导光式眼球追踪设备、眼球追踪方法及头戴式设备技术

本发明专利技术公开了一种导光式眼球追踪设备、眼球追踪方法及头戴式设备，该导光式眼球追踪设备，包括：光源、图像获取单元和主控单元；还包括至少一条光纤；光源输出的光线经光纤射向用户的眼球；图像获取单元，用于获取目标图像；该目标图像用于计算注视点；主控单元连接图像获取单元，用于根据图像获取单元获取的目标图像计算注视点。无需额外的布线，不会影响用户使用的同时可以实现眼球追踪模组的一体化设计，降低结构的复杂度，保证了头戴式设备的轻便和美观程度。

Light-guided Eye Tracking Equipment, Eye Tracking Method and Head-mounted Equipment

【技术实现步骤摘要】
导光式眼球追踪设备、眼球追踪方法及头戴式设备
本申请涉及智能控制
，尤其涉及一种导光式眼球追踪设备、眼球追踪方法及头戴式设备。
技术介绍
眼球追踪，是研究视觉信息加工的有效手段。随着技术的发展，眼球追踪逐渐应用广泛，如工业控制、人机交互、医学和心理学等研究领域。例如，在目前的增强现实(augmentedreality，AR)产品中，传统的机械外设并不能满足用户操控的需求，而手势，头部运动和声音控制都会导致用户的使用疲劳。眼球追踪则因为其具有响应速度快、追踪准确、无疲劳感等优势，正逐渐成为AR人机交互的新模式。目前，为了实现眼球追踪，一般在头戴式设备上设置红外照明系统与图像采集系统。其中，为了在眼球旋转至不同角度时均能采到红外光斑的图片，红外照明系统一般由多个依次排列并镶嵌于头戴式设备上的红外光源组成。当红外光源数量较多，红外光源的走线需另加结构进行安装，为头戴式设备增加负担，影响美观的同时也不利于头戴式设备的一体化。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种导光式眼球追踪设备、眼球追踪方法及头戴式设备，能够解决现有技术中红外光源的走线需另加结构进行安装，为头戴式设备增加负担，影响美观的同时不利于头戴式设备的一体化的问题。本申请第一方面实施例提供的一种导光式眼球追踪设备，包括：光源、图像获取单元和主控单元；还包括至少一条光纤；所述光源输出的光线经所述光纤射向用户的眼球，以使所述用户的眼球带有红外光斑；所述图像获取单元，用于获取目标图像；所述目标图像用于计算注视点；所述主控单元连接所述图像获取单元，用于根据所述图像获取单元获取的所述目标图像实现对所述用户的眼球追踪。可选的，还包括：反射部件；所述反射部件，用于反射所述用户的眼球对所述光线的反射光；所述图像获取单元，具体用于获取光斑在所述反射部件上反射所形成的图像。可选的，还包括：连接件；所述光源、所述图像获取单元和所述主控单元固定在所述连接件上，且所述光纤沿所述连接件设置；所述连接件，用于将所述光源、所述图像获取单元和所述主控单元固定在头戴式设备上。可选的，还包括：光纤通道；所述光纤通道的一端朝向所述用户的眼球，所述光纤贯穿所述光纤通道；所述光纤的输出端内凹于所述光纤通道朝向所述用户眼球一端或者与所述光纤通道朝向所述用户眼球一端齐平。可选的，所述光纤通道为沟槽或内部通道。可选的，所述图像获取单元，包括：摄像机和滤光片；所述滤光片，用于透射与所述光源发出的光波长相同的光；所述摄像机透过所述红外滤光片拍摄所述目标图像。本申请实施例第二方面提供的一种眼球追踪方法，应用于上述第一方面提供的导光式眼球追踪设备中的任意一种，所述方法包括：控制所述光源输出光线，所述光线通过所述光纤，使所述用户的眼球带有光斑；获取所述图像获取单元获取的目标图像；所述目标图像用于计算注视点；根据所述目标图像确定所述用户的注视信息。本申请实施例第三方面提供了一种头戴式设备，包括：支撑部和上述第一方面提供的导光式眼球追踪设备中的任意一种。可选的，还包括：透镜；所述支撑部，包括：支撑件和固定件；所述支撑件，用于将所述头戴式设备佩戴于用户头部；所述固定件，用于将所述透镜固定于所述支撑件；所述光纤的光输出端设置在所述支撑件、所述固定件和所述透镜中的任意一个或多个上；所述光源固定在所述支撑件或所述固定件上；所述图像获取单元和所述主控单元固定在所述支撑件上。可选的，当所述光纤贯穿光纤通道设置时，所述透镜上设置有所述光纤通道。可选的，所述透镜朝向用户眼球的端面上设置有反射膜；所述图像获取单元，具体用于获取所述光斑经在所述红外反射膜上反射所形成的图像。与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：在本申请实施例中，在导光式眼球追踪设备上利用光纤传导光源发出的光线使之照射用户的眼球，用户的眼球上反射该光线带有光斑。再利用图像获取单元获取目标图像该目标图像用于计算注视点。图像获取单元与主控单元连接，以便主控单元利用图像获取单元获取的目标图像计算注视点。利用光纤束实现对光源发出的光线进行传导，无需额外的布线，不会影响用户使用的同时可以实现眼球追踪模组的一体化设计，降低结构的复杂度，保证了头戴式设备的轻便和美观程度。并且，该导光式眼球追踪设备可以应用于其他不具备眼球追踪功能的头戴式设备上，使用户可以利用眼球追踪技术实现与该头戴式设备的人机交互，提高操作的便捷度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请实施例提供的一种导光式眼球追踪设备的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种导光式眼球追踪设备中光纤通道的示意图；图3为本申请实施例提供的一种眼球追踪方法的流程示意图；图4为本申请实施例提供的一种头戴式设备的结构示意图；图5为本申请实施例提供的另一种头戴式设备的主视图；图6为本申请实施例提供的另一种头戴式设备的左视图。部分图中的附图标记说明如下：100导光式眼球追踪设备；110光源、120图像获取单元、130主控单元、140光纤、150光纤通道；400头戴式设备；410透镜、420支撑件、430固定件。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。眼球追踪(eyetracking)，也可称为视线追踪，是通过测量眼睛运动情况来估计眼睛的视线和/或注视点的技术。其中，视线可以理解为是一个三维矢量，在一个例子中，该三维矢量(即视线)可以是以用户头部的正中心为坐标原点、以头部正右侧为x轴的正半轴、头部正上方为y轴正半轴、以头部的正前方为z轴正半轴所构建的坐标系中的坐标表示。注视点可以理解为上述三维矢量(即视线)投影在某个平面上的二位坐标。目前广泛应用的是光学记录法：用照相机或摄像机记录被试者的眼睛运动情况，即获取反映眼睛运动的眼部图像，以及从获取到的眼部图像中提取眼部特征用于建立视线/注视点估计的模型。其中，眼部特征可以包括：瞳孔位置、瞳孔形状、虹膜位置、虹膜形状、眼皮位置、眼角位置、光斑(也称为普尔钦斑)位置等。在光学记录法中，目前最主流的眼球追踪方法称为瞳孔-角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导光式眼球追踪设备，其特征在于，包括：光源、图像获取单元和主控单元；还包括至少一条光纤；所述光源输出的光线经所述光纤射向用户的眼球；所述图像获取单元，用于获取目标图像；所述目标图像用于计算注视点；所述主控单元连接所述图像获取单元，用于根据所述图像获取单元获取的所述目标图像计算注视点。

【技术特征摘要】
1.一种导光式眼球追踪设备，其特征在于，包括：光源、图像获取单元和主控单元；还包括至少一条光纤；所述光源输出的光线经所述光纤射向用户的眼球；所述图像获取单元，用于获取目标图像；所述目标图像用于计算注视点；所述主控单元连接所述图像获取单元，用于根据所述图像获取单元获取的所述目标图像计算注视点。2.根据权利要求1所述的导光式眼球追踪设备，其特征在于，还包括：反射部件；所述反射件，用于反射所述用户的眼球对所述光线的反射光；所述图像获取单元，具体用于获取所述反射部件上反射所形成的图像。3.根据权利要求1所述的导光式眼球追踪设备，其特征在于，还包括：连接件；所述光源、所述图像获取单元和所述主控单元固定在所述连接件上，且所述光纤沿所述连接件设置；所述连接件，用于将所述光源、所述图像获取单元和所述主控单元固定在头戴式设备上。4.根据权利要求1-3任一项所述的导光式眼球追踪设备，其特征在于，还包括：光纤通道；所述光纤通道的一端朝向所述用户的眼球，所述光纤贯穿所述光纤通道；所述光纤的输出端内凹于所述光纤通道朝向所述用户眼球一端或者与所述光纤通道朝向所述用户眼球一端齐平。5.根据权利要求4所述的导光式眼球追踪设备，其特征在于，所述光纤通道为沟槽或内部通道。6.根据权利要求1-3任一项所述的导光式眼球追踪设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦余伟，王云飞，黄通兵，李丹，
申请(专利权)人：北京七鑫易维信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11