空间视线基准的激光仿真方法及装置与流程

本发明涉及人眼视线的测量和跟踪技术领域，涉及一种利用激光和放生眼球实现可视的空间视线基准和视线落点的方法和装置，为视线跟踪测量、眼神识别提供精确的视线跟踪测量基准和比对方法。

背景技术：

对于眼动分析、视线测量和跟踪、眼神识别等技术及研究领域，需要对眼睛的位置和姿态进行跟踪和定位，需要识别和确定眼睛注视的方向和空间位置，采用的方法是利用摄像机跟踪眼睛的动作，配合前方的合作目标，这样的合作目标通常是空间位置已知的事物，例如：屏幕中的阅读内容，操作面板上的按钮和手柄等，通过人机交互预先让眼睛注视几个同屏的已知点来确定眼睛的相对位置和姿态，即可关联的确定眼睛注视的其它位置或内容。如果没有合作目标配合，在自由空间中确定眼睛注视的方向和落点，通常采用视线跟踪的方法，例如：利用摄像机跟踪眼球的运动，跟踪眼瞳孔的朝向等来间接确定视线的方向，因此需要一种等效的空间基准视线仿真方法和装置来检测和评价摄像机跟踪方法的效果和准确性。

技术实现要素：

为了给没有合作目标情况下的自由空间视线跟踪测量提供可视的、精确的和可比对的视线基准，本发明提出了如下技术方案：

所述的自由空间标准视线为视线跟踪测量提供空间视线基准。所述的自由空间标准视线是利用线激光、仿生眼球、向心关节球轴承机构和3D打印人眼部位仿生面部，构成仿生眼标准视线发生器；所述的标准视线发生器利用放置于视线前方的二维网格板，可以直观地获得标准视线落点位置与利用摄像机采集眼睛瞳孔边界圆间接获取的视线跟踪落点位置的差值。

技术方案所述的自由空间标准视线基准，为视线跟踪测量提供可评估的视线基准。

本发明提供的技术方案的有益效果是：由红色线激光束表示视线空间方向，该激光束与眼睛瞳孔边界圆所形成的平面圆心法线方向重合，给人一种直观可视的仿真视线指示，可以方便地用于通过摄像机跟踪测量眼睛瞳孔位置和姿态间接测量视线的精度评估和校正。

附图说明

图1为仿生眼球瞳孔边界圆所形成平面中心法线代表视线示意图。

该附图中，各标号所代表的含义说明如下：

1：仿生眼球； 2：瞳孔边界圆；

3：瞳孔边界圆所形成平面中心法线

图2为仿生眼球和线激光所构成的仿真视线发生器示意图。

该附图中，各标号所代表的含义说明如下：

1：仿生眼球； 2：瞳孔边界圆；

3：红色线激光器； 4：向心关节球轴承外套机构

5：仿真视线(红线激光束)

图3为仿真激光视线发生器工作原理及空间落点测量示意图。

该附图中，各标号所代表的含义说明如下：

1：仿生眼球； 2：瞳孔边界圆；

3：红色线激光器； 4：仿真视线落点；

5：仿真视线(红线激光束)； 6：二维网格板；

7：导轨； 8：移动台架

具体实施方式

结合附图对本发明的具体的实施方式进一步说明。

实施例：

如图2所示，选择1比1的仿生人眼球(1)，利用机加工在仿生眼球通过瞳孔中心加工一个通孔，该通孔由机加工保证与仿生眼球瞳孔边界圆中心法线重合；将红色的半导体LD线激光器(3)从仿生眼球后部的加工孔中穿进去，并利用粘合剂适当固定；利用3D打印机仿造向心关节球轴承外套打印出ABS塑料的仿生人眼部分的面部和仿生眼球旋转外套(4)，使仿生眼球连同激光器一起可以按照人眼的动作旋转。

所述的仿生眼球外套与移动台架(8)刚性连接。

所述的移动台架(8)为一可以在一维导轨(7)上移动的导座，在上平面垂直刚性固定一圆立柱。

如图3所示，所述的带有激光器(3)的仿生眼球(1)在塑料的外套(4)中仿效人眼转动，仿生眼球(1)当前的位置和姿态所代表的视线空间方向和在所述的网格屏幕(6)上的落点由激光仿真视线(5)清晰地显示出来。

利用摄像机获取的基于瞳孔边界圆(2)中心法线的视线测量和跟踪结果与激光仿真标准视线(5)做比较可以方便获得测量和跟踪的视线结果与激光仿真标准视线(5)之间的误差。