CN108153426A - 一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，包括投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置、控制柜，所述控制柜内置有电脑主机，所述控制柜电脑主机分别与投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置通信连接，所述眼球追踪装置安装于控制柜上以检测使用者眼球注视坐标并传输至电脑主机，所述脑电检测装置被佩戴于使用者头上以检测使用者的脑电信息并传输至电脑主机，所述电脑主机基于脑电信息调取颜色信息并通过投影仪投影至眼球注视坐标区域。本发明利用眼球追踪传感器检测的人眼注视坐标，利用可穿戴设备提取的脑电波信号以调取颜色，进而将颜色输出至注视坐标区域，从而实现用眼睛和大脑对画板上的内容进行上色。

Description

一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板

技术领域

本发明涉及一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板。

背景技术

物联网的发展与我们的日常生活日益密切结合的同时，实体技术形式正在逐渐减少，目前，消费者技术已突破移动设备的束缚，下一步，控制技术将进入新的层次，日新月异的传感器技术使得意念控制等看似科幻的技术来到了我们身边。

申请号为CN201310342222.7的中国发明专利（公告号为CN103405230A）公开了一种基于脑电诱发电位的颜色感知能力检测系统以及检测方法，所述系统包括刺激屏、脑电提取装置、脑电信号放大器、脑电信号采集器、脑电信号分析模块和结果输出装置；所述刺激屏用于显示颜色以一定频率交替变化的闪烁块，对被试者施加视觉刺激；用脑电提取装置提取被试者接收视觉刺激之后的脑电信号，提取的脑电信号经脑电信号放大器放大后传输给脑电信号采集器，采集脑电信号后传输给脑电信号分析模块，经过分析处理之后由结果输出装置输出。该发明基于脑电诱发电位的交叉调制成份，提出了颜色感知能力检测系统和方法，实现了对颜色感知能力的客观检测，系统简单，操作简便，检测时间短，结果准确。

申请号为201620181367.2的中国发明专利提供一种可配套智能终端的眼球追踪装置，眼球追踪装置包括壳体、图像传感器模组、近红外光源和连接器件；眼球追踪装置通过夹持机构夹持固定在智能终端的显示屏以外的表面；并且，眼球追踪装置通过连接器件与具有显示屏的智能终端之间通信连接。既具有对智能终端固定作用，又能够实现传统的人眼视线跟踪的功能，具有占用空间小、携带方便、组装简单、成本低、眼球追踪装置和具有显示设备的智能终端之间相对位置固定、功能多样等优点。

目前，依托人工智能技术，人类已经能够实现对脑电波的提取、分析和利用，另一方面，使用眼球追踪传感器可以实现对眼球注视坐标定位，但是市场上几乎没有产品是将这两项技术结合起来进行展示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，利用可穿戴设备提取的脑电波信号，利用眼球追踪传感器检测的人眼注视坐标，从而实现用眼睛和大脑对画板上的内容进行上色。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，包括投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置、控制柜，控制柜内置有电脑主机，控制柜电脑主机分别与投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置通信连接，投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置、控制柜电脑主机分别配置有供电电源，眼球追踪装置安装于控制柜上以检测使用者眼球注视坐标并传输至电脑主机，脑电检测装置被佩戴于使用者头上以检测使用者的脑电信息并传输至电脑主机，电脑主机基于脑电信息调取颜色信息并通过投影仪投影至眼球注视坐标区域。

进一步地，眼球追踪装置包括壳体、图像传感器模组、近红外光源和连接器件，眼球追踪装置通过连接器件与电脑主机连接。

又进一步地，壳体设置有夹持机构，夹持机构为夹持外壳或夹持槽或夹持支撑板和/或接口。

再进一步地，壳体通过夹持机构安装于控制柜上。

更进一步地，投影仪配置有幕布。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，利用眼球追踪传感器检测的人眼注视坐标，利用可穿戴设备提取的脑电波信号以调取颜色，进而将颜色输出至注视坐标区域，从而实现用眼睛和大脑对画板上的内容进行上色。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的系统框图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例提供的一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，包括投影仪1、脑电检测装置6、眼球追踪装置4、控制柜5，控制柜5内置有电脑主机，控制柜5电脑主机分别与投影仪1、脑电检测装置6、眼球追踪装置4通信连接，投影仪1、脑电检测装置6、眼球追踪装置4、控制柜5电脑主机分别配置有供电电源，眼球追踪装置4安装于控制柜5上以检测使用者眼球注视坐标并传输至电脑主机，脑电检测装置6被佩戴于使用者头上以检测使用者的脑电信息并传输至电脑主机，电脑主机基于脑电信息调取颜色信息并通过投影仪1投影至眼球注视坐标的区域。

其中，眼球追踪装置4包括壳体、图像传感器模组、近红外光源和连接器件，眼球追踪装置4通过连接器件与电脑主机连接。壳体设置有夹持机构，夹持机构为夹持外壳或夹持槽或夹持支撑板和/或接口。壳体通过夹持机构安装于控制柜5上。电脑主机通过数据线和/或无线传输方式（蓝牙、WiFi、RFID等）分别与投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置通信连接。投影仪1配置有幕布3。

作为另一选项，还包括音响设备（音响）2，音响设备2与控制柜5电脑主机连接以输出音频。音响设备与投影仪组成多媒体设备，以输出音视频。

工作原理，使用者在控制柜5前上进行操作，控制柜5上的眼球追踪装置4侦测追踪使用者眼球，甚至可以结合侦测头部转向角度，以准确测定视线位置，得到注视坐标；脑电检测装置6检测使用者的脑电信息，并输出至电脑主机；电脑主机分析脑电信息，并结合内置调色板选取颜色，进而通过投影仪1投影至注视坐标的区域，实现用眼睛和大脑对画板上的内容进行上色。

在上述说明的基础上，以下将通过部分模块具体参数进行说明。

电脑主机用于运行核心软件和保存测试数据，主机接收脑电检测头盔和眼球追踪装置采集到的信号，并将采集到的信号转换成控制信号。主机运行windows10系统，i7内核，12GB RAM。

采用美国神念科技设计研发的脑电检测头盔（脑电检测装置）作为检测部分，该头盔采用干电极检测方式，有5个采集点，并将采集到的信号通过蓝牙发送到主机。

采用集成的眼球追踪装置tobii eye tracking采集人眼注视坐标，该设备通过捕捉瞳孔反射的红外线实现眼球追踪，发射的红外波长是850nm，它能检测50 - 95厘米范围内的眼球动作和头部动作，开放的SDK使得检测到的数据能够被调用，采集到的数据通过USB接口传送到主机。

采用工程投影机将绘画的内容进行投影显示，音响播放对应音效。投影仪和音响通过高清接口连接到主机。采用白色投影幕布显示绘画内容。

一实施例的工作流程说明如下：

S1、体验者（使用者）穿戴脑电检测设备（脑电检测装置），实时检测脑电信号，并将脑电信号通过蓝牙无线发送给控制柜内的主机。

S2、体验者靠近控制柜，当距离满足眼球追踪检测范围要求，眼球追踪装置开始工作，实时检测体验者眼球注视坐标。

S3、投影仪将黑白图案投影到幕布上，等待体验者上色。

S4、体验者用眼睛注视幕布上的图案，眼球追踪装置即可检测眼球注视坐标，将注视坐标信息传送到电脑主机，使得电脑主机锁定为对应的图案。

S5、体验者用意念思考红、绿、蓝三种颜色任意一种，脑电检测头盔将意念信号无线发送给电脑主机，电脑主机驱动投影仪对注视区域进行上色。上色同时音响播放模拟画笔的音效。

S6、体验者注视不同的图案，思考不同的颜色，即可完成对所有黑白图案的上色，重复注视已上色区域可实现颜色的混合，组合显示成新的颜色。

该画板具有以下优点：

1、利用了脑电提取技术和眼球追踪技术相结合的形式展现了一个大型智能画板系统，展现形式新颖。

2、将眼球注视坐标转换成幕布上对应的区域，实现通过眼睛选择不同图案的功能。

3、将脑电检测头盔采集到的脑电信号转换成了色彩的信号，并实现用意念对注视图案进行上色的功能。

4、采用工程投影的方式进行多媒体显示，上色时只需切换显示内容，避免了资源浪费。

5、采用体验者思考红、绿、蓝三种颜色的方式进行上色，而红、绿、蓝三种颜色是所有颜色的基色，不同的搭配方式可以显示出丰富多样的颜色。

Claims (7)

1.一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，其特征在于，包括投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置、控制柜，所述控制柜内置有电脑主机，所述控制柜电脑主机分别与投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置通信连接，所述投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置、控制柜电脑主机分别配置有供电电源，所述眼球追踪装置安装于控制柜上以检测使用者眼球注视坐标并传输至电脑主机，所述脑电检测装置被佩戴于使用者头上以检测使用者的脑电信息并传输至电脑主机，所述电脑主机基于脑电信息调取颜色信息并通过投影仪投影至眼球注视坐标区域。

2.根据权利要求1所述一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，其特征在于，所述眼球追踪装置包括壳体、图像传感器模组、近红外光源和连接器件，眼球追踪装置通过连接器件与电脑主机连接。

3.根据权利要求2所述一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，其特征在于，所述壳体设置有夹持机构，夹持机构为夹持外壳或夹持槽或夹持支撑板和/或接口。

4.根据权利要求3所述一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，其特征在于，所述壳体通过夹持机构安装于控制柜上。

5.根据权利要求1所述一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，其特征在于，所述投影仪配置有幕布。

6.根据权利要求1所述一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，其特征在于，还包括音响设备，音响设备与控制柜电脑主机连接以输出音频。

7.根据权利要求1所述一种基于脑电波采集分析技术及眼球追踪技术的智能画板，其特征在于，所述电脑主机通过数据线和/或无线传输方式分别与投影仪、脑电检测装置、眼球追踪装置通信连接。