[发明专利]一种基于电磁波追踪眼球凝视角度量测方法

说明书

本发明属于电磁追踪技术领域，涉及一种基于电磁波追踪眼球凝视角度量测方法。第一步：将感测器分别固定在分别位于左右眼两侧；所述的感测器为两片平面式电路板，每一片平面式电路板上有两组OCSRR传感器，且两组方形接收片平行。第二步：通过传感器采集瞳孔和眼睑引起的电场分布的扰动；第三步：将第二步得到的信号进行差分处理；第四步：构建初始位置信息库；第五步：通过跟初始位置信息库进行比对，确认接收的信号位置。本发明是采用电磁波原理，后续信号处理与硬件可采用成熟且价格低廉的射頻芯片与相关电路设计。且感测器为一个简单的平片印刷电路板，非玻璃光学镜头模组，具有价格优势。

技术领域

本发明属于电磁追踪技术领域，涉及一种基于电磁波追踪眼球凝视角度量 测方法。

背景技术

虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术受到了相当多的关注。这些技术代 表了游戏，教育，手术和日常生活的下一个新创维度。眼动追踪作为AR/VR 未来的关键部分，正在推动下一代人类技术的发展。不仅因为它实现了新形式 的互动，而且还带来了用户体验。眼动追踪使用精确的跟踪器来捕获用户在视 野内感兴趣的内容，并提供数据或信息以调整图像。对于在使用AR眼镜或VR 头戴式显示器(HMD)时人们参与不同活动时试图了解眼球运动的科学家或制 造商而言，这是非常有用的信息。

虚拟现实(VR)头戴式显示器(HMD)中的眼睛跟踪通常涉及将不可见的 近红外光导向眼睛的中心(角膜)，在有限空间中的眼睛瞳孔和角膜中會有可 检测不同量化的反射光。接著使用高清阵列相机捕获这些光反射(由于不同注 視，眼角膜有不同的角度，此時光源照射在眼角膜上有不同的角膜反射強度與 方向)。将点视频摄像机阵列放置在用户眼睛前方以跟踪散射闪烁。这是角膜 反射的光学跟踪，其被称为瞳孔中心角膜反射。在大多数研究中，具有各种眼 睛瞳孔位置的散射闪光已被用作凝视估计的参考点。基于视频的眼动仪通过在 受限HMD空间中用红外光源照射眼睛来操作。高级算法用于计算眼睛的位置并准确确定其聚焦位置。这使得能够测量和研究视觉行为和精细的眼睛运动，因 为眼睛的位置可以每秒多次映射。因此，需要近红外光源和高清晰度相机来捕 获落在眼睛上的光并记录其方向。需要复杂的后制图像演算法，可靠光源与高 清晰度相机或多个光源检测模组所组成的阵列，围绕在眼部周围。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于电磁波追踪眼球凝视角度量 测方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于电磁波追踪眼球凝视角度量测方法，步骤如下：

第一步：将开放式互补开口环形谐振器(OCSRR)传感器分别固定在分别 位于左右眼两侧。开放式互补开口环形谐振器(OCSRR)传感器为一个平面式 电磁波共振腔，利用此电磁波共振腔，作为感测器使用。

本发明设计的感测器为两片平面式电路板(如图1)，分别位于左右眼两侧。 而每一片平面式电路板上有两组OCSRR传感器，且两组方形接收片平行，共振 頻率分别为f_L和f_H。此两个OCSRR传感器则是利用共面波导(CPW)连接电磁波 信号源并传递电磁波。

所述的(OCSRR)传感器采用方形接收片形成，端口1和3分别设置在方 形的对应边。该传感器仅使用差分模式端口反射特性，分别仅在共振频率下使 用端口1和3反射。其中端口1的反射系数(reflection coefficient)为S11，端口3 的反射系数(reflectioncoefficient)为S33。因其共振现象，最小的反射系数为共振 频率点，定义为S_11MIN或S_33MIN单位dB。

第二步：通过传感器采集瞳孔和眼睑引起的电场分布的扰动。