[发明专利]用于确定眼睛的姿势的方法和系统

权利要求书

1.一种用于确定使用者的眼睛的姿势的方法，所述姿势包括眼睛的位置和取向，该方法包括：

提供该眼睛的参数化3D模型，所述模型包括已被校准的参数集；

确定所述姿势，通过：

采集(步骤S11)该眼睛的至少一个跟踪图像(38)，

在所采集的跟踪图像中标识(步骤S12)多个表征性特征(38)，

将所述表征性特征与已校准的3D模型在该跟踪图像(38)的图像平面上的光学投影的相应特征进行拟合(步骤S13)，从而形成方程组，以及

对该方程组进行数值求解(步骤S14)，以确定该眼睛的姿势。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方程组是非线性的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该3D模型包括角膜(32)和瞳孔(33)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该多个表征性特征包括瞳孔中心(41)点和瞳孔轮廓(42)中的至少一个。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该多个表征性特征包括虹膜轮廓(43)的形状和尺寸中的至少一个。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该跟踪图像是由图像传感器(2)在光源(5)的照明下采集的，使得该跟踪图像(38)包括在闪烁位置的至少一个闪烁(44a，44b)，并且其中，该方程组包括由在所述闪烁位置的实际法线方向(45a，45b)与基于所述3D模型在所述闪烁位置的建模法线方向(46a，46b)之间的关系确定的至少一个方程，所述实际法线方向基于该图像传感器与该光源之间的已知几何关系。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，跟踪图像是在来自至少两个光源(5)的交替照明下采集的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括校准该3D模型，通过：

对于一组已知注视方向，采集(步骤S1)该眼睛的至少一个校准图像(37)，

对于每个校准图像(37)，标识(步骤S2)多个表征性特征，并且将所述表征性特征与该3D模型在该校准图像的图像平面上的光学投影的相应特征拟合，从而形成(步骤S3)每个已知注视方向的方程组，以及

对这些方程组进行数值求解(步骤S5)，以确定该3D模型的该参数集。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，该参数集包括该瞳孔与该角膜的远极之间的距离(d)、该角膜(32)的曲率(κ)、以及该角膜(32)的半径(r)。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，该参数集包括该眼睛的光轴线(A)与该眼睛的视轴线(V)之间的空间角(α，β)。

11.根据权利要求8至10之一所述的方法，其中，该组已知注视方向包括多于一个的注视方向、优选地至少三个注视方向。

12.根据权利要求8至11之一所述的方法，其中，对于每个已知注视方向，采集多于一个的校准图像。

13.一种用于确定眼睛的姿势的系统，包括：

至少一个图像传感器(2)，

控制器(7)，该控制器用于控制该图像传感器以采集眼睛的跟踪图像(38)，

处理电路(8)，该处理电路被配置为：

访问该眼睛的参数化3D模型，所述模型包括已被校准的参数集；

在所采集的跟踪图像中标识(步骤S12)多个表征性特征(38)，

将所述表征性特征与已校准的3D模型在该跟踪图像(38)的图像平面上的光学投影的相应特征进行拟合(步骤S13)，从而形成方程组，以及

对该方程组进行数值求解(步骤S14)，以确定该眼睛的姿势。