眼球运动检测装置的制作方法
专利名称：眼球运动检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及人工智能模拟和检测电子产品技术领域，尤其涉及一种眼球运动检测装置。
背景技术：
眼睛是外界信息进入人脑的主要通道，对其运动情况的研究有助于理解人类的信息加工过程，因此观测眼球的运动也人工智能的一个重要研究方向，也是实现人机互动的重要手段。检测眼球的运动的方法有多种，眼电图法，它是基于眼动力学的原理工作的，特点是精度低、对人干扰大；虹膜-巩膜边缘法和角膜反射法也是眼动力学相关的，特点是对人干扰大、测量工具误差大；瞳孔-角膜反射向量法的误差小，测量准确，但是不方便；双浦肯野象法的测量精度高，但是对人的干扰大，接触镜法的特点是精度高，对人的干扰大，不舒适，正是由于这些方法的不足，因此都无法在实际生活中得到广泛的应用。
实用新型内容本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种检测精度较高的眼球运动检测装置。为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种眼球运动检测装置，包括处理器(4)，其特征在于:还包括摄像头(2)，所述摄像头(2)用于采集眼球图像并发送给该处理器(4);所述处理器(4)用于根据眼球图像中眼球中心位置的变化来检测眼球的运动。本实用新型增加了摄像头，采用图像处理技术，可以更加精确地检测眼球的运动情况。该眼球运动检测装置还包括外壳(I)和光源板(3)，所述光源板(3)相对于外壳(I)的检测面平行设置，且在所述光源板(3)面向该外壳(I)检测面的一侧设置有发光单元；所述光源板(3)上还设置有光源控制电路(6)，且该处理器(4)通过该光源控制电路(6)控制该发光单元(5)工作。本实用新型增加了光源板，即使在暗黑条件下也可精确检测到眼球的运动情况。所述摄像头(2)的镜头从该光源板(3)的中心位置穿出，且面向外壳(I)的检测面。在所述光源板(3)面向外壳(I)检测面的一侧，所述发光单元(5)相对于摄像头(2)对称设置，由此摄像头在暗黑条件下检测到的眼球图像比较清晰，进而提高了在暗黑调节下眼球的检测精度。所述外壳(I)选用黑色壳体，可以减少发光单元对眼球运动造成干扰。所述发光单元(5)选用红外LED灯，且所述外壳⑴的检测面选用滤光片，该滤波片可以阻挡可见光，通过红外光线，不仅可以保证摄像头在暗黑条件下实现眼球图像采集，而且还可进一步降低发光单元对眼球运动的干扰。该眼球运动检测装置还包括方向指示灯，该处理器(4)通过该方向指示灯来显示眼球的运动方向，以便更加直观地查看眼球的运动方向。[0011]该眼球运动检测装置还包括光源电路，用于分别向该摄像头(2)、处理器(4)、方向指示灯提供对应的电源，并且通过该光源控制电路￠)向该发光单元(5)提供电源。所述处理器(4)通过USB2.0的高速传输线与摄像头(2)连接，以满足眼球图像传输的实时性。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:本实用新型在光线充足或者暗黑的条件下均能精确检测眼球的运动情况，对眼球运动的干扰较少，并且能够直观地查看眼球的运动方向。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是本实用新型的电路原理图；图2是本实用新型的第一实施例的正视图；图3是本实用新型的第一实施例的侧视图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例 性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1所示，该眼球运动检测装置包括摄像头、光源电路、光源控制电路、发光单元和方向指示灯，其中光源电路用于分别向摄像头、处理器、方向指示灯提供相应的电源，并且通过光源控制电路向发光单元提供电源；摄像头采集眼球图像并发送给该处理器，处理器根据眼球图像中眼球中心位置的变换来检测眼球的运动方向和幅值大小，并通过该方向指示灯来显示眼球的运动方向；处理器控制光源控制电路，从而控制发光单元工作。在本实用新型的第一实施例中，如图2 3所示，该眼球运动检测装置还包括外壳1，光源控制电路6和发光单元5设置在光源板3上，光源板3相对于外壳I的检测面平行设置，摄像头2的镜头从该光源板3的中心位置穿出，面向外壳I的检测面；在光源板3面向外壳I检测面的一侧，相对于摄像头2对称设置有发光单兀5 ;处理器4通过USB2.0的高速传输线与摄像头2连接，且该处理器4通过导线连接电源控制电路6。在本实施例中，处理器选用三星公司的ARMll系列处理芯片S3C6410，该芯片速度高，可以满足图像数据处理的要求；摄像头选用MICRON公司的MT9V011芯片，配置USB2.0传输接口，图像为640*480，帧率为15FPS，可以满足高速数据的传输要求；光源控制电路采用控制发光单元工作的开关；发光单元采用大功率的红外LED灯，便于长距离拍摄眼球的运动，同时采用红外光源减少对人眼的干扰。此外，外壳I选用黑色壳体(遮挡可见光，外壳厚度不超过1_)，避免红外LED灯闪烁对人眼运动的影响；外壳I的检测面选用滤光片，用于阻挡可见光，通过红外光线。本实用新型的工作原理为:在进行眼球运动检测时，首先，摄像头采集一幅眼球图像作为初始图像并发送给处理器，处理器利用图像处理技术确定眼球的中心位置；然后，摄像头以15FPS的速度采集眼球图像并发送给处理器，处理器根据当前眼球图像相对于上一幅眼球图像的眼球中心位置的变化，确定眼球运动的方向和幅度大小，从而实现眼球的检测。在使用该眼球运动检测装置时，将眼球运动检测装置放置于人的前方，与人眼的水平距离保持一定距离，竖直高度略低于眼睛的平视高度，安装位置不干扰人的正常工作，例如在普通上班族的工作中，可以安装于显示器的左右两侧或者显示器底部，摄像镜头对准人的一只眼睛(使用中不能有物品遮挡)，并调试好拍摄焦距；对于一般的测试而言，将本装置稳固放置在某一位置，镜头对外测，连接电源与信号线路，调试好摄像头的拍摄焦距，被测人员端坐于摄像头前方40 50厘米处，眼睛略高于摄像头的竖直高度，即可检测眼球的运动，并在核心处理板指示运动的方向。当检测装置检测到眼球运动后，核心处理板的指示灯就闪烁，标志眼球运动的方向。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种眼球运动检测装置，包括处理器(4)，其特征在于:还包括摄像头(2)，所述摄像头(2)用于采集眼球图像并发送给该处理器(4);所述处理器(4)用于根据眼球图像中眼球中心位置的变化来检测眼球的运动。
2.根据权利要求1所述的眼球运动检测装置，其特征在于:还包括外壳(I)和光源板(3)，所述光源板(3)相对于外壳(I)的检测面平行设置，且在所述光源板(3)面向该外壳(I)检测面的一侧设置有发光单元(5)； 所述光源板(3)上还设置有光源控制电路￠)，且该处理器(4)通过该光源控制电路(6)控制该发光单兀(5)工作。
3.根据权利要求2所述的眼球运动检测装置，其特征在于:所述摄像头(2)的镜头从该光源板(3)的中心位置穿出，且面向外壳(I)的检测面。
4.根据权利要求3所述的眼球运动检测装置，其特征在于:在所述光源板(3)面向外壳(I)检测面的一侧，所述发光单元(5)相对于摄像头(2)对称设置。
5.根据权利要求1 4中任何一项所述的眼球运动检测装置，其特征在于:所述外壳(I)选用黑色壳体。
6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的眼球运动检测装置，其特征在于:所述发光单元(5)选用红外LED灯，且所述外壳(I)的检测面选用滤光片。
7.根据权利要求1或2所述的眼球运动检测装置，其特征在于:还包括方向指示灯，该处理器(4) 通过该方向指示灯来显示眼球的运动方向。
8.根据权利要求3所述的眼球运动检测装置，其特征在于:还包括光源电路，用于分别向该摄像头(2)、处理器(4)、方向指示灯提供对应的电源，并且通过该光源控制电路(6)向该发光单元(5)提供电源。
9.根据权利要求1所述的眼球运动检测装置，其特征在于:所述处理器(4)通过USB2.0的高速传输线与摄像头(2)连接。
专利摘要本实用新型提出了一种眼球运动检测装置，属于电子检测领域。该装置包括外壳、处理器、光源板和摄像头，光源板相对于外壳的检测面平行设置，且在光源板面向该外壳检测面的一侧设置有发光单元；光源板上还设置有光源控制电路，且该处理器通过该光源控制电路控制该发光单元工作；摄像头采集眼球图像并发送给该处理器，处理器根据眼球图像中眼球中心位置的变化来检测眼球的运动，由此本实用新型在光线充足或者暗黑的条件下均能精确检测眼球的运动情况。此外，外壳选用黑色壳体，发光单元选用红外LED灯，且所述外壳的检测面选用滤光片，降低了发光单元对眼球运动的干扰对眼球运动的干扰。
文档编号A61B3/14GK202960462SQ20122063628
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者莫斌, 唐云建, 董宁, 王东强, 韩鹏, 孙怀义 申请人:重庆市科学技术研究院
技术领域：
本实用新型涉及人工智能模拟和检测电子产品技术领域，尤其涉及一种眼球运动检测装置。
背景技术：
眼睛是外界信息进入人脑的主要通道，对其运动情况的研究有助于理解人类的信息加工过程，因此观测眼球的运动也人工智能的一个重要研究方向，也是实现人机互动的重要手段。检测眼球的运动的方法有多种，眼电图法，它是基于眼动力学的原理工作的，特点是精度低、对人干扰大；虹膜-巩膜边缘法和角膜反射法也是眼动力学相关的，特点是对人干扰大、测量工具误差大；瞳孔-角膜反射向量法的误差小，测量准确，但是不方便；双浦肯野象法的测量精度高，但是对人的干扰大，接触镜法的特点是精度高，对人的干扰大，不舒适，正是由于这些方法的不足，因此都无法在实际生活中得到广泛的应用。
实用新型内容本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种检测精度较高的眼球运动检测装置。为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种眼球运动检测装置，包括处理器(4)，其特征在于:还包括摄像头(2)，所述摄像头(2)用于采集眼球图像并发送给该处理器(4);所述处理器(4)用于根据眼球图像中眼球中心位置的变化来检测眼球的运动。本实用新型增加了摄像头，采用图像处理技术，可以更加精确地检测眼球的运动情况。该眼球运动检测装置还包括外壳(I)和光源板(3)，所述光源板(3)相对于外壳(I)的检测面平行设置，且在所述光源板(3)面向该外壳(I)检测面的一侧设置有发光单元；所述光源板(3)上还设置有光源控制电路(6)，且该处理器(4)通过该光源控制电路(6)控制该发光单元(5)工作。本实用新型增加了光源板，即使在暗黑条件下也可精确检测到眼球的运动情况。所述摄像头(2)的镜头从该光源板(3)的中心位置穿出，且面向外壳(I)的检测面。在所述光源板(3)面向外壳(I)检测面的一侧，所述发光单元(5)相对于摄像头(2)对称设置，由此摄像头在暗黑条件下检测到的眼球图像比较清晰，进而提高了在暗黑调节下眼球的检测精度。所述外壳(I)选用黑色壳体，可以减少发光单元对眼球运动造成干扰。所述发光单元(5)选用红外LED灯，且所述外壳⑴的检测面选用滤光片，该滤波片可以阻挡可见光，通过红外光线，不仅可以保证摄像头在暗黑条件下实现眼球图像采集，而且还可进一步降低发光单元对眼球运动的干扰。该眼球运动检测装置还包括方向指示灯，该处理器(4)通过该方向指示灯来显示眼球的运动方向，以便更加直观地查看眼球的运动方向。[0011]该眼球运动检测装置还包括光源电路，用于分别向该摄像头(2)、处理器(4)、方向指示灯提供对应的电源，并且通过该光源控制电路￠)向该发光单元(5)提供电源。所述处理器(4)通过USB2.0的高速传输线与摄像头(2)连接，以满足眼球图像传输的实时性。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:本实用新型在光线充足或者暗黑的条件下均能精确检测眼球的运动情况，对眼球运动的干扰较少，并且能够直观地查看眼球的运动方向。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是本实用新型的电路原理图；图2是本实用新型的第一实施例的正视图；图3是本实用新型的第一实施例的侧视图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例 性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1所示，该眼球运动检测装置包括摄像头、光源电路、光源控制电路、发光单元和方向指示灯，其中光源电路用于分别向摄像头、处理器、方向指示灯提供相应的电源，并且通过光源控制电路向发光单元提供电源；摄像头采集眼球图像并发送给该处理器，处理器根据眼球图像中眼球中心位置的变换来检测眼球的运动方向和幅值大小，并通过该方向指示灯来显示眼球的运动方向；处理器控制光源控制电路，从而控制发光单元工作。在本实用新型的第一实施例中，如图2 3所示，该眼球运动检测装置还包括外壳1，光源控制电路6和发光单元5设置在光源板3上，光源板3相对于外壳I的检测面平行设置，摄像头2的镜头从该光源板3的中心位置穿出，面向外壳I的检测面；在光源板3面向外壳I检测面的一侧，相对于摄像头2对称设置有发光单兀5 ;处理器4通过USB2.0的高速传输线与摄像头2连接，且该处理器4通过导线连接电源控制电路6。在本实施例中，处理器选用三星公司的ARMll系列处理芯片S3C6410，该芯片速度高，可以满足图像数据处理的要求；摄像头选用MICRON公司的MT9V011芯片，配置USB2.0传输接口，图像为640*480，帧率为15FPS，可以满足高速数据的传输要求；光源控制电路采用控制发光单元工作的开关；发光单元采用大功率的红外LED灯，便于长距离拍摄眼球的运动，同时采用红外光源减少对人眼的干扰。此外，外壳I选用黑色壳体(遮挡可见光，外壳厚度不超过1_)，避免红外LED灯闪烁对人眼运动的影响；外壳I的检测面选用滤光片，用于阻挡可见光，通过红外光线。本实用新型的工作原理为:在进行眼球运动检测时，首先，摄像头采集一幅眼球图像作为初始图像并发送给处理器，处理器利用图像处理技术确定眼球的中心位置；然后，摄像头以15FPS的速度采集眼球图像并发送给处理器，处理器根据当前眼球图像相对于上一幅眼球图像的眼球中心位置的变化，确定眼球运动的方向和幅度大小，从而实现眼球的检测。在使用该眼球运动检测装置时，将眼球运动检测装置放置于人的前方，与人眼的水平距离保持一定距离，竖直高度略低于眼睛的平视高度，安装位置不干扰人的正常工作，例如在普通上班族的工作中，可以安装于显示器的左右两侧或者显示器底部，摄像镜头对准人的一只眼睛(使用中不能有物品遮挡)，并调试好拍摄焦距；对于一般的测试而言，将本装置稳固放置在某一位置，镜头对外测，连接电源与信号线路，调试好摄像头的拍摄焦距，被测人员端坐于摄像头前方40 50厘米处，眼睛略高于摄像头的竖直高度，即可检测眼球的运动，并在核心处理板指示运动的方向。当检测装置检测到眼球运动后，核心处理板的指示灯就闪烁，标志眼球运动的方向。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种眼球运动检测装置，包括处理器(4)，其特征在于:还包括摄像头(2)，所述摄像头(2)用于采集眼球图像并发送给该处理器(4);所述处理器(4)用于根据眼球图像中眼球中心位置的变化来检测眼球的运动。
2.根据权利要求1所述的眼球运动检测装置，其特征在于:还包括外壳(I)和光源板(3)，所述光源板(3)相对于外壳(I)的检测面平行设置，且在所述光源板(3)面向该外壳(I)检测面的一侧设置有发光单元(5)； 所述光源板(3)上还设置有光源控制电路￠)，且该处理器(4)通过该光源控制电路(6)控制该发光单兀(5)工作。
3.根据权利要求2所述的眼球运动检测装置，其特征在于:所述摄像头(2)的镜头从该光源板(3)的中心位置穿出，且面向外壳(I)的检测面。
4.根据权利要求3所述的眼球运动检测装置，其特征在于:在所述光源板(3)面向外壳(I)检测面的一侧，所述发光单元(5)相对于摄像头(2)对称设置。
5.根据权利要求1 4中任何一项所述的眼球运动检测装置，其特征在于:所述外壳(I)选用黑色壳体。
6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的眼球运动检测装置，其特征在于:所述发光单元(5)选用红外LED灯，且所述外壳(I)的检测面选用滤光片。
7.根据权利要求1或2所述的眼球运动检测装置，其特征在于:还包括方向指示灯，该处理器(4) 通过该方向指示灯来显示眼球的运动方向。
8.根据权利要求3所述的眼球运动检测装置，其特征在于:还包括光源电路，用于分别向该摄像头(2)、处理器(4)、方向指示灯提供对应的电源，并且通过该光源控制电路(6)向该发光单元(5)提供电源。
9.根据权利要求1所述的眼球运动检测装置，其特征在于:所述处理器(4)通过USB2.0的高速传输线与摄像头(2)连接。
专利摘要本实用新型提出了一种眼球运动检测装置，属于电子检测领域。该装置包括外壳、处理器、光源板和摄像头，光源板相对于外壳的检测面平行设置，且在光源板面向该外壳检测面的一侧设置有发光单元；光源板上还设置有光源控制电路，且该处理器通过该光源控制电路控制该发光单元工作；摄像头采集眼球图像并发送给该处理器，处理器根据眼球图像中眼球中心位置的变化来检测眼球的运动，由此本实用新型在光线充足或者暗黑的条件下均能精确检测眼球的运动情况。此外，外壳选用黑色壳体，发光单元选用红外LED灯，且所述外壳的检测面选用滤光片，降低了发光单元对眼球运动的干扰对眼球运动的干扰。
文档编号A61B3/14GK202960462SQ20122063628
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者莫斌, 唐云建, 董宁, 王东强, 韩鹏, 孙怀义 申请人:重庆市科学技术研究院
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