视控仪的制作方法

本发明涉及视觉控制领域，尤其涉及一种基于眼动操纵的终端设备，具体是指一种视控仪。

背景技术：

随着科学技术的发展，眼动操纵终端设备也逐渐发展起来，然而目前的电子产品市场尚不存在成熟的眼动操纵终端设备，技术和方案均达不到正式上市或者推广使用的要求，且基于电脑和手机软硬件的综合因素，电脑硬件以及手机硬件的功能性扩充比率微乎其微，在目前智能终端设备的产品功能严重固化以及性能极其稳定的情况下，传统行业竞争已经没有缓冲的空间甚至已经完全处于同级角力生存的状态，在这种白热化的状态下，功能的扩充和科技化的提升将成为这些传统产品能够继续繁盛发展下去的必然因素，研发一种成熟的、可推向市场使用的眼动操纵终端设备也是当前市场的需求，以满足正常人士和肢端残障人士对于手机、电脑等终端设备的灵活操作与应用，并满足科学技术发展的需要，掀起传统电子行业的改革并推进科技化发展的进度。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种较为成熟的、可直接进行市场推广的视控仪。

为了实现上述目的，本发明的视控仪具体如下：

该视控仪，其主要特点是，所述的视控仪包括控制端、中间处理器端和执行单元端，且所述的视控仪用于根据眼球动态实现对执行单元端的控制，其中，

所述的控制端用于采集用户的眼球动态数据，并将采集到的眼球动态数据发送到所述的中间处理器端；

所述的中间处理器端用于接收并分析所述的控制端采集的眼球动态数据，并根据眼球动态数据生成控制信息，并将生成的控制信息发送给执行单元端；

所述的执行单元端用于接收并分析所述的控制信息，并根据其分析结果进行相应控制。

较佳地，所述的控制端和中间处理器端设置于不同设备上，且所述的控制端所在设备在使用时放置在用户眼部，采集用户的眼球动态数据，所述的控制端和所述的中间处理器端均包括无线通讯设备，两者通过所述的无线通讯设备实现无线通讯连接。

较佳地，所述的控制端和中间处理器端设置于同一设备上，且该设备在使用时放置在用户眼部。

更佳地，所述的控制端包括传感器单元，所述的传感器单元采集到眼球动态数据后，发送至所述的中间处理器端。

尤佳地，所述的传感器单元包括电容传感器。

尤佳地，所述的传感器单元包括位移传感器。

尤佳地，所述的中间处理器端内建坐标系，并通过内建坐标系实现对眼球动态数据的分析，所述的中间处理器端还包括有线/无线发送通讯单元，所述的中间处理器端通过所述的有线/无线发送通讯单元连接至所述的执行单元端，所述的中间处理器端还包括传感数据处理单元和逻辑控制单元，所述的传感数据处理单元的输出端连接所述的逻辑控制单元的输入端。

甚佳地，所述的中间处理器端还包括一功能锁定按钮和一复位按钮，其中，所述的功能锁定按钮用于产生锁定控制信息，所述的复位按钮用于产生复位控制信息，两者产生的控制信息均发送至所述的逻辑控制单元，供所述的逻辑控制单元通过所述的有线/无线发送通讯单元发送至所述的执行单元。

极佳地，所述的复位按钮用于对应当前眼球位置的内建坐标系匹配电脑、手机等终端设备的外在坐标系，进行复位，使内外坐标系进行快捷有效的结合。

甚佳地，所述的有线/无线发送通讯单元的输入端与所述的逻辑控制单元相连接，其输出端连接所述的执行单元端，所述的传感数据处理单元对其接收到眼球动态数据进行处理后将其发送至所述的逻辑控制单元，所述的逻辑控制单元根据处理后的眼球动态数据获取对应的控制信息，并由所述的有线/无线发送通讯单元发送至所述的逻辑控制单元。

极佳地，所述的执行单元端也设置有与所述的中间处理器端的有线/无线发送通讯单元相对应的有线/无线接收通讯单元，且所述的有线/无线接收通讯单元接收所述的中间处理器端发送的控制信息，并交由该执行单元端的执行单元，由所述的执行单元根据接收到的控制信息进行相应控制。

尤佳地，所述的执行单元端还包括功能按钮，用户可通过功能按钮对执行单元进行控制。

甚佳地，用户通过功能按钮对执行单元端进行控制的优先级高于用户通过眼球动态对执行单元端进行控制的优先级。

甚佳地，用户通过眼球动态对执行单元端进行控制的优先级高于用户通过功能按钮对执行单元端进行控制的优先级。

较佳地，所述的眼球动态包括眼球的位移及位移的方向、眼球的当前位置、眼球在当前位置保持不动的总时长和眼球移动的路程。

采用本发明的视控仪，由于该视控仪采用传感器单元进行眼球状态数据的采集，在采用精度足够的传感器单元的前提下，可以最大程度的提高眼部位移的分辨率以及不同光线环境的位移识别功能，且采用独特的分块通讯设计方案，可最大化减少数据冲突和延迟，并最优化视控仪的操纵能力。该视控仪同时具有直观简便的操作方案，可以迅速的配合人眼完成动作操纵，且对整个系统的操纵可完全依赖于眼球动态实现，依赖的是眼球的位置、眼球的位移，眼球的状态等信息，可实现的功能大大增加，较之现有技术中采用眨眼等进行控制的视控装置，本装置大大拓宽了装置的适用面，采用独特的位移分块操作功能，可以在最小化减少位移障碍的同时，最大化提高各种动作操作的灵敏度，最小化误操作几率，最小化操作动作执行时间，最大化提高动作执行的迅捷性和准确性。且视控仪很好的填充了基于眼动操纵终端设备的空白市场，并弥补了目前传统智能设备功能的不足，将彻底掀起传统电子行业的改革并推进科技化发展的进度，市场前景非常广阔，衍生的周边产品价值将无法估量，影响深远。

附图说明

图1为本发明中的视控仪的第一种具体实施方式中的系统架构图。

图2为本发明中的视控仪的第二种具体实施方式中的系统架构图。

图3为本发明中的视控仪的视控块的视觉反馈图。

图4为本发明中的视控仪的视控块的功能定义图。

图5为本发明中的视控仪的视控块的基础功能区描述示意图。

图6为本发明中的视控仪的视控块的操作模式功能描述示意图。

图7为本发明中的视控仪的视控块的阅读模式功能描述示意图。

图8为本发明中的视控仪的视控块的游戏模式功能描述示意图。

图9至10为本发明中的视控仪的执行单元为手机等设备时的显示反馈逻辑示意图。

图11至12为本发明中的视控仪的执行单元为电脑等设备时的显示反馈逻辑示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

该视控仪(英文名称为：eyesspirit)，包括控制端、中间处理器端和执行单元端，且所述的视控仪用于根据眼球动态实现对执行单元端的控制，其中，

所述的控制端用于采集用户的眼球动态数据，并将采集到的眼球动态数据发送到所述的中间处理器端；

所述的中间处理器端用于接收并分析所述的控制端采集的眼球动态数据，并根据眼球动态数据生成控制信息，并将生成的控制信息发送给执行单元端；

所述的执行单元端用于接收并分析所述的控制信息，并根据其分析结果进行相应控制。

在一种较佳的实施例中，所述的控制端和中间处理器端设置于不同设备上，且所述的控制端所在设备在使用时放置在用户眼部，采集用户的眼球动态数据，所述的控制端和所述的中间处理器端均包括无线通讯设备，两者通过所述的无线通讯设备实现无线通讯连接。

在一种较佳的实施例中，所述的控制端和中间处理器端设置于同一设备上，且该设备在使用时放置在用户眼部。

在一种更佳的实施例中，所述的控制端包括传感器单元，所述的传感器单元采集到眼球动态数据后，发送至所述的中间处理器端。

在一种尤佳的实施例中，所述的传感器单元包括电容传感器。

在一种尤佳的实施例中，所述的传感器单元包括位移传感器。

在一种尤佳的实施例中，所述的中间处理器端内建坐标系，并通过内建坐标系实现对眼球动态数据的分析，所述的中间处理器端还包括有线/无线发送通讯单元，所述的中间处理器端通过所述的有线/无线发送通讯单元连接至所述的执行单元端，所述的中间处理器端还包括传感数据处理单元和逻辑控制单元，所述的传感数据处理单元的输出端连接所述的逻辑控制单元的输入端。

在一种甚佳的实施例中，所述的中间处理器端还包括一功能锁定按钮和一复位按钮，其中，所述的功能锁定按钮用于产生锁定控制信息，供用户锁定当前执行单元端上的功能，所述的复位按钮用于产生复位控制信息，供用户操纵重新匹配外建坐标系(电脑、手机等终端设备端)和对应眼球位置的内建坐标系(视控仪外部电路端)，使用户不管是否进行了移动，都可以十分快速的完成对应眼球位置的内建坐标系和对应电脑、手机等终端设备的外建坐标系的匹配，且所述的功能锁定按钮和所述的复位按钮产生的控制信息均发送至所述的逻辑控制单元，供所述的逻辑控制单元通过所述的有线/无线发送通讯单元发送至所述的执行单元。

在一种极佳的实施例中，所述的复位按钮用于使对应眼球位置的内建坐标系和对应电脑、手机等终端设备的外建坐标系的匹配，进行复位，使内外坐标系进行快捷有效的结合。

在一种甚佳的实施例中，所述的有线/无线发送通讯单元的输入端与所述的逻辑控制单元相连接，其输出端连接所述的执行单元端，所述的传感数据处理单元对其接收到眼球动态数据进行处理后将其发送至所述的逻辑控制单元，所述的逻辑控制单元根据处理后的眼球动态数据获取对应的控制信息，并由所述的有线/无线发送通讯单元发送至所述的逻辑控制单元。

在一种极佳的实施例中，所述的执行单元端也设置有与所述的中间处理器端的有线/无线发送通讯单元相对应的有线/无线接收通讯单元，且所述的有线/无线接收通讯单元接收所述的中间处理器端发送的控制信息，并交由该执行单元端的执行单元，由所述的执行单元根据接收到的控制信息进行相应控制。

在一种尤佳的实施例中，所述的执行单元端还包括功能按钮，用户通过按压该功能按钮(也可通过眨眼动作)实现阅读、游戏、操作等应用场景的功能切换，对执行单元进行控制。

在一种甚佳的实施例中，用户通过功能按钮对执行单元端进行控制的优先级高于用户通过眼球动态对执行单元端进行控制的优先级。

在一种甚佳的实施例中，用户通过眼球动态对执行单元端进行控制的优先级高于用户通过功能按钮对执行单元端进行控制的优先级。

在一种较佳的实施例中，所述的眼球动态包括眼球的位移及位移的方向、眼球的当前位置、眼球在当前位置保持不动的总时长和眼球移动的路程以及眨眼、闭眼动作等。

请参阅图1，在第一种具体实施方式中，所述的视控仪包括以下系统架构，此时，所述的控制端和中间处理器端分置：

传感器单元、蓝牙/wifi等通讯模块(无线发送通讯单元)、蓝牙/wifi等通讯模块(无线接收通讯单元)、传感数据处理单元、逻辑控制单元、usb/蓝牙/wifi等通讯单元(有线/无线发送通讯单元)、usb/蓝牙/wifi等通讯单元(有线/无线接收通讯单元)和执行单元(在一种具体实施例中，执行单元端包括电脑、手机等智能终端设备，包括驱动、显示等执行单元)；

请参阅图2，在第二种具体实施例中，所述的视控仪包括以下系统架构，此时，所述的控制端和中间处理器端设置在同一设备上：

传感器单元、传感数据处理单元、逻辑控制单元、usb/蓝牙/wifi等通讯单元(有线/无线发送通讯单元)；、usb/蓝牙/wifi等通讯单元(有线/无线接收通讯单元)和执行单元(在一种具体实施例中，执行单元端包括电脑、手机等智能终端设备，包括驱动、显示等执行单元)。

在上述两种具体实施例中，所述的传感器单元均为具有独特的直摄眼动识别功能、可以最大程度的提高眼部位移的分辨率以及不同光线环境的位移识别功能。

视控仪的整体系统工作逻辑为：

传感器单元采集眼球位移的数据，并将数据通过蓝牙/wifi等无线通讯模块传送到中间处理器端的传感数据处理单元，中间处理器端中的逻辑处理器通过数据分析将处理过的传感器数据转换成终端设备能识别的位移数据等控制信息，并将控制信息通过蓝牙/wifi/usb等有线或无线的通讯端口传输到设备端(执行单元端)，设备端驱动根据接收到的数据完成控制显示，操作执行等过程，同时设备还可通过附属的功能按钮(比如：阅读、游戏、操作等应用场景的功能切换)完成对系统的操纵，从而实现眼睛在不同功能模式下对设备(电脑、手机、平板、电视等)的操纵控制，外部设备可以对应匹配任何安装了该驱动的电脑、手机等终端设备。

其中，控制端工作逻辑为：

传感器置于眼球附近固定(固定方式可根据实际需求处理)，在位置固定良好，不严重影响人的视线和正常生活工作的情况下，即时监控人眼的动作，同时传感器将监拍到的数据(即眼球动态数据)通过蓝牙/wifi等通讯模式传送到下级单元(中间处理器端)。

中间处理器端工作逻辑为：

中间处理器端包含传感数据处理单元、逻辑控制器、usb/蓝牙/wifi等通讯单元三个主体结构。传感器数据接收器负责与上级控制端进行数据通讯，接收传感器单元监拍的即时眼球动态数据后对数据进行处理，并将处理后的数据传送给逻辑控制器，逻辑控制器将传感器数据分析处理成位移坐标等矢量数据(控制信息)，并将矢量数据通过usb/蓝牙/wifi等通讯模块传送给下级单元(电脑、手机等终端设备)，同时中间处理器端还可包括复位按钮，锁定按钮等功能按钮，对复位按钮和锁定按钮等功能按钮的操作信息可经逻辑控制器分析后，生成对应的控制信息，并通过usb/蓝牙/wifi等通讯模块传送给下级的执行单元端(电脑、手机等终端设备)。

执行单元端工作逻辑为：执行单元端(电脑、手机等终端设备)通过usb/蓝牙/wifi等通讯模块接收上级单元(中间处理器端)发送的控制信息，并将控制信息通过处理，驱动对应的动作单元，同时在显示终端反馈相关的动作过程，人眼通过反馈信息和对应的动作执行，完成对设备的动作操纵。

请参阅图3至图5，视控仪通过对应眼球位置的内建坐标系的动态实现视控功能。视控仪内部的内建坐标系为眼球的位置坐标系，电脑、手机等终端设备上面的外建坐标系为如图3至5所述的视控块，视控块将对应匹配的眼球坐标系的活动范围划分为多个区域，采用独特的位移分块操作功能，用户可仅通过眼球状态在该视控块中的位置以及位移关系等对执行单元端进行相应控制。在一种较佳的实施方式中，中间处理器端同时还设置了视控块的坐标复位功能按钮和锁定功能按钮。该视控块还具有上下左右位移区、左键动作区、左键置位动作区、右键动作区和中键动作区，其中，上下左右位移区的动作描述为：如在坐标子完全进入上位移区后，坐标子可以拖动视控块向正上方/左方/右方以及上位移区空白区任何方向移动，其他位移区定义功能一致；

左键动作区动作描述为：坐标子移动到该区，执行左键点击动作，停留超过2s钟执行双击动作；

左键置位动作区的动作描述为：坐标子进入此区后，左键置位(即左键开关一致处于接通状态)，此时设备系统进入对字符等数据的复制选择状态，默认5s钟等待选定时间，坐标子从移动到选择完成后，脱离当前动作区，或者等待3s钟坐标子无动作，立刻完成选定文档的复制工作，并且坐标子回归中心点；

右键动作区的动作描述为：坐标子进入该动作区后，执行右键单击动作；

中键动作区的动作描述为：坐标子进入中键动作区，中键动作区置位，坐标子回归中心点，实现缩放功能，坐标子上移放大当前设备可视区域，坐标子下移缩小当前设备可视区域，以及上下左右移动功能，坐标子再次进入中键动作区，则中键动作区复位；

backspace/delete/enter/空格动作区的动作描述为：坐标子在进入其中一个动作区后，保持停留时间超过1.5s钟，则执行对应的动作，坐标子自动回归中心点。

眼球和内置坐标系的相对位移、位移方向、位置、路程、在某位置所处的时间等都是眼球动态的信息，可供中间处理器端用于转换成控制信息。在一种较佳的实施方式中，闭眼也是眼球动态的一种，可采用闭眼控制功能模式的切换，如图6至图8，视控块操作模式可根据不同的用途分为阅读、操作、游戏等功能模式，可通过闭眼2s至3s轮流切换上述三种模式，且不同的功能模式下键位的定义不同，用户也可自行设定键位和动作区。

请参阅图9至图10，为手机等设备进行视控时的功能解析示意图，坐标子在任意动作区和位移区停留超过3秒钟，则坐标子自动回归到中心点；坐标子移动到不同动作区，实际坐标不移动，该动作区高亮并执行该动作区动作，且执行完成后，坐标子自动回归中心点；上下左右位移区动作描述：在坐标子完全进入上位移区后，坐标子可以拖动视控块向正上方左方右方以及上位移区空白区任何方向移动，其他位移区定义功能一致。且左键置位后，默认5s钟等待选定时间，坐标子从移动到选择完成后，脱离当前动作区，或者等待3s钟坐标子无动作，立刻完成选定文档的复制工作。

请参阅图11至图12，为电脑等设备进行视控时的功能解析示意图，坐标子在任意动作区和位移区停留超过3秒钟，则坐标子自动回归到中心点；坐标子移动到不同动作区，实际坐标不移动，该动作区高亮并执行该动作区动作，执行完成，坐标子自动回归中心点；上下左右位移区动作描述：在坐标子完全进入上位移区后，坐标子可以拖动视控块向正上方左方右方以及上位移区空白区任何方向移动，其他位移区定义功能一致。且左键置位后，默认5s钟等待选定时间，坐标子从移动到选择完成后，脱离当前动作区，或者等待3s钟坐标子无动作，立刻完成选定文档的复制工作。

且在一种具体实施例中，所述的视控仪可以采用分块封装工艺，将置附在人体上的单元件最轻化、最小化，最大限度减少外置硬件对人体的影响(硬件舒适性、安全性；射线影响等)，同时优化硬件外观设计，最大化提升硬件外设的美观度，直观体现视控仪的艺术价值和使用价值。视控仪硬件结构简单，便于安放，方便随身携带使用，能大大的提高生活、娱乐、办公效率，达到生产效率的最大化、最优化。

采用本发明的视控仪，由于该视控仪采用传感器单元进行眼球状态的采集，在采用精度足够的传感器单元的前提下，可以最大程度的提高眼部位移的分辨率以及不同光线环境的位移识别功能，且采用独特的分块通讯设计方案，可最大化减少数据冲突和延迟，并最优化视控仪的操纵能力。该视控仪同时具有直观简便的操作方案，可以迅速的配合人眼完成动作操纵，且对整个系统的操纵可完全依赖于眼球动态实现，依赖的是眼球的位置、眼球的位移、眼球的动作状态等信息，可实现的功能大大增加，较之现有技术中采用眨眼等进行控制的视控装置，本装置大大拓宽了装置的适用面，采用独特的位移分块操作功能，可以在最小化减少位移障碍的同时，最大化提高各种动作操作的灵敏度，最小化误操作几率，最小化操作动作执行时间，最大化提高动作执行的迅捷性和准确性。且视控仪很好的填充了基于眼动操纵终端设备的空白市场，并弥补了目前传统智能设备功能的不足，将彻底掀起传统电子行业的改革并推进科技化发展的进度，市场前景非常广阔，衍生的周边产品价值将无法估量，影响深远。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。