eyeMario – 利用眼球運(yùn)動(dòng)控制電子游戲
http://www.robotsky.com來源:NI  時(shí)間:2011-05-04 評(píng)論

本項(xiàng)目的目的是為了僅利用眼球運(yùn)動(dòng)控制任天堂游戲機(jī)(Nintendo Entertainment System)。因此,需要使用稱之為眼動(dòng)電圖描記法(EOG)的技術(shù)讀取眼睛位置,并且通過與NES標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口,模擬游戲控制器。為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)任務(wù)要求的多樣性,選擇National Instruments的 Singleboard RIO作為系統(tǒng)控制器。

概述

本項(xiàng)目的目的是為了僅利用眼球運(yùn)動(dòng)控制任天堂游戲機(jī)。因此,需要使用稱之為眼動(dòng)電圖描記法(EOG)的技術(shù)讀取眼睛位置,并且通過與NES標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口,模擬游戲控制器。為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)任務(wù)要求的多樣性,選擇National Instruments的 Singleboard RIO作為系統(tǒng)控制器。

系統(tǒng)概述

位于臉上眼睛周圍的電極把較小的電信號(hào)輸入至在NI Singleboard RIO 子卡上定制的隔離模擬輸入電路。所有處理過程在NI Singleboard RIO上完成并且信息以數(shù)字形式回傳至控制任天堂游戲機(jī)的子卡上。

電極

電極用于探測出現(xiàn)在眼睛內(nèi)的非常小的電信號(hào)?;F盧實(shí)驗(yàn)室(Waterloo Labs)團(tuán)隊(duì)使用Ambu Blue Sensor N 濕式電極。通過使用濕式電極,導(dǎo)電材料被用于減低皮膚的電阻并且提高導(dǎo)電性。

這些電極按照菱形圖案放置在眼睛的周圍,使用眼動(dòng)電圖描記法(EOG)檢測眼睛當(dāng)前位置。通過獲取水平電極和垂直電極之間的電壓差,確定眼睛的位置。另外,把接地參考電極放置在頸部,用于過濾掉所有與眼睛位置無關(guān)的基本生物電活動(dòng)。

隔離電路

如上所述,使用濕式電極降低皮膚的自然電阻,提高導(dǎo)電性。不幸的是,這在改進(jìn)測量的同時(shí),也會(huì)削弱人體對(duì)外部電擊,如測量電路的浪涌的防御力。為了防止測試對(duì)象遭受可能出現(xiàn)的致命電擊,所以使用隔離電路。

NI Singleboard RIO

在信息通過隔離模擬輸入電路被數(shù)字化之后,信息會(huì)傳遞給NI Singleboard RIO,以供分析。RIO上的FPGA最初會(huì)獲取信息,然后通過DMA轉(zhuǎn)移至內(nèi)置實(shí)時(shí)控制器(Real Time Controller)進(jìn)行處理。

然后,把水平和垂直眼睛位置信號(hào)與預(yù)置閾值做比較。如果測量的信號(hào)超過閾值,會(huì)觸發(fā)控制器指令并且送回至子卡,以控制任天堂游戲機(jī)。例如,如果測試對(duì)象明顯看向左邊,與左邊按下的按鈕對(duì)應(yīng)的數(shù)字線路會(huì)起作用并且分配給子卡,從而傳送到游戲機(jī)。

任天堂

任天堂控制器基本上是一個(gè)串行連接8條數(shù)據(jù)線的移位寄存器,每條數(shù)據(jù)線都與控制器上的一個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)。所有這些都通過往返任天堂游戲機(jī)的信號(hào)(例如鎖存器和時(shí)鐘信號(hào))完成。通過在子卡上進(jìn)行重新構(gòu)建并且用數(shù)字線路替代控制器按鈕,團(tuán)隊(duì)可以成功控制任天堂游戲機(jī)。