[发明专利]一种基于眼控技术的可穿戴渐冻人辅助装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种渐冻人辅助装置和方法，尤其涉及一种基于眼控技术的可穿戴渐冻人辅助装置及其实现方法。

背景技术

肌萎缩侧索硬化(ALS)也叫运动神经元病(MND)，后一名称英国常用，法国又叫夏科(Charcot)病，而美国也称卢伽雷氏(Lou Gehrig)病。我国通常将肌萎缩侧索硬化和运动神经元病混用，将该病患者称为渐冻人。它是上运动神经元和下运动神经元损伤之后，导致包括球部(所谓球部，就是指的是延髓支配的这部分肌肉)、四肢、躯干、胸部腹部的肌肉逐渐无力和萎缩。

由于渐冻人自身具有自主意识，但无法实现身体的自我协调，只具备局部轻微运动的功能。

渐冻症早期症状轻微，易与其他疾病混淆。患者可能只是感到有一些无力、肉跳、容易疲劳等一些症状，渐渐进展为全身肌肉萎缩，大部分患者最终仅能通过眼球运动进行表达

现有的类似渐冻人辅助装置功能单一，大多仅仅只能辅助渐冻症患者使用眼球运动来控制电脑，完成文字语言表达。体积庞大，不便于携带。并且需要一或多台计算机进行辅助控制，无法独立完成需求操作。

申请号为201420750552.X的专利中展示了一种渐冻人通过大拇指根部进行动作向外界传递信号的设计。然而，该方法仅适用于大拇指根部仍能正常运动的患者，并要求患者平卧，大大限定了使用范围。且该方法仅能完成单一信号的传递，功能单一，不便于后续的拓展以及功能丰富。

因此，有必要设计一种体积小、方便使用和操作，功能齐全的渐冻人辅助装置及其实现方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，提供一种基于眼控技术的可穿戴渐冻人辅助装置及其实现方法，体积小、使用和操作方便，功能齐全；通过佩戴者的眼部运动，达到进行语言表达、控制支持的外部设备以及获取反馈信息的功能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于眼控技术的可穿戴渐冻人辅助装置，包括眼球运动捕获模块、反馈显示系统和处理模块；眼球运动捕获模块、反馈显示系统均与处理模块相连；

所述反馈显示系统包括液晶显示模块和可调节反光模块；液晶显示模块的一侧边和可调节反光模块的一侧边对接，两者之间的角度可根据用户需求进行调节；可调节反光模块将液晶显示模块显示的内容反射至人眼；

所述眼球运动捕获模块，用于捕捉用户眼球运动图像；

所述处理模块，用于根据眼球运动捕获模块捕捉的图像计算眼球运动数据，控制液晶显示模块根据眼球运动数据显示光标，并根据光标在液晶显示模块上的实时位置判断用户需求，根据用户需求进行相应的操作。

进一步地，所述基于眼控技术的可穿戴渐冻人辅助装置，还包括无线通讯模块；所述液晶显示模块上设置有各个外界设备的控制按键；当光标停留在液晶显示模块上某个外界设备的控制按键位置时，处理模块控制无线通讯模块与该外界设备进行无线通讯，达成信息交换与操控。外界设备包括手机、电脑、智能家居控制装置等。

进一步地，可穿戴渐冻人辅助装置的外壳上设置有实体“关机”按键，所述液晶显示模块上设置有虚拟“关机”按键。

进一步地，所述可穿戴渐冻人辅助装置包括前部和后挂部；液晶显示模块、可调节反光模块和眼球运动捕获模块均安装在前部；后挂部用于用户将该装置佩戴在头部，佩戴后液晶显示模块位于眼睛上方，可调节反光模块位于眼睛前方。

进一步地，所述可调节反光模块为半透设计，不阻碍前方事物透过该可调节反光模块的入射至人眼。用户一方面可通过该可调节反光模块观察上方的液晶显示模块，同时由于可调节反光模块的半透设计，前方物体透过该可调节反光模块的入射光也可被用户观察到。

进一步地，所述装置内置有电池，为各用电模块供电。

进一步地，所述无线通讯模块包括ZigBee通讯模块与蓝牙通讯模块。由处理模块进行数据发送与接收控制，可在需要时与外界设备进行数据传输，亦可以达到无线操控的目的。

进一步地，所述眼球运动捕获模块包括摄像头与驱动电路。摄像头采用OV公司系列摄像头，200W像素，由处理模块进行调用，捕获佩戴者的眼球运动图像。驱动电路连接于处理模块与摄像头之间，根据处理模块的指令调用摄像头，并为摄像头提供电源。

进一步地，所述处理模块包括处理芯片与外设电路。采用Cortex-M4架构芯片作为处理芯片，外设电路上具有供电单元，由装置内置电池作为输入电源。

一种基于眼控技术的可穿戴渐冻人辅助装置的实现方法，所述装置为上述的可穿戴渐冻人辅助装置，其实现方法包括以下步骤：