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Labor Head und Eye Tracking

Vermessung von Kopf- und Augenbewegungen

Labor- und Systembeschreibung

Das Zentrum für Aviatik (ZAV) verfügt über das fachliche Know-How, um Kopf- und Augenbewegungen von Probanden zu vermessen und daraus deren Blickrichtung im Raum zu bestimmen. Das ZAV hat dabei einen Messaufbau erstellt, welcher im Gegensatz zu kommerziell verfügbaren Produkten eine schnelle und effiziente Datenerfassung und Datenauswertung ermöglicht. Die mobile Ausgestaltung des Head und Eye Tracking Systems erlaubt es, in verschiedenen Umgebungen Messungen durchzuführen. So kann das System im Flugsimulator des ZAVs (ReDSim) betrieben oder auch an einem normalen Arbeitsplatz sowie in den Laborräumlichkeiten installiert werden (siehe Impressionen).

Mit der entwickelten Analysesoftware (Matlab) lassen sich die gewonnenen Messdaten zeitgerecht auswerten und interpretieren. So können statistische Auswertungen zu selbstdefinierten, interessierenden Bereichen (Areas of Interest) vollzogen werden. Dazu werden beispielsweise Verweilzeiten, Fixationen oder die Wechselhäufigkeit zwischen verschiedenen Areas of Interests analysiert. Mit Hilfe von Scanpaths oder Heatmaps können die analysierten Daten anwendergerecht visualisiert werden (siehe Impressionen).

https://www.zhaw.ch/

Mit dem entwickelten Head und Eye Tracking System können beispielsweise folgende Forschungsfragen rund um den Faktor Mensch in der Aviatik untersucht werden:

  • Wie unterscheidet sich das Scanningverhalten von Flugschülern und erfahrenen Piloten?
  • Wo liegt die Aufmerksamkeit eines Flugverkehrslotsen bei hohem Verkehrsaufkommen?
  • Wie sollte das Displaylayout eines Drohnen Piloten für die effiziente Informationsaufnahme ausgestaltet sein?

Anwendungen

Das Head und Eye Tracking findet in einem breiten Spektrum von Dienstleistungsprojekten und Forschungsarbeiten Anwendung:

  • Remote Pilot Station: Die Remote Pilot Station kann mit dem Head- und Eye Tracking Labor kombiniert genutzt werden. Aus einer Bachelorarbeit im Studiengang Aviatik  konnte abgeleitet werden, welche Instrumente die Piloten oft anschauen und welche Augenbewegungsmuster häufig sind. Schlussendlich lässt sich damit objektiv bewerten, welche Display Anordnung die Arbeit der Drohnen Operateuren erleichtern, beziehungsweise können Störquellen in der Mensch-Maschine-Interaktion identifiziert und verbessert werden. 
  • Flugsimulator: Das Head  und Eye Tracking System kann in den ReDSim Flugsimulator des ZAV integriert werden. So kann das Blickverhalten (scanning behavior) der Piloten überwacht und aufgezeichnet werden. Gerade in den kritischen Flugphasen (Start und Landung) ist das richtige Scannen der Instrumente essentiell. Zudem kann einem einem Fluglehrer ein direktes und objektives Feedback darüber gegeben werden, ob der Flugschüler die gelernten Scanning Abläufe befolgt.
  • Beliebiger Arbeitsplatz: Das Head und Eye Tracking System kann an einem beliebigen Arbeitsplatz installiert werden, um die Blickbewegungen auf einem Monitor aufzuzeichnen. So kann beispielsweise das Blickverhalten eines Flugverkehrsleiters auf dem Radar analysiert werden.

Impressionen

Vermessung eines Probanden an einem Drohnensimulator im Head und Eye Tracking Labor.
Head- und Eye-Tracking System im Forschungssimulator (ReDSim).
Proband und Instruktor bei einem Messflug im ReDSim-Cockpit.
Heatmap eines Probanden auf dem PFD im Flugsimulator ReDSim.
Scanningpath eines Probanden auf dem PFD im Flugsimulator ReDSim.