CN108096788A - 基于kinect的游戏下肢康复训练系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于kinect的游戏下肢康复训练系统，包括kinect数据采集与骨骼识别模块和肢体操作交互模块，kinect数据采集与骨骼识别模块：用于分析用户的下肢康复动作；肢体操作交互模块：连接有游戏模块，当用户的下肢康复动作符合预设的动作标准时，发出对应下肢康复动作的游戏指令；并响应于游戏指令触发游戏模块调用对应动画。

Description

基于kinect的游戏下肢康复训练系统
技术领域
本发明涉及医疗康复技术领域，特别涉及一种基于kinect的游戏下肢康复训练系统。
背景技术
在日常生活中，下肢运动功能障碍类疾病的患者，因为失去躯体平衡能力而阻碍了他们下肢的康复训练运动。目前，下肢康复训练机构作物辅助患者进行下肢康复训练的自动化医疗仪器，可以给患者提供躯体的平衡。患者可以在康复训练机构的支撑下主动进行康复训练。但重复的康复训练经常使患者产生枯燥无趣的情绪，这严重影响了他们主动进行康复训练的积极性，同时，现有技术训练下肢，趣味性不强，不能够提高康复训练兴趣。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于kinect的游戏下肢康复训练系统解决现有技术中存在的重复的康复训练经常使患者产生枯燥无趣的情绪，这严重影响了他们主动进行康复训练的积极性的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种基于kinect的游戏下肢康复训练系统，包括kinect数据采集与骨骼识别模块和肢体操作交互模块，
kinect数据采集与骨骼识别模块：用于分析用户的下肢康复动作；
肢体操作交互模块：连接有游戏模块，当用户的下肢康复动作符合预设的动作标准时，发出对应下肢康复动作的游戏指令；并响应于游戏指令触发游戏模块调用对应动画。
进一步地，kinect数据采集与骨骼识别模块中，利用kinect提取人体下肢四个关键骨骼点的三维坐标信息，包括左膝盖、左髋关节、右膝盖、右髋关节，根据关节点的数据计算腿部运动角度；包括左腿弓步模式和右腿弓步模式。
进一步地，在左腿弓步模式下，首先通过kinect获取左膝盖的三维向量Vec_KneeL和左髋关节Vec_HipL；计算左膝盖膝盖指向左髋关节的向量 LeftKnee2Hip；
计算方法为vector3 LeftKnee2Hip=new vetor3(Vec_KneeL.x - Vec_HipL.x,Vec_KneeL.y - Vec_HipL.y，Vec_KneeL.z - Vec_HipL.z)；
计算左膝盖膝盖指向左髋关节的向量LeftKnee2Hip与朝向为正上方的夹角 angel_LeftLeg=vector3.Angel(LeftKnee2Hip,Vetor3.up)；
计算左右膝盖之间的水平距离dis_Z=Mathf.Abs(Vec_Kneel.z-Vec_KneeR.z)；
判断如果angel_LeftLeg大于等于设置的检测角度并且左右膝盖之间的水平距离dis_Z大于等于设置的检测距离，即判断为弓步动作正确，发送相应的游戏指令。
进一步地，在右腿弓步模式下，首先通过kinect获取右膝盖的三维向量Vec_KneeR和右髋关节Vec_HipR；计算右膝盖膝盖指向右髋关节的向量 RightKnee2Hip；
计算方法为vector3 RightKnee2Hip=new vetor3(Vec_KneeR.x - Vec_HipR.x,Vec_KneeR.y - Vec_HipR.y,Vec_KneeR.z - Vec_HipR.z)；
计算右膝盖膝盖指向右髋关节的向量RightKnee2Hip与朝向为正上方的夹角 angel_RightLeg=vector3.Angel(RightKnee2Hip,Vetor3.up)；
计算左右膝盖之间的水平距离dis_Z=Mathf.Abs(Vec_KneeL.z-Vec_KneeR.z)；
判断如果angel_RightLeg大于等于设置的检测角度并且左右膝盖之间的水平距离dis_Z大于等于设置的检测距离，即判断为弓步动作正确，发送相应的游戏指令。
本发明的有益效果是：该种基于kinect的游戏下肢康复训练系统，基于Kinect获取下肢训练过程中的运动行为特征，摆脱了穿戴式的动作捕捉设备和机械性训练，使接受训练的肢体可以在三维空间的运动，不必局限于平面，全面锻炼了肌肉的耐力、肌力、平衡和灵活性，训练内容丰富，人机交互性强，有益于丰富康复训练手段，提高康复训练效率，加快患者的康复进度。
附图说明
图1是本发明实施例中左腿弓步侧视图。
图2是本发明实施例中右腿弓步侧视图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
一种基于kinect的游戏下肢康复训练系统，包括kinect数据采集与骨骼识别模块和肢体操作交互模块，
kinect数据采集与骨骼识别模块：用于分析用户的下肢康复动作；
肢体操作交互模块：连接有游戏模块，当用户的下肢康复动作符合预设的动作标准时，发出对应下肢康复动作的游戏指令；并响应于游戏指令触发游戏模块调用对应动画。
实施例中，kinect数据采集与骨骼识别模块中，利用kinect提取人体下肢四个关键骨骼点的三维坐标信息，包括左膝盖、左髋关节、右膝盖、右髋关节，根据关节点的数据计算腿部运动角度；包括左腿弓步模式和右腿弓步模式。
实施例中，如图1，在左腿弓步模式下，首先通过kinect获取左膝盖的三维向量Vec_KneeL和左髋关节Vec_HipL；计算左膝盖膝盖指向左髋关节的向量 LeftKnee2Hip；
计算方法为vector3 LeftKnee2Hip=new vetor3(Vec_KneeL.x - Vec_HipL.x,Vec_KneeL.y - Vec_HipL.y，Vec_KneeL.z - Vec_HipL.z)；
计算左膝盖膝盖指向左髋关节的向量LeftKnee2Hip与朝向为正上方的夹角 angel_LeftLeg=vector3.Angel(LeftKnee2Hip,Vetor3.up)；
计算左右膝盖之间的水平距离dis_Z=Mathf.Abs(Vec_Kneel.z-Vec_KneeR.z)；
判断如果angel_LeftLeg大于等于设置的检测角度并且左右膝盖之间的水平距离dis_Z大于等于设置的检测距离，即判断为弓步动作正确，发送相应的游戏指令。
实施例中，如图2，在右腿弓步模式下，首先通过kinect获取右膝盖的三维向量Vec_KneeR和右髋关节Vec_HipR；计算右膝盖膝盖指向右髋关节的向量 RightKnee2Hip；
计算方法为vector3 RightKnee2Hip=new vetor3(Vec_KneeR.x - Vec_HipR.x,Vec_KneeR.y - Vec_HipR.y,Vec_KneeR.z - Vec_HipR.z)；
计算右膝盖膝盖指向右髋关节的向量RightKnee2Hip与朝向为正上方的夹角 angel_RightLeg=vector3.Angel(RightKnee2Hip,Vetor3.up)；
计算左右膝盖之间的水平距离dis_Z=Mathf.Abs(Vec_KneeL.z-Vec_KneeR.z)；
判断如果angel_RightLeg大于等于设置的检测角度并且左右膝盖之间的水平距离dis_Z大于等于设置的检测距离，即判断为弓步动作正确，发送相应的游戏指令。

Claims (4)

1.一种基于kinect的游戏下肢康复训练系统，其特征在于，包括kinect数据采集与骨骼识别模块和肢体操作交互模块，
kinect数据采集与骨骼识别模块：用于分析用户的下肢康复动作；
肢体操作交互模块：连接有游戏模块，当用户的下肢康复动作符合预设的动作标准时，发出对应下肢康复动作的游戏指令；并响应于游戏指令触发游戏模块调用对应动画。
2.如权利要求1所述的基于kinect的游戏下肢康复训练系统，其特征在于：kinect数据采集与骨骼识别模块中，利用kinect提取人体下肢四个关键骨骼点的三维坐标信息，包括左膝盖、左髋关节、右膝盖、右髋关节，根据关节点的数据计算腿部运动角度；包括左腿弓步模式和右腿弓步模式。
3.如权利要求2所述的基于kinect的游戏下肢康复训练系统，其特征在于：在左腿弓步模式下，首先通过kinect获取左膝盖的三维向量Vec_KneeL和左髋关节Vec_HipL；计算左膝盖膝盖指向左髋关节的向量 LeftKnee2Hip；
计算方法为vector3 LeftKnee2Hip=new vetor3(Vec_KneeL.x - Vec_HipL.x,Vec_KneeL.y - Vec_HipL.y，Vec_KneeL.z - Vec_HipL.z)；
计算左膝盖膝盖指向左髋关节的向量LeftKnee2Hip与朝向为正上方的夹角 angel_LeftLeg=vector3.Angel(LeftKnee2Hip,Vetor3.up)；
计算左右膝盖之间的水平距离dis_Z=Mathf.Abs(Vec_Kneel.z-Vec_KneeR.z)；
判断如果angel_LeftLeg大于等于设置的检测角度并且左右膝盖之间的水平距离dis_Z大于等于设置的检测距离，即判断为弓步动作正确，发送相应的游戏指令。
4.如权利要求2所述的基于kinect的游戏下肢康复训练系统，其特征在于：在右腿弓步模式下，首先通过kinect获取右膝盖的三维向量Vec_KneeR和右髋关节Vec_HipR；计算右膝盖膝盖指向右髋关节的向量 RightKnee2Hip；
计算方法为vector3 RightKnee2Hip=new vetor3(Vec_KneeR.x - Vec_HipR.x,Vec_KneeR.y - Vec_HipR.y,Vec_KneeR.z - Vec_HipR.z)；
计算右膝盖膝盖指向右髋关节的向量RightKnee2Hip与朝向为正上方的夹角 angel_RightLeg=vector3.Angel(RightKnee2Hip,Vetor3.up)；
计算左右膝盖之间的水平距离dis_Z=Mathf.Abs(Vec_KneeL.z-Vec_KneeR.z)；
判断如果angel_RightLeg大于等于设置的检测角度并且左右膝盖之间的水平距离dis_Z大于等于设置的检测距离，即判断为弓步动作正确，发送相应的游戏指令。
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