一种面向学龄前自闭症儿童交互能力的数字化训练系统
阅读说明：本技术 一种面向学龄前自闭症儿童交互能力的数字化训练系统 (Digital training system for interactive capacity of preschool autism children ) 是由 刘源 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：一种面向学龄前自闭症儿童交互能力的数字化训练系统,计算机终端与智能感应地面屏交互数据,数字化训练软件在计算机终端上运行,受训的自闭症儿童在智能感应地面屏上按照数字化训练软件的规则要求进行走动或跑动,智能感应地面屏实时检测采集受训儿童的轨迹信息,并将其发给计算机终端的数字化训练软件,完成人与机器之间的互动；数字化训练软件将采集的轨迹信息发送给信息管理云平台服务器进行分析以实现对受训儿童交互能力的评估；系统使用者利用计算机终端远程访问信息管理云平台查询训练分析评估结果；本发明人机交互行为过程简单易行,适合学龄前自闭症儿童的训练需求。(A digital training system for interaction capacity of preschool autism children is characterized in that a computer terminal interacts data with an intelligent induction ground screen, digital training software runs on the computer terminal, trained autism children walk or run on the intelligent induction ground screen according to the rule requirements of the digital training software, and the intelligent induction ground screen detects and acquires track information of the trained children in real time and sends the track information to the digital training software of the computer terminal to finish interaction between a person and a machine; the digital training software sends the acquired track information to an information management cloud platform server for analysis so as to realize the evaluation of the interaction capacity of the trained children; a system user remotely accesses the information management cloud platform by using a computer terminal to inquire, train, analyze and evaluate results; the human-computer interaction behavior process is simple and easy to implement, and meets the training requirements of preschool autism children.)
技术领域
本发明属于计算机图形学、人机交互技术、智能传感技术、认知学等领域，涉及一种面向学龄前自闭症儿童交互能力的数字化训练系统，基于Unity3D、智能感知交互地面屏的人机交互和云平台网络等技术设计训练系统，实时检测采集受训儿童的轨迹信息，形成人与机器之间的互动和评价。
背景技术
自闭症是一种严重的发育障碍疾病，也称作孤独症，主要有三方面的显著特征，即社会交往障碍，语言表达障碍以及伴随着刻板的行为与兴趣等，自闭症儿童无法与正常儿童进行正常的社会交往活动，在社会和生活的方方面面都是孤独者，会影响以后身心的健康发展及生活。
研究认为自闭症儿童的认知缺陷主因是大脑内某个最后链通途径产生特定的疾病，没有有效的药物可以用于治疗，主要采用以培养儿童认知行为和人际交往为基础的康复方法，如应用行为分析法（ABA）、地板时光法等。近年，国际上出现了采用基于数字视频游戏训练系统，来改善其认知行为缺陷功能，取得了较好的效果。
但这些系统主要是基于手持平板电脑，及训练游戏操作的复杂性，对受训儿童的年龄要求在学龄期，不适用于学龄前儿童。
发明内容
本发明的目的在于为学龄前的儿童提供一种自闭症儿童交互能力的数字化训练系统。
为了达到上述目的，本发明的实现方案是：
一种面向学龄前自闭症儿童交互能力的数字化训练系统，由计算机终端，智能感知交互地面屏，信息管理云平台服务器组成，计算机终端与智能感知交互地面屏经HDMI视频线、回传互动信号RJ45接口网线和控制信号发送USB接口网线等三线连接，计算机终端经互联网访问信息管理云平台服务器。
所述的计算机终端包括数字化训练软件、交互数据采集软件、智能感知交互地面屏管理软件：
所述的数字化训练软件依据沉浸式交互视频游戏技术与经典的ABA、地板时光训练法相融合，使用Unity3D设计基于智能感知交互地面屏的数字视频交互训练游戏，采用智能感知交互地面屏的传感器采集受训儿童的轨迹信息来确定受训儿童的交互行为能力，实现了人机交互行为过程，并以自适应的方式调整训练难易度，满足其个性化的训练需要；考虑到不同自闭症儿童的兴趣爱好，设计多个虚拟化训练场景；
所述的交互数据采集软件用于计算机终端获得智能感知交互地面屏上感知采集受训儿童的轨迹信息；
所述的智能感知交互地面屏管理软件用于对智能感知交互地面屏幕的控制器件、屏体单元的组合、互动感知数据采集灵敏度、屏幕亮度、灰度、色彩等配置。
所述的智能感知交互地面屏，其与计算机终端的互动数据接口采用了异步多址方式，实现互动信息采集处理与交互训练游戏软件信息调用处理分离，便于交互训练游戏软件的多模块并行调用。
所述的信息管理云平台服务器，部署在云端，包括数字化训练数据管理软件，用于对儿童训练过程的感知数据进行分析和训练效果的评价，其主要功能模块包括受训儿童的基本资料、训练数据、指标分析等，并会自动形成训练效果的客观评价报告。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明依据沉浸式交互视频游戏技术与经典的ABA、地板时光训练法相融合，使用Unity3D设计开发基于智能感知交互地面屏的数字视频交互训练游戏，采用智能感知交互地面屏的传感器采集受训儿童的轨迹信息来确定受训儿童的交互行为能力，实现了人机交互行为过程；并以自适应的方式调整训练难易度，满足其个性化的训练需要；考虑到不同自闭症儿童的兴趣爱好，设计了多个虚拟化训练场景。信息管理云平台服务器，部署在云端，包括数字化训练数据管理软件，用于对儿童训练过程的感知数据进行分析和训练效果的客观评价。本发明人机交互行为过程简单易行，适合学龄前自闭症儿童的训练需求。
附图说明
图1是本发明一种面向学龄前自闭症儿童交互能力的数字化训练系统组成。
图2是本发明一种面向学龄前自闭症儿童交互能力的数字化训练系统的逻辑流程。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
以下实例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种面向学龄前自闭症儿童交互能力的数字化训练系统，如图1所示由计算机终端，智能感知交互地面屏，管理云平台服务器组成，计算机终端与智能感知交互地面屏经HDMI视频线、回传互动信号RJ45接口网线和控制信号发送USB接口网线等三线连接，计算机终端经互联网访问管理云服务器。
计算机终端包括数字化训练软件、交互数据采集软件、智能感知交互地面屏管理软件；
计算机终端上的数字化训练软件包含依据沉浸式交互视频游戏技术与经典的ABA、地板时光训练法相融合，使用Unity3D设计基于智能感知交互地面屏的数字视频交互训练游戏，采用智能感知交互地面屏的传感器采集受训儿童的轨迹信息来确定受训儿童的交互行为能力，交互行为过程简单易行，可以满足学龄前自闭症儿童的训练需求；并以自适应的方式调整训练难易度，满足其个性化的训练需要；考虑到不同自闭症儿童兴趣爱好，设计了多个虚拟化训练场景。
智能感知交互地面屏，其与计算机终端的互动数据接口采用了异步多址方式，实现互动信息采集处理与交互训练游戏软件信息调用处理分离，便于交互训练游戏软件的多模块并行调用。
管理云平台服务器，部署在云端，包括数字化训练数据管理软件，用于对儿童训练过程的感知数据进行分析和训练效果的评价，其主要功能模块包括受训儿童的基本资料、训练数据、指标分析等，并会自动形成训练效果的客观评价报告。
包括以下流程步骤，如图2所示：
（1）启动硬件，为所述的交互数据采集软件，用于感知采集受训儿童的轨迹信息。
（2）启动数字视频交互训练游戏，依据沉浸式交互视频游戏技术与经典的ABA、地板时光训练法相融合，使用Unity3D设计制作基于智能感知交互地面屏的数字视频交互训练游戏。
本实施例中，设计开发的数字视频交互训练游戏中，突出了对游戏训练目标元素颜色、特点的识别，引导受训儿童与游戏之间正确的互动操作。
本实施例中，设计开发的数字视频交互训练游戏中，强调了对游戏训练目标元素全屏随机位置出现的快速感知，引导受训儿童与游戏之间360度的正确互动操作。
本实施例中，设计开发的数字视频交互训练游戏中，强调了对游戏训练非目标元素全屏随机位置出现的快速感知，引导受训儿童与游戏之间360度的规避互动操作。
（3）智能感应采集受训儿童轨迹，采用智能感知交互地面屏实时采集受训儿童的互动轨迹信息，并传递给计算机终端做出相应动作，如果完成的好将给予奖励分，完成的不好将扣除奖励分。
本实施例中，所述的智能感知交互地面屏是一种基于光传感器的LED地面屏，面罩为高分子复合材料，高韧度与高耐磨性，防潮、防滑、透光、承重性好，感应时间快。
本实施例中，所述的智能感知交互地面屏与计算机终端的互动数据接口采用了异步多址方式，实现互动信息采集处理与交互训练游戏软件信息调用处理分离，便于交互训练游戏软件的多模块并行调用。
（4）自适应调整训练等级。
本实施例中，数字化训练软件依据受训儿童的完成情况，以自适应的方式调整训练难易度，满足其个性化的训练需要。
（5）信息管理云平台服务器查看训练分析评估结果。
本实施例中，所述的信息管理云平台服务器部署在云端，包括数字化训练数据管理软件，用于对儿童训练过程的感知数据进行分析和训练效果的评价，其主要功能模块包括受训儿童的基本资料、训练数据、指标分析等，并会自动形成训练效果的客观评价报告。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
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