[发明专利]基于VR设备的步态训练系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于VR设备的步态训练系统，它包括主控终端、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。本发明的目的在于提供一种基于VR设备的步态训练系统及方法，其能有效提高康复训练效率，且不受场地限制。本发明的优点在于：本发明在虚拟步态训练路线直线段的转角处设置与体感识别装置配合的感应区，当训练者位于感应区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，在有限的场地内训练者只需不断往复直线行走，即可享受在山川丛林间蜿蜒曲折前行的体验，大大提高了康复训练的乐趣和效果。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，特别是一种基于VR设备的步态训练系统及方法。

背景技术

随着VR技术的快速发展，VR虚拟现实技术的应用范围也越来越广，尤其是随着周边硬件技术和内核开发软件技术的发展，使得VR显示技术更加成熟和完善。

然而现阶段VR应用仍然局限于一些特定领域，如受到使用者所在实体空间的运动限制，VR场景多以站桩设计类型的场景为主。同样的，在观光领域也无法根据使用者的意愿自由移动，只能根据摄像机的移动进行被动的观景。

现代社会由于脊柱损伤、脑卒、意外事故伤害等原因造成人体的神经受损，进而引发人体运动功能障碍已成为一种常见的疾病。传统的康复训练过程单调、枯燥，患者容易对训练失去兴趣，而且容易疲劳，导致训练效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VR设备的步态训练系统及方法，其能有效提高康复训练效率，且不受场地限制。

本发明的目的之一通过如下技术方案实现：一种基于VR设备的步态训练系统，它包括主控终端、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首尾相连而成，相邻直线段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转角处的感应区，感应区与体感识别装置配合，当训练者位于感应区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。

本发明的目的之二通过如下技术方案实现：一种基于VR设备的步态训练方法，它包括以下步骤：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组成，直线段之间首尾相连，相邻直线段之间形成不同的夹角；c.在直线段上间隔分布与体感识别装置配合的步态引导区，并在直线段转角处设置与体感识别装置配合的感应区；d.体感识别装置位于感应区时，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。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：本发明在虚拟步态训练路线直线段的转角处设置与体感识别装置配合的感应区，当训练者位于感应区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，我们将练者实际要求的转动角度固定为180度，并假设虚拟步态训练路线的转角角度为90度，可计算出矫正值为0.5，当训练者位于感应区内时，其实际需要转动180度，VR眼镜才会呈现转动90度后的虚拟场景，在有限的场地内训练者只需不断往复直线行走，即可享受在山川丛林间蜿蜒曲折前行的体验，大大提高了康复训练的乐趣和效果。

附图说明

图1是本发明一种虚拟步态训练路线实施例的结构示意图。

图2是训练者根据图1中虚拟步态训练路线走出的实现路线图(左右分布的路线实际为重叠)。