面向殘疾人的眼動(dòng)交互技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的交互方式已經(jīng)不能完全滿足人們的需求，眼動(dòng)技術(shù)由于具有直接性、自然性和雙向性的特點(diǎn)，引起了越來(lái)越多人的關(guān)注。對(duì)于肢體行動(dòng)存在障礙的殘疾人而言，傳統(tǒng)的交互方式存在一定的困難，而眼動(dòng)交互作為一種非接觸的交互方式，卻是一種理想的選擇。將視線作為一種輸入方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，能有效解決殘疾人在人機(jī)交互中的“輸入困境”，提高殘疾人用戶的交互體驗(yàn)。
　　本課題分析了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的面向殘疾人的眼動(dòng)交互系統(tǒng)，在研

2、究了眼動(dòng)相關(guān)技術(shù)，殘疾人的生理特性以及需求層次理論的基礎(chǔ)上，提出了面向殘疾人眼動(dòng)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和系統(tǒng)框架。本文強(qiáng)調(diào)了在眼動(dòng)系統(tǒng)框架中，引入監(jiān)控與反饋模塊的必要性，以及系統(tǒng)在響應(yīng)視線通道顯式輸入之外，同樣重視視線的隱式輸入，以此來(lái)有效提高交互的效率和用戶的沉浸感。
　　基于面向殘疾人的眼動(dòng)交互系統(tǒng)框架，本文開(kāi)發(fā)了一個(gè)應(yīng)用于殘疾人智能病房環(huán)境的眼動(dòng)交互系統(tǒng)實(shí)例EyeSmartWard。結(jié)合現(xiàn)有的數(shù)字病房系統(tǒng)和殘疾人的需求層次分析理

3、論，本文對(duì)系統(tǒng)的功能和交互模式作了具體的規(guī)劃。EyeSmartWard的具體實(shí)現(xiàn)主要包括如下幾個(gè)部分:(1)視線的跟蹤和校準(zhǔn):實(shí)現(xiàn)注視點(diǎn)和交互點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)。(2)通道的監(jiān)控與反饋:監(jiān)控輸入通道是否正常工作。(3)眼動(dòng)行為判別和視點(diǎn)的平滑濾波:通過(guò)基于眼跳分類的聚類算法來(lái)實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)行為的判別，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)卡爾曼濾波算法實(shí)現(xiàn)視線的平滑濾波。(4)眼動(dòng)交互界面的設(shè)計(jì):就界面具體的時(shí)間特征和空間特征作了具體的設(shè)計(jì)。(5)系統(tǒng)具體功能的實(shí)現(xiàn):主