器103的數(shù)量有多個(gè)例如2-10個(gè)，優(yōu)選分布在所述工業(yè)攝 像頭周圍。
[0100] 優(yōu)選的，所述激光投射器103數(shù)量為4個(gè)，兩兩布置在所述工業(yè)攝像頭的兩側(cè)。
[0101] 本發(fā)明的定標(biāo)儀的主板105采用的電路主要包括Ul，Ul為通訊芯片，用于處理測 得的數(shù)據(jù)。通過Ul芯片可以和電腦建立通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)選將實(shí)時(shí)測得的數(shù)據(jù)傳遞 至眼動(dòng)儀設(shè)備。
[0102] 所述定標(biāo)儀的主板105還包括插針接口，具體包括四個(gè)激光投射器，分別為第一 激光投射器接口 111a、第二激光投射器接口 111b、第三激光投射器接口Illc和第四激光投 射器接口Illd;還包括角度傳感器的接口 112。具體如圖Ib所示。
[0103] 優(yōu)選的，傳遞數(shù)據(jù)采用無線方式，或者采用USB2. 0或USB3. 0通用傳輸協(xié)議，無需 用戶自己定義協(xié)議，方便易用。
[0104] 本發(fā)明的定標(biāo)儀的角度傳感器104還包括P2接口，所述P2接口用于連接所述角 度傳感器和所述主板的主芯片，主芯片通過對所述角度傳感器得到的數(shù)據(jù)（例如16位進(jìn)制 數(shù)據(jù)）進(jìn)行處理。從而得到角度數(shù)據(jù)。
[0105] 優(yōu)選的，所述角度傳感器104使用的芯片是ADXL345,此芯片直接輸出數(shù)字信號， 16位數(shù)據(jù)，得到16位的16進(jìn)制數(shù)后通過轉(zhuǎn)換來合成角度數(shù)據(jù)。可選的，角度傳感器還可以 采用MPU9250來實(shí)現(xiàn)角度的傾角計(jì)算。
[0106] 優(yōu)選的，在校準(zhǔn)眼動(dòng)儀110的過程中，眼動(dòng)儀110可以上下調(diào)整，角度傳感器104 的數(shù)值也會(huì)相應(yīng)的變化。
[0107] 本發(fā)明的接口板106用于連接主板105上的傳感器和通訊。包括攝像頭USB接口 線107a和激光燈USB接口線107b。接口板還包括電源輸入端112,用于連接電源供給定標(biāo) 儀設(shè)備電源。
[0108] 優(yōu)選的，所述USB接口線107包括至少一個(gè)攝像頭USB接口 107a和一個(gè)激光燈 USB控制接口 107b。如圖Ib所示。
[0109] 優(yōu)選的，攝像頭USB接口線107a用于連接電腦，采集的圖像同步到電腦中；激光燈 USB接口線107b，插入U(xiǎn)SB連接線，用于控制定標(biāo)儀的激光燈。上述的硬件操作均通過電腦 軟件來控制。
[0110] 優(yōu)選的，所述供電方式包括USB供電方式和DC供電方式。
[0111] 在本發(fā)明的定標(biāo)方法的另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的定標(biāo)方法還可以利用近似激光 燈的裝置和攝像頭的搭配來完成。
[0112] 圖6示出了利用本發(fā)明的基于激光算法的全自動(dòng)眼動(dòng)追蹤測距定標(biāo)儀對被定標(biāo) 物進(jìn)行定標(biāo)的方法實(shí)例的流程圖。
[0113] 如圖6所示，本發(fā)明的基于激光算法的全自動(dòng)眼動(dòng)追蹤測距定標(biāo)儀的測量步驟流 程圖，包括：
[0114] 在步驟205,安裝所述定標(biāo)儀；
[0115] 在步驟210,將所述定標(biāo)儀前端的激光投射器對準(zhǔn)幕布，開啟激光燈并投射與幕布 上；
[0116] 在步驟215,通過軟件啟動(dòng)工業(yè)攝像頭攝取激光投影在幕布上的圖片；
[0117] 在步驟220,根據(jù)相對坐標(biāo)的算法算出幕布的大小尺寸（下文實(shí)施例中將具體闡 述幕布大小尺寸的計(jì)算方法）；
[0118] 在步驟225,保存步驟220中計(jì)算出的數(shù)據(jù)；
[0119] 在步驟230,所述角度傳感器根據(jù)角度的變化實(shí)時(shí)傳送角度數(shù)據(jù)；在被定標(biāo)物校 準(zhǔn)的過程中，角度傳感器會(huì)根據(jù)角度的變化實(shí)時(shí)傳送角度數(shù)據(jù)，直到被定標(biāo)物校準(zhǔn)完畢。
[0120] 圖8a和圖8b示出了一個(gè)幕布大小計(jì)算方法實(shí)例的示意圖。
[0121] 通過定標(biāo)儀系統(tǒng)獲取無激光點(diǎn)的原始圖像作為背景圖像A，在同等環(huán)境下定標(biāo)系 統(tǒng)在幕布上四個(gè)激光點(diǎn)的原始圖像（后稱激光圖像）B，四個(gè)激光點(diǎn)可知道其順序，在同等 環(huán)境下定標(biāo)系統(tǒng)獲取屏幕上的點(diǎn)形成的原始圖像C(屏幕上水平兩點(diǎn)的占幕布寬的90%， 垂直兩點(diǎn)的占幕布高的90% )。
[0122] 接下來，進(jìn)行背景減除，在本系統(tǒng)中，我們只對四個(gè)激光點(diǎn)和幕布上的點(diǎn)感興趣， 背景在本系統(tǒng)中為噪聲干擾且在B、C中，背景圖像都是固定的圖像A，使用激光圖像減去背 景圖像，剩下的大致就是目標(biāo)圖像I，使用屏幕點(diǎn)圖像減去背景圖像，剩下的大致就是目標(biāo) 圖像J。
[0123] I=B-A;
[0124] J=C-A0
[0125] 下一步，進(jìn)行圖像處理，在圖像形成、傳輸、接收和處理過程中，不可避免的存在外 部干擾和內(nèi)部干擾。這些隨機(jī)干擾使得圖像信號質(zhì)量下降，本系統(tǒng)采用圖像濾波和線性灰 度變換來改善圖像的質(zhì)量。首先將圖像I、J轉(zhuǎn)換為灰度圖像，然后對圖像進(jìn)行平滑濾波，濾 波后將圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像。系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換為二值圖像中，依據(jù)背景部分與目標(biāo)圖像在灰度 直方圖中顯現(xiàn)出來的二峰性，確定二值圖像的閾值。
[0126] 為了得到準(zhǔn)確的4個(gè)點(diǎn)的圓心處理，需要去掉目標(biāo)中非標(biāo)志圓，然后在計(jì)算標(biāo)志 圓的質(zhì)心。本系統(tǒng)采用對二值圖像中不同的連通區(qū)域進(jìn)行不同的編號，并以此來區(qū)分不同 的連通域，本系統(tǒng)采用8連通進(jìn)行標(biāo)記。
[0127] 設(shè)標(biāo)簽序號a= 0 ;已貼標(biāo)簽的個(gè)數(shù)為b= 0 ;然后對二值圖像進(jìn)行從上到下，從左 到右進(jìn)行判斷，判斷灰度值是否為1，并判斷其是否與已經(jīng)貼過標(biāo)簽的屬于同一個(gè)連通域， 如果是，貼為相同的標(biāo)簽，如果不是，貼一個(gè)新的標(biāo)簽，標(biāo)簽序號a=a+1 ;已貼標(biāo)簽的個(gè)數(shù)b =b+1 ;如果在同一個(gè)連通區(qū)域里有兩個(gè)標(biāo)簽值，將大的標(biāo)簽值改為小的標(biāo)簽值，標(biāo)簽序個(gè) 數(shù)b=b-1 ;待標(biāo)記結(jié)束后，判斷是否滿足a=b，如果不滿足，表明已貼的標(biāo)簽不是連續(xù)標(biāo) 號，這時(shí)候需要進(jìn)行一個(gè)映射編碼。將所有的不連續(xù)編號的標(biāo)簽校正為連續(xù)編號，完成整個(gè) 標(biāo)記完成。
[0128] 標(biāo)記完成后，計(jì)算每個(gè)連通域的面積，將面積從大到小進(jìn)行排序，將排在第5位以 后（不包括第五位）的連通域里灰度值定義為〇,即刪除了目標(biāo)中非標(biāo)圓對激光點(diǎn)圓心的影 響。
[0129] 計(jì)算每個(gè)標(biāo)定的圓的圓心坐標(biāo)，圓心坐標(biāo)計(jì)算公式如下：
[0131] 其中f(x，y)是大小為M*N的連通區(qū)域，
[0132]設(shè)四個(gè)激光點(diǎn)的坐標(biāo)分別為Il(xl，yl)、I2(x2,y2)、I3(x3,y3)、I4(x4,y4);
[0133]設(shè)四個(gè)幕布的坐標(biāo)分別為Jl(xl，yl)、J2 (x2,y2)、J3 (x3,y3)、J4 (x4,y4)。
[0134] 接下來，建立非線性攝像機(jī)數(shù)學(xué)模型，針孔攝像機(jī)模型如圖8a所示，通過此模型 得到的圖像是倒立的，我們交換一下針孔平面和圖像平面，得到的圖像將不再是倒立的，定 標(biāo)儀系統(tǒng)中存在著多個(gè)坐標(biāo)系，如世界坐標(biāo)系，攝像機(jī)坐標(biāo)系，圖像坐標(biāo)系；在計(jì)算中取相 機(jī)的光學(xué)中心為攝像機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)，以實(shí)際的上方為Y軸，通過光學(xué)中心指向?qū)嵨锏囊?方為Z軸的正方向，根據(jù)x，y，z成右手關(guān)系確定X軸正方向。
[0135] 如圖8b所示，對于每一幅攝像機(jī)得到的特定物體的圖像，我么可以在攝像機(jī)坐標(biāo) 上用旋轉(zhuǎn)和平移來物體單的圖像。
[0136] 從世界坐標(biāo)系（xw，yw，zw)到攝像機(jī)坐標(biāo)系（x，y，z)的變換為：
[0141](其中f?為焦距，Zw為攝像機(jī)到物體的距離，X為圖像平面上物體的圖像，Xw為實(shí) 際物體的大?。?br>[0142] 根據(jù)光學(xué)原理，攝像機(jī)坐標(biāo)系（x，y，z)到圖像平面坐標(biāo)系的理想變化為：
[0144] 實(shí)際上，芯片的中心不在光軸上，存在水平偏差Cx，垂直偏差Cy，水平焦距fx，垂直 焦距fy。則實(shí)際中攝像機(jī)坐標(biāo)系到圖像平面坐標(biāo)系的變換為：
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