双目追踪系统的标定技术

大部分基于瞳孔—角膜反射技术的视线估计可分基于二维映射模型的视线估计方法和直接的三维视线估计方法两类。对于直接的三维视线估计方法，首先要估计三维的视线方向，然后通过视线方向和屏幕的交点即可得到盯视点。三维视线估计方法具有二维视线估计不可比拟的几个优点，但是，采用三维视线估计方法要想达到高精确性及稳定性首先需要解决以下几个问题：

1）需要估计眼睛特征点的空间位置；

2）需要对摄像机进行标定；(www.xing528.com)

3）需要估计屏幕和光源的空间位置。由于屏幕和光源对摄像机并不可见，如何估计屏幕及光源的位置是一难点。

为解决上述问题，我们提出了一种基于平面镜的系统标定方法。首先，对双摄像机进行标定，得到以摄像机为中心的世界坐标系；其次，利用平面镜对摄像机不可见的屏幕和光源进行标定，得到像空间坐标；再通过平面镜的几何特性，求出屏幕和光源的真实空间坐标，最后利用最小二乘法估计屏幕平面。综上，我们的标定方法包括以下两步：双摄像机标定和系统标定。三维视线估计方法的准确性主要依赖于视线估计模型和各特征点及屏幕的三维坐标。为解决屏幕及光源对摄像机不可见的问题，本小节使用的基于平面镜的系统标定方法为视线追踪系统计算视线方向计算提供了重要的支持，且其具有较高的测量精度。此方法可操作性较强、精度高，不仅满足采用三维视线估计方法的视线追踪系统，也可推广到所有需要标定摄像机视野范围外物体的立体视觉系统中去。