Устройство для определения направления взгляда оператора

Устройство для определения направления взгляда оператора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается оценки зрительной деятельности оператора и может быть использовано для ее анализа, например, при проведении эргонометрической экспертизы. Сущность изобретения состоит в устранении систематической ошибки слежения, обусловленной запаздыванием видеосигнала, вносимого аналоговыми узлами устройства. В устройство введен блок 10 компенсации запаздывания, содержащий источник 11 компенсирующего сигнала, ключи 12, 13 и суммирующие усилители 14, 15, включенные в цепи формирования координатных разверток. Компенсация запаздывания осуществляется скачкообразным изменением тока в отклоняющих катушках в момент переключения координаты развертки, когда апертура, двигаясь по кресту, проходит точно через центр изображения роговичного блика. Это позволяет осуществлять измерение направления взгляда при любых возможных скоростях движения глаза без каких-либо ограничений. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1491434 (51) 4 А 61 в 3/00

В(ЕСО пдтенж 1

E ) 1ÁÃÄ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1009418 (21) 4195695/28-14 (22) 17.02.87 (46 ) 07.07.89. Б юл . № 25 (7l) Особое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики (72) С. Л. Курочкин, Б. М. Фомин и .М. И. Шиф (53) 615.47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1009418, кл. А 61 В 3/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

НАПРАВЛЕНИЯ ВЗГЛЯДА ОПЕРАТОРА (57) Изобретение касается оценки зрительной деятельности оператора и может быть использовано для ее анализа, например, ири проведении зргонометрической экспертизы. Сущность изобретения состоит в устранещ(и систематической ошибки слежения, обусловленной запаздыванием видеосигна lа, вносимого аналоговыми узлами устройства.

В устройство введен блок 10 компенсации запаздывания, содержащий источник 1! компенсирующего сигнала, ключи 12 и 13 и суммирующие усилители 14 и 15, включенные в цепи формирования координатных разверток. Компенсация запаздывания осу(цесTвляется скачкообразным изменением тока в отклоняюгцик катушкак в момент переключения координаты развертки, когда )вертера, двигаясь ио кресту, про одвт точно через центр изображения роговичного блика. .)T() и()зво.зя(т ос и(естВ.IHTb изм(е1)они(. и

14!) 1434

Изобретсние <>сносится к те нике эргономическихх и(следований, касается во))ро oB

ОЦЕНКИ )р>Г)сЛ> H()ll дЕятЕЛЬНОСтн ОПЕратОра. мо к T быть использовано для ее анализа, например, цри проведении эргономической экспертизы пу IbTQB управления приборных панелей, кабин транспортных средств и т.ll. для Нх наиболее рациональной компоновки и является усовершенствованием устройства цо авт. св. ¹ 1009418.

Цель изобретения — расширение диапазона исследoBdHHH путем обеспечения возможности работы во всем физиологическом диапазоное скоростей движения глаза и устранения эксцентриситета следящего растра.

На фиг. 1 приведена функциональная <.xe 15 ма устройства для онре (елечия направления взгляда оператора; на фиг. 2 — траектория движения сканирX tolttåé апертуры в известном xñò()ott(:TB(; н3 фиг. 3 то же, в предлага(.мом х с Tр() йсTвс . 20

Устройсгво содержит о))тически связанные <>светитель 1, oIITft÷ooHHé блок 2 и II(рсдаюшук> телевизионнук> трубку 3, а также блок 4 формирования видеоимпульсов. 1>ервый вход hoT()pot<) соединен с выходом передающей теленизи >нно)1 трубки 3, а первый, второй и тр." ий ныхо,(ы — с первым, вторым и третьим нхо,с< )1 1),>ок;1 5 управления, первый, второй, )р(ги>1 и четвертый Hhlxo. сь1 кот<)р<)I <) со(дl)11< Ilы с 11(pвым, вторым, третьим и 1() вертым вх(>дами 30 блока 6 разверток, и 1)ятый, шестой и седьмой с первыл, вторым и третьим входами арифметич«ского блока 7. четвертый, пятый входы которого соединень. соответственно с третьим и четвертым вы. <>дом блока 5 управления, генератор 8 <)IlopHoH частоты сое- 35 динен с пятым Bxoдом блока 6 разверток, шестым входом арифметического блока 7 и четвертым входом блока 5 уllp38ëåíèÿ, второй вход которого через реле 9 включения поисковой развертки соединен с шестым 4р входом блока 6 разверток, седьмым входом арифметического блока 7 и пятым входом блока 5 управления.

Блок 10 компенсации запаздывания видеосигнала содержит источник 11 компенсирующего сигнала. например ист<>яник тока, и Ilo 45 каждой из двуx координат сс>сдиненные lloследовательно ключи 12 и 13 и суммирук>щие усилители 14 и 15, вторые вхосы ко)орых соединены соответственно с координатными выходами x(и 1 о.ц>к,) () разверток, 3 Bblx()ды — с отклоняющей системой трубки 3, первые в оды ключей 12 и 13 подключены соответственно h третьему и четвертому выходам блока 5 управления, осу)цествляющим иереклк)чения координатны счетчиков блока 6 разверток и сканирование развертки Ito K()- 55 ординатс Х и Y. Вторые входы ключей 12 и 13 подключены к источнику 11 компенсируюше>о сигнала.

Устройство рабо13ет следх к>шим обризом.

Ллгоритм работы устрой TBd обеспечивает устранение систематической ошибки слежения (асимметрии), обусловленной Bdtl33дыванием видеосигнала (фиг. 2), вносимого аналоговыми узлами устройства. сля этого введены средства, обеспечивакнцие увеличение длины обратного хода сканирующей апертуры на величину, пропорциональную запаздыванию относительно точки, соответствующей моменту появления фиксационногo им пульса рефлекса, совпадающеf0 Ilo времени с вершиной запаздывающего видеосигналы. Компенсация запаздывания продвижением апертуры на величину 1 осуществляется таким скачкообразным изменением тока в отклоняющих катушках Hd величину lo в момент переключения координаты развертки, при котором апертура, двигаясь цо кресту, проходит точно через центр изображения р<>говичного блика (фиг. 3).

Определяют необходимую величину токовой добавки i,. Времени запаздывания Z> соответствует г)у шагов развертки где Т вЂ пери генератора им пульсов опорной частоты.

Очевидны следхю)цие соотношения: где К>,с,— смешение апертуры и ток отклонения, соответствующие времени запаздывания;

И„щ с,„„„, -наибольшие величины числа в счст8 „, чиках блока развертки, а также соотвстствующих тока отклонения и величина отклонения апертуры;

K,) — коэффициент цифроаналогового и peo(>p3зова ни я.

Предлагаемое устройство с точки зрения алгоритма, последовательности и моментов переключения элементов работает аналогично известному устройству. Отличие заключается только в траектории движения центра сканирующей апертуры в режиме слежения (фиг. 3), что обеспечивается введением блока 10 ком))енсации запаздывания видеосигнала. Этот блок обеспечивает скачкообразное изменение тока отклонения, а следовательно, скачкообразное перемещение апертуры на участке ЛВ (фиг. 3).

Рассмотрим этот процесс с того момента.

t, p3 дс)иж(TCH BOpHBOHTI).1 hHO OT правого края зрачка (фиг. 3) в обратном направлении. Лцертура доходит до точки В реф1491434 лекса, которая была зафиксирована ранее на прямом ходе развертки фиксац ионным импульсом рефлекса (фиг. 2). В известном устройстве ыпертх ра начинает двигаться с .«тогo момента вверх по вертикали, проходящей через точку В (фиг. 3). В предлагаемом устройстве происходит следующее. Сигналы на третьем и четвертом выходах блока 5 управления (фиг. 1), проинвертировавшиеся в этот момент, переключают ключи 12 и 13 блока 10 компенсации, причем ключ 12 выключается, а ключ 13 включается. При этом ток i от источника 11 компенсирующего сигнала отключается от второго входа суммирующего усилителя 14 каналы коор»ипаты Х и подключается к второму входу суммирующего усилителя 15 канала координаты Y.

Это вызывает скачкообразный переход центра апертуры из точки В в точку Л, »ежашую на вертикали, проходя(цей через центр изображения рефлекса (фиг. 3). Далее апертура от точки Л, совершая обратный ход, движется вверх, как и в известном устройстве, до появления заднего фронты ВИ зрачка (от верхнего края зрачка).

Далее процессы протекают так же, как и в известном устройстве. Переключение апертуры при ее движении по вертикали IlpoHcxoлит аналогично предылу(цсму. Когда апертура совершает обратный ход IIo вертикали (от нижнего края зрачка вверх на фиг. 3), сигналы ны третьем и четвертом выходах блока 5 управления вновь инвертируются, включая ключ 12 и выключая клктч 13. Ток

io or источника 11 компенсирук)щего сигналы теперь добавляется к тому горизонтального отклонения и вычитается из тока вертикального отклонения. В результате центр

ыпертх ры скачком преходHT H» To II(H A в точку В на горизонталь, проходящую через центр изображения рефлекса (фиг. 3). 3атем апертура перемещается горизонтально влево (фиг. 3) и далее процессы протекают, как и в известном устройстве.

Гlрактически величина тока 10 может быть задана либо расчетным путем по формуле (3), либо. если величина fp неизвестна, устанавливается при настройке предлагаемого устройства в ходе автоматического слежения за глазом плавной регулировкой выходного сигнала источника 11 компенсирующего сигнала до лостижения максимальной амплитуды видеосигнала рефлексы на сигнальном выходе трубки 3 после чего выходной сигнал источника ll фиксируется на весь срок эксплуатации преллагаемого устройства. Сумм и рук) щие усилители могут быть выполнены трехвх()довыми в случае необходимости добавления токов смешения с целью расширения используемой рабочей зоны фотокатода перел,)ющей трубки.

Устройство Обеспечивает пол нх к) сим мет5 рию (относительно центра рефлекса) при слежении. Это позволяет осуществлять измерение направления взгляда при любых возможных скоростях движения человеческого глаза без каких-либо ограничений. Запыз10 дывание видеосигнала в предлагаемом устройстве не создает ограничений для частоты крестообразного растра. Поэтому в реализованном устройстве удалось увеличить в два раза частоту обновления информации (до 1500 — 2000 Гц), что позволяет выпол15 нять тонкии анализ динамических характеристик глазодвигательной системы человекаоператора.

Полная независимость динамических хара ктер исти к п редла гаем ого устрой ства от

20 величины времени запаздывания видеосигнала позволяет использовать фильтр нижних частот в видеотракте (являющийся источником запаздывания) для уменьшения шумов телевизионной трубки и повышения точH 3 x1 (. P(. н и Й .

Формула изобретения

Устройство для определения направления взгляда оператора по авт. св. М 1009418, ЗО отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона исследований путем обеспечения возможности работы во всем физиологическом диапазоне скоростей движения глаза и устранения эксцентриситета следящего ра Tры, в него введен блок компенсации запаздывания видеосигнала. содержащий источник компенсирук)щегo сигнала, например источник тока, и по каждой из двх x Координат соединенные последовательно ключ и суммирующий усилитель, вторые вxîäû сум4Q мируюших усилителей соединены соответств IIII() с координатными выходы.IH блока развертки, а выходы — с отклоняющей системой трубки, первые входы ключей соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока управления, а вторые — с источником компенсирующего сигнала, на BHIxoде которого величина компенсирующего сигнала i определяется по формхле

i К вЂ”вЂ”

С

50 где

К вЂ” коэффи циснт цифроы налогового преобразования блока развертки; Ср. — время запаздывания видеосигналы; à — период им пульсов генератора опорной часTHTbl.!

491434 л700иЯ центра дюжей

77+Pbi

Н7к

Тооентария Иижения центра сконирующеи тертую (:оставитедь Ь. Фигл рин

I с аг к Iз>р Л Коз»риз Тех ред И. Вере Корректор.1. Ьескид

1;> ка >,17 > 5 5 Тираж 643 П»дписное

I(I IIIIII III 15>сл.(арсгвснно(о кол(итста по изобретениям и открь(тиял> при I KH1 (.(.(Р

1 I3(I35, Москва, Ж:35, Рал писк»(наб., д. 4>5 ! 1рои >в<>дственно-издате>ьский кол>бинат «11»гг нг«о г. »кгород, у.>. (агари на, I I> I