CN115429225B - 一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统及方法，涉及数字医疗与视觉健康的技术领域，以红外运动跟踪设备作为介质，基于虚拟现实、红外感知技术，创建视觉与姿态运动之间的虚实结合训练评估环境，红外运动跟踪设备将捕捉和定位的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器，生成视觉生物信息刺激联动模型，被训练者根据任务提示，作出肢体动作，引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型，最后训练评估出被训练者的视觉与运动协调水平。本发明利用视觉刺激结合被训练者本体前庭的身体姿态运动，有助于综合提升被训练者协调能力，提高了训练积极性，又提升了其自我空间感知意识。

Description

一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统及方法

技术领域

本发明涉及数字医疗与视觉健康的技术领域，更具体地，涉及一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统及方法。

背景技术

随着电子产品的广泛普及，目前，几乎人人使用手机、电脑，而且每天使用的时间都在数小时以上，有的甚至超过了一天睡眠的时间，此外，伴随着人们工作和生活节奏的加快，用眼过度导致的各种视力问题逐渐浮现，也使得“视觉健康”成为一个新的话题。

生活中有视力缺陷的人越来越多，戴眼镜的群体也日益庞大，重视“视觉健康”不仅仅是关系个人健康的问题，更是关系国家经济发展的大问题。

当前，伴随着智能设备及显示装备产业的高速发展，这些系统能模拟一个实时动态的三维立体逼真图像，将多源信息实时动态地反馈到用户，使用户沉浸到该环境中；这时，基于当前人们面临的视觉健康问题的启发，考虑到目前手机、电脑的广泛普及性，将电子产品与生物信息技术结合起来，以实时动态立体逼真图像作为视觉生物信息刺激应用于视觉训练中，用户通过双眼直接或通过观测设备间接观测到刺激图像，图像分别或同步地向用户的每只眼睛呈现视觉刺激信息内容，对用户的视觉起到协调训练的作用，从而改善视觉功能缺损问题。例如，现有技术中公开了一种基于生物机制刺激配合的综合视觉训练系统，该系统利用生物信息刺激模型目标生成器生成视觉生物信息刺激模型在虚拟现实空间内展示，实现以自我为中心的空间视知觉和以物体为中心的空间视知觉的动态平衡，并变换对比度，将交互目标视觉生物信息刺激模型的对比度变换，改变综合视觉训练评估过程中，周边视觉的输入对中心视觉输入的对比敏感度依赖性，对人眼的中心视觉及视野周边视觉同时进行协调训练，整体上改善用户的视觉健康问题，但这种结合虚拟现实技术的训练方式大部分时候也是要求被训练者静坐训练，借助观测控制器去“看”视觉生物信息刺激模型，注视靶标视觉生物信息刺激模型通过生成器生成后自身不会移动，是借助于观测控制器的移动而移动，观测控制器根据被训练者的头部移动，控制注视靶标视觉生物信息刺激模型移动追击交互目标视觉生物信息刺激模型，因此，一方面，整体上是“人眼观看-大脑指导-身体动作”的配合，其中，“身体动作”是被动的配合，训练评估过程中，用户大部分时候是被动静坐的训练模式，缺乏以视觉为中心的本体前庭之间的互相协同，这种情况下，对于注意力不集中、多动的儿童，训练效果较差，另一方面，所谓的“身体动作”大部分时候是仅有头部的动作配合，躯体运动较少，被训练者的大脑、前庭、本体和视觉系统的协同能力得不到训练，积极性和依从性得不到调动，交互性不佳，被训练者的运动能力也得不到改善。

发明内容

为解决现有视觉训练方式缺乏姿态运动与视觉之间互通的问题，本发明提出一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统及方法，创建用于交互的虚拟环境，增强了立体深度感知，同时既对被训练者的肢体运动进行追踪，利用被训练者肢体运动指导视觉刺激，调动被训练者本体姿态运动与视觉系统的协同性，提高被训练者的自我空间意识，又能提高用户的训练积极性。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，所述系统包括：

视觉生物信息刺激模型发生器，用于生成视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型；

显示装置，为视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型提供展示空间；

虚拟现实观测辅助设备，在训练评估过程中，用于辅助被训练者从显示装置中观测到视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型显示于虚拟现实空间中；

红外运动跟踪设备，设置于显示装置上并面向被训练者，用于跟踪被训练者的姿态动作，对被训练者的肢体动作轨迹进行捕捉和定位，并将捕捉和定位的被训练者的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器，指导视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型；

速率设定模块，用于设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率，所述生成速率包括依次增大的若干等级速率；

方向设定模块，用于设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向，不同视觉生物信息刺激训练模型的运动方向的出现顺序随机；

任务结果统计模块，在被训练者肢体动作指导下，统计若干轮视觉生物信息刺激联动模型在规定时间内追击到视觉生物信息刺激训练模型的正确率，训练评估出被训练者的视觉与运动协调水平。

本技术方案以红外运动跟踪设备作为介质，基于虚拟现实、红外感知技术，创建视觉与姿态运动之间的虚实结合训练评估环境，其中，利用视觉生物信息刺激模型发生器在显示装置的展示空间内生成视觉生物信息刺激训练模型，被训练者借助虚拟现实观测辅助设备观看显示装置，初步做出无规律肢体动作供红外运动跟踪设备进行捕捉和定位，红外运动跟踪设备将捕捉和定位的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器，视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型，然后利用速率设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率，利用方向设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向，被训练者根据视野内视觉生物信息刺激模型追击任务提示，作出肢体动作，引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型，最后，统计若干轮视觉生物信息刺激联动模型在规定时间内追击到视觉生物信息刺激训练模型的正确率，训练评估出被训练者的视觉与运动协调水平，在评估过程中，被训练者的姿态运动与视觉之间的协调性也能得到训练，是一种集评估与训练于一体的系统，贯穿低水平的视觉敏感性到复杂的视觉运动协调，结合视觉、前庭和本体感觉协调调用，执行肢体动作可改善眼球运动，肢体动作和眼睛协调运动能有效锻炼视觉功能，如静态视力、对比敏感度和深度知觉，而且视觉功能提升可以反过来优化被训练者肢体动作，利用视觉刺激结合本体前庭的身体姿态运动，有助于综合提升协调能力，提高了被训练者的自我空间意识，又能提高用户的训练积极性。

优选地，所述红外运动跟踪设备上设置有现实场景捕捉单元，现实场景捕捉单元用于捕捉训练评估过程中被训练者的肢体动作，并实时将被训练者的肢体动作影像同步传输于显示装置，所述显示装置包括第一显示单元与第二显示单元，设第一显示单元显示界面区域的显示标志值由显示界面区域本身像素点对应的显示标志值构成，设第二显示单元显示界面区域的显示标志值由显示界面区域本身像素点对应的显示标志值与调用现实场景捕捉单元触发对应的显示标志值构成；设显示界面区域本身的像素点对应的显示标志值为a，虚拟场景显示标志值阈值为b，调用现实场景捕捉单元触发对应的显示标志值为c，则第一显示单元显示界面区域的显示标志值为a，第二显示单元显示界面区域的显示标志值为 a+c，满足：

a﹤b,

a+c﹥b；

第一显示单元显示界面区域的显示标志值低于虚拟场景显示标志值阈值b，第一显示单元显示虚拟场景，即显示由视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型组成的虚拟场景；当调用现实场景捕捉单元触发时，第二显示单元显示界面区域的显示标志值a+c高于虚拟场景显示标志值阈值b，第二显示单元显示现实场景，即显示被训练者在训练中的现实场景。

在此，现实场景捕捉单元可将被训练者所在的现实场景与虚拟场景画面相结合，创造一个完全身临其境的环境，若现实场景捕捉单元被调用，被训练者能在显示装置的显示界面中自己在训练中的现实场景，而且能提供即时的交互反馈，更具趣味性，提高被训练者的依从性，使得被训练者能更强烈地感受到自己与外界的空间位置关系，立体深度感更好，加强了大脑视觉与前庭的联系，从而增强被训练者的自我空间意识和运动控制能力。

优选地，第一显示单元的显示界面与第二显示单元的显示界面为融合显示，第一显示单元显示界面区域边界的显示标志值与第二显示单元显示界面区域边界的显示标志值相同，为虚拟场景显示标志值阈值b，设置为显示模糊过渡场景。

优选地，在训练评估过程中，所述现实场景捕捉单元根据被训练者的需求被调用或关闭，当现实场景捕捉单元被关闭时，第一显示单元显示界面区域的显示标志值仍为显示界面区域本身的像素点对应的显示标志值a，第一显示单元显示视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型的虚拟场景，第二显示单元显示界面区域的显示标志值由a+c变为显示界面区域本身的像素点显示标志值a，第二显示单元显示由视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型组成的虚拟场景。

在此，当现实场景捕捉单元被关闭时，被训练者在显示装置的显示界面中卡看不到自己在训练中的现实场景，显示装置仅显示由视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型组成的虚拟场景，但红外运动追踪设备仍然对被训练者的肢体动作轨迹进行捕捉和定位。

优选地，所述虚拟现实观测辅助设备为红蓝眼镜或敷设于显示装置上的裸眼 3D显示膜、3D光谱分离眼镜。

优选地，红外运动跟踪设备将捕捉和定位的被训练者的肢体动作轨迹处理成数字信息并输入至视觉生物信息刺激模型发生器，数字信息作为视觉生物信息刺激模型发生器的触发信号，在视觉生物信息刺激模型发生器有数字信息触发信号输入时，视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹同步的视觉生物信息刺激联动模型。

在此，以被训练者的肢体动作轨迹处理成数字信息并输入至视觉生物信息刺激模型发生器，数字信息作为视觉生物信息刺激模型发生器的触发信号，“身体动作”是主动的配合，训练评估过程中，被训练者主动作出肢体动作，增强了人体整体运动与视觉之间的互相联通，姿态主动控制体验感提高，增强了被训练者的自我空间感意识。

优选地，速率设定模块设置的视觉生物信息刺激训练模型的生成速率分为依次增大的一级速率、二级速率、三级速率及四级速率，方向设定模块设置的视觉生物信息刺激训练模型的运动方向包括：自显示装置显示空间内部向显示装置屏幕界面移动的方向、自显示装置显示空间一侧水平向显示空间另一侧移动的方向、自显示装置显示空间上端竖直向显示空间下端移动的方向、由显示装置显示空间内一点向该点周围无规律随机移动的方向；

所述视觉生物信息刺激训练模型的形态由视觉生物信息刺激模型发生器随机生成，在训练过程评估中，以视觉生物信息刺激模型发生器随机生成的视觉生物信息刺激训练模型的形态确定视觉生物信息刺激联动模型在规定时间内追击到相应形态的视觉生物信息刺激训练模型的标准。

本申请还提出一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估方法，所述方法包括以下步骤：

S1.确定被训练者及其距离显示装置的距离范围M，令被训练者在距离显示装置的距离范围M内站立；

S2.训练评估开始，利用视觉生物信息刺激模型发生器在显示装置的展示空间指定区域内生成视觉生物信息刺激训练模型；

S3.被训练者借助虚拟现实观测辅助设备观看显示装置，初步做出无规律肢体动作供红外运动跟踪设备进行捕捉和定位，红外运动跟踪设备将捕捉和定位的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器，视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型；

S4.利用速率设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率初始值，在初始速率下，利用方向设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向；

S5.设置任务轮次数和每轮任务的任务时间，在每轮任务中，被训练者根据视野内视觉生物信息刺激模型追击任务提示，作出肢体动作，引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型；

S6.在达到任务时间设置值时，利用任务结果统计模块统计在该轮任务中，被训练者利用肢体动作引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型的正确率，并在所有任务轮次完成时，取所有任务轮次的正确率平均值作为该等级速率下的正确率；

S7.增大速率等级，返回步骤S5，直至得出每一等级速率下对应的所有任务轮次的正确率；

S8.设置不同等级速率下的视觉与运动协调水平判定标准，将S7中每一等级速率下对应的所有任务轮次的正确率与相应等级速率下判定标准对比，得出被训练者的视觉与运动协调水平。

优选地，所述红外运动跟踪设备上设置有现实场景捕捉单元，现实场景捕捉单元用于同步捕捉训练评估过程中被训练者的肢体动作，并实时将被训练者的肢体动作影像同步传输于显示装置，在训练评估开始时，现实场景捕捉单元根据被训练者的需求被调用或关闭，在训练评估过程中，方向设定模块设置的视觉生物信息刺激训练模型的运动方向是随机的，包括：自显示装置显示空间内部向显示装置屏幕界面移动的方向、自显示装置显示空间一侧水平向显示空间另一侧移动的方向、自显示装置显示空间上端竖直向显示空间下端移动的方向、由显示装置显示空间内一点向该点周围无规律随机移动的方向。

优选地，在步骤S7中，依次增大的速率等级包括：一级速率、二级速率、三级速率、四级速率；

在一级速率下，正确率不低于90％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在二级速率下，正确率不低于80％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在三级速率下，正确率不低于70％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在四级速率下，正确率不低于60％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格。

在此，随着速率等级的增大，被训练者利用肢体动作引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型的困难度越大若随着速率等级的增大，视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型的正确率越高，被训练者的视觉与运动协调水平越高，而“合格”的视觉与运动协调水平是被训练者在日常生活中进行大脑神经系统信号加工和处理的基础，在训练评估过程中，方向设定模块设置的视觉生物信息刺激训练模型的运动方向是随机的，不作为考量。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提出一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统及方法，以红外运动跟踪设备作为介质，基于虚拟现实、红外感知技术，创建视觉与姿态运动之间的虚实结合训练评估环境，其中，利用视觉生物信息刺激模型发生器在显示装置的展示空间内生成视觉生物信息刺激训练模型，被训练者借助虚拟现实观测辅助设备观看显示装置，做出无规律肢体动作供红外运动跟踪设备进行捕捉和定位，红外运动跟踪设备将捕捉和定位的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器，视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型，然后利用速率设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率，利用方向设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向，被训练者根据视野内视觉生物信息刺激模型追击任务提示，作出肢体动作，引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型，最后，统计若干轮视觉生物信息刺激联动模型在规定时间内追击到视觉生物信息刺激训练模型的正确率，训练评估出被训练者的视觉与运动协调水平，本方案利用视觉刺激结合被训练者本体前庭的身体姿态运动，有助于综合提升被训练者协调能力，提高了训练积极性，又提升了其自我空间意识。

附图说明

图1表示本发明实施例1中提出的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统的结构图；

图2表示本发明实施例1中提出的虚拟场景与现实场景融合的展示示意图；

图3表示本发明实施例2中提出的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估方法的流程示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

附图中描述位置关系的仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

实施例1

如图1所示，本实施例提出一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，参见图1，该系统包括：

视觉生物信息刺激模型发生器101，用于生成视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型；视觉生物信息刺激模型发生器101里封装有不同形态和样式的视觉生物信息刺激模型程序编码模块，由技术人员开发，本实施例为开发的“律动空间”app，可封装有成千上万种生物信息刺激模型的程序，在用于被训练者训练评估时，可根据被训练者需求生成；在本实施例中，视觉生物信息刺激训练模型可以为振翅飞翔的蝴蝶、为带有数字圆球、为西瓜等等，视觉生物信息刺激联动模型可以为猫爪、为小汽车、为切刀型等等。

显示装置102，为视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型提供展示空间；

虚拟现实观测辅助设备103，在训练评估过程中，用于辅助被训练者从显示装置102中观测到视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型显示于虚拟现实空间中；在显示装置的展示空间中，借助于虚拟现实观测辅助设备 103，被训练者看到的振翅飞翔的蝴蝶、带有数字圆球、西瓜等等为三维立体结构。

红外运动跟踪设备104，设置于显示装置102上并面向被训练者，用于跟踪被训练者的姿态动作，对被训练者的肢体动作轨迹进行捕捉和定位，并将捕捉和定位的被训练者的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器101，指导视觉生物信息刺激模型发生器101生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型；

速率设定模块105，用于设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率，所述生成速率包括依次增大的若干等级速率；

方向设定模块106，用于设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向，不同视觉生物信息刺激训练模型的运动方向的出现顺序随机；

任务结果统计模块107，在被训练者肢体动作指导下，统计若干轮视觉生物信息刺激联动模型在规定时间内追击到视觉生物信息刺激训练模型的正确率，训练评估出被训练者的视觉与运动协调水平。

在实际实施时，虚拟现实观测辅助设备103可以选用红蓝眼镜或敷设于显示装置101上的裸眼3D显示膜或3D光谱分离眼镜，当选用红蓝眼镜或3D光谱分离眼镜时，是由被训练者在训练评估时配戴，显示装置101可以为智能手机、平板等，内置视觉生物信息刺激模型发生器101，在视觉生物信息刺激模型发生器101生成视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型，显示装置 101为它们提供展示空间，被训练者可通过红蓝眼镜看到视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型显示于虚拟现实空间中，当选用裸眼3D显示膜时，裸眼3D显示膜设于显示装置101上，这时被训练者本身不需要佩戴任何设备辅助，裸眼即可实现看到视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型显示于虚拟现实空间中。另外，还可以使用带HDMI接口的家庭显示器，一端连接三合一有线投屏器，三合一有线投屏器的另一端连接带网络的移动设备，然后实现显示，这时，该家庭显示器上敷设裸眼3D显示膜或未敷设裸眼3D显示膜，通过被训练者佩戴红蓝眼镜或3D光谱分离眼镜即可。

在设备组成方面，以红外运动跟踪设备104作为介质，基于虚拟现实、红外感知技术，创建视觉与姿态运动之间的虚实结合训练评估环境，其中，利用视觉生物信息刺激模型发生器101在显示装置102的展示空间生成视觉生物信息刺激训练模型，被训练者借助虚拟现实观测辅助设备103观看显示装置102。在训练评估时，被训练者初步做出无规律肢体动作供红外运动跟踪设备104进行捕捉和定位，红外运动跟踪设备104将捕捉和定位的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器101，视觉生物信息刺激模型发生器101生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型，然后利用速率设定模块105设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率，利用方向设定模块106设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向，被训练者根据视野内视觉生物信息刺激模型追击任务提示，作出肢体动作，引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型，例如对于视觉生物信息刺激训练模型为振翅飞翔的蝴蝶时，视觉生物信息刺激联动模型为猫爪，蝴蝶在展示空间中的运动方向的出现顺序随机，速率也可以利用速率设定模块105设置，被训练者做出手部动作供红外运动跟踪设备104进行捕捉和定位，红外运动跟踪设备104将捕捉和定位的手部动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器101，视觉生物信息刺激模型发生器101生成与手部动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型——猫爪，在任务提示被训练者抓蝴蝶时，被训练者首先大脑接收任务信息，然后身体通过手部做出反应，因视觉生物信息刺激联动模型“猫爪”与手部动作轨迹方向同步，视觉生物信息刺激联动模型“猫爪”追击蝴蝶，可以统计若干轮视觉生物信息刺激联动模型“猫爪”在规定时间内追击到视觉生物信息刺激训练模型“蝴蝶”的正确率，在评估过程中，被训练者的姿态运动与视觉之间的协调性也能得到训练，即综合训练评估出被训练者的视觉与运动协调水平；另外一种情况，若视觉生物信息刺激训练模型为带有数字的圆球，在任务提示被训练者按圆球中数字的顺序拍打圆球时，被训练者首先大脑接收任务信息，然后身体通过手部做出反应，因视觉生物信息刺激联动模型“猫爪”与手部动作轨迹方向同步，视觉生物信息刺激联动模型“猫爪”按序追击带数字的圆球，可以统计若干轮视觉生物信息刺激联动模型“猫爪”在规定时间内追击到视觉生物信息刺激训练模型“蝴蝶”的正确率，训练评估出被训练者的视觉与运动协调水平；再如像随机出现的视觉生物信息刺激训练模型“西瓜”，可对应视觉生物信息刺激联动模型“切刀”，此处不再赘述，而对于另外一种，以“虚拟道路”结合“蝴蝶”、“动物”等作为视觉生物信息刺激训练模型，以“小汽车”作为视觉生物信息刺激联动模型，被训练者双手模拟方向盘或移动头部、身体，带动“小汽车”在“虚拟道路”上移动方向，以撞击“虚拟道路”上出现的视觉生物信息刺激训练模型，如“蝴蝶”或其它小动物，然后再统计正确率。此外，还能以肢体动作下视觉生物信息刺激联动模型深度触摸视觉生物信息刺激训练模型，或者计时触摸视觉生物信息刺激训练模型，此处不再赘述，本实施例提出的系统是一种集评估与训练于一体的系统，贯穿低水平的视觉敏感性到复杂的视觉运动协调，结合视觉、前庭和本体感觉协调调用，执行肢体动作可改善眼球运动，肢体动作和眼睛协调运动能有效锻炼视觉功能，如静态视力、对比敏感度和深度知觉，而且视觉功能提升可以反过来优化被训练者肢体动作，利用视觉刺激结合本体前庭的身体姿态运动，有助于综合提升协调能力，提高了被训练者的自我空间意识，又能提高用户的训练积极性。

在本实施例中，红外运动跟踪设备104上设置有现实场景捕捉单元1041，现实场景捕捉单元1041用于捕捉训练评估过程中被训练者的肢体动作，并实时将被训练者的肢体动作影像同步传输于显示装置102，显示装置102包括第一显示单元与第二显示单元，设第一显示单元显示界面区域的显示标志值由显示界面区域本身像素点对应的显示标志值构成，设第二显示单元显示界面区域的显示标志值由显示界面区域本身像素点对应的显示标志值与调用现实场景捕捉单元触发对应的显示标志值构成，即以不同显示标志值对应不同的显示场景，设显示界面区域本身的像素点对应的显示标志值为a，虚拟场景显示标志值阈值为b，调用现实场景捕捉单元触发对应的显示标志值为c，则第一显示单元显示界面区域的显示标志值为a，第二显示单元显示界面区域的显示标志值为a+c，满足：

a﹤b,

a+c﹥b；

第一显示单元显示界面区域的显示标志值低于虚拟场景显示标志值阈值b，第一显示单元显示虚拟场景，即显示由视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型组成的虚拟场景；当调用现实场景捕捉单元触发时，第二显示单元显示界面区域的显示标志值a+c高于虚拟场景显示标志值阈值b，第二显示单元显示现实场景，即显示被训练者在训练中的现实场景。

第一显示单元的显示界面与第二显示单元的显示界面为融合显示，第一显示单元显示界面区域边界的显示标志值与第二显示单元显示界面区域边界的显示标志值相同，为虚拟场景显示标志值阈值b，设置为显示模糊过渡场景。

红外运动跟踪设备104将捕捉和定位的被训练者的肢体动作轨迹处理成数字信息并输入至视觉生物信息刺激模型发生器101，数字信息作为视觉生物信息刺激模型发生器101的触发信号，在视觉生物信息刺激模型发生器有数字信息触发信号输入时，视觉生物信息刺激模型发生器101生成与肢体动作轨迹同步的视觉生物信息刺激联动模型。“身体动作”是主动的配合，训练评估过程中，被训练者主动作出肢体动作，增强了人体整体运动与视觉之间的互相联通，姿态主动控制体验感提高，增强了被训练者的自我空间感意识。

速率设定模块105设置的视觉生物信息刺激训练模型的生成速率分为依次增大的一级速率、二级速率、三级速率及四级速率，方向设定模块设置106的视觉生物信息刺激训练模型的运动方向包括：自显示装置102显示空间内部向显示装置屏幕界面移动的方向、自显示装置显示空间一侧水平向显示空间另一侧移动的方向、自显示装置显示空间上端竖直向显示空间下端移动的方向、由显示装置显示空间内一点向该点周围无规律随机移动的方向；

视觉生物信息刺激训练模型的形态由视觉生物信息刺激模型发生器随机生成，在训练过程评估中，以视觉生物信息刺激模型发生器随机生成的视觉生物信息刺激训练模型的形态确定视觉生物信息刺激联动模型在规定时间内追击到相应形态的视觉生物信息刺激训练模型的标准。如抓蝴蝶时，猫爪碰到蝴蝶即认为抓捕一次成功，在切西瓜时，切刀切中一颗随机出现的西瓜即认为一次成功，若按序打击带数字的圆球，以打击正确的数字的个数与总数字的比例作为正确率。

在训练评估过程中，现实场景捕捉单元1041根据被训练者的需求被调用或关闭，当现实场景捕捉单元1041被关闭时，第一显示单元显示界面区域的显示标志值仍为显示界面区域本身的像素点对应的显示标志值a，第一显示单元显示视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型的虚拟场景，第二显示单元显示界面区域的显示标志值由a+c变为显示界面区域本身的像素点显示标志值a，第二显示单元显示由视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型组成的虚拟场景。

在本实施例中，现实场景捕捉单元1041即摄像头，当现实场景捕捉单元1041 被关闭时，被训练者在显示装置102的显示界面中卡看不到自己在训练中的现实场景，显示装置102仅显示由视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型组成的虚拟场景，但红外运动追踪设备104仍然对被训练者的肢体动作轨迹进行捕捉和定位。

如图2所示，考虑现实场景捕捉单元被调用的情况，现实场景捕捉单元1041 将被训练者所在的现实场景与虚拟场景画面相结合，创造一个完全身临其境的环境，现实场景捕捉单元1041被调用，被训练者能在显示装置的显示界面中自己在训练中的现实场景，而且能提供即时的交互反馈，更具趣味性，提高被训练者的依从性，使得被训练者能更强烈地感受到自己与外界的空间位置关系，立体深度感更好，加强了大脑视觉与前庭的联系，从而增强被训练者的自我空间意识和运动控制能力。

实施例2

本实施例提出一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估方法，参见图3 所示的流程图，所述方法包括以下步骤：

S1.确定被训练者及其距离显示装置的距离范围M，令被训练者在距离显示装置的距离范围M内站立；

在具体实施时,M的具体取值一般根据显示装置的屏幕大小尺寸设置，一般来说1.5-2米是最合适的距离范围，可以使被训练者的视野涵盖屏幕中的所有内容信息量，方便现实捕捉单元识别全身，而且立体深度较为合适；此外考虑年龄和视力因素，年龄较小且视力较弱的小朋友，可适当缩短距离。

S2.训练评估开始，利用视觉生物信息刺激模型发生器在显示装置的展示空间指定区域内生成视觉生物信息刺激训练模型；

S3.被训练者借助虚拟现实观测辅助设备观看显示装置，初步做出无规律肢体动作供红外运动跟踪设备进行捕捉和定位，红外运动跟踪设备将捕捉和定位的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器，视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型；

红外运动跟踪设备上设置有现实场景捕捉单元，现实场景捕捉单元用于同步捕捉训练评估过程中被训练者的肢体动作，并实时将被训练者的肢体动作影像同步传输于显示装置，在训练评估开始时，现实场景捕捉单元根据被训练者的需求被调用或关闭。在该过程中，通过借助虚拟现实观测辅助设备观看显示装置，特定的运动视觉刺激和学习激活视觉信号通路，充分激活全脑(前庭、本体、小脑)、全身(眼部、头部、手部、躯体)系统使人体机能达到最优值，提升被训练者粗糙和精细立体视功能，改善大脑神经系统信号加工和处理的能力，最终达到理想的治疗效果！

S4.利用速率设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率初始值，在初始速率下，利用方向设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向；在这个步骤中，初始速率是可以根据需求设置的，若本身被训练者的视觉功能不太理想，初始速率就设置的起点较低，而视觉生物信息刺激训练模型的运动方向是随机的，不特定固定这一“变量”，可以包括：自显示装置显示空间内部向显示装置屏幕界面移动的方向、自显示装置显示空间一侧水平向显示空间另一侧移动的方向、自显示装置显示空间上端竖直向显示空间下端移动的方向、由显示装置显示空间内一点向该点周围无规律随机移动的方向。

S5.设置任务轮次数和每轮任务的任务时间，在每轮任务中，被训练者根据视野内视觉生物信息刺激模型追击任务提示，作出肢体动作，引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型；这里任务类型和内容实施例1中已简单提及，此处不再赘述，在实际操作时可根据具体情况做适应性调整。

S6.在达到任务时间设置值时，利用任务结果统计模块统计在该轮任务中，被训练者利用肢体动作引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型的正确率，并在所有任务轮次完成时，取所有任务轮次的正确率平均值作为该等级速率下的正确率；

S7.增大速率等级，返回步骤S5，直至得出每一等级速率下对应的所有任务轮次的正确率；其中，依次增大的速率等级包括：一级速率、二级速率、三级速率、四级速率，随着速率等级的增大，被训练者利用肢体动作引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型的困难度越大

S8.设置不同等级速率下的视觉与运动协调水平判定标准，将S7中每一等级速率下对应的所有任务轮次的正确率与相应等级速率下判定标准对比，得出被训练者的视觉与运动协调水平。若随着速率等级的增大，视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型的正确率越高，被训练者的视觉与运动协调水平越高，而“合格”的视觉与运动协调水平是被训练者在日常生活中进行大脑神经系统信号加工和处理的基础。

在本实施例中，具体的设定为：

在一级速率下，正确率不低于90％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在二级速率下，正确率不低于80％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在三级速率下，正确率不低于70％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在四级速率下，正确率不低于60％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格。

实施例3

本实施例针对一种具体的训练场景进行描述。作为视觉生物信息刺激模型发生器，封装有不同形态和样式的视觉生物信息刺激模型程序编码模块，本实施例选用智能手机作为显示装置，内置视觉生物信息刺激模型发生器，安装其对应编码的的“律动空间”app，所使用的手机型号(限安卓系统)为红米8Pro，屏幕尺寸为6.39英寸，操作系统为Android 9，CPU型号为高通骁龙730，核心数为八核，运行内存为6GB，机身容量：128GB以上，手机外连红外运动追踪设备，手机横屏，摄像头(这时的摄像头即可实现现实捕捉单元的功能，)朝右，机身微微倾斜需能够拍摄到被训练者身体，被训练者站于移动设备前150-200cm，待位置调整完毕后，被训练者可使用默认摄像头关闭设置进行训练评估，也可打开调用摄像头进行虚实结合式训练，一般被训练者站在设备前方150-200cm，即可出现在显示器中，摄像头可将被训练者所在实景与虚拟场景画面相结合，创造一个完全身临其境的虚拟环境。与未调用摄像头相比，虚拟环境能提供即时的交互反馈，更具趣味性，能提高用户的依从性；而且虚拟现实使得用户更强烈地感受到自己与外界的空间位置关系，立体深度感更好，加强大脑视觉与前庭的联系，增强用户的自我空间意识和运动控制能力，具体的，点击屏幕中间顶部位置，可打开摄像头，点击屏幕中间底部位置，可关闭摄像头。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，其特征在于，所述系统包括：

视觉生物信息刺激模型发生器，用于生成视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型；

显示装置，为视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型提供互动内容展示空间；

虚拟现实观测辅助设备，在训练评估过程中，用于辅助被训练者从显示装置中观测到视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型显示于虚拟现实空间中；

红外运动跟踪设备，设置于显示装置上并面向被训练者，用于跟踪被训练者的姿态动作，对被训练者的肢体动作轨迹进行捕捉和定位，并将捕捉和定位的被训练者的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器，指导视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型；

速率设定模块，用于设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率，所述生成速率包括依次增大的若干等级速率；

方向设定模块，用于设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向，不同视觉生物信息刺激训练模型的运动方向的出现顺序随机；

任务结果统计模块，在被训练者肢体动作指导下，统计若干轮视觉生物信息刺激联动模型在规定时间内追击到视觉生物信息刺激训练模型的正确率，训练评估出被训练者的视觉与运动协调水平。

2.根据权利要求1所述的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，其特征在于，所述红外运动跟踪设备上设置有现实场景捕捉单元，现实场景捕捉单元用于捕捉训练评估过程中被训练者的肢体动作，并实时将被训练者的肢体动作影像同步传输于显示装置，所述显示装置包括第一显示单元与第二显示单元，设第一显示单元显示界面区域的显示标志值由显示界面区域本身像素点对应的显示标志值构成，设第二显示单元显示界面区域的显示标志值由显示界面区域本身像素点对应的显示标志值与调用现实场景捕捉单元触发对应的显示标志值构成；设显示界面区域本身的像素点对应的显示标志值为a，虚拟场景显示标志值阈值为b，调用现实场景捕捉单元触发对应的显示标志值为c，则第一显示单元显示界面区域的显示标志值为a，第二显示单元显示界面区域的显示标志值为a+c，满足：

a﹤b,

a+c﹥b；

第一显示单元显示界面区域的显示标志值低于虚拟场景显示标志值阈值b，第一显示单元显示虚拟场景，即显示由视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型组成的虚拟场景；当调用现实场景捕捉单元触发时，第二显示单元显示界面区域的显示标志值a+c高于虚拟场景显示标志值阈值b，第二显示单元显示现实场景，即显示被训练者在训练中的现实场景。

3.根据权利要求2所述的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，其特征在于，第一显示单元的显示界面与第二显示单元的显示界面为融合显示，第一显示单元显示界面区域边界的显示标志值与第二显示单元显示界面区域边界的显示标志值相同，为虚拟场景显示标志值阈值b，设置为显示模糊过渡场景。

4.根据权利要求3所述的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，其特征在于，在训练评估过程中，所述现实场景捕捉单元根据被训练者的需求被调用或关闭，当现实场景捕捉单元被关闭时，第一显示单元显示界面区域的显示标志值仍为显示界面区域本身的像素点对应的显示标志值a，第一显示单元显示视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型的虚拟场景，第二显示单元显示界面区域的显示标志值由a+c变为显示界面区域本身的像素点显示标志值a，第二显示单元显示由视觉生物信息刺激训练模型和视觉生物信息刺激联动模型组成的虚拟场景。

5.根据权利要求1所述的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，其特征在于，所述虚拟现实观测辅助设备为所述虚拟现实观测辅助设备为红蓝眼镜或敷设于显示装置上的裸眼3D显示膜、3D光谱分离眼镜。

6.根据权利要求1所述的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，其特征在于，红外运动跟踪设备将捕捉和定位的被训练者的肢体动作轨迹处理成数字信息并输入至视觉生物信息刺激模型发生器，数字信息作为视觉生物信息刺激模型发生器的触发信号，在视觉生物信息刺激模型发生器有数字信息触发信号输入时，视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹同步的视觉生物信息刺激联动模型。

7.根据权利要求6所述的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估系统，其特征在于，速率设定模块设置的视觉生物信息刺激训练模型的生成速率分为依次增大的一级速率、二级速率、三级速率及四级速率，方向设定模块设置的视觉生物信息刺激训练模型的运动方向包括：自显示装置显示空间内部向显示装置屏幕界面移动的方向、自显示装置显示空间一侧水平向显示空间另一侧移动的方向、自显示装置显示空间上端竖直向显示空间下端移动的方向、由显示装置显示空间内一点向该点周围无规律随机移动的方向；

所述视觉生物信息刺激训练模型的形态由视觉生物信息刺激模型发生器随机生成，在训练过程评估中，以视觉生物信息刺激模型发生器随机生成的视觉生物信息刺激训练模型的形态确定视觉生物信息刺激联动模型在规定时间内追击到相应形态的视觉生物信息刺激训练模型的标准。

8.一种联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1.确定被训练者及其距离显示装置的距离范围M，令被训练者在距离显示装置的距离范围M内站立；

S2.训练评估开始，利用视觉生物信息刺激模型发生器在显示装置的展示空间指定区域内生成视觉生物信息刺激训练模型；

S3.被训练者借助虚拟现实观测辅助设备观看显示装置，初步做出无规律肢体动作供红外运动跟踪设备进行捕捉和定位，红外运动跟踪设备将捕捉和定位的肢体动作轨迹输入视觉生物信息刺激模型发生器，视觉生物信息刺激模型发生器生成与肢体动作轨迹方向同步的视觉生物信息刺激联动模型；

S4.利用速率设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的生成速率初始值，在初始速率下，利用方向设定模块设置视觉生物信息刺激训练模型的运动方向；

S5.设置任务轮次数和每轮任务的任务时间，在每轮任务中，被训练者根据视野内视觉生物信息刺激模型追击任务提示，作出肢体动作，引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型；

S6.在达到任务时间设置值时，利用任务结果统计模块统计在该轮任务中，被训练者利用肢体动作引导视觉生物信息刺激联动模型追击视觉生物信息刺激训练模型的正确率，并在所有任务轮次完成时，取所有任务轮次的正确率平均值作为等级速率下的正确率；

S7.增大速率等级，返回步骤S5，直至得出每一等级速率下对应的所有任务轮次的正确率；

S8.设置不同等级速率下的视觉与运动协调水平判定标准，将S7中每一等级速率下对应的所有任务轮次的正确率与相应等级速率下判定标准对比，得出被训练者的视觉与运动协调水平。

9.根据权利要求8所述的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估方法，其特征在于，所述红外运动跟踪设备上设置有现实场景捕捉单元，现实场景捕捉单元用于同步捕捉训练评估过程中被训练者的肢体动作，并实时将被训练者的肢体动作影像同步传输于显示装置，在训练评估开始时，现实场景捕捉单元根据被训练者的需求被调用或关闭，在训练评估过程中，方向设定模块设置的视觉生物信息刺激训练模型的运动方向是随机的，包括：自显示装置显示空间内部向显示装置屏幕界面移动的方向、自显示装置显示空间一侧水平向显示空间另一侧移动的方向、自显示装置显示空间上端竖直向显示空间下端移动的方向、由显示装置显示空间内一点向该点周围无规律随机移动的方向。

10.根据权利要求8所述的联合姿态运动与视觉训练的运动视觉评估方法，其特征在于，在步骤S7中，依次增大的速率等级包括：一级速率、二级速率、三级速率、四级速率；

在一级速率下，正确率不低于90％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在二级速率下，正确率不低于80％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在三级速率下，正确率不低于70％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格；

在四级速率下，正确率不低于60％时，被训练者的视觉与运动协调水平为合格；否则，被训练者的视觉与运动协调水平为不合格。