[发明专利]使用散斑图案执行眼睛跟踪的方法和系统

说明书

一种跟踪用户眼睛的运动的方法包括将光束导到眼睛处。该眼睛可以反射该光束中的部分。该方法进一步包括对多个散斑图案进行检测，该多个散斑图案由眼睛反射的光束中的部分在检测器处形成。可以以预定的帧速率对多个散斑图案进行检测。该方法进一步包括通过逐帧跟踪多个散斑图案来跟踪眼睛的运动。

相关申请的交叉引用

本申请主张2016年11月10日提交的序列号为62/420,292的美国临时专利申请的优先权益，该申请的全部公开内容通过引用并入。

背景技术

眼睛的注视跟踪技术可以应用于许多领域。例如，眼睛的注视跟踪可用于构建虚拟现实(VR)或增强现实(AR)头戴装置以向用户提供准确的三维呈现。其它应用可包括用于帮助残障人士的人机界面、活动识别、图像和视频压缩、计算机视觉、医学研究中的认知研究、激光屈光手术、车载研究的车辆模拟器、包括运动训练模拟器的训练模拟器、疲劳检测等。尽管在眼睛的注视跟踪技术的发展方面取得了进展，但本领域仍需要改进的眼睛的注视跟踪方法。

发明内容

本发明一般地涉及用于眼睛的注视跟踪的方法和系统。更具体地说，本发明涉及用于使用散斑图案的眼睛的注视跟踪的方法和系统。

根据本发明的实施例，一种跟踪用户眼睛的运动的方法包括将光束导到眼睛处。眼睛反射该光束中的部分。该方法进一步包括对多个散斑图案进行检测，该多个散斑图案由眼睛反射的光束中的部分在检测器处形成。可以以预定的帧速率对多个散斑图案进行检测。该方法进一步包括通过逐帧跟踪多个散斑图案来跟踪眼睛的运动。

根据本发明的另一实施例，一种跟踪用户眼睛的注视的方法包括：使用相机以第一帧速率记录眼睛的第一多个图像；以及基于眼睛的第一多个图像来确定眼睛的起始位置。该方法进一步包括将光束导到眼睛处。眼睛反射该光束中的部分。该方法进一步包括对第一多个散斑图案进行检测，该第一多个散斑图案由眼睛反射的光束中的部分在检测器处形成。可以以大于第一帧速率的第二帧速率对该第一多个散斑图案进行检测。该方法进一步包括通过逐帧跟踪第一多个散斑图案来跟踪眼睛相对于起始位置的运动。

根据本发明的又一实施例，一种跟踪用户眼睛的注视的方法包括：获得用户眼睛的预校准的散斑图；使用该预校准的散斑图来确定眼睛的起始位置；以及跟踪眼睛相对于起始位置的运动。在一个实施例中，通过以下步骤获得用户眼睛的预校准的散斑图：将第一光束导到眼睛处；对多个第一散斑图案进行检测，该多个第一散斑图案由眼睛反射的第一光束中的部分在检测器处形成，该多个第一散斑图案中的每一者与眼睛的相应的第一位置对应；使用相机记录眼睛的多个图像，当检测到相应的第一散斑图案时，记录眼睛的该多个图像中的每一者；基于眼睛的相应的图像来确定与每个相应的第一散斑图案对应的眼睛的相应的第一位置；以及存储多个第一散斑图案和眼睛的对应的第一位置。在一个实施例中，通过以下步骤执行使用预校准的散斑图来确定眼睛的起始位置：将第二光束导到眼睛处，该眼睛反射该第二光束中的部分；对多个第二散斑图案进行检测，该多个第二散斑图案由眼睛反射的第二光束中的部分在检测器处形成；以及基于多个第二散斑图案与所存储的多个第一散斑图案之间的比较和所存储的眼睛的对应的第一位置来确定眼睛的起始位置。在一个实施例中，通过以下步骤执行跟踪眼睛相对于起始位置的运动：将第三光束导到眼睛处，该眼睛反射该第三光束中的部分；对多个第三散斑图案进行检测，该多个第三散斑图案由眼睛反射的第三光束中的部分在检测器处形成，该多个第三散斑图案是以预定的帧速率被检测的；以及通过逐帧跟踪第三多个散斑图案来跟踪眼睛相对于起始位置的运动。