Peut-on fabriquer soi-même des lunettes d'oculométrie ?

Apprenez à fabriquer vos propres lunettes de suivi oculaire grâce à ce guide complet. Découvrez le matériel nécessaire, les instructions étape par étape et les pièges potentiels à éviter lors de la création de votre propre système de suivi oculaire.

Introduction

Les lunettes d’oculométrie sont géniales, et elles constituent sans doute, aux yeux du grand public, le matériel de biosensorique le plus souvent associé à la recherche sur le comportement humain. Elles comblent parfaitement le fossé entre les outils pratiques de collecte de données et les objets futuristes destinés à faire sensation. La dure réalité, cependant, c’est que ce qui est à la fois pratique et futuriste, bien que génial, est aussi synonyme de coût élevé. Traditionnellement, le prix des lunettes de suivi oculaire a toujours été élevé, ce qui a sans doute amené de nombreux scientifiques et chercheurs à se demander s’il serait possible de fabriquer soi-même une paire de lunettes de suivi oculaire. 

Depuis les débuts de cette technologie, nombreux sont ceux qui ont tenté de fabriquer leurs propres lunettes d’oculométrie. En effet, on trouve sur Internet de nombreux témoignages de personnes qui se sont lancées dans cette aventure, et qui n’hésitent pas à partager leurs expériences, comme le montre cet exemple très intéressant. Si vous recherchez un guide visuel ou un tutoriel, nous vous laissons le soin de le trouver par vous-même. 

Les lunettes d’oculométrie sont des appareils sophistiqués, et pour en fabriquer soi-même, il faut (tout de même) un certain savoir-faire technique et des compétences en soudure supérieures à la moyenne. Alors, bricolez à vos risques et périls. 

Fabriquer ses propres lunettes d’oculométrie : un guide étape par étape

C’est à vous de décider comment concevoir vos lunettes. Dans ce chapitre, nous allons donc vous présenter un exemple de réalisation simple, dans lequel des lunettes de suivi oculaire sont fabriquées à partir d’une webcam et de LED infrarouges comme composants principaux. Ce projet nécessite des connaissances de niveau intermédiaire en électronique, en soudure et en programmation. 

Matériel nécessaire

• Une paire de lunettes – à vous de choisir le niveau d'élégance.
• 2 à 4 LED infrarouges
• Une webcam (que l'on peut modifier)
• Arduino ou Raspberry Pi
• Résistances (adaptées aux spécifications des LED)
• Platine d'essai et fils de raccordement
• Source d'alimentation (batterie ou alimentation USB)
• Fer à souder et fil à souder
• Pistolet à colle chaude ou résine époxy
• Ruban isolant ou gaine thermorétractable
• Un ordinateur sur lequel OpenCV est installé

Guide étape par étape

Étape 1 : Modifier la webcam

1. Démontage de la webcam :
   • Ouvrez délicatement le boîtier de la webcam à l'aide d'un petit tournevis.
   • Identifiez et localisez le filtre IR (il s'agit généralement d'un petit morceau de verre ou de plastique placé devant le capteur de l'appareil photo).
2. Retirer le filtre IR :
   • Retirez délicatement le filtre infrarouge à l'aide d'une pince à épiler. Cette modification rend l'appareil photo sensible à la lumière infrarouge.
   • Remontez la webcam sans le filtre infrarouge.

Étape 2 : Préparer les LED infrarouges

1. Déterminer l'emplacement des LED :
   • Choisissez l'emplacement des LED infrarouges sur les lunettes. Elles doivent être placées autour des verres afin d'éclairer les yeux.
2. Résistances de soudure pour LED :
   • Soudez les résistances appropriées à la borne positive de chaque LED infrarouge.
3. Raccordement des fils aux LED :
   • Soudez des fils aux LED (un pour la borne positive et un pour la borne négative). Utilisez des gaines thermorétractables ou du ruban isolant pour isoler les connexions.
4. Installer des LED sur des lunettes :
   • Utilisez un pistolet à colle chaude ou de la résine époxy pour fixer solidement les LED à la monture des lunettes. Veillez à ce qu'elles soient réparties de manière uniforme autour des verres et orientées vers les yeux.

Étape 3 : Assembler le circuit

1. Raccordement des LED à la source d'alimentation :
   • Reliez les fils positifs des LED au rail positif de la maquette.
   • Reliez les fils négatifs des LED à la barre de masse de la maquette.
2. Brancher l'alimentation électrique :
   • Branchez l'Arduino ou le Raspberry Pi à la maquette. Alimentez la maquette à l'aide des broches 5 V et GND de l'Arduino, ou utilisez un bloc-batterie si vous préférez.
3. Connecter la webcam :
   • Placez la webcam modifiée sur l'arête nasale des lunettes ou fixez-la de manière à ce qu'elle filme les yeux. Fixez-la à l'aide de colle chaude ou d'époxy si nécessaire.
   • Branchez la webcam à votre ordinateur via USB.

Étape 4 : Configuration du logiciel (exemple)

1. Installer OpenCV :
   • Installez OpenCV sur votre ordinateur. Cette bibliothèque vous permettra de traiter le flux vidéo de la webcam et de suivre les yeux.
   • Vous pouvez installer OpenCV à l'aide de pip : pip install opencv-python
2. Écrire le code d'oculométrie :
   • Créez un script Python pour capturer le flux vidéo de la webcam et détecter les yeux. Voici un exemple simple :

Étape 5 : Étalonnage et essais

1. Calibrer le système :
   • L'étalonnage consiste à établir une correspondance entre la position des yeux et les coordonnées à l'écran. Vous pouvez utiliser des méthodes simples, comme regarder des points connus à l'écran et enregistrer les positions correspondantes des yeux.
2. Tester le système :
   • Testez les lunettes d'oculométrie en exécutant le script Python et en vérifiant que les yeux sont correctement détectés. Si nécessaire, ajustez la position des LED ou l'angle de la caméra.

Voilà, vous avez là un guide simple et purement informatif pour fabriquer vous-même des lunettes d’oculométrie. Même si elles n’atteignent peut-être pas la précision des systèmes commerciaux ou de recherche, la fabrication de vos propres lunettes d’oculométrie peut constituer un projet instructif et gratifiant qui vous permettra de bien comprendre le fonctionnement de cette technologie.  

Lunettes d’oculométrie : rapport qualité-prix

Même si cela nous déplaît fortement, voici venu le moment de passer à la partie un peu fastidieuse, mais tout à fait raisonnable. Si la fabrication de vos propres lunettes d’oculométrie peut constituer un projet pédagogique passionnant et agréable, permettant de se familiariser concrètement avec la technologie en jeu, votre nouvelle création ne pourra en aucun cas rivaliser avec des lunettes d’oculométrie de qualité professionnelle.

Si vous souhaitez mener des recherches universitaires, la conclusion est claire : l’effort nécessaire pour fabriquer vos propres lunettes d’oculométrie ne vaut pas la peine au regard des économies réalisées. Le chapitre suivant vous expliquera pourquoi.

Les pièges des lunettes d’oculométrie « faites maison » dans la recherche scientifique

En matière de recherche scientifique, la précision et la fiabilité requises dépassent ce que peuvent offrir les solutions de bricolage. Ce chapitre examine les raisons pour lesquelles la fabrication de vos propres lunettes d’oculométrie pourrait ne pas convenir à des fins scientifiques, en mettant en évidence les pièges et les limites potentiels susceptibles de compromettre l’intégrité de votre recherche.

1. Manque de précision et d'exactitude
   • Les oculomètres disponibles dans le commerce sont extrêmement précis et font l'objet de tests rigoureux. Les lunettes d'oculométrie fabriquées soi-même manquent souvent de cette précision en raison de composants de qualité médiocre et de méthodes d'étalonnage artisanales, ce qui se traduit par des données peu fiables.
2. Les défis de l'étalonnage
   • Les systèmes professionnels utilisent des algorithmes avancés pour garantir un étalonnage précis. Les systèmes à monter soi-même recourent à des méthodes plus simples qui ne tiennent pas compte des mouvements de la tête ni des différences individuelles, ce qui entraîne des erreurs systématiques.
3. Qualité et résolution limitées des données
   • Les systèmes de suivi commerciaux capturent des données haute résolution à des fréquences d'images élevées, ce qui est indispensable pour analyser les mouvements oculaires subtils. Les installations artisanales utilisant des caméras grand public n'offrent pas cette qualité et perdent ainsi des informations essentielles.
4. Problèmes de fiabilité et de cohérence
   • Les systèmes commerciaux garantissent des performances stables sur le long terme. Les lunettes « à monter soi-même » présentent souvent des performances irrégulières en raison des limites matérielles et de facteurs environnementaux, ce qui entraîne une variabilité des données.
5. Absence de validation et de normalisation
   • Les oculomètres professionnels répondent aux normes du secteur grâce à une validation approfondie. Les systèmes à monter soi-même ne font pas l'objet de tests rigoureux, ce qui rend leurs données peu fiables pour la recherche scientifique.
6. Compétences techniques et investissement en temps
   • Les systèmes à monter soi-même exigent des compétences approfondies en électronique et en programmation. Leur mise en place et le dépannage peuvent détourner du temps des activités de recherche principales et nuire à la qualité des données.

Pourquoi vous devriez investir dans des lunettes d’oculométrie de qualité recherche

Les lunettes d’oculométrie de qualité recherche sont indispensables pour mener des recherches scientifiques fiables et de haut niveau. Elles offrent une précision, une exactitude et une cohérence inégalées, grâce à des techniques d’étalonnage avancées et à une capture de données haute résolution. Une prise en charge logicielle complète, une conception respectueuse de l’éthique et un gain de temps renforcent leur adéquation aux études rigoureuses. Les solutions à monter soi-même, bien que rentables à des fins pédagogiques, ne répondent pas aux exigences élevées de la recherche scientifique. Investir dans des lunettes de qualité recherche est un choix judicieux pour obtenir des données fiables.

Si cela peut constituer un coup dur pour l’aspirant chercheur en sciences du comportement devenu ingénieur électricien, il y a toutefois une bonne nouvelle pour ceux qui sont soucieux de leur budget. Avec la popularité croissante des lunettes d’oculométrie dans une multitude de domaines universitaires et commerciaux, des modèles abordables sont désormais disponibles sur le marché. Nous vous présentons ci-dessous trois modèles de lunettes qui s’intègrent nativement à iMotions.

Neon par Pupil Labs    

Neon, développé par Pupil Labs, offre une précision exceptionnelle en matière d’oculométrie grâce à des algorithmes avancés et des caméras haute résolution, garantissant ainsi une exactitude en temps réel. Son logiciel robuste s’intègre parfaitement à divers outils de recherche, facilitant ainsi une analyse complète des données. Neon se distingue par son interface conviviale et sa polyvalence, ce qui le rend adapté à un large éventail d’applications, de la recherche universitaire à l’usage commercial. La fiabilité et la facilité d’utilisation du système en font un outil précieux pour les professionnels à la recherche de solutions d’oculométrie de haute qualité. Parmi les principales caractéristiques des lunettes Neon, on peut citer la compensation des chocs, une configuration intuitive et une gamme de montures variées pour répondre à un large éventail de cas d’utilisation. 

ETVision par Argus Science

Les lunettes ETVision offrent l’un des taux de rafraîchissement les plus élevés (180 Hz) et permettent une mesure binoculaire, tout en garantissant une facilité d’utilisation et une mobilité exceptionnelles. S’appuyant sur des capteurs oculaires légers et discrets, ETVision recueille des données sur de longues périodes, même avec des lunettes de vue ou des lentilles de contact. Idéales pour de nombreuses applications, elles s’intègrent aux systèmes de suivi de position et comprennent les logiciels ET3Space, StimTrac et ETAnalysis d’Argus Science.

VPS19 par Viewpointsystem

Le VPS19 de Viewpointsystem se distingue par sa technologie avancée de suivi oculaire, qui fournit des données précises sur le regard et des analyses en temps réel. Son étalonnage robuste garantit une grande précision, s’adaptant à diverses conditions environnementales grâce à sa conception très résistante, ainsi qu’aux différences physiologiques individuelles. Idéal pour les applications professionnelles, le VPS19 permet d’obtenir des informations comportementales détaillées, améliorant ainsi la recherche, la formation et l’efficacité opérationnelle dans tous les secteurs.

Vous pouvez également découvrir comment choisir les meilleures lunettes d’oculométrie pour vos recherches. Si vous souhaitez consulter l’intégralité de notre catalogue d’oculomètres, qui comprend également des modèles pour écran et de réalité virtuelle, vous pouvez le faire ici :

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