[發明專利]一種頭戴式眼動儀注視點像素坐標系同一化方法

在審

• 申請號: 202011280207.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112381875A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 王琳虹;李洪濤;李俊達;陳宜欣;劉文龍;別一鳴
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80;G06F17/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 時起磊

1.一種頭戴式眼動儀注視點像素坐標系同一化方法，其特征在于：所述方法具體過程為：

步驟一：在眼動儀中建立基準坐標系；

采集頭戴式眼動儀中的x軸加速度、y軸加速度、z軸加速度分別為A_x、A_y、A_z，x軸角速度、y軸角速度、z軸角速度分別為G_x、G_y、G_z，注視點坐標為(g_x，g_y)；

步驟二：采用移動均值濾波器對步驟一中的三軸加速度數據序列中第i個數據A_x[i]、A_y[i]、A_z[i]進行平滑處理，濾波后輸出的x軸加速度、y軸加速度、z軸加速度數據a_x[i]、a_y[i]、a_z[i]分別為：

式中，l為濾波窗口長度；

步驟三：通過步驟二中濾波后的x軸加速度、y軸加速度、z軸加速度數據a_x、a_y、a_z計算眼動儀佩戴者頭部繞x軸旋轉角度α為：

步驟四：通過步驟三中得到的佩戴者頭部繞x軸旋轉角度α，計算頭戴式眼動儀繞x軸旋轉矩陣R_x為：

步驟五：通過步驟一中的y軸角速度G_y，計算眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉的積分角度θ_y；

步驟六：利用最小二乘法計算步驟五中得到的眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉的積分角度θ_y的趨勢項參數矩陣[p，q]；

步驟七：通過步驟五中得到的眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉的積分角度θ_y和步驟六中得到的趨勢項參數矩陣，計算眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉角度序列中第i個繞y軸旋轉角度β[i]；

步驟八：通過步驟七中得到的佩戴者頭部繞y軸旋轉角度β，計算頭戴式眼動儀繞y軸旋轉矩陣R_y；

步驟九：通過步驟二中濾波后的x軸加速度、y軸加速度、z軸加速度數據a_x、a_y、a_z，計算眼動儀佩戴者頭部繞z軸旋轉角度γ；

步驟十：通過步驟九中得到的佩戴者頭部繞z軸旋轉角度γ，計算頭戴式眼動儀繞z軸旋轉矩陣R_z；

步驟十一：通過步驟四、步驟八以及步驟十得到的眼動儀佩戴者頭部繞x軸旋轉矩陣R_x、繞y軸旋轉矩陣R_y、繞z軸旋轉矩陣R_z，計算頭戴式眼動儀的旋轉矩陣R_t；

步驟十二：通過基準坐標系下的眼動儀佩戴者頭部繞x軸旋轉角度α₀、繞y軸旋轉角度β₀、繞z軸旋轉角度γ₀，計算基準坐標系下頭戴式眼動儀的旋轉矩陣R_t0；

步驟十三：通過步驟十一得到的頭戴式眼動儀的旋轉矩陣R_t、步驟十二得到的基準坐標系下頭戴式眼動儀的旋轉矩陣R_t0以及頭戴式眼動儀的內參矩陣A，計算頭戴式眼動儀調整后的注視點位置(g_x’，g_y’)。

2.根據權利要求1所述一種頭戴式眼動儀注視點像素坐標系同一化方法，其特征在于：所述步驟五中眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉的積分角度θ_y為：

3.根據權利要求1或2所述一種頭戴式眼動儀注視點像素坐標系同一化方法，其特征在于：所述步驟六中趨勢項參數矩陣[p，q]為：

式中，n為眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉的積分角度θ_y的樣本總數。

4.根據權利要求3所述一種頭戴式眼動儀注視點像素坐標系同一化方法，其特征在于：所述步驟七中眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉角度序列中第i個繞y軸旋轉角度β[i]為：

β[i]＝θ_y[i]-(pi+q)。