【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟环境的CPR技术训练评价方法
本专利技术属于体感交互领域,具体的说是一种基于虚拟环境的CPR技术训练评价方法。
技术介绍
CPR是一项全民性的急救技术,全民性质的教学训练会占据大量的人力资源和教学资源,当前的运动训练大多需要进行现场指导教学,训练成本需求过高,或者观看录像之后跟随学习,结束之后不能自我纠正不规范的动作。而基于虚拟现实技术,在虚拟环境下进行教学训练有着占地小,自主性强,可重复性好的优点在使用者家中进行技术普及。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于虚拟环境的CPR技术训练评价方法,该方法通过Unity3D设计虚拟的教学平台,以KinectV2采集的骨骼点为基础,保持每秒30帧采集人体动态坐标数据,并计算相应动态参数对动作归类处理,与静态标准点对比并计算偏移量和相关参数;再结合动态参量判断各类型动作标准度,最终根据评分标准计算动作评分,给出改善建议,从而起到指导教学的作用,填补了该领域在市场上的空白。本专利技术技术方案结合附图说明如下:一种基于虚拟环境的CPR技术训练评价方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、构建虚拟教学平台;步骤二、训练动作的判定;步骤三、训练动作评价。所述步骤一的具体方法为:在Unity3D环境中插入CPR教学演示的视频,播放完毕后进行下一动作的文字提醒;使用者可以通过KinectV2的语音识别控制视频播放和停止,同时实现环境重建,预动作识别,训练场景中的人体重要部位点通过Unity3D中的着色器 ...
【技术保护点】
1.一种基于虚拟环境的CPR技术训练评价方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:/n步骤一、构建虚拟教学平台;/n步骤二、训练动作的判定;/n步骤三、训练动作评价。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟环境的CPR技术训练评价方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、构建虚拟教学平台;
步骤二、训练动作的判定;
步骤三、训练动作评价。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟环境的CPR技术训练评价方法,其特征在于,所述步骤一的具体方法为:在Unity3D环境中插入CPR教学演示的视频,播放完毕后进行下一动作的文字提醒;使用者可以通过KinectV2的语音识别控制视频播放和停止,同时实现环境重建,预动作识别,训练场景中的人体重要部位点通过Unity3D中的着色器功能提供高亮显示,便于使用者在学习过程中快速找到正确施力点。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟环境的CPR技术训练评价方法,其特征在于,所述步骤二的具体方法为:
利用KinectV2每秒30帧采集人体骨骼点的动态坐标并计算相应节点间的向量和部分骨骼点的偏移距离;具体如下:
21)主要环境点的定位;
Unity3D激活场景后,训练系统进行坐标校准,生成虚拟人体模型,根据Kniect的坐标系,定位胸外按压正确施力点Pa(-20,25,200)、模型呼吸中心点Pb(20,20,200);
22)人体骨骼点的识别;
通过Kniect采集使用者的骨骼坐标数据,包括头部A1,γ(x1,γ,y1,γ,z1,γ)、颈部A2,γ(x2,γ,y2,γ,z2,γ)、肩中心A3,γ(x3,γ,y3,γ,z3,γ)、左手腕A4,γ(x4,γ,y4,γ,z4,γ)、右手腕A5,γ(x5,γ,y5,γ,z5,γ)、左肘A6,γ(x6,γ,y6,γ,z6,γ)、右肘A7,γ(x7,γ,y7,γ,z7,γ)、左肩膀A8,γ(x8,γ,y8,γ,z8,γ)、右肩膀A9,γ(x9,γ,y9,γ,z9,γ)、脊柱A10,γ(x10,γ,y10,γ,z10,γ)、髋关节中心A11,γ(x11,γ,y11,γ,z11,γ)、左掌心A12,γ(x12,γ,y12,γ,z12,γ)、右掌心A13,γ(x13,γ,y13,γ,z13,γ);
23)动作归类;
系统启动后的45s用于坐标系校准以及语音文字交互功能,指导用户报警并检查患者即人体模型状态,45s后进行动作归类处理并记录操作时间;
CPR技术操作包括胸外按压和人工呼吸两部分动作,通过肘关节点延伸出的两向量夹角对两类动作归类,以两臂的肘关节为中心点,分别向肩关节、腕关节延伸,得到四条向量,记左肘到左手腕的向量为左肘到左肩膀的向量为右肘到右手腕的向量为右肘到右肩膀的向量为
因此,空间中两对向量的夹角分别为其中|θ1|,|θ2|均小于等于180°,取当θ3≥175°时,该动作归类为胸外按压,依照胸外按压动作进行标准化判定,反之,则归类到人工呼吸动作,依照人工呼吸判别标准进行标准化判定;
训练过程需记录两类动作的时间,记m为胸外按压时长,初始值为0,每有一帧归类为胸外按压动作,则m=m+1;记n为人工呼吸时长,初始值为0,每有一帧...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈立,李闺臣,陈晗,高大伟,郑璐芳,孟秋艳,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林;22
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