[發明專利]一種虛擬現實交互的游戲型上肢康復訓練系統及方法

有效

• 申請號: 201710420155.4
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107308638B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 趙娟;佘錦華;吳敏;黃守杰
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: A63F13/213
• 分類號: A63F13/213;A63F13/215;A63F13/23;A63F13/52
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發

本發明實施例公開了一種虛擬現實交互的游戲型上肢康復訓練系統及方法，采用RGB攝像模塊、紅外投影攝像模塊、麥克風陣列模塊采集患者信息，康復師模塊根據輸入的信息制定患者康復方案，均傳輸至PC端的數據分析處理模塊，所述數據分析處理模塊制定交互性的游戲型康復訓練視頻，患者在人機交互模塊的顯示屏上對照游戲設定，采用上肢手勢或語音完成相應的游戲動作，實現趣味性和挑戰性的游戲康復過程；訓練過程中不需要穿戴康復設備，極為簡便；所述數據存儲模塊實時記錄存儲相關信息，所述數據分析處理模塊根據及時優化康復訓練游戲，對患者實現針對性的康復訓練，縮短患者的康復時間。

技術領域

本發明涉及一種虛實交互技術神經康復領域，具體涉及一種基于虛擬現實交互的游戲型上肢康復訓練系統及方法。

背景技術

當今社會人口老齡化趨勢越加明顯，對于中老年群體，腦中風、腦癱、脊髓損傷、周圍神經損傷的患病率日益增長，嚴重影響著個人以及家庭乃至社會人群的生活質量。第六次全國殘疾人口普查顯示：殘疾人的總數是8502萬，肢體殘疾的人數為2472萬，占殘疾人總數的29.07％，對有肢體損傷的患者，若要恢復功能，相關技術是利用手術進行治療后采用康復訓練對患者進行康復指導；手術僅為人體動作行為功能重建的開始，恢復肢體機能必須在醫生或者康復師的指導下進行科學的、完善的功能康復訓練。

但相關技術中的康復訓練需要穿戴復雜的設備，訓練的內容是被動運動和重復簡單的動作，且訓練數據難以實時地記錄、訓練動作的準確性不高；造成康復訓練的效果較差。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種基于體感識別交互、訓練系統簡單、具有適應性和針對性的游戲型上肢康復訓練系統。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種虛擬現實交互的游戲型上肢康復訓練系統，包括RGB攝像模塊、紅外投影攝像模塊、麥克風陣列模塊、數據分析處理模塊、康復師模塊、數據存儲模塊、人機交互模塊；

所述RGB攝像模塊采集患者真實彩色圖像數據，根據所述真實彩色圖像數據追蹤人體節點信息，并傳輸至所述數據分析處理模塊；所述數據分析處理模塊對所述真實彩色圖像數據追蹤的人體節點信息處理為患者對應的身份信息，并將所述身份信息傳輸至所述數據存儲模塊中存儲；在康復訓練開始時，所述RGB攝像模塊采集患者的真實彩色圖像數據，所述數據分析處理模塊對其采集的真實彩色圖像數據處理后的身份信息與數據存儲模塊中存儲的身份信息進行匹配，可匹配到一致信息后進行下一步操作；

所述紅外投影攝像模塊實時采集患者的深度圖像數據，根據深度圖像數據識別人體三維動作信息，并將所述人體三維動作信息傳輸至所述數據分析處理模塊和所述數據存儲模塊；康復訓練過程中，所述數據分析處理模塊對所述人體三維動作信息進行處理為相應的動作軌跡，并與康復訓練游戲中設定的動作軌跡進行比較，判斷患者是否完成康復動作；

所述麥克風陣列模塊采集患者的語音信息并傳輸至所述數據分析處理模塊和所述數據存儲模塊；采集的語音信息用于對患者進行識別，在康復訓練過程中，需要語音信息輸入時，所述分析處理模塊將輸入的語音信息與所述數據存儲模塊中存儲的語音信息進行識別匹配；

所述康復師模塊接收患者信息的輸入，并根據輸入的信息制定患者康復方案傳輸至所述數據分析處理模塊和所述數據存儲模塊；

所述數據分析處理模塊根據所接收的人體三維動作信息、語音信息、康復方案處理得到適合相應患者的交互性康復訓練游戲，并將所述康復訓練游戲傳輸至所述人機交互模塊上；

所述數據存儲模塊存儲接收的所述患者身份信息、人體三維動作信息、康復方案；便于所述數據分析處理模塊隨時調取相應數據，進行康復訓練游戲的改進；

所述人機交互模塊的顯示界面上顯示所述康復訓練游戲，患者對著所述顯示界面上的游戲進行相應的操作，完成康復訓練動作。