[发明专利]一种用于人体机能训练的主动自适应系统及其控制方法

权利要求书

1.一种用于人体机能训练的主动自适应系统，其特征在于，包括：

动作采集模块、交互数据处理模块、动作平台和交互显示设备；

所述动作采集模块选自图像识别模块、红外感知模块或者姿态传感器组中的一种或多种；

所述交互数据处理模块生成虚拟场景和在所述虚拟场景中代表使用者的虚拟人物，同时通过将接收到的使用者的躯体各部位的实时动作数据处理后赋值于虚拟人物，使虚拟人物产生对应于使用者的动作；并且将虚拟场景和虚拟人物动作信息发送到动作平台；

所述动作平台响应所述交互数据处理模块的动作指令，并形成对应于虚拟场景的动作元素的现实场景；动作元素选自上下波动、振动、前后晃动、左右晃动、形成坡度和阶梯中的一种或多种；

所述交互显示设备接收所述交互数据处理模块发出的音视频信息并向使用者呈现虚拟人物和虚拟场景。

2.如权利要求1所述的主动自适应系统，其特征在于，所述动作采集模块为姿态传感器组，所述姿态传感器组由若干分别用于固定在使用者躯体不同位置的微型姿态传感器组成，所述微型姿态传感器用于采集对应躯体部位的实时动作数据并发送到交互数据处理模块。

3.如权利要求1所述的主动自适应系统，其特征在于，

所述姿态传感器包括微电源模块、陀螺仪、数据存储模块和躯体数据无线收发模块；陀螺仪、数据存储模块和无线数据收发模块各自与微电源模块电连接，陀螺仪、存储模块和躯体数据无线收发模块依次数据连接；优选地，所述动作数据包括角速度和加速度数据。

4.如权利要求1所述的主动自适应系统，其特征在于，所述动作平台为六自由度动作平台，包括现实模拟模块、六部电机和设置在六部电机上方的运动平台，所述六部电机分别在所述现实模拟模块的动作指令下各自驱动运动平台产生对应的动作。

5.如权利要求1所述的主动自适应系统，其特征在于，所述交互显示设备为虚拟现实显示设备；优选地，所述虚拟现实显示设备包括音视频模块和音视频数据接收模块。

6.如权利要求1所述的主动自适应系统，其特征在于，躯体固定所述姿态传感器的部位包括四肢和躯干；优选地，所述姿态传感器个数为12个，且分别固定在左大臂、左小臂、右大臂、右小臂、胸部、腰部、左大腿、左小腿、左脚、右大腿、右小腿和右脚。

7.如权利要求1-6中任一项所述的用于人体机能训练的主动自适应系统的控制方法，其特征在于，包括：

1)交互数据处理模块生成虚拟场景和虚拟人物，并发送到交互显示设备，同时将虚拟场景中的动作元素通过洗出算法生成动作指令实时发送到动作平台；

2)动作平台接收动作指令，并根据动作指令模拟所述虚拟场景中的动作元素进行对应动作；

3)姿态传感器组采集并发送实时躯体动作数据，交互数据处理模块接收实时躯体动作数据并通过洗出算法得到虚拟动作数据，然后将虚拟动作数据赋值于虚拟人物并发送至交互显示设备，使呈现的虚拟人物产生实时对应的动作。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述动作平台为六自由度动作平台，所述六自由度动作平台接收动作指令，并控制对应的一个或多个电机响应指令，通过电机驱动对应的曲柄，曲柄驱动运动平台产生对应的动作，使六自由度动作平台形成与虚拟场景中动作元素对应的现实场景。