CN111739100A - 一种儿童运动手眼协调能力测评系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种儿童运动手眼协调能力测评系统，包括显示模块、动作识别模块、数据传输模块、数据处理模块以及测评装置，所述显示模块用于显示测评各项动作的示范图像或示范视频；所述动作识别模块为Kinect外设，所述Kinect外设包括三组摄像头、两组深感传感器、红外线发射器和红外线接收器，所述三组摄像头、两组深感传感器、红外线发射器和红外线接收器分别与数据传输模块进行连接；所述数据传输模块连接数据处理模块，数据处理模块连接测评装置，采用了Kinect外设对动作进行信息获取，可以即时给予反馈结果，减少了施测者的主观意识影响，使测试更客观化，同时该测评系统采用自然人机交互方式，增加儿童的沉浸感和操作感，测试效率高，节省人力物力。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学信号测评技术领域，具体涉及一种儿童运动手眼协调能力测评系统。
背景技术
儿童运动协调能力发展水平与儿童常见的精神疾病联系疾病，运动技能障碍是儿童年龄阶段特殊的发育障碍性疾病，影响儿童的日常生活。在完成日常活动时，患有运动技能障碍的儿童较难组织和维持身体的协调，特别是儿童进行简单的游戏和活动时，这些儿童因自身相对缺乏运动能力，也就相应的缺乏足够的自信心，导致他们比同龄人有较高的孤独感和较低的生活满意度，
现有技术中，为提高测评信效度，对儿童测评方法的量表或者测评项目进行优化修改，或者采用传感器和信号处理技术以获得全部测评过程的时间序列数据。但是在对各种优化方案所获得的数据进行分析时，手眼协调能力是儿童运动协调能力的一种，但是目前对儿童，手眼协调能力测评尚未有完善的测评标准，主观测评偏差较大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种儿童运动手眼协调能力测评系统。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种儿童运动手眼协调能力测评系统，包括显示模块、动作识别模块、数据传输模块、数据处理模块以及测评装置；
所述显示模块用于显示测评各项动作的示范图像或示范视频；
所述动作识别模块为Kinect外设，所述Kinect外设包括三组摄像头、两组深感传感器、红外线发射器和红外线接收器，三组摄像头用于获取拍摄视角范围内的彩色图像，红外线发射器用于投射近红外光谱，红外线接收器用来通过分析红外光谱创建拍摄视角范围内的动作图像，深感传感器用于采集深度数据流；
所述三组摄像头、两组深感传感器、红外线发射器和红外线接收器分别与数据传输模块进行连接；
所述数据传输模块连接数据处理模块，数据处理模块连接测评装置，所述数据处理模块将从Kinect外设获取的深度数据流、彩色图像和动作图像传输到测评装置进行测评，所述测评装置包括骨骼追踪模块、动作识别模块，
所述骨骼追踪模块根据深度数据流构建人体骨骼，将人体的关节点自动安装识别点，形成“火柴人”，所述骨骼追踪模块包括第一对比统计单元、第二对比统计单元和大数据统计分析单元，所述第一对比统计单元完成固定动作的评价，所述第二对比统计单元完成系列动作的评价，
第一对比统计单元将获取的所有骨骼点进行骨骼点位移值统计，将动作完成的所有骨骼点与固定动作的拆分形成的骨骼点进行一一对比，所有骨骼点包括肩部点、肘部点和腕部点，将完成的动作和固定动作的肩部点进行重合，统计肘部点距离L1和肘部点距离L2，将完成的动作和固定动作的肘部点进行重合，统计肘部点距离L3，计算偏差值D1＝(L12+L22+L32)1/2；
第二对比统计单元将获取的动作视频获取开始动作、中间动作和结束动作，将系列动作也同样获取开始动作、中间动作和结束动作，形成三组对比组，每个对比组将实际动作的所有骨骼点与指示动作拆分形成的骨骼点进行一一对比，所有骨骼点包括肩部点、肘部点和腕部点，将完成的动作和固定动作的肩部点进行重合，统计肘部点距离L4和肘部点距离L5，将完成的动作和固定动作的肘部点进行重合，统计肘部点距离L6，计算偏差值L＝(L42+L52+L62)1/2，将三组对比组的偏差值取平均值D2；
大数据统计分析单元将n组D1进行列表统计，将指定D1所在名次按百分位显示在显示模块上，将n组D2进行列表统计，将指定D2所在名次按百分位显示在显示模块上。
本发明具有有益效果：
本发明提供了一种儿童运动手眼协调能力测评系统，采用了Kinect外设对动作进行信息获取，可以即时给予反馈结果，减少了施测者的主观意识影响，使测试更客观化，同时该测评系统采用自然人机交互方式，增加儿童的沉浸感和操作感，测试效率高，节省人力物力。
具体实施方式
一种儿童运动手眼协调能力测评系统，包括显示模块、动作识别模块、数据传输模块、数据处理模块以及测评装置；
所述显示模块用于显示测评各项动作的示范图像或示范视频；
所述动作识别模块为Kinect外设，所述Kinect外设包括三组摄像头、两组深感传感器、红外线发射器和红外线接收器，三组摄像头用于获取拍摄视角范围内的彩色图像，红外线发射器用于投射近红外光谱，红外线接收器用来通过分析红外光谱创建拍摄视角范围内的动作图像，深感传感器用于采集深度数据流；
所述三组摄像头、两组深感传感器、红外线发射器和红外线接收器分别与数据传输模块进行连接；
所述数据传输模块连接数据处理模块，数据处理模块连接测评装置，所述数据处理模块将从Kinect外设获取的深度数据流、彩色图像和动作图像传输到测评装置进行测评，所述测评装置包括骨骼追踪模块、动作识别模块，
所述骨骼追踪模块根据深度数据流构建人体骨骼，将人体的关节点自动安装识别点，形成“火柴人”，所述骨骼追踪模块包括第一对比统计单元、第二对比统计单元和大数据统计分析单元，所述第一对比统计单元完成固定动作的评价，所述第二对比统计单元完成系列动作的评价，
第一对比统计单元将获取的所有骨骼点进行骨骼点位移值统计，将动作完成的所有骨骼点与固定动作的拆分形成的骨骼点进行一一对比，所有骨骼点包括肩部点、肘部点和腕部点，将完成的动作和固定动作的肩部点进行重合，统计肘部点距离L1和肘部点距离L2，将完成的动作和固定动作的肘部点进行重合，统计肘部点距离L3，计算偏差值D1＝(L12+L22+L32)1/2；
第一对比统计单元将获取的动作视频获取开始动作、中间动作和结束动作，将系列动作也同样获取开始动作、中间动作和结束动作，形成三组对比组，每个对比组将实际动作的所有骨骼点与指示动作拆分形成的骨骼点进行一一对比，所有骨骼点包括肩部点、肘部点和腕部点，将完成的动作和固定动作的肩部点进行重合，统计肘部点距离L4和肘部点距离L5，将完成的动作和固定动作的肘部点进行重合，统计肘部点距离L6，计算偏差值L＝(L42+L52+L62)1/2，将三组对比组的偏差值取平均值D2；
大数据统计分析单元将n组D1进行列表统计，将指定D1所在名次按百分位显示在显示模块上，将n组D2进行列表统计，将指定D3所在名次按百分位显示在显示模块上。
本发明提供了一种儿童运动手眼协调能力测评系统，采用了Kinect外设对动作进行信息获取，可以即时给予反馈结果，减少了施测者的主观意识影响，使测试更客观化，同时该测评系统采用自然人机交互方式，增加儿童的沉浸感和操作感，测试效率高，节省人力物力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种儿童运动手眼协调能力测评系统，其特征在于：包括显示模块、动作识别模块、数据传输模块、数据处理模块以及测评装置；
所述显示模块用于显示测评各项动作的示范图像或示范视频；
所述动作识别模块为Kinect外设，所述Kinect外设包括三组摄像头、两组深感传感器、红外线发射器和红外线接收器，三组摄像头用于获取拍摄视角范围内的彩色图像，红外线发射器用于投射近红外光谱，红外线接收器用来通过分析红外光谱创建拍摄视角范围内的动作图像，深感传感器用于采集深度数据流；
所述三组摄像头、两组深感传感器、红外线发射器和红外线接收器分别与数据传输模块进行连接；
所述数据传输模块连接数据处理模块，数据处理模块连接测评装置，所述数据处理模块将从Kinect外设获取的深度数据流、彩色图像和动作图像传输到测评装置进行测评，所述测评装置包括骨骼追踪模块、动作识别模块；
所述骨骼追踪模块根据深度数据流构建人体骨骼，将人体的关节点自动安装识别点，形成“火柴人”，所述骨骼追踪模块包括第一对比统计单元、第二对比统计单元和大数据统计分析单元，所述第一对比统计单元完成固定动作的评价，所述第二对比统计单元完成系列动作的评价。
2.如权利要求1所述的一种儿童运动手眼协调能力测评系统，其特征在于：
第一对比统计单元将获取的所有骨骼点进行骨骼点位移值统计，将动作完成的所有骨骼点与固定动作的拆分形成的骨骼点进行一一对比，计算偏差值D1；第一对比统计单元将获取的动作视频获取开始动作、中间动作和结束动作，将系列动作也同样获取开始动作、中间动作和结束动作，形成三组对比组，获取偏差值平均值D2；；
大数据统计分析单元将n组D1进行列表统计，将指定D1所在名次按百分位显示在显示模块上，将n组D2进行列表统计，将指定D3所在名次按百分位显示在显示模块上。
3.如权利要求2所述的一种儿童运动手眼协调能力测评系统，其特征在于：偏差值D1＝(L12+L22+L32)1/2，所有骨骼点包括肩部点、肘部点和腕部点，将完成的动作和固定动作的肩部点进行重合，统计肘部点距离L1和肘部点距离L2，将完成的动作和固定动作的肘部点进行重合，统计肘部点距离L3。
4.如权利要求2所述的一种儿童运动手眼协调能力测评系统，其特征在于：每个对比组将实际动作的所有骨骼点与指示动作拆分形成的骨骼点进行一一对比，所有骨骼点包括肩部点、肘部点和腕部点，将完成的动作和固定动作的肩部点进行重合，统计肘部点距离L4和肘部点距离L5，将完成的动作和固定动作的肘部点进行重合，统计肘部点距离L6，计算偏差值L＝(L42+L52+L62)1/2，将三组对比组的偏差值取平均值D2。
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| CN (1) | CN111739100A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116307861A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-06-23 | 中国民用航空飞行学院 | 一种监察员培训测评系统 |
-
2020
- 2020-05-22 CN CN202010441525.4A patent/CN111739100A/zh active Pending
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| CN116307861A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-06-23 | 中国民用航空飞行学院 | 一种监察员培训测评系统 |
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