[發明專利]利用增強現實技術的上肢康復訓練系統

有效

• 申請號: 201210391492.2
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102908772A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 王穎;王愛民
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

1.一種利用增強現實技術的上肢康復訓練系統，其特征在于，包括視頻獲取模塊、增強現實注冊跟蹤模塊、康復游戲算法模塊、三維模型模塊、實景融合模塊、用戶數據模塊和治療師模塊；

所述視頻獲取模塊實時獲取患者手持帶有增強現實標識的訓練器材進行康復訓練的實景視頻；所述增強現實注冊跟蹤模塊分析所述實景視頻信息，識別視頻信息中的增強現實標識并計算得到增強現實標識的參數信息；所述康復游戲算法模塊根據患者手持訓練器材上的增強現實標識的參數信息控制增強現實康復游戲中的角色進行游戲；

增強現實康復游戲的視頻的產生方法是，由所述三維模型模塊存儲虛擬物體的三維模型；所述實景融合模塊將所述實景視頻和三維模型模塊中的虛擬物體的三維模型融合，生成最終的增強現實康復游戲視頻；

所述用戶數據模塊存儲記錄患者訓練數據，具體包括患者基本信息和訓練任務的完成情況；治療師模塊接收用戶實時訓練視頻及訓練數據；

所述增強現實標識為方形，由外部黑色方框和內部標志符號兩部分構成。

2.根據權利要求1所述的利用增強現實技術的上肢康復訓練系統，其特征在于：所述增強現實注冊跟蹤模塊包括標識識別單元和參數計算單元；

201）所述標識識別單元對所述實景視頻進行處理，查找視頻圖像中所有的增強現實標識并將其一一識別；

202）參數計算單元對所識別的增強現實標識的平移和旋轉系數進行計算，得到的三維六自由度姿態信息。

3.根據權利要求1所述的利用增強現實技術的上肢康復訓練系統，其特征在于：所述康復游戲算法模塊通過控制增強現實游戲中的角色進行游戲，引導患者進行上肢的運動。

4.根據權利要求2所述的利用增強現實技術的上肢康復訓練系統，其特征在于：

所述步驟201）中，具體步驟是先對實景視頻圖像進行處理：將圖像二值化，并搜索、定位增強現實標識的黑色方框，將增強現實標識與數據庫中的標識進行模板匹配來識別該標識；

所述步驟202）中，所述參數為增強現實標識的六自由度位置姿態信息，分別是3個平移系數和3個旋轉系數；

計算增強現實標識的三維姿態數據的具體的計算方法是：由增強現實標識四個角的圖像平面坐標和物體三維坐標建立關系式計算轉換矩陣；再由轉換矩陣，進一步提取具體的姿態參數。