[发明专利]一种基于眼动交互技术实现屏幕姿态估计的方法

说明书

本发明提出一种眼动交互操作中屏幕位姿的改进方法，包含以下步骤：A、屏幕位姿初始化；B、屏幕位姿误差衡量；C、定义屏幕位姿反馈机制；D、通过眼动交互操作提高屏幕位姿精度。本发明提供了一种简单易行的方法，使得用户可以通过简单的眼动交互操作来估计屏幕的位置和姿态，增加眼动追踪设备的实际使用体验。用户友好，简单易行，精度较高，允许眼动追踪设备的位置有较大自由度，只要其能拍摄到脸部图像即可。

技术领域

本发明涉及计算机视觉和计算机图形学领域，具体地说是一种基于眼动追踪交互技术来改进屏幕姿态估计的方法。

背景技术

眼动追踪技术是计算机视觉领域的热点问题之一，在虚拟现实，人工智能和人机交互领域有相当光明的研究前景和商业应用背景。眼动追踪是指通过测量眼睛的注视点位置或者眼球相对头部的运动而实现对眼球的追踪。

屏幕姿态估计在眼动追踪技术的应用上有重要的作用。眼动追踪技术的直观结果之一便是在屏幕上显示用户的注视点位置，此过程需要将注视向量沿其方向延长并与屏幕相交来获取屏幕上注视点的位置，为此，提前预知屏幕在相机坐标系下的位置和姿态是必要且必需的。在实验室环境下，研究员可以通过复杂的算法来提前估计相机和屏幕的相对位置关系，或者提前精确设计好相机和屏幕的摆放位置。然而在实际的用户体验中，这些方法是复杂且不容易实现的，同时对用户是不太友好的。为此，设计一个用户友好的，简单的屏幕姿态估计的算法，对于提升眼动追踪设备的实际用户体验具有重大意义。

传统屏幕姿态估计方法复杂且需要使用者有相当的技术背景。比如基于平面镜反射的屏幕姿态估计方法，该方法在屏幕上显示标定板图片(象棋棋盘)，然后在屏幕前方放置一块平面镜，放置在屏幕后方的相机捕捉到平面镜所成的虚相，让后通过构建线性方程组来求解屏幕在相机坐标系下的位置和姿态。此类方法在理论上能精确求解屏幕位姿，但在面向广大消费这却显得繁琐。

发明内容

针对现有的屏幕姿态估计方法复杂且需要使用者有相当的技术背景，本发明的目的在于：提出一种基于眼动追踪技术的屏幕位姿衡量方法和屏幕位姿改进方法，用户通过简单的交互操作，能够改进屏幕在相机坐标系下的位置和姿态。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种眼动交互操作中屏幕位姿的改进方法，包含以下步骤：

A、屏幕位姿初始化；

B、屏幕位姿误差衡量；

C、定义屏幕位姿反馈机制；

C1、根据误差现象判断位姿误差类型，根据眼动追踪设备估计的屏幕注视点位置与真实注视点位置的相对关系，判断当前屏幕位姿存在哪些类型的误差；

C2、定义误差类型对应的反馈方法；

D、通过眼动交互操作提高屏幕位姿精度。

进一步地，所述步骤B屏幕位姿误差衡量，包括以下步骤：

B1、定义屏幕位姿误差类型。

B2、定义屏幕位姿误差衡量方法。

进一步地，所述步骤D包括：

D1、眼动交互操作中主要屏幕区域定义为屏幕中心、屏幕各边缘中心。

D2、定义屏幕位姿改进的顺序。

进一步地，：所述步骤C1位姿误差类型包括：横向位移误差，纵向位移误差，深度误差，横向旋转误差，纵向旋转误差，正向旋转误差，对应着屏幕坐标系下沿着x、y、z轴的位移和旋转。

进一步地，所述步骤C2中反馈方法为：根据当前屏幕位姿误差的类型，通过设计键盘的按键操作，将误差类型反馈给系统。