归档资料，核准通过。未经允许，请勿外传！XX市科技攻关计划项目可行性研究报告 基于眼动关键技术研究与设备研发 项目名称： 申报单位： XX市科学技术研究院 组织部门： XX市科学技术委员会 XX市科学技术委员会二一一年四月制编 写 说 明1“项目可行性研究报告”编写要求：（1）总体目标集中、明确、可考核，要充分考虑经济、技术等方面的可行性；（2）研究任务和内容重点突出，课题设置合理，各课题之间关联度高；（3）所选的技术路线切实可行，关键点突出、有所创新；（4）配套条件落实，关联行动要明确与重大工程、基地建设及相关计划（工作）的衔接、配套；（5）管理措施具体，项目的管理方式及招投标等符合项目的特点；（6）经费预算根据充分，支出合理符合有关规定，配套经费落实；（7）相关证明文件等附件齐全。2报告涉及到外文缩写要注明全称。3本报告规定为A4，内容一律用4号宋体字打印，标题用4号黑体字打印，一式七份。基于眼动关键技术研究与设备研发 项目可行性研究报告目 录一、项目摘要3二、项目的意义和必要性52.1项目的意义和必要性52.2国内外现状和技术发展趋势72.3市场需求分析10三、项目的基础条件113.1项目承担单位、合作单位及合作模式113.2项目的前期工作基础、技术基础及工作情况123.3国内在该技术领域的专利情况123.4试验及示范基地情况183.5产学研结合情况及研究开发队伍19四、项目攻关总体目标，实施年限，具体的考核指标214.1项目攻关总体目标214.2项目实施年限及年度计划安排224.3项目考核指标24五、项目的主要研究内容，课题设置方案及承担单位选择方式245.1项目的主要研究内容245.2课题设置方案及承担单位选择方式25六、项目的主要技术特点和创新点，关键技术内容，项目实施的技术、工艺路线，可能取得的专利（尤其是发明专利和取得国外专利）及知识产权分析266.1主要技术特点266.2主要技术创新点266.3关键技术内容276.4实施技术路线286.5知识产权分析与可取得专利33七、项目的关联行动：相关的基本建设、技术改造、技术引进、国际合作等落实情况，与其它相关市级科技计划（工作）、项目的衔接和分工，项目的组织管理措施，其它必要的支撑和配套条件（如基地、示范点、技术或工程依托等）落实情况337.1与其它相关市级科技（计划）项目的衔接和分工347.2项目的组织管理措施347.3项目的必要支撑和配套条件落实情况35八、项目总投资预算，资金筹措及来源渠道358.1项目总投资预算358.2项目资金筹措及来源36九、项目预期成果的经济、社会、环境效益分析，与国内外同类产品或技术的竞争力分析，成果应用和产业化前景分析379.1项目预期成果的经济、社会和环境效益分析379.2与国内外同类产品或技术的竞争力分析379.3项目预期成果的应用和产业化前景分析39十、项目的风险分析，含技术、市场的风险分析39十一、其它需要说明的事项40- III -基于眼动关键技术研究与设备研发 项目可行性研究报告一、项目摘要（1）总体目标探索自然和谐的人机关系已成为计算机研究的一个重要领域，自然、高效、智能化的人机交互界面是当今计算机发展的重要趋势。视线应用于人机交互具有直接性、自然性和双向性特点，这也是眼动技术应用于人机交互特有优势。通过本项目的实施，应用、完善眼球识别及高速眼动跟踪核心关键技术，实现视觉指示模块化、微型化，研发出一系列具有自主知识产权的智能化人机交互系统设备，探索下一代电脑多通道人机交互系统应用模式。具体目标为： 开发视线跟踪（又称眼睛瞄准系统或视觉跟踪）应用系统。 研发眼控笔记本产品原型（2）研究内容 提出微型视线跟踪器系统架构； 攻克一系列系统集成技术，包括视线跟踪模块、输出显示模块、后台信息服务相关设备； 研发出服务平台系统和视觉交互信息终端。 视觉定标模式及眼动模式识别与交互功能定义；（3）关键技术 基于视频分析的高速眼动跟踪技术； 眼部特征快速分析的视线指示技术； 交互功能模块微型化技术。（4）技术创新 提出下一代电脑多通道人机交互系统架构，实现系统架构创新； 制定多通道人机交互系统的数据传输协议和接口标准，实现标准创新； 攻克视线跟踪模块、输出显示模块和信息服务相关设备集成技术，实现系统集成创新。（5）基础条件本项目依托单位XX市科学技术研究院是XX市政府批准成立的正厅级事业单位，是集研究开发、技术转移、成果转化、人才培训和国际交流为一体的工业技术的综合研究机构，是XX市组建的最大的科学研究和科技创新服务机构。为项目的顺利实施提供充足基础条件。同时，目前,我们的核心技术形成了系列化的原型应用，从2007年开始应用在临床医学眼球震颤检查，2008年应用到临床医学色素变性病人瞳孔光反射检查。在技术上准备充分，为项目的顺利实施提供保证。（6）经费预算项目预算资金95万元。其中试制设备15万元，材料费15万元，测试化验加工费8万元，燃料动力费2万元，差旅费6万元，会议费6万元，国际合作与交流费3万元，出版/文献/信息传播/知识产权事务费5万元，劳务费10万元，专家咨询费3万元，管理费7万元。计划申请市科委资助60万元。项目经费科目及预算细则参见项目预算书。（8）市场前景我国笔记本产品市场需求巨大、稳定，拥有千亿级市场规模；视觉跟踪系统，可以广泛应用于军事领域的预警、火控、制导，特种行业的目标指认（指示）及远程行动指挥交互，拥有千亿级市场规模，产业前景可观。 （9）项目成果项目可获得国家专利至少3项，软件著作权至少2项；发表学术论文至少2篇；建立实验验证系统2个。（10）项目效益项目研究可获得眼动技术在笔记本人机交互及视线指示行业应用若干关键共性技术突破；项目研究将促进人机交互领域的技术进步和多学科技术交叉形成；项目研究可获得自主知识产权，推动新型人机交互设备商品化，对促进XXIT制造中心的战略性产业发展具有重要意义。（11）风险分析该项目核心技术为公司专业自有知识产权技术，专业性强，可模仿性较差，可形成一定技术壁垒，保障长期的收益，核心技术相对成熟，硬件模块化加工门槛不高。因此，抗风险能力较强。（12）结论与建议项目研究立题新颖，内容明确，重点突出，技术可行，预期成果显著，产业前景可观，建议立项支持。二、项目的意义和必要性2.1项目的意义和必要性1. 项目研究符合国家和XX市中长期科学技术发展规划，符合“XX打造西部IT制造业高地”兴新战略性产业发展计划本项目以“基于眼动关键技术研究与设备研发”为题，具体涉及视线跟踪（又称眼睛瞄准系统或视觉跟踪）应用系统设计开发和眼控笔记本产品原型研发。针对特种行业人机交互应用及通用民用级眼控笔记本产品，通过若干关键技术攻关，一系列应用样机与软件系统，建立示范工程，并推进产业化发展。本项目研究符合国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）的重点领域及其优先主题中“传感器网络及智能信息处理”之国家重点鼓励的产业发展政策；本项目研究也符合XX市中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）的重点领域及其优先主题中“下一代网络与通信技术”之重点鼓励的产业发展政策。综上所述，本项目研究符合国家和XX市的中长期科学技术发展规划，符合“国家新兴战略性产业发展规划，符合XX市西部制作高地的战略性产业发展规划。2. 项目研究可获得眼动技术在眼控笔记本和多个专业领域的商用化关键共性技术突破本项目旨在通过深入研究眼动技术与人机交互技术现状、发展趋势、面临的问题和关键技术，利用产业政策优势和技术上国际同发优势，结合项目研究团队较好的前期研究基础，实现眼动技术在视觉指示应用领域的商用化的关键技术突破。技术的突破体现在：（1）提出微型视线跟踪系统架构：本项目将构建一种微型的、能快速商品化应用视线跟踪体系架构，建立开放性的应用协议和标准接口。（2）攻克一系列系统集成技术，包括视线跟踪模块、输出显示模块、后台信息服务相关设备。本项目将深入研究多种人机交互的应用需求，结合相关领域内的技术标准，研究一种低成本、高可靠、高精度的眼动跟踪模块，满足商用化视觉指示系统和眼控笔记本的实用性。综上所述，本项目研究将获得眼动技术人机交互应用的关键共性技术的突破，使视觉指示系统和眼控笔记本系统达到实际商用化水平。2.2国内外现状和技术发展趋势视觉跟踪的研究和应用在国内发展比较缓慢，国外研究与报道相对较多。人眼视线方向的估计方法分为两种主要研究方向。一是基于神经网络；二是眼部特征分析。一般情况下基于神经网络来估计视线方向具有较高的精度和实时性，但是通用性较差，因为当环境改变时需要重新建立网络模型。基于眼部特征分析的方法，利用立体视觉的原理，可以比较精确地获取眼睛部位的三维信息，从而得到眼球的偏转角度和视线方向。目前，主要检测方法及其特点比较结果如表l所示。这些方法都需要借助图像处理这个工具来完成视线输入方向的识别 。目前掌握眼动跟踪核心技术并能达到产品化应用要求的在国际上有几个重要的对手:Eyelink(加拿大),Asl(美国),SMI(德国)Tobii(瑞典)。 其中,Eyelink在主要定位于基础研究领域，高速处理方面相对领先,可以达到每秒1000 次跟踪处理,但其缺陷在于高昂的价格和较低的图像分辨率; ASI 已经具备较成熟的追踪系统，主要应用于心理学研究和用户视觉行为分析，稳定性方面表现不很优秀；德国SMI公司的视线跟踪产品也具备了很高的技术含量，该公司的产品主要应用于教育科研、体育科研和医疗诊断领域；以色列也有该技术，主要应用于战斗机瞄准指示设备。产品EYELINKASLSMI我方原型处理速度(次/秒)500-200060-12060-120500-1000有效图像分辨率400x 300600x480600x4801024x768抗干扰性优良优优业界动态与应用苹果2008年收购了Tobii Technology公司,交易价格2150万美元。Tobii主要拥有一个眼球跟踪器的技术,可以嵌入设备中观察用户在应用程序和网站上的视觉焦点,苹果可能会将这一技术加入其消费电子产品中,帮助用户用更简单的方式来读取屏幕上的信息,包括台式机,笔记本甚至是iPhone手机。英国飞行国际网站2008年8月27日报道 埃尔比特系统公司正在开发眼球跟踪技术，以参加增强战斗机飞行员头盔显示系统项目的竞标。埃尔比特公司称，目前典型的头盔视场是2040，如果敌军的飞机在此范围之外，则限制了头盔瞄准武器的能力，尽管飞行员能够看到它们。埃尔比特公司的解决方案是：在其未来头盔系统内综合一个跟踪设备，通过飞行员眼睛控制的红外光线跟踪敌机。该系统随后再通过处理其反射光线，探测眼睛所看到的地区，这样使瞄准视场拓宽至少15%。