[发明专利]基于人眼图像和视线追踪的操作指针指示控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及可穿戴式电子设备技术领域，具体涉及一种基于人眼图像和视线追踪的操作指针指示控制设备。

背景技术

随着个人电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等计算机终端设备的应用越来越广泛，计算机终端设备已经逐渐成为人们日常生活、工作中不可或缺的功能电子产品。目前的计算机终端设备都通过显示屏进行图像显示，主要借助对显示画面中操作指针的操控（例如，对于个人电脑、笔记本电脑等非触控式计算机终端设备而言，鼠标指针即作为操作指针；对于平板电脑、智能手机等具有触控显示屏的计算机终端设备而言，触控点指针即作为其操控指针）来实现人机交互。在不同的计算机终端设备中，其操作指针的表现形式也可能是不同的，有些计算机终端设备的显示画面中操作指针被呈现为箭头图形形式，有些计算机终端设备的显示画面中操作指针被呈现为十字架、手指图形等形式，有些计算机终端设备的显示画面中操作指针甚至不可见，例如触控式设备中作为操控指针的触控点指针往往就是不可见的，但不妨碍其实现指示和功能控制。

而计算机终端设备的发展进程日新月异，计算机终端设备产品的种类也迅速得以更新换代。智能腕带、智能手表、智能眼镜等新兴的可佩戴计算机终端设备产品也逐渐在人们的日常生活和一些技术应用中得以推广使用。特别是智能眼镜产品，其能够具备将显示信息与现实场景相叠加呈现、甚至相互交互的独特应用前景，在工业、商业技术领域中都有非常广阔的技术推广应用价值，例如应用于交通驾驶者进行交通信息提示和分析、应用于外科手术医生进行手术医疗器械的手术信息显示和控制、应用于生产线管理者进行生产机床设备的工作状态显示和控制等。但是由于目前的可佩戴计算机终端设备产品，往往因为其产品尺寸大小以及佩戴方式的限制，难以通过鼠标、触控等手动方式对操作指针加以操控的形式来实现人机交互，因此目前的可佩戴计算机终端设备通常仅具备一些数据信息显示功能，或者通过实体按键的操控实现一些较为简单的切换功能，而其人机交互能力却非常有限，使得上述的应用前景依靠目前的可佩戴计算机终端设备还难以实现。因此，现有技术的智能眼镜等可佩戴计算机终端设备，因其人机交互能力受限而限制了其在工业、商业技术领域的推广应用前景。如何增强、以及通过怎样的方式增强可佩戴计算机终端设备的人机交互能力，成为了亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能够佩戴于人体头部上且能够通过眼部动作对操作指针加以操作控制而实现人机交互的基于人眼图像和视线追踪的操作指针指示控制设备，用以增强头戴式计算机终端设备的人机交互能力，进而解决现有技术中的头戴式计算机终端设备因其人机交互能力受限而限制了其在工业、商业技术领域的推广应用的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术手段：

基于人眼图像和视线追踪的操作指针指示控制设备，包括用于通过佩戴而固定在人体头部上的佩戴支架，以及设置在所述佩戴支架上的红外测距传感器、微型红外摄像头、图像处理模块、视线追踪识别模块、微控制处理模块、数据存储模块、显示模块和电源模块；所述佩戴支架具有对应于人体眉毛位置处的眉部，所述微型红外摄像头以及红外测距传感器的红外发射器和红外接收器均设置于佩戴支架的眉部并朝向人体眼睛所在方向；所述显示模块输出的显示画面所在位置位于佩戴支架的眉部的下方对应于人体眼睛位置处；

其中，微型红外摄像头的图像数据输出端与图像处理模块的图像采集端电连接，图像处理模块的处理数据输出端与视线追踪识别模块的人眼数据采集端电连接，视线追踪识别模块的识别信息输出端与微控制处理模块的眼动数据输入端电连接，红外测距传感器的距离信号输出端与微控制处理模块的距离数据输入端电连接，微控制处理模块的显示信号输出端与显示模块的显示信号输入端电连接，微控制处理模块的参数采集端与数据存储模块进行数据连接，由电源模块分别为红外测距传感器、微型红外摄像头、图像处理模块、视线追踪识别模块、微控制处理模块、数据存储模块和显示模块供电；

所述数据存储模块用于存储设备参数数据和指令参数数据；所述设备参数数据记录的信息包括佩戴支架上红外接收器所在位置与显示模块输出的显示画面所在位置之间的三维位置关系；所述指令参数数据记录的信息包括操作指针功能指令所对应的眼睛睁闭动作以及瞳孔移动动作；