一种便捷式眼动仪设备以及视觉追踪取向分析方法

1.本发明涉及眼动仪技术领域，尤其涉及一种便捷式眼动仪设备以及视觉追踪取向分析方法。


背景技术：

2.眼动仪用于记录人在处理视觉信息时的眼动轨迹特征，广泛用于注意、视知觉、阅读等领域的研究，例如基于新形势下网络视觉符号的艺术设计，可结合眼动实验中观赏者对图像的视觉追踪取向，对设计给出合理性建议，现有技术中，例如中国专利文献cn201710940623.0公开的眼动仪及图像处理方法，包括：头戴式主体；多个前置摄像头，多个前置摄像头沿周向间隔开地设置在头戴式主体上，多个前置摄像头中至少两个能够同时采集头戴式主体的前方的目标场景的图像信息；设置在头戴式主体上的控制系统，控制系统与前置摄像头相连，使得该控制系统能够基于图像信息对目标场景进行三维重构，但是，针对不同场景需要，例如观测不同亮度的图像样本，或者不同照度、光线下的观测环境，或者不同波长滤波要求，亦或者不同观测者的使用习惯隐私要求等，现有的眼动仪设备缺乏对应的适应调节功能，由此，还不足以满足更好的实用性要求，有待进一步优化研发改进。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种便捷式眼动仪设备以及视觉追踪取向分析方法，以解决现有的眼动仪设备缺乏不同场景下适应性调节的功能的问题。
4.基于上述目的，本发明提供了一种便捷式眼动仪设备，包括头戴式主体，头戴式主体前端设置有用于采集头戴式主体的前方场景的图像信息的前置摄像头，以及用于采集佩戴者眼睛的图像信息的眼睛摄像头：
5.头戴式主体包括前额戴环和鼻沿戴环，前额戴环前端设有用于嵌设前置摄像头的第一安装孔位，鼻沿戴环内侧设有用于嵌设眼睛摄像头的第二安装孔位，鼻沿戴环内侧连接有用于搭设佩戴者鼻梁上的鼻托；
6.头戴式主体两侧侧端内设有若干个卷筒，卷筒上卷绕有光学膜片，两侧的卷筒转动带动光学膜片收放，用于切换不同观测场景。
7.优选地，前额戴环包括两侧的前额侧环，以及转动连接于两侧的前额侧环之间的前额主环，前额主环背面设有柔性贴垫，第一安装孔位嵌设于前额主环正面，前额主环轴向转动，以使柔性贴垫抵贴于佩戴者前额上。
8.优选地，鼻沿戴环包括两侧的鼻沿侧环，以及分别转动连接于两侧的鼻沿侧环上的鼻沿主环，第二安装孔位嵌设于鼻沿主环背面。
9.优选地，前额侧环上远离前额主环的一端和鼻沿侧环上远离鼻沿主环的一端相固定连接。
10.优选地，前额侧环和鼻沿侧环的连接端一体连接有挂耳环，用于外挂于佩戴者耳朵上。
11.优选地，挂耳环上连接有耳塞。
12.优选地，前额侧环和鼻沿侧环之间设有传动腔，传动腔内设有若干个筒槽，卷筒分别立设于筒槽内，卷筒一端连接有主齿轮，相邻的主齿轮之间啮合传动连接有从齿轮，其中的一个从齿轮上机械连接有微型电机，用于带动卷筒转动。
13.优选地，筒槽一端设有电动伸缩杆，电动伸缩杆的固定端竖向穿设出主齿轮，电动伸缩杆穿出主齿轮的一端侧部弹性连接有卡块，卷筒内开设有竖槽，竖槽侧端开设有卡槽，电动伸缩杆的活动端伸出穿入竖槽内，卡块收缩并沿竖槽一并下移，直至移动到卡槽处，卡块外弹伸入卡槽内限位。
14.优选地，前额戴环底端开设有第一带槽，鼻沿戴环顶端开设有第二带槽，光学膜片顶端连接有顶带，光学膜片底端连接有底带，顶带和底带内嵌设有卡珠，用于分别卡接滑设于第一带槽、第二带槽内，部分的顶带和对应底带之间为镂空设计。
15.初始状态下，各卷筒可带动相应的光学膜片收合，以使光学膜片中镂空的部分位于头戴式主体开放前端，而顶带和底带对应隐藏于第一带槽、第二带槽内，实现多种观测场景下不同光学膜片以及完全空置的适应性调节。
16.本发明还提供了一种便捷式眼动仪设备的视觉追踪取向分析方法，包括如下步骤：
17.a：将挂耳环外挂于佩戴者耳朵上，同时耳塞塞入耳腔内，头戴式主体沿挂耳环、耳塞转动调整，以使鼻托稳固搭设佩戴者鼻梁上，前额主环对应轴向转动调整，以使柔性贴垫抵贴于佩戴者前额上，前额主环正面的前置摄像头朝前采集前端图像信息；
18.b：对应轴向转动鼻沿主环角度，以使眼睛摄像头准确对向佩戴者眼球采集眼球图像信息，分析采集的眼球图像信息，确定被试者在对应的前端图像信息数据中的聚焦区域；
19.c：头戴式主体侧端的传动腔内设有若干个卷筒，卷筒上卷绕有光学膜片，卷筒顶端连接有主齿轮，相邻的主齿轮之间啮合传动连接有从齿轮，其中的一个从齿轮上机械连接有微型电机，卷筒一端设有电动伸缩杆，电动伸缩杆穿出主齿轮的活动端侧部弹性连接有卡块，微型电机转动带动其中的一个从齿轮转动，从齿轮传动相邻的主齿轮转动，针对不同观测场景需要，触发对应卷筒上方的电动伸缩杆伸出，卡块外弹伸入卷筒内限位，继而带动相应的光学膜片放卷于头戴式主体前端；
20.有遮挡隐私或防护强光的需求时，触发深色的光学膜片放卷于头戴式主体前端，特定观测样品下，有不同亮度、不同波长滤波需求时，触发不同透光度、不同滤波范围的光学膜片放卷于头戴式主体前端，初始状态下，光学膜片中镂空的部分放卷位于头戴式主体头戴式主体前端。
21.本发明的有益效果：通过头戴式主体前端设置有用于采集头戴式主体的前方场景的图像信息的前置摄像头，以及用于采集佩戴者眼睛的图像信息的眼睛摄像头，头戴式主体包括前额戴环和鼻沿戴环，前额戴环前端设有用于嵌设前置摄像头的第一安装孔位，鼻沿戴环内侧设有用于嵌设眼睛摄像头的第二安装孔位，以便于对应安装，鼻沿戴环内侧连接有用于搭设佩戴者鼻梁上的鼻托，便于舒适、可靠佩戴，同时头戴式主体两侧侧端内设有若干个卷筒，卷筒上卷绕有光学膜片，两侧的卷筒转动带动光学膜片收放，眼动仪在面向不同客户群体时，普通大众群体，主要考虑的是不同观测者的使用习惯隐私要求，可采用遮挡隐私或防护强光的深色膜片，针对特定领域的研究学者，主要考虑的是特定观测样品下，不
同亮度、不同光线、或者不同波长滤波要求，对此，针对性的采用不同透光度、不同滤波范围的膜片，用于适应性的切换不同观测场景，满足更好的实用性要求。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明的头戴式主体的整体正视结构示意图；
24.图2为本发明的头戴式主体的整体侧视结构示意图；
25.图3为本发明的第二安装孔位的结构示意图；
26.图4为本发明的传动腔的结构示意图；
27.图5为本发明的主齿轮和从齿轮的结构示意图；
28.图6为本发明的微型电机和电动伸缩杆的结构示意图；
29.图7为本发明的电动伸缩杆的侧视结构示意图；
30.图8为本发明的电动伸缩杆的活动端伸出穿入竖槽内的结构示意图；
31.图9为本发明的卡块外弹伸入卡槽内限位的结构示意图；
32.图10为本发明的竖槽和卡槽的剖视结构示意图；
33.图11为本发明的柔性贴垫的结构示意图；
34.图12为本发明的前额主环转动调整时的结构示意图；
35.图13为本发明的光学膜片的结构示意图。
36.图中标记为：
37.1、头戴式主体；2、前置摄像头；3、眼睛摄像头；4、第一安装孔位；5、第二安装孔位；6、鼻托；7、卷筒；71、竖槽；72、卡槽；8、光学膜片；81、顶带；82、底带；9、前额侧环；10、前额主环；11、柔性贴垫；12、鼻沿侧环；13、鼻沿主环；14、挂耳环；15、耳塞；16、传动腔；17、筒槽；18、主齿轮；19、从齿轮；20、微型电机；21、电动伸缩杆；22、卡块；23、第一带槽；24、卡珠。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
39.需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
40.如图1、图2、图3所示，一种便捷式眼动仪设备，包括头戴式主体1，头戴式主体1前
端设置有用于采集头戴式主体1的前方场景的图像信息的前置摄像头2，以及用于采集佩戴者眼睛的图像信息的眼睛摄像头3，头戴式主体1包括前额戴环和鼻沿戴环，前额戴环前端设有用于嵌设前置摄像头2的第一安装孔位4，鼻沿戴环内侧设有用于嵌设眼睛摄像头3的第二安装孔位5，鼻沿戴环内侧连接有用于搭设佩戴者鼻梁上的鼻托6，头戴式主体1两侧侧端内设有若干个卷筒7，卷筒7上卷绕有光学膜片8，两侧的卷筒7转动带动光学膜片8收放，用于切换不同观测场景。
41.本发明通过设置头戴式主体1，头戴式主体1前端设置有用于采集头戴式主体1的前方场景的图像信息的前置摄像头2，以及用于采集佩戴者眼睛的图像信息的眼睛摄像头3，基于眼动仪领域技术人员已知的现有技术，摄像头连接各种处理器、存储器，对捕获的场景图像和用户的眼部图像进行采集、记录，判断出用户聚焦在目标场景中的区域或方位，特别的，头戴式主体1包括前额戴环和鼻沿戴环，前额戴环前端设有用于嵌设前置摄像头2的第一安装孔位4，鼻沿戴环内侧设有用于嵌设眼睛摄像头3的第二安装孔位5，以便于对应安装，鼻沿戴环内侧连接有用于搭设佩戴者鼻梁上的鼻托6，便于舒适、可靠佩戴，同时头戴式主体1两侧侧端内设有若干个卷筒7，卷筒7上卷绕有光学膜片8，两侧的卷筒7转动带动光学膜片8收放，眼动仪在面向不同客户群体时，普通大众群体，主要考虑的是不同观测者的使用习惯隐私要求，可采用遮挡隐私或防护强光的深色膜片，针对特定领域的研究学者，主要考虑的是特定观测样品下，不同亮度、不同光线、或者不同波长滤波要求，对此，针对性的采用不同透光度、不同滤波范围的膜片，用于适应性的切换不同观测场景，满足更好的实用性要求。
42.例如，目前随网络和多种数字化媒介的发展，网络视觉符号成为新形势下平面艺术设计在网络时代的一种延伸，由于网络交互性、自由性，即时性等种种特点，也使得网络视觉符号遵循着浏览者的定位，视觉流程规律，多感官传播等多种传播的规律，而基于网络视觉符号即数字图像，不论是静态图形还是动态图形的艺术设计，均可结合眼动实验中观赏者对图像的视觉追踪取向，并据此对设计的布局、构建给出合理性建议，实际使用时，根据实验图像的不同场景，即不同亮度、不同光线、或者不同波长滤波要求，适应性的切换不同透光度、不同滤波范围的膜片，满足更好的体验需求。
43.在本发明的实施例中，如图1、图2、图3所示，前额戴环包括两侧的前额侧环9，以及转动连接于两侧的前额侧环9之间的前额主环10，前额主环10背面设有柔性贴垫11，第一安装孔位4嵌设于前额主环10正面，鼻沿戴环包括两侧的鼻沿侧环12，以及分别转动连接于两侧的鼻沿侧环12上的鼻沿主环13，第二安装孔位5嵌设于鼻沿主环13背面，其中，前额侧环9上远离前额主环10的一端和鼻沿侧环12上远离鼻沿主环13的一端相固定连接，且前额侧环9和鼻沿侧环12的连接端一体连接有挂耳环14，特别的，挂耳环14上连接有耳塞15，从而将挂耳环14外挂于佩戴者耳朵上，同时耳塞15塞入耳腔内，头戴式主体1沿挂耳环14、耳塞15转动调整，以使鼻托6稳固搭设佩戴者鼻梁上，前额主环10对应轴向转动调整，以使柔性贴垫11抵贴于佩戴者前额上，一方面柔性贴垫11柔性缓冲，利于舒适稳固佩戴，另一方面利于前额主环10正面的前置摄像头2稳定朝前采集图像信息，对应轴向转动鼻沿主环13角度，以使眼睛摄像头3准确对向佩戴者眼球采集图像信息，同时挂耳环14、耳塞15一方面利于稳定的调节佩戴，另一方面，也便于使用观测时，避免外界杂音干扰，破坏检测准确性。
44.其中，如图2所示，前额侧环9、鼻沿侧环12中部均可设置有可拉伸弹性调节长度的
功能部件，以便于适应性佩戴。
45.在本发明的实施例中，如图4至图10所示，前额侧环9和鼻沿侧环12之间设有传动腔16，传动腔16内设有若干个筒槽17，卷筒7分别立设于筒槽17内，卷筒7一端连接有主齿轮18，具体的，卷筒7底端可转动连接于筒槽17内，卷筒7顶端连接有主齿轮18，相邻的主齿轮18之间啮合传动连接有从齿轮19，其中的一个从齿轮19上机械连接有微型电机20，微型电机20可固定设于传动腔16内顶端，另外，筒槽17一端设有电动伸缩杆21，具体的，电动伸缩杆21的固定端可转动连接于筒槽17顶端，电动伸缩杆21的固定端竖向穿设出主齿轮18，并与主齿轮18固定连接，电动伸缩杆21穿出主齿轮18的活动端侧部弹性连接有卡块22，卷筒7内开设有竖槽71，竖槽71侧端开设有卡槽72，从而需要对应的光学膜片8放出时，可触发对应卷筒7上方的电动伸缩杆21伸出，电动伸缩杆21的活动端伸出穿入竖槽71内，卡块22收缩并沿竖槽71一并下移，直至移动到卡槽72处，卡块22外弹伸入卡槽72内限位，从而，微型电机20转动带动其中的一个从齿轮19转动，从齿轮19传动相邻的主齿轮18转动，而只有电动伸缩杆21对应伸出的卷筒7转动，继而带动相应的光学膜片8收放，可选的，也可在一侧的传动腔16内设置有主齿轮18、从齿轮19、微型电机20、电动伸缩杆21，而另一侧的卷筒7依靠卷簧，带动转动复位即可。
46.其中，筒槽17可一体式装设于传动腔16内，形成若干个隔断槽体，卷筒7立设装配于筒槽17内，卷筒7底端通过转轴与筒槽17底端转动装配连接，电动伸缩杆21的固定端通过转轴转动装配连接于筒槽17顶端，电动伸缩杆21的固定端竖向穿设出主齿轮18，并与主齿轮18固定连接，电动伸缩杆21的活动端穿出主齿轮18，并位于对应卷筒7上方，相邻的主齿轮18之间啮合传动连接有从齿轮19，其中的一个从齿轮19上机械连接有微型电机20，完成整体传动腔16的装配生产。
47.在本发明的实施例中，如图11至图13所示，前额戴环底端开设有第一带槽23，鼻沿戴环顶端开设有第二带槽，光学膜片8顶端连接有顶带81，光学膜片8底端连接有底带82，顶带81和底带82内嵌设有卡珠24，用于分别卡接滑设于第一带槽23、第二带槽内，部分的顶带81和对应底带82之间为镂空设计，即初始状态下，各卷筒7可带动相应的光学膜片8收合，以使光学膜片8中镂空的部分位于头戴式主体1开放前端，而顶带81和底带82对应隐藏于第一带槽23、第二带槽内，实现多种观测场景下不同光学膜片8以及完全空置的适应性调节。
48.在本发明公开的一种便捷式眼动仪设备的视觉追踪取向分析方法，包括如下步骤：
49.a：将挂耳环14外挂于佩戴者耳朵上，同时耳塞15塞入耳腔内，头戴式主体1沿挂耳环14、耳塞15转动调整，以使鼻托6稳固搭设佩戴者鼻梁上，前额主环10对应轴向转动调整，以使柔性贴垫11抵贴于佩戴者前额上，前额主环10正面的前置摄像头2朝前采集前端图像信息；
50.b：对应轴向转动鼻沿主环13角度，以使眼睛摄像头3准确对向佩戴者眼球采集眼球图像信息，分析采集的眼球图像信息，确定被试者在对应的前端图像信息数据中的聚焦区域；
51.c：头戴式主体1侧端的传动腔16内设有若干个卷筒7，卷筒7上卷绕有光学膜片8，卷筒7顶端连接有主齿轮18，相邻的主齿轮18之间啮合传动连接有从齿轮19，其中的一个从齿轮19上机械连接有微型电机20，卷筒7一端设有电动伸缩杆21，电动伸缩杆21穿出主齿轮
18的活动端侧部弹性连接有卡块22，微型电机20转动带动其中的一个从齿轮19转动，从齿轮19传动相邻的主齿轮18转动，针对不同观测场景需要，触发对应卷筒7上方的电动伸缩杆21伸出，卡块22外弹伸入卷筒7内限位，继而带动相应的光学膜片8放卷于头戴式主体1前端；
52.被试者有遮挡隐私或防护强光的需求时，触发深色的光学膜片8放卷于头戴式主体1前端，特定观测样品下，有不同亮度、不同波长滤波需求时，触发不同透光度、不同滤波范围的光学膜片8放卷于头戴式主体1前端，初始状态下，光学膜片8中镂空的部分放卷位于头戴式主体1前端。
53.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
54.本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。