CN110808091A - 基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统。它解决了现有技术设计不够合理等问题。包括手部力行程采集模块、脚部力行程采集模块、力行程数据处理模块与供电模块，供电模块分别连接有手部空间位置采集模块、脚部空间位置采集模块以及空间运动数据处理模块，力行程数据处理模块和空间运动数据处理模块均与主控模块相连，且所述的主控模块上分别连接有虚拟现实头戴模块与虚拟现实视听觉认知任务呈现模块，且所述的主控模块与感觉统合测试阶段单元和/或感觉统合训练阶段单元相连。优点在于：指导训练者自主调节脑电波的变化，从而达到预先设定的脑电参数范围。通过训练强化脑电自主调节能力，达到注意力训练的目的和效果。
Description
技术领域
本发明属于虚拟现实设备技术领域，尤其是涉及一种基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统。
背景技术
感觉统合是大脑的功能，感觉统合失调即为大脑功能失调的一种，也可称为学习能力障碍。感觉统合是指将人体器官各部分感觉信息输入组合起来，经大脑统合作用，完成对身体外的知觉做出反应。只有经过感觉统合，神经系统的不同部分才能协调整体作用使个体与环境顺利接触；没有感觉统合，大脑和身体就不能协调发展。这种失调有其生理原因，如，因胎位不正引起的平衡失调；因早产或剖腹产造成幼儿压迫感不足造成触觉失调；或因怀孕期间不正确的吃药和打针，对孩子成才的影响等。此外这种失调还有环境及人为的原因，如，由于家庭和都市化生活，使得儿童活动范围变小，大人对幼儿过度保护，导致儿童接受的信息不全面；家长不带孩子，辅导少而造成幼儿右脑感官刺激不足；出生后，没让孩子经过爬行阶段就直接学习走路，产生了前庭平衡失调；不准孩子玩土，玩沙，害怕弄脏，从而造成幼儿触觉刺激缺乏；过早地使用学步车，使幼儿前庭平衡及头部支撑力不足；父母的要求太高，管教太严，人为地造成孩子压力太大，儿童自由活动时间太少造成孩子胆小不愿尝试等问题。这样的问题容易导致孩子学习成绩不佳，对学习任务缺乏专注，听课效率低、成绩下滑、粗心马虎、作业拖拉，长此以往还会越来越缺乏自信、容易依赖他人。因此，对感觉统合失调的测试和训练，有助于家长教师了解儿童感觉统合水平，对感觉统合失调儿童开展干预和训练，或开展适应的教育教学方法，从而更好的关心儿童，关爱他们的成长。
为了缓解现有技术存着的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了实用新型专利CN202324705U中方法主要设计了一种用于感觉统合失调儿童的感觉统合训练室。包含一系列的实体训练设备。但是需要较大训练场地，设备需要定期维护，需要培训师实时监护，保证对儿童的安全。如实用新型专利CN203480724U中方法主要设计了一种专为感觉统合失调儿童使用的指挥棒。用于感觉统合失调儿童锻炼大肌肉和小肌肉、训练平衡感、前庭觉，练习指挥。该方法能够一定程度上锻炼感觉和运动的统一。但是无法客观量化的评价训练的效果。发明专利CN1506128A和CN1506129A方法中主要设计一种可用于防治感觉统合失调的儿童感觉统合训练器，该方法类似一张多功能床，儿童躺卧其上通过滚动，翻身等动作实现感觉统合训练。该方法能够一定程度上增强儿童感觉通路的感知，但是依然部分客观量化的评价训练的效果，且设备属于机械设备，有较高转动部件，如不精心维护或没有培训师指导监护，具有一定儿童安全隐患。
因此，对现有各类感觉统合失调训练方法，还存在以下问题。
首先现有各类感觉统合失调训练方法的理论和机制还不清晰，发明还主要集中在从机械和装置的设计。还未详细的分析感觉统合失调的原因，理论，训练机制等方面问题。感觉统合是大脑的功能，感觉统合失调即为大脑功能失调的一种，也可称为学习能力障碍。感觉统合是指将人体器官各部分感觉信息输入组合起来，经大脑统合作用，完成对身体外的知觉做出反应。只有经过感觉统合，神经系统的不同部分才能协调整体作用使个体与环境顺利接触；没有感觉统合，大脑和身体就不能协调发展。这种失调有其生理原因。同时也有环境及人为的原因。因此设计训练感觉统合系统要从脑功能机制和相关理论入手，才能击中问题的靶心。
其次在信息处理的机制上，人类主要利用视觉、听觉、触觉和嗅觉等通路感知世界。其中视听觉通路接受和感知信息大约为94％。触觉约为4％。因此视听觉是人类主要的信息处理通路，且脑科学的相关研究认为视听觉功能并不是独立的，健康人的视听觉功能是互相联系的。按照信息处理通路形式上分为视觉、听觉的单一通路处理或视听觉混合双通路处理。对信息的处理也主要体现在这三种视听感觉通路的形式上。触觉作为另外一种感觉通路，能够更直接的对人的运动提供感知和控制的反馈。那么感觉统合失调主要是视觉、听觉以及触觉等三方面的信息处理出现异常。针对性训练就要从这三种感觉通路入手。
其次在操作控制的机制方面，肢体空间运动的精准特性，能够反映感觉统合能力水平，对预先设定的空间运动任务中路径的测量，比较和分析，能够揭示感觉统合问题。此外力操作能够激活触觉感知，那么利用手部手指按压和脚踏作为操作控制方式。手部力结合操作引起的行程，将力的触觉感知激活程度放大，相对手部运动，脚部运动比较特殊，脚部完成较精确力的运动需要脑运动功能控制和相关腿部和脚部肌肉群的协调性更高。针对手部和脚部力行程操作能够更好的锻炼感觉统合失调问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，本系统包括手部力行程采集模块和/或脚部力行程采集模块，所述的手部力行程采集模块和脚部力行程采集模块分别与力行程数据处理模块相连，且所述的手部力行程采集模块、脚部力行程采集模块和力行程数据处理模块均与供电模块相连，且所述的供电模块分别连接有手部空间位置采集模块、脚部空间位置采集模块以及空间运动数据处理模块，且所述的手部空间位置采集模块和/或脚部空间位置采集模块分别和空间运动数据处理模块相连，且所述的力行程数据处理模块和空间运动数据处理模块均与主控模块相连，且所述的主控模块上分别连接有虚拟现实头戴模块与虚拟现实视听觉认知任务呈现模块，且所述的主控模块与感觉统合测试阶段单元和/或感觉统合训练阶段单元相连。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的感觉统合测试阶段单元包括分别和主控模块相连的常模数据库模块、感觉统合测试数据分析模块以及报告生成模块；其中，
所述感觉统合测试数据分析模块被配置为主要实现在视听觉任务环境下，与常模数据库同年龄同性别数据对比，求解相对于常模数据使用者的感觉统合水平参数；
所述报告生成模块被配置为主要实现自动将使用者感觉统合水平参数按照一定图文结构，以图表和文字形式，word或PDF文档展示，此外自动对主要参数意义和得分情况做进一步的分析和解释。
所述常模数据库模块被配置为主要存储了感觉统合正常人群使用的测试系统收集和统计的感觉统合参数。其中，常模数据库模块中的常模数据库按照年龄和性别区分，从6岁到18岁每一年为一个统计数据段，从19岁到24岁每两年为一个统计数据段，从25岁到50岁每五年为一个统计数据段，从51岁到60岁为一个统计数据段，从61岁以上为一个统计数据段，包括多个关于视听觉通道具体商参数：视觉、听觉感觉手部空间运动操作近似度，视觉、听觉脚部空间运动操作近似度，视觉、听觉手部力行程控制准确度，视觉、听觉脚部力行程控制准确度，以及上述商数的标准差值参数。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的感觉统合训练阶段单元包括分别和主控模块相连的感觉统合训练方案生成模块和感觉统合训练进程控制模块，其中，
所述感觉统合训练方案生成模块被配置为根据感觉统合测试数据分析模块结果；
感觉统合训练进程控制模块被配置为主要实现使用者训练方案的保存，方案开展的情况记录，已完成训练的历史成绩记录和查询功能。其中，感觉统合训练方案生成模块中按照感觉统合水平结果的‘差’，‘一般’，‘良好’，‘优秀’和‘超群’，将感觉统合训练方案分为100,80,60,40和20次五种方案，每次训练包括8小节的子训练项目，按照先视听觉手和脚部空间运动操作，再视听觉手和脚部力行程控制操作的次序，每小节5分钟，每两个小节中间休息约5分钟，一次训练时间1小时。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的虚拟现实头戴模块为可头戴的虚拟现实设备和/或高保真耳机；所述的虚拟现实视听觉认知任务呈现模块为虚拟现实头戴设备，主要完成沉浸式视觉和听觉信息呈现。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的手部力行程采集模块包括手持设备，所述的手持设备上具有若干个分别和手指位置相对应的按键，且每一个按键分别对应连接有一个设置在手持设备内的力行程变电压输出机构；所述的脚部力行程采集模块包括底座，在底座上铰接有踏板，所述的踏板倾斜设置，在底座上设有位于踏板上端下方的力行程变电压输出机构，所述的踏板上端作用于力行程变电压输出机构且当踏板动作时所述的力行程变电压输出机构的输出电压随着踏板行程变化。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的力行程变电压输出机构包括竖直固定在底座上或手持设备上的第一电阻件和第二电阻件，所述的第一电阻件和第二电阻件相互平行设置且在两者之间设有弹簧和压于弹簧之间的连杆，所述的连杆下端设有变阻导电簧片，所述的变阻导电簧片的两端分别与第一电阻件和第二电阻件电接触，所述的第一电阻件和第二电阻件分别连接于供电模块的的正极和负极，且所述的第一电阻件或第二电阻件和供电模块之间设有定值电阻，所述的连杆上端与踏板和/或按键上端相连。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的连杆上端设有球状连接端，所述的踏板上端背面设有连接环，且所述的脚部力行程采集模块的数量为两个且并联设置，其中一个供左脚使用，另一个供右脚使用；所述的手部力行程采集模块的数量为两个且并联设置，其中一个供左手使用，另一个供右手使用。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的力行程数据处理模块包括基于Mega2560、mini或Nano架构的Arduino芯片或stm32单片机，所述的力行程数据处理模块用于力行程变电压输出机构的电压变化的模拟信号转换为数字信号，模数转换精度为10-16位，采样率为500Hz；所述的力行程数据处理模块将电压变化引起的电流数字信号进行卡尔曼滤波，去除采集过程中的干扰和噪音信号，通过USB数据线或无线蓝牙协议将力行程数据发送至主控模块；所述的供电模块为3.3-5V直流电源，所述的供电模块为外接直流电源或连接于主控模块的USB接口。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的手部空间位置采集模块、脚部空间位置采集模块均包括一个通过绑带穿戴于手部或脚部的盒体，所述的盒体内设有具有三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器的六轴运动处理组件，用于手部或脚部空间运动参数记录；所述空间运动数据处理模块包括所述的力行程数据处理模块包括基于Mega2560、mini或Nano架构的Arduino芯片或stm32单片机，去除采集过程中的干扰和噪音信号，通过USB数据线或无线蓝牙协议将力行程数据发送至主控模块。
在上述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统中，所述的主控模块包括台式计算机、笔记本计算机、一体机、单片机中的任意一种，所述的主控模块上连接有扬声器或耳机，所述的主控模块自带或者外接有显示屏、数字电视屏幕、一体机屏幕、平板屏幕中的任意一种。
与现有的技术相比，本基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统的优点在于：基于虚拟现实视听觉通道下的手和脚部任务，使用者头戴虚拟现实设备，通过系统发出的视听觉指令，并通过手部和脚部空间位置采集装置测量和采集手部和脚部响应相关任务的操作参数，从而检查使用者手部和脚部运动的准确和精细程度。再利用手部和脚部的力行程采集装置测量和采集手部和脚部响应相关任务的操作参数。从而检查使用者手部和脚部运动的力行程准确和精细程度。测试后系统自动求解多种关于感觉统合相关参数，并与同性别同年龄段常模数据库对比。并生成不同级别的感觉统合训练方案，从而自动智能的引领使用者开展训练。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调训练系统的组成结构示意图；
图2为本发明实施例提供的沉浸式虚拟现实头戴设备结构示意图；
图3为本发明实施例提供的空间位置采集模块结构示意图；
图4为本发明实施例提供的手部力行程采集模块结构示意图；
图5为本发明实施例提供的手部力行程采集模块设计原理示意图；
图6为本发明实施例提供的脚部力行程采集模块结构示意图；
图7为本发明实施例提供的脚部力行程采集模块设计原理示意图；
图8为本发明实施例提供的视觉手部空间运动测试和训练示意图；
图9为本发明实施例提供的视觉脚部空间运动测试和训练示意图；
图10为本发明实施例提供的听觉手部空间运动测试和训练示意图；
图11为本发明实施例提供的听觉脚部空间运动测试和训练示意图；
图12为本发明实施例提供的视觉手部力行程控制测试和训练示意图；
图13为本发明实施例提供的视觉脚部力行程控制测试和训练示意图；
图14为本发明实施例提供的听觉手部力行程控制测试和训练示意图；
图15为本发明实施例提供的听觉脚部力行程控制测试和训练示意图；
图16为本发明实施例提供的视听觉感觉统合测试流程图；
图17为本发明实施例提供的视听觉感觉统合训练流程图；
图中，力行程数据处理模块1、手部力行程采集模块11、手持设备111、按键112、脚部力行程采集模块12、底座121、踏板122、供电模块2、空间运动数据处理模块3、手部空间位置采集模块31、脚部空间位置采集模块32、主控模块4、力行程变电压输出机构5、第一电阻件51、第二电阻件52、弹簧53、连杆54、球状连接端541、连接环542、变阻导电簧片55、定值电阻56、盒体6、绑带61。虚拟现实头戴模块7、虚拟现实视听觉认知任务呈现模块71、感觉统合测试阶段单元8、常模数据库模块81、感觉统合测试数据分析模块82、报告生成模块83、感觉统合训练阶段单元9、感觉统合训练方案生成模块91、感觉统合训练进程控制模块92。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，包括手部力行程采集模块11和/或脚部力行程采集模块12，手部力行程采集模块11和脚部力行程采集模块12分别与力行程数据处理模块1相连，且手部力行程采集模块11、脚部力行程采集模块12和力行程数据处理模块1均与供电模块2相连，且供电模块2分别连接有手部空间位置采集模块31、脚部空间位置采集模块32以及空间运动数据处理模块3，且手部空间位置采集模块31和/或脚部空间位置采集模块32分别和空间运动数据处理模块3相连，且力行程数据处理模块1和空间运动数据处理模块3均与主控模块4相连，且主控模块4上分别连接有虚拟现实头戴模块7与虚拟现实视听觉认知任务呈现模块71，且主控模块4与感觉统合测试阶段单元8和/或感觉统合训练阶段单元9相连。
其中，这里的感觉统合测试阶段单元8包括分别和主控模块4相连的常模数据库模块81、感觉统合测试数据分析模块82以及报告生成模块83；其中，主控模块4与感觉统合测试数据分析模块82，常模数据库模块81，报告生成模块83输出端相连，
所述感觉统合测试数据分析模块82被配置为主要实现在视听觉任务环境下，与常模数据库同年龄同性别数据对比，求解相对于常模数据使用者的感觉统合水平参数；
所述报告生成模块83被配置为主要实现自动将使用者感觉统合水平参数按照一定图文结构，以图表和文字形式，word或PDF文档展示，此外自动对主要参数意义和得分情况做进一步的分析和解释。
所述常模数据库模块81被配置为主要存储了感觉统合正常人群使用的测试系统收集和统计的感觉统合参数；该常模数据库按照年龄和性别区分，从6岁到18岁每一年为一个统计数据段。从19岁到24岁每两年为一个统计数据段。从25岁到50岁每五年为一个统计数据段。从51岁到60岁为一个统计数据段。从61岁以上为一个统计数据段。包括多个关于视听觉通道具体商参数：视觉、听觉感觉手部空间运动操作近似度，视觉、听觉脚部空间运动操作近似度，视觉、听觉手部力行程控制准确度，视觉、听觉脚部力行程控制准确度，以及上述商数的标准差值等参数。
其中，这里的感觉统合训练阶段单元9包括分别和主控模块4相连的感觉统合训练方案生成模块91和感觉统合训练进程控制模块92，其中，
所述感觉统合训练方案生成模块91被配置为根据感觉统合测试数据分析模块82结果；按照感觉统合水平结果的‘差’，‘一般’，‘良好’，‘优秀’和‘超群’等。将感觉统合训练方案分为100,80,60,40和20次等五种方案。每次训练包括8小节的子训练项目，按照先视听觉手和脚部空间运动操作，再视听觉手和脚部力行程控制操作的次序，每小节5分钟，每两个小节中间休息约5分钟，一次训练时间约1小时。
感觉统合训练进程控制模块92被配置为主要实现使用者训练方案的保存，方案开展的情况记录，已完成训练的历史成绩记录和查询功能。
如图2所示，本实施例中的虚拟现实头戴模块7为可头戴的虚拟现实设备和/或高保真耳机；虚拟现实视听觉认知任务呈现模块71为虚拟现实头戴设备，主要完成沉浸式视觉和听觉信息呈现。所述虚拟现实头戴模块：为可头戴的虚拟现实设备，如桌面级别的HTCvive系列头戴，Oculus系统头戴；如移动级别的小鸟看看等设备。听觉信息呈现主要由高保真耳机实现；所述虚拟现实视听觉任务呈现模块：主要完成沉浸式视觉和听觉信息呈现。视觉信息呈现具体设备为虚拟现实头戴设备。
如图3所示，这里的手部空间位置采集模块31、脚部空间位置采集模块32均包括一个通过绑带61穿戴于手部或脚部的盒体6，主要外观为轻质塑料圆盒，盒体6内设有具有三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器的六轴运动处理组件，用于手部或脚部空间运动参数记录。
其中，这里的空间运动数据处理模块3包括力行程数据处理模块1包括基于Mega2560、mini或Nano架构的Arduino芯片或stm32单片机，去除采集过程中的干扰和噪音信号，通过USB数据线或无线蓝牙协议将力行程数据发送至主控模块4。将空间位置数字信号进行卡尔曼滤波，可用例如：Arduino基于Mega2560，mini或Nano架构或stm32单片机完成，去除采集过程中的干扰和噪音信号。
如图4所示，这里的手部力行程采集模块：外观主要为塑料等轻材料结构，为手持式，不要求手处于固定姿态。手部力行程采集模块11包括手持设备111，手持设备111上具有若干个分别和手指位置相对应的按键112，且每一个按键112分别对应连接有一个设置在手持设备111内的力行程变电压输出机构5；每个按键112在施以0-10牛顿时，位移距离为0-20毫秒。按键112内部为小型滑动变阻器，取决于测试场景和精度，变阻器阻值可为以下中的一种，1K欧姆-50K欧姆。
如图5所示，这里的力行程变电压输出机构5包括手持设备111上的第一电阻件51和第二电阻件52，第一电阻件51和第二电阻件52相互平行设置且在两者之间设有弹簧53和压于弹簧53之间的连杆54，连杆54下端设有变阻导电簧片55，变阻导电簧片55的两端分别与第一电阻件51和第二电阻件52电接触，第一电阻件51和第二电阻件52分别连接于供电模块2的的正极和负极，且第一电阻件51或第二电阻件52和供电模块2之间设有定值电阻56，连杆54上端与按键112上端相连。手部力行程采集模块11的数量为两个且并联设置，其中一个供左手使用，另一个供右手使用。工作原理为手部握住手持设备111，一个手指按动按键112，产生一定的位移距离，改变了变阻导电簧片55位置，从而改变了滑动变阻器的输出阻值。每个变阻器电路处于一个分压电路，由于阻值的改变，进而产生定值电阻上电压变化，该电压变化为力行程电压模拟参数输出。
如图6所示，这里的脚部力行程采集模块12包括底座121，在底座121上铰接有踏板122，踏板122倾斜设置，在底座121上设有位于踏板122上端下方的力行程变电压输出机构5，踏板122上端作用于力行程变电压输出机构5且当踏板122动作时力行程变电压输出机构5的输出电压随着踏板122行程变化。主要为ABS塑料结构，为踏板式。踏板122在施以10-40牛顿时，位移距离为0-50毫秒。踏板内部为小型滑动变阻器，取决于测试场景和精度，变阻器阻值可为以下中的一种，1K欧姆-100K欧姆。
如图7所示，这里的力行程变电压输出机构5包括竖直固定在底座121上的第一电阻件51和第二电阻件52，第一电阻件51和第二电阻件52相互平行设置且在两者之间设有弹簧53和压于弹簧53之间的连杆54，连杆54下端设有变阻导电簧片55，变阻导电簧片55的两端分别与第一电阻件51和第二电阻件52电接触，第一电阻件51和第二电阻件52分别连接于供电模块2的的正极和负极，且第一电阻件51或第二电阻件52和供电模块2之间设有定值电阻56，连杆54上端与踏板122上端相连。
其中，连杆54上端设有球状连接端541，踏板122上端背面设有连接环542，且脚部力行程采集模块12的数量为两个且并联设置，其中一个供左脚使用，另一个供右脚使用；工作原理为脚部自然放在脚踏式设备上，踏动踏板，产生一定的位移距离，改变了变阻滑片位置，从而改变了滑动变阻器的输出阻值。每个变阻器电路处于一个分压电路，由于阻值的改变，进而产生定值电阻上电压变化，该电压变化为力行程电压模拟参数输出。
如图1所示，这里的力行程数据处理模块1包括基于Mega2560、mini或Nano架构的Arduino芯片或stm32单片机，力行程数据处理模块1用于力行程变电压输出机构5的电压变化的模拟信号转换为数字信号，模数转换精度为10-16位，采样率为500Hz；力行程数据处理模块1将电压变化引起的电流数字信号进行卡尔曼滤波，去除采集过程中的干扰和噪音信号，通过USB数据线或无线蓝牙协议将力行程数据发送至主控模块4；将模拟采集的电压变化，通过模数转换模块，例如：Arduino基于Mega2560，mini或Nano架构或stm32核心电路板中的ADC。主要完成将滑动变阻器电阻值变化导致电压变化的模拟信号，转换为数字信号。模数转换精度为10-16位，采样率为500Hz。然后将力行程数字信号进行卡尔曼滤波，去除采集过程中的干扰和噪音信号。供电模块2为3.3-5V直流电源，供电模块2为外接直流电源或连接于主控模块4的USB接口。
这里的主控模块4包括台式计算机、笔记本计算机、一体机、单片机中的任意一种，主控模块4上连接有扬声器或耳机，主控模块4自带或者外接有显示屏、数字电视屏幕、一体机屏幕、平板屏幕中的任意一种。主要完成视听觉任务流程控制，视听觉任务呈现的控制，访问常模数据库模块控制，感觉统合测试数据分析模块控制，报告生成模块控制，感觉统合训练控制等操作。
本实施例的工作原理如下所述：
一、关于感觉统合测试阶段的工作原理：
感觉统合测试阶段视听觉任务呈现工作原理：
1测试阶段视觉手部空间运动测试工作原理
使用者用双手臂各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在使用者视野中出现‘右手测试’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，感觉为5-10米的距离，在使用者面前匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在使用者正前方。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的右手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，测试开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球沿着轨迹准确的运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试无效，进入下一次操作。右手测试后，是左手测试。在使用者视野中出现‘左手测试’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，感觉为5-10米的距离，在使用者面前匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在使用者正前方。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的左手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，测试开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球沿着轨迹准确的运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试无效，进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。
2测试阶段视觉脚部空间运动测试工作原理
使用者用双脚各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在使用者视野的地面会依次出现两种可选择的不同颜色小球，比如‘红球’或‘黑球’，两个球一次只出现一个，且是随机的。在使用者面前地面匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在地面。这时小球会出现在运动轨迹起始点。在虚拟现实环境中使用者右脚表现为红色方块，左脚表现为黑色方块，大小为小球的外接正方形，当出现‘红球’时，使用者用右脚踏上，将小球拖着沿运动轨迹运动，当小球达到轨迹终点，并保持至少500毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试无效，进入下一次操作。当出现‘黑球’时，使用者用左脚踏上，将小球拖着沿运动轨迹运动，当小球达到轨迹终点，并保持至少500毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试无效，进入下一次操作。
3测试阶段听觉手部空间运动测试工作原理
使用者用双手臂各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。在使用者视野中出现‘右手测试’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，高保真耳机中播放指令，如‘小球从左到右移动5米’，使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的右手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，测试开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球按照语音指令操作。当小球受控制运动一段距离后停止，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试无效，进入下一次操作。右手测试后，是左手测试。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。然后在使用者视野中出现‘左手测试’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，高保真耳机中播放指令，如‘小球从左到右移动5米’，使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的左手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，测试开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球按照语音指令操作。当小球受控制运动一段距离后停止，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试无效，进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。
4测试阶段听觉脚部空间运动测试工作原理
使用者用双脚各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。在使用者视野中出现‘右脚测试’的文字，然后文字消失。在使用者面前视野范围内的地面随机位置出现。一个圆球，高保真耳机中播放指令，如‘将小球从此处竖直向前移动5米’，在虚拟现实环境中使用者右脚表现为红色方块，踩上小球，将小球拖到一个位置，并保持至少500毫秒，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试无效，进入下一次操作。右脚测试后，是左脚测试。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。然后在使用者视野中出现‘左脚测试’的文字，然后文字消失。在使用者面前视野范围内的地面随机位置出现。一个圆球，高保真耳机中播放指令，如‘将小球从此处竖直向前移动3米’，在虚拟现实环境中使用者左脚表现为黑色方块，踩上小球，将小球拖到一个位置，并保持至少500毫秒，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试无效，进入下一次操作。
5测试阶段视觉手部力行程控制测试工作原理
使用者用双手各持一个手部力行程模块，可用单手的五指中的一指按动按键作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板区域出现一个小球，在黑板上匀速运动并绘制出运动轨迹。轨迹会保留在黑板上。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用左右手的力行程模块，控制小球尽可能的沿着轨迹准确的运动。使用者用左手按动按键控制小球的左右运动，右手按动按钮控制小球的上下运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒，本次测试结束，黑板清空，使用者放开按键，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次测试无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。
6测试阶段视觉脚部力行程控制测试工作原理
使用者左右脚自然放在脚部力行程模块上，用脚踏动踏板作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板区域出现一个小球，在黑板上匀速运动并绘制出运动轨迹。轨迹会保留在黑板上。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用左右脚部的力行程模块，控制小球尽可能的沿着轨迹准确的运动。使用者用左脚踏动踏板控制小球的左右运动，右脚踏动踏板控制小球的上下运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒，本次测试结束，黑板清空，使用者放开踏板，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次测试无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。
7测试阶段听觉手部力行程控制测试工作原理
使用者用双手各持一个手部力行程模块，可用单手的五指中的一指按动按键作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板下方有左右两个小球，中间位置有对应的方框，使用者坐好，并留心听高保真耳机中指令。语音指令随机播放的‘左’或‘右’代表左右手做相应的操作，语音会持续‘3000-5000’毫秒间任意时间，比如当听见‘左’时，迅速左手按动按钮使得左边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘左’语音消失的时候，马上放开按钮；比如当听见‘右’时，迅速右手按动按钮使得右边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘右’语音消失的时候，马上放开按钮。本次测试结束，黑板清空，使用者放开按键，进入下一次操作。如果使用者测试时间内没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次测试无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次语音指令长度随机。
8测试阶段听觉脚部力行程控制测试工作原理
使用者左右脚自然放在脚部力行程模块上，用脚踏动踏板作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板下方有左右两个小球，中间位置有对应的方框，使用者坐好，并留心听高保真耳机中指令。语音指令随机播放的‘左’或‘右’代表左右脚做相应的操作，语音会持续‘3000-5000’毫秒间任意时间，比如当听见‘左’时，迅速左脚踏动相应踏板使得左边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘左’语音消失的时候，马上放开踏板；比如当听见‘右’时，迅速右脚踏动相应踏板使得右边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘右’语音消失的时候，马上放开按钮。本次测试结束，黑板清空，使用者放开踏板，进入下一次操作。如果使用者测试时间内没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次测试无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次语音指令长度随机。
因此，本实施例中的感觉统合失调测试工作原理：一个轮次测试共包含5次视觉手部空间运动测试，5次视觉脚部空间运动测试，5次听觉手部空间运动测试，5次听觉脚部空间运动测试；5次视觉手部力行程控制测试，5次视觉脚部力行程控制测试，5次听觉手部力行程控制测试，5次听觉脚部力行程控制测试，共40次测试。感觉统合失调测试共包含两个轮次。
进一步地，这里的力行程数据处理模块工作原理：
力行程操作按照视听觉分类，包含视觉手和脚部力行程控制准确度，和听觉手和脚部力行程控制准确度。以及上述商数的标准差值等参数。
计算公式如下：
视觉下手和脚部力行程控制准确度：
平均值力行程控制完成路径长/力行程控制完成时间
听觉下手和脚部力行程控制准确度：
平均值0.5×归一标准化力行程控制完成时间/播放指令时长+0.5×归一标准化力行程控制小球路径/力行程控制小球完成时间
空间运动数据处理模块工作原理：
空间运动数据处理按照视听觉分类，包含视觉手和脚部空间运动操作近似度，和听觉手和脚部空间运动操作近似度。以及上述商数的标准差值等参数。
计算公式如下：
视觉手和脚部空间运动操作近似度：
平均值空间运动完成路径长/空间运动控制完成时间
听觉手和脚部空间运动操作近似度
平均值空间运动完成路径长/指令实际路径长
然后将上述数据进行标准化，使其值变化范围在0-100间，并按照0.25比例，加权求和为感觉统合综合商值。下一步是按照使用者性别和年龄访问相应的常模数据，将感觉统合综合商值进行对比分析。利用如下公式，得到使用者相对于常模数据的标准化商值，标准化商值＝100+15*(使用者得分-正常平均值)/标准差。其中如果标准化商值为80-89分说明，使用者得分为该人去中平均分之下，基于差，90-109分说明得分为平均分数，记为一般，110-119分说明高于平均分数，记为良好，120-129分说明较高的分数，记为优秀，130分以上说明超高的分数，记为超群。
感觉统合报告生成工作原理：
主要实现自动将使用者感觉统合水平参数按照一定图文结构，以图表和文字形式，word或PDF文档展示。此外自动对主要参数意义和得分情况做进一步的分析和解释。
二、关于感觉统合训练阶段的工作原理：
包含视听觉手和脚部空间运动训练和视听觉手和脚部力行程控制训练两部分。
1、训练阶段视觉手部空间运动训练工作原理
使用者用双手臂各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在使用者视野中出现‘右手训练’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，感觉为5-10米的距离，在使用者面前匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在使用者正前方。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的右手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，训练开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球沿着轨迹准确的运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次训练无效，进入下一次操作。右手训练后，是左手训练。在使用者视野中出现‘左手训练’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，感觉为5-10米的距离，在使用者面前匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在使用者正前方。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的左手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，训练开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球沿着轨迹准确的运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次训练无效，进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。累计训练时间为5分钟。
2、训练阶段视觉脚部空间运动训练工作原理
使用者用双脚各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在使用者视野的地面会依次出现两种可选择的不同颜色小球，比如‘红球’或‘黑球’，两个球一次只出现一个，且是随机的。在使用者面前地面匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在地面。这时小球会出现在运动轨迹起始点。在虚拟现实环境中使用者右脚表现为红色方块，左脚表现为黑色方块，大小为小球的外接正方形，当出现‘红球’时，使用者用右脚踏上，将小球拖着沿运动轨迹运动，当小球达到轨迹终点，并保持至少500毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次训练无效，进入下一次操作。当出现‘黑球’时，使用者用左脚踏上，将小球拖着沿运动轨迹运动，当小球达到轨迹终点，并保持至少500毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次训练无效，进入下一次操作。累计训练时间为5分钟。
3、训练阶段听觉手部空间运动训练工作原理
使用者用双手臂各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。在使用者视野中出现‘右手训练’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，高保真耳机中播放指令，如‘小球从左到右移动5米’，使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的右手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，训练开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球按照语音指令操作。当小球受控制运动一段距离后停止，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次训练无效，进入下一次操作。右手训练后，是左手训练。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。然后在使用者视野中出现‘左手训练’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，高保真耳机中播放指令，如‘小球从左到右移动5米’，使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的左手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，训练开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球按照语音指令操作。当小球受控制运动一段距离后停止，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次训练无效，进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。累计训练时间为5分钟。
4、训练阶段听觉脚部空间运动训练工作原理
使用者用双脚各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。在使用者视野中出现‘右脚训练’的文字，然后文字消失。在使用者面前视野范围内的地面随机位置出现。一个圆球，高保真耳机中播放指令，如‘将小球从此处竖直向前移动5米’，在虚拟现实环境中使用者右脚表现为红色方块，踩上小球，将小球拖到一个位置，并保持至少500毫秒，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次训练无效，进入下一次操作。右脚训练后，是左脚训练。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。然后在使用者视野中出现‘左脚训练’的文字，然后文字消失。在使用者面前视野范围内的地面随机位置出现。一个圆球，高保真耳机中播放指令，如‘将小球从此处竖直向前移动3米’，在虚拟现实环境中使用者左脚表现为黑色方块，踩上小球，将小球拖到一个位置，并保持至少500毫秒，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次训练无效，进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。累计训练时间为5分钟。
5、训练阶段视觉手部力行程控制训练工作原理
使用者用双手各持一个手部力行程模块，可用单手的五指中的一指按动按键作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板区域出现一个小球，在黑板上匀速运动并绘制出运动轨迹。轨迹会保留在黑板上。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用左右手的力行程模块，控制小球尽可能的沿着轨迹准确的运动。使用者用左手按动按键控制小球的左右运动，右手按动按钮控制小球的上下运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒，本次训练结束，黑板清空，使用者放开按键，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次训练无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。累计训练时间为5分钟。
6、训练阶段视觉脚部力行程控制训练工作原理
使用者左右脚自然放在脚部力行程模块上，用脚踏动踏板作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板区域出现一个小球，在黑板上匀速运动并绘制出运动轨迹。轨迹会保留在黑板上。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用左右脚部的力行程模块，控制小球尽可能的沿着轨迹准确的运动。使用者用左脚踏动踏板控制小球的左右运动，右脚踏动踏板控制小球的上下运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒，本次训练结束，黑板清空，使用者放开踏板，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次训练无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。累计训练时间为5分钟。
7、训练阶段听觉手部力行程控制训练工作原理
使用者用双手各持一个手部力行程模块，可用单手的五指中的一指按动按键作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板下方有左右两个小球，中间位置有对应的方框，使用者坐好，并留心听高保真耳机中指令。语音指令随机播放的‘左’或‘右’代表左右手做相应的操作，语音会持续‘3000-5000’毫秒间任意时间，比如当听见‘左’时，迅速左手按动按钮使得左边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘左’语音消失的时候，马上放开按钮；比如当听见‘右’时，迅速右手按动按钮使得右边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘右’语音消失的时候，马上放开按钮。本次训练结束，黑板清空，使用者放开按键，进入下一次操作。如果使用者训练时间内没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次训练无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次语音指令长度随机。累计训练时间为5分钟。
8、训练阶段听觉脚部力行程控制训练工作原理
使用者左右脚自然放在脚部力行程模块上，用脚踏动踏板作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板下方有左右两个小球，中间位置有对应的方框，使用者坐好，并留心听高保真耳机中指令。语音指令随机播放的‘左’或‘右’代表左右脚做相应的操作，语音会持续‘3000-5000’毫秒间任意时间，比如当听见‘左’时，迅速左脚踏动相应踏板使得左边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘左’语音消失的时候，马上放开踏板；比如当听见‘右’时，迅速右脚踏动相应踏板使得右边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘右’语音消失的时候，马上放开按钮。本次训练结束，黑板清空，使用者放开踏板，进入下一次操作。如果使用者训练时间内没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次训练无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次语音指令长度随机。累计训练时间为5分钟。
因此，本实施例中的感觉统合训练方案工作原理：
根据感觉统合测试数据分析模块结果，按照感觉统合水平结果的‘差’，‘一般’，‘良好’，‘优秀’和‘超群’等。将感觉统合训练方案分为100,80,60,40和20次等五种方案。每次训练包括8小节的子训练项目，按照先视听觉手和脚部空间运动操作，再视听觉手和脚部力行程控制操作的次序，每小节5分钟，每两个小节中间休息约5分钟，一次训练时间约1小时。
感觉统合训练进程控制工作原理：主要实现使用者训练方案的保存，方案开展的情况记录，已完成训练的历史成绩记录如计算训练中将小球移动到黑板最上方所用时间越少则成绩约高和查询等功能。
下面对本实施例中感觉统合测试过程和感觉统合训练过程进行详细说明：
如图8所示，视觉手部空间运动测试和训练：
使用者用双手臂各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在使用者视野中出现‘右手测试’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，感觉为5-10米的距离，在使用者面前匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在使用者正前方。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的右手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，测试训练开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球沿着轨迹准确的运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，进入下一次操作。右手测试训练后，是左手测试训练。在使用者视野中出现‘左手测试训练’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，感觉为5-10米的距离，在使用者面前匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在使用者正前方。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的左手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，测试训练开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球沿着轨迹准确的运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。
如图9所示，视觉脚部空间运动测试和训练
使用者用双脚各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在使用者视野的地面会依次出现两种可选择的不同颜色小球，比如‘红球’或‘黑球’，两个球一次只出现一个，且是随机的。在使用者面前地面匀速运动并绘制运动轨迹，轨迹会保留在地面。这时小球会出现在运动轨迹起始点。在虚拟现实环境中使用者右脚表现为红色方块，左脚表现为黑色方块，大小为小球的外接正方形，当出现‘红球’时，使用者用右脚踏上，将小球拖着沿运动轨迹运动，当小球达到轨迹终点，并保持至少500毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，进入下一次操作。当出现‘黑球’时，使用者用左脚踏上，将小球拖着沿运动轨迹运动，当小球达到轨迹终点，并保持至少500毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，进入下一次操作。
如图10所示，听觉手部空间运动测试和训练
使用者用双手臂各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。在使用者视野中出现‘右手测试训练’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，高保真耳机中播放指令，如‘小球从左到右移动5米’，使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的右手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，测试训练开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球按照语音指令操作。当小球受控制运动一段距离后停止，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，进入下一次操作。右手测试训练后，是左手测试训练。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。然后在使用者视野中出现‘左手测试训练’的文字，然后文字消失。在使用者正前方出现一个立体圆球，高保真耳机中播放指令，如‘小球从左到右移动5米’，使用者的操作任务是，用绑有空间位置模块的左手，指向小球，在虚拟现实环境中指向表现为一道蓝光，如果蓝光指中小球，测试训练开始，控制手臂运动尽可能的使蓝光控制的小球按照语音指令操作。当小球受控制运动一段距离后停止，并保持至少100毫秒。进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。
如图11所示，听觉脚部空间运动测试和训练
使用者用双脚各绑一个空间位置模块。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境是空旷的环境，有简单抽象的地面和天空。使用者为站立。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。在使用者视野中出现‘右脚测试训练’的文字，然后文字消失。在使用者面前视野范围内的地面随机位置出现。一个圆球，高保真耳机中播放指令，如‘将小球从此处竖直向前移动5米’，在虚拟现实环境中使用者右脚表现为红色方块，踩上小球，将小球拖到一个位置，并保持至少500毫秒，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，进入下一次操作。右脚测试训练后，是左脚测试训练。在视野中会出现一个比例尺，提醒使用者这样线段的长度。然后在使用者视野中出现‘左脚测试训练’的文字，然后文字消失。在使用者面前视野范围内的地面随机位置出现。一个圆球，高保真耳机中播放指令，如‘将小球从此处竖直向前移动3米’，在虚拟现实环境中使用者左脚表现为黑色方块，踩上小球，将小球拖到一个位置，并保持至少500毫秒，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，进入下一次操作。
如图12所示，视觉手部力行程控制测试和训练
使用者用双手各持一个手部力行程模块，可用单手的五指中的一指按动按键作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板区域出现一个小球，在黑板上匀速运动并绘制出运动轨迹。轨迹会保留在黑板上。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用左右手的力行程模块，控制小球尽可能的沿着轨迹准确的运动。使用者用左手按动按键控制小球的左右运动，右手按动按钮控制小球的上下运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒，本次测试训练结束，黑板清空，使用者放开按键，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。
如图13所示，视觉脚部力行程控制测试和训练
使用者左右脚自然放在脚部力行程模块上，用脚踏动踏板作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板区域出现一个小球，在黑板上匀速运动并绘制出运动轨迹。轨迹会保留在黑板上。这时小球会出现在运动轨迹起始点。使用者的操作任务是，用左右脚部的力行程模块，控制小球尽可能的沿着轨迹准确的运动。使用者用左脚踏动踏板控制小球的左右运动，右脚踏动踏板控制小球的上下运动。当小球达到轨迹终点，并保持至少100毫秒，本次测试训练结束，黑板清空，使用者放开踏板，进入下一次操作。如果使用者10秒内没有使小球到达终点或3秒没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次小球运动轨迹各不相同。
如图14所示，听觉手部力行程控制测试和训练
使用者用双手各持一个手部力行程模块，可用单手的五指中的一指按动按键作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板下方有左右两个小球，中间位置有对应的方框，使用者坐好，并留心听高保真耳机中指令。语音指令随机播放的‘左’或‘右’代表左右手做相应的操作，语音会持续‘3000-5000’毫秒间任意时间，比如当听见‘左’时，迅速左手按动按钮使得左边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘左’语音消失的时候，马上放开按钮；比如当听见‘右’时，迅速右手按动按钮使得右边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘右’语音消失的时候，马上放开按钮。本次测试训练结束，黑板清空，使用者放开按键，进入下一次操作。如果使用者测试训练时间内没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次语音指令长度随机。
如图15所示，听觉脚部力行程控制测试和训练
使用者左右脚自然放在脚部力行程模块上，用脚踏动踏板作为操作。
沉浸式虚拟现实设备营造的视觉环境为白天时间的一间教室内，教室安静，有一定数量的课桌椅，但没有其他人物，使用者视角为坐姿，面向教室前方的黑板，黑板下方有左右两个小球，中间位置有对应的方框，使用者坐好，并留心听高保真耳机中指令。语音指令随机播放的‘左’或‘右’代表左右脚做相应的操作，语音会持续‘3000-5000’毫秒间任意时间，比如当听见‘左’时，迅速左脚踏动相应踏板使得左边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘左’语音消失的时候，马上放开踏板；比如当听见‘右’时，迅速右脚踏动相应踏板使得右边小球从下到上竖直运动到上方框内，并保持位置，当‘右’语音消失的时候，马上放开按钮。本次测试训练结束，黑板清空，使用者放开踏板，进入下一次操作。如果使用者测试训练时间内没有任何小球位移，，虚拟现实环境提示本次测试训练无效，并黑板清空，并进入下一次操作。每次语音指令长度随机。
如图16所示，感觉统合失调测试流程：一个轮次测试共包含5次视觉手部空间运动测试，5次视觉脚部空间运动测试，5次听觉手部空间运动测试，5次听觉脚部空间运动测试；5次视觉手部力行程控制测试，5次视觉脚部力行程控制测试，5次听觉手部力行程控制测试，5次听觉脚部力行程控制测试，共40次测试。感觉统合失调测试共包含两个轮次。
如图17所示，感觉统合训练流程：
根据感觉统合测试数据分析模块结果，按照感觉统合水平结果的‘差’，‘一般’，‘良好’，‘优秀’和‘超群’等。将感觉统合训练方案分为100,80,60,40和20次等五种方案。每次训练包括8小节的子训练项目，按照先视听觉手和脚部空间运动操作，再视听觉手和脚部力行程控制操作的次序，每小节5分钟，每两个小节中间休息约5分钟，一次训练时间约1小时。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了力行程数据处理模块1、手部力行程采集模块11、手持设备111、按键112、脚部力行程采集模块12、底座121、踏板122、供电模块2、空间运动数据处理模块3、手部空间位置采集模块31、脚部空间位置采集模块32、主控模块4、力行程变电压输出机构5、第一电阻件51、第二电阻件52、弹簧53、连杆54、球状连接端541、连接环542、变阻导电簧片55、定值电阻56、盒体6、绑带61。虚拟现实头戴模块7、虚拟现实视听觉认知任务呈现模块71、感觉统合测试阶段单元8、常模数据库模块81、感觉统合测试数据分析模块82、报告生成模块83、感觉统合训练阶段单元9、感觉统合训练方案生成模块91、感觉统合训练进程控制模块92等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，本系统包括手部力行程采集模块(11)和/或脚部力行程采集模块(12)，所述的手部力行程采集模块(11)和脚部力行程采集模块(12)分别与力行程数据处理模块(1)相连，且所述的手部力行程采集模块(11)、脚部力行程采集模块(12)和力行程数据处理模块(1)均与供电模块(2)相连，且所述的供电模块(2)分别连接有手部空间位置采集模块(31)、脚部空间位置采集模块(32)以及空间运动数据处理模块(3)，且所述的手部空间位置采集模块(31)和/或脚部空间位置采集模块(32)分别和空间运动数据处理模块(3)相连，且所述的力行程数据处理模块(1)和空间运动数据处理模块(3)均与主控模块(4)相连，且所述的主控模块(4)上分别连接有虚拟现实头戴模块(7)与虚拟现实视听觉认知任务呈现模块(71)，且所述的主控模块(4)与感觉统合测试阶段单元(8)和/或感觉统合训练阶段单元(9)相连。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的感觉统合测试阶段单元(8)包括分别和主控模块(4)相连的常模数据库模块(81)、感觉统合测试数据分析模块(82)以及报告生成模块(83)；其中，
所述感觉统合测试数据分析模块(82)被配置为主要实现在视听觉任务环境下，与常模数据库同年龄同性别数据对比，求解相对于常模数据使用者的感觉统合水平参数；
所述报告生成模块(83)被配置为主要实现自动将使用者感觉统合水平参数按照一定图文结构，以图表和文字形式，word或PDF文档展示，此外自动对主要参数意义和得分情况做进一步的分析和解释。
所述常模数据库模块(81)被配置为主要存储了感觉统合正常人群使用的测试系统收集和统计的感觉统合参数。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的感觉统合训练阶段单元(9)包括分别和主控模块(4)相连的感觉统合训练方案生成模块(91)和感觉统合训练进程控制模块(92)，其中，
所述感觉统合训练方案生成模块(91)被配置为根据感觉统合测试数据分析模块(82)结果；
感觉统合训练进程控制模块(92)被配置为主要实现使用者训练方案的保存，方案开展的情况记录，已完成训练的历史成绩记录和查询功能。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的虚拟现实头戴模块(7)为可头戴的虚拟现实设备和/或高保真耳机；所述的虚拟现实视听觉认知任务呈现模块(71)为虚拟现实头戴设备，主要完成沉浸式视觉和听觉信息呈现。
5.根据权利要求4所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的手部力行程采集模块(11)包括手持设备(111)，所述的手持设备(111)上具有若干个分别和手指位置相对应的按键(112)，且每一个按键(112)分别对应连接有一个设置在手持设备(111)内的力行程变电压输出机构(5)；所述的脚部力行程采集模块(12)包括底座(121)，在底座(121)上铰接有踏板(122)，所述的踏板(122)倾斜设置，在底座(121)上设有位于踏板(122)上端下方的力行程变电压输出机构(5)，所述的踏板(122)上端作用于力行程变电压输出机构(5)且当踏板(122)动作时所述的力行程变电压输出机构(5)的输出电压随着踏板(122)行程变化。
6.根据权利要求5所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的力行程变电压输出机构(5)包括竖直固定在底座(121)上或手持设备(111)上的第一电阻件(51)和第二电阻件(52)，所述的第一电阻件(51)和第二电阻件(52)相互平行设置且在两者之间设有弹簧(53)和压于弹簧(53)之间的连杆(54)，所述的连杆(54)下端设有变阻导电簧片(55)，所述的变阻导电簧片(55)的两端分别与第一电阻件(51)和第二电阻件(52)电接触，所述的第一电阻件(51)和第二电阻件(52)分别连接于供电模块(2)的的正极和负极，且所述的第一电阻件(51)或第二电阻件(52)和供电模块(2)之间设有定值电阻(56)，所述的连杆(54)上端与踏板(122)和/或按键(112)上端相连。
7.根据权利要求6所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的连杆(54)上端设有球状连接端(541)，所述的踏板(122)上端背面设有连接环(542)，且所述的脚部力行程采集模块(12)的数量为两个且并联设置，其中一个供左脚使用，另一个供右脚使用；所述的手部力行程采集模块(11)的数量为两个且并联设置，其中一个供左手使用，另一个供右手使用。
8.根据权利要求1所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的力行程数据处理模块(1)包括基于Mega2560、mini或Nano架构的Arduino芯片或stm32单片机，所述的力行程数据处理模块(1)用于力行程变电压输出机构(5)的电压变化的模拟信号转换为数字信号，模数转换精度为10-16位，采样率为500Hz；所述的力行程数据处理模块(1)将电压变化引起的电流数字信号进行卡尔曼滤波，去除采集过程中的干扰和噪音信号，通过USB数据线或无线蓝牙协议将力行程数据发送至主控模块(4)；所述的供电模块(2)为3.3-5V直流电源，所述的供电模块(2)为外接直流电源或连接于主控模块(4)的USB接口。
9.根据权利要求1所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的手部空间位置采集模块(31)、脚部空间位置采集模块(32)均包括一个通过绑带(61)穿戴于手部或脚部的盒体(6)，所述的盒体(6)内设有具有三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器的六轴运动处理组件，用于手部或脚部空间运动参数记录；所述空间运动数据处理模块包括所述的力行程数据处理模块(1)包括基于Mega2560、mini或Nano架构的Arduino芯片或stm32单片机，去除采集过程中的干扰和噪音信号，通过USB数据线或无线蓝牙协议将力行程数据发送至主控模块(4)。
10.根据权利要求1所述的基于虚拟现实视听觉通路的感觉统合失调测训系统，其特征在于，所述的主控模块(4)包括台式计算机、笔记本计算机、一体机、单片机中的任意一种，所述的主控模块(4)上连接有扬声器或耳机，所述的主控模块(4)自带或者外接有显示屏、数字电视屏幕、一体机屏幕、平板屏幕中的任意一种。
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- 2019-09-30 CN CN201910945947.2A patent/CN110808091B/zh active Active
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