RU2685988C1 - Method of estimating accuracy of three-coordinate control - Google Patents

Method of estimating accuracy of three-coordinate control Download PDF

Info

Publication number
RU2685988C1
RU2685988C1 RU2018115231A RU2018115231A RU2685988C1 RU 2685988 C1 RU2685988 C1 RU 2685988C1 RU 2018115231 A RU2018115231 A RU 2018115231A RU 2018115231 A RU2018115231 A RU 2018115231A RU 2685988 C1 RU2685988 C1 RU 2685988C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
controlled object
button
time
visual stimulus
subject
Prior art date
Application number
RU2018115231A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Валерьевич Петухов
Илья Оруджевич Танрывердиев
Людмила Александровна Стешина
Павел Александрович Курасов
Дмитрий Михайлович Черных
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет"
Priority to RU2018115231A priority Critical patent/RU2685988C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685988C1 publication Critical patent/RU2685988C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.SUBSTANCE: disclosed method of evaluating accuracy of three-coordinate control makes it possible to expand functional capabilities of methods by measuring integral time and accuracy of three-coordinate control of objects. Method consists in the fact that a person being tested is presented with a visual stimulus in a three-coordinate plane – a blue ball with a diameter of the specified size with a marked center and a controlled object in the form of a red ball with a diameter of a given size with a marked center, wherein the new one is that the person being tested with the help of two two-axis joystick handlers in the hands of the person being tested controls the motion of the controlled object along the proposed trajectory in three planes simultaneously and combines the centers of the visual stimulus and the controlled object, and at the moment of supposed alignment, the person being tested presses the "Ready" button, after which time is measured from the moment of appearance of the visual stimulus to pressing the "Ready" button and the error in guiding the sight and sight at the moment of pressing the "Ready" button, after which the test is repeated for a predetermined number of times and calculating motor tracking time.EFFECT: high accuracy of estimating guidance of a controlled object.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области моделирующих устройств, которые следует рассматривать как учебные или тренировочные устройства, вызывающие у обучающихся ощущения, идентичные ощущениям, возникающим при обращении с реальными устройствами, отличающиеся обеспечением записи или измерения характеристик обучаемого.The invention relates to the field of modeling devices, which should be considered as training or training devices, causing sensations to learners that are identical to the sensations that arise when handling real devices, differing in ensuring the recording or measurement of the characteristics of the learner.

В настоящее время известны способы проведения психофизиологических исследований, направленные на измерение скорости и точности зрительно-моторного слежения человеком, основанные на демонстрации испытуемому динамических виртуальных мишеней и измерении времени задержки и упреждения реакции в виде нажатий испытуемым клавиш манипулятора при совпадении динамической мишени и цели. Однако, имеющиеся способы позволяют в полной мере оценить лишь точность зрительно-моторного слежения за объектом, одновременно перемещающимся в двух координатах по простой траектории. Наряду с этим, при проведении психофизиологических исследований в процессе обучения операторов технологических машин, таких как валочно-пакетирующие машины, валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины, форвардеры и др. крайне важным является оценка точности именно трехкоординатного управления. Оператор, осуществляющий управление реальным технологическим оборудованием, например, при наведении захватно-срезающего устройства валочно-пакетирующей машины на дерево осуществляет дистанционное управление перемещеним захватно-срезающего устройства одновременно в трех координатах – осуществляя управление телескопическим устройством стрелы, поворотом стойки стрелы и углом перелома стрелы. Низкая точность трехкоординатного управления в данном случае приводит к высокому износу узлов технологического оборудования – шарнирных соединений, гидравлических цилиндров и рукавов высокого давления, поскольку задержки или упреждение реакций оператора, неточная оценка положения рабочего органа в пространстве создает в указанных узлах в граничных условиях высокие механические напряжения.Currently, methods of conducting psychophysiological studies are aimed at measuring the speed and accuracy of human visual-motor tracking, based on the demonstration of a dynamic virtual target to the subject and measuring the delay time and anticipation of the reaction in the form of pressing the keys of the manipulator by the subject when the dynamic target and the target coincide. However, the available methods make it possible to fully appreciate only the accuracy of the visual-motor tracking of an object, simultaneously moving in two coordinates along a simple trajectory. Along with this, when conducting psychophysiological research in the process of training operators of technological machines, such as feller bunchers, feller-delimbing-bucking machines, forwarders, etc., it is extremely important to estimate the accuracy of the three-coordinate control. The operator who manages the actual technological equipment, for example, when the gripping-cutting device of the feller buncher is aimed at the tree, remotely controls the movement of the gripping-cutting device at the same time in three coordinates - controlling the telescopic boom device, turning the boom stand and the angle of the boom fracture. The low accuracy of the three-coordinate control in this case leads to high wear of the technological equipment components — swivel joints, hydraulic cylinders and high-pressure hoses, since delays or anticipation of the operator’s reactions, inaccurate assessment of the working body position in space creates high mechanical stresses in the indicated nodes.

Известен способ отбора для занятий единоборствами [1], при котором испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, движущийся по окружности. Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта, в момент предполагаемого совпадения его положения с меткой нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности. Затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности. Испытуемый выполняет описанную процедуру заданное число раз, после чего строят вариационный ряд ошибок несовпадения точечного объекта и метки, вычисляют вариационный размах ряда и отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда. Способ позволяет оценить быстроту и точность двигательных действий испытуемого, тем самым повысить достоверность отбора подростков для занятий единоборствами за счет инструментальных исследований.There is a method of selection for martial arts [1], in which the subject is shown on the video monitor screen a circle on which a mark and a point object moving in a circle are placed. The subject, observing the movement of a point object, at the time of the supposed coincidence of its position with the mark by pressing the “Stop” button, stops the movement of the point object along a circle. Then, the mismatch error of the point object and the mark are calculated - the time of a lag error with a positive sign or lead time with a negative sign, and after a specified time resumes the movement of the point object in a circle. The subject performs the described procedure a specified number of times, after which a variational series of mismatch errors of the point object and the mark are constructed, the variational range of the series is calculated and the segment bounded by the largest and smallest members of the variational series is marked on the number axis. The method allows to assess the speed and accuracy of motor actions of the subject, thereby increasing the accuracy of the selection of adolescents for martial arts through instrumental studies.

Известен способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект [2], при котором испытуемому предъявляют на экране видеомонитора замкнутый контур, являющийся ограничивающим, внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации. Тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому. В момент предполагаемого совпадения размеров ограничивающего замкнутого контура и тестового объекта испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает увеличение диаметра тестового объекта. Затем вычисляют ошибку несовпадения диаметров тестового объекта и ограничивающего контура - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком и заданное время вновь предъявляют испытуемому замкнутый контур, внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации. Затем вычисляют время реакции Tp человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:There is a method for determining the response time of a person to an object moving in the direction from it [2], in which the subject is shown a closed loop on the screen of a video monitor, which is limiting, inside which a test object of a similar configuration is located. The test object is increased according to a given speed, simulating its movement towards the subject. At the time of the supposed coincidence of the sizes of the bounding closed contour and the test object, the subject stops the increase in the diameter of the test object by pressing the “Stop” button. Then, the error of mismatch between the diameters of the test object and the bounding contour is calculated — the time of a lag error with a positive sign or lead-through — with a negative sign and the specified time is again presented to the test subject a closed contour within which the test object of initial sizes and configuration is located. Then, the reaction time T p of a person to a moving object is calculated as an arithmetic mean value using the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где ti - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным, знаком, мс; n - количество испытаний, при этом замкнутый контур одновременно с увеличением тестового объекта уменьшают в диаметре с заданной скоростью, затем уменьшение диаметра замкнутого контура останавливают нажатием кнопки «Стоп», а затем через заданное время предъявляют испытуемому замкнутый контур начального размера.where t i is the i-th error of delay with a positive sign or lead with a negative, sign, ms; n is the number of tests, while the closed loop simultaneously with the increase of the test object is reduced in diameter at a given speed, then the decrease in the diameter of the closed loop is stopped by pressing the “Stop” button, and then after a specified time, the test subject is presented with a closed loop of the initial size.

Известен способ оценки зрительно-моторной реакции на движение объекта в пространстве [3], при котором испытуемый визуально наблюдает движущийся объект и реагирует на прохождение объекта через «финишный створ» нажатием на кнопку, причем в качестве объекта наблюдения используют движущийся по желобу металлический шарик, проходящий последовательно через два индукционных датчика, первый - запускающий электросекундомер и второй, расположенный на уровне «финишного створа», останавливающий секундомер в момент его прохождения, устанавливая стандартное время прохождения шариком расстояния между двумя датчиками, затем второй индукционный датчик отключают, а испытуемый останавливает секундомер в момент визуального прохождения шариком «финишного створа», нажимая на кнопку.There is a method of assessing the visual-motor reaction to the movement of an object in space [3], in which the subject visually observes a moving object and reacts to the object passing through the “finish gate” by pressing a button, using a metal ball moving along a chute as an object of observation successively through two induction sensors, the first is a triggering electric stopwatch and the second, located at the level of the “finish target”, stopping the stopwatch at the time of its passage, setting with The standard time for the ball to travel the distance between two sensors, then the second induction sensor is turned off, and the subject stops the stopwatch at the time of the visual passage of the “finish gate” by pressing the button.

Известен способ определения способности к предвидению хода событий [4], при котором путем испытуемому на экране видеомонитора предъявляют окружность, на которой помещена метка и точечный объект. Точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, за заданное время до достижения метки исчезает с экрана видеомонитора, при этом движение точечного объекта по окружности продолжается. В момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с метким испытуемым нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности и точечный объект снова появляется на экране видеомонитора, в том месте, где было остановлено его движение. Затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности. Описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют способность к прогнозированию положения движущегося объекта относительно метки Тпрог как среднеарифметическое значение по формуле:There is a method of determining the ability to predict the course of events [4], in which, by the subject on the screen of a video monitor, a circle is placed on which a mark and a point object are placed. A point object moves at a given speed around the circle, for a specified time before reaching the mark disappears from the screen of the video monitor, while the movement of the point object around the circle continues. At the time of the supposed coincidence of the position of a moving point object with a well-tested test button, the Stop button stops the movement of the point object around the circle and the point object appears again on the monitor screen, in the place where its movement was stopped. Then, the mismatch error of the point object and the mark are calculated - the time of a lag error with a positive sign or lead time with a negative sign, and after a specified time resumes the movement of the point object in a circle. The described procedure is repeated a specified number of times, after which the ability to predict the position of a moving object relative to the T mark of the prog is calculated as an arithmetic mean by the formula:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где ti - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число остановок точечного объекта в области положения метки.where t i is the i-th error of delay with a positive sign or lead with a negative sign, ms; n is the number of stops of a point object in the position of the label.

Недостатком известных способов являются их низкие технологические возможности, поскольку они позволяют измерять время реакции испытуемого на подвижные объекты и определять соотношения процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга при осуществлении простой сенсомоторной реакции. Однако, в процессе человеческой деятельности (в том числе, производственной деятельности) выполняются более сложные психомоторные реакции, связанные с определением местонахождения объекта и совершением целенаправленной двигательной реакции. Данные психомоторные реакции могут быть нарушены в результате различных нейродегенеративных заболеваний или травм и эффективность их выполнения необходимо оценивать в процессе медицинской или профессиональной реабилитации пациента, что невозможно при помощи известных способов.A disadvantage of the known methods is their low technological capabilities, since they allow one to measure the reaction time of the subject to moving objects and to determine the ratio of the excitation and inhibition processes in the cerebral cortex when performing a simple sensorimotor reaction. However, in the process of human activity (including production), more complex psychomotor reactions are performed, associated with determining the location of an object and performing a targeted motor response. These psychomotor reactions may be impaired as a result of various neurodegenerative diseases or injuries and their effectiveness must be assessed in the process of medical or professional rehabilitation of the patient, which is impossible using known methods.

Наиболее близким по технической сущности к предъявляемому способу является способ оценки уровня функционального состояния центральной нервной системы человека на основе измерения времени ориентировочной зрительно-моторной реакции человека [5], при котором человеку предъявляют зрительный стимул, красный круг диаметром 20 мм, который визуально определяет его место появления; подводят курсор компьютерной мышки к его границам, измеряют время от момента появления стимула до подведения курсора к его границе, процедуру повторяют не менее 50 раз; на основе измеренных значений времени реакции строится гистограмма их распределения по разрядам с интервалом в 20 мс, по параметрам анализа гистограммы распределения времени реакции человека определяется значение моды - Мо и амплитуды моды - AMo, затем рассчитывается величина уровня функционального состояния ЦНС (УФСцнс) по формуле:The closest in technical essence to the presented method is a method of assessing the level of the functional state of the central nervous system of a person based on the time measurement of the orienting visual-motor response of the person [5], in which the person is presented with a visual stimulus, a red circle with a diameter of 20 mm, which visually determines its place appearances; they bring the computer mouse cursor to its borders, measure the time from the moment of appearance of the stimulus to leading the cursor to its border, the procedure is repeated at least 50 times; based on the measured values of the reaction time, a histogram of their distribution over discharges with an interval of 20 ms is constructed, the analysis of the histogram of the distribution of the human response time determines the mode value - Mo and mode amplitude AMo, then calculates the level of the functional state of the CNS (UVStsns) by the formula:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где

Figure 00000004
- среднее значение; Кв – коэффициент вариации; Мо - середина разряда гистограммы, имеющего максимальную частоту; АМо - амплитуда моды в % - максимальная относительная частота гистограммы;
Figure 00000005
- вариационный размах; ln – натуральный логарифм; и далее определяют по величине рассчитанного показателя уровень функционального состояния ЦНС, причем при значении УФСцнс больше 24,57 уровень функционального состояния будет оцениваться как оптимальный, при УФСцнс от 24,56 до 18,53 - как сниженный и при УФСцнс меньше 18,52 - как существенно сниженный.Where
Figure 00000004
- average value; Ap - coefficient of variation; Mo is the middle of the discharge of the histogram having the maximum frequency; AMO - mode amplitude in% - the maximum relative frequency of the histogram;
Figure 00000005
- variational scope; ln is the natural logarithm; and further, the level of functional status of the CNS is determined by the value of the calculated indicator, and if the UVS value is greater than 24.57, the level of the functional state will be assessed as optimal, if UVS is from 24.56 to 18.53 - as reduced and if UVS is less than 18.52 - significantly reduced.

Недостатком данного способа является отсутствие возможности оценивать точность реализуемых моторных программ испытуемым, поскольку оценивается только время между появлением стимула и реализацией моторной программы. Это, безусловно, дает представление об уровне функционального состояния центральной нервной системы человека, однако, для оценки точности трехкоординатного управления как профессионально-важного качества операторов в задачах профессиональной подготовки необходимо измерять дополнительно точность реализуемых моторных программ одновременно в трех пространственных координатах.The disadvantage of this method is the inability to assess the accuracy of the implemented motor programs by the subjects, since only the time between the appearance of the stimulus and the realization of the motor program is evaluated. This, of course, gives an idea of the level of the functional state of the human central nervous system, however, to assess the accuracy of the three-coordinate control as the professionally important quality of operators in vocational training tasks, it is necessary to measure additionally the accuracy of motor programs implemented simultaneously in three spatial coordinates.

Технический результат предлагаемого решения проявляется в повышении точности оценки наведения управляемого объекта.The technical result of the proposed solution is manifested in increasing the accuracy of the estimated guidance object.

Указанный технический результат достигается тем, что испытуемому на экране видеомонитора предъявляют зрительный стимул в трехкоординатной плоскости, синий объемный шар диаметром заданного размера с отмеченным центром, хаотично смещенный относительно начала координат по каждой их осей – X, Y и Z, место появления которого визуально определяет испытуемый, а также управляемый объект в виде красного шара диаметром заданного размера с отмеченным центром,This technical result is achieved by the fact that the subject on the screen of the video monitor is given a visual stimulus in the three-coordinate plane, a blue volume ball with a diameter of a given size with a marked center, randomly offset from the origin along each axis - X, Y and Z, the place of appearance of which is visually determined by the subject as well as a red sphere controlled object with a diameter of a given size with a marked center,

причем новым является то, что испытуемый с помощью двух двухосевых манипуляторов типа «джойстик» с рукоятями в начальном центральном положении, находящимися в руках испытуемого управляет движением управляемого объекта по предложенной траектории в трех плоскостях одновременно, и совмещает центры зрительного стимула и управляемого объекта, а в момент предполагаемого совмещения испытуемый нажимает кнопку манипулятора «Готов», после чего измеряют время с момента появления зрительного стимула до нажатия кнопки «Готов» и ошибку наведения прицела, равную расстоянию между центрами зрительного стимула и прицела в момент нажатия кнопки «Готов», после чего тест повторяют заданное количество раз и вычисляют время реализации моторного слежения Тмс по формуле:moreover, the subject is using a two-axis joystick manipulator with handles in the initial central position in the hands of the subject controls the movement of the controlled object along the proposed trajectory in three planes simultaneously, and combines the centers of the visual stimulus and the controlled object, and the moment of the supposed combination the subject presses the “Ready” button of the manipulator, after which the time from the moment when the visual stimulus appeared until the “Ready” button is pressed and the pointing error is measured I have a sight equal to the distance between the centers of the visual stimulus and the sight at the moment when the “Ready” button is pressed, after which the test is repeated a specified number of times and the implementation time of the motor tracking T ms is calculated using the formula:

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где ti – время, затраченное на прохождение i-го испытания, с., n - количество испытаний,where t i is the time taken to pass the i-th test, p., n is the number of tests,

точности реализации программы моторного слежения Емс по формуле:the accuracy of the implementation of the motor tracking program E ms by the formula:

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

где еi – ошибка наведения прицела в i-м испытании, пункты; n - количество испытаний.where e i is the aiming error in the i-th test, points; n is the number of tests.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение экрана видеомонитора испытуемого при наведении прицела на зрительный стимул.FIG. 1 is a schematic representation of the screen of a test video monitor when aiming a sight at a visual stimulus.

На фиг. 2 представлено изображение, поясняющее принцип случайного позиционирования объектов в трехмерном пространстве. FIG. 2 shows an image explaining the principle of random positioning of objects in three-dimensional space.

Предлагаемый способ оценки точности трехкоординатного управления осуществляется следующим образом.The proposed method for assessing the accuracy of three-coordinate control is as follows.

На первом этапе в центре экрана видеомонитора испытуемого отображают зрительный стимул, управляемый объект и желаемую траекторию движения управляемого объекта, руки испытуемого располагаются на рукоятях двухосевых манипуляторов типа «джойстик» с рукоятями в начальном центральном положении.At the first stage, in the center of the screen of the monitor of the subject, the visual stimulus, the controlled object and the desired trajectory of the controlled object are displayed, the subject's hands are located on the handles of the two-axis joystick manipulators with the handles in the initial center position.

На втором этапе при нажатии испытуемым на манипуляторе кнопки «Готов» автоматизировано начинают отсчет времени выполнения теста и разрешают движение управляемого объекта синхронно с движениями рукоятей манипуляторов, причем перемещению управляемого объекта по горизонтальной оси X соответствует отклонение рукояти, находящейся в правой руке испытуемого, по оси Х, перемещению управляемого объекта по вертикальной оси Y соответствует отклонение рукояти, находящейся в правой руке испытуемого, по оси Y, перемещению управляемого объекта по оси глубины Z соответствует отклонение рукояти, находящейся в левой руке испытуемого, по оси Y.At the second stage, when subjects click on the “Ready” button manipulator, they automatically start counting the test execution time and allow the controlled object to move synchronously with the handles of the manipulators, and the displacement of the controlled object along the horizontal X axis corresponds to the deflection of the handle in the X axis the movement of the controlled object along the vertical axis Y corresponds to the deflection of the handle in the test subject’s right hand, along the axis Y, to the movement of the controlled object along B corresponds to the depth Z deflection arm located at the left hand of the subject, on the axis Y.

На третьем этапе испытуемый реализует программу трехкоординатного управления, как можно скорее и как можно точнее следуя по желаемой траектории и совмещая центры зрительного стимула и управляемого объекта путем отклонения рукоятей манипуляторов. При этом на экране видеомонитора в режиме реального времени отображают положение управляемого объекта, соответствующее отклонению рукоятей джойстиков.At the third stage, the subject implements the three-coordinate control program, following the desired trajectory and combining the centers of the visual stimulus and the controlled object as soon as possible and as accurately as possible by deflecting the handles of the manipulators. At the same time on the video monitor screen in real time display the position of the controlled object, corresponding to the deflection of the joystick handles.

На четвертом этапе после наведения управляемого объекта на зрительный стимул испытуемый нажимает кнопку манипулятора «Готов», после чего заканчивают отсчет времени, затраченного испытуемым на реализацию программы трехкоординатного управления и вычисляют ошибку наведения управляемого объекта, равную расстоянию в пунктах от центра прицела до центра зрительного стимула, после чего тест повторяют с первого этапа заданное количество раз.At the fourth stage, after guiding the controlled object at the visual stimulus, the subject presses the “Ready” button on the manipulator, and then the time spent by the subjects on the implementation of the three-coordinate control program is finished counting and the guided object pointing error is equal to the distance in points from the center of the sight to the center of the visual stimulus, after which the test is repeated from the first stage a specified number of times.

На пятом этапе вычисляют эффективность зрительно-моторного слежения в виде интегрального показателя скорости моторного слежения Тмс и точности моторного слежения Емс соответственно по формулам:At the fifth stage, the efficiency of visual-motor tracking is calculated in the form of an integral indicator of the speed of motor tracking T ms and the accuracy of motor tracking E ms, respectively, using the formulas:

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где ti – время, затраченное на прохождение i-го испытания, с.; n - количество испытаний,where t i is the time spent on passing the i-th test, p .; n is the number of tests

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

где еi – ошибка наведения прицела в i-м испытании, пункты, n - количество испытаний.where e i is the aiming error in the i-th test, points, n is the number of tests.

Предлагаемый способ оценки точности трехкоординатного управления позволяет расширить функциональные возможности способов за счет измерения интегральных показателей времени и точности трехкоординатного управления оператором подвижными объектами в процессе профессиональной подготовки операторов на различных ее этапах.The proposed method for assessing the accuracy of three-coordinate control allows you to extend the functionality of the methods by measuring the integral indicators of time and accuracy of the three-coordinate operator control of moving objects in the process of professional training of operators at its various stages.

Литература:Literature:

1. Патент № 2540164 РФ A61B5/16. Способ отбора для занятий единоборствами // Мамаева А.В. (РФ), Закамский А.В. (РФ), Полевщиков М.М. (РФ), Роженцов В.В. (РФ). Заявка: 2013148546/14, 30.10.2013 Опубл. 10.02.2015, Бюл. № 4. 1. Patent No. 2540164 of the Russian Federation A61B5 / 16. The selection method for martial arts // Mamaeva A.V. (RF), Zakamsky A.V. (RF), Polevshchikov M.M. (RF), Rozhentsov V.V. (RF). Application: 2013148546/14, 10/30/2013 Publ. 02/10/2015, Byul. No. 4

2. Патент № 2497452 РФ A61B5/16. Способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект // Курасов П.А. (РФ), Петухов И.В. (РФ). Заявка: 2012104099/14, 06.02.2012 Опубл. 20.08.2013, Бюл. № 23.2. Patent No. 2497452 of the Russian Federation A61B5 / 16. The method for determining the time of a person's reaction to an object moving in the direction from it // Kurasov PA (RF), Petukhov I.V. (RF). Application: 2012104099/14, 06.02.2012 Publ. 08/20/2013, Byul. No. 23

3. Патент № 2525638 РФ A61B5/16. Способ оценки зрительно-моторной реакции на движение объекта в пространстве // Левашов О.В. (РФ), Павлов С.Ф. (РФ). Заявка 2013124413/14, 28.05.2013 Опубл. 20.08.2014, Бюл. № 23.3. Patent No. 2525638 of the Russian Federation A61B5 / 16. The method of evaluating the visual-motor reaction to the movement of an object in space // OV Levashov. (RF), Pavlov S.F. (RF). Application 2013124413/14, 05/28/2013 Publ. 08/20/2014, Bull. No. 23

4. Патент № 2381742 РФ A61B5/16. Способ определения способности к предвидению хода событий // Петухов И.В. (РФ). Заявка: 2008146586/14, 25.11.2008 Опубл. 20.02.2010, Бюл. № 5.4. Patent No. 2381742 of the Russian Federation A61B5 / 16. The method of determining the ability to predict the course of events // Petukhov I.V. (RF). Application: 2008146586/14, 25.11.2008 Publ. 20.02.2010, Bull. No. 5

5. Патент №2573340 РФ A61B5/16. Способ оценки уровня функционального состояния центральной нервной системы человека на основе измерения времени ориентировочной зрительно-моторной реакции человека // Царев А.Н. (РФ). Заявка 2014117131/14, 29.04.2014 Опубл. 20.01.2016, Бюл. № 2.5. Patent No. 2573340 of the Russian Federation A61B5 / 16. The method of assessing the level of the functional state of the central nervous system of a person based on the measurement of the time of an approximate visual motor response of a person // Tsarev AN (RF). Application 2014117131/14, 04/29/2014 Publ. 01.20.2016, Bull. No. 2

Claims (9)

Способ оценки точности трехкоординатного управления, при котором испытуемому на экране видеомонитора предъявляют зрительный стимул в трехкоординатной плоскости - синий объемный шар диаметром заданного размера с отмеченным центром, хаотично смещенный относительно начала координат по каждой из осей - X, Y и Z, место появления которого визуально определяет испытуемый, а также управляемый объект в виде красного шара диаметром заданного размера с отмеченным центром,A method for assessing the accuracy of three-coordinate control, in which a visual stimulus in a three-coordinate plane is shown on a video monitor screen in a three-coordinate plane - a blue volumetric ball with a diameter of a given size with a marked center, randomly shifted relative to the origin along each of the axes - X, Y and Z; the subject and the controlled object in the form of a red ball with a diameter of a given size with a marked center, причем новым является то, что испытуемый с помощью двух двухосевых манипуляторов типа «джойстик» с рукоятями в начальном центральном положении, находящимися в руках испытуемого, управляет движением управляемого объекта по предложенной траектории в трех плоскостях одновременно и совмещает центры зрительного стимула и управляемого объекта, а в момент предполагаемого совмещения испытуемый нажимает кнопку манипулятора «Готов», после чего измеряют время с момента появления зрительного стимула до нажатия кнопки «Готов» и ошибку наведения прицела, равную расстоянию между центрами зрительного стимула и прицела в момент нажатия кнопки «Готов», после чего тест повторяют заданное количество раз и вычисляют время реализации моторного слежения
Figure 00000008
по формуле:
moreover, the subject is using a two-axis joystick manipulator with handles in the initial central position in the subject's hands, controls the movement of the controlled object along the proposed trajectory in three planes at the same time and combines the centers of the visual stimulus and the controlled object, and the moment of the supposed combination the subject presses the “Ready” button of the manipulator, after which the time from the moment when the visual stimulus appeared until the “Ready” button is pressed and the pointing error is measured I have a sight equal to the distance between the centers of the visual stimulus and the sight at the moment when the “Ready” button is pressed, after which the test is repeated a specified number of times and the time taken to implement the motor tracking is calculated
Figure 00000008
according to the formula:
Figure 00000009
Figure 00000009
где ti - время, затраченное на прохождение i-го испытания, с,where t i is the time spent on the i-th test, s, n - количество испытаний,n is the number of tests точности реализации программы моторного слежения
Figure 00000010
по формуле:
accuracy of the implementation of the motor tracking program
Figure 00000010
according to the formula:
Figure 00000011
Figure 00000011
где ei - ошибка наведения прицела в i-м испытании, пункты,where e i is the aiming error in the i-th test, points, n - количество испытаний.n is the number of tests.
RU2018115231A 2018-04-24 2018-04-24 Method of estimating accuracy of three-coordinate control RU2685988C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018115231A RU2685988C1 (en) 2018-04-24 2018-04-24 Method of estimating accuracy of three-coordinate control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018115231A RU2685988C1 (en) 2018-04-24 2018-04-24 Method of estimating accuracy of three-coordinate control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685988C1 true RU2685988C1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66314580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018115231A RU2685988C1 (en) 2018-04-24 2018-04-24 Method of estimating accuracy of three-coordinate control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685988C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725226C1 (en) * 2019-12-27 2020-06-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Method of training loader operators

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381742C1 (en) * 2008-11-25 2010-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет Method for detection of ability to anticipate course of events
RU2012104099A (en) * 2012-02-06 2013-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет METHOD FOR DETERMINING HUMAN RESPONSE TIME TO A OBJECT MOVING IN THE DIRECTION FROM IT
RU2014117131A (en) * 2014-04-29 2015-11-10 Жуков Дмитрий Митрофанович METHOD FOR EVALUATING THE LEVEL OF FUNCTIONAL STATE OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM OF THE HUMAN BASED ON MEASURING TIME OF THE GUIDANCE OF PERMANENT VISUAL AND MOTOR REACTION OF HUMAN

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381742C1 (en) * 2008-11-25 2010-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет Method for detection of ability to anticipate course of events
RU2012104099A (en) * 2012-02-06 2013-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет METHOD FOR DETERMINING HUMAN RESPONSE TIME TO A OBJECT MOVING IN THE DIRECTION FROM IT
RU2014117131A (en) * 2014-04-29 2015-11-10 Жуков Дмитрий Митрофанович METHOD FOR EVALUATING THE LEVEL OF FUNCTIONAL STATE OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM OF THE HUMAN BASED ON MEASURING TIME OF THE GUIDANCE OF PERMANENT VISUAL AND MOTOR REACTION OF HUMAN

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725226C1 (en) * 2019-12-27 2020-06-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Method of training loader operators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
McNatt et al. A computer-based laparoscopic skills assessment device differentiates experienced from novice laparoscopic surgeons
EP3222203A3 (en) System and method for the rapid measurement of the visual contrast sensitivity function
US10631751B2 (en) Motion analysis apparatus, method for analyzing motion, and motion analysis program
Sziladi et al. The analysis of hand gesture based cursor position control during solve an IT related task
EP2325725A1 (en) Method for producing an effect on virtual objects
RU2685988C1 (en) Method of estimating accuracy of three-coordinate control
FR3124071B1 (en) Medical robot for placing medical instruments under ultrasound guidance
RU2663077C1 (en) Method of investigation of hand-eye tracking
RU2690596C1 (en) Method of assessing the dynamics of developing visual-motor reaction
RU2690738C1 (en) Method for evaluation of accuracy of control of process equipment with mechanical and hydraulic drive
La Scaleia et al. Visuomotor interactions and perceptual judgments in virtual reality simulating different levels of gravity
Matyash et al. Accuracy measurement of HoloLens2 IMUs in medical environments
RU2725226C1 (en) Method of training loader operators
Khan et al. The utilization of visual feedback in the control of movement direction: evidence from a video aiming task
Gonzalez-Romo et al. Quantification of motion during microvascular anastomosis simulation using machine learning hand detection
RU2805804C1 (en) Method of training forwarder operators
RU2451982C1 (en) Method for producing effect on virtual objects
RU2686049C1 (en) Method of determining reaction time of a person on moving objects
Lin et al. Verification of two models of ballistic movements
Barbosa et al. Conception, development and validation of a software interface to assess human’s horizontal intra-cyclic velocity with a mechanical speedo-meter
RU2531972C1 (en) Method for assessing playing sportsman's physical actions accuracy
Lin et al. Verification of ballistic movement models in a true 3D environment
King et al. Hand gesture recognition with body sensor networks
RU2731793C1 (en) Device for remote measurement of kinematic characteristics of human 3d motion, including anthropomorphic mechanism
RU135512U1 (en) DEVICE FOR SELECTION BY PLAYING BY GAME SPORTS

Legal Events

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

Effective date: 20200425