基于MYO臂环和移动端的VR上肢康复训练平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于MYO臂环和移动端的VR上肢康复训练平台及方法，包括MYO臂带，Unity虚拟环境，移动端平台，VR模块；MYO臂带包括一个九轴惯性传感器单元、八个表面肌电传感器和一个蓝牙接收器；Unity虚拟环境包括3d上肢模型，肌电信息的实时可视化反馈，康复训练游戏的场景及其训练模式；移动端平台即用于搭载基于MYO臂环的虚拟环境的手机或平板平台，将MYO臂环采集的手势和手臂姿态信息映射到VR环境中，可视化展示给使用者，方便随身携带使用；VR模块，将在Unity虚拟环境中构建的虚拟场景，利用VR眼镜反馈给使用者其手部动作状态，增强环境沉浸感和人机交互。与现有技术相比，本发明专利技术具有低成本、操作性强、实用性好、方便携带且沉浸感强、交互性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于MYO臂环和移动端的VR上肢康复训练平台及方法
本专利技术涉及为帮助中风病人上肢康复而开发的一种低成本虚拟环境3d手臂训练平台，尤其是一种基于MYO臂环和移动端的VR上肢康复训练平台。
技术介绍
我国脑卒中患病率近年来有上升趋势，成为危害我国人民健康的主要疾病，而85％的脑卒中患者发病时伴有上肢功能损害，发病后6个月内约55％～75％的患者仍有上肢功能障碍，这也是导致手功能受损的一个主要原因，脑卒中后手部肢体偏瘫的治疗和康复已经成为现代康复医学和康复工程的研究热点。加拿大创业公司ThalmicLabs推出的创新性MY0臂环读取sEMG信号，可以佩戴在任何一条胳膊的肘关节上方来采集手臂肌肉产生的sEMG信号，它有八个通道，每个通道等间距排列。MY0臂环可采集原始sEMG信号，通过低功率的蓝牙将信号传出，干扰小，信号质量好且价格低廉，作为控制源，具有成本低、佩戴舒适等特点，且符合实用性。申请号为201610379614.4的专利公开了一种基于MYO臂环的假肢手控制方法，而申请号为201710168821.X的专利专利技术了一套基于MYO臂环的假肢手控制系统，包括信号采集模块，STM3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MYO臂环和移动端的VR上肢康复训练平台，其特征在于，包括：计算机，采用Unity3D软件构建Unity虚拟环境，Unity虚拟环境包括对3d上肢模型的肌电信息的实时可视化反馈，治疗的虚拟环境和康复训练游戏的场景及其训练模式；MYO臂环，包括一个九轴惯性传感器、八个表面肌电传感器和一个蓝牙接收器，通过九轴惯性传感器检测手臂的运动轨迹、方位及手臂姿态信息，通过表面肌电传感器检测不同手势的肌电信号及其手势信息，通过蓝牙接收器实现与Unity虚拟环境及移动端平台的通信；移动设备，为用于搭载基于Unity虚拟环境的手机或平板电脑，将MYO臂环采集的手势信息和手臂姿态信息映射到VR眼镜中，可...

【技术特征摘要】
1.一种基于MYO臂环和移动端的VR上肢康复训练平台，其特征在于，包括：计算机，采用Unity3D软件构建Unity虚拟环境，Unity虚拟环境包括对3d上肢模型的肌电信息的实时可视化反馈，治疗的虚拟环境和康复训练游戏的场景及其训练模式；MYO臂环，包括一个九轴惯性传感器、八个表面肌电传感器和一个蓝牙接收器，通过九轴惯性传感器检测手臂的运动轨迹、方位及手臂姿态信息，通过表面肌电传感器检测不同手势的肌电信号及其手势信息，通过蓝牙接收器实现与Unity虚拟环境及移动端平台的通信；移动设备，为用于搭载基于Unity虚拟环境的手机或平板电脑，将MYO臂环采集的手势信息和手臂姿态信息映射到VR眼镜中，可视化展示给使用者；VR眼镜，作为搭载移动设备的佩戴体，通过VR眼镜在移动设备上观察到Unity虚拟环境中反馈给使用者其手势信息和手臂姿态信息，进行人机交互；使用者佩戴上MYO臂环及VR眼镜，通过采集使用者手部的手臂姿态信息，并通过肌电信号对手势信息进行解析识别，然后在Unity虚拟环境中转化为相应的手部动作，使用者通过操作移动设备进行上肢康复训练。2.一种基于权利要求1所述平台的MYO臂环和移动端的VR上肢康复训练方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：使用者佩戴MYO臂环和VR眼镜，并确定其是否与计算机中的Unity虚拟环境通信成功，且与移动端设备的蓝牙连接成功；第二步：通过使用者手腕内翻的手势，从移动设备上观看Unity虚拟环境中3d上肢模型中手臂的初始位置，并将该初始位置校准至正对VR眼镜搭载的移动设备屏幕；第三步：通过在Unity环境中编写关于MYO臂环的数据读取和姿态同步算法程序，依据MYO臂环上的九轴惯性传感器的陀螺仪数据同步使用者上肢模型中手臂的空间位置信息，同时依据使用者手部肌电信号解析当前手势；第四步：在基础阶段，以治疗为场景，将手势信号发送给Unity虚拟环境中的3d上肢模型，执行不同的手部动作，并在移动设备界面实时显示MYO臂环采集的肌电信息；第五步：在训练阶段，以游戏为场景，加入虚拟交互对象，在Unity虚拟环境场景中观察-模仿的训练模式，先设定动画完成抓取移动放置的观察场景，然后再主动运动上肢模仿观察动画场景，完成自身肢体的运动；若检测到手部正常抓握住虚拟交互对象，则虚拟交互对象图像颜色从A变化至B，若虚拟交互对象图像颜色未发生变化，则使用者与虚拟交互对象未接触；若检测到手部张开释放虚拟交互对象,并放置放虚拟交互对象在规定位置时，虚拟交互对象图像颜色从B变为C；重复以上动作，通过移动设备反馈得到使用者的训练效果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在移动设备界面实时显示MYO臂环采集的肌电信息中，通过在Unity虚拟环境中加入GUI界面，基础阶段利用MY...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，任诗媛，乐赞，郭晓辉，
申请(专利权)人：王晶，
类型：发明
国别省市：陕西,61