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达特茅斯学院用近红外光NIR实现眼动追踪,减小AR眼镜尺寸

2018-11-05 11:17 来源:映维网

由美国达特茅斯学院开发的眼动追踪器用近红外光(NIR)和光电二极管取代了摄像头,从而提高了能效和降低了体积。可穿戴眼动追踪器能够追踪瞳孔的2D位置和直径。镜框上的小型光电二极管感应眼球反射的光线,然后利用反射光并根据瞳孔的光线吸收来推断其位置。

NIR LED可从各个方向照亮眼睛:NIR LED作为点光源,并从不同方向向眼睛发射超短光脉冲,而光电二极管则感应反射而来的近红外光。系统利用了不同眼动阶段的特征,并相应地调整自身以增加节能效率。

本科毕业于北京理工大学的研究人员Tianxing Li表示:“通过检测眼球运动的类型,系统可以调整感知和计算。一些运动具有可预测的轨迹,从而允许系统推断随后的瞳孔位置并最小化能耗。”

 

研究人员使用现成的硬件组件构建了一个原型,并将其集成到一副普通的眼镜中。针对22名被试的实验表明,系统在追踪瞳孔位置方面的平均误差为0.8mm,在120Hz输出帧速率下追踪瞳孔直径时的平均误差为0.3mm,平均功率为395μW(由镜臂的两个太阳能电池功能)。

这款眼动追踪器利用室内照明进行功能,并且易于集成到一副普通眼镜中。Tianxing Li指出:“我们采用了一种极简主义的方法,并在功耗和形状参数方面得到了回报。新系统为眼动追踪应用开辟了广泛的用途。”

新技术可以改善玩家对游戏的控制,并实现更准确的影像显示。通过更精确地测量眼睛位置,显示系统就可以更有效地渲染图像,并且有可能在未来消除对控制器的需求。

研究仅在室内进行,因为室外的强红外光会令当前原型中的光传感器过度饱和。研究团队希望在未来调整系统中的光传感器以供户外使用,并优化对某些快速眼动的检测。

达特茅斯学院的周霞副教授表示:“对于游戏玩家,开发者和其他智能眼镜用户来说,这是一次令人兴奋的进步。这同时是有史以来第一款可以集成至日常眼镜,并且无需电池运行的眼动追踪器。”

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