本发明专利技术提供一种视线估计装置和视线估计方法，该装置包括：基板包括主体部和安装部，图像采集机构包括双目相机、液体透镜和滤光片，双目相机安装于基板的第一面的主体部上，双目相机的镜头穿过主体部上的通孔向远离基板的方向延伸；红外光源机构包括两个光源组，光源组包括亮瞳光源和暗瞳光源，亮瞳光源安装于主体部上，暗瞳光源安装于安装部上；散热机构包括两个散热组；控制驱动机构中，控制器分别与光源驱动模块和数据处理模块电连接，数据处理模块分别与光源驱动模块和透镜驱动模块电连接，光源驱动模块与红外光源机构电连接，透镜驱动模块与液体透镜电连接。该装置能够实现远距离大范围的视线估计。距离大范围的视线估计。距离大范围的视线估计。
【技术实现步骤摘要】
一种视线估计装置和视线估计方法
[0001]本专利技术涉及视线估计
，尤其涉及一种视线估计装置和视线估计方法。
技术介绍
[0002]眼动技术先后经历了观察法，后像法，机械记录法，光学记录法，影像记录法等多种方法的演变。眼动技术就是通过对眼动轨迹的记录从中提取诸如注视点、注视时间和次数、眼跳距离和瞳孔大小等数据，从而研究个体的内在认知过程。眼动仪可用于记录人在处理视觉信息时的眼动轨迹特征，已广泛用于注意、视知觉、阅读等领域的研究。
[0003]眼动仪主要分为头戴式眼动仪和桌面式眼动仪，桌面式眼动仪/视线估计装置由于方法的不同，也形成了很多不同结构，如单相机无光源、单相机单光源、单相机双光源、单相机多光源、双相机单光源、双相机双光源、双相机多光源以及基于RGB
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D相机的结构等，从目前的研究看，基于双相机双光源的PCCR视线估计方法是精度和应用价值相对最高的。当前市面上主流的眼动仪产品大都使用该结构和技术。
[0004]但是，桌面式视线估计装置都存在两个比较大的问题，1)视线追踪的距离比较近，基本都不超过1m；2)眼动交互的范围比较小，深度方向一般不大于40cm。这就导致这些装置需要严重依赖人的主动配合，降低了交互体验，限制了眼动仪的进一步推广应用。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种视线估计装置和视线估计方法，用以解决现有技术中桌面式眼动仪视线追踪距离近，眼动交互范围小的问题，实现一种可在较大范围内对目标进行有效眼动追踪和交互的视线估计装置和视线估计方法。
[0006]本专利技术提供一种视线估计装置，包括：基板、图像采集机构、红外光源机构、散热机构和控制驱动机构；
[0007]所述基板包括主体部和对称设置在主体部两侧的安装部；
[0008]所述图像采集机构包括双目相机、设置在所述双目相机的镜头上的液体透镜和滤光片，所述双目相机安装于所述基板的第一面的所述主体部上，所述双目相机的镜头穿过所述主体部上的通孔向远离所述基板的方向延伸；
[0009]所述红外光源机构包括两个光源组，所述两个光源组对称安装于所述基板的第二面上，所述光源组包括亮瞳光源和暗瞳光源，所述亮瞳光源安装于所述主体部上，所述暗瞳光源安装于所述安装部上；
[0010]所述散热机构包括两个散热组，所述两个散热组对称安装于所述基板的第一面上；
[0011]所述控制驱动机构包括光源驱动模块、透镜驱动模块、控制器和数据处理模块，所述控制器分别与所述光源驱动模块和所述数据处理模块电连接，所述数据处理模块分别与所述光源驱动模块和所述透镜驱动模块电连接，所述光源驱动模块与所述红外光源机构电连接，所述透镜驱动模块与所述液体透镜电连接。
[0012]根据本专利技术提供的一种视线估计装置，所述暗瞳光源包括靠近所述亮瞳光源的近暗瞳光源和远离所述亮瞳光源的远暗瞳光源，所述亮瞳光源、所述近暗瞳光源和所述远暗瞳光源安装在一条直线上。
[0013]根据本专利技术提供的一种视线估计装置，所述亮瞳光源包括安装环和灯珠组件，所述安装环上设置有灯珠安装槽，所述灯珠组件安装于所述灯珠安装槽内，所述灯珠组件包括灯珠和安装于所述灯珠上的灯珠透镜；
[0014]所述灯珠组件通过所述安装环安装于所述主体部上，且所述安装环的圆心与所述镜头的光轴重合，以使得所述镜头穿过所述通孔的同时穿过所述安装环。
[0015]根据本专利技术提供的一种视线估计装置，所述近暗瞳光源和所述远暗瞳光源均包括安装板和灯珠组件，所述安装板上设置有灯珠安装槽，所述灯珠组件安装于所述灯珠安装槽内，所述灯珠组件包括灯珠和安装于所述灯珠上的灯珠透镜；
[0016]其中，所述灯珠组件通过所述安装板安装于所述安装部上，所述近暗瞳光源的灯珠透镜的角度大于所述远暗瞳光源的灯珠透镜的角度。
[0017]根据本专利技术提供的一种视线估计装置，所述安装部上设置有安装所述暗瞳光源的导向槽，所述导向槽用于调整所述暗瞳光源的位置。
[0018]根据本专利技术提供的一种视线估计装置，所述散热机构包括温度采集模块和散热模块，所述散热模块包括主动散热子模块和被动散热子模块；
[0019]其中，所述温度采集模块和所述主动散热子模块分别与所述控制器电连接。
[0020]根据本专利技术提供的一种视线估计装置，还包括：
[0021]安装机构，所述安装机构与所述基板连接，用于将所述基板安装于显示器上。
[0022]根据本专利技术提供的一种视线估计装置，所述安装机构包括：夹持组件、连接件和支撑组件；
[0023]所述支撑组件包括横向支撑板和安装模块，所述基板安装于所述安装模块上，所述安装模块转动安装于所述横向支撑板上且转轴分别与所述横向支撑板和所述基板平行；
[0024]所述连接件连接所述夹持组件与所述横向支撑板。
[0025]本专利技术还提供一种视线估计方法，应用于上述任一种所述视线估计装置，该方法包括：
[0026]通过数据处理模块估计目标到视线估计装置的目标距离；
[0027]当所述目标距离不在所述视线估计装置的当前景深内时，通过透镜驱动模块调整双目相机的镜头上的液体透镜的电流以改变所述双目相机的焦距；
[0028]通过光源驱动模块调整红外光源机构中亮瞳光源和暗瞳光源的亮度；
[0029]调整完成后通过控制器控制所述亮瞳光源和所述暗瞳光源的开关，以分别采集所述目标的亮瞳图像和暗瞳图像；
[0030]基于所述亮瞳图像和所述暗瞳图像通过数据处理模块进行视线估计，确定所述目标的注视点。
[0031]根据本专利技术提供的一种视线估计方法，所述通过透镜驱动模块调整双目相机的镜头上的液体透镜的电流以改变所述双目相机的焦距，包括：
[0032]确定标定关系表，所述标定关系表中示出了不同预设目标距离与所述双目相机的两个镜头上的液体透镜的电流的关系；
[0033]基于所述目标距离与所述标定关系表，通过插值法分别确定所述双目相机的两个镜头上的液体透镜的目标电流的大小；
[0034]通过所述透镜驱动模块分别将所述双目相机的两个镜头上的所述液体透镜的电流调整为所述目标电流的大小，从而改变所述双目相机的焦距。
[0035]本专利技术提供的视线估计装置和视线估计方法，在双目相机的镜头上设置了液体透镜，通过透镜驱动模块驱动液体透镜实现极速自动变焦，从而实现了在大范围内对目标用户进行有效眼动追踪和交互，无需目标用户的严格配合，有效的提升了用户的眼动交互体验。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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他的附图。
[0037]图1是本专利技术提供的视线估计装置的结构示意图之一；
[0038]图2是本专利技术提供的视线估计装置的结构示意图之二；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种视线估计装置，其特征在于，包括：基板、图像采集机构、红外光源机构、散热机构和控制驱动机构；所述基板包括主体部和对称设置在主体部两侧的安装部；所述图像采集机构包括双目相机、设置在所述双目相机的镜头上的液体透镜和滤光片，所述双目相机安装于所述基板的第一面的所述主体部上，所述双目相机的镜头穿过所述主体部上的通孔向远离所述基板的方向延伸；所述红外光源机构包括两个光源组，所述两个光源组对称安装于所述基板的第二面上，所述光源组包括亮瞳光源和暗瞳光源，所述亮瞳光源安装于所述主体部上，所述暗瞳光源安装于所述安装部上；所述散热机构包括两个散热组，所述两个散热组对称安装于所述基板的第一面上；所述控制驱动机构包括光源驱动模块、透镜驱动模块、控制器和数据处理模块，所述控制器分别与所述光源驱动模块和所述数据处理模块电连接，所述数据处理模块分别与所述光源驱动模块和所述透镜驱动模块电连接，所述光源驱动模块与所述红外光源机构电连接，所述透镜驱动模块与所述液体透镜电连接。2.根据权利要求1所述视线估计装置，其特征在于，所述暗瞳光源包括靠近所述亮瞳光源的近暗瞳光源和远离所述亮瞳光源的远暗瞳光源，所述亮瞳光源、所述近暗瞳光源和所述远暗瞳光源安装在一条直线上。3.根据权利要求2所述视线估计装置，其特征在于，所述亮瞳光源包括安装环和灯珠组件，所述安装环上设置有灯珠安装槽，所述灯珠组件安装于所述灯珠安装槽内，所述灯珠组件包括灯珠和安装于所述灯珠上的灯珠透镜；所述灯珠组件通过所述安装环安装于所述主体部上，且所述安装环的圆心与所述镜头的光轴重合，以使得所述镜头穿过所述通孔的同时穿过所述安装环。4.根据权利要求2所述视线估计装置，其特征在于，所述近暗瞳光源和所述远暗瞳光源均包括安装板和灯珠组件，所述安装板上设置有灯珠安装槽，所述灯珠组件安装于所述灯珠安装槽内，所述灯珠组件包括灯珠和安装于所述灯珠上的灯珠透镜；其中，所述灯珠组件通过所述安装板安装于所述安装部上，所述近暗瞳光源的灯珠透镜的角度大于所述远暗瞳光源的灯珠透镜的角度。5.根据权利要求1至4任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张堃博，申振腾，孙哲南，谭铁牛，田雨，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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