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向混合式人機智能交互技術的演進路線，從人機智能交互信息語義建模方法、人機智能交互網絡建模方法、多模態(tài)人機智能交互設計方法（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、人機界面重構與負荷均衡方法、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、關鍵技術與設計方法，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計、評估、適航驗證與審定提供科學依據、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, 飛機設計, 博士
(2) 1989-9至1992-4, 南京理工大學, 機械學, 碩士
(3) 1982-9至1986-6, 河南理工大學, 礦山機械, 學士孫有朝教授，博士，博士生導師。江蘇省“青藍工程”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”中青年科學技術帶頭人，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、大型飛機安全性設計與驗證技術、航空器人機工效設計與評估技術、航空安全與風險評估技術、智能仿真與虛擬訓練關鍵技術等領域的教學、科研與型號項目技術攻關工作。近年來，主持國家自然科學基金項目、國防基礎科研計劃重點項目、國防技術基礎、工信部民機專項、兩機重大專項、裝備預研、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余項課題的基礎研究與技術攻關工作。獲省部級科技進步獎7項，在國內外重要刊物上發(fā)表學術論文320余篇，出版著作10余部，授權/申請國家發(fā)明專利50余項，軟件著作權登記10余項。飛機可靠性、安全性與適航技術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領域，已發(fā)表學術論文320余篇，近年代表性論文：
1.劉豪, 孫有朝, 吳紅蘭, 等. 復雜光照環(huán)境下民用飛機飛行員關鍵點檢測方法[J]. 北京航空航天大學學報, 2024.
2.吳紅蘭, 劉豪, 孫有朝. 基于視覺Transformer飛行員姿態(tài)估計[J]. 北京航空航天大學學報, 2024.
3.毛浩英, 孫有朝, 李龍彪, 等. 基于改進DRSN的航空發(fā)動機故障風險預警模型[J]. 航空動力學報, 2024, 39(2): 138-148.
4.杜方舟, 孫有朝, 郭媛媛, 王宗鵬. 基于數(shù)據的航空發(fā)動機排氣溫度裕度及剩余壽命計算方法研究. 航空動力學報, 2020, 35(11): 2456-2464.
5.張永進, 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. 改進熵權逼近理想解排序法的航空發(fā)動機限壽件模糊風險評估. 中國機械工程, 2018, 29 (10): 1135-1140
等等中國人類工效學學會理事、生物力學專業(yè)委員會委員，中國民用航空維修協(xié)會名譽會員、中國航空學會民用飛機運行支持技術分會委員，中國電子學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國內外技術發(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)作關鍵技術008
上篇互補式人機智能交互技術
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絡建模方法041
3.1引言041
3.2加權社會網絡分析方法041
3.2.1加權社會網絡分析流程042
3.2.2節(jié)點關系復雜度計算方法043
3.2.3復合關聯(lián)矩陣構造方法046
3.3多通道智能交互模式轉換規(guī)則049
3.4人機智能交互網絡建模案例050
3.4.1網絡數(shù)據采集與處理051
3.4.2網絡統(tǒng)計特性分析057
3.4.3網絡魯棒性評估061
第4章飛機駕駛艙觸控交互設計與評估方法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觸控交互信息認知建模方法079
4.3.1觸控交互任務的信息感知策略分析081
4.3.2觸控交互任務的操作與認知流程082
4.3.3觸控交互信息認知模型083
4.4基于模型的觸控交互界面評價086
4.4.1實驗與仿真的相關性分析086
4.4.2基于模型的交互績效預測088
第5章飛機駕駛艙語音交互設計與評估方法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)據庫103
5.4語音交互工作負荷評估方法104
5.4.1基于語音情感的工作負荷評估方法104
5.4.2語音交互輔助駕駛設計示例111
5.4.3語音交互工作負荷評估案例113
第6章飛機駕駛艙體感交互設計與評估方法117
6.1引言117
6.2行為識別圖像預處理方法117
6.2.1復雜光照環(huán)境圖像處理方法117
6.2.2圖像坐標系投影映射機制122
6.3體感交互行為估計方法127
6.3.1飛行員肢體檢測關鍵點檢測數(shù)據集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圖網絡結構概述142
6.4.2圖時空網絡模型142
6.4.3模型驗證146
第7章飛機駕駛艙眼動交互設計與評估方法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眼動交互風險辨識與評估方法154
7.4.1眼動交互風險識別方法154
7.4.2眼動交互風險形成機理157
下篇混合式人機智能交互技術
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基于改進專家系統(tǒng)的飛行操作預測和異常對象監(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)據的顯式意圖識別方法197
9.3.2基于生理數(shù)據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與負荷均衡方法224
10.1引言224
10.2基于視覺注意力的人機界面自適應布局方法224
10.2.1視覺注意力自適應分配模型224
10.2.2PFD界面自適應布局案例分析228
10.3基于優(yōu)先級調度的人機界面智能重構方法230
10.3.1基于PSA的界面智能重構230
10.3.2人機界面智能重構案例分析232
10.4基于模糊控制的工作負荷均衡方法239
10.4.1工作負荷均衡模型239
10.4.2交互方式協(xié)調方法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實驗任務場景設計262
11.4.2人機博弈功能設計263
11.4.3實驗樣本選擇268
11.4.4實驗結果分析268
參考文獻277
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