[发明专利]一种防空反导武器的多通道交互控制系统

权利要求书

1.一种防空反导武器的多通道交互控制系统，其特征在于，包括：眼动交互控制模块和手势交互控制模块；

所述眼动交互控制模块：基于眼球的生理模型，通过眼动追踪仪获取眼睛对应的图像学参数，利用眼动记录和眼动控制得到实时注视点位置；

所述手势交互控制模块：利用骨骼跟踪法进行手势识别、通过人体坐标映射实现计算机屏幕上光标的位置显示和跟踪，通过特定的映射关系将用户的手势与计算机的鼠标操作指令进行匹配对应；从而根据手势触发计算机进行相应操作，使手势代替鼠标实现操作控制。

2.根据权利要求1所述的防空反导武器的多通道交互控制系统，其特征在于，所述眼动记录包含以下步骤：

(a)利用高速摄像机和红外光源对瞳孔中心和角膜曲率中心进行定位；

(b)提取瞳孔中心坐标和角膜曲率中心坐标，通过坐标转换，计算出瞳孔角膜方向向量，进而得到注视矢量；

(c)利用九点校正，确定瞳孔角膜矢量和屏幕注视位置的映射关系，得到注视点坐标。

3.根据权利要求2所述的防空反导武器的多通道交互控制系统，其特征在于，所述利用高速摄像机和红外光源对瞳孔中心和角膜曲率中心进行定位，具体为：

首先，将两个红外光源设置于系统左右两侧，高速摄像机位于中间位置；

其次，根据人眼角膜对红外光反射率较大的特点，当眼睛注视不同方向时，从不同角度进入眼睛的光线刺激瞳孔，使瞳孔中心向着注视方向运动，而角膜表面反射光斑的位置固定不变，从而得到瞳孔中心和角膜曲率中心的位置。

4.根据权利要求1所述的防空反导武器的多通道交互控制系统，其特征在于，所述眼动控制包含以下步骤：

(a)采集用户在人机交互过程中的眼动特征数据；

其中，所述眼动特征数据为用户眼睛的有效注视点的X坐标和Y坐标、注视时间、眼跳幅度、瞳孔直径；所述有效注视点为将眼动追踪器输出的连续30个注视点取平均值作为一个有效注视点；

(b)对所述眼动特征数据进行归一化处理，得到标准化眼动特征数据，选取连续多个有效注视点的标准化眼动特征数据，作为眼动特征参数；

(c)将眼动特征参数划分为训练集和测试集，构建SVM分类器；采用眼动特征参数训练集中的样本对SVM分类器进行训练，得到优化后的SVM分类器；

(d)采用优化后的SVM分类器对眼动特征参数测试集进行分类，输出对应的操作意图类别，完成眼动交互控制。

5.根据权利要求4所述的防空反导武器的多通道交互控制系统，其特征在于，所述采用眼动特征参数训练集中的样本对操作意图SVM分类器进行训练，具体为：通过训练操作意图SVM分类器，提取用户每个操作意图下的眼动特征参数，得到用户操作意图与眼动特征参数之间的匹配规则。

6.根据权利要求4所述的防空反导武器的多通道交互控制系统，其特征在于，所述采用优化后的操作意图SVM分类器对眼动特征参数测试集进行分类为：根据所述用户操作意图与眼动特征参数之间的匹配规则，确定测试集中眼动特征参数对应的操作意图；具体为：

首先，使用有效注视点的X坐标和Y坐标对空间特性进行约束；

其次，利用注视时间是否在注视停留时间阈值对时间特性进行约束；

最后，利用眼跳幅度和瞳孔直径作为辅助决策约束条件；

当用户的注视点在阈值时间内持续集中于固定的空间阈值区域范围内，并且瞳孔直径和眼跳幅度分别处于对应的阈值之内时，则确定对应的操作意图类别。