一种基于隐形眼镜的眼球运动追踪方法及隐形眼镜技术

本发明专利技术公开了一种基于隐形眼镜的眼球运动追踪方法及隐形眼镜，隐形眼镜包括：远眼膜、近眼膜以及设置在远眼膜和近眼膜之间的中间层，中间层包括惯性传感器和与惯性传感器电连接的主控单元；惯性传感器包括MEMS加速度传感芯片、MEMS角速度传感芯片及霍尔磁力计芯片,MEMS加速度传感芯片将检测到的加速度数据传输至主控单元；MEMS角速度传感芯片获取眼球运动的角速度数据传输至主控单元；霍尔磁力计芯片每隔预定时间将地磁数据传输至主控单元，主控单元根据加速度数据、角速度数据和地磁数据计算出眼球运动轨迹，将眼球运动轨迹传输至移动终端。本发明专利技术的隐形眼镜轻巧、便携，可在日常生活中检测眼动，实现高精度眼球运动追踪。实现高精度眼球运动追踪。实现高精度眼球运动追踪。

【技术实现步骤摘要】
一种基于隐形眼镜的眼球运动追踪方法及隐形眼镜


[0001]本专利技术涉及眼睛运动追踪
，尤其涉及一种基于隐形眼镜的眼球运动追踪方法及隐形眼镜。

技术介绍

[0002]人眼运动追踪技术应用场景广泛，包括医疗健康、人机交互、市场营销和线上教育等等。精确迅速的眼球追踪设备即可以辅助对视觉系统的科学研究，也有其商业价值。目前，已有数种眼球追踪方法。
[0003]传统眼球追踪技术包括基于眼睛视频分析的(Video oculographic)光学技术，例如将一束红外光和摄像机对准眼睛，通过后端分析角膜反射来追踪眼动。采用这种方式的高采样率眼动仪具有高精度的优势。另一种方案则是通过在眼周贴电极片从而监控眼周电势的变化。这种方法不受光线条件限制，可被用于追踪睡眠时的眼动。绘制出的眼电图(electrooculogram)可以精确的检测到眼跳(saccade)和眨眼(blink)动作，但对于眼球运动方向不敏感。综上所述，传统眼球追踪技术只适用于基础交互，而对于未来可能出现的高级交互，均不适用。
[0004]传统眼球追踪技术有以下缺点：需要佩戴头盔或电极片，或有远程摄像机捕捉眼动，体积大、重量大，限制用户运动，无法在正常生活中检测眼球运动。
[0005]为了突破传统方式的障碍，新型技术将电容器或光学传感器等设备嵌入隐形眼镜，进而追踪视线与眼球相对头部的位置。先前的在隐形眼镜中放入电容或光传感器的方案无法直接测量速度，只能通过位移进行推导，并且只能测量眼球相对头部的运动，不能追踪眼球在自由空间中的运动，且常要求复杂的光学器件和计算机高解算能力，成本较高。
[0006]因此的眼球追踪技术由于都是通过光学信号或电信号间接测量，而不是直接测量，易受干扰，产生系统误差，限制了精度，只能追踪眼球相对头部的位置，无法追踪眼球在三维自由空间中的位置。
[0007]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0008]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于隐形眼镜的眼球运动追踪方法及隐形眼镜，旨在解决现有技术中的隐形眼镜对进行眼球运动追踪时，系统误差大的问题。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]本专利技术第一实施例提供了一种隐形眼镜，方法包括：包括：远眼膜、近眼膜以及设置在远眼膜和近眼膜之间的中间层，所述中间层包括惯性传感器和与所述惯性传感器电连接的主控单元；
[0011]其中，所述惯性传感器用于检测到眼球运动时，获取眼球运动时的加速度、角速度、地磁数据传输至主控单元；主控单元用于根据加速度数据、角速度数据和地磁数据计算出眼球运动轨迹，并将所述眼球运动轨迹传输至移动终端；
[0012]惯性传感器包括MEMS加速度传感芯片、MEMS角速度传感芯片及霍尔磁力计芯片,所述速度传感器、MEMS角速度传感芯片及霍尔磁力计芯片分别与所述主控单元电连接；
[0013]所述MEMS加速度传感芯片，用于检测眼球运动状态，并将检测到的加速度数据传输至主控单元；
[0014]所述MEMS角速度传感芯片，用于检测到眼球运动时，获取眼球运动的角速度数据，将角速度数据传输至主控单元；
[0015]所述霍尔磁力计芯片，用于获取地磁数据，每隔预定时间将地磁数据传输至主控单元。
[0016]进一步地，主控单元还用于根据获取的地磁数据对角速度数据进行修正。
[0017]进一步地，MEMS加速度传感芯片、MEMS角速度传感芯片及霍尔磁力计芯片等距分布于距离隐形眼镜中心点预定距离的圆上，以平衡各传感器芯片的重量。
[0018]进一步地，主控单元还用于当检测到加速度数据保持在预定的重力加速度值且角速度数据为零时，控制停止MEMS角速度传感芯片、霍尔磁力计芯片计数，使得所述MEMS角速度传感芯片和霍尔磁力计芯片处于待机状态。
[0019]进一步地，主控单元还用于当眼球处于静止状态时，获取MEMS加速度传感芯片发送的初始加速度数据，其中所述初始加速度数据为重力加速度的值。
[0020]进一步地，远眼膜的外周边缘和所述近眼膜的外周边缘均超出所述中间层的外周边缘，且所述远眼膜和所述近眼膜的外周边缘密封接触。
[0021]进一步地，近眼膜的硬度比所述远眼膜的硬度小。
[0022]进一步地，外眼膜和所述近眼膜均划分为瞳孔区域和非瞳孔区域，所述MEMS加速度传感芯片、所述MEMS角速度传感芯片及所述霍尔磁力计芯片均设置在所述非瞳孔区域。
[0023]本专利技术的另一实施例提供了一种所述隐形眼镜的眼球运动追踪方法，方法包括：
[0024]MEMS加速度传感芯片检测眼球的加速度数据，并将加速度数据传输至主控单元；
[0025]主控单元检测到加速度数据唤醒MEMS角速度传感芯片和霍尔磁力计芯片；
[0026]MEMS角速度传感芯片获取眼球运动的角速度数据，将角速度数据传输至主控单元；
[0027]霍尔磁力计芯片获取地磁数据，每隔预定时间将地磁数据传输至主控单元；
[0028]主控单元根据所述地磁数据对所述角速度数据进行修正，获取修正后的角速度数据，记为目标角速度数据；
[0029]主控单元根据加速度数据、目标角速度数据和地磁数据计算出眼球运动轨迹，并将所述眼球运动轨迹传输至移动终端。
[0030]进一步地，主控单元根据加速度数据、目标角速度数据和地磁数据计算出眼球运动轨迹，并将所述眼球运动轨迹传输至移动终端后，还包括：
[0031]主控单元检测到加速度数据保持在预定的重力加速度值且角速度数据为零时，控制停止MEMS角速度传感芯片、霍尔磁力计芯片计数，使得所述MEMS角速度传感芯片和霍尔磁力计芯片处于待机状态。
[0032]有益效果：本专利技术实施例的隐形眼镜轻巧、便携、佩戴感低，且不影响面部形象，可在日常生活中检测眼动，实现高精度眼球运动追踪，可以追踪眼球在自由三维空间中的位置，并且可以直接检测眼球运动的速度。
附图说明
[0033]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0034]图1为本专利技术一种隐形眼镜的较佳实施例的结构示意图；
[0035]图2为本专利技术一种隐形眼镜的较佳实施例的中间层的功能结构示意图；
[0036]图3为本专利技术一种隐形眼镜的较佳实施例的坐标系构示意图；
[0037]图4为本专利技术一种基于隐形眼镜的眼球运动追踪方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0039]以下结合附图对本专利技术实施例进行介绍。
[0040]本专利技术实施例提供了一种隐形眼镜的功能结构示意图，如图1、图2和图3所示，隐形眼镜包括近眼膜1、远眼膜3、以及设置在远眼膜3和近眼膜1之间的中间层2，中间层包括惯性传感器和与惯性传感器电连接的主控单元22；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隐形眼镜，其特征在于，包括：远眼膜、近眼膜以及设置在远眼膜和近眼膜之间的中间层，所述中间层包括惯性传感器和与所述惯性传感器电连接的主控单元；其中，所述惯性传感器用于检测到眼球运动时，获取眼球运动时的加速度、角速度、地磁数据传输至主控单元；主控单元用于根据加速度数据、角速度数据和地磁数据计算出眼球运动轨迹，并将所述眼球运动轨迹传输至移动终端；惯性传感器包括MEMS加速度传感芯片、MEMS角速度传感芯片及霍尔磁力计芯片,所述速度传感器、MEMS角速度传感芯片及霍尔磁力计芯片分别与所述主控单元电连接；所述MEMS加速度传感芯片，用于检测眼球运动状态，并将检测到的加速度数据传输至主控单元；所述MEMS角速度传感芯片，用于检测到眼球运动时，获取眼球运动的角速度数据，将角速度数据传输至主控单元；所述霍尔磁力计芯片，用于获取地磁数据，每隔预定时间将地磁数据传输至主控单元。2.根据权利要求1所述的隐形眼镜，其特征在于，所述主控单元还用于根据获取的地磁数据对角速度数据进行修正。3.根据权利要求1所述的隐形眼镜，其特征在于，所述MEMS加速度传感芯片、MEMS角速度传感芯片及霍尔磁力计芯片等距分布于距离隐形眼镜中心点预定距离的圆上，以平衡各传感器芯片的重量。4.根据权利要求1所述的隐形眼镜，其特征在于，所述主控单元还用于当检测到加速度数据保持在预定的重力加速度值且角速度数据为零时，控制停止MEMS角速度传感芯片、霍尔磁力计芯片计数，使得所述MEMS角速度传感芯片和霍尔磁力计芯片处于待机状态。5.根据权利要求4所述的隐形眼镜，其特征在于，所述主控单元还用于当眼球处于静止状态时，获取MEMS加速度传感芯片发送的初始加速度数据，其中所述初始加速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文菁，
申请(专利权)人：深圳市挚钥文化科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：