针对现有头戴式手术照明灯外观比较笨重,使用时受导线长度、设备体积和重量等因素的影响,需手动调节等不足,因此提出一种基于眼动跟踪技术的头戴式手术照明灯,该设备不仅能实时追踪医生视线、快速调整照明方向、达到“灯随眼动”的效果,而且能够调节灯的亮度,更好的帮助医生完成手术。眼动跟踪技术是通过一系列的算法实现人眼注视点信息的获取。它是一种新的人机交互方式,相比其他的交互方式,眼球运动门槛比较低,不需要其他的外部设备,受环境影响小,应用场景不受限制比较人性化,眼动交互技术比较符合人的直觉。医用头戴式眼动控制手术照明灯选取眼部瞳孔中心为特征进行跟踪的实现方案,该方案通过捕获监控场景中的眼动信息实现对灯照射方向的调节。本系统设计以Altera Cyclone Ⅳ代现场可编程门阵列(FPGA)芯片作为主控制器,结合自主设计的眼动控制算法,用于实现眼部瞳孔的检测和视线的识别跟踪。首先,FPGA通过中值滤波算法对眼部图像的进行去噪处理,其次,采用阈值分割技术提取出瞳孔的有效区域,再次,采用重心法提取出瞳孔的有效区域的中心坐标,然后,通过帧差法实现视线的实时跟踪,最后完成眼动控制算法的设计。本系统的硬件设计主要由四部分组成,分别是图像采集模块、FPGA主控模块、电机驱动模块和LED控制模块。系统工作时,通过图像采集模块实时采集用户眼部图像并传输至FPGA主控模块完成眼动控制算法处理,并调节电机驱动模块以及LED控制模块,最终实现基于眼动控制的手术灯的设计。实验结果表明,视线跟踪精度达到92.1%,系统资源消耗率为32%。因此,该方案能够对眼部运动进行实时的检测与追踪,能够达到系统高精度、低功耗的要求,对基于眼动跟踪技术的人机交互系统的实现具有很好的推动及指导意义。