机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (3): 154-166.doi: 10.3901/JME.2025.03.154
• 特邀专栏:人机联合认知赋能的高端装备设计、制造与运维 • 上一篇
陈国强1,2,3, 申正义1,2,3, 杨宇驰2,3, 李腾2, 徐丽2
CHEN Guoqiang1,2,3, SHEN Zhengyi1,2,3, YANG Yuchi2,3, LI Teng2, XU Li2
摘要: 座舱视域认知聚合性较低是影响飞行模拟座舱驾驶训练效率的关键问题之一,对此提出基于全卷积神经网络(Fully convolutional networks,FCN)优化遗传算法(Genetic algorithm,GA)的飞行模拟座舱意象仿生视觉焦点预测模型。首先,依据色格镶嵌的方式结合眼动仪兴趣区域确定座舱视域分区,借助眼动蜂群图及问卷法验证现有座舱认知聚合性。其次,通过数据集筛选和眼动灰度图优化形成仿生设计数据集,训练面向生物、产品、线稿图像的FCN模型。结合FCN模型预测生物外形本征视觉焦点热力图与数字矩阵,计算生物视觉认知评分并将分区按主观认知评分排序,同时建立意象仿生映射关系进行表征分区简图设计表达。最后,借助FCN模型建立适应度函数,利用GA对表征分区简图寻优,解码视觉认知与主观认知匹配最优的座舱因子编码并细化设计,验证设计方案的视觉认知。结果表明,FCN优化GA的预测模型能够提高仿生设计效率,所设计的座舱视域具有较高的认知聚合性,能够显著优化驾驶员对座舱视域主观认知与视觉认知的匹配性。
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