眼-机交互技术作为人机交互的一个重要分支,在助老助残、车辆辅助驾驶、人因分析、虚拟现实和军事等领域具有非常重要的研究和应用价值。随着嵌入式软硬件技术的发展,现阶段的眼-机交互装置所使用的处理器在处理能力及运算速度方面稍有不足,同时在便携式、可穿戴性等方面难以满足野外复杂战场环境的使用,从眼-机交互装置的发展趋势来看,眼-机交互装置逐步向小型化、智能化、可穿戴式的方向发展。针对军事领域野外战场环境的复杂性,便携式的眼-机交互装置能够有效提高武器系统的智能化水平,对于增强士兵的战场生存能力具有非常重要的意义,本论文基于ARM处理器高性能、低功耗、系统软硬件可裁剪的特性,以嵌入式计算机模块SOM-RK3399为硬件平台,设计了一种基于嵌入式设备的可穿戴式眼-机交互接口装置。首先,本论文通过查阅相关文献,总结现阶段眼-机交互装置的优势及不足,归纳了现阶段嵌入式技术的发展现状,提出一种以头盔式头戴设备和红外摄像头作为前端采集装置,以嵌入式计算机模块SOM-RK3399作为后端数据处理平台的小型化、便携、可穿戴式眼-机交互接口方案。并且从硬件层,操作系统层,应用软件层描述了眼-机交互接口装置的整体架构和工作流程。配置硬件系统初始化文件BootLoader,在Linux kernel中配置(Video for Linux 2)V4L2,LCD等驱动,通过Buildroot配置包含有QT和OpenCV库的根文件系统,搭建了眼-机交互接口装置工作的嵌入式操作系统。其次,基于嵌入式操作系统,详细阐述了基于V4L2架构的视频图像采集流程和编程时的相关参数设置。研究了本论文在图像采集时不同图像格式的转换关系。在获取到人眼图像后,制定了眼-机交互接口装置眼动信息采集的流程。最后,根据设计方案,搭建眼-机交互接口硬件装置,在硬件装置中移植基于二维点集的椭圆拟合自适应瞳孔检测算法。实验结果表明,对于分辨率为320×240,30fps/s的视频流图像,基于二维点集的椭圆拟合自适应瞳孔检测算法通过OTSU阈值计算,图像二值化,开、闭运算,边缘检测,椭圆拟合等步骤可以实现人眼图像的实时检测定位,且平均检测时间为7.2ms/fps。