本書面向飛機駕駛艙人機交互智能化的發(fā)展趨勢，遵循互補式人機智能交互技術(shù)向混合式人機智能交互技術(shù)的演進(jìn)路線，從人機智能交互信息語義建模方法、人機智能交互網(wǎng)絡(luò)建模方法、多模態(tài)人機智能交互設(shè)計方法（觸控交互、語音交互、體感交互、眼動交互）、人機交互異常行為監(jiān)測方法、人機交互意圖識別方法、人機界面重構(gòu)與負(fù)荷均衡方法、人機演化博弈與智能協(xié)作機制等方面，深入論述飛機駕駛艙人機智能交互的基本原理、建模理論、關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)計方法，探討多通道人機智能交互信息如何組織、多模態(tài)人機智能交互生態(tài)如何設(shè)計、人機系統(tǒng)決策沖突如何消解等問題，創(chuàng)建面向智能交互的飛機駕駛艙人機交互理論、模型與方法體系，為飛機駕駛艙人機智能交互設(shè)計、評估、適航驗證與審定提供科學(xué)依據(jù)、理論支撐和解決途徑。
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(1) 1995-9至1998-6, 南京航空航天大學(xué), 飛機設(shè)計, 博士
(2) 1989-9至1992-4, 南京理工大學(xué), 機械學(xué), 碩士
(3) 1982-9至1986-6, 河南理工大學(xué), 礦山機械, 學(xué)士孫有朝教授，博士，博士生導(dǎo)師。江蘇省“青藍(lán)工程”省級優(yōu)秀青年骨干教師，江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年科學(xué)技術(shù)帶頭人，入選江蘇省“六大人才高峰”培養(yǎng)計劃，國家973計劃大飛機項目專家。長期從事航空器可靠性與安全性工程、航空器適航驗證與審定技術(shù)、大型飛機安全性設(shè)計與驗證技術(shù)、航空器人機工效設(shè)計與評估技術(shù)、航空安全與風(fēng)險評估技術(shù)、智能仿真與虛擬訓(xùn)練關(guān)鍵技術(shù)等領(lǐng)域的教學(xué)、科研與型號項目技術(shù)攻關(guān)工作。近年來，主持國家自然科學(xué)基金項目、國防基礎(chǔ)科研計劃重點項目、國防技術(shù)基礎(chǔ)、工信部民機專項、兩機重大專項、裝備預(yù)研、中國民航局科技計劃以及某總裝型號研制、某四代機型號研制、大飛機型號研制、大型航空發(fā)動機型號研制專項等100余項課題的基礎(chǔ)研究與技術(shù)攻關(guān)工作。獲省部級科技進(jìn)步獎7項，在國內(nèi)外重要刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文320余篇，出版著作10余部，授權(quán)/申請國家發(fā)明專利50余項，軟件著作權(quán)登記10余項。飛機可靠性、安全性與適航技術(shù)在飛機駕駛艙人機交互、適航驗證與審定、系統(tǒng)可靠性與安全性等相關(guān)領(lǐng)域，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文320余篇，近年代表性論文：
1.劉豪, 孫有朝, 吳紅蘭, 等. 復(fù)雜光照環(huán)境下民用飛機飛行員關(guān)鍵點檢測方法[J]. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報, 2024.
2.吳紅蘭, 劉豪, 孫有朝. 基于視覺Transformer飛行員姿態(tài)估計[J]. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報, 2024.
3.毛浩英, 孫有朝, 李龍彪, 等. 基于改進(jìn)DRSN的航空發(fā)動機故障風(fēng)險預(yù)警模型[J]. 航空動力學(xué)報, 2024, 39(2): 138-148.
4.杜方舟, 孫有朝, 郭媛媛, 王宗鵬. 基于數(shù)據(jù)的航空發(fā)動機排氣溫度裕度及剩余壽命計算方法研究. 航空動力學(xué)報, 2020, 35(11): 2456-2464.
5.張永進(jìn), 孫有朝, 張燕軍, 孫超勇. 具有不可比狀態(tài)信息的可修MS-PMS可靠性分析[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐, 2019, 39(5): 1326-1339.
6.李元斌, 孫有朝, 李龍彪. 改進(jìn)熵權(quán)逼近理想解排序法的航空發(fā)動機限壽件模糊風(fēng)險評估. 中國機械工程, 2018, 29 (10): 1135-1140
等等中國人類工效學(xué)學(xué)會理事、生物力學(xué)專業(yè)委員會委員，中國民用航空維修協(xié)會名譽會員、中國航空學(xué)會民用飛機運行支持技術(shù)分會委員，中國電子學(xué)會智能人機交互專家委員會委員。
目錄
第1章緒論001
1.1引言001
1.2國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀005
1.2.1多模態(tài)交互理論與方法005
1.2.2人機智能協(xié)作關(guān)鍵技術(shù)008
上篇互補式人機智能交互技術(shù)
第2章基于本體的人機智能交互信息語義建模方法013
2.1引言013
2.2人機智能交互場景要素定義013
2.3飛行員認(rèn)知行為本體建模017
2.4系統(tǒng)功能行為本體建模021
2.5人機交互行為本體建模029
2.6人機交互情境本體建模036
第3章基于信息流的人機智能交互網(wǎng)絡(luò)建模方法041
3.1引言041
3.2加權(quán)社會網(wǎng)絡(luò)分析方法041
3.2.1加權(quán)社會網(wǎng)絡(luò)分析流程042
3.2.2節(jié)點關(guān)系復(fù)雜度計算方法043
3.2.3復(fù)合關(guān)聯(lián)矩陣構(gòu)造方法046
3.3多通道智能交互模式轉(zhuǎn)換規(guī)則049
3.4人機智能交互網(wǎng)絡(luò)建模案例050
3.4.1網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集與處理051
3.4.2網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計特性分析057
3.4.3網(wǎng)絡(luò)魯棒性評估061
第4章飛機駕駛艙觸控交互設(shè)計與評估方法065
4.1引言065
4.2觸控交互信息腦電誘發(fā)機制065
4.2.1觸控交互界面特征分析065
4.2.2腦電誘發(fā)機制實驗分析067
4.3觸控交互信息認(rèn)知建模方法079
4.3.1觸控交互任務(wù)的信息感知策略分析081
4.3.2觸控交互任務(wù)的操作與認(rèn)知流程082
4.3.3觸控交互信息認(rèn)知模型083
4.4基于模型的觸控交互界面評價086
4.4.1實驗與仿真的相關(guān)性分析086
4.4.2基于模型的交互績效預(yù)測088
第5章飛機駕駛艙語音交互設(shè)計與評估方法090
5.1引言090
5.2飛機駕駛艙語音增強方法090
5.2.1駕駛艙環(huán)境噪聲091
5.2.2無監(jiān)督語音增強算法092
5.2.3降噪前后對比093
5.3語音交互情感識別模型096
5.3.1語音情感特征096
5.3.2語音情感識別模型099
5.3.3駕駛艙語音情感數(shù)據(jù)庫103
5.4語音交互工作負(fù)荷評估方法104
5.4.1基于語音情感的工作負(fù)荷評估方法104
5.4.2語音交互輔助駕駛設(shè)計示例111
5.4.3語音交互工作負(fù)荷評估案例113
第6章飛機駕駛艙體感交互設(shè)計與評估方法117
6.1引言117
6.2行為識別圖像預(yù)處理方法117
6.2.1復(fù)雜光照環(huán)境圖像處理方法117
6.2.2圖像坐標(biāo)系投影映射機制122
6.3體感交互行為估計方法127
6.3.1飛行員肢體檢測關(guān)鍵點檢測數(shù)據(jù)集127
6.3.2飛行員肢體姿態(tài)估計方法130
6.3.3飛行員手部關(guān)鍵點檢測方法138
6.4體感交互動作識別與驗證方法141
6.4.1圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述142
6.4.2圖時空網(wǎng)絡(luò)模型142
6.4.3模型驗證146
第7章飛機駕駛艙眼動交互設(shè)計與評估方法148
7.1引言148
7.2眼動交互基本原理與機制148
7.3眼動交互系統(tǒng)功能設(shè)計方法151
7.3.1眼動交互系統(tǒng)框架151
7.3.2眼動行為模型152
7.3.3眼動交互算法152
7.4眼動交互風(fēng)險辨識與評估方法154
7.4.1眼動交互風(fēng)險識別方法154
7.4.2眼動交互風(fēng)險形成機理157
下篇混合式人機智能交互技術(shù)
第8章飛機駕駛艙人機交互異常行為監(jiān)測方法171
8.1引言171
8.2飛行員異常操縱行為分類171
8.2.1改進(jìn)的HTAHET方法171
8.2.2基于HTAHET方法的操縱行為分類172
8.2.3實例分析175
8.3人機交互行為實時監(jiān)控機制177
8.3.1基于模糊集和時間線的飛行階段識別方法177
8.3.2基于改進(jìn)專家系統(tǒng)的飛行操作預(yù)測和異常對象監(jiān)測方法178
8.4人機交互異常行為評估與驗證187
8.4.1飛行階段識別驗證188
8.4.2飛行操作預(yù)測驗證189
8.4.3異常對象監(jiān)測驗證191
第9章飛機駕駛艙人機交互意圖識別方法193
9.1引言193
9.2人機交互意圖表征方法193
9.3人機交互顯式意圖識別方法197
9.3.1基于動作數(shù)據(jù)的顯式意圖識別方法197
9.3.2基于生理數(shù)據(jù)的顯式意圖識別方法207
9.4人機交互隱式意圖推理方法212
9.4.1顯式和隱式操控意圖關(guān)系212
9.4.2基于GASVM優(yōu)化的HMM模型214
第10章飛機駕駛艙人機界面重構(gòu)與負(fù)荷均衡方法224
10.1引言224
10.2基于視覺注意力的人機界面自適應(yīng)布局方法224
10.2.1視覺注意力自適應(yīng)分配模型224
10.2.2PFD界面自適應(yīng)布局案例分析228
10.3基于優(yōu)先級調(diào)度的人機界面智能重構(gòu)方法230
10.3.1基于PSA的界面智能重構(gòu)230
10.3.2人機界面智能重構(gòu)案例分析232
10.4基于模糊控制的工作負(fù)荷均衡方法239
10.4.1工作負(fù)荷均衡模型239
10.4.2交互方式協(xié)調(diào)方法241
第11章飛機駕駛艙人機演化博弈與智能協(xié)作機制246
11.1引言246
11.2人機系統(tǒng)演化博弈建模方法246
11.2.1博弈模型參數(shù)的定義247
11.2.2博弈模型動力學(xué)演化機制249
11.2.3博弈模型穩(wěn)定性機制250
11.3人機博弈與智能協(xié)作系統(tǒng)動力學(xué)模型252
11.3.1飛行員行為狀態(tài)模塊253
11.3.2人機系統(tǒng)決策性能模塊256
11.3.3人機演化博弈模塊259
11.4基于智能交互場景的實驗驗證261
11.4.1實驗任務(wù)場景設(shè)計262
11.4.2人機博弈功能設(shè)計263
11.4.3實驗樣本選擇268
11.4.4實驗結(jié)果分析268
參考文獻(xiàn)277
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