基于眼球动作追踪和声音控制的眼电鼠标制造技术

本发明专利技术提供一种基于眼球动作追踪和声音控制的眼电鼠标，包括用于采集眼电信号的眼电信号采集模块、处理眼电信息的眼电信号处理模块、负责与电脑通讯的通讯模块以及采集与处理声音的声音采集与处理模块。本发明专利技术具有操作精度高、使用简单、可靠性高的特点，可广泛应用于手脚不便的老人以及手脚不便的病人或残障人士，可以提供一种不依赖肢体的人机交互方式，让手脚不便的人能够依靠自己的意念，与计算机进行信息交流。

Eye electric mouse based on eye movement tracking and sound control

The invention provides an electric eye tracking and mouse eye movements based on voice control, including voice acquisition and processing module for collecting EOG EOG signal acquisition module, processing information EOG EOG signals processing module, communication module is responsible for communication with the computer and the acquisition and processing of sound. The present invention has the advantages of high precision, easy to use, high reliability, and can be widely applied to the hands and feet inconvenience the elderly and the disabled patients or the hands and feet inconvenience, can provide a way of human-computer interaction does not depend on the body, hands and feet inconvenience people can rely on their own ideas, to communicate with the computer.

【技术实现步骤摘要】
基于眼球动作追踪和声音控制的眼电鼠标
本专利技术用于计算机领域，用于实现通过眼睛控制相应文件的打开、关闭、单击、双击、上下翻页的基本操作。
技术介绍
随着社会的发展，计算机技术的进步，利用鼠标、键盘等常见的输入设备进行操作的传统的人机交互方式已经不能满足人们的要求，尤其是人口的老龄化日益严重的今天，特别是手脚不灵便的老年人及用手操作不灵便的病人急需不依靠肢体进行信息交流的人机交互系统，让病人或残疾人能够依靠自己的意念，与计算机进行信息交流的新型鼠标。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种精度高、使用方便、可靠性高的基于眼球动作追踪和声音控制的鼠标。为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为：基于眼球动作追踪和声音控制的鼠标包括眼电信号采集模块1、眼电信号处理模块2、通讯模块3、声音采集与处理模块4；其中，眼电信号采集模块，用于对眼部信号进行采集，将采集到的信号进行处理和放大，得到稳定、可靠的眼电信号之后，发送至眼电信号处理模块；眼电信号处理模块，用于对眼电信号采集模块输出的眼电信号进行处理，同时将处理过的眼电信号发送至通讯模块；声音采集与处理模块，用于采集操控人员说出的语音信息，得到相对应的控制命令信号；同时将得到的控制信号发送至通讯模块；通讯模块，用于将收到的眼电信号和声音信号与电脑进行通讯。综上所述，本专利技术所述基于眼球动作追踪和声音控制的鼠标，通讯模块3根据眼电信号处理模块2提供的眼电信号，实时获取眼球的动作信息，从而实时控制鼠标的移动；根据声音采集与处理模块4所发送的声音信号，实时辨别操作者的声音信息，从而实现相应文件的打开、关闭、单击、双击、上下翻页的基本操作。因此，本专利技术具有规范精度较高、使用方便的特点；另外，本专利技术采用的眼电信号采集模块1、眼电信号处理模块2、通讯模块3、声音采集与处理模块4的可靠性均较高，故本专利技术具有较高的可靠性。附图说明图1是本专利技术所述眼电鼠标组成结构图图2是前置放大电路(含右腿驱动屏蔽电路)图3是陷波、滤波电路图4是主放大电路图5是电平抬升及钳位电路图6是信号采集与处理模块示意图图7是通讯模块示意图图8是声音采集与处理模块示意图具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步地详细描述。图1为本专利技术所述眼电鼠标的组成结构图。如图1所示，本专利技术所述眼电信号采集模块1，眼电信号处理模块2，通讯模块3，声音采集与处理模块4；其中，眼电信号采集模块1，用于对眼部信号进行采集，将采集到的信号进行处理和放大，得到稳定、可靠的眼电信号之后，发送至眼电信号处理模块；眼电信号处理模块2，用于对眼电信号采集模块输出的眼电信号进行处理，同时将处理过的眼电信号发送至通讯模块；声音采集与处理模块4，用于采集操控人员说出的语音信息，得到相对应的控制命令信号；同时将得到的控制信号发送至通讯模块；通讯模块3，用于将收到的眼电信号和声音信号与电脑进行通讯。总之，本专利技术所述眼电鼠标根据Ag-AgCl电极11采集到的眼部电信号，通过采集到的腿部信号以及通过声音采集与处理模块4采集到的语言信号来确定操控人员对电脑下达的指令，实现控制电脑完成相应文件的打开、关闭、单击、双击、上下翻页的基本操作。信号采集放大装置包括前置放大电路(含右腿驱动屏蔽电路)(图2)、陷波、滤波电路(图3)、主放大电路(图4)、电平抬升及钳位电路(图5)。图2为本专利技术所述眼电信号采集模块对Ag-AgCl电极11采集到的眼部电信号进行前置放大的前置放大电路(含右腿驱动屏蔽电路)，前置放大电路(含右腿驱动屏蔽电路)包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4、第五运算放大器U5、第一输入电阻R1、第五输入电阻R5、第二输出电阻R2、第三反馈电阻R3、第四反馈电阻R4、第一反馈电容C1、第六分压电阻R6、第七分压电阻R7、第八分压电阻R8，Ag-AgCl电极11信号输入端经第一输入电阻R1接入第一运算放大器U1的同相输入端，第一运算放大器U1的反相输入端与其输出端相连接作为反馈，第一运算放大器U1的输出端与第五运算放大器U5的反相输入端相连接，Ag-AgCl电极11的信号输出端还经第五输入电阻R5与第四运算放大器U4的同相输入端相连接，第四运算放大器U4的反相输入端与其输出端直接连接作为反馈，同时其输出端与第五运算放大器U5的同相输入端相连接，这样便构成了前置放大电路，第五运算放大器U5的输出端与陷波、滤波电路13的输入端相连接，第五运算放大器U5的两个引脚分别与第八分压电阻R8的两端相连接，第八分压电阻R8与第六分压电阻R6、第七分压电阻R7的串联电路并联，第六分压电阻R6与第七分压电阻R7相连的引脚同时与第三反馈电阻R3、第四反馈电阻R4、第二运算放大器U2的反相输入端以及第三运算放大U3的同相输入端相连接，第二运算放大器U2的输出端经第二输出电阻R2与第三运算放大器U3的输出端相连接，同时第二运算放大器U2的输出端直接与其同相输入端相连接作为反馈，第三反馈电阻R3的另一端经第一反馈电容C1与第三运算放大器U3的输出端相连接，第四反馈电阻R4的另一端同样与第三运算放大器U3的输出端相连接，第三运算放大器U3的输出端作用于屏蔽电极，同时其反相输入端接地。图3为本专利技术所述眼电信号采集模块1中的陷波、滤波电路13，它包括二阶有源低通滤波电路、二阶有源高通滤波电路，由第六电容、第七电容C7、第十三电阻组成的二阶无源高通滤波器、由第十四电阻R14、第十五电阻R15、第八电容C8组成的二阶无源低通滤波器、第七运算放大器U7和第八运算放大器U8；其中，由第九电阻R9、第二电容C2及第十电阻R10、第三电容C3组成的二阶RC低通网络直接与第五运算放大器U5相连，构成二阶有源低通滤波电路；第二电容C2的接地端接到第五运算放大器U5的输出端，形成正反馈；由第四电容C4、第十一电阻R11及第五电容C5、第十二电阻R12组成的二阶RC高通网络直接与第六运算放大器U6相连构成二阶有源高通滤波电路，其主要作用是将采集到得信号进行滤波处理，减少其他信号的干扰，保证信号的准确；第十一电阻R11的接地端接到第六运算放大器U6的输出端，形成正反馈；二阶无源高通滤波器和二阶无源低通滤波器并联组成双T网络，双T网络的输出端接第七运算放大器U7的同相输入端，双T网络的接地端与第八运算放大器U8的输出端相连，第七运算放大器U7的反相输入端直接与第七运算放大器U7的输出端相连，第十五电阻R15的一端与第七运算放大器U7的输出端相连，第十五电阻R15的另一端与第八运算放大器U8的同相输入端相连并接到地线端。第八运算放大器U8的反相输入端直接与第八运算放大器U8的输出端相连。图4为本专利技术所述眼电信号采集模块的主放大电路14，眼电信号经陷波、滤波电路13处理后传递给主放大电路14；主放大电路包括第九运算放大器U9，第十六电阻R16，第十七电阻R17；陷波、滤波电路的输出线接到第九运算放大器U9的同相输入端，其反相输入端经第十六电阻R16接地；同时其反相输入端通过第十七电阻R17与其输出端相连接；第九运算放大器U9的输出端与电平抬升及钳位电路的输入端相连接。图5为本专利技术所述眼电信号采集模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于眼球动作追踪和声音控制的眼电鼠标，有眼电信号采集模块、眼电信号处理模块、通讯模块、声音采集与处理模块；其中，眼电信号采集模块，用于对眼部信号进行采集，将采集到的信号进行处理和放大，得到稳定、可靠的眼电信号之后，发送至眼电信号处理模块；眼电信号处理模块，用于对眼电信号采集模块输出的眼电信号进行处理，同时将处理过的眼电信号发送至通讯模块；声音采集与处理模块，用于采集操控人员说出的语音信息，得到相对应的控制命令信号；同时将得到的控制信号发送至通讯模块；通讯模块，用于将收到的眼电信号和声音信号与电脑进行通讯。

【技术特征摘要】
1.一种基于眼球动作追踪和声音控制的眼电鼠标，有眼电信号采集模块、眼电信号处理模块、通讯模块、声音采集与处理模块；其中，眼电信号采集模块，用于对眼部信号进行采集，将采集到的信号进行处理和放大，得到稳定、可靠的眼电信号之后，发送至眼电信号处理模块；眼电信号处理模块，用于对眼电信号采集模块输出的眼电信号进行处理，同时将处理过的眼电信号发送至通讯模块；声音采集与处理模块，用于采集操控人员说出的语音信息，得到相对应的控制命令信号；同时将得到的控制信号发送至通讯模块；通讯模块，用于将收到的眼电信号和声音信号与电脑进行通讯。2.根据权利要求1所述的基于眼球动作追踪和声音控制的眼电鼠标，其特征在于所述眼电信号采集模块所包含的的前置放大电路(含右腿驱动屏蔽电路)，陷波、滤波电路，主放大电路，电平抬升及钳位电路。3.根据权利要求1或权利要求2所述的基于眼球动作追踪和声音控制的眼电鼠标，其特征在于所述眼电信号采集模块对Ag-AgCl电极采集到的眼部电信号进行放大的前置放大电路(含右腿驱动屏蔽电路)，前置放大电路(含右腿驱动屏蔽电路)包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第一输入电阻、第五输入电阻、第二输出电阻、第三反馈电阻、第四反馈电阻、第一反馈电容、第六分压电阻、第七分压电阻、第八分压电阻，Ag-AgCl电极信号输入端经第一输入电阻接入第一运算放大器的同相输入端，第一运算放大器的反相输入端与其输出端相连接作为反馈，第一运算放大器的输出端与第五运算放大器的反相输入端相连接，Ag-AgCl电极的信号输出端还经第五输入电阻与第四运算放大器的同相输入端相连接，第四运算放大器的反相输入端与其输出端直接连接作为反馈，同时其输出端与第五运算放大器的同相输入端相连接，这样便构成了前置放大电路(含右腿驱动屏蔽电路)，第五运算放大器的输出端与陷波、滤波电路的输入端相连接，第五运算放大器的两个引脚分别与第八分压电阻的两端相连接，第八分压电阻与第六分压电阻、第七分压电阻的串联电路并联，第六分压电阻与第七分压电阻相连的引脚同时与第三反馈电阻、第四反馈电阻、第二运算放大器的反相输入端以及第三运算放大的同相输入端相连接，第二运算放大器的输出端经第二输出电阻与第三运算放大器的输出端相连接，同时第二运算放大器的输出端直接与其同相输入端相连接作为反馈，第三反馈电阻的另一端经第一反馈电容与第三运算放大器的输出端相连接，第四反馈电阻的另一端同样与第三运算放大器的输出端相连接，第三运算放大器的输出端作用于屏蔽电极，同时其反相输入端接地。4.根据权利要求1或权利要求2所述的基于眼球动作追踪和声音控制的眼电鼠标，其特征在于所述陷波、滤波电路包括的二阶有源低通滤波电路、二阶有源高通滤波电路，由第六电容、第七电容、第十三电阻组成的二阶无源高通滤波器、由第十四电阻、第十五电阻、第八电容组成的二阶无源低通滤波器、第七运算放大器和第八运算放大器，其中，由第九电阻、第二电容及第十电阻、第三电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，王文志，石家宝，邓帅博，陈赛印，薛吉星，田聪，刘明宇，庞少阳，孟亦凡，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41