借力Zynq SoC視線跟蹤從輔助技術(shù)成為主流技術(shù)

本文談到的技術(shù)是視線跟蹤技術(shù)，和EyeTech Digital Systems公司的眼動儀類似，其看似簡單：即找出視線的聚焦點但很復(fù)雜。自1901年這項技術(shù)發(fā)明以來有有百年歷史，近二十年來，EyeTech一直處于該領(lǐng)域最前沿。下面是EyeTech的視線跟蹤流程：

最初，EyeTech使用商業(yè)模擬攝像機和電腦，創(chuàng)建一個“窗口鼠標”，來控制眼睛定位。EyeTech眼球追蹤技術(shù)從瞳孔位置確定視線方向，從人類角膜確定850納米紅外光線。這項技術(shù)最初是為殘疾用戶發(fā)明的，幫助他們更充分地與外界交流。包括由ALS，腦癱，肌肉萎縮癥、脊髓損傷、創(chuàng)傷性腦損傷，和中風引起的殘疾病人。因為目光追蹤定位科技，受到這些疾病干擾的人的生活有了質(zhì)的飛躍。EyeTech網(wǎng)上有一系列推薦視頻。

然而輔助技術(shù)市場的規(guī)模相對較小，EyeTech的創(chuàng)始人羅伯特沙普意識到：如果能降低實施成本，規(guī)模，和能耗，這項技術(shù)可能有更龐大的潛在用戶群。下面是沙普的目標：

獨立操作（不需要電腦的）

“緊湊型”大小

低功率（《 5 w）

成本低（《 200美元）

優(yōu)越的目光追蹤定位能力

多操作系統(tǒng)支持

現(xiàn)場升級

合理的開發(fā)時間和成本

對于典型的嵌入式系統(tǒng)，這些都不算困難。但當算法需要用電腦進行負載處理時，這些目標就存在設(shè)計上的重大挑戰(zhàn)。毫無疑問，如果能找到一個有足夠的處理功率的設(shè)備，沙普和他的團隊就會使用單片機。面對現(xiàn)有的x86處理器PC級別代碼，顯然上述設(shè)想不易實現(xiàn)。

沙普了解到Xilinx Zynq SoC是合適的設(shè)備項目。Zynq SoC芯片上，雙核ARM cortex - a9 MPCore處理器可以運行現(xiàn)有的基于電腦的代碼，重新編譯并提供一個可操作的系統(tǒng)。然后，為加速代碼的各個部分，沙普的團隊工作績效最差任務(wù)的交給Zynq SoC芯片上的PL（可編程邏輯）。移植代碼花了兩年時間，工程師團隊從兩人到四人，他們利用兼職時間研究項目。

最終，可以跟蹤的項目能使產(chǎn)品凝視幀速率從40上升到到200 +幀/秒。許多視線跟蹤應(yīng)用程序可以適應(yīng)較慢的幀速率，但某些應(yīng)用程序（如測試腦損傷）需要較快的幀速率和一個精確的結(jié)果。

這是AEye的印刷電路板

這是一個相當小的電路板！ Zynq Z-7020 SoC寬度17毫米，電路板僅略高于Zynq SoC套裝軟件。注意上圖右邊美國硬幣，可以進行尺寸估計。這里有一個AEye板的硬件框圖：

這是EyeTech如何給Zynq SoC的處理系統(tǒng)和可編程邏輯分配任務(wù)：

沙普指出，由于硬件和軟件的劃分不絕對，Zynq SoC中高性能處理系統(tǒng)和可編程邏輯的實用性有助于創(chuàng)造理想的快速開發(fā)環(huán)境。設(shè)計團隊要想實現(xiàn)比200 fps幀速率更高標準，就必須將任務(wù)從處理系統(tǒng)移動到可編程邏輯。

視線跟蹤技術(shù)如何成為主流每輛車的視線跟蹤系統(tǒng)幫助對抗司機疲勞;通過化學誘導(dǎo)使注意力集中，幫助人們減少分散在手機、平板電腦上的注意力。如果證明有效，保險公司可能立刻會游說新車主安裝跟蹤系統(tǒng)。這是科幻小說里才出現(xiàn)的場景嗎看看這個Mesa， AZ電視新聞頻道3的視頻。