CN113893429A - 虚拟/增强现实辅助镇定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种虚拟/增强现实辅助镇定装置及方法，包括：同步姿势控制模块，用于实时采集镇定对象的姿态信息以及根据姿态调节参数进行镇定对象的姿态调节；生物状态监测模块，用于实时检测镇定对象的生理状态；图像处理计算模块，用于根据所述生理状态及输入的镇定对象的用户信息生成镇定场景；交互控制模块，用于获取所述姿态信息，并根据所述镇定场景生成姿态调节参数以供同步姿势控制模块进行姿态调节，以及提供与所述镇定场景相应的氛围配置参数；氛围营造模块，用于根据所述氛围配置参数调节场景的氛围；虚拟/增强现实显示模块，用于根据所述镇定场景的数据进行虚拟/增强现实的场景显示。
Description
技术领域
本发明涉及医疗康复技术领域，尤其涉及一种虚拟/增强现实辅助镇定装置及方法。
背景技术
随着近年来计算机三维处理能力的增长和低成本传感显示元件的出现,虚拟现实得到了快速发展,特别是与现实世界产生了越来越多的结合技术,从虚拟和现实的两个角度对虚拟现实进行增强；在医疗诊断中，生物状态监测装置已从传统的测量方法向多参数生命体征监护仪和自动测量仪发展，操作简单、快捷、准确、可以及存储数据等功能特点，使得生物状态监测手段得以现代化和高科技化。
进入新世纪以来，由于社会发展和经济变化太快，城市化和互联网化带来的生活压力，抑郁症、焦虑症、恐惧症等心理疾病逐渐成为杀人于无形的主凶，且低龄化趋势越来越明显。然而，传统的心理治疗方式，如行为疗法、认知疗法、家庭疗法、精神分析法等，都要在治疗过程中引导患者回忆、想象。这种疗法更多依赖治疗者进行全程跟踪和进行镇定方法调整。
由于现有的镇定方法依赖药物或人工安抚，针对不太的情绪需求其镇定模式单一、交互性较差，且无法避免药物的副作用及人力成本的大量损耗。
发明内容
本发明提供一种虚拟/增强现实辅助镇定装置及方法，以解决的目前依赖药物和人工、无法通过设备完成镇定场景的生成及调节的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种虚拟/增强现实辅助镇定装置，包括：
同步姿势控制模块，用于实时采集镇定对象的姿态信息以及根据姿态调节参数进行镇定对象的姿态调节；
生物状态监测模块，用于实时检测镇定对象的生理状态；
图像处理计算模块，用于根据所述生理状态及输入的镇定对象的用户信息生成镇定场景；
交互控制模块，用于获取所述姿态信息，并根据所述镇定场景生成姿态调节参数以供同步姿势控制模块进行姿态调节，以及提供与所述镇定场景相应的氛围配置参数；
氛围营造模块，用于根据所述氛围配置参数调节场景的氛围；
虚拟/增强现实显示模块，用于根据所述镇定场景的数据进行虚拟/增强现实的场景显示。
可选的，所述同步姿势控制模块包括：可调节按摩躺椅、调节电机、躺椅加热及抽风模块。
可选的，所述生物状态监测模块包括：信号监测手环、脑电监测电极，肌电监测电极、体温监测传感器及/或面部表情监测计算机。
可选的，所述氛围营造模块包括：暖气机、冷气机、鼓风机、香氛机。
可选的，所述交互控制模块包括输入键盘和操控显示器。
可选的，所述虚拟/增强现实显示模块包括：显示头显及/或眼镜。
可选的，还包括场景存储模块，由非掉电易失性存储器组成，用于存储不同种类的镇定场景信息。
根据本发明的第二方面，提供了一种虚拟/增强现实辅助镇定方法，利用上述的虚拟/增强现实辅助镇定装置对镇定对象进行辅助镇定，包括如下步骤：
利用生物状态监测模块实时检测镇定对象的生理状态，及利用同步姿势控制模块实时采集镇定对象的姿态信息；
利用图像处理计算模块根据所述生理状态及输入的镇定对象的用户信息生成镇定场景；
利用交互控制模块实时获取所述姿态信息，并根据所述镇定场景生成姿态调节参数以供所述同步姿势控制模块进行姿态调节，以及利用交互控制模块提供与所述镇定场景相应的氛围配置参数；
利用氛围营造模块根据所述氛围配置参数调节场景的氛围；
利用虚拟/增强现实显示模块根据所述镇定场景的数据进行虚拟/增强现实的场景显示。
可选的，所述图像处理计算模块首先根据所述生理状态对镇定对象的当前情绪进行判断分析得到用户情绪，再根据用户情绪及用户信息在预设场景上加载对应的动态环境元素，得到所述镇定场景。
可选的，所述用户信息包括：用户基础信息、期望情绪状态信息，所述镇定场景为图像处理计算模块通过决策树或模糊推理方法对所述用户情绪及用户信息进行分析得到。
本发明具有以下有益效果：
1)利用虚拟现实技术，以视觉带入为主，包括听觉、触觉和深入交互，从而带动使用者情绪；通过整体虚拟场景设计，实现与使用者的深层次的心灵交互、心理潜意识交互。
2)***会通过差异化的心理调节方法进行诱导，整个心理放松过程既有专业性又有趣味性，可有效增强患者的主观体验，帮助其疏解情绪。
3)能够针对不同的情绪需求带来丰富的镇定模式和交互性，从而减少对药物的副作用或者人力成本的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中装置组成示意图；
图2是本发明优选实施例中装置组成示意图；
图3是本发明优选实施例中装置使用场景示意图；
图4是本发明一应用例流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
如图1所示，本实施例提供了一种虚拟/增强现实辅助镇定装置，包括：
同步姿势控制模块10，用于实时采集镇定对象的姿态信息以及根据姿态调节参数进行镇定对象的姿态调节；
生物状态监测模块20，用于实时检测镇定对象的生理状态；
图像处理计算模块30，用于根据所述生理状态及输入的镇定对象的用户信息生成镇定场景；
交互控制模块40，用于获取所述姿态信息，并根据所述镇定场景生成姿态调节参数以供同步姿势控制模块进行姿态调节，以及提供与所述镇定场景相应的氛围配置参数；
氛围营造模块50，用于根据所述氛围配置参数调节场景的氛围；
虚拟/增强现实显示模块60，用于根据所述镇定场景的数据进行虚拟/增强现实的场景显示。
此外，进一步参考图2所示，该虚拟/增强现实辅助镇定装置还包括场景存储模块70，该场景存储模块70由非掉电易失性存储器组成，用来存储不同种类的镇定场景信息。这些镇定场景可以为预先存储于设备中以供图像处理计算模块调用及在其基础上更改的镇定场景，也可以为图像处理计算模块生成后的与患者对应的镇定场景，或者两类均进行存储。通过对镇定场景进行存储，方便后续对患者的情况进行跟踪及过程中根据患者镇定情况及时调整镇定场景的具体内容。
参考图2及图3所示，该虚拟/增强现实辅助镇定装置的工作流程为：待需要镇定的患者坐在同步姿势控制模块10(如具有同步姿势控制功能的躺椅)上，同时佩戴虚拟/增强现实显示模块60。然后，通过生物状态监测模块20对患者的生物信号状态进行检测，再由图像处理计算模块30根据用户的当前生理状态和需要镇定的程度选择不同的镇定方法与场景参数，根据所需要的参数，生成相应的虚拟镇定场景。最后，由交互控制模块40根据所得到的镇定场景里内容变化同时通过同步姿势控制模块10和氛围营造模块50，调节合适的感受姿态和场景氛围。同时，通过虚拟/增强现实显示模块60进行虚拟/增强现实的场景显示。在进行姿势控制、氛围营造及虚拟/增强现实显示的多种场景展示后，镇定人员即可通过感受虚拟环境带来的沉浸式体验感达到全身放松进而进行镇定的目的。
进一步地，本实施例中所提供的同步姿势控制模块10包括：可调节按摩躺椅、调节电机、躺椅加热及抽风模块。相应地，同步姿势控制模块可以通过计算机控制上述的可调节按摩躺椅、调节电机、躺椅加热及抽风模块等设备进行姿态信息调整。这里可调的姿态信息具体包括：坐姿、悬浮、平躺、侧躺、俯卧及打坐等姿态信息。使用该虚拟/增强现实辅助镇定装置时，患者即可坐在可调节按摩躺椅上，通过可调节按摩躺椅自身的调节装置进行姿态调整，或通过调节电机、躺椅加热及抽风模块进行姿态调整及在使用装置时的体感(温度、风速等)进行调整。
本实施例中所提供的生物状态监测模块20包括：信号监测手环、脑电监测电极，肌电监测电极、体温监测传感器及面部表情监测计算机等等。通过这些监测装置可以对镇定对象(患者)的多项生理状态进行检测。具体地，该装置可监测的生理状态包括：心率、体温、血压、心电、脑电、肌电及面部表情(如快乐、平静、微笑、愤怒、沮丧、鬼脸、难过等)等。通过对这些生物状态进行动态测量，实现装置的多种人体状态信息的输入，为后续的情绪判断提供基础。当然，在其他优选实施例中，生物状态监测模块也可以根据需要设置信号监测手环、脑电监测电极，肌电监测电极、体温监测传感器及面部表情监测计算机等设备中的一种或多种组合，本领域技术人员可以根据镇定需要及患者情况进行自由的选择。
在优选实施例中，上述的氛围营造模块50具体包括：暖气机、冷气机、鼓风机以及香氛机等可以改变环境氛围的设备。这些设备根据镇定场景的需要，可以分别在环境中通过暖气机、冷气机释放暖、冷气，通过鼓风机改变空间气体流速，通过香氛机制造需要的香氛，以及通过其他的如具有特殊功能的躺椅进行震动、电刺激等物理化学方式营造和改变患者所处的环境氛围。
进一步地，本实施例中的交互控制模块40包括输入键盘和操控显示器。输入键盘和操控显示器可供使用者进行患者个人信息的预先输入，以便后续根据患者个人特征实现镇定场景的生成和执行，从而便于实现与虚拟/增强现实设备的交互与显示。
而本实施例中的虚拟/增强现实显示模块60包括：显示头显及眼镜。显示头显及眼镜可以选用具有3D显示功能的头显及眼睛，也可以是目前市面上较为流行的VR设备。此外，在其他优选实施例中，也可以根据需要仅设置显示头显或仅设置眼镜。使用该装置时，患者仅需佩戴显示头显及眼镜，在镇定过程中即可以通过这些设备向患者进行镇定场景的虚拟/增强现实的显示。
本实施例中的图像处理计算模块30根据来自生物状态监测模块20提供的镇定对象的各项生理状态，通过对这些生理状态的数据进行分析判断，即可判断出患者的当前情绪状态，常见的情绪状态包括如快乐、平静、愤怒、低沉以及高昂等等。然后，再根据镇定对象的当前情绪及输入的镇定对象的用户信息，即可生成与该患者需求相符的镇定场景，自动化程度较高，且更加个性化。
本实施例还提供了一种虚拟/增强现实辅助镇定方法，该方法利用上述的虚拟/增强现实辅助镇定装置对镇定对象进行辅助镇定，具体地，该方法包括如下步骤：
利用生物状态监测模块实时检测镇定对象的生理状态，及利用同步姿势控制模块实时采集镇定对象的姿态信息；
利用图像处理计算模块根据生理状态及输入的镇定对象的用户信息生成镇定场景；
利用交互控制模块实时获取姿态信息，并根据镇定场景生成姿态调节参数以供同步姿势控制模块进行姿态调节，以及利用交互控制模块提供与所述镇定场景相应的氛围配置参数；
利用氛围营造模块根据氛围配置参数调节场景的氛围；
利用虚拟/增强现实显示模块根据镇定场景的数据进行虚拟/增强现实的场景显示。
其中，上述步骤中姿态调节、氛围调节及虚拟虚拟/增强现实显示可以同步进行，并无明显的先后顺序。该方法通过姿势控制模块调节姿势，形成放松感和悬浮感，通过氛围营造模块释放冷暖气，使用香氛、震动、电刺激等物理化学手段营造轻松愉悦的环境；并动态监测镇定人员生理信号变化情况，调整场景和氛围控制的强度，最终达到通过沉浸式体验感达到全身放松进而进行镇定的目的。
其中，本实施例所提供的方法中的图像处理计算模块首先根据生理状态对镇定对象的当前情绪进行判断分析，从而得到当前状态下的用户情绪，再根据用户情绪及用户信息在预设场景上加载对应的动态环境元素，得到镇定场景。这里的预设场景可以根据需要预先存储在上述的场景存储模块中。例如，所存储的预设场景可由天空、海滩、草原、宇宙各类宗教或幻想中的场景组成。当需要对患者进行镇定时，通过在这些预设场景中增加及调整动态元素(如动物、风、水流等等)即可实现预设场景的多种变化，使得镇定场景更加丰富多样。
这里的镇定场景与所生成的镇定方法相匹配，因此，其包含了后续氛围营造模块、虚拟/增强现实显示模块及同步姿势控制模块进行镇定场景的呈现时所需要的各项控制参数。
进一步优选地，本实施例中的用户信息包括：用户基础信息、期望情绪状态信息。而上述的镇定场景为图像处理计算模块通过决策树或模糊推理方法对用户情绪及用户信息进行分析得到。这里的期望情绪状态信息为根据患者状况进行预先输入的，可由参与人员或者辅助人员进行输入得到。用户基础信息具体包括包含年纪、性别、爱好、信仰、文化背景等等会影响患者情绪的基础信息。
具体应用例进一步参考图4所示，该方法工作时：待镇定人员首先佩戴相关设备，同时由相关人员(待镇定人员自身或相关辅助人员)进行个人信息录入及期望情绪输入；然后由佩戴的设备进行生物信号特征监测；再由装置根据生物信号监测结果、录入的个人信息及期望情绪进行生成场景参数；由装置的相关设备根据场景参数进行氛围营造及场景生成，并根据反馈进行镇定参数的动态调节，以完成镇定。
应当注意，本实施例所提供的方法中，对生物状态的监测是实时的，因此，图像处理计算模块所生成的镇定场景也是动态变化的，通过实时跟踪监测镇定对象的生理信号变化情况，进行镇定场景中各项参数的动态调整。再通过交互控制模块实时获取当前的姿态信息，并根据镇定场景的动态变化情况实时生成当前最佳的姿态调节参数及氛围配置参数。随后，通过同步姿势控制模块进行实时的姿态调节，通过氛围营造模块实时调节场景的氛围，以及利用虚拟/增强现实显示模块实时根据镇定场景的数据进行虚拟/增强现实的场景显示。
这里通过实施实时的动态监测，实现镇定场景的动态好。根据患者当前情绪情况调整产生镇定场景的变化强度。例如：在患者虚拟达到平静后，给予较小的刺激和变化感受，使患者能够沉浸在一个稳定的空间中，同时情绪渐渐得到平复。最终，通过该方法的使用，可以使患者通过沉浸式体验感进而达到全身放松，进而实现镇定的目的。
综上所述，本发明提供的装置及方法可以通过生物状态监测实现对患者的生物信号状态的实时检测，进而根据用户的当前生理状态和需要镇定的程度选择不同的镇定方法与场景参数。所生成的虚拟镇定场景多种多样且具有一定的动态性，使得镇定人员通过感受虚拟环境带来的沉浸式体验感达到全身放松进而进行镇定的目的。本发明通虚拟/增强现实产生的虚拟感官感受实现人体的镇定化安定化功能，相较于传统的药物或者人工安抚方式，能够针对不同的情绪需求带来丰富的镇定模式和交互性，减少对药物的副作用或者人力成本的损耗。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种虚拟/增强现实辅助镇定装置，其特征在于，包括：
同步姿势控制模块，用于实时采集镇定对象的姿态信息以及根据姿态调节参数进行镇定对象的姿态调节；
生物状态监测模块，用于实时检测镇定对象的生理状态；
图像处理计算模块，用于根据所述生理状态及输入的镇定对象的用户信息生成镇定场景；
交互控制模块，用于获取所述姿态信息，并根据所述镇定场景生成姿态调节参数以供同步姿势控制模块进行姿态调节，以及提供与所述镇定场景相应的氛围配置参数；
氛围营造模块，用于根据所述氛围配置参数调节场景的氛围；
虚拟/增强现实显示模块，用于根据所述镇定场景的数据进行虚拟/增强现实的场景显示。
2.根据权利要求1所述的虚拟/增强现实辅助镇定装置，其特征在于，所述同步姿势控制模块包括：可调节按摩躺椅、调节电机、躺椅加热及抽风模块。
3.根据权利要求1所述的虚拟/增强现实辅助镇定装置，其特征在于，所述生物状态监测模块包括：信号监测手环、脑电监测电极，肌电监测电极、体温监测传感器及/或面部表情监测计算机。
4.根据权利要求1所述的虚拟/增强现实辅助镇定装置，其特征在于，所述氛围营造模块包括：暖气机、冷气机、鼓风机、香氛机。
5.根据权利要求1所述的虚拟/增强现实辅助镇定装置，其特征在于，所述交互控制模块包括输入键盘和操控显示器。
6.根据权利要求1所述的虚拟/增强现实辅助镇定装置，其特征在于，所述虚拟/增强现实显示模块包括：显示头显及/或眼镜。
7.根据权利要求1所述的虚拟/增强现实辅助镇定装置，其特征在于，还包括场景存储模块，由非掉电易失性存储器组成，用于存储不同种类的镇定场景信息。
8.一种虚拟/增强现实辅助镇定方法，其特征在于，利用权利要求1至7任意一项所述的虚拟/增强现实辅助镇定装置对镇定对象进行辅助镇定，包括如下步骤：
利用生物状态监测模块实时检测镇定对象的生理状态，及利用同步姿势控制模块实时采集镇定对象的姿态信息；
利用图像处理计算模块根据所述生理状态及输入的镇定对象的用户信息生成镇定场景；
利用交互控制模块实时获取所述姿态信息，并根据所述镇定场景生成姿态调节参数以供所述同步姿势控制模块进行姿态调节，以及利用交互控制模块提供与所述镇定场景相应的氛围配置参数；
利用氛围营造模块根据所述氛围配置参数调节场景的氛围；
利用虚拟/增强现实显示模块根据所述镇定场景的数据进行虚拟/增强现实的场景显示。
9.根据权利要求8所述的虚拟/增强现实辅助镇定方法，其特征在于，所述图像处理计算模块首先根据所述生理状态对镇定对象的当前情绪进行判断分析得到用户情绪，再根据用户情绪及用户信息在预设场景上加载对应的动态环境元素，得到所述镇定场景。
10.根据权利要求9所述的虚拟/增强现实辅助镇定方法，其特征在于，所述用户信息包括：用户基础信息、期望情绪状态信息，所述镇定场景为图像处理计算模块通过决策树或模糊推理方法对所述用户情绪及用户信息进行分析得到。
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|---|---|---|---|
| CN202010577623.0A CN113893429A (zh) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | 虚拟/增强现实辅助镇定装置及方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116594511A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 天安星控(北京)科技有限责任公司 | 基于虚拟现实的场景体验方法、装置、计算机设备和介质 |
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2020
- 2020-06-23 CN CN202010577623.0A patent/CN113893429A/zh active Pending
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| CN116594511B (zh) * | 2023-07-17 | 2023-11-07 | 天安星控(北京)科技有限责任公司 | 基于虚拟现实的场景体验方法、装置、计算机设备和介质 |
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