CN110025292B - 一种多维深度知觉测试实验装置 - Google Patents

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Abstract

多维深度知觉测试实验装置，箱体上开有观察窗，箱体架设在底座上，底座内安装有单片机，底座靠近观察窗一侧设有参数设置和显示界面，单片机连接外部控制按钮和参数设置和显示界面；箱体内安装有固定标志杆、移动标志杆、照明灯和机架，移动标志杆安装在机架上的移动滑块上，机架上安装有相互垂直的纵向螺杆和横向螺杆，移动滑块分别与纵向螺杆和横向螺杆啮合，纵向螺杆的端部连接第二电机、第二激光测距仪，横向螺杆的端部连接第一电机、第一激光测距仪，第一电机和第二电机的控制端分别连接单片机；第一激光测距仪和第二激光测距仪的输出端连接单片机。本发明操作方便、准确性高。

Description

一种多维深度知觉测试实验装置
技术领域
本发明是用于测试研究人们深度知觉能力的一种装置。
背景技术
深度知觉作为一种人们对外界刺激物体远近距离的感知能力，在日常生活中对于人们判断外界物体的远近距离有着十分重要的意义，并且广泛地应用于飞行员、运动员以及其他与深度知觉有关的专业人员的测试与选拔。
现今在市面上的大多数产品是通过判断一根移动标志杆与两根固定标志杆的相对位置关系来测试使用者在视觉深度上的差异特性。并且在实验时需要两位测试者进行配合使用，一人测试，一人进行读数，操作复杂不便，且误差较大。
发明内容
本发明要克服现有技术的结构复杂、需要人工进行测量且误差较大的缺点，提出了一种结构简单，能够自动测量计算相对位置距离的多维深度知觉测试实验装置。
本发明的多维深度知觉测试实验装置包括箱体17，箱体17上开有观察窗13，箱体17架设在底座16上，其特征在于：底座16内安装有单片机，底座16靠近观察窗13一侧设有参数设置和显示界面14，单片机连接外部控制按钮15和参数设置和显示界面14；箱体17内安装有固定标志杆4、移动标志杆10、照明灯6和机架7，移动标志杆10安装在机架上的移动滑块2上，机架上安装有相互垂直的纵向螺杆3和横向螺杆1，移动滑块2分别与纵向螺杆3和横向螺杆1啮合，纵向螺杆3的端部连接第二电机12、第二激光测距仪11，横向螺杆的端部连接第一电机9、第一激光测距仪8，第一电机9和第二电机12的控制端分别连接单片机；第一激光测距仪8和第二激光测距仪11的输出端连接单片机。
进一步，所述的单片机中包括：用于控制第一电机9和第二电机12的控制模块、数值计算模块、数据记录模块、统计分析模块，其中的数值计算模块通过计算显示横向与纵向两个方位的与 />来表示测试者的深度知觉能力，/> 、分别是第一激光测距仪8、第二激光测距仪11与上移动标志杆10的相对位置距离，、/>是固定标志杆4与第一激光测距仪8、第二激光测距仪11之间的固定距离。统计分析模块主要通过分析计算多次实验所得 />与 />的均值与方差来反映总体的深度知觉能力。数据记录模块记录第一激光测距仪8、第二激光测距仪11的输出数据和数值计算模块的结算结果、统计分析模块的统计结果。
本发明通过固定的下标志杆4与移动的上标志杆10来对使用者进行两个方位上的测试。在测试过程中，不同于现有技术在实验时需要两位测试者进行配合使用，一人测试，一人进行读数，本发明只需要测试者通过手中的控制按钮进行确定就可以进行相关参数的输入，使装置的操作更加简单高效。并且装置的测量过程摈弃了传统的刻度尺测量，采用激光测距仪进行距离测量，提高了装置测量结果的准确性。
本发明的优点是：本发明提高了测量的准确性与可操作性。并且添加了数据统计模块与数据记录模块，使得本发明不仅对于个体性数据有了更好的记录分析能力，并且对群体性、大规模的测试实验数据也具有更加全面的处理、分析能力。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图。
图2是本发明的示意图。
图3是本发明的纵向相对误差距离示意图。
图4是本发明的横向相对误差示意图。
图5是本发明的控制模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
本发明的多维深度知觉测试实验装置包括箱体17，箱体17上开有观察窗13，箱体17架设在底座16上，其特征在于：底座16内安装有单片机，底座16靠近观察窗13一侧设有参数设置和显示界面14，单片机连接外部控制按钮15和参数设置和显示界面14；箱体17内安装有固定标志杆4、移动标志杆10、照明灯6和机架7，移动标志杆10安装在机架上的移动滑块2上，机架上安装有相互垂直的纵向螺杆3和横向螺杆1，移动滑块2分别与纵向螺杆3和横向螺杆1啮合，纵向螺杆3的端部连接第二电机12、第二激光测距仪11，横向螺杆的端部连接第一电机9、第一激光测距仪8，第一电机9和第二电机12的控制端分别连接单片机；第一激光测距仪8和第二激光测距仪11的输出端连接单片机；
单片机中包括：用于控制第一电机9和第二电机12的控制模块、数值计算模块、数据记录模块、统计分析模块，其中的数值计算模块通过计算显示横向与纵向两个方位的 与 />来表示测试者的深度知觉能力，如图3、4所示/>、/>分别是第一激光测距仪8、第二激光测距仪11与上移动标志杆10的相对位置距离，、/>是固定标志杆4与第一激光测距仪8、第二激光测距仪11之间的固定距离。统计分析模块主要通过分析计算多次实验所得 />与/> 的均值与方差来反映总体的深度知觉能力。数据记录模块记录第一激光测距仪8、第二激光测距仪11的输出数据和数值计算模块的结算结果、统计分析模块的统计结果。
本发明通过固定的下标志杆4与移动的上标志杆10来对使用者进行两个方位上的测试。在测试过程中，不同于现有技术在实验时需要两位测试者进行配合使用，一人测试，一人进行读数，本发明只需要测试者通过手中的控制按钮进行确定就可以进行相关参数的输入，使装置的操作更加简单高效。并且装置的测量过程摈弃了传统的刻度尺测量，采用激光测距仪进行距离测量，提高了装置测量结果的准确性。
本发明可以测试在不同速率条件下人们对于物体远近距离的感知能力。在设置不同速率的情况下，测试者通过直视观察窗13，利用外部控制按钮15调节上移动标志杆10与固定标志杆4的相对位置。在测试者判定结束后，通过装置显示的测试结果，可以准确反映出测试者对外界物体远近的感知能力。
本发明装置主要结构如上图1、2所示，包括：1.横向螺杆 2.移动滑块 3.纵向螺杆4.固定标志杆 5.横向滑块 6.照明灯 7.支撑支架 8.第一激光测距仪 9.第一电机 10.移动标志杆 11.第二激光测距仪 12.第二电机 13.观察窗 14.参数设置与显示界面 15.外部控制按钮 16.装置底座 17.外箱体。
本发明装置的参数设置与显示如图5所示，主要的输入指令由外部控制器与装置的控制面板来实现，而装置相关控制功能的实现由80C51单片来完成。
本发明的使用过程为：参与测试者通过参数设置和显示界面14中的启动按钮启动装置，照明灯6开始点亮，测试人员根据相关实验需求对相应的速率按钮进行设置。在相关指令设定后，参与测试人员坐在与观察窗13约两米的位置进行实验，实验过程中被测试者的视线与观察窗保持相互垂直。每一个测试人员根据自己视线中两根标志杆的相对位置，通过手中的外部控制按钮15对装置中的移动滑块2进行前后左右的移动操作，当移动滑块2带动上移动标志杆10与下固定标志杆5在一条竖直直线上时，按下手中控制器中的确定按钮。在装置判定操作结束后，装置两侧的第一激光测距仪8、第二激光测距仪11将会对上移动标志杆10进行相应距离的测量，通过单片机的数值计算模块计算相应数值结果反映被测者的深度知觉能力。
本发明在两个维度上进行了相关测试，使得测试结果能更加全面的反映出被测者的深度感知能力，提高了发明本身的实用价值。
由80C51单片机实现整个装置的运动控制。且在发明中添加了数据记录与储存模块，可以实现对测试者每一次实验结果的储存，便于使用者的二次查询以及纸质数据记录过程中不必要的资源浪费。同时可以进行的数值计算与数据统计分析能力，能够分析计算多次实验所得相对误差距离的均值与方差。
在整一过程中，实验与测量都只需一个人就可以进行相关操作，大大地提高了整个装置的可操作性。且与市面上的一般实验器材相比较，本发明采用了激光测距仪进行测距，降低了因实验测量产生的相对误差。

Claims (1)

1.多维深度知觉测试实验装置，包括箱体（17），箱体（17）上开有观察窗（13），箱体（17）架设在底座（16）上，其特征在于：底座（16）内安装有单片机，底座（16）靠近观察窗（13）一侧设有参数设置和显示界面（14），单片机连接外部控制按钮（15）和参数设置和显示界面（14）；箱体（17）内安装有固定标志杆（4）、移动标志杆（10）、照明灯（6）和机架（7），移动标志杆（10）安装在机架上的移动滑块（2）上，机架上安装有相互垂直的纵向螺杆（3）和横向螺杆（1），移动滑块（2）分别与纵向螺杆（3）和横向螺杆（1）啮合，纵向螺杆（3）的端部连接第二电机（12）、第二激光测距仪（11），横向螺杆的端部连接第一电机（9）、第一激光测距仪（8），第一电机（9）和第二电机（12）的控制端分别连接单片机；第一激光测距仪（8）和第二激光测距仪（11）的输出端连接单片机；
所述的单片机中包括：用于控制第一电机（9）和第二电机（12）的控制模块、数值计算模块、数据记录模块、统计分析模块，其中的数值计算模块计算显示横向与纵向两个方位的与/>； />、/>分别是第一激光测距仪（8）、第二激光测距仪（11）与上移动标志杆（10）的相对位置距离，/>、/>是固定标志杆（4）与第一激光测距仪（8）、第二激光测距仪（11）之间的固定距离；统计分析模块主要通过分析计算多次实验所得/>与 />的均值与方差；数据记录模块记录第一激光测距仪（8）、第二激光测距仪（11）的输出数据和数值计算模块的结算结果、统计分析模块的统计结果，从而反映出测试者对外界物体远近的感知能力。
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