基于虚拟现实的远程康复训练机器人系统中的人机交互技术

摘要

基于虚拟现实的远程康复训练机器人实时交互监控系统赴利用现代网络技术和虚拟现实技术以及康复训练机器人技术研制的。它可以利用当前发达的互联网对上肢康复训练机器人进行远程控制，使医生可以同时对多个患者进行远程康复训练治疗并及时掌握患者的康复情况。为了鼓励患者进行康复训练，从而提高康复训练的效果，采用基于虚拟环境的用户界面，通过虚拟游戏来鼓励患者积极主动地加入到康复训练中。 本文首先介绍了康复训练机器人的研究背景和研究意义，并结合国内外发展现状和应用情况，确定了基于虚拟现实的远群康复训练机器人实时监控交互系统的主要研究任务。通过对远程控制系统的功能需求分析，给出了该控制系统的总体设计方案。康复专家端服务器和患者端服务器是该系统的两人组成部分，其中康复专家端服务器主要负责远程通信、数据处理、信号和视频显示、远程监控等任务。患者端服务器主要负责网络通信、视频采集、训练参数采集，以及三维虚拟游戏的控制等功能。 本文对两端服务器的设计过程和设计方法进行了详细的介绍，并对该系统的软硬件进行了试验测试。试验证明该远程控制系统的各项性能指标达到了没计要求，运行可靠，完成一对多的远程康复训练和远程控制的设计任务。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题背景

1.2课题研究意义

1.3上肢康复训练机器人的研究进展

1.4本文研究目标

第二章 系统实现基础

2.1系统概述

2.1.1康复机械臂系统实现电路

2.1.2结论

2.2 Socket简介

2.2.1 Windows Socket分类

2.2.2 WinSocket基础

2.2.3 Winsock I/O方法

2.3 TCP/IP协议简介

2.4流媒体简介

2.5小结

第三章 系统实现

3.1视频捕捉系统的实现

3.1.1 VFW简介

3.1.2视频捕捉相关API原函数介绍以及说明

3.1.3视频图像显示相关技术

3.2客户端应用软件设计

3.2.1视频传输模块

3.2.2康复训练参数采集及其传输模块的实现

3.3服务器端软件的设计

3.3.1视频服务器设计

3.3.2数据服务器实现

3.3.3交互界面实现

3.4小结

第四章 虚拟游戏界面设计

4.1虚拟现实技术在康复中的应用

4.2虚拟技术在康复医学领域的应用及其意义

4.3虚拟现实关键技术

4.3.1 DirectX基础

4.3.2 Direct 3D简介

4.3.3 Direct 3D 设备

4.4 DirectX的初始化

4.5虚拟游戏界面的设计及其实现

4.5.1游戏界面设计

4.6小结

第五章 总结与展望

5.1运行结果

5.2系统说明

5.3全文总结

5.4存在的问题和建议

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间发表的论文