CN103282847A - 带有眼睛追踪系统的用于监视工业系统的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于利用监视系统通知工业系统中的至少第一状况以便将对该工业系统进行监视的操作人员的注意力吸引至该至少一个状况的方法。该方法包括在监视系统的显示屏的第一部分显示(S1)第一状况，利用眼睛追踪来确定(S2)显示屏上用户所关注的区域，用户所关注的区域不同于该第一部分，并且向用户警告(S3)该第一状况以便允许用户被通知以工业系统中的该第一状况。这里还提供了一种监视系统。

Description

带有眼睛追踪系统的用于监视工业系统的方法和系统
技术领域
本发明总体上涉及一种用于监视工业系统的方法以及用于实施该方法的监视系统。
背景技术
工业系统的系统操作人员面临着操作人员屏幕上的大量信息，该屏幕显示工业系统或工业过程的状态。例如在电力系统中，操作人员必须对包括多个变电所、变压器站点、供电线路以及形成配电网络的其它电力设备的局部配电网络进行监视。
当前在操作人员屏幕上显示数据的方式(其包括针对工业系统中的不同设备状态使用不同颜色)所存在的问题在于，操作人员将始终被呈现以关于整个工业系统或状态的数据。因此，由于呈现大量信息而可能出现的是，操作人员将不会在状况出现时注意到工业系统中的该状况。
发明内容
所期望的是，操作人员或用户的注意力被吸引到操作人员屏幕中显示诸如工业系统中的警报或异常行为之类的状况的部分。由此，能够在状况出现之后不久更为有效地对该状况进行处理。
本发明的总体目标是提供一种用于确定对工业系统进行监视的操作人员或用户是否已经注意到在工业系统中出现状况的方法和系统。
状况要被理解为是工业系统中的故障、异常或非寻常行为。
工业系统要被理解为是任意类型的工业系统，诸如发电厂、工厂中的自动过程、局部配电网络或者更大部分的电网。
本发明的发明人已经意识到，可以利用眼睛追踪来促进经由监视系统对工业系统所进行的监视，该监视系统具有诸如操作人员屏幕之类的显示屏。为此，当操作人员监视显示屏时通过眼睛追踪单元对操作人员的眼睛移动进行分析以确定操作人员关注于显示屏的哪个区域。在工业系统中出现状况并且确定操作人员正关注于显示屏上并未呈现该状况的部分的情况下，该监视系统将会利用警报而把用户的注意力吸引至呈现该状况的部分。
因此，在本发明的第一方面，提供了一种用于利用监视系统对工业系统中的至少第一状况进行通知的方法，该方法包括：在监视系统的显示屏的第一部分中显示第一状况；利用眼部追踪确定用户在该显示屏上所关注的区域，用户所关注的区域不同于该第一部分；并且向用户警告该第一状况以便允许用户被通知以工业系统中的该第一状况。
结果，提高了对工业系统进行监视的操作人员或用户将察觉到该状况的概率。
在一个实施例中，警告可以包括对显示屏的第一部分中所显示的至少一个对象进行放大。由此用户的注意力将被吸引至该状况，同时该状况的附加细节可以由于放大视图而得以呈现。
一个实施例可以包括通过检测用户动作来验证用户已经被通知以该第一状况；并且返回显示屏的正常观看模式。因此，能够向在其中实施该方法的监视系统提供用户已经注意到该状况的验证。
该警告可以包括发出可听见的警报。
可替换地或除此之外，警告可以包括在显示屏上发出视觉警报。
一个实施例可以包括在该显示屏的第二部分中显示工业系统的第二状况，该第二部分不同于用户所关注的区域；并且对显示屏的第二部分中所显示的至少一个对象进行放大。
第一和第二部分中经放大的至少一个对象可以同时被显示在显示屏上。
因此可获得效果是，可以同时在显示屏上显示若干状况。有利地，用户的注意力可以被吸引至工业系统中的若干同时的状况。
一个实施例可以包括针对第一和第二状况中的每一个确定权重参数，其中首先针对与第一和第二状况中具有对应于工业系统中更为严重的状况的权重参数的状况相关联的那些对象执行放大步骤。因此，最为严重的状况可以首先被呈现给用户。
可替换地，最为严重的状况之外的任意其它状况将不会被显示或放大直至用户已经采取了应对该最为严重的状况的行动。
放大可以包括放大至少一个对象以使得其基本上覆盖整个显示屏。由此，与该状况相关的细节可以被呈现给用户，这可能是有利的，原因在于显示屏通常包括与工业系统相关的大量信息并且如果与状况相关的信息未被放大则可能难以了解与该状况相关的细节。
在一个实施例中，可以仅在第一部分和用户所关注的区域有所不同时才执行放大步骤。
一个实施例可以包括从工业系统接收数据，该数据包括工业系统的第一状况的信息。因此，可以从工业系统接收输入信号从而允许基于来自工业系统的状态数据而对工业系统的图形表示形式进行更新。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于对工业系统进行监视的监视系统，该监视系统包括：输入单元，其被配置为从工业系统接收数据，该数据包括工业系统的第一状况的信息；显示设备，其具有显示屏，该显示屏被配置为在该显示屏的第一部分中显示工业系统的第一状况；眼睛追踪单元，其被配置为确定该监视系统的用户在该显示屏上所关注的区域；处理器，其被配置为在用户所关注的区域不同于该显示屏的第一部分时向该监视系统提供警告从而向用户通知该第一状况。
该处理器可以被配置为对该显示屏的第一部分中的对象进行放大以由此提供警告。
如对于本领域技术人员将显而易见的，本发明的第一和第二方面基本上体现了相同或相似的优势。
以下将公开附加的特征和优势。
附图说明
现在将参考附图利用非限制性示例对本发明及其优势进行描述，其中：
图1示出了根据本发明实施例的监视系统的示意性框图。
图2a-b示出了本发明的一个实施例的第一操作示例。
图3a-b示出了本发明的一个实施例的第二操作示例。
图4a-b示出了用于在显示屏上通知工业系统中的状况的方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的监视系统1的实施例的框图。监视系统1包括输入单元3、显示设备5、眼睛追踪单元7和处理器9。输入单元3可以从工业系统11接收数据。输入单元3所接收的数据例如可以涉及工业系统11的状态。输入单元3通常可以是适于连接至工业系统11的数据接口。
工业系统11例如可以是发电厂、工厂中的自动化过程、局部配电网络或者更大部分的电网。
由输入单元3从工业系统11所接收的数据可以包括与该工业系统中的设备状态相关的信息。例如，如果该工业系统是局部配电网，则输入单元3可以接收电力线路的状态、诸如变压器和继电器之类的变电所设备的状态。
在一个实施例中，输入单元3连接至处理器9。输入单元3所接收的数据因此可以被提供至处理器9。
工业系统11可以在显示设备5的显示屏5-1(例如图2a所示)上图形表示。显示设备5可以是已有类型的计算机屏幕，诸如操作人员屏幕。同样预见到，显示屏可以是能够以三维立体视图呈现图形的类型。
显示设备5通常能够从处理器9接收信息。因此，由显示屏5-1上的对象所表示的工业系统11中的设备的状态基本上可以在显示屏上实时更新和呈现。
眼睛追踪单元7可以连接至处理器9以向处理器9提供与显示屏上用户将他/她的眼睛所关注的区域有关的信息。眼睛追踪单元7可以利用例如红外光之类的任意已知方法来确定眼睛所关注的方向，例如瞳孔所关注的方向。在这里将不对眼睛追踪技术进一步阐述，因为眼睛追踪技术的基本操作通常是已知的。
参考图2a-b，示出了本发明的一个实施例的操作示例。
图2a示出了显示设备5的显示屏5-1。显示屏5-1显示了电力系统11’的一部分的表示形式，该电力系统11’在此示例工业系统11。电力系统11’包括电力线路A1、A2和A3，以及变电所和变压器，诸如变压器11-1。
眼睛追踪单元7检测用户13的眼睛所关注的方向。在该示例中，用户的眼睛关注区域5-3。
诸如故障状况的状况C出现在变压器11-1。输入单元3接收详细表述变压器11-1的状态的数据。如果眼睛追踪单元7确定用户并没有关注于显示屏5-1的第一部分5-2，变压器11-1位于该第一部分5-2中，则在预定时间量之后，处理器9将放大第一部分5-2中诸如变压器11-1的对象。经放大的第一部分5-2在图2b中示出。
因此，显示设备5可以在两种模式之间进行切换；正常观看模式以及警告模式，其中在警告模式，显示屏5-1的包含要引起用户13注意的状况的部分被放大。
然而，应当理解的是，警告可以为不同于对第一部分中所显示的对象进行放大的其它形式。例如，可以以可听见的警报的形式来提供警告。可替换地，警告可以作为视觉警报或者视听警报来提供。视觉警报例如可以为显示在显示屏上的文本串或者呈现在显示屏上的视觉效果。
在一个实施例中，在显示屏5-1呈现以警告模式时，用户13将必须为显示屏5-1提供针对监视系统1的用户输入或用户动作以进入正常观看模式。这样的用户动作可以是提供用户已经确实被通知以状况C的验证的任意指示。例如，这样的用户动作可以是用户13按压按钮，按下连接至监视系统1的键盘上的按键。可替换地或除此之外，用户动作可以是当用户比预定阈值更长地关注显示屏中显示该状况的第一部分时。眼睛追踪单元和处理器可以确定用户的眼睛已经关注呈现该状况的显示屏部分足够长，而产生该状况已经被通知给用户的验证。作为结果，显示屏可以被设置为正常观看模式。
参考图3a-b，示出了发本发明的另一个操作示例。
以与已经在图2a中示出的类似方式，工业系统11的图形表示11’被呈现在显示设备5的显示屏5-1上。分别处于变压器11-1和11-2中的第一状况C-1和第二状况C-2已经被检测到并呈现在显示屏5-1上。第一状况C-1被呈现于显示屏5-1的第一部分5-2中。第二状况C-2被呈现于显示屏5-1的第二部分5-4中。
眼睛追踪单元7检测到用户13的眼睛关注于区域5-3。区域5-3不同于第一部分5-2和第二部分5-4。因此，为了将用户的注意力吸引至第一和第二状况C-1和C-2，第一部分5-2和第二部分5-4中的对象被放大，如图3b所示。这样的对象例如可以是变压器11-1和11-2的部件或部分，或者该对象可以是整个变压器11-1和11-2。该对象也可以是变压器11-1和11-2以及与第一和/或第二部分5-2、5-4中所显示的状况相关的附加组件。相同变化也可以被应用于图2a-b的示例。
在一个实施例中，权重参数W-1和W-2分别与第一状况C-1和第二状况C-2相关联。权重参数W-1和W-2可以提供第一和第二状况C-1和C-2的严重性和重要性的量度。通常，可以利用与每个状况相关联的唯一权重参数来确定多个状况的严重性或重要性。
当已经被确定时，权重参数W-1和W-2可以相互比较。该确定例如可以由处理器9来执行。该比较可以由处理器9执行。在一些实施例中，当输入单元3接收到数据时，可能已经在监视系统1之外进行了该确定。
在一个实施例中，利用权重参数而被确定为最为重要的状况被首先放大以便允许用户关注于解决最为重要或严重的状况。
在本发明的一种变化形式中，可以以与以上示例中所描述的相类似的方式在显示屏上显示并放大多个状况。
应当注意的是，如在工业系统中呈现一种状况的情况下已经如上参考图2a-b详细描述的，当同时呈现若干状况时，不同于放大的警告也是可能的。
现在将参考图4a-b对这里所描述的方法在下面进行更为详细地描述。
图4a示出了用于在显示屏5-1上通知工业系统11中的状况的方法的流程图。这些方法的示例已经在上文中被给出。
在步骤S0，来自工业系统11的数据被输入单元3所接收。该数据通常包括工业系统11中的设备的状态信息。这样的状态信息可以指示工业系统11中出现一种或多种状况。
在步骤S1，如果工业系统11中出现状况，则该状况被显示在显示屏5-1上。该状况可以被显示在显示屏5-1的第一部分中，该第一部分对应于工业系统11的图形表示形式中的表示遭受工业系统11中的该状况的设备的部分。
在步骤S2，利用眼睛追踪确定用户关注于显示屏5-1上的何处。
如果用户在显示屏5-1上所关注的区域不同于第一部分，即示出该状况的部分，在警告步骤S3通知用户该状况。
在一个实施例中，警告步骤S3包括在放大步骤S4中放大第一部分中的至少一个对象。放大步骤S4可以包括放大至少一个对象以使得其基本上覆盖整个显示屏5-1。
在一些实施例中，放大可以包括与至少一个对象的视图没有被放大即显示屏处于正常观看模式时相比，呈现该至少一个对象的不同视图。
在一些实施例中，警告步骤S3可以包括提供例如可听见警报或视觉警报，诸如在显示屏5-1上提供闪烁效果。可替换地，可以发出视听警报。由此，没有注意到显示屏的用户应当会了解到工业系统中的状况。
在步骤S5，基于对用户所执行的用户动作的检测而验证用户已经被通知以该状况。当已经验证用户已经被通知以该状况时，显示屏在步骤S6从警告模式返回正常观看模式。
在本发明的一些变化形式中，如图4b所示，执行确定工业系统11中的状况的权重参数的步骤S2-1。该权重参数可以用作所涉及状况的重要性或严重性的指示。
在步骤S2-2，可以对所确定的权重参数进行比较以便确定哪个状况最为重要以吸引用户的注意力。
本领域技术人员意识到的是，本发明绝非局限于以上所描述的实施例。与之相反，可以在所附权利要求的范围内进行许多修改和变化。例如，显示屏呈现状况的部分可以在用户关注到该状况时被放大，其中如果该状况并未呈现于显示屏的该部分之中，则即使用户对其有所关注，显示屏的相同部分也将不会被放大。

Claims (14)

1.一种利用监视系统(1)对工业系统(11)中的至少第一状况(C；C-1)进行通知的方法，所述方法包括：
在所述监视系统的显示屏(5-1)的第一部分(5-2)中显示(S1)所述第一状况(C；C-1)；
利用眼部追踪确定(S2)用户(13)在所述显示屏(5-1)上所关注的区域(5-3)，所述用户(13)所关注的区域(5-3)不同于所述第一部分(5-2)；以及
向所述用户警告(S3)所述第一状况(C；C-1)以便允许所述用户(13)被通知以所述工业系统(11)中的所述第一状况(C；C-1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述警告(S3)包括对所述显示屏(5-1)的所述第一部分(5-2)中所显示的至少一个对象(11-1)进行放大(S4)。
3.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括：
通过检测用户动作来验证(S5)所述用户已经被通知以所述第一状况；以及
返回(S6)所述显示屏(5-1)的正常观看模式。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述警告(S3)包括发出可听见的警报。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述警告(S3)包括在所述显示屏上发出视觉警报。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，包括：
在所述显示屏(5-1)的第二部分(5-4)中显示(S1)所述工业系统的第二状况，所述第二部分(5-4)不同于所述用户(13)所关注的所述区域(5-3)；以及
对所述显示屏(5-1)的所述第二部分(5-4)中所显示的至少一个对象进行放大(S4)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一部分和所述第二部分(5-2，5-4)中经放大的至少一个对象同时被显示在所述显示屏(5-1)上。
8.根据权利要求6或7所述的方法，包括针对所述第一状况和所述第二状况(C-1，C-2)中的每一个确定(S2-1)权重参数(W-1，W-2)，其中首先针对与所述第一状况和所述第二状况(C-1，C-2)中具有对应于所述工业系统(11)中更为严重的状况的权重参数(W-1，W-2)的状况相关联的那些对象执行放大步骤(S4)。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的方法，其中所述放大(S4)包括放大所述至少一个对象以使得其基本上覆盖整个显示屏(5-1)。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中仅在所述第一部分(5-2)和所述用户(13)所关注的所述区域(5-3)有所不同时才发生所述警告步骤(S4)。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括从所述工业系统(11)接收(S0)数据，所述数据包括所述工业系统的所述第一状况(C；C-1)的信息。
12.一种包括其上存储有计算机可执行代码的计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可执行代码在被执行时实施根据权利要求1-11中任一项的方法。
13.一种用于对工业系统(11)进行监视的监视系统(1)，所述监视系统(1)包括：
输入单元(3)，其被配置为从所述工业系统(11)接收数据，所述数据包括所述工业系统(11)的第一状况(C；C-1)的信息；
显示设备(5)，其具有显示屏(5-1)，所述显示屏被配置为在所述显示屏(5-1)的第一部分(5-2)中显示所述工业系统(11)的所述第一状况(C；C-1)；
眼睛追踪单元(7)，其被配置为确定所述监视系统(1)的用户(13)在所述显示屏(5-1)上所关注的区域(5-3)；和
处理器(9)，其被配置为在所述用户(13)所关注的区域(5-3)不同于所述显示屏(5-1)的所述第一部分(5-2)时向所述监视系统提供警告从而向所述用户通知所述第一状况(C；C-1)。
14.根据权利要求13所述的监视系统(1)，其中所述处理器被配置为对所述显示屏(5-1)的所述第一部分(5-2)中的对象进行放大以由此提供所述警告。
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