[发明专利]视线追踪方法、装置、设备和存储介质

权利要求书

1.一种视线追踪方法，所述方法包括：

获取眼睛图像；

确定所述眼睛图像中瞳孔成像点在屏幕的立体坐标系中的坐标、以及光源经角膜反射在所述眼睛图像中形成的光源成像点在所述立体坐标系中的坐标；其中，所述屏幕是头戴式显示器中的显示屏幕；所述屏幕的立体坐标系，是包括横轴、纵轴和竖轴的三维坐标系；屏幕的立体坐标系的横轴的轴向是沿着屏幕的水平方向，纵轴的轴向是沿着屏幕的竖直方向，竖轴的轴向是沿着垂直于屏幕的方向；所述屏幕的立体坐标系中的原点是屏幕中心；

根据所述瞳孔成像点的坐标和光源成像点的坐标确定光轴方向；

按照与所述眼睛图像匹配的光视轴方向角度差以及所述光轴方向，确定视轴方向；所述光视轴方向角度差包括水平方向角度差和竖直方向角度差；所述水平方向角度差，是光轴方向和视轴方向在屏幕的立体坐标系的横轴方向上的角度差；所述竖直方向角度差，是光轴方向和视轴方向在屏幕的立体坐标系的纵轴方向上的角度差；

根据所述视轴方向，确定在所述屏幕上的凝视点位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述眼睛图像中瞳孔成像点在屏幕的立体坐标系中的坐标，确定光源经角膜反射在所述眼睛图像中形成的光源成像点在所述立体坐标系中的坐标包括：

在所述眼睛图像中确定瞳孔成像点的像素位置和光源经角膜反射形成的光源成像点的像素位置；

根据眼睛图像中像素位置与屏幕的立体坐标系中坐标的映射关系，将所述瞳孔成像点的像素位置映射为所述瞳孔成像点在所述立体坐标系中的坐标；

根据所述映射关系，将所述光源成像点的像素位置映射为所述光源成像点在所述立体坐标系中的坐标。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述瞳孔成像点的坐标和光源成像点的坐标确定光轴方向包括：

根据所述瞳孔成像点的坐标和所述光源成像点的坐标，确定瞳孔中心的坐标和角膜曲率中心的坐标；

根据所述瞳孔中心的坐标和所述角膜曲率中心的坐标，确定所述瞳孔中心与所述角膜曲率中心连线的光轴方向。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述瞳孔成像点的坐标和所述光源成像点的坐标，确定瞳孔中心的坐标和角膜曲率中心的坐标包括：

分别获取所述光源和所述眼睛图像的拍摄点在所述屏幕的立体坐标系中相应的光源坐标和拍摄点坐标；

根据所述拍摄点坐标和所述瞳孔成像点的坐标，确定瞳孔折射点的坐标；

根据所述拍摄点坐标和所述光源成像点的坐标，确定光反射点的坐标；

获取与所述眼睛图像匹配的瞳孔中心至角膜曲率中心的距离和角膜半径；

根据所述瞳孔中心至角膜曲率中心的距离、所述角膜半径、所述光反射点的坐标、所述瞳孔折射点的坐标、所述拍摄点坐标以及所述光源坐标，确定瞳孔中心的坐标和角膜曲率中心的坐标。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述瞳孔中心至角膜曲率中心的距离、所述角膜半径、所述光反射点的坐标、所述瞳孔折射点的坐标、所述拍摄点坐标以及所述光源坐标，确定瞳孔中心的坐标和角膜曲率中心的坐标包括：

按照以下公式确定瞳孔中心的坐标和角膜曲率中心的坐标：

(r-o)×(c-o)·(p-o)＝0；

n₁||(r-c)×(p-r)||·||(o-r)||＝n₂||(r-c)×(o-r)||·||(p-r)||；

||r-c||＝R；

(l-o)×(q-o)·(c-o)＝0；

(l-q)·(q-c)·||(o-q)||＝(o-q)·(q-c)·||(l-q)||；

||q-c||＝R；

||p-c||＝K；

其中，r为瞳孔折射点的坐标；o为拍摄点坐标；c为角膜曲率中心的坐标；p为瞳孔中心的坐标；n₁为角膜折射率；n₂为空气折射率；R为角膜半径；l为光源坐标；q为光反射点的坐标；K为瞳孔中心至角膜曲率中心的距离。