Studio di fattibilità su un sistema di eye tracking in tempo reale mediante elettrooculografia

Abstract

Il presente elaborato descrive lo sviluppo di un sistema di tracciamento oculare basato su elettrooculografia (EOG), progettato per stimare in tempo reale la direzione dello sguardo mediante l’utilizzo di un dispositivo EEG actiCHAMP. Il lavoro, interamente svolto in prima persona, ha previsto la progettazione e realizzazione di una pipeline completa, dalla fase di acquisizione alla visualizzazione dei dati, integrando strumenti in MATLAB e uno studio preliminare su un’interfaccia standalone in C++ per l’ottimizzazione delle prestazioni. Sono state sviluppate due strategie di calibrazione — statica e dinamica — per affrontare le principali problematiche legate al drift, agli artefatti e alla non linearità del segnale. Il sistema implementato, sebbene limitato dalla latenza intrinseca della comunicazione TCP/IP tramite l’interfaccia RDA, ha dimostrato buona accuratezza, soprattutto nella componente orizzontale, e una latenza media inferiore a 150 ms, risultando idoneo a molte applicazioni interattive. Il progetto si propone come base per sviluppi futuri pi`u performanti, anche grazie all’utilizzo dell’SDK C++ ufficiale Brain Products, che consentirebbe l’accesso diretto all’amplificatore. L’intera attivit`a evidenzia la fattibilit`a e l’efficacia di un sistema di eye tracking economico, accessibile e personalizzabile, pensato per contesti sperimentali, didattici e assistivi, sfruttando tecnologie gi`a presenti in laboratorio.

This paper describes the development of an eye tracking system based on electrooculography (EOG), designed to estimate in real time the direction of the eyes by using an actiCHAMP EEG device. The work, entirely done in person, involved the design and implementation of a complete pipeline, from the acquisition phase to data visualization, Integrating tools in MATLAB and a preliminary study on a standalone interface in C++ for performance optimization. Two calibration strategies - static and dynamic - have been developed to address the main problems related to drift, artifacts and signal nonlinearity. The implemented system, although limited by the inherent latency of TCP/IP communication via the RDA interface, has shown good accuracy, especially in the horizontal component, and an average latency below 150 ms, making it suitable for many interactive applications.