一種可旋轉鏡頭裝置及基于眼球跟蹤技術的跟蹤方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及眼球跟蹤技術及鏡頭技術領域，特別涉及結合眼球跟蹤技術的可旋轉 鏡頭技術領域，具體是指一種基于眼球跟蹤技術的可旋轉鏡頭裝置及其跟蹤方法，在手機、 平板電腦等產品中，用于圖像拍攝以及視頻聊天中鏡頭跟隨人眼眼球轉動而旋轉。
【背景技術】
[0002] 隨著第四代移動網絡以及光網的覆蓋，網絡進入速度更快、產品更多、資費更低的 時代，最低網速可達10M以上，視頻畫面清晰度和流暢度將越來越好，視頻聊天將越來越普 及，而高效、快捷、方便的視頻聊天方式將成為今后的一個發展方向，視頻聊天主要部件為 鏡頭，因此，智能鏡頭將成為今后研究的一個熱點。此外，人類是通過頭部運動或眼球運動 來實現不同角度景物的觀察，根據這種特點，將其應用到智能鏡頭中，將會是一種非常有效 有意義的方式。
[0003] 目前市場上大部分相機、手機、平板電腦等產品只能拍攝鏡頭前方的人、物、風景 等，鏡頭是固定不動的，固定的鏡頭給手機等產品的某些功能帶來不便，尤其在視頻聊天過 程中無法通過自己實時改變對方鏡頭中捕獲的視場，只能通過告知對方，旋轉該產品位置 來達到效果，其缺點操作不方便，效率非常低，實時性差，不能即時準確定位。此外，市場上 也存在小部分帶有可旋轉鏡頭的手機或其他產品，雖然可通過手動改變鏡頭方向以達到改 變視場的效果，但不能實時智能改變視場，尤其在視頻聊天中也是無法通過自己改變對方 鏡頭中捕獲視場的效果，其缺點效率低，實時性差等。
[0004] 中國發明專利CN103293828B中，描述了一種可旋轉鏡頭的電子產品，通過手動控 制改變鏡頭位置及方向，具體內容可見專利CN103293828B。類似專利還有專利CN1882044A 和專利CN103019010A等。關于基于眼球跟蹤技術的可旋轉鏡頭專利基本上未看到過。
[0005] 因此，迫切需要一種新型的智能鏡頭，根據眼球運動來實現鏡頭位置的改變，能在 視頻聊天過程中實現實時主動觀察對方周圍環境，并具有操作方便靈活、效率高、實時性 好、即時準確定位等特點。
【發明內容】
[0006] 為了克服【背景技術】的不足，本發明提供一種可旋轉鏡頭裝置及基于眼球跟蹤技術 的跟蹤方法。
[0007] 本發明所采用的技術方案是:一種可旋轉鏡頭裝置，其包括主體部件，其包括弧面 型旋轉座，該弧面型旋轉座設置在主體部件上;鏡頭部件，其包括鏡頭和弧面型容納槽，所 述鏡頭固定在所述弧面型容納槽中，所述弧面型容納槽收容于所述弧面型旋轉座中，所述 弧面型容納槽可沿弧面型旋轉座旋轉;轉動部件，設置在主體部件和鏡頭部件之間，以驅動 鏡頭部件進行旋轉;控制部件，設置在主體部件內部，與轉動部件電連接。
[0008] 所述轉動部件包括第一驅動件、第二驅動件、第一旋轉組件和第二旋轉組件，所述 第一驅動件設置在主體部件上，驅動第一旋轉組件帶動鏡頭部件沿弧面型旋轉座左右轉 動;所述第二驅動件設置在主體部件上，驅動第二旋轉組件帶動鏡頭部件沿弧面型旋轉座 上下轉動。
[0009] 所述第一旋轉組件包括相配合的齒條和齒輪，或者相配合的導軌和滑塊，所述第 二旋轉組件包括相配合的齒條和齒輪，或者相配合的導軌和滑塊。
[0010] 所述弧面型旋轉座包括第一弧面型旋轉座和第二弧面型旋轉座，所述導軌或齒條 沿左右方向安裝在第一弧面型旋轉座的內側和/或沿前后方向安裝在第二弧面型旋轉座的 內偵U，所述滑塊或齒輪固定在弧面型容納槽的外側或第一弧面型旋轉座的外側，且與導軌 或齒條相適配。
[0011]所述導軌包括第一導軌和第二導軌，所述第一導軌的兩端以弧面型旋轉座的軸心 為對稱中心，固定在弧面型旋轉座的內側;所述第二導軌的兩端以第一導軌為對稱中心，固 定在弧面型旋轉座的內側，所述滑塊包括第一滑塊和第二滑塊，均固定在弧面型容納槽的 外側，且與相對應的第一導軌和第二導軌相適配，所述第一導軌兩端之間的部分、第二導軌 兩端之間的部分均能沿弧面型旋轉座的內側擺動。
[0012] 所述滑塊為磁性材質，以及對應設有一個用于固定滑塊的磁塊，所述磁塊與滑塊 位于一個面的兩側。
[0013] 所述的弧面型旋轉座為內部空心的外殼，所述滑塊和相對應的導軌隱藏在弧面型 旋轉座內部，所述的滑塊為磁性滑塊，所述滑塊和導軌在弧面型旋轉座內部可自由擺動。
[0014] 所述的弧面型旋轉座為內部中空的殼體，所述導軌包括第一導軌和第二導軌，所 述第一導軌的兩端以弧面型旋轉座的軸心為對稱中心，固定在弧面型旋轉座的內部;所述 第二導軌的兩端以第一導軌為對稱中心，固定在弧面型旋轉座的內部，所述滑塊包括第一 滑塊和第二滑塊，均固定在弧面型容納槽的內部，且與相對應的第一導軌和第二導軌相適 配，所述第一導軌兩端之間的部分、第二導軌兩端之間的部分均能沿弧面型旋轉座的內部 擺動，所述滑塊為磁性材質，以及對應在弧面型容納槽內側固定設有一個與滑塊相吸的磁 塊。
[0015] -種基于眼球跟蹤技術的跟蹤方法，其步驟在于：
[0016] 1)鏡頭對著眼睛，要求觀察者頭部正對所述的主體部件，可進行平行移動，眼睛注 視顯示部件，采集該時刻的圖像，并將圖像發送到控制部件；
[0017] 2)由控制部件提取圖像中所有外眼圖像，進行圖像降噪、旋轉和校正；
[0018] 3)以外眼中心點作為參考點，計算出虹膜中心點偏移外眼中心點的量，取平均值， 得到眼球偏移量，并通過公式換算獲得轉動部件的轉動角度；
[0019] 4)控制部件將轉動角度發送到轉動部件，以驅動鏡頭部件旋轉。
[0020] 步驟3)中所述的眼球偏移量與轉動部件轉動角度間的關系，其具體計算過程如 下：
[0021] 31)在人眼橫向方向建立一個直角坐標系Χ0Υ，以眼角連線右方向為X軸正方向，連 線中心垂直向上為γ軸正方向，眼球在X軸偏移量記為X，眼球在γ軸偏移量記為y ;
[0022] 32)在人眼縱向方向建立一個直角坐標系Ζ0Υ，以眼軸為Z軸，記眼球眼軸長度為z， 則眼球半徑R = z/2,眼球左右偏移量為y，對應眼球上下旋轉角度Θ2為，根據幾何關系，可得
[0024]同理可得，眼球左右旋轉角度Θ1為：
[0026] 33)轉動部件3為二維轉動，姿態角設為左右旋轉角α?和上下旋轉角α2,根據幾何 關系，則左右旋轉角α?和上下旋轉角α2分別為：
[0028]方向規定與眼球轉動方向一致。
[0029] 本發明的有益效果是:本發明弧面型容納槽相對弧面型旋轉座的旋轉，效率高、實 時性好;通過控制部件控制鏡頭部件跟隨觀察者的眼球旋轉，實現自動旋轉，操作方便靈 活、定位準確且即時。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發明的主體部件結構示意圖。
[0031] 圖2是本發明鏡頭組件的一個實施例。
[0032] 圖3是本發明鏡頭組件的一個實施例。
[0033] 圖4是本發明鏡頭組件的一個實施例。
[0034] 圖5是本發明鏡頭組件的一個實施例。
[0035] 圖6是本發明眼球偏移量的流程圖。
[0036] 圖7是本發明眼睛與鏡頭組件的示意圖。
[0037] 圖8是本發明Χ0Υ坐標系的示意圖。
[0038] 圖9是本發明Υ0Ζ坐標系的示意圖。
[0039]圖10是本發明的使用實施例。
【具體實施方式】
[0040] 本發明中，內側指內凹層的外表面，如弧面型旋轉座內側是指弧面型旋轉座內凹 層的那層外表面;外側指外凸層的外表面，如弧面型旋轉座外側是指弧面型旋轉座外凸層 的外表面。
[0041] 下面結合附圖對本發明實施例作進一步說明：
[0042] 如圖1和圖2所示，一種可旋轉鏡頭裝置，其包括主體部件1，其包括弧面型旋轉座 11，該弧面型旋轉座11設置在主體部件1上;鏡頭部件2,其包括鏡頭21和弧面型容納槽22， 所述鏡頭21通過螺絲固定在所述弧面型容納槽22中，所述弧面型容納槽22收容于所述弧面 型旋轉座11中，所述弧面型容納槽22可沿弧面型旋轉座11旋轉;轉動部件3，設置在