Berührungslose Augen- und Blickbewegungsmessung

  • Daniel Link
  • Heiko Tietze
  • Ludger Schmidt
  • Alexander Sievert
  • Willi Gorges
  • Dieter Leyk
Conference paper

Auszug

Für die Untersuchung ergonomischer Fragestellungen bietet sich der Einsatz berührungsloser Blickerfassungssysteme an. Am FKIE wird zurzeit das System SmartEye Pro verwendet, um Kopfstellung, Blickrichtung und Bewegungen des Augenlides von Probanden in Echtzeit zu erfassen. In zwei Vorstudien wurden die Auswirkung verschiedener Kalibrierungseinstellungen auf die Trackingqualität und die Qualität der Messung von Sakkaden und Fixationen evaluiert. Es zeigte sich, dass das System geeignet ist, statistische Aussagen in Bezug auf Blickbewegungen und Lidschlussverhalten zu generieren. Jedoch ist die Bestimmung von Sakkaden- und Fixationsparametern nur eingeschränkt möglich. Unter Berücksichtigung dieser Restriktionen wird das System zurzeit in einem Verbundforschungsprojekt mit der Deutschen Sporthochschule Köln und dem Zentralen Institut des Sanitätsdienstes der Bundeswehr Koblenz zur Erfassung der psycho-physiologische Leistungsfähigkeit von Soldaten verwendet.

This is a preview of subscription content, log in to check access

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

21.5 Literatur

  1. ASL (1993) Head Mounted Tracking System — Instruction Manual, Model 4100H Version 4.2. Applied Science Laboratories, BedfordGoogle Scholar
  2. Beideman LR, Stern JA (1977) Aspects of eyeblink during simulated driving as a function of alcohol. Human Factors, 19, 73–77Google Scholar
  3. Block A (2002) Die Blickregistrierung als psychophysiologische Untersuchungsmethode: Grundlagen, Anwendung und technische Realisierung. Kovac, HamburgGoogle Scholar
  4. Brütting M, Grandt M (2005) BREVIS: Untersuchung belastungsbezogener Reaktionen des visuellen Systems bei Flugführungsaufgaben. Zwischenbericht, FGAN, WachtbergGoogle Scholar
  5. Carpenter A (1948) The rate of blinking during prolonged visual search. Journal of Experimental Psychology, 38, 587–591CrossRefGoogle Scholar
  6. Carpenter RHS (1988) Movements of the eyes (2nd Edition). Pion Limited, LondonGoogle Scholar
  7. Crevits L, Simons B, Wildenbeest J (2003) Effect of sleep deprivation on saccades and eyelid blinking. Eur. Neurol., 50, 176–180CrossRefGoogle Scholar
  8. De Gennaro L, Ferrara M, Ferlazzo F, Bertini M (2000) Slow eye movements and EEG power spectra during wake-sleep transition. Clin. Neurophysiol., 111, 3007–3015Google Scholar
  9. Ellis SR, Stark L (1986) Statistical dependency in visual scanning. Human Factors, 28(4), 421–438Google Scholar
  10. Endsley MR (1987) SAGAT: A methodology for the measurement of situation awareness. NOR DOC 87-83, Northrop Corporation, HawthorneGoogle Scholar
  11. Galley N (2001) Physiologische Grundlagen und Meßmethoden der Okulomotorischen Aktivität. In: F Rösler (Ed.), Enzyklopädie der Psychologie (Serie Biologische Psychologie. Bereich Psychophysiologie). Hogrefe, Göttingen, S. 236–289Google Scholar
  12. Galley N, Galley L (1999) Saccadic latency and fixation durations as indicators of mental speed. In: I Mervielde, I Deary, F De Fruyt, F Ostendorf (Eds.), Personality Psychology in Europe, University Press, Tilburg, pp. 221–234Google Scholar
  13. Grandt M, Distelmaier H, Pfendler C (2004) A Knowledge-based Human-Machine Interface for Future Naval Combat Direction Systems. Proceedings of the NATO-RTO IST 043/RWS-006 Workshop “Visualisation and the Common Operational Picture (COP)”, Toronto, 14–17Google Scholar
  14. Hargutt V (2003) Das Lidschlussverhalten als Indikator für Aufmerksamkeits-und Müdigkeitsprozesse bei Arbeitshandlungen. VDI-Fortschritt-Bericht Nr. 233, Reihe 17, Biotechnik/Medizintechnik. VDI-Verlag, DüsseldorfGoogle Scholar
  15. Harris RL, Tole JR, Ephrath AR, Stephens AT (1982) How a new instrument affects pilots’ mental workload. Proceedings of the Human Factors Society — 26th Annual MeetingGoogle Scholar
  16. Ji Q, Yang X (2002) Real-time eye, gaze, and face pose tracking for monitoring driver vigilance. Real Time Imaging, 8, 357–377CrossRefMATHGoogle Scholar
  17. Joos M, Rötting M, Velichkovsky BM (2003) Die Bewegungen des menschlichen Auges: Fakten, Methoden, innovative Anwendungen. In: G Rickheit, T Herrmann, W Deutsch (Hrsg.), Psycholinguistik / Psycholinguistics. Ein internationales Handbuch / An International Handbook. de Gruyter, Berlin, S. 142–168Google Scholar
  18. Just MA, Carpenter PA (1980) A Theory of Reading: From Eye Fixations to Comprehension. Psychological Review, 87, 329–354CrossRefGoogle Scholar
  19. Körner Y, Hargutt V, Tietze H (2001) Tagesmüdigkeit und Fahrtüchtigkeit bei Morbus Parkinson in der Fahrsimulation. Beitrag auf der 43. Tagung experimentell arbeitender Psychologen, RegensburgGoogle Scholar
  20. Krantz M (2006) Mündliche Aussage bei einem Treffen bei der FGAN in WachtbergGoogle Scholar
  21. Lovenich K (1949) Untersuchungen über das foveale und parafoveale Auflösungsvermögen. European Journal of Physiology, 252(1), 17–29CrossRefGoogle Scholar
  22. May JG, Kennedy RS, Williams MC, Dunlap WP, Brannan JR (1990) Eye movement indices of mental workload. Acta Psychologica, 75, 75–89CrossRefGoogle Scholar
  23. Meinold PE (2005) Psychologie des Lidschlags. Dissertation, Universität KölnGoogle Scholar
  24. Mickasch HD, Haack J (1986) Blickbewegungsforschung — Einführung in die Physiologischen Grundlagen, Techniken und in die Problem-und Anwendungsbereiche. In: LJ Issing, HD Mickasch, J Haack (Hrsg.), Blickbewegung und Bildverarbeitung. Peter Lang, Frankfurt/MainGoogle Scholar
  25. Möller JC, Stiasny K, Hargutt V, Cassel W, Tietze H, Peter JH, Krüger H-P, Oertel WH (2002) Evaluation of sleep and driving performance in six patients with Parkinson’s disease reporting sudden onset of sleep under dopaminergic medication — a pilot study. Mov Disord, 17, 474–481CrossRefGoogle Scholar
  26. Piechulla W (2006) Messung und Kontrolle mentaler Fahrerbeanspruchung. In: UW Ebner-Priemer (Hrsg.), Ambulantes psychophysiologisches Monitoring — neue Perspektiven und Anwendungen, Frankfurt/Main, Lang, S. 21–51Google Scholar
  27. Porcu S, Ferrara M, Urbani L, Bellatreccia A, Casagrande M (1998) Smooth pursuit and saccadic eye movements as possible indicators of nighttime sleepiness. Physiol Behav., 65, 437–443CrossRefGoogle Scholar
  28. Rayner K (1998) Eye movements in reading and information processing: 20 years of research. Psychological Bulletin, 124, 372–422CrossRefGoogle Scholar
  29. Reichle ED, Pollatsek A, Rayner K (1998) Toward a model of eye movement control in reading. Psychological Review, 105, 125–157CrossRefGoogle Scholar
  30. Rötting M (2001) Parametersystematik der Augen-und Blickbewegungen. Shaker, AachenGoogle Scholar
  31. Russo M, Thomas M, Thorne D, Sing H, Redmond D, Rowland L, Johnson D, Hall S, Krichmar J, Balkin T (2003) Oculomotor impairment during chronic partial sleep deprivation. Clin. Neurophysiol., 114, 723–736CrossRefGoogle Scholar
  32. Schmidt RF, Schaible H-G, Birbaumer N (2001) Neuro-und Sinnesphysiologie, Springer, BerlinGoogle Scholar
  33. SEP (2006) Smart Eye Pro 3.5. User manual, Revision 175. Smart Eye AB, GöteborgGoogle Scholar
  34. Tietze H, Hargutt V (2001) Zweidimensionale Analyse zur Beurteilung des Verlaufs von Ermüdung. 43. TeaP, RegensburgGoogle Scholar
  35. Widdel H, Motz F, Tietze H (2005) Entwicklung eines Methodeninventars zur Erfassung und Bewertung des Situationsbewusstseins bei der Lagebewertung (MEBS). Projektbericht P6341, FGAN, WachtbergGoogle Scholar
  36. Wierwille WW, Ellsworth LA, Wreggit SS, Fairbanks RJ, Kirn CL (1994) Research on vehicle-based driver status/performance monitoring; development, validation, and refinement of algorithms for detection of driver drowsiness (DOT HS 808 247). Office of Crash Avoidance Research, National Highway Traffic Safety Administration, Blacksburg, VirginiaGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008

Authors and Affiliations

  • Daniel Link
    • 1
  • Heiko Tietze
    • 1
  • Ludger Schmidt
    • 1
  • Alexander Sievert
    • 2
  • Willi Gorges
    • 3
  • Dieter Leyk
    • 3
  1. 1.Abteilung Ergonomie und FührungssystemeFGAN Forschungsinstitut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie (FKIE)Wachtberg-Werthhoven
  2. 2.Institut für Physiologie und AnatomieDeutsche Sporthochschule KölnKöln
  3. 3.Abteilung Wehrmedizinische Ergonomie und LeistungsphysiologieZentrales Institut des Sanitätsdienstes der Bundeswehr in KoblenzKoblenz

Personalised recommendations