[发明专利]基于视线追踪的自动翻页阅读椅及其控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及家具及视线追踪技术领域，特别涉及一种基于视线追踪的自动翻页阅读椅及其控制装置及控制方法。

背景技术

目前，读者看书通常是使用双手来翻书，由于读者不的坐姿习惯，容易造成脊椎损伤、眼睛视力下降等不良的影响。而，借助传统的人机交互方法，例如使用鼠标、键盘、手写板等，虽然可以对上述情况有所改进。但，对于某些特殊情形来说，例如上肢体残疾人士、严重的脊椎病患者，这些人机交互方法也无能为力。

“所见即所得”说明视觉系统是人类获取外界信息极为重要的一部分，因此利用视觉系统的视线追踪来实现人机交互是非常高效的一种手段。

目前，公知的眼动仪器需要借助特定的头盔设备来获取视线的焦点，这种方式虽然可以提高眼动仪器的精确性。这种设备不但成本较高，而且使用者佩戴起来比较麻烦且不够舒适。对精确性要求不高的特定场合，例如翻书阅读的时候，这些眼动仪器有些大材小用。

综上所述，目前没有合适的仪器与合适的方法用于读者的翻书阅读。     

发明内容

本发明专利所要解决的技术问题是提供一种舒适耐用且可适当协调的基于视线追踪的自动翻页阅读椅。

进一步地，本发明提供一种基于视线追踪的自动翻页阅读椅的控制装置。

更进一步地，本发明提供一种基于视线追踪的自动翻页阅读椅的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于视线追踪的自动翻页阅读椅，包括座椅与设在座椅上的控制装置；所述座椅上设有弯臂，所述弯臂的一端设在座椅上，其另一端与竖杆连接；所述竖杆上设有书架；所述书架顶端设有摄像头，所述书架的两侧分别设有可枢轴转动的左杆和右杆，所述书架的中部设有可枢轴转动并可平移的尺子；所述控制装置的信号输入端与摄像头相连接，其信号输出端与左右杆相连接。

优选地，所述座椅设有靠背，所述弯臂设于靠背上，所述弯臂为弹性弧状弯壁。

优选地，所述控制装置设于座椅的底部。

一种基于视线追踪的自动翻页阅读椅的控制装置，包括图像采集模块、眼动检测模块、信号处理模块、A/D转换模块与脉冲控制模块；上述模块依次连接。

优选地，所述眼动检测模块包括对图像差值化、几何变换、补偿和修阳，提取出眼球运动轨迹，提取轨迹线计算出视线的中点，并与初始位置进行比较的采集卡。

优选地，所述信号处理模块包括信号放大电路和接收放大信号的滤波器电路。

优选地，所述A/D转换模块包括单片机控制电路、JTAG端口、 基准电压电路、输入电压电路与电源电路,所述电源电路分别与输入电压电路、单片机控制电路相连接；所述JTAG端口、 基准电压电路与输入电压电路一起连接至单片机控制电路。

优选地，所述脉冲控制模块25包括功率开关管VT1-VT4、二极管VD1-VD4与电机；所述功率开关管VT1、VT3发射极与电机电连接，所述功率开关管VT1、VT3的集电极分别与二极管VD1、VD3的阴极电连接；所述二极管VD1、VD3的阳极与电机电连接；所述功率开关管VT2、VT4的集电极与电机电连接，所述功率开关管VT2、VT4的发射极分别与二极管VD2、VD4的阳极电连接，所述二极管VD2、VD4的阴极与电机电连接。

一种基于视线追踪的自动翻页阅读椅的控制方法，包括如下步骤：

1）采集用户视线运动轨迹图像；

2）对用户视线运动轨迹图像进行识别，获取眼动数字信号；

3）抽取和分析眼动数字信号中的信息；

4）将步骤3）中抽取和分析的信息转换成模拟信号；

5）步骤4）中的模拟信号控制电机转动，从而实现图书的翻阅。

具体地，包括如下步骤：

1）通过摄像头采集阅读者眼球左右移动轨迹的图像；

2）图像信号输送到眼动检测模块，眼动检测模块获取眼动数字信号；

3）通过信号处理模块对眼动数字信号进行抽取和分析；

4）步骤3）中经过抽取和分析的眼动数字信号输出到A/D转换模块，通过A/D转换模块成模拟信号；

5）模拟信号进入脉冲控制模块，以脉冲信号的形式控制电机转动。