[发明专利]基于Kinect的上肢康复训练与评估方法

摘要

本发明公开了基于Kinect的上肢康复训练与评估方法，包括基Kinect的上肢测量方法和上肢运动康复训练模块与评估模块。基于Kinect的上肢测量方法主要是通过Kinect分别实时提取康复医师和患者上肢的肩、肘、腕关节的空间位置，并计算肩部、肘部相对参考关节点的三个自由度的动作角度；上肢运动康复训练模块与评估模块，先设计一套擦桌子、擦玻璃虚拟康复环境，其次，康复医师设计一套用于完成虚拟环境任务的标准动作，并根据Kinect的上肢测量方法计算生成标准运动角度数据模块，最后，通过Kinect上肢测量方法获得患者完成虚拟康复任务的实际运动数据模块，并与标准运动数据进行匹配，康复医师评估患者实际运动质量，给患者提供合理的康复反馈。

主权项

基于Kinect的上肢康复训练与评估方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1)在计算机中建立开发擦桌子、擦玻璃的虚拟康复环境，要求实现患者上肢的水平、垂直的综合康复训练；搭建数据库环境，用于储存标准运动数据以及实际运动数据；步骤2)将Kinect传感器与搭载虚拟康复环境的计算机通过数据线相接，并且安装在计算机显示屏的前方以及左右两侧；通过Kinect获取的数据通过接口函数传入虚拟康复环境中用于实现驱动虚拟场景内模型运动；步骤3)Kinect的上肢测量方法：将Kinect传感器定义的坐标系作为原坐标系，患者的躯干坐标系为目的坐标系，在目的坐标系的建立中，以躯干平面为yoz,右肩到左肩的空间向量方向为y轴的正方向，垂直于y轴向上的方向为z轴的正方向垂直于yoz平面向前方向为x轴的正方向；假设标记左肩关节点为PLShoulder、右肩关节点为PRShoulder、左肘关节点为PLElbow、右肘关节点为PRElbow、左腕关节点为PLWrist、右腕关节点为PRWrist；利用Kinect传感器获取骨架的关节点的三维空间位置，并利用计算机计算出各个关节点的相对参考节点的角度信息；步骤4)康复医师根据患者的需求设计一套标准的动作和姿势，用于完成擦桌子、擦玻璃的虚拟康复环境任务，通过Kinect传感器采集标准的关节相对运动参考三维空间位置信息，由步骤3)计算生成一套康复训练的标准运动角度数据模块；步骤5)患者完成擦桌子、擦玻璃虚拟康复任务，通过Kinect传感器采集患者实际的关节相对运动参考三维空间位置信息，由步骤3)计算得出各个关节节点的角度信息建立患者的实际运动数据模块；步骤6)通过计算机将数据库中的标准运动数据与实际运动数据进行匹配，根据患者实际运动质量进行评估，给患者提供相应的康复反馈。