[发明专利]基于VR设备的步态训练系统及方法

权利要求书

1.一种基于VR设备的步态训练系统，其特征在于：包括主控终端、体感识别装置、VR镜像交互模块、转向调整模块以及VR视觉呈现装置；

主控终端用于生成虚拟步态训练路线，虚拟步态训练路线由若干直线段(1)首尾相连而成，相邻直线段(1)之间形成不同的夹角；

体感识别装置用于捕捉训练者的身体部位动作，生成身体部位虚拟模型，并将身体部位虚拟模型输入主控终端，与虚拟步态训练路线融合；

VR镜像交互模块与主控终端信号连接，用于将身体部位虚拟模型转换为以训练者中轴为基准的镜像视觉图像；

VR视觉呈现装置包括显示屏、位置传感器以及三轴陀螺仪，VR视觉呈现装置根据训练者头部转动姿态，三轴陀螺仪通过主控终端中图像引擎调整当前显示图像；

转向调整模块包括设置在直线段(1)转角处的感应区(2)，感应区(2)与体感识别装置配合，当训练者位于感应区(2)内时三轴陀螺仪向主控终端发送的角度值会乘以一个矫正值，使得训练者实际转动角度和虚拟场景中镜像视觉图像的转动角度不同；

还包括设置在直线段(1)上且沿着直线段(1)间隔分布的步态引导区(3)，步态引导区(3)与体感识别装置配合。

2.根据权利要求1所述的基于VR设备的步态训练系统，其特征在于：矫正值＝为虚拟步态训练路线的转角角度/训练者实际要求的转动角度。

3.根据权利要求1所述的基于VR设备的步态训练系统，其特征在于：矫正值＝为虚拟步态训练路线的转角角度/180度。

4.根据权利要求3所述的基于VR设备的步态训练系统，其特征在于：虚拟步态训练路线中相邻直线段(1)之间夹角的范围为60度至120度。

5.根据权利要求1所述的基于VR设备的步态训练系统，其特征在于：虚拟步态训练路线中直线段(1)的长度根据主控终端所读取的训练场地的结构和空间尺寸确定，直线段(1)的长度小于训练场地的最大长度。

6.根据权利要求1所述的基于VR设备的步态训练系统，其特征在于：所述体感识别装置穿戴于训练者脚部或小腿处。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于VR设备的步态训练系统，其特征在于：所述虚拟步态训练路线的两侧还生成有虚拟场景。

8.根据权利要求7所述的基于VR设备的步态训练系统，其特征在于：虚拟步态训练路线两侧的虚拟场景为森林、山峰、湖泊或海洋。

9.一种基于VR设备的步态训练方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.取得训练场地的立体图形文件，该图形文件包括训练场地的结构以及空间尺寸信息；

b.根据收集的立体图形文件设计虚拟步态训练路线，虚拟步态训练路线由若干段直线段(1)组成，直线段(1)之间首尾相连，相邻直线段(1)之间形成不同的夹角；

c.在直线段(1)上间隔分布与体感识别装置配合的步态引导区(3)，并在直线段(1)转角处设置与体感识别装置配合的感应区(2)；

d.体感识别装置位于感应区(2)时，会将三轴陀螺仪输送至图像生成引擎的角度值乘以一个矫正值；

e.主控终端根据虚拟步态训练路线生成三维虚拟实景，通过VR视觉呈现装置展示给训练者。