● 摘要
眼动仪及其相关技术的研究是计算机视觉领域的热点问题之一，它的研制成功对于人机交互的方式、工效学以及心理学的发展提供了重要的技术条件。在航空航天领域，眼动仪为评估飞行员的训练效果和座舱仪表的布局合理性提供了有利的支持。论文详细研究了眼动仪的六种实现原理，基于对成本、实时性、准确性、算法实现难易的考虑，确定基于红外视频法瞳孔-角膜相量原理进行了眼动仪的研制开发，其实现的核心技术主要包括瞳孔中心定位算法和视场映射算法两部分，论文重点讨论瞳孔中心定位算法的实现。论文在研究了各种传统的定位算法后，考虑到眼动仪所需要的实时性和准确性，确定采用一种新型的瞳孔中心算法作为实现方案，该算法采用发射线方式获取的瞳孔边界样本点，然后进行椭圆拟合并解算出瞳孔中心坐标。论文通过对传统最小二乘法局限性的分析，创造性提出了一种基于随机原理去除大量样本点中少量杂质点的新型椭圆拟合方法，大大提高了瞳孔中心定位的准确度。瞳孔中心定位算法通过在实际使用环境下连续长时间的测试，证明了对于95%以上的图像算法计算准确，算法具有很高的鲁棒性。