論文の概要: An Intelligent and Low-cost Eye-tracking System for Motorized Wheelchair
Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.02118v1
- Date: Sat, 2 May 2020 23:08:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-07 13:02:26.717032
- Title: An Intelligent and Low-cost Eye-tracking System for Motorized Wheelchair
Control
- Title(参考訳): 電動車椅子制御のための知的・低コストアイトラッキングシステム
- Authors: Mahmoud Dahmani, Muhammad E. H. Chowdhury, Amith Khandakar, Tawsifur
Rahman, Khaled Al-Jayyousi, Abdalla Hefny, and Serkan Kiranyaz
- Abstract要約: 本論文は、運動障害者が効果的かつ努力的に動く能力を回復させることで、運動障害者を支援するシステムを提案する。
システム入力は、視線方向を推定するために処理されたユーザの目の画像であり、車椅子はそれに応じて移動された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.3003775275716376
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In the 34 developed and 156 developing countries, there are about 132 million
disabled people who need a wheelchair constituting 1.86% of the world
population. Moreover, there are millions of people suffering from diseases
related to motor disabilities, which cause inability to produce controlled
movement in any of the limbs or even head.The paper proposes a system to aid
people with motor disabilities by restoring their ability to move effectively
and effortlessly without having to rely on others utilizing an eye-controlled
electric wheelchair. The system input was images of the users eye that were
processed to estimate the gaze direction and the wheelchair was moved
accordingly. To accomplish such a feat, four user-specific methods were
developed, implemented and tested; all of which were based on a benchmark
database created by the authors.The first three techniques were automatic,
employ correlation and were variants of template matching, while the last one
uses convolutional neural networks (CNNs). Different metrics to quantitatively
evaluate the performance of each algorithm in terms of accuracy and latency
were computed and overall comparison is presented. CNN exhibited the best
performance (i.e. 99.3% classification accuracy), and thus it was the model of
choice for the gaze estimator, which commands the wheelchair motion. The system
was evaluated carefully on 8 subjects achieving 99% accuracy in changing
illumination conditions outdoor and indoor. This required modifying a motorized
wheelchair to adapt it to the predictions output by the gaze estimation
algorithm. The wheelchair control can bypass any decision made by the gaze
estimator and immediately halt its motion with the help of an array of
proximity sensors, if the measured distance goes below a well-defined safety
margin.
- Abstract(参考訳): 開発途上国34か国と156か国で、世界人口の1.86%を占める車椅子を必要とする障害者は約1億3200万人いる。
また、運動障害に関連する疾患に苦しむ人が数百万人いるため、手足や頭の動きを制御できないことがあり、アイコントロール型電動車椅子を他人に頼らずに、効果的かつ無力に運動できる能力を回復し、運動障害のある人を支援するシステムを提案する。
システム入力は、視線方向を推定するために処理されたユーザの目の画像であり、車椅子はそれに応じて移動された。
この偉業を達成するために、4つのユーザ固有の手法が開発、実装、テストされ、いずれも著者が作成したベンチマークデータベースに基づいており、最初の3つのテクニックは自動で相関を採用し、テンプレートマッチングの変種であり、最後の1つは畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を使用している。
精度とレイテンシの観点から各アルゴリズムの性能を定量的に評価する指標を算出し,全体の比較を行った。
cnnは最高性能(99.3%の分類精度)を示し、車椅子の動きを指示する視線推定器の選択モデルとなった。
室内と屋外の照明条件を99%の精度で変化させた8名の被験者に対して注意深く評価した。
これにより、視線推定アルゴリズムによって出力される予測に適応するために電動車椅子を改造する必要が生じた。
車椅子制御は、計測された距離が適切に定義された安全マージン以下であれば、視線推定器によって決定された任意の決定を回避でき、近接センサーのアレイの助けを借りて即座に動きを停止することができる。
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