基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统，包括分别与控制器相连接的虚拟现实设备和体感互动设备，所述的控制器包括用于构建针对相应引导要求以引导用户做相应动作的虚拟场景的引导模块，所述的虚拟现实设备包括用于显示虚拟场景的显示模块。本实用新型专利技术的优点在于：结构简单且更具有针对性，提供针对不同目的、疾病以及部位的引导功能，满足不同用户的需要，具有实用性更强，适用性更广等优点。

A rehabilitative exercise system based on face recognition and motion capture

The utility model provides a rehabilitation training system based on face recognition and motion capture, including virtual reality equipment and is connected with the controller interactive device, the controller comprises a guide for building the corresponding module guide requirements to guide users to do the corresponding action of the virtual scene, the virtual reality equipment includes a display module for displaying the virtual scene. The utility model has the advantages of simple structure and more pertinence, providing guidance function for different purposes, diseases and parts, meeting the needs of different users, and having stronger practicability and wider applicability.

【技术实现步骤摘要】
基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统
本技术属于康复锻炼领域，尤其涉及一种基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统。
技术介绍
研究表明，运动锻炼不仅对身体形态和机能有很大作用，对人的心智发展的作用也是不可估量的。然而由于现代人快节奏的生活，以及受运动场所和环境的限制，甚至本身就对运动锻炼兴趣缺乏等种种因素导致现代人严重缺乏运动锻炼，从而引发各种疾病，以及患有疾病以后康复锻炼的方式或装置不够完善，使患者得不到很好的治疗。为解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如中国专利公开了一种多模态融合手功能康复训练与智能评估系统[申请号：CN105963926A]，包括康复训练机构、传感器数据采集装置、康复评估系统以及情景互动游戏系统，康复训练机构用于对手指和手腕进行康复训练，传感器数据采集装置用于实时采集表面肌电信号、力信号以及姿态信号中的一种或多种信号，康复评估系统根据传感器数据采集装置采集的多模态信号对患者的康复训练情况进行量化评估，情景互动游戏系统用于为患者提供游戏康复训练、效果评估和视觉等信息反馈。本方案针对脑卒中患者康复训练，可以对康复训练过程进行实时反馈调控、量化评估和游戏反馈，有效调动其训练积极性，增强康复训练效果。上述技术方案虽然在一定程度上提高脑卒患者的手功能康复训练效果，但是其仍然存在不足，例如功能过少，且无法适用于健康人的运动锻炼等。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题，提供一种基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统；为达到上述目的，本技术采用了下列技术方案：一种基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统，所述的系统包括分别与控制器相连接的虚拟现实设备和体感互动设备，所述的控制器包括用于构建针对相应引导要求以引导用户做相应动作的虚拟场景的引导模块，所述的虚拟现实设备包括用于显示虚拟场景的显示模块。在上述的基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统中，所述的系统还包括通过无线模块连接于控制器的客户端模块，且所述的客户端模块包括分享模块和评分模块。在上述的基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统中，所述的体感互动设备包括用于记录用户头部动作的摄像头模块，所述的控制器连接有用于分析脸部位置的人脸识别模块。在上述的基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统中，所述的系统还包括连接于控制器用于供用户长距离移动的万向跑步机，所述的体感互动设备包括用于捕捉用户肢体动作的Kinect体感互动设备。本技术基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统相较于现有技术具有以下优点：1、利用虚拟现实设备等，让用户沉浸在虚拟世界中，让用户在虚拟世界中体验的同时不知不觉达到相应部位的锻炼目的；2、结合万向跑步机使用户可以自由移动；3、更具有针对性，提供针对不同目的、疾病以及部位的引导功能，满足不同用户的需要，具有实用性更强，适用性更广等优点。附图说明图1是本技术实施例一的系统结构框图；图2是本技术实施例二的系统结构框图；图3是本技术实施例三的系统结构框图。附图标记：控制器1；引导模块11；人脸识别模块12；虚拟现实设备2；显示模块21；体感互动设备3；摄像头模块31；客户端模块4；分享模块41；评分模块42；万向跑步机5。具体实施方式以下是本技术的优选实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。实施例一如图1所示，本实施例的基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统包括分别与控制器1相连接的虚拟现实设备2和体感互动设备3，其中虚拟现实设备用于显示虚拟场景，体感互动设备用于捕捉用户肢体动作，控制器1包括用于构建针对相应引导要求，以引导用户做相应动作的虚拟场景的引导模块11，虚拟现实设备2包括用于显示虚拟场景的显示模块21。本实施例中的虚拟现实设备2可以为DK2，CV1，HTCVIVE等具有头部动作捕捉功能的虚拟显示设备对用户的头部动作进行进一步捕捉,本实施例中的体感互动设备3采用用于捕捉用户肢体动作的KinectV2体感互动设备。通过上述的康复锻炼系统进行康复锻炼方法，包括如下步骤：S1：通过控制器1接收用户选择和/或输入的引导要求，并根据该引导要求控制虚拟现实设备2提供用于引导用户做有益于相应疾病、或达到相应锻炼目的肢体动作的虚拟场景；提供虚拟场景的方法具体包括：根据用户的引导要求，提供包括针对疾病康复的引导、针对肢体锻炼的引导以及针对锻炼目的的引导中的任意一种或多种组合的虚拟场景。其中，针对疾病康复的引导包括颈椎疾病康复引导、偏瘫疾病康复引导、风湿疾病康复引导和中风病人康复引导中的任意一种或多种的组合；同样地，针对肢体锻炼的引导包括腿部锻炼引导、腹部锻炼引导、颈椎锻炼引导、大腿锻炼引导、小腿锻炼引导、关节锻炼引导和全身锻炼引导中的任意一种或多种的组合；同样地，针对锻炼目的的引导包括腹部瘦身目的引导、臀部瘦身目的引导、大腿瘦身目的引导、全身平衡锻炼目的引导等。S2：控制器1获取通过体感互动设备3捕捉用户肢体动作，同时控制虚拟场景根据用户的肢体动作做出相应的反馈，控制虚拟场景根据用户的肢体动作做出相应的反馈具体指：当体感互动设备3感应到用户跟随引导完成一个动作后，控制器1便控制虚拟场景进入下一个引导动作同时告知用户在上一个动作中的完成情况以及在下一个动作中需要注意的地方等反馈信息。进一步地，在控制虚拟场景根据用户的肢体动作做出相应的反馈后，重复步骤S2，以使用户持续不断地与场景不停地互动。本实施例基于虚拟现实技术构建虚拟场景引导用户进行肢体活动，利用动作捕捉技术捕捉用户肢体动作来与虚拟场景交互，以达到普通锻炼和康复锻炼的目的。实施例二如图2所示，本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的系统还包括通过无线模块连接于控制器1的客户端模块4，且客户端模块4包括分享模块41和评分模块42。本实施例的控制器1和客户端模块4均内嵌于手机等终端，通过手机等终端完成动作引导，此时，虚拟现实设备2可以为头戴式手机用VR以与手机内的控制器1进行连接，或者，虚拟现实设备2通过终端的显示屏显示虚拟场景，本系统的体感互动设备3可以为终端本身具有的摄像头模块，进一步地，体感互动设备3包括用于记录用户头部动作的摄像头模块31。优选地，为了更好地识别人脸部位置，控制器1连接有用于分析脸部位置的人脸识别模块12。本实施例的康复锻炼系统的虚拟场景为具有供用户选择的闯关模式和训练模式的游戏场景，且在一轮游戏结束后通过评分模块对当前用户表现做出评分，并在接收到用户的分享请求后通过分享模块将评分结果分享到第三方平台中。例如，本实施例的系统可用于颈椎锻炼引导，其具体包括以下步骤：A、用户通过客户端模块输入相关的引导要求等参数，通过客户端模块将引导要求等参数发送给控制模块，控制器1针对颈椎锻炼控制虚拟现实设备2构建一个需要扭动脖子的虚拟场景，即在终端屏幕上显示需要扭动脖子的游戏场景，例如用户通过晃动头部去控制游戏场景中的小狗的头部去吃掉落下来的食物，并且躲避掉落的盘子以达到活动用户脖子的目的；B、开始游戏后，控制器1接收通过摄像头记录用户根据场景需要扭动脖子的图像，并将图像信息上传至控制器1；C、控制器1根据人脸识别算法识别人脸位置，并根据计算结果控制虚拟场景做出相应的反馈；进一步地，在控制器1控制虚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统，其特征在于，所述的系统包括分别与控制器(1)相连接的虚拟现实设备(2)和体感互动设备(3)，所述的控制器(1)包括用于构建针对相应引导要求以引导用户做相应动作的虚拟场景的引导模块(11)，所述的虚拟现实设备(2)包括用于显示虚拟场景的显示模块(21)，所述的体感互动设备(3)包括用于记录用户头部动作的摄像头模块(31)，所述的控制器(1)连接有用于分析脸部位置的人脸识别模块(12)、所述的系统还包括连接于控制器(1)用于供用户长距离移动的万向跑步机(5)，所述的体感互动设备(3)包括用于捕捉用户肢体动作的Kinect体感互动设备。

【技术特征摘要】
1.一种基于人脸识别及动作捕捉的康复锻炼系统，其特征在于，所述的系统包括分别与控制器(1)相连接的虚拟现实设备(2)和体感互动设备(3)，所述的控制器(1)包括用于构建针对相应引导要求以引导用户做相应动作的虚拟场景的引导模块(11)，所述的虚拟现实设备(2)包括用于显示虚拟场景的显示模块(21)，所述的体感互动设备(3)包括用于记录用户头部动作的摄像头模块(31)，所述的控制器(1)连接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦路，
申请(专利权)人：秦路，
类型：新型
国别省市：浙江,33