人机交互中视线跟踪技术的分析

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1、西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使

2、用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要近年来，视线跟踪技术一直是学术研究领域

3、的热门课题，通过对捕获的眼图进行信息提取和加工分析，获得眼睛的注视信息。该技术在心理学研究、人机交互技术研究、航空驾驶以及商业应用等各种领域都有广泛的应用。视线跟踪技术发展至今已有一定程度的研究成果，存在的问题也在不断地得到解决。本文先是介绍了视线跟踪技术的研究背景和意义，并对其发展历程、国内外研究现状以及存在的问题进行简单的阐述，之后对视线跟踪技术中涉及到的各部分以及各部分的关键技术进行综述，最后主要就视线跟踪技术中的两个问题提出新的算法，并设计实验仿真进行验证。本文针对传统视线跟踪系统中角膜反射丢

4、失或者失真导致系统可靠性下降的问题，本文提出一种双光源视线跟踪算法，利用两个光源为光斑丢失提供冗余，提高系统的可靠性；同时利用这两个光斑中心和一个瞳孔中心设计不同瞳孔角膜反射组合特征作为视线跟踪系统的输入，来提高系统的精度。实验结果证明：双光源系统的可靠性要高于单光源；另外，与单光斑特征相比，双光斑特征对应的估计结果在精度上提高0.02°左右；双光斑特征使得屏幕上49点的误差分布较为均衡，减少了误差较大的估计点个数，从整体上提高的系统的稳定性和精度。另外，本文参考几种头部运动补偿方法，提出一种基于二维

5、多项式映射模型的头部运动补偿模型，该模型主要针对头戴式系统中，头部上下俯仰和左右摇摆运动的自然头部运动进行补偿。本文通过研究仿真模拟软件，模拟头部运动后的眼睛信息对该算法进行验证，结果表明该算法对在一定运动角度范围内的头部运动能有效地进行补偿，头动的范围越小，补偿后的误差越小，在20°以内的头部运动范围内，与头动方向一致的测试点部分平均误差在0.3°左右。关键词：视线跟踪，双光斑，头部运动修正，头戴式论文类型：应用基础研究类IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,thegazet

6、rackingtechnologyhasbeenahottopicinthefieldofacademicresearch,itacquirestheinformationofgazepointsbyextractingandanalysingtheinformationoftheeyesfromeyeimages.Thesetechnologieshaveawiderangeofapplicationsinpsychology,humancomputerinteraction,aviationdri

7、ving,andcommercialapplicationsandotherfields.Gazetrackingtechnologyhaveobtainedacertainamountofresearchachievementssofarandtheproblemsinithavebeenresolvedincreasingly.Thispaperfirstintroducesthebackgroundoftheresearchandsignificanceofgazetrackingtechnol

8、ogy,andthenexplaineditsdevelopmentstatusathomeandabroad,andalsotheexistingproblems,thentheeachpartinthegazetrackingtechnologyandthekeytechnologiesinvolvedineachpartwerereviewed.Inviewoftheexistingtwoproblems,thispaperputforwardne