EyeTech视线跟踪技术如何成为主流?

人工智能
2020-08-25 12:21
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视线跟踪技术,和EyeTech Digital Systems公司的眼动仪类似,其看似简单:即找出视线的聚焦点但很复杂。自1901年这项技术发明以来有有百年历史,近二十年来,EyeTech一直处于该领域最前沿。下面是EyeTech的视线跟踪流程:

最初,EyeTech使用商业模拟摄像机和电脑,创建一个“窗口鼠标”,来控制眼睛定位。EyeTech眼球追踪技术从瞳孔位置确定视线方向,从人类角膜确定850纳米红外光线。这项技术最初是为残疾用户发明的,帮助他们更充分地与外界交流。包括由ALS,脑瘫,肌肉萎缩症、脊髓损伤、创伤性脑损伤,和中风引起的残疾病人。因为目光追踪定位科技,受到这些疾病干扰的人的生活有了质的飞跃。EyeTech网上有一系列推荐视频。
然而辅助技术市场的规模相对较小,EyeTech的创始人罗伯特•沙普意识到:如果能降低实施成本,规模,和能耗,这项技术可能有更庞大的潜在用户群。下面是沙普的目标:
•独立操作(不需要电脑的)
•“紧凑型”大小
•低功率(< 5 w)
•成本低(< 200美元)
•优越的目光追踪定位能力
•多操作系统支持
•现场升级
•合理的开发时间和成本
对于典型的嵌入式系统,这些都不算困难。但当算法需要用电脑进行负载处理时,这些目标就存在设计上的重大挑战。毫无疑问,如果能找到一个有足够的处理功率的设备,沙普和他的团队就会使用单片机。面对现有的x86处理器PC级别代码,显然上述设想不易实现。
 沙普了解到Xilinx Zynq SoC是合适的设备项目。Zynq SoC芯片上,双核ARM cortex - a9 MPCore处理器可以运行现有的基于电脑的代码,重新编译并提供一个可操作的系统。然后,为加速代码的各个部分,沙普的团队工作绩效最差任务的交给Zynq SoC芯片上的PL(可编程逻辑)。移植代码花了两年时间,工程师团队从两人到四人,他们利用兼职时间研究项目。
最终,可以跟踪的项目能使产品凝视帧速率从40上升到到200 +帧/秒。许多视线跟踪应用程序可以适应较慢的帧速率,但某些应用程序(如测试脑损伤)需要较快的帧速率和一个精确的结果。
这是AEye的印刷电路板

这是一个相当小的电路板! Zynq Z-7020 SoC宽度17毫米,电路板仅略高于Zynq SoC套装软件。注意上图右边美国硬币,可以进行尺寸估计。这里有一个AEye板的硬件框图:

这是EyeTech如何给Zynq SoC的处理系统和可编程逻辑分配任务:

沙普指出,由于硬件和软件的划分不绝对,Zynq SoC中高性能处理系统和可编程逻辑的实用性有助于创造理想的快速开发环境。设计团队要想实现比200 fps帧速率更高标准,就必须将任务从处理系统移动到可编程逻辑。
 视线跟踪技术如何成为主流?每辆车的视线跟踪系统帮助对抗司机疲劳;通过化学诱导使注意力集中,帮助人们减少分散在手机、平板电脑上的注意力。如果证明有效,保险公司可能立刻会游说新车主安装跟踪系统。这是科幻小说里才出现的场景吗?看看这个Mesa, AZ电视新闻频道3的视频。
(注意:这个博客是一个总结报告。在圣克拉拉举行的2015嵌入式视觉峰会上,Xilinx的罗伯特•沙普和丹•艾萨克斯做了如上的总结报告。)
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