一种基于虚拟漫游与网络社交的康复系统
技术领域
本发明属于虚拟现实技术领域,更具体地,涉及一种基于虚拟漫游与网络社交的康复系统。
背景技术
目前虚拟现实技术与用户主动或被动的行走训练,对例如中风等用户恢复肢体运动功能具有重要作用。同时虚拟现实技术运动康复设备已广为医疗康复界所接受。目前,此类设备以机器设备复制被动训练,或在运动平台上模拟真实训练。此类训练结合游戏,增加用户康复训练的乐趣,以达到用户尽快康复的目的。
然而这些设备的康复训练,只是模拟行走,与用户希望真实的生活环境有一定差异;此外模拟行走的康复方式,由于用户的运动和感觉不配备,易引起用户头晕等不适。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种基于虚拟现实与网络社交的康复系统,利用康复助步车进行室内的康复训练,并结合虚拟现实与网络社交的技术,让用户在康复训练时沉浸在虚拟场景中,并实现在虚拟场景中与其他用户的网络社交,从而克服了现有康复训练的单一枯燥,无法沉浸在真实运动场景中,并且无法与其他用户进行交流的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种基于虚拟现实与网络社交的康复系统,包括康复助步车、虚拟现实显示装置以及网络社交装置,其中:
所述康复助步车用于帮助用户实现室内的主动或被动行走;
所述虚拟现实显示装置,佩戴在用户头上,或者设置在用户的运动区域周围,用于与所述康复助步车结合实现用户在真实自然场景中行走的虚拟现实体验;
所述网络社交装置与所述虚拟现实显示装置相结合,用于实现多个用户在真实自然场景中社交的虚拟现实体验。
本发明的一个实施例中,所述康复助步车包括有悬索保护装置,所述悬索保护装置由导轨、悬索和背带组成,其中所述导轨为点状、线状或者环状,固定在天花板、墙壁或者塔架上;所述悬索一端与导轨相连,一端与背带相连;所述背带固定在用户胸背部位;或者,
所述康复助步车包括助行保护装置,所述助行保护装置是用户在行走过程中的同步移动装置,通过手扶的形式进行保护,或者与背带相连通过非手扶式保护,所述助行保护装置具体为:
下宽上窄的支架结构,在移动中下方先接触墙壁等障碍物,用户通过碰撞力反馈,由用户主动转向;或者为,
障碍探测器,所述障碍探测器为安装在康复助步车四周的4个超声波探测仪,用于测定距离障碍物的距离;当某一方向距离小于设定门槛值T时,发出报警由用户主动转向;或者为,
自动转向装置,由障碍探测器和转向控制装置构成,所述障碍探测器为安装在康复助步车四周的4个超声波探测仪,用于测定距离障碍物的距离;当某一方向距离小于设定门槛值T时,控制所述转向控制装置主动转向。
本发明的一个实施例中,所述虚拟现实显示装置与所述康复助步车结合实现用户在真实自然场景中行走的虚拟现实体验,具体为:
在虚拟现实显示装置中显示虚拟运动场景,用户在室内运动空间中在康复助步车的保护下自由运动,虚拟运动场景中的运动方向与用户在在真实空间中的运动方向一致,用户运动受保护装置运动边缘限制;或者,
在虚拟现实显示装置中显示虚拟运动场景,用户在室内运动空间中在康复助步车的保护下自由运动,根据用户在真实场景中的前进后退,虚拟运动场景中沿着固定的路径前进、后退进行虚拟漫游;在虚拟运动场景的岔路口,根据用户下发的转向指令触发在虚拟空间中的转向运动。
本发明的一个实施例中,在所述康复助步车上安装有用于表示用户左转或右转方向的电子按钮,在虚拟运动场景的岔路口,所述虚拟现实显示装置根据用户按下所述电子按钮所发出的相应指令触发在虚拟空间中的转向运动;或者,
在所述康复助步车上安装有用于接收用户转向指令的电子触摸屏,在虚拟运动场景的岔路口,所述虚拟现实显示装置根据用户触摸所述电子触摸屏所发出的相应指令触发在虚拟空间中的转向运动;或者,
通过体感手势检测装置,在虚拟运动场景的岔路口,所述虚拟现实显示装置根据体感手势检测装置检测到的用户体感手势,触发在虚拟空间中的转向运动。
本发明的一个实施例中,在所述虚拟现实显示装置虚拟场景的显示中,为模拟真实的运动场景,具有虚拟场景的避让与保护措施,包括:
虚拟场景障碍避让:用户在真实空间的运动,驱动用户在虚拟空间运动漫游;虚拟空间中用户运动方向为墙壁等障碍物,系统对助行保护器进行制动,请用户主动转向后,虚拟场景进行同步转向,达到虚拟场景障碍避让的目的;和/或,
真实场景运动极限边缘的虚拟场景表示:为避免在实际空间中转向而虚拟空间不转向的问题,当真实空间出现障碍时,同步在虚拟空间设置障碍物,提醒用户转向绕过或躲过;具体分为调转方向、左右转向、左右转通过等,其中:
a)调转方向:用户在真实场景中掉头向相反方向运动,虚拟场景同步;
b)左右转向:用户在真实场景左右转向后,直行;
c)左右转通过:用户在真实场景左右转向后,向相反方向扭动腰部,表示在虚拟场景中躲过障碍物,沿原有方向直行。
本发明的一个实施例中,所述康复助步车上安装有前进与后退计数模块,用于测算康复助步车前进或后退的距离,以使所述虚拟现实显示装置根据所述测得的前进或后退的距离在虚拟现实场景中显示相应的运动轨迹。
本发明的一个实施例中,所述网络社交装置包括语音输入模块、网络传输模块以及语音输出模块,其中:
所述语音输入模块,用于接收用户输入的语音信息;
所述网络传输模块,用于将所述接收的语音信息传输到需要社交的另一用户的网络社交装置的网络传输模块,并通过另一用户的网络社交装置的语音输出模块输出给所述另一用户;还用于接收另一用户传输的语音信息;
所述语音输出模块,用于播放所述网络传输模块接收的另一用户传输的语音信息,从而实现所述用户与所述另一用户的语音沟通。
本发明的一个实施例中,所述网络社交装置包括图像采集模块、三维成像模块以及网络传输模块,其中:
所述图像采集模块用于采集用户当前的图像;
所述三维成像模块用于根据所述图像采集模块采集的用户当前图像进行三维成像,生成所述用户的三维立体模型;
所述网络传输模块,用于将所述用户的三维立体模型发送给另一用户的网络传输模块,并显示在所述另一用户的虚拟现实显示装置所显示的虚拟场景中;还用于接收所述另一用户的三维立体模型,显示在所述用户的虚拟现实显示装置所显示的虚拟场景中;从而实现所述用户与所述另一用户在虚拟场景中的影像沟通。
本发明的一个实施例中,所述康复助步车包括车体、设置在所述车体上部的手柄、控制器、连接于所述车体的第一驱动件、测步轮及锁紧机构,其中:
所述手柄上设置有多个与所述控制器电性连接的按键,通过按压不同的按键使所述控制器分别控制所述第一驱动件及所述振动马达进行相应的动作;
所述第一驱动件连接于所述测步轮,其用于驱动所述测步轮移动,进而驱动所述两用康复助步车移动;用户通过按压对应的按键使所述控制器控制所述第一驱动件开启或者关闭,进而使所述两用康复助步车作为交通工具而自动移动或者作为康复用具辅助用户行走;
所述锁紧机构设置在所述车体远离所述手柄的一端,其通过转动以抵持在地面上或者脱离所述地面,使所述两用康复助步车处于锁定状态或者活动状态;或者,
所述康复助步车包括车体、连接于所述车体的坐板及锁紧机构,其中:
所述车体包括第一支撑杆、一端滑动的连接于所述第一支撑杆的第二支撑杆及滑动的连接于所述第二支撑杆的另一端的支架;所述第二支撑杆上设置有与人体身高相对应的刻度,所述支架上设置有与所述第二支撑杆上的刻度相对应的刻度,以便于用户调节所述可调节式康复助步车的高度;
所述坐板为可伸缩式,其包括至少两段,所述至少两段沿水平方向依次滑动连接;所述坐板通过滑动使自身处于展开状态或者收缩状态;
所述锁紧机构连接于所述车体,其通过转动以抵持在地面上或者脱离所述地面,使所述可调节式康复助步车处于锁定状态或者活动状态。
本发明的一个实施例中,所述助步车上安装有用于监控用户的血氧数据的血氧测量装置;和/或,用于监控用户心电曲线的心电测量系统;
以及无线传输模块,用于将测量的血氧数据或心电曲线通过网络传输并在虚拟场景中显示,从而由医生查看实现虚拟问诊。
总体而言,与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、本发明提供的基于虚拟现实与网络社交的康复系统,利用康复助步车进行室内的康复训练,并结合虚拟现实与网络社交的技术,让用户在康复训练时沉浸在虚拟场景中,并实现在虚拟场景中与其他用户的网络社交,从而使得用户无法在室内进行康复训练时,仍能在室内进行康复训练并能体验真实的训练场景以及和其他用户进行网络社交,克服了独自康复训练的枯燥性,并能能够相互交流训练经验,提升了康复训练的趣味性和有效性;
2、通过康复助步车提供的悬索保护装置或者助行保护装置,能够有效防止用户在康复训练过程中摔倒等引起的受伤,能很好的对用户直到人身保护作用;
3、通过虚拟现实显示装置与康复助步车的结合,能够将用户在室内空间的康复训练与虚拟场景结合,将用户的训练轨迹在虚拟场景中显示,并显示用户的前进后退及转向动作,增强用户的虚拟现实体验;
4、通过网络社交装置与虚拟现实显示装置的结合,能够在用户独自在室内空间进行训练时,通过虚拟场景实现与其他用户的网络社交,增加了沟通与交流,增强了康复训练的趣味性和有效性;
5、在所述助步车上安装血氧测量装置和/或心电测量系统,并可通过无线传输模块将测量的血氧数据或心电曲线通过网络传输并在虚拟场景中显示,从而由医生查看实现虚拟问诊,从而能够实时方便的对用户进行诊断,便于用户在足不出户的情况下实现健康状态的实时监控。
附图说明
图1是本发明实施例中基于虚拟现实与网络社交的康复系统的结构示意图;
图2是本发明实施例中一种网络社交装置的结构示意图;
图3是本发明实施例中另一种网络社交装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,本发明实施例提供了基于虚拟现实与网络社交的康复系统,其特征在于,包括康复助步车、虚拟现实显示装置以及网络社交装置,其中:
所述康复助步车用于帮助用户实现室内的主动或被动行走;
为了防止用户在康复训练时因摔倒等受伤,康复助步车应配置有保护装置,例如可以为悬索类型或者其他助行方式的保护装置:
如果是悬索保护装置,则所述悬索保护装置可以由导轨、悬索和背带组成,其中所述导轨为点状、线状或者环状,固定在天花板、墙壁或者塔架上;所述悬索一端与导轨相连,一端与背带相连;所述背带固定在用户胸背部位;对悬索式保护装置,可以通过悬索长度和轨道可滑行的距离对用户进行运动空间约束,从而达到回避障碍,达到转向的目的;
如果是助行保护装置,所述助行保护装置是用户在行走过程中的同步移动装置,通过手扶的形式进行保护,或者与背带相连通过非手扶式保护,所述助行保护装置具体为:
下宽上窄的支架结构,在移动中下方先接触墙壁等障碍物,用户通过碰撞力反馈,由用户主动转向,此方式一般与悬索保护装置配套使用较好;或者为,
障碍探测器,所述障碍探测器为安装在康复助步车四周的4个超声波探测仪,用于测定距离障碍物的距离;当某一方向距离小于设定门槛值T时,发出报警由用户主动转向;或者为,
自动转向装置,由障碍探测器和转向控制装置构成,所述障碍探测器为安装在康复助步车四周的4个超声波探测仪,用于测定距离障碍物的距离;当某一方向距离小于设定门槛值T时,控制所述转向控制装置主动转向。
具体地,所述康复助步车可以包括车体、设置在所述车体上部的手柄、控制器、连接于所述车体的第一驱动件、测步轮及锁紧机构,其中:
所述手柄上设置有多个与所述控制器电性连接的按键,通过按压不同的按键使所述控制器分别控制所述第一驱动件及所述振动马达进行相应的动作;
所述第一驱动件连接于所述测步轮,其用于驱动所述测步轮移动,进而驱动所述两用康复助步车移动;用户通过按压对应的按键使所述控制器控制所述第一驱动件开启或者关闭,进而使所述两用康复助步车作为交通工具而自动移动或者作为康复用具辅助用户行走;
所述锁紧机构设置在所述车体远离所述手柄的一端,其通过转动以抵持在地面上或者脱离所述地面,使所述两用康复助步车处于锁定状态或者活动状态。
或者,所述康复助步车包括车体、连接于所述车体的坐板及锁紧机构,其中:
所述车体包括第一支撑杆、一端滑动的连接于所述第一支撑杆的第二支撑杆及滑动的连接于所述第二支撑杆的另一端的支架;所述第二支撑杆上设置有与人体身高相对应的刻度,所述支架上设置有与所述第二支撑杆上的刻度相对应的刻度,以便于用户调节所述可调节式康复助步车的高度;
所述坐板为可伸缩式,其包括至少两段,所述至少两段沿水平方向依次滑动连接;所述坐板通过滑动使自身处于展开状态或者收缩状态;
所述锁紧机构连接于所述车体,其通过转动以抵持在地面上或者脱离所述地面,使所述可调节式康复助步车处于锁定状态或者活动状态;
进一步地,所述助步车上安装有用于监控用户的血氧数据的血氧测量装置;和/或,用于监控用户心电曲线的心电测量系统;
以及无线传输模块,用于将测量的血氧数据或心电曲线通过网络传输并在虚拟场景中显示,从而由医生查看实现虚拟问诊。
所述虚拟现实显示装置,佩戴在用户头上,或者设置在用户的运动区域周围,用于与所述康复助步车结合实现用户在真实自然场景中行走的虚拟现实体验;具体为:
在虚拟现实显示装置中显示虚拟运动场景,用户在室内运动空间中在康复助步车的保护下自由运动,虚拟运动场景中的运动方向与用户在在真实空间中的运动方向一致,用户运动受保护装置运动边缘限制;或者,
在虚拟现实显示装置中显示虚拟运动场景,用户在室内运动空间中在康复助步车的保护下自由运动,根据用户在真实场景中的前进后退,虚拟运动场景中沿着固定的路径前进、后退进行虚拟漫游;在虚拟运动场景的岔路口,根据用户下发的转向指令触发在虚拟空间中的转向运动;为了实现在虚拟场景中的转向运动,可以通过如下方式实现:
在所述康复助步车上安装有用于表示用户左转或右转方向的电子按钮,在虚拟运动场景的岔路口,所述虚拟现实显示装置根据用户按下所述电子按钮所发出的相应指令触发在虚拟空间中的转向运动;或者,
在所述康复助步车上安装有用于接收用户转向指令的电子触摸屏,在虚拟运动场景的岔路口,所述虚拟现实显示装置根据用户触摸所述电子触摸屏所发出的相应指令触发在虚拟空间中的转向运动;
通过体感手势检测装置,在虚拟运动场景的岔路口,所述虚拟现实显示装置根据体感手势检测装置检测到的用户体感手势,触发在虚拟空间中的转向运动。
进一步,还可以在所述康复助步车上安装有前进与后退计数模块,用于测算康复助步车前进或后退的距离,以使所述虚拟现实显示装置根据所述测得的前进或后退的距离在虚拟现实场景中显示相应的运动轨迹;
在虚拟场景的显示中,为了尽量模拟真实的运动场景,应具有虚拟场景的避让与保护措施,例如:
(1)虚拟场景障碍避让方法。用户在真实空间的运动,驱动用户在虚拟空间运动漫游。虚拟空间中用户运动方向为墙壁等障碍物,系统对助行保护器进行制动,请用户主动转向后,虚拟场景进行同步转向,达到虚拟场景障碍避让的目的;
(2)真实场景运动极限边缘的虚拟场景表示。为避免在实际空间中转向而虚拟空间不转向的问题,当真实空间出现障碍时,同步在虚拟空间设置障碍物(如蜘蛛网、花坛、断桥等),提醒用户转向绕过(躲过)等,从而让用户感觉真实的转向是虚拟空间漫游的需要,增加沉浸感。具体分为调转方向、左右转向、左右转通过等,其中:
a)调转方向:用户在真实场景中掉头向相反方向运动,虚拟场景同步;
b)左右转向:用户在真实场景左右转向后,直行;
c)左右转通过:用户在真实场景左右转向后,向相反方向扭动腰部,表示在虚拟场景中躲过障碍物,沿原有方向直行;
所述网络社交装置与所述虚拟现实显示装置相结合,用于实现多个用户在真实自然场景中社交的虚拟现实体验;网络社交可以包括语音社交或者是影像社交,具体地:
如图2所示,所述网络社交装置可以包括语音输入模块、网络传输模块以及语音输出模块,其中:
所述语音输入模块,用于接收用户输入的语音信息;
所述网络传输模块,用于将所述接收的语音信息传输到需要社交的另一用户的网络社交装置的网络传输模块,并通过另一用户的网络社交装置的语音输出模块输出给所述另一用户;还用于接收另一用户传输的语音信息;
所述语音输出模块,用于播放所述网络传输模块接收的另一用户传输的语音信息,从而实现所述用户与所述另一用户的语音沟通。
或者如图3所示,所述网络社交装置可以包括图像采集模块、三维成像模块以及网络传输模块,其中:
所述图像采集模块用于采集用户当前的图像;
所述三维成像模块用于根据所述图像采集模块采集的用户当前图像进行三维成像,生成所述用户的三维立体模型;
所述网络传输模块,用于将所述用户的三维立体模型发送给另一用户的网络传输模块,并显示在所述另一用户的虚拟现实显示装置所显示的虚拟场景中;还用于接收所述另一用户的三维立体模型,显示在所述用户的虚拟现实显示装置所显示的虚拟场景中;从而实现所述用户与所述另一用户在虚拟场景中的影像沟通。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。