头部可运动的头戴式视线跟踪系统关键技术研究

发布时间：2020-01-20 13:05

【摘要】：视线相比于传统的鼠标和键盘显得更加直接自然,在人机交互领域有着广阔的应用前景。基于视觉的视线跟踪系统通过摄像机捕捉人眼的运动信息来估算凝视点位置。随着Google Glass等轻便型可穿戴装置的出现,头戴式系统的应用前景变得更加明确。本文研究支持头部运动的头戴式视线跟踪系统,包括瞳孔中心的快速定位, 系统标定,支持头部运动的空间映射模型等关键技术,主要工作和成果如下： 1.基于本文的硬件环境,对星射线方法进行改进,以实现椭圆瞳孔的快速定位。具体包括：采用预设定的阈值进行瞳孔区域分割,降采样和二次定位瞳孔大致中心,椭圆拟合误差的简单估计以及迭代筛选去噪。 2.采用平面分区域映射等方法,实现眼动数据与参考平面上凝视点之间的鲁棒标定。实验结果验证了方法的有效性。同时给出标定时头部微小运动的处理办法,提升标定过程的舒适度。 3.建立一套基于cross-ratio的头部运动情况下的空间映射模型。利用屏幕四角红外标记灯在场景图像中的位置变化情况,结合投影空间不变量实现凝视点由参考屏幕向当前实际屏幕的变换。分析了场景摄像机与人眼之间的距离与凝视点计算误差之间的关系,并在摄像机坐标系下实现凝视点误差补偿。 4.设计实现了一套视线跟踪演示系统,模拟基于视线的多种交互操作,如屏幕软键盘输入,飞机跟踪和地图导航控制等,展现视线跟踪技术的应用前景。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41;TN948.41

【参考文献】

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1 姚鹏;叶学义;庄镇泉;龙飞;李斌;;一种基于圆周差分法的新颖虹膜定位算法[J];电路与系统学报;2008年01期

2 刘加;汉语大词汇量连续语音识别系统研究进展[J];电子学报;2000年01期

3 侯树卫;李斌;谢春雷;;基于智能视线感知和物联网的家电控制[J];电子技术;2013年06期

4 冯成志,沈模卫;视线跟踪技术及其在人机交互中的应用[J];浙江大学学报(理学版);2002年02期

5 徐艳;陈孝威;;人脸检测中的眼睛定位算法研究[J];计算机与信息技术;2006年09期

6 林慧英;苏建;刘玉梅;陈熔;;基于图像畸变矫正的摄像机标定方法[J];吉林大学学报(工学版);2007年02期

7 赵新灿;卢朝阳;;头部自由运动的视线跟踪方法[J];南京航空航天大学学报;2010年04期

8 王军宁;刘涛;何迪;武媛媛;;红外头盔式眼动仪的瞳孔中心定位算法[J];西安电子科技大学学报;2011年03期

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1 刘瑞安;单摄像机视线跟踪技术研究[D];天津大学;2007年

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本文编号：2571279