眼动跟踪是一种新的人机交互方式,其原理是通过检测人眼的状态与特征来定位视线,并通过眼部动作实现控制。随着智能家居的快速发展与普及,将眼动跟踪技术融合进智能家居也成为近些年的研究热点。基于眼动跟踪的交互方式具有非接触、低干扰等优点,在智能家居控制领域,将会有广阔的应用前景。本文设计的基于眼动跟踪的智能家居控制器,依据角膜瞳孔反射原理,采用SOPC技术,选取FPGA作为控制核心,并结合图像处理技术,实现对智能家居的眼动控制。系统算法设计方面,首先设计了眼部识别算法,在人脸红外图像中识别并定位眼部区域;其次设计了视线识别算法,其对眼部灰度图像依次进行图像分割、边缘检测、椭圆拟合等处理,分别求出瞳孔和光斑的中心坐标;之后设计了视点映射算法,建立人脸图像坐标系与显示屏坐标系间的映射函数,计算出视点在显示屏上的显示位置;此外本文还设计了眨眼检测算法,用来实现人机交互。功能模块设计方面,设计了图像采集模块,图像显示模块,通信模块和SOPC模块。图像采集模块包含红外照明单元和摄像头模组。红外照明单元提供近红外光,摄像头模组为系统提供视频流数据。图像显示模块使用集成了D/A的VGA显示器来显示视点信息和交互界面;以SDRAM作为显存,用来存储图像信息。通信模块通过GPIO与FPGA相连,以红外线为载体发送控制信号。SOPC模块作为系统的核心,以Quartus II开发环境提供的Nios II内核作为CPU,实现图像处理算法。系统测试结果表明,本文设计的基于眼动跟踪的智能家居控制器系统资源占用率低至11%,准确度超过90%,不仅实现眼动跟踪与控制,还留有足够的系统资源来进行后续的功能开发,达到了精度高、可扩展的设计要求。