本发明专利技术提供了一种视线追踪装置及系统，采用的方案是：包括机架、外置随动摄像头、内置摄像头以及显示屏，机架上设置有两个眼睛对应位分别用于对应人的两个眼睛位置，每个眼睛对应位上均安装有至少一个内置摄像头，使用时内置摄像头朝向眼睛位置，所述外置随动摄像头安装在机架的外侧或者独立于该机架分开设置，所述显示屏安装在机架中。通过采集测量双眼虹膜的方向位置信息和双眼虹膜方向之间形成的夹角信息这样一种采集原理，并利用该信息控制外置随动摄像头的关注方向和角度，跟随虹膜和眼球移动，外置随动摄像头与眼球所关注的外部世界相同，实现视线的追踪随动跟踪同步。实现视线的追踪随动跟踪同步。实现视线的追踪随动跟踪同步。
【技术实现步骤摘要】
一种视线追踪装置及系统
[0001]本专利技术涉及成像设备
，尤其涉及一种视线追踪装置及系统。
技术介绍
[0002]现有的虹膜图像采集设备主要是单目虹膜采集，也就是采集一只眼的虹膜图像，但由于人眼观察东西时两只眼看到的方向和角度不同，仅采集单目虹膜图像不能准确的判断人眼的关注点，难以实现准确的对人眼视线进行追踪的效果。另外，现有技术中如申请号为201420170428.6、201480046371.1和201410032487.1给出的技术方案，都是采集虹膜中的图像来进行视线追踪，这对采集设备具有很高的要求，尤其是周围环境和设备精度，造成设备成本很高，难以普及。这便是现有技术存在的现状。
[0003]因此，针对上述现有技术存在的现状，研发一种利用不同采集原理实现人眼视线追踪和图像采集的视线追踪装置是急需解决的问题。
技术实现思路
[0004]为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种视线追踪装置及系统及方法，通过采集测量双眼虹膜的方向位置信息和双眼虹膜方向之间形成的夹角信息这样一种采集原理，并利用该信息控制外置随动摄像头的关注方向和角度，跟随虹膜和眼球移动，外置随动摄像头与眼球所关注的外部世界相同，实现视线的追踪随动跟踪同步。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种视线追踪装置，包括机架、外置随动摄像头、内置摄像头以及显示屏，机架上设置有两个眼睛对应位分别用于对应人的两个眼睛位置，每个眼睛对应位上均安装有至少一个内置摄像头，使用时内置摄像头朝向眼睛位置，所述外置随动摄像头安装在机架的外侧或者独立于该机架分开设置，分开设置时外置随动摄像头可远离内置摄像头和机架，与机架中的控制装置远程电连接，人在一个地方，外置随动摄像头在另一个地方，就可实现对另一个地方的关注即外置随动摄像头所关注的景象，所述显示屏安装在机架中，所述机架上设置有用于戴在头上的头戴结构。通过在两个眼睛位置分别设置至少一个内置摄像头，优选为至少两个成不同角度设置的内置摄像头，用于采集虹膜和眼球的方向位置信息和双眼方向之间形成的夹角信息，并利用该信息控制外置随动摄像头的关注方向和角度，跟随虹膜和眼球移动，外置随动摄像头与眼球所关注的外部世界相同，实现视线的追踪随动跟踪同步，并将所看到的同步到显示屏中，通过显示屏显示看到的外部世界，呈现出更加真实的三维场景，无论是距离还是实物大小均与现实相对应，不会像现有三维虚拟一样与实物距离不相符使人产生错误认知的现象，本方案能够更加精确地采集两眼的虹膜（即视线关注点）位置信息，实现视线追踪功能，远程看到人眼不能及的地方，并可利用计算机实现人眼视线运动轨迹的计算分析。
[0006]进一步的，所述眼睛对应位上设置有三个内置摄像头，三个内置摄像头成不同角度环绕眼睛对应位布置。使得采集虹膜和眼球的方向和角度信息更加精确。
[0007]进一步的，所述外置随动摄像头设置有两个且在使用时分别对应两个眼睛，所述
机架上安装有远程摄像机伺服机构，所述外置随动摄像头与远程摄像机伺服机构连接。通过远程摄像机伺服机构控制外置随动摄像头进行跟随转动，实现两个外置随动摄像头与两个眼睛虹膜的跟随，保证视线追踪的准确性。
[0008]进一步的，所述头戴结构为松紧带或耳朵支腿。
[0009]另外，本专利技术还提供了一种视线追踪系统，包括中央处理模块、图像处理模块、随动控制模块、外随动追踪模块、光学模块、显示模块、关注点测量模块和关注点计算模块；
[0010]所述关注点测量模块被配置为测定瞳孔距、两个眼睛各自关注的方向以及两个眼睛关注方向间的夹角角度，所述关注点测量模块与关注点计算模块之间电连接，并将测量信息传输到关注点计算模块；
[0011]所述关注点计算模块被配置为计算出两眼关注点的方向角度和夹角角度确定关注点的空间位置，所述关注点计算模块与中央处理模块点连接，并将关注点的空间位置和角度实时输入到中央处理模块；
[0012]所述中央处理模块与随动处理模块电连接，并用于将控制执行信息传输到控制随动处理模块；
[0013]所述控制随动处理模块与外随动追踪模块电连接，用于执行外随动追踪模块进行动作；
[0014]所述外随动追踪模块被配置为跟随虹膜、眼球移动，与眼睛与虹膜所关注的外部世界相同；实现视线的追踪随动功能。并可通过计算单元可利用双目观测原理，对空间物体形成关注点，产生物体相对于摄像头的空间位置和数字关系，使计算机能识别物体或空间的形状和位置，并能对移动物体智能跟踪形成物体的空间数字移动轨迹。
[0015]所述显示模块与中央处理模块电连接，所述显示模块被配置为显示外随动追踪模块拍摄到的外部世界，并且显示模块可利用得到的双目关注点，使计算机能得到人眼真正关注的空间位置或屏幕上的二维位置，使虚拟的物体和空间相对于人眼有真实的空间位置和精度尺寸；
[0016]所述光学模块用于修正关注点计算模块和外随动追踪模块所呈现物象的大小；使之能与眼睛视角和焦距、视物大小相同。
[0017]所述图像处理模块用于进行图像处理。
[0018]进一步的，所述关注点测量模块包括内置摄像头，每个眼位上配置至少一个成不同角度的内置摄像头。
[0019]进一步的，所述外随动追踪模块包括外置随动摄像头，所述外置随动摄像头能够跟随眼球和虹膜转动进行视线追踪。
[0020]进一步的，还包括计算机，所述计算机被配置为将外置随动摄像头得到的景象进行数字建模呈现在显示模块上，或加入虚拟场景、物体共同呈现在显示模块上。
[0021]利用上述追踪装置和追踪系统实现视线追踪的方法主要为：
[0022]A1：定位虹膜基准。利用屏幕中显示点、监控装置（或内置摄像头）和光学器件寻找定位虹膜和眼球中心以此作为基准，用来测定瞳孔距和实现判断后期眼睛的注视方向角度；用此修正外置摄像头的瞳孔距和光学器件，使之能与眼睛视角和焦距、视物大小相同。并以此修正屏幕中虚拟场景与人眼匹配。
[0023]A2：利用内置摄像头采集两个眼睛虹膜和眼球各自的关注方向特征，并利用关注
方向特征计算出两个眼睛关注点的方向角度和夹角角度确定关注点的空间位置信息。能够测算眼睛所关注屏幕中的空间位置，知道眼睛是关注屏幕中的哪个空间位置或物体，使虹膜信息采集更加准确。
[0024]A3：控制外置随动摄像头跟随虹膜、眼球移动并对外部世界进行拍摄。使得外置随动摄像头与眼睛与虹膜所关注的外部世界相同，实现视线的追踪。
[0025]A4：在屏幕上呈现外置随动摄像头拍摄到的外部世界。其中，外部世界包含实际的空间景象、计算机虚拟的空间和实体。实现更加真实清晰准确的反映所要观看物体或空间的三维尺寸和空间位置，对空间移动物体的快速追踪和定位。
[0026]进一步的，在上述步骤中，内置摄像头可通过计算单元可利用双目观测原理，对空间物体形成关注点，产生物体相对于内置摄像头的空间位置和数字关系，使计算机能识别物体或空间的形状和位置，并能对移动物体智能跟踪形成物体的空间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种视线追踪装置，其特征在于，包括机架（1）、外置随动摄像头（4）、内置摄像头（2）以及显示屏，机架（1）上设置有两个眼睛对应位（3）分别用于对应人的两个眼睛位置，每个眼睛对应位（3）上均安装有至少一个内置摄像头（2），使用时内置摄像头（2）朝向眼睛位置，所述外置随动摄像头（4）安装在机架（1）的外侧或者独立于该机架（1）分开设置，所述显示屏安装在机架（1）中，所述机架（1）上设置有用于戴在头上的头戴结构。2.如权利要求1所述的视线追踪装置，其特征在于，所述眼睛对应位（3）上设置有三个内置摄像头（2），三个内置摄像头（2）成不同角度环绕眼睛对应位布置。3.如权利要求1所述的视线追踪装置，其特征在于，所述外置随动摄像头（4）设置有两个且在使用时分别对应两个眼睛，所述外置随动摄像头（4）上连接有远程摄像机伺服机构（5）并由远程摄像机伺服机构（5）驱动。4.如权利要求1所述的视线追踪装置，其特征在于，所述头戴结构为松紧带或耳朵支腿。5.一种视线追踪系统，其特征在于，包括中央处理模块、图像处理模块、随动控制模块、外随动追踪模块、光学模块、显示模块、关注点测量模块和关注点计算模块；所述关注点测量模块被配置为测定瞳孔距、两个眼睛各自关注的方向以及两个眼睛关注方向间的夹角角度，所述关注点测量模块与关注点计算模块之间电...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，
申请(专利权)人：张鹏，
类型：新型
国别省市：
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