[發(fā)明專利]基于眼球追蹤的模擬飛行操作測(cè)試輔助系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611098206.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106814849B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹曉雪;張捷;單瑚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中信海洋直升機(jī)股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01
• 代理公司: 北京權(quán)智天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛(ài)

1.一種基于眼球追蹤的模擬飛行操作測(cè)試輔助系統(tǒng)，其特征在于，包括：用于飛行學(xué)員進(jìn)行飛行控制的模擬飛行器和攜帶于所述飛行學(xué)員頭部的測(cè)試設(shè)備，所述測(cè)試設(shè)備包括通信模塊和眼部圖像采集模塊；其中，

在啟動(dòng)某一模擬飛行操作模式時(shí)，所述模擬飛行器向所述測(cè)試設(shè)備發(fā)送測(cè)試指令，所述測(cè)試設(shè)備通過(guò)所述通信模塊接收所述測(cè)試指令并將所述測(cè)試指令發(fā)送至所述眼部圖像采集模塊，由所述眼部圖像采集模塊采集當(dāng)前所述飛行學(xué)員的第二瞳孔圖像并將所述第二瞳孔圖像通過(guò)所述通信模塊回傳至所述模擬飛行器，由所述模擬飛行器的處理器對(duì)所述第二瞳孔圖像進(jìn)行處理形成第二視線軌跡，并將所述第二視線軌跡與預(yù)先存儲(chǔ)的第一視線軌跡進(jìn)行對(duì)比形成測(cè)試輔助數(shù)據(jù)；其中，

所述模擬飛行器的處理器對(duì)所述第二瞳孔圖像進(jìn)行處理形成第二視線軌跡，包括：

所述處理器將所述第二瞳孔圖像進(jìn)行灰度化處理形成第二灰度圖像；

所述處理器在所述第二灰度圖像上估算所述第二瞳孔的中心點(diǎn)位置以形成初始中心點(diǎn)；

所述處理器以所述初始中心點(diǎn)為中心沿指定射線方向在所述第二灰度圖像上計(jì)算灰度的梯度值，并將梯度值達(dá)到最大值時(shí)所在的位置確定為所述第二瞳孔的多個(gè)邊緣位置點(diǎn)；

所述處理器對(duì)多個(gè)所述第二瞳孔的邊緣位置點(diǎn)進(jìn)行擬合處理形成類橢圓曲線，以所述類橢圓曲線的中心作為所述第二瞳孔的中心點(diǎn)位置；

所述處理器按照所述測(cè)試指令在對(duì)應(yīng)模擬飛行操作模式下按照設(shè)定時(shí)間點(diǎn)將多個(gè)所述第二瞳孔的中心點(diǎn)擬合形成所述第二視線軌跡；

其中，所述處理器對(duì)多個(gè)所述第二瞳孔的邊緣位置點(diǎn)進(jìn)行擬合處理形成類橢圓曲線包括：

步驟a、從N個(gè)特征點(diǎn)中選取任意5個(gè)點(diǎn)，使用最小二乘法進(jìn)行橢圓擬合形成第一類橢圓方程；

步驟b、對(duì)N個(gè)所述特征點(diǎn)利用隨機(jī)采樣一致性算法通過(guò)所述第一類橢圓方程進(jìn)行局內(nèi)點(diǎn)和局外點(diǎn)甄統(tǒng)計(jì)得到M個(gè)局內(nèi)點(diǎn)和N-M個(gè)局外點(diǎn)；

步驟c、判斷局內(nèi)點(diǎn)占有率是否小于第一閾值t1；若是，則確定所述5個(gè)點(diǎn)為非典型特征點(diǎn)，擬合橢圓為非典型特征橢圓，則重新執(zhí)行步驟a；若否，則確定所述5個(gè)點(diǎn)為典型特征點(diǎn)，則執(zhí)行步驟d；

步驟d、根據(jù)所述M個(gè)局內(nèi)點(diǎn)任意選取5個(gè)點(diǎn)，利用最小二乘法對(duì)所述第一類橢圓方程進(jìn)行優(yōu)化形成第二類橢圓方程，并對(duì)所述N個(gè)特征點(diǎn)利用隨機(jī)采樣一致性算法通過(guò)所述第二類橢圓方程進(jìn)行局內(nèi)點(diǎn)和局外點(diǎn)甄別，最終統(tǒng)計(jì)得到M1個(gè)局內(nèi)點(diǎn)和N-M1局外點(diǎn)；

步驟e、判斷局內(nèi)點(diǎn)占有率是否大于第二閾值t2；如是，則終止迭代，認(rèn)為所述第二類橢圓方程為最優(yōu)方程；若否，則執(zhí)行步驟d。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述眼部圖像采集模塊采集當(dāng)前所述飛行學(xué)員的第二瞳孔圖像，包括：

所述眼部圖像采集模塊根據(jù)所述測(cè)試指令調(diào)用對(duì)應(yīng)的圖像采集模式，并按照所述圖像采集模式設(shè)置的時(shí)間點(diǎn)控制所述眼部圖像采集模塊對(duì)所述飛行學(xué)員的眼部進(jìn)行圖像采集形成所述第二瞳孔圖像；或者

所述眼部圖像采集模塊根據(jù)所述測(cè)試指令實(shí)時(shí)對(duì)所述飛行學(xué)員的眼部進(jìn)行圖像采集形成所述第二瞳孔圖像，所述測(cè)試指令是在對(duì)應(yīng)模擬飛行操作模式下按照設(shè)定時(shí)間點(diǎn)發(fā)送的多個(gè)圖像采集控制指令。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器在所述第二灰度圖像上估算所述第二瞳孔的中心點(diǎn)位置以形成初始中心點(diǎn)，包括：

所述處理器采用灰度積分法在所述第二灰度圖像上估算所述第二瞳孔的中心位置坐標(biāo)(xmin，ymin)；其中，xmin和ymin的公式為：

其中，min表示取最小值運(yùn)算，sum表示求和運(yùn)算，f(i,j)表示在坐標(biāo)(x，y)處圖像的灰度值。