论文部分内容阅读
看过漫画里战斗机飞行员用眼睛来瞄准跟踪前来的飞弹吧，现在，眼睛真的可以用来控制一辆汽车了!
超人和X战警中的独眼龙都可以从眼中放出一道红光烧毁面前的障碍物，这位司机朋友要从眼睛里射出什么，才能控制汽车的方向呢?一场用眼睛控制汽车方向盘驾驶汽车的表演，让60多名来自世界各地的记者见识了这场近似狂想的游戏。
并不好看的头盔
2010年4月23日，柏林滕珀尔霍夫机场旧址，天气有些阴沉。
一切准备就绪，驾驶员缓步走向那辆改装后的拉力赛赛车。由于各式裸露在外的附加设备以及控制器主机，车内的空间有些拥挤。驾驶员拿起一顶样式古怪的头盔戴到头上，看起来像一位飞行员，或者说自行车运动员。驾驶员就位，记者们拥到车边，争先恐后地为这一瞬间留影。即便早已多次试验成功，在这样一个首次向全世界展示的舞台上，谁也不想有。‘丁点儿不尽人意的失误。驾驶员僵硬地扬了扬左手，看起来多少有些紧张。
在驾驶员登台亮相的背后，是负责人柏林自由大学的人工智能教授劳尔-罗哈斯(Raul Rojas)。他的小组与德国SMI公司合作，开发了一套名叫eyeDriver的软件。eyeDriver通过识别驾驶者眼球的移动信息，从而转化成控制信号，直接控制汽车的方向盘。眼球的移动信息如何才能准确获取?研究人员称，SMI公司研发的HED4装置可以用来检测和跟踪眼球的移动。关键就在于那顶看起来并不好看的头盔。
让飞行员动动眼睛就瞄准
罗哈斯教授兴致勃勃地说起了这个自行车头盔。它的选材以及结构设计并非随意而为，之所以利用这样的头盔，正是看重了其具有最为符合人体工程学的特点：将其戴在头上既不会感到压抑，又可以有效地安装设备。
现在的头盔上装有两个不大的摄像头，其中一个指向前方，称为“现场摄像头”，另一个对准驾驶员的眼睛，称为“眼球运动摄像头”。
“眼球运动摄像头”并非sMI公司首创。所谓“眼动仪”，即是用来捕捉并记录下眼动数据的仪器，早在20世纪60年代，随着摄像技术、红外技术和微电子技术的飞速发展，特别是计算机技术的运用，高精度眼动仪的研发发展得非常快。只是那时热衷于“眼动”的研究多是在心理学领域，用于事无巨细的记录下在不同的环境中，被测者眼动规律所表现出的心理内容。不过，这同样促进了“眼动仪”技术层面的发展。
在军事方面，“眼动仪”大大吸引了空军的兴趣。在空间狭窄的战斗机上，视觉跟踪系统研发成功后，便可与头盔瞄准器配合使用，能有效地扩大瞄准器的跟踪范围。但是这些应用只是着眼于某一部件的控制，而在eyeDriver，眼睛的直接控制对象变为了整个汽车，这对安全上的要求则更加严格。
真的不用手来开
现代眼动仪一般由4个部分组成，即光学系统、瞳孔中心坐标提取系统、视景与瞳孔坐标叠加系统和图像与数据的记录分析系统。
实现用眼睛操控汽车方向，第一要义是定位瞳孔位置，也就是说要让整个系统知道自己所要跟随的瞳孔到底在哪，又是如何运动的。这可以通过眼球运动摄像头发出的红外线定位完成。同时，现场摄像头将通过眼动运动摄像头确定的瞳孔位置，计算出驾驶者的观察点，以及该点的准确位置。随后便轮到eyeDriver软件的工作了，eyedriver定期接收这一系列数据，不断重新确定观察点位置，从而控制方向盘。
在表演现场，驾驶员渐渐地进入了状态。有志愿者称愿意做汽车的追逐目标，他在车前奔跑，突然一个急转，尾随其后的汽车也迅速做出了反应，就像用手操控的一样，现场的观众和记者都看得入了神。
“这辆车可以做到一切。”罗哈斯教授自豪地说。所谓的“一切”指的正是该车可以完全依靠人的眼睛操控，并且达到的效果和用双手完全一样，甚至于更加灵活。也就是说，如果认为它仅仅是一个方向导航系统，距离真正的“以眼代手”的设计理念便相差甚远了。
惊险的急刹车演出
eyeDriver系统并不是简单的数据收集传输系统，它掌管着汽车操作的所有环节。甚至可以称其为智能驾驶操作软件。与无人驾驶汽车的区别在于，它需要人发布最初级指令。可以这样说，eyeDriver系统是整部汽车的大脑，驾驶员是神经中枢，而HED4装置是这个智能家伙的眼睛。
有过驾车经验的人，想必都会提出一个相同的问题：人的眼睛在用手驾驶汽车的过程中并不是无事可做的，它起着极为关键的作用，那就是要无时无刻地观察路况。假若今后的汽车只是用眼睛操控，很明显眼睛的任务将成倍的增加，人真的可以应付得了吗?更何况如果刚好有位漂亮姑娘站在路边，那将有多少辆车情不自禁的冲向她呢?
罗哈斯教授决定再演示一个更刺激的节目，他让驾驶员坐到了副驾驶的位置上，汽车以直线方式前进。突然，罗哈斯教授跳到了车前不远的地方，现场一片惊叫，恐怕连毫无准备的驾驶员也被吓得不轻，更何况驾驶员坐在副驾驶的位置，根本不可能踩到刹车板。但刺耳的急刹车声瞬间响起，车尾冒出刹车留下的烟雾，所有目光注视着车头——没有血迹，教授在那里。
还是非常累眼睛
罗哈斯教授介绍，正是考虑到驾驶员不可能无时无刻的集中精力，而且驾车时经常会遇到突如其来的行人或者障碍物，因此在汽车上装有多个摄像头、激光扫描仪，以及GPS等众多智能驾驶设备，一旦有危险物体进入安全距离之内，汽车就会立刻做出相应的应急反应。也就是说这辆车可以有自动驾驶和眼睛导航两种驾驶模式，并且在紧急时刻可以及时转换。
虽然演示很成功，但罗哈斯教授仍表示在技术方面有许多需要深入完善之处。比如，现在的eyeDriver不能控制车速。而且，虽然驾驶者的眼睛可以当手用，不必再因为双手紧握方向盘时间过长而感到小臂酸痛，但眼睛长期处在高度集中、紧张的状态下，疲惫程度可想而知。
但劳尔·罗哈斯自信地表示，眼睛开车一旦完善，可以大幅度减少交通事故的发生，以及提高交通效率，因为眼睛在驾驶汽车方面比手更加安全、可靠、便利、轻松。
畅想一下，在未来的道路上，司机们都用眼睛来驾驶汽车，简单方便自然不言而喻。而且，司机们可以不用再被左舵驾驶、右舵驾驶所困扰，无论哪国人坐进车内，习惯在哪边开就可以坐在哪边开。害怕停车入位的新手只要看看后视镜，车尾就会跟着眼神钻进空档。毫无疑问，这对于肢体有残疾的人士将是最大的福音。
超人和X战警中的独眼龙都可以从眼中放出一道红光烧毁面前的障碍物，这位司机朋友要从眼睛里射出什么，才能控制汽车的方向呢?一场用眼睛控制汽车方向盘驾驶汽车的表演，让60多名来自世界各地的记者见识了这场近似狂想的游戏。
并不好看的头盔
2010年4月23日，柏林滕珀尔霍夫机场旧址，天气有些阴沉。
一切准备就绪，驾驶员缓步走向那辆改装后的拉力赛赛车。由于各式裸露在外的附加设备以及控制器主机，车内的空间有些拥挤。驾驶员拿起一顶样式古怪的头盔戴到头上，看起来像一位飞行员，或者说自行车运动员。驾驶员就位，记者们拥到车边，争先恐后地为这一瞬间留影。即便早已多次试验成功，在这样一个首次向全世界展示的舞台上，谁也不想有。‘丁点儿不尽人意的失误。驾驶员僵硬地扬了扬左手，看起来多少有些紧张。
在驾驶员登台亮相的背后，是负责人柏林自由大学的人工智能教授劳尔-罗哈斯(Raul Rojas)。他的小组与德国SMI公司合作，开发了一套名叫eyeDriver的软件。eyeDriver通过识别驾驶者眼球的移动信息，从而转化成控制信号，直接控制汽车的方向盘。眼球的移动信息如何才能准确获取?研究人员称，SMI公司研发的HED4装置可以用来检测和跟踪眼球的移动。关键就在于那顶看起来并不好看的头盔。
让飞行员动动眼睛就瞄准
罗哈斯教授兴致勃勃地说起了这个自行车头盔。它的选材以及结构设计并非随意而为，之所以利用这样的头盔，正是看重了其具有最为符合人体工程学的特点：将其戴在头上既不会感到压抑，又可以有效地安装设备。
现在的头盔上装有两个不大的摄像头，其中一个指向前方，称为“现场摄像头”，另一个对准驾驶员的眼睛，称为“眼球运动摄像头”。
“眼球运动摄像头”并非sMI公司首创。所谓“眼动仪”，即是用来捕捉并记录下眼动数据的仪器，早在20世纪60年代，随着摄像技术、红外技术和微电子技术的飞速发展，特别是计算机技术的运用，高精度眼动仪的研发发展得非常快。只是那时热衷于“眼动”的研究多是在心理学领域，用于事无巨细的记录下在不同的环境中，被测者眼动规律所表现出的心理内容。不过，这同样促进了“眼动仪”技术层面的发展。
在军事方面，“眼动仪”大大吸引了空军的兴趣。在空间狭窄的战斗机上，视觉跟踪系统研发成功后，便可与头盔瞄准器配合使用，能有效地扩大瞄准器的跟踪范围。但是这些应用只是着眼于某一部件的控制，而在eyeDriver，眼睛的直接控制对象变为了整个汽车，这对安全上的要求则更加严格。
真的不用手来开
现代眼动仪一般由4个部分组成，即光学系统、瞳孔中心坐标提取系统、视景与瞳孔坐标叠加系统和图像与数据的记录分析系统。
实现用眼睛操控汽车方向，第一要义是定位瞳孔位置，也就是说要让整个系统知道自己所要跟随的瞳孔到底在哪，又是如何运动的。这可以通过眼球运动摄像头发出的红外线定位完成。同时，现场摄像头将通过眼动运动摄像头确定的瞳孔位置，计算出驾驶者的观察点，以及该点的准确位置。随后便轮到eyeDriver软件的工作了，eyedriver定期接收这一系列数据，不断重新确定观察点位置，从而控制方向盘。
在表演现场，驾驶员渐渐地进入了状态。有志愿者称愿意做汽车的追逐目标，他在车前奔跑，突然一个急转，尾随其后的汽车也迅速做出了反应，就像用手操控的一样，现场的观众和记者都看得入了神。
“这辆车可以做到一切。”罗哈斯教授自豪地说。所谓的“一切”指的正是该车可以完全依靠人的眼睛操控，并且达到的效果和用双手完全一样，甚至于更加灵活。也就是说，如果认为它仅仅是一个方向导航系统，距离真正的“以眼代手”的设计理念便相差甚远了。
惊险的急刹车演出
eyeDriver系统并不是简单的数据收集传输系统，它掌管着汽车操作的所有环节。甚至可以称其为智能驾驶操作软件。与无人驾驶汽车的区别在于，它需要人发布最初级指令。可以这样说，eyeDriver系统是整部汽车的大脑，驾驶员是神经中枢，而HED4装置是这个智能家伙的眼睛。
有过驾车经验的人，想必都会提出一个相同的问题：人的眼睛在用手驾驶汽车的过程中并不是无事可做的，它起着极为关键的作用，那就是要无时无刻地观察路况。假若今后的汽车只是用眼睛操控，很明显眼睛的任务将成倍的增加，人真的可以应付得了吗?更何况如果刚好有位漂亮姑娘站在路边，那将有多少辆车情不自禁的冲向她呢?
罗哈斯教授决定再演示一个更刺激的节目，他让驾驶员坐到了副驾驶的位置上，汽车以直线方式前进。突然，罗哈斯教授跳到了车前不远的地方，现场一片惊叫，恐怕连毫无准备的驾驶员也被吓得不轻，更何况驾驶员坐在副驾驶的位置，根本不可能踩到刹车板。但刺耳的急刹车声瞬间响起，车尾冒出刹车留下的烟雾，所有目光注视着车头——没有血迹，教授在那里。
还是非常累眼睛
罗哈斯教授介绍，正是考虑到驾驶员不可能无时无刻的集中精力，而且驾车时经常会遇到突如其来的行人或者障碍物，因此在汽车上装有多个摄像头、激光扫描仪，以及GPS等众多智能驾驶设备，一旦有危险物体进入安全距离之内，汽车就会立刻做出相应的应急反应。也就是说这辆车可以有自动驾驶和眼睛导航两种驾驶模式，并且在紧急时刻可以及时转换。
虽然演示很成功，但罗哈斯教授仍表示在技术方面有许多需要深入完善之处。比如，现在的eyeDriver不能控制车速。而且，虽然驾驶者的眼睛可以当手用，不必再因为双手紧握方向盘时间过长而感到小臂酸痛，但眼睛长期处在高度集中、紧张的状态下，疲惫程度可想而知。
但劳尔·罗哈斯自信地表示，眼睛开车一旦完善，可以大幅度减少交通事故的发生，以及提高交通效率，因为眼睛在驾驶汽车方面比手更加安全、可靠、便利、轻松。
畅想一下，在未来的道路上，司机们都用眼睛来驾驶汽车，简单方便自然不言而喻。而且，司机们可以不用再被左舵驾驶、右舵驾驶所困扰，无论哪国人坐进车内，习惯在哪边开就可以坐在哪边开。害怕停车入位的新手只要看看后视镜，车尾就会跟着眼神钻进空档。毫无疑问，这对于肢体有残疾的人士将是最大的福音。