[发明专利]一种透明屏幕式增强现实视-触-听横屏训练系统及方法

说明书

本发明公开了一种透明屏幕式增强现实视‑触‑听横屏训练系统及方法，包括训练台、增强现实系统、外骨骼机械手和计算机，增强现实系统设置在训练台上与计算机连接，用于模拟增强现实场景，观察者位于训练台的一侧，观察者的手臂上穿戴外骨骼机械手，外骨骼机械手与计算机连接，能够模拟手臂的触物感，通过增强现实系统对观察者提供视觉‑听觉‑触觉的多重刺激。本发明训练系统能够增强场景的真实性，提高观察者训练过程中的环境浸入度，对观察者形成强烈的视觉、听觉、触觉刺激，激发运动区镜像神经元，提高观察者的训练效果。

技术领域

本发明属于训练设备技术领域，具体涉及一种透明屏幕式增强现实视-触-听横屏训练系统及方法。

背景技术

目前，随着虚拟现实技术和增强现实技术的发展，渐渐出现了各种各样的通过场景训练的方式，但是这些系统大多场景与周围环境不能融为一体，有突兀性，且没有加入触觉和听觉，观察者不能沉浸场景中，没有完整使运动区镜像神经元激活，导致效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种透明屏幕式增强现实视-触-听横屏训练系统及方法，能提高观察者训练的积极性和趣味性，脑部运动区的镜像神经元激活程度增大。

本发明采用以下技术方案：

一种透明屏幕式增强现实视-触-听横屏训练系统，包括训练台、增强现实系统、外骨骼机械手和计算机，增强现实系统设置在训练台上与计算机连接，用于模拟增强现实场景，观察者位于训练台的一侧，观察者的手臂上穿戴外骨骼机械手，外骨骼机械手与计算机连接，能够模拟手臂的触物感，通过增强现实系统对观察者提供视觉-听觉-触觉的多重刺激。

更进一步的，本发明的特点还在于：增强现实系统包括显示屏幕和摄像头，显示屏幕设置在训练台上，摄像头设置在显示屏幕的背面，用于拍摄外骨骼机械手的视频信息并输入至计算机。

其中，增强现实系统还包括振动系统，振动系统用于提供多重触觉刺激，包括振动马达，振动马达设置在外骨骼机械手与指腹和指背相对应的位置，通过控制器与计算机连接。

其中，振动马达设置在外骨骼机械手上，分布在手臂的指尖处。

其中，当外骨骼机械手5带动手臂6进行运动时，手臂的指尖处产生振动；当显示屏幕中肢体碰触到增强现实中物体后，手臂碰触指尖处产生振动。

其中，增强现实系统还包括音响系统，音响系统能够根据显示屏幕中肢体碰触到增强现实中物体情况发出碰撞声或破碎声，音响系统包括音响，音响通过控制器与计算机连接。

更进一步的，手臂放在显示屏幕和训练台下方，摄像头用于将拍摄图像传入计算机中进行增强现实图像处理，确定振动系统、音响系统的工作状态指令以及外骨骼机械手的动作指令，分别输入控制器控制振动马达、音响系统以及外骨骼机械手的运动。

更进一步的，本发明的特点还在于：训练台的前方设置有遮挡。

其中，显示屏幕与摄像头为一体式结构，用于实现透明屏幕。

本发明的另一技术方案是，一种透明屏幕式增强现实视-触-听横屏训练系统的操作方法，将显示屏幕放置在训练台上，摄像头安装在显示屏幕的下方，拍摄显示屏幕下方场景图像，将图像传入计算机进行处理形成增强现实场景，并在显示屏幕上显示，对观察者产生视觉刺激；与增强现实场景相配合，增强现实系统包括振动马达和音响系统，振动马达通过振动模拟场景中手碰触物体的触物感，对观察者产生触觉刺激；音响系统能够在特定时间发出特定声音以配合增强现实中场景，对观察者产生听觉刺激；外骨骼机械手模仿增强现实场景中手部动作，并带动手臂动作。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：