CN109903604A - 一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统及训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统及训练方法，所述系统包括绘画训练控制装置、虚拟现实显示装置、环绕立体声播放装置、虚拟现实控制器、虚拟现实定位装置；虚拟现实显示装置用于将虚拟现实定位装置定位到的使用者所处的位置实时映射到虚拟现实场景中；绘画训练控制装置包括分级训练模块和分析模块，分级训练模块用于根据分析模块的分析结果实时调整向虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置下发的分级训练任务；分析模块用于根据使用者对于分级训练任务的完成情况进行分析以得到分析结果，并将分析结果反馈给分级训练模块。本发明提高了对于神经发育障碍者绘画训练的效率和效果。

Description

一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统及训练方法

技术领域

本发明属于智能设备技术领域，特别涉及一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统及训练方法。

背景技术

根据ICD诊断标准，神经发育障碍是指出现在发育阶段的行为和认知障碍，表现为获得和执行特定智能、运动、语言或社会功能存在显著困难，包括：智力发育障碍、发育性言语或语言障碍、孤独症谱系障碍、发育性学习障碍、发育性运动协调障碍、慢性发育性抽动障碍、注意缺陷多动障碍、刻板性运动障碍。

相关研究表明，绘画是一种神奇的语言，绘画治疗被应用于心理治疗领域，对于患者尤其是儿童，在调整情绪、表达内心想法等方面有良好的帮助，因此，对神经发育障碍患者进行相关的绘画训练与测试可以在一定程度上帮助培养认知能力，同时其训练与测试数据也可以为相关研究提供参考。然而，现有技术中对于神经发育障碍者的绘画训练存在着训练效果差的问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统及训练方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，包括绘画训练控制装置，以及分别与所述绘画训练控制装置连接通信的虚拟现实显示装置、环绕立体声播放装置、虚拟现实控制器、虚拟现实定位装置；所述虚拟现实显示装置与虚拟现实定位装置连接，用于将所述虚拟现实定位装置定位到的使用者所处的位置实时映射到虚拟现实场景中；

所述绘画训练控制装置包括分级训练模块和分析模块，所述分级训练模块用于根据分析模块的分析结果实时调整向所述虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置下发的分级训练任务；所述分析模块用于根据使用者对于所述分级训练任务的完成情况进行分析以得到分析结果，并将所述分析结果反馈给所述分级训练模块。

进一步地，所述分析模块包括数据获取模块、分析子模块和反馈模块，

所述数据获取模块用于分别从所述虚拟现实控制器和虚拟现实定位装置获取使用者的数据信息；

所述分析子模块用于根据所述数据获取模块获取的数据信息分析所述使用者对于下发的分级训练任务的完成情况并产生分析结果；

所述反馈模块用于将所述分析子模块的产生的分析结果发送给所述分级训练模块。

进一步地，所述绘画训练装置还包括训练任务存储模块，所述训练任务存储模块用于存储根据神经发育障碍水平分级得到的分级绘画任务。

进一步地，所述分级绘画任务包括四级绘画任务，其中，

第一绘画任务为绘制简单的预设图形；第二级绘画任务为图形的填色；第三级绘画任务为根据虚拟现实场景中的卡通人物，绘制对应的卡通图形并对所述卡通图形涂色；第四级绘画任务为在虚拟现实场景中自由涂鸦。

进一步地，所述虚拟现实控制器内部集成微型震动马达，用于实现使用者与虚拟现实场景中物体的互动，以及在所述绘画训练控制装置的控制下对所述使用者产生触觉反馈。

进一步地，所述绘画训练控制装置还包括引导模块，所述引导模块用于通过改变虚拟现实场景中预设物体的非文字语言信息对使用者进行引导，以使得所述使用者完成下发的分级训练任务。

进一步地，所述虚拟现实显示装置为头戴式头盔显示器或者环绕式立体投影显示器。

另一方面，提供了一种训练方法，所述训练方法使用上述的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，所述方法包括：

分级训练模块将分级训练任务分别下发给虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置，以指导使用者进行分级训练任务的完成；

分析模块对使用者的分级训练任务的完成情况进行分析得到分析结果，并将该分析结果反馈给分级训练模块；

分级训练模块根据分析结果实时调整向所述虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置下发的分级训练任务。

进一步地，所述方法还包括：

在使用者未能完成所述分级训练任务时，引导模块通过改变虚拟现实场景中预设物体的非文字语言信息对使用者进行引导，以使得所述使用者完成下发的分级训练任务。

进一步地，当分析模块的分析结果为未按照预设要求完成已下发的分级训练任务时，所述分级训练模块将所述已下发的分级训练任务替换为难度低一级的分级训练任务并重新下发；

当分析模块的分析结果为已按照预设要求完成已下发的分级训练任务时，所述分级训练模块将所述已下发的分级训练任务替换为难度高一级的分级训练任务并重新下发。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明的一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统及训练方法，采用了虚拟现实场景，从而可以节约大量场地材料，且灵活多变，可根据实际需求进行变更。

此外，本发明的系统在绘画训练过程中可以实现动态实时反馈，使得在对神经发育障碍患者的训练上既有标准可循又可因地制宜，大大提升了训练效率和效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的绘画训练控制装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种训练方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的虚拟现实场景中的标定空间的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1，其所示为本发明实施例提供的一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，如图1所示，该系统100包括绘画训练控制装置110、虚拟现实显示装置120、环绕立体声播放装置130、虚拟现实控制器140和虚拟现实定位装置150。所述虚拟现实显示装置120与虚拟现实定位装置150连接，用于将所述虚拟现实定位装置150定位到的使用者所处的位置实时映射到虚拟现实场景中。

绘画训练控制装置110可以是一台计算机或者其他能够运行程序的设备，其与虚拟现实显示装置120、环绕立体声播放装置130、虚拟现实控制器140和虚拟现实定位装置150之间均建立有通信连接，该通信连接可以是无线连接也可以为有限连接。

绘画训练控制装置110可以向虚拟现实显示装置120和环绕立体声播放装置130传输信息和发送指令，控制虚拟现实显示装置120和环绕立体声播放装置130播放的内容以达到对神经发育障碍者进行绘画训练的目的，并基于训练过程中虚拟现实控制器140和虚拟现实定位装置150反馈的数据信息对训练内容进行动态调整以提高训练效率和效果。

具体的，如图2所示绘画训练控制装置110可以包括分级训练模块1110和分析模块1120，所述分级训练模块1110用于根据分析模块1120的分析结果实时调整向所述虚拟现实显示装置120和环绕立体声播放装置130下发的分级训练任务；所述分析模块1120用于根据使用者对于所述分级训练任务的完成情况进行分析以得到分析结果，并将所述分析结果反馈给所述分级训练模块1110。

具体的，分析模块1120可以包括数据获取模块1121、分析子模块1122和反馈模块1123，所述数据获取模块1121用于分别从所述虚拟现实控制器140和虚拟现实定位装置150获取使用者的数据信息，该数据信息可以包括使用者的位置，运动方向、反应时间等等；所述分析子模块1122用于根据所述数据获取模块1121获取的数据信息分析所述使用者对于下发的分级训练任务的完成情况并产生分析结果；所述反馈模块1123用于将所述分析子模块1122的产生的分析结果发送给所述分级训练模块1110。

在一个具体实施方式中，考虑到绘画训练的主要对象为年龄较小的儿童，可将虚拟现实显示装置120设置为轻量化的头戴显示器，如头戴式头盔显示器或者环绕式立体投影显示器，以确保儿童在使用时头颈部应力的安全性。此外，在本说明书实施例中还可以将虚拟现实定位装置150与虚拟现实控制器140以及虚拟现实显示装置120进行集成，如将虚拟现实定位装置150设置在虚拟现实控制装置140和虚拟现实显示装置120内部，从而可以省略独立设置虚拟现实定位装置150的空间。

在本说明书实施例中，绘画训练装置110还可以包括训练任务存储模块1130，该训练任务存储模块1130用于存储根据神经发育障碍水平分级得到的分级绘画任务。具体的，所述分级绘画任务可以包括四级绘画任务，其中，第一绘画任务为绘制简单的预设图形，例如三角形、圆形等等，通过虚拟现实显示装置120显示该简单的预设图形，并标上指示，然使用者根据指示完成图形的绘制；第二级绘画任务为图形的填色，可以通过虚拟现实显示装置120显示出包含背白图形的虚拟场景，让使用者根据提示识别和填充相应的颜色；第三级绘画任务为根据虚拟现实场景中的卡通人物，绘制对应的卡通图形并对所述卡通图形涂色；第四级绘画任务为在虚拟现实场景中自由涂鸦。

在本说明书实施例中，虚拟现实控制器140的内部可以集成微型震动马达，用于实现使用者与虚拟现实场景中物体的互动，以及在所述绘画训练控制装置110的控制下对所述使用者产生触觉反馈。当然，虚拟现实控制器140还内置有电能存储装置，以为虚拟现实控制器140的内部器件提供运作所需的电力，优选的，该电能存储装置为可以反复充电类。具体的，虚拟现实控制器140可以设置为手握式或者穿戴式，本发明对此不作具体限定。

在另一个具体实施方式中，为了达到更好的绘画训练效果，绘画训练控制装置110还可以包括引导模块1140，该引导模块1140可以用于通过改变虚拟现实场景中预设物体的非文字语言信息对使用者进行引导，以使得所述使用者完成下发的分级训练任务。其中非文字语言信息可以包括预设物体的位置、颜色、大小、发光等等。

本发明实施例提供的一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统采用了虚拟现实场景，从而可以节约大量场地材料，且灵活多变，可根据实际需求进行变更。

此外，本发明的系统在绘画训练过程中可以实现动态实时反馈，通过视觉，听觉，触觉方式引导使用者完成场景所规定的相应色彩判断与认识，使得在对神经发育障碍患者的训练上既有标准可循又可因地制宜，大大提升了训练效率和效果。

请参阅图3，其所示为本发明实施例提供的一种训练方法，该训练方法使用本发明实施例提供的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，如图3所示，该方法可以包括：

S302，分级训练模块将分级训练任务分别下发给虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置，以指导使用者进行分级训练任务的完成。

具体的，分级训练任务包括根据神经发育障碍水平分级得到的分级绘画任务，该分级绘画任务可以包括四级绘画任务，其中，第一绘画任务为绘制简单的预设图形，例如三角形、圆形等等，通过虚拟现实显示装置120显示该简单的预设图形，并标上指示，然使用者根据指示完成图形的绘制；第二级绘画任务为图形的填色，可以通过虚拟现实显示装置120显示出包含背白图形的虚拟场景，让使用者根据提示识别和填充相应的颜色；第三级绘画任务为根据虚拟现实场景中的卡通人物，绘制对应的卡通图形并对所述卡通图形涂色；第四级绘画任务为在虚拟现实场景中自由涂鸦。

在一具体实施方式中，为了达到更好的训练效果，在使用者未能完成所述分级训练任务时，可以由引导模块通过改变虚拟现实场景中预设物体的非文字语言信息对使用者进行引导，以使得所述使用者完成下发的分级训练任务。其中非文字语言信息可以包括预设物体的位置、颜色、大小、发光等等。

虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置在接收到分级训练任务后，可以将相应的分级训练任务进行播放。具体的，神经发育障碍者可以在相关人员的辅助下佩戴好头戴式虚拟现实显示装置，以及相应的虚拟现实控制器，并站立与所标定空间的中央，以地面标记点标出，如图4所示。训练开始时会由环绕立体声播放装置播放背景音乐以及提示音，表明训练开始。神经发育障碍者需要在系统的指引下使用虚拟现实控制器在所标定的空间中进行移动，并且与相应的虚拟场景中的物体进行互动，从而达到系统所预先规定的训练任务。

S304，分析模块对使用者的分级训练任务的完成情况进行分析得到分析结果，并将该分析结果反馈给分级训练模块。

S306，分级训练模块根据分析结果实时调整向所述虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置下发的分级训练任务。

具体的，当分析模块的分析结果为未按照预设要求完成已下发的分级训练任务时，所述分级训练模块将所述已下发的分级训练任务替换为难度低一级的分级训练任务并重新下发。

当分析模块的分析结果为已按照预设要求完成已下发的分级训练任务时，所述分级训练模块将所述已下发的分级训练任务替换为难度高一级的分级训练任务并重新下发。

本发明实施例提供的训练方法可以动态反馈使用者对于分级任务的完成情况，从而可以实时调整下发的分级训练任务，有利于提高训练的效率和效果。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质可用于保存用于实现实施例中训练模块和评估模块中的程序代码。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络设备中的至少一个网络设备。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，其特征在于，包括绘画训练控制装置，以及分别与所述绘画训练控制装置连接通信的虚拟现实显示装置、环绕立体声播放装置、虚拟现实控制器、虚拟现实定位装置；所述虚拟现实显示装置与虚拟现实定位装置连接，用于将所述虚拟现实定位装置定位到的使用者所处的位置实时映射到虚拟现实场景中；

所述绘画训练控制装置包括分级训练模块和分析模块，所述分级训练模块用于根据分析模块的分析结果实时调整向所述虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置下发的分级训练任务；所述分析模块用于根据使用者对于所述分级训练任务的完成情况进行分析以得到分析结果，并将所述分析结果反馈给所述分级训练模块。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，其特征在于，所述分析模块包括数据获取模块、分析子模块和反馈模块，

所述数据获取模块用于分别从所述虚拟现实控制器和虚拟现实定位装置获取使用者的数据信息；

所述分析子模块用于根据所述数据获取模块获取的数据信息分析所述使用者对于下发的分级训练任务的完成情况并产生分析结果；

所述反馈模块用于将所述分析子模块的产生的分析结果发送给所述分级训练模块。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，其特征在于，所述绘画训练装置还包括训练任务存储模块，所述训练任务存储模块用于存储根据神经发育障碍水平分级得到的分级绘画任务。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，其特征在于，所述分级绘画任务包括四级绘画任务，其中，

第一绘画任务为绘制简单的预设图形；第二级绘画任务为图形的填色；第三级绘画任务为根据虚拟现实场景中的卡通人物，绘制对应的卡通图形并对所述卡通图形涂色；第四级绘画任务为在虚拟现实场景中自由涂鸦。

5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，其特征在于，所述虚拟现实控制器内部集成微型震动马达，用于实现使用者与虚拟现实场景中物体的互动，以及在所述绘画训练控制装置的控制下对所述使用者产生触觉反馈。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，其特征在于，所述绘画训练控制装置还包括引导模块，所述引导模块用于通过改变虚拟现实场景中预设物体的非文字语言信息对使用者进行引导，以使得所述使用者完成下发的分级训练任务。

7.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，其特征在于，所述虚拟现实显示装置为头戴式头盔显示器或者环绕式立体投影显示器。

8.一种训练方法，所述训练方法使用权利要求1-7中任意一项所述的基于虚拟现实的神经发育障碍绘画训练系统，其特征在于，所述方法包括：

分级训练模块将分级训练任务分别下发给虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置，以指导使用者进行分级训练任务的完成；

分析模块对使用者的分级训练任务的完成情况进行分析得到分析结果，并将该分析结果反馈给分级训练模块；

分级训练模块根据分析结果实时调整向所述虚拟现实显示装置和环绕立体声播放装置下发的分级训练任务。

9.根据权利要求8所述的训练方法，其特征在于，所述方法还包括：

在使用者未能完成所述分级训练任务时，引导模块通过改变虚拟现实场景中预设物体的非文字语言信息对使用者进行引导，以使得所述使用者完成下发的分级训练任务。

10.根据权利要求8所述的训练方法，其特征在于，当分析模块的分析结果为未按照预设要求完成已下发的分级训练任务时，所述分级训练模块将所述已下发的分级训练任务替换为难度低一级的分级训练任务并重新下发；

当分析模块的分析结果为已按照预设要求完成已下发的分级训练任务时，所述分级训练模块将所述已下发的分级训练任务替换为难度高一级的分级训练任务并重新下发。