《眼动仪注视点定位技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《眼动仪注视点定位技术研究（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西安电子科技大学 学位论文独创性( 或创新性) 声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名：啦日期丝丛；：三 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学
2、位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。( 保密 的论文在解密后遵守此规定) 喜；：；篓耄：辫 导师签名：吱乒鹚臼 日期 日期 是视线跟踪技术的产物，其研究在人类认知学、心理学、工业工程和计算机科学 等诸多领域都有重要意义。 视线跟踪技术的工作可以分为理论研究和系统实现两个方面。本论文重点讨 论了头盔式眼动仪的标定方法及其实现。 文章
3、首先在讨论了眼动仪技术概况的基础上提出了头盔式眼动仪的实现框 架，并对框架内的眼图处理模块，标定模块，光学子系统等进行了功能性介绍。 基于瞳孔一角膜反射法所设计的眼动仪光学子系统集成在头盔上，根据眼睛生 理特性选择了8 6 0 m 波段的红外光源。根据反射光斑的成像关系、坐标系变换原 理、摄像机标定原理，对头盔设计中眼摄像机和场景摄像机的几何位置关系进行 了详细论述。 标定系统设计中，我们基于眼球的生理模型，设计了两种标定方案。第一种 根据眼睛的生理特征值和眼睛光学原理，在对视轴光轴等有了清楚的认识后，仿 真出了眼睛观察位置与瞳孔、反射光斑的关系，在此基础上拟合出了标定函数式。 第二种是根据简
4、化的眼睛模型，基于几何关系推导出了眼睛同注视点关系，通过 对关系式的仿真曲线进行拟合得到标定关系式。最后通过基于C 编辑的软件系 统，分别在以计算机屏幕为视场的静态标定和以现实场景为视场的动态标定条件 下，验证了标定算法。 关键词：视线跟踪瞳孑L - 角膜反射眼动仪 标定 A b s t r a c t E y et m c k e ri sp r o f e s s i o I l a le q u i p m e n td e s i 印e dt ot e S t 锄dr e c o r d 也ec h a I l g e so f e y e s ，a n dt h l l sf o l
5、 l o w 也el i I l eo f s i g h t I ti s 也ep r o d u c to f e y e 吮H n gt e c h I l i q u e s E y e 仃a c k e ri so fg r e a ts i g l l i f i c a l l C ei I lh l m a nc o 鲥t i o 玛p s y c h o l o g y ，i n d I l s t r i a le n g i I l 砒g ， c o m p u t e rS c i e n c e ，觚dm a n yo t l l e ra r e a s E y e
6、t r a c k i n gt e c l l l l o l o g yc a n b ed i V i d e dm t o 觚oa s p e C t s ：t l l e o r e t i c a Jr e s e 础 a I l ds y s t e mi I n p l e m e n t a t i o n 1 1 l i s 也e s i sf o c l l s e so nh e a d m o u n t e de y e 扛a c k e r s c a l i b 枷o n 锄di m p l e m e n t a t i o n 1 h i st h e s
7、i sd i s c u s s e st h e 硫p l e l e n t a t i o nf 黜l e w o r ko fh e a d m o u r l t e de y et r a c k e r b a S e do n 廿l eg e n e r a lo v e i e wo fe y et r a C 虹n gt e c l l n 0 1 0 9 y ，孤l d 酉V e sf 嘶c t i o l l a l d e s c r i p t i o no ne y ei m a g ep f o C e s s i l l gm o d u l e ，m o d
8、 u l ec a l i b 枷。玛a r l do p t i c a l 吼l b s y 妣m E y et 眦k e ro p t i c 出S l J b s y s t e mw t l i c hi sd e s i 印e db yc o m e 2 l l - p u p i lr e n e c t i o n m e n l o dc _ h o o s e si h r e dl i g h to f8 6 0 衄w a v e l e n g mb 嬲e do np _ I l y s i o l o 西c a l c h 撇r i s t i c so fe y e
9、 s 。T M sm e s i sd e 诅i l e dd e s c r i p e sm eg e o r r l e t r i cp o s i t i o nr e l a t i o n so f e y ec 锄e r a 赳l ds c e n ec 锄e r ai nt l l ed e s i g no f h e h l l e ta c c o r d i n gt 0r e l a t i o I 曲l i p b e 帆e e nr e n e c t i o ni m a g i n gs p 咄p 血c i p l eo fC o o r d i 彻t e
10、仃a n s f 0 珊a t i o na n dp 血c i p l e o fc a n l e I ac a l i b r a t i o n W h e nd e s i 班n g 1 ec a l i b r a t i o ns y S t 锄，w ed e s i 印似oc a l i b r a t i o np r o g r a m s a c c o r d i n gt 0p h y s i c a lm o d e l0 fe y e b a l l s T h ef i r s tp r o 铲a m t 0s i l I 】【u l a = t et l l
11、er e l a t i o ns _ h i p b c 庀w e e ne y eo b s e r V a t i o np o s i t i o na n dp u p i la n dc o m e a L l 舀i n t b a S e do np h y s i o l o 西c a l c h a r a c t e r i S t i c sa n do p t i c a lp 曲c i p l eo fe y e s 心e rh a V i l l gac l e a ru I l d e r s t a n d i n go fl i g h t o fs i 出a
12、 l l do p t i c a la ) 【i s ms e c o n dp r o 铲锄i st 0o b t a i l lc a l i b 枷0 nr e l a t i o l l s l l i p a C c o r d i I l gt om ef i t t i n go fs i m u l a t i o nc u r v eo ff o m u l 2 u s ，t l l er e l a t i o I l S K pb e 慨忙e ne y e p o s i t i o na I l df i x a t i o nd e r i V e d 劬mg e
13、o m e t r i c r e l a t i o I l sa n dt h es i n l p l i f i e dm o d e lo fe y e s F i I l a l l y ，u S i I l gM F C - b a s e d s o 角v a r es y 蛳e m s ，w eV 嘶黟c a l i b r a t i o na l g o 池m 蝴 S t a t i cc a l i b m t i o n 、) v _ h i C hu s e sc o m p 嗽S c r e e n 鹊o b s e r v a t i o nf i e l da
14、 r l dd y I 龇l i c c a l i h a t i o nw K c hu s e sr e a l i S t i cs c e n a r i o 弱o b s e r v a t i o nf i e l dr e p e c t i V e l y K e y w o r d s ：E y et r a c l i n gP u p i l c o m e a lr e n e c t i o nE y e t 豫c k e rC a l i b 仡t i o n 。 目录 第一章绪论1 1 1 视线跟踪技术及应用1 1 2 眼动仪的发展和种类。2 1 2 1 眼动仪的实现方法。2 1 2 2 国内外眼动仪发展现状4 1 3 论文主要工作内容6 第二章眼动仪系统设计7 2 1 眼睛运动特征7 2 2 眼动仪系统框架9 2 2 1 图像采集卡1 1 2 2 2 软件结构1 2 2 3 视线跟踪技术的难点一1 4 第三章标定的发展及摄像机标定17 3 1 标定算法的定义与分类1 7 3 1 1 标定算法的定义：1 7 3 1 2 标定算法的分类。1 8 3 2 几种现有的标定算法2 0 3 2 1 二维标定方法2 0 3 2 2 三维标定方法2 4 3 3 基于坐标系映射变换的标定算法2 6 3 4 摄像机标定及眼动仪坐标系转换关系
