[发明专利]基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统及使用方法

权利要求书

1.一种基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统，其特征在于：本系统包括眼镜、贴膜、激光测距仪、摄像机和带有信息指令屏的智能终端，所述贴膜粘贴于眼镜镜片，所述信息指令屏位于所述眼镜前方，所述贴膜为含有溴化银和微量氧化铜的玻璃膜片，所述贴膜用于定位人眼瞳孔的成像位置，所述激光测距仪和摄像机分别设于所述信息指令屏上方，所述激光测距仪用于测量人眼瞳孔与信息指令屏之间的距离，所述摄像机采集人眼瞳孔中心位置以及在贴膜上的成像位置，所述激光测距仪和摄像机测量和采集的数据传输至所述智能终端，所述智能终端存储特殊病人的需求信息指令并在所述信息指令屏显示，所述智能终端经计算分析确定人眼在信息指令屏注视的信息指令；

其中，所述智能终端设定信息指令屏为边长为2a的正方形、人眼瞳距为2d、人眼瞳孔中心点A与信息指令屏间距为L、人眼瞳孔中心点A与贴膜间距为l、信息指令屏中心点E、信息指令屏区域中心点F、人眼注视信息指令屏上信息指令的注视点G、人眼垂直注视信息指令屏时在贴膜上的成像点B、人眼注视信息指令屏区域中心点在贴膜上的成像点C、人眼注视信息指令屏上信息指令在贴膜上的成像点D，摄像机分别追踪采集成像点B、成像点C和成像点D；

则信息指令屏区域中心点F到该区域下边缘中心点F’的距离为信息指令屏边长的1/4，其长度为a/2,由于信息指令屏中心点E与人眼瞳距的中心点相对应，故人眼瞳孔中心点A正视屏幕时的对应点A’到信息指令屏中心点E的距离为人眼瞳距的一半，其长度为d，则A’到区域边缘中心点F’的距离为(a/2-d),则由勾股定理得到F到A’的距离为：

已知人眼与贴膜的水平距离为l,在ΔAFA′中由勾股定理可求得AF的长度，

再由人眼平面、贴膜平面和信息指令屏平面平行，可得等比关系：

继而可以算出AC的长度，

又已知EF为信息指令屏区域对角线长的一半，长度为则可得比例关系：

由式(5)得到人眼注视信息指令屏区域中心点F时在贴膜上追踪到的人眼瞳孔中心偏移量BC，

由BC可得当人眼注视信息指令屏区域中心时，视线中心在贴膜上对应的偏移量，即可通过该偏移量确定人眼注视信息指令屏区域时对应的范围，

由于△ACD与△AFG相似，则

式(7)中FG为人眼注视信息指令屏信息指令时沿区域中心点F的位移量，CD为相应的视线在贴膜上的移动量；

由摄像机标定偏移量BC后，根据式(7)即可得到人眼注视的信息指令屏的信息指令。

2.根据权利要求1所述的基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统，其特征在于：所述贴膜为圆形并且中心设有十字线，所述十字线将贴膜分为四个区域，所述四个区域对应人眼瞳孔中心在不同位置时的定位，所述十字线中心是直径为3～4mm的圆并与人眼正视时的瞳孔中心相对应。

3.根据权利要求2所述的基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统，其特征在于：所述信息指令屏划分为四块区域并与贴膜的四块区域相对应，所述信息指令屏的四块区域分别显示信息指令并且每30秒更换一次信息指令，若人眼在某块区域停留达10秒则表示病人选择该信息指令，所述智能终端自动发送该信息指令。

4.根据权利要求2所述的基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统，其特征在于：所述眼镜镜片是平光镜片、近视镜片或老花镜片。

5.一种权利要求1至4任一项所述基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统的使用方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、病人佩戴粘贴有贴膜的眼镜，并注视信息指令屏的信息指令显示区域；

步骤二、激光测距仪检测人眼瞳孔中心点至信息指令屏距离并传输至智能终端；

步骤三、摄像机跟踪采集人眼瞳孔中心点在贴膜上的位置信息并传输至智能终端；

步骤四、智能终端接收激光测距仪和摄像机传输的信息数据，并经计算分析后确定人眼注视的信息指令屏的信息指令显示区域，智能终端发送该显示区域显示的信息指令。