[发明专利]一种仅基于瞳孔特征的头戴式视线跟踪方法

权利要求书

1.一种仅基于瞳孔特征的头戴式视线跟踪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)使用多项式映射方程组建立瞳孔中心与注视点的映射关系，并通过标定过程计算出多项式映射方程组的系数；

(2)让用户注视屏幕上若干个用于计算抖动补偿模型系数的标定点，记录瞳孔平面法向量与坐标系的夹角和瞳孔中心的坐标，计算抖动补偿模型的系数；具体包括以下步骤：

a2.让用户注视屏幕上若干个用于计算抖动补偿模型系数的标定点，记录瞳孔平面法向量与坐标系的夹角和θ_pupil，其中，为瞳孔平面朝向向量与Y轴的夹角，θ_pupil为瞳孔平面朝向向量在XOZ平面上的投影向量与X轴的夹角，同时记录瞳孔中心坐标

b2.将夹角θ_pupil和瞳孔中心坐标代入抖动补偿模型，构造以抖动补偿模型系数为未知数的方程，通过解方程得到抖动补偿模型的系数，所述抖动补偿模型如下：

式(2)中，与为抖动补偿模型的系数，且j∈[1,5]；

(3)通过抖动补偿模型检测头部是否发生抖动；包括：

a3.将夹角和θ_pupil代入抖动补偿模型计算得到瞳孔的中心坐标P_comp；

b3.将抖动补偿模型计算得到的瞳孔中心坐标P_comp与步骤(2)得到的瞳孔中心坐标P_pupil即瞳孔中心坐标(x_pupil,y_pupil)进行比较，如果差值超过某一个阈值，则认定为发生抖动；

(4)计算瞳孔中心补偿向量；计算瞳孔中心补偿向量具体如下：

当所述步骤(3)判定为发生抖动后，计算所述步骤(3)中得到的两个瞳孔中心坐标的差值，V_comp＝P_pupil-P_comp，得到瞳孔中心的补偿向量V_comp；如果判定为未发生抖动，则不改变补偿向量的值，补偿向量初始值为零；

(5)对瞳孔中心坐标的偏移量进行补偿，并将补偿后的瞳孔中心坐标带入多项式映射方程组得到注视点，包括：

a5.利用步骤(4)中得到的瞳孔中心补偿向量V_comp对瞳孔中心坐标P_comp进行

补偿，得到补偿后的瞳孔中心坐标P′_pupil：

P′_pupil＝V_comp+P_comp

b5.将瞳孔中心坐标P′_pupil带入多项式映射方程组得到注视点坐标。

2.根据权利要求1所述的一种仅基于瞳孔特征的头戴式视线跟踪方法，其特征在于，步骤(1)具体包括以下步骤：

a1.让用户注视头戴式设备的屏幕上若干个用于计算多项式映射方程组系数的标定点，用户注视的标定点记为注视点，记录下瞳孔中心坐标(x_pupil,y_pupil)与屏幕上的标定点注视点(F_x,F_y)，每个注视点对应一个瞳孔中心坐标；

b1.将瞳孔中心坐标与注视点带入多项式映射方程组，构造以多项式映射方程组系数为未知数的方程，通过对方程进行求解，得到多项式映射方程组的系数，所述多项式映射方程组如下：

公式(1)中，a_i与b_j为多项式映射方程组的系数，且i∈[0,7]，j∈[0,6]。