CN111882947A - 一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统 - Google Patents
一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，它包括中控端管理系统、人工智能主场景控制系统、生理数据采集管理系统、大数据管理存储系统以及虚拟现实划船训练系统，通过虚拟现实划船场景结合运动健身硬件，对戒毒人员进行运动康复训练，及时记录用户的生理数据，包括脑电、心率数据，利用人工智能机器学习的分析技术对生理数据进行运算分析，实现对训练人员的体能健康状况进行监测管理，本发明解决了康复训练中心人与场地、人与器械互动互联的问题；解决学员体质监测、运动数据自动获取、汇总、分析的问题；解决学员运动处方专业化制定的问题；解决康复训练场馆运动安全监控的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种对物质成瘾人员进行智能康复训练的技术领域，具体是指一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统。
背景技术
戒毒人员由于长期或大剂量吸食毒品，心血管系统、中枢神经系统、消化系统、呼吸系统、肌肉骨骼等受到严重破坏，身体机能、素质等各项体质指标低于社会人群的正常水平，长期处于亚健康或疾病状态。
适当强度的运动锻炼，能够帮助戒毒人员增强身体素质与机能，培养健康生活习惯、提升环境适应能力。同时，运动锻炼更主要针对毒品成瘾靶点，调节大脑多巴胺等神经递质改变，激活大脑神经网络，帮助戒毒人员重塑神经系统、改善认知功能，增强身心健康，并有效降低毒瘾渴求、减少觅药行为。
虚拟现实技术(VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。
因此在对戒毒人员的训练过程中，为了更适应戒毒场所的局限性，亟待一种通过基于虚拟现实运动方式来帮助戒毒人员来戒毒的康复训练系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种以运动康复训练系统为基础，最大程度提高运动安全系数的前提下，运用“互联网+戒毒”思维，构建操作简单、科学有效、专业规范的基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，它包括中控端管理系统、人工智能主场景控制系统、生理数据采集管理系统、大数据管理存储系统以及虚拟现实划船训练系统，通过虚拟现实划船场景结合运动健身硬件，对戒毒人员进行运动康复训练，及时记录用户的生理数据，包括脑电、心率数据，利用人工智能机器学习的分析技术对生理数据进行运算分析，实现对训练人员的体能健康状况进行监测管理，划船运动的戒毒康复训练系统的具体实施步骤如下：
(1)毒瘾唤起：通过相机拍摄的真人模拟吸毒的VR视频进行毒瘾的唤起；
(2)运动平复训练：划船的速度根据外部器械的运动幅度真实计算，运动模式包括单人训练模式、多人竞技模式、多人同时竞技模式，划船场景不少于5个，系统对划船的力度、水波进行真实的物理效果场景模拟；
(3)社会鼓励：训练结束后提供社会鼓励场景，为戒毒人员提供正向反馈。
作为改进，所述的中控端管理系统包括硬件和软件，通过硬件中控端电脑、无线路由器和台车与软件人工智能中央控制系统的配合实现如下功能：
(1)在线分析生物信息数据；
(2)实时心率脑电数据数值显示；
(3)全所人员的人口学情况及各种信息的分析；
(4)统一管理训练运动场景的开始、结束；
(5)对训练人员进行毒瘾唤起、运动平复和社会鼓励；
(6)支持多人同时竞技和所内或所间人员排名。
作为改进，所述的人工智能场景控制系统用于控制进程，控制虚拟现实场景的开始和结束，同时实时监控生理数据，通过WebSocket协议实现浏览器与服务器全双工通信，控制系统服务器主动发送命令控制CG动画场景内容显示，并同时接收Pad端汇集的生理数据指标，显示戒毒人员脑电、心率生理数据实时变化。
作为改进，所述的生理数据采集管理系统通过外部数据采集系统获得生理数据，采集的生理数据包括：脑电波生理信号、心率生理信号，所述采集到的数据通过蓝牙传输到安卓APP，在局域网下通过TCP/IP与服务器端通信实现对戒毒人员的实时监护和生理信息的远程采集、管理。
作为改进，所述的大数据管理存储系统为基于大数据的分析存储系统，可广泛了解戒毒人员的实时渴求状况，形成全体戒毒人员不同入所时间的渴求度变化统计曲线图，并将全体戒毒人员的毒瘾渴求指标用渴求分布图形式展现，同时系统针对全体戒毒人员的年龄、学历、吸毒量等人口学信息进行统计形成统计图表实时展现。
作为改进，所述的虚拟现实划船训练系统包括硬件部分和软件部分，所述的硬件部分包括虚拟现实套装、脑电、心率传感器、无线传感套装和VR划船一体机，所述的软件部分包括虚拟现实运动场景显示系统和VR划船系统。
作为改进，所述的虚拟现实运动场景显示系统以虚拟现实显示技术为手段，使用自主研发的基于4A级游戏引擎Unreal和流行开发引擎Unity，实现跨平台多系统的展示模式，采用自主研发的混合调用技术，呈现画面效果的同时保持轻便流畅的体验。
作为改进，所述的VR划船系统可全景浏览划船时的仿真场景，包括划船漫游、场景导航、速度控制、场景选择、场景动态动画模块。
作为改进，所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统在进行训练的同时运用心理学理论对训练者前期进行毒瘾唤起，运动平复和社会鼓励，达到通过运动戒毒降低毒瘾大小的效果。
本发明具有如下优点：本虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统以运动康复训练系统为基础，通过AI人工智能等技术，以物联网、互联网、大数据等技术为手段，将中心体质测试设备、测试设备、训练设备以及体感运动设备等有效组合形成集戒毒人员体适能测试、评价、智能运动处方、智能锻炼、数据采集、分析、管理、汇总上报于一体的信息化体能康复训练系统。
系统进行运动能力评估，以智能出具运动处方为核心，将数据采集终端、个人运动健康数据等要素串联，用个人数据循环优化运动处方，以智能代替传统人工操作，用体测数据评价康复训练效果，具有数据采集、分析、评价、指导、平台管理等多种功能，构成了系统、科学、专业、实用的智能康复训练闭环。解决了康复训练中心人与场地、人与器械互动互联的问题；解决学员体质监测、运动数据自动获取、汇总、分析的问题；解决学员运动处方专业化制定的问题；解决康复训练场馆运动安全监控的问题。
附图说明
图1是本发明一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统的原理图。
图2是本发明一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统的数据管理图。
图3是本发明一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统的组成结构图。
图4是本发明一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统的具体参数结构图。
图5是本发明一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统的VR划船训练系统结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
本发明为基于一种虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，它包括中控端管理系统、人工智能主场景控制系统、生理数据采集管理系统、大数据管理存储系统以及虚拟现实划船训练系统，通过虚拟现实划船场景结合运动健身硬件，对戒毒人员进行运动康复训练，及时记录用户的生理数据，包括脑电、心率数据，利用人工智能机器学习的分析技术对生理数据进行运算分析，实现对训练人员的体能健康状况进行监测管理，所述的虚拟现实划船训练系统的具体参数如下：
(1)毒瘾唤起：通过相机拍摄的真人模拟吸毒的VR视频进行毒瘾的唤起，可选择传统毒品和新型毒品的唤起场景，包括K粉，海洛因，冰毒；包括不同吸食方式，如鼻吸、烫吸、注射、烧锅等；
(2)场景模拟：系统对划船的力度、水波进行真实的物理效果模拟；
(3)划船速度的计算：划船的速度根据外部器械的运动幅度真实计算；
(4)社会鼓励：训练结束后提供社会鼓励场景，为戒毒人员提供正向反馈，场景为CG和真人动画融合，场景为CG，角色为真人实拍；
(5)多种运动模式：包括单人训练模式、多人竞技模式、支持多人同时竞技模式；
(6)划船场景不少于5个。
所述的中控端管理系统包括硬件和软件，通过硬件中控端电脑、无线路由器和台车与软件人工智能中央控制系统的配合实现如下功能：
(1)在线分析生物信息数据；
(2)实时心率脑电数据数值显示；
(3)全所人员的人口学情况及各种信息的分析；
(4)统一管理训练运动场景的开始、结束；
(5)对训练人员进行毒瘾唤起、运动平复和社会鼓励；
(6)支持多人同时竞技和所内或所间人员排名。
所述的人工智能场景控制系统用于控制进程，控制虚拟现实场景的开始和结束，同时实时监控生理数据，通过WebSocket协议实现浏览器与服务器全双工通信，控制系统服务器主动发送命令控制CG动画场景内容显示，并同时接收Pad端汇集的生理数据指标，显示戒毒人员脑电、心率生理数据实时变化。
所述的生理数据采集管理系统通过外部数据采集系统获得生理数据，采集的生理数据包括：脑电波生理信号、心率生理信号，所述采集到的数据通过蓝牙传输到安卓APP，在局域网下通过TCP/IP与服务器端通信实现对戒毒人员的实时监护和生理信息的远程采集、管理。
所述的大数据管理存储系统为基于大数据的分析存储系统，可广泛了解戒毒人员的实时渴求状况，形成全体戒毒人员不同入所时间的渴求度变化统计曲线图，并将全体戒毒人员的毒瘾渴求指标用渴求分布图形式展现，同时系统针对全体戒毒人员的年龄、学历、吸毒量等人口学信息进行统计形成统计图表实时展现。
所述的虚拟现实划船训练系统包括硬件部分和软件部分，所述的硬件部分包括虚拟现实套装、脑电、心率传感器、无线传感套装和VR划船一体机，所述的软件部分包括虚拟现实运动场景显示系统和VR划船系统。
所述的虚拟现实运动场景显示系统以虚拟现实显示技术为手段，使用自主研发的基于4A级游戏引擎Unreal和流行开发引擎Unity，实现跨平台多系统的展示模式，采用自主研发的混合调用技术，呈现画面效果的同时保持轻便流畅的体验。
所述的VR划船系统可全景浏览划船时的仿真场景，包括划船漫游、场景导航、速度控制、场景选择、场景动态动画模块，划船漫游模块使参与者操作划船机对场景进行游览；场景导航模块提供路线平面导航地图用于漫游，同时可显示划船速度等相关数据；速度控制模块提供根据真实划船机的行驶速度和加速度，转向控制虚拟划行的速度和加速度等参数。
所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统在进行训练的同时运用心理学理论对训练者前期进行毒瘾唤起，运动平复和社会鼓励，达到通过运动戒毒降低毒瘾大小的效果。
此种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统无缝衔接多种生理采集硬件通过路由把信息发送给分析系统。支持基于蓝牙4.0的脑电PC端数据采集支持服务端可配置的开机自动启动不同应用程序功能；支持由服务端控制的控制PC系统一键关机的功能；生物数据信息加密功能；支持生物信息硬件故障检测和故障恢复功能；支持多通道生物信号系统的采集，生物信号采集具有可扩展性并支持大数据量采集，基于大数据的分析存储系统，可以更广泛的了解学员的实时运动状况，支持软件的不同功能分屏投影到不同的屏幕，不同桌面可以打开分别查看，人员信息加密功能防止数据外泄，形成全所人员运动健康统计曲线图，针对全所戒毒人员的年龄、学历等人口学信息进行统计，并形成统计图表实时展现。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，实际的结构并不局限于此。总而言如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于，它包括中控端管理系统、人工智能主场景控制系统、生理数据采集管理系统、大数据管理存储系统以及虚拟现实划船训练系统，通过虚拟现实划船场景结合运动健身硬件，对戒毒人员进行运动康复训练，及时记录用户的生理数据，包括脑电、心率数据，利用人工智能机器学习的分析技术对生理数据进行运算分析，实现对训练人员的体能健康状况进行监测管理，划船运动的戒毒康复训练系统的具体实施步骤如下：
(1)毒瘾唤起：通过相机拍摄的真人模拟吸毒的VR视频进行毒瘾的唤起；
(2)运动平复训练：划船的速度根据外部器械的运动幅度真实计算，运动模式包括单人训练模式、多人竞技模式、多人同时竞技模式，划船场景不少于5个，系统对划船的力度、水波进行真实的物理效果场景模拟；
(3)社会鼓励：训练结束后提供社会鼓励场景，为戒毒人员提供正向反馈。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于，所述的中控端管理系统包括硬件和软件，通过硬件中控端电脑、无线路由器和台车与软件人工智能中央控制系统的配合实现如下功能：
(1)在线分析生物信息数据；
(2)实时心率脑电数据数值显示；
(3)全所人员的人口学情况及各种信息的分析；
(4)统一管理训练运动场景的开始、结束；
(5)对训练人员进行毒瘾唤起、运动平复和社会鼓励；
(6)支持多人同时竞技和所内或所间人员排名。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于：所述的人工智能场景控制系统用于控制进程，控制虚拟现实场景的开始和结束，同时实时监控生理数据，通过WebSocket协议实现浏览器与服务器全双工通信，控制系统服务器主动发送命令控制CG动画场景内容显示，并同时接收Pad端汇集的生理数据指标，显示戒毒人员脑电、心率生理数据实时变化。
4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于，所述的生理数据采集管理系统通过外部数据采集系统获得生理数据，采集的生理数据包括：脑电波生理信号、心率生理信号，采集到的数据通过蓝牙传输到安卓APP，在局域网下通过TCP/IP与服务器端通信实现对戒毒人员的实时监护和生理信息的远程采集、管理。
5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于：所述的大数据管理存储系统为基于大数据的分析存储系统，依据戒毒人员的实时渴求状况，形成全体戒毒人员不同入所时间的渴求度变化统计曲线图，并将全体戒毒人员的毒瘾渴求指标用渴求分布图形式展现，同时系统针对全体戒毒人员的年龄、学历、吸毒量等人口学信息进行统计形成统计图表实时展现。
6.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于：所述的虚拟现实划船训练系统包括硬件部分和软件部分，所述的硬件部分包括虚拟现实套装、脑电、心率传感器、无线传感套装和VR划船一体机，所述的软件部分包括虚拟现实运动场景显示系统和VR划船系统。
7.根据权利要求6所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于：所述的虚拟现实运动场景显示系统以虚拟现实显示技术为手段，使用自主研发的基于4A级游戏引擎Unreal和流行开发引擎Unity，实现跨平台多系统的展示模式，采用自主研发的混合调用技术，呈现画面效果的同时保持轻便流畅的体验。
8.根据权利要求6所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于：所述的VR划船系统可全景浏览划船时的仿真场景，包括划船漫游、场景导航、速度控制、场景选择、场景动态动画模块。
9.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统，其特征在于：所述的一种基于虚拟现实划船运动的戒毒康复训练系统在进行训练的同时运用心理学理论对训练者前期进行毒瘾唤起，运动平复和社会鼓励。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20201103 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |