一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法，包括：改造眼动仪设备接口，使支持眼动模式与地理信息系统自然交互；实时定位获取注视点地理坐标；设计双侧和单侧注视眼控交互方式；当双侧注视屏幕时，判断注视时间是否小于阈值，若否则执行眼控工具触发地图功能，若是则无操作；当单侧注视屏幕时，判断注视时间是否小于阈值，若否则执行放大或缩小操作，若是则无操作；当双侧注视执行眼控地图功能后，判断下一阈值内所有注视点是否仍在注视区域内，若是，则触发二次注视功能，对区域内兴趣点及相关地物的位置和属性突出显示；本发明专利技术还公开一种基于眼动的多维地理信息自适应交互装置。提高了个性化地理信息服务的精准度和有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法及装置
本专利技术属于眼动地理信息交互
，尤其涉及一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法及装置。
技术介绍
地图是人对地理环境认知的工具和可视化手段（郑束蕾.个性化地图的认知机理研究[D].信息工程大学.2015.）。而地理信息系统（电子地图）是以地图为中心，通过在地图可视化的基础上集成放大、缩小、漫游、查询、检索、空间分析等各种功能，为地理信息的分析与表达提供强大支持的一种软件方法。传统的地理信息系统软件以键盘和鼠标为主要的查询输入和目标确认方式，而以人眼视觉作为输出信息获取的主要通道，这样的交互行为操作复杂，眼、手输入、输出通道相分离，信息传输效率低下，智能化程度低。更重要的是，用户兴趣点、兴趣区不能得到及时关注，一些潜在的个性化需求不能得到很好满足。眼动追踪技术是利用红外眼动仪实时记录人眼位置和运动模式的一种生物信息技术，具有实时、客观、不介入的优点（董卫华,廖华,詹智成,刘兵,王圣凯,杨天宇.2008年以来地图学眼动与视觉认知研究新进展[J].地理学报,2019,74(03):193-208.）。目前国内外的眼动仪品牌主要有Tobii、Eyelink、SMI、七鑫易维、青研等。眼动仪能够记录眼动参数数据为研究目标同时提供定性与定量依据，还可以以眼动注视作为其他产品的触发器进行输入控制（眼控），因此被广泛应用于阅读、广告、体育、航空、医疗等领域。但目前缺少对地理信息的支持，仅有的应用范例大多局限于记录眼动参数数据来评价地图产品设计的可用性，而很少见眼控触发电子地图和地理信息系统环境中的地理信息功能及地理信息与眼动集成软硬件产品的研究。
技术实现思路
本专利技术针对现有的利用眼动追踪技术解决地理信息系统操作中交互行为操作复杂的问题，提出一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法及装置。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法，包括：步骤1：对眼动仪设备的接口进行改造，使眼动仪设备支持眼动数据与地理信息系统交互；步骤2：基于改造的接口，实时获取注视点的地理坐标；步骤3：判断注视行为类型，若左右眼数据能同时捕获为双侧注视行为，若只能捕获左眼或右眼数据则为单侧注视行为；步骤4：当为双侧注视行为时，计算注视时间，判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是，则不执行任何操作；若否，则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是，则触发屏幕内眼控单击操作，若否，则继续执行步骤3；步骤5：当屏幕内眼控单击操作触发后，判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是，则不执行任何操作；若否，则基于改造的接口，继续判断下一个时间阈值内所有注视点的地理坐标是否仍位于触发眼控单击操作的注视区域内，若是，则触发二次注视功能，若否，则执行步骤3；步骤6：当为单侧注视时，判断是否为左侧注视，若是则判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是则不执行任何操作；若否则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是则执行放大功能，若否则继续执行步骤3；若为右侧注视，则判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是则不执行任何操作；若否则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是则执行缩小功能，若否则继续执行步骤3。进一步地，所述步骤1包括：步骤1.1：定义获取注视坐标函数实时获取注视点的屏幕坐标，实时获取的注视点的屏幕坐标定义为上次注视点的屏幕坐标和当前注视点的屏幕坐标分别与所占权重乘积的和；步骤1.2：将获取的屏幕坐标转为地理坐标；步骤1.3：定义注视时间阈值和注视区域，所述注视区域为正方形；步骤1.4：定义判断注视点停留位置的函数之一以判断注视时间阈值内注视点实时地理坐标是否位于注视区域内；步骤1.5：定义判断注视点停留位置的函数之二以判断下一个注视时间阈值内注视点实时地理坐标是否仍位于注视区域内。进一步地，所述步骤3之前还包括：判断注视屏幕区域；判断眼动行为类型，所述类型包括眨眼行为、扫视行为及注视行为；当为眨眼行为时，眼动仪记录用户双侧眨眼次数并进行判断，当连续双侧眨眼次数小于两次时不执行任何功能，当连续双侧眨眼次数大于两次时在注视位置执行确认操作；当为扫视行为时，眼动仪获取并记录用户扫视路径信息；当为注视行为时，则判断注视行为类型，并计算注视时间。进一步地，根据注视屏幕区域的不同，所述注视时间阈值不同。一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互装置，包括：接口改造模块，用于对眼动仪设备的接口进行改造，使眼动仪设备支持眼动数据与地理信息系统交互；坐标实时获取模块，用于基于改造的接口，实时获取注视点的地理坐标；第一判断模块，用于判断注视行为类型，若左右眼数据能同时捕获为双侧注视行为，若只能捕获左眼或右眼数据则为单侧注视行为；第二判断模块，用于为双侧注视行为时，计算注视时间，判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是，则不执行任何操作；若否，则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是，则触发屏幕内眼控单击操作，若否，则继续执行第一判断模块；第三判断模块，用于当屏幕内眼控单击操作触发后，判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是，则不执行任何操作；若否，则基于改造的接口，继续判断下一个时间阈值内所有注视点的地理坐标是否仍位于触发眼控单击操作的注视区域内，若是，则触发二次注视功能，若否，则执行第一判断模块；第四判断模块，用于当为单侧注视时，判断是否为左侧注视，若是则判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是则不执行任何操作；若否则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是则执行放大功能，若否则继续执行第一判断模块；若为右侧注视，则判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是则不执行任何操作；若否则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是则执行缩小功能，若否则继续执行第一判断模块。进一步地，所述接口改造模块包括：第一定义子模块，用于定义获取注视坐标函数实时获取注视点的屏幕坐标，实时获取的注视点的屏幕坐标定义为上次注视点的屏幕坐标和当前注视点的屏幕坐标分别与所占权重乘积的和；转换子模块，用于将获取的屏幕坐标转为地理坐标；第二定义子模块，用于定义注视时间阈值和注视区域，所述注视区域为正方形；第三定义子模块，用于定义判断注视点停留位置的函数之一以判断注视时间阈值内注视点实时地理坐标是否位于注视区域内；第四定义子模块，用于定义判断注视点停留位置的函数之二以判断下一个注视时间阈值内注视点实时地理坐标是否仍位于注视区域内。进一步地，还包括：第五判断模块，用于判断眼动行为类型，所述类型包括眨眼行为、扫视行为及注视行为；当为眨眼行为时，眼动仪记录用户双侧眨眼次数并进行判断，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法，其特征在于，包括：/n步骤1：对眼动仪设备的接口进行改造，使眼动仪设备支持眼动数据与地理信息系统交互；/n步骤2：基于改造的接口，实时获取注视点的地理坐标；/n步骤3：判断注视行为类型，若左右眼数据能同时捕获为双侧注视行为，若只能捕获左眼或右眼数据则为单侧注视行为；/n步骤4：当为双侧注视行为时，计算注视时间，判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是，则不执行任何操作；若否，则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是，则触发屏幕内眼控单击操作，若否，则继续执行步骤3；/n步骤5：当屏幕内眼控单击操作触发后，判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是，则不执行任何操作；若否，则基于改造的接口，继续判断下一个时间阈值内所有注视点的地理坐标是否仍位于触发眼控单击操作的注视区域内，若是，则触发二次注视功能，若否，则执行步骤3；/n步骤6：当为单侧注视时，判断是否为左侧注视，若是则判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是则不执行任何操作；若否则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是则执行放大功能，若否则继续执行步骤3；/n若为右侧注视，则判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是则不执行任何操作；若否则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是则执行缩小功能，若否则继续执行步骤3。/n...

【技术特征摘要】
20200429 CN 20201035394761.一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法，其特征在于，包括：
步骤1：对眼动仪设备的接口进行改造，使眼动仪设备支持眼动数据与地理信息系统交互；
步骤2：基于改造的接口，实时获取注视点的地理坐标；
步骤3：判断注视行为类型，若左右眼数据能同时捕获为双侧注视行为，若只能捕获左眼或右眼数据则为单侧注视行为；
步骤4：当为双侧注视行为时，计算注视时间，判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是，则不执行任何操作；若否，则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是，则触发屏幕内眼控单击操作，若否，则继续执行步骤3；
步骤5：当屏幕内眼控单击操作触发后，判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是，则不执行任何操作；若否，则基于改造的接口，继续判断下一个时间阈值内所有注视点的地理坐标是否仍位于触发眼控单击操作的注视区域内，若是，则触发二次注视功能，若否，则执行步骤3；
步骤6：当为单侧注视时，判断是否为左侧注视，若是则判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是则不执行任何操作；若否则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是则执行放大功能，若否则继续执行步骤3；
若为右侧注视，则判断注视时间是否小于注视时间阈值，若是则不执行任何操作；若否则基于改造的接口，判断时间阈值内所有注视点的地理坐标是否位于注视区域内，若是则执行缩小功能，若否则继续执行步骤3。


2.根据权利要求1所述的一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法，其特征在于，所述步骤1包括：
步骤1.1：定义获取注视坐标函数实时获取注视点的屏幕坐标，实时获取的注视点的屏幕坐标定义为上次注视点的屏幕坐标和当前注视点的屏幕坐标分别与所占权重乘积的和；
步骤1.2：将获取的屏幕坐标转为地理坐标；
步骤1.3：定义注视时间阈值和注视区域，所述注视区域为正方形；
步骤1.4：定义判断注视点停留位置的函数之一以判断注视时间阈值内注视点实时地理坐标是否位于注视区域内；
步骤1.5：定义判断注视点停留位置的函数之二以判断下一个注视时间阈值内注视点实时地理坐标是否仍位于注视区域内。


3.根据权利要求2所述的一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法，其特征在于，所述步骤3之前还包括：
判断注视屏幕区域；判断眼动行为类型，所述类型包括眨眼行为、扫视行为及注视行为；当为眨眼行为时，眼动仪记录用户双侧眨眼次数并进行判断，当连续双侧眨眼次数小于两次时不执行任何功能，当连续双侧眨眼次数大于两次时在注视位置执行确认操作；当为扫视行为时，眼动仪获取并记录用户扫视路径信息；当为注视行为时，则判断注视行为类型，并计算注视时间。


4.根据权利要求3所述的一种基于眼动的多维地理信息自适应智能交互方法，其特征在于，根据注视屏幕区域的不同，所述注视时间阈值不同。


5.基于权利要求1-4任一所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑束蕾，王成舜，杨春雷，陈毓芬，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南;41