基于視覺的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在手功能康復(fù)中的應(yīng)用研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是在虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。它是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)生成的虛擬信息疊加到用戶所在的真實(shí)場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的增強(qiáng)。用戶可以以更加自然的方式與環(huán)境中的真實(shí)和虛擬的物體進(jìn)行交互。將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到康復(fù)領(lǐng)域已經(jīng)成為了國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，它不僅可以以貼近生活的方式幫助患者訓(xùn)練，還可以讓患者擺脫對(duì)治療師的依賴，自主進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，更具有真實(shí)性。
　　本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目為背景，結(jié)合標(biāo)識(shí)和自然特征，設(shè)計(jì)并開發(fā)一個(gè)基于視覺的增強(qiáng)

2、現(xiàn)實(shí)手部康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　本文對(duì)目前基于標(biāo)識(shí)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)研究現(xiàn)狀做了相關(guān)的比較，分析各種標(biāo)識(shí)的設(shè)計(jì)原理和不足之處。針對(duì)手部康復(fù)訓(xùn)練的需要，本文改進(jìn)一種用于手部康復(fù)訓(xùn)練的海明碼彩色標(biāo)識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了彩色標(biāo)識(shí)的魯棒性和實(shí)用性。
　　其次，本文對(duì)基于自然特征的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)做了相關(guān)的研究，并提出一種基于ORB和KLT結(jié)合單應(yīng)性矩陣的跟蹤注冊(cè)方法。該方法的創(chuàng)新點(diǎn)在于對(duì)傳統(tǒng)KLT算法的改進(jìn)，通過加入圖像金字塔分

3、析在特征點(diǎn)“大運(yùn)動(dòng)”情況下的跟蹤性能，使用改進(jìn)的KLT算法結(jié)合單應(yīng)性矩陣對(duì)目標(biāo)特征進(jìn)行跟蹤注冊(cè)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性。
　　最后，本文開發(fā)設(shè)計(jì)一個(gè)基于視覺的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手部康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)將基于標(biāo)識(shí)和自然特征的跟蹤注冊(cè)方法相結(jié)合，設(shè)計(jì)了三個(gè)康復(fù)訓(xùn)練項(xiàng)目:柱子訓(xùn)練、插棍訓(xùn)練和打地鼠訓(xùn)練。三個(gè)項(xiàng)目在難度上具有遞進(jìn)關(guān)系，主要鍛煉人的手指、腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)等功能。最后通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了問卷評(píng)估和分析，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性