Устройство для определения направления взгляда оператора

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 91 А 61 В 3/0 ВСЕСРЮТЕНТЕББЛ( ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ ВТОРСНОМУ СВИ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯНАПРАВЛЕНИЯ ВЗГЛЯДА ОПЕРАТОРА(57) Изобретение касается оценки зрительной деятельности оператора и может бытьиспользовано лля ее анализа, например,ири ировелении зргонометрической 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 1 компенсирующего сигнала, ключи 2 и 13 и суммируюшие усилители 14 и 15, включенные в цепи формирования координатных разверток. Компенсация запаздывания осушествляется скачкообразным изменением тока в отклоняюгцик катушкак в момент переключения координаты развертки, когда апертура, двигаясь ио кресту, ироодит точно через центр изображения роговичного блика. :)то позволяет осуисествлять измерс ниц наиравления взгляда ири любык возможны скоростяк движения глаза без какик-либо ограничений. 3 ил.Взсбрстение гнсится к тенике эргономичсских исслеловдний, касается воросов опенки зричельнсй деятельности оператора, может быть Опользовано лля ее анализа, например, ири нровелении эргономической экспертизы пультов управления приборных панелей, кабин транспортных средств и т.п для их наиболее рациональной компоновки и является усовершенствованием устройства но авт. св. М 1009418.Цель изобретения - расширение лиаиазона исследований путем обеспечения возможности работы во всем физиологическом лиапазоное скоростей лвижения глаза и устранения эксцентриситета с,челящего рдстрдНа фиг. 1 иривеленд функциональная схе 15 ма устройства лля опре елечия направления взгляла оператора; на фиг. 2 - траектория движения сканирующей апертуры в известном устройстве; на фиг 3 то же, в преллдгдемом х стрсйстве. 20Устройсгво солержит отически связанные осветитель 1, отический блок 2 и ерсдаюцук) телевизионнук трубку 3, а также б.ик 4 формирования вилсоимпульсов, 1 ервый вхол которог соелинен с выхолом перелдюце теенизионно трубки 3, а первый, второй и тре ий выхо,ы - с первым, вторым и третьим нх,см Гхж; 5 управления, первый, вторй, р и и четвертый вь 1- холь кторг хслинены с первым, вторыч, третьим и чсчвертым вхолдми З 0 блока 6 рдзверток, и ятый, шестой и сельмой с ервыл, вторьм и третьим вхолами арифметического блскд 7. четвертый, пятый вхолы которого соелинень, соответственно с третьим и четвертьм выхлом блока 5 управления, генератор 8 оорной частоты сое линен с пятым вхолом блока 6 разверток, шестым вхолом арифметического блока 7 и четвертым вхолом б.чокд 5 уравления, второй вхол которого через реле 9 включения иоисксвой развертки соединен с шестым 40 вхолом блока 6 разверток, сельмым вхолом арифметического блока 7 и пятым вхолсм блока 5 управления.Блок 10 компенсации здпдзлывдния ви,сеосигнала содержит источник 11 кохенсируюшего сигнала, например источник тока, и но 45 каждой из двух координат ссслиненные нослеловательно ключи 12 и 13 и суммирукщие усилители 14 и 15, вторые вхолы которых соединены соответственн с коорлинатными выхолами Х и 1 б,цкд 6 разверток, а вхолы - с отклоняюцей системой трубки 3, первые входы ключей 12 и 13 подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока 5 управления, Осуцествляюшим иереклк)чения координатных счетчиков блока 6 разверток и сканирование развертки ио кс орлинате Х и ), Вторые вхолы ключей 12 и 13 подключены к источнику1 ксленсируюшео сигнала. Устройство рдбоч дет слелх кшим обризомЛлгоритм работы устройства Обеспечивает устранение систелатическо ошибки сле.жения (асимметрии), обусловленной здазЛыванием видеосигнала (фиг. 2), вносимого аналоговыми узлами устройства.,сля этого ввелены срелства, обеспечивакнцие увели.чение ллины обратного хола сканирующей апертуры нд величину с пропорциональную запаздыванию относительно точки, соответствующей моменту появления фиксационного им пульса рефлекса, совпалаюшего о времени с вершиной запаздывающего вилеоси гнал. Компенсация запаздывания продвижением апертуры на величину 1 осуществляется таким скачкообразным изменением тока в отклоняющих катушках на величину 1 в момент переключения координаты развертки, при котором апертура, двигаясь но кресту, нрохолит точно через центр изображения роговичного блика (фиг. 3),Определяют необходимую величину токовой добавки 1. Времени запаздывания 7 соответствует и шагов разверткиг = --Т(1)гле Т - периол генератора им пульсов опорной частты.Очевилны слелхюцие соотношения:--(3):игле Еоьо - смешение апертуры и ток отклонения, соответствующие времени запазлывдния;3Нщершакс, -ндибольцие величины числа в счст 8 , чиках блока развертки, а также соотвстствующих тока отклнения и величина отклонения апертуры;К 1,)х - КОЭффИЦИЕНт ЦИРРОаНДЛОГОВОГОи реобразо вани я.Преллагдемое устройство с точки зрения алгоритма, носчедовательности и моментов переключения элементов работает аналогично известному устройству Отличие заключается только в траектории движения центра сканирующей апертуры в режиме слеже. ния (фиг. 3), что обеспечивается введением блока0 коменсдции запаздывания видеосигнала. Этот блок обеспечивает скачкообразное изленение тока отклонения, а следовательно, скачкообразное перемецение апертуры на участке ЛВ (фиг. 3).Рассмотрим этот процесс с того момента,ког,сд аиер гура лвижс.1 ся Оризонтд.чьно От правого края зрачка ( фиг. 3) в обратном направлении. Лнертурд лоходит ло точки В реф50где лекса, которая была зафиксирована ранее на прямом ходе развертки фиксационным импульсом рефлекса (фиг. 2). В известном устройстве зпертл ра начинает двигаться с того момента вверх по вертикали, проходящей через точку В (фиг. 3). В предлагаемом устройстве происходит следующее. Сигналы на третьем и четвертом выюдах блока 5 управления (фиг. 1), Нроинвертировавшиеся в этот момент, переключают ключи 12 и 13 блока 1 О компенсации, причем ключ 12 выключается, а ключ 13 включается. При этом ток 1 от источника 11 компенсирующего сигнала отключается от второго входа суммирующего усилителя 14 канала координаты Х и подключается к второму входу суммирующего усилителя5канала координаты т.Это вызывает скачкообразный переход центра апертуры из точки В в точку Л, лежащую на вертикали, проходящей через центр изображения рефлекса (фиг. 3). Далее апертура от точки Л, совершая обратный ход, движется вверх, как и в известном устройстве, до появления заднего фронта ВИ зрачка (от верхнего края зрачка).Далее процессы протекают так же, как и в известном устройстве. Переключение апертуры при ее движении по вертикали происходит аналогично предыдущему. Когда апертура совершает обратный ход по вертикали (от нижнего края зрачка вверх на фиг. 3), сигналы ца третьем и четвертом выходах блока 5 управления вновь инвертируются, включая ключ 12 и выключая клктч 13. Ток 1 от источника 11 компенсирующего сигнала теперь добавляется к тому горизонтального отклонения и вычитается из тока вертикального отклонения. В результате центр зпертх ры скачком преходит из точки Л в точку В на горизонталь, проходящую через центр изображения рефлекса (фиг 3). Затем апертура перемещается горизонтально влево (фиг. 3) и далее процессы протекают, как и в известном устройстве. Грактически величина тока 10 может быть задана либо расчетным путем по формуле (3), либо. если величина С неизвестна, устанавливается при настройке предлагаемого устройства в ходе автоматического слежения за глазом плавной регулировкой выходного сигнала источника 1 компенсирующего сигнала до достижения максимальной амплитуды видеосигнала рефлекса на сигнальном выходе трубки 3 после чего выходной сигнал источника 11 фиксируется на весь срок эксплуатации предлагаемого устройства. Сумм и рук) шие усилители могут быть выполнены трехвходовыми в случае необходимости добавления токов смешения с целью расширения используемой рабочей зоны фотокатода передающей трубки.Устройство обеспечивает полнлю симмет рию (Относительно центра рефлекса) прислежении. Это позволяет осуществлять измерение направления взгляда при любых возможных скоростях движения человеческого глаза без каких-либо ограничений. Запаз дывацие 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 выполннять тонкии анализ динамических характеристик глазодвигательной системы человека- оператора.Полная независимость динамических характеристик предлагаемого устройства от 20 величины времени запаздывания видеосигнала позволяет использовать фильтр нижних частот в видеотракте (являющийся источником запаздывания) для уменьшения шумов телевизионной трубки и повышения точности измерений. Устройство для определения направления взгляда оператора по авт. св. М 100 с)418, 30 отличающееся тем, что, с целью расширениядиапазона исследований путем обеспечения возможности работы во всем физиологическом диапазоне скоростей движения глаза и устранения эксцентриситета следягцего растра, в него введен блок компенсации запаздывания видеосигнала, содержащий источник компецсирукщего сигнала, например источник тока, и по каждой из двух координат соединенные последовательно ключ и суммирующий усилитель, вторые входы сум мирующих усилителей соедин ны соответственно с координатными выхода чи 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 выходе которого величина компенсирующего сигнала 1 определяется по формхле К - коэффициент цифроаналоговогопреобразования блока развертки; Ср. - время запаздывания видеосигнала; Г - период импульсов генератора опорной частоты.491434 л 70 рая цГИГР ДЮ/ Тоаентария Иожени центра сканирую алерл 7 урю Коррс 1 олноста витедь Ь, фигТек рел И. ВереТираж 643венного кочитста но изобретениям и35, Москва, Ж 35, Ра инск,)н нзлате.)ьский кл)бинат 11 гг нг, г.,) ктор.1. Ьескнлсн)ье(ч нри 1 КН 1 13.4)5ч.), 1 агарнна, 1)