信息摘要：
攝像頭的跟蹤人頭和眼睛的運動和姿勢的系統(tǒng)和方法，使用減速步進電機的方法。
人與計算機交互(hci)，或者更一般地，人機交互，專注于計算機技術(shù)的設(shè)計和使用以及用戶和計算機之間的接口。hci依賴于對人類輸入行為的靈敏、直觀和準(zhǔn)確的測量。鼠標(biāo)、鍵盤和觸摸屏是傳統(tǒng)的輸入設(shè)備，其需要用戶的手動控制。某些輸入設(shè)備(如microsoftkinect和leapmotioncontroller)能夠在沒有任何物理接觸的情況下跟蹤用戶的身體和/或手勢。
虛擬現(xiàn)實(vr)的最新進展將諸如oculusrift和htcvive的護目鏡帶入消費者市場。vr護目鏡可以為用戶創(chuàng)建身臨其境的三維(3d)體驗。用戶可以通過轉(zhuǎn)動頭部環(huán)顧虛擬世界，就像在現(xiàn)實世界中環(huán)顧四周一樣。
增強現(xiàn)實(ar)是另一個快速發(fā)展的領(lǐng)域。ar和vr之間的一個主要區(qū)別是ar在真實場景中實時操作，而不是僅在vr中計算機創(chuàng)建或記錄的場景。在vr和ar兩者中，系統(tǒng)知道用戶正在查看的位置以及用戶想要對預(yù)期目標(biāo)采取的操作將非常有用。有效可靠的頭部和眼睛跟蹤將在這種情況下實現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。
如今，自動駕駛車輛也處于前沿階段。存在這樣的情形，由于更新的道路/交通狀況或駕駛模式變化等原因，處于其自主模式的汽車可能需要駕駛員的注意力。因此，持續(xù)地監(jiān)視駕駛員正在觀察哪里是重要的。
機器學(xué)習(xí)和人工智能(ai)可以在學(xué)習(xí)、建模和預(yù)測的循環(huán)中工作?？焖僦庇^地跟蹤和確認用戶的關(guān)注點以用于數(shù)據(jù)采集和確認的方式可以在此循環(huán)中發(fā)揮重要作用。
現(xiàn)有的頭部和眼睛跟蹤系統(tǒng)包括非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)致高成本，并且需要用戶在校準(zhǔn)和操作期間執(zhí)行許多動作。
因此，需要沒有上述缺點的頭部和眼睛的運動與姿勢跟蹤系統(tǒng)以及用于校準(zhǔn)和操作的一組工作流程。
1.一種被配置為跟蹤頭部運動的裝置。該裝置包括空間方位傳感器和計算設(shè)備，該計算設(shè)備包括處理器和與處理器通信耦合的存儲器?？臻g方位傳感器被配置為在用戶的頭部繞第一軸的第一旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生第一輸出，并且在用戶的頭部繞第二軸的第二旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生第二輸出，第二軸與第一軸正交的。處理器被配置用于基于第一輸出和第二輸出確定頭部和空間方位傳感器之間的方位關(guān)系。
2.計算設(shè)備包括被配置為基于用戶的輸入確定計算設(shè)備的工作模式的工作模式協(xié)調(diào)器，其中工作模式是以下中的至少一個：頭部校準(zhǔn)、頭部跟蹤和姿勢確定。
3.計算設(shè)備包括頭部校準(zhǔn)器，該頭部校準(zhǔn)器被配置為：獲取空間方位傳感器的第一輸出；基于第一輸出計算與第一軸對準(zhǔn)的第一旋轉(zhuǎn)向量；獲取空間方位傳感器的第二輸出；基于第二輸出計算與第二軸對準(zhǔn)的第二旋轉(zhuǎn)向量；基于第一旋轉(zhuǎn)向量和第二旋轉(zhuǎn)向量計算表示頭部和空間方位傳感器之間的方位關(guān)系的一個或多個參數(shù)。
4.計算設(shè)備包括頭部跟蹤器，該頭部跟蹤器被配置為：當(dāng)頭部處于初始方位時，獲取空間方位傳感器的初始輸出；當(dāng)頭部處于最終方位時，獲取空間方位傳感器的最終輸出；以及基于空間方位傳感器的初始輸出、空間方位傳感器的最終輸出以及頭部和空間方位傳感器之間的方位關(guān)系，檢測從初始方位到最終方位的頭部運動。
5.頭部跟蹤器還被配置為：將最終輸出配置為空間方位傳感器的新的初始輸出；將最終方位配置為頭部的新的初始方位，使得將來相對于新的初始方位檢測頭部運動。
6.計算設(shè)備包括姿勢確定器，該姿勢確定器被配置為：基于檢測到的頭部運動確定頭部姿勢，其中，當(dāng)頭部繞第三軸上下運動時，頭部姿勢是點頭，當(dāng)頭部繞與第三軸正交的第四軸左右運動時，頭部姿勢是搖頭，并且，當(dāng)頭部繞與第三軸和第四軸都正交的第五軸運動時，頭部姿勢是晃頭。
7.計算設(shè)備包括指令生成器，該指令生成器被配置為基于所確定的頭部姿勢生成指令，其中該指令對應(yīng)于用戶對機器的輸入。
8.由該裝置測量的方位基于以下中的至少一個來表示：四元數(shù)、歐拉角和矩陣。
9.該裝置能夠安裝到佩戴在頭部上的設(shè)備上。
10.空間方位傳感器是裝置中的唯一的空間方位傳感器。
鏡頭旋轉(zhuǎn)可采用24BYJ48步進電機進行驅(qū)動，其核心功能：
1.長壽命，電機的壽命不低于1萬小時，可長時間運轉(zhuǎn)的減速電機。
2.耐高溫，電機內(nèi)置油可在-40°C至140°C的溫度內(nèi)正常運轉(zhuǎn)，磁環(huán)不退磁。長時間運轉(zhuǎn)外部溫升控制在70°C~80°C。
3.抗干擾，電機不受電壓電流大小或波形溫度進行改變步距角，不受各種干擾因素影響丟步。由驅(qū)動板控制電機運轉(zhuǎn)。
4.低噪音，電機運轉(zhuǎn)聲音低至35分貝以內(nèi)，扭力小的情況下噪音更低，以實際測試和調(diào)整參數(shù)匹配。
5.提供需求、轉(zhuǎn)速、扭力、圖紙等可在線咨詢定制索樣。
東莞市博厚電機有限公司專業(yè)生產(chǎn)永磁式BYJ系列電機， 用于精準(zhǔn)定位，自動瞄準(zhǔn)與自動記錄等自動化監(jiān)控領(lǐng)域，品質(zhì)保證是博厚生存之本。
