-se em conta o comportamentovisual do piloto, foi obtido um maior número deinformações, como mostra a parte esquerda da figura 10que identifica os elementos visuais ou eventos seguintes,atribuído cada um de seu comportamento visual respectivo:- Zoom - fixação longa,

- Traços verticais de suporte de trajetória - varredura,

- Trajetória - varredura,

- Trajetória - fixação curta,

- Fim de trajetória - fixação curta,

- Escada de papagaio - varredura.

Sendo a base de dados acrescida dos dados representativosdo comportamento visual do piloto, o processamentoqualitativo permite determinar motivos mais complexos aoinserir no motivo duplas elemento-comportamento, como porexemplo, a dupla trajetória - varredura.

Ao proceder identicamente ao que foi descrito emreferência as figuras anteriores, o programa deprocessamento qualitativo de dados procurou os motivosvisuais compreendendo os dois primeiros elementosvisuais, ou seja, o zoom-fixação longa e os traçosverticais de suporte de trajetória- varredura, paraidentificar o mesmo motivo visual 150, 152 e 154 e parafinalmente determinar duas ocorrências 156 e 158correspondendo a um mesmo motivo que se reproduzidenticamente ao longo do tempo.

0 motivo visual complexo assim determinado liga demaneira estruturada os seis elementos ou eventosrepresentados na figura 10.

0 motivo visual 156 está ilustrado na figura 11unicamente sob forma de algarismos, cada um delesrepresentando um motivo visual, a fim de nãosobrecarregar o esquema.

Os círculos indicam as fixações enquanto os quadradosindicam as varreduras.

0 motivo visual assim determinado é de comprimento 6, denível 3 e se reproduz inteiramente duas vezes no tempo(motivos 156 e 158 da figura 10).

0 submotivo visual 152 identificado no interior do motivovisual complexo se reproduz três vezes.

Acrescentando os dados visuais relativos ao comportamentovisual do piloto, obtêm-se motivos visuais mais ricos eminformações. 0 comportamento visual do piloto permiteassim determinar o interesse (fixação longa) ou a faltade interesse por um ou outro elemento visual.Podem-se deduzir dos diferentes motivos visuaisdeterminados nos exemplos ilustrados nas figuras 6 a 11,possíveis melhorias nos elementos de interface piloto-cabine de pilotagem ou nos procedimentos de utilizaçãodestes elementos de interface (por exemplo, procedimentode vôo, etc.), ou podem servir para a conformação dospilotos aos elementos de interface da cabine depilotagem.

A título de exemplo, ao determinar um ou mais motivosvisuais caracterizando a utilização de um instrumentopelo piloto, a invenção permite determinar em que momentoum sistema de exibição localizado no alto, acima dacabeça do piloto ("head Up Display"), deveria serutilizado para otimizar sua utilização. A invenção tambémpermite determinar se tal elemento de exibição érealmente utilizado pelo piloto em um tipo de veículoespecífico.

Em outro exemplo, a invenção permite perceber que opiloto constrói mentalmente uma representação visual emtrês dimensões da posição de seu veículo no espaço, eisto, unicamente baseado em informações em duas dimensõesfornecidas por estes instrumentos de bordo.

A invenção pode então servir de base para conceber umnovo instrumento fornecendo uma representação visual emtrês dimensões da posição do veículo no espaço.

A invenção é particularmente vantajosa para determinar asinformações realmente úteis que são fornecidas porelementos de interface do painel de controle.

De fato, graças à captura e ao processamento qualitativode dados optométricos, a invenção permite separar asinformações indispensáveis ao utilizador daquelas que nãosão especialmente úteis ou então que são redundantes.

Por outro lado, a invenção aplica-se a outras duplasutilizador-ambiente de trabalho, tais como um condutor deautomóvel, de trem ou de navio em interação com um painelde controle, ou então um utilizador de um programainformático em interação com um computador (tela,teclado, etc.) permitindo sua execução, ou até mesmo umutilizador usando seu telefone portátil.

A invenção permite assim, ao determinar motivos visuaisque refletem a utilização pelo utilizador de elemento(s)de interface do veículo, do computador, do telefoneportátil, etc., avaliar a interação utilizador-ambientede trabalho e agir em conseqüência, por exemplo, sobre aergonomia do posto de trabalho do utilizador.

Claims (12)

1. Método de processamento de dados, representativos deuma interação entre um utilizador (12) e seu ambiente detrabalho (14), caracterizado pelo fato de compreender asseguintes etapas:- captura (El) de dados representativos da posição aolongo do tempo do olhar do utilizador sobre elementosvisuais de uma cena visual que faz parte de seu ambientede trabalho, durante a interação entre o utilizador epelo menos um elemento de interface do ambiente detrabalho, sendo a captura destes dados efetuada por umaparelho optométrico,- processamento (E3) de dados assim capturados em vistade determinar pelo menos um motivo visual compreendendouma seqüência de elementos visuais que se repetem váriasvezes ao longo do tempo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de pelo menos um dos elementos visuais do ditopelo menos um motivo visual satisfazer pelo menos umcritério predeterminado.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender uma etapaprévia (E2) de processamento estatístico dos dadoscapturados, e a etapa de processamento dos dados em vistade determinar pelo menos um motivo visual ser efetuada emfunção do resultado da etapa de processamentoestatístico.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de a etapa do processamento estatístico dosdados capturados fornecer o número de ocorrências de pelomenos alguns dos elementos visuais olhados peloutilizador ao longo do tempo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de o processamento de dados em vista dedeterminar pelo menos um motivo visual ser efetuado apartir dos elementos visuais cujos números de ocorrênciassão os mais elevados.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 5, caracterizado pelo fato de a etapa de capturade dados fornecer dados sobre o comportamento visual doutilizador associado a pelo menos alguns dos elementosvisuais olhados pelo utilizador ao longo do tempo.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 6, caracterizado pelo fato de a etapa de capturados dados ser efetuada durante um intervalo de tempodeterminado.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 7, caracterizado pelo fato de a etapa de capturados dados ser efetuada no quadro de um cenário ligado aodesenvolvimento de um procedimento determinado deutilização do ambiente de trabalho do utilizador.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 8, caracterizado pelo fato de o utilizador ser umpiloto de um veículo interagindo com os elementos deinterface de um painel de controle do veículo.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de o veículo ser um avião.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de o veículo ser um veículoautomóvel.

12. Sistema de processamento de dados, representativos deuma interação entre um utilizador e seu ambiente detrabalho, caracterizado pelo fato de compreender:- um aparelho (10) de captura de dados optométricosrepresentativos da posição ao longo do tempo do olhar doutilizador sobre elementos visuais de uma cena visual quefaz parte de seu ambiente de trabalho, durante ainteração entre o utilizador e pelo menos um elemento deinterface do ambiente de trabalho,- meios (17) de processamento de dados assim capturadosem vista de determinar pelo menos um motivo visualcompreendendo uma seqüência de elementos visuais que serepetem várias vezes ao longo do tempo.