RU2432120C2 - Method for safe condition assessment in control system operators - Google Patents

Method for safe condition assessment in control system operators Download PDF

Info

Publication number
RU2432120C2
RU2432120C2 RU2009140015/14A RU2009140015A RU2432120C2 RU 2432120 C2 RU2432120 C2 RU 2432120C2 RU 2009140015/14 A RU2009140015/14 A RU 2009140015/14A RU 2009140015 A RU2009140015 A RU 2009140015A RU 2432120 C2 RU2432120 C2 RU 2432120C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
operator
state
psychophysical
parameters
eyeball
Prior art date
Application number
RU2009140015/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009140015A (en
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС"
Priority to RU2009140015/14A priority Critical patent/RU2432120C2/en
Publication of RU2009140015A publication Critical patent/RU2009140015A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432120C2 publication Critical patent/RU2432120C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine and engineering psychology, and can be used for condition monitoring of operators, pilots, drivers, persons being tested, patients, etc. in aviation, immediate response on changes of functional, emotional or psychophysical condition of a person and assessment of this condition. Eyeball motion parameters are checked out. The derived values are compared with operator's reference data in a normal condition. An immediate psychophysical operator's condition is assessed by measuring the ramp eyeball motion parameters, in a zone of cognitive changes.
EFFECT: method provides instant assessment of loss of operator's attention (or consciousness), or concentration due to attention or external factors, and also a moment of operator's concentration recovery.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к средствам контроля состояния операторов, пилотов, водителей, испытуемых, пациентов и т.п. и может быть использовано в авиации, медицине и других областях для мгновенного реагирования на изменения функционального, эмоционального или психофизического состояния человека и оценки этого состояния с целью повышения безопасности систем управления транспортными средствами, летательными аппаратами, диспетчерскими пунктами и проч.The invention relates to means for monitoring the status of operators, pilots, drivers, subjects, patients, etc. and can be used in aviation, medicine and other fields for instant response to changes in the functional, emotional or psychophysical state of a person and assessment of this state in order to increase the safety of control systems for vehicles, aircraft, control rooms, etc.

Известен способ оценки психофизического состояния человека, в котором регистрируют диаметр зрачка, число актов моргания по данным видеоокулографии. Дополнительно регистрируют площадь фигуры, построенной по точкам максимального отклонения центра глаз от видимого среднего положения и сравнивают полученные данные с контрольными значениями (см. патент РФ №2337607, А61В 3/113, 2007.03.28).A known method for assessing the psychophysical state of a person, in which the diameter of the pupil is recorded, the number of blinking acts according to video oculography. Additionally, the area of the figure constructed by the points of maximum deviation of the eye center from the apparent average position is recorded and the obtained data is compared with control values (see RF patent No. 2337607, АВВ 3/113, 2007.03.28).

Недостатком известного способа является низкая информативность и недостаточное быстродействие: для целого ряда применений важно определить изменение состояния оператора за доли секунды. Кроме того, определенные процессы, происходящие в его организме, отражаются преимущественно на быстрых движениях глазного яблока и век.The disadvantage of this method is the low information content and lack of speed: for a number of applications it is important to determine the change in the state of the operator in a split second. In addition, certain processes occurring in his body are reflected mainly in the rapid movements of the eyeball and eyelids.

Наиболее близким к предложенному является способ оценки психофизического состояния, в частности сонливости оператора. Для этого контролируют такие сравнительно медленно изменяющиеся (низко- и среднечастотные) параметры, как стабильность взгляда, скорость саккад и их частота, длительность моргания и сканирующее поведение оператора в целом (см. патент США №6091334, G08B 21/06, 04.09.1998 г.). Эти параметры сравниваются с предварительно полученным набором данных бодрствующего оператора и по результатам сравнения определяют психофизическое состояние.Closest to the proposed is a method for assessing the psychophysical state, in particular the drowsiness of the operator. To do this, control such relatively slowly changing (low and medium frequencies) parameters as gaze stability, saccade speed and frequency, blink time and scanning behavior of the operator as a whole (see US patent No. 6091334, G08B 21/06, 09/04/1998 g .). These parameters are compared with a previously obtained set of data from an awake operator and determine the psychophysical state based on the results of the comparison.

Несмотря на то, что известный способ учитывает более быстрые процессы, происходящие в глазу, а именно моргание, сканирование и скорость саккад, он также не позволяет определять состояние оператора за доли секунды. Основной причиной этого является совместное использование быстрых и медленных процессов и усреднение, используемое при реализации способа. Кроме того, данный способ недостаточно информативен: выбор контролируемых параметров обеспечивает фиксацию только сонливости оператора, но не позволяет с достаточной степенью достоверности определять другие случаи неадекватного поведения, например перевозбуждение, перегрузку, воздействие препаратов, эмоциональное состояние.Despite the fact that the known method takes into account the faster processes occurring in the eye, namely blinking, scanning and saccade speed, it also does not allow to determine the state of the operator in a split second. The main reason for this is the combined use of fast and slow processes and the averaging used in the implementation of the method. In addition, this method is not sufficiently informative: the choice of controlled parameters ensures fixation only of the operator’s drowsiness, but does not allow to determine with a sufficient degree of certainty other cases of inadequate behavior, for example, overexcitation, overload, exposure to drugs, emotional state.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является повышение информативности и быстродействия способа.Thus, the technical result expected from the use of the invention is to increase the information content and speed of the method.

Указанный результат достигается тем, что в способе оценки психофизического состояния операторов систем управления, включающем контроль параметров движения глазного яблока оператора и сравнение полученных величин с данными оператора, находящегося в нормальном состоянии, контролируют быстроизменяющиеся параметры движения глазного яблока, по результатам контроля быстроизменяющихся параметров движения глазного яблока формируют комплексный показатель мгновенного психофизического состояния оператора и сравнивают полученное значение с предварительно полученным комплексным показателем мгновенного психофизического состояния оператора, находящегося в нормальном состоянии, и по величине отклонения принимают решение о степени безопасности участия оператора в работе системы управления.This result is achieved by the fact that in the method for assessing the psychophysical state of operators of control systems, including monitoring the parameters of the eyeball movement of the operator and comparing the obtained values with the data of the operator in normal condition, control the rapidly changing parameters of the eyeball, according to the results of monitoring the rapidly changing parameters of the eyeball form a complex indicator of the instant psychophysical state of the operator and compare the obtained values f with a previously obtained comprehensive indicator of the instant psychophysical state of the operator in a normal state, and by the magnitude of the deviation, they decide on the degree of safety of the operator’s participation in the operation of the control system.

При этом в качестве быстроизменяющихся параметров выбирают микросаккады и/или тремор.In this case, microcaccades and / or tremors are selected as rapidly changing parameters.

Кроме того, контроль быстроизменяющихся параметров осуществляют в диапазоне частот 20-1500 Гц.In addition, control of rapidly changing parameters is carried out in the frequency range of 20-1500 Hz.

Целесообразно также по отклонению комплексного показателя мгновенного психофизического состояния оператора от предварительно полученного значения предварительно сначала понижать (повышать) оценку психофизического состояния оператора, а после поступления данных о величине отклонения среднечастотных и низкочастотных параметров от их нормальных значений производить уточнение величины снижения (повышения) оценки психофизического состояния оператора.It is also advisable to deviate the complex indicator of the instant psychophysical state of the operator from the previously obtained value by first lowering (increasing) the assessment of the psychophysical state of the operator, and after receiving data on the deviation of the mid-frequency and low-frequency parameters from their normal values, refine the decrease (increase) in the assessment of the psychophysical state operator.

При этом в качестве комплексного показателя мгновенного психофизического состояния оператора используют интеграл амплитудно-частотной характеристики, ограниченной зонами когнитивного изменения быстроизменяющихся параметров движения глазного яблока.In this case, as an integrated indicator of the instant psychophysical state of the operator, the integral of the amplitude-frequency characteristic is used, limited by the zones of cognitive change of rapidly changing parameters of the eyeball movement.

Кроме того, быстроизменяющиеся параметры движения глазного яблока контролируют, направляя на глазное яблоко ультразвуковые колебания от источника, расположенного в очках оператора, и фиксируя допплеровскую задержку отраженного сигнала.In addition, the rapidly changing motion parameters of the eyeball are controlled by sending ultrasonic vibrations to the eyeball from a source located in the operator’s glasses and fixing the Doppler delay of the reflected signal.

Целесообразно также оценку безопасного состояния производить по сумме и/или разности комплексных показателей мгновенного психофизического состояния для обоих глаз оператора.It is also advisable to evaluate the safe state by the sum and / or difference of the complex indicators of the instant psychophysical state for both eyes of the operator.

Фиг.1-3 иллюстрируют реализацию предлагаемого способа. На фиг.1 показано расположение ультразвуковых приемо-передатчиков в очках оператора. На фиг.2 изображены амплитудно-частотные характеристики, полученные предварительно и в процессе оценки психофизического состояния оператора. На фиг.3 показан спектр частот тремора для левого и правого глаза.Figure 1-3 illustrate the implementation of the proposed method. Figure 1 shows the location of the ultrasonic transceivers in the glasses of the operator. Figure 2 shows the amplitude-frequency characteristics obtained previously and in the process of assessing the psychophysical state of the operator. Figure 3 shows the frequency spectrum of tremors for the left and right eyes.

На фиг.1 и 2 схематично обозначено: 1 - очки оператора, 2, 3 - ультразвуковой передатчик и приемник соответственно, 4 - процессор, 5 - приборная панель, 6 - видеокамера, 7, 8, 9 - амплитудно-частотные характеристики движений глазного яблока, 10, 11, 12 - зоны когнитивного изменения быстроизменяющихся параметров движения глазного яблока 13 оператора.1 and 2 schematically indicated: 1 - operator’s glasses, 2, 3 — ultrasonic transmitter and receiver, respectively, 4 — processor, 5 — dashboard, 6 — video camera, 7, 8, 9 — amplitude-frequency characteristics of eyeball movements , 10, 11, 12 - zones of cognitive change of rapidly changing motion parameters of the eyeball 13 of the operator.

Как явствует из описания графических материалов, предлагаемый способ может осуществляться с использованием различных средств контроля за движением глазного яблока испытуемого (оператора): видеокамера со средствами обработки изображения, оптический матричный датчик или ультразвуковой локатор (фиг.1).As follows from the description of graphic materials, the proposed method can be implemented using various means of monitoring the movement of the eyeball of the test person (operator): a video camera with image processing means, an optical matrix sensor or an ultrasonic locator (Fig. 1).

Существенным является лишь то, что контролируют именно высокочастотные движения глаза и формируют из них по заранее определенному алгоритму комплексный показатель состояния оператора, характеризующий его состояние в данный момент времени.The only important thing is that it is precisely the high-frequency eye movements that are controlled and, from them, according to a predetermined algorithm, form a complex indicator of the state of the operator that characterizes his state at a given time.

К среднечастотным параметрам относятся саккадические движения глаза оператора и нистагмы. К низкочастотным - медленные произвольные движения, дрейф. Поскольку эти параметры давно используются для оценки состояния оператора, их связь с его состоянием известна, в предлагаемом способе можно корректировать мгновенную оценку. Например, если комплексный показатель отклонился от нормального значения на пороговую величину или вышел из заданной зоны, в течение нескольких миллисекунд может быть введено ограничение на некоторые действия оператора, а через 1-2 секунды, после анализа дополнительно измеренных медленно изменяющихся величин, это ограничение может быть подтверждено или снято.The mid-frequency parameters include saccadic movements of the operator’s eye and nystagmus. To low-frequency - slow arbitrary movements, drift. Since these parameters have long been used to assess the state of the operator, their relationship with his state is known, in the proposed method, you can adjust the instantaneous estimate. For example, if a complex indicator deviates from a normal value by a threshold value or leaves a predetermined zone, a restriction on some operator actions may be introduced within a few milliseconds, and after 1-2 seconds, after analyzing additionally measured slowly varying quantities, this restriction may be Confirmed or withdrawn.

Помимо вышеназванного алгоритма формирования комплексного показателя состояния оператора, возможны другие, например, показатель может быть определен как сумма максимальных значений амплитудно-частотной характеристики в пределах зон когнитивного изменения или как сумма значений амплитудно-частотной характеристики на нескольких фиксированных частотах. Выбор наиболее информативного показателя, границ когнитивных зон или фиксированных частот производится по результатам предварительных испытаний. Например, при оценке состояния пилота испытуемого подвергают воздействию перегрузок и периодически тестируют, параметры амплитудно-частотной характеристики, наиболее сильно зависящие от величины перегрузки и/или потери внимания, выбирают для контроля в качестве комплексного показателя.In addition to the above algorithm for the formation of a complex indicator of the state of the operator, others are possible, for example, the indicator can be defined as the sum of the maximum values of the amplitude-frequency characteristics within the zones of cognitive change or as the sum of the values of the amplitude-frequency characteristics at several fixed frequencies. The most informative indicator, the boundaries of cognitive zones or fixed frequencies are selected according to the results of preliminary tests. For example, when assessing the state of a pilot, the test subject is subjected to overloads and periodically tested, the parameters of the amplitude-frequency characteristics that most strongly depend on the magnitude of the overload and / or loss of attention are selected for monitoring as a complex indicator.

Введенное выше понятие «зона когнитивности» означает, что в этой зоне быстроизменяющиеся параметры движения глазного яблока наиболее сильно зависят от характера когнитивных процессов, происходящих в мозгу оператора, т.е. наиболее полно отражают его состояние. Например, характеристика 9 на фиг.2 снята в нормальном состоянии оператора. Характеристика 7 получена в состоянии эмоционального возбуждения, в ходе решения сложной задачи, а характеристика 8 получена в состоянии сильного стресса, не позволяющего оператору быстро и правильно реагировать на изменение обстановки.The concept of “cognitive zone” introduced above means that in this zone the rapidly changing parameters of the eyeball movement most strongly depend on the nature of the cognitive processes occurring in the operator’s brain, i.e. most fully reflect his condition. For example, characteristic 9 in FIG. 2 is taken in the normal state of the operator. Characteristic 7 was obtained in a state of emotional excitement, during the solution of a complex problem, and characteristic 8 was obtained in a state of severe stress, which did not allow the operator to quickly and correctly respond to changes in the situation.

Как показано на фиг.1, в очки 1 встроены передатчик 2 и приемник 3 ультразвуковых колебаний. Задержка отраженного от глазного яблока 13 сигнала зависит от скорости движения глазного яблока 13. При этом по оси ординат амплитудно-частотной характеристики можно откладывать как скорость глазного яблока 13, так и амплитуду его движения, т.е. интеграл скорости, для чего на входе процессора 4 устанавливается интегратор. Важно подчеркнуть, что такой способ снятия амплитудно-частотной характеристики имеет дополнительное преимущество: длительное воздействие слабого ультразвукового сигнала на глаз оператора улучшает его состояние, повышает его устойчивость к стрессу, в том числе и за счет улучшения капиллярного кровообращения и ускорения клеточного метаболизма.As shown in FIG. 1, a transmitter 2 and a receiver 3 of ultrasonic vibrations are integrated in the glasses 1. The delay of the signal reflected from the eyeball 13 depends on the speed of movement of the eyeball 13. In this case, both the speed of the eyeball 13 and the amplitude of its movement can be delayed along the ordinate axis of the amplitude-frequency characteristic, i.e. speed integral, for which an integrator is installed at the input of processor 4. It is important to emphasize that this method of taking the amplitude-frequency characteristics has an additional advantage: the prolonged exposure to a weak ultrasonic signal on the operator’s eye improves his condition, increases its resistance to stress, including due to improved capillary circulation and accelerated cellular metabolism.

При оценке состояния оператора по разности комплексных показателей наиболее четко выявляется зависимость синхронности движений правого и левого глаза от психофизического состояния. При использовании суммы - зависимость интенсивности движений от состояния оператора.When assessing the state of the operator by the difference in complex indicators, the dependence of the synchronism of movements of the right and left eye on the psychophysical state is most clearly revealed. When using the sum, the dependence of the intensity of movements on the state of the operator.

Итак, предлагаемый способ не исключает необходимость контроля низко- и среднечастотных параметров для получения полной картины состояния оператора или принятия окончательного решения. Предлагается двухступенчатый контроль: при существенном отклонении комплексного показателя мгновенного психофизического состояния оператора от нормы система управления, в которой задействован оператор, приводится в состояние тревоги, действия оператора временно ограничиваются, усиливается контроль за его решениями и состоянием, включаются дублирующие механизмы и т.п., в частности производится сравнение низко- и среднечастотных параметров движения глазного яблока оператора (нистагмы, саккады, дрейф, сознательный перевод взгляда с одних приборов и органов управления на другие, корреляция таких движений с действиями оператора, исключение движений, обусловленных вибрацией или маневром) с нормальными значениям и по результатам контроля низко- и среднечастотных параметров движения глазного яблока оператора принимается скорректированное решение (ограничения сохраняются, усиливаются или снимаются, контроль продолжается или временно прекращается, состояние «тревоги» снимается и т.п.).So, the proposed method does not exclude the need to control low- and mid-frequency parameters to obtain a complete picture of the state of the operator or to make a final decision. A two-stage control is proposed: if the complex indicator of the instant psychophysical state of the operator deviates significantly from the norm, the control system in which the operator is involved is put into an alarm state, the operator’s actions are temporarily limited, control over his decisions and state is strengthened, duplicating mechanisms are activated, etc., in particular, a comparison is made of the low- and mid-frequency parameters of the operator’s eyeball movement (nystagmus, saccade, drift, conscious gaze translation from instruments and controls to others, the correlation of such movements with the actions of the operator, the exclusion of movements caused by vibration or maneuver) with normal values and based on the results of monitoring the low- and mid-frequency parameters of the movement of the eyeball of the operator, an adjusted decision is made (restrictions are maintained, strengthened or removed, monitoring continues or is temporarily stopped, the “alarm” state is removed, etc.).

Предполагается, что оценка психофизического состояния оператора однозначно связана со степенью безопасности его участия в работе системы или, что то же, с безопасностью системы «оператор - система управления».It is assumed that the assessment of the psychophysical state of the operator is uniquely related to the degree of safety of his participation in the system or, what is the same, to the safety of the “operator - control system” system.

Предлагаемый способ допускает следующие возможности контроля состояния оператора: в основном по быстроменяющимся параметрам (по величине комплексного показателя, в котором вес «медленных» движений минимален) или предварительно по «быстрым» движениям, а затем уточнение по «медленным».The proposed method allows the following possibilities for monitoring the state of the operator: mainly by rapidly changing parameters (by the value of the complex indicator, in which the weight of “slow” movements is minimal) or preliminary by “fast” movements, and then clarification by “slow” ones.

Движение составляет неотъемлемую часть феномена зрения. Глаз при разглядывании предмета «ощупывает» его образ, спроецированный хрусталиком на сетчатку, но не просто центральной ее ямкой (фовеа) для максимального углового и цветового разрешения ключевых элементов картинки, как принято считать, а самыми разными специализированными алгоритмически участками (микрофрагментами) сетчатки, находя характерные и удобные для кодирования (данным микрофрагментом) элементы изображения. При этом в сетчатке такие специализированные зоны (фактически - наборы фильтров для обработки изображений) распределены во множестве, создавая сложный «узор» (и, возможно, перестраиваемый), и большую роль в феномене перцепции играют именно микродвижения глаза, «прикладывающие» каждый элемент изображения к целому набору таких функциональных зон (в поиске характерного отклика/совпадения), и так итерационно, многократно повторяя этот процесс для элемента изображения в разных зонах сетчатки, уточняя образ и насыщая его (закодированными) деталями. Так, с нашей точки зрения, и происходит настройка зрительной системы на наиболее точное восприятие образа - по первоначально выявленным ключевым элементам изображения (его типу) выбирается и далее корректируется по командам мозга стратегия саккад, микросаккад и т.п.Movement is an integral part of the phenomenon of vision. When looking at an object, the eye “feels” its image projected by the lens onto the retina, but not just by its central fossa (fovea) for maximum angular and color resolution of key elements of the picture, as is commonly believed, but by the most different specialized algorithmically retina sections (microfragments), finding characteristic and convenient for coding (by this microfragment) image elements. Moreover, in the retina, such specialized zones (in fact, filter sets for image processing) are distributed in a multitude, creating a complex “pattern” (and possibly tunable), and it is micromotion of the eye that “applies” every image element that plays a large role in the perception phenomenon to a whole set of such functional zones (in search of a characteristic response / coincidence), and so iteratively, repeatedly repeating this process for an image element in different areas of the retina, refining the image and saturating it with (encoded) children lyami. So, from our point of view, the visual system is tuned to the most accurate image perception - according to the initially identified key elements of the image (its type), the strategy of saccades, micro saccades, etc., is selected and further adjusted according to brain commands.

В данном случае предлагается условная иерархическая модель зрения с использованием микродвижений глаза на различных этапах обработки изображения, а именно:In this case, a conditional hierarchical model of vision using micromotion of the eye at various stages of image processing is proposed, namely:

- саккады - для переноса «центральных» (расположенных в окрестностях точки фиксации зрения) элементов изображения из фовеа в область кольцевого и периферического зрения (и наоборот) для дополнительной обработки фрагментов картинки в разных зонах сетчатки, в том числе в областях «ночных» алгоритмов;- saccades - for transferring “central” (located in the vicinity of the fixation point) image elements from the fovea to the region of circular and peripheral vision (and vice versa) for additional processing of image fragments in different areas of the retina, including in the areas of “night” algorithms;

- микросаккады - для автоматического переброса элементов изображения между сенсорами и участками нейронной сети как внутри и в окрестностях фовеа, так и для других зон сетчатки - в окрестностях этих зон обработки для возможности применения различных ее типов;- microsaccades - for the automatic transfer of image elements between sensors and parts of the neural network both within and around the fovea, and for other areas of the retina - in the vicinity of these processing zones for the possibility of using its various types;

- тремор (а также низкочастотная, дрейфовая составляющая движения) - также для переброса «центральных» фрагментов картинки внутри участков фовеолы с разной алгоритмикой обработки (а остальных фрагментов изображения - соответственно внутри окрестности зон их точки проецирования), другими словами, тремор - это микро-микросаккады и управление им, видимо, происходит из того же центра, а дрейф и высокочастотное движение - своего рода комбинация медленного и быстрого режимов «сканирования» глаза;- tremor (as well as the low-frequency, drift component of motion) - also for transferring the “central” fragments of the image inside the foveola sections with different processing algorithms (and the remaining fragments of the image, respectively, inside the neighborhood of the zones of their projection point), in other words, the tremor is micro- microsaccades and their control, apparently, comes from the same center, and drift and high-frequency motion are a kind of combination of slow and fast eye scan modes;

- микротремор (условно определяем как тремор минимальной амплитуды, независимой от когнитивных процессов) - для «межпиксельной» обработки: уточнения центров дифракционных картинок (в т.ч. цветных) точечных элементов изображения и обеспечения работы фотосенсоров без насыщения; микротремор, в частности - основа работы периферического зрения.- microtremor (conditionally defined as a tremor of minimum amplitude independent of cognitive processes) - for “inter-pixel” processing: refinement of the centers of diffraction patterns (including color) of pixel image elements and ensuring the operation of photosensors without saturation; microtremor, in particular - the basis of peripheral vision.

Таким образом, совокупность микродвижений глаза при рассмотрении объекта совсем не хаотична, а отражает «алгоритмическую» специфику топологии сетчатки индивида и ее текущее состояние с учетом возможностей адаптации под тип объекта или задачу (обнаружения, распознавания и т.п.).Thus, the totality of micromotion of the eye when examining an object is not at all chaotic, but reflects the “algorithmic” specificity of the individual’s retinal topology and its current state, taking into account the possibilities of adaptation to the type of object or task (detection, recognition, etc.).

Далее в иерархии идут уже осознанные движения глаза, определяемые когнитивным процессом. При этом мозг содержит полную модель сетчатки, верифицируя поступающую информацию, управляя низкочастотными режимами кинематики глаза и назначая высокочастотные автоматические режимы - в соответствии с характеристиками объекта, текущими потребностями организации панорамного зрения и идущей работой над образами (со всей своей обширной памятью и творческим подходом к достраиванию изображений). Как следствие, приходим к динамическому характеру синтетической картинки с обновлением фрагментов по запросу.Further in the hierarchy are already conscious eye movements determined by the cognitive process. In this case, the brain contains a complete model of the retina, verifying the incoming information, controlling the low-frequency kinematics of the eye and assigning high-frequency automatic modes - in accordance with the characteristics of the object, the current needs of the organization of panoramic vision and ongoing work on images (with all its extensive memory and a creative approach to building images). As a result, we come to the dynamic nature of the synthetic picture with updating fragments on request.

Регистрируя кратковременный меняющийся спектр микродвижений глаза в его высокочастотной области, получаем важную оперативную информацию о состоянии мозга, зрительной перцепции и сознании.By registering a short-term changing spectrum of eye micromotion in its high-frequency region, we obtain important operational information about the state of the brain, visual perception, and consciousness.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет мгновенно оценить потерю внимания (или сознания) либо концентрации оператора вследствие усталости или внешнего воздействия, а также момент восстановления концентрации, что существенно для управления рядом быстроменяющихся технологических процессов, при управлении летательными аппаратами и т.д.Thus, the proposed method allows you to instantly assess the loss of attention (or consciousness) or operator’s concentration due to fatigue or external influences, as well as the moment of restoration of concentration, which is essential for controlling a number of rapidly changing technological processes, when controlling aircraft, etc.

Источники информацииInformation sources

1. Сеченов И.М. Избранные произведения. T.I. Физиология и психология. - М.: Изд-во АН СССР, 1952. - 772 с.1. Sechenov I.M. Selected works. T.I. Physiology and Psychology. - M.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1952. - 772 p.

2. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение /Пер. с анг. - М.: Мир, 1990. -239 с.2. Hubel D. Eye, brain, vision / Transl. with eng. - M.: Mir, 1990. -239 p.

3. Филин В.А. ВИДЕОЭКОЛОГИЯ. ЧТО ДЛЯ ГЛАЗА ХОРОШО, А ЧТО - ПЛОХО. М.: Видеоэкология, 2006. - 512 с., ил.3. Filin V.A. VIDEO ECOLOGY. WHAT FOR THE EYE IS GOOD, AND WHAT IS BAD. M.: Videoecology, 2006. - 512 p., Ill.

4. Красота и мозг. Биологические аспекты эстетики /Пер. с анг. - М.: Мир, 1995.4. Beauty and the brain. Biological aspects of aesthetics / Per. with eng. - M .: Mir, 1995.

5. Ярбус А.Л. «Роль движений глаз в процессе зрения», Наука, 1965.5. Yarbus A.L. "The role of eye movements in the process of vision", Science, 1965.

Claims (6)

1. Способ оценки психофизического состояния операторов систем управления, включающий контроль параметров движения глазного яблока, и сравнение полученных величин с данными оператора, находящегося в нормальном состоянии, отличающийся тем, что определяют мгновенное психофизическое состояние оператора, для чего определяют быстроизменяющиеся параметры движений глазного яблока оператора, в зоне их когнитивного изменения.1. A method for assessing the psychophysical state of operators of control systems, including monitoring the parameters of the eyeball movement, and comparing the obtained values with the data of the operator in normal condition, characterized in that they determine the instant psychophysical state of the operator, for which they determine the rapidly changing parameters of the movements of the eyeball of the operator, in the zone of their cognitive change. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве быстроизменяющихся параметров выбирают микросаккады и/или тремор.2. The method according to claim 1, characterized in that micro-saccades and / or tremors are selected as rapidly changing parameters. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль быстроизменяющихся параметров осуществляют в диапазоне частот 20-1500 Гц.3. The method according to claim 1, characterized in that the control of rapidly changing parameters is carried out in the frequency range of 20-1500 Hz. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отклонении комплексного показателя мгновенного психофизического состояния оператора от значения показателя состояния оператора, находящегося в нормальном состоянии, изменяют оценку психофизического состояния оператора, определяют отклонение среднечастотных и низкочастотных параметров от их нормальных значений и на основании этого производят корректировку оценки психофизического состояния оператора.4. The method according to claim 1, characterized in that when the complex indicator of the instant psychophysical state of the operator deviates from the value of the state indicator of the operator in a normal state, the operator’s psychophysical state is changed, the deviation of the mid-frequency and low-frequency parameters from their normal values is determined and based on this is an adjustment to assess the psychophysical state of the operator. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что быстроизменяющиеся параметры движения глазного яблока контролируют, направляя на глазное яблоко ультразвуковые колебания от источника, расположенного в очках оператора, и фиксируя допплеровскую задержку отраженного сигнала.5. The method according to claim 1, characterized in that the rapidly changing motion parameters of the eyeball are controlled by sending ultrasonic vibrations to the eyeball from a source located in the operator’s glasses and fixing the Doppler delay of the reflected signal. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку безопасного состояния производят по сумме и/или разности комплексных показателей мгновенного психофизического состояния для обоих глаз оператора. 6. The method according to claim 1, characterized in that the safe state is evaluated by the sum and / or difference of the complex indicators of the instant psychophysical state for both eyes of the operator.
RU2009140015/14A 2009-10-30 2009-10-30 Method for safe condition assessment in control system operators RU2432120C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140015/14A RU2432120C2 (en) 2009-10-30 2009-10-30 Method for safe condition assessment in control system operators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140015/14A RU2432120C2 (en) 2009-10-30 2009-10-30 Method for safe condition assessment in control system operators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009140015A RU2009140015A (en) 2011-05-10
RU2432120C2 true RU2432120C2 (en) 2011-10-27

Family

ID=44732193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009140015/14A RU2432120C2 (en) 2009-10-30 2009-10-30 Method for safe condition assessment in control system operators

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432120C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477881C1 (en) * 2011-11-24 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский торгово-экономический институт" Method of securing automated system
RU2674191C1 (en) * 2017-11-20 2018-12-05 Юрий Вячеславович Быков Method of controlling attention in gaming

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115400318A (en) * 2022-07-20 2022-11-29 南昌泰豪虚拟现实科技有限公司 Pilot psychological counseling system and method based on human-computer interaction and expert knowledge base

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАН Е.Л. Методические подходы к выбору показателей и оценки функционального состояния и работоспособности операторов систем управления. Экстремальная физиология, гигиена и средства индивидуальной защиты человека, 1990, с.337-338. Богдарев И.П. и др. Многофункциональная компьютерная система для психофизиологического отбора на массовые профессии типа "человек-техника". Медицина труда и промышленная экология, №3, 2006, с.17-21. Waszkowska M., Dudek В., Validation of methods used for the assessment of the efficiency of selected psychophysical functions in gantry operators, Med Pr. 2001; 52(4):257-63, (реферат), найдено из базы данных PubMed. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477881C1 (en) * 2011-11-24 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский торгово-экономический институт" Method of securing automated system
RU2674191C1 (en) * 2017-11-20 2018-12-05 Юрий Вячеславович Быков Method of controlling attention in gaming

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009140015A (en) 2011-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5302193B2 (en) Human condition estimation apparatus and method
CN109219386B (en) Display system and method
US8708884B1 (en) Systems and methods for adaptive mitigation of motion sickness
US8337019B2 (en) Testing vision
Kotulak et al. The accommodative response to subthreshold blur and to perceptual fading during the Troxler phenomenon
Allen et al. The role of contrast sensitivity in global motion processing deficits in the elderly
CN109310314A (en) Mobile device application for eye position deflection measurement
CN106793942A (en) System, method and apparatus for measuring eye movement and pupillary reaction
Chen et al. Visual search in amblyopia: abnormal fixational eye movements and suboptimal sampling strategies
Odic et al. Eye movements reveal distinct encoding patterns for number and cumulative surface area in random dot arrays
Schütz et al. Does the noise matter? Effects of different kinematogram types on smooth pursuit eye movements and perception
US8845099B2 (en) System and method for real time monitoring and dynamic treatment of oculomotor conditions
Tsirlin et al. Visual search deficits in amblyopia
Ghasia et al. Uncorrected myopic refractive error increases microsaccade amplitude
Hedger et al. Do emotional faces capture attention, and does this depend on awareness? Evidence from the visual probe paradigm.
US20190014981A1 (en) Visual and mental testing using virtual reality hardware
Cohn et al. Visual depth illusion and falls in the elderly
RU2432120C2 (en) Method for safe condition assessment in control system operators
Economides et al. Eye choice for acquisition of targets in alternating strabismus
Peterson et al. Eye movements and retinotopic tuning in developmental prosopagnosia
EP3900638A1 (en) Device for diagnosing brain disease
Skottun et al. Subjective criteria and illusions in visual testing: some methodological limitations
Grzeczkowski et al. Spatiotopic and saccade-specific transsaccadic memory for object detail
Maus et al. Different time scales of motion integration for anticipatory smooth pursuit and perceptual adaptation
RU2438575C1 (en) Method of cognitive process control

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191031