自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统及方法
专利汇可以提供自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开提供了一种 自闭症 谱系障碍 混合现实 康复训练系统及方法，将自闭症儿童的临床康复训练课程内容与混合现实技术的优势相结合，在康复师的指导下，设计了一套训练课程。课程针对认知训练、理解训练、模仿训练三个方面，将传统训练内容融合到该系统中，构建了一个有趣、沉浸、游戏式的交互训练系统。本系统不需要昂贵的混合现实设备，能引起自闭症儿童更多的兴趣、更高的专注和更好的训练表现。，下面是自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统，其特征是：包括：
投影模块，包括一鱼缸和投影仪，鱼缸至少具有一面透明面，且该面上附着有一液晶调光膜，通过改变液晶调光膜的通电状态，使鱼缸的该面在透明状态和非透明状态之间转换，为所述投影仪形成投影屏幕；
交互模块，包括设置于所述鱼缸的另一个面的红外边框触摸屏，被配置为通过触摸操作将用户在物理空间中的操作转换为对虚拟场景中物体的操作；
场景渲染模块，被配置为利用三维动画和语音合成技术模拟真实的海底场景，将虚拟场景投影到真实的鱼缸场景中，达到混合现实的效果；
多维训练模块，包括认知训练、理解训练和模仿训练子模块，所述认知训练模块子提供多幅图像，并保证多幅图像中至少相同的图片，并接收触屏操作结果，所述理解训练子模块，被配置为在场景中提供非水生动物，并接收接触信息，确定所选择的位置；所述模仿训练子模块，被配置为提供多个鱼篓和多种类鱼图像，接收将对象拖拽到鱼篓中的拖拽操作。
2.如权利要求1所述的一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统，其特征是：所述鱼缸表面的四周设置有红外触摸框，包括相互匹配的红外线发射与接收感测元件，在鱼缸的一个表面形成红外线探测网。
3.如权利要求1所述的一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统，其特征是：所述红外触摸屏通过自带的USB数据线与上位机相连接，在鱼缸表面使用手指触摸，触摸屏会响应手指触摸操作，将触摸响应及触摸位置传递给上位机，从而进行交互操作。
4.如权利要求1所述的一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统，其特征是：所述交互模块接收用户的点选或拖拽的触控操作，触摸屏会响应手指的触控操作，将触摸响应及触摸位置传递给多维训练模块，多维训练模块将得到的触控位置转换为虚拟渲染场景中对应的位置，实现与虚拟场景中物体的互动。
5.如权利要求1所述的一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统，其特征是：所述场景渲染模块，还包括声音播放模块，被配置为在场景渲染时发出相应的动物的叫声或动作操作结果提示。
6.一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练方法，其特征是：包括：
改变液晶调光膜的通电状态，使鱼缸从透明状态转换为非透明状态，形成投影屏幕；
开启红外边框触摸屏，接收用户在物理空间中的触屏操作转换为对虚拟场景中物体的操作；
利用三维动画和语音合成技术模拟真实的海底场景，将虚拟场景投影到真实的鱼缸场景中，达到混合现实的效果；
在认知训练环节中，接收用户对屏幕上两张相同的图片并用手指连接的触屏操作，判断连接是否正确；
在理解训练环节，接收用户对场景中的非水生动物的选择所在的位置结果，判断指定是否正确；
在模仿训练环节，接收用户将对象拖拽到鱼篓中的手指拖拽操作，并判断分类是否正确。
7.如权利要求6所述的一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练方法，其特征是：在理解训练环节，根据手指点击位置是否位于非水生动物的坐标范围内进行判断，将每个非水生动物的世界坐标分别记为(x1,y1)，(x2,y2)等，将其转换为屏幕坐标，记为(x1.screen,y1.screen)，(x2.screen,y2.screen)等，将其屏幕坐标范围的半径大小设置为60像素点；获取当前手指点击的位置，记为(x,y)为屏幕坐标；如果一个动物(Abs(x-x1.screen)≤60)∩(Abs(y-y1.screen)≤60)，则判断手指点击的位置位于该动物的坐标范围内，即判断该操作成功。
8.如权利要求6所述的一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练方法，其特征是：在每个场景的背景中，都有鱼群在来回的游来游去，通过路径动画实现，具体包括：创建多个关键点，生成通过这些关键点的路径，在需要沿着路径移动的物体上添加Follow脚本，使对应的物体沿着既定路径运动。
9.如权利要求6所述的一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练方法，其特征是：在模仿训练环节，根据鱼类动物位置最终是否位于鱼篓的坐标范围内进行判断，首先添加每个需要拖拽的对象，如果从摄像机发出到点击坐标的射线经过某个对象，则该对象被点击，获得点击位置的世界坐标，计算点击位置与该对象世界坐标的偏移量，通过实时计算手指点击位置的世界坐标加上偏移量，即可实时得到被拖拽对象的世界坐标，从而实现手指拖拽。
10.如权利要求6所述的一种自闭症谱系障碍混合现实康复训练方法，其特征是：将鱼篓的世界坐标记为(xyulou,yyulou)，转换为屏幕坐标，记为(xyulou.screen,yyulou.screen)，将其屏幕坐标范围的半径大小设置为100像素点；将被拖拽对象的世界坐标分别记为(x1,y1)，(x2,y2)等，将其转换为屏幕坐标，记为(x1.screen,y1.screen)，(x2.screen,y2.screen)；如果一个拖拽对象(Abs(xyulou.screen-x1.screen)≤100)∩(Abs(yyulou.screen-y1.screen)≤100)，则判断该对象的位置位于鱼篓的坐标范围内，即该对象位于鱼篓中，则判断该操作成功。
自闭症谱系障碍混合现实康复训练系统及方法
技术领域
背景技术
早期干预能够有效改善自闭症的早期症状，特别是对于处在发展关键期的儿童。目前，中国治疗ASD的主要方式多是通过一些传统的认知干预和行为干预来进行康复训练，然而，传统的训练形式和内容多为治疗师通过语言和简单教具来实施，这种方式缺乏具体形象性，不
太符合早期儿童直观动作思维的特点，也缺乏对ASD儿童的吸引力。此外，由于患儿人群居多，医院的康复治疗师短缺，康复设施成本较高，导致医院的设备更新不及时，治疗手法也相对单一。
实。而且从自闭症患者的实验结果可以看出，虚拟现实技术和计算机辅助技术对于自闭症
患者的康复训练具有较好的康复效果。但是，目前已有的自闭症VR康复系统很少有关注并
适合低龄ASD儿童的。同时,目前大部分研究都忽视了基于动物形式的干预治疗在计算机辅
助干预治疗中的作用。
发明内容
知训练、理解训练、模仿训练三个方面，将传统训练内容融合到该系统中，构建了一个有趣、沉浸、游戏式的交互训练系统。本系统不需要昂贵的混合现实设备，能引起自闭症儿童更多的兴趣、更高的专注和更好的训练表现。
的触控位置转换为虚拟渲染场景中对应的位置，实现与虚拟场景中物体的互动。
经过某个对象，则该对象被点击，获得点击位置的世界坐标，计算点击位置与该对象世界坐标的偏移量，通过实时计算手指点击位置的世界坐标加上偏移量，即可实时得到被拖拽对
象的世界坐标，从而实现手指拖拽。
附图说明
具体实施方式：
儿通常无法长时间抓取某一件物品，并且他们学习肢体语言需要比常人更久的时间。对于
自闭症儿童而言，触摸是一个非常重要的社会信号。用手指直接点击屏幕的操作方式比较
简单和直接，更符合直观动作思维特点，降低认知载荷。患儿可以在较短时间内学会操作。
载体，通过改造鱼缸将虚拟场景投影到真实的鱼缸场景中，达到混合现实的效果。这种渲染方式不仅贴近实际体验，而且更能吸引自闭症儿童的注意力。
致；鱼缸的另一面是由液晶调光膜组成的玻璃，与鱼缸该面正后方的投影仪组成调光投影
系统。本发明所使用红外触摸屏尺寸与改进鱼缸该面玻璃尺寸的大小一致。
转换为虚拟渲染场景中对应的位置，实现与虚拟场景中物体的互动。
要包括每个训练环节中操作完成后的提示，操作成功后有一个语音反馈：“给你个赞”以及在屏幕上出现点赞手势，其中，“给你个赞”是使用科大讯飞语音合成技术合成的，将其添加到AudioSource中播放，点赞手势是一张图片，通过改变其Transform中Scale属性使其出
现，并在语音反馈结束后消失；另外，在理解训练环节中，操作结果提示还包括出现动物的语音自我介绍及叫声，也是添加到AudioSource中播放，其中自我介绍语音也是使用科大讯飞语音合成技术合成的。
行训练。当该项训练结束时，治疗师可以继续选择训练环节，或者停止训练。
症儿童再次进行尝试。
(不限制按下位置必须在左边图片的坐标范围内，在右边图片的坐标范围内也可以，抬起位置同理)，则判断该操作成功。
WorldToScreenPoint转换为屏幕坐标，记为(x1.screen,y1.screen)，(x2.screen,y2.screen)等，将其屏幕坐标范围的半径大小设置为60像素点；本环节通过Input.mousePosition来获取当前
手指点击的位置，记为(x,y)为屏幕坐标；以其中一个动物为例，如果(Abs(x-x1.screen)≤60)∩(Abs(y-y1.screen)≤60)，则判断手指点击的位置位于该动物的坐标范围内，即判断该操作成功。
某个对象，则该对象被点击，通过ScreenToWorldPoint获得点击位置的世界坐标，计算点击位置与该对象世界坐标的偏移量，通过实时计算手指点击位置的世界坐标加上偏移量，即
可实时得到被拖拽对象的世界坐标，从而实现手指拖拽。将鱼篓的世界坐标记为(xyulou,
yyulou)，通过WorldToScreenPoint转换为屏幕坐标，记为(xyulou.screen,yyulou.screen)，将其屏幕坐标范围的半径大小设置为100像素点；将被拖拽对象的世界坐标分别记为(x1,y1)，(x2,
y2)等，将其通过WorldToScreenPoint转换为屏幕坐标，记为(x1.screen,y1.screen)，(x2.screen,y2.screen)等；以其中一个拖拽对象为例，如果(Abs(xyulou.screen-x1.screen)≤100)∩(Abs(yyulou.screen-y1.screen)≤100)，则判断该对象的位置位于鱼篓的坐标范围内，即该对象位于鱼篓中，则判断该操作成功。
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