指向的控制理论模型

本文提出了四种手动控制理论模型在使用鼠标的人类用户目标行为建模能力上的实证比较：McRuer的交叉模型、Costello的冲程模型、二阶滞后（2OL）模型和Bang-bang模型。这些动态模型是生成性的，不仅估计运动时间，还基于时刻估计指针的位置、速度和加速度。我们描述了一个用于获取指向动作并自动将数学模型的参数拟合到实证数据的实验框架。我们展示了实验数据的时间序列、相空间和胡克图可视化，以获得对人类指向动态的洞察。我们发现，识别的控制模型可以生成一系列动态行为，这些行为以不同程度捕捉了人类指向行为的某些方面。困难指数（ID）较低的条件拟合较差，因为其不受约束的性质自然导致更多的行为变异性。我们报告了指向中人类冲程行为（初始的、弹道次运动）的特征，以及包括超调、调节时间、峰值时间和上升时间在内的若干控制器性能指标的差异。我们描述了模型之间的权衡。我们得出结论，控制理论为基于Fitts定律的方法提供了有希望的补充，模型提供了对人类指向动态的表示和预测，这可以提高我们对指向的理解并指导设计。