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基于Kinect的人体康复系统研究与设计

姜振兴
中国海洋大学
引用
社会伤残、瘫痪患者人群日益庞大,对康复训练的需求越来越迫切,而目前康复医疗方面,主要以人工辅助康复和机器人辅助康复为主,但由于康复医护人员需求严重短缺以及智能机器人造价昂贵、维护成本高而无法广泛普及等因素,人工和机器人辅助康复对人力物力耗费很大。随着计算机视觉技术的迅速发展,基于图像分析的技术广泛应用于工业产品检测、农业害虫防治、交通车辆监控、可视化管理和医疗监护等各个领域。计算机视觉技术成本低廉,技术日益成熟,所以设计一套基于计算机视觉技术的康复医疗训练系统,满足广大病患者的康复医疗需求具有重要意义。  本文以计算机视觉技术为解决问题的基础,采用微软研发的Kinect体感设备获取病患者训练的骨骼信息,研究设计基于Kinect设备的人体康复训练系统。系统设计了多种训练场景和训练任务,病患者在康复教练和主治医生的指导下,选择训练场景,完成训练任务,然后系统评估并将结果反馈给医生,监控康复训练进度。主要研究内容如下:  (1)研究三维场景渲染的方法。提出了基于细节层次(LOD)地形渲染技术和基于SilverLining天空渲染技术相结合的三维场景渲染技术,设计丰富多彩的康复训练场景。  (2)研究康复训练效果评估的方法。提出了基于最长公共子序列(LCS)算法和RANSAC算法相结合的LCS-RANSAC双重动作流相似度评估算法,有效的解决了病患者康复训练效果的评估问题,为康复教练和主治医生提供可信度较高的医疗依据。  (3)研究康复训练的方法。提出了基于Kinect骨骼信息采集技术的康复任务训练方法,该方法通过骨骼信息实时控制人物模型来完成系统训练任务,并采集康复教练的标准动作流和病患者的训练动作流,对比评估实现康复训练。

康复医疗;训练系统;设计理念;计算机视觉技术

中国海洋大学

硕士

计算机技术

魏志强

2015

中文

R496;TP391.41

71

2016-01-27(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)