电脑验光仪人眼自动跟踪系统及方法技术方案

技术编号:18799736 阅读:39 留言:0更新日期:2018-09-01 04:03
本发明专利技术涉及一种电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其特征在于:包括按键模块、信号采集模块、图像处理单元、ARM微控制器、三维移动模块及SD卡模块,所述图像处理单元包括扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块。本发明专利技术还涉及一种电脑验光仪人眼自动跟踪方法,其特征在于:所述跟踪方法的步骤为:1)模式选择;2)信号采集;3)信号处理;4)三维跟踪调整;5)数据储存。本发明专利技术设计科学合理,定位对焦准确,能够实现人眼自动化智能化跟踪定位、提高视力测试精确度及测试速度,提高工作效率。

Automatic eye tracking system and method for computerized refractometer

The invention relates to an automatic eye tracking system for a computer refractometer, which is characterized in that the system comprises a key-press module, a signal acquisition module, an image processing unit, an ARM microcontroller, a three-dimensional moving module and an SD card module. The image processing unit comprises a scanning module, a recognition module, a tracking module and a focusing module. The invention also relates to an automatic eye tracking method for a computer optometer, which is characterized in that the steps of the tracking method are: 1) mode selection; 2) signal acquisition; 3) signal processing; 4) three-dimensional tracking adjustment; 5) data storage. The invention has the advantages of scientific and reasonable design, accurate positioning and focusing, automatic and intelligent tracking and positioning of the human eye, improving the accuracy and speed of visual acuity testing, and improving work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
电脑验光仪人眼自动跟踪系统及方法
本专利技术属于医疗器械领域,涉及电脑验光仪,特别涉及一种电脑验光仪人眼自动跟踪系统及方法。
技术介绍
随着信息化、无纸化时代的到来,电子产品的使用已经逐步在我们生活中普及,但是在电子时代为我们带来便利的同时也带来了使用者眼睛的视力问题。长期对着电脑或手机,人的眼睛会疲惫劳累造成视力下降。因此,现在眼镜佩戴者越来越多。为了更好的保护视力,保护眼镜,对眼镜的选择要求必须提高。在进行眼镜购买时,对视力的检测必须要精准精确。目前,视力的测试主要使用电脑验光仪,现有的电脑验光仪对人眼的寻找和定位需要验光师手动多次调节验光仪操纵杆来实现,调节速度受验光师的经验影响,因此,对视力的测试精度较低、定位准确度较差且测试速度慢,影响对人眼视力的准确测试,对视力保护不利。通过对公开专利文献的检索,并未发现与本专利申请相同或相似的公开专利文献。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种定位对焦准确,能够实现人眼自动化智能化跟踪定位、提高视力测试精确度及测试速度,提高工作效率的电脑验光仪人眼自动跟踪系统及其方法。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:一种电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其特征在于:包括按键模块、信号采集模块、图像处理单元、ARM微控制器、三维移动模块及SD卡模块,所述图像处理单元包括扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块,所述按键模块连接至信号采集模块,所述信号采集模块连接至图像处理单元,所述图像处理单元的扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块均连接至ARM微控制器,所述按键模块、SD卡模块及三维移动模块均连接至ARM微控制器,所述三维移动模块连接至信号采集模块。而且,所述扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块均通过HPI接口与ARM微控制器连接。而且,所述SD卡模块通过SPI接口与ARM微控制器连接。而且,所述按键模块及三维移动模块均通过I/O接口与ARM微控制器连接。而且,所述ARM微控制器采用S3C2410型号ARM微控制器。而且,所述图像处理单元为DSP芯片,该DSP芯片采用TMS320DM642型号DSP芯片。而且,所述三维移动模块为三台分别控制X、Y、Z方向的步进电机。一种电脑验光仪人眼自动跟踪方法,其特征在于:所述跟踪方法的步骤为:1)模式选择:开启按键模块,选择左眼或右眼跟踪,同时开启ARM微控制器;2)信号采集:ARM微控制器驱动三维移动模块进行移动,信号采集模块进行人眼反射光斑信号的采集;3)信号处理:图像处理单元对采集到的信号分别进行扫描、识别、跟踪及对焦处理,同时将扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块的数据实时传输至ARM微控制器;4)三维跟踪调整:ARM微控制器根据图像处理单元的数据处理结果驱动三维移动模块开启工作,进行X、Y、Z方向的调整,直至图像处理单元反馈到ARM微控制器数据满足验光要求,结束跟踪;5)数据储存:ARM微控制器将接收的信息实时传输储存至SD卡模块。本专利技术的优点和有益效果为:1、本专利技术的电脑验光仪人眼自动跟踪系统,ARM微控制器控制三维平台的移动,带动信号采集模块选择好的左眼或右眼模式进行信号采集,经过图像处理识别到人眼瞳孔正前方角膜反射回来的光斑,ARM微控制器根据图像处理单元的处理结果进而控制三维移动模块对光斑进行实时跟踪,实现电脑验光仪的快速自动跟踪定位功能,省去了人为手动寻找、定位目标的过程;且提高对焦精度,缩短对焦时间,实现电脑验光的全自动化及智能化。2、本专利技术的电脑验光仪人眼自动跟踪方法,操作简便,定位跟踪精准,提高电脑验光结果的精确度,缩短验光时间,提高工作效率。3、本专利技术设计科学合理,定位对焦准确,能够实现人眼自动化智能化跟踪定位、提高视力测试精确度及测试速度,提高工作效率。附图说明图1为本专利技术的原理方框图;图2为本专利技术的图像处理单元的组成图;图3为本专利技术的扫描路径示意图;图4为本专利技术的跟踪流程图;图5为本专利技术的自动对焦功能流程图;图6为本专利技术的工作流程图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本专利技术的保护范围。如图1、2所示,一种电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其创新之处在于:包括按键模块、信号采集模块、图像处理单元、ARM微控制器、三维移动模块及SD卡模块,图像处理单元包括扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块,按键模块连接至信号采集模块,信号采集模块连接至图像处理单元,图像处理单元的扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块均连接至ARM微控制器,所述按键模块、SD卡模块及三维移动模块均连接至ARM微控制器,三维移动模块连接至信号采集模块。扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块均通过HPI接口与ARM微控制器连接。SD卡模块通过SPI接口与ARM微控制器连接。按键模块及三维移动模块均通过I/O接口与ARM微控制器连接。ARM微控制器采用S3C2410型号ARM微控制器。图像处理单元为DSP芯片,该DSP芯片采用TMS320DM642型号DSP芯片。三维移动模块为三台分别控制X、Y、Z方向的步进电机。一种电脑验光仪人眼自动跟踪方法,其创新之处在于:该跟踪方法的步骤为:1)模式选择:开启按键模块,选择左眼或右眼跟踪,同时开启ARM微控制器;2)信号采集:ARM微控制器驱动三维移动模块进行移动,信号采集模块进行人眼反射光斑信号的采集;3)信号处理:图像处理单元对采集到的信号分别进行扫描、识别、跟踪及对焦处理,同时将扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块的数据实时传输至ARM微控制器;4)三维跟踪调整:ARM微控制器根据图像处理单元的数据处理结果驱动三维移动模块开启工作,进行X、Y、Z方向的调整,直至图像处理单元反馈到ARM微控制器数据满足验光要求,结束跟踪;5)数据储存:ARM微控制器将接收的信息实时传输储存至SD卡模块。如图3所示,以右眼跟踪为例,三维移动模块从初始位置开始移动,在右半平面XY垂直面内进行全面扫描,当前垂直面扫描完成后,ARM微控制器控制三维移动模块中驱动Z方向的步进电机在Z轴方向移动,进行下一垂直面的扫描,直至识别模块在采集到的图像中识别到人眼反射光斑,但光斑不在目标区域时,扫描停止,启动跟踪模块,当Z轴移动到极限位置时,也停止扫描,完成目标跟踪。如图4所示为跟踪流程图,图像处理单元数据处理部分实时计算目标光斑形心到图像采集系统光轴中心的脱靶量,由此得到对三维移动模块的控制指令,ARM微控制器得到控制指令后,驱动三维移动模块在XY垂直面上移动,减少脱靶量,直至采集到的图像中目标中心与图像采集系统光轴中心重合,光轴中心即为对准标记区域的中心,此时跟踪结束,启动对焦模块。如图5所示为自动对焦功能流程图,图像处理单元依据对焦清晰度评价函数值判断人眼反射光斑成像是否清晰,ARM微控制器根据实时图像处理结果驱动三维移动模块在Z轴方向上以不同的步长前进,调整信号采集模块与人眼之间的距离,分为粗调和精调两个步骤:首先是粗调,先给系统设定两个阈值,T1和T2,令T1=current/8,T2=peak/2,在初始位置计算一次评价函数值,赋予peak,移动平台以步长8前进,每走一步计算一次评价函数值,作为当前值current,然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其特征在于:包括按键模块、信号采集模块、图像处理单元、ARM微控制器、三维移动模块及SD卡模块,所述图像处理单元包括扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块,所述按键模块连接至信号采集模块,所述信号采集模块连接至图像处理单元,所述图像处理单元的扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块均连接至ARM微控制器,所述按键模块、SD卡模块及三维移动模块均连接至ARM微控制器,所述三维移动模块连接至信号采集模块。

【技术特征摘要】
1.一种电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其特征在于:包括按键模块、信号采集模块、图像处理单元、ARM微控制器、三维移动模块及SD卡模块,所述图像处理单元包括扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块,所述按键模块连接至信号采集模块,所述信号采集模块连接至图像处理单元,所述图像处理单元的扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块均连接至ARM微控制器,所述按键模块、SD卡模块及三维移动模块均连接至ARM微控制器,所述三维移动模块连接至信号采集模块。2.根据权利要求1所述的电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其特征在于:所述扫描模块、识别模块、跟踪模块及对焦模块均通过HPI接口与ARM微控制器连接。3.根据权利要求1所述的电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其特征在于:所述SD卡模块通过SPI接口与ARM微控制器连接。4.根据权利要求1所述的电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其特征在于:所述按键模块及三维移动模块均通过I/O接口与ARM微控制器连接。5.根据权利要求1所述的电脑验光仪人眼自动跟踪系统,其特征在于:所述ARM微控制器采用S3C241...

【专利技术属性】
技术研发人员:陶会荣张荃
申请(专利权)人:天津市职业大学
类型:发明
国别省市:天津,12

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1