[发明专利]基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统及使用方法

说明书

本发明公开了一种基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统及使用方法，本系统中贴膜粘贴于眼镜镜片，信息指令屏位于眼镜前方，激光测距仪用于测量人眼瞳孔与信息指令屏之间的距离，摄像机采集人眼瞳孔中心位置以及在贴膜上的成像位置，智能终端存储特殊病人的需求信息指令并显示，智能终端经计算分析确定人眼在信息指令屏注视的信息指令。本方法由病人佩戴粘贴有贴膜的眼镜并注视信息指令屏的信息指令显示区域；智能终端接收激光测距仪和摄像机传输的信息数据，并经计算分析后确定人眼注视的信息指令并发送该信息指令。本系统及使用方法对人眼瞳孔进行跟踪，实现病人与外界的信息交流，实时反映病人的需求，并为医护人员及家属提供帮助。

技术领域

本发明涉及一种基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统及使用方法。

背景技术

视觉跟踪(Visual Tracking)技术是计算机视觉领域中的一个重要课题，所谓视觉跟踪就是指对图像序列中的运动目标进行检测、提取、识别和跟踪，获取运动目标的运动参数(如位置、速度、加速度等)以及运动轨迹，从而进行处理与分析，实现对运动目标的行为理解，以完成更高一级的任务。由于视觉跟踪技术在很多领域有着广泛的应用前景，视觉跟踪技术已经成为人工智能领域一项热门的研究课题。

其中人眼检测与跟踪涉及图像处理、计算机视觉、模式识别以及认知心理学等多个学科，并在工业检测、智能机器人、人机交互、公共安全、智能交通、心理学等领域均有广泛的应用。目前，朝着高精度、低侵入性方向发展的眼动技术已经比较成熟，国内外很多公司或科研院所已经开发出多种实用化的产品，如加拿大SR公司、美国应用科学实验室(Applied Science Laboratories，ASL)、瑞典的Tobii公司、德国SensoMotoricInstruments(SMI)公司均己生产出多款包括头戴式和遥测式的眼动仪。人眼检测与跟踪的鲁棒性和精度成为影响眼动仪性能的关键。

但这些产品的价格都普遍昂贵，一般的家庭都购买不了。同时，对于特殊人群来说，比如有些病人手术后不能说话，还有渐冻患者人群，只能靠眼神与外界交流，用视觉代替手和嘴。因此，开发更加便宜、实用、方便、多样性的人眼视觉信息交互系统，能够为有交流障碍等缺陷的人群实现与外界进行信息交流，并为老弱病残及渐冻病人等特殊人群提供帮助。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统及使用方法，本系统及使用方法只需通过对人眼瞳孔位置进行跟踪，病人可以很方便地与外界进行信息交流，可实时反映特殊病人的需求，并为医护人员及家属提供必要的帮助。

为解决上述技术问题，本发明基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统包括眼镜、贴膜、激光测距仪、摄像机和带有信息指令屏的智能终端，所述贴膜粘贴于所述眼镜镜片，所述信息指令屏位于所述眼镜前方，所述贴膜为含有溴化银和微量氧化铜的玻璃膜片，所述贴膜用于定位人眼瞳孔的成像位置，所述激光测距仪和摄像机分别设于所述信息指令屏上方，所述激光测距仪用于测量人眼瞳孔与信息指令屏之间的距离，所述摄像机采集人眼瞳孔中心位置以及在贴膜上的成像位置，所述激光测距仪和摄像机测量和采集的数据传输至所述智能终端，所述智能终端存储特殊病人的需求信息指令并在所述信息指令屏显示，所述智能终端经计算分析确定人眼在信息指令屏注视的信息指令。

进一步，所述贴膜为圆形并且中心设有十字线，所述十字线将贴膜分为四个区域，所述四个区域对应人眼瞳孔中心在不同位置时的定位，所述十字线中心是直径为3～4mm的圆并与人眼正视时的瞳孔中心相对应。

进一步，所述信息指令屏划分为四块区域并与贴膜的四块区域相对应，所述信息指令屏的四块区域分别显示信息指令并且每30秒更换一次信息指令，若人眼在某块区域停留达10秒则表示病人选择该信息指令，所述智能终端自动发送该信息指令。

进一步，所述眼镜镜片是平光镜片、近视镜片或老花镜片。

一种上述基于视觉跟踪技术的特殊病人信息交互系统的使用方法包括如下步骤：