一种人的视觉频率测量方法与设备
阅读：1031发布：2020-08-15
专利汇可以提供一种人的视觉频率测量方法与设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种人的视觉 频率 测量方法，采用控制 电机 驱动旋转 叶片 转速的方法进行人的视觉频率测量，在电机驱动的旋 转轴 直接均匀安装叶片或圆盘画出能分辨叶片或 旋转轴 上固定的 法兰 上均匀安装叶片，叶片的数量、形状及 颜色 可选，叶片的数量为N时；逐渐增大调整电机转速时，当观察者看见叶片固定在某些 角 度、不旋转，此时观察者处于视觉频率共振，叶片转速为n rpm，人的视觉频率＝n/60×N，叶片的数量为N，N为小于20大于2的整数。本 发明 的巧妙设计，视觉频率测试时不 接触 人体，应用同步技术来测试人的视觉频率。可应用以下几个方面：最新的视觉研究改写了“视觉原理”教课书；应用在脑电 诱发电位 研究中。应用在 人工智能 的研究中。，下面是一种人的视觉频率测量方法与设备专利的具体信息内容。
1.一种人的视觉频率测量方法，其特征是，采用控制电机驱动旋转叶片转速的方法进行人的视觉频率测量，在电机驱动的旋转轴直接均匀安装叶片或圆盘画出能分辨叶片或旋转轴上固定的法兰上均匀安装叶片，叶片的数量、形状及颜色可选，叶片的数量为N时；逐渐增大调整电机转速时，当观察者看见叶片固定在某些角度、不旋转，此时观察者处于视觉频率共振，叶片转速为n rpm，人的视觉频率＝n/60×N。
2.根据权利要求1所述的人的视觉频率测量方法，其特征是，叶片的数量为N，N为小于
20大于2的整数。
3.根据权利要求1或2所述的人的视觉频率测量方法，其特征是，观察者能够两次获得人的视觉频率共振状态。
4.根据权利要求1或2所述的人的视觉频率测量方法，其特征是，每次调速幅度连续或间隔至0.2-5rpm。
5.人的视觉频率测量装置，其特征是，包括在圆周分布的叶片、微处理器，控制调频、伺服电机及与之匹配的变频或伺服驱动器相连；伺服驱动器或变频控制器与微处理器的一个串行口相连。单片机编程通过伺服量或频率量的增加或减少逐级得到叶片转速的0.2-5rpm的增加或减少；电机驱动的旋转轴直接均匀安装叶片或圆盘画出能分辨的叶片或旋转轴上固定的法兰上均匀安装叶片，叶片的数量为N。
6.根据权利要求5所述的人的视觉频率测量装置，其特征是，N为小于20大于2的整数。
7.根据权利要求5所述的人的视觉频率测量装置，其特征是，微处理器(单片机)的一个中断口接红外接收器；单片机的RC口接数码显示器的数据输入口，单片机的RD口接数码显示器的位输入口。单片机通过红外接收器接收红外遥控器发来的指令，根据指令，通过串行口向伺服驱动器发出转速参数，从而调变电机的转速。同时，单片机将电机转速送数码显示器显示。
8.根据权利要求5所述的人的视觉频率测量装置，其特征是，单片机通过红外接收器接收红外遥控器发来的指令，根据指令，通过串行口向伺服驱动器发出转速参数，从而调变电机的转速。
9.根据权利要求8所述的人的视觉频率测量装置，其特征是，红外遥控器包括如下按键；
1)+5rpm：快进键，电机转速每秒钟增加5转；
2)-5rpm：快退键，电机转速每秒钟下降5转；
3)+0.2rpm：慢进键；电机转速每秒钟增加0.2转；
4)-0.2rpm：慢退键；电机转速每秒钟下降0.2转；
5)hold：保持键；电机转速保持不变；
6)ini：初始化键；电机转速初始化；
7)fre/rpm：频率/转速显示切换键；
8)shift：高四位/低四位显示切换键。
10.根据权利要求5所述的人的视觉频率测量装置，其特征是，伺服电机1的型号为：
DORNA 60DNMA2-0D20DKAM伺服驱动器2的型号为:DORNA EPS-BS-0D20AA，单片机4的型号为：PIC18F45K80。数码显示器5的型号为:CPS08041CR。红外接收器6的型号为：HX1838光电子接收器。
一种人的视觉频率测量方法与设备
技术领域
背景技术
[0002] 人们经常看到这样的现象，当小轿车由停止状态开始加速前行，小轿车的轮胎转速越来越快时，它旁边的观察者看见：在某些转速下，小轿车的轮毂(或轮胎)顺时针旋转，在另外某些转速下，小轿车的轮毂逆时针旋转。由此推理，在某些转速下，观察者就会看见小轿车的轮胎不转。事实上，小轿车在前行的过程中，轮胎应该始终是一个方向(顺时针)旋转的，而观察者看见轮胎的转向与轮胎的转速有关联。显然，这是视觉错觉。
[0003] 自然界及生命科学中的频率现象是很多的。根据不同的情况，人们研制了相应的传感器和测试方法来测量其频率特性。示波器，例如：泰克(Tektronix)示波器，只有在将各种信号转换成电信号，并将该电信号连到示波器的探头上，示波器才能测试出信号中的频率参数。目前，没有任何探头能将人的视觉频率信号转换成电信号，因而，无法使用示波器测试人的视觉频率。再如心电图机，例如：ECG-1350P心电图机，通过探头接触人体特定的部位才能测试出人的心率。
[0004] 目前，尚没有发现对人体视觉频率信号的测量，因而，无法使用现有的任何方法或设备测量人的视觉频率信号。
[0005] 本发明仿电风扇的调速控制，尤其是采用旋转有色叶片，使用高级调速伺服电机，运用单片机技术及红外遥控技术，通过巧妙的设计，研制成功发明人命名的“WT5518视觉频率测试仪”。结构如图2所示。该仪器不接触人体便能测试出人的视觉频率等参数。
发明内容
[0006] 本发明目的是，提出一种人的视觉频率视觉测量方法与设备(WT5518视觉频率测试仪)，尤其是应用非接触法测量人的视觉频率。即：当人的视觉频率与叶片旋转频率形成倍频关系后，人就会看见旋转的叶片不旋转(疑似静止的图像)。这样，就可以从叶片的实现旋转频率(转速)计算出人的视觉频率。
[0007] 本发明的技术方案是，一种人的视觉频率测量方法，采用控制电机(调频、伺服或步进等、或微处理器阶梯电压或频率控制的方法等)直接或间接驱动旋转叶片转速的方法进行人的视觉频率测量，可以在电机驱动的旋转轴直接均匀安装叶片或圆盘(圆盘上画出可分辨的叶片亦称叶片)或旋转轴上固定的法兰上均匀安装的叶片，叶片的数量N、形状及颜色可选(只要可以分辨出叶片即可，当然叶片从颜色的形状便于在旋转时分辨更好)，以适应各种实验目的的需要。
[0008] 逐渐增大调整电机转速时，当观察者从无法看到叶片到第一次看见叶片固定在某些角度、不旋转，此时电机转速为n rpm，这时观察者处于“低速视觉摄态”，由视觉频率共振时拍摄到叶片照片；可以认为当6片叶片(假如圆周共6片叶片)旋转60°后(圆周共N片叶片时，N片叶片旋转360/N°后)，观察者6次或N次处于“低速视觉摄态”，6或N次看见叶片。6或N次处于“低速视觉凝态”，6或N次看不见叶片，视觉信息流中有6或N个“间隙”。可见，人的低速视觉与叶片旋转形成了6或N倍频同步。
[0009] 设叶片旋转频率为f。低速视觉频率为Fl；低速视觉周期为Tl：
[0010] 则：f＝n/60＝186.4/60≈3.107(Hz) (1)
[0011] Fl＝f×6≈18.64(Hz) (2)
[0012] Tl＝1/Fl＝1/18.64≈53.648(ms) (3)
[0013] 人的低速视觉频率Fl是个常量，所有人都是一样的(一般如此)。
[0014] 人的视觉频率＝f×6
[0015] 或人的视觉频率＝f×N
[0016] 叶片的数量为N，N为小于20大于2的整数。
[0017] 高速视觉频率：再增大调整电机转速时，当观察者第二次看见叶片固定在某些角度、不旋转，此时电机转速为m rpm，这时观察者处于人的视觉频率第二频率的共振状态。
[0018] 调整电机转速时也可从大至小速度范围调速，每次调速幅度可以是连续或间隔至0.2-5rpm。便于被测量的观察者及时发现叶片可观的状态(可以认为是视觉频率共振状态)。在线的或不在线的叶片转速测量装置是需要的。
[0019] 人的视觉频率测量装置，采用控制调频、伺服电机及与之匹配的变频或伺服驱动器相连。伺服驱动器或变频控制器与单片机(微处理器)的一个串行口相连。单片机编程通过伺服量或频率量的增加或减少逐级得到叶片转速的1-5rpm的增加或减少。
[0020] 微处理器(单片机)的一个中断口接红外接收器。单片机的RC口接数码显示器的数据输入口，单片机的RD口接数码显示器的位输入口。单片机通过红外接收器接收红外遥控器发来的指令，根据指令，通过串行口向伺服驱动器发出转速参数，从而调变电机的转速。同时，单片机将电机转速送数码显示器显示。
[0021] 调频、伺服或步进等、或微处理器阶梯电压或频率控制的方法等)驱动旋转叶片转速的方法进行人的视觉频率测量，可以在旋转轴直接安装叶片或圆盘或旋转轴上固定的法兰上安装的叶片，叶片的数量、形状及颜色可选(只要可以分辨出叶片即可，当然叶片从数量(圆周)、颜色的形状便于在旋转时分辨更好)，以适应各种实验目的的需要。
[0022] 有益效果：本发明的巧妙设计，视觉频率测试时不接触人体，应用同步技术来测试人的视觉频率。本发明不是在某个仪器的基础上的改进，而是全新的发明。本发明可应用以下几个方面：1.最新的视觉研究改写了“视觉原理”教课书，因此，“WT5518视觉频率测试仪”会应用在教学中。2.应用在脑电诱发电位研究中。3.应用在人工智能的研究中。4“. WT5518视觉频率测试仪”会应用在科普教育中。人们通过该仪器会正确地认识自己的视觉，从而在各方面产生积极的效果。附图说明
[0023] 图1是本发明WT5518视觉频率测试仪的结构图。图中：1伺服电机、2伺服驱动器、3法兰、4单片机、5数码显示器、6红外接收器。
[0024] 图2是顺时针旋转视觉错觉原理图。
[0025] 图3是逆时针旋转视觉错觉原理图。
[0026] 图4是外销型“WT5518A视觉频率测试仪”的外观图。
具体实施方式
[0027] 图1中，伺服电机与之匹配的伺服驱动器相连。伺服驱动器与单片机的一个串行口相连。单片机的一个中断口接红外接收器。单片机的RC口接数码显示器的数据输入口，单片机的RD口接数码显示器的位输入口。单片机通过红外接收器接收红外遥控器发来的指令，根据指令，通过串行口向伺服驱动器发出转速参数，从而调变电机的转速。同时，单片机将电机转速送数码显示器显示。
[0028] 在伺服电机的轴上安装一只法兰。在法兰上安装6片实验叶片，互成60°夹角。
[0029] 红外遥控器上有八个按键。
[0030] 1、+5rpm：快进键。电机转速每秒钟增加5转。
[0031] 2、-5rpm：快退键。电机转速每秒钟下降5转。
[0032] 3、+0.2rpm：慢进键。电机转速每秒钟增加0.2转。
[0033] 4、-0.2rpm：慢退键。电机转速每秒钟下降0.2转。
[0034] 5、hold：保持键。电机转速保持不变。
[0035] 6、ini：初始化键。电机转速初始化。
[0036] 7、fre/rpm：频率/转速显示切换键。
[0037] 8、shift：高四位/低四位显示切换键。
[0038] 通常，电机既能顺时针旋转，也能逆时针旋转，两种旋转实验结论是一样的。这里，取顺时针为例。
[0039] 参考图4，打开“WT5518视觉频率测试仪”电源开关，测试仪会以初始化速度旋转，数码显示器显示电机的转速。按+5rpm键或+0.2rpm键，电机会增加旋转速度。按-5rpm键或-0.2rpm键电机会降低旋转速度。当转速到达所需值时，按下hold键，电机转速会保持转速不变。按fre/rpm键，数码显示器会在显示电机转速和显示叶片旋转之间进行切换。按ini键，电机转速回到初始化转速。
[0040] 典型的人类的低速视觉频率：用红外遥控器调整电机转速。当电机转速为n＝186.4rpm时，观察者会看见6片叶片固定在某些角度，不旋转。这是因为，查看低速运动信息传感器时，观察者处于“低速视觉摄态”视觉拍摄一张照片，并将拍摄的照片暂存到，观察者能看见他体外的叶片。当6片叶片旋转60°后，观察者又处于“低速视觉摄态”，又看见了他体外的叶片。在叶片旋转一周的过程中，“6次查看低速运动信息传感器，观察者6次处于“低速视觉摄态”，6次看见叶片。6次处于“低速视觉凝态”，6次看不见叶片，视觉信息流中有6个“间隙”。可见，人的低速视觉与叶片旋转形成了6倍频同步。
[0041] 高速视觉频率：用红外遥控器调整电机转速。当电机转速为n＝996.4rpm时(一般观察者的典型值)，观察者会看见6片叶片固定在某些角度，不旋转。这是因为，“心识体”查看高速运动信息传感器时，观察者处于“高速视觉摄态””摄录一段信息，并将摄录的信息存储。这时，观察者能看见他体外的叶片。以后观察者便处于“高速视觉凝态”，这时，观察者就看不见他体外的叶片了。当6片叶片旋转60°后，观察者又处于“高速视觉摄态”，又看见了他体外的叶片。在叶片旋转一周的过程中，6次查看高速运动信息传感器，观察者6次处于“高速视觉摄态”，6次看见叶片。6次处于“高速视觉凝态”，6次看不见叶片，视觉信息流中有6个“间隙”。可见，人的高速视觉与叶片旋转形成了6倍频同步。
[0042] 设叶片旋转频率为f；高速视觉频率为 高速视觉周期为
[0043] 则：f＝n/60＝996.4/60≈16.606(Hz) (4)
[0044]
[0045]
[0046] 设“高速视觉摄态”时常，摄录采样时常为 “高速视觉凝态”时常为 应用″WT5518视觉频率测试仪”能测出
[0047] 即：
[0048] 测得：
[0049] 则：
[0050] 人的高速视觉频率 高速视觉摄录采样时常 是两个常量，所有人都是一样的(一般如此，可能有特例)。
[0051] 高速视觉错觉：为了讲清楚高速视觉错觉的原理，在“WT5518视觉频率测试仪”的法兰上安装一片白色叶片，在180°的方向上安装一片黑色叶片。“WT5518视觉频率测试仪”的背景为黑色。白色叶片在黑色背景中旋转，在人的视网膜上应该是一片旋转的白色叶片，其余为黑、白两色融合而成的暗绿色。因此，这是一个单叶片实验系统。观察者某一时刻只能看见一片白色叶片(其它颜色均可，或画的圆盘上叶片)。
[0052] 1.调降电机的转速，使叶片的旋转频率 满足下面的关系式：
[0053]
[0054] 式中 为“高速视觉频率”，k为正整数， 为叶片旋转频率。尽管只有一片叶片在旋转，但观察者却看见k个叶片固定在某些角度，不旋转。它们之间的夹角为360°/k。
[0055] 以k＝2为例，叶片旋转频率f2＝49.82Hz观察者会看见两片叶片固定在某些角度，不旋转。解释如下：
[0056] 观察者处于“高速视觉摄态”时，从高速视觉传感器中摄入一幅画面，该画面中也确实只有一片白色叶片。另外，在该“高速视觉摄态”之前的一个“高速视觉摄态”，观察者摄入的一幅画面中，也有一片白色叶片。那个画面记忆在“心识体”中“眼识”功能块中，这样，两个画面就在“眼识”功能块中进行叠加融合。由于叶片旋转频率是“高速视觉频率”的一半，叶片旋转一周期间，观察者处于“高速视觉摄态”正好2次，这样，两次所看见的白色叶片之间的夹角正好为180°。其实，是一片白色叶片在旋转的一个周期内被读了2次。
[0057] 在法兰上安装2片叶片，同样，叶片以f2＝49.82Hz的频率旋转时，观察者也只能看见2个叶片。这是因为，观察者在“高速视觉摄态”时看见的2个叶片，是前一个“高速视觉摄态”所见的2个叶片旋转了180°，它们在“心识”中正好重叠。
[0058] 当旋转叶片数增加时，与人的高速视觉频率形成倍频同步的叶片旋转频率f就会下降，这时，叶片的光亮度就会增加，观察者会看的更清楚。“WT5518视觉频率测试仪”的标配是6片叶片。
[0059] 2.在一个k倍频同步频率 的基础上，调升电机转速，使叶片旋转频率为为了便于解释，以k＝1为例，在一个高速视觉周期 内，叶片旋转过
了以 频率旋转的同步点，如图2所示。即：观察者处于“高速视觉摄态”时，看见叶片在A处，然后观察者处于“高速视觉凝态”。当观察者又回到“高速视觉摄态”，看见叶片在B处。叶片由A处旋转到B处的过程中，观察者处于“高速视觉凝态”，他不知道叶片的旋转过程。最终，由于∠β＞∠α，正如格式塔理论所认为的“小型性”(smallness)原理那样，观察者会将夹角为∠α的两个叶片看成相关联的一个整体。观察者认为叶片是从A处顺时针旋转到B处的，叶片在作顺时针旋转。
了以 频率旋转的同步点，如图2所示。即：观察者处于“高速视觉摄态”时，看见叶片在A处，然后观察者处于“高速视觉凝态”。当观察者又回到“高速视觉摄态”，看见叶片在B处。叶片由A处旋转到B处的过程中，观察者处于“高速视觉凝态”，他不知道叶片的旋转过程。最终，由于∠β＞∠α，正如格式塔理论所认为的“小型性”(smallness)原理那样，观察者会将夹角为∠α的两个叶片看成相关联的一个整体。观察者认为叶片是从A处顺时针旋转到B处的，叶片在作顺时针旋转。
[0060] 3.在一个k倍频同步频率 的基础上，调降电机转速，使叶片旋转频率为为了便于解释，以k＝1为例，在一个高速视觉周期 内，叶片旋转不
到以 频率旋转的同步点，如图3所示。即：观察者处于“高速视觉摄态”时，看见叶片在A处，然后观察者处于“高速视觉凝态”。当观察者又回到“高速视觉摄态”，看见叶片在B处。叶片由A处旋转到B处的过程中，观察者处于“高速视觉凝态”，他不知道叶片的旋转过程。最终，由于∠β＞∠α，正如格式塔理论所认为的“小型性”(smallness)原理那样，观察者会将夹角为∠α的两个叶片看成相关联的一个整体。观察者认为叶片是从A处逆时针旋转到B处的，叶片在作逆时针旋转。
到以 频率旋转的同步点，如图3所示。即：观察者处于“高速视觉摄态”时，看见叶片在A处，然后观察者处于“高速视觉凝态”。当观察者又回到“高速视觉摄态”，看见叶片在B处。叶片由A处旋转到B处的过程中，观察者处于“高速视觉凝态”，他不知道叶片的旋转过程。最终，由于∠β＞∠α，正如格式塔理论所认为的“小型性”(smallness)原理那样，观察者会将夹角为∠α的两个叶片看成相关联的一个整体。观察者认为叶片是从A处逆时针旋转到B处的，叶片在作逆时针旋转。
[0061] 综上所述，人有高速视觉系统和低速视觉系统，他们同时工作。他们安各自的频率从对应的视觉传感器读取信息，分别存储在“心识体”的“眼识”中。当物体处于静止时，低速视觉系统所拍的照片完全重叠。高速视觉系统所摄信息为零。观察者感觉视觉很清楚。当物体以低速运动时，低速视觉系统所拍的两张照片不能完全重叠，刚拍的一张清楚，前一张暗淡，形成拖尾现象。高速视觉系统所摄信息较弱。当物体以高速运动时，低速视觉系统拍不到照片，高速视觉信息比较强。“心识体”以固定的算法对高、低视觉信息进行处理，综合得出视觉结果，包括视觉错觉。
[0062] 生物钟：应用“WT5518视觉频率测试仪”发现，不管什么时间，只要观察者来到该测试仪前，测试他的视觉频率时，他的低速视觉频率和高速视觉频率是不变的，是稳定的。这说明有一个生物钟在为“心识体”的行为提供基准同步脉冲信号。
[0063] 另外，每个人的低速视觉频率是一样的，高速视觉频率也是一样的。而且每个人的“心识体”查看低速视觉传感器或高速视觉传感器是同时的。即：人们同时处于“视觉摄态”，同时处于“视觉凝态”。由此可见，人们的生物钟是同步的，甚至可以说，人类共用生物钟。
[0064] 生物钟为人的“心识体”提供同步信号，所以，该钟应该位于人的“心识体”中，不在人的肉体中。
[0065] 本发明“WT5518视觉频率测试仪”的结构如图1所示，外形为图4。
[0066] 在伺服电机的轴上安装一只法兰。在法兰上有规地钻些安装孔，以便安装实验叶片。将伺服电机与之匹配的伺服驱动器相连。伺服驱动器与单片机的一个串行口相连。单片机的一个中断口接红外接收器。单片机通过红外接收器接收红外遥控器发来的指令，根据指令，通过串行口向伺服驱动器发出转速参数，从而调变电机的转速。
[0067] 红外遥控器上有八个按键。
[0068] 1、+5rpm：快进键。电机转速每秒钟增加5转。
[0069] 2、-5rpm：快退键。电机转速每秒钟下降5转。
[0070] 3、+0.2rpm：慢进键。电机转速每秒钟增加0.2转。
[0071] 4、-0.2rpm：慢退键。电机转速每秒钟下降0.2转。
[0072] 5、hold：保持键。电机转速保持不变。
[0073] 6、ini：初始化键。电机转速初始化。
[0074] 7、fre/rpm：频率/转速显示切换键。
[0075] 8、shift：高四位/低四位显示切换键。
[0076] WT5518视觉频率测试仪：工作电压：220V。
[0077] WT5518A视觉频率测试仪：工作电压：220V。出口欧洲。
[0078] WT5518B视觉频率测试仪：工作电压：110V。出口美日。
[0079] WT5518C视觉频率测试仪：工作电压：240V。出口澳洲。
[0080] WT5518视觉频率测试仪最高转速：3000rpm。
[0081] “WT5518视觉频率测试仪”的结构如图2所示。由伺服电机1、伺服驱动器2、法兰3、单片机4、数码显示器5、红外接收器6所组成。
[0082] 伺服电机1的型号为：DORNA 60DNMA2-0D20DKAM
[0083] 伺服驱动器2的型号为：DORNA EPS-BS-0D20AA
[0084] 单片机4的型号为：PIC18F45K80。
[0085] 数码显示器5的型号为：CPS08041CR。
[0086] 红外接收器6的型号为：HX1838光电子接收器。
[0087] 其中法兰3安装在伺服电机1的轴上。法兰上有规地钻些安装孔，以便安装实验叶片。伺服电机1通过电源线和信号线RS232与伺服驱动器2相连。单片机4输出端“4”接伺服驱动器2的输入端“4”，单片机4通过这条线向伺服驱动器2发送转速命令。单片机4输入端“8”接红外接收器6，单片机4通过这条线接收红外遥控器的转速命令。单片机4输出口八根线32、35、36、37、42、43、44、1分别接数码显示器5的数据输入口11、7、4、2、1、10、5、3，单片机4通过这八根线向数码显示器5发送转速或频率。单片机4输出口四根线38、39、40、41分别接数码显示器5的位输入口12、9、8、6，单片机4通过这四根线向数码显示器5发送显示位信号。
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