CN114267459A - 一种应用于养老院的智能陪伴系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于养老院的智能陪伴系统，包括家属终端，云端和AR智能陪伴设备。所述家属终端用于向云端上传用于合成互动全息投影的素材，还用于从云端获取老人的生命体征数据；所述云端用于存储老人的生命体征数据和家属上传的用于合成互动全息投影的素材；所述AR智能陪伴模块用于从云端获取所述素材并采用AR全息投影技术合成互动式全息投影，还用于采集老人的生命体征数据并无线传输给云端。采用上述技术方案后，可以提供老人同虚拟亲属互动的功能，通过互动，老人可以得到心灵的慰籍，有利于老人的健康。亲属可以通过自己的电脑或者手机等终端实时了解老人的身体状况。
Description
技术领域
本发明涉及养老服务技术领域，尤其涉及智能化的养老服务系统。
背景技术
许多养老机构为了保证老年人的健康，减少病菌传播，多采用封闭管理。这虽然隔离了病菌，也隔离了亲情的陪伴。养老机构中的老人无法及时得到家人的探望，缺少家人的嘘寒问暖，直接影响老人的心理和健康。同时家属也无法及时获知老人的身体状况，造成信息不对称。
现在虽然有医疗或者养老院陪伴机器人，但是这些机器人的用户体验差，不能给老人带来有效的精神慰藉，无法弥补亲情的缺失，因此，老人在养老院的幸福感体验较差。此外，现在的养老院也不具备实时地将老人的生命体征信息传达给亲属的功能。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种应用于养老院的智能陪伴系统，包括：
家属终端，所述家属终端用于向云端上传用于合成互动全息投影的素材，还用于从云端获取老人的生命体征数据；
云端，所述云端用于存储老人的生命体征数据和家属上传的用于合成互动全息投影的素材；
AR智能陪伴设备，所述AR智能陪伴模块用于从云端获取所述素材并采用AR全息投影技术合成互动式全息投影，还用于采集老人的生命体征数据并无线传输给云端。
进一步地，所述AR智能陪伴设备包括相互之间电连接的体征采集模块、AR模块、数据处理模块和无线通信模块；
所述数据处理模块用于接收并处理生命体征数据和素材，利用人工智能算法与大数据算法为每个老人刻画独自的用户画像；
所述体征采集模块用于采集老人的生命体征数据并将生命体征数据传输至数据处理模块；
所述AR模块用于从云端获取所述素材并传输至所述数据处理模块进行数据处理，并采用AR全息投影技术合成互动式全息投影；
所述无线通信模块用于将老人的生命体征数据无线传输至云端。
进一步地，所述AR全息投影技术融合AR技术和全息影像技术，并能够合成互动式全息投影。本申请的全息投影技术可以为360度全息投影技术、270度全息投影技术、或180度全息投影技术。本申请中的AR全息投影技术采用本领域任意常规技术手段即可实现，本申请不做特别限定。
进一步地，所述家属终端用于通过APP向云端上传用于合成互动全息投影的素材，还用于通过APP从云端获取老人的生命体征数据。
进一步地，所述生命体征数据包括但不限于老人的心率、脉搏、血压、血氧、呼吸、步数、睡眠中的人一种或两种以上。
进一步地，所述数据处理模块能够通过深度学习中的计算机视觉算法与自然语言处理算法识别处理输入的影像和声音，了解亲属或宠物行为对老人的影响，为每个老人独有的用户画像，不断改进反馈方式，并且控制AR模块生成能够模拟亲属或宠物声音的互动式3D全息影像。
进一步地，所述用于合成互动全息投影的素材包括但不限于老人的亲属和/或宠物的照片、影像、声音、行为习惯中的任一种或两种以上。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本申请提供的应用于养老院的智能陪伴系统可以根据老人需要提供更加针对性的陪伴服务。通过这些模块协同工作，可以提供老人同虚拟亲属聊天，互动的功能。3D影像还可以根据老人的动作配合做出拥抱，握手等动作，老人可以和3D影像下棋，宠物影像可以模拟出被抚摸时的反应，可以和老人玩捡球等游戏。有的老人可能想经常看看儿女，有的想看看孙子孙女，还有的希望看看家里的宠物，通过互动，老人可以得到心灵的慰籍，感受到亲情，有利于老人的健康。
2.亲属可以通过自己的电脑或者手机等终端查看云端存储的老人的血压，脉搏，步数，睡眠等即时信息数据，还可以调取历史数据，通过云端的大数据分析技术分析数据，了解一段时间内的身体指标变化趋势等。家属可以实时了解老人的身体状况，当发生异常时，就可以及时跟老人或养老机构联络，了解情况。也可以通过趋势分析，可以预判身体状况，及时干预。
3.老人的身体状况都储存在存储云中，进行海量数据存储，不用担心数据丢失，或者数据太大溢出的问题，对后期出现异常时的诊断提供了全面的历史数据。
附图说明
图1为本申请的应用于养老院的智能陪伴系统的模块结构图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。
如图1所示，本实施例提供一种应用于养老院的智能陪伴系统，包括家属终端，云端和AR智能陪伴设备。
所述家属终端用于通过APP向云端上传用于合成互动全息投影的素材供老人选择使用，例如家属最近拍摄的照片和视频等；还用于通过APP从云端获取老人的生命体征数据，录入老人的心率、脉搏、血压、血氧、呼吸、步数和睡眠数据。
所述云端用于存储老人的生命体征数据和家属上传的用于合成互动全息投影的素材，例如老人的亲属和/或宠物的照片、影像、声音和行为习惯。
所述AR智能陪伴模块用于从云端获取所述素材并采用AR全息投影技术合成互动式全息投影，还用于采集老人的生命体征数据并无线传输给云端。所述AR智能陪伴设备包括相互之间电连接的体征采集模块、AR模块、数据处理模块和无线通信模块。
所述数据处理模块用于接收并处理生命体征数据和素材。所述数据处理模块能够通过机器学习学习输入的照片、影像、声音和行为习惯，由机器学习他们的行为模式，说话习惯，从而模仿他们的行为和说话，了解亲属或宠物行为对老人的影响，不断改进反馈方式，并且控制AR模块生成能够模拟亲属或宠物声音的互动式3D全息影像。例如，信息处理模块，判断老人发出的语句的语义，利用自然语言处理算法给出对象可能的回答，并由AR模块进行相应的答复。AR模块可以扫描老人的动作，比如拥抱，信息处理模块判断后指令影像做出和老人拥抱的动作。还可以根据老人的习惯以及云端系统智能分析的老人的独有用户画像提供相应的虚拟亲属游戏，比如下棋，信息处理模块通过智能推荐算法，掌握老人的性格和下棋的习惯，从而控制游戏结果，取悦老人。
所述体征采集模块用于采集老人的生命体征数据并将生命体征数据传输至数据处理模块。所述AR模块用于从云端获取所述素材并传输至所述数据处理模块进行数据处理，并采用AR全息投影技术合成互动式全息投影。所述无线通信模块用于将老人的生命体征数据无线传输至云端。血压脉搏测量仪器捆绑在老人身上，通过数据线或者蓝牙技术与智能陪伴设备连接，实时把数据传输到信息处理模块，信息处理模块发送给传输模块存储在云端。老人的亲属通过安装在终端设备的终端APP可以读取存储在云端的老人身体状况，终端APP可以根据一段时间的数据，进行大数据分析，画出趋势图，并结合老人的年龄，病史，身体参数等信息给出建议。
本申请的所述AR全息投影技术融合AR技术和全息影像技术，并能够合成互动式全息投影。本申请的所述AR全息投影技术采用本领域任意常规技术手段即可实现，本申请不做特别限定，例如AR全息投影技术采用在中国专利CN112532963A，或者中国专利CN110673735A等中公开的技术方案实现。
示例地，本申请的3D全息投影技术优选为270度全息投影技术和180度全息投影技术。
AR全称Augmented Reality，即增强现实技术。这项技术是利用电脑技术将虚拟的信息叠加到真实世界，通过手机、平板电脑等设备显示出来，被人们所感知，从而实现真实与虚拟的大融合，丰富现实世界。简而言之，就是将本身平面的内容“活起来”，赋予实物更多的信息，增强立体感，加强视觉效果和互动体验感。AR技术的常见应用，是利用手机摄像头，扫描现实世界的物体，通过图像识别技术在手机上显示相对应的图片、音视频、3D模型等。
全息投影技术(front-projected holographic display)也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。
本申请的互动式全息投影是可互动的，可操作的。交互的方式有AR增强现实结合的方式、体感操作的方式、触摸屏触摸操作的方式等。
示例地，本申请的AR模块的主要设备有：三维图像显示及控制系统、360全息专用投影设备、360全息影像设备、图像反射系统及显示系统、高性能图形计算机工作站。其基本组成部分包括3D全息投影内容、全息投影膜、全息投影幕、3D全息投影机、幻像玻璃、外观装饰性箱体等。
1.三维图像显示及控制系统
利用数字微镜设备(DMD)作为高速空间光调制器(SLM)，将三维物体的面片模型经过体素化而获得的螺旋切片序列投射到旋转螺旋屏上，基于视觉暂留效应，按时间速度变化的切片序列被人眼感知为具有真实物理深度的三维图像，重点阐述了基于旋转螺旋屏的成像空间构成方法，分析了基于体立方(BCC)采样策略的体素化方法，设计了针对二值切片图像的DMD控制算法。
2.360度全息专用投影设备
由透明的材料制作而成的四个面锥体，人们的视线无论从任何一面看都能穿透它，通过表面镜射和反射，人们可以看到从锥形空间里自由飘浮的影像和图形。四个视频发射器将光信号发射到这个锥体中的特殊棱镜上，汇集到一起后形成具有真实维度空间的立体影像。
3.图像反射系统及显示系统
反射系统由一面正面真空镀膜反射镜加一副反射镜支架，一副投影机支架组成，显示系统是提供视觉信息的电子系统。
4.360度全息影像背投幕
背投是投影机的安装位置与观众分别位于屏幕的两侧，投影机发出的光线从屏幕的一侧直射到屏幕，光线透过屏幕进入观众眼睛。背投软幕材料采用高透光性特殊PVC材质，配合专业研发的表面纹路，使得受光面的反射率极低。
5.高性能图形计算机工作站
主要用途是计算机辅助工程设计、具有高质量图形特性和人机交互作用的高性能台式计算机，简称工作站。也用于需要有良好图形显示性能的商业和办公室自动化等其他方面。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种应用于养老院的智能陪伴系统，其特征在于，包括：
家属终端，所述家属终端用于向云端上传用于合成互动全息投影的素材，还用于从云端获取老人的生命体征数据；
云端，所述云端用于存储老人的生命体征数据和家属上传的用于合成互动全息投影的素材；
AR智能陪伴设备，所述AR智能陪伴模块用于从云端获取所述素材并采用AR全息投影技术合成互动式全息投影，还用于采集老人的生命体征数据并无线传输给云端。
2.如权利要求1所述的应用于养老院的智能陪伴系统，其特征在于，所述AR智能陪伴设备包括相互之间电连接的体征采集模块、AR模块、数据处理模块和无线通信模块；
所述数据处理模块用于接收并处理生命体征数据和素材；
所述体征采集模块用于采集老人的生命体征数据并将生命体征数据传输至数据处理模块；
所述AR模块用于从云端获取所述素材并传输至所述数据处理模块进行数据处理，并采用AR全息投影技术合成互动式全息投影；
所述无线通信模块用于将老人的生命体征数据无线传输至云端。
3.如权利要求1所述的应用于养老院的智能陪伴系统，其特征在于，所述AR全息投影技术融合AR技术和全息影像技术，并能够合成互动式全息投影。
4.如权利要求1所述的应用于养老院的智能陪伴系统，其特征在于，所述家属终端用于通过APP向云端上传用于合成互动全息投影的素材，还用于通过APP从云端获取老人的生命体征数据。
5.如权利要求1所述的应用于养老院的智能陪伴系统，其特征在于，所述生命体征数据包括老人的心率、脉搏、血压、血氧、呼吸、步数、睡眠中的人一种或两种以上。
6.如权利要求1所述的应用于养老院的智能陪伴系统，其特征在于，所述数据处理模块通过深度学习中的计算机视觉算法与自然语言处理算法识别处理输入的影像和声音，了解亲属或宠物行为对老人的影响，为每个老人独有的用户画像，不断改进反馈方式，并且控制AR模块生成能够模拟亲属或宠物声音的互动式全息影像。
7.如权利要求1-6任一项所述的应用于养老院的智能陪伴系统，其特征在于，所述用于合成互动全息投影的素材包括老人的亲属和/或宠物的照片、影像、声音、行为习惯中的任一种或两种以上。
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