基于定向越野的虚拟现实心理评估系统和方法与流程

本发明涉及虚拟现实和心理评估，尤其涉及一种基于定向越野的虚拟现实心理评估系统和方法。

背景技术：

1、在当前快速发展的社会环境下，各行各业激烈的竞争使人们承受的精神压力日渐增大，因此引发精神心理异常的人数也日渐增多。

2、当前高压力人群，存在着程度各异的心理障碍，较为普遍的心理问题主要有环境适应性问题、人际交往关系问题、学业及考试焦虑性问题、家庭问题以及高校择业问题等，这些问题开始趋于显著同时对于心理健康教育和评估也提出了新的需求，心理健康教育评估设备的建设需要更加规范更加专业才能满足心理健康管理的需求。

3、如何对学生等高压力人群的心理健康进行全面准确的提前评估，并对心理压力进行有效的缓解，是当前急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于定向越野的虚拟现实心理评估系统和方法，实现对学生等高压力人群的心理健康进行快速准确的评估，并对心理压力进行有效的缓解。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面，公开了一种基于定向越野的虚拟现实心理评估系统，包括万向跑步机、运动测量模块、虚拟现实头盔、心理评估模块和监测模块；

3、所述万向跑步机、运动测量模块、虚拟现实头盔和监测模块，与心理评估模块相连接；

4、所述运动测量模块，与虚拟现实头盔相连接；

5、所述监测模块，用于对用户的生理信号进行采集处理，得到采集信息集合；所述虚拟现实头盔，用于根据用户指令信息，显示相应的定向越野的虚拟场景信息和心理测试信息；

6、所述万向跑步机，用于为用户进行定向越野活动提供运动场地；

7、所述心理评估模块，用于采集得到用户腿部的运动轨迹信息、监测模块的采集信息集合、用户眼部运动信息集合和用户对心理测试信息的反馈信息，对所述用户腿部的运动轨迹信息、监测模块的采集信息集合、用户眼部运动信息集合和用户对心理测试信息的反馈信息进行评估处理，得到用户的心理评估结果信息。

8、所述监测模块，包括脑电检测仪和近红外检测仪；所述采集信息集合，包括用户心率信息、用户脑电信息、用户氧合血红蛋白浓度信息、用户脱氧血红蛋白浓度信息、用户总血红蛋白浓度信息；

9、所述脑电检测仪，用于对用户的脑电信号进行监测，得到用户脑电信息；

10、所述近红外检测仪，用于对用户的血生化值进行检测，得到用户血液信息。

11、所述运动测量模块，包括无线通信模块和设置于用户腿部的六轴加速度传感器；所述六轴加速度传感器，用于采集得到用户腿部的运动轨迹信息；所述无线通信模块，用于将所述用户腿部的运动轨迹信息，发送至虚拟现实头盔和心理评估模块。

12、所述虚拟现实头盔，用于根据用户指令信息，显示相应的定向越野的虚拟场景信息和心理测试信息；接收和利用所述用户腿部的运动轨迹信息，驱动定向越野的虚拟场景信息进行相应变化；接收得到用户对心理测试信息的反馈信息，将所述心理测试信息和反馈信息发送至心理评估模块；将检测得到的用户眼部运动信息集合，发送至心理评估模块；

13、所述虚拟现实头盔，包括头盔本体、显示屏、眼动追踪传感器和输入装置；所述眼动追踪传感器，设置于显示屏的边缘，用于检测得到用户眼部运动信息集合；所述用户眼部运动信息集合，包括用户眼部的感兴趣区域roi、用户对roi区域的注视时间、用户注视点的数量、注视点切换的频率；

14、所述显示屏和眼动追踪传感器，设置于头盔本体内部的用户眼部平视注视的区域；所述显示屏，用于向用户显示定向越野的虚拟场景信息和心理测试信息；

15、所述输入装置，用于接收用户的指令信息和用户对心理测试信息的反馈信息。

16、所述万向跑步机，包括跑步平台、支架、绑带和滚轮组；

17、所述支架设置于跑步平台上；

18、所述绑带的第一端与支架相连接，所述绑带的第二端与用户腰部相连接；

19、所述绑带，用于限制用户的运动区域位于跑步平台范围内；

20、所述滚轮组，包括若干个可滑动的滚轮，设置于用户鞋的底部或跑步平台上。

21、本发明实施例第二方面，公开了一种基于定向越野的虚拟现实心理评估方法，利用所述的基于定向越野的虚拟现实心理评估系统来实现，包括：

22、s1，基于用户指令信息，利用所述虚拟现实头盔，向用户显示相应的定向越野的虚拟场景信息和心理测试信息；

23、s2，利用所述虚拟现实头盔，采集得到用户对心理测试信息的反馈信息和用户眼部运动信息集合；

24、s3，利用所述监测模块，对用户的生理信号进行采集处理，得到采集信息集合；

25、s4，利用所述运动测量模块，采集得到用户腿部的运动轨迹信息；

26、s5，利用所述心理评估模块，对所述采集得到的用户腿部的运动轨迹信息、监测模块的采集信息集合、用户眼部运动信息集合和用户对心理测试信息的反馈信息进行评估处理，得到用户的心理评估结果信息。

27、所述利用所述心理评估模块，对所述采集得到的用户腿部的运动轨迹信息、监测模块的采集信息集合、用户眼部运动信息集合和用户对心理测试信息的反馈信息进行评估处理，得到用户的心理评估结果信息，包括:

28、s51，对所述用户腿部的运动轨迹信息、监测模块的采集信息集合、用户眼部运动信息集合和用户对心理测试信息的反馈信息进行时间对齐处理，得到采集信息序列集合；所述采集信息序列集合，包括采集信息序列；所述采集信息序列，为每一类采集信息的时间序列；所述采集信息序列的类别，包括用户心率信息类别、用户脑电信息类别、用户氧合血红蛋白浓度信息类别、用户脱氧血红蛋白浓度信息类别、用户总血红蛋白浓度信息类别、用户眼部的感兴趣区域roi信息类别、用户对roi区域的注视时间信息类别、用户注视点的数量信息类别、注视点切换的频率信息类别和用户对心理测试信息的反馈信息类别；

29、s52，确定每一类别的采集信息序列，为所述类别的第一信息序列；对所述类别的第一信息序列，进行数据平滑处理，得到所述类别的第二信息序列；

30、s53，对每一类别的采集信息序列，分别对其对应的第一信息序列和第二信息序列进行高阶累积量计算处理，得到所述类别的高阶累积量序列；

31、s54，对每个类别的高阶累积量序列进行权重计算处理，得到所述类别的权重值；

32、s55，对每个类别的采集信息序列，分别进行特征值计算处理，得到所述类别的特征值；

33、s56，利用所有类别的权重值和特征值进行加权求和处理，得到用户的心理评估结果信息。

34、所述对每一类别的采集信息序列，分别对其对应的第一信息序列和第二信息序列进行高阶累积量计算处理，得到所述类别的高阶累积量序列，包括：

35、s531，将某一类别对应的第一信息序列和第二信息序列，分别表示为x(n)和y(n)，n表示序列中的数值序号数，n＝1,2,...,n，n表示所述信息序列包含的元素个数；

36、s532，对所述第一信息序列和第二信息序列分别进行高阶自累积量计算，得到高阶自累积量集合；所述高阶自累积量集合，包括第一高阶自累积量和第二高阶自累积量；

37、s533，对所述第一信息序列和第二信息序列分别进行高阶互累积量计算，得到高阶互累积量集合；

38、s534，确定所述高阶互累积量集合和高阶自累积量集合，为所述类别对应的高阶累积量序列。

39、所述第一高阶自累积量，包括第一参数四阶累积量rx4、第一参数六阶累积量rx6和第一参数八阶累积量rx8；

40、所述第二高阶自累积量，包括第二参数三阶累积量ry3、第二参数五阶累积量ry5和第二参数七阶累积量ry7；

41、所述高阶自累积量的计算过程，包括：

42、

43、

44、其中，fft表示傅里叶变换；

45、所述高阶互累积量集合，包括第一互累积量rxy34、第二互累加量rxy56和第三互累积量rxy78；

46、所述高阶互累积量的计算过程，表示为：

47、

48、

49、其中，fft表示傅里叶变换。

50、所述权重计算处理过程的表达式为：

51、

52、其中，a1为类别的权重值，α为权重计算常数。

53、本发明的有益效果为：

54、1、本发明通过引入万向跑步机，通过使得用户在完成虚拟定向越野活动的同时，对用户的各类心理和生理指标进行采集，获得了能够反映用户真实心理状态的测量信息，从而为准确的心理评估提供了真实数据；

55、2、本发明通过进行虚拟定向越野的方式，在完成准确的心理评估的同时，使得用户达到锻炼身体的目的，也大大减少了评估场地需求，降低了评估成本。

56、3、本发明利用所采集的用户的多模态特征量进行心理评估，并利用高阶累积量方法，在全面采集用户的数据的同时，有效降低了采集噪声和各类干扰因素的影响，保证了评估结果的客观准确。