頭顯設備的眼動和頭動交互方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于頭戴式設備技術領域，具體涉及一種頭顯設備的眼動和頭動交互方法。
【背景技術】
[0002]目前現有的眼動設備跟蹤精度差抖動，無法瞄準具體的一個點，其原因是人視野識別的是一個范圍，眼睛運動以跳轉和凝視為主，再加上佩戴和安放過程中眼睛相對設備的位置稍有移動就出現誤差，而用戶自然生理心理行為下，頭部動作能主動配合眼球動作尋找移動和校準視線到興趣關注點，因此需要使用頭動對眼動進行補償修正。
[0003]本人之前申請的:《一種頭戴裝置的光標控制方法》申請號:201310295425.5，有使用頭動和眼動并行對鼠標控制的方法，適用于大型計算交互系統，但存在計算量過大，頭動主導和眼動主導切換難順暢，對小視角到大視角的切換，以及頭戴顯示器到外部顯示器的切換，讓不同使用者難習慣不適應，其程序步驟復雜和難以調節，因此發明:一種頭顯設備的眼動和頭動交互方法，更為簡潔明確，計算量小更適合移動頭戴端使用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種頭顯設備的眼動和頭動交互方法。
[0005]實現本發明目的的技術方案是:一種頭顯設備的眼動和頭動交互方法，包括計算顯示模組、眼追蹤識別模組和頭動追蹤模組，
[0006]所述計算顯示模組包括計算機模塊、頭顯模塊、圖形交互界面、特征點、修正區域、鼠標確認事件、眼追蹤算法和執行輸出模塊，
[0007]所述眼追蹤識別模組包括紅外LED和紅外攝像頭，
[0008]所述頭動追蹤模組包括多軸運動傳感器，
[0009]用戶自然生理心理行為下，頭部動作能主動配合眼球動作尋找移動和校準視線到興趣關注點，因此通過眼動跟蹤得到視野的區域，再通過頭動跟蹤修正在該區域內的鼠標到興趣區域，得到點擊確認后主動適配校正眼動跟蹤算法，使之在使用過程中越用越精準，方法包括如下步驟:
[0010]步驟一、頭顯設備中計算顯示模組顯示圖形交互界面，便于用戶觀看和控制；
[0011]步驟二，眼追蹤處理模組采集用戶眼睛的圖像判斷并追蹤，通過眼追蹤算法得出用戶眼睛注視的屏幕相應區域并在頭顯設備的圖形界面內顯示鼠標；
[0012]步驟三，頭動追蹤模塊采集用戶在注視過程中頭部的修正動作來移動修正鼠標到用戶需要的興趣關注點位置；
[0013]步驟四，通過用戶點擊得到鼠標確認事件；
[0014]步驟五，將點擊狀態時的修正數值反饋給眼追蹤算法；
[0015]步驟六，執行交互輸出，返回重復步驟二。
[0016]運行方法為:
[0017]A、計算機模組驅動頭顯模組顯示圖形交互界面，用于用戶觀看和控制，
[0018]B、眼追蹤識別模組驅動紅外LED發出的紅外光照射人眼，紅外攝像頭得到正常人眼紅外圖像；
[0019]C、眼追蹤識別模組判斷，是否是首次使用:
[0020]C-Y、判斷如果是首次使用，交互界面將給出帶有特征點的校正界面，讓用戶凝視相應的特征點，得到眼動算法用戶初始值，進入C-N步驟；
[0021]C-N、如果非首次使用，通過眼追蹤算法判斷并追蹤得出用戶眼睛注視的屏幕相應區域并在圖形界面內顯示鼠標，然后進入眼追蹤速度判斷；
[0022]D、眼追蹤速度判斷，是否是大于眼動閘值:
[0023]D-Y、如果眼球瞳孔的移動大于眼動閘值時將優先調用眼追蹤算法并忽略頭動得出鼠標新位置；
[0024]D-N、如果眼球瞳孔的移動小于眼動閘值時將啟用濾波收斂算法穩定鼠標，進入頭動速度判斷程序；
[0025]E、頭動速度判斷，是否是大于頭動閘值:
[0026]E-Y、如果頭部轉動角速度大于頭動閘值時，忽略頭動數據，進入C-N步驟；
[0027]E-N、如果頭部轉動角速度小于頭動閘值時，進入頭動鼠標修正程序；
[0028]F、頭動鼠標修正程序:在視野區域內通過頭動識別模組的多軸運動傳感器采樣頭部轉動角數據，正相關映射轉換為屏幕的鼠標位移增量，來移動修正鼠標到用戶需要的興趣位置；
[0029]G、當用戶發出鼠標確認事件并有效點擊圖標事件后，得出此過程的修正數值并反饋給眼追蹤算法，執行鼠標點擊后重復步驟B-2。
[0030]所述鼠標確認事件還包括但不僅限于:興趣區懸停點擊、牙齒的敲擊信號、面部肌肉電信號、口腔聲音信號、按鍵和外部無線設備信號來觸發形成鼠標確認事件。
[0031]所述眼追蹤識別模組包括但不限于使用表面特征法、多類分類器法或紅外光源法。
[0032]所述眼追蹤算法包括但不限于hough算法、Kalman算法、Mean算法或Shift算法。
[0033]所述頭動追蹤模組中轉動角數據正相關映射算法中線性倍率為一個定值倍率或動態倍率。
[0034]所述頭動追蹤模組還可以獨立為一個手持控制設備。
[0035]所述圖形交互界面中可以設立當鼠標接近按鍵圖塊時，按鍵圖塊對鼠標產生磁性吸引和圖像特效。
[0036]所述紅外攝像頭可以獲取虹膜圖像，通過識別用戶身份，調取用戶初始檔案。
[0037]所述頭戴設備包括眼鏡、護目鏡或頭盔中的至少一個。
[0038]本發明具有積極的效果:本發明通過眼動跟蹤得到視野的區域，再通過頭動跟蹤修正在該區域內的鼠標到興趣區域，得到點擊確認后主動適配校正眼動跟蹤算法，使之在使用過程中越用越精準。
【附圖說明】
[0039]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中:
[0040]圖1為本發明的流程示意圖；
[0041]圖2為本發明的運行流程示意圖。
【具體實施方式】
[0042]實施例一
[0043]如圖1和如圖2，一種頭顯設備的眼動和頭動交互方法，包括計算顯示模組、眼追蹤識別模組和頭動追蹤模組，
[0044]所述計算顯示模組包括計算機模塊、頭顯模塊、圖形交互界面、特征點、修正區域、鼠標確認事件、眼追蹤算法和執行輸出模塊，
[0045]所述眼追蹤識別模組包括紅外LED和紅外攝像頭，
[0046]所述頭動追蹤模組包括多軸運動傳感器，
[0047]用戶自然生理心理行為下，頭部動作能主動配合眼球動作尋找移動和校準視線到興趣關注點，因此通過眼動跟蹤得到視野的區域，再通過頭動跟蹤修正在該區域內的鼠標到興趣區域，得到點擊確認后主動適配校正眼動跟蹤算法，使之在使用過程中越用越精準，方法包括如下步驟:
[0048]步驟一、頭顯設備中計算顯示模組顯示圖形交互界面，便于用戶觀看和控制；
[0049]步驟二，眼追蹤處理模組采集用戶眼睛的圖像判斷并追蹤，通過眼追蹤算法得出用戶眼睛注視的屏幕相應區域并在頭顯設備的圖形界面內顯示鼠標；
[0050]步驟三，頭動追蹤模塊采集用戶在注視過程中頭部的修正動作來移動修正鼠標到用戶需要的興趣關注點位置；
[0051]步驟四，通過用戶點擊得到鼠標確認事件；
[0052]步驟五，將點擊狀態時的修正數值反饋給眼追蹤算法；
[0053]步驟六，執行交互輸出，返回重復步驟二。
[0054]運行方法為:
[0055]A、計算機模組驅動頭顯模組顯示圖形交互界面，用于用戶觀看和控制，
[0056]B、眼追蹤識別模組驅動紅外LED發出的紅外光照射人眼，紅外攝像頭得到正常人眼紅外圖像；
[0057]C、眼追蹤識別模組判斷，是否是首次使用:
[0058]C-Y、判斷如果是首次使用，交互界面將給出帶有特征點的校正界面，讓用戶凝視相應的特征點，得到眼動算法用戶初始值，進入C-N步驟；
[0059]C-N、如果非首次使用，通過眼追蹤算法判斷并追蹤得出用戶眼睛注視的屏幕相應區域并在圖形界面內顯示鼠標，然后進入眼追蹤速度判斷；
[0060]D、眼追蹤速度判斷，是否是大于眼動閘值:
[0061]D-Y、如果眼球瞳孔的移動大于眼動閘值時將優先調用眼追蹤算法并忽略頭動得出鼠標新位置；
[0062]D-N、如果眼球瞳孔的移動小于眼動閘值時將啟用濾波收斂算法穩定鼠標，進入頭動速度判斷程序；
[0063]E、頭動速度判斷，是否是大于頭動閘值:
[0064]E-Y、如果頭部轉動角速度大于頭動閘值時，忽略頭動數據，進入C-N步驟；
[0065]E-N、如果頭部轉動角速度小于頭動閘值時，進入頭動鼠標修正程序；
[0066]F、頭動鼠標修正程序:在視野區域內通過頭動識別模組的多軸運動傳感器采樣頭部轉動角數據，正相關映射轉換為屏幕的鼠標位移增量，來移動修正鼠標到用戶需要的興趣位置；
[0067]G、當用戶發出鼠標確認事件并有效點擊圖標事件后，得出此過程的修正數值并反饋給眼追蹤算法，執行鼠標點擊后重復步驟B-2。
[0068]所述鼠標確認事件還包括但不僅限于:興趣區懸停點擊、牙齒的敲擊信